WO2023047591A1 - 機構誤差パラメータを較正する較正装置および機構誤差パラメータの較正の必要性を判定する判定装置 - Google Patents

機構誤差パラメータを較正する較正装置および機構誤差パラメータの較正の必要性を判定する判定装置 Download PDF

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WO2023047591A1
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WO
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robot
coordinate system
state
reference coordinate
calibration
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Application number
PCT/JP2021/035409
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French (fr)
Inventor
悦来 王
康広 内藤
邦彦 原田
Original Assignee
ファナック株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements

Definitions

  • the present invention relates to a calibration device for calibrating mechanism error parameters and a determination device for determining the necessity of calibration of mechanism error parameters.
  • the position and orientation of the robot should preferably match the position and orientation defined in the motion program. However, after replacing the robot, the robot may not reach the desired position and orientation due to errors in the installed position of the robot, individual differences in the robot, and the like. After replacing the robot, it is known to measure the position of the origin of the base coordinate system set in the robot or to calculate the deviation of the position of the base coordinate system with a visual sensor. Then, it is known to modify the operation program for driving the robot based on the detection result (for example, Japanese Patent No. 6603289 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-14011).
  • the position and posture of the robot are affected by manufacturing errors in the components when manufacturing the robot and by gravity when driving the robot.
  • the manufacturing error of the constituent members includes errors in arm lengths between joint shafts, errors in gear ratios of reduction gears, and the like. Items that cause such errors can be set as mechanical error parameters of the robot, and values can be set for each mechanical error parameter.
  • the controller can accurately control the position and orientation of the robot by driving the robot using the mechanism error parameters.
  • the robot can be controlled to achieve the desired position and posture with respect to the command values of the motion program.
  • the robot is driven for a long period of time, there are cases where the accuracy of controlling the robot deteriorates due to wear of components of the robot or the like. For this reason, robot components such as motors, reduction gears, or arms may be replaced. In this case, it is difficult to match the position reached by the robot after the replacement of the component with the position reached by the robot before the replacement of the component.
  • Errors in the robot's position and posture can be corrected by teaching the position and posture again after replacing the component or the robot.
  • the teaching work of the robot takes time and the productivity of the robot apparatus deteriorates.
  • the teaching work takes a long time.
  • when correcting the teaching position of the program if there is a teaching point for which the teaching position has not been corrected, there is a risk that the robot will be driven with poor accuracy or that it will interfere with peripheral devices.
  • a first aspect of the present disclosure is a calibration device that calibrates mechanism error parameters for adjusting control of a robot based on a motion program.
  • the calibration device includes a position acquisition unit that acquires the position of the robot in the reference coordinate system.
  • the calibration device includes a parameter calculator that calculates mechanism error parameters based on the position of the robot in the reference coordinate system.
  • the parameter calculation unit calculates the position of the robot in the reference coordinate system in the first state when the robot is driven by the command value of the operation program, in the second state after the first state.
  • Mechanism error parameters are calculated so that the positions of the robots in the reference coordinate system match.
  • a second aspect of the present disclosure is a determination device that determines whether or not it is necessary to calibrate a mechanism error parameter for adjusting control of a robot based on an operation program.
  • the determination device includes a position acquisition unit that acquires the position of the robot in the reference coordinate system.
  • the determination device includes a maintenance determination unit that evaluates the accuracy of the position of the robot with respect to the command value of the operation program.
  • the maintenance determination unit determines the mechanism error based on the position of the robot in the reference coordinate system in the first state and the current position of the robot in the reference coordinate system. Determine if parameter calibration is required.
  • a calibration device that can easily calibrate the mechanism error parameters of a robot and a determination device that determines whether it is necessary to calibrate the mechanism error parameters.
  • FIG. 1 is a perspective view of a robot system in an embodiment
  • FIG. 1 is a perspective view of a robot device, a three-dimensional measuring device, and an auxiliary member in a first state
  • FIG. 1 is a block diagram of a robot device and a three-dimensional measuring device
  • FIG. 4 is a flow chart of first control of the calibration device in the embodiment
  • FIG. 10 is a perspective view of the robot device, three-dimensional measuring device, and auxiliary member in a second state
  • FIG. 4 is a flow chart of second control of the calibration device
  • FIG. 1 is a perspective view of a robot device, a three-dimensional measuring device, and an auxiliary member in a first state
  • FIG. 3 is a flow chart of third control of the calibration device
  • FIG. 10 is a perspective view of the robot device, three-dimensional measuring device, and auxiliary member in a second state
  • 4 is a flow chart of fourth control of the calibration device
  • 4 is a flow chart of control of a maintenance determination unit of the
  • FIG. 1 A calibration device and a determination device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 11.
  • FIG. The calibration device of this embodiment calibrates mechanism error parameters for adjusting the motion of a robot based on a motion program. Further, the determination device of this embodiment determines whether or not there is a need to calibrate the mechanism error parameter.
  • FIG. 1 is a perspective view of the robot system according to this embodiment.
  • the robot system of the present embodiment performs spot welding using three robot devices 5, 6, and 7.
  • Each robot device 5, 6, 7 includes a welding gun 2 as a working tool and a robot 1 that changes the position and posture of the welding gun 2.
  • FIG. A workpiece to be welded is transported to an area surrounded by robot devices 5, 6, and 7. As shown in FIG. For example, a car body as a suspended work is transported by a transporter. Spot welding is performed by robot devices 5, 6, and 7.
  • Fig. 2 shows a perspective view of the robot device, three-dimensional measuring device, and auxiliary members.
  • the robot device 5 will be taken up as an example and explained.
  • Robot devices 6 and 7 have the same configuration as robot device 5 .
  • the robot 1 of this embodiment is an articulated robot including a plurality of joints.
  • the robot 1 includes a base portion 14 fixed to an installation surface and a swivel base 13 rotatably supported by the base portion 14 .
  • Robot 1 includes upper arm 11 and lower arm 12 .
  • the lower arm 12 is supported to rotate with respect to the swivel base 13 .
  • Upper arm 11 is supported for rotation with respect to lower arm 12 .
  • the upper arm 11 rotates around a rotation axis parallel to the direction in which the upper arm 11 extends.
  • Robot 1 includes a wrist 15 rotatably supported on upper arm 11 .
  • Wrist 15 also includes a flange 16 that rotates.
  • a welding gun 2 is fixed to the flange 16 .
  • the robot of this embodiment has six drive axes, it is not limited to this form. A robot whose position and posture can be changed by any mechanism can be employed.
  • the work tool of the present embodiment is a welding gun for performing spot welding, it is not limited to this form.
  • a worker can select a work tool according to the work to be performed by the robot device. For example, a work tool for conveying a work or a work tool for applying adhesive can be employed.
  • a base coordinate system 71 is set in the robot device 5 of the present embodiment.
  • the origin of the base coordinate system 71 is arranged on the base portion 14 of the robot 1 .
  • the base coordinate system 71 is a coordinate system in which the position of the origin is fixed to the robot and the directions of the coordinate axes are fixed. Even if the position and orientation of the robot 1 change, the position and orientation of the base coordinate system 71 do not change.
  • the base coordinate system 71 has, as coordinate axes, an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis that are orthogonal to each other.
  • the W axis is set as a coordinate axis around the X axis.
  • a P-axis is set as a coordinate axis around the Y-axis.
  • An R-axis is set as a coordinate axis around the Z-axis.
  • a tool coordinate system having an origin set at an arbitrary position on the work tool is set in the robot device 5 .
  • the origin of the tool coordinate system is set at the tool tip point, which is the tip of the fixed electrode of welding gun 2 .
  • a tool coordinate system is a coordinate system that changes position and orientation with the work tool.
  • the position of the robot 1 corresponds to the position of the origin of the tool coordinate system in the base coordinate system 71 .
  • the posture of the robot 1 corresponds to the orientation of the tool coordinate system with respect to the base coordinate system 71 .
  • the position and orientation of the robot 1 can be represented by coordinate values of the base coordinate system 71 .
  • FIG. 3 shows a block diagram of the robot device and the three-dimensional measuring device according to this embodiment.
  • robot 1 includes a robot driving device that changes the position and posture of robot 1 .
  • the robot drive includes robot drive motors 22 that drive components such as upper arm 11 , lower arm 12 and wrist 15 .
  • the welding gun 2 is provided with a welding gun driving device that drives the welding gun 2.
  • the welding gun driving device includes an electrode driving motor 21 that drives the movable electrode of welding gun 2 .
  • the movable electrode is moved with respect to the fixed electrode by driving the electrode driving motor 21 . By moving the movable electrode, spot welding can be performed with the workpiece sandwiched between the fixed electrode and the movable electrode.
  • the robot device 5 includes a control device 4 that controls the robot 1 and the welding gun 2, and a teaching operation panel 37 for the operator to operate the control device 4.
  • the control device 4 includes an arithmetic processing device (computer) having a CPU (Central Processing Unit) as a processor.
  • the control device 4 has a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), etc. connected to the CPU via a bus.
  • the teaching operation panel 37 includes an input section 38 for inputting information regarding the robot 1 and the welding gun 2.
  • the input unit 38 is composed of a keyboard, a dial, and the like.
  • the operator can input an operation program, set values of variables, judgment values of variables, and the like to the control device 4 from the input unit 38 .
  • the teaching operation panel 37 includes a display section 39 that displays information regarding the robot 1 and welding gun 2 .
  • a pre-created operation program 46 is input to the control device 4 in order to control the robot 1 and the welding gun 2 .
  • the operator can set the teaching point of the robot 1 by operating the teaching operation panel 37 to drive the robot 1 .
  • the control device 4 can generate an operation program 46 for driving the robot 1 and the welding gun 2 based on the teaching points.
  • the control device 4 includes a storage section 42 that stores information regarding control of the robot 1 and welding gun 2 .
  • the storage unit 42 can be configured by a non-temporary storage medium capable of storing information.
  • the storage unit 42 can be configured with a storage medium such as a volatile memory, a nonvolatile memory, a magnetic storage medium, or an optical storage medium.
  • a processor functioning as the operation control unit 43 is formed so as to be able to read information stored in the storage unit 42 .
  • the operating program 46 is stored in the storage unit 42 .
  • the robot device 5 automatically performs work based on the operation program 46 .
  • the control device 4 includes a motion control section 43 that sends motion commands to the robot 1 and welding gun 2 .
  • the motion control unit 43 sends motion commands for driving the robot 1 to the robot driving unit 45 based on the motion program 46 .
  • Robot drive section 45 includes an electrical circuit that drives robot drive motor 22 .
  • the robot driving section 45 supplies electricity to the robot driving motor 22 based on the operation command.
  • the operation control section 43 sends an operation command for driving the welding gun 2 to the welding gun driving section 44 .
  • Welding gun drive section 44 includes an electric circuit that supplies electricity to the electrodes and drives electrode drive motor 21 .
  • the welding gun driving section 44 supplies electricity to the electrodes and the electrode driving motor 21 based on the operation command.
  • the robot 1 includes a state detector for detecting the state of the robot 1 including the position and posture of the robot 1.
  • the state detector in this embodiment includes a rotational position detector 19 attached to a robot drive motor 22 corresponding to a drive shaft such as an arm.
  • the rotational position detector 19 is composed of an encoder or the like that detects the rotational angle of the robot drive motor 22 .
  • the position and orientation of the robot are detected based on the outputs of multiple rotational position detectors 19 .
  • the motion control unit 43 controls the robot 1 so that it assumes the position and posture specified in the motion program 46 .
  • the motion control unit 43 controls the rotation angle of the robot drive motor 22 based on inverse kinematics.
  • the work tool can be controlled to the desired position and attitude by controlling the robot 1 so that the tool coordinate system has the desired position and attitude.
  • the actual position and orientation of the robot may deviate from the position and orientation specified by the operation program 46 due to manufacturing errors in the components of the robot, assembly errors when assembling the robot, the effects of gravity, and the like.
  • a plurality of mechanism error parameters 49 for adjusting control of the robot 1 are set separately from the operation program 46 .
  • a plurality of mechanical error parameters 49 are stored in the storage unit 42 .
  • the mechanism error parameters 49 include arbitrary parameters that cause positional and attitude errors that occur when the robot 1 is driven.
  • Mechanism error parameters 49 include the length of the link between each drive shaft, the position of each drive shaft, the gear ratio error caused by the backlash occurring in the reducer of each drive shaft, and the effect of gravity. It contains parameters such as variables related to the elastic deformation of links deformed by .
  • mechanism error parameters include DH parameters and DH parameter errors.
  • DH Densavit Hartenberg
  • a coordinate system is set for each drive axis, and the position and orientation of the robot can be expressed based on the relationship between the coordinate systems of the drive axes.
  • DH parameters are parameters in the DH method.
  • DH parameters include link length.
  • the mechanism error parameter includes the spring constant related to the torque around the drive shaft.
  • a spring constant is a parameter related to the amount of deflection with respect to torque.
  • the mechanism error parameter includes an error in the gear ratio of the speed reducer.
  • the mechanism error parameter includes an error in the position of the origin of the base coordinate system 71 . An error in the position of the origin of the base coordinate system is determined by an error in the rotation angle or pulse value output by the rotation position detector 19, or the like.
  • Such mechanism error parameters can be set when the robot 1 is shipped, depending on where the robot 1 is installed.
  • the motion program 46 defines the position and posture of the robot 1 by the coordinate values of the base coordinate system 71 .
  • the motion control unit 43 calculates the rotation angle of the robot drive motor 22 so that the position and posture of the robot 1 set in the motion program 46 are achieved based on inverse kinematics.
  • the motion control unit 43 acquires the mechanism error parameter 49 stored in the storage unit 42 .
  • the motion control unit 43 calculates motion commands for the robot drive motors 22 based on the respective mechanism error parameters. By executing this control, the position and orientation of the robot can be brought closer to the position and orientation designated by the motion program 46 .
  • the robot system of the present embodiment includes a three-dimensional measuring device 8 for accurately measuring the position and orientation of the robot 1.
  • the three-dimensional measuring device 8 in this embodiment is a laser tracker that oscillates laser light and receives the laser light reflected by reflectors 67a and 67b.
  • the three-dimensional measuring device 8 includes a laser head 63 that oscillates laser light.
  • the laser head 63 has an oscillating portion 81 that oscillates laser light and a light receiving portion 82 that receives the laser light reflected by the reflectors 67a and 67b.
  • the light receiving section 82 is arranged inside the laser head 63 .
  • the three-dimensional measuring instrument 8 in this embodiment includes a rotating device 64 that changes the orientation of the laser head 63 .
  • the rotating device 64 includes a measuring device drive motor 84 that changes the orientation of the laser head 63 .
  • a rotational position detector 85 such as an encoder is attached to the measuring device driving motor 84 in order to detect the rotation angle of the measuring device driving motor 84 .
  • the rotating device 64 of this embodiment rotates the laser head 63 around a horizontally extending rotating shaft and a vertically extending rotating shaft.
  • the rotating device 64 is supported by a tripod 65 . In this way, the three-dimensional measuring device 8 can oscillate laser light in any direction by being driven by the rotating device 64 .
  • the three-dimensional measuring instrument 8 includes an arithmetic processing unit having a CPU as a processor, a RAM, and the like.
  • the arithmetic processing unit of the three-dimensional measuring device 8 includes a position calculator 83 that calculates the positions of the reflectors 67a and 67b.
  • the position calculator 83 corresponds to a processor driven according to a predetermined program.
  • the position calculator 83 of this embodiment calculates the distance from the three-dimensional measuring device 8 to the reflectors 67a and 67b from the phase difference between the oscillated laser beam and the received laser beam.
  • a measuring device coordinate system 73 is set in the three-dimensional measuring device 8 of the present embodiment.
  • the measuring instrument coordinate system 73 can be set at any position by the operator.
  • the origin of the measuring device coordinate system 73 can be set at any position inside the three-dimensional measuring device 8 .
  • the origin of the measuring instrument coordinate system 73 can be located at the tip of the laser light source located inside the laser head 63 .
  • the measuring instrument coordinate system 73 includes coordinate axes having mutually orthogonal X-, Y-, and Z-axes.
  • the direction of the measuring device coordinate system 73 can be set to any direction.
  • the measuring instrument coordinate system 73 is a coordinate system in which the position of the origin is fixed and the directions of the coordinate axes are fixed. Even if the orientation of the laser head 63 changes, the position and orientation of the measuring instrument coordinate system 73 do not change.
  • the reflectors 67a and 67b of the present embodiment are spherical.
  • the reflectors 67a and 67b are formed so as to reflect the laser light in the same direction as the incident laser light.
  • the reflectors 67a, 67b are fixed at desired positions by restraining bands, magnets, or the like.
  • the rotation device 64 of the three-dimensional measuring device 8 adjusts the direction of the laser head 63 so that the laser light returns to the laser head 63 after being reflected by the reflectors 67a and 67b.
  • the operator can manually drive the rotating device 64 to adjust the orientation of the laser head 63 .
  • the three-dimensional measuring device 8 may have an automatic search function that scans so that the emitting direction of the laser light draws a circle. In this case, the operator approximately adjusts the orientation of the laser head 63 so that the laser beam emitted from the three-dimensional measuring device 8 is directed toward the reflectors 67a and 67b. After that, the three-dimensional measuring device 8 can adjust the direction of the laser head 63 so that the laser light reflected by the reflectors 67a and 67b returns to the laser head 63 by the automatic search function.
  • the rotating device 64 can detect the orientation of the laser head 63 in the measuring device coordinate system 73 based on the output of the rotational position detector 85 .
  • the position calculator 83 calculates the distance from the three-dimensional measuring device 8 to the reflectors 67a and 67b by receiving the light reflected by the reflectors 67a and 67b. Then, the position calculator 83 can calculate the positions of the reflectors 67 a and 67 b in the measuring device coordinate system 73 based on the calculated distance and the orientation of the laser head 63 .
  • the calibration device in this embodiment calibrates the mechanism error parameters that adjust the control of the robot 1.
  • FIG. The calibration device in this embodiment includes a control device 4 .
  • the control device 4 includes a processing section 51 that controls calibration of the mechanism error parameter 49 .
  • the processing unit 51 includes a reference coordinate system setting unit 53 that sets a reference coordinate system 72 in the area where the robot 1 is arranged based on the output of the three-dimensional measuring device 8 .
  • the reference coordinate system 72 can be defined so as not to depend on the operation of the robot and the installation state of the robot.
  • the installation state of the robot 1 includes the position where the robot 1 is installed and the inclination of the entire robot 1 with respect to the surface where the robot 1 is installed.
  • the reference coordinate system 72 can be set in a stationary coordinate system.
  • the processing unit 51 includes a position acquisition unit 52 that acquires the position of the robot in the reference coordinate system 72.
  • the processor 51 includes a parameter calculator 54 that calculates the mechanism error parameter 49 based on the position of the robot in the reference coordinate system 72 .
  • the processing unit 51 also calculates a conversion matrix for converting one of the coordinate values of the base coordinate system 71 and the reference coordinate system 72 set for the robot 1 into the other coordinate value.
  • a calculator 55 is included.
  • the processing unit 51 includes a maintenance determination unit 56 that evaluates the positional accuracy of the robot with respect to the command values of the operation program 46 .
  • the processing unit 51 performs processing based on a predetermined calibration program 48.
  • the processing unit 51 corresponds to a processor driven according to the calibration program 48 .
  • each unit of the position acquisition unit 52 , the reference coordinate system setting unit 53 , the parameter calculation unit 54 , the matrix calculation unit 55 , and the maintenance determination unit 56 corresponds to a processor driven according to the calibration program 48 .
  • Each unit functions by the processor implementing the controls defined in the calibration program 48 .
  • the calibration device of the present embodiment includes an auxiliary member 61 for setting the reference coordinate system 72 and a reflector 67a as a reference point member.
  • Auxiliary member 61 supports a plurality of reflectors 67a.
  • the auxiliary member 61 is arranged in the area where the robot system is installed.
  • the auxiliary member 61 can be arranged in the vicinity of the robot 1 to be calibrated.
  • the auxiliary member 61 of the present embodiment includes a base portion 61a that serves as a platform, and an erect portion 61b erected from the base portion 61a.
  • the standing portion 61b extends upward in the vertical direction.
  • the reflector 67a is arranged at a corner on the upper surface of the base 61a. Further, the reflector 67a is arranged on the upper surface of some of the plurality of standing portions 61b. Thus, the auxiliary member 61 is formed to support the reflectors 67a at a plurality of mutually different positions.
  • the auxiliary member 61 is not limited to this form, and a member that holds a plurality of reflectors 67a can be employed.
  • the auxiliary member 61 can adopt a member that does not move in the area where the robot 1 is installed so that the positions of the plurality of reflectors 67a do not change.
  • a shelf or fence installed in the area where the robot system is arranged may be used as an auxiliary member for attaching the reflector.
  • the position calculator 83 of the three-dimensional measuring device 8 calculates the positions of the plurality of reflectors 67 a in the measuring device coordinate system 73 .
  • a plurality of reflectors 67a to be measured can be predetermined.
  • the reference coordinate system setting unit 53 of the processing unit 51 sets the reference coordinate system 72 based on the position of the reflector 67a.
  • the position of the origin of the reference coordinate system 72 and the attitude of the reference coordinate system 72 can be set at predetermined relative positions and attitudes with respect to the measured positions of the plurality of reflectors 67a.
  • a reference coordinate system 72 is set in which the origin is placed on one reflector 67a.
  • the reference coordinate system setting section 53 can set the reference coordinate system 72 in the three-dimensional space.
  • the reference coordinate system setting unit 53 can set the reference coordinate system 72 using the coordinate values of the measuring device coordinate system 73 .
  • a reference coordinate system 72 is defined based on the positions of the plurality of reflectors 67a. Therefore, by maintaining the same position of the reflector 67a, the three-dimensional measuring device 8 can measure the position of the reflector 67a from any direction. Then, the same reference coordinate system 72 can be reproduced based on the relative positions and orientations with respect to the plurality of reflectors 67a.
  • a reflector 67b is arranged at the tip of the fixed electrode corresponding to the tool tip point of the welding gun 2. Therefore, the position of the reflector 67b corresponds to the position of the robot 1.
  • FIG. The position calculator 83 of the three-dimensional measuring device 8 can measure the position of the reflector 67b in the coordinate system 73 of the measuring device.
  • the position acquisition unit 52 can then calculate the position of the robot 1 in the reference coordinate system 72 based on the position of the reflector 67b in the measuring device coordinate system 73 .
  • FIG. 4 shows a flow chart of the first control for calibrating the mechanism error parameter in this embodiment.
  • the first control calibrates the mechanism error parameters after the robot 1 is replaced. When the robot has been used for a long period of time, the entire robot may be replaced.
  • the first state of the robot is defined in relation to the calibration of the mechanism error parameters.
  • a first state is defined as a reference state of the robot before calibrating the mechanism error parameters.
  • a second state after the first state is defined.
  • the second state includes a state of calibrating the mechanism error parameters or a state of determining whether or not to calibrate the mechanism error parameters.
  • the first state is the state before replacing the robot in which the old robot is installed.
  • the second state is the new robot installed after the robot has been replaced.
  • the robot before replacement is called a first robot
  • the robot after replacement is called a second robot.
  • the first state can adopt the state immediately before replacing the first robot.
  • the state immediately after the mechanism error parameter is calibrated at any time after the installation of the first robot can be adopted.
  • a reference coordinate system 72 is generated by measurement with the three-dimensional measuring device 8 when the first robot 1 is in a predetermined first state after installation.
  • As the first state it is possible to adopt a state in which the robot is driven accurately with respect to the command value.
  • a three-dimensional measuring device 8 is arranged in an arbitrary area where the robot 1 is arranged, and the position of the reflector 67a is measured.
  • the reference coordinate system setting unit 53 generates the reference coordinate system 72 using the coordinate values of the measuring device coordinate system 73 .
  • the processing unit 51 drives the robot 1 with the command values of the predetermined operation program.
  • Command values for the position and orientation of the robot in the motion program are designated by coordinate values in the base coordinate system 71 .
  • the robot 1 is driven by command values of an operation program for calibration.
  • the reflector 67b is arranged at one measurement point 76 by driving the robot 1 with one command value.
  • the position calculator 83 of the three-dimensional measuring device 8 calculates the position of the reflector 67b in the coordinate system 73 of the measuring device.
  • the position acquisition unit 52 converts the coordinate values of the position of the reflector 67 b in the measuring device coordinate system 73 into the coordinate values of the position in the reference coordinate system 72 .
  • the position of reflector 67b corresponds to the position of the robot. In this manner, the position acquisition unit 52 acquires coordinate values of the robot position in the reference coordinate system 72 based on the output of the three-dimensional measuring device 8 .
  • the processing unit 51 repeats control to acquire the position of the robot with respect to the command value.
  • the processing unit 51 drives the robot 1 with a plurality of command values.
  • the position acquisition unit 52 acquires coordinate values of the robot's position in the reference coordinate system 72.
  • the storage unit 42 stores a plurality of command values and the coordinate values of the positions of the plurality of robots in the reference coordinate system corresponding to the plurality of command values. In order to measure the mechanism error parameter accurately, it is preferable to measure several tens of measurement points 76, for example.
  • step 103 the first robot 1 is replaced with the second robot 3.
  • the robot is replaced with a robot of the same manufacturer and model number.
  • Fig. 5 shows a perspective view of the robot device, three-dimensional measuring device, and auxiliary members when the new robot is installed.
  • a second robot 3 is installed on the floor.
  • the robot 3 is preferably installed at the same position and at the same inclination as the robot 1 .
  • the position reached may deviate from the command value of the operation program.
  • the mechanical error parameters of the second robot 3 are calibrated.
  • the reference coordinate system setting unit 53 generates the reference coordinate system 72 from the output of the three-dimensional measuring device 8.
  • the position of the three-dimensional measuring device 8 is different from the position shown in FIG.
  • the processing unit 51 drives the second robot 3 with the same command value as the command value of the operation program used by the first robot 1 .
  • the reflector 67b moves to the position of the measurement point 77 by driving the robot 3 with a plurality of command values.
  • the position of the measurement point 77 may deviate from the position of the measurement point 76 of the first robot 1 in FIG.
  • the position acquisition unit 52 acquires the coordinate values of the measurement points 77 in the reference coordinate system as the position of the robot 3 from the output of the three-dimensional measuring device 8. do. That is, the position acquisition unit 52 acquires the position of the reflector 67b in the reference coordinate system 72 when the second robot 3 is driven with the same predetermined command value as the first robot 1 .
  • the parameter calculator 54 calculates the mechanical error parameters of the second robot 3 .
  • the parameter calculator 54 determines that the robot position (the position of the measurement point 77) in the reference coordinate system 72 of the second robot 3 is the robot position (the position of the measurement point 76) in the reference coordinate system 72 of the first robot 1.
  • the mechanism error parameter of the second robot 3 is calculated so as to match with . That is, the mechanism error parameter of the second robot 3 is calculated so that the tip point of the tool reaches the same position when the second robot 3 is driven with the same command value as the first robot 1. .
  • the parameter calculation unit 54 uses the least-squares method to reduce the error in the position of the second robot 3 with respect to the position of the first robot 1. Error parameters can be set.
  • the parameter calculator 54 can calculate a plurality of constants included in the mechanical error parameter.
  • the parameter calculator 54 randomly changes the variables included in the mechanism error parameter so that the difference between the position of the second robot 3 and the position of the first robot 1 is small for the same command value. Any variable may be used.
  • the processing unit 51 can cause the storage unit 42 to store the new mechanical error parameters calculated by the parameter calculation unit 54 .
  • the robot 3 can be controlled using the new mechanism error parameter.
  • the second robot 3 can be controlled so as to assume substantially the same position and posture as the first robot 1 without repeating the teaching operation of the second robot 3 .
  • FIG. 6 shows a flow chart of the second control for calibrating the mechanism error parameter in this embodiment.
  • a second control calibrates the mechanism error parameters when some of the components of the robot are replaced.
  • Use of the robot may cause some components of the robot to fail.
  • the gears of the speed reducer may wear out due to aging.
  • the strength of the arm may be weakened and the amount of bending of the arm may be increased.
  • the mechanical error parameters are calibrated after replacing some of the components of the robot.
  • the first state is the state before replacing some of the components of the robot.
  • the second state is after replacing some of the components of the robot.
  • the second state is a state when some of the components of the robot have deteriorated.
  • the component to be replaced is not limited to the upper arm, and can be exemplified by a wrist, rotational position detector, motor, speed reducer, or the like.
  • steps 101 and 102 are the same as in the first control (see FIG. 4).
  • the first robot 1 is driven with a plurality of command values, and the position of the robot in the reference coordinate system 72 is stored.
  • step 111 the upper arm 11 of the first robot 1 is replaced.
  • step 112 the reference coordinate system setting section 53 reproduces the reference coordinate system 72 by the output of the three-dimensional measuring device 8 after the upper arm 11 is replaced.
  • step 113 the processing unit 51 drives the first robot 1 with the same multiple command values as before the replacement of the upper arm 11.
  • the position acquisition unit 52 acquires the position of the reflector 67b in the reference coordinate system 72. FIG. That is, the position acquisition unit 52 acquires the position of the first robot 1 having the new upper arm.
  • the parameter calculator 54 calculates the mechanical error parameters of the first robot 1 .
  • the parameter calculator 54 determines that the position of the robot in the reference coordinate system 72 after replacement of the upper arm 11 corresponds to the position of the robot in the reference coordinate system 72 before replacement of the upper arm 11. Calculate the mechanism error parameters to match. That is, the mechanism error parameter is calculated so that the tool tip point of the robot reaches the same position when the robot is driven with the same command value.
  • the calibration apparatus can easily calibrate the mechanism error parameters so that the change in the position reached by the robot is small even after the robot or the components of the robot are replaced.
  • the same operating program can be used after a component or robot change. That is, the same motion program can be used after replacing the robot in its entirety or after replacing a component part of the robot without having to repeat the teaching operation of teaching the position of the robot in the motion program.
  • the third control in the calibration device will be explained.
  • the mechanical error parameters are calibrated after the entire robot is replaced.
  • the transformation matrix of the reference coordinate system 72 viewed from the base coordinate system 71 in the first state is used to calibrate the mechanism error parameters in the second state.
  • Fig. 7 shows a perspective view when measuring the coordinate values of the robot's position with a three-dimensional measuring device.
  • processing unit 51 drives robot 1 based on a predetermined command value.
  • the position acquisition unit 52 acquires the position of each measurement point 76 corresponding to the position of the robot 1 in the reference coordinate system 72 .
  • each measurement point 76 in the reference coordinate system 72 be a coordinate value P 0 .
  • the matrix of the reference coordinate system 72 viewed from the base coordinate system 71 be a transformation matrix Ac.
  • the inverse matrix Ac ⁇ 1 of the transformation matrix Ac is a matrix for transforming the coordinate values of the base coordinate system 71 into the coordinate values of the reference coordinate system 72 .
  • the measurement point 76 in the base coordinate system 71 that is, the position of the robot of the command value is the coordinate value P1 , the following formula (1) holds.
  • matrix calculator 55 of processor 51 acquires coordinate value P 1 of the command value expressed in base coordinate system 71 .
  • the matrix calculator 55 acquires the coordinate value P 0 of each measurement point 76 in the reference coordinate system 72 from the position acquirer 52 when the robot 1 is driven based on the command value.
  • the matrix calculator 55 calculates a conversion matrix Ac based on the coordinate value P 0 of the position of each measurement point 76 in the reference coordinate system and the coordinate value P 1 of the command value. For example, when the coordinate values in the reference coordinate system 72 are calculated from the coordinate values P1 using the transformation matrix Ac, the least square method is used to minimize the error (distance) between the coordinate values and the coordinate values P0 . , the conversion matrix Ac can be calculated.
  • the transformation matrix Ac can be calculated by the method of least squares.
  • the transformation matrix Ac for example, a homogeneous transformation matrix of 4 rows ⁇ 4 columns can be adopted. That is, a matrix containing rotation and translation of the coordinate system can be employed.
  • the storage unit 42 stores the calculated transformation matrix Ac.
  • the processing unit 51 can calculate the conversion matrix Ac in the first state.
  • a conversion matrix for converting the coordinate values of the base coordinate system 71 to the coordinate values of the reference coordinate system 72 is calculated, but the present invention is not limited to this form.
  • the matrix calculator may calculate a transformation matrix for transforming the coordinate values of the reference coordinate system into the coordinate values of the base coordinate system. This matrix can also be used to transform the coordinate values of the reference coordinate system into the coordinate values of the base coordinate system, or transform the coordinate values of the base coordinate system into the coordinate values of the reference coordinate system.
  • FIG. 8 shows a flowchart of the third control for calibrating the mechanism error parameter in this embodiment. 3, 7 and 8, steps 101 and 102 are the same as the first control in this embodiment (see FIG. 4).
  • the first robot 1 is driven with a plurality of command values, and the coordinate values (position of the robot 1) of the measurement points 76 in the reference coordinate system 72 are acquired.
  • the position acquisition unit 52 acquires a plurality of positions of the robot in the reference coordinate system 72 when the robot 1 is driven based on a plurality of command values of the robot 1 in the first state.
  • step 121 the matrix calculator 55 calculates a transformation matrix based on a plurality of command values for the first robot 1 and a plurality of positions of the first robot 1 in the reference coordinate system 72 in the first state. Calculate Ac.
  • the storage unit 42 stores the transformation matrix Ac.
  • step 122 the first robot is replaced with a second robot. The robot device 5 enters the second state.
  • FIG. 9 shows a perspective view of the robot, three-dimensional measuring device, and auxiliary members after the first robot is replaced with the second robot. 3, 8, and 9, at step 123, after setting the second robot 3, the reference coordinate system setting unit 53 sets the reference coordinate system 72 based on the output of the three-dimensional measuring device 8. to reproduce.
  • the second robot 3 is driven with a plurality of command values.
  • the command value indicated by the base coordinate system 71 at this time may be different from the command value when the first robot 1 is driven.
  • the second robot 3 can be driven with a plurality of arbitrary command values.
  • FIG. 9 shows measurement points 77 reached by the tip of the tool when the second robot 3 is driven with a plurality of command values. In order to accurately calculate mechanism error parameters, it is preferable to measure several tens of measurement points 77, for example.
  • the position calculator 83 of the three-dimensional measuring device 8 detects the position of each measuring point 77 using the coordinate values of the measuring device coordinate system 73 .
  • the position acquisition unit 52 converts the coordinate value of the position of the measurement point 77 calculated in the measuring device coordinate system 73 into the coordinate value P 0 of the measurement point 77 in the reference coordinate system 72 . That is, the position acquisition unit 52 acquires multiple positions of the robot in the reference coordinate system 72 .
  • the parameter calculator 54 converts the coordinate values of the measurement point 77 in the reference coordinate system 72 into coordinate values in the base coordinate system 71 of the first robot 1 using the conversion matrix Ac. That is, the theoretical position of the robot in the base coordinate system 71 of the first robot 1 is calculated from the position of the second robot based on the reference coordinate system 72 using the above equation (1).
  • the parameter calculator 54 calculates the mechanical error parameters of the second robot 3 .
  • the parameter calculator 54 acquires command values for the second robot 3 .
  • the parameter calculator 54 calculates a mechanism error parameter such that the command value of the second robot 3 matches the coordinate value of the theoretical position of the robot in the base coordinate system 71 of the first robot 1 .
  • the parameter calculator 54 calculates the mechanism error parameter so that the position in the reference coordinate system reached by the second robot 3 matches the position in the reference coordinate system reached by the first robot 1. be able to.
  • the parameter calculation unit 54 uses the least-squares method to minimize the error (distance) between the command value of the second robot 3 and the coordinate value of the theoretical position of the first robot 1 in the base coordinate system. to calculate the mechanism error parameter.
  • the transformation matrix Ac acquired in the first state can be stored.
  • the transformation matrix Ac can be used to transform the position of the robot in the reference coordinate system to the theoretical position in the base coordinate system in the first state.
  • the mechanism error parameter can be calculated so that the position reached by the command value of the second robot matches the theoretical position.
  • the command value of the second robot can be converted into the theoretical position of the robot in the reference coordinate system by using the conversion matrix Ac.
  • the mechanism error parameter may be calculated so that this theoretical position matches the position in the reference coordinate system reached by the second robot (the position acquired by the position acquisition unit 52).
  • FIG. 10 shows a flowchart of the fourth control for calibrating the mechanical error parameters of the robot.
  • a fourth control calibrates the mechanism error parameters after replacing some components of the robot.
  • the conversion matrix Ac is calculated in advance in the first state.
  • the mechanism error parameters are calibrated based on the conversion matrix Ac.
  • Steps 101, 102 and 121 are the same as the third control of this embodiment (see FIG. 8).
  • step 131 the upper arm 11 of the first robot 1 is replaced.
  • the reference coordinate system setting unit 53 reproduces the reference coordinate system 72 based on the measurement results of the three-dimensional measuring device 8 after the upper arm 11 is replaced.
  • the processing unit 51 drives the first robot 1 with a plurality of arbitrary command values.
  • the position acquisition unit 52 acquires the coordinate values (position of the robot 1) of the measurement point 77 in the reference coordinate system 72 based on the output of the three-dimensional measuring device 8.
  • step 134 the parameter calculator 54 converts the coordinate values of the measurement point 77 in the reference coordinate system into the theoretical position in the base coordinate system 71 of the first robot 1 using the conversion matrix Ac.
  • the conversion matrix Ac since the upper arm is replaced, the position and orientation of the origin of the base coordinate system 71 set in the base section 14 have not changed.
  • the parameter calculator 54 calculates the mechanism error parameters of the first robot 1 .
  • the parameter calculator 54 calculates the mechanism error parameter so that the command value of the robot in the base coordinate system 71 matches the coordinate value of the theoretical position of the first robot 1 in the base coordinate system 71 . In this way, in the fourth control, when replacing some of the components of the robot, the mechanism error parameter can be calibrated by the same control as in the third control.
  • control similar to the second control or the fourth control in the present embodiment can be implemented.
  • the robot can be calibrated by performing a control similar to the second control or the fourth control without replacing components.
  • calibration control from step 112 to step 114 can be performed without replacing the upper arm at step 111 in FIG.
  • Such robot calibration can be performed, for example, at predetermined time intervals.
  • the first state which is the reference state of the robot
  • the second state of the robot is a state when at least some components of the robot have deteriorated due to use of the robot.
  • control device 4 in the present embodiment functions as a determination device that determines whether or not it is necessary to calibrate mechanism error parameters.
  • the processing unit 51 in this embodiment includes a maintenance determination unit 56 that evaluates the accuracy of the position of the robot 1 with respect to the command value of the operation program 46 .
  • the maintenance determination unit 56 determines whether calibration of the mechanism error parameter is necessary based on the position of the robot in the reference coordinate system 72 in the first state and the current position of the robot in the reference coordinate system 72. do.
  • the maintenance determination unit 56 of the processing unit 51 functions as a determination device.
  • the maintenance determination unit 56 evaluates the accuracy of the position reached by the robot using the transformation matrix Ac calculated by the third control and the fourth control in the present embodiment.
  • FIG. 11 shows a flowchart of the fifth control by the maintenance determination unit of this embodiment.
  • processing unit 51 first executes steps 101, 102 and 121 in the third control of the present embodiment to calculate conversion matrix Ac.
  • the storage unit 42 stores the conversion matrix Ac (see FIG. 8).
  • the control for calculating the transformation matrix Ac is preferably performed immediately after the mechanical error parameters are calibrated, for example, after installing the robot.
  • the control from step 141 to step 143 is the same as the control from step 132 to step 134 in the fourth control.
  • the reference coordinate system setting section 53 generates the reference coordinate system 72 based on the measurement by the three-dimensional measuring device 8 at any time.
  • the processing unit 51 drives the first robot with a plurality of arbitrary command values.
  • the position acquisition unit 52 acquires coordinate values of the position of the robot in the reference coordinate system 72 .
  • the parameter calculator 54 converts the coordinate values of the robot's position in the reference coordinate system 72 into coordinate values in the robot's base coordinate system 71 using the conversion matrix Ac.
  • a parameter calculator 54 converts a plurality of positions of the robot in the reference coordinate system into theoretical positions.
  • the maintenance determination unit 56 calculates the distance between a predetermined robot command value and the theoretical position in the base coordinate system. For example, the maintenance determination unit 56 calculates the distance between the coordinate value in the command value of the robot in the operation program and the coordinate value in the theoretical position. The maintenance determination unit 56 calculates respective distances for a plurality of combinations of command values and theoretical positions.
  • step 145 the maintenance determination unit 56 calculates the average value of multiple distances.
  • the maintenance determination unit 56 determines whether or not the average value of the distances exceeds a predetermined determination value. If the average distance exceeds the decision value, control proceeds to step 146 .
  • the maintenance determination unit 56 determines that calibration of the mechanism error parameter is necessary.
  • the display unit 39 of the teaching operation panel 37 displays that the mechanism error parameters need to be calibrated.
  • step 145 if the average value of the distances is equal to or less than the judgment value, control proceeds to step 147.
  • the maintenance determination unit 56 determines that configuration of the mechanism error parameter is unnecessary. Then, the display unit 39 displays that calibration of the mechanism error parameter is unnecessary.
  • the maintenance determination unit 56 performs determination based on the average value of the distance between the robot command value and the theoretical position converted to the base coordinate system, but is not limited to this form.
  • Arbitrary control can determine whether or not the command value of the robot is separated from the theoretical position. For example, it may be determined that calibration is necessary when the maximum value of distances among a plurality of distances corresponding to a plurality of command values is greater than the determination value.
  • the maintenance determination unit 56 can determine whether the accuracy of the position of the robot deviates from a predetermined determination range for each predetermined period.
  • the maintenance determination unit 56 can determine that calibration of the mechanism error parameter is necessary when the accuracy of the robot deviates from a predetermined determination range. For example, it is possible to determine whether or not to calibrate the mechanism error parameter for each predetermined robot drive time or predetermined time length after installation of the robot.
  • the maintenance determination unit 56 can determine that configuration of the mechanism error parameter is necessary when replacement of a component constituting the robot is detected. For example, when the operator inputs information indicating that a part of the components of the robot has been replaced to the input unit 38 of the teaching operation panel 37, the maintenance determination unit 56 determines that calibration of the mechanism error parameter is necessary. do. Alternatively, the maintenance determination unit 56 may determine that the calibration of the mechanism error parameter is necessary when the replacement of the robot is detected. Then, the display unit 39 can display that calibration of the mechanism error parameter is necessary to notify the operator. The operator can perform one or more of the first to fourth controls described above when calibrating the mechanism error parameters.
  • the robot control device functions as a calibration device and a determination device, but it is not limited to this form.
  • An arithmetic processing device functioning as a calibration device or an arithmetic processing device functioning as a determination device may be connected to the control device of the robot via a communication device.
  • the reference coordinate system is set using the laser tracker and the auxiliary member in this embodiment, the present invention is not limited to this form. Any device and control can set a reference coordinate system in three-dimensional space.
  • a three-dimensional visual sensor may be used to detect the position of a non-moving characteristic portion that serves as a reference point, and a reference coordinate system may be set based on the position of the characteristic portion.
  • a three-dimensional visual sensor may detect a characteristic portion of the robot to detect the position and orientation of the robot.
  • the calibration device does not have to be equipped with a three-dimensional measuring device.
  • the calibration device may be configured to acquire and process coordinate measuring machine data acquired external to the calibration device.
  • Reference Signs List 1 3 robot 4 control device 8 three-dimensional measuring instrument 11 upper arm 12 lower arm 13 turning base 14 base section 15 list 16 flange 46 motion program 49 mechanism error parameter 51 processing section 52 position acquisition section 53 reference coordinate system setting section 54 parameter Calculation unit 55 Matrix calculation unit 56 Maintenance determination unit 61 Auxiliary member 63 Laser head 67a, 67b Reflector 71 Base coordinate system 72 Reference coordinate system 76, 77 Measurement point

Landscapes

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Abstract

較正装置は、基準座標系におけるロボットの位置を取得する位置取得部と、機構誤差パラメータを算出するパラメータ算出部とを備える。ロボットの第１の状態と、第１の状態よりも後の第２の状態とが定められている。パラメータ算出部は、動作プログラムの指令値にてロボットを駆動した時に、第１の状態の時の基準座標系におけるロボットの位置に対して、第２の状態の時の基準座標系におけるロボットの位置が一致するように、機構誤差パラメータを算出する。

Description

機構誤差パラメータを較正する較正装置および機構誤差パラメータの較正の必要性を判定する判定装置
　本発明は、機構誤差パラメータを較正する較正装置および機構誤差パラメータの較正の必要性を判定する判定装置に関する。
　従来から作業ツールおよび作業ツールを移動するロボットを備えるロボット装置が知られている。ロボットが駆動することにより、作業ツールの位置および姿勢を変更しながら様々な作業を行うことができる。ロボットの位置および姿勢は、動作プログラムにて指定される。複数のロボット装置を備えるロボットシステムでは、一つのロボットの動作に対して他のロボットの動作を追従させる制御が知られている（例えば、特開平１０－８３２０８号公報）。
　ロボットの位置および姿勢は、動作プログラムに定められる位置および姿勢に一致することが好ましい。しかしながら、ロボットを交換した後には、ロボットが設置される位置の誤差およびロボットの個体差等により、ロボットが所望の位置および姿勢に到達しない場合が有る。ロボットを交換した後には、ロボットに設定されるベース座標系の原点の位置を測定したり、視覚センサにてベース座標系の位置のずれを算出したりすることが知られている。そして、検出結果に基づいて、ロボットを駆動するための動作プログラムを修正することが知られている（例えば、特許第６６０３２８９号公報および特開２０１９－１４０１１号公報）。
特開平１０－８３２０８号公報 特許第６６０３２８９号公報 特開２０１９－１４０１１号公報
　動作プログラムに基づいてロボットを駆動する時に、ロボットの位置および姿勢は、ロボットを製造する時の構成部材の製造誤差、およびロボットを駆動する時の重力などの影響を受ける。この結果、ロボットの位置および姿勢は、動作プログラムに定められた位置および姿勢から僅かにずれる場合がある。構成部材の製造誤差は、関節軸同士の間のアームの長さの誤差および減速機のギヤ比の誤差等を含む。このような誤差を生じる項目をロボットの機構誤差パラメータとして設定し、機構誤差パラメータごとに値を設定することができる。制御装置は、機構誤差パラメータを用いてロボットを駆動することにより、ロボットの位置および姿勢を精度よく制御することができる。
　ロボットを設置した直後には、機構誤差パラメータを調整することにより、動作プログラムの指令値に対して所望の位置および姿勢になるようにロボットを制御することができる。ところが、長期間にわたってロボットを駆動すると、ロボットの構成部材の摩耗等によりロボットを制御する精度が悪化する場合がある。このために、モータ、減速機、またはアームなどのロボットの構成部材を交換する場合が有る。この場合に、構成部材の交換後にロボットが到達する位置を、構成部材の交換前にロボットが到達していた位置に一致させることは難しい。
　更には、ロボットの全体を交換する場合は、ロボットの設置基準とのずれまたは設置平面の傾斜等により設置の誤差が生じる。ロボットの設置の誤差により、ロボットの位置および姿勢に大きな誤差が発生する場合がある。ところが、ロボットの交換後にロボットが到達する位置をロボットの交換前に到達する位置に一致させることが難しいという問題が有る。すなわち、ロボットの交換前のベース座標系を復元することが難しいという問題が有る。
　構成部材またはロボットの交換後等に位置および姿勢を再度教示することにより、ロボットの位置および姿勢の誤差を修正することができる。しかしながら、ロボットの教示作業には時間がかかり、ロボット装置の生産性が悪化するという問題がある。また、ロボットの教示位置の修正は、動作プログラムごとに実施する必要がある。教示作業に長い時間がかかるという問題がある。また、プログラムの教示位置を修正する場合に、教示位置の修正を行わなかった教示点が存在すると、ロボットを駆動する時の精度が悪かったり、周辺の装置等と干渉したりする虞が有る。
　本開示の第１の態様は、動作プログラムに基づくロボットの制御を調整するための機構誤差パラメータを較正する較正装置である。較正装置は、基準座標系におけるロボットの位置を取得する位置取得部を備える。較正装置は、基準座標系におけるロボットの位置に基づいて、機構誤差パラメータを算出するパラメータ算出部を備える。パラメータ算出部は、動作プログラムの指令値にてロボットを駆動した時に、第１の状態の時の基準座標系におけるロボットの位置に対して、第１の状態より後の第２の状態の時の基準座標系におけるロボットの位置が一致するように、機構誤差パラメータを算出する。
　本開示の第２の態様は、動作プログラムに基づくロボットの制御を調整するための機構誤差パラメータを較正する必要が有るか否かを判定する判定装置である。判定装置は、基準座標系におけるロボットの位置を取得する位置取得部を備える。判定装置は、動作プログラムの指令値に対するロボットの位置の精度を評価する保守判定部を備える。保守判定部は、動作プログラムの指令値にてロボットを駆動した時に、第１の状態の時の基準座標系におけるロボットの位置と、現在の基準座標系におけるロボットの位置とに基づいて、機構誤差パラメータの較正が必要か否かを判定する。
　本開示の一態様によれば、ロボットの機構誤差パラメータの較正を容易に行うことができる較正装置および機構誤差パラメータを較正する必要が有るか否かを判定する判定装置を提供することができる。
実施の形態におけるロボットシステムの斜視図である。 第１の状態におけるロボット装置、３次元測定器、および補助部材の斜視図である。 ロボット装置および３次元測定器のブロック図である。 実施の形態における較正装置の第１の制御のフローチャートである。 第２の状態におけるロボット装置、３次元測定器、および補助部材の斜視図である。 較正装置の第２の制御のフローチャートである。 第１の状態におけるロボット装置、３次元測定器、および補助部材の斜視図である。 較正装置の第３の制御のフローチャートである。 第２の状態におけるロボット装置、３次元測定器、および補助部材の斜視図である。 較正装置の第４の制御のフローチャートである。 制御装置の保守判定部の制御のフローチャートである。
　図１から図１１を参照して、実施の形態における較正装置および判定装置について説明する。本実施の形態の較正装置は、動作プログラムに基づくロボットの動作を調整するための機構誤差パラメータを較正する。また、本実施の形態の判定装置は、機構誤差パラメータを較正する必要性が有るか否かを判定する。
　図１は、本実施の形態におけるロボットシステムの斜視図である。本実施の形態のロボットシステムは、３台のロボット装置５，６，７にてスポット溶接を実施する。それぞれのロボット装置５，６，７は、作業ツールとしての溶接ガン２と溶接ガン２の位置および姿勢を変更するロボット１とを備える。溶接を行うためのワークは、ロボット装置５，６，７に囲まれる領域に搬送される。例えば、搬送機により吊り下げられたワークとしての車体が搬送される。ロボット装置５，６，７により、スポット溶接を実施する。
　図２に、ロボット装置、３次元測定器、および補助部材の斜視図を示す。ここでは、複数のロボット装置５，６，７のうち、ロボット装置５を例に取り上げて説明する。ロボット装置６，７は、ロボット装置５と同様の構成を有する。本実施の形態のロボット１は、複数の関節部を含む多関節ロボットである。
　ロボット１は、設置面に固定されたベース部１４と、ベース部１４に回転可能に支持された旋回ベース１３とを含む。ロボット１は、上部アーム１１および下部アーム１２を含む。下部アーム１２は、旋回ベース１３に対して回転するように支持されている。上部アーム１１は、下部アーム１２に対して回転するように支持されている。更に、上部アーム１１は、上部アーム１１の延びる方向に平行な回転軸の周りに回転する。ロボット１は、上部アーム１１に回転可能に支持されているリスト１５を含む。また、リスト１５は、回転するフランジ１６を含む。フランジ１６には溶接ガン２が固定されている。
　本実施の形態のロボットは、６個の駆動軸を有するが、この形態に限られない。任意の機構にて位置および姿勢が変化するロボットを採用することができる。また、本実施の形態の作業ツールは、スポット溶接を行う溶接ガンであるが、この形態に限られない。作業者は、ロボット装置が行う作業に応じた作業ツールを選定することができる。例えば、ワークを搬送する作業ツールまたは接着剤を塗布する作業ツールなどを採用することができる。
　本実施の形態のロボット装置５には、ベース座標系７１が設定されている。図２に示す例では、ロボット１のベース部１４に、ベース座標系７１の原点が配置されている。ベース座標系７１は、原点の位置がロボットに固定され、更に、座標軸の向きが固定されている座標系である。ロボット１の位置および姿勢が変化してもベース座標系７１の位置および向きは変化しない。ベース座標系７１は、座標軸として、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を有する。また、Ｘ軸の周りの座標軸としてＷ軸が設定される。Ｙ軸の周りの座標軸としてＰ軸が設定される。Ｚ軸の周りの座標軸としてＲ軸が設定される。
　ロボット装置５には、作業ツールの任意の位置に設定された原点を有するツール座標系が設定されている。本実施の形態では、ツール座標系の原点は、溶接ガン２の固定電極の先端であるツール先端点に設定されている。ツール座標系は、作業ツールと共に位置および姿勢が変化する座標系である。ロボット１の位置は、ベース座標系７１におけるツール座標系の原点の位置に対応する。また、ロボット１の姿勢は、ベース座標系７１に対するツール座標系の向きが対応する。ロボット１の位置および姿勢は、ベース座標系７１の座標値にて表現することができる。
　図３に、本実施の形態におけるロボット装置および３次元測定器のブロック図を示す。図２および図３を参照して、ロボット１は、ロボット１の位置および姿勢を変化させるロボット駆動装置を含む。ロボット駆動装置は、上部アーム１１、下部アーム１２およびリスト１５等の構成部材を駆動するロボット駆動モータ２２を含む。
　溶接ガン２は、溶接ガン２を駆動する溶接ガン駆動装置を備える。溶接ガン駆動装置は、溶接ガン２の可動電極を駆動する電極駆動モータ２１を含む。電極駆動モータ２１が駆動することにより固定電極に対して可動電極が移動する。可動電極が移動することにより、固定電極と可動電極とによりワークを挟んでスポット溶接を実施することができる。
　ロボット装置５は、ロボット１および溶接ガン２を制御する制御装置４と、作業者が制御装置４を操作するための教示操作盤３７とを含む。制御装置４は、プロセッサとしてのＣＰＵ（Central Processing Unit）を有する演算処理装置（コンピュータ）を含む。制御装置４は、ＣＰＵに、バスを介して接続されたＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する。
　教示操作盤３７は、ロボット１および溶接ガン２に関する情報を入力する入力部３８を含む。入力部３８は、キーボードおよびダイヤルなどにより構成されている。作業者は、動作プログラム、変数の設定値、および変数の判定値などを入力部３８から制御装置４に入力することができる。教示操作盤３７は、ロボット１および溶接ガン２に関する情報を表示する表示部３９を含む。
　制御装置４には、ロボット１および溶接ガン２を制御するために、予め作成された動作プログラム４６が入力される。または、作業者が教示操作盤３７を操作してロボット１を駆動することにより、ロボット１の教示点を設定することができる。制御装置４は、教示点に基づいて、ロボット１および溶接ガン２を駆動する動作プログラム４６を生成することができる。
　制御装置４は、ロボット１および溶接ガン２の制御に関する情報を記憶する記憶部４２を含む。記憶部４２は、情報の記憶が可能で非一時的な記憶媒体にて構成されることができる。例えば、記憶部４２は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、磁気記憶媒体、または光記憶媒体等の記憶媒体にて構成することができる。動作制御部４３として機能するプロセッサは、記憶部４２に記憶された情報を読み取り可能に形成されている。動作プログラム４６は、記憶部４２に記憶される。ロボット装置５は、動作プログラム４６に基づいて自動的に作業を行う。
　制御装置４は、ロボット１および溶接ガン２に動作指令を送出する動作制御部４３を含む。動作制御部４３は、動作プログラム４６に基づいて、ロボット１を駆動するための動作指令をロボット駆動部４５に送出する。ロボット駆動部４５は、ロボット駆動モータ２２を駆動する電気回路を含む。ロボット駆動部４５は、動作指令に基づいてロボット駆動モータ２２に電気を供給する。また、動作制御部４３は、動作プログラム４６に基づいて、溶接ガン２を駆動する動作指令を溶接ガン駆動部４４に送出する。溶接ガン駆動部４４は、電極に電気を供給したり電極駆動モータ２１を駆動したりする電気回路を含む。溶接ガン駆動部４４は、動作指令に基づいて電極および電極駆動モータ２１に電気を供給する。
　ロボット１は、ロボット１の位置および姿勢を含むロボット１の状態を検出するための状態検出器を含む。本実施の形態における状態検出器は、アーム等の駆動軸に対応するロボット駆動モータ２２に取り付けられた回転位置検出器１９を含む。回転位置検出器１９は、ロボット駆動モータ２２の回転角を検出するエンコーダ等により構成されている。本実施の形態では、複数の回転位置検出器１９の出力に基づいて、ロボットの位置および姿勢が検出される。
　動作制御部４３は、動作プログラム４６において指定されたロボットの位置および姿勢になるように、ロボット１を制御する。動作制御部４３は、逆運動学に基づいてロボット駆動モータ２２の回転角を制御する。例えば、ツール座標系が所望の位置および姿勢になるようにロボット１を制御することにより、作業ツールを所望の位置および姿勢に制御することができる。
　ところで、ロボットの実際の位置および姿勢は、ロボットの構成部品の製造誤差、ロボットを組み立てるときの組み立て誤差、および重力の影響などにより、動作プログラム４６にて指定された位置および姿勢からずれる場合がある。本実施の形態では、動作プログラム４６とは別に、ロボット１の制御を調整するための複数の機構誤差パラメータ４９が設定されている。複数の機構誤差パラメータ４９は、記憶部４２に記憶されている。
　機構誤差パラメータ４９には、ロボット１を駆動する際に生じる位置および姿勢の誤差の原因となる任意のパラメータが含まれる。機構誤差パラメータ４９には、各駆動軸同士の間のリンクの長さ、それぞれの駆動軸の位置、それぞれの駆動軸の減速機にて生じるバックラッシュに起因するギヤ比の誤差、および重力の影響により変形するリンクの弾性変形に関する変数などのパラメータが含まれる。
　例えば、機構誤差パラメータには、ＤＨパラメータおよびＤＨパラメータの誤差が含まれる。ＤＨ（Denavit Hartenberg）法では、それぞれの駆動軸に座標系を設定し、駆動軸の座標系同士の間の関係に基づいてロボットの位置および姿勢を表現することができる。ＤＨパラメータは、ＤＨ法におけるパラメータである。例えば、ＤＨパラメータには、リンク長が含まれる。
　また、機構誤差パラメータには、駆動軸周りのトルクに関するばね定数が含まれる。ばね定数は、トルクに対するたわみ量に関するパラメータである。また、機構誤差パラメータには、減速機のギヤ比の誤差が含まれる。また、機構誤差パラメータには、ベース座標系７１の原点の位置の誤差が含まれる。ベース座標系の原点の位置の誤差は、回転位置検出器１９が出力する回転角またはパルス値の誤差等により定められる。このような機構誤差パラメータは、ロボット１を設置する場所に応じて、ロボット１を出荷する時に設定されることができる。
　図３を参照して、動作プログラム４６には、ベース座標系７１の座標値により、ロボット１の位置および姿勢が定められている。動作制御部４３は、逆運動学に基づいて動作プログラム４６に設定されたロボット１の位置および姿勢になるように、ロボット駆動モータ２２の回転角度を算出する。このときに、動作制御部４３は、記憶部４２に記憶された機構誤差パラメータ４９を取得する。動作制御部４３は、それぞれの機構誤差パラメータに基づいてロボット駆動モータ２２の動作指令を算出する。この制御を実施することにより、ロボットの位置および姿勢を動作プログラム４６に指定された位置および姿勢に近づけることができる。
　図１から図３を参照して、本実施の形態のロボットシステムは、ロボット１の位置および姿勢を正確に測定するための３次元測定器８を備える。本実施の形態における３次元測定器８は、レーザ光を発振し、反射器６７ａ，６７ｂにて反射したレーザ光を受信するレーザトラッカである。３次元測定器８は、レーザ光を発振するレーザヘッド６３を含む。レーザヘッド６３は、レーザ光を発振する発振部８１と、反射器６７ａ，６７ｂにて反射したレーザ光を受信する受光部８２を有する。受光部８２は、レーザヘッド６３の内部に配置されている。
　本実施の形態における３次元測定器８は、レーザヘッド６３の向きを変更する回転装置６４を含む。回転装置６４は、レーザヘッド６３の向きを変更する測定器駆動モータ８４を含む。測定器駆動モータ８４には、測定器駆動モータ８４の回転角を検出するために、エンコーダ等の回転位置検出器８５が取り付けられている。本実施の形態の回転装置６４は、水平方向に延びる回転軸および鉛直方向に延びる回転軸の周りにレーザヘッド６３を回転する。回転装置６４は、三脚６５に支持されている。このように、３次元測定器８は、回転装置６４が駆動することにより、任意の向きにレーザ光を発振することができる。
　３次元測定器８は、プロセッサとしてのＣＰＵとＲＡＭ等とを有する演算処理装置を含む。３次元測定器８の演算処理装置は、反射器６７ａ，６７ｂの位置を算出する位置算出部８３を含む。位置算出部８３は、予め定められたプログラムに従って駆動するプロセッサに相当する。本実施の形態の位置算出部８３は、発振したレーザ光と受信したレーザ光との位相差により、３次元測定器８から反射器６７ａ，６７ｂまでの距離を算出する。
　本実施の形態の３次元測定器８には、測定器座標系７３が設定されている。測定器座標系７３は、作業者が任意の位置に設定することができる。測定器座標系７３の原点は、３次元測定器８の内部の任意の位置に設定することができる。例えば、測定器座標系７３の原点は、レーザヘッド６３の内部に配置されているレーザ光源の先端に配置することができる。
　測定器座標系７３は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を有する座標軸を含む。測定器座標系７３の向きは、任意の向きに設定することができる。測定器座標系７３は、原点の位置が固定され、更に、座標軸の向きが固定されている座標系である。レーザヘッド６３の向きが変化しても測定器座標系７３の位置および向きは変化しない。
　本実施の形態の反射器６７ａ，６７ｂは、球状に形成されている。反射器６７ａ，６７ｂは、入射したレーザ光の方向と同一の方向にレーザ光を反射するように形成されている。反射器６７ａ，６７ｂは、拘束バンドまたは磁石等により、所望の位置に固定される。
　３次元測定器８の回転装置６４は、レーザ光が反射器６７ａ，６７ｂにて反射した後にレーザヘッド６３に戻るように、レーザヘッド６３の向きを調整する。作業者は、手動で回転装置６４を駆動してレーザヘッド６３の向きを調整することができる。または、３次元測定器８は、レーザ光の出射方向が円を描くように走査する自動探索機能を備える場合がある。この場合に、作業者は、３次元測定器８から出射されるレーザ光が反射器６７ａ，６７ｂに向かうように凡そのレーザヘッド６３の向きを調整する。この後に、３次元測定器８は、自動探索機能により、反射器６７ａ，６７ｂにて反射されたレーザ光がレーザヘッド６３に戻るようにレーザヘッド６３の向きを調整することができる。
　回転装置６４は、回転位置検出器８５の出力に基づいて、測定器座標系７３におけるレーザヘッド６３の向きを検出することができる。位置算出部８３は、反射器６７ａ，６７ｂにて反射した光を受光することにより、３次元測定器８から反射器６７ａ，６７ｂまでの距離を算出する。そして、位置算出部８３は、算出した距離およびレーザヘッド６３の向きに基づいて、測定器座標系７３における反射器６７ａ，６７ｂの位置を算出することができる。
　図２および図３を参照して、本実施の形態における較正装置は、ロボット１の制御を調整する機構誤差パラメータを較正する。本実施の形態における較正装置は、制御装置４を含む。制御装置４は、機構誤差パラメータ４９の較正に関する制御を行う処理部５１を含む。処理部５１は、３次元測定器８の出力に基づいてロボット１が配置されている領域に基準座標系７２を設定する基準座標系設定部５３を含む。基準座標系７２は、ロボットの動作およびロボットの設置状態に依存しないように定められることができる。ロボット１の設置状態には、ロボット１が設置される位置およびロボット１が設置される面に対するロボット１の全体の傾きが含まれる。基準座標系７２は、不動の座標系にて設定することができる。
　処理部５１は、基準座標系７２におけるロボットの位置を取得する位置取得部５２を含む。処理部５１は、基準座標系７２におけるロボットの位置に基づいて、機構誤差パラメータ４９を算出するパラメータ算出部５４を含む。また、処理部５１は、ロボット１に対して設定されたベース座標系７１の座標値および基準座標系７２の座標値のうち一方の座標値を他方の座標値に変換する変換行列を算出する行列算出部５５を含む。処理部５１は、動作プログラム４６の指令値に対するロボットの位置の精度を評価する保守判定部５６を含む。
　処理部５１は、予め定められた較正プログラム４８に基づいて処理を行う。処理部５１は、較正プログラム４８に従って駆動するプロセッサに相当する。また、位置取得部５２、基準座標系設定部５３、パラメータ算出部５４、行列算出部５５、および保守判定部５６のそれぞれのユニットは、較正プログラム４８に従って駆動するプロセッサに相当する。プロセッサが較正プログラム４８に定められた制御を実施することにより、それぞれのユニットとして機能する。
　本実施の形態の較正装置は、基準座標系７２を設定するための補助部材６１および基準点となる部材としての反射器６７ａを備える。補助部材６１は、複数の反射器６７ａを支持する。補助部材６１は、ロボットシステムが設置されている領域に配置されている。補助部材６１は、較正を行うロボット１の近傍に配置されることができる。本実施の形態の補助部材６１は、架台となる基部６１ａと、基部６１ａから立設する立設部６１ｂとを含む。立設部６１ｂは、鉛直方向の上側に向かって延びている。
　反射器６７ａは、基部６１ａの上面において、角となる部分に配置されている。また、反射器６７ａは、複数の立設部６１ｂのうち一部の立設部６１ｂの上面に配置されている。このように、補助部材６１は、互いに異なる複数の位置に反射器６７ａを支持するように形成されている。補助部材６１としては、この形態に限られず、複数の反射器６７ａを保持する部材を採用することができる。
　補助部材６１は、複数の反射器６７ａの位置が変化しないように、ロボット１が設置される領域において動かない部材を採用することができる。例えば、ロボットシステムが配置されている領域に設置されている棚または柵などを、反射器を取り付ける補助部材として使用しても構わない。
　基準座標系７２を設定する際に、３次元測定器８の位置算出部８３は、複数の反射器６７ａの位置を測定器座標系７３にて算出する。測定を行う複数の反射器６７ａは、予め定めておくことができる。
　処理部５１の基準座標系設定部５３は、反射器６７ａの位置に基づいて、基準座標系７２を設定する。基準座標系７２の原点の位置および基準座標系７２の姿勢は、測定した複数の反射器６７ａの位置に対して、予め定められた相対的な位置および姿勢にて設定することができる。ここでの例では、１つの反射器６７ａに原点を配置した基準座標系７２が設定されている。
　このように、３次元測定器８にて測定した基準点の位置に基づいて、基準座標系設定部５３は、基準座標系７２を３次元空間に設定することができる。基準座標系設定部５３は、基準座標系７２を測定器座標系７３の座標値にて設定することができる。基準座標系７２は、複数の反射器６７ａの位置に基づいて定められる。このために、反射器６７ａの位置を同一に維持することにより、３次元測定器８は、任意の方向から反射器６７ａの位置を測定することができる。そして、複数の反射器６７ａに対する相対的な位置および姿勢に基づいて、同一の基準座標系７２を再現することができる。
　本実施の形態においては、溶接ガン２のツール先端点に相当する固定電極の先端に反射器６７ｂが配置されている。このため、反射器６７ｂの位置は、ロボット１の位置に相当する。３次元測定器８の位置算出部８３は、測定器座標系７３における反射器６７ｂの位置を測定することができる。そして、位置取得部５２は、測定器座標系７３における反射器６７ｂの位置に基づいて、基準座標系７２におけるロボット１の位置を算出することができる。
　図４に、本実施の形態における機構誤差パラメータを較正する第１の制御のフローチャートを示す。第１の制御では、ロボット１を取り替えた後の機構誤差パラメータを較正する。ロボットを長期間にわたり使用した時などには、ロボットの全体を取り替える場合がある。
　本実施の形態では、機構誤差パラメータの較正に関連して、ロボットの第１の状態が定められている。本実施の形態では、機構誤差パラメータの較正を行う前のロボットの基準の状態となる第１の状態が定められている。また、第１の状態よりも後の第２の状態が定められている。第２の状態は、機構誤差パラメータの較正を行う状態、または、機構誤差パラメータの較正を行うか否かを判定する状態を含む。
　第１の制御において、第１の状態は、古いロボットが設置されているロボットを交換する前の状態である。第２の状態は、ロボットを交換した後の新しいロボットが設置された状態である。本実施の形態では、交換前のロボットを第１のロボットと称し、交換後のロボットを第２のロボットと称する。第１の制御では、第１の状態は、第１のロボットを交換する直前の状態を採用することができる。または、第１の状態は、第１のロボットを設置した後に、任意の時期に機構誤差パラメータの較正を行った直後の状態を採用することができる。
　図２から図４を参照して、ステップ１０１において、第１のロボット１を設置後の所定の第１の状態の時に、３次元測定器８の測定により基準座標系７２を生成する。第１の状態は、指令値に対して精度よくロボットが駆動する時期の状態を採用することができる。３次元測定器８をロボット１が配置されている任意の領域に配置して、反射器６７ａの位置を測定する。基準座標系設定部５３は、測定器座標系７３の座標値にて基準座標系７２を生成する。
　ステップ１０２においては、処理部５１は、予め定められた動作プログラムの指令値にてロボット１を駆動する。動作プログラムにおけるロボットの位置および姿勢の指令値は、ベース座標系７１における座標値にて指定されている。例えば、較正を行うための動作プログラムの指令値にてロボット１を駆動する。図２に示す例では、一つの指令値にてロボット１を駆動することにより、一つの測定点７６に反射器６７ｂが配置される。ロボット１が停止した時に、３次元測定器８の位置算出部８３は、測定器座標系７３における反射器６７ｂの位置を算出する。位置取得部５２は、測定器座標系７３における反射器６７ｂの位置の座標値を、基準座標系７２における位置の座標値に変換する。ここでの例では、反射器６７ｂの位置は、ロボットの位置に相当する。このように、位置取得部５２は、３次元測定器８の出力に基づいて、基準座標系７２におけるロボットの位置の座標値を取得する。
　処理部５１は、指令値に対するロボットの位置を取得する制御を繰り返す。処理部５１は、複数の指令値にてロボット１を駆動する。それぞれの測定点７６に反射器６７ｂが配置された時に、位置取得部５２は、基準座標系７２におけるロボットの位置の座標値を取得する。記憶部４２は、複数の指令値と、複数の指令値に対応する基準座標系における複数のロボットの位置の座標値を記憶する。なお、正確な機構誤差パラメータの測定を行うためには、例えば、数十個の測定点７６を測定することが好ましい。
　次に、ステップ１０３において、第１のロボット１を第２のロボット３に交換する。本実施の形態では、製造者および型番が同一のロボットに交換する。この時に、第２のロボットの設置面における位置および設置面に対する傾きは、第１のロボットの位置および傾きと極力同じになるように、第２のロボットを設置することが好ましい。
　図５に、新しいロボットを設置したときのロボット装置、３次元測定器、および補助部材の斜視図を示す。第１のロボット１に変えて第２のロボット３が床面に設置されている。ロボット３は、ロボット１と同じ位置および同じ傾きにて設置されることが好ましい。しかしながら、ロボットの製造における製造誤差および個体差等により、動作プログラムの指令値に対して到達する位置がずれる場合が有る。このために、第２のロボット３の機構誤差パラメータの較正を行う。
　図４および図５を参照して、ステップ１０４において、第２のロボット３を設置後に、基準座標系設定部５３は、３次元測定器８の出力により基準座標系７２を生成する。ここでの例では、３次元測定器８の位置は図２に示す位置とは異なっている。しかしながら、予め定められた複数の反射器６７ａの位置を測定することにより、複数の反射器６７ａに対して同一の位置および姿勢の基準座標系７２を再現することができる。すなわち、第１のロボット１にて使用した基準座標系と同じ位置および同じ姿勢の基準座標系を復元することができる。
　次に、ステップ１０５において、処理部５１は、第１のロボット１にて使用した動作プログラムの指令値と同一の指令値にて第２のロボット３を駆動する。複数の指令値にてロボット３を駆動することにより反射器６７ｂが測定点７７の位置に移動する。測定点７７の位置は、図２における第１のロボット１の測定点７６の位置からずれる場合がある。反射器６７ｂがそれぞれの測定点７７の位置に配置されたときに、位置取得部５２は、３次元測定器８の出力により、ロボット３の位置として基準座標系における測定点７７の座標値を取得する。すなわち、位置取得部５２は、第１のロボット１と同一の予め定められた指令値にて第２のロボット３を駆動した時に、基準座標系７２における反射器６７ｂの位置を取得する。
　ステップ１０６において、パラメータ算出部５４は、第２のロボット３の機構誤差パラメータを算出する。パラメータ算出部５４は、第２のロボット３の基準座標系７２におけるロボットの位置（測定点７７の位置）が、第１のロボット１の基準座標系７２におけるロボットの位置（測定点７６の位置）に一致するように、第２のロボット３の機構誤差パラメータを算出する。すなわち、第２のロボット３を第１のロボット１と同一の指令値にて駆動したときに、ツール先端点が同一の位置に到達するように、第２のロボット３の機構誤差パラメータを算出する。
　パラメータ算出部５４は、例えば、複数の指令値にてロボットを駆動したときに、第１のロボット１の位置に対する第２のロボット３の位置の誤差が小さくなるように、最小二乗法にて機構誤差パラメータを設定することができる。パラメータ算出部５４は、機構誤差パラメータに含まれる複数の定数を算出することができる。または、パラメータ算出部５４は、ランダムに機構誤差パラメータに含まれる変数を変更して、同一の指令値に対して、第２のロボット３の位置と第１のロボット１の位置との差が小さくなる変数を採用しても構わない。
　処理部５１は、パラメータ算出部５４にて算出された新たな機構誤差パラメータを記憶部４２に記憶させることができる。第２のロボット３にてスポット溶接の作業を行う場合には、新たな機構誤差パラメータを使用して、ロボット３の制御を行うことができる。この結果、第２のロボット３の教示作業を再度しなくても、第１のロボット１とほぼ同一の位置および姿勢になる様に第２のロボット３を制御することができる。
　図６に、本実施の形態における機構誤差パラメータを較正する第２の制御のフローチャートを示す。第２の制御では、ロボットの一部の構成部材を交換した場合に、機構誤差パラメータを較正する。ロボットを使用するとロボットの一部の構成部材が故障する場合がある。例えば、経年劣化により、減速機のギヤが摩耗する場合がある。または、アームの強度が弱くなって、アームのたわみ量が大きくなる場合がある。このような場合に、ロボットの一部の構成部材を交換した後に、機構誤差パラメータの較正を行う。
　第２の制御では、第１の状態は、ロボットの一部の構成部材を交換する前の状態である。第２の状態は、ロボットの一部の構成部材を交換した後の状態である。特に、第２の状態は、ロボットの一部の構成部材が劣化したときの状態である。ここでは、ロボットの構成部材のうち、上部アームを交換する場合を例に取り上げて説明する。交換する構成部材としては、上部アームに限られず、手首部、回転位置検出器、モータ、または減速機などを例示することができる。
　第２の制御において、ステップ１０１および１０２は、第１の制御と同様である（図４参照）。第１のロボット１を複数の指令値にて駆動して、基準座標系７２におけるロボットの位置を記憶する。次に、ステップ１１１において、第１のロボット１の上部アーム１１を交換する。次に、ステップ１１２において、基準座標系設定部５３は、上部アーム１１の交換後に３次元測定器８の出力により基準座標系７２を再現する。
　次に、ステップ１１３において、処理部５１は、上部アーム１１の交換前と同一の複数の指令値にて第１のロボット１を駆動する。位置取得部５２は、基準座標系７２における反射器６７ｂの位置を取得する。すなわち、位置取得部５２は、新しい上部アームを備える第１のロボット１の位置を取得する。
　次に、ステップ１１４において、パラメータ算出部５４は、第１のロボット１の機構誤差パラメータを算出する。この時に、第１の制御と同様に、パラメータ算出部５４は、上部アーム１１の交換後の基準座標系７２におけるロボットの位置が、上部アーム１１の交換前の基準座標系７２におけるロボットの位置に一致するように、機構誤差パラメータを算出する。すなわち、同一の指令値にてロボットを駆動した時に、同一の位置にロボットのツール先端点が到達するように機構誤差パラメータを算出する。
　このように、ロボットの全体を交換した場合およびロボットの一部の構成部材を交換した場合にも、同様の較正の制御を実施することができる。本実施の形態における較正装置は、ロボットまたはロボットの構成部材を交換した後でも、ロボットが到達する位置の変化が小さくなるように、機構誤差パラメータの較正を容易に行うことができる。
　特に、ロボットの全体を交換する場合には、ロボットを設置する面の傾斜等により、ロボットの設置の位置または傾きの誤差が生じる。しかしながら、機構誤差パラメータを修正することにより、ロボットの交換後に到達する位置を、ロボットの交換前に到達する位置に容易に近づけることができる。
　第１の制御および第２の制御を行うことにより、１つの動作プログラムに対して、ロボットのツール先端点が到達する位置の変化を抑制することができる。このために、構成部材またはロボットの交換後にも同じ動作プログラムを使用することができる。すなわち、動作プログラムにおけるロボットの位置を教示する教示作業を再び行う必要はなく、ロボットの全体を取り替えた後、またはロボットの構成部品を交換した後に、同じ動作プログラムを使用することができる。
　次に、本実施の形態における較正装置における第３の制御について説明する。第３の制御では、ロボットの全体を交換した後に機構誤差パラメータの較正を行う。ロボットを交換する前において、指令値（ベース座標系におけるロボットの位置）と、基準座標系におけるロボットの位置との関係を算出することができる。換言すると、ベース座標系と基準座標系との相対的な位置および姿勢の関係を算出することができる。第３の制御では、第１の状態におけるベース座標系７１から見た基準座標系７２の変換行列を用いて、第２の状態において機構誤差パラメータを較正する。
　図７に、３次元測定器にてロボットの位置の座標値を測定するときの斜視図を示す。第１の状態において、処理部５１は、予め定められた指令値に基づいてロボット１を駆動する。位置取得部５２は、ロボット１の位置に対応するそれぞれの測定点７６の位置を基準座標系７２にて取得する。正確な変換行列の算出を行うためには、例えば、数十個の測定点７６を測定することが好ましい。
　ここで、基準座標系７２におけるそれぞれの測定点７６の位置を座標値Ｐ0とする。ベース座標系７１から見た基準座標系７２の行列を変換行列Ａｃとする。変換行列Ａｃの逆行列Ａｃ-1は、ベース座標系７１の座標値を基準座標系７２の座標値に変換する行列である。また、ベース座標系７１における測定点７６、すなわち指令値のロボットの位置を座標値Ｐ1とすると、以下の式（１）が成立する。
　Ｐ0＝Ａｃ-1Ｐ1　…　（１）
　図３および図７を参照して、処理部５１の行列算出部５５は、ベース座標系７１にて表現された指令値の座標値Ｐ1を取得する。行列算出部５５は、指令値に基づいてロボット１を駆動した時に、それぞれの測定点７６の基準座標系７２における座標値Ｐ0を位置取得部５２から取得する。行列算出部５５は、基準座標系における各測定点７６の位置の座標値Ｐ0と、指令値の座標値Ｐ1とに基づいて、変換行列Ａｃを算出する。例えば、変換行列Ａｃを用いて座標値Ｐ1から基準座標系７２における座標値を算出したときに、この座標値と座標値Ｐ0との誤差（距離）が最小となるように、最小二乗法にて変換行列Ａｃを算出することができる。または、基準座標系７２における座標値Ｐ0を、変換行列Ａｃを用いてベース座標系における座標値に変換したときに、この座標値とロボットの指令値との誤差（距離）が最小となるように、最小二乗法にて変換行列Ａｃを算出することができる。
　変換行列Ａｃは、例えば、４行×４列の同次変換行列を採用することができる。すなわち、座標系の回転および平行移動を含む行列を採用することができる。記憶部４２は、算出した変換行列Ａｃを記憶する。このように、処理部５１は、第１の状態において、変換行列Ａｃを算出することができる。
　なお、本実施の形態では、ベース座標系７１の座標値を基準座標系７２の座標値に変換する変換行列を算出しているが、この形態に限られない。行列算出部は、基準座標系の座標値を、ベース座標系の座標値に変換する変換行列を算出しても構わない。この行列を用いても、基準座標系の座標値をベース座標系の座標値に変換したり、ベース座標系の座標値を基準座標系の座標値に変換したりすることができる。
　図８に、本実施の形態における機構誤差パラメータの較正の第３の制御のフローチャートを示す。図３、図７および図８を参照して、ステップ１０１，１０２は、本実施の形態における第１の制御と同様である（図４を参照）。ロボット１を交換する前に複数の指令値にて第１のロボット１を駆動して、基準座標系７２における測定点７６の座標値（ロボット１の位置）を取得する。位置取得部５２は、第１の状態において、ロボット１の複数の指令値に基づいてロボット１を駆動した時の基準座標系７２におけるロボットの複数の位置を取得する。
　次に、ステップ１２１において、行列算出部５５は、第１の状態において、第１のロボット１の複数の指令値と基準座標系７２における第１のロボット１の複数の位置とに基づいて変換行列Ａｃを算出する。記憶部４２は、変換行列Ａｃを記憶する。次に、ステップ１２２において、第１のロボットを第２のロボットに交換する。ロボット装置５は、第２の状態になる。
　図９に、第１のロボットを第２のロボットに交換した後のロボット、３次元測定器、および補助部材の斜視図を示す。図３、図８、および図９を参照して、ステップ１２３において、第２のロボット３を設置した後に、基準座標系設定部５３は、３次元測定器８の出力に基づいて基準座標系７２を再現する。
　ステップ１２４において、複数の指令値にて第２のロボット３を駆動する。このときのベース座標系７１にて示される指令値は、第１のロボット１を駆動したときの指令値と異なっていても構わない。任意の複数の指令値にて第２のロボット３を駆動することができる。図９においては、複数の指令値にて第２のロボット３を駆動したときのツール先端点が到達する測定点７７が示されている。正確な機構誤差パラメータの算出を行うためには、例えば、数十個の測定点７７を測定することが好ましい。
　それぞれのロボット３の位置において、３次元測定器８の位置算出部８３は、それぞれの測定点７７の位置を測定器座標系７３の座標値にて検出する。位置取得部５２は、測定器座標系７３にて算出された測定点７７の位置の座標値を、基準座標系７２における測定点７７の座標値Ｐ0に変換する。すなわち、位置取得部５２は、基準座標系７２におけるロボットの複数の位置を取得する。
　次に、ステップ１２５において、パラメータ算出部５４は、変換行列Ａｃを用いて基準座標系７２における測定点７７の座標値を、第１のロボット１のベース座標系７１における座標値に変換する。すなわち、上記の式（１）を用いて、基準座標系７２に基づく第２のロボットの位置から第１のロボット１のベース座標系７１におけるロボットの理論位置を算出する。
　次に、ステップ１２６において、パラメータ算出部５４は、第２のロボット３の機構誤差パラメータを算出する。パラメータ算出部５４は、第２のロボット３の指令値を取得する。パラメータ算出部５４は、第２のロボット３の指令値が、第１のロボット１のベース座標系７１におけるロボットの理論位置の座標値に一致するように、機構誤差パラメータを算出する。この制御により、パラメータ算出部５４は、第２のロボット３が到達する基準座標系における位置が、第１のロボット１が到達する基準座標系における位置に一致するように、機構誤差パラメータを算出することができる。例えば、パラメータ算出部５４は、第２のロボット３の指令値と、第１のロボット１のベース座標系における理論位置の座標値との誤差（距離）が最小となるように、最小二乗法にて機構誤差パラメータを算出する。
　このように、第３の制御では、第１の状態において取得した変換行列Ａｃを記憶しておくことができる。第２の状態において、変換行列Ａｃを用いることにより、基準座標系におけるロボットの位置を第１の状態におけるベース座標系の理論位置に変換することができる。そして、第２のロボットの指令値にて到達する位置が理論位置に一致するように、機構誤差パラメータを算出することができる。または、第２の状態において、変換行列Ａｃを用いることにより、第２のロボットの指令値を基準座標系におけるロボットの理論位置に変換することができる。そして、この理論位置が第２のロボットが到達する基準座標系における位置（位置取得部５２にて取得される位置）と一致するように、機構誤差パラメータを算出しても構わない。
　図１０に、ロボットの機構誤差パラメータを較正する第４の制御のフローチャートを示す。第４の制御では、ロボットの一部の構成部材を取り換えた後に、機構誤差パラメータを較正する。ここでは、ロボット１の上部アームを取り換える例を説明する。第４の制御では、第３の制御と同様に、第１の状態において変換行列Ａｃを予め算出する。そして、第２の状態において変換行列Ａｃに基づいて機構誤差パラメータを較正する。
　ステップ１０１，１０２およびステップ１２１は、本実施の形態の第３の制御と同様である（図８を参照）。次に、ステップ１３１において、第１のロボット１の上部アーム１１を交換する。
　ステップ１３２において、基準座標系設定部５３は、上部アーム１１の交換後に、３次元測定器８の測定結果に基づいて基準座標系７２を再現する。ステップ１３３において、処理部５１は、任意の複数の指令値にて第１のロボット１を駆動する。位置取得部５２は、３次元測定器８の出力に基づいて基準座標系７２における測定点７７の座標値（ロボット１の位置）を取得する。
　ステップ１３４において、パラメータ算出部５４は、変換行列Ａｃを用いて基準座標系における測定点７７の座標値を、第１のロボット１のベース座標系７１における理論位置に変換する。なお、ここでの例では、上部アームが交換されるために、ベース部１４に設定されたベース座標系７１の原点の位置および姿勢は、変化していない。
　ステップ１３５において、パラメータ算出部５４は、第１のロボット１の機構誤差パラメータを算出する。パラメータ算出部５４は、ベース座標系７１におけるロボットの指令値が、第１のロボット１のベース座標系７１におけるロボットの理論位置の座標値に一致するように機構誤差パラメータを算出する。このように、第４の制御においては、ロボットの一部の構成部材を交換する場合に、第３の制御と同様の制御により、機構誤差パラメータを較正することができる。
　ところで、ロボット装置を長期間にわたり駆動すると、ロボットの構成部材に劣化が生じたり、徐々に変形したりする。動作プログラムの指令に対してロボットのツール先端点が到達する位置がずれる場合がある。この場合に、本実施の形態における第２の制御または第４の制御と同様の制御を実施することができる。ロボットを駆動している任意の時期に、構成部材を交換せずに、第２の制御または第４の制御と同様の制御を実施することにより、ロボットを較正することができる。例えば、第４の制御では、図６において、ステップ１１１の上部アームの交換を行わずに、ステップ１１２からステップ１１４の較正の制御を行うことができる。このようなロボットの較正は、例えば、予め定められた時間間隔ごとに実施することができる。
　この場合に、ロボットの基準の状態となる第１の状態は、例えば、ロボットを設置した直後の状態である。ロボットの第２の状態は、ロボットを使用することによりロボットの少なくとも一部の構成部材が劣化した時の状態である、
　図３を参照して、本実施の形態における制御装置４は、機構誤差パラメータを較正する必要が有るか否かを判定する判定装置として機能する。本実施の形態における処理部５１は、動作プログラム４６の指令値に対するロボット１の位置の精度を評価する保守判定部５６を備える。保守判定部５６は、第１の状態のときの基準座標系７２におけるロボットの位置と、現在の基準座標系７２におけるロボットの位置とに基づいて、機構誤差パラメータの較正が必要か否かを判定する。
　特に、処理部５１の保守判定部５６は、判定装置として機能する。保守判定部５６は、本実施の形態における第３の制御および第４の制御にて算出した変換行列Ａｃを用いて、ロボットが到達する位置の精度の評価を行う。
　図１１に、本実施の形態の保守判定部による第５の制御のフローチャートを示す。図８を参照して、始めに、処理部５１は、本実施の形態の第３の制御におけるステップ１０１，１０２，１２１を実行して変換行列Ａｃを算出する。記憶部４２は、変換行列Ａｃを記憶する（図８を参照）。変換行列Ａｃを算出する制御は、例えば、ロボットを設置した後において、機構誤差パラメータの較正を行った直後に行うことが好ましい。
　次に、ステップ１４１からステップ１４３の制御は、第４の制御におけるステップ１３２からステップ１３４の制御と同様である。ステップ１４１において、基準座標系設定部５３は、任意の時期に３次元測定器８の測定に基づいて基準座標系７２を生成する。ステップ１４２において、処理部５１は、任意の複数の指令値にて第１のロボットを駆動する。位置取得部５２は、基準座標系７２におけるロボットの位置の座標値を取得する。ステップ１４３において、パラメータ算出部５４は、変換行列Ａｃを用いて、基準座標系７２におけるロボットの位置の座標値をロボットのベース座標系７１における座標値に変換する。パラメータ算出部５４は、基準座標系におけるロボットの複数の位置を理論位置に変換する。
　ステップ１４４において、保守判定部５６は、予め定められたロボットの指令値とベース座標系における理論位置との距離を算出する。例えば、保守判定部５６は、動作プログラムのロボットの指令値における座標値と、理論位置における座標値との間の距離を算出する。保守判定部５６は、複数の指令値と理論位置との組み合わせについて、それぞれの距離を算出する。
　ステップ１４５において、保守判定部５６は、複数の距離の平均値を算出する。保守判定部５６は、距離の平均値が予め定められた判定値を超えるか否かを判定する。距離の平均値が判定値を超える場合に、制御はステップ１４６に移行する。
　ステップ１４６においては、保守判定部５６は、機構誤差パラメータの較正が必要であると判定する。本実施の形態では、教示操作盤３７の表示部３９は、機構誤差パラメータの較正が必要であることを表示する。
　ステップ１４５において、距離の平均値が判定値以下である場合に、制御はステップ１４７に移行する。ステップ１４７において、保守判定部５６は、機構誤差パラメータの構成が不要であると判定する。そして、表示部３９は、機構誤差パラメータの較正が不要であることを表示する。
　本実施の形態において、保守判定部５６は、ロボットの指令値とベース座標系に変換した理論位置との距離の平均値に基づいて判定を行っているが、この形態に限られない。任意の制御により、ロボットの指令値と理論位置とが離れているか否かを判定することができる。例えば、複数の指令値に対応する複数の距離のうち、距離の最大値が判定値より大きい場合に、較正を行う必要があると判定しても構わない。
　保守判定部５６は、予め定められた期間ごとに、ロボットの位置の精度が予め定められた判定範囲を逸脱するか否かを判定することができる。保守判定部５６は、ロボットの精度が予め定められた判定範囲を逸脱する場合に、機構誤差パラメータの較正が必要であると判定することができる。例えば、予め定められたロボットの駆動時間またはロボットを設置してからの予め定められた時間長さごとに、機構誤差パラメータの較正を行うか否かの判定を行うことができる。
　また、保守判定部５６は、ロボットを構成する構成部材の交換を検出した場合に、機構誤差パラメータの構成が必要であると判定することができる。例えば、作業者が、教示操作盤３７の入力部３８に、ロボットの一部の構成部材を交換した情報を入力した場合に、保守判定部５６は、機構誤差パラメータの較正が必要であると判定する。または、保守判定部５６は、ロボットの交換を検出した時に、機構誤差パラメータの較正が必要であると判定しても構わない。そして、表示部３９は、機構誤差パラメータの較正が必要であることを表示して、作業者に知らせることができる。作業者は、機構誤差パラメータの較正を行う場合に、前述の第１の制御から第４の制御のうち１つ以上の制御を実施することができる。
　上記の実施の形態においては、ロボットの制御装置が較正装置および判定装置として機能するが、この形態に限られない。較正装置として機能する演算処理装置または判定装置として機能する演算処理装置が、ロボットの制御装置と通信装置により接続されていても構わない。
　本実施の形態においては、レーザトラッカおよび補助部材を用いて基準座標系を設定しているが、この形態に限られない。任意の装置および制御にて、３次元空間に基準座標系を設定することができる。例えば、３次元視覚センサを用いて、基準点となる不動の特徴的な部分の位置を検出し、特徴的な部分の位置に基づいて基準座標系を設定しても構わない。また、３次元視覚センサがロボットの特徴的な部分を検出して、ロボットの位置および姿勢を検出しても構わない。また、較正装置は、３次元測定器を備えていなくても構わない。較正装置は、較正装置の外部で取得された３次元測定器のデータを取得して処理するように構成されていても構わない。
　上述のそれぞれの制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。
　上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。
　１，３　ロボット
　４　制御装置
　８　３次元測定器
　１１　上部アーム
　１２　下部アーム
　１３　旋回ベース
　１４　ベース部
　１５　リスト
　１６　フランジ
　４６　動作プログラム
　４９　機構誤差パラメータ
　５１　処理部
　５２　位置取得部
　５３　基準座標系設定部
　５４　パラメータ算出部
　５５　行列算出部
　５６　保守判定部
　６１　補助部材
　６３　レーザヘッド
　６７ａ，６７ｂ　反射器
　７１　ベース座標系
　７２　基準座標系
　７６，７７　測定点

Claims (14)

  1. 　動作プログラムに基づくロボットの制御を調整するための機構誤差パラメータを較正する較正装置であって、
    　基準座標系におけるロボットの位置を取得する位置取得部と、
    　前記基準座標系におけるロボットの位置に基づいて、機構誤差パラメータを算出するパラメータ算出部と、を備え、
    　前記パラメータ算出部は、動作プログラムの指令値にてロボットを駆動した時に、第１の状態の時の前記基準座標系におけるロボットの位置に対して、前記第１の状態より後の第２の状態の時の前記基準座標系におけるロボットの位置が一致するように、機構誤差パラメータを算出する、較正装置。
  2. 　前記基準座標系は、ロボットの動作およびロボットの設置状態に依存しないように定められた不動の座標系である、請求項１に記載の較正装置。
  3. 　ロボットに対して設定されたベース座標系の座標値および前記基準座標系の座標値のうち一方の座標値を他方の座標値に変換する変換行列を算出する行列算出部を備え、
    　動作プログラムは、ベース座標系の座標値にて指定されたロボットの指令値が含まれており、
    　前記位置取得部は、前記第１の状態において、ロボットの複数の指令値に基づいてロボットを駆動した時の前記基準座標系におけるロボットの複数の位置を取得し、
    　前記行列算出部は、前記第１の状態において、ロボットの複数の指令値と前記基準座標系におけるロボットの複数の位置とに基づいて変換行列を算出し、
    　前記位置取得部は、前記第２の状態において、ロボットの複数の指令値に基づいてロボットを駆動した時の前記基準座標系におけるロボットの複数の位置を取得し、
    　前記パラメータ算出部は、前記第２の状態において、それぞれの指令値にてロボットを駆動した時に、前記基準座標系におけるロボットの位置および変換行列に基づいて、ベース座標系におけるロボットの理論位置を算出し、ロボットの指令値がベース座標系におけるロボットの理論位置に一致するように機構誤差パラメータを算出する、請求項１または２に記載の較正装置。
  4. 　前記行列算出部は、前記第１の状態において、ロボットのベース座標系における指令値と、前記基準座標系におけるロボットの位置を変換行列により算出したベース座標系におけるロボットの理論位置との距離が最小となるように変換行列を算出する、請求項３に記載の較正装置。
  5. 　動作プログラムの指令値に対するロボットの位置の精度を評価する保守判定部を備え、
    　前記保守判定部は、予め定められた動作プログラムの指令値にてロボットを駆動した時に、前記第１の状態の時の前記基準座標系におけるロボットの位置と、現在の前記基準座標系におけるロボットの位置とに基づいて、機構誤差パラメータの較正が必要か否かを判定する、請求項１から４のいずれか一項に記載の較正装置。
  6. 　前記保守判定部は、予め定められた期間ごとにロボットの位置の精度が予め定められた判定範囲を逸脱するか否かを判定し、
    　ロボットの位置の精度が予め定められた判定範囲を逸脱する場合に、機構誤差パラメータの較正が必要であると判定する、請求項５に記載の較正装置。
  7. 　前記保守判定部は、ロボットを構成する構成部材の交換を検出した時に、機構誤差パラメータの較正が必要であると判定する、請求項５または６に記載の較正装置。
  8. 　前記保守判定部は、ロボットの交換を検出した時に、機構誤差パラメータの較正が必要であると判定する、請求項５から７のいずれか一項に記載の較正装置。
  9. 　前記第１の状態は、機構誤差パラメータの較正を行う前のロボットの基準の状態である、請求項１から４のいずれか一項に記載の較正装置。
  10. 　前記第１の状態は、ロボットを設置した直後の状態であり、
    　前記第２の状態は、ロボットを使用することによりロボットの少なくとも一部の構成部材が劣化した時の状態である、請求項９に記載の較正装置。
  11. 　前記第１の状態は、ロボットを交換する前の状態であり、
    　前記第２の状態は、ロボットを交換した後の新しいロボットが設置された状態である、請求項９に記載の較正装置。
  12. 　前記第１の状態は、ロボットの一部の構成部材を交換する前の状態であり、
    　前記第２の状態は、ロボットの一部の構成部材を交換した後の状態である、請求項９に記載の較正装置。
  13. 　ロボットが設置されている領域に設置されている複数の基準点となる部材と、
    　前記基準点の位置を測定する３次元測定器と、
    　前記３次元測定器にて測定した前記基準点の位置に基づいて、３次元の空間に前記基準座標系を設定する基準座標系設定部と、を備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の較正装置。
  14. 　動作プログラムに基づくロボットの制御を調整するための機構誤差パラメータを較正する必要が有るか否かを判定する判定装置であって、
    　基準座標系におけるロボットの位置を取得する位置取得部と、
    　動作プログラムの指令値に対するロボットの位置の精度を評価する保守判定部と、を備え、
    　前記保守判定部は、動作プログラムの指令値にてロボットを駆動した時に、第１の状態の時の前記基準座標系におけるロボットの位置と、現在の前記基準座標系におけるロボットの位置とに基づいて、機構誤差パラメータの較正が必要か否かを判定する、判定装置。
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