JPH052168B2 - - Google Patents

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JPH052168B2
JPH052168B2 JP61060726A JP6072686A JPH052168B2 JP H052168 B2 JPH052168 B2 JP H052168B2 JP 61060726 A JP61060726 A JP 61060726A JP 6072686 A JP6072686 A JP 6072686A JP H052168 B2 JPH052168 B2 JP H052168B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sphere
dimensional coordinate
correction
value
center position
Prior art date
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Expired - Lifetime
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JP61060726A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS62218808A (en
Inventor
Toshiaki Ueda
Juji Asano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOKYO BOEKI KK
Original Assignee
TOKYO BOEKI KK
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Filing date
Publication date
Application filed by TOKYO BOEKI KK filed Critical TOKYO BOEKI KK
Priority to JP6072686A priority Critical patent/JPS62218808A/en
Publication of JPS62218808A publication Critical patent/JPS62218808A/en
Publication of JPH052168B2 publication Critical patent/JPH052168B2/ja
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【発明の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本発明は、例えば、自動車の部品や車体等の立
体形状を計測する三次元計測ロボツト(三次元測
定装置)の精度補正方法に関し、詳しくは、直交
3軸の片持型の計測機機構のアームに、先端に接
触子を有する回転2軸及び曲折2軸の多関節アー
ムを設けた三次元計測ロボツトに於ける精度補正
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a method for correcting the accuracy of a three-dimensional measuring robot (three-dimensional measuring device) that measures the three-dimensional shape of, for example, automobile parts or car bodies. The present invention relates to an accuracy correction method for a three-dimensional measurement robot in which a three-axis orthogonal cantilever-type measuring mechanism arm is provided with a multi-joint arm having two rotating axes and two bending axes and having a contact at the tip.

ロ 従来の技術 従来から、三次元(立体形状)の計測には、直
交3軸の門型あるいは片持型の三次元測定装置が
使用されている。この2つのタイプの測定装置の
特長としては、前者は上から下方向への測定を基
本とし、後者は横方向からの測定を基本とするも
のであり、前者に比較してより計測可能な範囲が
広く有効性は大きいが、いずれにしても複雑形状
の計測には不向きであつた。
B. Prior Art Traditionally, gate-type or cantilever-type three-dimensional measuring devices with orthogonal three axes have been used to measure three-dimensional (three-dimensional shapes). The features of these two types of measuring devices are that the former basically measures from top to bottom, and the latter basically measures from the side, and has a wider measurable range than the former. Although it is widely used and highly effective, it is not suitable for measuring complex shapes.

そこで、近年、片持型の直交3軸の測定機のア
ームに回転2軸及び曲折2軸の多関節アームを設
け、この多関節アームの先端に接触子を設けて複
雑形状の計測を可能にする三次元計測ロボツトが
実現しつつある。
Therefore, in recent years, a multi-jointed arm with two rotating axes and two bending axes has been installed on the arm of a cantilever type three-axis orthogonal measuring machine, and a contactor is provided at the tip of this multi-jointed arm, making it possible to measure complex shapes. 3D measurement robots are becoming a reality.

ハ 発明が解決しようとする問題点 しかし、上記の改良された三次元計測ロボツト
では、多関節のアームを備えるため、可動部分が
多くあり、必然的にその分だけ大きな計測誤差を
生じる虞れがあり、適当な補正手段を講じなけれ
ば、とても高精度での実用化はできないという問
題があつた。そして、従来、この適当な補正手段
はなく、このため、多関節アームを備える改良さ
れた三次元計測ロボツトは実用化されないままで
あつた。
C. Problems to be Solved by the Invention However, since the above-mentioned improved three-dimensional measurement robot is equipped with a multi-joint arm, there are many movable parts, which inevitably leads to the possibility of large measurement errors. However, there was a problem in that it could not be put to practical use with very high accuracy unless appropriate correction means were taken. Conventionally, there has been no suitable correction means for this, and for this reason, an improved three-dimensional measurement robot equipped with a multi-joint arm has not been put into practical use.

本発明はこのような現状に鑑みてなされたもの
であり、改良された三次元計測ロボツトに於て、
その構造的なものから発生する計測誤差を補正し
計測精度を向上させる方法を提供することを目的
とする。
The present invention was made in view of the current situation, and includes an improved three-dimensional measurement robot.
The purpose of this invention is to provide a method for correcting measurement errors caused by such structural factors and improving measurement accuracy.

ニ 課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の第1の態様
は、測定対象物の表面に対して、直交3軸の計測
機機構のアームによつて支持された、第1回転
軸、第1曲折軸、第2回転軸及び第2曲折軸の順
に連結されてなる多関節アームの先端部に設けら
れた接触子を接触せしめることにより、前記測定
対象物の測定を行なう三次元計測ロボツトの計測
精度補正方法において、前記多関節アームの予め
定められた基準姿勢で、所定位置に設置された基
準治具の球体表面上の任意の4点に対して前記接
触子を当接させることにより、これら各点の三次
元座標値を求める第1の工程と、前記第1の工程
で得られた前記各点の三次元座標値と、前記各点
を通る球の方程式とによつて前記球体の中心位置
を示す三次元座標値及び半径の値を求める第2の
工程と、前記第2の工程で求めた前記球体の半径
の値と、予め保持されている前記球体の半径の値
との間の誤差値が所定の許容範囲内にあるとき
に、前記第2の工程で求めた三次元座標値を前記
多関節アームの基準姿勢での前記球体の中心位置
を示す誤差のない三次元座標値として保持する第
3の工程と、前記第2回転軸及び第2曲折軸につ
いては、所定の姿勢に保持した状態で且つ前記第
1回転軸及び前記第1曲折軸については夫々回転
角度及び曲折角度を変化させた状態で前記球体表
面上の任意の4点に対して前記接触子を当接させ
ることにより、これら各点の三次元座標値を求め
る第4の工程と、前記第4の工程で得られた前記
各点の三次元座標値と、前記各点と通る球の方程
式とによつて前記球体の中心位置を示す三次元座
標値を求める第5の工程と、前記第5の工程で求
めた前記球体の中心位置を示す三次元座標値と、
前記第3の工程で保持された前記球体の中心位置
を示す三次元座標値との間の差分を補正値とし
て、前記回転角度及び曲折角度を変数とするマト
リクス上に記憶させて第1の補正マトリクスを作
成する第6の工程と、前記第1回転軸及び前記第
1曲折軸については、所定の姿勢に保持した状態
で且つ前記第2回転軸及び前記第2曲折軸につい
ては夫々回転角度及び曲折角度を変化させた状態
で前記球体表面上の任意の4点に対して前記接触
子を当接させることにより、これら各点の三次元
座標値を求める第7の工程と、前記第7の工程で
得られた前記各点の三次元座標値と、前記各点を
通る球の方程式とによつて前記球体の中心位置を
示す三次元座標値を求める第8の工程と、前記第
8の工程で求めた前記球体の中心位置を示す三次
元座標値と、前記第3の工程で保持された前記球
体の中心位置を示す三次元座標値との間の差分を
補正値として、前記回転角度及び曲折角度を変数
とするマトリクス上に記憶させて第2の補正マト
リクスを作成する第9の工程と、前記三次元計測
ロボツトに対し、前記測定対象物上の測定点及び
該測定点に至る経路をテイーチングして、このテ
イーチングに基づいて前記測定点の自動計測を行
なつて測定値を求める第10の工程と、前記第10の
工程で前記測定値を求めるに際しての前記多関節
アームの姿勢に応じて前記第1及び第2の補正マ
トリクスから夫々近似的に補正値を検索する第11
の工程と、前記第1,第2の補正マトリクスのい
ずれか一方を、前記第11の工程において検索した
2つの補正値の合成が可能に座標変換するととも
に、この座標変換によつて得られた前記2つの補
正値の合成補正値だけ、前記第10の工程で求めた
測定値を補正する第12の工程と、 から成る構成とした。
D. Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a first aspect of the present invention, in which a first The object to be measured is measured by bringing a contactor provided at the tip of a multi-joint arm connected in this order to a first rotation axis, a first bending axis, a second rotation axis, and a second bending axis. In a measurement accuracy correction method for a three-dimensional measurement robot, the contactor is applied to arbitrary four points on the spherical surface of a reference jig installed at a predetermined position in a predetermined reference posture of the multi-jointed arm. A first step of determining the three-dimensional coordinate values of each of these points by making them contact, the three-dimensional coordinate values of each of the points obtained in the first step, and the equation of a sphere passing through each of the points. Therefore, a second step of determining the three-dimensional coordinate value and radius value indicating the center position of the sphere, the value of the radius of the sphere determined in the second step, and the radius of the sphere held in advance. When the error value between the value of a third step in which the second rotation axis and the second bending axis are held in predetermined postures, and the first rotation axis and the first bending axis are held in a predetermined posture; a fourth step of determining three-dimensional coordinate values of each of these points by bringing the contact into contact with four arbitrary points on the surface of the sphere while changing the rotation angle and the bending angle; a fifth step of determining a three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere based on the three-dimensional coordinate value of each point obtained in the fourth step and an equation of a sphere passing through each point; a three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere obtained in the fifth step;
A first correction is made by storing the difference between the three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere held in the third step as a correction value on a matrix having the rotation angle and the bending angle as variables. In the sixth step of creating a matrix, the first rotation axis and the first bending axis are held in predetermined postures, and the rotation angle and the second bending axis are adjusted, respectively. a seventh step of determining three-dimensional coordinate values of each of these points by bringing the contact into contact with four arbitrary points on the surface of the sphere while changing the bending angle; an eighth step of determining a three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere based on the three-dimensional coordinate value of each point obtained in the step and an equation of a sphere passing through each point; The rotation angle is determined by using the difference between the three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere obtained in the step and the three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere held in the third step as a correction value. and a ninth step of creating a second correction matrix by storing the bending angle on a matrix as variables; a tenth step of teaching and automatically measuring the measurement points based on this teaching to obtain a measured value; and a posture of the multi-jointed arm when obtaining the measured value in the tenth step. an eleventh step of retrieving approximate correction values from the first and second correction matrices, respectively, according to the
and coordinate transformation of either the first or second correction matrix to enable synthesis of the two correction values retrieved in the eleventh step, and and a twelfth step of correcting the measured value obtained in the tenth step by a composite correction value of the two correction values.

又、上記目的を達成するために本発明の第2の
態様は、測定対象物の表面に対して、直交3軸の
計測機機構のアームによつて支持された、第1回
転軸、第1曲折軸、第2回転軸及び第2曲折軸の
順に連結されてなる多関節アームの先端部に設け
られた接触子を接触せしめることにより、前記測
定対象物の測定を行なう三次元計測ロボツトの計
測精度補正方法において、前記多関節アームの予
め定められた基準姿勢で、所定位置に設置された
基準治具の球体表面上の任意の4点に対して前記
接触子を当接させることにより、これら各点の三
次元座標値を求める第1の工程と、前記第1の工
程で得られた前記各点の三次元座標値と、前記各
点を通る球の方程式とによつて前記球体の中心位
置を示す三次元座標値及び半径の値を求める第2
の工程と、前記第2の工程で求めた前記球体の半
径の値と、予め保持されている前記球体の半径の
値との間の誤差値が所定の許容範囲内にあるとき
に、前記第2の工程で求めた三次元座標値を前記
多関節アームの基準姿勢での前記球体の中心位置
を示す誤差のない三次元座標値として保持する第
3の工程と、前記第2回転軸及び前記第2曲折軸
については、所定の姿勢に保持した状態で且つ前
記第1回転軸及び前記第1曲折軸については夫々
回転角度及び曲折角度を変化させた状態で前記球
体表面上の任意の4点に対して前記接触子を当接
させることにより、これら各点の三次元座標値を
求める第4の工程と、前記第4の工程で得られた
前記各点の三次元座標値と、前記各点と通る球の
方程式とによつて前記球体の中心位置を示す三次
元座標値を求める第5の工程と、前記第5の工程
で求めた前記球体の中心位置を示す三次元座標値
と、前記第3の工程で保持された前記球体の中心
位置を示す三次元座標値との間の差分を補正値と
して、前記回転角度及び曲折角度を変数とするマ
トリクス上に記憶させて第1の補正マトリクスを
作成する第6の工程と、前記第1回転軸及び前記
第1曲折軸については、所定の姿勢に保持した状
態で且つ前記第2回転軸及び前記第2曲折軸につ
いては夫々回転角度及び曲折角度を変化させた状
態で前記球体表面上の任意の4点に対して前記接
触子を当接させることにより、これら各点の三次
元座標値を求める第7の工程と、前記第7の工程
で得られた前記各点の三次元座標値と、前記各点
を通る球の方程式とによつて前記球体の中心位置
を示す三次元座標値を求める第8の工程と、前記
第8の工程で求めた前記球体の中心位置を示す三
次元座標値と、前記第3の工程で保持された前記
球体の中心位置を示す三次元座標値との間の差分
を補正値として、前記回転角度及び曲折角度を変
数とするマトリクス上に記憶させて第2の補正マ
トリクスを作成する第9の工程と、前記三次元計
測ロボツトを制御する制御装置に、前記三次元計
測ロボツトを制御するのに必要な前記対象物の測
定点における多関節アームの姿勢を示すデータ及
び該姿勢に至る経路を示すデータを入力する第10
の工程と、前記第10の工程に係る測定点での多関
節アームの姿勢に応じて前記第1及び第2の補正
マトリクスから夫々近似的に補正値を検索する第
11の工程と、前記第1及び第2の補正マトリクス
のいずれか一方を、前記第11の工程において検索
した2つの補正値の合成が可能に座標変換すると
ともに、この座標変換によつて得られた前記2つ
の補正値の合成補正値だけ、前記第10の工程で前
記制御装置に入力したデータを補正する第12の工
程と、前記第12の工程で補正されたデータを使用
して前記測定点を自動計測して測定値を得る第13
の工程と、 からなる構成とした。
Further, in order to achieve the above object, a second aspect of the present invention provides a first rotary shaft, a first Measurement of a three-dimensional measurement robot that measures the object to be measured by bringing into contact a contactor provided at the tip of a multi-jointed arm that is connected in this order to a bending axis, a second rotation axis, and a second bending axis. In the accuracy correction method, in a predetermined reference posture of the multi-jointed arm, the contacts are brought into contact with arbitrary four points on the spherical surface of a reference jig installed at a predetermined position. a first step of determining the three-dimensional coordinates of each point; and a center of the sphere based on the three-dimensional coordinates of each point obtained in the first step and the equation of a sphere passing through each point. The second step is to obtain the three-dimensional coordinate value and radius value indicating the position.
When the error value between the value of the radius of the sphere obtained in the second process and the value of the radius of the sphere held in advance is within a predetermined tolerance range, the second process is performed. a third step of holding the three-dimensional coordinate values obtained in step 2 as error-free three-dimensional coordinate values indicating the center position of the sphere in the reference posture of the multi-jointed arm; With respect to the second bending axis, any four points on the surface of the sphere are held in a predetermined posture, and with respect to the first rotation axis and the first bending axis, the rotation angle and the bending angle are changed, respectively. a fourth step of determining the three-dimensional coordinate values of each of these points by bringing the contactor into contact with the object; a fifth step of determining a three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere based on an equation of a sphere passing through the point; a three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere determined in the fifth step; A first correction is made by storing the difference between the three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere held in the third step as a correction value on a matrix having the rotation angle and the bending angle as variables. In the sixth step of creating a matrix, the first rotation axis and the first bending axis are held in predetermined postures, and the rotation angle and the second bending axis are adjusted, respectively. a seventh step of determining three-dimensional coordinate values of each of these points by bringing the contact into contact with four arbitrary points on the surface of the sphere while changing the bending angle; an eighth step of determining a three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere based on the three-dimensional coordinate value of each point obtained in the step and an equation of a sphere passing through each point; The rotation angle is determined by using the difference between the three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere obtained in the step and the three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere held in the third step as a correction value. and a ninth step of creating a second correction matrix by storing the bending angle in a matrix as variables, and a control device that controls the three-dimensional measuring robot, which includes information necessary for controlling the three-dimensional measuring robot. a tenth input device for inputting data indicating the posture of the multi-jointed arm at the measurement point of the object and data indicating the path leading to the posture;
and a step of retrieving approximate correction values from the first and second correction matrices, respectively, according to the posture of the multi-joint arm at the measurement point related to the tenth step.
In step 11, one of the first and second correction matrices is subjected to coordinate transformation to enable synthesis of the two correction values retrieved in the eleventh step, and the coordinate transformation a 12th step of correcting the data input to the control device in the 10th step by a composite correction value of the two correction values; Part 13: Automatically measure points to obtain measured values
The structure consists of the following steps:

ホ 作用 第1の発明は、テイーチングプレイバツク方式
によつて三次元計測ロボツトを作動させるもので
ある。以下、その作用を述べると、多関節アーム
の基本姿勢に対する各姿勢時の補正値を基準とな
る球体の中心座標を求める手法から求めて第1及
び第2の補正マトリツクスを作成し、これを記憶
装置に記憶しておく、そして、三次元計測ロボツ
トに被測定対象の測定点及び該測定点に至る経路
をテイーチングし、このテイーチングに基いて測
定点の自動計測を行い測定値を求めるとともに、
記憶してある第1及び第2の補正マトリツクスを
使つて測定値を補正してやれば高精度での計測が
可能になる。
E. Function The first invention operates a three-dimensional measurement robot using a teaching playback method. The function is described below. First and second correction matrices are created by calculating the correction values for each posture with respect to the basic posture of the multi-jointed arm using a method of determining the center coordinates of the sphere as a reference, and these are stored. The method is stored in the device, and the three-dimensional measurement robot is taught the measurement point of the object to be measured and the route to the measurement point, and based on this teaching, the measurement point is automatically measured and the measurement value is obtained.
If the measured values are corrected using the stored first and second correction matrices, highly accurate measurement becomes possible.

次に、第2の発明は、データベース方式によつ
て三次元計測ロボツトを作動させるものであり、
第1の発明と同様に、予め第1及び第2の補正マ
トリツクス作成して記憶装置に記憶しておく、し
かして、制御装置に、被測定対象の測定点におけ
る多関節アームの姿勢及びそれに至る経路等のデ
ータを入力するとともに、このデータを記憶して
おいた第1及び第2の補正マトリツクスを使つて
補正し、この補正されたデータを使用して自動計
測を行うことにより、高精度での計測が可能にな
る。
Next, the second invention operates a three-dimensional measurement robot using a database method,
Similarly to the first invention, the first and second correction matrices are created in advance and stored in the storage device, and the control device determines the posture of the multi-jointed arm at the measurement point of the object to be measured and the resulting posture. By inputting data such as the route, correcting this data using the stored first and second correction matrices, and performing automatic measurement using this corrected data, high accuracy can be achieved. measurement becomes possible.

このように、本発明では、測定誤差の増幅され
易い多関節型アームを備える三次元計測機であつ
ても、予め多関節アームの可動範囲を網羅して各
姿勢での補正値を記憶しておき、テイーチングプ
レイバツク方式では実際の測定値に、また、デー
タベース方式では制御装置への入力データに、そ
れぞれ上記記憶された特定の補正値を引き出すと
ともにこの補正値分だけ補正処理するものであ
り、これにより、高精度での計測が可能になるも
のである。
In this way, in the present invention, even if the three-dimensional measuring machine is equipped with a multi-joint arm that tends to amplify measurement errors, it is possible to cover the movable range of the multi-joint arm and store correction values for each posture in advance. Then, in the teaching playback method, the specific stored correction value is extracted from the actual measured value, and in the database method, the stored specific correction value is applied to the input data to the control device, and the correction process is performed by the amount of this correction value. This enables highly accurate measurement.

ヘ 実施例 以下、本発明の実施例を図面について説明す
る。
F. Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず最初に、第1図及び第2図は、本発明に係
る改良された三次元計測ロボツトを図示するもの
であり、1は計測装置、2はレール(溝の場合も
ある)、3はこのレール2上に沿つて(z軸方向
に)に移動するベース、4はベース3上に垂直に
立てられたコラム、5はコラム4に沿つて(y軸
方向)に移動するヘツド、6はレール2及びコラ
ム4に対して直角で水平方向(x軸方向)に設け
られ、かつ、ヘツド5中をこの軸方向に摺動する
アームである。ここまでの構成は、従来からある
ものと同じであり、従来のものはこのアーム6の
先端に接触子を備えるものであつた。
First of all, FIGS. 1 and 2 illustrate an improved three-dimensional measuring robot according to the present invention, where 1 is a measuring device, 2 is a rail (or a groove), and 3 is this robot. A base that moves along the rail 2 (in the z-axis direction), 4 a column that stands vertically on the base 3, 5 a head that moves along the column 4 (in the y-axis direction), and 6 a rail. 2 and column 4 in the horizontal direction (x-axis direction), and slides in the head 5 in this axial direction. The configuration up to this point is the same as the conventional one, and the conventional one had a contact at the tip of the arm 6.

本発明に係る三次元計測ロボツトの計測装置1
は、直交3軸の片持型の基本構成に加えてそのア
ーム6の先端にさらに多関節型のアーム7を備
え、この多関節型アーム7の先端に接触子を設け
るものである。すなわち、多関節型アーム7に於
て、8はアーム軸6に対して同軸で回動可能な第
1回転軸、9はこの第1回転軸8の先端に軸支し
て第1回転軸8の中心軸に対して直交する一平面
上を回動可能な第1曲折軸、10はこの第1曲折
軸9に対して同軸で回転可能な第2回転軸、11
は第2回転軸10の先端に軸支して第1回転軸1
0の中心軸に対して直交する一平面上を回動可能
な第2曲折軸、12は第2曲折軸11の先端に設
けた接触子である。
Measuring device 1 for a three-dimensional measuring robot according to the present invention
In addition to the basic configuration of a cantilever type with three orthogonal axes, the arm 6 further includes a multi-jointed arm 7 at the tip, and a contactor is provided at the tip of the multi-jointed arm 7. That is, in the multi-jointed arm 7, 8 is a first rotating shaft that can rotate coaxially with the arm shaft 6, and 9 is rotatably supported at the tip of the first rotating shaft 8. A first bending axis rotatable on a plane perpendicular to the central axis of the 9, 10 a second rotation axis coaxially rotatable with respect to the first bending axis 9;
is pivotally supported on the tip of the second rotating shaft 10, and the first rotating shaft 1
A second bending shaft 12 is a contact provided at the tip of the second bending shaft 11, which is rotatable on a plane perpendicular to the central axis of the second bending shaft 11.

なお、多関節型アーム7各部は必ずしも360°の
範囲で回転可能なわけではない。第1回転軸8、
第1曲折軸9、第2回転軸10及び第2回転軸1
1の角度をそれぞれ、θ1,θ2,θ3,θ4で示せば、
−90°≦θ1≦90°、−190°≦θ2≦10°、−90°≦θ3
≦90°、
−100°≦θ4≦100°(ただし、第1図及び第2図に示
す状態を原点、すなわち、基準位置としたとき。)
である。
Note that each part of the multi-jointed arm 7 is not necessarily rotatable within a 360° range. first rotating shaft 8,
The first bending axis 9, the second rotation axis 10, and the second rotation axis 1
If the angles of 1 are denoted by θ 1 , θ 2 , θ 3 , and θ 4 ,
−90°≦θ 1 ≦90°, −190°≦θ 2 ≦10°, −90°≦θ 3
≦90°,
-100°≦θ 4 ≦100° (However, when the state shown in Figures 1 and 2 is the origin, that is, the reference position.)
It is.

また、13は三次元計測ロボツトを計測するた
めのコンピユータからなる制御装置である。
Further, 13 is a control device consisting of a computer for measuring the three-dimensional measuring robot.

なお、第1図に於て、14は測定対象物を載置
する定盤、15は真円の球体16を備える基準治
具を示す。
In FIG. 1, reference numeral 14 indicates a surface plate on which the object to be measured is placed, and reference jig 15 includes a perfect circular sphere 16.

本発明の特徴は、多関節アーム7の関節部各部
の可動範囲で各姿勢時の誤差時(これを補正値と
する。)を予め記憶しておき、計測時にこれら補
正値を利用して測定値を補正するものである。こ
のため、本発明では補正マトリツスと称するもの
を作成する。
A feature of the present invention is that the error time (this is used as a correction value) at each posture in the movable range of each joint part of the multi-joint arm 7 is stored in advance, and these correction values are used during measurement. This is to correct the value. Therefore, in the present invention, what is called a correction matrix is created.

この補正マトリツクスは第1及び第2の2つが
存在し、第1の補正マトリツクスは第1回転軸8
及び第1曲折軸9に対応し、第2の補正マトリツ
クスは第2回転軸10及び第2曲折軸11に対応
するものである。以下、説明する。
There are two correction matrices, a first and a second, and the first correction matrix is for the first rotation axis 8.
and the first bending axis 9, and the second correction matrix corresponds to the second rotation axis 10 and the second bending axis 11. This will be explained below.

まず、補正マトリツクスを作成するにあたつ
て、多関節アーム7の原点(基準)姿勢を定め
る。この基準姿勢は、できるだけ多関節アーム7
の構造からして計測誤差の出にくい姿勢とするこ
とが好ましく、例えば、第1図及び第2図に図示
する姿勢がこれに該当する。この場合、θ1=θ2
θ3=θ4=0°である。
First, in creating a correction matrix, the origin (reference) posture of the multi-joint arm 7 is determined. This reference posture should be maintained as much as possible with the multi-joint arm 7.
Considering the structure of the sensor, it is preferable to use a posture that does not easily cause measurement errors, and for example, the postures shown in FIGS. 1 and 2 correspond to this. In this case, θ 1 = θ 2 =
θ 34 =0°.

なお、基準姿勢は、必ずしもこれに限定するも
のではなく、他の任意な姿勢としてもよい。
Note that the reference posture is not necessarily limited to this, and may be any other posture.

そして、この基準姿勢において、定盤14上の
定位置に載置した基準治具15の真円の球体16
の表面に多関節アーム7の先端に設けた接触子1
2を接触させてこの球体16の中心座標を求め
る。
In this reference posture, the perfect circular sphere 16 of the reference jig 15 placed at a fixed position on the surface plate 14
Contactor 1 provided at the tip of multi-joint arm 7 on the surface of
2 are brought into contact with each other to find the center coordinates of this sphere 16.

球体16の中心座標を求めるには球面上の4点
の座標から容易に求まる。下記式は4点(x1
y1,z1),(x2,y2,z2),(x3,y3,z3),(x4,y4

z4)を通る球の方程式の行列式を用いた一般解で
ある。
The center coordinates of the sphere 16 can be easily determined from the coordinates of four points on the sphere. The formula below has 4 points (x 1 ,
y 1 , z 1 ), (x 2 , y 2 , z 2 ), (x 3 , y 3 , z 3 ), (x 4 , y 4

This is a general solution using the determinant of the equation of the sphere passing through z 4 ).

この行列式を展開し、さらに変形すると、下記
式となる。
When this determinant is expanded and further transformed, the following formula is obtained.

(x−a)2+(y−b)2+(z−c)2=R2 …… ここで、a,b,cは球の中心座標値(a,
b,c)であり、Rは球の半径で一定である。
(x-a) 2 + (y-b) 2 + (z-c) 2 = R 2 ... Here, a, b, c are the center coordinate values of the sphere (a,
b, c), and R is constant at the radius of the sphere.

したがつて、球体16の球面上の4点に接触子
12を当接させれば、これらの4点の座標値が読
みとられ、これら4点の座標値から球体16の中
心座標及び半径が容易に計算で求まる。ここでは
球体16の中心座標値が必要であり、半径値は必
ずしも必要なものではないが、この演算により求
める半径値は、球体16の中心座標を求めるに当
つての球体16の表面4点の計測が正しく行われ
たかどうかの検定に用いることができる。すなわ
ち、実際には、球体16の半径Rは既知のもので
あるため、演算で求めた半径値の既知の半径値に
対する誤差値が一定許容範囲内にあるときは一連
の球体16の計測が正しいと判定し、そうでない
ときは計測が不適当であつたと判定して再度、計
測をやり直すようにする。
Therefore, if the contactor 12 is brought into contact with four points on the spherical surface of the sphere 16, the coordinate values of these four points can be read, and the center coordinates and radius of the sphere 16 can be determined from the coordinate values of these four points. It can be easily calculated. Here, the center coordinate value of the sphere 16 is required, and the radius value is not necessarily required, but the radius value obtained by this calculation is based on the four points on the surface of the sphere 16 when determining the center coordinates of the sphere 16. It can be used to verify whether measurements were performed correctly. That is, in reality, the radius R of the sphere 16 is known, so if the error value of the calculated radius value with respect to the known radius value is within a certain tolerance range, the series of measurements of the sphere 16 is correct. If this is not the case, it is determined that the measurement was inappropriate and the measurement is performed again.

なお、球体16の中心座標値だけを求めるに
は、球体16表面の少くとも3点を計測すればよ
く、そのようにしてもよい。
In addition, in order to obtain only the center coordinate value of the sphere 16, it is sufficient to measure at least three points on the surface of the sphere 16, and such a method may be used.

このようにして、多関節アーム7の基準姿勢で
球体16の中心座標(x00,y00,z00)を求める。
そして、基本姿勢で計測した中心座標を基準と
し、そのときの誤差を0と見なして、(0,0,
0)なる誤差値(補正値)を決める。
In this way, the center coordinates (x 00 , y 00 , z 00 ) of the sphere 16 are determined with the reference posture of the multi-joint arm 7 .
Then, using the center coordinates measured in the basic posture as a reference, and assuming that the error at that time is 0, (0, 0,
0) is determined.

以下、同様にして多関節アーム7の各姿勢で球
体16の中心座標及び誤差値を求めるが、その場
合、第1回転軸8及び第1曲折軸9とを1組と
し、第2回転軸10及び第2曲折軸11を1組と
する。すなわち、まず、第2回転軸10及び第2
曲折軸11をθ3=θ4=0(あるいは一定)に保持
して第1回転軸8や第1曲折軸9あるいは両者を
任意の角度にして上記基本姿勢のときと同様に球
体16の中心座標を求める。例えば、θ1=α1,θ2
=β1のとき中心座標が(x01,y01,z01)となる。
そして、さらに、この中心座標と基準となる中心
座標から誤差値(Δx01,Δy01,Δz01)を求め、
その異符号値を補正値とする。ここで、Δx01
x01−x00,Δy01=y01−y00,Δz01=z01−z00であ
る。
Hereinafter, the center coordinates and error values of the sphere 16 will be determined in the same manner for each posture of the multi-joint arm 7. In this case, the first rotation axis 8 and the first bending axis 9 will be considered as one set, and the second rotation axis 10 will be and the second bending axis 11 are set as one set. That is, first, the second rotating shaft 10 and the second
The bending axis 11 is held at θ 34 =0 (or constant), and the first rotation axis 8 and/or the first bending axis 9 are set at an arbitrary angle, and the center of the sphere 16 is adjusted as in the above basic posture. Find the coordinates. For example, θ 1 = α 1 , θ 2
When = β 1 , the center coordinates are (x 01 , y 01 , z 01 ).
Further, the error values (Δx 01 , Δy 01 , Δz 01 ) are calculated from this center coordinate and the reference center coordinate, and
The opposite sign value is used as the correction value. Here, Δx 01 =
x 01 −x 00 , Δy 01 =y 01 −y 00 , Δz 01 =z 01 −z 00 .

なお、この球面座標の計測にあたつては、多関
節アーム7を所定の姿勢に保持して4点を計測す
るが、その場合、直交3軸の各軸を適当に調整す
ることで、容易に計測可能である。
In addition, when measuring this spherical coordinate, the multi-jointed arm 7 is held in a predetermined posture and measured at four points. can be measured.

このようにして、θ1とθ2を、小角度ピツチα°,
β°で、その全範囲にわたつて上記の計測を行い、
補正値を求める処理を制御装置13のコンピユー
タで行い、その結果は図示しない記憶装置に記憶
される。
In this way, θ 1 and θ 2 can be changed to small angle pitch α°,
Take the above measurements over its entire range at β°,
The computer of the control device 13 performs the process of determining the correction value, and the result is stored in a storage device (not shown).

第3図はこれらの一連の作業によつて作成さ
れ、記憶装置に記憶される第1の補正マトリツク
スを模式的に示すものである。
FIG. 3 schematically shows the first correction matrix created by these series of operations and stored in the storage device.

第3図図示のように、θ1とθ2を変数とするマト
リツクス上に補正値が記憶されている。
As shown in FIG. 3, correction values are stored on a matrix with θ 1 and θ 2 as variables.

次に、同様にして、θ1=θ2=0(あるいは一定)
にしてθ3,θ4を適宜な小角度ピツチγ°,δ°で変え
ることにより、第4図に模式的に図示する第2の
補正マトリツクスを作成する。
Next, in the same way, θ 1 = θ 2 = 0 (or constant)
By changing θ 3 and θ 4 by appropriate small angle pitches γ° and δ°, a second correction matrix schematically shown in FIG. 4 is created.

このようにして2つの補正マトリツクスを作成
しておく。
In this way, two correction matrices are created.

なお、補正マトリツクスの補正値は必ずしも異
符号値にしなくともよい。
Note that the correction values of the correction matrix do not necessarily have to have opposite signs.

三次元計測ロボツトの自動計測には、テイーチ
ングプレイバツク方式とデータベース方式とがあ
る。
Automatic measurement by three-dimensional measuring robots includes a teaching playback method and a database method.

そこで、まず、補正マトリツクスを用いたテイ
ーチングプレイバツク方式の自動計測を説明す
る。
Therefore, first, automatic measurement using a teaching playback method using a correction matrix will be explained.

この方法では、計測ロボツトに、測定対象物の
測定点及び経路をテイーチングした後に、自動計
測を行う。この自動計測で得られる測定値は誤差
を含んだままの値である。
In this method, automatic measurement is performed after the measurement robot is taught the measurement point and route of the object to be measured. The measured values obtained by this automatic measurement still contain errors.

計測ロボツトの多関節部の姿勢が決定された時
点で各関節(θ1,θ2,θ3,θ4)の角度データが制
御装置に入力される。これにより、制御装置は第
1及び第2の補正マトリツクス中より、その姿勢
に最も近似する姿勢、すなわち、近似姿勢の補正
値データを抽出する。
At the time when the posture of the multi-joint part of the measurement robot is determined, the angle data of each joint (θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 ) is input to the control device. As a result, the control device extracts the posture that most closely approximates the posture, that is, the correction value data of the approximate posture, from the first and second correction matrices.

ただし、本システムでは抽出方法を二部検索と
している。
However, in this system, the extraction method is a two-part search.

この方法を用いて、2つの補正マトリツクス
(θ1,θ2とθ3,θ4より作られる第1及び第2のマ
トリツクス)の検索を行い、それぞれの補正値デ
ータを得た上で、これを合成する。ただし、第2
の補正マトリツクスから得られる補正値データは
第1の補正マトリツクスとは座標系が違うため、
単に加えて合成することができず、一旦、座標系
を統一した上で合成する。例えば、第1の補正マ
トリツクスから得られる補正値データを(Δx0o
Δy0o,Δz0o)とし、第2の補正マトリツクスか
ら得られる補正値データを(Δx0o′,Δy0o′,
Δz0o′)とすると、この第2の補正マトリツクス
から得られるデータを、座標変換して(Δx′0o′,
Δy′0o′,Δz′0o′)とした上で合成するものであ
り、合成された補正値データは(Δx0o′+
Δx′0o′,Δy0o′+Δy′0o′,Δz0o′+Δz′0o
)とな
る。
Using this method, we search for two correction matrices (first and second matrices created from θ 1 , θ 2 and θ 3 , θ 4 ), obtain correction value data for each, and then Synthesize. However, the second
Since the correction value data obtained from the first correction matrix has a different coordinate system from the first correction matrix,
It is not possible to simply add and synthesize, but first unify the coordinate system and then synthesize. For example, the correction value data obtained from the first correction matrix is (Δx 0o ,
Δy 0o , Δz 0o ), and the correction value data obtained from the second correction matrix are (Δx 0o ′, Δy 0o ′,
Δz 0o ′), then the data obtained from this second correction matrix is transformed into (Δx′ 0o ′,
Δy′ 0o ′, Δz′ 0o ′), and the synthesized correction value data is (Δx 0o ′+
Δx′ 0o ′, Δy 0o ′+Δy′ 0o ′, Δz 0o ′+Δz′ 0o
).

そして、合成された補正値データは、対応する
測定値(xo,yo,zo)に加えられ、測定値は補正
されることになり、この補正された測定値が出力
される。
Then, the combined correction value data is added to the corresponding measurement value (x o , yo , zo ) , the measurement value is corrected, and this corrected measurement value is output.

次に、データベース方式の場合について説明す
ると、この方式でも基本的にはテイーチングプレ
イバツク方式と同じである。すなわち、データベ
ース方式でも予め第1及び第2の補正マトリツク
スを作成しておき、多関節アームの測定点での姿
勢及び経路のデータを、計測ロボツトの制御装置
にデータベースによる入力を行い、このデータか
ら第1及び第2の補正マトリツクス中よりそれぞ
れ補正値データの検索を行い、さらにこれらを合
成してそれに基いて対応する上記データを補正
し、しかる後に自動計測を行い測定値を得るもの
である。
Next, the case of the database method will be explained. This method is basically the same as the teaching playback method. In other words, even in the database method, first and second correction matrices are created in advance, data on the posture and path at the measurement points of the multi-joint arm are input into the control device of the measurement robot using the database, and from this data Correction value data is searched for in the first and second correction matrices, and further, these data are synthesized and the corresponding data are corrected based on the data, and then automatic measurement is performed to obtain measured values.

なお、第5図は補正マトリツクスの作成手順を
表わすフローチヤート、第6図及び第7図は自動
計測及び補正手順を表わすフローチヤートであ
る。
Incidentally, FIG. 5 is a flowchart showing the correction matrix creation procedure, and FIGS. 6 and 7 are flowcharts showing the automatic measurement and correction procedure.

ト 発明の効果 以上説明したように、本発明の第1の態様によ
れば、第11の工程において、第6の工程で作成し
た第1の補正マトリクスと第9の工程で作成した
第2の補正マトリクスと、第10の工程で測定値を
求めるに際しての多関節アームの姿勢とから、
夫々近似的に補正値を検索し、第12の工程で前記
2つの補正値の合成補正値だけ第10の工程で求め
た測定値を補正することとし、又、本発明の第2
の態様によれば、第11の工程において、第6の工
程で作成した第1の補正マトリクスと第9の工程
で作成した第2の補正マトリクスと、第10の工程
に係る測定値での多関節アームの姿勢とから、
夫々近似的に補正値を検索し、第12の工程で前記
2つの補正値の合成補正値だけ第10の工程で制御
装置に入力したデータを補正し、第13の工程で、
第12の工程で補正されたデータを使用して測定点
を自動計測して測定値を得ることとしたので、構
造上、複数の関節部を有することで計測誤差の生
じ易い多関節アームを備える三次元計測ロボツト
において、計測誤差を補正して高精度での計測が
可能になり、複雑形状の測定対象の計測も実現で
きる。
G. Effects of the Invention As explained above, according to the first aspect of the present invention, in the eleventh step, the first correction matrix created in the sixth step and the second correction matrix created in the ninth step are From the correction matrix and the posture of the multi-joint arm when obtaining the measured value in the 10th step,
The correction value is approximately searched for each, and in the twelfth step, the measured value obtained in the tenth step is corrected by the composite correction value of the two correction values, and the second aspect of the present invention
According to this aspect, in the eleventh step, the first correction matrix created in the sixth step, the second correction matrix created in the ninth step, and the multiplier in the measured value related to the tenth step are combined. From the posture of the jointed arm,
Each approximate correction value is searched, and in the 12th step, the data input to the control device in the 10th step is corrected by the composite correction value of the two correction values, and in the 13th step,
Since we decided to automatically measure the measurement points and obtain the measured values using the data corrected in the 12th step, we equipped it with a multi-jointed arm that has multiple joints and is prone to measurement errors. Three-dimensional measurement robots can correct measurement errors and perform highly accurate measurements, making it possible to measure objects with complex shapes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は三次元計測ロボツトの説明図、第2図
は多関節アームの説明図、第3図は第1の補正マ
トリツクスの模式的な説明図、第4図は第2の補
正マトリツクスの模式的な説明図、第5図は補正
マトリツクスの作成手順を表わすフローチヤー
ト、第6図はテイーチングプレイバツク方式によ
る自動計測及び補正手順を表わすフローチヤー
ト、第7図はデータベース方式による自動計測及
び補正手順を表わすフローチヤートである。
Fig. 1 is an explanatory diagram of the three-dimensional measurement robot, Fig. 2 is an explanatory diagram of the multi-joint arm, Fig. 3 is a schematic explanatory diagram of the first correction matrix, and Fig. 4 is a schematic illustration of the second correction matrix. 5 is a flowchart showing the correction matrix creation procedure, FIG. 6 is a flowchart showing the automatic measurement and correction procedure using the teaching playback method, and FIG. 7 is the automatic measurement and correction procedure using the database method. This is a flowchart representing the following.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 測定対象物の表面に対して、直交3軸の計測
機機構のアームによつて支持された、第1回転
軸、第1曲折軸、第2回転軸及び第2曲折軸の順
に連結されてなる多関節アームの先端部に設けら
れた接触子を接触せしめることにより、前記測定
対象物の測定を行なう三次元計測ロボツトの計測
精度補正方法において、 前記多関節アームの予め定められた基準姿勢
で、所定位置に設置された基準治具の球体表面上
の任意の4点に対して前記接触子を当接させるこ
とにより、これら各点の三次元座標値を求める第
1の工程と、 前記第1の工程で得られた前記各点の三次元座
標値と、前記各点を通る球の方程式とによつて前
記球体の中心位置を示す三次元座標値及び半径の
値を求める第2の工程と、 前記第2の工程で求めた前記球体の半径の値
と、予め保持されている前記球体の半径の値との
間の誤差値が所定の許容範囲内にあるときに、前
記第2の工程で求めた三次元座標値を前記多関節
アームの基準姿勢での前記球体の中心位置を示す
誤差のない三次元座標値として保持する第3の工
程と、 前記第2回転軸及び前記第2曲折軸について
は、所定の姿勢に保持した状態で且つ前記第1回
転軸及び前記第1曲折軸については夫々回転角度
及び曲折角度を変化させた状態で前記球体表面上
の任意の4点に対して前記接触子を当接させるこ
とにより、これら各点の三次元座標値を求める第
4の工程と、 前記第4の工程で得られた前記各点の三次元座
標値と、前記各点を通る球の方程式とによつて前
記球体の中心位置を示す三次元座標値を求める第
5の工程と、 前記第5の工程で求めた前記球体の中心位置を
示す三次元座標値と、前記第3の工程で保持され
た前記球体の中心位置を示す三次元座標値との間
の差分を補正値として、前記回転角度及び曲折角
度を変数とするマトリクス上に記憶させて第1の
補正マトリクスを作成する第6の工程と、 前記第1回転軸及び第1曲折軸については、所
定の姿勢に保持した状態で且つ前記第2回転軸及
び前記第2曲折軸については夫々回転角度及び曲
折角度を変化させた状態で前記球体表面上の任意
の4点に対して前記接触子を当接させることによ
り、これら各点の三次元座標値を求める第7の工
程と、 前記第7の工程で得られた前記各点の三次元座
標値と、前記各点を通る球の方程式とによつて前
記球体の中心位置を示す三次元座標値を求める第
8の工程と、 前記第8の工程で求めた前記球体の中心位置を
示す三次元座標値と、前記第3の工程で保持され
た前記球体の中心位置を示す三次元座標値との間
の差分を補正値として、前記回転角度及び曲折角
度を変数とするマトリクス上に記憶させて第2の
補正マトリクスを作成する第9の工程と、 前記三次元計測ロボツトに対し、前記測定対象
物上の測定点及び該測定点に至る経路をテイーチ
ングして、このテイーチングに基づいて前記測定
点の自動計測を行なつて測定値を求める第10の工
程と、 前記第10の工程で前記測定値を求めるに際して
の前記多関節アームの姿勢に応じて前記第1及び
第2の補正マトリクスから夫々近似的に補正値を
検索する第11の工程と、 前記第1,第2の補正マトリクスのいずれか一
方を、前記第11の工程において検索した2つの補
正値の合成が可能に座標変換するとともに、この
座標変換によつて得られた前記2つの補正値の合
成補正値だけ、前記第10の工程で求めた測定値を
補正する第12の工程と、 から成ることを特徴とする三次元計測ロボツトの
計測精度補正方法。 2 測定対象物の表面に対して、直交3軸の計測
機機構のアームによつて支持された、第1回転
軸、第1曲折軸、第2回転軸及び第2曲折軸の順
に連結されてなる多関節アームの先端部に設けら
れた接触子を接触せしめることにより、前記測定
対象物の測定を行なう三次元計測ロボツトの計測
精度補正方法において、 前記多関節アームの予め定められた基準姿勢
で、所定位置に設置された基準治具の球体表面上
の任意の4点に対して前記接触子を当接させるこ
とにより、これら各点の三次元座標値を求める第
1の工程と、 前記第1の工程で得られた前記各点の三次元座
標値と、前記各点を通る球の方程式とによつて前
記球体の中心位置を示す三次元座標値及び半径の
値を求める第2の工程と、 前記第2の工程で求めた前記球体の半径の値
と、予め保持されている前記球体の半径の値との
間の誤差値が所定の許容範囲内にあるときに、前
記第2の工程で求めた三次元座標値を前記多関節
アームの基準姿勢での前記球体の中心位置を示す
誤差のない三次元座標値として保持する第3の工
程と、 前記第2回転軸及び前記第2曲折軸について
は、所定の姿勢に保持した状態で且つ前記第1回
転軸及び前記第1曲折軸については夫々回転角度
及び曲折角度を変化させた状態で前記球体表面上
の任意の4点に対して前記接触子を当接させるこ
とにより、これら各点の三次元座標値を求める第
4の工程と、 前記第4の工程で得られた前記各点の三次元座
標値と、前記各点を通る球の方程式とによつて前
記球体の中心位置を示す三次元座標値を求める第
5の工程と、 前記第5の工程で求めた前記球体の中心位置を
示す三次元座標値と、前記第3の工程で保持され
た前記球体の中心位置を示す三次元座標値との間
の差分を補正値として、前記回転角度及び曲折角
度を変数とするマトリクス上に記憶させて第1の
補正マトリクスを作成する第6の工程と、 前記第1回転軸及び前記第1曲折軸について
は、所定の姿勢に保持した状態で且つ前記第2回
転軸及び前記第2曲折軸については夫々回転角度
及び曲折角度を変化させた状態で前記球体表面上
の任意の4点に対して前記接触子を当接させるこ
とにより、これら各点の三次元座標値を求める第
7の工程と、 前記第7の工程で得られた前記各点の三次元座
標値と、前記各点を通る球の方程式とによつて前
記球体の中心位置を示す三次元座標値を求める第
8の工程と、 前記第8の工程で求めた前記球体の中心位置を
示す三次元座標値と、前記第3の工程で保持され
た前記球体の中心位置を示す三次元座標値との間
の差分を補正値として、前記回転角度及び曲折角
度を変数とするマトリクス上に記憶させて第2の
補正マトリクスを作成する第9の工程と、 前記三次元計測ロボツトを制御する制御装置
に、前記三次元計測ロボツトを制御するのに必要
な前記測定対象物の測定点における多関節アーム
の姿勢を示すデータ及び該姿勢に至る経路を示す
データを入力する第10の工程と、 前記第10の工程に係る測定点での多関節アーム
の姿勢に応じて前記第1及び第2の補正マトリク
スから夫々近似的に補正値を検索する第11の工程
と、 前記第1及び第2の補正マトリクスのいずれか
一方を、前記第11の工程において検索した2つの
補正値の合成が可能に座標変換するとともに、こ
の座標変換によつて得られた前記2つの補正値の
合成補正値だけ、前記第10の工程で前記制御装置
に入力したデータを補正する第12の工程と、 前記第12の工程で補正されたデータを使用して
前記測定点を自動計測して測定値を得る第13の工
程と、 から成ることを特徴とする三次元計測ロボツトの
計測精度補正方法。
[Claims] 1. A first rotation axis, a first bending axis, a second rotation axis, and a second bending axis supported by arms of a measuring device mechanism having three axes perpendicular to the surface of the object to be measured. In a measurement accuracy correction method for a three-dimensional measurement robot that measures the object to be measured by bringing into contact a contactor provided at the tip of a multi-joint arm connected in the order of axes, the method comprises: A first step of determining three-dimensional coordinate values of each point by bringing the contact into contact with four arbitrary points on the spherical surface of a reference jig installed at a predetermined position in a predetermined reference posture. a three-dimensional coordinate value and a radius value indicating the center position of the sphere based on the three-dimensional coordinate value of each point obtained in the first step and the equation of a sphere passing through each point; a second step of calculating; and when an error value between the value of the radius of the sphere calculated in the second step and the value of the radius of the sphere held in advance is within a predetermined tolerance range. a third step of holding the three-dimensional coordinate values obtained in the second step as error-free three-dimensional coordinate values indicating the center position of the sphere in the reference posture of the multi-jointed arm; The rotation axis and the second bending axis are held in predetermined postures, and the rotation angle and bending angle of the first rotation axis and the first bending axis are changed, respectively. a fourth step of determining three-dimensional coordinate values of each of the points by bringing the contactor into contact with four arbitrary points; and three-dimensional coordinate values of each of the points obtained in the fourth step. and a fifth step of determining a three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere based on the equation of a sphere passing through each point; and a three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere determined in the fifth step. The difference between the coordinate value and the three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere held in the third step is stored as a correction value on a matrix having the rotation angle and the bending angle as variables. a sixth step of creating a first correction matrix; the first rotation axis and the first bending axis are held in predetermined postures, and the second rotation axis and the second bending axis are respectively a seventh step of determining three-dimensional coordinate values of each of the four arbitrary points on the surface of the sphere by bringing the contact into contact with the four arbitrary points on the surface of the sphere while changing the rotation angle and the bending angle; an eighth step of determining a three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere based on the three-dimensional coordinate value of each point obtained in the seventh step and an equation of a sphere passing through each point; Using the difference between the three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere obtained in the eighth step and the three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere held in the third step as a correction value, a ninth step of creating a second correction matrix by storing the rotation angle and the bending angle on a matrix as variables; a tenth step of teaching a route leading to the point and automatically measuring the measurement point based on this teaching to obtain a measured value; an eleventh step of retrieving correction values approximately from the first and second correction matrices, respectively, according to the orientation of the object; Coordinate transformation is performed to enable synthesis of the two correction values retrieved in step 2, and the measured value obtained in the tenth step is corrected by the combined correction value of the two correction values obtained by this coordinate transformation. A measurement accuracy correction method for a three-dimensional measurement robot, characterized by comprising a twelfth step. 2 A first rotation axis, a first bending axis, a second rotation axis, and a second bending axis are connected in this order to the surface of the object to be measured, and are supported by arms of a measuring instrument mechanism with three orthogonal axes. In a measurement accuracy correction method for a three-dimensional measuring robot that measures the object to be measured by bringing a contactor provided at the tip of a multi-joint arm into contact with the object, the method comprises: , a first step of determining three-dimensional coordinate values of each of these points by bringing the contact into contact with four arbitrary points on the spherical surface of a reference jig installed at a predetermined position; A second step of determining the three-dimensional coordinate value and radius value indicating the center position of the sphere using the three-dimensional coordinate value of each point obtained in step 1 and the equation of a sphere passing through each point. and when the error value between the value of the radius of the sphere obtained in the second step and the value of the radius of the sphere held in advance is within a predetermined tolerance range, the second step is performed. a third step of holding the three-dimensional coordinate values obtained in the process as error-free three-dimensional coordinate values indicating the center position of the sphere in the reference posture of the multi-jointed arm; With respect to the bending axis, the rotation angle and bending angle of the first rotation axis and the first bending axis are changed, respectively, while the bending axis is held in a predetermined posture, and the rotation angle and the bending angle are changed respectively. a fourth step of determining three-dimensional coordinate values of each of these points by bringing the contacts into contact with each other; a fifth step of determining a three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere based on the equation of a passing sphere; a three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere determined in the fifth step; A first correction matrix is created by storing the difference between the three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere held in step 3 as a correction value on a matrix having the rotation angle and bending angle as variables. a sixth step of creating the first rotation axis and the first bending axis while holding them in predetermined postures, and adjusting the rotation angle and bending angle of the second rotation axis and the second bending axis, respectively; a seventh step of determining three-dimensional coordinate values of each of these points by bringing the contact into contact with four arbitrary points on the surface of the sphere while changing the spherical surface; an eighth step of determining a three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere based on the obtained three-dimensional coordinate value of each point and an equation of a sphere passing through each point; The rotation angle and bending are performed using the difference between the obtained three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere and the three-dimensional coordinate value indicating the center position of the sphere held in the third step as a correction value. a ninth step of creating a second correction matrix by storing angles on a matrix as variables; a tenth step of inputting data indicating the posture of the multi-joint arm at the measurement point of the measurement object and data indicating a path to the posture; an eleventh step of searching for approximate correction values from the first and second correction matrices, respectively; searching either one of the first and second correction matrices in the eleventh step; Coordinate transformation is performed so that the two correction values can be combined, and the data input to the control device in the tenth step is corrected by the combined correction value of the two correction values obtained by this coordinate conversion. A three-dimensional measuring robot comprising: a twelfth step; and a thirteenth step of automatically measuring the measurement point using the data corrected in the twelfth step to obtain a measured value. Measurement accuracy correction method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004093191A (en) * 2002-08-29 2004-03-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Shape measuring device and shape measuring method

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3740070A1 (en) * 1987-11-26 1989-06-08 Zeiss Carl Fa TURN SLEWING DEVICE FOR TEST COOKING OF COORDINATE MEASURING DEVICES
JPH02152750A (en) * 1988-11-30 1990-06-12 Okuma Mach Works Ltd Calculating of spherical center in machine with control device
JPH0337508A (en) * 1989-07-03 1991-02-18 Nissan Motor Co Ltd Correcting apparatus for measuring apparatus
JPH0342508A (en) * 1989-07-10 1991-02-22 Mitsutoyo Corp Measuring instrument
JPH03251378A (en) * 1990-02-28 1991-11-08 Fanuc Ltd Calibration system for robot
JPH03113787U (en) * 1990-03-02 1991-11-21
DE10131160A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-16 Zeiss Carl Method for operating a coordinate measuring machine with a swivel-swivel joint
JP4568621B2 (en) * 2005-02-28 2010-10-27 株式会社ミツトヨ Straightness correction method for surface texture measuring instrument and surface texture measuring instrument
JP5217137B2 (en) * 2006-09-22 2013-06-19 日産自動車株式会社 Touch probe measuring method and measuring apparatus
JP4902316B2 (en) * 2006-11-10 2012-03-21 東芝機械株式会社 Posture assurance system for 5-axis machine for oblique machining
TWI504476B (en) * 2013-01-16 2015-10-21 Tongtai Machine & Tool Co Ltd Method for detecting center of rotation of machine tool
JP2016154039A (en) * 2016-04-19 2016-08-25 株式会社牧野フライス製作所 Method and device for creating error map, and numerically controlled machine tool having error map creation function

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59178310A (en) * 1983-03-30 1984-10-09 Fujitsu Ltd Position aligning apparatus for calibrating coordinates system of multi-joint robot

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5980708U (en) * 1982-11-24 1984-05-31 株式会社ミツトヨ Origin block support for coordinate measuring machine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59178310A (en) * 1983-03-30 1984-10-09 Fujitsu Ltd Position aligning apparatus for calibrating coordinates system of multi-joint robot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004093191A (en) * 2002-08-29 2004-03-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Shape measuring device and shape measuring method

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