JPS638904A - ロボツト校正装置 - 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、多関節ロボットの校正に用いて好適なロボッ
ト校正装置に関する。

（従来の技術） 第７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０図において、Ｌ、〜Ｌ、はリンクで、回転角θ
、〜θ１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ＪＩＳ８１４３４（＋！＄４
）に準じた表記によっている。

尚、図示した回転角は、θ、がｍｒｒｎ転角、θ、が扇
回転角、θ、が射口転角、θ、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の位置Ｇ
は各リンクの長さＬ１〜Ｌ、と関節角度θ、〜θ、によ
って定まる。そこで関節角度８１〜θ、の基準（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パックでは絶対精度が問題にな
らないので、Ｏ８！＝程度の再現性があれば十分であっ
たが絶対精度はＩＩ！！１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。

また水平多関節形のように自由度の小さく関節角の干渉
のないロボットでは、精密機械４９巻９号口２３頁（１
９０）に記載されている方法が提案されているが、垂直
多関節ロボットには適用できなかった。

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。

（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、ロボットハンドの
姿勢を定める垂直３自由度の関節を備え、基準面に設置
されたロボットアームの関節角を校正するロボット校正
装置において、前記ハンドに取付けられた傾斜計と、こ
の傾斜計の傾斜が前記基準面の傾斜角と一致するように
前記関節角を制御する関節制御手段と、前記傾斜針が正
と反の方向となるような前記３自由度の関節角の組合せ
を前記関節制御手段に指示する関節指示手段とを有し、
前記関節Ｍ得手段が前記傾斜計を前記基準面の傾斜角と
一致させたときの関節角を校正値とすることを特徴とす
るものである。

（作用） 傾斜計はハンドの姿勢が基準面と同じ傾斜であるか測定
する。関節制御手段は関節指示手段に従いハンドの姿勢
を基準面と同じ傾斜にして、各関節を傾斜計のオフセッ
ト誤差を含むことなく校正する。

（実施９１） 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、１はアームに取付けられたハンド、２は
主にハンドｌの姿勢を定める垂直３自由度の関節で第７
図の説明図において関節θ４ｊｌ＊ｐ　θ、が対応する
。３は主にハンド１の位置を定める垂直３自由度の関節
で第７図の説明図において関節θ、θ１．θ、が対応す
る。４は姿勢関節２及び位置関節３の角度を！ＩＩ御す
る関節制御手段、５はハンド１の校正に必要な位置姿勢
を関節制御手段４に指示する指示手段で、例えば外部の
ホストコンピュータが用いられる。６はハンド１の工具
取付部に取付けられた傾斜計で、水平面に対する傾斜角
の一軸について感度を有するものを直交する２軸につい
て使用する。７はハンド１の動作する基準面で、現実に
は第７図に示す如く水平面と傾斜が一致せず僅かな傾斜
角を有する。８は姿勢関節２の校正値を記憶する記憶装
置である。

このように構成された装置の動作を次に説明する。第２
図は校正する関節とこの軸を校正するために制御しなく
てはならない関節角度の値を示したものである。図にお
いて、正とは傾斜計６を最初に測定した状態をいい、反
とは傾斜計６を感度軸を含む面内で１８０°回転させて
測定した状態をいう。ここで必要とする程度の傾斜角の
分解能では傾斜計の持つオフセット（完全な水平面にお
いても出力がＯにはならない）が問題になる。正。

反をとることでこのオフセットが打消される。傾斜計６
をハンド１に取付けて、関節制御手段４が第２図に従い
姿勢関節２を制御する。傾斜計６の正反をとってオフセ
ット誤差を除き、ハンド１に取付けられた傾斜計６と基
準面７どの傾斜角から、姿勢関節２の校正値を求める。

この校正値を用いると、ハンドｌの位置決めが正確にな
される。

第３図は関節θ４の校正の説明図で、（イ）は側面図、
（ロ）は正面図である。関節角θ４をｘ　／　２とし、
この状たいでθ、を回転させるとハンドはほぼ基準面と
平行に動く、関節　θ、を水平面内で回転させて、傾斜
計６の感度をもつ２方同について正と反をとる。このよ
うにしてａｍ計６の出力差からΔθ４を求め、校正値と
する。

１４４図は関節　θ、の校正の説明図で、（イ）は側面
図、（ロ）は正面図である。関節角　θ、について反転
させることにより、傾斜計６の出力差からΔθ、を得る
ことができる校正が可能である。

第５図は関節　θ、の校正を説明する側面図である、関
節θ４．θ、を共に反転させることによって、傾斜計６
の出力差からΔθ、を求め校正値が得られる。尚、この
場合は基準面の傾斜角を測定しなくても校正が可能にな
る。

尚、第６図は関節角（θ、＋θ、）の校正状態の説明図
で、（イ）、は第１の状態、（ロ）は第２の状態を示し
ている。関節角　θ４．θ、、θ、について校正が終了
すると関節角（θ、十〇、）について校正が行える。従
って、別に関節θ１．θ、について校正を行えば、関節
角　θ、の校正値を演算により求められる。

又、本実施例においては、傾斜計６を２個直交させて測
定しているが、１個の傾斜計を用いてまず測定し、吹に
これと９０度回転させて校正値を求めてもよい。

（Ｊｌｌ明の効果） 以上説明したように、本発明によればハンドに取付けた
傾斜計６を用いて姿勢関節　０４〜θ、の校正ができる
ので、次の効果がある。

（Ａ）傾斜計の精度によって決まる校正値がえ。

られるので高精度（１“以下のものもある）の傾斜計を
使えば高い精度の校正ができる。

（Ｂ）関節制御手段４によって第２図に相当する関節角
の組合せにｉ制御すれば校正値が得られるので、校正が
自動化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は校正する関節とこれに対応して制御される関節角度
との関係図、第３図〜第６図は各関節の具体的校正の説
明図、第７図は従来のロボットの制御の説明図である。 １・・・ハンド、２・・・姿勢関節、４・・・関節制御
手段、５−１１示手段、６・・・傾斜計、７・・・基準
面。 踏３図 （イ） （ロ） 篤４図 （イ） （ロ） 囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロボットハンドの姿勢を定める垂直３自由度の関節を備
   え、基準面に設置されたロボットアームの関節角を校正
   するロボット校正装置において、前記ハンドに取付けら
   れた傾斜計と、 この傾斜計の傾斜が前記基準面の傾斜角と一致するよう
   に前記関節角を制御する関節制御手段と、前記傾斜計が
   正と反の方向となるような前記３自由度の関節角の組合
   せを前記関節制御手段に指示する関節指示手段とを有し
   、 前記関節制御手段が前記傾斜計を前記基準面の傾斜角と
   一致させたときの関節角を校正値とすることを特徴とす
   るロボット校正装置。