JPS62148172A - 直交座標型ロボツトの原点調整装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は１ｆｔｍロボットの原点調整装置に関し、更に
詳しくは、直交座標型ロボットの原点調整装置に関する
。

（従来の技術） 近年、電子部品や電気部品の組立てなどに直交座標型ロ
ボットが使用されている。この種の工業用ロボットにお
いては、ロボットの操作前にロボット機構部の座標系と
ロボット制御部の座標系を精度良く一致させるいわゆる
原点調整（キャリブレーション）を実行する必要がある
が、従来は各連結境界部分にそれぞれ基準位置を示すた
めの目印あるいは位置決めビン等を設けて基準位置合せ
を行なっていた。

（発明が解決しようとする問題点） このような原点調整の方法は、位置決めビンによる位置
合せ誤差が生じるという欠点がある。

本発明はかかる従来の欠点を無くするためになされたも
のであり、その目的は、簡単な治具を用いて正確で簡単
な直交座標型ロボットのキャリブレーションが実行でき
るような装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の発明の目的を達成するために、本発明は腕の自由
度が直角座標形式である直交座標型ロボットの原点調整
装置において、直交するロボット各腕の自由度方向に対
する機械的な原点を規定する各基準面を有するとともに
原点調整時に該ロボットの手首に位置決めして取付けら
れる調整治具と、手首に取付けられた該調整治具の各自
由度方向に対する各基準面の位置決めを行なう複数個の
計測具を備えるとともにこれら計測具の各位置を１つの
ブロックが持つ複数の面により同時に較正するためのセ
ット治具を位置決めする位置決め部材とを有し、ロボッ
ト機構部に位置決めされて取付けられる基準位置調整治
具とを有する直交座標型ロボットの原点調整装置が提供
される。

（作用） 直交座標型ロボットを工場等に設置し、これを使用する
前に基準位置調整治具を基台の台座に固定し、さらにブ
ロック状の治具を用い、ロボット制御部の座標とロボッ
ト機構部の座標とを一致させ、これを数値制御装置に登
録してキャリブレーションを実行する。

（実施例） 以下本発明の一実施例を、図面を用いて詳細に説明する
。

第１図は工場などの床上に設置された直交座標型ロボッ
トのロボット機構部の斜視図である。なお、直交座標型
ロボットは数値制御装置からなるロボット制御部を有し
、これによりロボット機構部を制御するが第１図には示
されていない。同図において、ｌは直交座標型ロボット
機構部である。２は床面にポルト３により固定された基
台である。基台２には、後に構造を詳しく説明する基準
位置調整治具４が固定される側板５を有する。

６は基台２上に水平に設けられたＹ方向台座である。７
はＹ方向台座６上において、該台座６上をＹ方向に往復
動できるＹ輪作動部である。なお、８はＹ方向台座６の
下部にあって、Ｙ輪作動部７を駆動するＹ軸駆動モータ
である。Ｙ輪作動部７にはＸ軸腕９が設けられており、
Ｙ輪作動部７上に設けられたＸ軸駆動モータｌＯにより
該Ｘ軸腕９はＸ方向に移動可能である。

Ｘ軸腕９の先端には手首駆動部１１が取付けられている
。なお、１２は手首駆動部１１に固定された接続箱で、
Ｙ輪作動部７から手首駆動部ｔｉに接続されるケーブル
等の接続線１３が接続されている。１４は手首である０
手首１４は手首駆動部ｌｌに、Ｚ方向に移動可能に取付
けられている。そして、手首１４はα軸を中心として回
転できる。

第１図には示されていないが、直交座標型ロボットを使
用する際、手首１４に種々の治具を固定して、電気部品
などの組立てやシーリング作業を行なわせる。

第２図は基準位置調整治具４を示す斜視図である。基べ
ξ位置調整治具４は厚い鋼鉄製の台盤４ａを有する。台
ａ４　ａは断面り字型に折曲され、その爪直部４ｂには
、直交座標型ロボット１の側板５に対する取付穴４ｃが
設けられている。又、その水平部４ｄには、ギヤリプレ
ージョンフレーム４ｅが設けられている。キャリブレー
ションフレ、−ム４ｅのＥ面と側壁には、それぞれ位置
計測用のダイヤルゲージ４ｆ及び４ｈ、４ｉが固定され
、これらダイヤルゲージのプローブはキャリブレーショ
ンフレーム４ｅ内に突出していル、又、キャリブレーシ
ョンレグ４ｅ”にはダイヤルゲージ４ｇが取付けられそ
のプローブはダイヤルゲージ４ｆ、４ｈ、４ｉ方向に突
出している。なお、キャリブレーションフレーム４ｅの
矢印ｘ′およびＹ′にて示す方向からは後述するセット
治具や調整治具をキャリブレーションフレーム４ｅ内に
挿入できる。

第２図からあきらかなように、水平部４ｄには３木の位
置決めビン４ｊ、４に、４１が立設されている。そして
キャリブレーションを実行するときには、第３図に示す
ように、角棒状のセット治具１５　カキヤリブレーショ
ンフレーム４ｅ内に挿入され、これら３木のビン４ｊ　
、４に、４１により位置決めされる。なお、セット治具
１５には第４図に示すようにＹ基準面、Ｚ基準面、Ｘα
基準面の３つの基準面を有する。

又、キャリブレーションを実行する際には、手１１１４
にも調整治具が取付けられる。

第５図は手首１４に調整治具１６を取付けた状態を示す
斜視図である。調整治具１６は第５図からもあきらかな
ように、手首１４に対する取付部１６ａとｙＪ整郡部１
６ｂらなる。そして、キャリブレーション実行時、取付
部１６ａは手首にしっかりとねじ止めされる。調整部１
６ｂは前述セット冶具１５と同様角棒状を呈しており、
その先端にはＹ基準面ｔＳＣを持ち、上面にはＺ基準面
１６ｄを持ち、さらに側部にはＸ方向とα軸の基準とな
るＸα基準面１６ｅを持つ。

次に、ロボット機構部の座標系とロボット制御部の座標
系とを一致させるキャリブレーションの手順について説
明する。

まず、基準位置調整治具４を基台２の側板５に固定する
。そして、セット治具１５を第３図に示しであるように
、３本の位置決めビン４ｊ、４に、４文に側面をしっか
りと当接させて水平部４ｄ」二にセットする。

セット治具１５が正確に位置決めされてキャリブレーシ
ョンフレーム４ｅ内に収容された状態で、まずダイヤル
ゲージ４ｆのプローブをセット治具１５の上面にあるＺ
基準面に接触させて、そのときのダイヤルゲージ４ｆの
目盛りを記録しておく。

続けてダイヤルゲージ４ｇのプローブをセット治具１５
の先端にあるＹ基準面に接触させ、そのときのダイヤル
ゲージ４ｇの目盛りを記録しておく、さらにダイヤルゲ
ージ４ｈのプローブをセット治具１５の側面にあるＸα
基準面に接触させ。

そのときのダイヤルゲージ４ｈの目盛りを記録しておき
、続けてダイヤルゲージ４１のプローブをもセット治具
１５の側面にあるＸα基準面に接触させ、そのときのダ
イヤルゲージ４１の目盛りを記録しておく。このように
、一つの平面Ｘα基準面に２つのダイヤルゲージのプロ
ーブを当接させることにより、α軸の基準をも作り出す
ことができる。

これらダイヤルゲージの目盛り記録動作が終了したなら
ば、基準位置調整治具４からセット治具１５を取り去る
。

その後、直交座標型ロボットの操作盤を用いて該直交座
標型ロボットを教示モードにセ−／　トし。

ジョグ送リボタンを用いて手首１４の先端に取付けられ
た調整治具１６の調整部１６ｂをキャリブレーションフ
レーム４ｅのＸ′およびＹ′方向から回動するように挿
入せしめる（第６図）、そして、調整部ｔａｂの先端に
あるＹ基準面１６ｃをダイヤルゲージ４ｇのプローブに
当接させ、上面のＺ基準面１６ｄをダイヤルゲージ４ｊ
のプローブに当接させ、さらにＸα基準面１６ｅをダイ
ヤルゲージ４ｈ、４ｉのプローブに当接させる。

その後、手首をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、α方向に駆動
して、各ダイヤルゲージ４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉの各目
盛りが、セット治具１５を使用して得られたときの値と
同じになるように微調整する。

＋＋Ｉ−１札皿紳表αｈ−搗一しｔヂヒＬｌ　　古亦宛
標型ロボットの手首１４は基準位置にセットされたこと
になる。

ここで操作盤のキャリブレーションセットボタンを押圧
すると、直交座標型ロボットのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とα軸
のイニシャルデータがロボットａ構部を制御する数値制
御装置に記憶され、ロボット機構部の座標系とロボット
制御部の座標系とが精度良く一致したことになる。

上述の如きキャリブレーション動作が終了した後は、基
準位置調整治具４を基台２の側板５より取り外し、手首
１４から調整治具１６を取り外した後１手首１４に所定
の１具を取付けて、通常の作業の教示を行なった後、通
常のロボットｗ転を行なう。

このような通常のロボット運転を行なっているとき、ロ
ボットの運動系の部品たとえばＸ軸腕９などに変換した
りあるいは手首を変換して手首の基檗位置がずれたよう
な場合には、上述の如きキャリブレーション動作を再度
実行すれば良い。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように１本発明は簡単に治具を用い
て直交座標型ロボットのキャリブレーションが実行でき
るので、従来の如く、各目印の位置合せ等の誤差が累積
して最終的にキャリブレーションに大きな見積誤差を生
じるという欠点もなく、該ロボットのキャリブレーショ
ンが簡単かつ正確に実行できる。また、基準位置調整治
具を較正する際にも、１つのブロックからなるセット治
具を用いて複数個の計測具を同時に較正できるなど、多
くの効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は直交座標型ロボットの設置状態を示す斜視図、
第２図は基準位置調整治具を示す斜視図、第３図は基準
位置調整治具にセット治具をセ・ントした状態を示す斜
視図、第４図はセット治具の斜視図、第５図は手首に調
整治具を取付けた状態を示す斜視図、第６図はキャリブ
レーション動作を説明する斜視図である。 １・・・直交座標型ロボット機構部、２・・・基台、４
・・・基準位置調整治具、４ｅ・・・キャリブレーショ
ンフレーム、４ｅ′・・・キャリブレーションレグ、４
ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉ・・・ダイヤルゲージ、４ｊ。 ４に、４交・・・位置決めピン、７・・・Ｙ輪作動部、
９・・・Ｘ軸腕、１１・・・手首駆動部、１４・・・手
首、１５・・・セット治具、１６・・・調整治具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 腕の自由度が直角座標形式である直交座標型ロボットの
   原点調整装置において、直交するロボット各腕の自由度
   方向に対する機械的な原点を規定する各基準面を有する
   とともに原点調整時に該ロボットの手首に位置決めして
   取付けられる調整治具と、手首に取付けられた該調整治
   具の各自由度方向に対する各基準面の位置決めを行なう
   複数個の計測具を備えるとともにこれら計測具の各位置
   を１つのブロックが持つ複数の面により同時に較正する
   ためのセット治具を位置決めする位置決め部材とを有し
   、ロボット機構部に位置決めされて取付けられる基準位
   置調整治具とを有することを特徴とする直交座標型ロボ
   ットの原点調整装置。