JP2631631B2 - Reference positioning method for industrial robots - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば垂直多関節形
ロボットのように、複数の軸およびそれら各軸廻りに駆
動回転可能な複数の可動部材を備え、これら各可動部材
をそれぞれに対応する軸廻りの駆動回転により該軸を中
心として対称姿勢に変換可能にしてなる工業用ロボット
の各軸の基準位置を決定するための基準位置決め方法に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises a plurality of axes and a plurality of movable members which can be driven and rotated around each of the axes, such as a vertical articulated robot. The present invention relates to a reference positioning method for determining a reference position of each axis of an industrial robot, which can be converted into a symmetrical attitude around the axis by driving rotation about the axis.

【０００２】[0002]

【従来の技術】工業用ロボットは、固定ベースに対して
手首部が所定どおりに運動し作業するように各軸廻りの
必要回転データをそれぞれ数値的にプログラムし、この
プログラムされた数値を順次読み出しながら、複数の可
動部材をそれぞれの対応する軸廻りに駆動回転させると
いったＮＣ方式の自動制御法が一般に採用されており、
このようなＮＣ制御のプログラムを組むにあたっては、
動力等の影響による駆動系のねじれやたわみなどを補正
することと、各軸の基準位置を決定することとが必要で
ある。2. Description of the Related Art An industrial robot numerically programs necessary rotation data around each axis so that a wrist moves and operates in a predetermined manner with respect to a fixed base, and sequentially reads out the programmed numerical values. However, an NC type automatic control method of driving and rotating a plurality of movable members around respective corresponding axes is generally adopted,
When building such an NC control program,
It is necessary to correct torsion and deflection of the drive system due to the influence of power and the like, and to determine the reference position of each axis.

【０００３】工業用ロボットにおける各軸の基準位置の
決定方法として、従来では、特開昭６０−２０８７８号
公報に開示されているような方法が知られていた。これ
は、図４に示すように、ロボットの固定ベース１０１
に、垂直および水平両方向の基準面１０１ａ，１０１ｂ
を介して位置決め用治具１０２を固定し、この位置決め
用治具１０２に、ロボットの各軸の基準位置を決定する
ために各軸に対応して複数のダイヤルゲージ１０３〜１
０８を取り付けてあり、ロボットの各軸の基準位置決め
を行なう場合、たとえば手首部１０９の所定方向の位置
決めを行なう際は、対応するダイヤルゲージ１０３，１
０４に対して、予めマスタ（図示せず）を用いて基準目
盛合わせ（基準値の設定）を行なった後、上記手首部１
０９の側面１０９ａをダイヤルゲージ１０３，１０４の
測定子に当接させて該ダイヤルゲージ１０３，１０４の
目盛が基準値と一致するように、手首部１０９を所定の
方向に可動調整する。このような基準位置決め作業を複
数の軸に対して各別に行なうことにより、ロボットの各
軸の基準位置を決定していた。[0003] As a method of determining the reference position of each axis in an industrial robot, a method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-20878 has been conventionally known. This is, as shown in FIG.
And reference planes 101a and 101b in both vertical and horizontal directions.
And a plurality of dial gauges 103 to 1 corresponding to each axis for determining the reference position of each axis of the robot.
08 is attached, and when the reference positioning of each axis of the robot is performed, for example, when the wrist 109 is positioned in a predetermined direction, the corresponding dial gauge 103, 1
After performing reference scale setting (setting of a reference value) using a master (not shown) in advance, the wrist 1
The side surface 109a of 09 is brought into contact with the tracing stylus of the dial gauges 103 and 104, and the wrist 109 is movably adjusted in a predetermined direction so that the scales of the dial gauges 103 and 104 match the reference value. By performing such reference positioning work separately for a plurality of axes, the reference position of each axis of the robot has been determined.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の工
業用ロボットの基準位置決め方法においては、位置決め
用治具１０２に取り付けた複数のダイヤルゲージ１０３
〜１０８によって各軸の基準位置を定量的に決定するこ
とができるという利点を有しているものの、その各軸の
基準位置決め前に、各ダイヤルゲージ１０３〜１０８そ
れぞれについて、マスタを用いて予め基準目盛合わせ
（基準値の設定）を行なう必要があり、そのための作業
が非常に面倒であるばかりでなく、ダイヤルゲージ１０
３〜１０８の目盛が予め設定された基準値と一致するよ
うに手首部などの可動部材を可動調整する位置決め作業
が人手作業であるために、ばらつきを生じやすい。ま
た、上記位置決め用治具１０２の加工精度およびロボッ
トの固定ベース１０１に対する取付け精度も所定の基準
位置決め精度に影響を与えることから、所定の基準位置
決め精度は低く、ロボットの所定の運動作業に支障を招
くおそれが高かった。In the above-described conventional industrial robot reference positioning method, a plurality of dial gauges 103 attached to a positioning jig 102 are used.
Although there is an advantage that the reference position of each axis can be quantitatively determined by the reference numbers 108 to 108, before the reference positioning of each axis, each of the dial gauges 103 to 108 is pre-referenced using the master. It is necessary to calibrate the scale (set a reference value).
Since the positioning operation for movably adjusting the movable member such as the wrist so that the scale of 3 to 108 matches the preset reference value is a manual operation, variation is likely to occur. Further, since the processing accuracy of the positioning jig 102 and the mounting accuracy of the robot with respect to the fixed base 101 also affect the predetermined reference positioning accuracy, the predetermined reference positioning accuracy is low, which hinders the predetermined motion work of the robot. There was a high possibility of inviting.

【０００５】この発明は上記の実情に鑑みてなされたも
ので、位置決め用治具の加工精度や固定ベースへの取付
け精度などに関係なく、各軸の基準位置決めを非常に能
率的に、しかも、非常に精度よく行なうことができる工
業用ロボットの基準位置決め方法を提供することを目的
としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and regardless of the processing accuracy of a positioning jig or the mounting accuracy on a fixed base, reference positioning of each axis is extremely efficiently performed. It is an object of the present invention to provide a reference positioning method for an industrial robot that can be performed very accurately.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る工業用ロボットの基準位置決め方法
は、複数の軸およびそれら各軸廻りに駆動回転可能な複
数の可動部材を備え、これら各可動部材をそれぞれに対
応する軸廻りの駆動回転により該軸を中心として対称姿
勢に変換可能にしてなる工業用ロボットの各軸に対応す
る複数の基準検出面を有する位置決め用治具をロボット
の固定ベースに取り付けて各軸の基準位置を決定する方
法であって、各軸それぞれについて、可動部材の初期姿
勢から該可動部材が軸廻りに駆動回転されて対応する基
準検出面に当接するまでの回転角度を測定する第１工程
と、可動部材を上記初期姿勢に戻し、その初期姿勢から
軸廻りの駆動回転により上記対称姿勢に変換させる第２
工程と、その対称姿勢から基準軸廻りに１８０°駆動回
転させた姿勢に変換する第３工程と、その変換姿勢から
可動部材が軸廻りに駆動回転されて対応する基準検出面
に当接するまでの回転角度を測定する第４工程と、上記
二つの回転角度の差に基づいて各可動部材の軸の基準位
置を決定する第５工程とを備えていることを特徴とする
ものである。In order to achieve the above object, a reference positioning method for an industrial robot according to the present invention comprises a plurality of axes and a plurality of movable members which can be driven and rotated around the respective axes. A positioning jig having a plurality of reference detection surfaces corresponding to each axis of an industrial robot is provided, wherein each movable member can be converted into a symmetrical posture about the axis by driving rotation about the corresponding axis. A method of determining a reference position of each axis by attaching to a fixed base, and for each axis, from the initial posture of the movable member until the movable member is driven to rotate around the axis and abuts on the corresponding reference detection surface. A first step of measuring the rotation angle, and a second step of returning the movable member to the initial position and converting the initial position to the symmetric position by driving rotation about an axis.
And a third step of converting the symmetrical posture into a posture rotated by 180 ° around the reference axis, and from the converted posture until the movable member is driven and rotated around the axis and contacts the corresponding reference detection surface. The method includes a fourth step of measuring a rotation angle and a fifth step of determining a reference position of an axis of each movable member based on a difference between the two rotation angles.

【０００７】[0007]

【作用】この発明によれば、上記第１〜第５工程動作を
プログラムに従って自動的に行なわせることは容易であ
り、このような自動プログラム動作によって、人手を要
することなく、複数の可動部材に対応する各軸の基準位
置決めを非常に能率的に実行することが可能である。特
に、複数の可動部材を任意な初期姿勢に設定したとして
も、その初期姿勢から基準検出面に当接するまでの回転
角度と、上記初期姿勢から一旦、対称姿勢に変換した
上、基準軸廻りに１８０°駆動回転させて初期姿勢側に
戻した変換姿勢から基準検出面に当接するまでの回転角
度との差から所定の基準位置を決定するので、ロボット
の固定ベースに取り付けられた位置決め用治具の加工精
度や取付け精度に影響されることなく、所定の基準位置
決めを非常に高精度に行なうことができる。According to the present invention, it is easy to automatically perform the above-described first to fifth step operations in accordance with a program. It is possible to perform the reference positioning of each corresponding axis very efficiently. In particular, even if a plurality of movable members are set to an arbitrary initial posture, the rotation angle from the initial posture to abutment on the reference detection surface, and the above-mentioned initial posture are temporarily converted to a symmetric posture, and then turned around the reference axis. Since the predetermined reference position is determined from the difference between the converted posture rotated 180 ° and returned to the initial posture side and the rotation angle until it comes into contact with the reference detection surface, the positioning jig attached to the fixed base of the robot The predetermined reference positioning can be performed with extremely high accuracy without being affected by the processing accuracy and the mounting accuracy of the device.

【０００８】[0008]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面にもとづい
て説明する。図１は、この発明に係る工業用ロボットの
基準位置決め方法を適用する６軸関節形ロボットを示す
概略斜視図である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a six-axis articulated robot to which the reference positioning method for an industrial robot according to the present invention is applied.

【０００９】図１において、１はロボットＲの固定ベー
ス、２はその固定ベース１に対して腰回転軸ＪＴ1 を有
する胴部、３はその胴部２に対して肩回転軸ＪＴ2 を有
する第１アーム、４はその第１アーム３に対して肘回転
軸ＪＴ3 を有する第２アームである。５は上記第２アー
ム４の先端部に取り付けられた手首部であり、上記第２
アーム４に対して手首回転軸ＪＴ4 を有する。６は上記
手首部５に保持されたハンド取付用のエンドエフェクタ
であり、手首部５に対して手首曲げ軸ＪＴ5 および手首
ねじり軸ＪＴ6 を有しており、胴部２、第１アーム３、
第２アーム４、手首部５およびエンドエフェクタ６がそ
れぞれ可動部材となる。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fixed base of the robot R, 2 denotes a body having a waist rotation axis JT1 with respect to the fixed base 1, and 3 denotes a first body having a shoulder rotation axis JT2 with respect to the body 2. The arm 4 is a second arm having an elbow rotation axis JT3 with respect to the first arm 3. Reference numeral 5 denotes a wrist attached to the tip of the second arm 4;
The arm 4 has a wrist rotation axis JT4. Reference numeral 6 denotes a hand-mounted end effector held by the wrist 5, which has a wrist bending axis JT5 and a wrist torsion axis JT6 with respect to the wrist 5, and has a trunk 2, a first arm 3,
The second arm 4, the wrist 5, and the end effector 6 each become a movable member.

【００１０】図２は上記ロボットＲにおける基準位置決
め装置の構成を示し、同図において、１１は手首部５に
おけるエンドエフェクタ６に装着されたハンドであり、
このハンド１１には、位置検出器１２が取り付けられて
いる。１３はロボットＲの固定ベース１に取り付けられ
た位置決め用治具であり、この位置決め用治具１３に
は、上記各回転軸ＪＴ1 ，ＪＴ2 ，ＪＴ3 およびＪＴ4
にそれぞれ対応する基準検出面１４，１５，１６，１７
と手首曲げ軸ＪＴ5 および手首ねじり軸ＪＴ6 に対応す
る基準検出面１８がそれぞれ設けられている。FIG. 2 shows the configuration of a reference positioning device in the robot R. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a hand mounted on the end effector 6 of the wrist 5,
The hand 11 has a position detector 12 attached thereto. Reference numeral 13 denotes a positioning jig attached to the fixed base 1 of the robot R. The positioning jig 13 includes the above-described rotary axes JT1, JT2, JT3, and JT4.
Reference detection surfaces 14, 15, 16, 17 respectively corresponding to
And a reference detection surface 18 corresponding to the wrist bending axis JT5 and the wrist torsion axis JT6.

【００１１】上記各基準検出面１４〜１８は、上記各可
動部材２〜６にそれぞれ対応する各軸ＪＴ１〜ＪＴ６の
基準位置を決定する際に、各可動部材２〜６を初期姿勢
から駆動回転させたときに上記位置検出器１２が当接さ
れるとともに、後述する対称姿勢から基準軸廻りに１８
０゜駆動回転させた変換姿勢からさらに駆動回転させた
ときに上記位置検出器１２が当接されるように位置設定
されている。１９は検出器用制御部であり、上記位置検
出器１２と上記各基準検出面１４〜１８とにより、上記
位置検出器１２が基準検出面１４〜１８に当接するまで
の回転角度測定手段２０を構成している。Each of the reference detecting surfaces 14 to 18 drives and rotates the movable members 2 to 6 from the initial posture when determining the reference positions of the axes JT1 to JT6 corresponding to the movable members 2 to 6, respectively. When this is done, the position detector 12 comes into contact with it and the
The position is set such that the position detector 12 comes into contact with the drive posture when the drive posture is further rotated from the conversion posture in which the drive posture is rotated by 0 °. Reference numeral 19 denotes a detector control unit, which constitutes a rotation angle measuring means 20 until the position detector 12 comes into contact with the reference detection surfaces 14 to 18 by the position detector 12 and the respective reference detection surfaces 14 to 18. doing.

【００１２】２１はロボット本体の動作制御部であり、
各可動部材２〜６の初期姿勢から該可動部材２〜６が駆
動回転されて位置検出器１２が基準検出面１４〜１８に
当接した後において、可動部材２〜６を初期姿勢から、
それぞれに対応する軸廻りの駆動回転により該軸を中心
として対称姿勢に変換させるための手段を兼用してい
る。Reference numeral 21 denotes an operation control unit of the robot body.
After the movable members 2 to 6 are driven and rotated from the initial positions of the movable members 2 to 6 and the position detector 12 abuts against the reference detection surfaces 14 to 18, the movable members 2 to 6 are moved from the initial positions.
The means also serves as a means for converting to a symmetrical posture about the axis by driving rotation about the corresponding axis.

【００１３】つぎに、上記構成の基準位置決め動作につ
いて説明する。 （１） 第１アーム３の肩回転軸ＪＴ２廻りの駆動回転に
よる基準位置決めについて： 胴部２の腰回転軸ＪＴ１が図３ａで示す垂直な基準軸Ｚ
に対し所定の傾き角度θをもっていると、第１アーム３
をその肩回転軸ＪＴ２廻りに左右へたとえば９０゜旋回
させた場合、水平面Ｈに対して所定の傾き角度θをもっ
た傾斜面Ｓ内で旋回し、上記第１アーム３は肩回転軸Ｊ
Ｔ２を中心とする対称姿勢とすることができない。 そこ
で、上記 第１アーム３の肩回転軸ＪＴ２の基準位置を決
めるために、まず、第１アーム３および位置検出器１２
を図３ａの実線で示す任意の初期姿勢とし、この初期姿
勢から仮想線で示すように、位置検出器１２が基準検出
面１５に当接するまで上記第１アーム３を駆動回転し、
上記位置検出器１２が基準検出面１５に当接するまでに
おける第１アーム３の肩回転軸ＪＴ２廻りの１つ目の回
転角度θｄを回転角度測定手段２０によって測定する
（第１工程）。[0013] Next, the reference positioning operation of the upper Ki構 formed Nitsu
Will be described. (1) Reference positioning by driving rotation of the first arm 3 around the shoulder rotation axis JT2 : the waist rotation axis JT1 of the body 2 is the vertical reference axis Z shown in FIG.
Has a predetermined inclination angle θ with respect to the first arm 3
To the left and right around its shoulder rotation axis JT2, for example, 90 °
In this case, a predetermined inclination angle θ is
The first arm 3 is turned on the shoulder rotation axis J.
It is not possible to assume a symmetrical posture around T2. There
In, determine the reference position of the shoulder rotation shaft JT2 of the first arm 3
First, the first arm 3 and the position detector 12
Is an arbitrary initial posture shown by the solid line in FIG. 3A, and from this initial posture , the position detector 12
The first arm 3 is driven and rotated until it comes into contact with the surface 15 ,
By the position detector 12 is brought into contact with the reference detection surface 15
The first round <br/> rotation angle theta d of the first shoulder rotation axis JT2 around of the arm 3 which definitive measured by the rotation angle measuring unit 20 (first step).

【００１４】つぎに、上記第１アーム３を駆動回転させ
て図３ａの実線で示す初期姿勢に戻したのち、その初期
姿勢から肩回転軸ＪＴ２廻りに駆動回転させて図３ｂで
示すように、初期姿勢に対し肩回転軸ＪＴ２を中心とす
る対称姿勢に変換させる（第２工程）。つづいて、この
対称姿勢から上記腰回転軸ＪＴ１廻りに１８０゜駆動回
転させて図３ｃの実線で示すような姿勢に変換する（第
３工程）。この変換姿勢から第１アーム３を図３ｃの仮
想線で示すように、上記位置検出器１２が基準検出面１
５に当接するまで肩回転軸ＪＴ２廻りに駆動回転させる
と、上記変換姿勢から上記位置検出器１２が基準検出面
１５に当接するまでにおける第１アーム３の肩回転軸Ｊ
Ｔ２廻りの２つ目の回転角度θＤが回転角度測定手段２
０によって測定される（第４工程）。このようにして測
定された２つの回転角度θｄ，θＤの差（θＤ−θｄ）
に基づいて、上記傾き角度θに対応した肩回転軸ＪＴ２
の基準位置が決定（設定）される（第５工程）。上記基
準位置はロボットＲを所定プログラムにしたがって作業
させる第１アーム３の運動開始位置（原点位置）とな
る。つまり、上記回転角度θＤ，θｄがたとえばθＤ＝
１５゜、θｄ＝５゜であると、上記腰回転軸ＪＴ１の傾
き角度θは、 θ＝（１５゜＋５゜）／２＝１０゜ となり、 上記第１アーム３は図３ａで示す肩回転軸ＪＴ
２廻りに右側へ８０°、左側へ１００゜旋回させた際に
水平面Ｈ内で旋回することとなり、これを所定プログラ
ムにしたがって作業させれば、基準軸Ｚに対して左右へ
９０゜旋回させた場合における対称姿勢とほぼ同様とな
る。 [0014] Next, after returning to the initial position shown the first arm 3 is driven to rotate by the solid line in Figure 3a, in FIG. 3b are rotationally driven in the shoulder rotational axis JT2 around from its initial position <br/> as shown, be around the shoulder rotation axis JT2 Shi pair to the initial position
Is converted to symmetrical posture that (second step). Subsequently, conversion from this symmetry position by 180 degrees rotated in the hip rotation shaft JT 1 around the position as indicated by the solid line in FIG. 3c (third step). From the converted posture, the position detector 12 moves the first arm 3 as shown by the phantom line in FIG.
When driving and rotating the shoulder rotation shaft JT2 around 5 until it abuts a shoulder rotational axis J of the first arm 3 in the above conversion and orientation to the position detector 12 is brought into contact with the reference detection surface 15
The second rotation angle theta D of T2 around the rotation angle measuring means 2
It is measured by 0 (fourth step). The difference between the two rotation angles θ d and θ D thus measured ( θ D -θ d)
, The shoulder rotation axis JT2 corresponding to the inclination angle θ
Are determined (set) (fifth step). Work I but above Kimoto <br/> level position was a robot R to a predetermined program
The movement start position of the first arm 3 (original point position) to. That is, when the rotation angles θD and θd are, for example, θD =
When 15 ° and θd = 5 °, the inclination of the waist rotation axis JT1 is increased.
The can angle theta, theta = (15 ° + 5 °) / 2 = 10 °, and the said first arm 3 shoulder rotation shaft JT shown in FIG. 3a
When turning around 80 ° to the right and 100 ° to the left around 2
It turns in the horizontal plane H, and this turns into a predetermined program.
To the left and right with respect to the reference axis Z
It is almost the same as the symmetrical posture when turning by 90 °.
You.

【００１５】（２）胴部２の腰回転軸ＪＴ１廻りの駆動
回転による基準位置決めについて： まず、第１アーム３，第２アーム４および位置検出器１
２を図４ａの実線で示す任意の初期姿勢とし、この初期
姿勢において上記位置検出器１２を図４ｂの実線で示す
ように基準検出面１４に当接させ、胴部２の腰回転軸Ｊ
Ｔ１廻りにおける１つ目の回転角度を回転角度測定手段
２０によって測定する（第１工程）。 つぎに、上記胴部
２を駆動回転させて初期姿勢に戻したのち、その初期姿
勢から第１アーム３を肩回転軸ＪＴ２廻りに、第２アー
ム４を肘肩回転軸ＪＴ３廻りに駆動回転させて１点鎖線
で示すように、初期姿勢に対し腰回転軸ＪＴ１を中心と
する対称姿勢に変換させる（第２工程）。 ついで、この
対称姿勢から腰回転軸ＪＴ１廻りに１８０゜駆動回転さ
せて図４ｂの２点鎖線で示すような姿勢に変換する（第
３工程）。 この変換姿勢から上記位置検出器１２が基準
検出面１４に当接するまで腰回転軸ＪＴ１廻りに駆動回
転させ、上記胴部２の腰回転軸ＪＴ１廻りにおける２つ
目の回転角度が回転角度測定手段２０によって測定され
る（第４工程）。 このようにして測定された２つの回転
角度の差に基づいて、上記胴部２の腰回転軸ＪＴ１廻り
の基準位置が決定（設定）される（第５工程）。 上記基
準位置はロボットＲを所定プログラムにしたがって作業
させる胴部２の腰回転開始位置（原点位置）となる。 （３）第２アーム４の肘回転軸ＪＴ３廻りの駆動回転に
よる基準位置決めについて： まず、第１アーム３，第２アーム４および位置検出器１
２を図５の実線で示す任意の初期姿勢とし、この初期姿
勢において上記位置検出器１２を基準検出面１７に当接
させ、第２アーム４の肘回転軸ＪＴ３廻りにおける１つ
目の回転角度を回転角度測定手段２０によって測定する
（第１工程）。 つぎに、上記第２アーム４を初期姿勢に
戻したのち、その初期姿勢から上記第２アーム４を肘回
転軸ＪＴ３廻りに１点鎖線で示すように駆動回転させ、
さらに、手首５を手首曲げ軸ＪＴ５廻りに２点鎖線で示
すように駆動回転させて肘回転軸ＪＴ３を中心として対
称姿勢に変換させる（第２工程）。 ついで、この対称姿
勢から上記第１アーム３を肩回転軸ＪＴ２廻りに１８０
゜駆動回転させて３点鎖線で示すような姿勢に変換する
（第３工程）。 この変換姿勢から上記位置検出器１２が
実線で示すように基準検出面１７に当接するまで胴部２
を腰回転軸ＪＴ１廻りに駆動回転させ、上記第２アーム
４の肘回転軸ＪＴ３廻りにおける２つ目の回転角度が回
転角度測定手段２０によって測定される（第４工程）。
このようにして測定された２つの回転角度の差に基づい
て、上記第２アーム４の駆動回転による基準位置が決定
（設定）される（第５工程）。 上記基準位置はロボット
Ｒを所定プログラムにしたがって作業させる第２アーム
４の肘回転開始位置（原点位置）となる。 （４）手首部５の手首回転軸ＪＴ４廻りの駆動回転によ
る基準位置決めについて まず、第１アーム３，第２アー
ム４および位置検出器１２を図６ａの実線で示す任意の
初期姿勢とし、この初期姿勢において上記位置検出器１
２を図６ｂの実線で示す基準検出面１６に当接させ、手
首部５の手首回転軸ＪＴ４廻りにおける１つ目の回転角
度を回転角度測定手段２０によって測定する（第１工
程）。 つぎに、上記手首部５を初期姿勢に戻したのち、
第１アーム３を肘回転軸ＪＴ２廻りに図６ａの１点鎖線
で示すように駆動回転させ、上記初期姿勢から手首部５
を手首回転軸ＪＴ４廻りに図６ｃの２点鎖線で示すよう
に駆動回転させて手首回転軸ＪＴ４を中心として対称姿
勢に変換させる（第２工程）。 ついで、胴部２を腰回転
軸ＪＴ１廻りに、第１アーム３を肘回転軸ＪＴ２廻りに
駆動回転させて図６ｂで示す間隔Ｌをもった初期姿勢に
戻したのち、上記対称姿勢から上記手首部５を手首回転
軸ＪＴ４廻りに１８０゜駆動回転させて３点鎖線で示す
ような姿勢に変換する（第３工程）。 この変換姿勢から
上記手首部５を手首回転軸ＪＴ４廻りに駆動回転し、上
記位置検出器１２を基準検出面１６に当接させて、手首
部５の手首回転軸ＪＴ４廻りにおける２つ目の回転角度
が回転角度測定手段２０によって測定される（第４工
程）。 このようにして測定された２つの回転角度の差に
基づいて、上記手首部５の駆動回転による基準位置が決
定（設定）される（第５工程）。 上記基準位置はロボッ
トＲを所定プログラムにしたがって作業させる手首部５
の手首回転開始位置（原点位置）となる。 （５）手首部５の手首曲げ軸ＪＴ５廻りの駆動回転によ
る基準位置決めについて まず、第１アーム３，第２アー
ム４および位置検出器１２を図７ａの実線で示す任意の
初期姿勢とし、この初期姿勢において上記位置検出器１
２を図７ｂの実線で示す基準検出面１８に当接させ、手
首部５の手首曲げ軸ＪＴ５廻りにおける１つ目の回転角
度を回転角度測定手段２０によって測定する（第１工
程）。 つぎに、上記手首部５を初期姿勢に戻したのち、
第１アーム３を肘回転軸ＪＴ２廻りに図７ａの１点鎖線
で示すように駆動回転させ、上記初期姿勢から手首部５
を手首曲げ軸ＪＴ５廻りに図７ｃの２点鎖線で示すよう
に駆動回転させて手首曲げ軸ＪＴ５を中心として対称姿
勢に変換させる（第２工程）。 ついで、胴部２を腰回転
軸ＪＴ１廻りに、第１アーム３を肘回転軸ＪＴ２廻りに
駆動回転させて図７ｂで示す間隔Ｌをもった初期姿勢に
戻したのち、上記対称姿勢から上記手首部５を手首曲げ
軸ＪＴ５廻りに１８０゜駆動回転させて３点鎖線で示す
ような姿勢に変換する（第３工程）。 この変換姿勢から
上記手首部５を手首曲げ軸ＪＴ５廻りに駆動回転し、上
記位置検出器１２を基準検出面１８に当接させて、手首
部５の手首曲げ軸ＪＴ５廻りにおける２つ目の回転角度
が回転角度測定手段２０によって測定される（第４工
程）。 このようにして測定された２つの回転角度の差に
基づいて、上記手首部５の駆動回転による基準位置が決
定（設定）される（第５工程）。 上記基準位置はロボッ
トＲを所定プログラムにしたがって作業させる手首部５
の手首曲げ開始位置（原点位置）となる。 （６）手首部５の手首ねじれ軸ＪＴ６廻りの駆動回転に
よる基準位置決めについて： まず、第１アーム３，第２アーム４および位置検出器２
２を図８ａの実線で示す任意の初期姿勢とし、この初期
姿勢において上記位置検出器２２を図８ｂの実線で示す
基準検出面１８に当接させ、手首部５の手首ねじれ軸Ｊ
Ｔ６廻りにおける１つ目の回転角度を回転角度測定手段
２０によって測定する（第１工程） つぎに、上記手首部
５を初期姿勢に戻したのち、第１アーム３を肘回転軸Ｊ
Ｔ２廻りに図８ａの１点鎖線で示すように駆動回転さ
せ、上記初期姿勢から手首部５を手首ねじれ軸ＪＴ６廻
りに図８ｃの２点鎖線で示すように駆動回転させて手首
ねじれ軸ＪＴ６を中心として対称姿勢に変換させる（第
２工程）。 ついで、胴部２を腰回転軸ＪＴ１廻りに、第
１アーム３を肘回転軸ＪＴ２廻りに駆動回転させて図８
ｂで示す間隔Ｌをもった初期姿勢に戻したのち、上記対
称姿勢から上記手首部５を手首ねじれ軸ＪＴ６廻りに１
８０°駆動回転させて３点鎖線で示すような姿勢に変換
する（第３工程）。 この変換姿勢から上記手首部５を手
首ねじれ軸ＪＴ６廻りに駆動回転し、上記位置検出器２
２を基準検出面１８に当接させて、手首部５の手首ねじ
れ軸ＪＴ６廻りにおける２つ目の回転角度が回転角度測
定手段２０によって測定される（第４工程）。 このよう
にして測定された２つの回転角度の差に基づいて、上記
手首部５の駆動回転による基準位置が決定（設定）され
る（第５工程）。 上記基準位置はロボットＲを所定プロ
グラムにしたがって作業させる手首部５の手首ねじれ開
始位置（原点位置）となる。 (2) Driving of trunk 2 around waist rotation axis JT1
Reference positioning by rotation: First, first arm 3, second arm 4, and position detector 1
2 is an arbitrary initial posture shown by a solid line in FIG.
The position detector 12 is shown by a solid line in FIG.
Abut on the reference detection surface 14 so that the waist rotation axis J of the body 2
Rotation angle measuring means for the first rotation angle around T1
20 (first step). Next, the torso
After the 2 is driven and rotated to return to the initial posture, its initial appearance
From the first arm 3 around the shoulder rotation axis JT2,
Drive line 4 around the elbow shoulder rotation axis JT3, and
As shown in the figure, the waist rotation axis JT1 is centered with respect to the initial posture.
(A second step). Then this
180 ° drive rotation about waist rotation axis JT1 from symmetrical posture
4b to the posture shown by the two-dot chain line in FIG.
3 steps). Based on the converted posture, the position detector 12 is used as a reference.
Drive around the waist rotation axis JT1 until it touches the detection surface 14.
To rotate around the waist rotation axis JT1 of the body 2
The rotation angle of the eye is measured by the rotation angle measuring means 20.
(Fourth step). Two rotations measured in this way
Based on the angle difference, around the waist rotation axis JT1 of the body 2
Are determined (set) (fifth step). The above groups
For the sub-position, work the robot R according to a predetermined program.
This is the waist rotation start position (origin position) of the torso 2 to be made. (3) For driving rotation of the second arm 4 around the elbow rotation axis JT3
Reference positioning: First, first arm 3, second arm 4, and position detector 1
2 is an arbitrary initial posture shown by a solid line in FIG.
The position detector 12 abuts on the reference detection surface 17
The second arm 4 around the elbow rotation axis JT3.
The rotation angle of the eye is measured by the rotation angle measuring means 20
(1st process). Next, the second arm 4 is returned to the initial posture.
After returning, the second arm 4 is rotated from the initial posture by elbow rotation.
Drive around the axis of rotation JT3 as shown by the dashed line,
Further, the wrist 5 is indicated by a two-dot chain line around the wrist bending axis JT5.
To rotate around the elbow rotation axis JT3.
Is converted into a nominal posture (second step). Then this symmetrical figure
The first arm 3 is moved 180 degrees around the shoulder rotation axis JT2 from the force.
゜ Driving rotation to convert to the posture shown by the three-dot chain line
(3rd process). From the converted posture, the position detector 12
As shown by the solid line, the torso 2 is brought into contact with the reference detection surface 17.
Is driven and rotated about the waist rotation axis JT1, and the second arm
The second rotation angle around the elbow rotation axis JT3 of No. 4
It is measured by the roll angle measuring means 20 (fourth step).
Based on the difference between the two rotation angles measured in this way
The reference position is determined by the drive rotation of the second arm 4
(Setting) (fifth step). The above reference position is a robot
The second arm for operating R according to a predetermined program
4 is the elbow rotation start position (origin position). (4) By driving rotation of the wrist part 5 around the wrist rotation axis JT4
First, the reference position that the first arm 3, the second earth
The system 4 and the position detector 12 are shown in FIG.
In the initial posture, the position detector 1 is used in this initial posture.
2 is brought into contact with the reference detection surface 16 shown by a solid line in FIG.
First rotation angle of neck 5 around wrist rotation axis JT4
The degree is measured by the rotation angle measuring means 20 (first process
About). Next, after returning the wrist part 5 to the initial posture,
The first arm 3 is moved around the elbow rotation axis JT2 by a dashed line in FIG.
And rotate the wrist 5 from the initial posture.
As shown by the two-dot chain line in FIG. 6c around the wrist rotation axis JT4.
Symmetrical around the wrist rotation axis JT4
(Second step). Then, rotate the torso 2
First arm 3 around axis JT1 around elbow rotation axis JT2
Drive and rotate to the initial position with the interval L shown in FIG.
After returning, rotate the wrist 5 from the symmetrical posture
Rotated 180 ° around axis JT4 and shown by three-dot chain line
(Step 3). From this conversion posture
The wrist part 5 is driven and rotated around the wrist rotation axis JT4,
The position detector 12 is brought into contact with the reference detection surface 16 so that the wrist
Second rotation angle of part 5 around wrist rotation axis JT4
Is measured by the rotation angle measuring means 20 (fourth process
About). The difference between the two rotation angles measured in this way
Based on the above, the reference position by the drive rotation of the wrist 5 is determined.
Is set (set) (fifth step). The above reference position is
Wrist part 5 for operating the R in accordance with a predetermined program
Is the wrist rotation start position (origin position). (5) The drive rotation of the wrist 5 around the wrist bending axis JT5
First, the reference position that the first arm 3, the second earth
The system 4 and the position detector 12 are optional as shown by the solid line in FIG.
In the initial posture, the position detector 1 is used in this initial posture.
2 is brought into contact with the reference detection surface 18 indicated by a solid line in FIG.
First rotation angle of neck 5 around wrist bending axis JT5
The degree is measured by the rotation angle measuring means 20 (first process
About). Next, after returning the wrist part 5 to the initial posture,
The first arm 3 is moved around the elbow rotation axis JT2 by a dashed line in FIG. 7A.
And rotate the wrist 5 from the initial posture.
As indicated by the two-dot chain line in FIG. 7c around the wrist bending axis JT5.
Symmetrical around the wrist bending axis JT5
(Second step). Then, rotate the torso 2
First arm 3 around axis JT1 around elbow rotation axis JT2
Drive and rotate to the initial position with the interval L shown in FIG.
After returning, bend the wrist 5 from the symmetrical posture
Rotated 180 ° around axis JT5 and shown by three-dot chain line
(Step 3). From this conversion posture
The wrist part 5 is driven and rotated around the wrist bending axis JT5, and
The position detector 12 is brought into contact with the reference detection surface 18 so that the wrist
Second rotation angle of part 5 around wrist bending axis JT5
Is measured by the rotation angle measuring means 20 (fourth process
About). The difference between the two rotation angles measured in this way
Based on the above, the reference position by the drive rotation of the wrist 5 is determined.
Is set (set) (fifth step). The above reference position is
Wrist part 5 for operating the R in accordance with a predetermined program
Is the wrist bending start position (origin position). (6) For driving rotation of the wrist 5 around the wrist twist axis JT6
Reference positioning: First, first arm 3, second arm 4, and position detector 2
2 is an arbitrary initial posture shown by a solid line in FIG.
The position detector 22 is shown by a solid line in FIG.
The wrist torsion axis J of the wrist 5 is brought into contact with the reference detection surface 18.
Rotation angle measuring means for the first rotation angle around T6
20 (first step) Next, the wrist
5 is returned to the initial position, and the first arm 3 is moved to the elbow rotation axis J.
The drive rotation is performed around T2 as shown by the dashed line in FIG. 8A.
The wrist 5 from the initial position described above around the wrist torsion axis JT6.
8c, rotate the drive as shown by the two-dot chain line in FIG.
Convert to a symmetrical posture around the torsion axis JT6 (No.
2 steps). Then, rotate the torso 2 around the waist rotation axis JT1
FIG. 8 shows that one arm 3 is driven and rotated around the elbow rotation axis JT2.
After returning to the initial posture having the interval L shown by b,
From the nominal posture, move the wrist 5 around the wrist torsion axis JT6 by 1
Rotate by 80 ° and convert to posture as shown by three-dot chain line
(Third step). From the converted posture, the wrist 5 is
Driving around the neck twist axis JT6, the position detector 2
2 is brought into contact with the reference detection surface 18, and the wrist screw
The second rotation angle around the revolving axis JT6 is the rotation angle measurement.
Is measured by the setting means 20 (fourth step). like this
Based on the difference between the two rotation angles measured
The reference position is determined (set) by the drive rotation of the wrist 5.
(Fifth step). The above-mentioned reference position is the robot R
Open wrist torsion of wrist 5 to work according to gram
This is the start position (origin position).

【００１６】[0016]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、予め
プログラムすることが容易な第１〜第５工程動作によっ
て、複数の可動部材に対応する各軸の基準位置決めを自
動的に実行することができるために、ダイヤルゲージを
用いる従来の位置決め方法の場合のような人手に依存す
る調整が全く不要となり、所定の位置決めを省力的かつ
非常に能率的に行なうことができる。しかも、複数の可
動部材を任意な初期姿勢に設定したとしても、その初期
姿勢から基準検出面に当接するまでの回転角度と、上記
初期姿勢から一旦、対称姿勢に変換した上、基準軸廻り
に１８０°駆動回転させて初期姿勢側に戻した変換姿勢
から基準検出面に当接するまでの回転角度との差から所
定の基準位置を決定するので、ロボットの固定ベースに
取り付けられた位置決め用治具の加工精度や取付け精度
に影響されることなく、所定の基準位置決めを非常に高
精度に行なうことができるという効果を奏する。As described above, according to the present invention, reference positioning of each axis corresponding to a plurality of movable members is automatically executed by the first to fifth step operations which are easy to program in advance. This eliminates the need for any manual adjustment as in the case of the conventional positioning method using a dial gauge, so that the predetermined positioning can be performed labor-saving and very efficiently. Moreover, even if a plurality of movable members are set to an arbitrary initial posture, the rotation angle from the initial posture to the contact with the reference detection surface, and the above-mentioned initial posture are temporarily converted to a symmetric posture, and then the rotation is performed around the reference axis. Since the predetermined reference position is determined from the difference between the converted posture rotated 180 ° and returned to the initial posture side and the rotation angle until it comes into contact with the reference detection surface, the positioning jig attached to the fixed base of the robot There is an effect that the predetermined reference positioning can be performed with extremely high accuracy without being affected by the processing accuracy and the mounting accuracy of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明による工業用ロボットの基準位置決め
方法が適用される６軸関節形ロボットの概略斜視図であ
る。1 is a schematic perspective view of a six-axis articulated robot reference positioning method by that industrial robots to the present invention is applied.

【図２】同ロボットの要部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a main part of the robot.

【図３】（ａ）は第１アームの基準位置決めのための第
１工程動作を説明する概略側面図、（ｂ）は同第２工程
動作を説明する概略側面図、（ｃ）は同第３および第４
工程動作を説明する概略側面図である。3 (a) is a schematic side view illustrating a first step operation for the reference position of the first arm, (b) the same second step
FIG. 3C is a schematic side view for explaining the operation, and FIGS.
It is a schematic side view explaining a process operation .

【図４】（ａ）は胴部の基準位置決めのための各工程動
作を説明する概略側面図、（ｂ）は同工程動作を説明す
る要部の概略側面図である。 FIG. 4 (a) is a flow chart of each process for reference positioning of a trunk.
FIG. 2B is a schematic side view for explaining the operation, and FIG.
FIG.

【図５】第２アームの基準位置決めのための各工程動作
を説明する要部の概略側面図である。 FIG. 5 shows each process operation for reference positioning of a second arm .
FIG. 3 is a schematic side view of a main part for explaining the method.

【図６】（ａ）は手首部の手首回転軸廻りの基準位置決
めのための各工程動作を説明する概略側面図、（ｂ）は
同工程動作を説明する要部の概略側面図、（ｃ）は同工
程動作を説明する要部の概略側面図である。 FIG. 6 (a) is a reference positioning of a wrist around a wrist rotation axis.
(B) is a schematic side view for explaining each process operation for
Schematic side view of the main part for explaining the operation of the process, and FIG.
FIG. 4 is a schematic side view of a main part for explaining the operation.

【図７】（ａ）は手首部の手首曲げ軸廻りの基準位置決
めのための各工程動作を説明する概略側面図、（ｂ）は
同工程動作を説明する要部の概略側面図、（ｃ）は同工
程動作を説明する要部の概略側面図である。 FIG. 7 (a) is a reference positioning of a wrist around a wrist bending axis.
(B) is a schematic side view for explaining each process operation for
Schematic side view of the main part for explaining the operation of the process, and FIG.
FIG. 4 is a schematic side view of a main part for explaining the operation.

【図８】（ａ）は手首部の手首ねじれ軸廻りの基準位置
決めのための各工程動作を説明する概略側面図、（ｂ）
は同工程動作を説明する要部の概略側面図である。 FIG. 8 (a) is a reference position of a wrist around a wrist torsion axis.
Schematic side view explaining each process operation for determination, (b)
FIG. 4 is a schematic side view of a main part for explaining the same step operation.

【図９】従来の工業用ロボットの基準位置決め方法が適
用される６軸関節形ロボットの要部の斜視図である。 FIG. 9 shows a state in which the conventional industrial robot reference positioning method is suitable.
It is a perspective view of the principal part of the 6-axis joint type robot used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 固定ベース ２ 胴部（可動部材） ３ 第１アーム（可動部材） ４ 第２アーム（可動部材） ５ 手首部（可動部材） ６ エンドエフェクタ（可動部材） １２ 位置検出器 １３ 位置決め用治具 １４〜１８ 基準検出面 ２０ 回転角度測定手段 ＪＴ１〜ＪＴ６ 回転軸 Reference Signs List 1 fixed base 2 trunk (movable member) 3 first arm (movable member) 4 second arm (movable member) 5 wrist (movable member) 6 end effector (movable member) 12 position detector 13 positioning jig 14 -18 Reference detection surface 20 Rotation angle measuring means JT1-JT6 Rotation axis

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 複数の軸およびそれら各軸廻りに駆動回
転可能な複数の可動部材を備え、これら各可動部材をそ
れぞれに対応する軸廻りの駆動回転により該軸を中心と
して対称姿勢に変換可能にしてなる工業用ロボットの各
軸に対応する複数の基準検出面を有する位置決め用治具
をロボットの固定ベースに取り付けて各軸の基準位置を
決定する方法であって、各軸それぞれについて、可動部
材の初期姿勢から該可動部材が軸廻りに駆動回転されて
対応する基準検出面に当接するまでの回転角度を測定す
る第１工程と、可動部材を上記初期姿勢に戻し、その初
期姿勢から軸廻りの駆動回転により上記対称姿勢に変換
させる第２工程と、その対称姿勢から基準軸廻りに１８
０°駆動回転させた姿勢に変換する第３工程と、その変
換姿勢から可動部材が軸廻りに駆動回転されて対応する
基準検出面に当接するまでの回転角度を測定する第４工
程と、上記二つの回転角度の差に基づいて各可動部材の
軸の基準位置を決定する第５工程とを備えていることを
特徴とする工業用ロボットの基準位置決め方法。A plurality of shafts and a plurality of movable members which can be driven and rotated around the respective axes, and these movable members can be converted into a symmetrical posture with respect to the respective axes by driving rotation about the corresponding shafts. A method of determining a reference position of each axis by attaching a positioning jig having a plurality of reference detection surfaces corresponding to each axis of the industrial robot to a fixed base of the robot, wherein each axis is movable. A first step of measuring a rotation angle from the initial posture of the member until the movable member is driven and rotated around the axis and abuts on a corresponding reference detection surface; and returning the movable member to the initial posture, and moving the shaft from the initial posture. A second step of converting to the above-mentioned symmetrical posture by the driving rotation around the motor;
A third step of converting the posture into a 0 ° drive-rotated posture, a fourth step of measuring a rotation angle from the converted posture until the movable member is driven and rotated around the axis and abuts on a corresponding reference detection surface, A fifth step of determining a reference position of an axis of each movable member based on a difference between the two rotation angles.