JPH0631665A - ロボット動作誤差の自動矯正方法および装置 - Google Patents
ロボット動作誤差の自動矯正方法および装置Info
- Publication number
- JPH0631665A JPH0631665A JP18709592A JP18709592A JPH0631665A JP H0631665 A JPH0631665 A JP H0631665A JP 18709592 A JP18709592 A JP 18709592A JP 18709592 A JP18709592 A JP 18709592A JP H0631665 A JPH0631665 A JP H0631665A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロボットの絶対位置精度を向上させるために
効果的に誤差位量と量の同定と補正を行なう。 【構成】 ロボットの機構に対して、誤差要因となる機
構的なパラメータの誤差がロボットアーム先端位置の誤
差に及ぼす感度の大きさを計算しパラメータに誤差感度
の順位をつけ、順位の高いものから順に誤差量を求め、
測定時のロボットの姿勢による影響をなくし最小測定点
にてロボットの全動作エリアをキャリブレーションす
る。
効果的に誤差位量と量の同定と補正を行なう。 【構成】 ロボットの機構に対して、誤差要因となる機
構的なパラメータの誤差がロボットアーム先端位置の誤
差に及ぼす感度の大きさを計算しパラメータに誤差感度
の順位をつけ、順位の高いものから順に誤差量を求め、
測定時のロボットの姿勢による影響をなくし最小測定点
にてロボットの全動作エリアをキャリブレーションす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ロボットの絶対位置
精度向上のため行われる、ロボット自身による機構的誤
差量の同定および補正に関するものである。
精度向上のため行われる、ロボット自身による機構的誤
差量の同定および補正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】これまで特開平２−１６０４８６号公報
にあるように、ロボットアーム先端に視覚センサ等を取
付け、対象物の位置ずれを求めることにより、ロボット
の作業位置の補正を行う方法をとってきたが、ロボット
自身の機構誤差による影響は無視されているため、ロボ
ットの絶対位置精度は悪く、非常に限定された動作エリ
アにおいてのみ適用可能な技術である。また、機構誤差
量の同定および補正を実施している例はあるものの、経
緯儀等の光学的測定機器を用いて測定する方法や理論値
と実際のロボットアーム先端位置との誤差を複数点測定
して、機構誤差量の同定しその分の補正を行う方法など
であったため、時間がかかる欠点や経時的に発生する誤
差を同定し補正することは不可能であった。
にあるように、ロボットアーム先端に視覚センサ等を取
付け、対象物の位置ずれを求めることにより、ロボット
の作業位置の補正を行う方法をとってきたが、ロボット
自身の機構誤差による影響は無視されているため、ロボ
ットの絶対位置精度は悪く、非常に限定された動作エリ
アにおいてのみ適用可能な技術である。また、機構誤差
量の同定および補正を実施している例はあるものの、経
緯儀等の光学的測定機器を用いて測定する方法や理論値
と実際のロボットアーム先端位置との誤差を複数点測定
して、機構誤差量の同定しその分の補正を行う方法など
であったため、時間がかかる欠点や経時的に発生する誤
差を同定し補正することは不可能であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】産業ロボットを導入す
るに当たって、現状はロボットの絶対位置精度が非常に
悪いため、ティーチングプレイバック方式のロボットが
ほとんどである。また、センサ対応型ロボットや知能ロ
ボットの開発が進むに連れ、ロボットの絶対位置精度向
上のため、機構誤差量の同定と補正を含んだキャリブレ
ーション精度の向上は不可欠となってきている。又、省
力化と高効率化を狙いとしたロボットの導入に際して、
ティーチングやキャリブレーションに人手がかかるとい
った問題が発生している。
るに当たって、現状はロボットの絶対位置精度が非常に
悪いため、ティーチングプレイバック方式のロボットが
ほとんどである。また、センサ対応型ロボットや知能ロ
ボットの開発が進むに連れ、ロボットの絶対位置精度向
上のため、機構誤差量の同定と補正を含んだキャリブレ
ーション精度の向上は不可欠となってきている。又、省
力化と高効率化を狙いとしたロボットの導入に際して、
ティーチングやキャリブレーションに人手がかかるとい
った問題が発生している。
【０００４】本発明は、ロボットの高効率な自動キャリ
ブレーション方法を提供し、ロボットシステムのフレキ
シビリティーを高め、知能ロボットに必要な絶対位置精
度を高めることを目的とする。
ブレーション方法を提供し、ロボットシステムのフレキ
シビリティーを高め、知能ロボットに必要な絶対位置精
度を高めることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願の第１番の発明で
は、ロボット動作エリア内に予め、動作誤差の同定に用
いる基準位置を設け、予め動作誤差を測定した基準パタ
ーンを作成するとともに、ロボットに設けた、この基準
点を測定するセンサを介して、この基準点からの誤差を
測定し、前記の基準パターンから順位の高いものから順
に、誤差量を求め、この誤差量に基づきロボット動作を
補正する。
は、ロボット動作エリア内に予め、動作誤差の同定に用
いる基準位置を設け、予め動作誤差を測定した基準パタ
ーンを作成するとともに、ロボットに設けた、この基準
点を測定するセンサを介して、この基準点からの誤差を
測定し、前記の基準パターンから順位の高いものから順
に、誤差量を求め、この誤差量に基づきロボット動作を
補正する。
【０００６】本願の第２番の発明の矯正装置は、ロボッ
トをメモリーに記憶されたプログラムに従い動作させる
手段と、ロボットを予め定めた場所に位置決めする手段
と、この時のロボットの関節位置を信号として取り出し
て該信号を入力部に送る手段と、この情報をもとにロボ
ットの機構的誤差量を目標精度に達するまで演算する手
段と、演算により得られた誤差量を前記のメモリーに記
憶させたロボットの機構データ及び座標データの少くと
も一方に変換する手段と、を備える。
トをメモリーに記憶されたプログラムに従い動作させる
手段と、ロボットを予め定めた場所に位置決めする手段
と、この時のロボットの関節位置を信号として取り出し
て該信号を入力部に送る手段と、この情報をもとにロボ
ットの機構的誤差量を目標精度に達するまで演算する手
段と、演算により得られた誤差量を前記のメモリーに記
憶させたロボットの機構データ及び座標データの少くと
も一方に変換する手段と、を備える。
【０００７】
【作用】図１に、本願の第１番の発明を一態様で実施す
るロボットの構成を示す。ロボット１の先端には、ロボ
ット１の動作エリア内にある誤差同定用基準位置２を測
定するセンサ３を取り付けている。ロボット１において
絶対位置誤差の要因となるパラメータが同値の微小誤差
を与えた時、ロボットアーム先端位置誤差に与える影響
の大きな順に誤差順位を付ける。次にロボット１はパラ
メータの初期値（例えば設計値を使用）による座標デー
タを元にロボット座標系基準位置２へ位置決めし、セン
サ３を用いて理論上の位置と実際の停止位置との誤差量
を測定する。
るロボットの構成を示す。ロボット１の先端には、ロボ
ット１の動作エリア内にある誤差同定用基準位置２を測
定するセンサ３を取り付けている。ロボット１において
絶対位置誤差の要因となるパラメータが同値の微小誤差
を与えた時、ロボットアーム先端位置誤差に与える影響
の大きな順に誤差順位を付ける。次にロボット１はパラ
メータの初期値（例えば設計値を使用）による座標デー
タを元にロボット座標系基準位置２へ位置決めし、セン
サ３を用いて理論上の位置と実際の停止位置との誤差量
を測定する。
【０００８】ロボットコントローラ４は、この誤差量を
元に、先ず誤差感度が大きな誤差要因について誤差補正
計算を実行する。この時誤差感度レベルが近い誤差要因
については同時に計算するようにする。この計算により
誤差感度の高い誤差要因についてその誤差量を求め、理
論上の位置と実際の停止位置との誤差量を小さくする。
次に残りの誤差要因について計算を実行する。
元に、先ず誤差感度が大きな誤差要因について誤差補正
計算を実行する。この時誤差感度レベルが近い誤差要因
については同時に計算するようにする。この計算により
誤差感度の高い誤差要因についてその誤差量を求め、理
論上の位置と実際の停止位置との誤差量を小さくする。
次に残りの誤差要因について計算を実行する。
【０００９】このような計算ループをロボットアームの
先端位置絶対誤差量が目標値に達するまで実行する。
先端位置絶対誤差量が目標値に達するまで実行する。
【００１０】ここで、位置誤差測定用センサ３は、ロボ
ット１のアーム先端に据え付け、座標系基準位置２をロ
ボット動作エリア内に設置したが、勿論この構成が逆で
あっても良い。
ット１のアーム先端に据え付け、座標系基準位置２をロ
ボット動作エリア内に設置したが、勿論この構成が逆で
あっても良い。
【００１１】次に、本願の第２番の発明を、図１に基づ
いて述ベる。ロボットコントローラ４は、プログラムが
書き込まれた記憶部１１，ロボット１を動作せしめる制
御部１２，ロボットの位置信号等を受ける入出力部１３
及び演算部１４により構成され、ロボット１には、関節
位置を測定する関節位置検出センサ１５が固定されてお
り、ロボット１の先端位置を測定する先端位置測定セン
サ３が、ロボットの先端もしくはロボット先端を計測し
うる範囲に固定される。
いて述ベる。ロボットコントローラ４は、プログラムが
書き込まれた記憶部１１，ロボット１を動作せしめる制
御部１２，ロボットの位置信号等を受ける入出力部１３
及び演算部１４により構成され、ロボット１には、関節
位置を測定する関節位置検出センサ１５が固定されてお
り、ロボット１の先端位置を測定する先端位置測定セン
サ３が、ロボットの先端もしくはロボット先端を計測し
うる範囲に固定される。
【００１２】ロボットコントローラ４における記憶部１
１の情報を元に、制御部１２によりロボット１を規定の
動作を実行させる。ロボット１は記憶部１１の情報と関
節位置検出センサ１５により、予め定めた場所に位置決
めし、この時の関節位置を信号として取り出し、ロボッ
トコントローラ４の入出力部１３に該信号を送る。これ
と同時に、先端位置測定センサ３によりロボットの先端
位置を測定し、この時の先端位置を信号として取り出
し、ロボットコントローラ４の入出力部１３に該信号を
送る。次に、演算部１４においてロボットの先端位置と
関節位置の情報からロボットの機構的誤差量を目標位置
に達するまで演算する。そして得られた演算結果により
記憶部１１内の機構データ及び座標データ、又はそのい
ずれかを変換する。
１の情報を元に、制御部１２によりロボット１を規定の
動作を実行させる。ロボット１は記憶部１１の情報と関
節位置検出センサ１５により、予め定めた場所に位置決
めし、この時の関節位置を信号として取り出し、ロボッ
トコントローラ４の入出力部１３に該信号を送る。これ
と同時に、先端位置測定センサ３によりロボットの先端
位置を測定し、この時の先端位置を信号として取り出
し、ロボットコントローラ４の入出力部１３に該信号を
送る。次に、演算部１４においてロボットの先端位置と
関節位置の情報からロボットの機構的誤差量を目標位置
に達するまで演算する。そして得られた演算結果により
記憶部１１内の機構データ及び座標データ、又はそのい
ずれかを変換する。
【００１３】
【実施例】図２に本願の第１番の発明および第２番の発
明に共通の一実施例を示す。図２においてロボット５に
はスカラ型ロボットが適用されており、ロボット５の先
端には３台のレーザー変位計２６を備えたロボットハン
ド７が装着されている。ここでロボットの絶対位置誤差
の要因を仮にロボットのリンク長さ、および、関節角原
点位置とすると、このロボットの機構においては機構的
な誤差要因がロボットアーム先端位置の誤差に及ぼす感
度の大きさの順位は容易に、 関節角原点位置、および、 リンク長さ、 であることがわかる。
明に共通の一実施例を示す。図２においてロボット５に
はスカラ型ロボットが適用されており、ロボット５の先
端には３台のレーザー変位計２６を備えたロボットハン
ド７が装着されている。ここでロボットの絶対位置誤差
の要因を仮にロボットのリンク長さ、および、関節角原
点位置とすると、このロボットの機構においては機構的
な誤差要因がロボットアーム先端位置の誤差に及ぼす感
度の大きさの順位は容易に、 関節角原点位置、および、 リンク長さ、 であることがわかる。
【００１４】そこで、ロボット５はロボットの動作エリ
ア内の誤差矯正用基準位置６をリンク長さ、および、関
節角原点位置、の初期値による座標データを元に位置決
めし、３台のレーザー変位計はその時の位置を測定す
る。次に、この誤差データを元にしてまず始めに、．
関節角原点位置の誤差を求める。それから残りの誤差量
を元にして、．リンク長さの誤差を求める。このよう
な計算ループを、ロボットアームの先端位置絶対誤差量
が目標値に達するまで実行する。
ア内の誤差矯正用基準位置６をリンク長さ、および、関
節角原点位置、の初期値による座標データを元に位置決
めし、３台のレーザー変位計はその時の位置を測定す
る。次に、この誤差データを元にしてまず始めに、．
関節角原点位置の誤差を求める。それから残りの誤差量
を元にして、．リンク長さの誤差を求める。このよう
な計算ループを、ロボットアームの先端位置絶対誤差量
が目標値に達するまで実行する。
【００１５】以上の方法により、少ない測定点数により
効率的にロボット動作の自動誤差矯正が可能となった。
効率的にロボット動作の自動誤差矯正が可能となった。
【００１６】ロボットコントローラ２０は、プログラム
が書き込まれた記憶部２１，ロボットを動作せしめる制
御部２２，ロボットの位置信号等を受ける入出力部２３
及び演算部２４により構成され、ロボット５には関節位
置を測定するエンコーダ２５が固定されており、ロボッ
ト５のハンド７には先端位置を測定するレーザー変位計
２６が固定されている。
が書き込まれた記憶部２１，ロボットを動作せしめる制
御部２２，ロボットの位置信号等を受ける入出力部２３
及び演算部２４により構成され、ロボット５には関節位
置を測定するエンコーダ２５が固定されており、ロボッ
ト５のハンド７には先端位置を測定するレーザー変位計
２６が固定されている。
【００１７】ロボットコントローラ２０における記憶部
２１の情報を元に、制御部２２によりロボット５に規定
の動作を実行させ、ロボット５を記憶部２１の情報とエ
ンコーダ２５により、予め定めた場所に位置決めする。
この時の関節位置の信号であるエンコーダ２５の値と先
端位置の信号であるレーザー変位計２６の値を取り出
し、ロボットコントローラ２０の入出力部２３に該信号
を送る。次に、演算部２４においてロボット５の位置測
定センサ２６によりロボット５の先端位置を測定し、こ
の時の先端位置と関節位置の情報から、ロボット５の機
構的誤差量を目標位置に達するまで前出の方法等により
演算する。そして得られた演算結果により記憶部２１内
にあるロボットの機構データであるリンク長さや関節原
点位置、並びに、ロボットの据え付けられた座標データ
を変換することにより、ロボット動作誤差を矯正する。
２１の情報を元に、制御部２２によりロボット５に規定
の動作を実行させ、ロボット５を記憶部２１の情報とエ
ンコーダ２５により、予め定めた場所に位置決めする。
この時の関節位置の信号であるエンコーダ２５の値と先
端位置の信号であるレーザー変位計２６の値を取り出
し、ロボットコントローラ２０の入出力部２３に該信号
を送る。次に、演算部２４においてロボット５の位置測
定センサ２６によりロボット５の先端位置を測定し、こ
の時の先端位置と関節位置の情報から、ロボット５の機
構的誤差量を目標位置に達するまで前出の方法等により
演算する。そして得られた演算結果により記憶部２１内
にあるロボットの機構データであるリンク長さや関節原
点位置、並びに、ロボットの据え付けられた座標データ
を変換することにより、ロボット動作誤差を矯正する。
【００１８】
【発明の効果】本発明に示したロボット動作の自動誤差
矯正方法の提供により、少ない測定点数により効率的に
ロボットの誤差矯正が可能となり、ロボットシステムの
フレキシビリティーの向上、知能ロボットに必要な絶対
位置精度の向上並びに宇宙空間等人間にとり危険性の高
い空間内でのロボット適応に対して、人間がそのロボッ
トに直接手を下す必要なく作業に必要な精度確保が可能
となる。
矯正方法の提供により、少ない測定点数により効率的に
ロボットの誤差矯正が可能となり、ロボットシステムの
フレキシビリティーの向上、知能ロボットに必要な絶対
位置精度の向上並びに宇宙空間等人間にとり危険性の高
い空間内でのロボット適応に対して、人間がそのロボッ
トに直接手を下す必要なく作業に必要な精度確保が可能
となる。
【図１】 本願の第１番の発明を実施する構成および第
２番の発明の構成を示すブロック図である。全体構成図
２番の発明の構成を示すブロック図である。全体構成図
【図２】 本願の第１番の発明を実施する、第２番の発
明の一実施例を示すブロック図である。 １：ロボット ２：ロボット座標系
基準位置 ３：センサ ４：ロボットコント
ローラ ５：スカラ型ロボット ６：ロボット座標系
基準位置 ７：ロボットハンド １１：記憶部 １２：制御部 １３：入出力部 １４：演算部 １５：関節位置検出
センサ １６：先端位置検出センサ ２０：ロボットコン
トローラ ２１：記憶部 ２２：制御部 ２３：入出力部 ２４：演算部 ２５：エンコーダ ２６：レーザー変位
計
明の一実施例を示すブロック図である。 １：ロボット ２：ロボット座標系
基準位置 ３：センサ ４：ロボットコント
ローラ ５：スカラ型ロボット ６：ロボット座標系
基準位置 ７：ロボットハンド １１：記憶部 １２：制御部 １３：入出力部 １４：演算部 １５：関節位置検出
センサ １６：先端位置検出センサ ２０：ロボットコン
トローラ ２１：記憶部 ２２：制御部 ２３：入出力部 ２４：演算部 ２５：エンコーダ ２６：レーザー変位
計
Claims (2)
- 【請求項１】ロボット動作エリア内に予め動作誤差を同
定する基準位置を設け、予め動作誤差を測定した基準パ
ターンを作成するとともに、ロボットに設けた、この基
準点を測定するセンサを介して、この基準点からの誤差
を測定し、前記の基準パターンから順位の高いものから
順に、誤差量を求め、この誤差量に基づきロボット動作
を補正することを特徴とするロボット動作誤差の自動矯
正方法。 - 【請求項２】ロボットをメモリーに記憶されたプログラ
ムに従い動作させる手段と、ロボットを予め定めた場所
に位置決めする手段と、この時のロボットの関節位置を
信号として取り出して該信号を入力部に送る手段と、こ
の情報をもとにロボットの機構的誤差量を目標精度に達
するまで演算する手段と、演算により得られた誤差量を
前記のメモリーに記憶させたロボットの機構データ及び
座標データの少くとも一方に変換する手段と、を備える
ロボット動作誤差の自動矯正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18709592A JPH0631665A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | ロボット動作誤差の自動矯正方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18709592A JPH0631665A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | ロボット動作誤差の自動矯正方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0631665A true JPH0631665A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16200020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18709592A Withdrawn JPH0631665A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | ロボット動作誤差の自動矯正方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631665A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4809225A (en) * | 1987-07-02 | 1989-02-28 | Ramtron Corporation | Memory cell with volatile and non-volatile portions having ferroelectric capacitors |
| CN110883771A (zh) * | 2018-09-11 | 2020-03-17 | 发那科株式会社 | 机器人的校准系统和校准方法 |
| WO2022025060A1 (ja) * | 2020-07-29 | 2022-02-03 | ファナック株式会社 | ロボット制御装置 |
-
1992
- 1992-07-14 JP JP18709592A patent/JPH0631665A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4809225A (en) * | 1987-07-02 | 1989-02-28 | Ramtron Corporation | Memory cell with volatile and non-volatile portions having ferroelectric capacitors |
| CN110883771A (zh) * | 2018-09-11 | 2020-03-17 | 发那科株式会社 | 机器人的校准系统和校准方法 |
| JP2020040165A (ja) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | ファナック株式会社 | ロボットのキャリブレーションシステムおよびキャリブレーション方法 |
| US11230013B2 (en) | 2018-09-11 | 2022-01-25 | Fanuc Corporation | Calibration system and calibration method of robot |
| WO2022025060A1 (ja) * | 2020-07-29 | 2022-02-03 | ファナック株式会社 | ロボット制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |