JPH0631661A - 産業用ロボットの位置較正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボット機体の設置位置に拘束されず、ま
た、ツールを手首先端に装着したまま、マスタリングを
行う事が可能な位置較正装置を提供すること。 【構成】 産業用ロボットのロボット機体の固定部（１
２）に予め複数の基準面（１２ａ〜１２ｃ）を相互に異
なる向きで設け、固定側の位置較正治具（３０）を複数
の基準面の任意の１基準面に選定、装着可能にし、か
つ、ロボット手首２４）のツール取付面（２７）と別設
で治具取付面（２９）を設け、かつ該治具取付面に複数
の治具取付箇所を配設し、任意の１治具取付箇所を選定
して可動側の位置較正治具（４０）を装着可能にした較
正とした。 【効果】 依ってロボット機体の配置場所やツールの種
類、形状の変化に応じて自在に位置較正治具の装着位置
を選定し得るようにし、故に、簡単にマスタリングが遂
行可能になった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの位置
較正装置に関し、特に、産業用多関節形ロボットのロボ
ット機体の配置場所や手首先端に装着されるツールの種
類や形状の変化に応じてロボット機体の固定部と手首と
に装着する位置較正装置の固定側及び可動側位置較正治
具の取付位置を適正な一つの取付位置に選定し、該選定
した取付位置に予め固定側位置較正治具と可動側位置較
正治具とを取付け、位置較正作業時にツールを取外して
位置較正装置を交換、取付けする煩瑣を解消し、また、
ロボット機体の据え付け位置の周辺環境条件に拘束され
ることなく、位置較正を遂行可能にした産業用ロボット
の位置較正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、産業用ロボットにおいては、
その製造過程の最終過程やロボット使用時にロボット機
体側に設けられた旋回胴、ロボットアーム、ロボット手
首等の可動要素の駆動源を成すサーボモータを交換した
とき、或いは、偶発的にロボット機体が周囲に配置され
た外部機器と機械的な接触を生じたりして部品の交換が
なされたとき等には、ロボット機体側の所定の原点姿勢
とプログラムの原点との間の一致を図るマスタリング、
即ち、位置較正操作が遂行される。このような位置較正
はまた、同じプログラムに対してロボット機体が交換さ
れた場合の互換性を図る際にも遂行される。

【０００３】このような産業用ロボットの位置較正に当
たっては位置較正装置が用いられるが、一般的にロボッ
ト機体の基台等の固定部に予め形成した精密な基準面に
同位置較正装置の固定側位置較正治具を取付け、固定
し、この固定側位置較正治具に対してロボット可動要素
を成すロボット手首の先端に設けられたツール取着面に
取付けた可動側位置較正治具を当接、位置決めし、両者
が所定の位置決め状態で当接したときにロボット制御装
置へ原点位置設定入力を印加してプログラム側の原点位
置との一致を取る較正手法がとられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、ロボット
使用現場で稼動中の産業ロボットが、例えば、駆動用サ
ーボモータの故障等により交換を余儀なくされた場合に
は、ロボット手首に取着されたツールを一旦、取外し、
その後に位置較正治具を装着して位置較正操作を実行し
なければならなかった。この結果、位置較正作業の終了
後に再び、ツールをロボット手首のツール取着面に取り
付けるときに、従前の取付状態とは微妙な誤差が発生し
てしまい、ロボット作業精度が劣化する問題があり、ま
た、ツールの取外し、位置較正治具の装着、ツールの再
取付等の作業者によるマスタリング作業に伴う煩瑣が大
きいという欠点を有している。

【０００５】他方、固定側の位置較正治具に就いても、
ロボット機体の固定部に予め基準面が設けられていて
も、その基準面が限られた固定部に形成されていると、
ロボット機体の据え付け場所の周辺環境条件から、固定
側位置較正治具を取着したときに、相手側の可動側位置
較正治具と協動して位置較正を実行するには周辺環境が
障害となってしまうことがある等の不都合も発生してい
る。依って、本発明の目的は、上述した従来の産業用ロ
ボットの位置較正に伴う種々の不都合を解消し得る位置
較正装置を提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述の
発明目的を達成すべく、産業用ロボットのロボット機体
の固定部に形成した基準面に装着される固定側の位置較
正治具とロボット手首の先端に装着される可動側の位置
較正治具とを用いてロボット機体の所定の機械的姿勢と
プログラムとの間の原点位置較正を行う産業用ロボット
の位置較正装置において、前記ロボット機体の固定部に
予め複数の基準面を互いに異なる向き方向を有するよう
に設け、前記固定側の位置較正治具を該複数の基準面の
任意の１つの基準面を選定して装着可能にし、かつ、前
記ロボット手首のツール取付面と別設で１つの治具取付
面を設けると共に該治具取付面に複数の治具取付箇所を
配設し、該複数の治具取付箇所から任意の１つを選定し
て前記可動側の位置較正治具を装着可能にしてなり、前
記ロボット機体の配置場所や前記ツールの種類、形状の
変化に応じて自在に位置較正治具の装着位置を選定し得
るようにした産業用ロボットの位置較正装置が提供され
る。

【０００７】

【作用】上述の構成によれば、ロボット機体が実際の使
用現場で設置される場合の周辺環境条件に応じて同ロボ
ット機体の固定部に形成された複数の基準面から前方に
大きな開放空間が得られる基準面を１つ選定して、その
基準面に固定側の位置較正治具を取着し、他方、ロボッ
ト手首には、その手首に装着されるツールの種類や形状
から、そのツールが手首に装着され作動する場合に障害
と成らない治具取付面上の最適の治具取付位置を選定
し、その治具取付位置に可動側位置較正治具を取着して
おけば、周辺環境による障害の問題もツールを取外して
較正治具に付け替える等の煩瑣も解消することが可能と
なる。以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づい
て、更に、詳細に説明する。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明に係る位置較正治具が装着さ
れて位置較正（以下、マスタリングと言う）を遂行中の
状態を示す産業用多関節ロボットの正面図、図２は、ロ
ボット手首に設けられた治具取付位置とツール取付位置
並びにツールと可動側位置較正治具とを示した部分斜視
図、図３は、ロボット機体のベースに設けられる基準面
に装着される固定側位置較正治具を示す斜視図である。

【０００９】さて、図１に示すように、本発明に係る位
置較正装置を用いてマスタリングを行う産業用多関節ロ
ボットのロボット機体１０は、ベース１２をロボット設
置場所への固定部材として具備し、このベース１２の上
部に旋回胴１４を旋回自在に搭載し、同旋回胴１４の頂
部にロボット上腕１６が水平軸心回りに旋回可能に装着
されており、このロボット上腕１６の先端にロボット前
腕１８が同じく水平軸心回りに旋回可能に装着されてい
る。なお、ロボット上腕１６とロボット前腕１８との間
には流体シリンダ２０、リンク２２等を有したバランス
機構が設けられており、また、ロボット前腕１８の後端
には、複数の動作自由度を有したロボット手首２４の駆
動源をなす複数の手首駆動モータＭが搭載されている。
他方、ロボット前腕１８の先端には複数の動作自由度を
有したロボット手首２４が設けられ、その手首２４に装
着されたツール２６によって所定のロボット作用を遂行
するように構成されている。

【００１０】ここで、図１は、ロボット機体１０のマス
タリングを遂行する場合の姿勢状態を示している。従っ
て、同ロボット機体１０のベース１２の複数の夫々異な
る向きの側面領域に予め形成された複数の基準面１２
ａ、１２ｂ、１２ｃ等の選定した１つの基準面１２ｂ
に、位置較正装置における固定側位置較正治具３０が固
定され、この固定側位置較正治具３０には所定の複数個
のダイヤルゲージ３２を装備されている。また、ロボッ
ト手首２４の先端には位置較正装置における可動側位置
較正治具４０が取付けられ、この可動側位置較正治具４
０には複数の所定の較正面が形成されている。従って、
マスタリング時には、ロボット機体１０の可動要素であ
るロボット胴１４、ロボット上腕１６、ロボット前腕１
８、ロボット手首２４等を夫々、作動させてロボット手
首２４の先端をベース１２に接近した位置まで移動さ
せ、次いで、手首２４に装着した可動側位置較正治具４
０の較正面をベース１２の基準面１２ｂに取着された固
定側位置較正治具３０に漸近させ、同固定側位置較正治
具３０に具備された夫々のダイヤルゲージ３２に対応の
較正面を接触させてゲージ目盛が予め設定された所定値
を示したとき、原点位置が得られたものとして、つま
り、マスタリングが達成されたものとしてロボット制御
装置（図示なし）に、その原点位置を設定してマスタリ
ング操作を終了するものである。

【００１１】図１から明らかなように、本発明によれ
ば、位置較正装置は、その固定側位置較正治具３０が、
ロボット機体１０のベース１２に形成された複数の基準
面１２ａ〜１２ｃ（基準面１２ｃは基準面１２ａとは反
対側の側面に形成された基準面）から選定した任意の１
つの基準面１２ｂに位置決めピン、ボルト等の固定手段
により固定可能に形成されており、従って、例えば、ロ
ボット機体１０の設置条件から基準面１２ｂの前方領域
に何らかの障害物が有って同基準面１２ｂをマスタリン
グ操作における固定側位置較正治具３０の取付位置とし
て使用できない場合には、他の基準面、例えば、基準面
１２ａを固定側位置較正治具３０の取付位置に予め選定
することもできるのである。

【００１２】ここで、固定側位置較正治具３０の具体的
な形状、構造は図３に示されているように、複数の板部
材を組立て、固定した枠体構造を有し、かつ、その枠体
構造の複数箇所にダイヤルゲージ３２を取付け可能に形
成されている。図示例では６個のダイヤルゲージ３２が
設けられ、ロボット機体１０の各可動要素が所定の原点
姿勢を取ったとき、前述した可動側位置較正治具４０の
較正面が、これらの６つのダイヤルゲージ３２に接触し
て所定の目盛を表示する状態になるように備えられてい
るのである。なお、ロボット機体１０のベース１２に固
定側位置較正治具３０を取付ける場合には、背面３４を
ベース１２の基準面、例えば、基準面１２ｂに当接、密
着させながら、同治具３０の背板３６に形成された孔３
８を利用して位置決めピン３７ａとねじボルト３７ｂと
でベース１２の取付位置へ固定側位置較正治具３０を固
定し、以て基準面１２ｂと同固定側位置較正治具３０と
の間の一定した固定取付状態を得るものである。

【００１３】図２を参照すると、ロボット機体１０の手
首２４が図示されており、同手首２４は、その最前端部
に特徴的な構造を有している。つまり、手首２４は、そ
の最前端部にツール２６の取付部２５を有し、この取付
部２５は更に、ツール２６の取付面２７と、そのツール
取付面２７とは別面に形成された治具取付面２９とを有
している。本実施例では、ツール取付面２７が内側円環
状面に形成され、その内側円環状面から成るツール取付
面２７の外周域に治具取付面２９が、同じく円環状域に
形成されている。そして、ツール取付面２７には上述し
たツール２６のフランジがボルトねじ２３により固定さ
れるようになっている。

【００１４】このように、ツール取付面２７と治具取付
面２９とが別面に形成されているため、前者のツール取
付面２７にツール２６を取付けた状態のまま、可動側位
置較正治具４０を治具取付面２９に干渉なく、取着する
ことが可能になっているのである。しかも、治具取付面
２９には、可動側位置較正治具４０のフランジ４２を当
接、固定して位置決めピン４３とボルトねじ４４とで固
定するとき、同可動側位置較正治具４０を周方向に変位
させながら、複数の固定位置で固定可能であるように、
予め複数の位置決め孔やボルトねじ４４に対応したねじ
孔が形成されている。従って、ツール２６の種類や形状
条件から、同ツール２６の先端と可動側位置較正治具４
０の本体部との間で機械的な干渉が予測されるときは、
可動側位置較正治具４０の取付位置を周方向へずらすこ
とにより、干渉を避け得るようにすることも可能になっ
ている。

【００１５】なお、可動側位置較正治具４０は、上述し
た取付フランジ４２とは長手方向の反対側の端部に較正
面４５、４６、４７等が予め形成されており、既述した
固定側位置較正治具３０のダイヤルゲージ３２と接触、
当接してマスタリングを行う際の基準面を成しているの
である。なお、上述した図２の実施例では、ロボット手
首２４の取付部２５におけるツール取付面２７と治具取
付面２９とは、相互に別設面として形成されながら、略
同心状に形成された近接配置の面として形成されている
が、必要に応じて、治具取付面２９をツール取付面２７
から可及的に遠い手首上の適宜位置へ基準面として別設
し、ツール２６と治具４０間の機械的干渉の発生を更に
低減させるようにするようにしても良い。以上、本発明
を実施例に基づいて説明したが、本発明による位置較正
装置は、図示例に限定されるものでないことは言うまで
もない。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、産業用ロボットのロボ
ット機体の固定部に形成した基準面に装着される固定側
の位置較正治具とロボット手首の先端に装着される可動
側の位置較正治具とを用いてロボット機体の所定の機械
的姿勢とプログラムとの間の原点位置較正を行う産業用
ロボットの位置較正装置において、ロボット機体の固定
部に予め複数の基準面を互いに異なる向き方向を有する
ように設け、上記固定側の位置較正治具を該複数の基準
面の任意の１つの基準面を選定して装着するようにし、
また、ロボット手首のツール取付面と別設で１つの治具
取付面を設けると共に同治具取付面に複数の治具取付箇
所を配設し、該複数の治具取付箇所から任意の１つを選
定して可動側の位置較正治具を装着可能にした構成とし
たから、ロボット機体の配置場所やツールの種類、形状
の変化に応じて自在に位置較正治具の装着位置を選定し
得るようにしたから、ロボット機体の手首の先端からツ
ールを取り外すことなく位置較正装置を装着してマスタ
リングが遂行可能になり、故に、従来のロボットのマス
タリング時ではツールの取外し、治具の装着、マスタリ
ング操作後のツールの再度の装着等を要し、煩瑣性を免
れ得なかったが、本発明により、この煩瑣性を完全に解
消することが可能となった。

【００１７】また、ツールを取外したり、再取付する
と、その間に取付の誤差が発生して、ロボット作業の精
度に影響したが、本発明によれば、このような取付誤差
によるロボット作業の性能を損なう危惧を解消すること
が可能となった。しかも、手首の治具取付面には、予
め、複数の治具取付位置が設けられているので、ツール
の形状や構造、寸法の違いに応じて、治具の取付位置を
変化させると、ツールとの干渉を避けつつ、ツールと位
置較正治具との一体取付を可能にし、故に、マスタリン
グにおける上述したツールの取付けや取外し等の煩瑣を
回避することができるのである。

【００１８】また、固定側位置較正治具もロボット機体
のベースの複数の基準面における選択した任意の基準面
に装着し得るから、ロボット機械の使用現場における設
置環境の種々の違いに応じて、任意の基準面を利用して
固定側位置較正治具を固定してマスタリング操作を遂行
することができるのである。以上の総合的な効果として
産業用ロボットのマスタリング操作が簡便化され、故
に、ロボットの使用現場でも必要に応じてロボットのユ
ーザーが簡単にマスタリングを遂行できると言う便宜性
の向上が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る位置較正治具が装着されて位置較
正（マスタリング）を遂行中の状態を示す産業用多関節
ロボットの正面図である。

【図２】ロボット手首に設けられた治具取付位置とツー
ル取付位置並びにツールと可動側位置較正治具とを示し
た部分斜視図である。

【図３】ロボット機体のベースに設けられる基準面に装
着される固定側位置較正治具を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０…ロボット機体 １２…ベース １２ａ〜１２ｃ…基準面 １６…ロボット上腕 １８…ロボット前腕 ２４…ロボット手首 ２５…取付部 ２６…ツール ２７…ツール取付面 ２９…治具取付面 ３０…固定側位置較正治具 ３２…ダイヤルゲージ ４０…可動側位置較正治具 ４５〜４７…較正面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 産業用ロボットのロボット機体の固定部
   に形成した基準面に装着される固定側の位置較正治具と
   ロボット手首の先端に装着される可動側の位置較正治具
   とを用いてロボット機体の所定の機械的姿勢とプログラ
   ムとの間の原点位置較正を行う産業用ロボットの位置較
   正装置において、 前記ロボット機体の固定部に予め複数の基準面を互いに
   異なる向き方向を有するように設け、前記固定側の位置
   較正治具を該複数の基準面から任意の１つの基準面を選
   定して装着可能にし、かつ、 前記ロボット手首のツール取付面と別設で１つの治具取
   付面を設けると共に該治具取付面に複数の治具取付箇所
   を配設し、該複数の治具取付箇所から任意の１つを選定
   して前記可動側の位置較正治具を装着可能にして成り、
   前記ロボット機体の配置場所や前記ツールの種類、形状
   の変化に応じて自在に位置較正治具の装着位置を選定し
   得るようにしたことを特徴とする産業用ロボットの位置
   較正装置。