JP2562353B2 - ロボットの位置決め方法 - Google Patents
ロボットの位置決め方法Info
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 5
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ロボットの作業部を停止位置に正確に補償
する方法に関する。
する方法に関する。
従来技術 プログラム制御方式のロボットは、設定入力に従って
作業部を複数のポイントに位置決めし、必要な作業を順
次実行していく。この場合、各ポイントの位置決め精度
は、ロボット自体の機械的寸法の誤差や回転角度などの
器械的な誤差であれば、例えば特開昭61−109109号の発
明などによって改善できる。しかし、座標相互間での誤
差例えばロボットの座標系とワークの座標系との座標歪
みや、ロボットの運動時のねじれ、倒れあるいは弾性変
形などの誤差は、不定の偶然誤差であるから、上記の発
明によっても解消できない。
作業部を複数のポイントに位置決めし、必要な作業を順
次実行していく。この場合、各ポイントの位置決め精度
は、ロボット自体の機械的寸法の誤差や回転角度などの
器械的な誤差であれば、例えば特開昭61−109109号の発
明などによって改善できる。しかし、座標相互間での誤
差例えばロボットの座標系とワークの座標系との座標歪
みや、ロボットの運動時のねじれ、倒れあるいは弾性変
形などの誤差は、不定の偶然誤差であるから、上記の発
明によっても解消できない。
発明の目的 したがって、本発明の目的は、座標間の座標歪みやロ
ボットの運動などの不定な誤差を補償して、ロボットの
位置決め精度を高めることである。
ボットの運動などの不定な誤差を補償して、ロボットの
位置決め精度を高めることである。
発明の解決手段 上記目的の下に、本発明は、プログラム制御方式のロ
ボットにおいて、位置決め精度が必要な複数のポイント
について、ロボットの作業部を設定入力に従って位置決
めし、複数のポイント毎の位置決め点とロボットの運動
による実際の位置決め点とのずれ量を測定し、これらの
複数のポイントのずれ量から曲面発生法を用いて誤差曲
面を想定し、この誤差曲面を補正量としてロボットの停
止位置を補償するようにしている。
ボットにおいて、位置決め精度が必要な複数のポイント
について、ロボットの作業部を設定入力に従って位置決
めし、複数のポイント毎の位置決め点とロボットの運動
による実際の位置決め点とのずれ量を測定し、これらの
複数のポイントのずれ量から曲面発生法を用いて誤差曲
面を想定し、この誤差曲面を補正量としてロボットの停
止位置を補償するようにしている。
このような位置決め方法によると、ロボットの座標系
とワークの座標系との相対的な歪みや、ロボットの運動
時の動的ずれなど実用上充分な程度に補正できる。
とワークの座標系との相対的な歪みや、ロボットの運動
時の動的ずれなど実用上充分な程度に補正できる。
発明の内容 第1図は、一例として、水平多関節型のロボット1を
XYZロボット座標系上で示している。このロボット1
は、ロボットベース2の部分の関節軸3で第1アーム4
をXY平面上で旋回可能な状態で支持しており、また第1
アーム4の先端の関節軸5で第2アーム6を同じ平面上
て旋回自在に支持しており、さらに第2アーム6の先端
の回転軸7でチヤックなどの作業部8を回転自在に備え
ている。
XYZロボット座標系上で示している。このロボット1
は、ロボットベース2の部分の関節軸3で第1アーム4
をXY平面上で旋回可能な状態で支持しており、また第1
アーム4の先端の関節軸5で第2アーム6を同じ平面上
て旋回自在に支持しており、さらに第2アーム6の先端
の回転軸7でチヤックなどの作業部8を回転自在に備え
ている。
そして、このロボット1は、コントローラ9によって
制御される。このため、コントローラ9は、予め運動に
必要なプログラムを内蔵しており、設定入力のデータに
基づいて、作業部8を複数のポイントに位置決めし、ワ
ーク10との関係で、必要な作業を順次実行していく。
制御される。このため、コントローラ9は、予め運動に
必要なプログラムを内蔵しており、設定入力のデータに
基づいて、作業部8を複数のポイントに位置決めし、ワ
ーク10との関係で、必要な作業を順次実行していく。
ところで、ロボット1のロボット座標系と、ワーク10
のワーク座標系との間に、相対的なずれや歪みが発生し
ていると、第2図に見られるように、ロボット1がプロ
グラムに基づいて作業部8をポイントPに正確に位置決
めしたとしても、作業部8は、ワーク10のxyzワーク座
標系に対しポイントpにあって、相対的なずれを発生す
ることになる。そして、このずれ量は、X方向、Y方向
およびZ方向毎に発生し、関節軸3の回転角θ1、関節
軸5の回転角θ2、回転軸7の回転角Sをパラメータと
している。
のワーク座標系との間に、相対的なずれや歪みが発生し
ていると、第2図に見られるように、ロボット1がプロ
グラムに基づいて作業部8をポイントPに正確に位置決
めしたとしても、作業部8は、ワーク10のxyzワーク座
標系に対しポイントpにあって、相対的なずれを発生す
ることになる。そして、このずれ量は、X方向、Y方向
およびZ方向毎に発生し、関節軸3の回転角θ1、関節
軸5の回転角θ2、回転軸7の回転角Sをパラメータと
している。
本発明は、各方向毎のずれ量δX、δY、δZから曲
面発生法を用いて、仮想的な誤差曲面を求め、この誤差
曲面によってロボット1の全動作域について補償量を推
定し、ロボット1の位置決めのずれを補償するようにし
ている。
面発生法を用いて、仮想的な誤差曲面を求め、この誤差
曲面によってロボット1の全動作域について補償量を推
定し、ロボット1の位置決めのずれを補償するようにし
ている。
実施例 実際の補償は、下記のように行われる。
まず、プリント基板などのワーク10は、ロボット1の
設置位置での座標系を考慮し、適当な位置に固定され
る。この状態で、第3図に示すように、作業上重要な4
〜20程度例えば16個の位置決めポイントが選定され、こ
れらの位置決めポイント毎にロボット座標系で作業部8
が教示され、位置決めされる。次に、前記の各ポイント
がワーク座標系よりワーク10の図面にもとづいて入力さ
れ、ロボット1の作業部8がそれぞれのポイント毎に位
置決めされる。
設置位置での座標系を考慮し、適当な位置に固定され
る。この状態で、第3図に示すように、作業上重要な4
〜20程度例えば16個の位置決めポイントが選定され、こ
れらの位置決めポイント毎にロボット座標系で作業部8
が教示され、位置決めされる。次に、前記の各ポイント
がワーク座標系よりワーク10の図面にもとづいて入力さ
れ、ロボット1の作業部8がそれぞれのポイント毎に位
置決めされる。
ここで、ロボット座標系による位置決め点とワーク座
標系による位置決め点との距離が測定され、これが両座
標系のずれ量δX、δY、δZとなる。このずれ量δ
X、δY、δZは、X、YおよびZ方向毎に、それぞれ
の回転角θ1、θ2をパラメータとして測定される。
標系による位置決め点との距離が測定され、これが両座
標系のずれ量δX、δY、δZとなる。このずれ量δ
X、δY、δZは、X、YおよびZ方向毎に、それぞれ
の回転角θ1、θ2をパラメータとして測定される。
そして、これら各ポイントのずれ量δX、δY、δZ
によって、各次元毎に曲面発生法によって、誤差曲線が
想定される。
によって、各次元毎に曲面発生法によって、誤差曲線が
想定される。
第3図は、一例として、X方向の誤差量を回転角θ
1、θ2をパラメータとして16ポイントについてサンプ
リングした例を示している。これらの16のサンプリング
ポイントは、例えばBezier曲面発生法に基づいて回転角
θ1、θ2を平面として滑らかな実線の曲面として想定
される。
1、θ2をパラメータとして16ポイントについてサンプ
リングした例を示している。これらの16のサンプリング
ポイントは、例えばBezier曲面発生法に基づいて回転角
θ1、θ2を平面として滑らかな実線の曲面として想定
される。
さらに、この曲面は、誤差曲面として回転角θ1、θ
2の動作角全域について例えばアフィン変換アナリシス
曲面発生法により2点鎖線のように想定される。このよ
うにして、X方向のずれ量δXは、回転角θ1、θ2の
全域について、曲面発生法によって想定される。
2の動作角全域について例えばアフィン変換アナリシス
曲面発生法により2点鎖線のように想定される。このよ
うにして、X方向のずれ量δXは、回転角θ1、θ2の
全域について、曲面発生法によって想定される。
また、他の座標軸すなわちY方向すなわちZ方向のず
れ量δY、δZは、同様にして回転角θ1、θ2をパラ
メータとして想定される。これらのX、YおよびZ方向
のずれ量δX、δY、δZは、回転角θ1、θ2毎にデ
ータテーブルとしてコントローラ9のメモリ内に記憶さ
れる。
れ量δY、δZは、同様にして回転角θ1、θ2をパラ
メータとして想定される。これらのX、YおよびZ方向
のずれ量δX、δY、δZは、回転角θ1、θ2毎にデ
ータテーブルとしてコントローラ9のメモリ内に記憶さ
れる。
このあと、コントローラ9にロボット1の運動に必要
なデータが入力されると、ロボット1は、その設定入力
のプログラムの指令に基づいて、必要な動作を行ってい
く。このとき、コントローラ9は、各ポイントの位置決
めに際し、それぞれのパラメータ毎に誤差曲面のデータ
を参照し、そのずれ量δX、δY、δZを補償量として
位置決めを実行していく。
なデータが入力されると、ロボット1は、その設定入力
のプログラムの指令に基づいて、必要な動作を行ってい
く。このとき、コントローラ9は、各ポイントの位置決
めに際し、それぞれのパラメータ毎に誤差曲面のデータ
を参照し、そのずれ量δX、δY、δZを補償量として
位置決めを実行していく。
この補償によって、作業部8の位置決め点がロボット
座標系とワーク座標系との歪み誤差やロボット1の運動
誤差にかかわらず、曲面発生法によって補償され、ほぼ
正確に位置決めされる。
座標系とワーク座標系との歪み誤差やロボット1の運動
誤差にかかわらず、曲面発生法によって補償され、ほぼ
正確に位置決めされる。
ロボット1の運動が再現性をもって繰り返され、しか
もワーク10が常に同一傾向の誤差特性の傾向をもつもの
ならば、ロボット1の運動誤差は、補償しないときのず
れ量の20%程度に減縮できる。なお、この場合の誤差原
因は、ロボット1とワーク10との座標系の相対的なずれ
やロボット1の関節部分での回転角のずれ、ねじれなど
の他、アーム部分の重量歪みや、姿勢から発生する誤差
さらにワークの全体的な拡大また縮小方向の誤差などで
ある。これらの誤差は、誤差理論上、偶然誤差に属す
る。
もワーク10が常に同一傾向の誤差特性の傾向をもつもの
ならば、ロボット1の運動誤差は、補償しないときのず
れ量の20%程度に減縮できる。なお、この場合の誤差原
因は、ロボット1とワーク10との座標系の相対的なずれ
やロボット1の関節部分での回転角のずれ、ねじれなど
の他、アーム部分の重量歪みや、姿勢から発生する誤差
さらにワークの全体的な拡大また縮小方向の誤差などで
ある。これらの誤差は、誤差理論上、偶然誤差に属す
る。
他の実施例 上記実施例は、ロボット1を実際のワーク10との関係
で補償しているが、この発明の位置決め方法は、作業対
象のワーク10との関係でなく、ロボット1の事前の調整
のために、基本座標のジグなどを用い、プログラムで位
置決めした点と、実際にティーチングされた点とのずれ
量を個々に測定し、このずれ量に基づいて上記と同様の
手法によって、ロボット1のコントローラ9に予め補償
量を記憶させておくこともできる。
で補償しているが、この発明の位置決め方法は、作業対
象のワーク10との関係でなく、ロボット1の事前の調整
のために、基本座標のジグなどを用い、プログラムで位
置決めした点と、実際にティーチングされた点とのずれ
量を個々に測定し、このずれ量に基づいて上記と同様の
手法によって、ロボット1のコントローラ9に予め補償
量を記憶させておくこともできる。
なお、曲面発生法は、上記実施例のものに限定されな
い。また、ロボットは、直交座標系や極座標系などであ
ってもよい。
い。また、ロボットは、直交座標系や極座標系などであ
ってもよい。
発明の効果 本発明では、誤差の原因が究明されておらず、また複
数の誤差原因が複合されても、それらの誤差原因による
ずれ量が高度な誤差論にもとづく統計的技法によらず、
曲面発生法のプログラム分野で簡単に補正できる。
数の誤差原因が複合されても、それらの誤差原因による
ずれ量が高度な誤差論にもとづく統計的技法によらず、
曲面発生法のプログラム分野で簡単に補正できる。
また、必要な位置決め精度や、全動作域中の必要な範
囲についてのみ補正のための測定ポイントが任意に設定
できるため、多くの手間が必要とされず、また位置決め
態様に応じて、柔軟な対応が可能となる。
囲についてのみ補正のための測定ポイントが任意に設定
できるため、多くの手間が必要とされず、また位置決め
態様に応じて、柔軟な対応が可能となる。
第1図はロボットの斜面図、第2図はずれ量の斜面図、
第3図は誤差曲面の斜面図である。 1……ロボット、2……ロボットベース、3……関節
軸、4……第1アーム、5……関節軸、6……第2アー
ム、7……回転軸、8……作業部、9……コントロー
ラ、10……ワーク。
第3図は誤差曲面の斜面図である。 1……ロボット、2……ロボットベース、3……関節
軸、4……第1アーム、5……関節軸、6……第2アー
ム、7……回転軸、8……作業部、9……コントロー
ラ、10……ワーク。
Claims (1)
- 【請求項1】プログラムに従って動作するロボットにお
いて、位置決め精度が必要な複数のポイントについて、
設定入力に従ってロボットの作業部を位置決めし、各ポ
イント毎に本来停止すべき位置とのずれ量を測り、この
ずれ量により曲面発生法を用いて誤差曲面を求め、この
誤差曲面に従って停止位置を補償することを特徴とする
ロボットの位置決め方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63194220A JP2562353B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | ロボットの位置決め方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63194220A JP2562353B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | ロボットの位置決め方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0248188A JPH0248188A (ja) | 1990-02-16 |
JP2562353B2 true JP2562353B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=16320953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63194220A Expired - Fee Related JP2562353B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | ロボットの位置決め方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2562353B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110072675B (zh) * | 2016-12-13 | 2022-04-19 | 株式会社富士 | 作业机器人的目的位置校正方法 |
CN115803154A (zh) * | 2020-07-29 | 2023-03-14 | 株式会社富士 | 水平多关节机器人*** |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2567372B2 (ja) * | 1985-09-13 | 1996-12-25 | 富士通株式会社 | ロボット座標補正処理方法 |
JPH0668695B2 (ja) * | 1986-08-06 | 1994-08-31 | 日産自動車株式会社 | ロボツト制御装置 |
JPH01307810A (ja) * | 1988-06-07 | 1989-12-12 | Fujitsu Ltd | ロボットの制御方法 |
-
1988
- 1988-08-03 JP JP63194220A patent/JP2562353B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0248188A (ja) | 1990-02-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |