JPH08379B2 - ロボットの座標補正値測定治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 本発明は多関節ロボットが位置決めを制御されるため
の座標補正量を正確に測定するための治具に関し、 簡易な構成で正確な座標補正値を測定できるようにロ
ボットと接触部材間の間隔量測定具付き接触部材を具備
した座標補正値を測定する治具を提供することを目的と
し、 多関節ロボットに固有の機械的原点と、ロボットのア
ーム先端のハンドをXYZ座標系の基準位置に配置した基
準姿勢でのロボットの各関節の回転角度との間の角度ず
れ量を検出して多関節ロボットの座標補正値を測定する
治具において、基準姿勢に対応してロボットの各アーム
先端部と手首先端部に対応する所に接触する複数の接触
部材を有する基準治具として、接触間隔量測定具付き接
触部材を具備し、各アーム先端部を順次に位置決めする
制御が行われることで構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は多関節ロボットが位置決めを制御するための
座標補正量を正確に測定するための治具に関する。

従来の多関節ロボットにおいて、作業開始時に設定し
たアーム先端の位置から、各関節を駆動して所望位置に
移動させるとき、ロボットのアームや関節について生じ
た製造・組み立て誤差のため移動したロボットの位置に
誤差ができる。そのため所望位置へ動かすための命令に
対し若干の補正をすることが必要である。必要な補正量
を予め測定しておくための装置が、従来は正確さに欠け
たため、正確に測定できる装置を開発することが要望さ
れた。

［従来の技術］ 多関節ロボットは、各関節の位置センサにより決まる
機械的原点を有する。これはロボットアーム位置決めの
基準となる。第５図に示す概略図はロボット１が原点Ｏ
から各関節C1〜C6を介して先端部ハンドがＡと示す位置
に設定され、初期作業姿勢となる。アームは３〜８で構
成される。関節C1,C4,C6はXY軸に平行な水平面内で回転
する関節であり、関節C2,C3,C5は垂直面内で回転する関
節である。位置Ａはロボット１の機械的原点であり、ロ
ボットをＺ軸（垂直軸）方向に全アームを伸ばしたとき
のハンドの位置Ｂはソフトウェア原点と言える。即ちソ
フトウェア原点Ｂの位置を基準としてXYZ座標系でロボ
ット１のハンドＡの位置を指示して作業を行わせる。し
かし機械的原点Ａとソフトウェア原点Ｂとは位置が異な
っているため、原点ＡからＢにロボットを動かし、移動
時の各関節の回転角度を求めて、その角度をロボットア
ーム移動指令における補正量とする必要がある。この時
ロボットが原点Ａから原点Ｂに移動させることができた
か、どうかを知るとき、従来は目測で各アームが第５図
に示すように垂直に立上っているとしたとき、各関節の
エンコーダ目盛りを読むか、更に第６図に示す治具を使
用して第７図に示す位置で測定していた。即ち治具９に
対し複数の接触子10〜13を設け、各接触子はそれぞれ水
平方向に同一高さ位置に２個設ける。当初は、治具９を
ロボット１に第７図に示すように隣接して配置し、最下
位置のベース２に接触させる。次にロボット１を治具９
の各接触子11〜13に接触させることにより直立させる。
このときロボットは同一高さの２個の接触子に接触させ
る。接触子11との接触により関節C1,C2がソフトウェア
原点の姿勢に対応した角度となり、同様に接触子12との
接触により関節C3,C4が、接触子13との接触により関節C
5,C6がそれぞれソフトウェア原点の姿勢に対応した角度
となる。機械原点からソフトウェア原点へのロボットの
移動により各関節の回転角度は各関節に備わるエンコー
ダにより読取られる。このエンコーダにより検出された
各関節の回転角度がこのロボットを駆動するときの座標
補正値となる。

［発明が解決しようとする問題点］ ロボットが垂直に立上っていることを目測したときは
当然大きな誤差となり、第７図による座標補正値の測定
でも誤差が大きかった。それは治具９の接触子がロボッ
トの各関節と接触したかどうかの確認がオペレータの目
測に頼ることとなるため、接触圧力が一定にならないか
らである。そのため関節によって接触程度がばらつき、
座標補正値が変動するからで、次の制御動作において位
置ずれを起こすこととなった。

本発明の目的は前述の欠点を改善し、簡易な構成で正
確な座標補正値を測定できるように接触間隔量測定具付
き接触部材を具備した座標補正値を測定する治具を提供
することにある。

［問題点を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成を示す図である。第１図に
おいて、１は多関節ロボット、２〜８はロボットのアー
ム、９は治具、10〜13は接触部材、14〜16は接触間隔量
測定具、C1〜C6は関節を示す。

多関節ロボット１に固有の機械的原点Ａと、ロボット
１のアーム先端のハンドをXYZ座標系の基準位置Ｂに配
置した基準姿勢でのロボット各関節C1〜C6の回転角度と
の間の角度ずれ量を検出して多関節ロボットの座標補正
値を測定する治具において、本発明は下記の構成として
いる。

即ち、 基準姿勢に対応してロボットの各アーム部と手首部の
基準位置に対応する所に基準治具として、接触間量測定
具付き接触部部材を具備することである。

［作用］ ロボット１はそのアーム先端のハンドが第１図に示して
ない機械的原点Ａに在り、次に各関節C1〜C6を所定量回
転させて、第１図に示す位置に移動させる。ロボット１
の具備する接触部材10〜13のうち、部材11〜13について
は接触間隔量測定具14〜16が付いているため、ロボット
１の各関節の位置として間隔量測定具14〜16が示す所定
誤差内に納まるように微小量の追加移動をさせる。治具
９の接触部材11〜13の先端は、本来垂直方向に位置する
ように予め製造されていて、ロボット１の接触間隔が均
一化されたため、各関節におけるエンコーダの読みは座
標補正値として最適な値である。

［実施例］ 第２図は本発明の実施例として接触間隔測定具にダイ
ヤルゲージを使用した場合の治具の斜視図を示す。第２
図において21〜26はダイヤルゲージ、９は治具、11〜13
は接触部材を示す。第２図におけるダイヤルゲージ21〜
26はロボット１と接触する側の先端位置が、XYZ座標原
点（垂直方向）となるように予め校正して置く。ロボッ
トを起動し機械的原点にする。次に第３図に示すように
ダイヤルゲージ付きの治具９の接触部材10をロボットベ
ース２の基準面30に当接して置く。そしてロボットを機
械的原点から移動させる。まず関節C1,C2をティーチン
グボックスを用いて動かして、ロボットアーム基準面3
1,32に測定治具のダイヤルゲージ21,22を当接させる。
そしてダイヤルゲージ21,22が予め基準としたダイヤル
ゲージ校正位置（目盛り）になるまで関節C1,C2を動か
す。次に関節C3,C4を動かし、ロボットアーム基準面33,
34とダイヤルゲージ23,24を当接させ所定の目盛りまで
動かす。同様に関節C5,C6を動かし、ロボットアーム基
準面35,36とダイヤルゲージ25,26を当接させ所定の目盛
りまで動かす。このように動かした関節の移動量を図示
しないエンコーダから読取れば、原点補正量が求められ
る。即ち、ロボットのアーム毎に校正作業を順次に行う
ことであるため、ロボットの位置合わせが簡単に行え、
補正作業が早く終了する。

第４図は、第３図についてその矢印の方向に切断して
見た矢視図である。符号は全て第３図と同一である。

なお、接触間隔量測定具としては前記ダイヤルゲージ
以外に、無接触タイプのセンサ（静電容量を使用したギ
ャップセンサ）を使用することも出来る。

［発明の効果］ このようにして本発明によると、ロボットがソフトウ
ェア原点に立上ったとき、測定治具とロボット関節間の
接触間隔を所定値に均一化できるため、目測により垂直
となったかどうか、また測定治具とロボットとが接触し
ているかどうかなどを判断することなく、容易に垂直と
なったことを確認することが出来、そのため機械的原点
からの回転角度についての測定値がきわめて正確になる
効果を有する。なお、各アームの位置合わせを素早く行
うことができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成を示す図、 第２図は本発明の実施例として治具の斜視図、 第３図・第４図は第２図による測定動作を説明する図、 第５図は機械原点とソフトウェア原点を説明する図、 第６図は従来の治具の斜視図、 第７図は第６図による測定動作を説明する図である。 １……多関節ロボット ２……ロボットベース ３〜８……ロボットのアーム ９……治具 10〜13……接触部材 14〜16……接触間隔量測定具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多関節ロボットに固有の機械的原点と、ロ
   ボットのアーム先端のハンドをXYZ座標系の基準位置に
   配置した基準姿勢でのロボットの各関節の回転角度との
   間の角度ずれ量を検出して多関節ロボットの座標補正値
   を測定する治具において、 基準姿勢に対応してロボットの各アーム部と手首部の基
   準位置に対応する所に基準治具として、接触間隔量測定
   具付き接触部材を具備すること を特徴とする多関節ロボットの座標補正値を測定する治
   具。