JPH0731536B2 - 教示デ−タ補正ロボツト - Google Patents
教示デ−タ補正ロボツトInfo
- Publication number
- JPH0731536B2 JPH0731536B2 JP61153647A JP15364786A JPH0731536B2 JP H0731536 B2 JPH0731536 B2 JP H0731536B2 JP 61153647 A JP61153647 A JP 61153647A JP 15364786 A JP15364786 A JP 15364786A JP H0731536 B2 JPH0731536 B2 JP H0731536B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coordinate system
- robot
- work
- point
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワークの位置及び姿勢に追従してロボット座
標系の位置ベクトルを補正し、ワークの位置及び姿勢に
対して常に一定の位置及び姿勢になるようにした教示デ
ータ補正ロボットに関する。
標系の位置ベクトルを補正し、ワークの位置及び姿勢に
対して常に一定の位置及び姿勢になるようにした教示デ
ータ補正ロボットに関する。
搬入されてくるワークの位置及び姿勢は、一定していな
いことが多い。即ち、ワークの姿勢は、治具にセットさ
れたときにだんだん変化する。この変化は、平面内（二
次元）でのずれ及びこの平面内でのずれに加えて回転又
は傾き（三次元）を伴ったずれをもって治具に固定され
る。
いことが多い。即ち、ワークの姿勢は、治具にセットさ
れたときにだんだん変化する。この変化は、平面内（二
次元）でのずれ及びこの平面内でのずれに加えて回転又
は傾き（三次元）を伴ったずれをもって治具に固定され
る。
このような状態で搬入されてきたワークの加工等をロボ
ットを用いて行なうためには、ワークの位置及び姿勢に
追従してロボットの位置及び姿勢を修正してやる必要が
ある。
ットを用いて行なうためには、ワークの位置及び姿勢に
追従してロボットの位置及び姿勢を修正してやる必要が
ある。
従来の修正の仕方を第５図に示して説明すると、ロボッ
トに教示した基準位置にあるべきワーク１（実線）が、
ワーク１′（点線）のようにずれた位置で搬入されてき
たときは、教示点と動作経路との間にずれを生ずること
になり、ロボットによる正確な作業ができなくなる。そ
こで従来は、ロボットにセンサを取付けて、決められた
センサ経路４にならってワーク１′をロボットの座標系
２のX,Y,Z方向の合計３方向より測定点３の位置計測
（以下センシングという）を行い、これによってX,Y,Z
方向の位置情報をとりこみ、教示点のデータをそのずれ
分だけ平行シフトすることにより、修正するようにして
いた。
トに教示した基準位置にあるべきワーク１（実線）が、
ワーク１′（点線）のようにずれた位置で搬入されてき
たときは、教示点と動作経路との間にずれを生ずること
になり、ロボットによる正確な作業ができなくなる。そ
こで従来は、ロボットにセンサを取付けて、決められた
センサ経路４にならってワーク１′をロボットの座標系
２のX,Y,Z方向の合計３方向より測定点３の位置計測
（以下センシングという）を行い、これによってX,Y,Z
方向の位置情報をとりこみ、教示点のデータをそのずれ
分だけ平行シフトすることにより、修正するようにして
いた。
又座標系を用いてロボットの教示補正をすることが一般
に行なわれている。
に行なわれている。
例えば特開昭60−54011号公報には、ワークに三つの測
定点を任意に設定し、この三つの測定点のそれぞれに対
してX,Y,Zの基準座標系を設定すると共に、この三つの
それぞれの測定点の基準座標系との関係においてロボッ
トの基準座標系X,Y,Zを設定する。
定点を任意に設定し、この三つの測定点のそれぞれに対
してX,Y,Zの基準座標系を設定すると共に、この三つの
それぞれの測定点の基準座標系との関係においてロボッ
トの基準座標系X,Y,Zを設定する。
そして搬入されてきたワークの三つの測定点を実測し、
この測定データを基にして変換マトリクスにて三点の座
標系をロボットの座標系の座標値に変換して教示データ
を補正するようにしたものである。
この測定データを基にして変換マトリクスにて三点の座
標系をロボットの座標系の座標値に変換して教示データ
を補正するようにしたものである。
上記三つの測定は、ワーク以外の所に設置されたセンサ
にて行なわれ、このセンサは視覚センサと超音波距離セ
ンサ及びテレビ画像センサを組合せたものが使用されて
いる。
にて行なわれ、このセンサは視覚センサと超音波距離セ
ンサ及びテレビ画像センサを組合せたものが使用されて
いる。
又特開昭61−253506号公報には、溶断トーチで山形鋼を
正確に溶断するためのロボットの教示データ補正手段が
開示されている。
正確に溶断するためのロボットの教示データ補正手段が
開示されている。
この教示データ補正手段は、山形鋼の稜線上に座標系の
原点Ｏを設定し当該稜線上の他の一点を計測して、この
稜線上の他の計測点SH4と原点Ｏとを結ぶ線を座標系のX
w軸とする。次に原点Ｏを通りXw軸に直角に山形鋼のウ
エブ面上に在る直線がウエブの端面と交叉する点を測定
して測定点SH1を求め、このSH1と原点Ｏとを結ぶ線を座
標系のYw軸として設定する。次に原点Ｏを通りXw,Ywの
両軸に直交する線をZw軸にすることにより、山形鋼のウ
エブ面が決定される。
原点Ｏを設定し当該稜線上の他の一点を計測して、この
稜線上の他の計測点SH4と原点Ｏとを結ぶ線を座標系のX
w軸とする。次に原点Ｏを通りXw軸に直角に山形鋼のウ
エブ面上に在る直線がウエブの端面と交叉する点を測定
して測定点SH1を求め、このSH1と原点Ｏとを結ぶ線を座
標系のYw軸として設定する。次に原点Ｏを通りXw,Ywの
両軸に直交する線をZw軸にすることにより、山形鋼のウ
エブ面が決定される。
このように原点Ｏを定めた座標系Xw,Yw,Zwにおいて、原
点Ｏの実測値データを基に求めた座標系と教示座標系と
の変換行列を計算することにより教示データの位置ずれ
に関する補正が行なわれる。
点Ｏの実測値データを基に求めた座標系と教示座標系と
の変換行列を計算することにより教示データの位置ずれ
に関する補正が行なわれる。
これに用いられているセンサは、光電変換素子を含み、
距離／姿勢検出部と、稜線位置検出部とから成り、山形
鋼の表面に対する距離と稜線の位置を検出する機能を有
しており、このセンサは、ロボットの手首部に取付けら
れている。
距離／姿勢検出部と、稜線位置検出部とから成り、山形
鋼の表面に対する距離と稜線の位置を検出する機能を有
しており、このセンサは、ロボットの手首部に取付けら
れている。
又特開昭60−95605号公報には、ロボットをオーバホー
ルした時のずれを補正する手段が開示されている。
ルした時のずれを補正する手段が開示されている。
この手段は、ワーク以外例えば製造ラインの任意個所に
三つの基準点を設けてロボットと製造ラインの位置関係
において、ロボットの腕に取付けた工具を三つの基準点
まで移動して得たデータによりロボットの基準座標系を
設定し、これに対するロボットの各関節部の操作量をロ
ボットに教示する。
三つの基準点を設けてロボットと製造ラインの位置関係
において、ロボットの腕に取付けた工具を三つの基準点
まで移動して得たデータによりロボットの基準座標系を
設定し、これに対するロボットの各関節部の操作量をロ
ボットに教示する。
そしてロボットをオーバホールしてその位置にずれを生
じたときは、オーバホール前に基準座標系を設定したの
と同様にオペレータがロボットを操作して三つの基準点
の三次元方向の測定を行い、この測定データを基に座標
変換マトリクスを求めてロボットの各関節の操作量を補
正するようにしたものである。
じたときは、オーバホール前に基準座標系を設定したの
と同様にオペレータがロボットを操作して三つの基準点
の三次元方向の測定を行い、この測定データを基に座標
変換マトリクスを求めてロボットの各関節の操作量を補
正するようにしたものである。
然しながら、ワークの搬入は、必ずしも図に示すように
X,Y,Z方向に平行にずれるものばかりではなく、例えば
第３図に示すように回転（傾き）を伴って搬入されてく
ることが多い。
X,Y,Z方向に平行にずれるものばかりではなく、例えば
第３図に示すように回転（傾き）を伴って搬入されてく
ることが多い。
このような場合、従来の修正の仕方では、次のような問
題があった。
題があった。
先ず第一の問題として教示データの補正誤差が大きいこ
とがあげられる。
とがあげられる。
その理由は、従来のセンシング補正では、ワーク１′を
ロボットの座標系X,Y,Zの三方向から測定点３について
センシングを行ない、上記X,Y,Z方向への所定位置（ワ
ーク１）からのずれ量を計算し、ロボット教示点のすべ
てのデータに一様にX,Y,Z方向のずれ分だけを加算する
ようにしているので、ワーク１′のずれは、X,Y,Z方向
への平行移動としてとらえられることになる。
ロボットの座標系X,Y,Zの三方向から測定点３について
センシングを行ない、上記X,Y,Z方向への所定位置（ワ
ーク１）からのずれ量を計算し、ロボット教示点のすべ
てのデータに一様にX,Y,Z方向のずれ分だけを加算する
ようにしているので、ワーク１′のずれは、X,Y,Z方向
への平行移動としてとらえられることになる。
従って、ワークのずれに回転移動が含まれる場合には、
測定点３の近傍では、測定点３におけるセンシング方向
４（X,Y,Z方向）要素についてのみ誤差は小さく、他方
向の要素（X,Y,Z方向以外）については誤差は大きいと
いう問題があった。更には、測定点３から離れた位置に
おいては、実質上センシングされていないので教示デー
タの補正の対象にはならず、誤差も大きいものとなる。
測定点３の近傍では、測定点３におけるセンシング方向
４（X,Y,Z方向）要素についてのみ誤差は小さく、他方
向の要素（X,Y,Z方向以外）については誤差は大きいと
いう問題があった。更には、測定点３から離れた位置に
おいては、実質上センシングされていないので教示デー
タの補正の対象にはならず、誤差も大きいものとなる。
第２の問題として、従来の補正の仕方を利用して回転移
動を含んだワークのずれ量の補正をする場合又は、ロボ
ットにて高精度の作業を行なう場合は、次のような問題
がある。
動を含んだワークのずれ量の補正をする場合又は、ロボ
ットにて高精度の作業を行なう場合は、次のような問題
がある。
即ち、上記条件に対処するためには、ワークに対する測
定点３を多数設け（教示点を多数のブロックに分け
る）、各測定点３についてX,Y,Zの三方向にセンシング
し補正する必要がある。例えば測定点を10ケ所設けたと
きは、この10ケ所についてそれぞれX,Y,Z方向の三方向
についてセンシングすることになり、合計センシング量
は、10ケ所×３方向であるから30回のセンシングが必要
になる。
定点３を多数設け（教示点を多数のブロックに分け
る）、各測定点３についてX,Y,Zの三方向にセンシング
し補正する必要がある。例えば測定点を10ケ所設けたと
きは、この10ケ所についてそれぞれX,Y,Z方向の三方向
についてセンシングすることになり、合計センシング量
は、10ケ所×３方向であるから30回のセンシングが必要
になる。
従って、ロボットによる作業時間が大巾に増加し、生産
性が低下するという問題があった。
性が低下するという問題があった。
第３にあげられる問題として、三次元におけるロボット
の作業として要求されることは、ワークに対するロボッ
ト工具の位置と姿勢である。特に、ワークのずれに回転
移動を含むときは、ロボット工具の適正な姿勢が要求さ
れる。
の作業として要求されることは、ワークに対するロボッ
ト工具の位置と姿勢である。特に、ワークのずれに回転
移動を含むときは、ロボット工具の適正な姿勢が要求さ
れる。
そこで従来の補正の仕方は、X,Y,Z方向の位置ベクトル
のみの補正であるので、ロボット工具の姿勢についての
補正は行なわれず、従って、ずれに回転を含んでいるワ
ークに対する作業は不可能であり、作業性が悪いという
問題があった。
のみの補正であるので、ロボット工具の姿勢についての
補正は行なわれず、従って、ずれに回転を含んでいるワ
ークに対する作業は不可能であり、作業性が悪いという
問題があった。
次に座標系を用いたものにおいて、特開昭60−54011号
公報及び特開昭60−95605号公報に示されたロボットの
教示補正手段は、いずれも三つの基準点に対して三次元
方向からの測定が必要であるので合計９個所の測定が必
要である。
公報及び特開昭60−95605号公報に示されたロボットの
教示補正手段は、いずれも三つの基準点に対して三次元
方向からの測定が必要であるので合計９個所の測定が必
要である。
特に大量生産において一つ一つのワークについて三つの
基準点に対して三次元方向から測定するのは時間を要
し、生産性が低下するという問題がある。
基準点に対して三次元方向から測定するのは時間を要
し、生産性が低下するという問題がある。
又特開昭60−54011号公報に示された教示補正手段は、
三つの基準点をワークに設定し、この基準点の測定をす
るためのセンサはワーク及びロボット以外の所に設置し
ているので、ワーク、ロボット及びセンサとの間の位置
関係に誤差を生じ、精度の高い教示データ補正が困難に
なると共に、この誤差を少なくするためには、視覚セン
サ、超音波距離センサ及びテレビ画像センサを組合せた
センサの使用が必要になり、センサ自体が高価なものに
なると共に制御自体も複雑化して高価なものになるとい
う問題がある。
三つの基準点をワークに設定し、この基準点の測定をす
るためのセンサはワーク及びロボット以外の所に設置し
ているので、ワーク、ロボット及びセンサとの間の位置
関係に誤差を生じ、精度の高い教示データ補正が困難に
なると共に、この誤差を少なくするためには、視覚セン
サ、超音波距離センサ及びテレビ画像センサを組合せた
センサの使用が必要になり、センサ自体が高価なものに
なると共に制御自体も複雑化して高価なものになるとい
う問題がある。
又特開昭60−95605号に示されたロボットオーバホール
によるずれに対するロボットの教示データの補正手段に
あっては、三つの基準点をワーク以外の所に設定してい
るので、当該三つの基準点及びロボットとワークとの位
置関係は何ら特定されず従ってワークの姿勢がずれてい
るような場合は、ロボットによる加工ができないという
問題がある。
によるずれに対するロボットの教示データの補正手段に
あっては、三つの基準点をワーク以外の所に設定してい
るので、当該三つの基準点及びロボットとワークとの位
置関係は何ら特定されず従ってワークの姿勢がずれてい
るような場合は、ロボットによる加工ができないという
問題がある。
次に特開昭61−253506号公報に示された山形鋼の溶断に
おける教示データの補正については、山形鋼自体は精度
の高い形状及び寸法になっているので、この山形鋼の特
質を利用することが可能になる。
おける教示データの補正については、山形鋼自体は精度
の高い形状及び寸法になっているので、この山形鋼の特
質を利用することが可能になる。
すなわち、山形鋼の稜線を座標系のＸ軸として、山形鋼
の稜線を基準にして、データを計測し、教示データの補
正を行うようにしたものである。
の稜線を基準にして、データを計測し、教示データの補
正を行うようにしたものである。
しかしながら、例えば自動車のボディーのようなワーク
では、山形鋼のように高精度な形状寸法になっておら
ず、ワークの一部を基準にして教示データを補正し加工
することは困難であるという問題がある。
では、山形鋼のように高精度な形状寸法になっておら
ず、ワークの一部を基準にして教示データを補正し加工
することは困難であるという問題がある。
本発明は、ワークとロボットとの位置関係を高精度に保
つようにロボットの教示データの補正を行なうと共に、
計測数を少なくして生産性を向上するようにし、更に
は、簡単なセンサにて装置全体を安価にすると共に、回
転を伴ったワーク姿勢のずれに対しても高精度な加工が
可能な教示データ補正ロボットを提供せんとするもので
ある。
つようにロボットの教示データの補正を行なうと共に、
計測数を少なくして生産性を向上するようにし、更に
は、簡単なセンサにて装置全体を安価にすると共に、回
転を伴ったワーク姿勢のずれに対しても高精度な加工が
可能な教示データ補正ロボットを提供せんとするもので
ある。
上記課題を解決するための本発明に係る手段は、教示デ
ータに基づいて予め設定した基準座標系と、ワークの位
置に基づいて測定したデータにより設定される計測座標
系とを比較して偏差を求め、この偏差に基づき教示デー
タを補正するロボットであって、ワークの内部に三つの
基準点を設定しそのひとつを原点にし、該原点と他の一
点とを結ぶ線を座標系の一つの軸とし、残りの一点が該
座標系の上記軸と他の一つの軸で形成される平面内に存
する座標系を形成しワークが正しい位置に在る当該座標
系を前記基準座標系として設定し、多軸ロボットのアー
ムにはワークに対して一定距離まで接近した時にタイミ
ング信号を出力する距離センサを設け、該センサにて前
記原点を座標系の軸方向と同一方向から測定すると共に
他の二つの基準点に対して必要方向のみ測定し、該測定
データにより前記原点と他の一点とを結ぶ線を座標系の
一つの軸とし、残りの一点が該座標系の上記軸と他の一
つの軸で形成される平面内に存するように前記計測座標
系を創成する手段と、前記基準座標系と計測座標系とを
比較して偏差を求める手段と、該偏差に基づいてロボッ
ト座標系の教示点位置姿勢ベクトルを補正演算する手段
と、ロボットの手先工具とワークの相対位置姿勢が基準
座標系設定時と同一となるよう教示時の位置姿勢ベクト
ルを修正する指令を出力する手段とを備えた主制御装置
を設けたことを特徴とする。
ータに基づいて予め設定した基準座標系と、ワークの位
置に基づいて測定したデータにより設定される計測座標
系とを比較して偏差を求め、この偏差に基づき教示デー
タを補正するロボットであって、ワークの内部に三つの
基準点を設定しそのひとつを原点にし、該原点と他の一
点とを結ぶ線を座標系の一つの軸とし、残りの一点が該
座標系の上記軸と他の一つの軸で形成される平面内に存
する座標系を形成しワークが正しい位置に在る当該座標
系を前記基準座標系として設定し、多軸ロボットのアー
ムにはワークに対して一定距離まで接近した時にタイミ
ング信号を出力する距離センサを設け、該センサにて前
記原点を座標系の軸方向と同一方向から測定すると共に
他の二つの基準点に対して必要方向のみ測定し、該測定
データにより前記原点と他の一点とを結ぶ線を座標系の
一つの軸とし、残りの一点が該座標系の上記軸と他の一
つの軸で形成される平面内に存するように前記計測座標
系を創成する手段と、前記基準座標系と計測座標系とを
比較して偏差を求める手段と、該偏差に基づいてロボッ
ト座標系の教示点位置姿勢ベクトルを補正演算する手段
と、ロボットの手先工具とワークの相対位置姿勢が基準
座標系設定時と同一となるよう教示時の位置姿勢ベクト
ルを修正する指令を出力する手段とを備えた主制御装置
を設けたことを特徴とする。
このように構成することにより、基準座標系は、正規の
位置に在るワークの基準点の一つを原点とし、この原点
と他の一点とを結ぶ線を座標系の一つの軸とし、残りの
一点が該座標系の上記軸と他の一つの軸で形成される平
面内に在る座標系として求められると共にこの基準座標
系からロボットの座標系が求められ、この二つの座標系
が対応した形でロボットに教示される。そしてこの時の
ロボット座標系の教示点位置姿勢ベクトルが制御装置に
より演算され、ロボットの座標系とワークとは、教示点
位置姿勢ベクトルにより関係づけられる。
位置に在るワークの基準点の一つを原点とし、この原点
と他の一点とを結ぶ線を座標系の一つの軸とし、残りの
一点が該座標系の上記軸と他の一つの軸で形成される平
面内に在る座標系として求められると共にこの基準座標
系からロボットの座標系が求められ、この二つの座標系
が対応した形でロボットに教示される。そしてこの時の
ロボット座標系の教示点位置姿勢ベクトルが制御装置に
より演算され、ロボットの座標系とワークとは、教示点
位置姿勢ベクトルにより関係づけられる。
次にロボットのアームを動かしてワークの基準点を測定
する。この測定にあたり、一つの原点と他の一点とを結
ぶ線を座標系の一つの軸とし、残りの一点が該座標系の
上記軸と他の一つの軸で形成される平面内に在るので、
基準座標系の原点に対応する基準点を当該座標系のX,Y,
Z三方向から測定し、他の二点は同一平面例えばX,Y平面
内に存するからＸ軸に対してはＹ方向とＺ方向の二方
向、他の一点に対してはＺ方向の一方向のみの測定によ
り計測座標系が創成される。
する。この測定にあたり、一つの原点と他の一点とを結
ぶ線を座標系の一つの軸とし、残りの一点が該座標系の
上記軸と他の一つの軸で形成される平面内に在るので、
基準座標系の原点に対応する基準点を当該座標系のX,Y,
Z三方向から測定し、他の二点は同一平面例えばX,Y平面
内に存するからＸ軸に対してはＹ方向とＺ方向の二方
向、他の一点に対してはＺ方向の一方向のみの測定によ
り計測座標系が創成される。
そして、基準座標系と計測座標系とから求められる偏差
により、ロボット座標系の教示点位置姿勢ベクトルが補
正されてロボットの姿勢が補正され、回転変位を伴って
搬入されてきたワークに対するロボットの姿勢は、教示
された時のワークの姿勢とロボットの姿勢との関係と同
一になる。
により、ロボット座標系の教示点位置姿勢ベクトルが補
正されてロボットの姿勢が補正され、回転変位を伴って
搬入されてきたワークに対するロボットの姿勢は、教示
された時のワークの姿勢とロボットの姿勢との関係と同
一になる。
以下本発明の一実施例について説明する。
第１図において、11はロボットのアーム９に取付けられ
たセンサである。このセンサ11は、ワーク１に一定距離
（設定した距離）接近したときにタイミング信号を出力
する機能を有する。10はロボット工具、12はモータであ
る。13は、ロボットを手動操作で動作させるオペレーテ
ィングボックスである。14は、主制御装置であり、この
主制御装置14は、センサ11からのタイミング信号によ
り、計測座標系を創成して、予め設定した基準座標系と
比較して偏差を求め、この偏差によってロボット座標系
の位置ベクトルを補正演算し、ロボットの姿勢を修正す
る指令を出力する機能を有する。
たセンサである。このセンサ11は、ワーク１に一定距離
（設定した距離）接近したときにタイミング信号を出力
する機能を有する。10はロボット工具、12はモータであ
る。13は、ロボットを手動操作で動作させるオペレーテ
ィングボックスである。14は、主制御装置であり、この
主制御装置14は、センサ11からのタイミング信号によ
り、計測座標系を創成して、予め設定した基準座標系と
比較して偏差を求め、この偏差によってロボット座標系
の位置ベクトルを補正演算し、ロボットの姿勢を修正す
る指令を出力する機能を有する。
上記基準座標系は、次のようにして設定する。第１図に
おいて、アーム９をオペレーションボックス13により操
作し、基準位置にあるワーク１に対してロボット工具10
の動作経路となるべき点と、その点でとるべきアーム９
の姿勢を教示する。
おいて、アーム９をオペレーションボックス13により操
作し、基準位置にあるワーク１に対してロボット工具10
の動作経路となるべき点と、その点でとるべきアーム９
の姿勢を教示する。
この時のワーク１の位置データは次のようにして与えら
れる。
れる。
そしてロボット座標系からのデータは次の形で与えられ
る。
る。
Nx,y,z:ノーマルベクトル Ox,y,z:オリエントベクトル Ax,y,z:アプローチベクトル X,Y,Z:位置ベクトル 次に、ワークの基準座標系は、次のようにして定められ
る。第２図において、基準位置に載置されたワーク１の
内部に、ある点ORIG点（ワークの座標系を作るためのワ
ーク内部の点）５〜７の３点を設定する。
る。第２図において、基準位置に載置されたワーク１の
内部に、ある点ORIG点（ワークの座標系を作るためのワ
ーク内部の点）５〜７の３点を設定する。
そして、この３点の座標を用いることにより、基準座標
系８を求める。そこで例えば、この時のORIG点５を基準
座標系８の原点Ｏとして定め、この原点Ｏ（ORIG点５）
とORIG点６とを結ぶ方向をこの基準座標系８のx1軸とな
るように設定し、このx1軸とORIG点７を含む平面がx1,y
1平面となるように基準座標系８をワーク１内に定め
る。
系８を求める。そこで例えば、この時のORIG点５を基準
座標系８の原点Ｏとして定め、この原点Ｏ（ORIG点５）
とORIG点６とを結ぶ方向をこの基準座標系８のx1軸とな
るように設定し、このx1軸とORIG点７を含む平面がx1,y
1平面となるように基準座標系８をワーク１内に定め
る。
そしてこの基準座標系８は、前に示したワークの位置デ
ータ〔ｍ〕と同じデータ形式で表わされる。
ータ〔ｍ〕と同じデータ形式で表わされる。
このようにして、基準位置にあるワーク１の姿勢を表わ
す基準座標系（x1,y1,z1）と、この時のロボットの姿勢
を表わすロボット座標系（X,Y,Z）とをデータ処理によ
り対応させることができる。
す基準座標系（x1,y1,z1）と、この時のロボットの姿勢
を表わすロボット座標系（X,Y,Z）とをデータ処理によ
り対応させることができる。
次にロボット座標系２の補正演算について説明する。第
３図に示すように、基準位置にあるワーク１（実線）に
対し、ずれに回転を伴って搬入されてきたワーク１′
（点線）を相定し、以下説明する。
３図に示すように、基準位置にあるワーク１（実線）に
対し、ずれに回転を伴って搬入されてきたワーク１′
（点線）を相定し、以下説明する。
このように、ワーク１が１′のようにずれた場合は、ワ
ーク１内のORIG点５〜７も、ワーク１′のずれに応じて
ORIG点15〜17の位置までずれることになる。
ーク１内のORIG点５〜７も、ワーク１′のずれに応じて
ORIG点15〜17の位置までずれることになる。
そこで新らたに、ORIG点15〜17について、ORIG点15を原
点とした計測座標系18（x2,y2,z2）をワーク１′内に設
定する。
点とした計測座標系18（x2,y2,z2）をワーク１′内に設
定する。
そして、ロボット座標系２と基準座標系８と計測座標系
18との関係を求め、ロボット座標系２からみた教示点の
位置ベクトルの補正を行なうようにする。第４図は、上
記三つの座標系の関係を示し、20は教示点（例えばORIG
点５）、21は計測点（例えばORIG点15）である。
18との関係を求め、ロボット座標系２からみた教示点の
位置ベクトルの補正を行なうようにする。第４図は、上
記三つの座標系の関係を示し、20は教示点（例えばORIG
点５）、21は計測点（例えばORIG点15）である。
図より、教示点20は、ロボット座標系２で与えられてい
る（１）。又、教示点20のデータは、次式（１）によ
り基準座標系８におけるデータに変換することができ
る。
る（１）。又、教示点20のデータは、次式（１）によ
り基準座標系８におけるデータに変換することができ
る。
＝1 -1・１ ……（１）式 上記（１）式における変換行列１は、基準座標系８よ
り求めることができる。
り求めることができる。
このようにして基準座標系８で与えられたデータを計
測座標系18における′に対応させる。つまり、基準座
標系８からみたと計測座標系18からみた′とが等し
くなるように対応させる。これにより、計測座標系18か
ら見たデータ′は、基準座標系８から見たデータに
置き換えることができ、と′との関係は、 ＝′ ……（２）式 となる。
測座標系18における′に対応させる。つまり、基準座
標系８からみたと計測座標系18からみた′とが等し
くなるように対応させる。これにより、計測座標系18か
ら見たデータ′は、基準座標系８から見たデータに
置き換えることができ、と′との関係は、 ＝′ ……（２）式 となる。
上記（１）及び（２）式の関係から、計測座標系18に変
換したデータをロボット座標系２に変換することによ
り、教示点20に対するデータ１は、計測点21に対する
データ２に補正される。
換したデータをロボット座標系２に変換することによ
り、教示点20に対するデータ１は、計測点21に対する
データ２に補正される。
この関係を式で表わすと次式の通りである。２ ＝２・′＝２・＝２・1 -1・１ ……
（３）式 このようにして、フレーム変換（補正演算）を用いてデ
ータ補正することにより、ロボット座標系２の位置ベク
トルが補正され、ワーク１′に対する適正な姿勢と位置
で作業が行なわれる。
（３）式 このようにして、フレーム変換（補正演算）を用いてデ
ータ補正することにより、ロボット座標系２の位置ベク
トルが補正され、ワーク１′に対する適正な姿勢と位置
で作業が行なわれる。
以上のように構成した本実施例の作用について次に説明
する。
する。
先ず、第２図において、基準位置にあるワーク１のORIG
点５〜７をアーム９に設けたセンサ11にて測定して出力
し、ORIG5を原点とする基準座標系８を予め設定する。
これにより、基準位置に載置されたワーク１に対するロ
ボットの動作経路４とその動作経路４に対してとるべき
ロボット（アーム９）の姿勢が教示される。
点５〜７をアーム９に設けたセンサ11にて測定して出力
し、ORIG5を原点とする基準座標系８を予め設定する。
これにより、基準位置に載置されたワーク１に対するロ
ボットの動作経路４とその動作経路４に対してとるべき
ロボット（アーム９）の姿勢が教示される。
そこで、第３図に示すように、ワーク１がワーク１′の
ようにずれているときは、ロボット座標系２のX,Y,Z方
向から、ORIG15〜17についてセンシングすることによ
り、センサ端におけるそれぞれの座標値が得られ、基準
位置にあるワーク１に対するセンサ端の座標値との偏差
が求められる。
ようにずれているときは、ロボット座標系２のX,Y,Z方
向から、ORIG15〜17についてセンシングすることによ
り、センサ端におけるそれぞれの座標値が得られ、基準
位置にあるワーク１に対するセンサ端の座標値との偏差
が求められる。
この偏差は、基準座標系８と計測座標系18との間の偏差
に近似され、この偏差分だけ座標値をフレーム変換しデ
ータ補正を行う。
に近似され、この偏差分だけ座標値をフレーム変換しデ
ータ補正を行う。
このデータ補正により、ワーク１′に対するロボットの
姿勢が修正される。
姿勢が修正される。
上記説明では、センシングする数は、ORIG点15〜17につ
いて、ロボット座標系X,Y,Zの三方向より行ったので９
ケ所（３点×３方向）になる。
いて、ロボット座標系X,Y,Zの三方向より行ったので９
ケ所（３点×３方向）になる。
然しながら、実際には第２図及び第３図に示すように、
原点となるORIG点15については、計測座標系（x2,y2,
z2）の三方向について、x2軸となるORIG点16については
（y2,z2）の二方向、及び（x2,y2）平面上の点であるOR
IG点17についてはZ2方向の合計６ケ所のセンシングを行
なってそれぞれの偏差を求めれば、実質上、上記９ケ所
のセンシングを行って計測座標系18の偏差を求めたもの
と同じになる。又、センシングを行う数は、ワークのず
れの特性や、要求される加工精度によってその数を少く
することも可能であり、場合によっては、ずれの大きい
方向の要素についてのみの補正も可能である。
原点となるORIG点15については、計測座標系（x2,y2,
z2）の三方向について、x2軸となるORIG点16については
（y2,z2）の二方向、及び（x2,y2）平面上の点であるOR
IG点17についてはZ2方向の合計６ケ所のセンシングを行
なってそれぞれの偏差を求めれば、実質上、上記９ケ所
のセンシングを行って計測座標系18の偏差を求めたもの
と同じになる。又、センシングを行う数は、ワークのず
れの特性や、要求される加工精度によってその数を少く
することも可能であり、場合によっては、ずれの大きい
方向の要素についてのみの補正も可能である。
以上詳述した通り本発明によれば、ワーク内に三つの基
準点（ORIG点）を設定し、その内の一点を原点にし、こ
の原点と他の一点とを結ぶ線を座標系の一つの軸とし、
残りの一点が該座標系の上記軸と他の一つの軸で形成さ
れる平面内に存するようにワークの基準座標系を設定
し、この基準座標系とロボットの座標系とを対応させ、
ロボットのアームに設けたタイミング信号を出力するセ
ンサにてワーク内に設定した基準点を計測したデータに
て計測座標系を求め、この三つの座標系を基にフレーム
変換してロボット座標系の教示点位置姿勢ベクトルを補
正するようにしたので、ロボットの手先工具と回転変位
を伴って搬入されてきたワークの姿勢との相対位置姿勢
が基準座標系設定時と同一になり、高精度の加工が可能
になると共に、ワーク内に設定した三つの基準点のうち
一点を原点とし、この原点と他の一点とを結ぶ線を座標
系のつの軸とし、残りの一点が該座標系の上記軸と他の
一つの軸で形成される平面内に存するようにワークの基
準座標系を設定したので、センサによるセンシング回数
が少なくなり、生産性を大巾に向上することができる。
準点（ORIG点）を設定し、その内の一点を原点にし、こ
の原点と他の一点とを結ぶ線を座標系の一つの軸とし、
残りの一点が該座標系の上記軸と他の一つの軸で形成さ
れる平面内に存するようにワークの基準座標系を設定
し、この基準座標系とロボットの座標系とを対応させ、
ロボットのアームに設けたタイミング信号を出力するセ
ンサにてワーク内に設定した基準点を計測したデータに
て計測座標系を求め、この三つの座標系を基にフレーム
変換してロボット座標系の教示点位置姿勢ベクトルを補
正するようにしたので、ロボットの手先工具と回転変位
を伴って搬入されてきたワークの姿勢との相対位置姿勢
が基準座標系設定時と同一になり、高精度の加工が可能
になると共に、ワーク内に設定した三つの基準点のうち
一点を原点とし、この原点と他の一点とを結ぶ線を座標
系のつの軸とし、残りの一点が該座標系の上記軸と他の
一つの軸で形成される平面内に存するようにワークの基
準座標系を設定したので、センサによるセンシング回数
が少なくなり、生産性を大巾に向上することができる。
特に大量生産の場合は、その効果は顕著である。
又ロボットのアームに簡単なタイミング信号を発するセ
ンサを設け、かつセンシング回数を少なくし、そしてロ
ボット座標系の位置姿勢ベクトルをフレーム変換して補
正するようにしたので、ロボットを利用して一個のセン
サで測定することができると共にデータ処理も容易にな
って装置が安価なものとなる。
ンサを設け、かつセンシング回数を少なくし、そしてロ
ボット座標系の位置姿勢ベクトルをフレーム変換して補
正するようにしたので、ロボットを利用して一個のセン
サで測定することができると共にデータ処理も容易にな
って装置が安価なものとなる。
そして更にワークの搬入姿勢は制限されないので、生産
ラインの簡素化が可能になり生産性の効率化が図れると
いう効果がある。
ラインの簡素化が可能になり生産性の効率化が図れると
いう効果がある。
第１図乃至第４図は、本発明の一実施例を示す図であ
り、第１図は、教示データ補正ロボットの全体を示す斜
視図、第２図は、基準座標系の一例を示す斜視図、第３
図は、回転を伴ってずれを生じたワークについての基準
座標系と計測座標系との関係を示す斜視図、第４図は、
ロボット座標系、基準座標系及び計測座標系の関係を示
す図である。 第５図は、従来のロボットの教示データ補正の仕方を示
す斜視図である。 １……基準位置にあるワーク、１′……ずれを生じたワ
ーク、 ２……ロボット座標系、３……測定点、 ４……ロボットの動作経路、８……基準座標系、 ９……ロボットのアーム、11……センサ、 14……主制御装置、18……計測座標系。
り、第１図は、教示データ補正ロボットの全体を示す斜
視図、第２図は、基準座標系の一例を示す斜視図、第３
図は、回転を伴ってずれを生じたワークについての基準
座標系と計測座標系との関係を示す斜視図、第４図は、
ロボット座標系、基準座標系及び計測座標系の関係を示
す図である。 第５図は、従来のロボットの教示データ補正の仕方を示
す斜視図である。 １……基準位置にあるワーク、１′……ずれを生じたワ
ーク、 ２……ロボット座標系、３……測定点、 ４……ロボットの動作経路、８……基準座標系、 ９……ロボットのアーム、11……センサ、 14……主制御装置、18……計測座標系。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−189415（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−54011（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−95605（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】教示データに基づいて予め設定した基準座
標系と、ワークの位置に基づいて測定したデータにより
設定される計測座標系とを比較して偏差を求め、この偏
差に基づき教示データを補正するロボットであって、ワ
ークの内部に三つの基準点を設定しそのひとつを原点に
し、該原点と他の一点とを結ぶ線を座標系の一つの軸と
し、残りの一点が該座標系の上記軸と他の一つの軸で形
成される平面内に存する座標系を形成しワークが正しい
位置に在る当該座標系を前記基準座標系として設定し、
多軸ロボットのアームにはワークに対して一定距離まで
接近した時にタイミング信号を出力する距離センサを設
け、該センサにて前記原点を座標系の軸方向と同一方向
から測定すると共に他の二つの基準点に対して必要方向
のみ測定し、該測定データにより前記原点と他の一点と
を結ぶ線を座標系の一つの軸とし、残りの一点が該座標
系の上記軸と他の一つの軸で形成される平面内に存する
ように前記計測座標系を創成する手段と、前記基準座標
系と計測座標系とを比較して偏差を求める手段と、該偏
差に基づいてロボット座標系の教示点位置姿勢ベクトル
を補正演算する手段と、ロボットの手先工具とワークの
相対位置姿勢が基準座標系設定時と同一となるよう教示
時の位置姿勢ベクトルを修正する指令を出力する手段と
を備えた主制御装置を設けたことを特徴とする教示デー
タ補正ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61153647A JPH0731536B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 教示デ−タ補正ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61153647A JPH0731536B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 教示デ−タ補正ロボツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS638906A JPS638906A (ja) | 1988-01-14 |
| JPH0731536B2 true JPH0731536B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=15567106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61153647A Expired - Fee Related JPH0731536B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 教示デ−タ補正ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731536B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2708458B2 (ja) * | 1988-04-01 | 1998-02-04 | 株式会社豊田中央研究所 | 倣い制御ロボット |
| JP2676793B2 (ja) * | 1988-06-30 | 1997-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 倣い制御ロボット |
| JPH0348903A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-01 | Ishikawa Pref Gov | 数値制御装置 |
| JP2702320B2 (ja) * | 1991-07-26 | 1998-01-21 | 川崎重工業株式会社 | ロボットの制御装置 |
| JP5282014B2 (ja) * | 2009-11-18 | 2013-09-04 | 本田技研工業株式会社 | 教示ライン補正装置、教示ライン補正方法、及びそのプログラム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59189415A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-27 | Hitachi Ltd | 工業用ロボツトの動作教示方法および装置 |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP61153647A patent/JPH0731536B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS638906A (ja) | 1988-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1607194B1 (en) | Robot system comprising a plurality of robots provided with means for calibrating their relative position | |
| JP5321532B2 (ja) | ロボットキャリブレーション装置及びキャリブレーション方法 | |
| EP0151417A1 (en) | Method for correcting systems of coordinates in a robot having visual sensor device and apparatus therefor | |
| US20110029131A1 (en) | Apparatus and method for measuring tool center point position of robot | |
| JPH0553587B2 (ja) | ||
| KR20080088165A (ko) | 로봇 캘리브레이션 방법 | |
| US20110118876A1 (en) | Teaching line correcting apparatus, teaching line correcting method, and program thereof | |
| JPH0731536B2 (ja) | 教示デ−タ補正ロボツト | |
| JP2640339B2 (ja) | ロボット定数の自動補正方法 | |
| JPS63162180A (ja) | ロボツトの教示方法 | |
| JPH1011146A (ja) | 移動体の停止姿勢補正装置 | |
| JPH09222913A (ja) | ロボットの教示位置補正装置 | |
| JP3579742B2 (ja) | 教示データ補正方法、補正プログラムおよび補正装置 | |
| JPH0727408B2 (ja) | 固定３次元視覚併用ロボットハンドリング装置 | |
| JP7384653B2 (ja) | ロボットの位置を制御するロボット装置の制御装置 | |
| JP3671694B2 (ja) | ロボットのティーチング方法およびその装置 | |
| JPH0774964B2 (ja) | ロボットの位置決め誤差補正方法 | |
| JPH012104A (ja) | ロボットの位置決め誤差補正方法 | |
| JP3562096B2 (ja) | 位置検出方法 | |
| JP2520324B2 (ja) | ロボット定数の自動補正方法 | |
| JPH08257955A (ja) | マニピュレーターの曲面なぞり制御方法 | |
| JP4519295B2 (ja) | ワークの位置ずれの測定方法 | |
| JPH07210230A (ja) | 力制御ロボットによるパイプ表面の倣い制御方法 | |
| JP2507298B2 (ja) | 産業用ロボットを用いる山形鋼の溶断方法 | |
| JP3218553B2 (ja) | ロボットのシステム制御方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |