JPH0446717B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロボツト機構部の各駆動軸の姿勢角
度をロボツト制御部の現在位置表示に合わせるた
めの調整（キヤリブレーシヨン）を行なう関節型
ロボツトの原点調整方法に関し、更に詳しくは、
所定の基準点におけるキヤリブレーシヨンが行な
えない場合に簡単にゼロ度位置での補正量を決定
できるようにした関節型ロボツトの原点調整方法
に関する。

（従来の技術） 近年、半導体の組立や電子部品のプリント基板
への組込みのような作業を、水平面内で移動する
コンベアベルトの前に設置されたロボツトにより
行なわせるため、たとえば水平方向に回動する複
数の腕を有する水平関節型ロボツトなどが開発さ
れている。この種の関節型工業用ロボツトにおい
ては、プログラムされたコントロールデータに従
つて所定の作業を精度良く実行させるには、ロボ
ツトの操作前にロボツト機構部の座標系とロボツ
ト制御部の座標系とを精度良く一致させるいわゆ
るゼロ度調整（キヤリブレーシヨン）が必要であ
る。従来は、アーム間等、各連結境界部分にそれ
ぞれ基準位置を示すための目印あるいは位置決め
ピン等を設けて基準位置合せを行つていた。

（発明が解決しようとする問題点） この方法は、各目印、ピン等の位置合せ誤差が
累積して最終的にキヤリブレーシヨンに大きな累
積誤差を生じるという欠点がある。

そのため、出願人は、水平関節型ロボツトを工
場などに設置して所定の作業を行なわせる前に、
ゼロ度調整治具を基台の台座に固定し、さらにテ
ーブル状の治具と円柱状の治具を用い、ロボツト
制御部の座標とロボツト機構部の座標とを一致さ
せ、これを数値制御装置に登録し、キヤリブレー
シヨンを行うものを提案している（特願昭60−
200813）（特開昭62−63091号公報）。こうしたゼ
ロ度調整治具などをロボツトのベースの較正点に
固定して原点調整する方法では、位置合わせ誤差
の累積がない反面、ロボツトのアームを例えば第
５図に示すような基準姿勢にセツトしなければな
らず、ユーザがロボツトをラインに設置した後で
は、コンベアベルトなどの作業台が邪魔として、
基準姿勢を取ることができず原点調整が行なえな
い場合が生じる。

本発明は、こうした従来の問題点を無くするた
めになされたものであり、その目的は、所定の基
準点におけるキヤリブレーシヨンが行なえない場
合でも簡単にゼロ度位置での補正量を決定できる
関節型ロボツトの原点調整方法を提供することに
ある。

（問題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、ロボツト
機構部の座標系の基準点に所定のゼロ度調整治具
を固定して、この基準点でロボツト制御部の座標
系の動作基準点を位置合せして複数駆動軸のゼロ
度位置を調整する関節型ロボツトの原点調整方法
において、前記基準点とは別に設定された較正点
の位置データを記憶するステツプと、前記ゼロ度
調整治具を前記較正点に固定してロボツト制御部
の座標系の動作基準点を位置合せするステツプ
と、前記複数駆動軸のゼロ度位置補正量を前記較
正点の位置データによつて演算するステツプとか
ら構成され、関節型ロボツトのキヤリブレーシヨ
ンを前記基準点と該基準点とは別の較正点でそれ
ぞれ実行自在な関節型ロボツトの原点調整方法を
提供している。

（作用） 本発明方法によれば、関節型ロボツトを設置し
た後、これを使用する前に、ロボツトの本体ベー
ス部以外に基準点となる較正点を設定しているの
で、ロボツトの運動系部品を交換した場合や、ア
ーム先端部等の衝突によつて基準位置がずれた場
合などの基準位置合わせのための較正作業が容易
に行なえる。

（実施例） 以下、本発明方法の一実施例を、図面を用いて
詳細に説明する。

第２図は、サーボ制御されるロボツト制御装置
の一例を説明するためのブロツク図である。

このロボツト制御装置は、図示しないプレイバ
ツク式工業用ロボツトの教示、記憶、再生動作を
制御するもので、デイスプレイ装置１００を有し
た教示操作盤１０１により教示モード、リピート
モード等のモードを選択し、制御プログラムを記
憶しているROM１０４の制御下でハンドを移動
させて教示を行なうとともに、サーボモータのシ
ヤフトにはパルス発生器が取付けられ、各軸の移
動量が処理装置１０３により演算されて、データ
メモリ１０５に記憶されるようになつている。

さらに、処理装置１０３は後述する較正点の位
置データなどのパラメータを記憶するパラメータ
メモリ１０２、ロボツト指令データメモリ１０６
などを有しており、その他接続される周辺装置、
作業装置、センサからの信号にもとづいて所定の
パルス分配器１０７にて各軸のパルス分配演算を
行なつて、各軸のサーボユニツトを駆動制御する
ようにしている。

第３図は、上記ロボツト制御装置によりコント
ロールされる６軸関節型ロボツトの一例で、ロボ
ツトを所定の設置面１０に固定する固定ベース１
１を備えている。この固定ベース１１には、旋回
可能なＷ軸駆動機構を有するボデイー１２が設置
面１０に垂直な軸線θの周りに回転可能に取り付
けられている。１３はＷ軸アームであり、軸線θ
と軸線Ｗとは互いに直交している。このＷ軸アー
ム１３の先端にはＵ軸アーム１４の後端が軸線Ｕ
の周りに回転可能に取り付けられ、Ｕ軸アーム１
４の先端には手首ユニツト１５の基部１６がＵ軸
アーム１４の長手方向の軸線γの周りに回転可能
に取り付けられている。この手首ユニツト１５の
基部１６には、手首中間部１７を介して手首先端
部１８が取り付けられ、それらの軸線γ，β，α
はそれぞれ互いに直交している。

第４図は、上記ロボツトのアーム先端を示して
おり、ロボツト制御装置に設定された座標系の動
作基準点となる上記手首先端部１８には、通常は
ロボツトハンドなどの工具（ツール）が装着され
るが、ここでは基準位置決めのための所定の治具
１９が取り付けられている。この治具１９は、軸
線αに対し直交する第１平面２０と、第１平面２
０に対し直交する第２平面２１と、第１、第２平
面２０，２１に対して直交する第３平面２２とを
有している。

他方、固定ベース１１の基準点を決める基準面
１１ａには、支持体２３がボルト等により取外し
可能に固定され、前記治具１９が近接することで
ロボツトの基準位置を決定できるようになつてい
る。すなわち、この支持体２３は、この固定ベー
ス１１に設定される直交空間座標系でのXY座標
面に平行な第１フレーム２４、同YZ座標面に平
行な第２フレーム２５および同XZ座標面に平行
な第３フレーム２６とを有している。これら３つ
のフレーム２４〜２６には、それぞれダイアルゲ
ージ２７〜３２が取り付けられ、この支持体２３
に近接された治具１９の各平面のなす姿勢を検出
するための基準面を構成するようになつている。
そして、第６図に示すように、この基準点とは別
に、固定ベース１１とは異なる前記ロボツトの設
置面１０上に、位置決めピン３３などで設定した
較正点に、支持体２３を固定することもできるよ
うになつている。

次に本発明の調整方法について、第１図を参照
しながら説明する。

あらかじめ、工場などに設置されるロボツトは
キヤリブレーシヨンが行なわれているから、設置
時にコンベアベルトなどの作業台３４に邪魔され
ない設置面１０の所定箇所を較正点と決め、位置
決めピン３３などを植設し、ロボツトのアームの
先端部１８を動かして、基準面１１ａに設定され
た通常の基準点からの距離をロボツト機構部の座
標系において読み込んでおく。この時の位置デー
タは、その後ゼロ度調整治具つまり支持体２３と
治具１９を通常の基準点で位置合わせできず較正
点にて位置合わせした際に読み出され、較正点で
の位置補正量を演算した結果から基準点での補正
量に変換される。そして、操作盤のキヤリブレー
シヨンセツトボタンを押圧すると、この補正量が
ロボツトのＸ、Ｙ、Ｚ軸との手首の回転軸のイニ
シヤルデータとしてデータメモリ１０５に記憶さ
れ、ロボツト機構部の座標系とロボツト制御部の
座標系が精度良く完全に一致したことになる。

このようなキヤリブレーシヨン動作が終了した
後は、支持体２３および治具１９をそれぞれ較正
点の位置決めピン３３と手首先端部１８とから取
外し、手首に所定の工具を取り付けて、教示を行
つた後、通常のロボツト運転を行う。

すなわち、較正点での各駆動軸のゼロ度位置補
正量と、較正点の位置データとをそれぞれ処理装
置１０５に入力して、各動作軸の正しい現在位置
を演算することができ、これによりロボツト制御
部の位置表示を補正することができる。

以上、一実施例について説明したが、本発明方
法は上記実施例にのみ限定されるものではなく、
基準点とは別に設定される較正点を予めロボツト
のベースの背面側に決めておき、その位置データ
をロボツト制御部に記憶させておいてもよいし、
また位置合わせのための手段はダイアルゲージの
他にも種々の位置測定機器を使用することが出来
る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明方法によれば、関
節型ロボツトを設置した後、これを使用する前
に、ロボツトの本体ベース部以外に基準点となる
較正点を設定し、所定の基準点におけるキヤリブ
レーシヨンが行なえない場合でも簡単にゼロ度位
置での補正量を決定できるので、ユーザ側でロボ
ツトの運動系部品を交換した場合や、アーム先端
部等の衝突によつて基準位置がずれた場合などの
基準位置合わせのための較正作業が容易に行なえ
る関節型ロボツトの原点調整方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の一実施例を示す流れ
図、第２図は、サーボ制御されるロボツト制御部
の一例を示すブロツク図、第３図は、６軸関節型
ロボツトの一例を示す一部断面側面図、第４図
は、同ロボツトのアーム先端を示す斜視図、第５
図は、従来の原点較正方法を示す説明図、第６図
は、較正点でのロボツトの位置合わせの状態を示
す一部断面側面図である。 １００……デイスプレイ装置、１０３……処理
装置、１０５……データメモリ、１９……治具、
２３……支持体、２７〜３２……ダイアルゲー
ジ、３３……位置決めピン、３４……作業台。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロボツト機構部の座標系の基準点に所定のゼ
   ロ度調整治具を固定して、この基準点でロボツト
   制御部の座標系の動作基準点を位置合せして複数
   駆動軸のゼロ度位置を調整する関節型ロボツトの
   原点調整方法において、前記基準点とは別に設定
   された較正点の位置データを記憶するステツプ
   と、前記ゼロ度調整治具を前記較正点に固定して
   ロボツト制御部の座標系の動作基準点を位置合せ
   するステツプと、前記複数駆動軸のゼロ度位置補
   正量を前記較正点の位置データによつて演算する
   ステツプとから構成され、関節型ロボツトのキヤ
   リブレーシヨンを前記基準点と該基準点とは別の
   較正点でそれぞれ実行自在な関節型ロボツトの原
   点調整方法。 ２ ロボツト機構部の座標系における前記較正点
   の位置を、前記関節型ロボツトの各駆動軸を駆動
   することで読み取つて記憶するようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の関節型ロ
   ボツトの原点調整方法。