JPS60146301A

JPS60146301A - ロボツト位置補正方法

Info

Publication number: JPS60146301A
Application number: JP59001936A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Matoba; 的場　秀彰
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-01-11
Filing date: 1984-01-11
Publication date: 1985-08-02

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】〔発明の利用分野〕本発明は、ロボットのティーチング工数削減やプレイバ
ック時の自動位置補正に好適なロボット位置補正方法に
関する。

〔発明の背景〕

従来のティーチング作業では、ロボットハンド（もしく
はロボットで把持した部品）と、周辺装置（ｔたは部品
）との間での平行／垂直出しを人間が目で見ながら試行
錯誤で行なっていた。

このため、平行／垂直を出すまでに非常に多くの時間が
必観となり、かつ、作業を精＠に行なうためにロボット
に近づく必要があり、安全性の面でも問題があった。

また、ロボット言語において、その動作指示コマンドの
中に位置補正用の命令があり、ロボット手先の２軸（手
先の向いている方向がＺ＋）を、絶対座標系の最寄の軸
に平行にするという。

機能を実現している。しかしながらこの技術は、（ｉ）
実際の作業現場では、ロボットと周辺装置（または部品
）との間において、厳密に平行／垂直が出ていない場合
が大部分である。

従って、ロボットのハンドのみが絶対座標に対して平行
／垂直になっても、周辺との平行／垂直が確保されたわ
けではなく、実際には、例えば部品の精密な組み付は等
を行なうことができない。

（１１）この命令は言語機能の１つであり、教示装置（
ティーチングボックス）から指示できない。

従って、ロボットの位置を補正しようとする時Ｗは、い
ちいちプログラムを実行させなければならない。

という点に問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ロボット手先と周辺装置及び部品との
間の相対的な平行／垂直出しを可能にするロボット位置
補正方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

ティーチング工数を削減するだめには、ティーチング作
業の中で最も時間を幣するロボットと対象物間の平行／
垂直出しに袈する時間を削減することが重要である。

着た、その平行／垂直出しも、ロボットがその作業対象
とする個々の物体と、ロボット間での相対的カ平行／垂
直である必夢がある。

上記見地より、本発明は、ロボットと対象物との間の距
離を測定する距離測′□定手段と、ロボット各軸の回転
角度または並進距離を測定する位置測定手段と、演算手
段を用いて、ロボットと対象物間の相対的平行／垂直出
しを目動的かつ短時間で行なうロボット位置補正方法を
実現するものである。

〔発明の実施例〕

（実施例１）本発明の一実施例を第１図から第４図により説明する。

第１図は本発明によるロボット組立システムの構成図、
第２図は第１図における動作指示装置のスイッチ構成図
、第６図は同じくオプティカルセンサの設置状態を示す
図、第４図は具体的な制御構成を示すブロック図で、第
１図は、コンベアとを流れてくる円筒部品をロボットが
把持する場合を示している。

図中、１はロボット（位僅測定用エンコーダ付）、２は
センサ（距離測定装置）、５はＩ・ンド、４は把持対象
円筒部品、５はコンベア、６は制御装置（演算装置）、
７は動作指示装置（ティーチングボックス）を示す。

ティーチング作業として、手先のＺ軸を、円筒の中心軸
と平行にする作業を考える。

ティーチング作業者は、（１）　ロボット１を動作指示装置４７（詳細は第２図
参照）を用いてマニーアルで動かし、第６図に示すセ／
す２のオプティカルセンサ（１０〜１２）の設置面（１
６）が円筒４の上部の平面と向かい合う様にする。

（２）動作指示装置７で第２図に示す　平行ｌスイッチ
８を押す。

という操作を行なう。

制御装置（演算装置）６内では、平行？スイッチ８の入
力後、第４図に示す如く、 ■　演算装置７０からオプティカルセンサ１０〜１２を
起動する信号１７〜１９を出力する。

■　オプティカルセンサ１０〜１２は、各々のセンサか
ら対象円筒４の上面までの距離２０〜２２を測定する。

■　演算装置７０は距離情報２０〜２２をメモリ２３〜
２５へ人力する。

■　演算装置７０は、ロボット位置人力装置２６〜６１
（６自由度ロボットとして、各軸に取り付けられたエン
コーダ情報を人力する°。）より、６軸分のエンコーダ
情報３２〜３７をメモリ６８〜４３へ入力する。

■　演算装置７０は、６軸分のエンコーダ情報（メモリ
３８〜４３の内容ンとロボット構成データ５２（既知の
データとしてメモリ５３に格納済み）からノ・ノド中心
位置４４（第６図の１４）を算出してメモリ５４へ格納
する。

■　演算装置７０は、ハンド中心位置４４．対象円筒上
面までの距離２０〜２２（メモリ２５〜２５の内容）、
及びオプティカルセンサの設置位置４５〜４７（既知の
情報としてメモリ４８〜５０に格納済み）より、対象円
筒上面の法線５１（第６図の１６）をめメモリ５５へ格
納する。

■　演算装置７０は、法線５１と、ロボットハンド中心
４４を原点とした所定の軸（例えば２軸）が平行となる
ために必要となるロボットの移動目標点５６を算出し、
メモリ５７へ格納する。

■　演算装置７０Ｆｉ、■でめた移動目標点５６とロボ
ット構造データ５２から、ロボット各軸の回転角度５８
〜６３を算出する。

という手順で、ロボットの位置を補正するだめの情報を
算出する。

上記実施例においては、対象円筒上面までの距離測定装
置としてオプティカルセンサを用いたが、これは超音波
センサ等の非接触センサと置き換えることも可能である
。

また、非接触センサのかわやにメカニカルな接触センサ
を用いることも可能である。

最終出力結果としては、ロボット各軸の回転角度を算出
したが、ロボットが直交型の場合は各軸の並進距離をめ
ればよい。

（実施例２）実施例１において、■でめた法線と平行にすべきロボッ
トハンドの軸は固定であり、Ｘ、Ｙ。

２軸を自由に指定することができなかった。

実施例２では、対象物平面の法線５１と平行にすべきロ
ボットハンドの軸を自由に設定するための方法を示す。

ティーチング作業者は、（１）ロボット１を動作指定装置７を用いてマニーアル
で動かし、距離測定装置２のオプティカルセンサ（１０
〜１２）の設置面１３が円筒４の上部の平面と向かい合
う様にする。

（２）動作指定装置７の軸％ｊを第２図で示す田２日′
キー９を用いて入力（例えばＸ軸はｍｌ、Ｙ軸は階２．
ｚ＠は陽３）し、平行にすべき軸を設定する。

（５ン　動作指示装置７で平行ｐスイッチ８を押す。

という操作を行なう。

平行ｐスイッチ８０入力後、制御装置（演算装置）６内
で行なわれる処理は、■〜■までと同様である。

処理のにおいて、平行にすべき軸として、上記（２）で
設定した軸を考慮して移動目標点を決定する。（２軸、
°Ｙ軸を指定した場合の対象円筒と、ロボットノ・ノド
の関係を第５図及び第６図に示す。）最後に処理■を行ない、九ボットの位置を補正するだめ
の情報を算出する。

（実施例３）実施例１または実施例２でめた、ロボット位置補正情報
（５８〜６３）を、演ｉ、装置７０がロボット駆動装置
６４〜６９に出力することＫより（第４図参照）、ロボ
ットノ・ノドの任意の軸を対象物平面の法線と自動的に
平行にする。

（実施例４）実施例１〜実施例５は、ティーチング作業時における例
を示したが、ロボット位置補正方法は、プレイバック時
にも適用可能である。

以下にロボット言語を持つシステムを例に取って、プレ
イバック時の適用例を示す。

ロボット言語のプログラマは、（１）　ＭＯｖＥ　Ｐｌ　・叩・（１）ＡＬｉＧＮ　Ｘ
　・・・・・・（ＩＩ）というプログラムを作成する。

ここで、（ｉ）の文は、実施例１において、作業者カマ
ニュアルでロボット１を動かし、オプティカルセンナ１
０〜１２の設置面と、円筒上部の平面とを向かい合わせ
た操作に相当する動作をロボットに指示する命令である
。

すなわち、Ｐｌは、オプティカルセンサ設置面と円筒上
部の平面が向かい合う様なロボットの移動目標点を表わ
す名称である。

また、（１１）の文は、実施例２の■〜■の処理を行な
い、最終的にめられたロボット位置補正情報に従って、
ロボットを駆動することを指示する命令である。

ここで、　ＡＬｉＧＮ　ＸのＸは、対象物平面の法線と
千行如すべき軸を表わしており、このパラメータをＹ　
、　Ｚ　ｅｔｃと変化させる事により、平行てすべき軸
を自由に設定できる。

（２）　（１）のプログラムの実行を指示することによ
り、ロボットは、オプティカルセンサ設置面と、円筒と
部の平面が向かい合う位置へ移動し、位置補正を行なう
。

以上のシステムを実現するための構成要素としては、第
４図に示す要素に加えてプログラム入力装置が必要であ
る。

ただし、動作指示装置７にプログラム入力機能を追加し
、動作指示装置７より、プログラムの入力、動作指示の
両方を行なうことも可能でアル。（第２　図）ＭＯＶＥ
、　ＡＬＩＧＮ　、　０〜９　＊Ｐ　、　Ｘ　、　Ｙ　
。

Ｚ　、　５ＨｉＦＴ　ｅｔｃは、動作指示装置に付加し
たプログラム入力用キーを示す）〔発明の効果〕本発明を用いることにより、以下の効果を得ることが出
来る。

（１）ティーチング作業で最も時間を要する平行／垂直
出し作業が自動的に、かつ短時間で実施可能となゆ、テ
ィーチング工数が減少する。

（２）ティーチング時に、ロボットの可動範囲外でティ
ーチングすることが可能となり、作業者の安全が確保さ
れる。

（５）プレイバック時に、対象物の平行／垂直出しが正
確に行なわれて、いない場合にも、ロボットが対象物に
合わせて自動的に相対的な平行／垂直出しを行なうこと
が可能に゛なる。これによって、対象物の正確な位置決
めを行なうためお周辺装置が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるロボット組立システムの構成図、
第２図は動作指示装置（ティーチングボックス）のスイ
ッチ構成図、第３図はオプティカルセンサの設置状態を
示す図、第４図は制御装置の構成を示すブロック図、第
５図及び第６図は対象円筒と、ロボットノ・ノドの関係
を示す図である。１・・・・・・ロボット本体、２・・・・・・距離測定装置（センサ）。３・・・・・・ハンド、４・・・・・・円筒部品、５・・・・・・コンベア。６・・・・・・制御装置、７・・・・・・動作指示装置（ティーチングボックス）
、９・・・・・・軸階設定′スイッチ、８・・・・・・平行動作指示゛スイッチ、１０〜１２・
・・・・・オプティカルセンサ、１６・・・・・・セン
サ設置面、１４・・・・・・ハンド中心、１６・・・・・・法線、１７〜１９・・・・・・センサ起動信号、２０〜２１・
・・・・・センサから対象円筒上面までの距離情報２３〜２５．５８〜４５．４８〜５０．・１、％〜５５
．５７・・・・・・メモリ、２６〜６１・・・・・・ロ
ボット位置入力装置、３２〜３７・・・・・・エンコー
タ情報、４４・・・・・・ハンド中心位置情報、５２・
・・・・・ロボット構造情報、４５〜４７・・・・・・センサ設置位置情報、５１・・
・・・・法線情報、５６・・・・・・移動目標点情報、５８〜６６・・・・・・ロボット各軸の回転角度情報、
６４〜６９・・・・・・ロボット駆動装置、７０・・・
・・・演算装置。代理人弁理士　高　橋　明　夫

Claims

【特許請求の範囲】１、　ロボットの手先に設置されて、ロボットと対象物
との間の距離を測定する距離測定手段と、ロボット各軸
の回転角度または並進距離を測定する位置測定手段と、
演算手段を有し、前記位置測定手段より入力されたロボ
ット各軸の回転角度または並進距離を用いて、前記演算
手段によりロボット手先中心のロボット＼絶対座標系での位置をめ、前記距離測定手段により、ロ
ボットと対象物平面間の距離を異なる６点で測定し、前
記ロボット手先中心位置と、ロボット手先中心から距離
測定手段の設置位置までの距離と、前記ロボットと対象
物平面間の距離情報より、前記演算手段を用いて対象物
平面の法線方向をめ、前記法線方向と、ロボット手先の
直交座標の所定の軸を平行にするだめに必要となるロボ
ット各軸の現在位置からの回転角度または並進距離をめ
ロボットの位置を補正することを特徴とす汰るロボット位置補正方式。２　前記ロボット手先の直交座標系の軸方向を指定する
ための操作指示手段を設け、前記対象物平面の法線方向
１丁゛該操作指示手段より入力されるロボット手先の直
交座標系の任意の軸方向とを平行にするために必要とな
るロボット各軸の現在位置からの回転角度または並進距
離をめることを特徴とする特許請求本の範囲第１項記載のロボット位置補正方式。３、　ロボット駆動装置を設け、対象物平面の法線方向
と、ロボット手先の直交座標系の任意の軸方向とを平行
にするために必要となるロボット各軸の現在位置からの
回転角度、または並進距離を前記演算手段によりめ、か
つ、求められた回転角度または並進距離情報を。前記演算手段を用いて自動的に前記ロボット駆動装置に
入力することにより、ロボットの記載のロボット位置補
正方法。