JPS63121908A - ロボツト校正装置 - Google Patents
ロボツト校正装置Info
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- JPS63121908A JPS63121908A JP26805086A JP26805086A JPS63121908A JP S63121908 A JPS63121908 A JP S63121908A JP 26805086 A JP26805086 A JP 26805086A JP 26805086 A JP26805086 A JP 26805086A JP S63121908 A JPS63121908 A JP S63121908A
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- Japan
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- inclinometer
- calibration
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- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000001915 proofreading effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
- B25J9/1692—Calibration of manipulator
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ業上の利用分野）
本発明は、多関節ロボットの関節角の校正に用いて好適
なロボット校正装置に関する。
なロボット校正装置に関する。
（従来の技術）
第塾図は６自由度垂直多関節形ロボットの制御の説明図
である。図において、Ｌ０〜Ｌ、はリンクで、回転角０
１〜θ６を生ずる関節の間に設けられている。Ｇはハン
ド９の位置姿勢である。尚ＪＩ５Ｈ４３Ｊ（１９８４）
に準じた表記によっている。
である。図において、Ｌ０〜Ｌ、はリンクで、回転角０
１〜θ６を生ずる関節の間に設けられている。Ｇはハン
ド９の位置姿勢である。尚ＪＩ５Ｈ４３Ｊ（１９８４）
に準じた表記によっている。
尚、図示した回転角は、θ１が腰回転角、θ、が周回転
角、θ、が肘回転角、θ４が手首ひねり角、θ、が手首
曲げ角、θ、が手先回転角になっている。
角、θ、が肘回転角、θ４が手首ひねり角、θ、が手首
曲げ角、θ、が手先回転角になっている。
このような装置において、作業を行うハンド９の位ｆｕ
Ｇは各リンクの長さＬ 、 −Ｌ 、と関節角度θ、〜
θ、によって定まる。そこで関節角度θ、〜θ、の基酔
（どこが零度になっているか）を正確に合せることが必
要である。尚、ロボットアームの基準面は水平旋回モー
タｌの定める面によるが、必ずしも水平面と一致してい
ない。
Ｇは各リンクの長さＬ 、 −Ｌ 、と関節角度θ、〜
θ、によって定まる。そこで関節角度θ、〜θ、の基酔
（どこが零度になっているか）を正確に合せることが必
要である。尚、ロボットアームの基準面は水平旋回モー
タｌの定める面によるが、必ずしも水平面と一致してい
ない。
（発明が解決しようとする問題点）
このようなロボットにおいては、関節のハウジングに目
盛をつけてこれに合わせる程度の校正を行っていた。従
来のティーチングプレイバックでは絶対精度が問題にな
らないので、０．１順程度の再現性があれば十分であっ
たが絶対精度は１＋＋ｕ＋＋以下にすることが困難で最
近の言語プログラミングでは大いに問題になっていた。
盛をつけてこれに合わせる程度の校正を行っていた。従
来のティーチングプレイバックでは絶対精度が問題にな
らないので、０．１順程度の再現性があれば十分であっ
たが絶対精度は１＋＋ｕ＋＋以下にすることが困難で最
近の言語プログラミングでは大いに問題になっていた。
そこで、ロボットアームの校正を行うリンクに傾斜計を
取付けて、リンクが基準面と一致するときの関節角を校
正値として使用していた。しかし傾斜計の測定値にはオ
フセットを含んでいるので、このオフセットを取除くた
めに測定面内で１８０度回転させる必要がある。この正
反の位置に傾斜計を置換えることは人手にたよっていた
ので、測定効率が低下すると共に校正の精度が低下する
問題点があった。
取付けて、リンクが基準面と一致するときの関節角を校
正値として使用していた。しかし傾斜計の測定値にはオ
フセットを含んでいるので、このオフセットを取除くた
めに測定面内で１８０度回転させる必要がある。この正
反の位置に傾斜計を置換えることは人手にたよっていた
ので、測定効率が低下すると共に校正の精度が低下する
問題点があった。
本発明はこのような問題点を解決したもので、関節角の
基準位置を正確かつ自動的に計測して絶対精度を高めた
ロボット校正装置を提供することを目的とする。
基準位置を正確かつ自動的に計測して絶対精度を高めた
ロボット校正装置を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
このような目的を達成する本発明は、固定側に水平面と
略一致する基準面を有する校正される関節、この校正関
節の回転軸と直交する回転軸を有し該校正関節の可動側
に取付けられた可動関節、この可動関節の可動側に取付
けられたリンクを有するロボットアームにおいて、ｎ記
校正関節の回転軸を略水平にすると共に、前記可動関節
の回転軸を略水平又は略垂直にする第１の制御手段と、
前記可動関節の回転軸を１８０度回転させる第２の制御
手段と、前記可動関節が略水平の場合は前記リンクに沿
って取付けられ、前記可動関節が略垂直の場合は前記リ
ンクと直角であって前記校正関節の回転軸と直角に取付
けられ、この取付けられた方向に感度軸を有する傾斜計
と、前記第１の制御手段で指示した回転軸のロボットア
ームであって、前記第２の制御手段の回転指令前の前記
傾斜計の測定値と、回転指令後の前記傾斜計の測定値と
を求め、これら測定値と前記基準面の傾斜角との差を前
記校正関節の校正値とすることを特徴とするものである
。
略一致する基準面を有する校正される関節、この校正関
節の回転軸と直交する回転軸を有し該校正関節の可動側
に取付けられた可動関節、この可動関節の可動側に取付
けられたリンクを有するロボットアームにおいて、ｎ記
校正関節の回転軸を略水平にすると共に、前記可動関節
の回転軸を略水平又は略垂直にする第１の制御手段と、
前記可動関節の回転軸を１８０度回転させる第２の制御
手段と、前記可動関節が略水平の場合は前記リンクに沿
って取付けられ、前記可動関節が略垂直の場合は前記リ
ンクと直角であって前記校正関節の回転軸と直角に取付
けられ、この取付けられた方向に感度軸を有する傾斜計
と、前記第１の制御手段で指示した回転軸のロボットア
ームであって、前記第２の制御手段の回転指令前の前記
傾斜計の測定値と、回転指令後の前記傾斜計の測定値と
を求め、これら測定値と前記基準面の傾斜角との差を前
記校正関節の校正値とすることを特徴とするものである
。
（作用）
傾斜計はリンクの傾斜が基準面と同じ傾斜であるか測定
する。第１及び第２の制御手段はリンクの傾斜を基準面
と略一致させて、可動関節を制御して傾斜計の出力に含
まれるオフセット誤差を消去する。校正関節はこの傾斜
計の出力により校正される。
する。第１及び第２の制御手段はリンクの傾斜を基準面
と略一致させて、可動関節を制御して傾斜計の出力に含
まれるオフセット誤差を消去する。校正関節はこの傾斜
計の出力により校正される。
（実施例）
以下図面を用いて本発明を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
。図において、１０は多関節のロボットアーム、２０は
ロボットアームｌＯの関節角を制御するコントローラ、
３０はロボットアーム１０の設置される基準面で、ここ
では水平面と略一致している。４０はロボットアーム１
０に取付けられる傾斜計で、水平面からの偏角に比例す
る信号を出力する。５０は傾斜計４０の出力信号を入力
して、基準面３０の傾斜角と比較して校正値を求める演
算器である。
。図において、１０は多関節のロボットアーム、２０は
ロボットアームｌＯの関節角を制御するコントローラ、
３０はロボットアーム１０の設置される基準面で、ここ
では水平面と略一致している。４０はロボットアーム１
０に取付けられる傾斜計で、水平面からの偏角に比例す
る信号を出力する。５０は傾斜計４０の出力信号を入力
して、基準面３０の傾斜角と比較して校正値を求める演
算器である。
次に各ブロックの詳細を説明する。１１はロボットアー
ム１０のひとつを構成する校正関節で、校正を行う対象
になっており、この関節１１の固定側にロボットアーム
１０の基準面３０がある。
ム１０のひとつを構成する校正関節で、校正を行う対象
になっており、この関節１１の固定側にロボットアーム
１０の基準面３０がある。
１２は校正関節１１の可動側に殺げられた可動関節で、
校正関節１１に［接して設けられる場合は校正関節１１
の回転軸と可動側１ｆｆｉ１２の回転軸とが直交してい
る必要があるが、校正関節１１との中間に他の関節が存
在している場合は構造的に直交していてもよいし、又直
交する位置になるように中間関節を制御してもよい。１
３は可動関節１２の可動側に設けられたリンクで、傾斜
計４０がこのリンク１３に沿って取付けられる。尚、こ
こで関節について可動側とは、リンク機構における出力
節をいい、固定側とは入力節をいう。
校正関節１１に［接して設けられる場合は校正関節１１
の回転軸と可動側１ｆｆｉ１２の回転軸とが直交してい
る必要があるが、校正関節１１との中間に他の関節が存
在している場合は構造的に直交していてもよいし、又直
交する位置になるように中間関節を制御してもよい。１
３は可動関節１２の可動側に設けられたリンクで、傾斜
計４０がこのリンク１３に沿って取付けられる。尚、こ
こで関節について可動側とは、リンク機構における出力
節をいい、固定側とは入力節をいう。
４１は傾斜角に比例した電圧を出力する傾斜計で、−軸
について感度をもっている。４２は傾斜計４１の出力電
圧を読取る電圧計で、この電圧に所定の係数を乗じて偏
角を求める。
について感度をもっている。４２は傾斜計４１の出力電
圧を読取る電圧計で、この電圧に所定の係数を乗じて偏
角を求める。
このように構成された装置の動作を第２図及び第３図に
基づいて説明する。第２図は校正関節１１と可動関節１
２及び傾斜計４１の幾何学的関係の説明図である。図に
おいて、Ｙ軸及びこれに直交するＹ軸のなす平面は基準
面３０に略一致し、Ｚ軸は基準面３０の法線方向と略一
致している。
基づいて説明する。第２図は校正関節１１と可動関節１
２及び傾斜計４１の幾何学的関係の説明図である。図に
おいて、Ｙ軸及びこれに直交するＹ軸のなす平面は基準
面３０に略一致し、Ｚ軸は基準面３０の法線方向と略一
致している。
第３図は校正動作の流れ図である。
関節角制御装置２０は、まず校正関節１１の回転軸をＹ
軸に一致させ、次に可動関節１２の回転軸をＺ軸に一致
させる。次に関節角制御装ｒ！１２０は可動関節１２を
所定の回転角、例えば第２図に実線で示す、リンク１３
がＹ軸と一致する方向にする（３１）。
軸に一致させ、次に可動関節１２の回転軸をＺ軸に一致
させる。次に関節角制御装ｒ！１２０は可動関節１２を
所定の回転角、例えば第２図に実線で示す、リンク１３
がＹ軸と一致する方向にする（３１）。
この第１の位置における傾斜計４１の出力電圧００Ｔ１
を電圧計４２を介して校正演算器５０に入力する（Ｓ２
）。
を電圧計４２を介して校正演算器５０に入力する（Ｓ２
）。
関節角制御装置２０は可動関節１２を１８０度回転させ
て、リンク１３に取付けられた傾斜計を２軸回りに反転
させ、第２図に破線で示す位置に移動する（Ｓ３）。
て、リンク１３に取付けられた傾斜計を２軸回りに反転
させ、第２図に破線で示す位置に移動する（Ｓ３）。
この第２の位置における傾斜計４１の出力電圧０１］Ｔ
２を電圧計４２を介して校正演算器５０に入力する（Ｓ
４）。
２を電圧計４２を介して校正演算器５０に入力する（Ｓ
４）。
校正演算器５０は、傾斜計４１の出力電圧ＯυＴ１と０
ＵＴ２の平均をとって、オフセットの除去された測定面
の傾斜角Ｈを計算する（Ｓ５）、この傾斜角Ｈと基準面
３０の傾斜角を比較して、基準面３０の傾斜と一致させ
るための校正関節角を得る。
ＵＴ２の平均をとって、オフセットの除去された測定面
の傾斜角Ｈを計算する（Ｓ５）、この傾斜角Ｈと基準面
３０の傾斜角を比較して、基準面３０の傾斜と一致させ
るための校正関節角を得る。
第４図は水平面と傾斜計４１の感度軸との関係を示した
もので、（Ａ）は第２図に実線で示す位置、（Ｂ）は破
線に示す位置に対応する。傾斜計４１の出力はそれぞれ
次式で与えられる。
もので、（Ａ）は第２図に実線で示す位置、（Ｂ）は破
線に示す位置に対応する。傾斜計４１の出力はそれぞれ
次式で与えられる。
０ＵＴＩ＝に−Ｈ＋Ｏ（１）
ＯＵＴ２＝Ｋ・（−Ｈ） ＋Ｏ（２）
ここで、Ｋは比例定数、Ｈは水平面に対する測定面の傾
斜角、δは傾斜計４１の出力オフセットである。結局、
校正演算器５０は次の演算を行う。
斜角、δは傾斜計４１の出力オフセットである。結局、
校正演算器５０は次の演算を行う。
Ｈ＝（ＯυＴ１−０υＴ２）／２・Ｋ（３）第５図は校
正関節１１と可動関節１２及び傾斜計４１の第２の幾何
学的関係の説明図である。ここでは関節角制御装置２０
は、まず校正関節１１の回転軸をＹ軸に一致させ、次に
可動関節１２の回転軸をＹ軸に一致させている。傾斜計
４１はリンク１３を法線とする平面上に取付けられると
共に感度軸はＹ軸と略一致させている。動作は第３図と
略一致している。
正関節１１と可動関節１２及び傾斜計４１の第２の幾何
学的関係の説明図である。ここでは関節角制御装置２０
は、まず校正関節１１の回転軸をＹ軸に一致させ、次に
可動関節１２の回転軸をＹ軸に一致させている。傾斜計
４１はリンク１３を法線とする平面上に取付けられると
共に感度軸はＹ軸と略一致させている。動作は第３図と
略一致している。
傾斜計４１の出力信号は次式で示される。
０ＵＴＩ＝に−Ｈ＋Ｏ（４）
０υＴ２＝に−Ｈ−０（５）
従って校正演算器５０は次式により校正値を求める。
Ｈ＝ （０ＩＩＴＩ＋ ０ＵＴ２）／ ２ ・ Ｋ
（６）（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば次の効果がある。
（６）（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば次の効果がある。
■ 傾斜計４１のオフセット除去を自動的に行うことが
できるので、測定精度が向上すると共に測定に要する時
間が減少する。
できるので、測定精度が向上すると共に測定に要する時
間が減少する。
■ 垂直関節機構を有するロボットアームでは、校正関
節と可動関節の幾何学的条件を満足するものは数多く存
在するので、従来のロボットアームをそのまま利用でき
適用する範囲が広い。
節と可動関節の幾何学的条件を満足するものは数多く存
在するので、従来のロボットアームをそのまま利用でき
適用する範囲が広い。
第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は校正関節、可動関節、傾斜計の第１の幾何学的関係
の説明図、第３図は校正動作の流れ図、第４図は水平面
と傾斜計の感度軸との関係図、第５図は校関節、可動関
節、傾斜計の第２の幾何学的関係の説明図、第６図は従
来のロボットアームの校正の説明図である。 １０・・・ロボットアーム、１１・・・校正関節、１２
・・・可動関節、１３・・・リンク、２０・・・関節角
制御装置、３０・・・基準面、４０・・・傾斜計、５０
・・・校正演第４図 （Ａ）
（、Ｆ３ン第５図
図は校正関節、可動関節、傾斜計の第１の幾何学的関係
の説明図、第３図は校正動作の流れ図、第４図は水平面
と傾斜計の感度軸との関係図、第５図は校関節、可動関
節、傾斜計の第２の幾何学的関係の説明図、第６図は従
来のロボットアームの校正の説明図である。 １０・・・ロボットアーム、１１・・・校正関節、１２
・・・可動関節、１３・・・リンク、２０・・・関節角
制御装置、３０・・・基準面、４０・・・傾斜計、５０
・・・校正演第４図 （Ａ）
（、Ｆ３ン第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 固定側に水平面と略一致する基準面を有する校正される
関節、この校正関節の回転軸と直交する回転軸を有し該
校正関節の可動側に取付けられた可動関節、この可動関
節の可動側に取付けられたリンクを有するロボットアー
ムにおいて、 前記校正関節の回転軸を略水平にすると共に、前記可動
関節の回転軸を略水平又は略垂直にする第１の制御手段
と、 前記可動関節の回転軸を１８０度回転させる第２の制御
手段と、 前記可動関節が略水平の場合は前記リンクに沿って取付
けられ、前記可動関節が略垂直の場合は前記リンクと直
角であって前記校正関節の回転軸と直角に取付けられ、
この取付けられた方向に感度軸を有する傾斜計と、 前記第１の制御手段で指示した回転軸のロボットアーム
であって、前記第２の制御手段の回転指令前の前記傾斜
計の測定値と、回転指令後の前記傾斜計の測定値とを求
め、これら測定値と前記基準面の傾斜角との差を前記校
正関節の校正値とすることを特徴とするロボット校正装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26805086A JPH0774963B2 (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | ロボツト校正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26805086A JPH0774963B2 (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | ロボツト校正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63121908A true JPS63121908A (ja) | 1988-05-26 |
| JPH0774963B2 JPH0774963B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=17453186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26805086A Expired - Lifetime JPH0774963B2 (ja) | 1986-11-11 | 1986-11-11 | ロボツト校正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774963B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5239855A (en) * | 1991-07-12 | 1993-08-31 | Hewlett-Packard Company | Positional calibration of robotic arm joints relative to the gravity vector |
| JPWO2019003401A1 (ja) * | 2017-06-29 | 2020-04-16 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | ロボットの制御装置、制御方法および制御プログラム |
-
1986
- 1986-11-11 JP JP26805086A patent/JPH0774963B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5239855A (en) * | 1991-07-12 | 1993-08-31 | Hewlett-Packard Company | Positional calibration of robotic arm joints relative to the gravity vector |
| JPWO2019003401A1 (ja) * | 2017-06-29 | 2020-04-16 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | ロボットの制御装置、制御方法および制御プログラム |
| US11453128B2 (en) | 2017-06-29 | 2022-09-27 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Robot control apparatus, control method and control program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0774963B2 (ja) | 1995-08-09 |
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