JPH05329786A - Industrial robot device - Google Patents
Industrial robot deviceInfo
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- JPH05329786A JPH05329786A JP16180392A JP16180392A JPH05329786A JP H05329786 A JPH05329786 A JP H05329786A JP 16180392 A JP16180392 A JP 16180392A JP 16180392 A JP16180392 A JP 16180392A JP H05329786 A JPH05329786 A JP H05329786A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、制御装置の機構に係
わるパラメータの補正手段を有する産業ロボットに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an industrial robot having means for correcting parameters relating to the mechanism of a control device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３及び図４は、例えば特開昭６０−２
０８７８号公報に示された従来の産業用ロボット装置を
示す図である。図において、(1)は六自由度以下の自由
度を有する産業ロボット、(2)は産業ロボット(1)の基
台、(3)は産業ロボット(1)のハンド取付面からなる作動
先端部、(4)は作動先端部(3)に装着されて作動先端部
(3)から離れた所定位置に配置された第１測定治具、(5)
は基台(2)に設けられた基準面、(6)は基準面(5)に装着
され基台(2)に対して所定位置、所定姿勢に配置された
第２測定治具、(7)は第２測定治具(6)からみた第１測定
治具(4)の位置関係を、産業ロボット(1)の自由度それぞ
れにつき測定する測定器、(8)は制御装置である。2. Description of the Related Art FIGS. 3 and 4 show, for example, JP-A-60-2.
It is a figure which shows the conventional industrial robot apparatus shown by 0878 gazette. In the figure, (1) is an industrial robot having six degrees of freedom or less, (2) is a base of the industrial robot (1), and (3) is an operating tip part composed of a hand mounting surface of the industrial robot (1). , (4) are attached to the working tip (3)
The first measuring jig arranged at a predetermined position apart from (3), (5)
Is a reference surface provided on the base (2), (6) is a second measurement jig attached to the reference surface (5) and arranged in a predetermined position and in a predetermined posture with respect to the base (2), (7) ) Is a measuring device for measuring the positional relationship of the first measuring jig (4) viewed from the second measuring jig (6) for each degree of freedom of the industrial robot (1), and (8) is a control device.
【０００３】従来の産業用ロボット装置は上記のように
構成され、産業ロボット(1)が制御装置(8)により制御さ
れて、作動先端部(3)に設けられたハンド（図示しな
い）等により所要のロボット作業が行なわれる。一般
に、産業ロボット(1)は機構部をモデル化してその特徴
を表すいくつかのパラメータを持つ制御装置(8)によっ
て制御される。このとき、実際の産業ロボット(1)機構
部と制御装置(8)でパラメータの不一致がある場合は、
正しい制御を行なったとしても、このときの実際の産業
ロボット(1)の動きは所定外動作となる。したがって、
実際の絶対位置精度の必要なオンラインティーチングの
場合や、正確なハンドの軌跡が必要な場合には、実際の
産業ロボット(1)と制御装置(8)のパラメータを正確に一
致させることが必要になる。The conventional industrial robot device is constructed as described above, and the industrial robot (1) is controlled by the control device (8) and is operated by a hand (not shown) or the like provided at the operating tip (3). Required robot work is performed. Generally, an industrial robot (1) is controlled by a controller (8) that models a mechanical part and has several parameters that represent its characteristics. At this time, if there is a parameter mismatch between the actual industrial robot (1) mechanical unit and the control unit (8),
Even if the correct control is performed, the actual movement of the industrial robot (1) at this time is an operation outside the predetermined range. Therefore,
In the case of online teaching that requires actual absolute position accuracy, or when an accurate hand trajectory is required, it is necessary to match the parameters of the actual industrial robot (1) and control device (8) exactly. Become.
【０００４】また、図３及び図４の測定器(7)等からな
る機構誤差補正装置は、産業ロボット(1)の機構部のパ
ラメータのなかで産業ロボット(1)の各関節の基準位置
の補正を行なっている。すなわち、第１測定治具(4)及
び第２測定治具(6)はそれぞれ作動先端部(3)、基台(2)
に対して位置と姿勢がわかっている状態で取り付けられ
ている。これにより、産業ロボット(1)の各関節が基準
位置に配置されたとき、第１測定治具(4)及び第２測定
治具(6)の位置と姿勢の関係は特定することができ、こ
れに基づいて測定器(7)の測定値は計算により予め知る
ことができる。Further, the mechanical error correction device including the measuring device (7) shown in FIG. 3 and FIG. 4 has the reference position of each joint of the industrial robot (1) among the parameters of the mechanical section of the industrial robot (1). We are making corrections. That is, the first measuring jig (4) and the second measuring jig (6) are respectively the working tip (3) and the base (2).
It is attached with its position and attitude known to the. Thereby, when each joint of the industrial robot (1) is placed at the reference position, the relationship between the position and the posture of the first measuring jig (4) and the second measuring jig (6) can be specified, Based on this, the measurement value of the measuring device (7) can be known in advance by calculation.
【０００５】そして、産業ロボット(1)の各関節の基準
位置の補正手段は次に述べるように行なわれる。すなわ
ち、第１測定治具(4)及び第２測定治具(6)を所定位置に
取り付け、産業ロボット(1)を各関節がおよそ基準位置
となるように配置する。次いで、測定器(7)の測定値
が、予め計算された値となるように産業ロボット(1)の
各関節を試行錯誤的に動かす。そして、一連の産業ロボ
ット(1)の各関節の試行動作が終了した状態で、制御装
置(8)に産業ロボット(1)がその状態において、基準位置
にあることを記憶させることにより、産業ロボット(1)
の各関節の基準位置パラメータを補正するようになって
いる。Then, the means for correcting the reference position of each joint of the industrial robot (1) is performed as described below. That is, the first measuring jig (4) and the second measuring jig (6) are attached at predetermined positions, and the industrial robot (1) is arranged so that each joint is at the reference position. Then, each joint of the industrial robot (1) is moved by trial and error so that the measurement value of the measuring device (7) becomes a value calculated in advance. Then, when the trial operation of each joint of the series of industrial robots (1) is completed, the controller (8) stores that the industrial robot (1) is in the reference position in that state, thereby (1)
The reference position parameter of each joint is corrected.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の産
業用ロボット装置では、産業ロボット(1)の基台(2)に機
械加工による基準面(5)が産業ロボットごとに必要とな
る。また、第１測定治具(6)に装着された測定器(7)相互
間の距離が長いほどパラメータの補正精度が向上する
が、測定器(7)相互間の距離を長くすると、第２測定治
具(6)の製作が困難となり、また、重量が増し産業ロボ
ット(1)への装着、除去の作業も困難となる。さらに、
制御装置(8)の順変換中に現われる産業ロボット(1)の機
構誤差のなかで、関節の基準位置のみが補正の対象とな
り、他のパラメータは扱えず補正不能であるという問題
点があった。In the conventional industrial robot apparatus as described above, the base surface (2) of the industrial robot (1) needs the reference surface (5) by machining for each industrial robot. Further, the longer the distance between the measuring instruments (7) mounted on the first measuring jig (6), the more the correction accuracy of the parameters is improved. It becomes difficult to manufacture the measuring jig (6), and the weight increases, which makes it difficult to mount and remove it on the industrial robot (1). further,
Among the mechanical errors of the industrial robot (1) that appear during the forward conversion of the control device (8), only the reference position of the joint is the target of correction, and there is a problem that other parameters cannot be handled and correction is impossible. ..
【０００７】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたものであり、産業ロボットに測定用の基準面
を要せず、産業ロボットの順変換中に現われるすべての
機構に関するパラメータを補正可能な機構誤差補正装置
を有する産業用ロボット装置を得ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and the industrial robot does not need a reference surface for measurement, and it is possible to correct the parameters relating to all the mechanisms appearing during the forward conversion of the industrial robot. An object of the present invention is to obtain an industrial robot apparatus having a simple mechanism error correction device.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明に係る産業用ロ
ボット装置においては、制御装置により制御される複数
の自由度を有する産業ロボットと、この産業ロボットの
作動先端部に装着されてこの作動先端部から離れた所定
位置に配置された検出球体と、産業ロボットから離れ、
所定姿勢により所定位置に配置されて検出球体に対向し
た測定器と、検出球体の中心を基点とし複数の姿勢に産
業ロボットを変更動作させたときの測定器による基点の
移動値及び産業ロボットを複数の姿勢に変更動作させる
ときの制御装置の指令値を比較して、作動先端部からの
検出球体の位置の誤差、産業ロボットからの測定器の位
置の誤差及び姿勢の誤差、並びに産業ロボットの機構誤
差の補正量を算出する計算機とが設けられる。In an industrial robot apparatus according to the present invention, an industrial robot having a plurality of degrees of freedom controlled by a controller, and an operating tip attached to an operating tip portion of the industrial robot. Detection sphere placed at a predetermined position away from the part, away from the industrial robot,
A measuring device placed at a predetermined position in a predetermined posture and facing the detection sphere, and a movement value of the base point by the measurement device and a plurality of industrial robots when the industrial robot is changed to multiple postures with the center of the detection sphere as a base point. Of the position of the detection sphere from the operating tip, the error of the position of the measuring instrument from the industrial robot and the error of the attitude, and the mechanism of the industrial robot by comparing the command values of the control device when changing the attitude to A calculator for calculating an error correction amount is provided.
【０００９】また、制御装置により制御される複数の自
由度を有する産業ロボットと、この産業ロボットの作動
先端部に装着されてこの作動先端部から離れ、所定姿勢
により所定位置に配置された測定器と、産業ロボットか
ら離れた所定位置に配置されて測定器に対向した検出球
体と、測定器の基準位置を基点とし複数の姿勢に産業ロ
ボットを変更動作させたときの検出球体による上記基点
の測定器における移動値及び上記産業ロボットを複数の
姿勢に変更動作させるときの制御装置の指令値を比較し
て、作動先端部からの測定器の基準位置の誤差及び測定
器姿勢の誤差、産業ロボットからの検出球体の位置の誤
差、並びに産業ロボットの機構誤差の補正量を算出する
計算機とが設けられる。Further, an industrial robot having a plurality of degrees of freedom controlled by a control device, and a measuring device mounted on an operating tip of the industrial robot and separated from the operating tip and arranged at a predetermined position in a predetermined posture. And a detection sphere located at a predetermined position away from the industrial robot and facing the measuring instrument, and measuring the above-mentioned base point by the detecting sphere when the industrial robot is changed to multiple postures with the reference position of the measuring instrument as the reference point. Of the reference value of the measuring instrument from the operating tip and the error of the measuring instrument posture from the industrial robot, comparing the movement value of the measuring instrument and the command value of the control device when changing the industrial robot to a plurality of postures. And a calculator for calculating the correction amount of the position error of the detection sphere and the mechanism error of the industrial robot.
【００１０】[0010]
【作用】上記のように構成された産業用ロボット装置の
検出球体は球体の中心を基点とし、この基点に基づく移
動値が測定器によって測定される。また、計算機によ
り、上記基点を制御点として産業ロボットを複数の姿勢
に変更動作させて基点の移動値と、姿勢の変更動作に対
する制御装置の指令値とを比較して誤差補正量が算出さ
れる。The detection sphere of the industrial robot apparatus configured as described above has the center of the sphere as the base point, and the movement value based on this base point is measured by the measuring instrument. Further, the computer calculates the error correction amount by changing the movement value of the base point by changing the industrial robot into a plurality of postures by using the above-mentioned base point as a control point and the command value of the control device for the posture changing movement. ..
【００１１】[0011]
実施例１．図１は、この発明の一実施例を示す図であ
る。図において、(1)は複数の自由度を有する産業ロボ
ット、(2)は産業ロボット(1)の基台、(3)は産業ロボッ
ト(1)のハンド取付面からなる作動先端部、(8)は制御装
置、(9)は基台(2)が設置された工場の床等からなる固定
面、(10)は作動先端部(3)に装着されて作動先端部(3)か
ら離れた所定位置に配置された検出球体、(11)は検出球
体(10)の球体中心からなる基点、(12)は固定面(9)に配
置された測定治具、(13)は測定治具(12)に装着されて基
点(11)の移動量を測定する測定器、(14)は基点(11)を制
御点として産業ロボット(1)を複数の姿勢に変更動作さ
せたときの測定器(13)による基点(11)の移動値と、姿勢
の変更動作に対する制御装置(8)の指令値とを比較し
て、誤差補正量を算出する計算機である。Example 1. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, (1) is an industrial robot having multiple degrees of freedom, (2) is the base of the industrial robot (1), (3) is the working tip of the industrial robot (1), and the (8) ) Is a control device, (9) is a fixed surface consisting of the floor of the factory where the base (2) is installed, (10) is attached to the working tip (3) and is separated from the working tip (3). A detection sphere arranged at a predetermined position, (11) is a base point consisting of the sphere center of the detection sphere (10), (12) is a measurement jig arranged on the fixed surface (9), and (13) is a measurement jig ( A measuring instrument that is attached to (12) to measure the movement amount of the base point (11), and (14) is a measuring instrument when the industrial robot (1) is changed to multiple postures with the base point (11) as a control point ( This is a computer for calculating the error correction amount by comparing the movement value of the base point (11) according to 13) with the command value of the control device (8) for the posture changing operation.
【００１２】上記のように構成された産業用ロボット装
置は産業ロボット(1)が制御装置(8)により制御されて、
作動先端部(3)に設けられたハンド（図示しない）等に
より所要のロボット作業が行なわれる。そして、次に述
べるように手順によって誤差補正が行なわれる。すなわ
ち、産業ロボット(1)の作動先端部(3)に検出球体(10)を
装着し、固定面(9)に測定器(13)が装着された測定治具
(12)を設置する。そして、産業ロボット(1)を起動し
て、検出球体(10)を測定器(13)の測定範囲内に移動させ
る。次いで、検出球体(10)の基点(11)の制御点として、
基点(11)を移動させないで産業ロボット(1)の姿勢のみ
変化させる指令値を制御装置(8)から産業ロボット(1)に
与える。この指令値による産業ロボット(1)の姿勢変更
動作により生じる検出球体(10)の基点(11)の移動量を測
定器(13)により測定する。そして、この基点(11)の移動
量測定を産業ロボット(1)の自由度数に対応した必要回
数繰り返し、得られた測定値と産業ロボット(1)に対す
る姿勢変更動作の指令値とを計算器(14)により計算し
て、基準位置パラメータを補正する。In the industrial robot apparatus configured as described above, the industrial robot (1) is controlled by the controller (8),
A required robot work is performed by a hand (not shown) or the like provided on the operating tip portion (3). Then, as described below, the error correction is performed by the procedure. That is, a measuring jig in which the detection sphere (10) is attached to the working tip (3) of the industrial robot (1) and the measuring instrument (13) is attached to the fixed surface (9).
Install (12). Then, the industrial robot (1) is activated to move the detection sphere (10) into the measuring range of the measuring instrument (13). Then, as the control point of the base point (11) of the detection sphere (10),
A command value for changing only the posture of the industrial robot (1) without moving the base point (11) is given from the control device (8) to the industrial robot (1). The movement amount of the base point (11) of the detection sphere (10) caused by the attitude changing operation of the industrial robot (1) by this command value is measured by the measuring device (13). Then, the movement amount measurement of this base point (11) is repeated a necessary number of times corresponding to the number of degrees of freedom of the industrial robot (1), and the obtained measured value and the command value of the posture changing operation for the industrial robot (1) are calculated ( Compute according to 14) and correct the reference position parameters.
【００１３】以下、検出球体(10)の基点(11)を移動させ
ないで産業ロボット(1)の姿勢を変化させるように制御
したときの指令値と、基点(11)の移動量を比較、演算し
てパラメータを補正する方法を述べる。今、産業ロボッ
ト(1)基台(2)に取り付けられた座標系により表された検
出球体(10)基点(11)の座標をＣとする。また、同じ座標
系中の産業ロボット(1)の制御点の座標をｆn（Ｊn，
Ｐ）で表す。Ｊnは指令値、Ｐは順変換中の機構に関す
るパラメータと、検出球体(10)と測定器(13)の位置と姿
勢を表すパラメータである。また、ｆn、Ｊnの添字のｎ
はｎ回目の測定を意味している。ｎ回目の測定器(13)の
測定値をＭn、測定方向の単位ベクトルをｍとし、評価
関数を次のHereinafter, the command value when the attitude of the industrial robot (1) is controlled without moving the base point (11) of the detection sphere (10) and the movement amount of the base point (11) are compared and calculated. Then, the method of correcting the parameters will be described. Now, let C be the coordinate of the detection sphere (10) base point (11) represented by the coordinate system attached to the industrial robot (1) base (2). In addition, the coordinates of the control point of the industrial robot (1) in the same coordinate system are f n (J n ,
It is represented by P). J n is a command value, P is a parameter related to the mechanism in the forward conversion, and parameters indicating the position and orientation of the detection sphere (10) and the measuring instrument (13). In addition, the subscript n of f n and J n
Means the n-th measurement. Let M n be the measurement value of the nth measuring instrument (13), m be the unit vector in the measurement direction, and the evaluation function be
【数１】 とする。[Equation 1] And
【００１４】[0014]
【数１】[Equation 1]
【００１５】これにより、正しいパラメータはａの最小
点を実現するＰ*となる。パラメータの補正前の値はＰ*
の近傍にあるので、補正前のパラメータの値を初期点と
して、最急傾斜法を用いてＰ*を求めることができる。
そして、この方法で求めたＰ*を制御装置(8)に設定する
ことでパラメータの補正が終了する。Thus, the correct parameter is P * which realizes the minimum point of a. The value before correction of the parameter is P *
Since P is in the vicinity of, the value of the parameter before correction can be used as the initial point to obtain P * using the steepest slope method.
Then, the parameter correction is completed by setting P * obtained by this method in the control device (8).
【００１６】このように、パラメータの補正手段が検出
球体(10)と、検出球体(10)基点(11)の移動値を測定する
測定器(13)により構成されるので、誤差補正の精度を検
出球体(10)及び測定器(13)の大きさに依存する必要がな
く、簡易に製作することができる。また、検出球体(10)
基点(11)を制御点として産業ロボット(1)に姿勢の変更
動作を行なわせ、検出球体(10)基点(11)の移動値を測定
して、その測定値と、該当する姿勢を実現する制御装置
(8)からの指令値とを比較、演算することにより、産業
ロボット(1)の機構誤差を補正する。したがって、補正
するパラメータ数に、検出球体(10)及び測定器(13)の形
状が制約されることはない。さらに、補正する対象に検
出球体(10)の位置及び測定器(13)の位置、姿勢を含める
ことができるので、産業ロボット(1)に測定のための基
準を設ける必要がなく、産業ロボット(1)製作時の工程
を簡易化することができ製造費を節減することができ
る。As described above, since the parameter correcting means is composed of the detecting sphere (10) and the measuring device (13) for measuring the movement value of the detecting sphere (10) base point (11), the accuracy of error correction is improved. It is not necessary to depend on the size of the detection sphere (10) and the measuring instrument (13), and can be easily manufactured. Also, the detection sphere (10)
Let the industrial robot (1) change its posture by using the base point (11) as a control point, measure the movement value of the detection sphere (10) base point (11), and realize the measured value and the corresponding posture. Control device
The mechanical error of the industrial robot (1) is corrected by comparing and calculating the command value from (8). Therefore, the shapes of the detection sphere (10) and the measuring instrument (13) are not restricted by the number of parameters to be corrected. Furthermore, since the position to be corrected can include the position of the detection sphere (10) and the position and orientation of the measuring instrument (13), it is not necessary to provide the industrial robot (1) with a reference for measurement, and the industrial robot ( 1) The manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
【００１７】実施例２．図２は、この発明の他の実施例
を示す図で、図中、(1)は複数の自由度を有する産業ロ
ボット、(2)は産業ロボット(1)の基台、(3)は産業ロボ
ット(1)のハンド取付面からなる作動先端部、(8)は制御
装置、(9)は基台(2)が設置された工場の床等からなる固
定面、(10)は固定面(9)に支持体を介して配置されて産
業ロボット(1)から離れた所定位置に配置された検出球
体、(11)は検出球体(10)の球体中心からなる基点、(12)
は作動先端部(3)に装着された測定治具、(13)は測定治
具(12)に装着されて作動先端部(3)から離れた所定位置
に配置され、所定姿勢に配置され、基点(11)の移動量を
測定する測定器、(14)は基点(11)を制御点として産業ロ
ボット(1)を複数の姿勢に変更動作させて、測定器(13)
による基点(11)の移動量と、姿勢の変更動作に対する制
御装置(8)の指令値とを比較し、誤差補正量を算出する
計算機である。Embodiment 2. 2 is a diagram showing another embodiment of the present invention, in which (1) is an industrial robot having a plurality of degrees of freedom, (2) is a base of the industrial robot (1), and (3) is an industrial robot. The operating tip of the robot (1), which is the hand mounting surface, (8) is the control device, (9) is the fixed surface that is the floor of the factory where the base (2) is installed, and (10) is the fixed surface ( A detection sphere placed at a predetermined position away from the industrial robot (1) via a support in (9), (11) is a base point consisting of the sphere center of the detection sphere (10), (12)
Is a measuring jig mounted on the working tip (3), (13) is mounted on the measuring jig (12) and is arranged at a predetermined position apart from the working tip (3), and is arranged in a predetermined posture, Measuring device for measuring the amount of movement of the base point (11), (14) is the measuring device (13) by changing the industrial robot (1) to multiple postures using the base point (11) as a control point.
This is a computer that compares the amount of movement of the base point (11) by the command with the command value of the control device (8) for the posture change operation and calculates the error correction amount.
【００１８】この実施例は、図１における検出球体(10)
を固定面(9)に、また、図１における測定器(13)を測定
治具(12)を介して作動先端部(3)に配置したものであ
る。したがって詳細な説明は省略するがこの実施例にお
いても図１の実施例と同様な作用が得られることは明白
である。In this embodiment, the detection sphere (10) in FIG. 1 is used.
Is arranged on the fixed surface (9), and the measuring instrument (13) in FIG. 1 is arranged on the working tip portion (3) through the measuring jig (12). Therefore, although detailed description is omitted, it is clear that the same operation as that of the embodiment of FIG. 1 can be obtained in this embodiment.
【００１９】[0019]
【発明の効果】この発明は、以上説明したように制御装
置により制御される複数の自由度を有する産業ロボット
と、この産業ロボットの作動先端部に装着されてこの作
動先端部から離れた所定位置に配置された検出球体と、
産業ロボットから離れ、所定姿勢により所定位置に配置
されて検出球体に対向した測定器と、検出球体の中心を
基点とし複数の姿勢に産業ロボットを変更動作させたと
きの測定器による基点の移動値及び産業ロボットを複数
の姿勢に変更動作させるときの制御装置の指令値を比較
して、作動先端部からの検出球体の位置の誤差、産業ロ
ボットからの測定器の位置の誤差及び姿勢の誤差、並び
に産業ロボットの機構誤差の補正量を算出する計算機と
を設けたものである。As described above, the present invention provides an industrial robot having a plurality of degrees of freedom controlled by the controller as described above, and a predetermined position attached to the operating tip of the industrial robot and separated from the operating tip. A detection sphere located at
A measurement device that is located at a predetermined position in a predetermined posture and faces the detection sphere away from the industrial robot, and the movement value of the base point by the measurement device when the industrial robot is changed to multiple postures with the center of the detection sphere as the base point. And comparing the command values of the control device when changing the industrial robot to a plurality of postures, the error in the position of the detection sphere from the operating tip, the error in the position of the measuring instrument from the industrial robot, and the error in the posture, And a calculator for calculating the correction amount of the mechanism error of the industrial robot.
【００２０】また、制御装置により制御される複数の自
由度を有する産業ロボットと、この産業ロボットの作動
先端部に装着されてこの作動先端部から離れ、所定姿勢
により所定位置に配置された測定器と、産業ロボットか
ら離れた所定位置に配置されて測定器に対向した検出球
体と、測定器の基準位置を基点とし複数の姿勢に産業ロ
ボットを変更動作させたときの検出球体による上記基点
の測定器における移動値及び上記産業ロボットを複数の
姿勢に変更動作させるときの制御装置の指令値を比較し
て、作動先端部からの測定器の基準位置の誤差及び測定
器姿勢の誤差、産業ロボットからの検出球体の位置の誤
差、並びに産業ロボットの機構誤差の補正量を算出する
計算機とを設けたものである。Further, an industrial robot having a plurality of degrees of freedom controlled by a control device, and a measuring instrument which is attached to an operating tip of the industrial robot and is separated from the operating tip and arranged at a predetermined position in a predetermined posture. And a detection sphere located at a predetermined position away from the industrial robot and facing the measuring instrument, and measuring the above-mentioned base point by the detecting sphere when the industrial robot is changed to multiple postures with the reference position of the measuring instrument as the reference point. Of the reference value of the measuring instrument from the operating tip and the error of the measuring instrument posture from the industrial robot, comparing the movement value of the measuring instrument and the command value of the control device when changing the industrial robot to a plurality of postures. And a calculator for calculating the correction amount of the position error of the detection sphere and the mechanism error of the industrial robot.
【００２１】そして、検出球体は球体の中心を基点と
し、この基点に基づく移動量が測定器によって測定され
る。また、上記基点の制御点として産業ロボットを複数
の姿勢に変更動作させて測定器による基点の移動値と、
姿勢の変更動作に対する制御装置の指令値とを比較し
て、計算機から誤差補正量が算出される。このように、
パラメータの補正手段が検出球体と、検出球体基点の移
動量を測定する測定器により構成されるので、誤差補正
の精度を検出球体及び測定器の大きさに依存する必要が
なく、簡易に製作することができ、着脱作業も容易にな
る。また、検出球体基点を制御点として産業ロボットに
姿勢の変更動作を行なわせて検出球体基点の移動量を測
定し、その測定値と、該当する姿勢を実現する制御装置
からの指令値とを比較、演算することにより産業ロボッ
トの機構誤差を補正する。したがって、補正するパラメ
ータの数に検出球体及び測定器の形状が制約されること
はない。さらに、補正する対象に検出球体の位置及び測
定器の位置、姿勢を含めることができるので、産業ロボ
ットに測定のための基準を設ける必要がなく、産業ロボ
ット製作時の工程を簡易化して製造費を節減する効果が
ある。Then, the detection sphere has a center of the sphere as a base point, and the amount of movement based on this base point is measured by a measuring device. Further, as the control point of the base point, the movement value of the base point by the measuring instrument by changing the industrial robot into a plurality of postures,
The error correction amount is calculated from the computer by comparing the command value of the control device with respect to the posture changing operation. in this way,
Since the parameter correcting means is composed of the detection sphere and the measuring device that measures the movement amount of the detection sphere base point, the accuracy of error correction does not need to depend on the size of the detection sphere and the measuring device, and can be easily manufactured. It is possible to easily attach and detach. Also, the movement amount of the detected sphere base point is measured by causing the industrial robot to change the posture using the detected sphere base point as a control point, and the measured value is compared with the command value from the control device that realizes the corresponding posture. , The mechanical error of the industrial robot is corrected by calculation. Therefore, the shapes of the detection sphere and the measuring device are not restricted by the number of parameters to be corrected. Further, since the position to be corrected can include the position of the detection sphere and the position and orientation of the measuring device, it is not necessary to provide a reference for measurement on the industrial robot, which simplifies the process of manufacturing the industrial robot and reduces the manufacturing cost. Has the effect of saving energy.
【図１】この発明の実施例１を概念的に示す正面図であ
る。FIG. 1 is a front view conceptually showing a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の実施例２を示す図１相当図である。FIG. 2 is a view, corresponding to FIG. 1, showing a second embodiment of the present invention.
【図３】従来の産業用ロボット装置を示す図１相当図で
ある。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1 showing a conventional industrial robot apparatus.
【図４】図３を図３に示す矢印Ａから見た平面図であ
る。FIG. 4 is a plan view of FIG. 3 viewed from an arrow A shown in FIG.
１ 産業ロボット ３ 作動先端部 ８ 制御装置 １０ 検出球体 １１ 基点 １３ 測定器 １４ 計算機 1 Industrial Robot 3 Working Tip 8 Control Device 10 Detecting Sphere 11 Base Point 13 Measuring Instrument 14 Calculator
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年５月１４日[Submission date] May 14, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００２[Name of item to be corrected] 0002
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３及び図４は、例えば特開昭６０−２
０８７８号公報に示された従来の産業用ロボット装置を
示す図である。図において、(1)は六自由度以下の自由
度を有する産業ロボット、(2)は産業ロボット(1)の基
台、(3)は産業ロボット(1)のハンド取付面からなる作動
先端部、(4)は作動先端部(3)に装着されて作動先端部
(3)から離れた所定位置に配置された第一測定治具、(5)
は基台(2)に設けられた基準面、(6)は基準面(5)に装着
され基台(2)に対して所定位置、所定姿勢に配置された
第二測定治具、(7)は、第二測定治具(6)からみた第一測
定治具(4)の位置関係を産業ロボット(1)の自由度それぞ
れにつき測定する測定器、(8)は制御装置である。2. Description of the Related Art FIGS. 3 and 4 show, for example, JP-A-60-2.
It is a figure which shows the conventional industrial robot apparatus shown by 0878 gazette. In the figure, (1) is an industrial robot having six degrees of freedom or less, (2) is a base of the industrial robot (1), and (3) is an operating tip part composed of a hand mounting surface of the industrial robot (1). , (4) are attached to the working tip (3)
The first measurement jig located at a predetermined position away from (3), (5)
Is a reference surface provided on the base (2), (6) is a second measuring jig mounted on the reference surface (5) and arranged in a predetermined position and in a predetermined posture with respect to the base (2), (7 ), the second measurement jig (6) viewed from the first measurement fixture (4) measuring device for measuring per degree of freedom each industrial robot positional relationship (1), (8) is a control device.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００３[Name of item to be corrected] 0003
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００３】従来の産業用ロボット装置は上記のように
構成され、産業ロボット(1)が制御装置(8)により制御さ
れて、作動先端部(3)に設けられたハンド（図示しな
い）等により所要のロボット作業が行なわれる。一般
に、産業ロボット(1)は機構部をモデル化してその特徴
を表すいくつかのパラメータを持つ制御装置(8)によっ
て制御される。このとき、実際の産業ロボット(1)機構
部と制御装置(8)でパラメータの不一致がある場合は、
正しい制御を行なったとしても、このときの実際の産業
ロボット(1)の動きは所定外動作となる。したがって、
実際の絶対位置精度の必要なオフラインティーチングの
場合や、正確なハンドの軌跡が必要な場合には、実際の
産業ロボット(1)と制御装置(8)のパラメータを正確に一
致させることが必要になる。The conventional industrial robot device is constructed as described above, and the industrial robot (1) is controlled by the control device (8) and is operated by a hand (not shown) or the like provided at the operating tip (3). Required robot work is performed. Generally, an industrial robot (1) is controlled by a controller (8) that models a mechanical part and has several parameters that represent its characteristics. At this time, if there is a parameter mismatch between the actual industrial robot (1) mechanical unit and the control unit (8),
Even if the correct control is performed, the actual movement of the industrial robot (1) at this time is an operation outside the predetermined range. Therefore,
Indeed in the case of and the absolute position accuracy of the required off-line teaching, if the necessary trajectory of precise hand, be matched exactly the parameter of actual industrial robot (1) and the control device (8) You will need it.
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００６[Correction target item name] 0006
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の産
業用ロボット装置では、産業ロボット(1)の基台(2)に機
械加工による基準面(5)が産業ロボットごとに必要とな
る。また、第二測定治具(6)に装着された測定器(7)相互
間の距離が長いほどパラメータの補正精度が向上する
が、測定器(7)相互間の距離を長くすると、第一測定治
具および第二測定治具(6)の製作が困難となり、また、
重量が増し産業ロボット(1)への装着、除去の作業も困
難となる。さらに、制御装置(8)の順変換中に現われる
産業ロボット(1)の機構誤差のなかで、関節の基準位置
のみが補正の対象となり、他のパラメータは扱えず補正
不能であるという問題点があった。In the conventional industrial robot apparatus as described above, the base surface (2) of the industrial robot (1) needs the reference surface (5) by machining for each industrial robot. Further, the longer the distance between the measuring instruments (7) mounted on the second measuring jig (6), the more the parameter correction accuracy improves . Measurement
It becomes difficult to manufacture the tool and the second measuring jig (6), and
The increased weight makes it difficult to mount and remove the robot on the industrial robot (1). Furthermore, among the mechanical errors of the industrial robot (1) that appear during the forward conversion of the control device (8), only the reference position of the joint is the target of correction, and other parameters cannot be handled, and it is impossible to correct. there were.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１０[Correction target item name] 0010
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１０】[0010]
【作用】上記のように構成された産業用ロボット装置の
検出球体は球体の中心を基点とし、この基点に基づく移
動値が測定器によって測定される。また、計算機によ
り、上記基点を制御点として産業ロボットを複数の姿勢
に変更動作させるときの基点の移動値と、姿勢の変更動
作に対する制御装置の指令値とを比較して誤差補正量が
算出される。The detection sphere of the industrial robot apparatus configured as described above has the center of the sphere as the base point, and the movement value based on this base point is measured by the measuring instrument. Furthermore, by computer, the movement value of the base point of Rutoki to change operation the industrial robot to a plurality of posture the base point as a control point, the error correction by comparing the instruction value of the control device for the attitude change operation calculates To be done.
【手続補正５】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１１[Correction target item name] 0011
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１１】[0011]
【実施例】 実施例１．図１は、この発明の一実施例を示す図であ
る。図において、(1)は複数の自由度を有する産業ロボ
ット、(2)は産業ロボット(1)の基台、(3)は産業ロボッ
ト(1)のハンド取付面からなる作動先端部、(8)は制御装
置、(9)は基台(2)が設置された工場の床等からなる固定
面、(10)は作動先端部(3)に装着されて作動先端部(3)か
ら離れた所定位置に配置された検出球体、(11)は検出球
体(10)の球体中心からなる基点、(12)は固定面(9)に配
置された測定治具、(13)は測定治具(12)に装着されて基
点(11)の移動量を測定する測定器、(14)は基点(11)を制
御点として産業ロボット(1)を複数の姿勢に変更動作さ
せたときの測定器(13)による基点(11)の移動値と、姿勢
の変更動作に対する制御装置(8)の指令値とを比較し
て、産業ロボット(1)の機構誤差補正量を算出する計算
機である。EXAMPLES Example 1. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, (1) is an industrial robot having multiple degrees of freedom, (2) is the base of the industrial robot (1), (3) is the working tip of the industrial robot (1), and the (8) ) Is a control device, (9) is a fixed surface consisting of the floor of the factory where the base (2) is installed, (10) is attached to the working tip (3) and is separated from the working tip (3). A detection sphere arranged at a predetermined position, (11) is a base point consisting of the sphere center of the detection sphere (10), (12) is a measurement jig arranged on the fixed surface (9), and (13) is a measurement jig ( A measuring instrument that is attached to (12) to measure the movement amount of the base point (11), and (14) is a measuring instrument when the industrial robot (1) is changed to multiple postures with the base point (11) as a control point ( This is a computer for calculating the mechanical error correction amount of the industrial robot (1) by comparing the movement value of the base point (11) according to 13) with the command value of the control device (8) for the posture changing operation.
【手続補正６】[Procedure Amendment 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１２[Correction target item name] 0012
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１２】上記のように構成された産業用ロボット装
置は産業ロボット(1)が制御装置(8)により制御されて、
作動先端部(3)に設けられたハンド（図示しない）等に
より所要のロボット作業が行なわれる。そして、次に述
べるように手順によって誤差補正が行なわれる。すなわ
ち、産業ロボット(1)の作動先端部(3)に検出球体(10)を
装着し、固定面(9)に測定器(13)が装着された測定治具
(12)を設置する。そして、産業ロボット(1)を起動し
て、検出球体(10)を測定器(13)の測定範囲内に移動させ
る。次いで、検出球体(10)の基点(11)を制御点として、
基点(11)を移動させないで産業ロボット(1)の姿勢のみ
変化させる指令値を制御装置(8)から産業ロボット(1)に
与える。この指令値による産業ロボット(1)の姿勢変更
動作により生じる検出球体(10)の基点(11)の移動量を測
定器(13)により測定する。そして、この基点(11)の移動
量測定を産業ロボット(1)の自由度数に対応した必要回
数繰り返し、得られた測定値と産業ロボット(1)に対す
る姿勢変更動作の指令値とを計算器(14)により計算し
て、産業ロボット(1)の機構に関するパラメータを補正
する。In the industrial robot apparatus configured as described above, the industrial robot (1) is controlled by the controller (8),
A required robot work is performed by a hand (not shown) or the like provided on the operating tip portion (3). Then, as described below, the error correction is performed by the procedure. That is, a measuring jig in which the detection sphere (10) is attached to the working tip (3) of the industrial robot (1) and the measuring instrument (13) is attached to the fixed surface (9).
Install (12). Then, the industrial robot (1) is activated to move the detection sphere (10) into the measuring range of the measuring instrument (13). Then, the base point (11) of the detection sphere (10) as a control point,
A command value for changing only the posture of the industrial robot (1) without moving the base point (11) is given from the control device (8) to the industrial robot (1). The movement amount of the base point (11) of the detection sphere (10) caused by the posture changing operation of the industrial robot (1) by this command value is measured by the measuring device (13). Then, the movement amount measurement of this base point (11) is repeated a required number of times corresponding to the number of degrees of freedom of the industrial robot (1), and the obtained measured value and the command value of the posture changing operation for the industrial robot (1) are calculated by the calculator ( 14) Calculate and correct the parameters related to the mechanism of the industrial robot (1) .
【手続補正７】[Procedure Amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１３[Correction target item name] 0013
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１３】以下、検出球体(10)の基点(11)を移動させ
ないで産業ロボット(1)の姿勢を変化させるように制御
したときの指令値と、基点(11)の移動量を比較、演算し
て産業ロボット(1)の機構に関するパラメータを補正す
る方法を述べる。今、産業ロボット(1)基台(2)に取り付
けられた座標系により表された検出球体(10)基点(11)の
座標をＣとする。また、同じ座標系中の産業ロボット
(1)の制御点の座標をｆn（Ｊn，Ｐ）で表す。Ｊnは指令
値、Ｐは順変換中の機構に関するパラメータと、検出球
体(10)と測定器(13)の位置と姿勢を表すパラメータであ
る。また、ｆn、Ｊnの添字のｎはｎ回目の測定を意味し
ている。ｎ回目の測定器(13)の測定値をＭn、測定方向
の単位ベクトルをｍとし、評価関数を次式とする。Hereinafter, the command value when the attitude of the industrial robot (1) is controlled without moving the base point (11) of the detection sphere (10) and the movement amount of the base point (11) are compared and calculated. Then, a method for correcting the parameters relating to the mechanism of the industrial robot (1) will be described. Now, let C be the coordinate of the detection sphere (10) base point (11) represented by the coordinate system attached to the industrial robot (1) base (2). Also, an industrial robot in the same coordinate system
The coordinates of the control point in (1) are represented by f n (J n , P). J n is a command value, P is a parameter related to the mechanism in the forward conversion, and parameters indicating the position and orientation of the detection sphere (10) and the measuring instrument (13). The subscript n of f n and J n means the n-th measurement. Let M n be the measurement value of the n-th measuring instrument (13), m be the unit vector in the measurement direction, and the evaluation function be the following expression .
Claims (2)
を有する産業ロボットと、この産業ロボットの作動先端
部に装着されてこの作動先端部から離れた所定位置に配
置された検出球体と、上記産業ロボットから離れ、所定
姿勢により所定位置に配置されて上記検出球体に対向し
た測定器と、上記検出球体の中心を基点とし複数の姿勢
に上記産業ロボットを変更動作させたときの上記測定器
による上記基点の移動値及び上記産業ロボットを上記複
数の姿勢に変更動作させるときの上記制御装置の指令値
を比較して、上記作動先端部からの上記検出球体の位置
の誤差、上記産業ロボットからの上記測定器の位置の誤
差及び姿勢の誤差、並びに上記産業ロボットの機構誤差
の補正量を算出する計算機とを備えた産業用ロボット装
置。1. An industrial robot having a plurality of degrees of freedom controlled by a control device, a detection sphere attached to an operating tip of the industrial robot and arranged at a predetermined position apart from the operating tip, and With the measuring device which is separated from the industrial robot and is located at a predetermined position in a predetermined posture and faces the detection sphere, and the measurement device when the industrial robot is changed into a plurality of postures with the center of the detection sphere as a base point. Comparing the movement value of the base point and the command value of the control device when changing the industrial robot to the plurality of postures, the error in the position of the detection sphere from the operating tip portion, from the industrial robot An industrial robot apparatus comprising: a calculator for calculating a correction amount of a position error and a posture error of the measuring instrument, and a mechanical error of the industrial robot.
を有する産業ロボットと、この産業ロボットの作動先端
部に装着されてこの作動先端部から離れ、所定姿勢によ
り所定位置に配置された測定器と、上記産業ロボットか
ら離れた所定位置に配置されて上記測定器に対向した検
出球体と、上記測定器の基準位置を基点とし複数の姿勢
に上記産業ロボットを変更動作させたときの上記検出球
体による上記基点の上記測定器における移動値及び上記
産業ロボットを上記複数の姿勢に変更動作させるときの
上記制御装置の指令値を比較して、上記作動先端部から
の上記測定器の基準位置の誤差及び上記測定器姿勢の誤
差、上記産業ロボットからの上記検出球体の位置の誤
差、並びに上記産業ロボットの機構誤差の補正量を算出
する計算機とを備えた産業用ロボット装置。2. An industrial robot having a plurality of degrees of freedom controlled by a control device, and a measuring instrument mounted on an operating tip of the industrial robot, separated from the operating tip, and arranged at a predetermined position in a predetermined posture. And a detection sphere arranged at a predetermined position apart from the industrial robot and facing the measuring instrument, and the detecting sphere when the industrial robot is changed into a plurality of postures with the reference position of the measuring instrument as a base point. By comparing the movement value of the base point in the measuring instrument and the command value of the control device when the industrial robot is changed to the plurality of postures, and the error of the reference position of the measuring instrument from the operating tip. And a calculator for calculating a correction amount of the error of the measuring instrument posture, the error of the position of the detection sphere from the industrial robot, and the mechanical error of the industrial robot. Industrial robot equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16180392A JPH05329786A (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Industrial robot device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16180392A JPH05329786A (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Industrial robot device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05329786A true JPH05329786A (en) | 1993-12-14 |
Family
ID=15742214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16180392A Pending JPH05329786A (en) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | Industrial robot device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05329786A (en) |
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