JPS59205282A - 多関節ロボツトの原点補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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原点補正方法に関す２ベージ るものである。

従来例の構成とその問題点 一般に多関節ロボットが直交座標系のある点に正確に位
置決めを行なうには、隣接するアーム相互間の角度が正
確に測定され々ければならない。

さらにこの角度が正確に測定されていないと、直線補間
が精度よく行なえないため、ＣＰ制御（コンティニュア
ス・パス制御、以下ＣＰ制御と略す。）やパレタイジン
グ機能が不可能に々る。

アーム間の角度は一度ある基準点の角度が正確に測定さ
れれば、あとはロータリーエンコーダ等のセンサを用い
て精度よく回転角を測定することができる。

しかし、従来のようにリミットスイッチとロータリーエ
ンコーダの一回転ごとの原点信号を利用する方式では、
基準点の位置がリミットスイッチやロータリーエンコー
ダ等のセンサの取り付は位置の精度に依存するためアー
ム間の角度を正確に測定することはきわめて困難であっ
た。

以下にリミットスイッチとロータリエンコーダ３　ペー
：ｊ を用いた場合の原点の検出する方法を水平多関節ロボッ
トを例にとり説明する。水平多関節ロボットは第１図に
示すように、第１アーム１および第２アーム２を回転す
ることによって第２アームの先端に取り付けたワーク３
の位置を制御する。第１アーム４の回転角θ１と第２ア
ーム６の回転角０２をそれぞれ第２図に示すようにとる
とする。

ただし、θ１．θ２は反時計方向の回転を正とする。

ここで、θ１＝０２−〇のときのワーク３の位置を原点
とすると、この原点が制御装置に正確に認識されていな
ければなら々い。

第３図は、リミットスイッチを用いて原点を検出する部
分を示している。遮光板８は第２アーム７の回転に連動
して回転する。この遮光板がリミットスイッチ９の受光
面の遮光を解いてから、ロータリーエンコーダの１回転
ごとの原点信号を検出したときの回転角を制御装置はθ
２−ｏとする。

この場合、リミットスイッチとロータリーエンコーダの
取り付は時の精度によっては、実際には第４図に示すよ
うにθ２−０ではなく第４図に示すずれΔθ２が生じる
。したがって、制御装置が認識した第１アームと第２ア
ームの回転角をそれぞれψ１．ψ２とし、アームの長さ
をそれぞれ、ｒｌ、ｒ２とすれば、直交座標系における
位置（ｘ、ｙ）は、θ１＝ψ１，０□−φ２＋Δθ２よ
り ｘ＝−ｒ１ｓｉｎψ１−ｒ２ＳＩｎ（ψ１＋ψ２＋Δθ
２）ｙ　＝＝−ｒ１ｃｏｓψ１＋ｒ２ｃｏｓ（ψ１＋ψ
２＋Δθ２）となる。

これより、Δθ２によって位置決めのずれが生じること
がわかる。さらに、制御装置がψ１．ψ２を用いて直線
補間を行なっても、ワーク３の軌跡は直線にはなら彦い
。

したがって、Δθ２だけψ２を補正してやらなければな
らないが、とのずれを々くすためにリミットスイッチお
よびロータリーエンコーダの取す付けを高精度で行なう
のは困難であり実用的ではない。

発明の目的 本発明は、前記従来の問題点を解消するものである。

５ページ 発明の構成 本発明は、ロボットの２本のアームだけを動かして一点
に位置決めを行々う場合に２通りの方法が可能となる左
右対称なアームにおいて、このアーム相互間の角度を測
定するアーム角測定装置と前記アーム角測定装置によっ
て測定したアーム角によって位置決めを制御する制御装
置とによりアーム相互間の角度と実際のアーム相互間の
角度との差を、前記左右対称なアームの機構を利用して
１点に２通りの位置決めを行なった場合の、前記アーム
角測定装置が示すアーム相互間の角度を用いて算出する
工程と、前記工程において１点に位置決めする場合に位
置決めのずれを検出する装置とからなり、多関節ロボッ
トの原点のずれを簡単な位置決め動作によって高精度で
求めることができるので直線補間を高精度で行なうこと
が可能である。さらにこの原点補正動作を自動的に行な
うことが可能である。

実施例の説明 以下に本発明の一実施例を第６〜　図に基づい６ベーＳ
！ 説明する。

第５図は制御装置が認識している回転角の情報だけを使
って原点のずれΔθ２を測定する原理を示している。

通常、ある点に位置決めするのに第５図に示すように二
通りの方法がある。第２アームの回転角が正のときを右
腕による位置決め、負のときを左腕による位置決めと呼
ぶことにする。右腕による位置決めを行なった場合と、
左腕による位置決めを行なった場合の第２アームの実際
の回転角をそれぞれθ２．θ：２．また制御装置が認識
した値をそれぞれψ２．ψ；とすれば、次の関係が成立
する。

θ２＝−０２ ψ２＝θ２−Δθ２・　ψ２＝θ２−Δθ２よって Δθ　−一（ψ２＋ψ２）／２ − を得る。

これより、制御装置はある点に右腕と左腕による位置決
めの両方を行ない、それぞれの場合の第２アームの回転
角を記憶し、その値から原点のず７ページ れΔθ２を求めることができる。

以」二の原理に基づいて、原点補正を行なう制御装置の
構成の一例を第６図に示す。１０はカメラ、１１は画像
処理装置、１２は制御装置、１３は水平多関節ロボット
である。ロボットの可動範囲内の任意の場所に設置され
たカメラ１ｏからの画像入力を画像処理装置１１によっ
て処理する。画像処理装置１１は入力画像のどの位置に
ワーク３を位置決めするかを決めておく。これをＰ点と
すると、カメラ１ｏの視界に入る程度の精度で、Ｐ点の
直交座標（ｘ、ｙ）を制御装置１２に入力しておく。制
御装置はこのＰ点の直交座標（ｘ、ｙ）を右腕と左腕に
よる位置決めの場合のアームの回転角θ１．θ２に変換
しておく。

捷ず、右腕の状態でＰ点に位置決めする。しかし、原点
のずれΔθ２に相当する距離だけＰ点からずれているは
ずである。このずれを前記カメラからの画像情報から前
記画像処理装置が検出し、前記制御装置に入力する。制
御装置はこのずれ分だけワーク３の位置を移動させる。

位置決め後、再度前記カメラからずれを検出し、同じ操
作を繰り返す。前記制御装置は、このずれがある適当な
値以下になったらとの操作を修了する。このときの制御
装置は第２アームの回転角ψ２を記憶しておく。

以上の操作を左腕の状態に対しても同様に行ない第２ア
ームの回転角ψニを記憶する。このψ２゜ψ；の値より
制御装置はΔθ２の値を求め、原点ずれ測定動作を修了
する。

通常の位置決めの際には、前記制御装置はΔθ２だけ第
２アームの回転角ψ２を補正して位置決めするＯＭ線補
間を行なう際にも、Δθ２分だけ補正した値で直線補間
の計算を行々えば、精度よく位置決めが行々える。

なお、本実施例において、水平多関節ロボットを用いた
が、右腕および左腕による位置決めを行なえる関節形の
ロボットすべてに適用することができる。

発明の効果 以上のように本発明は′、多関節ロボットにおいてリミ
ットスイッチおよびロータリーエンコーダ９ベー２ノ 等のセンサが検出したロボットの原点のずれを補正する
ものである。

この方式を用いれば、原点のずれを制御装置に与えられ
たアームの長さおよび第１アームの回転角に無関係に測
定でき、センサから得られた第２アームの回転角の精度
だけで決まる。この原点のずれを補正することによって
、直線補間を高精度で行なうことができるので、ＣＰ制
御やパレタイジング機能を精度よく行なうことができる
。

さらに、多関節ロボットの原点を補正する動作を制御装
置が自動的に行なうことができるので操作が大変に簡単
化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は水平多関節ロボットの斜視図、第２図は水平多
関節ロボットのアームの回転角を示す説明図、第３図は
リミットスイッチを用いたアームの斜視図、第４図はロ
ボットの原点のずれを示す説明図、第６図は本発明の一
実施例の原理を示す図、第６図は本発明の一実施例にお
ける水平多関節ロボ７）の自動原点補正装置の斜視図で
ある。 １０ベーＳり １・・・・・・第１アーム、２・・・・・・第２アーム
、９・・・・・・リミットスイッチ、１ｏ・・・・・・
カメラ、１１・・・・・・画像処理装置、１２・・・・
・・制御装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 す 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボットの２本のアームだけを動かして一点に位置決め
   を行なう場合に２通りの方法が可能となる左右対称なア
   ームにおいて、このアーム相互間の角度を測定するアー
   ム角測定装置と、前記アーム角測定装置によって測定し
   たアーム角によって位置決めを制御する制御装置とによ
   り前記アーム相互間の角度と実際のアーム相互間の角度
   との差を、前記左右対称なアームを利用して１点に２通
   りの位置決めを行なった場合の、前記アーム角測定装置
   が示すアーム相互間の角度を用いて算出する工程と、前
   記工程において１点に位置決めする場合に位置決めのず
   れを検出する装置とからなる多関節ロボットの原点補正
   方法。