WO1992018294A1 - Calibration system for industrial robot - Google Patents

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WO1992018294A1
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industrial robot
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Shuichi Tounai
Minoru Yamamoto
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Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1692Calibration of manipulator
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/39Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39026Calibration of manipulator while tool is mounted
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    • G05B2219/39028Relative to base calibrated 6-DOF device, cmm connected between wrist and base
    • GPHYSICS
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    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/39Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39048Closed loop kinematic self calibration, grip part of robot with hand

Definitions

  • Robot wrist ⁇ 3 ⁇ 431 ⁇ 2> Flange the jig for robot « ⁇
  • fiber ⁇ 1 ⁇ 2 3 ⁇ 4 and OT3 are used.
  • Robot 1 ( ⁇ «Wait Caribration: / ⁇ Ru). This robot 1 has a jig 2 attached to the franc, »if.
  • a manipulator type that can be made multi-degree of freedom by using SS3 ⁇ ⁇ as. Attached Self Freedom ttS3 ⁇ 43 ⁇ 4 ⁇ T R 3 degrees of freedom (3 willows, R 3 degrees of freedom (3 axes) Total 6 degrees of freedom (6 «£> ⁇ ) Good ⁇ mmma ⁇ Figure im 0te6 « rc «i3 ⁇ 4L Example skeleton Figure ⁇ 3 ⁇ 43 ⁇ 4.
  • mouth bot ⁇ and SUMP and Kiyari play cane> 3 ⁇ 4®3 ⁇ 43 ⁇ 4a p 'and ⁇ network ", its ⁇ gg ⁇ also Ru ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ Rukoto 3 ⁇ 4 0
  • the switch 6 is provided at the interface 5 of the robot 1, and when the switch 6 is on, the pulse data ⁇ 9 "is sampled from the carrier unit ⁇ S3®HBB ⁇ afi unit 31. The data sampled by this It is delicate.
  • step 5 the calibration of the robot 1 1- to 5-pulse data is performed.
  • the calibrated pulse from the book «51» from £ 7, ROB, TOB8, TOA8;
  • the calibration device S3 is provided on the robot 1 and attached to the d3 ⁇ 4®lp or the robot 1 by ⁇ 2> ⁇ 4® ⁇ ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ ® ⁇ ⁇ .
  • T " T e (orient)-Rot ( ⁇ '180 °)
  • Robot data, data, tools ⁇ 5 ⁇ of the robot's robots are lost At this time, the received value is FV.
  • the 6th axis has ⁇ , "01 ⁇ —tum p,".
  • ⁇ ⁇ ⁇ is the robot pulse data obtained by ⁇ TOm3 ⁇ 4 ⁇ m, and the master robot's data.
  • H the robot pulse data obtained by ⁇ TOm3 ⁇ 4 ⁇ m
  • l the master robot's data.
  • This ff ⁇ c can do i 3 ⁇ 4S noise ® 3 ⁇ 4E.
  • Robot fdl ⁇ ifi Balls P is used as the robot's origin.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

. 明 細
• 2¾t¾ロボットのキヤリブレーショ:¾¾
• ^§9(^ ロボット © ^ヤリブレーシ 3 ¾¾t Mする。
5 ΟΝ^ϋΚ)
. i»D^ヤリブレーシヨン¾¾ <fflB362— 148173¾2^ί さ
. れているよう ί 次の (1)から(5) O ii CiTつてい
• (1)ロボット手首:^ ¾3½>フランジにロボット « ^ヤリブレーシヨン用治具を
• 取り付ける。
0 (2) Mlfrャリブレーシ 3ン用治 られた セットする。
. (3)ロボットを、キャリブレーション «ίϊえる く < させる。
. (4) @¾側キヤ
Figure imgf000003_0001
それぞれ
• "0"となるよう t ロボットを微動させる。
• (5) em m ^r: -o"となった ttaを、前もつ τ¾¾>られたロボ 5 ット ottBR¾»として る。
• ところ jA t, tm (4) mn «w»&ティーチングボック .
Figure imgf000003_0002
¾tしく かるという欠 . ^^つす
• そこ" e*^{ でキヤリブレーションか可能となる: ¾¾¾ ^しょう 0 とする のである。
• なお、 ある "る tt»*i nボット ©ί^点 ttS««5Eするものとして
• ί»έίϊう。ボットと wsiの tmiiロボット^ fflする »<あるが 1
. -24510
Figure imgf000003_0003
、 ツー ;W»Dt¾l み籠, するもので、本
• 目的としてレ、るロボ、 ト « ©{ϋϊδ¾½«5Εするものではな
5 mo
. ^月 口ポット ヤリブレーシヨン: において、 6**©Sif乍自由度を
• 持 各自由度ごと {:¾ί¾¾ϋ¾κ¾«^ャリブレーション装镢を、 ロボット 自 けら Λ^ί®またはロボットから ©ffi¾tffl5^E¾K^Wi り付け、 «キヤリプレーショ ¾fi<¾WJとロボット手首: 5¾¾ΡΦ»¾¾に させ、 |¾Εキヤリプレーショ^ Β¾¾6¾¾ίί¾Ε^¾ί#られる ttfi ^一夕 '¾^5=—タからロポット©^»^ータ' ¾^ータ¾^し、ロボットのキヤ リプレーションを行うことを とするものである。
キヤ Iプレーショ SBf¾S¾$とロボット手首: 5^¾««δ¾:^させら l U そ ©f¾ まキャリブレーション ¾»¾¾»½れ^~¾^る。 キャリブレーショ^ aはロボット^ り付けられているので、キヤリブ レーシヨン^ Κ^¾^β¾δ^ζ られたデータと、キャリブレーショ^置
Figure imgf000004_0001
キヤリプレーショ ロボット^ ί«、らの 紙 ¾^ータ、 t¾わ ロボット手首: 5»Μδ·¾ ^ タ まる。
Figure imgf000004_0002
どのよう のロボットであっても、
キヤリブレーンョ ?mえるという大き ¾¾¾¾ ^る。
Figure imgf000004_0003
図 3〖体 翻に係るシステム ®¾Κζ¾^Τ7ロック 1¾図 4 6は CPUt fo'ける艇 フ。一チャートである。
繊を n¾ るた ¾½*¾¾^ι .
¾Τ、繊 ^^½ ¾ およ OT3を用い する。
まず、 激激棚 る。
ロボット 1
Figure imgf000004_0004
(·«わちキヤリブ レーショ: /^る) である。 このロボヅト 1にはそ フラン、 »i fに治 具 2 り付けられている。
キヤリブレーショ SS3^ ©asに によって多自由度 { させ ること力 きるマニピュレータ形^もので、 に 回 を ^ffiする絶 対値ェンコ一
Figure imgf000004_0005
り付けられており、イン
Figure imgf000004_0006
自 由度 ttS¾¾^Tる 3自由度(3柳、 る 3自由度(3軸)の 計 6自由度(6«£> ^ること ましい ^mmma ^図 im 0te6«rc«i¾Lた例をスケルトン図 τ¾¾している。
そして、キヤリプレーショ: 置 3(¾1¾¾© ^ヤリブレーシヨン ¾fiフラン z tに ι灘 4 付けられている。
こ © ^具 4 〖i02i: ^されるように tti£¾¾ ピン 4p¾ ^ ビン穴 2 h¾ る鍵 © ^具 2と)^できる離となつ T、る。 こ により、 口 ボット ©SUMPとキヤリプレーショ >¾®¾¾a p' と ί網" し、 そ ©gg ^も Η¾ΤΤること ¾る 0
なお、図 1 ©0TCW キヤリプレーショ: ^fi3はロボット 1 <ε¾¾!®1 ρに 取り付けられている:^キヤリブレーション雜3を取り付ける面とロボ yト 1 と ©ίΰ®9β¾τ«Π?あ i 取り付 Ι «^ずしも πボット本体 ける はな
ロボット 1のィンターフェ一ス«¾ 5に ί スィツチ 6が用意されており、 スィッチ 6がオンしているときにキヤリプレーショ^ S3®HBB«afi器 3 1か らパルスデータ^ 9"ンプリングする。 これによつてサンプリングされたデータ
Figure imgf000005_0001
に 繊される。
インターフェース «825{
Figure imgf000005_0002
サンブリン グしたパルスデータ ®Ιδ1*ίϊう。
πボット OT¾置 8 ^Wfi(¾S7から によってロボット 1の厥 位置パルス
Figure imgf000005_0003
インターフェース 制 JM5から難し 、'ルスデータから。ボ、 ト 1の l ^Sキヤリブレーショ
Figure imgf000005_0004
1、 ロボヅト位 mmssmi <mz^> において行う。図 3中、 7 2はキヤリブレーショ
Figure imgf000005_0005
7 4はロボット½8¾|^ぁる。 口ポット ttss«sa57 4
^されているロボット ffiSと、 ロボット Μ¾3Ϊ8の I ttEパルス 12∞
Figure imgf000006_0001
5において、 ロボヅト 1の 1¾¾5¾バルスデータのキヤリプレーション う。 キャリブレーションさ パルス 本 «51«∞£7から によ つてロボ、) rト ®TOSB8の バル; aas?8 される。
次 梆月の 5¾¾f¾^(» T«mる。
(1)まず、キャリブレーション装 S3をロボット 1に設けられ d¾®lpま たはロボット 1と <2>ί4®^δΕ¾Κ¾ίί®ί^り付ける。
(2)キヤリプレーショ: ^¾S3のフラン f を取り付ける。
(3)口ポット 1のフラン、: ¾1 &具 2を取り付ける。
(4)治具 2 具 435^できるようロボッ卜 ^mottfi cftf^させる。
(5)
Figure imgf000006_0002
(6)こ ©w、 ^¾©f«i¾s^らデータサンプリング ί&^θ»さ ら、 キヤリブレーシ s り付けら: エンコーダからィ ンターフェース して、 キヤリブレーショ:¾jt¾i4fi ^—タ (パルスデータ) ¾w«*¾ c¾fl る。
Figure imgf000006_0003
¾» ると、 JBTFのよう ¾ι«¾ί^ヰヤリブレーシヨン離 ¾ίΐう。
キャリブレーション装置 { 6自由 ¾·7ニピユレ一夕とリンク面 ©^©s^
A, (i-l〜6)とすると、キャリブレーション^) ίέ^Π ^ Α, される。
Τ,ο=Α! ·Α, ·Α, ·Α4 · Α5 ·Α,
キヤリブレーション^ S^ffllとロボヅト Ο^^ξ間 ^を Zと すると、 ロボッ卜の^^ ¾したキヤリブレーション^ >fid¾^T,cl i 次 ^^される。
Figure imgf000006_0004
ただし Z-Trans(X, Y, Ζ)
ま^治具 4のリンク 6 る^?列を Εとすると、図 2(¾^"キヤリブ レージョン装 S3©»¾P©fftfiB^T, ^次 される。 ただレ
この τ,によ
Figure imgf000007_0001
る。
Figure imgf000007_0002
ロボヅト の^ itと同一である。
このときの口ボタトの iW^ ffiK^—夕を τ"とすると、次の 得ら れる。
Τ·,=Τ· (xyz)
Figure imgf000007_0003
式中 T, (xy z) li, T, —タ す。
治具 2, 4の: もそろうので、 ロボット ©¾^T"〖 次の関係^; で与えられる。
T"=Te (orient) - Ro t (χ' 180° )
Figure imgf000007_0004
¾ΦΤ« (orient)と^ T,洒©¾ ^—タ す。
lhのようにし" C^¾>た Tw、 T"からマスタロボット ©6ϊ¾Τ·Μ〖欲の
¾re ^ら ¾0
Figure imgf000008_0001
このようにして^たロボット OffllTwと、
Figure imgf000008_0002
たロボット データ、 データ、ツール^ 5^タ¾ ^して、 ロボットの 6tt® ^ルス を^ 6る。このとき よつ T られ ルス値 を FV とする。
i¾±のようにキヤリブレーン s mmrvt ,ロボ"ノト ^¾®:¾fし て^ ws^sより願雌パルス る。
この]^ [録パルス されたことにより、ロボット fiRras*、ら、 ロボット ι¾¾δ¾τ¾>&«φパルスデータ p,と、 、る f¾ c©ロボット各 ルスデータ ·
Figure imgf000008_0003
ロボット Φ»®^ら bo^ルス 5 ^タ ^されてきたら、
い、 6軸に ^、"01^—タ厶 p,を る。
Figure imgf000008_0004
ここて 出した ΔΡ は^ TOm¾ ^mしたロボット パルスデータ とマスタロボット る ルスデータと —タである。 この た 一タ¾¾¾して次の fH¾こより 6轆: H、て l ^ftSパルス P,の 征を行う。
Figure imgf000008_0005
この ff^cによって i ¾Sノ レス ®¾Eを行うことカ^きる a hの H ^こよ つ まつ fdl^ifiバルス P, をロボット して、 ロボットの原 点 を行う。
hoiB@のフローチャート鄉 6i ^ 。
^月のキャリブレーション 手首 とキャリブレーション装 sの できる ¾Ktとなっている全てのティ一チン^レイノ ック 自。ボット 用すること * ?きる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 口ポットのキャリブレーション: (こおいて、 6#0S&f^自由度 ¾ ^ち、各 自由度ごと ir¾6¾ ^置 ¾^ ^ヤリブレーショ: を、 ロボット自^^: けられナ^¾{:¾り付け、 ΙίΙΙΒキヤリブレーショ ©¾¾^とロボット手 首:^! させ、 15¾キヤリプレーショ: 、ら 得られる —タ · ^^一夕からロボ yト ©ifi®^—夕 · ¾ ^一夕を し、 ロボット ヤリブレーシヨン うこと とする^ ¾ロボットのキ ヤリブレーシヨン
2. ロボットのキヤリブレーショ :において、 6軸 CD¾f^自由度^ち、各 自由度ごと {^Μ^ίΜϊ^ ^ャリブレーション織を、 «ロボットから
©ffi^t&sK係 协つ τ 、る り付け、 キャリブレーション錄 とロボ yト手首 ί¾¾β¾«^〖^させ、 1¾ キャリブレーション装 られる tts?5" "タ ·¾3 ^—タから。ボット teg^— タ'¾ ^一タ¾^レ 口ポット ヤリブレーシヨン うこと ¾ ^とす る ロボットのキヤリブレーショ
PCT/JP1992/000418 1991-04-09 1992-04-03 Calibration system for industrial robot WO1992018294A1 (en)

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JP10460191A JPH05261682A (ja) 1991-04-09 1991-04-09 産業用ロボットのキャリブレーション方式
JP3/104601 1991-04-09

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