JPS61260992A - ロボツトの位置制御方法及びその装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ロボットの位置制御方法及びその装置に関し
、特に高精度位置決めに好適なロボットの位置制御方法
及びその装置に関する。

〔発明の背景〕

ロボットとは、独立した動力源及び動作を制御する制御
装置とを有し、与えられた指令に従って一定の作業を行
なう機械のことである。

従来より、このようなロボットの手先を高精度位置制御
する方法として、ロボットの手先センサーで位置を計測
して制御する方法が知られている。しかし、具体的なロ
ボットの手先位置計測方法について実際的な方法を示し
ているものは少ない。例えば、プロシーディング、オブ
セカンド、インターナシＳナル、シンポジウム。

オプ、ロボテイクス、リサーチ（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ
ｏｆ　２ｎｄ工ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏ
ｓｉｕｍ　ｏｆ　ＲｏｂｏｔｉｃｓＲｅｓｅａｒｃｈ　
）ｐ３４１　−　３４８　　（Ｔａｋａｓｈｉ　　Ｕｃ
ｈｉｙａｍａ　　等）によるファインモータ１ン、コン
トロール、フォー、ア、スモール、アテイキュレイテイ
ツド。

ロボット（Ｆｉｎｅ　Ｍｏｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　
ｆｏｒ　ａ　ＳｍａｌｌＡｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ　Ｒｏ
ｂｏｔ　）は、ロボットが作用する一対象そのものが出
す信号出力を利用して、高精度位置制御する方法を示し
ている。しか１７％この方法ではロボットの作用対象が
限定され、ロボットの汎用性に欠けるという問題がある
。

また、グロシーデイング、オプ、イレブンスインターナ
シ１ナル、シンポジウム９オプ、インダストリアル、ロ
ボｙ　ｙ　（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ　ｏｆ１１ｔｈ工ｎ
ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｆ工
ｎｄｕｓｔｒｉａｌＲｏｂｏｔｓ　）　ｐ４９７−５０
５　（Ｄｒ、、Ｔ、Ｓ、Ａｌｂｕｓ等）のハイアラキカ
ル、コントロール、フォー、センサリー、インターラク
テイプ、ロボッツ（Ｈｉｅｒａｃｈｉｃａｌ　Ｃｏｎｔ
ｒｏｌ　ｆｏｒ　５ｅｈｓｏｒｙ工ｎｔｅｒａｃｔｉｖ
ｅＲｏｂｏｔｓ　）記載の技術では、視覚センサーを使
用するたみ、ロボット手先の直近の認識が困難であり、
高精度の計測制御が不可能か、あるいは可能であっても
装置自体が高価となるなどの問題があった。このため、
高精度のロボット位置制御装置の産業利用には経済性の
面での考慮が必要となってくる。

従って、産業界ではロボットの位置制御が高精度に行な
えると同時に、制御方法や装置が経済的に有利な価格に
よって実現されることが望まれている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ロボット手先の作用点での高精度の位
置決めが可能であり、かつ経済的に有利でもあるロボッ
ト位置制御方法及びその装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明においてはロボット手
先が作用する対象付近に位置決め用の基準面を設定し、
該基準面からの距離を測定する距離検出器をロボット手
先付近に設け、基準面と距離検出器との空隙距離をあら
かじめ定めた所定値に保つことにより、作用する対象の
地点と基準面及びロボット手先と距離検出器との相対位
置関係によってロボット手先の位置を制御するようにす
る。

この位置制御には、基準面と距離検出器との空隙を測定
する原理的に簡単な距離センサーを使用することができ
る。このため１位置制御装置は小型化することができ、
経済的にも有利な制御方法及び装置とすることができる
。また空隙の測定に用いられる距離センサーは、原理が
簡単であると同時に、高い精度をもって測定が可能であ
るので、高精度の位置制御に適している。さらに距離検
出器は、ロボットの手先付近に設けられているため、ロ
ボット手先と距離検出器との相対位置関係により制御す
る方式をとっても、ロボットの手先の熱膨張等による影
響は少なく、誤差を微少値に抑制することが可能である
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明する。

第１図は、この実施例に係る産業用ロボットの斜視図で
ある。第２図は、第１図中の距離検出器５の部分を拡大
し、距離検出器と対象に設定された基準面６（本実施例
ではＸ、Ｙ、Ｚ軸で形成された３千面）との空隙距離測
定に関する説明図である。第１図で示すロボット手先４
が作用する対象付近に、本例にあっては第２図で示す如
き直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸で形成された６千面からな
る位置決め用の基準面６を設定する。また本例では第１
図で示す如く、ロボット手先４の付近に立方体をした距
離検出器５を設け、これを第２図の如く３千面からなる
基準面６と立方体の距離検出器５との３平面とが対応す
る形で向き合うように設定する。各平面２箇所（Ｇ＋−
Ｇａまでの計６箇所）の空隙距離をあらかじめ定めた所
定値になるように自動的に位置制御させる。これにより
基準面６と距離検出器５との位置が確定される。

基準面を利用してロボット手先の位置が制御できる理由
を以下述べる。距離検出器５とロボット手先４との位置
関係に対応させて、ロボットが作用する対象と基準面と
の位置関係を設定する０次に、距離検出器５と基準面６
との位置関係を確定すると、ロボット手先４とロボット
が作用する対象地点との位置関係も確定される。

これは相互の位置が相関関係をもっていることからこの
ような位置決め方法が可能となるのである。このように
して１本発明は基準面を利用することにより、ロボット
手先の位置制御を可能にしている。

ところで１本実施例のロボットにおいては第２図で示す
如く、基準品６と距離検出器５との空隙距離の測定は、
ある程度（数ミリメートル、）まで近づいた状態で行な
われる。このため距離検出器５を基準面６から数ミリメ
ートルのところまで教示動作させた後に、所定値の空隙
距離まで自動動作させることで１０μｍ前後の精度の位
置決めを容易に実現することができる。

第１図で示す産業用ロボットの構造について以下更に詳
しく説明する。このロボットは、２つの腕２．３を持つ
垂直多関節をロボットと言われるもので、胴１の回転、
第１腕２及び第２腕３の振り、手首の曲げとひねりの合
計５自由度を有する。ロボット手先４には把持装置が取
り付けられ、その付近に距離検出器５が設置しである。

この距離検出器５はロボット手先４とは別ブロックで構
成されている。但し、この形態に限定されるものではな
く、距離検出器５をロボット手先４（把持装置）の構造
物に埋設させて一本化することもできる。これらを一体
化することの長所は、距離検出器５とロボット手先４と
の位置関係に物理的衝撃や熱膨張を原因とする変動が生
じにくくなるため、本発明の如く相対位置関係によって
位置制御する方式では誤差が生じにくいことになり、高
精度の位置決めを可能にすることである。

本実施例の距離検出器５は立方体に構成したが、これは
３千面を有する基準面に対応させて距離を測定するのに
都合のよい形状だからである。しかし、距離検出器の形
状はこれに限定されるものではなく、直方体や、形状寸
法の正確にわかっている他の形状のものであってもよい
。

さらに前述した位置制御方式は、第２図に示す如（Ｘ、
Ｙ、Ｚの５軸による基準面６とそれに対する距離検出器
５によって制御する３次元方式に関するものであったが
１作用対象によっては２次元または１欠元方式の位置制
御方法であってもよい。

尚、当然のことではあるが１本発明は本実施例にのみ限
定されるものではない。

〔発明の効果〕 上述の如く１本発明に係るロボットの位置制御は原理の
簡単な空隙距１１１ｔを検出する方法によって行なわれ
るため、経済的に有利で、かつ高精度の位置決めの可能
なロボットの位置制御方法及びその装置を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の位置制御装置を用いた産業用ロボッ
トの斜視図であり、第２図は、位置制御の原理を説明す
る説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロボット手先が作用する対象付近に位置決め用の基
   準面を設定し、ロボット側の手先付近に該基準面からの
   距離を測定できる距離検出器を設け、該基準面と距離検
   出器との空隙距離をあらかじめ定めた所定値に保つこと
   により、作用する対象地点と基準面及びロボット手先と
   距離検出器との相対位置関係によつてロボット手先の位
   置を制御するロボット位置制御方法。 ２、ロボット手先付近に設けるとともに、ロボット手先
   が作用する対象付近に設定した位置決め用の基準面から
   の距離を測定する距離検出器と、ロボット手先を支える
   腕と、ロボットを作動させる動力源と、ロボットの作動
   を制御するプログラム内蔵制御装置とから構成されるロ
   ボットの位置制御装置。