JPH09207088A - ロボット間座標変換行列設定方式および補正方式 - Google Patents
ロボット間座標変換行列設定方式および補正方式Info
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- JPH09207088A JPH09207088A JP3884296A JP3884296A JPH09207088A JP H09207088 A JPH09207088 A JP H09207088A JP 3884296 A JP3884296 A JP 3884296A JP 3884296 A JP3884296 A JP 3884296A JP H09207088 A JPH09207088 A JP H09207088A
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- robot
- coordinate
- coordinate system
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のロボットが協調動作するに必要なロボ
ット座標系間の変換行列を簡単に求め得るロボット間座
標変換行列の設定方式と、変換時の誤差を補正する補正
方式とを提供する。 【解決手段】 制御装置３により駆動されるロボット１
の先端５と、制御装置４により駆動されるロボット２の
先端６とを位置合わせし、空間上の任意の３点について
それぞれの座標系で位置を読み取り、それら３点を基準
に設定した単位座標系、例えば、前記３点を通る円弧の
中心を原点として設定した単位座標系を前記両座標系の
値として演算することにより、前記単位座標系に対する
両ロボット座標系からの座標変換行列を演算し、その座
標変換行列からロボット間の座標変換行列を演算して設
定する。これにより、ロボット１の座標系からロボット
２の座標系への変換、また、同様にロボット２の座標系
からロボット１の座標系への変換行列を設定でき、ロボ
ット間の協調動作を容易に実現できる。
ット座標系間の変換行列を簡単に求め得るロボット間座
標変換行列の設定方式と、変換時の誤差を補正する補正
方式とを提供する。 【解決手段】 制御装置３により駆動されるロボット１
の先端５と、制御装置４により駆動されるロボット２の
先端６とを位置合わせし、空間上の任意の３点について
それぞれの座標系で位置を読み取り、それら３点を基準
に設定した単位座標系、例えば、前記３点を通る円弧の
中心を原点として設定した単位座標系を前記両座標系の
値として演算することにより、前記単位座標系に対する
両ロボット座標系からの座標変換行列を演算し、その座
標変換行列からロボット間の座標変換行列を演算して設
定する。これにより、ロボット１の座標系からロボット
２の座標系への変換、また、同様にロボット２の座標系
からロボット１の座標系への変換行列を設定でき、ロボ
ット間の協調動作を容易に実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットの
座標変換方式にかかわり、複数のロボットが共同して作
業を行う時の、ロボット間座標変換行列の設定方式およ
び設定されたロボット間座標変換行列の補正方式に関す
る。
座標変換方式にかかわり、複数のロボットが共同して作
業を行う時の、ロボット間座標変換行列の設定方式およ
び設定されたロボット間座標変換行列の補正方式に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、多方面においてロボットが活用さ
れているが、ロボット単体の活用の他に、他の動作軸と
協調して動作させる活用方法がある。
れているが、ロボット単体の活用の他に、他の動作軸と
協調して動作させる活用方法がある。
【０００３】以下、従来のロボットの協調動作について
説明する。従来、ロボットと外部軸とを協調させて動作
を行うために、外部軸上にも座標系を設定し、外部軸座
標系とロボット座標系との間に変換行列を設定してい
る。この座標変換行列を用いると、外部軸が回転した時
にも、外部軸座標系で表した座標系をロボット座標に変
換することで、外部軸とロボットとが同じ関係を保ちな
がら追従することが可能になる。
説明する。従来、ロボットと外部軸とを協調させて動作
を行うために、外部軸上にも座標系を設定し、外部軸座
標系とロボット座標系との間に変換行列を設定してい
る。この座標変換行列を用いると、外部軸が回転した時
にも、外部軸座標系で表した座標系をロボット座標に変
換することで、外部軸とロボットとが同じ関係を保ちな
がら追従することが可能になる。
【０００４】このような、ロボットと外部軸間との座標
変換行列の設定方式については、例えば、特開平６−２
５０７１４号公報に開示された手段がある。この手段
は、外部軸が所定の軸を中心として回転することを利用
し、任意の１点が外部軸の回転につれて移動した位置座
標を３カ所についてロボットにより読み取ることで、回
転中心を原点とする座標系を設定する手段である。外部
軸自身には、予め設定された座標系は存在しないため、
ここで設定された座標系をそのまま利用して、協調動作
のための座標変換行列を設定することができる。
変換行列の設定方式については、例えば、特開平６−２
５０７１４号公報に開示された手段がある。この手段
は、外部軸が所定の軸を中心として回転することを利用
し、任意の１点が外部軸の回転につれて移動した位置座
標を３カ所についてロボットにより読み取ることで、回
転中心を原点とする座標系を設定する手段である。外部
軸自身には、予め設定された座標系は存在しないため、
ここで設定された座標系をそのまま利用して、協調動作
のための座標変換行列を設定することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の座標変換行
列設定方式において、ロボットと外部軸との協調の考え
を発展させると、２台のロボット間で協調動作を行う方
式が考えられる。２台のロボット間で協調動作が可能に
なると、例えば、２台のロボットがその先端位置の相対
関係を保ちながら動作することができる。このような、
ロボット間の協調動作を実現するためには、一方のロボ
ット座標系で表示された座標系を、他方のロボットでの
座標系に変換することが必要となる。すなわち、一方の
ロボットの座標系における座標値を、別のロボット座標
系における座標値に変換するようなロボット間の座標変
換行列を設定しなければならない。
列設定方式において、ロボットと外部軸との協調の考え
を発展させると、２台のロボット間で協調動作を行う方
式が考えられる。２台のロボット間で協調動作が可能に
なると、例えば、２台のロボットがその先端位置の相対
関係を保ちながら動作することができる。このような、
ロボット間の協調動作を実現するためには、一方のロボ
ット座標系で表示された座標系を、他方のロボットでの
座標系に変換することが必要となる。すなわち、一方の
ロボットの座標系における座標値を、別のロボット座標
系における座標値に変換するようなロボット間の座標変
換行列を設定しなければならない。
【０００６】しかし、ロボットはそれぞれそのロボット
固有の座標系を有している。したがって、上記の外部軸
に対する考えと同じように、一方のロボットを外部軸と
見なして動作させ、その点の座標を別なロボットで読み
取ることで座標系を設定しても、設定した座標系は、外
部軸と見なされたロボット固有の座標系に一致しない。
そのため、上記点の座標から求めた座標系をロボット間
の座標変換行列として設定しても、ロボット間で位置デ
ータを変換することはできない。そのため、複数のロボ
ット座標系間の座標変換行列を簡易に設定する方式が望
まれていた。また、ロボット間の変換座標系により協調
動作を行う場合には、演算時の位置ずれの影響が大きい
ので、得られた変換行列を補正し、正確な変換を行なう
ための手段が望まれていた。
固有の座標系を有している。したがって、上記の外部軸
に対する考えと同じように、一方のロボットを外部軸と
見なして動作させ、その点の座標を別なロボットで読み
取ることで座標系を設定しても、設定した座標系は、外
部軸と見なされたロボット固有の座標系に一致しない。
そのため、上記点の座標から求めた座標系をロボット間
の座標変換行列として設定しても、ロボット間で位置デ
ータを変換することはできない。そのため、複数のロボ
ット座標系間の座標変換行列を簡易に設定する方式が望
まれていた。また、ロボット間の変換座標系により協調
動作を行う場合には、演算時の位置ずれの影響が大きい
ので、得られた変換行列を補正し、正確な変換を行なう
ための手段が望まれていた。
【０００７】本発明は上記の課題を解決するもので、ロ
ボット座標系間の座標変換行列を容易に求めることがで
き、また変換誤差を補正できるロボット間座標変換行列
設定方式および補正方式を提供することを目的とする。
ボット座標系間の座標変換行列を容易に求めることがで
き、また変換誤差を補正できるロボット間座標変換行列
設定方式および補正方式を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のロボット間座標
変換行列設定方式は、補正複数のロボットの先端を位置
合わせし、空間上の任意の３点についてそれぞれのロボ
ットの座標系で位置を読み取り、前記３点で決めた単位
座標系、例えば、前記３点を通る円弧の中心を原点とし
て設定した単位座標系をそれぞれの座標系の値として演
算することにより、前記単位座標系に対する両座標系か
らの座標変換行列を求め、その座標変換行列から、両座
標系間の座標変換行列を求めて設定するロボット座標間
変換行列設定方式である。
変換行列設定方式は、補正複数のロボットの先端を位置
合わせし、空間上の任意の３点についてそれぞれのロボ
ットの座標系で位置を読み取り、前記３点で決めた単位
座標系、例えば、前記３点を通る円弧の中心を原点とし
て設定した単位座標系をそれぞれの座標系の値として演
算することにより、前記単位座標系に対する両座標系か
らの座標変換行列を求め、その座標変換行列から、両座
標系間の座標変換行列を求めて設定するロボット座標間
変換行列設定方式である。
【０００９】これにより、両座標系間の座標変換行列を
容易に設定でき、その座標変換行列を用いて複数ロボッ
ト間の協調動作を容易に実現することができる。
容易に設定でき、その座標変換行列を用いて複数ロボッ
ト間の協調動作を容易に実現することができる。
【００１０】また、本発明のロボット間座標変換行列の
補正方式は、上記方法で求めた座標変換行列について、
前記設定用の３点以外の任意の２点を追加した５点の位
置をそれぞれの座標系により読み取り、前記複数のロボ
ットの内の任意１台の座標系で記述した前記５点の位置
座標を、残り他の任意１台のロボットの座標系により記
述した位置座標に等しくする前記任意２台のロボット間
座標変換行列の補正行列として求めるロボット間座標変
換行列の補正方式である。
補正方式は、上記方法で求めた座標変換行列について、
前記設定用の３点以外の任意の２点を追加した５点の位
置をそれぞれの座標系により読み取り、前記複数のロボ
ットの内の任意１台の座標系で記述した前記５点の位置
座標を、残り他の任意１台のロボットの座標系により記
述した位置座標に等しくする前記任意２台のロボット間
座標変換行列の補正行列として求めるロボット間座標変
換行列の補正方式である。
【００１１】これにより、座標変換行列を求める時に発
生する誤差を容易に補正でき、精度の高い協調動作を実
行させることができる。
生する誤差を容易に補正でき、精度の高い協調動作を実
行させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】位置合わせ，位置読み取りは、制
御装置により実行される。また、演算処理は前記制御装
置におけるマイクロコンピュータのプログラム処理で実
行できる。
御装置により実行される。また、演算処理は前記制御装
置におけるマイクロコンピュータのプログラム処理で実
行できる。
【００１３】以下、実施例について説明する。
【００１４】
（実施例１）以下、請求項１にかかわる本発明のロボッ
ト間座標変換行列設定方式の一実施例について図面を参
照しながら説明する。
ト間座標変換行列設定方式の一実施例について図面を参
照しながら説明する。
【００１５】図１は、請求項１にかかわる本発明のロボ
ット間座標変換行列設定方式を適用するロボットシステ
ムの構成例を示す斜視図である。図において、１と２は
それぞれロボット、３はロボット１の動作を制御するロ
ボット制御装置、４はロボット２の動作を制御するロボ
ット制御装置である。なお、ロボットシステムはこの例
に限るものではなく、１台のロボット制御装置により２
台のロボットが制御可能な場合、例えば、ロボット２も
ロボット制御装置４により制御される。ロボットが協調
して動作する場合には、例えば、ロボット１の先端５の
位置および姿勢を変化させた場合に、ロボット２の先端
６がロボット１の先端５との相対位置や相対速度を保ち
ながら動作する。
ット間座標変換行列設定方式を適用するロボットシステ
ムの構成例を示す斜視図である。図において、１と２は
それぞれロボット、３はロボット１の動作を制御するロ
ボット制御装置、４はロボット２の動作を制御するロボ
ット制御装置である。なお、ロボットシステムはこの例
に限るものではなく、１台のロボット制御装置により２
台のロボットが制御可能な場合、例えば、ロボット２も
ロボット制御装置４により制御される。ロボットが協調
して動作する場合には、例えば、ロボット１の先端５の
位置および姿勢を変化させた場合に、ロボット２の先端
６がロボット１の先端５との相対位置や相対速度を保ち
ながら動作する。
【００１６】図２は、ロボット間座標変換行列設定方式
におけるロボット操作の一例を示す模式図である。図に
おいて、５はロボット１の先端、６はロボット２の先
端、Ｐi （ｉ＝１，２，３）は任意の基準位置であり、
ロボット１の先端５とロボット２の先端６とを合わせる
目標位置である。なお、各基準位置から紙面下方向に描
いた線分は、それらの基準位置が空間的な位置であるこ
とを示しているに過ぎない。Ｐc は３点のデータに基づ
いて座標系を決定する場合の原点であり、例えば、前記
Ｐi の３点で決まる円弧の中心位置である。また、Ｎc
，Ｔc ，Ｖc はそれぞれ前記座標系の直交する３軸を
示す方向ベクトルであり、例えば、Ｎc は前記円弧中心
を通り円弧平面に垂直な方向ベクトル、Ｔc は円弧中心
Ｐc とＰi を結んだ方向ベクトル、Ｖc はＮc とＴc と
に直交する方向ベクトルである。
におけるロボット操作の一例を示す模式図である。図に
おいて、５はロボット１の先端、６はロボット２の先
端、Ｐi （ｉ＝１，２，３）は任意の基準位置であり、
ロボット１の先端５とロボット２の先端６とを合わせる
目標位置である。なお、各基準位置から紙面下方向に描
いた線分は、それらの基準位置が空間的な位置であるこ
とを示しているに過ぎない。Ｐc は３点のデータに基づ
いて座標系を決定する場合の原点であり、例えば、前記
Ｐi の３点で決まる円弧の中心位置である。また、Ｎc
，Ｔc ，Ｖc はそれぞれ前記座標系の直交する３軸を
示す方向ベクトルであり、例えば、Ｎc は前記円弧中心
を通り円弧平面に垂直な方向ベクトル、Ｔc は円弧中心
Ｐc とＰi を結んだ方向ベクトル、Ｖc はＮc とＴc と
に直交する方向ベクトルである。
【００１７】図３は、本実施例のロボット間座標変換行
列設定方式における演算処理を示すフローチャートであ
る。まず、ステップ１において、ロボット１を制御装置
３により駆動させて先端５を任意の基準位置Ｐ1 に位置
決めし、ステップ２において、ロボット２を制御装置４
により駆動させて先端６をロボット１の先端５の位置に
誘導し、ステップ３において、基準位置Ｐ1 の位置をそ
れぞれのロボット座標系で読み取り、ロボット１の座標
系での位置をＰA1（ＸA1，ＹA1，ＺA1）、ロボット２の
座標系での位置をＰB1（ＸB1，ＹB1，ＺB1）として記憶
させる。以下、ロボット１の座標系での座標データに添
字Ａを、またロボット２の座標系での座標データには添
字Ｂを付与する。以上の処理により、基準位置Ｐ1 の位
置データの採取を完了する。
列設定方式における演算処理を示すフローチャートであ
る。まず、ステップ１において、ロボット１を制御装置
３により駆動させて先端５を任意の基準位置Ｐ1 に位置
決めし、ステップ２において、ロボット２を制御装置４
により駆動させて先端６をロボット１の先端５の位置に
誘導し、ステップ３において、基準位置Ｐ1 の位置をそ
れぞれのロボット座標系で読み取り、ロボット１の座標
系での位置をＰA1（ＸA1，ＹA1，ＺA1）、ロボット２の
座標系での位置をＰB1（ＸB1，ＹB1，ＺB1）として記憶
させる。以下、ロボット１の座標系での座標データに添
字Ａを、またロボット２の座標系での座標データには添
字Ｂを付与する。以上の処理により、基準位置Ｐ1 の位
置データの採取を完了する。
【００１８】つぎに、ステップ１に戻って同様の処理に
より、ロボット１の先端５とロボット２の先端６とを基
準位置Ｐ2 に位置決めし、ロボット１の座標系での位置
をＰA2（ＸA2，ＹA2，ＺA2）、ロボット２の座標系での
位置をＰB2（ＸB2，ＹB2，ＺB2）として記憶させる。ま
た、ステップ１に戻って同様の処理により、ロボット１
の先端５とロボット２の先端６とを基準位置Ｐ3 に位置
決めし、ロボット１の座標系での位置をＰA3（ＸA3，Ｙ
A3，ＺA3）、ロボット２の座標系での位置をＰB3（ＸB
3，ＹB3，ＺB3）として記憶させる。
より、ロボット１の先端５とロボット２の先端６とを基
準位置Ｐ2 に位置決めし、ロボット１の座標系での位置
をＰA2（ＸA2，ＹA2，ＺA2）、ロボット２の座標系での
位置をＰB2（ＸB2，ＹB2，ＺB2）として記憶させる。ま
た、ステップ１に戻って同様の処理により、ロボット１
の先端５とロボット２の先端６とを基準位置Ｐ3 に位置
決めし、ロボット１の座標系での位置をＰA3（ＸA3，Ｙ
A3，ＺA3）、ロボット２の座標系での位置をＰB3（ＸB
3，ＹB3，ＺB3）として記憶させる。
【００１９】つぎに、ステップ４において、上記３回の
操作により求められた基準位置Ｐ1，Ｐ2 ，Ｐ3 のロボ
ット１の座標系での位置データと、ロボット２の座標系
での位置データとから、３つの基準位置Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3
を円弧上の点と見なした場合の円弧の中心位置をそれぞ
れの座標系で記述したＰcAとＰcB、円弧が与える平面の
法線ベクトルＮc をそれぞれの座標系で記述したＮcAと
ＮcB、円弧中心Ｐc と基準位置Ｐ1 とから生成される方
向ベクトルＴc をそれぞれの座標系で記述したＴcAとＴ
cB、および前記方向ベクトルＴc にそれぞれ直交する方
向ベクトルＶcをそれぞれの座標系で記述したＶcAとＶc
Bとを、公知の幾何学演算により求める。
操作により求められた基準位置Ｐ1，Ｐ2 ，Ｐ3 のロボ
ット１の座標系での位置データと、ロボット２の座標系
での位置データとから、３つの基準位置Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3
を円弧上の点と見なした場合の円弧の中心位置をそれぞ
れの座標系で記述したＰcAとＰcB、円弧が与える平面の
法線ベクトルＮc をそれぞれの座標系で記述したＮcAと
ＮcB、円弧中心Ｐc と基準位置Ｐ1 とから生成される方
向ベクトルＴc をそれぞれの座標系で記述したＴcAとＴ
cB、および前記方向ベクトルＴc にそれぞれ直交する方
向ベクトルＶcをそれぞれの座標系で記述したＶcAとＶc
Bとを、公知の幾何学演算により求める。
【００２０】つぎに、ステップ５において、ＰcAおよび
ＰcBを原点とし、この原点で直交するベクトルＮcAおよ
びＮcBと、ＴcAおよびＴcBと、ＶcAおよびＶcBとから、
各ロボット座標系で表現される単位座標系を計算し、ロ
ボット１の座標系で記述した単位座標系行列をAＭC、ロ
ボット２の座標系で記述した単位座標系行列を BＭCと
する。ここで、単位座標系行列 AＭC と BＭC は、それ
ぞれ前記単位座標系に対するロボット１の座標系からの
変換行列とロボット２の座標系からの変換行列を与え、
前記単位座標系からロボット２の座標系への変換行列は
（BＭC）-1 になる。したがって、ステップ６におい
て、ロボット１の座標系からロボット２の座標系への変
換行列 AＭB が、AＭC・（BＭC）-1として得られる。以
上の操作と演算処理とにより得られた座標変換行列 AＭ
B を用いて、ロボット１から見た位置座標をロボット２
から見た位置座標に変換することができ、ロボット間の
協調動作を容易に実現することができる。以上の操作は
ロボットシステムの設定時に１度実施するだけで足り
る。
ＰcBを原点とし、この原点で直交するベクトルＮcAおよ
びＮcBと、ＴcAおよびＴcBと、ＶcAおよびＶcBとから、
各ロボット座標系で表現される単位座標系を計算し、ロ
ボット１の座標系で記述した単位座標系行列をAＭC、ロ
ボット２の座標系で記述した単位座標系行列を BＭCと
する。ここで、単位座標系行列 AＭC と BＭC は、それ
ぞれ前記単位座標系に対するロボット１の座標系からの
変換行列とロボット２の座標系からの変換行列を与え、
前記単位座標系からロボット２の座標系への変換行列は
（BＭC）-1 になる。したがって、ステップ６におい
て、ロボット１の座標系からロボット２の座標系への変
換行列 AＭB が、AＭC・（BＭC）-1として得られる。以
上の操作と演算処理とにより得られた座標変換行列 AＭ
B を用いて、ロボット１から見た位置座標をロボット２
から見た位置座標に変換することができ、ロボット間の
協調動作を容易に実現することができる。以上の操作は
ロボットシステムの設定時に１度実施するだけで足り
る。
【００２１】なお、ロボット２からロボット１への変換
行列 BＭA は、BＭC・（AＭC）-1として求められること
は言うまでもない。また、本実施例では前記３点を通る
円弧の中心を原点とし、円弧平面に対する法線単位ベク
トルと基準位置Ｐ1 を通る方向ベクトルとを座標軸方向
ベクトルとする単位座標系を設定したが、これに限定さ
れるものでなく、前記３点の位置データに基づいて固定
設定したものであれば任意でよいことも言うまでもな
い。
行列 BＭA は、BＭC・（AＭC）-1として求められること
は言うまでもない。また、本実施例では前記３点を通る
円弧の中心を原点とし、円弧平面に対する法線単位ベク
トルと基準位置Ｐ1 を通る方向ベクトルとを座標軸方向
ベクトルとする単位座標系を設定したが、これに限定さ
れるものでなく、前記３点の位置データに基づいて固定
設定したものであれば任意でよいことも言うまでもな
い。
【００２２】以下、本発明のロボット間座標変換行列補
正方式について説明する。上記ロボット間座標変換行列
を設定する時、ロボット１の先端５とロボット２の先端
６とを同一基準位置に位置決めする時の位置合わせ不良
により人為的な誤差が発生する。
正方式について説明する。上記ロボット間座標変換行列
を設定する時、ロボット１の先端５とロボット２の先端
６とを同一基準位置に位置決めする時の位置合わせ不良
により人為的な誤差が発生する。
【００２３】図４は本発明のロボット間座標変換補正方
式により変換行列を補正する場合のロボット操作を示す
模式図である。なお、各基準位置から紙面下方向に描い
た線分は、それらの基準位置が空間的な位置であること
を示しているに過ぎない。図において、Ｐ1 ，Ｐ2 およ
びＰ3 は前記ロボット間座標変換行列設定処理において
指定された座標系設定時の任意の基準位置、Ｐ4 および
Ｐ5 は座標系変換行列を補正するための補正データを取
得する目的で指定された任意の基準位置であり、ロボッ
ト１の先端５およびロボット２の先端６を合わせる場合
の目標である。
式により変換行列を補正する場合のロボット操作を示す
模式図である。なお、各基準位置から紙面下方向に描い
た線分は、それらの基準位置が空間的な位置であること
を示しているに過ぎない。図において、Ｐ1 ，Ｐ2 およ
びＰ3 は前記ロボット間座標変換行列設定処理において
指定された座標系設定時の任意の基準位置、Ｐ4 および
Ｐ5 は座標系変換行列を補正するための補正データを取
得する目的で指定された任意の基準位置であり、ロボッ
ト１の先端５およびロボット２の先端６を合わせる場合
の目標である。
【００２４】図５は、本発明のロボット間座標変換行列
補正方式の操作および処理を示すフローチャートであ
る。まず、ステップ１において、ロボット１を制御装置
３により駆動させ、その先端５を座標系設定時に設定し
た基準位置Ｐ1 〜Ｐ3 以外の任意の基準位置Ｐ4 に位置
決めする。ステップ２において、ロボット２を、同様
に、制御装置４により駆動させ、その先端６をロボット
１の先端５の位置に誘導し、ステップ３において、基準
位置Ｐ4 の位置をそれぞれのロボット座標系で読み取
り、ロボット１の座標系での位置をＰA4（ＸA4，ＹA4，
ＺA4）、ロボット２の座標系での位置をＰB4（ＸB4，Ｙ
B4，ＺB4）として記憶させる。つぎに、ステップ１に戻
って、ロボット１の先端５を制御装置３により駆動させ
て位置を変更し、新たにＰ1 〜Ｐ4 以外の基準位置Ｐ5
に位置決めし、ステップ２において、ロボット２を駆動
して、その先端６をロボット１の先端５の位置に誘導
し、ステップ３で基準位置Ｐ5 の位置をそれぞれのロボ
ット座標系で読み取り、ロボット１の座標系での位置を
ＰA5（ＸA5，ＹA5，ＺA5）、ロボット２の座標系での位
置をＰB5（ＸB5，ＹB5，ＺB5）として記憶させる。
補正方式の操作および処理を示すフローチャートであ
る。まず、ステップ１において、ロボット１を制御装置
３により駆動させ、その先端５を座標系設定時に設定し
た基準位置Ｐ1 〜Ｐ3 以外の任意の基準位置Ｐ4 に位置
決めする。ステップ２において、ロボット２を、同様
に、制御装置４により駆動させ、その先端６をロボット
１の先端５の位置に誘導し、ステップ３において、基準
位置Ｐ4 の位置をそれぞれのロボット座標系で読み取
り、ロボット１の座標系での位置をＰA4（ＸA4，ＹA4，
ＺA4）、ロボット２の座標系での位置をＰB4（ＸB4，Ｙ
B4，ＺB4）として記憶させる。つぎに、ステップ１に戻
って、ロボット１の先端５を制御装置３により駆動させ
て位置を変更し、新たにＰ1 〜Ｐ4 以外の基準位置Ｐ5
に位置決めし、ステップ２において、ロボット２を駆動
して、その先端６をロボット１の先端５の位置に誘導
し、ステップ３で基準位置Ｐ5 の位置をそれぞれのロボ
ット座標系で読み取り、ロボット１の座標系での位置を
ＰA5（ＸA5，ＹA5，ＺA5）、ロボット２の座標系での位
置をＰB5（ＸB5，ＹB5，ＺB5）として記憶させる。
【００２５】つぎに、ロボット間座標変換行列設定時の
基準位置Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3 と、今回設定した基準位置Ｐ4
，Ｐ5 との５点の位置データを用いて以下の演算を行
う。まず、ステップ４において、補正対象のロボット間
座標変換行列 AＭB を用いて、ロボット２の座標系で表
した位置座標ＰBi（ｉ＝１〜５）をロボット１での位置
座標に変換し、ＰBAi （ｉ＝１〜５）とする。つぎに、
ステップ５において、位置座標ＰBAi とＰAiとを、それ
ぞれ４×１行列として４要素目に１を追加して（Ｘ，
Ｙ，Ｚ，１）と表し、ＰBAi'＝（ＸBAi，ＹBAi，ＺBA
i，１） とする。変換行列 AＭB に誤差がなければＰBA
i とＰAiとは等しいはずである。逆に、誤差がある場合
には、ＰBAi とＰAi（ｉ＝１〜５）の値を等しくするよ
うな、すなわち、ＰAi' ＝Ｑ・ＰBAi' を満たす４×４
行列の補正行列Ｑ
基準位置Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3 と、今回設定した基準位置Ｐ4
，Ｐ5 との５点の位置データを用いて以下の演算を行
う。まず、ステップ４において、補正対象のロボット間
座標変換行列 AＭB を用いて、ロボット２の座標系で表
した位置座標ＰBi（ｉ＝１〜５）をロボット１での位置
座標に変換し、ＰBAi （ｉ＝１〜５）とする。つぎに、
ステップ５において、位置座標ＰBAi とＰAiとを、それ
ぞれ４×１行列として４要素目に１を追加して（Ｘ，
Ｙ，Ｚ，１）と表し、ＰBAi'＝（ＸBAi，ＹBAi，ＺBA
i，１） とする。変換行列 AＭB に誤差がなければＰBA
i とＰAiとは等しいはずである。逆に、誤差がある場合
には、ＰBAi とＰAi（ｉ＝１〜５）の値を等しくするよ
うな、すなわち、ＰAi' ＝Ｑ・ＰBAi' を満たす４×４
行列の補正行列Ｑ
【００２６】
【数１】
【００２７】を求めればよい。ステップ６において、前
記補正行列Ｑにおける補正係数ｑ11〜ｑ34を、ｉ＝１〜
５の５点のＰAi' とＰBAi の関係から、最小二乗法演算
により求める。この処理で得られた補正行列Ｑをロボッ
ト間座標変換行列 AＭB に乗算し、Ｑ・AＭBとすること
で補正した変換誤差のない座標変換行列が求めることが
できる。
記補正行列Ｑにおける補正係数ｑ11〜ｑ34を、ｉ＝１〜
５の５点のＰAi' とＰBAi の関係から、最小二乗法演算
により求める。この処理で得られた補正行列Ｑをロボッ
ト間座標変換行列 AＭB に乗算し、Ｑ・AＭBとすること
で補正した変換誤差のない座標変換行列が求めることが
できる。
【００２８】なお、本実施例ではロボットが２台として
説明したが、それ以上の複数台であっても適用できるこ
とは言うまでもない。
説明したが、それ以上の複数台であっても適用できるこ
とは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のロボット間座標変換行列設定方式は、複数のロボット
の先端を位置合わせし、空間上の３点についてそれぞれ
の座標系で位置を読み取る操作のみで変換行列を演算し
て求め、ロボットに設定するようにしたことにより、容
易に変換行列を得ることができ、協調動作を容易に実現
することができる。
のロボット間座標変換行列設定方式は、複数のロボット
の先端を位置合わせし、空間上の３点についてそれぞれ
の座標系で位置を読み取る操作のみで変換行列を演算し
て求め、ロボットに設定するようにしたことにより、容
易に変換行列を得ることができ、協調動作を容易に実現
することができる。
【００３０】また、本発明のロボット間座標変換行列の
補正方式は、空間上５点の位置についてそれぞれの座標
系で位置を読み取り、上記の方法で求めた変換行列を適
用して座標変換した位置が互いに等しくなるように補正
行列を求めることにより、変換行列を求めた時の誤差を
補正でき、精度よく協調動作をさせることができる。
補正方式は、空間上５点の位置についてそれぞれの座標
系で位置を読み取り、上記の方法で求めた変換行列を適
用して座標変換した位置が互いに等しくなるように補正
行列を求めることにより、変換行列を求めた時の誤差を
補正でき、精度よく協調動作をさせることができる。
【図１】複数のロボットを備えたロボットシステムの構
成を示す斜視図
成を示す斜視図
【図２】本発明のロボット間座標変換行列設定方式にお
けるロボット操作の一例を示す模式図
けるロボット操作の一例を示す模式図
【図３】本実施例のロボット間座標変換行列設定方式に
おける演算処理を示すフローチャート
おける演算処理を示すフローチャート
【図４】本発明のロボット間座標変換補正方式により変
換行列を補正する場合のロボット操作を示す模式図
換行列を補正する場合のロボット操作を示す模式図
【図５】本発明のロボット間座標変換行列補正方式の補
正処理を示すフローチャート
正処理を示すフローチャート
１，２ ロボット ３ ロボット１の制御装置 ４ ロボット２の制御装置 ５ ロボット１の先端 ６ ロボット２の先端
Claims (2)
- 【請求項１】 制御装置により駆動制御される複数のロ
ボットで構成されるロボットシステムにおいて、複数の
ロボットの先端を位置合わせし、空間上の任意の３点に
ついてそれぞれのロボットの座標系で位置を読み取り、
前記３点を基準に設定した単位座標系をそれぞれの座標
系の値として演算することにより、前記単位座標系に対
する各ロボットの座標系からの座標変換行列を求め、そ
の座標変換行列からロボット間座標変換行列を求め、前
記ロボット間座標変換行列を前記ロボットシステムに設
定するロボット座標間変換行列設定方式。 - 【請求項２】 複数のロボットの先端を位置合わせし、
空間上の任意の３点についてそれぞれのロボットの座標
系で位置を読み取り、前記３点を基準に設定した単位座
標系に対する両座標系からの座標変換行列を基に求めた
ロボット間座標変換行列において、前記３点以外の前記
空間上の任意の２点を含めた５点の位置をそれぞれの座
標系により読み取り、前記複数のロボットの内の任意１
台の座標系で記述した前記５点の位置座標を、残り他の
任意１台のロボットの座標系により記述した位置座標に
等しくする行列を前記任意２台のロボット間の補正行列
として求めるロボット間座標変換行列の補正方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03884296A JP3632278B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ロボット間座標変換行列設定方法および補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03884296A JP3632278B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ロボット間座標変換行列設定方法および補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09207088A true JPH09207088A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3632278B2 JP3632278B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=12536463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03884296A Expired - Fee Related JP3632278B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ロボット間座標変換行列設定方法および補正方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3632278B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003039817A1 (fr) * | 2001-11-07 | 2003-05-15 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Systeme de commande de collaboration de robots |
| JP2006346756A (ja) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Kuka Roboter Gmbh | ロボットを制御する方法およびシステム |
| JP2008254097A (ja) * | 2007-04-03 | 2008-10-23 | Denso Wave Inc | 複数ロボット間の相対位置計算方法 |
| US9517556B2 (en) | 2012-06-29 | 2016-12-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Robot control apparatus and robot control method |
| US9840008B2 (en) | 2013-03-19 | 2017-12-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Robot system control method and robot system |
| DE102017128652A1 (de) | 2016-12-09 | 2018-06-14 | Fanuc Corporation | Robotersystem mit einer mehrzahl von robotern, robotersteuerung und robotersteuerverfahren |
| CN110815177A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-21 | 中科新松有限公司 | 一种复合机器人2d视觉引导示教的迁移方法 |
| US10807245B2 (en) | 2015-05-29 | 2020-10-20 | Cmr Surgical Limited | Characterising robot environments |
| CN113021348A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-06-25 | 深圳群宾精密工业有限公司 | 一种应用于不同机器人之间点位高精度转换的方法 |
| CN116117810A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-05-16 | 群滨智造科技(苏州)有限公司 | 一种不同机器人之间数据转换后二次校准的方法及装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5678979B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2015-03-04 | 株式会社安川電機 | ロボットシステム、校正方法及び被加工物の製造方法 |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP03884296A patent/JP3632278B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7558646B2 (en) | 2001-11-07 | 2009-07-07 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Cooperative control system of robots |
| WO2003039817A1 (fr) * | 2001-11-07 | 2003-05-15 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Systeme de commande de collaboration de robots |
| JP2006346756A (ja) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Kuka Roboter Gmbh | ロボットを制御する方法およびシステム |
| JP2008254097A (ja) * | 2007-04-03 | 2008-10-23 | Denso Wave Inc | 複数ロボット間の相対位置計算方法 |
| US9517556B2 (en) | 2012-06-29 | 2016-12-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Robot control apparatus and robot control method |
| US9840008B2 (en) | 2013-03-19 | 2017-12-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Robot system control method and robot system |
| US10807245B2 (en) | 2015-05-29 | 2020-10-20 | Cmr Surgical Limited | Characterising robot environments |
| US11597094B2 (en) | 2015-05-29 | 2023-03-07 | Cmr Surgical Limited | Characterising robot environments |
| DE102017128652B4 (de) | 2016-12-09 | 2022-02-03 | Fanuc Corporation | Robotersystem mit einer mehrzahl von robotern, robotersteuerung und robotersteuerverfahren |
| US10456917B2 (en) | 2016-12-09 | 2019-10-29 | Fanuc Corporaration | Robot system including a plurality of robots, robot controller and robot control method |
| DE102017128652A1 (de) | 2016-12-09 | 2018-06-14 | Fanuc Corporation | Robotersystem mit einer mehrzahl von robotern, robotersteuerung und robotersteuerverfahren |
| CN110815177A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-21 | 中科新松有限公司 | 一种复合机器人2d视觉引导示教的迁移方法 |
| CN110815177B (zh) * | 2019-10-29 | 2022-08-16 | 中科新松有限公司 | 一种复合机器人2d视觉引导示教的迁移方法 |
| CN113021348A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-06-25 | 深圳群宾精密工业有限公司 | 一种应用于不同机器人之间点位高精度转换的方法 |
| CN113021348B (zh) * | 2021-03-23 | 2021-10-15 | 深圳群宾精密工业有限公司 | 一种应用于不同机器人之间点位高精度转换的方法 |
| CN116117810A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-05-16 | 群滨智造科技(苏州)有限公司 | 一种不同机器人之间数据转换后二次校准的方法及装置 |
| CN116117810B (zh) * | 2023-01-10 | 2023-12-29 | 群滨智造科技(苏州)有限公司 | 一种不同机器人之间数据转换后二次校准的方法及装置 |
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|---|---|
| JP3632278B2 (ja) | 2005-03-23 |
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