JPH0561648B2 - - Google Patents

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JPH0561648B2
JPH0561648B2 JP58053970A JP5397083A JPH0561648B2 JP H0561648 B2 JPH0561648 B2 JP H0561648B2 JP 58053970 A JP58053970 A JP 58053970A JP 5397083 A JP5397083 A JP 5397083A JP H0561648 B2 JPH0561648 B2 JP H0561648B2
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JP
Japan
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robot
error
robot body
installation
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP58053970A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59180605A (ja
Inventor
Takushi Okada
Shunji Mori
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Priority to US06/595,363 priority patent/US4670849A/en
Publication of JPS59180605A publication Critical patent/JPS59180605A/ja
Publication of JPH0561648B2 publication Critical patent/JPH0561648B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/36Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36503Adapt program to real coordinates, software orientation
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45083Manipulators, robot

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  • Numerical Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ロボツトの作業データから機構誤差
及び据え付け誤差の影響を取り除いたものを作成
することにより、オフラインで作成した作業デー
タの通りにロボツトを動かすのに好適なロボツト
の作業データ変換装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来、ロボツトを用いて作業を行なう際、テイ
ーチングによつて教示データを作成し、それに基
づいてロボツトの制御をしていた。したがつて、
ロボツトは、教示データの通りに動くべき繰り返
し精度のみが要求されており、指令した数値の通
りに動くという絶対精度は重要ではなかつた。
しかし、最近、いわゆるFA(Factory
Automation)が盛んになり、作業の自動化が進
むにつれ、ロボツトを用いた作業から人手のかか
るテイーチングをなくし、オフラインで作成した
数値データを用いてロボツトを動かそうという試
みが始まつている。この際には、ロボツトが数値
データの通りに動くこと、すなわち絶対精度が重
要となる。
ロボツトの絶対精度を高めるための従来例とし
ては、例えば、あらかじめ位置誤差量を記憶して
おき、その補正をする際に読み出すというものが
ある。これは、大きな記憶場所が必要な上に位置
誤差量を前もつて測定しておかねばならないので
実用的でない。
また、他の例は、空間を小領域に区切り、その
小領域ごとに誤差関数を求めて補正を行うものが
あるが、誤差関数の計算、記憶等に大きな手間が
かかつて効率的、経済的ではない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、オフラインで作成した作業データの通りに
確実にロボツト作業を行わせることができるロボ
ツトの作業データ変換装置を提供することにあ
る。
〔発明の概要〕
本発明に係るロボツトの作業データ変換装置の
構成は、ロボツト本体の位置およびロボツト本体
と作業台との間の距離に係る測定データを得るた
めの位置測定装置と、ロボツト制御装置の制御に
よつて上記ロボツト本体が行うべき作業に係る作
業データを記憶しておく作業データ記憶装置と、
上記ロボツト制御装置に指令位置データを与えて
同データに従つて上記ロボツト本体を移動させる
ことにより、上記指令位置データおよび上記移動
の測定位置データから上記ロボツト本体の機構誤
差を計算・決定する機構誤差測定装置と、上記の
ロボツト本体と作業台との間の距離に係る測定デ
ータにより、上記ロボツト本体の据え付け誤差を
計算・決定する据え付け誤差測定装置と、記憶さ
れている上記作業データについて上記の機構誤差
および据え付け誤差の影響を取り除くようにデー
タ変換をし、これを上記ロボツト制御装置へ供給
するデータ変換装置とからなるようにしたもので
ある。
なお、これを以下で補足・詳述する。
一般に、外部からロボツトへの指令値はロボツ
トが作業をする作業台の座標系での値として与え
られる。一方、ロボツトは常にロボツト固有の座
標系で動作しているので、ロボツト座標系と作業
台の座標系とが何らかの理由で異なつていると、
外部からの指令値の通りにロボツトをロボツト座
標系内で動かしても、作業台上では指令値の通り
には動いていないことになる。
この両座標系は一致しているのが望ましいが、
ロボツトを作業台に据え付ける際に誤差が生じて
しまうことがある。また、ロボツト本体の機構が
設計値からずれているときは、設計値をもとにし
て作成した指令値によると、ロボツトは正確には
動かない。
これらの場合でもロボツトを正確に動作させる
ために、本発明によるロボツトの作業データ変換
装置は、ロボツト本体の機構誤差及びロボツト座
標系と作業台の座標系との間の据え付け誤差を前
もつて測定する。
ロボツト本体の機構誤差は、多くても、ロボツ
トの各軸ごとにアーム長誤差の3成分、アーム取
り付け角誤差の3成分、計6個存在する。また、
据え付け誤差も同様に6個存在する。したがつ
て、例えば6軸ロボツトの場合には最も多くて機
構誤差36個、据え付け誤差6個の計42個の誤差を
求めればよい。このためには、例えばロボツトの
指令位置と実動位置との間の位置ずれ量を測定
し、それから42個の誤差を求めればよい。このよ
うにして求めた機構誤差及び据え付け誤差を用い
てロボツトの作業データを変換し、誤差の影響を
取り除いたデータを作成する。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。
第1図は、本発明に係るロボツトの作業データ
変換装置の一実施例の構成図、第2図は、その機
構誤差測定装置の一実施例の構成図、第3図は、
同据え付け誤差測定装置の一実施例の構成図、第
4図は、同データ変換装置の一実施例の構成図、
第5図は、その変換手順図である。
ここで、1は、ロボツト本体、2は、ロボツト
制御装置、3は、作業台、4は、本装置に係る位
置測定装置、5は、同作業データ記憶装置、6
は、同機構誤差測定装置、7は、同据え付け誤差
測定装置、8は、同データ変換装置である。
以下、6軸ロボツトの場合について作業データ
の変換する手順を説明する。
(1) まず、機構誤差測定装置6を用いたロボツト
本体1の機構誤差の測定手順を第2図によつて
説明する。
機構誤差測定装置6は、機構誤差計算装置9
A、指令位置記憶装置10Aからなり、指令位
置記憶装置10A内に前もつて記憶させておい
た指令位置をロボツト制御装置2へ送つてロボ
ツト本体1を動かすと、機構誤差があればロボ
ツト本体1は指令位置からずれた位置へ動くの
で、そのずれ量を位置測定装置4で測定し、機
構誤差計算装置9Aへ送らせる。
6軸ロボツトの機構誤差は最大36個であり、
1回の位置ずれ量の測定で空間の3成分の情報
が得られるので、位置ずれ量の測定を最大12回
行うことにより、すべての機構誤差を計算する
ことが可能である。この場合、測定回数をふや
して平均をとつたり、位置ずれ量の空間成分で
はなく距離を測定するなどしてもよい。
機構誤差計算装置9Aでは測定した位置ずれ
量と指令位置記憶装置10Aから送られてきた
指令位置とから機構誤差を計算し、データ変換
装置8へ送る。
(2) 次に、据え付け誤差測定装置7を用いてロボ
ツト本体1の据え付け誤差の測定手順を第3図
によつて説明する。
据え付け誤差測定装置7は、据え付け誤差計
算装置9Bおよび作業台上の測定点のデータを
記憶している測定点記憶装置10Bからなり、
ロボツト本体1上の定点と作業台上の測定点と
の距離を位置測定装置4を用いて測定する。
ロボツト本体1の据え付け誤差は最大6個で
あるので、最も多くても作業台上の6点とロボ
ツト上の定点との距離を測定することにより、
すべての据え付け誤差を計算することが可能で
ある。この場合、測定回数をふやして平均をと
つたり、距離の代りに空間の成分ごとに測定し
てもよい。
据え付け誤差計算装置9Bでは測定した距離
と、作業台上の測定点およびロボツト上の定点
とから据え付け誤差を計算し、データ変換装置
8へ送る。
なお、上記(1),(2)の手順は同時に行なうこと
も可能であり、機構誤差と据え付け誤差とを同
時に測定することもできる。
(3) 更に、上記で求めた機構誤差と据え付け誤差
とを用い、作業データ記憶装置5内に記憶され
ている作業データをデータ変換装置8によつて
変換し、機構誤差と据え付け誤差との影響を取
り除く手順を第4図によつて説明する。
作業データ記憶装置5内の作業データはデー
タ変換装置8内の入力回路11にセツトされ
る。
また、機構誤差測定装置6によつて測定した
機構誤差は入力回路12に、据え付け誤差測定
装置7によつて測定した据え付け誤差は入力回
路13にセトされる。
次いで、入力回路11,12,13内の各値
をデータ変換回路14へ送り、作業デタから機
構誤差と据え付け誤差との影響を取り除く。変
換した作業データは出力回路15にセツトさ
れ、ロボツト本体1を動かすときにロボツト制
御装置2へ送られる。第5図に基づいてデータ
変換回路14内での変換手順を説明する。
ロボツト本体1の制御は、通常、位置・姿勢
データを座標変換して各軸の回転角を求め、そ
れに基づいて行われている。ロボツト本体1の
位置・姿勢を表わすベクトルをX→、同各軸の回
転角をベクトル的に表わしてθ→、同機構誤差と
据え付け誤差とをまとめて〓Pとすると、作業
データ記憶装置5内の作業データはX→(P)と表わ
すことができる。ここでPは機構誤差と据え付
け誤差とを含まないアーム長、アーム取り付け
角等のロボツト本体1の機構パラメータであ
る。
データ変換回路14では、機構誤差及び据え
付け誤差〓Pを上記機構パラメータPから差し
引き、(P−〓P)の関数として変換データX→
(P−〓P)を作成し、出力回路15へ送る。
本変換手順は第5図に示したように、位置・
姿勢データを一旦ロボツト本体1の軸の回転角
に変換し、それに機構誤差と据え付け誤差との
影響を考慮して変換データを求めるという点に
特徴がある。
以上により、作業データから機構誤差と据え付
け誤差との影響を取り除いたデータを作成するこ
とができる。
上記実施例の説明において、機構誤差測定装置
6、据え付け誤差測定装置7、データ変換装置8
は、それぞれ独立した装置のように説明したが、
本発明は、必ずしも、これに限定されるものでは
なく、例えば電子計算機(特にマイクロコンピユ
ータ)を利用して、上記各装置が行う機能をまと
めて実行することを妨げるものではない。なお、
規模に応じて各装置を各別のマイクロコンピユー
タで構成するようにしてもよい。いずれにして
も、例えばマイクロコンピユータは汎用のものを
用いることができるので経済的である。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、本発明によれ
ば、オフラインで作成した作業データからロボツ
トの機構誤差及び据え付け誤差の影響を取り除い
たデータが作成できるので、従来のようなテイー
チングの必要がなくなり、テイーチングに要した
人員、時間が省け、ロボツトを用いた作業の効率
化、簡略化に顕著な効果が得られる。
なお、一度作成した教示データを別のロボツト
に用いることは従来できなかつたが、ロボツトご
とに機構誤差と据え付け誤差とを求めておくこと
により、教示データを変換して別のロボツトに用
いることが可能となり、テイーチング工数を削減
することができるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るロボツトの作業データ
変換装置一実施例の構成図、第2図は、その機構
誤差測定装置の一実施例の構成図、第3図は、同
据え付け誤差測定装置の一実施例の構成図、第4
図は、同データ変換装置の一実施例の構成図、第
5図は、その変換手順図である。 1……ロボツト本体、2……ロボツト制御装
置、3……作業台、4……位置測定装置、5……
作業データ記憶装置、6……機構誤差測定装置、
7……据え付け誤差測定装置、8……データ変換
装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ロボツト本体の位置および該ロボツト本体と
    作業台との間の距離に係る測定データを得るため
    の位置測定手段と、ロボツト制御手段の制御によ
    つて上記ロボツト本体が行うべき作業に係る作業
    データを記憶しておく作業データ記憶手段と、上
    記ロボツト制御手段に指令位置データを与えて該
    データに従つて上記ロボツト本体を移動させると
    き、上記指令位置データと、これに対応して上記
    移動したロボツト本体の位置に係る測定位置デー
    タから上記ロボツト本体の機構誤差を計算・決定
    する機構誤差測定手段と、上記ロボツト本体と作
    業台との間の距離に係る測定データにより、上記
    ロボツト本体と作業台間の据え付け誤差を計算・
    決定する据え付け誤差測定手段と、上記記憶され
    た作業データについて対応する上記計算・決定し
    た機構誤差および据え付け誤差の影響を取り除く
    ようにデータ変換をし、これを上記ロボツト制御
    手段へ供給するデータ変換手段とから構成したこ
    とを特徴とするロボツトの作業データ変換装置。
JP5397083A 1983-03-31 1983-03-31 ロボツトの作業デ−タ変換装置 Granted JPS59180605A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5397083A JPS59180605A (ja) 1983-03-31 1983-03-31 ロボツトの作業デ−タ変換装置
US06/595,363 US4670849A (en) 1983-03-31 1984-03-30 Position error correcting method and apparatus for industrial robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5397083A JPS59180605A (ja) 1983-03-31 1983-03-31 ロボツトの作業デ−タ変換装置

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Publication Number Publication Date
JPS59180605A JPS59180605A (ja) 1984-10-13
JPH0561648B2 true JPH0561648B2 (ja) 1993-09-06

Family

ID=12957508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5397083A Granted JPS59180605A (ja) 1983-03-31 1983-03-31 ロボツトの作業デ−タ変換装置

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