JP2703767B2 - ロボットの教示データ作成方法 - Google Patents
ロボットの教示データ作成方法Info
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- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はロボットの教示データ作成方法に係り、特
に、あるロボットの教示データを別のロボットに移すの
に好適な教示データ作成方法に関する。 〔従来の技術〕 ロボットに対するサーボ指令値は、例えば第３図
（ａ）に示す角度θ1A、θ2A等で示されることが多い。
この角度θ1A、θ2A等と指令位置DAとは、角度θ1A、θ
2A等を機構パラメータＰにより Ｘ（Ｐ） と表される。ここで、Ｘのような太字はロボットの位置
や姿勢等を表すベクトルであり、機構パラメータＰは腕
の長さや取付角度等を表すパラメータである。 しかしながら、機構パラメータＰには組立誤差や加工
時に発生する寸法や角度の誤差（これを機構誤差とい
う）△Ｐがある。このため、指令値通りにロボットを動
かすと指令位置DAにはいかず、実際には位置TAにいって
しまう。つまり、指令位置DA＝Ｘ（Ｐ）で制御すると、
結果としてTA＝Ｘ（Ｐ＋△Ｐ）という位置にいってしま
う。 そこで作業者は、教示作業を行い、ロボットを実際の
位置TA＝Ｘ（Ｐ＋△Ｐ）に位置合わせし教示情報として
指令位置DA＝Ｘ（Ｐ）をメモリに記憶させ、プレイバッ
ク処理を行うようにしている。 以後、このロボットの存在する実際の位置TA＝Ｘ（Ｐ
＋△Ｐ）を、絶対座標系における位置データと呼ぶ。同
様に、この教示情報としての指令位置DA＝Ｘ（Ｐ）を、
ロボット座標における教示データと呼ぶ。 なお、前述の絶対座標系とは、ロボットの動作原点等
を原点とする３次元実空間の座標系のことであり、ロボ
ット座標系とは、ロボットの動作原点を原点とするロボ
ット毎に定義された座標系のことである。 なお、機構誤差を推定する方法として、特開昭59−59
394号公報がある。また、教示作業の処理方法やプレイ
バック処理方法に関するものとして日刊工業新聞社刊
「産業用ロボットの技術」がある。更に、指令位置Ｘ
（Ｐ）を求める方法として、日本機械学会論文集第462
号Ｃ編「多関節ロボット機構誤差補正方式」第324〜331
頁、機構パラメータの例としてはコロナ社「ロボットマ
ニピュレータ」に記載されたDenavit−Hartenberg法が
ある。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、同一機種のロボットを複数台使用する場
合、ある１台のロボットに教示したデータを他のロボッ
トでも使用したいとする要望が高い。しかし、前述した
ロボットの機構誤差△Ｐは、ロボット個々に異なるた
め、あるロボットに教示したデータをそのまま他のロボ
ットで使用することはできない。そのため、従来は、教
示データを他のロボットに移植する際、移植後に再度テ
ィーチングボックスを用いて位置決め点の調整をしてい
た。すなわち、従来は、他のロボットの教示データを無
修正で相互利用することはできなかった。 本発明の目的は、教示データを相互利用することがで
きる教示データの作成方法を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は、第一の機構誤差を有する第一ロボットの
教示データを用いて第二の機構誤差を有する第二ロボッ
トの教示データを作成する教示データ作成方法であっ
て、該第一ロボットを任意の教示点に位置決めしたとき
の該第一ロボットの有する第一ロボット座標系における
教示データを該第一のロボットの有する第一の機構誤差
データを用いて算出したずれ量により補正して、該教示
点に位置決めしたときの該第一のロボットの絶対座標系
における位置データを算出し、該算出した第一ロボット
の絶対座標系における位置データを該第二ロボットの有
する第二の機構誤差データの絶対座標系における位置デ
ータを該第二ロボットの有する第二の機構誤差データを
用いて算出したずれ量により補正して該第二ロボットの
有する第二ロボット座標系における教示データを算出す
ることで達成される。 〔作用〕 ここで、ロボットは腕が２本の２自由度ロボットを２
次元座標系で使用する場合を一例として説明する。な
お、各ロボットの機構誤差は、推定若しくは測定により
予め求めておく。 まず、第一のロボットのロボット座標系における教示
データ（xa、ya）は、各腕の長さがL1、L2、各腕の取付
角度がθ１、θ２であるとすると、 xa＝L1cosθ１＋L2cosθ２ ya＝L1sinθ１＋L2sinθ２ となる。（これを座標変換式と呼ぶ：コロナ社「ロボッ
トマニピュレータ」参照） また、これをベクトル表現すれば Ｘ＝Ｘ（L1,L2,θ1,θ２）＝Ｘ（Ｐ） となる。 このとき、第一のロボットの絶対座標系における位置
データ（Xa、Ya）は、各腕の長さの誤差がΔL1,ΔL2、
各腕の取付角度の誤差がΔθ１、Δθ２であるとする
と、 Xa＝（L1＋ΔL1）cos（θ１＋Δθ１） ＋（L2＋ΔL2）cos（θ２＋Δθ２） Ya＝（L1＋ΔL1）sin（θ１＋Δθ１） ＋（L2＋ΔL2）sin（θ２＋Δθ２） となる。 また、これをベクトル表現すれば、 Ｘ＝Ｘ（Ｐ＋ΔＰ） となる。なお、ΔＰ＝（ΔL1,ΔL2,Δθ１、Δθ２）で
ある。 これをテイラー展開すると Ｘ≒Ｘ（Ｐ）＋Σ（∂Ｘ（Ｐ）／∂Pi）ΔPi となる。なお、Piは、Ｐの成分（P1＝L1,P2＝L2、P3＝
θ１、P4＝θ２）、ΔPiは、ΔＰの成分（ΔP1＝ΔL1,
ΔP2＝ΔL2、ΔP3＝Δθ１、ΔP4＝Δθ２）である。 この（∂Ｘ（Ｐ）／∂Pi）で作られる行列は、一般に
ヤコビ行列と呼ばれ、Ｐ＝（L1、L2、θ１、θ２）であ
るので、と表すことができる。 また、ｘ＝L1cosθ１＋L2cosθ２ ｙ＝L1sinθ１＋L2sinθ２ であるので、これを代入すると、 となる。 従って、各腕の長さL1、L2、各腕の角度θ１、θ２、
とそれぞれの機構誤差ΔL1、ΔL2、Δθ１、Δθ２が分
かれば、Σ（∂Ｘ（Ｐ）／∂Pi）ΔPiが算出できるの
で、前述のテイラー展開した式を用いて第一のロボット
の絶対座標系における位置データを算出することができ
る。 すなわち、第一ロボットを任意の教示点に位置決めし
たときの第一ロボットの有する第一ロボット座標系にお
ける教示データＸ（Ｐ）を該第一のロボットの有する第
一の機構誤差データΔＰを用いて算出したずれ量Σ（∂
Ｘ（Ｐ）／∂Pi）ΔPiにより補正して該教示点に位置決
めしたときの該第一のロボットの絶対座標系における位
置データを算出することができる。 次に、異なる機構誤差を有する第二のロボットが、こ
の算出した第一のロボットの絶対座標系に於ける位置デ
ータに同様に位置決めされるように、 Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）＝Ｙ（Ｐ＋ΔＰ） を満足するＹ（Ｐ）、すなわち第二ロボットのロボット
座標系における教示データに相当するデータを算出す
る。 この場合、Ｙ（Ｐ＋ΔＰ）をテイラー展開すると、 Ｙ（Ｐ＋ΔＰ）≒Ｙ（Ｐ）＋Σ（∂Ｙ（Ｐ）／∂Pi）ΔPi となるので、 Ｙ（Ｐ）＝Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）−Σ（∂Ｙ（Ｐ）／∂Pi）ΔPi と表すことができる。 従って、Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）に既に算出した位置データを
用い、またΣ（∂Ｙ（Ｐ）／∂Pi）ΔPiを前述と同様に
して第二ロボットの各腕の長さ、各腕の取付角度（機構
パラメータ）、機構パラメータから位置データを求める
座標変換式および第二ロボットの機構誤差を用いて算出
すれば、第二ロボットの教示データＹ（Ｐ）を生成する
ことができる。 すなわち、先に算出した第一ロボットの絶対座標系に
おける位置データＸ（Ｐ＋ΔＰ）を第二ロボットを有す
る第二の機構誤差データを用いて算出したずれ量Σ（∂
Ｙ（Ｐ）／∂Pi）ΔPiにより補正して該第二ロボットの
有する第二ロボット座標系における教示データＹ（Ｐ）
を算出することができる。 なお、ここで算出した第一ロボットの絶対座標系に於
ける位置データを以後、標準位置情報と呼ぶ。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。 第１図はロボット用制御装置の構成図である。１はロ
ボット、２がロボット用制御装置である。ロボット用制
御装置２は、サーボ部３、演算装置４、入出力処理部
５、教示データを格納するための内部メモリ６と外部メ
モリ７から成る。また制御装置２は教示用の動作や命令
を入力するティーチングボックス８と入力装置９と出力
装置10とが接続されている。尚、11〜21で示す矢印は、
各構成要素間の情報の流れを示すものであり、アクチュ
エータに対するサーボ部３からの指令値11とアクチュエ
ータのステータス12、サーボ指令値やサーボステータス
を示す13、入出力情報14、ティーチングボックス８への
入出力情報15、入出力装置９からの入力情報16、出力装
置10への出力情報17、メモリ６からの教示データの入出
力18、19、同外部メモリからの教示データの入出力20、
21である。 第２図は、本発明に係る教示データ作成方法の手順を
示すフローチャートであり、ロボットＡの教示データか
らロボットＢの教示データを作成する場合を示してい
る。本実施例では、５つのステップに分けて教示データ
を作成している。即ち、ロボットＡの機構誤差推定を行
うステップ22、教示データ作成ステップ23、標準位置情
報作成ステップ24、ロボットＢの機構誤差推定を行うス
テップ25、ロボットＡの標準位置情報からロボットＢの
教示データを作るステップ26よりなる。尚、各ロボット
でのプレイバックにはステップ23、26にて作成された教
示データが用いられる。 機構誤差推定ステップ22、25では各ロボットの機構誤
差を推定する。次に、ステップ23では教示データを作成
する。このステップ23は教示作業であり、ティーチング
ボックス８を用いてロボット１を所定の場所へ動かし、
その現在位置をロボットからのエンコーダ値を含むステ
ータス12より求めメモリ６あるいは外部メモリ７に格納
する。この教示データはロボットＡの有するロボット座
標系におけるデータである。 ロボットＡは教示データとしてロボット座標系に於け
る指令位置Ｘ（Ｐ）しか有していない。しかし、絶対座
標系において実際に位置決めした位置・姿勢は実際位置
（Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）であるから、ステップ24ではステップ
22で求めた機構パラメータ誤差ΔＰを用いて、ロボット
座標系に於ける指令位置Ｘ（Ｐ）から絶対座標系におけ
る位置データＸ（Ｐ＋ΔＰ）を求める。これにより、ロ
ボットＢでの絶対座標系に於ける実際に移動すべき位置
が後述するように分かる。この絶対座標系における位置
データＸ（Ｐ＋ΔＰ）は、教示データのロボット間相互
利用時における標準位置情報と言える。 ステップ26では、この標準位置情報よりロボットＢで
の教示データを求める。ロボットＡ、Ｂを絶対座標系に
おいて実際に同じ位置に動かすことを目的とするため、
上記標準位置情報は、ロボットＢの絶対座標系における
位置決め点TB＝Ｙ（Ｐ＋ΔPB）（＝Ｘ（Ｐ＋ΔＰ））で
もある（第３図（ｂ））。ここにΔPBはロボットＢの機
構誤差である。このロボットＢの絶対座標系における位
置データＹ（Ｐ＋ΔPB）よりロボット座標系に於けるＹ
（Ｐ）を求め、このＹ（Ｐ））を指令位置として、ロボ
ットＢを動かすと、結果としてＹ（Ｐ＋ΔPB）すなわち
ロボットＡの絶対座標系における位置決め点Ｘ（Ｐ＋Δ
Ｐ）へ位置決めでき、教示データの相互利用が可能とな
る。 このＹ（Ｐ＋ΔPB）よりＹ（Ｐ）を求めることは、ス
テップ24での逆演算を行うことである。すなわち、ステ
ップ24のときと同じ演算式を用いると、ロボットＢの指
令位置DBは、ΔPBの影響を差し引けばよいから、 Ｙ（Ｐ）＝Ｘ（Ｐ＋ΔＰ−ΔPB） ……（１） として求められる。この右辺は Ｘ（Ｐ＋ΔＰ−ΔPB） ≒Ｘ（Ｐ＋ΔＰ） −Σ（∂Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）／∂Ｐ）ΔPB ……（２） と近似できる。従って、既知の標準位置情報Ｘ（Ｐ＋Δ
Ｐ）と、Ｘ（Ｐ）を求める演算式をＰで偏微分しＰ＋Δ
Ｐを代入した ∂Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）／∂Ｐ を求めることで、ロボットＢのロボット座標系に於ける
教示データDBが上記（１）式に近似する上記（２）式か
ら求まる。このようにして求めた教示データDBをメモリ
６又は７に格納しておく。 従って、以後ロボットＢでは、この指令位置DB＝Ｙ
（Ｐ）でプレイバックすれば、ロボットＡでの絶対座標
系に於ける位置決め点Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）へ位置決めが可能
となる。 もちろん、このＹ（Ｐ）を一時に計算しておかない
で、プレイバック時に計算しながら制御することも可能
である。 このＸ（Ｐ）とＹ（Ｐ）は違っていても、式さえ分か
っていれば計算が可能で、相互利用が果たせる事は明ら
かである。これは、ロボットＡとロボットＢが違う構造
をしていても良いことを示す。 また、近似式も２階以上の偏微分を考慮すれば精度向
上ができる。次式は２階までを考慮したものである。 Ｘ（Ｐ＋ΔＰ−ΔPB） ≒Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）−Σ（∂Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）／∂Ｐ） ΔPB−Σ（∂2X（Ｐ）／∂P2）ΔPB 2 Ｘの式は何回でも偏微分が可能なのでこれは問題なく
計算できる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、教示データの相互利用が可能とな
り、また、ロボット自身でも、なんらかの理由で機構誤
差がかわった場合、旧教示データが利用できるという効
果がある。
に、あるロボットの教示データを別のロボットに移すの
に好適な教示データ作成方法に関する。 〔従来の技術〕 ロボットに対するサーボ指令値は、例えば第３図
（ａ）に示す角度θ1A、θ2A等で示されることが多い。
この角度θ1A、θ2A等と指令位置DAとは、角度θ1A、θ
2A等を機構パラメータＰにより Ｘ（Ｐ） と表される。ここで、Ｘのような太字はロボットの位置
や姿勢等を表すベクトルであり、機構パラメータＰは腕
の長さや取付角度等を表すパラメータである。 しかしながら、機構パラメータＰには組立誤差や加工
時に発生する寸法や角度の誤差（これを機構誤差とい
う）△Ｐがある。このため、指令値通りにロボットを動
かすと指令位置DAにはいかず、実際には位置TAにいって
しまう。つまり、指令位置DA＝Ｘ（Ｐ）で制御すると、
結果としてTA＝Ｘ（Ｐ＋△Ｐ）という位置にいってしま
う。 そこで作業者は、教示作業を行い、ロボットを実際の
位置TA＝Ｘ（Ｐ＋△Ｐ）に位置合わせし教示情報として
指令位置DA＝Ｘ（Ｐ）をメモリに記憶させ、プレイバッ
ク処理を行うようにしている。 以後、このロボットの存在する実際の位置TA＝Ｘ（Ｐ
＋△Ｐ）を、絶対座標系における位置データと呼ぶ。同
様に、この教示情報としての指令位置DA＝Ｘ（Ｐ）を、
ロボット座標における教示データと呼ぶ。 なお、前述の絶対座標系とは、ロボットの動作原点等
を原点とする３次元実空間の座標系のことであり、ロボ
ット座標系とは、ロボットの動作原点を原点とするロボ
ット毎に定義された座標系のことである。 なお、機構誤差を推定する方法として、特開昭59−59
394号公報がある。また、教示作業の処理方法やプレイ
バック処理方法に関するものとして日刊工業新聞社刊
「産業用ロボットの技術」がある。更に、指令位置Ｘ
（Ｐ）を求める方法として、日本機械学会論文集第462
号Ｃ編「多関節ロボット機構誤差補正方式」第324〜331
頁、機構パラメータの例としてはコロナ社「ロボットマ
ニピュレータ」に記載されたDenavit−Hartenberg法が
ある。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、同一機種のロボットを複数台使用する場
合、ある１台のロボットに教示したデータを他のロボッ
トでも使用したいとする要望が高い。しかし、前述した
ロボットの機構誤差△Ｐは、ロボット個々に異なるた
め、あるロボットに教示したデータをそのまま他のロボ
ットで使用することはできない。そのため、従来は、教
示データを他のロボットに移植する際、移植後に再度テ
ィーチングボックスを用いて位置決め点の調整をしてい
た。すなわち、従来は、他のロボットの教示データを無
修正で相互利用することはできなかった。 本発明の目的は、教示データを相互利用することがで
きる教示データの作成方法を提供することにある。 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は、第一の機構誤差を有する第一ロボットの
教示データを用いて第二の機構誤差を有する第二ロボッ
トの教示データを作成する教示データ作成方法であっ
て、該第一ロボットを任意の教示点に位置決めしたとき
の該第一ロボットの有する第一ロボット座標系における
教示データを該第一のロボットの有する第一の機構誤差
データを用いて算出したずれ量により補正して、該教示
点に位置決めしたときの該第一のロボットの絶対座標系
における位置データを算出し、該算出した第一ロボット
の絶対座標系における位置データを該第二ロボットの有
する第二の機構誤差データの絶対座標系における位置デ
ータを該第二ロボットの有する第二の機構誤差データを
用いて算出したずれ量により補正して該第二ロボットの
有する第二ロボット座標系における教示データを算出す
ることで達成される。 〔作用〕 ここで、ロボットは腕が２本の２自由度ロボットを２
次元座標系で使用する場合を一例として説明する。な
お、各ロボットの機構誤差は、推定若しくは測定により
予め求めておく。 まず、第一のロボットのロボット座標系における教示
データ（xa、ya）は、各腕の長さがL1、L2、各腕の取付
角度がθ１、θ２であるとすると、 xa＝L1cosθ１＋L2cosθ２ ya＝L1sinθ１＋L2sinθ２ となる。（これを座標変換式と呼ぶ：コロナ社「ロボッ
トマニピュレータ」参照） また、これをベクトル表現すれば Ｘ＝Ｘ（L1,L2,θ1,θ２）＝Ｘ（Ｐ） となる。 このとき、第一のロボットの絶対座標系における位置
データ（Xa、Ya）は、各腕の長さの誤差がΔL1,ΔL2、
各腕の取付角度の誤差がΔθ１、Δθ２であるとする
と、 Xa＝（L1＋ΔL1）cos（θ１＋Δθ１） ＋（L2＋ΔL2）cos（θ２＋Δθ２） Ya＝（L1＋ΔL1）sin（θ１＋Δθ１） ＋（L2＋ΔL2）sin（θ２＋Δθ２） となる。 また、これをベクトル表現すれば、 Ｘ＝Ｘ（Ｐ＋ΔＰ） となる。なお、ΔＰ＝（ΔL1,ΔL2,Δθ１、Δθ２）で
ある。 これをテイラー展開すると Ｘ≒Ｘ（Ｐ）＋Σ（∂Ｘ（Ｐ）／∂Pi）ΔPi となる。なお、Piは、Ｐの成分（P1＝L1,P2＝L2、P3＝
θ１、P4＝θ２）、ΔPiは、ΔＰの成分（ΔP1＝ΔL1,
ΔP2＝ΔL2、ΔP3＝Δθ１、ΔP4＝Δθ２）である。 この（∂Ｘ（Ｐ）／∂Pi）で作られる行列は、一般に
ヤコビ行列と呼ばれ、Ｐ＝（L1、L2、θ１、θ２）であ
るので、と表すことができる。 また、ｘ＝L1cosθ１＋L2cosθ２ ｙ＝L1sinθ１＋L2sinθ２ であるので、これを代入すると、 となる。 従って、各腕の長さL1、L2、各腕の角度θ１、θ２、
とそれぞれの機構誤差ΔL1、ΔL2、Δθ１、Δθ２が分
かれば、Σ（∂Ｘ（Ｐ）／∂Pi）ΔPiが算出できるの
で、前述のテイラー展開した式を用いて第一のロボット
の絶対座標系における位置データを算出することができ
る。 すなわち、第一ロボットを任意の教示点に位置決めし
たときの第一ロボットの有する第一ロボット座標系にお
ける教示データＸ（Ｐ）を該第一のロボットの有する第
一の機構誤差データΔＰを用いて算出したずれ量Σ（∂
Ｘ（Ｐ）／∂Pi）ΔPiにより補正して該教示点に位置決
めしたときの該第一のロボットの絶対座標系における位
置データを算出することができる。 次に、異なる機構誤差を有する第二のロボットが、こ
の算出した第一のロボットの絶対座標系に於ける位置デ
ータに同様に位置決めされるように、 Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）＝Ｙ（Ｐ＋ΔＰ） を満足するＹ（Ｐ）、すなわち第二ロボットのロボット
座標系における教示データに相当するデータを算出す
る。 この場合、Ｙ（Ｐ＋ΔＰ）をテイラー展開すると、 Ｙ（Ｐ＋ΔＰ）≒Ｙ（Ｐ）＋Σ（∂Ｙ（Ｐ）／∂Pi）ΔPi となるので、 Ｙ（Ｐ）＝Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）−Σ（∂Ｙ（Ｐ）／∂Pi）ΔPi と表すことができる。 従って、Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）に既に算出した位置データを
用い、またΣ（∂Ｙ（Ｐ）／∂Pi）ΔPiを前述と同様に
して第二ロボットの各腕の長さ、各腕の取付角度（機構
パラメータ）、機構パラメータから位置データを求める
座標変換式および第二ロボットの機構誤差を用いて算出
すれば、第二ロボットの教示データＹ（Ｐ）を生成する
ことができる。 すなわち、先に算出した第一ロボットの絶対座標系に
おける位置データＸ（Ｐ＋ΔＰ）を第二ロボットを有す
る第二の機構誤差データを用いて算出したずれ量Σ（∂
Ｙ（Ｐ）／∂Pi）ΔPiにより補正して該第二ロボットの
有する第二ロボット座標系における教示データＹ（Ｐ）
を算出することができる。 なお、ここで算出した第一ロボットの絶対座標系に於
ける位置データを以後、標準位置情報と呼ぶ。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。 第１図はロボット用制御装置の構成図である。１はロ
ボット、２がロボット用制御装置である。ロボット用制
御装置２は、サーボ部３、演算装置４、入出力処理部
５、教示データを格納するための内部メモリ６と外部メ
モリ７から成る。また制御装置２は教示用の動作や命令
を入力するティーチングボックス８と入力装置９と出力
装置10とが接続されている。尚、11〜21で示す矢印は、
各構成要素間の情報の流れを示すものであり、アクチュ
エータに対するサーボ部３からの指令値11とアクチュエ
ータのステータス12、サーボ指令値やサーボステータス
を示す13、入出力情報14、ティーチングボックス８への
入出力情報15、入出力装置９からの入力情報16、出力装
置10への出力情報17、メモリ６からの教示データの入出
力18、19、同外部メモリからの教示データの入出力20、
21である。 第２図は、本発明に係る教示データ作成方法の手順を
示すフローチャートであり、ロボットＡの教示データか
らロボットＢの教示データを作成する場合を示してい
る。本実施例では、５つのステップに分けて教示データ
を作成している。即ち、ロボットＡの機構誤差推定を行
うステップ22、教示データ作成ステップ23、標準位置情
報作成ステップ24、ロボットＢの機構誤差推定を行うス
テップ25、ロボットＡの標準位置情報からロボットＢの
教示データを作るステップ26よりなる。尚、各ロボット
でのプレイバックにはステップ23、26にて作成された教
示データが用いられる。 機構誤差推定ステップ22、25では各ロボットの機構誤
差を推定する。次に、ステップ23では教示データを作成
する。このステップ23は教示作業であり、ティーチング
ボックス８を用いてロボット１を所定の場所へ動かし、
その現在位置をロボットからのエンコーダ値を含むステ
ータス12より求めメモリ６あるいは外部メモリ７に格納
する。この教示データはロボットＡの有するロボット座
標系におけるデータである。 ロボットＡは教示データとしてロボット座標系に於け
る指令位置Ｘ（Ｐ）しか有していない。しかし、絶対座
標系において実際に位置決めした位置・姿勢は実際位置
（Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）であるから、ステップ24ではステップ
22で求めた機構パラメータ誤差ΔＰを用いて、ロボット
座標系に於ける指令位置Ｘ（Ｐ）から絶対座標系におけ
る位置データＸ（Ｐ＋ΔＰ）を求める。これにより、ロ
ボットＢでの絶対座標系に於ける実際に移動すべき位置
が後述するように分かる。この絶対座標系における位置
データＸ（Ｐ＋ΔＰ）は、教示データのロボット間相互
利用時における標準位置情報と言える。 ステップ26では、この標準位置情報よりロボットＢで
の教示データを求める。ロボットＡ、Ｂを絶対座標系に
おいて実際に同じ位置に動かすことを目的とするため、
上記標準位置情報は、ロボットＢの絶対座標系における
位置決め点TB＝Ｙ（Ｐ＋ΔPB）（＝Ｘ（Ｐ＋ΔＰ））で
もある（第３図（ｂ））。ここにΔPBはロボットＢの機
構誤差である。このロボットＢの絶対座標系における位
置データＹ（Ｐ＋ΔPB）よりロボット座標系に於けるＹ
（Ｐ）を求め、このＹ（Ｐ））を指令位置として、ロボ
ットＢを動かすと、結果としてＹ（Ｐ＋ΔPB）すなわち
ロボットＡの絶対座標系における位置決め点Ｘ（Ｐ＋Δ
Ｐ）へ位置決めでき、教示データの相互利用が可能とな
る。 このＹ（Ｐ＋ΔPB）よりＹ（Ｐ）を求めることは、ス
テップ24での逆演算を行うことである。すなわち、ステ
ップ24のときと同じ演算式を用いると、ロボットＢの指
令位置DBは、ΔPBの影響を差し引けばよいから、 Ｙ（Ｐ）＝Ｘ（Ｐ＋ΔＰ−ΔPB） ……（１） として求められる。この右辺は Ｘ（Ｐ＋ΔＰ−ΔPB） ≒Ｘ（Ｐ＋ΔＰ） −Σ（∂Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）／∂Ｐ）ΔPB ……（２） と近似できる。従って、既知の標準位置情報Ｘ（Ｐ＋Δ
Ｐ）と、Ｘ（Ｐ）を求める演算式をＰで偏微分しＰ＋Δ
Ｐを代入した ∂Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）／∂Ｐ を求めることで、ロボットＢのロボット座標系に於ける
教示データDBが上記（１）式に近似する上記（２）式か
ら求まる。このようにして求めた教示データDBをメモリ
６又は７に格納しておく。 従って、以後ロボットＢでは、この指令位置DB＝Ｙ
（Ｐ）でプレイバックすれば、ロボットＡでの絶対座標
系に於ける位置決め点Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）へ位置決めが可能
となる。 もちろん、このＹ（Ｐ）を一時に計算しておかない
で、プレイバック時に計算しながら制御することも可能
である。 このＸ（Ｐ）とＹ（Ｐ）は違っていても、式さえ分か
っていれば計算が可能で、相互利用が果たせる事は明ら
かである。これは、ロボットＡとロボットＢが違う構造
をしていても良いことを示す。 また、近似式も２階以上の偏微分を考慮すれば精度向
上ができる。次式は２階までを考慮したものである。 Ｘ（Ｐ＋ΔＰ−ΔPB） ≒Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）−Σ（∂Ｘ（Ｐ＋ΔＰ）／∂Ｐ） ΔPB−Σ（∂2X（Ｐ）／∂P2）ΔPB 2 Ｘの式は何回でも偏微分が可能なのでこれは問題なく
計算できる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、教示データの相互利用が可能とな
り、また、ロボット自身でも、なんらかの理由で機構誤
差がかわった場合、旧教示データが利用できるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に係る教示データ作成方法を
適用したロボット用制御装置の構成図、第２図は本発明
の一実施例に係る教示データ作成方法の手順を示すフロ
ーチャート、第３図（ａ）、（ｂ）は夫々ロボットＡ、
Ｂの座標系図である。 １……ロボット、 ２……ロボット用制御装置、 ３……サーボ部（アクチュエータ）、 ４……演算装置、 ５……入出力装置、 ６……メモリ、 ７……外部メモリ、 ８……ティーチングボックス。
適用したロボット用制御装置の構成図、第２図は本発明
の一実施例に係る教示データ作成方法の手順を示すフロ
ーチャート、第３図（ａ）、（ｂ）は夫々ロボットＡ、
Ｂの座標系図である。 １……ロボット、 ２……ロボット用制御装置、 ３……サーボ部（アクチュエータ）、 ４……演算装置、 ５……入出力装置、 ６……メモリ、 ７……外部メモリ、 ８……ティーチングボックス。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭59−59394（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−128507（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−134908（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．第一の機構誤差を有する第一ロボットの教示データ
を用いて第二の機構誤差を有する第二ロボットの教示デ
ータを作成する教示データ作成方法であって、 該第一ロボットを任意の教示点に位置決めしたときの該
第一ロボットの有する第一ロボット座標系における教示
データを該第一のロボットの有する第一の機構誤差デー
タを用いて算出したずれ量により補正して該教示点に位
置決めしたときの該第一のロボットの絶対座標系におけ
る位置データを算出し、 該算出した第一ロボットの絶対座標系における位置デー
タを該第二ロボットの有する第二の機構誤差データを用
いて算出したずれ量により補正して該第二ロボットの有
する第二ロボット座標系における教示データを算出する
ことを特徴とするロボットの教示データ作成方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62249962A JP2703767B2 (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | ロボットの教示データ作成方法 |
| US07/253,154 US5021970A (en) | 1987-10-05 | 1988-10-04 | Method and apparatus for generating and applying common teaching data of robots |
| EP88116362A EP0310996B1 (en) | 1987-10-05 | 1988-10-04 | Method and apparatus for generating and applying common teaching data of robots |
| DE88116362T DE3883682T2 (de) | 1987-10-05 | 1988-10-04 | Verfahren und Gerät zum Erzeugen und Verwenden gemeinsamer Daten von Robotern. |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP2703767B2 true JP2703767B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (4)
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| JP (1) | JP2703767B2 (ja) |
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| JPS61136102A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-24 | Sony Corp | 産業用ロボツト |
| JPS61173878A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-05 | 株式会社日立製作所 | ロボツトの個体差対応テイ−チデ−タ修正方式 |
| US4817017A (en) * | 1985-04-08 | 1989-03-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Industrial robot |
| JPH0789287B2 (ja) * | 1985-11-07 | 1995-09-27 | 三菱電機株式会社 | ロボットのプログラミング方法 |
| US4725965A (en) * | 1986-07-23 | 1988-02-16 | American Telephone And Telegraph Company | Method for calibrating a SCARA robot |
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- 1987-10-05 JP JP62249962A patent/JP2703767B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
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- 1988-10-04 US US07/253,154 patent/US5021970A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-04 EP EP88116362A patent/EP0310996B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-04 DE DE88116362T patent/DE3883682T2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0310996A2 (en) | 1989-04-12 |
| EP0310996A3 (en) | 1989-05-31 |
| DE3883682D1 (de) | 1993-10-07 |
| EP0310996B1 (en) | 1993-09-01 |
| JPH0193805A (ja) | 1989-04-12 |
| DE3883682T2 (de) | 1994-02-17 |
| US5021970A (en) | 1991-06-04 |
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|---|---|---|---|
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