JPH0774963B2 - ロボツト校正装置 - Google Patents
ロボツト校正装置Info
- Publication number
- JPH0774963B2 JPH0774963B2 JP26805086A JP26805086A JPH0774963B2 JP H0774963 B2 JPH0774963 B2 JP H0774963B2 JP 26805086 A JP26805086 A JP 26805086A JP 26805086 A JP26805086 A JP 26805086A JP H0774963 B2 JPH0774963 B2 JP H0774963B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joint
- calibration
- rotation axis
- inclinometer
- movable
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
- B25J9/1692—Calibration of manipulator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多関節ロボットの関節角の校正に用いて好適
なロボット校正装置に関する。
なロボット校正装置に関する。
（従来の技術） 第６図は６自由度垂直多関節形ロボットの制御の説明図
である。図において、L0〜L6はリンクで、回転角θ１〜
θ６を生ずる関節の間に設けられている。Ｇはハンド９
の位置姿勢である。尚JISB8434（1984）に準じた表記に
よっている。
である。図において、L0〜L6はリンクで、回転角θ１〜
θ６を生ずる関節の間に設けられている。Ｇはハンド９
の位置姿勢である。尚JISB8434（1984）に準じた表記に
よっている。
尚、図示した回転角は、θ１が腰回転角、θ２が肩回転
角、θ３が肘回転角、θ４が手首ひねり角、θ５が手首
曲げ角、θ６が手先回転角になっている。
角、θ３が肘回転角、θ４が手首ひねり角、θ５が手首
曲げ角、θ６が手先回転角になっている。
このような装置において、作業を行うハンド９の位置Ｇ
は各リンクの長さL1〜L6と関節角度θ１〜θ６によって
定まる。そこで関節角度θ１〜θ６の基準（どこが零度
になっているか）を正確に合わせることが必要である。
尚、ロボットアームの基準面は水平施回モータ１の定め
る面によるが、必ずしも水平面と一致していない。
は各リンクの長さL1〜L6と関節角度θ１〜θ６によって
定まる。そこで関節角度θ１〜θ６の基準（どこが零度
になっているか）を正確に合わせることが必要である。
尚、ロボットアームの基準面は水平施回モータ１の定め
る面によるが、必ずしも水平面と一致していない。
（発明が解決しようとする問題点） このようなロボットにおいては、関節のハウジングに目
盛をつけてこれに合わせる程度の校正を行っていた。従
来のティーチングプレイバックでは絶対精度が問題にな
らないので、0.1mm程度の再現性があれば十分であった
が絶対精度は1mm以下にすることが困難で最近の言語プ
ログラミングでは大いに問題になっていた。
盛をつけてこれに合わせる程度の校正を行っていた。従
来のティーチングプレイバックでは絶対精度が問題にな
らないので、0.1mm程度の再現性があれば十分であった
が絶対精度は1mm以下にすることが困難で最近の言語プ
ログラミングでは大いに問題になっていた。
そこで、ロボットアームの校正を行うリンクに傾斜計を
取付けて、リンクが基準面と一致するときの関節角を校
正値として使用していた。しかし傾斜計の測定値にはオ
フセットを含んでいるので、このオフセットを取除くた
めに測定面内で180度回転させる必要がある。この正反
の位置に傾斜計を置換えることは人手にたよっていたの
で、測定効率が低下すると共に校正の精度が低下する問
題点があった。
取付けて、リンクが基準面と一致するときの関節角を校
正値として使用していた。しかし傾斜計の測定値にはオ
フセットを含んでいるので、このオフセットを取除くた
めに測定面内で180度回転させる必要がある。この正反
の位置に傾斜計を置換えることは人手にたよっていたの
で、測定効率が低下すると共に校正の精度が低下する問
題点があった。
本発明はこのような問題点を解決したもので、関節角の
基準位置を正確かつ自動的に計測して絶対精度を高めた
ロボット校正装置を提供することを目的とする。
基準位置を正確かつ自動的に計測して絶対精度を高めた
ロボット校正装置を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） このような目的を達成する第１の発明は、固定側に水平
面と略一致する基準面を有する校正される関節（11）
と、この校正関節の回転軸（Ｘ）と直交する回転軸
（Ｚ）を有し該校正関節の可動側に取り付けられた可動
関節（12）と、この可動関節の可動側に取り付けられた
リンク（13）を有するロボットアームにおいて、前記校
正関節の回転軸を略水平にすると共に、前記可動関節の
回転軸を前記リンクが略水平（Ｙ）となる姿勢にする第
１の制御手段と、前記可動関節の回転軸を180度回転さ
せる第２の制御手段と、前記リンクに沿って取り付けら
れると共に、この取り付けられた方向（Ｙ）に感度を有
する傾斜計（41）と、前記第１の制御手段で指示した姿
勢のロボットアームであって、前記第２の制御手段の回
転指令前の前記傾斜計の測定値（OUT1）と、回転指令後
と前記傾斜計の測定値（OUT2）とを求め、これら測定値
から前記基準面の水平面に対する傾斜角（Ｈ）を演算し
て、前記校正関節の校正値とすることを特徴としてい
る。
面と略一致する基準面を有する校正される関節（11）
と、この校正関節の回転軸（Ｘ）と直交する回転軸
（Ｚ）を有し該校正関節の可動側に取り付けられた可動
関節（12）と、この可動関節の可動側に取り付けられた
リンク（13）を有するロボットアームにおいて、前記校
正関節の回転軸を略水平にすると共に、前記可動関節の
回転軸を前記リンクが略水平（Ｙ）となる姿勢にする第
１の制御手段と、前記可動関節の回転軸を180度回転さ
せる第２の制御手段と、前記リンクに沿って取り付けら
れると共に、この取り付けられた方向（Ｙ）に感度を有
する傾斜計（41）と、前記第１の制御手段で指示した姿
勢のロボットアームであって、前記第２の制御手段の回
転指令前の前記傾斜計の測定値（OUT1）と、回転指令後
と前記傾斜計の測定値（OUT2）とを求め、これら測定値
から前記基準面の水平面に対する傾斜角（Ｈ）を演算し
て、前記校正関節の校正値とすることを特徴としてい
る。
第２の発明は、可動関節の回転軸が第１の発明のような
Ｚ軸ではなくてＹ軸の場合に対処するもので、前記校正
関節の回転軸を略水平にすると共に、前記可動関節の回
転軸を前記リンクが略垂直（Ｚ）となる姿勢にする第１
の制御手段と、前記可動関節の回転軸を180度回転させ
る第２の制御手段と、前記リンクと直角であって前記校
正関節の回転軸と直角に取り付けられると共に、この取
り付けられた方向（Ｙ）に感度を有する傾斜計（41）と
を用いて、校正関節の校正値としている。
Ｚ軸ではなくてＹ軸の場合に対処するもので、前記校正
関節の回転軸を略水平にすると共に、前記可動関節の回
転軸を前記リンクが略垂直（Ｚ）となる姿勢にする第１
の制御手段と、前記可動関節の回転軸を180度回転させ
る第２の制御手段と、前記リンクと直角であって前記校
正関節の回転軸と直角に取り付けられると共に、この取
り付けられた方向（Ｙ）に感度を有する傾斜計（41）と
を用いて、校正関節の校正値としている。
（作用） 傾斜計はリンクの傾斜が基準面と同じ傾斜であるか測定
する。第１及び第２の制御手段はリンクの傾斜を基準面
と略一致させ、可動関節を制御して傾斜計の出力に含ま
れるオフセット誤差を消去する。校正関節はこの傾斜計
の出力により校正される。
する。第１及び第２の制御手段はリンクの傾斜を基準面
と略一致させ、可動関節を制御して傾斜計の出力に含ま
れるオフセット誤差を消去する。校正関節はこの傾斜計
の出力により校正される。
（実施例） 以下図面を用いて本発明を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。図において、10は多関節のロボットアーム、20はロ
ボットアーム10の関節角を制御するコントローラ、30は
ロボットアーム10の設置される基準面で、ここでは水平
面と略一致している。40はロボットアーム10に取付けら
れる傾斜計で、水平面からの偏角に比例する信号を出力
する。50は傾斜計40の出力信号を入力して、基準面30の
傾斜角と比較して校正値を求める演算器である。
る。図において、10は多関節のロボットアーム、20はロ
ボットアーム10の関節角を制御するコントローラ、30は
ロボットアーム10の設置される基準面で、ここでは水平
面と略一致している。40はロボットアーム10に取付けら
れる傾斜計で、水平面からの偏角に比例する信号を出力
する。50は傾斜計40の出力信号を入力して、基準面30の
傾斜角と比較して校正値を求める演算器である。
次に各ブロックの詳細を説明する。11はロボットアーム
10のひとつを構成する校正関節で、校正を行う対象にな
っており、この関節11の固定側にロボットアーム10の基
準面30がある。12は校正関節11の可動側に設けられた可
動関節で、校正関節11に隣接して設けられる場合は校正
関節11の回転軸と可動関節12の回転軸とが直交している
必要があるが、校正関節11との中間に他の関節が存在し
ている場合は構造的に直交していてもよいし、又直交す
る位置になるように中間関節を制御してもよい。13は可
動関節12の可動側に設けられたリンクで、傾斜計40がこ
のリンク13に沿って取付けられる。尚、ここで関節につ
いて可動側とは、リンク機構における出力節をいい、固
定側とは入力節をいう。
10のひとつを構成する校正関節で、校正を行う対象にな
っており、この関節11の固定側にロボットアーム10の基
準面30がある。12は校正関節11の可動側に設けられた可
動関節で、校正関節11に隣接して設けられる場合は校正
関節11の回転軸と可動関節12の回転軸とが直交している
必要があるが、校正関節11との中間に他の関節が存在し
ている場合は構造的に直交していてもよいし、又直交す
る位置になるように中間関節を制御してもよい。13は可
動関節12の可動側に設けられたリンクで、傾斜計40がこ
のリンク13に沿って取付けられる。尚、ここで関節につ
いて可動側とは、リンク機構における出力節をいい、固
定側とは入力節をいう。
41は傾斜角に比例した電圧を出力する傾斜計で、一軸に
ついて感度をもっている。42は傾斜計41の出力電圧を読
取る電圧計で、この電圧に所定の係数を乗じて偏角を求
める。
ついて感度をもっている。42は傾斜計41の出力電圧を読
取る電圧計で、この電圧に所定の係数を乗じて偏角を求
める。
このように構成された装置の動作を第２図及び第３図に
基づいて説明する。第２図は校正関節11と可動関節12及
び傾斜計41の幾何学的関係の説明図である。図におい
て、Ｘ軸及びこれに直交するＹ軸のなす平面は基準面30
に略一致し、Ｚ軸は基準面30の法線方向と略一致してい
る。第３図は校正動作の流れ図である。
基づいて説明する。第２図は校正関節11と可動関節12及
び傾斜計41の幾何学的関係の説明図である。図におい
て、Ｘ軸及びこれに直交するＹ軸のなす平面は基準面30
に略一致し、Ｚ軸は基準面30の法線方向と略一致してい
る。第３図は校正動作の流れ図である。
関節角制御装置20は、まず校正関節11の回転軸をＸ軸に
一致させ、次に可動関節12の回転軸をＺ軸に一致させ
る。次に関節角制御装置20は可動関節12を所定の回転
角、例えば第２図に実線で示す、リンク13がＹ軸と一致
する方向にする（S1）。
一致させ、次に可動関節12の回転軸をＺ軸に一致させ
る。次に関節角制御装置20は可動関節12を所定の回転
角、例えば第２図に実線で示す、リンク13がＹ軸と一致
する方向にする（S1）。
この第１の位置における傾斜計41の出力電圧OUT1を電圧
計42を介して校正演算器50に入力する（S2）。
計42を介して校正演算器50に入力する（S2）。
関節角制御装置20は可動関節12を180度回転させて、リ
ンク13に取付けられた傾斜計をＺ軸回りに反転させ、第
２図に破線で示す位置に移動する（S3）。
ンク13に取付けられた傾斜計をＺ軸回りに反転させ、第
２図に破線で示す位置に移動する（S3）。
この第２の位置における傾斜計41の出力電圧OUT2を電圧
計42を介して校正演算器50に入力する（S4）。
計42を介して校正演算器50に入力する（S4）。
校正演算器50は、傾斜計41の出力電圧OUT1とOUT2の平均
をとって、オフセットの除去された測定面の傾斜角Ｈを
計算する（S5）。この傾斜角Ｈと基準面30の傾斜角を比
較して、基準面30のけ傾斜と一致させるための校正関節
角を得る。
をとって、オフセットの除去された測定面の傾斜角Ｈを
計算する（S5）。この傾斜角Ｈと基準面30の傾斜角を比
較して、基準面30のけ傾斜と一致させるための校正関節
角を得る。
第４図は水平面と傾斜計41の感度軸との関係を示したも
ので、（Ａ）は第２図に実線で示す位置、（Ｂ）は破線
に示す位置に対応する。傾斜計41の出力はそれぞれ次式
で与えられる。
ので、（Ａ）は第２図に実線で示す位置、（Ｂ）は破線
に示す位置に対応する。傾斜計41の出力はそれぞれ次式
で与えられる。
OUT1＝Ｋ・Ｈ＋ （１） OUT2＝Ｋ・（−Ｈ）＋ （２） ここで、Ｋは比例定数、Ｈは水平面に対する測定面の傾
斜角、は傾斜計41の出力オフセットである。結局、校
正演算器50は次の演算を行う。
斜角、は傾斜計41の出力オフセットである。結局、校
正演算器50は次の演算を行う。
Ｈ＝（OUT1−OUT2）/2・Ｋ （３） 第５図は校正関節11と可動関節12及び傾斜計41の第２の
幾何学的関係の説明図である。ここでは関節角制御装置
20は、まず校正関節11の回転軸をＸ軸に一致させ、次に
可動関節12の回転軸をＹ軸に一致させている。傾斜計41
はリンク13を法線とする平面上に取付けられると共に感
度軸はＹ軸と略一致させている。動作は第３図と略一致
している。
幾何学的関係の説明図である。ここでは関節角制御装置
20は、まず校正関節11の回転軸をＸ軸に一致させ、次に
可動関節12の回転軸をＹ軸に一致させている。傾斜計41
はリンク13を法線とする平面上に取付けられると共に感
度軸はＹ軸と略一致させている。動作は第３図と略一致
している。
傾斜計41の出力信号は次式で示される。
OUT1＝Ｋ・Ｈ＋ （４） OUT2＝Ｋ・Ｈ− （５） 従って校正演算器50は次式により校正値を求める。
Ｈ＝（OUT1＋OUT2）/2・Ｋ （６） （発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば次の効果がある。
傾斜計41のオフセット除去を自動的に行うことがで
きるので、測定精度が向上すると共に測定に要する時間
が減少する。
きるので、測定精度が向上すると共に測定に要する時間
が減少する。
垂直関節機構を有するロボットアームでは、校正関
節と可動関節の幾何学的条件を満足するものは数多く存
在するので、従来のロボットアームをそのまま利用でき
適用する範囲が広い。
節と可動関節の幾何学的条件を満足するものは数多く存
在するので、従来のロボットアームをそのまま利用でき
適用する範囲が広い。
第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は校正関節，可動関節，傾斜計の第１の幾何学的関係
の説明図、第３図は校正動作の流れ図、第４図は水平面
と傾斜計の感度軸との関係図、第５図は校関節，可動関
節，傾斜計の第２の幾何学的関係の説明図、第６図は従
来のロボットアームの校正の説明図である。 10……ロボットアーム、11……校正関節、12……可動関
節、13……リンク、20……関節角制御装置、30……基準
面、40……傾斜計、50……校正演算器。
図は校正関節，可動関節，傾斜計の第１の幾何学的関係
の説明図、第３図は校正動作の流れ図、第４図は水平面
と傾斜計の感度軸との関係図、第５図は校関節，可動関
節，傾斜計の第２の幾何学的関係の説明図、第６図は従
来のロボットアームの校正の説明図である。 10……ロボットアーム、11……校正関節、12……可動関
節、13……リンク、20……関節角制御装置、30……基準
面、40……傾斜計、50……校正演算器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−223584（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−132493（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−122906（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−122907（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】固定側に水平面と略一致する基準面を有す
る校正される関節（11）と、この校正関節の回転軸
（Ｘ）と直交する回転軸（Ｚ）を有し該校正関節の可動
側に取り付けられた可動関節（12）と、この可動関節の
可動側に取り付けられたリンク（13）を有するロボット
アームにおいて、 前記校正関節の回転軸を略水平にすると共に、前記可動
関節の回転軸を前記リンクが略水平（Ｙ）となる姿勢に
する第１の制御手段と、 前記可動関節の回転軸を180度回転させる第２の制御手
段と、 前記リンクに沿って取り付けられると共に、この取り付
けられた方向（Ｙ）に感度を有する傾斜計（41）と、 前記第１の制御手段で指示した姿勢のロボットアームで
あって、前記第２の制御手段の回転指令前の前記傾斜計
の測定値（OUT1）と、回転指令後の前記傾斜計の測定値
（OUT2）とを求め、これら測定値から前記基準面の水平
面に対する傾斜角（Ｈ）を演算して、前記校正関節の校
正値とすることを特徴とするロボット校正装置。 - 【請求項２】固定側に水平面と略一致する基準面を有す
る校正される関節（11）と、この校正関節の回転軸
（Ｘ）と直交する回転軸（Ｙ）を有し該校正関節の可動
側に取り付けられた可動関節（12）と、この可動関節の
可動側に取り付けられたリンク（13）を有するロボット
アームにおいて、前記校正関節の回転軸を略水平にする
と共に、前記可動関節の回転軸を前記リンクが略垂直
（Ｚ）となる姿勢にする第１の制御手段と、 前記可動関節の回転軸を180度回転させる第２の制御手
段と、 前記リンクと直角であって前記校正関節の回転軸と直角
に取り付けられると共に、この取り付けられた方向
（Ｙ）に感度を有する傾斜計（41）と、 前記第１の制御手段で指示した姿勢のロボットアームで
あって、前記第２の制御手段の回転指令前の前記傾斜計
の測定値（OUT1）と、回転指令後の前記傾斜計の測定値
（OUT2）とを求め、これら測定値から前記基準面の水平
面に対する傾斜角（Ｈ）を演算して、前記校正関節の校
正値とすることを特徴とするロボット校正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26805086A JPH0774963B2 (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | ロボツト校正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26805086A JPH0774963B2 (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | ロボツト校正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63121908A JPS63121908A (ja) | 1988-05-26 |
| JPH0774963B2 true JPH0774963B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=17453186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26805086A Expired - Lifetime JPH0774963B2 (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | ロボツト校正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774963B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019003401A1 (ja) * | 2017-06-29 | 2019-01-03 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | ロボットの制御装置、制御方法および制御プログラム |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5239855A (en) * | 1991-07-12 | 1993-08-31 | Hewlett-Packard Company | Positional calibration of robotic arm joints relative to the gravity vector |
-
1986
- 1986-11-11 JP JP26805086A patent/JPH0774963B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019003401A1 (ja) * | 2017-06-29 | 2019-01-03 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | ロボットの制御装置、制御方法および制御プログラム |
| US11453128B2 (en) | 2017-06-29 | 2022-09-27 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Robot control apparatus, control method and control program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63121908A (ja) | 1988-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107717993B (zh) | 一种高效便捷的简易机器人标定方法 | |
| US5220261A (en) | Method of calibrating highly precise robots | |
| JP2651251B2 (ja) | スカラ型ロボットの機構誤差補正方法 | |
| US20150224649A1 (en) | Robot system using visual feedback | |
| US11420332B2 (en) | Method of adjusting posture of 6-axis robot | |
| WO1998032571A1 (fr) | Dispositif d'etalonnage de robot et methode afferente | |
| JPH05216514A (ja) | 重力ベクトルに対するロボットアームジョイントの位置の較正方法 | |
| JPH04233602A (ja) | ロボットのたわみ補正方法及びたわみ認識方法 | |
| WO1986006998A1 (en) | Apparatus for setting industrial robot in reference position | |
| JPH0885083A (ja) | ロボットのツールパラメータ導出方法及び較正方法 | |
| JPH0445311B2 (ja) | ||
| JPS638904A (ja) | ロボツト校正装置 | |
| US6584379B1 (en) | Robot device and method of adjusting origin of robot | |
| JPH0774963B2 (ja) | ロボツト校正装置 | |
| JPH0760332B2 (ja) | ロボツト校正装置 | |
| JP2640339B2 (ja) | ロボット定数の自動補正方法 | |
| JPS62199383A (ja) | ロボツトの制御方式 | |
| JP2001105357A (ja) | 産業用ロボットにおけるキャリブレーション方法およびワイヤ式リニアスケールのワイヤガイド装置および測定方法 | |
| JP3110073B2 (ja) | 計測用治具と計測用治具を用いたロボットアーム長検知方法 | |
| JPS638905A (ja) | ロボツト校正装置 | |
| JP2520324B2 (ja) | ロボット定数の自動補正方法 | |
| KR20110123942A (ko) | 디지털 수평계를 이용한 수직다관절 로봇의 캘리브레이션 방법 | |
| JPH0464563B2 (ja) | ||
| JPS60168202A (ja) | 関節形ロボツトの基準位置割出し方法 | |
| JPS59180605A (ja) | ロボツトの作業デ−タ変換装置 |