JPS6362001B2 - - Google Patents
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- JPS6362001B2 JPS6362001B2 JP57170451A JP17045182A JPS6362001B2 JP S6362001 B2 JPS6362001 B2 JP S6362001B2 JP 57170451 A JP57170451 A JP 57170451A JP 17045182 A JP17045182 A JP 17045182A JP S6362001 B2 JPS6362001 B2 JP S6362001B2
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- measurement plane
- measurement
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 28
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、関節形ロボツトの原点オフセツト
を自動的に調整する方法に関するものである。
を自動的に調整する方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来よりロボツトの位置決め制御にはPTP制
御が用いられている。したがつて、ロボツトの原
点ずれは位置の再現性の問題になる。しかし、ロ
ボツト個々でばらついていたとしても、各々で再
現性が安定していればよい。
御が用いられている。したがつて、ロボツトの原
点ずれは位置の再現性の問題になる。しかし、ロ
ボツト個々でばらついていたとしても、各々で再
現性が安定していればよい。
次に、点と点のみでなく、その間の軌跡をいか
に制御するかということが問題になる。この制御
法が補間である。補間を計算機で行う場合、ロボ
ツトの位置精度は次の２つの要因、は機械的偏
位の計測、計算機の計算精度、で定まる。の
要因を解消することは困難ではない。しかし、
の要因を解消することは次の２つの要因で従来困
難であつた。
に制御するかということが問題になる。この制御
法が補間である。補間を計算機で行う場合、ロボ
ツトの位置精度は次の２つの要因、は機械的偏
位の計測、計算機の計算精度、で定まる。の
要因を解消することは困難ではない。しかし、
の要因を解消することは次の２つの要因で従来困
難であつた。
イ○ 回転中心および曲げ中心が機械上外から正確
に判らない。
に判らない。
ロ○ 微少角度検出が通常の計器では出来ない。
これらの問題点があるため、何らかの補助手段
で集めたデータから、何らかの補助手段で機械的
偏位を求める必要がある。
で集めたデータから、何らかの補助手段で機械的
偏位を求める必要がある。
発明の目的
この発明は、簡単かつ自動的に原点オフセツト
を求めることができ、従来のように注意深く各軸
の原点を合せるという時間の無駄を省くことので
きる関節形ロボツトの原点オフセツト調整方法を
提供することである。
を求めることができ、従来のように注意深く各軸
の原点を合せるという時間の無駄を省くことので
きる関節形ロボツトの原点オフセツト調整方法を
提供することである。
発明の構成
この発明は、ｎ個（ｎは正の整数）の自由度を
有する関節形ロボツトの原点オフセツト調整方法
であつて、互いに異なる（ｎ−１）個の平面を測
定平面とし、各々の測定平面の任意の異なる４点
に前記ロボツトの先端に設置したマイクロメータ
をこの測定平面に対し略垂直となる姿勢で当て、
これら４点における前記マイクロメータの指示値
が同じ値となるように前記ロボツトを動作させて
教示し、前記ロボツトに固定された座標系によつ
て決まる先端座標の誤差式 ｉ＝１……ｎ，ｊ＝１……４，ｋ＝１……ｎ−
１ 〔δE〕；角度オフセツトが及ぼすロボツト先端
位置の誤差 〔Ｐ（θk ij）〕；角度オフセツトとロボツト先端位
置の誤差で決まる定数のマトリクス θk ij；測定平面ｋの測定点へロボツと先端に設置
されたマイクロメータを測定平面ｋに対し
略垂直となる姿勢にした時の関節ｉの角度 から、任意の関節ｉを基準にとり、つまり前記誤
差式において関節ｉの角度オフセツトδθi＝０と
し、前記誤差式から残りの（ｎ−１）個の角度オ
フセツトを求め、調整する方法である。
有する関節形ロボツトの原点オフセツト調整方法
であつて、互いに異なる（ｎ−１）個の平面を測
定平面とし、各々の測定平面の任意の異なる４点
に前記ロボツトの先端に設置したマイクロメータ
をこの測定平面に対し略垂直となる姿勢で当て、
これら４点における前記マイクロメータの指示値
が同じ値となるように前記ロボツトを動作させて
教示し、前記ロボツトに固定された座標系によつ
て決まる先端座標の誤差式 ｉ＝１……ｎ，ｊ＝１……４，ｋ＝１……ｎ−
１ 〔δE〕；角度オフセツトが及ぼすロボツト先端
位置の誤差 〔Ｐ（θk ij）〕；角度オフセツトとロボツト先端位
置の誤差で決まる定数のマトリクス θk ij；測定平面ｋの測定点へロボツと先端に設置
されたマイクロメータを測定平面ｋに対し
略垂直となる姿勢にした時の関節ｉの角度 から、任意の関節ｉを基準にとり、つまり前記誤
差式において関節ｉの角度オフセツトδθi＝０と
し、前記誤差式から残りの（ｎ−１）個の角度オ
フセツトを求め、調整する方法である。
実施例の説明
オフセツトは、角度のオフセツト、長さの
オフセツト、に分けることができる。先端軌跡に
影響する長さのオフセツトは誤差の量が角度のオ
フセツトに比して小さいゆえ、主として角度のオ
フセツトを求めればよいことになる。
オフセツト、に分けることができる。先端軌跡に
影響する長さのオフセツトは誤差の量が角度のオ
フセツトに比して小さいゆえ、主として角度のオ
フセツトを求めればよいことになる。
ここで、任意の関節角度θiを基準にとると、す
なわち関節角度θiの角度オフセツトδθi＝０とする
と、角度オフセツトの自由度は１つへることにな
る。
なわち関節角度θiの角度オフセツトδθi＝０とする
と、角度オフセツトの自由度は１つへることにな
る。
いま、オフセツトを考慮したｎ自由度のロボツ
ト先端をＥとし、それをデカルト系で表わし、テ
イラー展開する。角度オフセツトの基準をθ1、２
次以上の項は微少量なので無視するとすれば、ロ
ボツト先端の位置誤差と角度オフセツトの関係に
つき１次の連立方程式 ｉ＝１……ｎ，ｊ＝１……４，ｋ＝１……ｎ−
１が得られる。
ト先端をＥとし、それをデカルト系で表わし、テ
イラー展開する。角度オフセツトの基準をθ1、２
次以上の項は微少量なので無視するとすれば、ロ
ボツト先端の位置誤差と角度オフセツトの関係に
つき１次の連立方程式 ｉ＝１……ｎ，ｊ＝１……４，ｋ＝１……ｎ−
１が得られる。
ここで、
〔δE〕；角度オフセツトが及ぼすロボツト先端
位置誤差ベクトル 〔Ｑ（θk ij）〕；角度θ1を基準角度とした時の角度
オフセツトと先端位置誤差の関係を表わす
マトリクス θk ij；測定平面ｋの測定点へロボツト先端に設置
されたマイクロメータを測定平面ｋに対し
略垂直となる姿勢にした時の関節ｉの角度 δθ2 〓 〓 δθn； 角度θ1を基準角度とした時の角度 オフセツトベクトル 式の形式で角度オフセツトベクトルが表わせ
れば、角度オフセツトベクトルは容易に求まる。
位置誤差ベクトル 〔Ｑ（θk ij）〕；角度θ1を基準角度とした時の角度
オフセツトと先端位置誤差の関係を表わす
マトリクス θk ij；測定平面ｋの測定点へロボツト先端に設置
されたマイクロメータを測定平面ｋに対し
略垂直となる姿勢にした時の関節ｉの角度 δθ2 〓 〓 δθn； 角度θ1を基準角度とした時の角度 オフセツトベクトル 式の形式で角度オフセツトベクトルが表わせ
れば、角度オフセツトベクトルは容易に求まる。
次に式の〔Ｑ〕に相当する係数マトリクスの
求め方を求べる。
求め方を求べる。
ロボツトの先端Ｅにマイクロメータを取付け、
互いに異なる（ｎ−１）個の平面を測定する。ｎ
はロボツトの自由度である。また、その各平面上
で適当に離れた４点を測定する。その４点はマイ
クロメータを測定平面に対しほぼ直角方向に当
て、マイクロメータの指示を同じ位置として第２
図の制御装置に教える。この制御装置については
後に説明する。
互いに異なる（ｎ−１）個の平面を測定する。ｎ
はロボツトの自由度である。また、その各平面上
で適当に離れた４点を測定する。その４点はマイ
クロメータを測定平面に対しほぼ直角方向に当
て、マイクロメータの指示を同じ位置として第２
図の制御装置に教える。この制御装置については
後に説明する。
第１図は測定平面教示操作を示す。図におい
て、１は台となる定盤、２は直角状の定盤、３は
マイクロメータ、４はロボツトの先端である。
て、１は台となる定盤、２は直角状の定盤、３は
マイクロメータ、４はロボツトの先端である。
１測定平面の４点をA1，A2，A3，A4とし、
ａ→，ｂ→，ｃ→を ａ→＝A2−A1 ｂ→＝A3−A1 ｃ→＝A4−A1 とする。ただし、記号上の矢印はベクトルを意味
する。
ａ→，ｂ→，ｃ→を ａ→＝A2−A1 ｂ→＝A3−A1 ｃ→＝A4−A1 とする。ただし、記号上の矢印はベクトルを意味
する。
測定点から得られるベクトルａ→，ｂ→，ｃ→はオフ
セツトを含んでいるため ａ→＝ａ→′＋Δａ→′ ｂ→＝ｂ→′＋Δｂ→′ ｃ→＝ｃ→′＋Δｃ→′ と書ける。ただし、ａ→′，ｂ→′，ｃ→′は角度検出
装
置から得られるベクトル、Δａ→′，Δｂ→′，Δｃ→
′
はオフセツトのためずれたベクトルである。
セツトを含んでいるため ａ→＝ａ→′＋Δａ→′ ｂ→＝ｂ→′＋Δｂ→′ ｃ→＝ｃ→′＋Δｃ→′ と書ける。ただし、ａ→′，ｂ→′，ｃ→′は角度検出
装
置から得られるベクトル、Δａ→′，Δｂ→′，Δｃ→
′
はオフセツトのためずれたベクトルである。
ここで、ａ→，ｂ→，ｃ→は同一平面上にあり、２次
以上の項は微少量であるから省略するという条件
から、 ０＝（ａ→′×ｂ→′）・ｃ→′＋（Δａ→′×ｂ→
′）・ｃ→′ ＋（ａ→′×Δｂ→′）・ｃ→′＋（ａ→′×ｂ→
′）・Δｃ→′
…… という関係式が得られる。
以上の項は微少量であるから省略するという条件
から、 ０＝（ａ→′×ｂ→′）・ｃ→′＋（Δａ→′×ｂ→
′）・ｃ→′ ＋（ａ→′×Δｂ→′）・ｃ→′＋（ａ→′×ｂ→
′）・Δｃ→′
…… という関係式が得られる。
測定平面は（ｎ−１）あるので、式に各測定
平面のデータを入れ、角度オフセツトδθ2，…，
δθoで整理すると、 〔ｑａ→′×ｑｂ→′）・ｑｃ→′〕＝〔qK〕δθ2 〓 δθn … である。
平面のデータを入れ、角度オフセツトδθ2，…，
δθoで整理すると、 〔ｑａ→′×ｑｂ→′）・ｑｃ→′〕＝〔qK〕δθ2 〓 δθn … である。
ここで、
ｑ＝１，…，（ｎ−１），
ｑａ→′，ｑｂ→′，ｑｃ→′；測定平面ｑに対する
ベ
クトル 〔−（ｑａ→′×ｑｂ→′）・ｑｃ→′〕；各測定平
面のス
カラ３重積 〔qK〕；角度オフセツトと各測定平面のスカラ
３重積の関係マトリクス δθ2 〓 〓 δθn ；角度θ1を基準角度とした時の 角度オフセツトベクトル 式より δθ2 〓 δθn＝〔qK〕-1〔-(qａ→′×qｂ→′)・qｃ→′〕 …… で角度オフセツトを求めることが可能となる。
ベ
クトル 〔−（ｑａ→′×ｑｂ→′）・ｑｃ→′〕；各測定平
面のス
カラ３重積 〔qK〕；角度オフセツトと各測定平面のスカラ
３重積の関係マトリクス δθ2 〓 〓 δθn ；角度θ1を基準角度とした時の 角度オフセツトベクトル 式より δθ2 〓 δθn＝〔qK〕-1〔-(qａ→′×qｂ→′)・qｃ→′〕 …… で角度オフセツトを求めることが可能となる。
第２図は制御装置を示す。５はロボツト本体、
６はロボツトを制御するための装置、７はロボツ
トに要望する姿勢をとらせるための教示装置、８
はロボツト先端の絶対座標位置をデカルト系等の
系で表示する装置である。
６はロボツトを制御するための装置、７はロボツ
トに要望する姿勢をとらせるための教示装置、８
はロボツト先端の絶対座標位置をデカルト系等の
系で表示する装置である。
第３図はこの実施例の処理の流れを示したもの
である。９は角度オフセツトを求めるのに必要な
姿勢を測定平面上４×（ロボツトの自由度ｎ−１）
だけ教示する教示装置、１０はその時の各々の姿
勢で、角度検出装置から得られる角度を全て記憶
する記憶装置、１１は記憶装置１０で記憶した角
度を式に代入して角度オフセツトを算出する算
出装置である。ここまでの処理でロボツトの軌道
制御に必要な角度オフセツトは求められる。
である。９は角度オフセツトを求めるのに必要な
姿勢を測定平面上４×（ロボツトの自由度ｎ−１）
だけ教示する教示装置、１０はその時の各々の姿
勢で、角度検出装置から得られる角度を全て記憶
する記憶装置、１１は記憶装置１０で記憶した角
度を式に代入して角度オフセツトを算出する算
出装置である。ここまでの処理でロボツトの軌道
制御に必要な角度オフセツトは求められる。
したがつて、次にロボツトに動かせたい軌跡を
教示してやればよい。１２はロボツトの先端を動
かせたい軌跡上の教示点にもつていく教示装置、
１３は軌跡上の教示点に対する関節角度を角度検
出装置から得て記憶する記憶装置、１４は算出装
置１１で算出した角度オフセツト分を記憶装置１
３で得られた関節角度に加えたりあるいは減じた
りして補正する補正装置、１５は補正した角度を
制御装置に入れ、ロボツトに教示した軌跡を実現
させる実行装置である。
教示してやればよい。１２はロボツトの先端を動
かせたい軌跡上の教示点にもつていく教示装置、
１３は軌跡上の教示点に対する関節角度を角度検
出装置から得て記憶する記憶装置、１４は算出装
置１１で算出した角度オフセツト分を記憶装置１
３で得られた関節角度に加えたりあるいは減じた
りして補正する補正装置、１５は補正した角度を
制御装置に入れ、ロボツトに教示した軌跡を実現
させる実行装置である。
ここで注意することは、装置９〜１２の処理は
ロボツト始動時に行うのであつて、ロボツトに軌
道を教示させる毎に原点オフセツトを計算する必
要はない。
ロボツト始動時に行うのであつて、ロボツトに軌
道を教示させる毎に原点オフセツトを計算する必
要はない。
なお、多関節形ロボツトにおいて、関節の自由
度よりも１少ない数の角度オフセツトを求めるこ
とにより、このロボツトのオフセツト調節が行な
えるのは次の理由による。すなわち、この発明は
テイーチングプレイバツクロボツトの補間軌跡精
度を向上させるために、ロボツトの各軸の基準点
を正確に求めるものである。ある点からある点ま
での補間を行なうのであつて、始点と終点はロボ
ツトの腕を動かせてその点へ持つて行つてロボツ
トに教示する。よつて、ロボツトがロボツトの腕
の関節座標系と直交座標系との座標交換を行なう
とき、軌跡が正しく計算されるためには、座標系
の直交性が正しく求まつていれば良いのであつ
て、座標系の回転位置は要求されない。すなわ
ち、例えば直交系のＺ軸が厳密に鉛直上でなくて
も、補間は正しく行なえる。
度よりも１少ない数の角度オフセツトを求めるこ
とにより、このロボツトのオフセツト調節が行な
えるのは次の理由による。すなわち、この発明は
テイーチングプレイバツクロボツトの補間軌跡精
度を向上させるために、ロボツトの各軸の基準点
を正確に求めるものである。ある点からある点ま
での補間を行なうのであつて、始点と終点はロボ
ツトの腕を動かせてその点へ持つて行つてロボツ
トに教示する。よつて、ロボツトがロボツトの腕
の関節座標系と直交座標系との座標交換を行なう
とき、軌跡が正しく計算されるためには、座標系
の直交性が正しく求まつていれば良いのであつ
て、座標系の回転位置は要求されない。すなわ
ち、例えば直交系のＺ軸が厳密に鉛直上でなくて
も、補間は正しく行なえる。
発明の効果
以上のようにこの発明によると、極めて簡単に
かつ自動的に原点オフセツトを求めることがで
き、従来困難とされてきた原点オフセツトの問題
が解消される。さらにまた、従来のように注意深
く各軸の原点を合せるという時間の無駄が省か
れ、かつ判断の良い軌跡制御ができるという効果
がある。
かつ自動的に原点オフセツトを求めることがで
き、従来困難とされてきた原点オフセツトの問題
が解消される。さらにまた、従来のように注意深
く各軸の原点を合せるという時間の無駄が省か
れ、かつ判断の良い軌跡制御ができるという効果
がある。
第１図はこの発明の一実施例における測定平面
教示操作を示す斜視図、第２図はその制御装置の
概略説明図、第３図は同じくその原点オフセツト
の処理の流れを示す説明図である。 １…台となる定盤、２…直角の定盤、３…マイ
クロメータ、４…ロボツトの先端、５…ロボツト
の本体、６…制御装置、７…教示装置、８…表示
装置、９…教示装置、１０…記憶装置、１１…角
度オフセツト算出装置、１２…教示装置、１３…
記憶装置、１４…補正装置、１５…実行装置。
教示操作を示す斜視図、第２図はその制御装置の
概略説明図、第３図は同じくその原点オフセツト
の処理の流れを示す説明図である。 １…台となる定盤、２…直角の定盤、３…マイ
クロメータ、４…ロボツトの先端、５…ロボツト
の本体、６…制御装置、７…教示装置、８…表示
装置、９…教示装置、１０…記憶装置、１１…角
度オフセツト算出装置、１２…教示装置、１３…
記憶装置、１４…補正装置、１５…実行装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ｎ個（ｎは正の整数）の自由度を有する関節
形ロボツトの原点オフセツト調整方法であつて、
互いに異なる（ｎ−１）個の平面を測定平面と
し、各々の測定平面の任意の異なる４点に前記ロ
ボツトの先端に設置したマイクロメータをこの測
定平面に対し略垂直となる姿勢で当て、これら４
点における前記マイクロメータの指示値が同じ値
となるように前記ロボツトを教示し、前記ロボツ
トに固定された座標系によつて決まる先端座標の
誤差式 ｉ＝１……ｎ，ｊ＝１……４，ｋ＝１……ｎ−
１ 〔δE〕；角度オフセツトが及ぼすロボツト先端
位置の誤差ベクトル 〔Ｐ（θk ij）〕；角度オフセツトとロボツト先端位
置の誤差で決まる定数のマトリクス θk ij；測定平面ｋの測定点ｊへロボツト先端に設
置されたマイクロメータを測定平面ｋに対
し略垂直となる姿勢にした時の関節ｉの角
度 δθ1 〓 δθn；角度オフセツトベクトル から、任意の関節ｉを基準にとり、前記誤差式か
ら残りの（ｎ−１）個の角度オフセツトを求め、
調整することを特徴とする関節形ロボツトの原点
オフセツト調整法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17045182A JPS5958504A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | 関節形ロボツトの原点オフセツト調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17045182A JPS5958504A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | 関節形ロボツトの原点オフセツト調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5958504A JPS5958504A (ja) | 1984-04-04 |
| JPS6362001B2 true JPS6362001B2 (ja) | 1988-12-01 |
Family
ID=15905169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17045182A Granted JPS5958504A (ja) | 1982-09-28 | 1982-09-28 | 関節形ロボツトの原点オフセツト調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5958504A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0294702U (ja) * | 1989-01-11 | 1990-07-27 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5959394A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-05 | 株式会社日立製作所 | ロボツト機構誤差の推定装置 |
| CN104245243B (zh) * | 2012-04-25 | 2016-05-25 | 松下知识产权经营株式会社 | 多关节机器人的机构误差的校正方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638516A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-13 | Hino Motors Ltd | Cooler of supercharged engine |
| JPS5650215A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-07 | Hino Motors Ltd | Method and apparatus for controlling temperature in cooling device for supercharged engine |
-
1982
- 1982-09-28 JP JP17045182A patent/JPS5958504A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638516A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-13 | Hino Motors Ltd | Cooler of supercharged engine |
| JPS5650215A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-07 | Hino Motors Ltd | Method and apparatus for controlling temperature in cooling device for supercharged engine |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0294702U (ja) * | 1989-01-11 | 1990-07-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5958504A (ja) | 1984-04-04 |
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