JPH0890464A - ロボット装置の原点較正装置及び双腕型ロボット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、非接触方式を用いることにより、
接触に伴う難点を解消するとともに、客観的な位置判断
をすることができるロボット装置及びその原点較正装置
を提供することを目的とする。 【構成】 支持部材２０に固定され、所定方向に平行若
しくは略平行な光束Ｌを照射する光源１と、光源１に対
向するよう複数のアーム２３、２５の何れか一つに支持
され、光源１から照射された光束Ｌを検出し、検出した
位置に対応した信号を出力する受光器２と、受光器２か
ら出力された信号に基づいて、受光器２が支持されたア
ームに予め設定された原点位置からの位置ずれ方向及び
位置ずれ量を算出する演算手段４と、演算手段４により
算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいて受光
器２を支持するアーム２３、２５の原点位置を較正する
較正手段５と、を有してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボット装置の
原点位置の較正装置及び較正方法に関し、特に、２本以
上のリンクアームを有する多関節型ロボット装置の原点
を較正する装置及び方法に関するものであり、水平多関
節型、垂直多関節型、円筒座標型、極座標型ロボット装
置、半導体露光装置や光ディスク原盤カッティング装置
等の精密位置決め機構に応用可能な原点較正方法及び装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボット装置は、各種製造業の生産ライ
ンの中に大量に導入され、生産工程の簡略化、生産コス
トの低減に大きく貢献している。殊に、近年のセンサ技
術やマイクロコンピュータの急速な性能向上に伴って、
ロボット装置の性能が大幅に向上するとともに、ロボッ
ト装置の制御技術も大幅に進展してきた。そして、ロボ
ット装置の制御技術の進展に伴って、制御精度が向上
し、ロボット装置の位置座標を正確に把握することが要
求されるようになってきた。このため、ロボット装置の
原点位置を正確かつ素速く較正することができる較正装
置及び較正方法が種々模索されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、このようなロボ
ット装置の較正装置及び較正方法においては、肩関節と
肘関節、すなわち、第１アームと第２アームとが機械的
に一直線になった状態、又は、電気的に一直線になった
状態を想定し、その状態を絶対原点として教示較正する
ものが知られており、ロボット装置のアーム自身を治具
等のその他の付勢部材に機械的に接触させたリンク姿勢
で原点較正する１姿勢接触方式、ロボット装置のアーム
自身を治具等のその他の付勢部材に飛込みピンとブッシ
ュ（穴）を用意し、ピンとブッシュとの嵌合によって決
定されるリンク姿勢を原点位置とする位置決めピン方
式、先端軸の位置を固定した際に、２リンクアームがと
ることができる右手系及び左手系の２姿勢をとらせ、そ
の際のロータリーエンコーダ等のエンコーダの偏差パル
スを計数して、その中間値を絶対原点とする１点２姿勢
方式等が知られている。

【０００４】１姿勢制御方式として、例えば特開昭６２
−１９９３８２号公報記載のものは、位置決め治具をリ
ンクアームの側面に圧接するため、鋳物アームに基準面
が必要となり高度な加工精度が要求されること、また、
面接触であるため、基準面への当接状態が不安定になり
やすく、較正治具を脱着するのでアームと較正治具との
相対的な取り付け位置がばらつくため、絶対基準にはな
り難いという欠点があった。

【０００５】また、例えば特開昭６２−６３０９１号公
報記載のものは、手首軸にダイヤルゲージを付与して点
接触により原点を較正する際、手首軸の回転精度と位置
精度が混在してしまい正確な較正をすることができない
という問題があった。また、位置決めピン方式として、
例えば特開昭６２−６３３０３号公報記載のものは、ピ
ンを穴に嵌合させるためにはピンと穴との間に嵌め合い
代（隙間）が必要であるが、高精度化を狙って嵌め合い
代を少なくすると、教示に手間がかかるという欠点があ
った。

【０００６】また、例えば特開平５−４１７９号公報記
載のピン径に比して穴径を大きくとり、遊合させて両端
面に交互に当接させる方式では、関節部で発生されるト
ルクは減速後であるため過大なトルクとなり、ピンの支
持部が塑性変形したり、ピン自身が弾性変形し、正確な
較正を行うことができないという問題があった。１点２
姿勢方式として、例えば特開平１−１２７２８３号公報
記載のものは、旋回面内では簡単に数学的に原点位置を
求めることができても、ダイヤルゲージを取り付けた手
首軸の倒れがあるため、正確な較正ができないという問
題があった。

【０００７】また、その他の方式として、例えば特開平
５−６９３５６号公報記載のものは、リンクアームの旋
回面内での較正を行うに先立って昇降軸を何等かの手段
でレーザ光が指標を通過する程度まで位置決めしなけれ
ばならず、また、指標への入射状況を人間が官能的に判
断するため誤差が多く、原点となり難いという欠点があ
った。

【０００８】そこで、請求項１乃至４記載の発明は、非
接触方式を用いることにより、上記１姿勢接触式、位置
決めピン方式、１点２姿勢方式の接触に伴う難点を解消
するとともに、位置に対応した信号を出力可能な検出手
段を用いることにより、人間の精神作用が位置決め判断
に介入することを排除し、客観的な位置判断をすること
ができるロボット装置の原点較正装置を提供することを
目的とする。

【０００９】また、原点較正方法として上記１姿勢接触
方式、位置決めピン方式、１点２姿勢方式等の接触方式
では、大規模な装置を必要とせず、簡単な装置で原点較
正することができるという利点を有している。そこで、
請求項５乃至７記載の発明は、接触式の利点を維持しつ
つ、接触時の機械的な位置変動を把握することにより、
正確、かつ、簡易に原点位置の較正を行うことができる
ロボット装置の原点較正装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】ところで、原点較正装置を用いてロボット
装置のアームの長さ変動やアーム全体の撓み量を検出す
ることができれば、アームの長さの補正やアーム全体の
撓みの補正を行うことができ、よりロボット装置のアー
ムの位置決め精度が向上して好ましい。そこで、請求項
８記載の発明は、アームの長さ変動を検出し、該アーム
の長さ変動分を補正することにより、より正確な位置決
め精度を達成することができるロボット装置の原点較正
装置を提供することを目的とし、請求項９記載の発明
は、アーム全体の撓み量を検出することにより、より正
確な位置決め精度を達成することができるロボット装置
の原点較正装置を提供することを目的とする。

【００１１】また、請求項１０記載の発明は、このよう
に簡易で正確に原点位置の較正を行うことができる双腕
型のロボット装置を提供することを目的とする。また、
請求項１１記載の発明は、片腕ずつ簡易、かつ、正確に
原点位置の較正を行うことができるとともに、両腕の腕
同士の原点位置の整合性を取ることができる双腕型のロ
ボット装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明は、支持部材と、該支持部材に回動自
在に支持された可動部材と、を備え、該可動部材が互い
に回動自在に連結された複数のアームからなるロボット
装置の原点較正装置において、前記支持部材に固定さ
れ、所定方向に平行若しくは略平行な光束を照射する光
源と、前記光源に対向するよう前記複数のアームの何れ
か一つに支持され、前記光源から照射された光束を検出
し、検出した位置に対応した信号を出力する受光器と、
該受光器から出力された信号に基づいて、前記受光器が
支持されたアームに予め設定された原点位置からの位置
ずれ方向及び位置ずれ量を算出する演算手段と、該演算
手段により算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量に基
づいて前記受光器を支持するアームの原点位置を較正す
る較正手段と、を有したことを特徴とするものである。

【００１３】請求項２記載の発明は、支持部材と、該支
持部材に回動自在に支持された可動部材と、を備え、該
可動部材が互いに回動自在に連結された複数のアームか
らなるロボット装置の原点較正装置において、前記支持
部材に固定され、所定方向に平行若しくは略平行な光束
を照射する光源と、前記光源に対向するよう前記複数の
アームの何れか一つに支持され、前記光源から照射され
た光束を反射する反射部材と、前記支持部材に固定さ
れ、前記反射部材により反射された光束を検出し、検出
した位置に対応した信号を出力する受光器と、該受光器
から出力された信号に基づいて、前記反射部材が支持さ
れたアームに予め設定された原点位置からの位置ずれ方
向及び位置ずれ量を算出する演算手段と、該演算手段に
より算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいて
前記反射部材を支持するアームの原点位置を較正する較
正手段と、を有したことを特徴とするものである。

【００１４】請求項３記載の発明は、支持部材と、該支
持部材の端部から延在し、支持部材に昇降自在に支持さ
れた昇降部材と、該昇降部材に回動自在に支持された可
動部材と、を備え、該可動部材が互いに回動自在に連結
された複数のアームからなるロボット装置の原点較正装
置において、前記支持部材に固定され、所定方向に平行
若しくは略平行な光束を照射する光源と、前記光源に対
向するよう前記昇降部材に固定され、前記光源から照射
された光束を所定方向に曲折させる曲折部材と、前記曲
折部材に対向するよう前記複数のアームの何れか一つに
支持され、前記曲折部材により曲折された光束を検出
し、検出した位置に対応した信号を出力する受光器と、
該受光器から出力された信号に基づいて、前記受光器が
支持されたアームに予め設定された原点位置からの位置
ずれ方向及び位置ずれ量を算出する演算手段と、該演算
手段により算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量に基
づいて前記受光器を支持するアームの原点位置を較正す
る較正手段と、を有したことを特徴とするものである。

【００１５】請求項４記載の発明は、支持部材と、該支
持部材の端部から延在し、支持部材に昇降自在に支持さ
れた昇降部材と、該昇降部材に回動自在に支持された可
動部材と、を備え、該可動部材が互いに回動自在に連結
された複数のアームからなるロボット装置の原点較正装
置において、前記支持部材に固定され、所定方向に平行
若しくは略平行な光束を照射する光源と、前記光源に対
向するよう前記昇降部材に固定され、前記光源から照射
された光束を所定方向に曲折させる曲折部材と、前記曲
折部材に対向するよう前記複数のアームの何れか一つに
支持され、前記曲折部材により曲折された光束を反射す
る反射部材と、前記支持部材に固定され、前記反射部材
により反射された光束を検出し、検出した位置に対応し
た信号を出力する受光器と、該受光器から出力された信
号に基づいて、前記反射部材が支持されたアームに予め
設定された原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量
を算出する演算手段と、該演算手段により算出された位
置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいて前記反射部材を支
持するアームの原点位置を較正する較正手段と、を有し
たことを特徴とするものである。

【００１６】請求項５記載の発明は、支持部材と、該支
持部材の端部から延在し、支持部材に昇降自在に支持さ
れた昇降部材と、該昇降部材に回動自在に支持された可
動部材と、を備え、該可動部材が互いに回動自在に連結
された複数のアームからなるロボット装置の原点較正装
置において、前記支持部材に支持され、前記可動部材が
昇降する方向と平行若しくは略平行な方向に延在する少
なくとも一つの凸部材と、前記凸部材に対向するよう前
記複数のアームの少なくとも一つに支持され、前記可動
部材が昇降したとき、前記凸部材に嵌合可能な少なくと
も一つの凹部材と、前記凸部材が前記凹部材に嵌合した
とき、前記可動部材の位置を原点位置に設定する設定手
段と、を有したことを特徴とするものである。

【００１７】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記昇降部材の昇降により可動部材が昇降
し、前記凸部材が前記凹部材に嵌合するとき、嵌合した
か否かを検出する嵌合検出手段を設け、前記設定手段
は、前記嵌合検出手段により前記凸部材が前記凹部材に
嵌合したと検出されたとき、前記可動部材の位置を原点
位置に設定することを特徴とするものである。

【００１８】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明において、前記嵌合検出手段により前記凸部材が前記
凹部材に嵌合したと検出された後、前記各関節部を励磁
したとき、前記可動部材の原点位置からの位置ずれ方向
及び位置ずれ量に対応した信号を出力する位置ずれ検出
手段を設け、前記設定手段は、前記位置ずれ検出手段に
より出力された信号に基づいて前記可動部材の原点位置
を較正することを特徴とするものである。

【００１９】請求項８記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記演算手段は、前記受光器から出力され
た信号に基づいて前記可動部材の撓み量を算出し、前記
較正手段は、前記演算手段により算出された前記可動部
材の撓み量を補正することを特徴とするものである。請
求項９記載の発明は、請求項４記載の発明において、前
記演算手段は、前記受光器から出力された信号に基づい
て前記昇降部材の運動変位量及び可動部材の撓み量のう
ち少なくともどちらか一方を算出し、前記較正手段は、
前記演算手段により算出された前記昇降部材の運動変位
量及び可動部材の撓み量のうち少なくともどちらか一方
を補正することを特徴とするものである。

【００２０】請求項１０記載の発明は、支持部材と、該
支持部材の端部から延在し、支持部材に昇降自在に支持
された二組の昇降部材と、各々の昇降部材にそれぞれ回
動自在に支持された二組の可動部材と、を備え、それぞ
れの可動部材が互いに回動自在に連結された複数のアー
ムからなる双腕型ロボット装置において、前記請求項１
乃至９記載の原点較正装置を前記二組の昇降部材及び前
記二組の可動部材にそれぞれ具備したことを特徴とする
ものである。

【００２１】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
の発明において、前記二組の原点較正装置の原点位置を
共通としたことを特徴とするものである。

【００２２】

【作用】請求項１記載の発明では、所定方向に平行若し
くは略平行な光束を照射する光源が用いられる。したが
って、光束の軌跡そのものを基準方向及び基準位置とし
て利用することができる。また、光源が支持部材に固定
される。したがって、光束の照射軌跡による基準方向及
び基準位置を常に正確に維持することができる。また、
光源から照射された光束を検出し、検出した位置に対応
した信号を出力する受光器が用いられる。したがって、
人間の精神作用に依存することなく、位置ずれの検出を
客観的に行うことができる。

【００２３】また、受光器は、光源に対向するよう複数
のアームの何れか一つに支持される。したがって、受光
器の支持されたアームの原点位置からのずれを検出する
ことができる。また、演算手段により受光器から出力さ
れた信号に基づいて、受光器が支持されたアームに予め
設定された原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量
が算出される。したがって、アームの原点位置からのず
れを正確に把握することができる。また、演算手段によ
り算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいて受
光器を支持するアームの原点位置が較正手段により較正
される。したがって、アームの原点位置を正確、かつ、
高精度に較正することができる。

【００２４】すなわち、請求項１記載の発明では、平行
若しくは略平行な光束を用いて、受光器により位置検出
されてアームの原点位置が較正されるので、非接触でア
ームの原点位置を較正することができ、正確な較正を行
うことができるとともに、簡易に原点位置の較正を行う
ことができる。請求項２記載の発明では、所定方向に平
行若しくは略平行な光束を照射する光源が用いられる。
したがって、光束の軌跡そのものを基準方向及び基準位
置として利用することができる。また、光源が支持部材
に固定される。したがって、光束の照射軌跡による基準
方向及び基準位置を常に正確に維持することができる。
また、光源から照射された光束を反射する反射部材が、
光源に対向するよう複数のアームの何れか一つに支持さ
れる。したがって、アームの先端の重量を小さくするこ
とができ、より正確な原点位置の較正ができる。

【００２５】また、反射部材により反射された光束を検
出し、検出した位置に対応した信号を出力する受光器が
用いられる。したがって、人間の精神作用に依存するこ
となく、位置ずれの検出を客観的に行うことができる。
また、受光器は、支持部材に固定される。したがって、
位置ずれの判断基準となる受光器の位置を常に同一位置
に維持することができる。

【００２６】また、演算手段により受光器から出力され
た信号に基づいて、反射部材が支持されたアームに予め
設定された原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量
が算出される。したがって、アームの原点位置からのず
れを正確に把握することができる。また、演算手段によ
り算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいて反
射部材を支持するアームの原点位置が較正手段により較
正される。したがって、アームの原点位置を正確、か
つ、高精度に較正することができる。

【００２７】すなわち、請求項２記載の発明では、反射
部材をアームに設け、該反射部材からの反射光束を検出
するようにしたので、光路長を２倍にすることができ、
微小な位置ずれを検出することができる。したがって、
より高精度な原点位置の較正を行うことができる。請求
項３記載の発明では、所定方向に平行若しくは略平行な
光束を照射する光源が用いられる。したがって、光束の
軌跡そのものを基準方向及び基準位置として利用するこ
とができる。また、光源が支持部材に固定される。した
がって、光束の照射軌跡による基準方向及び基準位置を
常に正確に維持することができる。また、光源から照射
された光束を所定方向に曲折させる曲折部材が、光源に
対向するよう昇降部材に固定されて設けられる。したが
って、昇降部材が昇降したときにおいても、アームに支
持された受光器に向け、光束を送り出すことができる。

【００２８】また、曲折部材により曲折された光束を検
出し、検出した位置に対応した信号を出力する受光器が
用いられる。したがって、人間の精神作用に依存するこ
となく、位置ずれの検出を客観的に行うことができる。
また、受光器は、光源に対向するよう複数のアームの何
れか一つに支持される。したがって、受光器の支持され
たアームの原点位置からのずれを検出することができ
る。

【００２９】また、演算手段により受光器から出力され
た信号に基づいて、受光器が支持されたアームの原点位
置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量が算出される。し
たがって、アームの原点位置からのずれを正確に把握す
ることができる。また、演算手段により算出された位置
ずれ方向及び位置ずれ量に基づいて受光器を支持するア
ームに予め設定された原点位置が較正手段により較正さ
れる。したがって、アームの原点位置を正確、かつ、高
精度に較正することができる。

【００３０】すなわち、請求項３記載の発明では、非接
触でアームの原点位置を較正することができ、簡易、か
つ、正確な較正を行うことができるとともに、昇降部材
の昇降位置にかかわらずアームの原点位置の較正を行う
ことができる。請求項４記載の発明では、所定方向に平
行若しくは略平行な光束を照射する光源が用いられる。
したがって、光束の軌跡そのものを基準方向及び基準位
置として利用することができる。また、光源が支持部材
に固定される。したがって、光束の照射軌跡による基準
方向及び基準位置を常に正確に維持することができる。
また、光源から照射された光束を所定方向に曲折させる
曲折部材が、光源に対向するよう昇降部材に固定されて
設けられる。したがって、昇降部材の昇降位置にかかわ
らず、アームの原点位置の較正を行うことができる。

【００３１】また、曲折部材により曲折された光束を反
射する反射部材が、曲折部材に対向するよう複数のアー
ムの何れか一つに支持される。したがって、アームの先
端の重量を小さくすることができ、より正確な原点位置
の較正ができる。また、反射部材により反射された光束
を検出し、検出した位置に対応した信号を出力する受光
器が用いられる。したがって、人間の精神作用に依存す
ることなく、位置ずれの検出を客観的に行うことができ
る。また、受光器は、支持部材に固定される。したがっ
て、位置ずれの判断基準となる受光器の位置を常に同一
位置に維持することができる。

【００３２】また、演算手段により受光器から出力され
た信号に基づいて、反射部材が支持されたアームに予め
設定された原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量
が算出される。したがって、アームの原点位置からのず
れを正確に把握することができる。また、演算手段によ
り算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいて反
射部材を支持するアームの原点位置が較正手段により較
正される。したがって、アームの原点位置を正確、か
つ、高精度に較正することができる。

【００３３】すなわち、請求項４記載の発明では、光源
から照射された光束が昇降部材に支持された曲折部材に
より曲折され、アームに支持された反射部材により反射
された後、受光器によりアームの予定された位置からの
ずれを反映した光束が検出される。したがって、アーム
の原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量を非接触
で把握することができるので、接触によってもたらされ
る微小変形や微小移動がなく、極めて正確な原点位置の
較正を行うことができるとともに、反射部材により光路
長が２倍になるので、位置ずれ方向及び位置ずれ量の検
出分解能を２倍向上させることができ、より一層高精度
な原点位置の較正を行うことができる。

【００３４】請求項５記載の発明では、可動部材が昇降
する方向と平行若しくは略平行な方向に延在する少なく
とも一つの凸部材が支持部材に支持されるとともに、凸
部材に嵌合可能な少なくとも一つの凹部材が、凸部材に
対向するよう複数のアームの少なくとも一つに支持さ
れ、可動部材が昇降し、支持部材に支持された凸部材が
アームに支持された凹部材に嵌合したとき、可動部材の
位置が原点位置に設定される。したがって、安価かつ簡
易に可動部材の原点位置の較正を行うことができる。

【００３５】請求項６記載の発明では、凸部材が凹部材
に嵌合するとき、嵌合したか否かを検出する嵌合検出手
段が設けられ、昇降部材の昇降により可動部材が昇降
し、嵌合検出手段により凸部材が凹部材に嵌合したと検
出されたとき、設定手段により可動部材の位置が原点位
置に設定される。したがって、無理な力が可動部材にか
かることを防ぐことができ、かつ、より正確に可動部材
の原点位置の較正を行うことができる。

【００３６】請求項７記載の発明では、嵌合検出手段に
より凸部材が凹部材に嵌合したと検出された後、各関節
部を励磁したとき、位置ずれ検出手段により可動部材の
原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量に対応した
信号が出力される。したがって、サーボをかけた状態で
の真の原点位置からの位置ずれを把握することができ
る。また、位置ずれ検出手段により出力された信号に基
づいて設定手段により可動部材の原点位置が較正され
る。したがって、正確かつ高精度な可動部材の原点位置
の較正を行うことができる。

【００３７】請求項８記載の発明では、受光器から出力
された信号に基づいて演算手段により可動部材の撓み量
が算出される。したがって、アームの撓み量を知ること
ができる。また、較正手段により算出された可動部材の
撓み量が補正される。したがって、可動部材の位置決め
精度をより正確かつ高精度にすることができる。請求項
９記載の発明では、受光器から出力された信号に基づい
て昇降部材の運動変位量及び可動部材の撓み量のうち少
なくともどちらか一方が演算手段により算出される。し
たがって、昇降部材が昇降したときの昇降部材の運動変
位量、すなわち、昇降部材の倒れ量を含めたずれ量や運
動精度（真直度）を知ることができるとともに、可動部
材の撓み量を知ることができる。また、算出された昇降
部材の運動変位量及び可動部材の撓み量のうち少なくと
もどちらか一方が較正手段により補正される。したがっ
て、可動部材の位置決め精度をより正確かつ高精度にす
ることができる。

【００３８】請求項１０記載の発明では、請求項１乃至
９記載の原点較正装置がロボット装置の二組の可動部材
にそれぞれ具備される。したがって、各腕それぞれ原点
位置の較正を行うことができる。しかも、予め両腕の平
行度が出された位置で原点位置の較正がなされるので、
各腕の原点位置の較正を行うと同時に両腕の平行度を較
正を行うことができる。

【００３９】請求項１１記載の発明では、二組の原点較
正装置の原点位置が共通にされる。したがって、二組の
昇降部材と二組の可動部材との間の座標系を統合するこ
とができ、両腕共通の座標系を構築することができる。

【００４０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して具体
的に説明する。 （実施例１）図１は請求項１記載の発明に係るロボット
装置の原点較正装置の一実施例を示す図である。

【００４１】まず、構成を説明する。図１において、ロ
ボット装置は、支持部材２０、第１関節２１、第２関節
２２、第１のアーム２３、第３関節２４、第２のアーム
２５、第４関節２６を有しており、原点較正装置は、発
光器１、受光器２、治具３、演算ユニット４、処理ユニ
ット５を有している。

【００４２】ロボット装置の第１関節２１は、支持部材
２０の端部から延在するとともに、支持部材２０により
昇降自在に支持されている。第１関節２１が延在する方
向は、後述する第１のアーム２３及び第２のアーム２５
が回動する際の回動基準軸に対して平行若しくは略平行
になるようになっている。第１関節２１の上端部には第
２関節２２が設けられており、第１のアーム２３の一端
部と連接するとともに、第１のアーム２３を回動自在に
支持することができるようになっている。第１のアーム
２３の他端部には、第３関節２４が設けられ、上側関節
部２４ａ及び下側関節部２４ｂによって、第１のアーム
２３と第２のアーム２５とを互いに回動自在に連結させ
るようになっている。第２のアーム２５の他端部には、
第４関節２６が設けられ、図示しないロボットハンド等
を回動自在に取り付けられるようになっている。第１の
アーム２３及び第２のアーム２５により可動部材を構成
する。

【００４３】原点較正装置の発光器１（光源）は、ロボ
ット装置の支持部材２０に固定されており、支持部材２
０に対して相対的に静止するようになっている。発光器
１は、公知のＨｅＮｅレーザー光源等のレーザー光源を
使用しており、第１のアーム２３及び第２のアーム２５
が回動する際の回動基準軸に対して垂直若しくは略垂直
方向に平行若しくは略平行な光束Ｌを照射するようにな
っている。

【００４４】受光器２は、第１のアーム２３及び第２の
アーム２５の何れか一つに支持されるようになってお
り、本実施例では、第２のアーム２５の第４関節２６に
治具３により支持され、第２のアーム２５に相対的に静
止するとともに、発光器１に対向するようになってい
る。受光器２には、受光部分が田の字状に分割された、
公知の４分割フォトダイオードを用いており、例えば田
の字の対角線方向を直交２方向のＸ方向及びＹ方向とし
たとき、Ｘ方向を第１のアーム２３及び第２のアーム２
５が回動する際の回動基準軸と垂直若しくは略垂直な方
向に、Ｙ方向を回動基準軸と平行若しくは略平行な方向
に設置することにより、発光器２から照射された光束Ｌ
が受光器２に入射したとき、受光器２はアーム２３、２
５の回動基準軸を位置ずれ方向の方向基準とし、かつ、
位置ずれ量に対応した信号を出力することができるよう
になっている。なお、第１関節２１、第２関節２２、第
１のアーム２３、第３関節２４、第２のアーム２５及び
第４関節２６の各々の狂いがないときには、光束Ｌは受
光器２の４分割フォトダイオードの中央に入射するよう
に設置するようになっている。

【００４５】演算ユニット４は、受光器２から出力され
た信号を電流／電圧変換した後、対角線２方向のそれぞ
れの方向のフォトダイオードの出力電圧を差動増幅する
ようになっており、アーム２３、２５の回動基準軸と垂
直な方向と、アーム２３、２５の回動基準軸と平行な方
向とでそれぞれ成分量を算出するようになっている。す
なわち、受光器２が支持されたアーム２５の予め設定さ
れた原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量をアナ
ログ量として算出することができるようになっている。
アナログ量として算出された原点位置からの位置ずれ方
向及び位置ずれ量は、演算ユニット４内部のＡ／Ｄ変換
部によりＡ／Ｄ変換され、ディジタル量として処理ユニ
ット５に出力されるようになっている。演算ユニット４
は、演算手段を構成する。

【００４６】処理ユニット５は、演算ユニット４により
算出されたアーム２３、２５の原点位置からの位置ずれ
方向及び位置ずれ量から、許容される位置ずれ量である
か否かを方向別に判断し、許容されないと判断された場
合には位置ずれ方向及び位置ずれ量をロボット装置を駆
動する際に必要なデータ形式に変換した後、ロボット装
置の図示しないコントロール部に出力して、コントロー
ル部を介してアーム２３、２５の原点位置を較正できる
ようになっている。処理ユニット５は、較正手段を構成
する。

【００４７】次に、上記構成を用いて行うロボット装置
の原点較正について説明する。まず、ロボット装置の図
示しない操作表示部を操作することによりロボット装置
の第１関節２１、第２関節２２、第１のアーム２３、第
３関節２４、第２のアーム２５及び第４関節２６を各々
予め設定された原点位置に復帰させる。次いで、発光器
１から光束Ｌを照射させると、ロボット装置の第１関節
２１、第２関節２２、第１のアーム２３、第３関節２
４、第２のアーム２５及び第４関節２６の各々の狂いが
許容範囲内である限り、発光器１に対向して設けられた
受光器２に光束Ｌが入射するので、受光器２では発光器
１から照射された光束Ｌを検出することができる。

【００４８】次いで、受光器２が光束Ｌを検出した位置
に対応した信号に変換して出力すると、受光器２が設置
された第２のアーム２５に予め設定された原点位置から
の位置ずれ方向及び位置ずれ量が、アーム２３、２５が
回動する際の回動基準軸に垂直な方向の成分と、回動基
準軸に平行な方向の成分とにわけて演算ユニット４によ
り算出され、処理ユニット５に出力される。

【００４９】処理ユニット５では、演算ユニット４によ
り算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいて、
ロボット装置を駆動する際に必要なデータ形式に位置ず
れ方向及び位置ずれ量のデータを変換した後、ロボット
装置のコントロール部にデータを出力する。ロボット装
置のコントロール部は、第１関節２１、第２関節２２、
第３関節２４、第４関節２６のうち少なくとも何れか一
つを処理ユニット５から出力されたデータに基づいて微
小回動させることにより、アーム２３、２５の予め設定
された原点位置からの位置ずれを較正する。これによ
り、受光器２の４分割フォトダイオードの中央に光束Ｌ
が入射するように位置ずれ較正を行うことができる。こ
のようにして、ロボット装置の原点位置の較正が行われ
る。

【００５０】なお、本実施例では、第１関節２１、第２
関節２２、第３関節２４、第４関節２６を回動させて機
械的に装置原点の較正を行ったが、装置の機械的姿勢は
そのままにして、受光器２上に入射する光束Ｌの位置を
装置原点に設定し直す電気的な原点較正を行ってもよ
い。このように本実施例（請求項１）においては、所定
方向に平行若しくは略平行な光束Ｌを照射する発光器１
を用いるので、光束Ｌの軌跡そのものを基準方向及び基
準位置として利用することができる。また、発光器１を
支持部材２０に固定するので、光束Ｌの照射軌跡による
基準方向及び基準位置を常に正確に維持することができ
る。

【００５１】また、発光器１から照射された光束Ｌを検
出し、検出した位置に対応した信号を出力する受光器２
を用いるので、人間の精神作用に依存することなく、位
置ずれの検出を客観的に行うことができる。また、受光
器２を発光器１に対向するよう複数のアーム２３、２５
の何れか一つに支持するので、受光器２の支持されたア
ーム２５の予め設定された原点位置からのずれを検出す
ることができる。

【００５２】また、演算ユニット４が、受光器２から出
力された信号に基づいて、受光器２が支持されたアーム
２５に予め設定された原点位置からの位置ずれ方向及び
位置ずれ量を算出するので、アーム２５の予め設定され
た原点位置からのずれを正確に把握することができる。
また、演算ユニット４により算出された位置ずれ方向及
び位置ずれ量に基づいて受光器２を支持するアーム２５
の原点位置を処理ユニット５が較正するので、アーム２
５の原点位置を正確、かつ、高精度に較正することがで
きる。

【００５３】すなわち、平行若しくは略平行な光束Ｌを
用いて、受光器２により位置検出されてアーム２３、２
５の原点位置を較正するので、非接触でアーム２５の原
点位置を較正することができ、正確な較正を行うことが
できるとともに、簡易に原点位置の較正を行うことがで
きる。 （実施例２）図２は、請求項２及び８記載の発明に係る
ロボット装置の原点較正装置の一実施例を模式的に示す
図である。なお、以下の説明において先に説明したもの
と同一の構成については、同一符号を付してその具体的
な説明を省略する。

【００５４】図２において、原点較正装置は、発光器
１、受光器２、治具３、演算ユニット４、処理ユニット
５、ミラー６、ビームスプリッタプリズム７を有してい
る。ミラー６は、発光器１に対向するようアーム２５に
治具３を介して支持され、アーム２５に対して相対的に
静止するとともに、所定位置に位置決めされている。ミ
ラー６は、発光器１から照射された光束Ｌを反射するよ
うになっており、反射部材を構成する。

【００５５】ビームスプリッタプリズム７は、発光器１
とミラー６との間に図示しない治具を用いて支持部材に
２０により支持され、支持部材２０に対して相対的に静
止するとともに、所定位置に位置決めされている。ビー
ムスプリッタプリズム７は、発光器１から照射されミラ
ー６に向う光束Ｌを透過させるとともに、ミラー６から
反射された光束Ｌを反射して、受光器２に向けるように
なっている。

【００５６】受光器２は、図示しない治具により支持部
材２０に支持されており、支持部材２０に対して相対的
に静止するとともに、所定位置に位置決めされており、
第１関節２１、第２関節２２、第１アーム２３、第３関
節２４、第２アーム２５及び第４関節２６の各々の狂い
がないときには、光束Ｌが受光器２の４分割フォトダイ
オードの中央に入射するようになっている。受光器２
は、ミラー６により反射され、更にビームスプリッタプ
リズム７により反射された光束Ｌを検出するようになっ
ている。また、発光器１も図示しない治具により支持部
材に２０に支持されており、支持部材２０に対して相対
的に静止するとともに、所定位置に位置決めされるよう
になっている。

【００５７】演算ユニット４は、受光器２から出力され
た信号をアーム２３、２５の回動基準軸に垂直な方向の
成分と、回動基準軸に平行な方向の成分とに分離して算
出するようになっており、アーム２３、２５の回動基準
軸に平行な方向の成分はアーム２３、２５の撓み量に対
応するようになっている。処理ユニット５は、演算ユニ
ット４から出力されたアーム２３、２５の回動基準軸に
垂直な方向の成分と、回動基準軸に平行な成分とをロボ
ット装置を駆動する際のデータ形式に変換して、ロボッ
ト装置のコントロール部に出力し、コントロール部を介
してアーム２３、２５の予め設定された原点位置からの
位置ずれを較正するとともに、アーム２３、２５の撓み
量を補正するようになっている。

【００５８】次に、上記構成を用いて行うロボット装置
の原点較正手順について説明する。まず、ロボット装置
の図示しない操作表示部を操作することによりロボット
装置の第１関節２１、第２関節２２、第１のアーム２
３、第３関節２４、第２のアーム２５及び第４関節２６
を各々予め設定された原点位置に復帰させる。次いで、
発光器１から光束Ｌを照射すると、ロボット装置の第１
関節２１、第２関節２２、第１のアーム２３、第３関節
２４、第２のアーム２５及び第４関節２６の各々の予め
設定された原点位置からのずれが許容範囲内である限
り、発光器１から照射された光束Ｌは、ミラー６により
反射され、更にビームスプリッタプリズム７により反射
された後、受光器２に入射する。

【００５９】次いで、受光器２が光束Ｌを検出した位置
に対応した信号に変換して出力すると、演算ユニット４
は、ミラー６が支持された第２のアーム２５に予め設定
された原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量を算
出し、処理ユニット５に出力する。この位置ずれ方向及
び位置ずれ量のうちアーム２３、２５の回動基準軸に垂
直な方向の成分は、第１関節２１、第２関節２２、第３
関節２４、第４関節２６のうちの少なくとも何れか一つ
の回動角のずれを表し、回動基準軸に平行な方向の成分
は、アーム２３、２５の少なくとも何れか一つの撓み量
を表している。

【００６０】次いで、処理ユニット５は、演算ユニット
４により算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づ
いて、ロボット装置を駆動する際に必要なデータ形式に
位置ずれ方向及び位置ずれ量のデータを変換した後、ロ
ボット装置のコントロール部にデータを出力する。次い
で、ロボット装置のコントロール部は、処理ユニット５
から出力されたアーム２３、２５の回動基準軸に垂直な
方向の成分の量だけ第１関節２１、第２関節２２、第３
関節２４及び第４関節２６のうち少なくとも何れか一つ
を微小回動させることにより、アーム２３、２５の原点
位置の較正を行う。これにより回動基準軸に垂直な方向
に対応する受光器２の４分割フォトダイオードの方向の
中央に光束Ｌが入射するよう位置ずれ較正を行うことが
できる。次いで、ロボット装置のコントロール部は、処
理ユニット５から出力されたアーム２３、２５の回動基
準軸に平行な方向の成分の量だけ高さ方向の原点位置の
ずれ量を補正する。このようにして、ロボット装置の原
点位置の較正が行われる。

【００６１】なお、本実施例では、第１関節２１、第２
関節２２、第３関節２４、第４関節２６を回動させて機
械的に装置原点の較正を行ったが、装置の機械的姿勢は
そのままにして、受光器２上に入射する光束Ｌの位置を
装置原点に設定し直す電気的な原点較正を行ってもよ
い。このように本実施例（請求項２）においては、所定
方向に平行若しくは略平行な光束Ｌを照射する発光器１
を用いるので、光束Ｌの軌跡そのものを基準方向及び基
準位置として利用することができる。また、発光器１を
支持部材２０に固定するので、光束Ｌの照射軌跡による
基準方向及び基準位置を常に正確に維持することができ
る。

【００６２】また、発光器１から照射された光束Ｌを反
射するミラー６を、発光器１に対向するよう複数のアー
ム２３、２５の何れか一つが支持するので、アーム２５
の先端の重量を小さくすることができ、より正確な原点
位置の較正ができる。また、ミラー６により反射された
光束Ｌを検出し、検出した位置に対応した信号を出力す
る受光器２を用いるので、人間の精神作用に依存するこ
となく、位置ずれの検出を客観的に行うことができる。
また、受光器２を支持部材２０に固定するので、位置ず
れの判断基準となる受光器の位置を常に同一位置に維持
することができる。

【００６３】また、演算ユニット４により受光器２から
出力された信号に基づいて、ミラー６が支持されたアー
ム２５に予め設定された原点位置からの位置ずれ方向及
び位置ずれ量を算出するので、アーム２５の原点位置か
らのずれを正確に把握することができる。また、演算ユ
ニット４により算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量
に基づいてミラー６を支持するアーム２５の原点位置を
処理ユニット５により較正するので、アームの原点位置
を正確、かつ、高精度に較正することができる。

【００６４】すなわち、ミラー６をアーム２５に設け、
ミラー６からの反射光束Ｌを検出するようにしたので、
光路長を２倍にすることができ、微小な位置ずれを検出
することができる。したがって、より高精度な原点位置
の較正を行うことができる。また、本実施例（請求項
８）においては、受光器２から出力された信号に基づい
て演算ユニット４がアーム２３、２５の撓み量を算出す
るので、アーム２３、２５の撓み量を把握することがで
きる。また、処理ユニット５により算出されたアーム２
３、２５の撓み量を補正するので、アーム２３、２５の
位置決め精度をより正確かつ高精度にすることができ
る。

【００６５】（実施例３）図３は、請求項３記載の発明
に係るロボット装置の原点較正装置の一実施例を模式的
に示す図である。図３において、原点較正装置は、発光
器１、受光器２、治具３、演算ユニット４、処理ユニッ
ト５、ミラー８、固定具９を有している。

【００６６】発光器１は、照射する光束Ｌの方向が第１
のアーム２３及び第２のアーム２５の回動基準軸と平行
若しくは略平行となるよう図示しない治具により支持部
材２０に固定され、支持部材２０に対して相対的に静止
するとともに、所定位置に位置決めされるようになって
いる。受光器２は、第２のアーム２５の第４関節２６に
治具３を介して支持され、第２のアーム２５に対して相
対的に静止するとともに、所定位置に位置決めされ、第
１関節２１、第２関節２２、第１のアーム２３、第３関
節２４、第２のアーム２５及び第４関節２６の各々の狂
いがないときには、光束Ｌが受光器２の４分割フォトダ
イオードの中央に入射するようになっている。

【００６７】ミラー８（曲折部材）は、固定具９により
第１関節２１（昇降部材）に固定され、第１関節２１に
対して相対的に静止するとともに、所定位置に位置決め
されるようになっている。ミラー８は、第１のアーム２
３及び第２のアーム２５の回動基準軸と平行若しくは略
平行な方向に発光器１から照射された光束Ｌを第１のア
ーム２３及び第２のアーム２５の回動基準軸と垂直若し
くは略垂直な方向に曲折させるようになっている。

【００６８】次に、上記構成を用いて行うロボット装置
の原点較正手順について説明する。まず、ロボット装置
の図示しない操作表示部を操作することによりロボット
装置の第１関節２１、第２関節２２、第１のアーム２
３、第３関節２４、第２のアーム２５及び第４関節２６
を各々予め設定された原点位置に復帰させる。次いで、
発光器Ｌから光束Ｌを照射すると、ロボット装置の第１
関節２１、第２関節２２、第１のアーム２３、第３関節
２４、第２のアーム２５及び第４関節２６の各々の予め
設定された原点位置からの狂いが許容範囲内である限
り、発光器１から照射された光束Ｌは、ミラー８により
反射された後、受光器２に入射する。すなわち、受光器
２に入射した光束Ｌの位置は、第２関節２２、第３関節
２４及び第４関節２６の回動精度等を反映するととも
に、第１関節２１の運動精度、第１のアーム２３及び第
２のアームの撓み等を反映している。

【００６９】次いで、受光器２が光束Ｌを検出した位置
に対応した信号に変換して出力すると、演算ユニット４
により受光器２が支持された第２のアーム２５に予め設
定された原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量が
算出され、処理ユニット５に出力される。次いで、処理
ユニット５は、演算ユニット４により算出された位置ず
れ方向及び位置ずれ量に基づいて、ロボット装置を駆動
する際に必要なデータ形式に位置ずれ方向及び位置ずれ
量のデータを変換した後、ロボット装置のコントロール
部にデータを出力する。

【００７０】次いで、ロボット装置のコントロール部
は、第１関節２１、第２関節２２、第３関節２４、第４
関節２６のうち少なくとも何れか一つを処理ユニット５
から出力されたデータに基づいて微小回動させることに
より、アーム２３、２５の予め設定された原点位置から
の位置ずれを較正する。これにより受光器２の４分割フ
ォトダイオードの中央に光束Ｌが入射するように位置ず
れ較正を行うことができる。このようにして、ロボット
装置の原点位置の較正が行われる。

【００７１】なお、本実施例では、第１関節２１、第２
関節２２、第３関節２４、第４関節２６を回動させて機
械的に装置原点の較正を行ったが、装置の機械的姿勢は
そのままにして、例えば受光器２上に入射する光束Ｌの
位置を装置原点に設定し直す電気的な原点較正を行って
もよい。このように本実施例（請求項３）においては、
所定方向に平行若しくは略平行な光束Ｌを照射する発光
器１を用いるので、光束Ｌの軌跡そのものを基準方向及
び基準位置として利用することができる。また、発光器
１を支持部材２０に固定するので、光束Ｌの照射軌跡に
よる基準方向及び基準位置を常に正確に維持することが
できる。

【００７２】また、発光器１から照射された光束Ｌを所
定方向に曲折させるミラー８を発光器１に対向するよう
第１関節２１に固定するので、第１関節２１が昇降した
ときにおいても、アーム２５に支持された受光器２に光
束Ｌを照射することができる。また、ミラー８により曲
折された光束Ｌを検出し、検出した位置に対応した信号
を出力する受光器２を用いるので、人間の精神作用に依
存することなく、位置ずれの検出を客観的に行うことが
できる。また、受光器２を発光器１に対向するよう複数
のアーム２３、２５の何れか一つに支持させるので、受
光器２の支持されたアーム２５の予め設定された原点位
置からのずれを検出することができる。

【００７３】また、演算ユニット４により受光器２から
出力された信号に基づいて、受光器２が支持されたアー
ム２５の予め設定された原点位置からの位置ずれ方向及
び位置ずれ量を算出するので、アーム２５の原点位置か
らのずれを正確に把握することができる。また、演算ユ
ニット４により算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量
に基づいて受光器２を支持するアーム２５に予め設定さ
れた原点位置を処理ユニット５により較正するので、ア
ーム２５の原点位置を正確、かつ、高精度に較正するこ
とができる。

【００７４】すなわち、指向性の極めて高い光束Ｌを用
いて、第１関節２１、第１のアーム２３、第２のアーム
２５等の予め設定された位置からの位置ずれを検出する
ので、非接触でアーム２３、２５の原点位置を較正する
ことができ、簡易、かつ、正確な較正を行うことができ
るとともに、第１関節２１の昇降位置にかかわらずアー
ム２３、２５の原点位置の較正を行うことができる。

【００７５】また、ロボット装置の支持部材２０に設け
られた発光器１から出射した光束Ｌは、常に第１関節２
１が延在する方向と平行若しくは略平行に走っているた
め、アーム２３、２５が任意の高さにあっても、アーム
２３、２５の原点較正を行うことができる。したがっ
て、従来、回転関節に比して管理しにくく、また高額と
なるため剛性のみで精度を管理していた第１関節の昇降
時の運動精度（動的な真直度、走り平行度）を、昇降高
さ別にアーム２３、２５の回動基準面内での原点位置を
閉ループで管理することができ、より高精度なロボット
モーションが可能となる。

【００７６】（実施例４）図４は、請求項４及び９記載
の発明に係るロボット装置の原点較正装置の一実施例を
模式的に示す図である。図４において、発光器１は、照
射する光束Ｌの方向が第１のアーム２３及び第２のアー
ム２５の回動基準軸と平行若しくは略平行となるよう図
示しない治具により支持部材２０に固定され、支持部材
２０に対して相対的に静止するとともに、所定位置に位
置決めされるようになっている。

【００７７】ミラー８（曲折部材）は、固定具９により
第１関節２１（昇降部材）に固定され、第１関節２１に
対して相対的に静止するとともに、所定位置に位置決め
されるようになっている。ミラー８は、第１のアーム２
３及び第２のアーム２５の回動基準軸と平行若しくは略
平行な方向に発光器１から照射された光束Ｌを第１のア
ーム２３及び第２のアーム２５の回動基準軸と垂直若し
くは略垂直な方向に曲折させるようになっている。

【００７８】ビームスプリッタプリズム７は、ミラー８
とミラー６との間に図示しない治具を用いて第１関節２
１により支持され、第１関節２１に対して相対的に静止
するとともに、所定位置に位置決めされている。ビーム
スプリッタプリズム７は、発光器１から照射されミラー
８により反射された後、ミラー６に向う光束Ｌを透過さ
せるとともに、ミラー６から反射された光束Ｌを反射し
て、受光器２に向けるようになっている。

【００７９】ミラー６（反射部材）は、ミラー８に対向
するようアーム２５に治具３を介して支持され、アーム
２５に対して相対的に静止するとともに、所定位置に位
置決めされている。ミラー６には、発光器１から照射さ
れ、ミラー８により反射された光束Ｌが入射するように
なっている。受光器２は、図示しない治具により支持部
材２０に支持されており、支持部材２０に対して相対的
に静止するとともに、所定位置に位置決めされている。
受光器２は、ミラー６により反射され、更にビームスプ
リッタプリズム７により反射された光束Ｌを検出するよ
うになっており、第１関節２１、第２関節２２、第１の
アーム２３、第３関節２４、第２のアーム２５及び第４
関節２６の各々の狂いがないときには、光束Ｌは受光器
２の４分割フォトダイオードの中央に入射するようにな
っている。

【００８０】次に、上記構成を用いて行うロボット装置
の原点較正手順について説明する。まず、ロボット装置
の図示しない操作表示部を操作することによりロボット
装置の第１関節２１、第２関節２２、第１のアーム２
３、第３関節２４、第２のアーム２５及び第４関節２６
を各々予め設定された原点位置に復帰させる。次いで、
発光器１から光束Ｌを照射すると、ロボット装置の第１
関節２１、第２関節２２、第１のアーム２３、第３関節
２４、第２のアーム２５及び第４関節２６の各々の予め
設定された原点位置からの狂いが許容範囲内である限
り、発光器１から照射された光束Ｌは、ミラー８により
反射され、ビームスプリッタプリズム７を透過し、ミラ
ー６により反射された後、ビームスプリッタプリズム７
により反射され受光器２に入射する。すなわち、受光器
２に入射した光束Ｌの位置は、第２関節２２、第３関節
２４及び第４関節２６の回動精度等を反映するととも
に、第１関節２１の運動精度、第１のアーム及び第２の
アームの撓み量等を反映している。

【００８１】次いで、受光器２が光束Ｌを検出した位置
に対応した信号に変換して出力すると、ミラー６が支持
された第２のアーム２５に予め設定された原点位置から
の位置ずれ方向及び位置ずれ量が、アーム２３、２５が
回動する際の回動基準軸に垂直な方向の成分と、回動基
準軸に平行な方向の成分とにわけて演算ユニット４によ
り算出され、処理ユニット５に出力される。

【００８２】次いで、処理ユニット５は、演算ユニット
４により算出されたアーム２３、２５の回動基準軸に垂
直な方向の成分と、回動基準軸に平行な方向の成分とを
ロボット装置を駆動する際に必要なデータ形式に位置ず
れ方向及び位置ずれ量のデータを変換した後、ロボット
装置のコントロール部にデータを出力する。次いで、ロ
ボット装置のコントロール部は、第１関節２１、第２関
節２２、第３関節２４、第４関節２６のうち少なくとも
何れか一つを処理ユニット５から出力された回動基準軸
に垂直な方向の成分のデータに基づいて微小回動させる
ことにより、アーム２３、２５の予め設定された原点位
置からの位置ずれを較正する。これにより回動基準軸に
垂直な方向に対応する受光器２の４分割フォトダイオー
ドの方向の中央に光束Ｌが入射するよう位置ずれ較正を
行うことができる。また、ロボット装置のコントロール
部は、処理ユニット５から出力された回動基準軸に平行
な方向の成分だけアーム２３、２５の撓み量を補正す
る。このようにして、ロボット装置の原点位置の較正が
行われる。

【００８３】なお、本実施例では、第１関節２１、第２
関節２２、第３関節２４、第４関節２６を回動させて機
械的に装置原点の較正を行ったが、装置の機械的姿勢は
そのままで、例えば、受光器２に入射する光束Ｌの位置
を装置原点に設定し直す電気的な原点較正を行ってもよ
い。このように本実施例（請求項４）においては、所定
方向に平行若しくは略平行な光束Ｌを照射する発光器１
を用いるので、光束Ｌの軌跡そのものを基準方向及び基
準位置として利用することができる。また、発光器１を
支持部材２０に固定するので、光束Ｌの照射軌跡による
基準方向及び基準位置を常に正確に維持することができ
る。

【００８４】また、発光器１から照射された光束Ｌを所
定方向に曲折させるミラー６を発光器１に対向するよう
第１関節２１に固定するので、第１関節２１の昇降位置
にかかわらず、アーム２３、２５の原点位置の較正を行
うことができる。また、ミラー６により曲折された光束
Ｌを反射するミラー８をミラー６に対向するよう複数の
アーム２３、２５の何れか一つに支持するので、アーム
２５の先端の重量を小さくすることができ、より正確な
原点位置の較正ができる。

【００８５】また、ミラー８により反射された光束Ｌを
検出し、検出した位置に対応した信号を出力する受光器
２を用いるので、人間の精神作用に依存することなく、
位置ずれの検出を客観的に行うことができる。また、受
光器２を支持部材２０に固定するので、位置ずれの判断
基準となる受光器２の位置を常に同一位置に維持するこ
とができる。

【００８６】また、演算ユニット４により受光器２から
出力された信号に基づいて、ミラー６が支持されたアー
ム２５に予め設定された原点位置からの位置ずれ方向及
び位置ずれ量を算出するので、アーム２５の予め設定さ
れた原点位置からのずれを正確に把握することができ
る。また、演算ユニット４により算出された位置ずれ方
向及び位置ずれ量に基づいてミラー６を支持するアーム
２５の原点位置を較正手段により較正するので、アーム
２５の原点位置を正確、かつ、高精度に較正することが
できる。

【００８７】すなわち、発光器１から照射された光束Ｌ
が第１関節２１に支持されたミラー８により曲折され、
アーム２５に支持されたミラー６により反射された後、
受光器２によりアーム２５の予定された位置からのずれ
を反映した光束Ｌが検出される。したがって、アーム２
５の原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量を非接
触で把握することができるので、接触によってもたらさ
れる微小変形や微小移動がなく、極めて正確な原点位置
の較正を行うことができるとともに、ミラー６により光
路長が２倍になるので、位置ずれ方向及び位置ずれ量の
検出分解能を２倍向上させることができ、より一層高精
度な原点位置の較正を行うことができる。

【００８８】また、ロボット装置の支持部材２０に設け
られた発光器１から出射した光束Ｌは、常に第１関節２
１が延在する方向と平行若しくは略平行に走っているた
め、アーム２３、２５が任意の高さにあっても、アーム
２３、２５の原点較正を行うことができる。したがっ
て、従来、回転関節に比して管理しにくく、また高額と
なるため剛性のみで精度を管理していた第１関節の昇降
時の運動精度（動的な真直度、走り平行度）を、昇降高
さ別にアーム２３、２５の回動基準面内での原点位置を
閉ループで管理することができ、より高精度なロボット
モーションが可能となる。また、ロボット装置がフルク
ローズド制御まで必要としない場合には、原点較正時の
運動精度を記憶し、ＮＣ制御により操作する場合に運動
精度を補正することにより高精度の動作を行うことがで
きる。

【００８９】また、本実施例（請求項９）においては、
受光器２から出力された信号に基づいて第１関節２１の
運動変位量又はアーム２３、２５の撓み量のうち少なく
ともどちらか一方を演算ユニット４により算出するの
で、第１関節２１が昇降したときの第１関節２１の運動
変位量を把握することができるとともに、アーム２３、
２５の撓み量を知ることができる。また、算出された第
１関節２１の運動変位量及び可動部材の撓み量のうち少
なくともどちらか一方を処理ユニット５により補正する
ので、アーム２３、２５の位置決め精度をより正確かつ
高精度にすることができる。

【００９０】（実施例５）図５は、請求項４及び９記載
の発明に係るロボット装置の原点較正装置の別実施例を
模式的に示す図である。図５において、ミラー８及びビ
ームスプリッタプリズム７は、固定具１１により第１関
節２１に固定され、第１関節２１に対して相対的に静止
するとともに、所定位置に位置決めされるようになって
いる。

【００９１】ミラー６は、第４関節２６に取り付けられ
たロボットハンド２７に固定され、アーム２５に対して
相対的に静止するとともに、所定位置に位置決めされる
ようになっている。受光器２は、取付治具１２により支
持部材２０に支持されており、支持部材２０に対して相
対的に静止しているとともに、固定具１１に取り付けら
れたビームスプリッタプリズム７に対向するよう所定位
置に位置決めされるようになっている。

【００９２】１０は音響光学素子を用いた偏向器であ
り、発光器１から照射された光束Ｌを微小角度偏向させ
て射出するようになっており、ミラー６により反射さ
れ、ビームスプリッタプリズム７を透過し、ミラー８に
よって反射された戻り光が発光器１に入射して、発光器
１の発振に影響を与えないようになっている。音響光学
素子は、光束Ｌを透過する透明媒体に圧電トランスデュ
ーサーにより発生させた超音波を伝播させ、その超音波
によって媒体の周期的な屈折率分布を形成させることに
より、一種の回折格子を作りだし、光束Ｌを回折させる
ものである。本実施例では、１次回折光を光束Ｌとして
用いており、０次光（透過光）及び２次以上の高次回折
光は遮光するようになっている。

【００９３】このような構成においても、上記実施例４
と同様の作用効果が得られる。 （実施例６）図６は、請求項５乃至７記載の発明に係る
ロボット装置の原点較正装置の一実施例を模式的に示す
図である。図６において、原点較正装置は、位置決めパ
イロットピン３０、固定用治具３１、位置決めブッシュ
３２、２軸力覚センサ３３、インターフェースユニット
３４、演算／処理ユニット３５及び図示しない嵌合検出
センサを有している。

【００９４】位置決めパイロットピン３０（凸部材）
は、固定用治具３２に少なくとも一つ設けられ、アーム
２３、２５の回動基準軸に対して平行若しくは略平行な
方向に延在するとともに、先端部は丸く面取りされてお
り、後述する位置決めブッシュ３２に入り易くなってい
る。この位置決めパイロットピン３０は、支持部材２０
に固定用治具３２及び後述する２軸力覚センサ３３を介
して支持され、支持部材２０に対して相対的に静止する
とともに、所定位置に位置決めされるようになってい
る。なお、位置決めパイロットピン３０の先端部をテー
パ状に面取りしてもよい。

【００９５】位置決めブッシュ３２（凹部材）は、位置
決めパイロットピン３０に対向するようアーム２３、２
５に少なくとも一つ設けられ、設けられたアーム２３、
２５に対して静止するようになっている。位置決めブッ
シュ３２は、位置決めパイロットピン３０に嵌合する嵌
合孔３２ａを有しており、第１関節２１がＺ方向に降下
したとき、位置決めパイロットピン３０に嵌合すること
ができるようになっている。

【００９６】嵌合検出センサは、第１関節２１のＺ方向
の昇降動作により位置決めパイロットピン３０と位置決
めブッシュ３２とが嵌合したとき、嵌合したことを検出
し、嵌合した旨の信号を出力するようになっている。２
軸力覚センサ３３は、位置決めパイロットピン３０を支
持するとともに、位置決めパイロットピン３０が位置決
めブッシュ３２に嵌合したとき、位置決めパイロットピ
ン３０に対する位置決めブッシュ３２の位置ずれ方向及
び位置ずれ量を接触歪みにより検出し、位置ずれ方向及
び位置ずれ量に対応する信号を出力するものである。こ
の２軸力覚センサ３３は、例えば金属線が伸びるとその
電気抵抗が増加する性質を利用した電気抵抗線歪み計を
アーム２３、２５の回動基準軸が延在する方向と直交す
る２方向に位置決めパイロットピン３０に貼ったもので
あり、位置決めパイロットピン３０が位置決めブッシュ
３２に嵌合したとき、嵌合具合によって位置決めパイロ
ットピン３０と位置決めブッシュ３２との接触方向と接
触圧力とが変化し、このため電気抵抗線歪み計の抵抗線
の長さが変化するのを電気抵抗の変化により検出するよ
うになっている。２軸力覚センサ３３は、位置ずれ検出
手段を構成する。

【００９７】インターフェースユニット３４は、２軸力
覚センサ３３から出力された検出信号を増幅した後、Ａ
／Ｄ変換して出力するものである。演算／処理ユニット
３５は、インターフェースユニット３４から出力された
信号に基づいて位置決めブッシュ３２が設置されたアー
ム２３乃至アーム２５の予め設定された原点位置からの
位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出するとともに、ロボ
ット装置を駆動する際に必要なデータ形式に位置ずれ方
向及び位置ずれ量のデータを変換した後、ロボット装置
に出力にするようになっている。また、この演算／処理
ユニット３５は、位置決めパイロットピン３０が位置決
めブッシュ３２に嵌合したとき、アーム２３、２５の位
置を強制的に原点位置に設定することもできるようにも
なっている。演算／処理ユニット３５は、設定手段を構
成する。

【００９８】次に、上記構成を用いて行うロボット装置
の原点較正手順について説明する。まず、ロボット装置
の図示しない操作表示部を操作することによりロボット
装置の第１関節２１、第２関節２２、第１のアーム２
３、第３関節２４、第２のアーム２５及び第４関節２６
を各々予め設定された原点位置に復帰させる。次いで、
操作表示部を操作することにより、第１関節２１を降下
させる。第１関節２１が降下すると、第２関節２２、第
１のアーム２３、第３関節２４、第２のアーム２５及び
第４関節２６の各々が予め設定された原点位置からのず
れが許容範囲内である限り、位置決めパイロットピン３
０と位置決めブッシュ２５とが嵌合し始める。

【００９９】次いで、位置決めパイロットピン３０と位
置決めブッシュ２５とが所定量嵌合し、嵌合検出センサ
により嵌合した旨の信号が出力されると、ロボット装置
はこの検出信号に基づいて第１関節２１の降下を止め
る。次いで、ロボット装置は、第１関節２１、第２関節
２２、第３関節２４及び第４関節２６の各関節を励磁さ
せ、各関節を制御状態（サーボＯＮの状態）にする。

【０１００】次いで、２軸力覚センサ３３により位置決
めパイロットピン３０と位置決めブッシュ３２との嵌合
具合が検出され、位置決めブッシュ３２の位置決めパイ
ロトトピン３０からの位置ずれ方向及び位置ずれ量、す
なわち、位置決めブッシュ３２の固定されたアーム２５
の予め設定された原点位置からの位置ずれ方向及び位置
ずれ量に対応した信号が出力される。

【０１０１】次いで、インターフェースユニット３４に
より２軸力覚センサ３３から出力された検出信号がＡ／
Ｄ変換された後、演算／処理ユニット３５によりアーム
２５の予め設定された原点位置からの位置ずれ方向及び
位置ずれ量が算出され、更にロボット装置を駆動する際
に必要なデータ形式に位置ずれ方向及び位置ずれ量のデ
ータが変換された後、ロボット装置に出力される。

【０１０２】次いで、ロボット装置は、第１関節２１、
第２関節２２、第３関節２４、第４関節２６のうち少な
くとも何れか一つを演算／処理ユニット３５から出力さ
れたデータに基づいて微小回動させ、位置決めパイロッ
トピン３０と位置決めブッシュ３２とが歪みなく嵌合す
るようにする。すなわち、２軸力覚センサ３３の出力信
号から歪み分が検出されないように第１関節２１、第２
関節２２、第３関節２４及び第４関節２６のうち少なく
とも何れか一つを微小回動させる。このようにして、原
点位置の較正を行うことができる。

【０１０３】なお、簡易に原点位置の較正を行う場合に
は、嵌合検出センサが位置決めパイロットピン３０と位
置決めブッシュ３２との嵌合を検出した段階で、アーム
２３、２５等の位置を原点位置に設定してもよい。この
ように本実施例（請求項５）においては、アーム２３、
２５が昇降する方向と平行若しくは略平行な方向に延在
する少なくとも一つの位置決めパイロットピン３０が、
第１関節２１によりアーム２３、２５が昇降したとき、
位置決めパイロットピン３０に対向する位置決めブッシ
ュ３２に嵌合し、アーム２３、２５の位置を原点位置に
設定するので、安価かつ簡易に可動部材の原点位置の較
正を行うことができる。

【０１０４】また、本実施例（請求項６）においては、
位置決めパイロットピン３０が位置決めブッシュ３２に
嵌合するとき、嵌合したか否かを検出する嵌合検出セン
サを設け、第１関節２１の昇降によりアーム２３、２５
が昇降し、嵌合検出センサにより位置決めパイロットピ
ン３０が位置決めブッシュ３２に嵌合したと検出された
とき、演算／処理ユニット３５によりアーム２３、２５
の位置を原点位置に設定するので、無理な力が可動部材
にかかることを防ぐことができ、かつ、より正確に可動
部材の原点位置の較正を行うことができる。

【０１０５】また、本実施例（請求項７）においては、
嵌合検出センサにより位置決めパイロットピン３０が位
置決めブッシュ３２に嵌合したと検出された後、各関節
を励磁したとき、２軸力覚センサ３３によりアーム２
３、２５の原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量
に対応した信号を出力するので、サーボをかけた状態で
の真の原点位置からの位置ずれを把握することができ
る。また、２軸力覚センサ３３により出力された信号に
基づいて演算／処理ユニット３５によりアーム２３、、
２５の原点位置を較正するので、正確かつ高精度な可動
部材の原点位置の較正を行うことができる。

【０１０６】（実施例７）図７は、請求項１０、１１記
載の発明に係る双腕型ロボット装置の一実施例を示す図
であり、図８は、請求項１０、１１記載の発明に係る双
腕型ロボット装置の一実施例の原点較正装置の光学系配
置を示す図である。図７において、双腕型のロボット装
置は、支持部材２０、第１関節２１Ｒ、２１Ｌ、第２関
節２２Ｒ、２２Ｌ、第１のアーム２３Ｒ、２３Ｌ、第３
関節２４Ｒ、２４Ｌ、第２のアーム２５Ｒ、２５Ｌ、第
４関節２６Ｒ、２６Ｌを有している。

【０１０７】図７、図８において、原点較正装置は、発
光器１、受光器２、ビームスプリッタプリズム７、偏向
器１０、ハーフミラー１３Ｒ、１３Ｌ、１４Ｒ、１４
Ｌ、全反射ミラー１５、１５Ｒ、１５Ｌ及び図示しない
演算ユニットと処理ユニットとを有しており、このう
ち、発光器１、受光器２、ビームスプリッタプリズム
７、偏向器１０、ハーフミラー１３Ｒ、１４Ｒ、全反射
ミラー１５Ｒ、演算ユニット及び処理ユニットにより、
第１の原点較正装置を構成し、発光器１、受光器２、ビ
ームスプリッタプリズム７、偏向器１０、ハーフミラー
１３Ｌ、１４Ｌ、全反射ミラー１５、１５Ｒ、演算ユニ
ット及び処理ユニットにより第２の原点較正装置を構成
する。また、第１関節２１Ｒ、第２関節２２Ｒ、第１の
アーム２３Ｒ、第３関節２４Ｒ、第２のアーム２５Ｒ、
第４関節２６Ｒを右側ロボットアーム２８Ｒと呼称し、
第１関節２１Ｌ、第２関節２２Ｌ、第１のアーム２３
Ｌ、第３関節２４Ｌ、第２のアーム２５Ｌ、第４関節２
６ＬＲを左側ロボットアーム２８Ｌと呼称する。

【０１０８】発光器１、受光器２、ビームスプリッタプ
リズム７、偏向器１０は支持部材２０に固定されてお
り、支持部材２０に対して相対的に静止するようになっ
ている。ハーフミラー１３Ｒは右側第１のアーム２３Ｒ
に、ハーフミラー１３Ｌは左側第１のアーム２３Ｌにそ
れぞれ治具を介して支持されるようになっている。ハー
フミラー１４Ｒは右側第２のアーム２５Ｒに、ハーフミ
ラー１４Ｌは左側第２のアーム２５Ｌにそれぞれ治具を
介して支持されるようになっている。全反射ミラー１５
Ｒは右側ロボットハンド２７Ｒに、全反射ミラー１５Ｌ
は左側ロボットハンド２７Ｌに支持されるようになって
いる。また、全反射ミラー１５は、左側第１関節２１Ｌ
に固定されており、左側第１関節２１Ｌに対して相対的
に静止するようになっている。なお、右側ロボットハン
ド２７Ｒは第４関節２６Ｒに固定され、左側ロボットハ
ンド２７Ｌは第４関節２６Ｌに固定されるようになって
いる。

【０１０９】ロボット装置の支持部材２０に設けられた
発光器１から出射した光束Ｌは、図示を略す光学系を通
過したのち、偏向器１０によって偏向され１次回折光Ｌ
のみがビームスプリッタプリズム７に入射するようにな
っており、０次光Ｌ０は図示しないマスクにより遮光さ
れるようになっている。光束Ｌはビームスプリッタプリ
ズム７により振幅分割され、一方の光束Ｌ１は右側ロボ
ットアームの原点方向に直進し、もう一方の光束Ｌ２は
ビームスプリッタプリズム７の反射面により直角に反射
され、左側ロボットアーム方向に向うようになってい
る。

【０１１０】次に、上記構成を用いて行うロボット装置
の原点構成手順を説明する。まず、右側ロボットアーム
２８Ｒの原点較正を行う。第１のアーム２３Ｒを第２関
節２２Ｒを中心に回動させ、ハーフミラー１３Ｒを光束
Ｌ１に対向させる。このときハーフミラー１３Ｒによる
反射光はビームスプリッタプリズム７により直角に反射
され、受光器２に入射する。

【０１１１】次いで、受光器２により検出された光束Ｌ
１の検出位置に基づいて演算ユニット及び処理ユニット
により、受光器２の４分割フォトダイオードの中央で光
束Ｌ１が検出されるよう第２関節２２Ｒを微小回動させ
る。受光器２の４分割フォトダイオードの中央で光束Ｌ
１が検出されたとき、第１のアーム２３Ｒの微小回動を
止める。これにより支持部材２０に対する第１のアーム
２３Ｒの原点位置の較正が完了する。

【０１１２】次いで、同様に第２のアーム２５Ｒを第３
関節２４Ｒを中心に回動させ、ハーフミラー１４Ｒを光
束Ｌ１に対向させ、ハーフミラー１４Ｒからの反射光が
受光器２の４分割フォトダイオードの中央で検出される
ように第３関節２４Ｒを微小回動させる。受光器２の４
分割フォトダイオードの中央で光束Ｌ１が検出されたと
き、第３関節２４Ｒの微小回動を止める。これにより支
持部材２０及び第１のアーム２３Ｒに対する第２のアー
ム２５Ｒの原点位置の較正が完了する。

【０１１３】次いで、第４関節２６Ｒを回動させ、全反
射ミラー１５Ｒを光束Ｌ１に対向させ、全反射ミラー１
５Ｒからの反射光が受光器２の４分割フォトダイオード
の中央で検出されるよう第４関節２６Ｒを微小回動させ
る。受光器２の４分割フォトダイオードの中央で光束Ｌ
１が検出されたとき、第４関節２６Ｒの微小回動を止め
る。これにより支持部材２０、第１のアーム２３Ｒ及び
第２のアーム２６Ｒに対する第４関節２６Ｒの原点位置
の較正が完了し、右側ロボットアーム２８Ｒの原点位置
の較正が完了する。

【０１１４】次いで、右側ロボットアーム２８Ｒと同様
にして左側ロボットアーム２８Ｌの原点位置の較正を行
う。なお、この較正を行う際には発光器１、偏向器１
０、ビームスプリッタプリズム７を共用し、偏向器１０
から出射され、ビームスプリッタプリズム７により反射
された光束Ｌ２を全反射ミラー１５により反射させて用
いるとともに、受光器２を共用する。

【０１１５】左側ロボットアーム２８Ｌの原点較正が完
了したのち、第４関節２６Ｒ、２６Ｌを原点較正位置か
らそれぞれ超微小送りにより正確に４５度回動させ、図
８（ｂ）に示す如く、光束Ｌ１の軌跡が閉ループとなる
ようにする。次いで、受光器２により閉ループとなった
光束Ｌ１の位置を検出し、受光器２の４分割フォトダイ
オードの中央で光束Ｌ１が検出されるよう第４関節２６
Ｒ、２６Ｌを微小回動させる。受光器２の４分割フォト
ダイオードの中央で光束Ｌ１が検出されたとき、第４関
節２６Ｒの微小回動を止める。これにより、右側ロボッ
トアーム２８Ｒと左側ロボットアーム２８Ｌとが共通の
原点を共有することになり、共通の座標系を構築するこ
とができる。

【０１１６】このように本実施例（請求項１０）におい
ては、請求項１乃至９記載の原点較正装置をロボット装
置の二組のロボットアーム２８Ｒ、２８Ｌにそれぞれ具
備するので、各ロボットアーム２８Ｒ、２８Ｌそれぞれ
原点位置の較正を行うことができる。しかも、予め両ロ
ボットアーム２８Ｒ、２８Ｌの平行度が出された位置で
原点位置の較正がなされるので、各ロボットアーム２８
Ｒ、２８Ｌの原点位置の較正を行うと同時に両ロボット
アーム２８Ｒ、２８Ｌの平行度を較正を行うことができ
る。また、本実施例（請求項１１）においては、二組の
原点較正装置の原点位置を共通にするので、二つのロボ
ットアーム２８Ｒ、２８Ｌの間の座標系を統合すること
ができ、両腕共通の座標系を構築することができる。し
たがって、位置精度が正確、かつ、高精度な双腕型ロボ
ット装置を提供することができる。

【０１１７】また、本実施例においては、全て自動で原
点位置の較正を行うことができるため、人為的なミスや
誤差を僅少に抑えることができる。また、光学系を基準
としているので、温度変動の影響を受けにくく、常に一
意、かつ、短時間で原点位置の較正を行うことができ
る。なお、本発明は、上記各実施例に限定されるもので
はなく、種々の変形、変更が可能である。例えば、上記
実施例では、発光器１としてＨｅＮｅガスレーザ等のレ
ーザ光源を用いたが、受光器の検出分解能以下の光束発
散角の光束を照射することができる光源であればよく、
水銀ランプ等の光源から照射された光束をレンズ等によ
り平行若しくは略平行な光束にしてもよい。光源として
は、横倍率β＝０の光源である点光源が指向性、光束発
散角の点から好ましい。

【０１１８】また、例えば、上記実施例では、受光器２
として４分割フォトダイオードを用いたが、２分割フォ
トダイオード、フォトダイオード、フォトトランジス
タ、１次元配列ＣＣＤ（Charg Coupled Device）、２次
元配列ＣＣＤ、ＰＳＤ(Position Sensitive Detector）
を用いてもよい。このように本発明は上記各実施例に限
定されないのはいうまでもない。

【０１１９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、所定方向
に平行若しくは略平行な光束を照射する光源を用いるの
で、光束の軌跡そのものを基準方向及び基準位置として
利用することができる。また、光源を支持部材に固定す
るので、光束の照射軌跡による基準方向及び基準位置を
常に正確に維持することができる。また、光源から照射
された光束を検出し、検出した位置に対応した信号を出
力する受光器を用いるので、人間の精神作用に依存する
ことなく、位置ずれの検出を客観的に行うことができ
る。また、受光器を光源に対向するよう複数のアームの
何れか一つに支持するので、受光器の支持されたアーム
の予め設定された原点位置からのずれを検出することが
できる。

【０１２０】また、演算手段が、受光器から出力された
信号に基づいて、受光器が支持されたアームに予め設定
された原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量を算
出するので、アームの予め設定された原点位置からのず
れを正確に把握することができる。また、演算手段によ
り算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいて受
光器を支持するアームの原点位置を較正手段が較正する
ので、アームの原点位置を正確、かつ、高精度に較正す
ることができる。

【０１２１】このように平行若しくは略平行な光束を用
いて、受光器により位置検出されてアームの原点位置を
較正するので、非接触でアームの原点位置を較正するこ
とができ、正確な較正を行うことができるとともに、簡
易に原点位置の較正を行うことができる。請求項２記載
の発明によれば、所定方向に平行若しくは略平行な光束
を照射する光源が用いるので、光束の軌跡そのものを基
準方向及び基準位置として利用することができる。ま
た、光源を支持部材に固定するので、光束の照射軌跡に
よる基準方向及び基準位置を常に正確に維持することが
できる。また、光源から照射された光束を反射する反射
部材を、光源に対向するよう複数のアームの何れか一つ
が支持するので、アームの先端の重量を小さくすること
ができ、より正確な原点位置の較正ができる。

【０１２２】また、反射部材により反射された光束を検
出し、検出した位置に対応した信号を出力する受光器を
用いるので、人間の精神作用に依存することなく、位置
ずれの検出を客観的に行うことができる。また、受光器
を支持部材に固定するので、位置ずれの判断基準となる
受光器の位置を常に同一位置に維持することができる。

【０１２３】また、演算手段により受光器から出力され
た信号に基づいて、反射部材が支持されたアームに予め
設定された原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量
を算出するので、アームの原点位置からのずれを正確に
把握することができる。また、演算手段により算出され
た位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいて反射部材を支
持するアームの原点位置を較正手段により較正するの
で、アームの原点位置を正確、かつ、高精度に較正する
ことができる。

【０１２４】このように反射部材をアームに設け、該反
射部材からの反射光束を検出するようにしたので、光路
長を２倍にすることができ、微小な位置ずれを検出する
ことができる。したがって、より高精度な原点位置の較
正を行うことができる。請求項３記載の発明によれば、
所定方向に平行若しくは略平行な光束を照射する光源を
用いるので、光束の軌跡そのものを基準方向及び基準位
置として利用することができる。また、光源を支持部材
に固定するので、光束の照射軌跡による基準方向及び基
準位置を常に正確に維持することができる。また、光源
から照射された光束を所定方向に曲折させる曲折部材を
光源に対向するよう昇降部材に固定するので、昇降部材
が昇降したときにおいても、アームに支持された受光器
に光束を照射することができる。

【０１２５】また、曲折部材により曲折された光束を検
出し、検出した位置に対応した信号を出力する受光器を
用いるので、人間の精神作用に依存することなく、位置
ずれの検出を客観的に行うことができる。また、受光器
を光源に対向するよう複数のアームの何れか一つに支持
させるので、受光器の支持されたアームの予め設定され
た原点位置からのずれを検出することができる。

【０１２６】また、演算手段により受光器から出力され
た信号に基づいて、受光器が支持されたアームの原点位
置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出するので、
アームの予め設定された原点位置からのずれを正確に把
握することができる。また、演算手段により算出された
位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいて受光器を支持す
るアームに予め設定された原点位置を較正手段により較
正するので、アームの原点位置を正確、かつ、高精度に
較正することができる。このように指向性の極めて高い
光束を用いて、昇降部材や可動部材の予め設定された位
置からの位置ずれを検出するので、非接触でアームの原
点位置を較正することができ、簡易、かつ、正確な較正
を行うことができるとともに、昇降部材の昇降位置にか
かわらずアームの原点位置の較正を行うことができる。

【０１２７】請求項４記載の発明によれば、所定方向に
平行若しくは略平行な光束を照射する光源を用いるの
で、光束の軌跡そのものを基準方向及び基準位置として
利用することができる。また、光源を支持部材に固定す
るので、光束の照射軌跡による基準方向及び基準位置を
常に正確に維持することができる。また、光源から照射
された光束を所定方向に曲折させる曲折部材を光源に対
向するよう昇降部材に固定するので、昇降部材の昇降位
置にかかわらず、アームの原点位置の較正を行うことが
できる。

【０１２８】また、曲折部材により曲折された光束を反
射する反射部材を曲折部材に対向するよう複数のアーム
の何れか一つに支持するので、アームの先端の重量を小
さくすることができ、より正確な原点位置の較正ができ
る。また、反射部材により反射された光束を検出し、検
出した位置に対応した信号を出力する受光器を用いるの
で、人間の精神作用に依存することなく、位置ずれの検
出を客観的に行うことができる。また、受光器を支持部
材に固定するので、位置ずれの判断基準となる受光器の
位置を常に同一位置に維持することができる。

【０１２９】また、演算手段により受光器から出力され
た信号に基づいて、反射部材が支持されたアームに予め
設定された原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量
を算出するので、アームの原点位置からのずれを正確に
把握することができる。また、演算手段により算出され
た位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいて反射部材を支
持するアームの原点位置を較正手段により較正するの
で、アームの原点位置を正確、かつ、高精度に較正する
ことができる。

【０１３０】このように光源から照射された光束が昇降
部材に支持された曲折部材により曲折され、アームに支
持された反射部材により反射された後、受光器によりア
ームの予定された位置からのずれを反映した光束が検出
される。したがって、アームの原点位置からの位置ずれ
方向及び位置ずれ量を非接触で把握することができるの
で、接触によってもたらされる微小変形や微小移動がな
く、極めて正確な原点位置の較正を行うことができると
ともに、反射部材により光路長が２倍になるので、位置
ずれ方向及び位置ずれ量の検出分解能を２倍向上させる
ことができ、より一層高精度な原点位置の較正を行うこ
とができる。

【０１３１】請求項５記載の発明によれば、可動部材が
昇降する方向と平行若しくは略平行な方向に延在する少
なくとも一つの凸部材が、可動部材が昇降したとき、凸
部材に対向する凹部材に嵌合し、可動部材の位置を原点
位置に設定するので、安価かつ簡易に可動部材の原点位
置の較正を行うことができる。請求項６記載の発明によ
れば、凸部材が凹部材に嵌合するとき、嵌合したか否か
を検出する嵌合検出手段を設け、昇降部材の昇降により
可動部材が昇降し、嵌合検出手段により凸部材が凹部材
に嵌合したと検出されたとき、設定手段により可動部材
の位置を原点位置に設定するので、無理な力が可動部材
にかかることを防ぐことができ、かつ、より正確に可動
部材の原点位置の較正を行うことができる。

【０１３２】請求項７記載の発明によれば、嵌合検出手
段により凸部材が凹部材に嵌合したと検出された後、各
関節部を励磁したとき、位置ずれ検出手段により可動部
材の原点位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量に対応
した信号を出力するので、サーボをかけた状態での真の
原点位置からの位置ずれを把握することができる。ま
た、位置ずれ検出手段により出力された信号に基づいて
設定手段により可動部材の原点位置を較正するので、正
確かつ高精度な可動部材の原点位置の較正を行うことが
できる。

【０１３３】請求項８記載の発明によれば、受光器から
出力された信号に基づいて演算手段が可動部材の撓み量
を算出するので、可動部材の撓み量を把握ことができ
る。また、較正手段により算出された可動部材の撓み量
を補正するので、可動部材の位置決め精度をより正確か
つ高精度にすることができる。請求項９記載の発明によ
れば、受光器から出力された信号に基づいて昇降部材の
運動変位量及び可動部材の撓み量のうち少なくともどち
らか一方を演算手段により算出するので、昇降部材が昇
降したときの昇降部材の運動変位量を把握することがで
きるとともに、可動部材の撓み量を知ることができる。
また、算出された昇降部材の運動変位量及び可動部材の
撓み量のうち少なくともどちらか一方を較正手段により
補正するので、可動部材の位置決め精度をより正確かつ
高精度にすることができる。

【０１３４】請求項１０記載の発明によれば、請求項１
乃至９記載の原点較正装置をロボット装置の二組の可動
部材にそれぞれ具備するので、各腕それぞれ原点位置の
較正を行うことができる。しかも、予め両腕の平行度が
出された位置で原点位置の較正がなされるので、各腕の
原点位置の較正を行うと同時に両腕の平行度を較正を行
うことができる。したがって、各腕独立の座標系を両腕
共通の座標系に統合することができる。

【０１３５】請求項１１記載の発明によれば、二組の原
点較正装置の原点位置を共通にするので、二組の昇降部
材と二組の可動部材との間の座標系を統合することがで
き、両腕共通の座標系を構築することができる。したが
って、位置精度が正確、かつ、高精度な双腕型ロボット
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明に係るロボット装置の原点
較正装置の一実施例を模式的に示す図である。

【図２】請求項２及び８記載の発明に係るロボット装置
の原点較正装置の一実施例を模式的に示す図である。

【図３】請求項３記載の発明に係るロボット装置の原点
較正装置の一実施例を模式的に示す図である。

【図４】請求項４及び９記載の発明に係るロボット装置
の原点較正装置の一実施例を模式的に示す図である。

【図５】請求項４及び９記載の発明に係るロボット装置
の原点較正装置の別実施例を模式的に示す図である。

【図６】請求項５乃至７記載の発明に係るロボット装置
の原点較正装置の一実施例を模式的に示す図である。

【図７】請求項１０、１１記載の発明に係る双腕型ロボ
ット装置の一実施例を示す図であり、（ａ）は、ロボッ
ト装置の上面図、（ｂ）は、ロボット装置の側面図であ
る。

【図８】請求項１０、１１記載の発明に係る双腕型ロボ
ット装置の一実施例の原点較正装置の光学系配置を示す
図であり、（ａ）は、光束軌跡が閉ループを形成しない
場合の光学系配置を、（ｂ）は、光束軌跡が閉ループを
形成する場合の光学系配置を示し図である。

【符号の説明】

１ 発光器（光源） ２ 受光器 ３ 治具 ４ 演算ユニット（演算手段） ５ 処理ユニット（較正手段） ６ ミラー（反射部材） ７ ビームスプリッタプリズム ８ ミラー（曲折部材） ９ 固定具 １０ 偏向器 １１ 固定具 １２ 取付治具 １３Ｒ、１３Ｌ、１４Ｒ、１４Ｌ ハーフミラー １５Ｒ、１５Ｌ、１６ 全反射ミラー ２０ 支持部材 ２１、２１Ｒ、２１Ｌ 第１関節（可動部材、昇降部
材） ２２、２２Ｒ、２２Ｌ 第２関節（可動部材） ２３、２３Ｒ、２３Ｌ 第１のアーム（可動部材） ２４、２４Ｒ、２４Ｌ 第３関節（可動部材） ２５、２５Ｒ、２５Ｌ 第２のアーム（可動部材） ２６、２６Ｒ、２６Ｌ 第４関節（可動部材） ２７、２７Ｒ、２７Ｌ ロボットハンド ２８Ｒ、２８Ｌ ロボットアーム ３０ 位置決めパイロットピン（凸部材） ３１ 固定用治具 ３２ 位置決めブッシュ（凹部材） ３３ ２軸力覚センサ（位置ずれ検出手段） ３４ インターフェースユニット ３５ 演算／処理ユニット（設定手段） Ｌ、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２ 光束

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持部材と、該支持部材に回動自在に支持
   された可動部材と、を備え、該可動部材が互いに回動自
   在に連結された複数のアームからなるロボット装置の原
   点較正装置において、 前記支持部材に固定され、所定方向に平行若しくは略平
   行な光束を照射する光源と、 前記光源に対向するよう前記複数のアームの何れか一つ
   に支持され、前記光源から照射された光束を検出し、検
   出した位置に対応した信号を出力する受光器と、 該受光器から出力された信号に基づいて、前記受光器が
   支持されたアームに予め設定された原点位置からの位置
   ずれ方向及び位置ずれ量を算出する演算手段と、 該演算手段により算出された位置ずれ方向及び位置ずれ
   量に基づいて前記受光器を支持するアームの原点位置を
   較正する較正手段と、を有したことを特徴とするロボッ
   ト装置の原点較正装置。
2. 【請求項２】支持部材と、該支持部材に回動自在に支持
   された可動部材と、を備え、該可動部材が互いに回動自
   在に連結された複数のアームからなるロボット装置の原
   点較正装置において、 前記支持部材に固定され、所定方向に平行若しくは略平
   行な光束を照射する光源と、 前記光源に対向するよう前記複数のアームの何れか一つ
   に支持され、前記光源から照射された光束を反射する反
   射部材と、 前記支持部材に固定され、前記反射部材により反射され
   た光束を検出し、検出した位置に対応した信号を出力す
   る受光器と、 該受光器から出力された信号に基づいて、前記反射部材
   が支持されたアームに予め設定された原点位置からの位
   置ずれ方向及び位置ずれ量を算出する演算手段と、 該演算手段により算出された位置ずれ方向及び位置ずれ
   量に基づいて前記反射部材を支持するアームの原点位置
   を較正する較正手段と、を有したことを特徴とするロボ
   ット装置の原点較正装置。
3. 【請求項３】支持部材と、該支持部材の端部から延在
   し、支持部材に昇降自在に支持された昇降部材と、該昇
   降部材に回動自在に支持された可動部材と、を備え、該
   可動部材が互いに回動自在に連結された複数のアームか
   らなるロボット装置の原点較正装置において、 前記支持部材に固定され、所定方向に平行若しくは略平
   行な光束を照射する光源と、 前記光源に対向するよう前記昇降部材に固定され、前記
   光源から照射された光束を所定方向に曲折させる曲折部
   材と、 前記曲折部材に対向するよう前記複数のアームの何れか
   一つに支持され、前記曲折部材により曲折された光束を
   検出し、検出した位置に対応した信号を出力する受光器
   と、 該受光器から出力された信号に基づいて、前記受光器が
   支持されたアームに予め設定された原点位置からの位置
   ずれ方向及び位置ずれ量を算出する演算手段と、 該演算手段により算出された位置ずれ方向及び位置ずれ
   量に基づいて前記受光器を支持するアームの原点位置を
   較正する較正手段と、を有したことを特徴とするロボッ
   ト装置の原点較正装置。
4. 【請求項４】支持部材と、該支持部材の端部から延在
   し、支持部材に昇降自在に支持された昇降部材と、該昇
   降部材に回動自在に支持された可動部材と、を備え、該
   可動部材が互いに回動自在に連結された複数のアームか
   らなるロボット装置の原点較正装置において、 前記支持部材に固定され、所定方向に平行若しくは略平
   行な光束を照射する光源と、 前記光源に対向するよう前記昇降部材に固定され、前記
   光源から照射された光束を所定方向に曲折させる曲折部
   材と、 前記曲折部材に対向するよう前記複数のアームの何れか
   一つに支持され、前記曲折部材により曲折された光束を
   反射する反射部材と、 前記支持部材に固定され、前記反射部材により反射され
   た光束を検出し、検出した位置に対応した信号を出力す
   る受光器と、 該受光器から出力された信号に基づいて、前記反射部材
   が支持されたアームに予め設定された原点位置からの位
   置ずれ方向及び位置ずれ量を算出する演算手段と、 該演算手段により算出された位置ずれ方向及び位置ずれ
   量に基づいて前記反射部材を支持するアームの原点位置
   を較正する較正手段と、を有したことを特徴とするロボ
   ット装置の原点較正装置。
5. 【請求項５】支持部材と、該支持部材の端部から延在
   し、支持部材に昇降自在に支持された昇降部材と、該昇
   降部材に回動自在に支持された可動部材と、を備え、該
   可動部材が互いに回動自在に連結された複数のアームか
   らなるロボット装置の原点較正装置において、 前記支持部材に支持され、前記可動部材が昇降する方向
   と平行若しくは略平行な方向に延在する少なくとも一つ
   の凸部材と、 前記凸部材に対向するよう前記複数のアームの少なくと
   も一つに支持され、前記可動部材が昇降したとき、前記
   凸部材に嵌合可能な少なくとも一つの凹部材と、 前記凸部材が前記凹部材に嵌合したとき、前記可動部材
   の位置を原点位置に設定する設定手段と、を有したこと
   を特徴とするロボット装置の原点較正装置。
6. 【請求項６】前記昇降部材の昇降により可動部材が昇降
   し、前記凸部材が前記凹部材に嵌合するとき、嵌合した
   か否かを検出する嵌合検出手段を設け、 前記設定手段は、前記嵌合検出手段により前記凸部材が
   前記凹部材に嵌合したと検出されたとき、前記可動部材
   の位置を原点位置に設定することを特徴とする請求項５
   記載のロボット装置の原点較正装置。
7. 【請求項７】前記嵌合検出手段により前記凸部材が前記
   凹部材に嵌合したと検出された後、前記各関節部を励磁
   したとき、前記可動部材の原点位置からの位置ずれ方向
   及び位置ずれ量に対応した信号を出力する位置ずれ検出
   手段を設け、 前記設定手段は、前記位置ずれ検出手段により出力され
   た信号に基づいて前記可動部材の原点位置を較正するこ
   とを特徴とする請求項６記載のロボット装置の原点較正
   装置。
8. 【請求項８】前記演算手段は、前記受光器から出力され
   た信号に基づいて前記可動部材の撓み量を算出し、 前記較正手段は、前記演算手段により算出された前記可
   動部材の撓み量を補正することを特徴とする請求項２記
   載のロボット装置の原点較正装置。
9. 【請求項９】前記演算手段は、前記受光器から出力され
   た信号に基づいて前記昇降部材の運動変位量及び可動部
   材の撓み量のうち少なくともどちらか一方を算出し、 前記較正手段は、前記演算手段により算出された前記昇
   降部材の運動変位量及び可動部材の撓み量のうち少なく
   ともどちらか一方を補正することを特徴とする請求項４
   記載のロボット装置の原点較正装置。
10. 【請求項１０】支持部材と、該支持部材の端部から延在
    し、支持部材に昇降自在に支持された二組の昇降部材
    と、各々の昇降部材にそれぞれ回動自在に支持された二
    組の可動部材と、を備え、それぞれの可動部材が互いに
    回動自在に連結された複数のアームからなる双腕型ロボ
    ット装置において、 前記請求項１乃至９記載の原点較正装置を前記二組の昇
    降部材及び前記二組の可動部材にそれぞれ具備したこと
    を特徴とする双腕型ロボット装置。
11. 【請求項１１】前記二組の原点較正装置の原点位置を共
    通としたことを特徴とする請求項１０記載の双腕型ロボ
    ット装置。