JP7295302B2 - Robot control device and teaching operation panel for calibrating mechanism error parameters for controlling robot - Google Patents
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Description
本発明は、ロボットを制御するための機構誤差パラメータを較正するロボットの制御装置および教示操作盤に関する。 The present invention relates to a robot controller and a teaching operation panel for calibrating mechanism error parameters for controlling a robot.
従来の技術においては、作業ツールを取り付けたロボットを駆動することにより、様々な作業を行うことが知られている。ロボットは、動作プログラムに基づいて作業ツールを所定の位置および姿勢に移動する。ロボットの位置および姿勢は、動作プログラムにおいて指定された位置および姿勢と一致することが好ましい。しかしながら、ロボットを製造する時の構成部品の製造誤差、およびロボットを駆動する時の重力の影響などにより、ロボットの位置および姿勢は、動作プログラムにおいて指定された位置および姿勢から僅かにずれる場合がある。 It is known in the prior art to perform various tasks by driving robots with working tools attached thereto. The robot moves the work tool to a predetermined position and orientation based on the motion program. The position and orientation of the robot preferably match those specified in the motion program. However, the position and orientation of the robot may deviate slightly from the position and orientation specified in the motion program due to manufacturing errors in the components when manufacturing the robot and the effects of gravity when driving the robot. .
従来の技術においては、ロボットから離れた場所に3次元位置検出装置を配置して、ロボットの動作を修正する制御が知られている(例えば、特開平11-90868号公報を参照)。3次元位置検出装置は、ロボットの実際の位置および姿勢を検出することができる。ロボットの実際の位置および姿勢は、動作プログラムにて指定された位置および姿勢とは異なる。制御装置は、3次元位置検出装置にて検出されたロボットの位置および姿勢と、動作プログラムにて指定されたロボットの位置および姿勢とに基づいて補正行列を算出する。制御装置は、この補正行列を用いて、ロボットの動作を修正することができる。 In the prior art, control is known in which a three-dimensional position detection device is arranged at a location away from the robot to correct the motion of the robot (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-90868). A three-dimensional position detection device can detect the actual position and posture of the robot. The actual position and orientation of the robot are different from those specified in the motion program. The control device calculates a correction matrix based on the position and orientation of the robot detected by the three-dimensional position detection device and the position and orientation of the robot designated by the motion program. The controller can use this correction matrix to modify the motion of the robot.
ロボットの実際の位置が動作プログラムにて指定された位置からずれる原因としては、複数の項目の誤差が考えられる。例えば、駆動軸同士の間のアームの長さの誤差または減速機のギヤ比の誤差等により、ロボットの実際の位置が動作プログラムにて指定された位置からずれる。従来の技術においては、このような複数の項目を機構誤差パラメータとして設定し、それぞれの機構誤差パラメータごとに値を設定する方法が知られている(例えば、特開2008-12604号公報、および特開2012-196716号公報を参照)。 Errors in a plurality of items are conceivable as the cause of deviation of the actual position of the robot from the position designated by the motion program. For example, the actual position of the robot deviates from the position designated by the motion program due to an error in the length of the arm between the drive shafts or an error in the gear ratio of the speed reducer. In the prior art, a method of setting a plurality of such items as mechanism error parameters and setting values for each mechanism error parameter is known (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-12604, and Japanese Patent Laid-Open No. 2008-12604, and See JP-A-2012-196716).
ロボットの制御装置は、機構誤差パラメータに基づいて、それぞれの構成部材を駆動する駆動モータの回転角度を調整することができる。機構パラメータをロボットに対応して正確に設定することにより、ロボットの実際の位置および姿勢を動作プログラムにより指定された位置および姿勢に近づけることができる。 The controller of the robot can adjust the rotation angles of the drive motors that drive each component based on the mechanism error parameter. By accurately setting the mechanical parameters corresponding to the robot, the actual position and orientation of the robot can be brought closer to the position and orientation specified by the motion program.
例えば、ロボットを構成する部品を交換した場合に、機構誤差パラメータを較正する必要がある。すなわち、機構誤差パラメータを設定し直す必要がある。従来の技術においては、機構誤差パラメータを較正する場合には、全ての機構誤差パラメータを算出する制御を行っていた。機構誤差パラメータを算出する時には、ロボットのリストにカメラを取り付けたり、ロボットから離れた位置に3次元測定器を配置したりすることにより、ロボットの実際の位置を検出する。ロボットの位置を変更するようにロボットを駆動して、ロボットの実際の位置を数多く測定する。そして、ロボットの実際の位置に基づいて、機構誤差パラメータを算出する。 For example, it is necessary to calibrate the mechanism error parameters when replacing the parts that make up the robot. That is, it is necessary to reset the mechanism error parameters. In the prior art, when calibrating the mechanical error parameters, control was performed to calculate all the mechanical error parameters. When calculating the mechanism error parameters, the actual position of the robot is detected by attaching a camera to the wrist of the robot or placing a three-dimensional measuring device at a position away from the robot. The actual position of the robot is measured a number of times by driving the robot to change its position. Then, a mechanism error parameter is calculated based on the actual position of the robot.
ところが、ロボットの制御装置には、数多くの機構誤差パラメータが設定されている。このために、全ての機構誤差パラメータを算出するためには、非常に多くの位置にロボットを駆動する必要が有る。または、全ての機構誤差パラメータを較正する場合には、ロボットの動作が可能な全体の範囲に亘ってロボットを駆動する必要が有る。ところが、工場等に設置されたロボットにおいては、ロボットが駆動できる範囲が限られる場合がある。例えば、ロボットの周りに柵またはロボット以外の装置が配置されて、ロボットが駆動できる範囲が小さい場合がある。このような小さな範囲内で、ロボットを駆動してロボットの実際の位置を測定しても、正確な機構誤差パラメータを算出できない場合がある。この結果、ロボットの制御の精度が十分に改善されない場合がある。 However, many mechanism error parameters are set in the robot controller. For this reason, it is necessary to drive the robot to a large number of positions in order to calculate all the mechanism error parameters. Alternatively, if all mechanism error parameters are to be calibrated, it is necessary to drive the robot over its entire range of motion. However, a robot installed in a factory or the like may have a limited driving range. For example, there are cases in which fences or devices other than the robot are placed around the robot so that the range in which the robot can be driven is small. Even if the robot is driven and the actual position of the robot is measured within such a small range, accurate mechanism error parameters may not be calculated. As a result, the accuracy of robot control may not be sufficiently improved.
また、ロボットの制御装置には、数多くの機構誤差パラメータが設定されるために、多くの位置にロボットを駆動して、ロボットの実際の位置を測定する必要がある。このために、1部の部品を交換した場合であっても、機構誤差パラメータの較正のために長い作業時間が必要になる。この結果、ロボット装置を使用できない時間が長くなり、工場の生産性が悪化するという問題があった。 In addition, since many mechanical error parameters are set in the robot controller, it is necessary to drive the robot to many positions and measure the actual position of the robot. For this reason, even when some parts are replaced, a long working time is required for calibration of the mechanism error parameters. As a result, there is a problem that the robot device cannot be used for a long time and the productivity of the factory deteriorates.
本開示の一態様の複数の駆動軸を含むロボットの制御装置は、第1の機構誤差パラメータおよび第2の機構誤差パラメータを含む複数の機構誤差パラメータを記憶する少なくとも一つのメモリと、少なくとも一つのプロセッサとを備える。第1の機械誤差パラメータは前記ロボットの一つの駆動軸に対して設定されており、第2の機械誤差パラメータは前記ロボットの残りの駆動軸に対して設定されている。少なくとも一つのプロセッサは、第2の機構誤差パラメータに基づいてロボットを複数の位置および姿勢に駆動して、ロボットの実測位置とロボットの状態に関する情報とを取得する。少なくとも一つのプロセッサは、ロボットの実測位置とロボットの状態に関する情報とに基づいて、第1の機構誤差パラメータの値を修正した第3の機構誤差パラメータを算出する。少なくとも一つのプロセッサは、第2の機構誤差パラメータおよび第3の機構誤差パラメータを含む複数の機構誤差パラメータに基づいてロボットを制御する。
本開示の他の態様の教示操作盤は、複数の機構誤差パラメータに基づいてロボットを制御するロボットの制御装置に接続可能である。教示操作盤は、ロボットに関する情報を表示可能な表示部と、表示部に表示されたロボットに関する情報に基づいて、ロボットの交換した構成部品に関する情報およびロボットの較正を行う理由に関する情報のうち少なくとも一方の情報の入力を受付ける入力部とを備える。教示操作盤は、入力部が受付けた情報に基づいて、ロボットに設定された複数の機構誤差パラメータから選定された第1の機構誤差パラメータをロボットの制御装置が変更するように設定させる。
A controller for a robot including a plurality of drive axes according to one aspect of the present disclosure includes at least one memory that stores a plurality of mechanism error parameters including a first mechanism error parameter and a second mechanism error parameter; a processor; A first machine error parameter is set for one drive axis of the robot and a second machine error parameter is set for the remaining drive axis of the robot. At least one processor drives the robot to a plurality of positions and poses based on the second mechanism error parameter to obtain measured positions of the robot and information regarding the state of the robot. At least one processor calculates a third mechanism error parameter by correcting the value of the first mechanism error parameter based on the measured position of the robot and the information about the state of the robot. At least one processor controls the robot based on a plurality of mechanism error parameters including a second mechanism error parameter and a third mechanism error parameter.
A teaching operation panel according to another aspect of the present disclosure is connectable to a robot controller that controls the robot based on a plurality of mechanism error parameters. The teaching operation panel has a display unit capable of displaying information about the robot, and at least one of information about the replaced component parts of the robot and information about the reason for calibrating the robot based on the information about the robot displayed on the display unit. and an input unit that receives input of information from. The teaching operation panel causes the controller of the robot to change a first mechanical error parameter selected from a plurality of mechanical error parameters set for the robot based on the information received by the input unit.
本開示の一態様のロボットの制御装置および教示操作盤は、短時間で機構誤差パラメータの較正を行うことができる。 The robot control device and the teaching operation panel according to one aspect of the present disclosure can calibrate the mechanism error parameters in a short period of time.
図1から図5を参照して、実施の形態における較正装置について説明する。本実施の形態の較正装置は、ロボットを備えるロボット装置に配置されている。較正装置は、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。 A calibration device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. The calibrating device of this embodiment is arranged in a robotic device comprising a robot. A calibration device calibrates mechanism error parameters for adjusting control of the robot.
図1は、本実施の形態におけるロボット装置の概略図である。ロボット装置5は、作業ツールとしてのハンド2と、ハンド2を移動するロボット1とを備える。本実施の形態のロボット1は、複数の関節部18a,18b,18cを含む多関節ロボットである。ロボット1は、移動可能な複数の構成部材を含む。ロボット1のそれぞれの構成部材は、駆動軸J1~J6の周りに回転するように形成される。
FIG. 1 is a schematic diagram of a robot apparatus according to this embodiment. The
ロボット1は、設置面79に固定されたベース部14と、ベース部14に支持された旋回ベース13とを含む。旋回ベース13は、ベース部14に対して駆動軸J1の周りに回転する。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に対して駆動軸J2の周りに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に対して駆動軸J3の周りに回転するように支持されている。更に、上部アーム11は、駆動軸J4の周りに回転する。ロボット1は、上部アーム11に支持されているリスト15を含む。リスト15は駆動軸J5の周りに回転する。また、リスト15は、駆動軸J6の周りに回転するフランジ16を含む。フランジ16には、ハンド2が固定されている。
The robot 1 includes a
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を変更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、ワークを把持するハンドであるが、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、溶接を行う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。 Although the robot of this embodiment has six drive shafts, it is not limited to this form. A robot that changes its position and orientation with any mechanism can be employed. Moreover, although the work tool of the present embodiment is a hand that grips a work, 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 welding or a work tool for applying adhesive can be employed.
本実施の形態のロボット装置5には、基準座標系71が設定されている。図1に示す例では、ロボット1のベース部14に、基準座標系71の原点が配置されている。基準座標系71はワールド座標系とも称される。基準座標系71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。ロボット1の位置および姿勢が変化しても基準座標系71の位置および向きは変化しない。基準座標系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。
A reference coordinate
本実施の形態では、リスト15のフランジ16の表面に配置された原点を有するフランジ座標系72が設定されている。フランジ座標系72はメカニカルインタフェース座標系とも称される。フランジ座標系72は、フランジ16と共に回転したり移動したりする。フランジ座標系72の原点は、ロボット1の駆動軸J6上に設定されている。フランジ座標系72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。図1に示す例では、フランジ座標系72は、Z軸の延びる方向が駆動軸J6の延びる方向と平行になるように設定されている。また、フランジ座標系72は、X軸の周りのW軸、Y軸の周りのP軸、およびZ軸の周りのR軸を有する。ロボット1の位置は、基準座標系71におけるフランジ座標系72の原点の位置に対応する。また、ロボット1の姿勢は、基準座標系71に対するフランジ座標系72の向きに対応する。
In this embodiment, a flange coordinate
図2に、本実施の形態におけるロボット装置のブロック図を示す。図1および図2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。本実施の形態では、それぞれの駆動軸J1~J6に対応して、複数のロボット駆動モータ22が配置されている。ロボット駆動モータ22が駆動することにより、それぞれの構成部材の向きが変化する。
FIG. 2 shows a block diagram of the robot apparatus according to this embodiment. Referring to FIGS. 1 and 2, robot 1 includes a robot driving device that changes the position and posture of robot 1 . The robot drive includes
ハンド2は、ハンド2を駆動するハンド駆動装置を備える。ハンド駆動装置は、ハンド2の爪部を駆動するハンド駆動モータ21を含む。ハンド駆動モータ21が駆動することによりハンド2の爪部が開いたり閉じたりする。なお、ハンドは、空気圧などにより駆動するように形成されていても構わない。
The
ロボット装置5は、ロボット1およびハンド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。
The
教示操作盤37は、ロボット1およびハンド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およびハンド2に関する情報を表示する表示部39を含む。
The
制御装置4には、ロボット1およびハンド2の制御を行うために、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およびハンド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およびハンド2の制御に関する情報を記憶する記憶部42を含む。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。
A
制御装置4は、ロボット1およびハンド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、ハンド2を駆動する動作指令をハンド駆動部44に送出する。ハンド駆動部44は、ハンド駆動モータ21を駆動する電気回路を含む。ハンド駆動部44は、動作指令に基づいてハンド駆動モータ21に電気を供給する。
The control device 4 includes a
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1の位置および姿勢が検出される。
Robot 1 includes a state detector for detecting the state of robot 1 including the position and orientation of robot 1 . The state detector in this embodiment includes a
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、例えば、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。作業ツールの先端には、フランジ座標系72に対応するようにツール座標系を設定することができる。フランジ座標系72の位置および姿勢はツール座標系の位置および姿勢に対応する。フランジ座標系72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。
The
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。
By the way, the actual position and orientation of the robot may deviate from the position and orientation specified by the
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。例えば、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。表1に、機構誤差パラメータの例を示す。
The
本実施の形態の機構誤差パラメータには、記号P1~P4で示されるDHパラメータが含まれる。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り、例えば、パラメータDH-θ,DH-D,DH-A,DH-αが含まれる。 The mechanism error parameters of this embodiment include DH parameters denoted by symbols P1 to P4. In the DH (Denavit Hartenberg) method, 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, and include parameters DH-θ, DH-D, DH-A, and DH-α, for example.
また、本実施の形態の機構誤差パラメータには、ニュートンオイラー法によって求められた駆動軸周りのトルクに関するばね定数が含まれる。これらのばね定数は、トルクに対するたわみ量に関するパラメータであり、記号P5~P7にて示されている。機構誤差パラメータには、それぞれの駆動軸における第1方向のばね定数θ、第2方向のばね定数α、および第3方向のばね定数βが含まれる。 Further, the mechanism error parameter of the present embodiment includes a spring constant related to the torque around the drive shaft obtained by the Newton-Euler method. These spring constants are parameters relating to the amount of deflection with respect to torque, and are indicated by symbols P5 to P7. The mechanism error parameters include a first direction spring constant θ, a second direction spring constant α, and a third direction spring constant β for each drive shaft.
また、それぞれの駆動軸に配置され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の出力と、実際にアーム等に伝達される回転角との間に誤差が生じる場合がある。この角度の誤差は、例えば減速機におけるギヤ比の誤差にて生じる。本実施の形態の機構誤差パラメータには、記号P8にて示される減速機のギヤ比の誤差が含まれる。
In addition, an error may occur between the output of the
機構誤差パラメータとしては、これらのパラメータに限られず、ロボットの制御を調整するための任意のパラメータを設定することができる。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ている。機構誤差パラメータは、それぞれの駆動軸J1~J6ごとに設定することができる。機構誤差パラメータ49の値は、ファイルの形式にて記憶部42に記憶されている。
The mechanism error parameter is not limited to these parameters, and any parameter for adjusting the control of the robot can be set. The mechanism error parameter is set when the robot 1 is shipped according to the location where the robot 1 is installed. Mechanism error parameters can be set for each of the drive axes J1-J6. The values of the
図2を参照して、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の動作指令を修正する。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。
Referring to FIG. 2,
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。本実施の形態では、制御装置4が較正装置として機能する。ロボット装置5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。本実施の形態の3次元測定器8は、ロボット1から離れた位置に配置されている。
The calibration device in this embodiment calibrates the mechanism error parameters that adjust the control of the robot 1 . In this embodiment, the control device 4 functions as a calibration device. The
図3に、本実施の形態における3次元測定器の拡大図を示す。図1から図3を参照して、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、ロボット1に取り付けた反射器67または反射器68にて反射したレーザ光を受信する。3次元測定器8は、矢印91に示すように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、支持部材62に支持されている。レーザヘッド63は、レーザ光を発振する発振部81を含む。レーザヘッド63は、反射器67または反射器68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。
FIG. 3 shows an enlarged view of the three-dimensional measuring device according to this embodiment. 1 to 3, three-
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。回転装置64は、矢印92に示すように、水平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。また、回転装置64は、矢印93に示すように、鉛直方向に延びる回転軸の周りに支持部材62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。
The three-
3次元測定器8は、CPUおよびRAM等を含む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67,68の位置を算出する位置算出部83を含む。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67,68までの距離を算出する。位置算出部83は、3次元測定器8から反射器67,68までの距離と、レーザヘッド63の向きとに基づいて、反射器67,68の位置を算出することができる。
The three-
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ユーザー座標系として、制御装置4に設定されている。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。
A measuring device coordinate
測定器座標系73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。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。また、それぞれのX軸、Y軸、およびZ軸の周りには、座標軸としてW軸、P軸、およびR軸が設定される。本実施の形態においては、Z軸が鉛直方向と平行になるように設定されている。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。
The measuring instrument coordinate
本実施の形態における機構誤差パラメータを更新する第1の制御では、ロボット1に対する3次元測定器8の相対的な位置および姿勢が予め定められている。すなわち、基準座標系71に対する測定器座標系73の相対的な位置および姿勢は予め定められている。ここで、基準座標系71に対する測定器座標系73の相対的な位置および姿勢の検出方法について説明する。
In the first control for updating the mechanism error parameter in the present embodiment, the relative position and orientation of three-
図1を参照して、本実施の形態のロボット1には、基準座標系71に対する測定器座標系73の相対的な位置および姿勢を検出するための反射器68が配置されている。本実施の形態の反射器68は、ベース部14の表面に固定されている。
Referring to FIG. 1, robot 1 of the present embodiment is provided with
反射器68は、球状に形成されている。反射器68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68は、基準座標系71に対する相対的な位置が予め定められている。すなわち、基準座標系71における反射器68の座標値は、予め定められている。
The
3次元測定器8の回転装置64は、レーザ光が反射器68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68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68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。
The
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68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68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68の位置を算出することができる。基準座標系71における反射器68の位置は予め定められているために、位置算出部83は、基準座標系71に対する測定器座標系73の相対的な位置および姿勢を算出することができる。このように、測定器座標系73の位置および姿勢を予め設定することができる。なお、本実施の形態では、1個の反射器68からの反射光に基づいて測定器座標系73の位置および姿勢を算出しているが、この形態に限られない。複数の反射器をロボットのベース部等に配置して、複数の反射器からの反射光に基づいて、測定器座標系の位置および姿勢を算出しても構わない。
The
図4に、ロボットの先端のフランジに取り付けられた反射器の斜視図を示す。図4は、ハンド2が取り外された状態が示されている。ロボット1のフランジ16には、フランジ座標系72に対する測定器座標系73の相対的な位置を測定するための反射器67が固定されている。反射器67は、反射器68と同様の構成を有する。反射器67は、球状に形成されている。反射器67は、レーザ光を入射した方向に反射するように形成されている。反射器67は、支持部材66を介してフランジ16に固定されている。
FIG. 4 shows a perspective view of the reflector attached to the flange on the tip of the robot. FIG. 4 shows a state in which the
機構誤差パラメータを更新する第1の制御において、支持部材66は、フランジ座標系72における反射器67の位置が定まるように形成されている。すなわち、フランジ座標系72の原点に対する反射器67の位置は予め定められている。
In the first control for updating the mechanism error parameter, the
図2を参照して、制御装置4は、機構誤差パラメータを較正する較正部53を有する。較正部53は、複数の機構誤差パラメータのうち、一部の機構誤差パラメータを第1の機構誤差パラメータとして無効に設定する。較正部53は、第1の機構誤差パラメータ以外の第2の機構誤差パラメータを用いて、ロボット1を複数の位置および姿勢に駆動する。較正部53は、3次元測定器8にてロボット1の実測位置を測定する。また、このときに、較正部53は、ロボット駆動モータ22の回転角を含むロボット1の状態に関する情報を取得する。
Referring to FIG. 2, the control device 4 has a calibrating
次に、較正部53は、ロボット1の実測位置と、ロボット1の状態に関する情報とを組み合わせた情報を記憶する。較正部53は、複数の組み合わせた情報に基づいて、無効にした第1の機構誤差パラメータを算出する。そして、第2の機構誤差パラメータを変更せずに、無効にした第1の機構誤差パラメータを、算出した第1の機構誤差パラメータに変更して、新たな機構誤差パラメータのファイルを作成する。
Next, the
図5に、本実施の形態における較正装置の制御のフローチャートを示す。本実施の形態の較正の制御は、ロボット1の構成部品を取り換えたときに実施することができる。例えば、較正の制御は、ロボット駆動モータ22、下部アーム12、または上部アーム11を取り替えた場合に実施することができる。また、較正の制御は、ロボット駆動モータ22の回転速度を減速する減速機を取り替えた場合に実施することができる。または、上部アーム11などの構成部品に他の装置または物が衝突した場合に、本実施の形態の較正の制御を実施することができる。
FIG. 5 shows a flow chart of control of the calibration device in this embodiment. The calibration control of this embodiment can be implemented when the components of the robot 1 are replaced. For example, calibration control can be implemented when robot drive
表1を参照して、本実施の形態では、減速機などの駆動軸J2に関連する構成部品を取り替える例について説明する。図2および図5を参照して、ステップ101において、複数の機構誤差パラメータのうち、無効にする第1の機構誤差パラメータを設定する。較正部53は、複数の機構誤差パラメータのうち、一部の機構誤差パラメータを第1の機構誤差パラメータに設定し、第1の機構誤差パラメータを無効に設定するパラメータ設定部54を含む。
With reference to Table 1, in the present embodiment, an example of replacing components related to the drive shaft J2, such as a speed reducer, will be described. 2 and 5, at
制御の調整を無効にする第1の機構誤差パラメータは、予め作業者が定めることができる。第1の機構誤差パラメータは、参照ファイルに定めて記憶部42に記憶させておくことができる。パラメータ設定部54は、参照ファイルを記憶部42から取得して、第1の機構誤差パラメータを設定する。表1に示す例においては、駆動軸J2において、ロボット1を出荷するときに設定されていた全ての機構誤差パラメータを第1の機構誤差パラメータに選定している。
A first mechanism error parameter that overrides the adjustment of the control can be predetermined by the operator. The first mechanism error parameter can be defined in a reference file and stored in the
パラメータ設定部54は、第1の機構誤差パラメータ以外の機構誤差パラメータを第2の機構誤差パラメータに設定する。表1に示す例では、駆動軸J1,J3,J4,J5,J6に対して設定されている機構誤差パラメータを、第2の機構誤差パラメータに設定する。
The
パラメータ設定部54は、この形態に限られず、任意の制御にて第1の機構誤差パラメータを設定することができる。例えば、教示操作盤37は、表示部39に機構誤差パラメータの一覧を表示する。そして、作業者は、入力部38を操作することにより、無効にする第1の機構誤差パラメータを選定する。パラメータ設定部54は、作業者の入力を取得して、第1の機構誤差パラメータを設定することができる。
The
次に、ステップ102において、パラメータ設定部54は、第1の機構誤差パラメータを無効に設定する。また、パラメータ設定部54は、第2の機構誤差パラメータを有効に設定する。
Next, at
次に、ステップ103において、第2の機構誤差パラメータを用いてロボット1を複数の位置に駆動する。較正部53は、第2の機構誤差パラメータを用いて、ロボット1を複数の位置および姿勢に駆動する測定制御部57を有する。測定制御部57は、ロボット1および3次元測定器8の動作指令を動作制御部43に送出する。ロボット1の実測位置を測定するための測定プログラム48は、作業者により予め生成されている。測定プログラム48は、記憶部42に記憶されている。
Next, at
測定制御部57は、測定プログラム48に基づいて、ロボット1の位置および姿勢を変更する。この時に、測定制御部57は、第1の機構誤差パラメータは用いずにロボット1を駆動する。測定制御部57は、それぞれのロボット1の位置および姿勢において、3次元測定器8にてロボット1の実測位置を測定する。また、測定制御部57は、実測位置を測定した時のロボット1の状態に関する情報を取得する。ロボット1の状態には、ロボット駆動モータ22の回転位置が含まれる。
The
ロボット1の実測位置を測定する測定点の個数は、数十点から数百点の範囲内であることが好ましい。ロボット1の実測位置を測定するための測定点(ロボット1の位置および姿勢)は、任意の方法により定めることができる。例えば、ロボット1が動作可能な範囲内において、均等に分散されるように測定点を設定することができる。または、動作プログラム46にて設定される経路上に測定点を設定することができる。すなわち、動作プログラム46にて駆動されるロボット1の位置および姿勢になるように、測定点を設定することができる。動作プログラム46に設定されている経路上に測定点を設定することにより、動作プログラム46を実行した時に、ロボット1の位置および姿勢のずれ量を低減することができる。
The number of measurement points for measuring the actual position of the robot 1 is preferably within the range of several tens to several hundred. A measurement point (position and posture of the robot 1) for measuring the actual position of the robot 1 can be determined by any method. For example, the measurement points can be set so as to be evenly distributed within the operable range of the robot 1 . Alternatively, measurement points can be set on the path set by the
図1を参照して、ロボット1の位置はフランジ座標系72の位置(原点の位置)に対応する。フランジ座標系72の位置に対して反射器67の位置は定められている。3次元測定器8は、反射器68の位置を測定した方法と同様の方法により、反射器67の位置を測定する。
Referring to FIG. 1, the position of robot 1 corresponds to the position of flange coordinate system 72 (the position of the origin). The position of
例えば、基準座標系71に対する3次元測定器8の位置および姿勢は、予め定められているために、測定制御部57は、ロボット駆動モータ22の回転角の情報に基づいて、反射器67の凡その位置を算出する。測定制御部57は、基準座標系71における反射器67の座標値を算出する。次に、3次元測定器8の回転装置64は、基準座標系71における反射器67の座標値に基づいて、反射器67に向けてレーザ光を発振するように、レーザヘッド63の向きを調整する。そして、3次元測定器8は、自動探索機能により、反射器67の表面にて反射したレーザ光を受信するように、レーザヘッド63の向きを調整する。位置算出部83は、3次元測定器8から反射器67までの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67の位置を算出することができる。
For example, since the position and orientation of the three-
基準座標系71に対する測定器座標系73の相対的な位置および姿勢は予め定められている。このために、位置算出部83は、測定器座標系73における反射器67の位置に基づいて、基準座標系71における反射器67の位置を算出することができる。更に、位置算出部83は、反射器67の位置に基づいて、フランジ座標系72の原点の位置を算出することができる、すなわち、位置算出部83は、ロボット1の実際に測定された位置である実測位置を算出することができる。なお、本実施の形態では、1個の反射器67からの反射光に基づいてロボット1の実測位置を算出しているが、この形態に限られない。複数の反射器をフランジ等に配置して、複数の反射器からの反射光に基づいて、ロボットの実測位置を算出しても構わない。
The relative position and orientation of measuring instrument coordinate
測定制御部57は、3次元測定器8からロボット1の実測位置を取得する。記憶部42は、1つの測定点に対してロボット1の実測位置と、ロボット1の状態に関する情報とを組み合わせた情報を記憶する。測定制御部57は、複数の測定点について、ロボット1の実測位置を測定し、ロボット1の実測位置とロボット1の状態に関する情報とを組み合わせて記憶部42に記憶する。
The
図2および図5を参照して、次に、ステップ104においては、ステップ102において無効にした第1の機構パラメータを算出する。較正部53は、ロボットの実測位置と、ロボットの状態に関する情報とに基づいて第1の機構誤差パラメータを算出するパラメータ算出部55を含む。パラメータ算出部55は、多くの測定点に関する情報に基づいて、任意の方法により、第1の機構誤差パラメータを算出することができる。
Referring to FIGS. 2 and 5, next, at
表1を参照して、ここでの例では、駆動軸J2に関する7個の機構誤差パラメータを算出する。パラメータ算出部55は、それぞれの測定点における回転位置検出器19の出力および全ての機構誤差パラメータに基づいて、ロボット1の位置を算出することができる。本実施の形態では、このようなロボット1の位置を計算位置と称する。そして、パラメータ算出部55は、複数の測定点に対して、実測位置に対する計算位置の誤差が小さくなるように、最小二乗法を用いて第1の機構誤差パラメータを算出することができる。
Referring to Table 1, in this example, seven mechanism error parameters for drive axis J2 are calculated. The
次に、ステップ105においては、機構誤差パラメータを修正する。較正部53は、複数の機構誤差パラメータを修正する修正部56を有する。修正部56は、第2の機構誤差パラメータを変更せずに、パラメータ設定部54にて無効にした第1の機構誤差パラメータを、パラメータ算出部55にて算出した第1の機構誤差パラメータに変更する。表1を参照して、例えば、修正部56は、較正のために無効に設定した駆動軸J2に関する機構誤差パラメータを、パラメータ算出部55にて算出した機構誤差パラメータに変更する。駆動軸J2以外の駆動軸J1,J3,J4,J5,J6に関する機構誤差パラメータは、修正前に使用されていた値と同一の値を採用する。
Next, in
このように、本実施の形態の較正装置は、一部の機構誤差パラメータを無効にしてロボット1を駆動し、ロボット1の実測位置に基づいて、無効にした機構誤差パラメータを算出することにより、機構誤差パラメータを較正する。本実施の形態の較正装置は、複数の機構誤差パラメータのうち、一部の機構誤差パラメータを更新するために、全ての機構誤差パラメータを更新する場合に比べて、実測位置を測定するための測定点の数を少なくすることができる。例えば、工場などに設置されたロボット装置においては、ロボット装置の周りに配置される装置または柵により、ロボットの動作範囲が限られている場合がある。このために、測定点の個数が限られる場合がある。この場合にも、本実施の形態における較正装置は、機構誤差パラメータの較正を行うことができる。 As described above, the calibration apparatus of the present embodiment drives the robot 1 with some of the mechanism error parameters disabled, and calculates the disabled mechanism error parameters based on the measured position of the robot 1. Calibrate the mechanism error parameters. In the calibration apparatus of the present embodiment, in order to update some of the plurality of mechanism error parameters, the measurement for measuring the actually measured position is more difficult than updating all of the mechanism error parameters. The number of points can be reduced. For example, in a robot apparatus installed in a factory or the like, the movement range of the robot may be limited by devices or fences arranged around the robot apparatus. For this reason, the number of measurement points may be limited. Also in this case, the calibration device in this embodiment can calibrate the mechanism error parameters.
または、本実施の形態の較正装置では、測定点の数を少なくすることができるために、ロボット1を駆動して3次元測定器8にて実測位置を測定する時間が短くなる。このために、機構誤差パラメータの較正のための作業時間を短くすることができる。ロボット装置5を停止している時間を短くすることができる。この結果、工場の生産性が悪化することを抑制することができる。
Alternatively, since the number of measurement points can be reduced in the calibration apparatus of the present embodiment, the time required to drive the robot 1 and measure the actual position with the three-
複数の機構誤差パラメータのうち、制御の調整を無効にする一部の第1の機構誤差パラメータは、様々な方法により設定することができる。例えば、記憶部42は、較正を行う理由に対応して無効にする第1の機構誤差パラメータをパラメータ情報として記憶することができる。パラメータ情報は、参照ファイルに記憶することができる。パラメータ設定部54は、パラメータ情報に定められている機構誤差パラメータを第1の機構誤差パラメータに設定することができる。例えば、所定の駆動軸のロボット駆動モータを交換した場合のパラメータ情報、所定のアームを交換した場合のパラメータ情報、および所定の構成部品が他の物の衝突したときのパラメータ情報などを予め作成して記憶部42に記憶させておくことができる。パラメータ設定部54は、較正を行う理由に基づいて第1の機構誤差パラメータを設定することができる。例えば、作業者が較正を行う理由を教示操作盤37に入力することにより、パラメータ設定部54は、自動的に第1の機構誤差パラメータを設定することができる。
Of the plurality of mechanism error parameters, some first mechanism error parameters that disable adjustment of control can be set by various methods. For example, the
特に、パラメータ情報は、ロボット1の構成部品を交換する場合に、ロボット1の構成部品の交換に対応して無効にする第1の機構誤差パラメータを含むことができる。そして、パラメータ設定部54は、ロボット1の交換した構成部品の情報を取得する。パラメータ設定部54は、ロボット1の交換した構成部品に基づいて第1の機構誤差パラメータを設定することができる。この構成により、作業者がロボット1の交換した構成部品の情報を入力することにより、第1の機構誤差パラメータを自動的に選定することができる。
In particular, the parameter information can include a first mechanism error parameter that is disabled in response to replacement of a component of the robot 1 when the component of the robot 1 is replaced. Then, the
上記の表1の例においては、駆動軸J2における部品を交換したために、駆動軸J2に関連する全ての機構誤差パラメータを無効にしている。すなわち、パラメータ設定部54は、駆動軸ごとに無効にする機構誤差パラメータおよび有効にする機構誤差パラメータを設定しているが、この形態に限られない。パラメータ設定部54は、複数の機構誤差パラメータのうち、任意の組み合わせの機構誤差パラメータを無効にすることができる。
In the example of Table 1 above, all mechanism error parameters associated with drive axis J2 are invalidated because the part on drive axis J2 was replaced. That is, the
例えば、1個の駆動軸に関連する機構誤差パラメータのうち、一部の機構誤差パラメータを無効にしても構わない。1個の駆動軸に対応する機構誤差パラメータにおいて、無効に設定する優先順位を予め定めておくことができる。例えば、ロボット1の動作範囲が小さいために、実測位置を測定するための測定点の個数を十分に多くできない場合がある。この場合に、優先順位の高い機構誤差パラメータを無効にしても構わない。例えば、表1を参照して、駆動軸J2の変速機を交換した場合に、駆動軸J2のパラメータDH-Aは優先順位が低いために、パラメータDH-Aは第2の機構誤差パラメータに設定しても構わない。 For example, some of the mechanical error parameters associated with one drive axis may be invalidated. In the mechanism error parameters corresponding to one drive axis, it is possible to predetermine the order of priority for setting invalidity. For example, there are cases where the number of measurement points for measuring the actual position cannot be sufficiently increased due to the small operating range of the robot 1 . In this case, the mechanism error parameter with higher priority may be invalidated. For example, referring to Table 1, when the transmission of the drive shaft J2 is replaced, the parameter DH-A of the drive shaft J2 has a lower priority, so the parameter DH-A is set to the second mechanism error parameter. I don't mind.
また、表1においては、1つの駆動軸に関連する機構誤差パラメータを無効にしているが、この形態に限られない。複数の駆動軸に関連する機構誤差パラメータを無効にしても構わない。例えば、下部アーム12を交換した場合には、駆動軸J2に関連する機構誤差パラメータおよび駆動軸J3に関連する機構誤差パラメータを、第1の機構誤差パラメータに設定することができる。更に、表1においては、それぞれの駆動軸ごとに無効にする機構誤差パラメータを設定しているが、この形態に限られず、駆動軸とは無関係に第1の機構誤差パラメータに設定する機構誤差パラメータを選定しても構わない。
Also, in Table 1, the mechanism error parameter related to one drive axis is invalidated, but it is not limited to this form. Mechanism error parameters associated with multiple drive axes may be disabled. For example, when the
また、機構誤差パラメータの較正を行った結果に基づいて、作業者が第1の機構誤差パラメータを増やしたり減らしたりしても構わない。例えば、パラメータ算出部55は、算出された第1の機構誤差パラメータおよびロボットの状態に関する情報に基づいて、計算位置を算出することができる。パラメータ算出部55は、全ての測定点について、実測位置に対する計算位置の誤差を算出することができる。作業者は、この誤差の平均値が大きい場合には、第1の機構誤差パラメータの数を減らしても構わない。
Also, the operator may increase or decrease the first mechanism error parameter based on the result of calibrating the mechanism error parameter. For example, the
更には、パラメータ設定部54は、第1の機構誤差パラメータを自動的に選定しても構わない。例えば、始めに、多くの機構誤差パラメータを第1の機構誤差パラメータとして設定することができる。パラメータ算出部55は、第1の機構誤差パラメータを算出する。次に、パラメータ設定部54は、機構誤差パラメータの優先順位に基づいて、1個ずつ機構誤差パラメータを削除する。パラメータ算出部55は、第1の機構誤差パラメータを算出する。この制御を繰り返すことにより、複数の種類の第1の機械誤差パラメータを算出することができる。パラメータ算出部55は、それぞれの第1の機構誤差パラメータについて、全ての測定点に関する実測位置に対する計算位置の誤差の平均値を算出することができる。修正部56は、実測位置に対する計算位置の誤差の平均値が最も小さな第1の機械誤差パラメータを採用することができる。このように、第1の機構誤差パラメータは、作業者が手動で選定したり、自動的に選定したりすることができる。
Furthermore, the
また、ロボット1の実測位置を測定するために第2の機構誤差パラメータを用いてロボット1を駆動する場合に、ロボット1を駆動する駆動軸は任意の方法にて選定することができる。例えば、測定プログラム48において、全ての駆動軸においてロボット1が駆動するように測定点を設定することができる。この構成を採用することにより、高い精度で第1の機構誤差パラメータを較正することができる。ロボット1の様々な位置および姿勢に対して、高い精度にてロボット1を駆動することができる。
Further, when the robot 1 is driven using the second mechanism error parameter to measure the measured position of the robot 1, the drive axis for driving the robot 1 can be selected by any method. For example, in the
または、それぞれの機構誤差パラメータに関連するロボット1の駆動軸の情報を予め定めておくことができる。記憶部42は、この情報を駆動軸情報として記憶することができる。測定制御部57は、ロボット1の複数の駆動軸のうち、第1の機構誤差パラメータに関連する駆動軸を駆動し、第1の機構誤差パラメータに関連する駆動軸以外の駆動軸は停止するようにロボット1を駆動することができる。例えば、駆動軸J2に関連する機構誤差パラメータの値を変更する場合には、駆動軸J2のロボット駆動モータ22のみを駆動して実測位置を測定することができる。この制御を実施することにより、実測位置を測定する測定点の数を減らすことができる。この結果、較正の作業時間を短くすることができる。
Alternatively, information on the drive axis of the robot 1 associated with each mechanism error parameter can be determined in advance. The
次に、機構誤差パラメータを更新する第2の制御について説明する。上記の実施の形態においては、基準座標系71に対する測定器座標系73の位置および姿勢が予め測定されている。すなわち、ロボット1が設置されている位置に対する3次元測定器8の相対的な位置は予め定められている。しかしながら、本実施の形態の較正装置においては、数多くの実測位置を測定する。そこで、基準座標系71に対する測定器座標系73の相対的な位置および姿勢を変数にすることができる。例えば、測定器座標系73の位置および姿勢を、基準座標系71における座標値にて表現することができる。これらの座標値を変数に設定することができる。
Next, the second control for updating the mechanism error parameter will be described. In the above embodiment, the position and attitude of measuring device coordinate
パラメータ算出部55は、最小二乗法にて第1の機構誤差パラメータを算出するときに、基準座標系71における測定器座標系73の座標値を同時に算出することができる。すなわち、パラメータ算出部55は、ロボット1の実測位置およびロボット1の状態に関する情報に基づいて、基準座標系71に対する測定器座標系73の相対的な位置および姿勢を算出することができる。このように、パラメータ算出部55は、ロボット1が設置されている位置に対する3次元測定器8の相対的な位置を算出することができる。この制御により、ロボット1が設置されている位置に対する3次元測定器8の相対的な位置を予め定めなくても、機構誤差パラメータの較正を行うことができる。
The
次に、機構誤差パラメータを更新する第3の制御について説明する。第3の制御では、パラメータ算出部55は、ロボットの実測位置およびロボットの状態に関する情報に基づいて、フランジ16の位置に対する反射器67の相対的な位置を算出する。第3の制御では、第2の制御における3次元測定器8の位置の算出と同様の方法により、フランジ16の位置に対する反射器67の相対的な位置を算出する。例えば、フランジ16の位置は、フランジ座標系72の原点の位置に相当する。反射器67の位置は、フランジ座標系72の座標値によって表現することができる。パラメータ算出部55は、フランジ座標系72における座標値を変数に設定することができる。
Next, the third control for updating the mechanism error parameter will be described. In the third control, the
パラメータ算出部55は、最小二乗法により、第1の機構誤差パラメータと共に、フランジ座標系72における反射器67の座標値を算出することができる。この制御により、フランジ16の位置に対する反射器67の相対的な位置を予め定めなくても、機構誤差パラメータの較正を行うことができる。例えば、フランジ16に対して反射器67の位置が定まる専用の治具を用いずに、反射器67が取り付けられている場合がある。反射器67が専用の冶具を用いて取り付けられていなくても、機構誤差パラメータの較正を行うことができる。
The
本実施の形態の3次元測定器8は、レーザ光を発振および受信することにより、反射器67,68の位置を測定できるように形成されているが、この形態に限られない。3次元測定器は、ロボットの実際の位置および姿勢を正確に測定することができる任意の装置を採用することができる。また、本実施の形態においては、ハンド2が取り付けられた状態にて、3次元測定器8によりロボット1の位置の測定を行っているが、この形態に限られない。ハンド2が取り外された状態にてロボット1の位置の測定を行っても構わない。
The three-
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。 In each of the controls described above, the order of steps can be changed as appropriate within a range in which the functions and actions are not changed.
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、特許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。 The above embodiments can be combined as appropriate. In each of the above figures, the same reference numerals are given to the same or equivalent parts. It should be noted that the above embodiment is an example and does not limit the invention. Further, the embodiments include modifications of the embodiments indicated in the claims.
1 ロボット
4 制御装置
5 ロボット装置
8 3次元測定器
16 フランジ
19 回転位置検出器
42 記憶部
43 動作制御部
46 動作プログラム
49 機構誤差パラメータ
54 パラメータ設定部
55 パラメータ算出部
56 修正部
57 測定制御部
67,68 反射器
71 基準座標系
72 フランジ座標系
73 測定器座標系
81 発振部
82 受光部
1 robot 4
Claims (8)
第1の機構誤差パラメータおよび第2の機構誤差パラメータを含む複数の機構誤差パラメータを記憶する少なくとも一つのメモリを備え、前記第1の機械誤差パラメータは前記ロボットの一つの駆動軸に対して設定されており、前記第2の機械誤差パラメータは前記ロボットの残りの駆動軸に対して設定されており、
さらに、
少なくとも一つのプロセッサ、を備え、
前記少なくとも一つのプロセッサは、
前記第2の機構誤差パラメータに基づいてロボットを複数の位置および姿勢に駆動して、ロボットの実測位置とロボットの状態に関する情報とを取得し、
ロボットの実測位置とロボットの状態に関する情報とに基づいて、前記第1の機構誤差パラメータの値を修正した第3の機構誤差パラメータを算出し、
前記第2の機構誤差パラメータおよび前記第3の機構誤差パラメータを含む複数の機構誤差パラメータに基づいてロボットを制御する、ロボットの制御装置。 In a robot controller including multiple drive axes,
at least one memory storing a plurality of mechanical error parameters including a first mechanical error parameter and a second mechanical error parameter , wherein the first mechanical error parameter is set for one drive axis of the robot; and the second mechanical error parameter is set for a remaining drive axis of the robot;
moreover,
at least one processor ;
The at least one processor
driving the robot to a plurality of positions and orientations based on the second mechanism error parameter to acquire information about the measured position of the robot and the state of the robot;
calculating a third mechanism error parameter obtained by correcting the value of the first mechanism error parameter based on the measured position of the robot and information about the state of the robot;
A robot controller that controls the robot based on a plurality of mechanism error parameters including the second mechanism error parameter and the third mechanism error parameter.
前記少なくとも一つのプロセッサは、ロボットの複数の駆動軸のうち、前記第1の機構誤差パラメータに関連する駆動軸を駆動し、前記第1の機構誤差パラメータに関連する駆動軸以外の駆動軸は停止するようにロボットを駆動する、請求項1に記載のロボットの制御装置。 The at least one memory stores the drive axis of the robot associated with each mechanism error parameter as drive axis information,
The at least one processor drives a drive axis related to the first mechanism error parameter among a plurality of drive axes of the robot, and stops drive axes other than the drive axis related to the first mechanism error parameter. 2. The robot control device according to claim 1, which drives the robot so as to
複数の測定点は、ロボットの動作が可能な範囲内において、均等に分散されるように設定されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のロボットの制御装置。 A plurality of measurement points are predetermined for measuring the actual position of the robot,
4. The robot control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of measurement points are set so as to be evenly distributed within an operable range of the robot.
ロボットに関する情報を表示可能な表示部と、
前記表示部に表示されたロボットに関する情報に基づいて、ロボットの交換した構成部品に関する情報およびロボットの較正を行う理由に関する情報のうち少なくとも一方の情報の入力を受付ける入力部と、を備え、
前記入力部が受付けた情報に基づいて、ロボットに設定された複数の機構誤差パラメータから選定された第1の機構誤差パラメータをロボットの制御装置が変更するように設定させる、教示操作盤。 A teaching operation panel connectable to a robot control device that controls the robot based on a plurality of mechanism error parameters,
a display unit capable of displaying information about the robot;
an input unit that accepts input of at least one of information on the replaced component parts of the robot and information on the reason for calibrating the robot based on the information on the robot displayed on the display unit;
A teaching operation panel for causing a controller of the robot to change a first mechanism error parameter selected from a plurality of mechanism error parameters set for the robot based on the information received by the input unit.
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