JPH02198783A - 産業用ロボットの位置決め補正方式 - Google Patents
産業用ロボットの位置決め補正方式Info
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- JPH02198783A JPH02198783A JP1011951A JP1195189A JPH02198783A JP H02198783 A JPH02198783 A JP H02198783A JP 1011951 A JP1011951 A JP 1011951A JP 1195189 A JP1195189 A JP 1195189A JP H02198783 A JPH02198783 A JP H02198783A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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- -1 OxY Chemical class 0.000 description 1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
- B25J9/1692—Calibration of manipulator
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39007—Calibrate by switching links to mirror position, tip remains on reference point
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、産業用ロボットの制御方式に関し、特に、高
精度の位置決めを必要とするロボットの位置決め補正方
式である。
精度の位置決めを必要とするロボットの位置決め補正方
式である。
従来の技術
産業用ロボットにおいては、直交座標系上の位置を指令
し、この直交座標系上の位置をロボットの各駆動軸の回
転量に変換し、各軸のサーボモータを駆動し、各駆動軸
に連結された位置検出器で検出された回転量が上記変換
した回転量になるように制御し、ロボットの位置決めを
行う。
し、この直交座標系上の位置をロボットの各駆動軸の回
転量に変換し、各軸のサーボモータを駆動し、各駆動軸
に連結された位置検出器で検出された回転量が上記変換
した回転量になるように制御し、ロボットの位置決めを
行う。
このロボットの位置繰返し精度向上のため、従来は、上
記位置検出器の高分解能化、サーボ性能の向上が図られ
てきた。
記位置検出器の高分解能化、サーボ性能の向上が図られ
てきた。
また、ロボット制御装置が直交座標系上の位置からロボ
ットの各駆動軸の回転量に変換する際、ロボット制御装
置の直交座標系とロボット本体自体のワールド座標系と
が一致しなければならず、従来、この調整は、いわゆる
マスタリングを行って基準点（−点のみ）の位置を合せ
るのみであった。
ットの各駆動軸の回転量に変換する際、ロボット制御装
置の直交座標系とロボット本体自体のワールド座標系と
が一致しなければならず、従来、この調整は、いわゆる
マスタリングを行って基準点（−点のみ）の位置を合せ
るのみであった。
発明が解決しようとする課題
オフラインプログラミングで作成された動作プログラム
や１つのロボットを使用して作成した動作プログラムを
、該ロボットと同機種のロボットに同じ動作を行わせる
ために適用する場合などには、高性能なサーボ機構や高
分解能の位置検出器を用いても、各ロボットの各アーム
長の誤差や旋回中心のずれ等の各ロボット固有の誤差量
によって位置決め精度が低下する。
や１つのロボットを使用して作成した動作プログラムを
、該ロボットと同機種のロボットに同じ動作を行わせる
ために適用する場合などには、高性能なサーボ機構や高
分解能の位置検出器を用いても、各ロボットの各アーム
長の誤差や旋回中心のずれ等の各ロボット固有の誤差量
によって位置決め精度が低下する。
すなわち、直交座標系から各駆動軸の回転量へ変換する
場合、ロボットの各アーム長が変換パラメータとして存
在するから、アーム長が異なれば各駆動軸の回転量が異
なり、その結果、目的とする直交座標系上の位置に正確
に位置決めできないことになる。
場合、ロボットの各アーム長が変換パラメータとして存
在するから、アーム長が異なれば各駆動軸の回転量が異
なり、その結果、目的とする直交座標系上の位置に正確
に位置決めできないことになる。
また、マスタリングによって基準点（−点）の位置合せ
を行っても、マスタリングの調整は機械的にある位置に
ロボットを位置決めして基準点く一点）の位置を記憶さ
せるものであるから、ロボットの旋回中心がずれている
とロボット制御装置が記憶する直交座標系の零点、即ち
、原点はロボット本体の直交座標系上の原点とずれる。
を行っても、マスタリングの調整は機械的にある位置に
ロボットを位置決めして基準点く一点）の位置を記憶さ
せるものであるから、ロボットの旋回中心がずれている
とロボット制御装置が記憶する直交座標系の零点、即ち
、原点はロボット本体の直交座標系上の原点とずれる。
その結果、正確な位置決めができないという問題がある
。
。
また、上述したオフラインプログラムによる動作以外の
場合でも、例えば、視覚センサを使用した場合などは、
視覚センサのカメラ座標系とロボットの座標系を合わぜ
るキャリブレーション（マスタリング）時には、ある特
定な位置を視覚センサに教示することによってキャリブ
レーションが行われるため、ロボット固有の上述した誤
差量（アーム長、旋回中心ずれ）によって位置決め精度
が低下する。
場合でも、例えば、視覚センサを使用した場合などは、
視覚センサのカメラ座標系とロボットの座標系を合わぜ
るキャリブレーション（マスタリング）時には、ある特
定な位置を視覚センサに教示することによってキャリブ
レーションが行われるため、ロボット固有の上述した誤
差量（アーム長、旋回中心ずれ）によって位置決め精度
が低下する。
なお、各ロボット毎にロボットを駆動して位置を教示す
る場合は、すでに各ロボットの上記固有の誤差が考慮さ
れて教示されることとなるから上記問題は生じない。
る場合は、すでに各ロボットの上記固有の誤差が考慮さ
れて教示されることとなるから上記問題は生じない。
そこで、本発明の目的は、オフラインプログラム等のロ
ボットの固有誤差量が考慮されていない位置決め指令に
対し、固有誤差を考慮して位置決めする位置決め補正方
式を提供することにある。
ボットの固有誤差量が考慮されていない位置決め指令に
対し、固有誤差を考慮して位置決めする位置決め補正方
式を提供することにある。
課題を解決するための手段
本発明は、ロボット制ｔｉｌｌ装置に当該ロボットの固
有の誤差ｍを補正値として設定記憶させておぎ、オフラ
インプログラム等の上記固有の誤差Ｍを考慮しない直交
座標系上の位置決め指令が入力された時、上記固有の誤
差量を加味して直交座標系上の位置からロボットの各駆
動軸の回転量に変換してロボットを駆動し位置決めする
ことによって上記課題を解決した。
有の誤差ｍを補正値として設定記憶させておぎ、オフラ
インプログラム等の上記固有の誤差Ｍを考慮しない直交
座標系上の位置決め指令が入力された時、上記固有の誤
差量を加味して直交座標系上の位置からロボットの各駆
動軸の回転量に変換してロボットを駆動し位置決めする
ことによって上記課題を解決した。
作 用
オフライン等で作成されたプログラム等の当該ロボット
固有のアーム長や旋回中心等の誤差量を考慮していない
直交座標系上の位置決め指令が入力されると、ロボット
制御装置は当該ロボットの固有の誤差量を加味して、直
交座標系上の指令位置から各駆動軸の回転化に変換し、
該回転化を各駆動軸のサーボ回路へパルス分配してロボ
ットを駆動する。
固有のアーム長や旋回中心等の誤差量を考慮していない
直交座標系上の位置決め指令が入力されると、ロボット
制御装置は当該ロボットの固有の誤差量を加味して、直
交座標系上の指令位置から各駆動軸の回転化に変換し、
該回転化を各駆動軸のサーボ回路へパルス分配してロボ
ットを駆動する。
その結果、ロボットの固有の誤差量が補正されて正確な
位置にロボットを位置決めすることができる。
位置にロボットを位置決めすることができる。
実施例
第１図は、本発明を水平間接型ロボットに適用した一実
施例の説明図である。
施例の説明図である。
第１図中、座標系ＯＸＹはオフラインプログラム等に使
用されている直交座標系で、座標系ＰＸ’ Ｙ’ は実
際のロボットの座標系である。通常、マスタリングで、
プログラム上の座標系ＯＸＹの原点０と実際のロボット
の座標系ＰＸ’ Ｙ’ の原点Ｐを一致させるが、ロボ
ットの旋回中心がずれていて一致せず、実際のロボット
の座標系の原点Ｐはプログラム上の座標系の原点０から
Ｘ軸方向にΔｘＯ，Ｙ軸方向にΔｙＯずれているとする
。
用されている直交座標系で、座標系ＰＸ’ Ｙ’ は実
際のロボットの座標系である。通常、マスタリングで、
プログラム上の座標系ＯＸＹの原点０と実際のロボット
の座標系ＰＸ’ Ｙ’ の原点Ｐを一致させるが、ロボ
ットの旋回中心がずれていて一致せず、実際のロボット
の座標系の原点Ｐはプログラム上の座標系の原点０から
Ｘ軸方向にΔｘＯ，Ｙ軸方向にΔｙＯずれているとする
。
また、プログラムで指令された直交座標系ＯｘＹの位置
から、各駆動軸の回転角へ変換するためにロボット制御
装置が記憶している第１アーム１の長さを１１．第２ア
ーム°２の長さを１２とし、実際の第１．第２アーム長
は、ｊｌ、１２よりΔ１１．Δ１２の誤差があり、１１
＋Δ１１゜１２＋Δ１２であったとする。なお、他に手
首のオフセット長等があるが、本実施例では、主なアー
ム長として第１．第２のアーム長について補正するもの
である。
から、各駆動軸の回転角へ変換するためにロボット制御
装置が記憶している第１アーム１の長さを１１．第２ア
ーム°２の長さを１２とし、実際の第１．第２アーム長
は、ｊｌ、１２よりΔ１１．Δ１２の誤差があり、１１
＋Δ１１゜１２＋Δ１２であったとする。なお、他に手
首のオフセット長等があるが、本実施例では、主なアー
ム長として第１．第２のアーム長について補正するもの
である。
そこで、プログラムで指令された位置（直交座標上ＯＸ
Ｙの位置）が（ｘ、ｙ）であったとき、上記アーム長の
誤差量Δ１１．Δ１２及び旋回中心のずれ（ΔＸＯ１Δ
ｙＯ）を考慮ゼす、各駆動軸の回転圏へと変換するとす
れば、 Ｘ＝ｊ！ＩＣＯ３θ１−１１２ＣＯ３（θ１」θ２）
・・・（１）ｙ＝ＩＴＳｉｎθ１＋１２５ｉｎ（θ１＋
θ２） −（２）上記第（１）、第（２）式が成立す
るように、指令位置（ｘ、ｙ）は、各駆動軸の回転量θ
１．θ２に変換されることになる。
Ｙの位置）が（ｘ、ｙ）であったとき、上記アーム長の
誤差量Δ１１．Δ１２及び旋回中心のずれ（ΔＸＯ１Δ
ｙＯ）を考慮ゼす、各駆動軸の回転圏へと変換するとす
れば、 Ｘ＝ｊ！ＩＣＯ３θ１−１１２ＣＯ３（θ１」θ２）
・・・（１）ｙ＝ＩＴＳｉｎθ１＋１２５ｉｎ（θ１＋
θ２） −（２）上記第（１）、第（２）式が成立す
るように、指令位置（ｘ、ｙ）は、各駆動軸の回転量θ
１．θ２に変換されることになる。
しかし、上記算出された回転量θ１．θ２で第１、第２
アームを回転さけるとすると、実際の第１、第２のアー
ム長は１１＋Δｊｊ１．ｊｉ２＋△１２で旋回中心がΔ
ｘＯ１ΔｙＯずれていることから、実際の移動位置くＸ
＋Δｘ、ｙ＋Δｙ）は次の第（３）、第（４）式のよう
になる。
アームを回転さけるとすると、実際の第１、第２のアー
ム長は１１＋Δｊｊ１．ｊｉ２＋△１２で旋回中心がΔ
ｘＯ１ΔｙＯずれていることから、実際の移動位置くＸ
＋Δｘ、ｙ＋Δｙ）は次の第（３）、第（４）式のよう
になる。
（ｊｌ＋Δ１１）ｃｏｓθ１＋（１２＋Δ１２） ｃｏ
ｓ （θ１＋θ２）十ΔＸＯ＝ （Ｘ十ΔＸ）
・・・・・・（３）（１１＋Δ１１）ｓ
ｉｎθ１＋（Ｊ２＋Δｊ！２）ｓｉｎ（θ１＋０２）−
ト △ ｙＯ＝ （ｙ ・１− Δ ｙ ）
・・・・
・・ （４）すなわち、プログラムでは位置（Ｘ、 ｙ
）に位置決めすべきであったものが、アーム艮の誤差１
Δ１１．Δ！２．旋回中心のずれ（ΔＸＯ，ΔｙＯ）の
ために、位置（×＋Δｘ、ｙ十Δｙ）に位置決めされる
ことになり、ΔＸ、Δｙの位置決め誤差が生じることと
なる。
ｓ （θ１＋θ２）十ΔＸＯ＝ （Ｘ十ΔＸ）
・・・・・・（３）（１１＋Δ１１）ｓ
ｉｎθ１＋（Ｊ２＋Δｊ！２）ｓｉｎ（θ１＋０２）−
ト △ ｙＯ＝ （ｙ ・１− Δ ｙ ）
・・・・
・・ （４）すなわち、プログラムでは位置（Ｘ、 ｙ
）に位置決めすべきであったものが、アーム艮の誤差１
Δ１１．Δ！２．旋回中心のずれ（ΔＸＯ，ΔｙＯ）の
ために、位置（×＋Δｘ、ｙ十Δｙ）に位置決めされる
ことになり、ΔＸ、Δｙの位置決め誤差が生じることと
なる。
そこで、各ロボットのマスタリング時に上記アーム長の
誤差１１ｊ！１．Δ１２．ｆｋ回中心のずれ（ΔＸＯ１
ΔｙＯ）を求め、マスタリングデータとしてロボット制
御装置に記憶させておき、このマスタリングデータを使
用して直交座標系の位置から各駆動軸の回転角へ変換す
るようにすればよい。
誤差１１ｊ！１．Δ１２．ｆｋ回中心のずれ（ΔＸＯ１
ΔｙＯ）を求め、マスタリングデータとしてロボット制
御装置に記憶させておき、このマスタリングデータを使
用して直交座標系の位置から各駆動軸の回転角へ変換す
るようにすればよい。
なお、上記誤差量Δ１１．Δ１２．旋回中心のずれ（Δ
ｘＯ１ΔｙＯ）は各点間の距離が既知の３点を用いてマ
スタリング動作を行うことによって検出する。
ｘＯ１ΔｙＯ）は各点間の距離が既知の３点を用いてマ
スタリング動作を行うことによって検出する。
その−例を示すと、第４図に示すようなプログラム座標
系ＯＸＹ上の座標（ｘｉ、ｙｉ）が既知である３点Ｍｉ
（ただし、ｉ＝１．２．３＞を用いてマスタリングを行
う。
系ＯＸＹ上の座標（ｘｉ、ｙｉ）が既知である３点Ｍｉ
（ただし、ｉ＝１．２．３＞を用いてマスタリングを行
う。
まず、点Ｍ１にロボットを移動させて従来どおりのマス
タリングを行う。点Ｍ１の座標（Ｘｙｉ）が既知である
ことから、第５図に示すように、ｘｌ ＝１１ｃｏｓ
θＩＰ＋１２ ｃｏｓ（θ１Ｐ＋θ２Ｐ）・・・・
・・（５） ｙｌ ＝ｉ １ ｓｉｎθＩＰｎ １２５ｉｎ（θＩＰ
−１θ２Ｐ）・・・・・・（６） 上記第（５）式、第（６）式を満たす各駆動軸の回転角
θ１Ｐ、θ２Ｐがマスタリング時の各アームの角度とし
て与えられる。
タリングを行う。点Ｍ１の座標（Ｘｙｉ）が既知である
ことから、第５図に示すように、ｘｌ ＝１１ｃｏｓ
θＩＰ＋１２ ｃｏｓ（θ１Ｐ＋θ２Ｐ）・・・・
・・（５） ｙｌ ＝ｉ １ ｓｉｎθＩＰｎ １２５ｉｎ（θＩＰ
−１θ２Ｐ）・・・・・・（６） 上記第（５）式、第（６）式を満たす各駆動軸の回転角
θ１Ｐ、θ２Ｐがマスタリング時の各アームの角度とし
て与えられる。
しかし、現実にはアーム長の誤差量Δ１１゜Δ１２．旋
回中心のずれ（Δ×０．ΔｙＯ）があるため、第６図に
示すように実際の各駆動軸の回転角度θ１．θ２は、 ×１−Δｘｏ ＝ （ｊ！ １＋Δ１１） ｃｏｓθ１
＋（１２＋ΔＪ！２）ｃｏｓ（θ１÷θ２）・・・・・
・（７） ｙｌ −ΔｙＯ＝ ＜１１＋Δ１１）ｓｉｎθ１＋
（１２＋Δ１２）ｓｉｎ（θ１＋θ２）・・・・・・
（８） 上記第（７）式、第（８）式を満たす角度であり、この
角度θ１．θ２は未知の値であるが、ロボット自体はマ
スタリングによって与えられたθ１Ｐ。
回中心のずれ（Δ×０．ΔｙＯ）があるため、第６図に
示すように実際の各駆動軸の回転角度θ１．θ２は、 ×１−Δｘｏ ＝ （ｊ！ １＋Δ１１） ｃｏｓθ１
＋（１２＋ΔＪ！２）ｃｏｓ（θ１÷θ２）・・・・・
・（７） ｙｌ −ΔｙＯ＝ ＜１１＋Δ１１）ｓｉｎθ１＋
（１２＋Δ１２）ｓｉｎ（θ１＋θ２）・・・・・・
（８） 上記第（７）式、第（８）式を満たす角度であり、この
角度θ１．θ２は未知の値であるが、ロボット自体はマ
スタリングによって与えられたθ１Ｐ。
θ２Ｐをそれぞれθ１＝θＩＰ、θ２＝、θ２Ｐとみな
すことになる。これによって第６図に示すように、ロボ
ットの座標系ＰＸ″Ｙ″が生じる。
すことになる。これによって第６図に示すように、ロボ
ットの座標系ＰＸ″Ｙ″が生じる。
次に、このマスタリング状態でロボットアームを点Ｍ２
へ移動ざぜると、第７図に示すように、この時の各駆動
軸の表示回転角がθ１２Ｐ、θ２２Ｐ（ロボット座標系
ＰＸ″Ｙ″における回転角）であったとする。実際の回
転角を０１２．θ２２とすると、θ１２Ｐ≠θ１２．θ
２２Ｐ≠θ２２であり、θ１２゜θ２２は未知の値であ
る。しかし、この回転角はθ１２．θ２２に対しては、
次の第（９）式、第（１０）式が成立する。
へ移動ざぜると、第７図に示すように、この時の各駆動
軸の表示回転角がθ１２Ｐ、θ２２Ｐ（ロボット座標系
ＰＸ″Ｙ″における回転角）であったとする。実際の回
転角を０１２．θ２２とすると、θ１２Ｐ≠θ１２．θ
２２Ｐ≠θ２２であり、θ１２゜θ２２は未知の値であ
る。しかし、この回転角はθ１２．θ２２に対しては、
次の第（９）式、第（１０）式が成立する。
ｘ２−Δｘｏ ＝ （Ｊ！ １＋ΔＩ！１） ｃｏｓθ
１２＋（、ｊ２ ＋Δ、（２）ｃｏｓ（θ １２ トθ
２２）・・・・・・（９） ｙ２−Δｌ ＝ （ｊ！ １＋Δ１１）ｓｉｎθ１
２＋ （１２＋Δ１２）ｓｉｎ（０１２＋θ２２）・・
・・・・（１０） また、 Δθ１２−θ１２−θ１＝θ１２Ｐ−θ１Ｐ ・・
・（１１）Δθ２２＝θ２２−θ２＝・θ２２Ｐ−θ２
Ｐ ・・・（１２）であり、かつ、θ１２Ｐ、θ２
２Ｐは表示された既知の値であり、θ１Ｐ、θ２Ｐはマ
スタリング時に与えられた値であるので、上記角Δθ１
２．Δθ２２を求めることができる。
１２＋（、ｊ２ ＋Δ、（２）ｃｏｓ（θ １２ トθ
２２）・・・・・・（９） ｙ２−Δｌ ＝ （ｊ！ １＋Δ１１）ｓｉｎθ１
２＋ （１２＋Δ１２）ｓｉｎ（０１２＋θ２２）・・
・・・・（１０） また、 Δθ１２−θ１２−θ１＝θ１２Ｐ−θ１Ｐ ・・
・（１１）Δθ２２＝θ２２−θ２＝・θ２２Ｐ−θ２
Ｐ ・・・（１２）であり、かつ、θ１２Ｐ、θ２
２Ｐは表示された既知の値であり、θ１Ｐ、θ２Ｐはマ
スタリング時に与えられた値であるので、上記角Δθ１
２．Δθ２２を求めることができる。
そこで、Δｘ２ ＝ｘ２−ｘｌ 、Δｙ２−ｙ２ｙ１を
第（７）式、第（８）式及び第（９）式、第（１ｏ）式
より求めると、 Δｘ２ ＝ｘ２−ｘｌ ＝−２ｓｉｎ（Δθ１２／２） −ｃｏｓ（Δθ１２／
２＞−（（ｊ！１＋Δｊ’ｌ）・ｓｉｎθ１）２５ｉｎ
２（Δθ１２／２）−（（ｊ２１＋ΔＪ１１）−ｃｏｓ
θ１）・（（１２＋Δ１２）・５ｉｎ（θ１＋θ２））
・・・・・・（１３） 八Ｖ２ ＝Ｖ２−ｙｌ ＝−２ｓｉｎ２（△θ１２／２）−（（ｊ２１＋Δ、７
２１）−ｓｒｎθ１）１−２ｓｉｎ（Δθ１２／２＞
−ｃｏｓ（Δθ１２／２）・（（１１＋Δ１１）・ Ｃ
ａＳＯ３）・（（１２＋Δ１２）・ＣＯＳ （θ１＋θ
２））・・・・・・（１４） 点Ｍ３に対しても同様の動作を行い、 ΔＸ３ ＝ ｆｘ ［（（ｊ！ １＋Δ７７１）ｓｉｎ
θ１）、（（ｊ！１＋Δ１１） ｃｏｓ０２）ＡＣ１２
＋ΔＪ ２）ｓｉｎ（θ１＋０２）） 、 （（ｊ！
２＋Δｆｌ ２）ｃｏｓ（θ１＋θ２））］・・・・・
・（１５） Δｙ３ ＝ｆｙ ［（（ｊ！ １＋Δ１１）ｓｉｎθ１
）、（（１１＋Δ１１）ＣＯ２Ｏ３）Ａ（１２＋Δ１２
）ｓｉｎ（θ１＋０２））、（（ｊ！２→Δｊ！ ２）
ｃｏｓ（θ１＋０２）） ］・・・・・・（１６） 上記第（１３）弐〜第（１６）式において、Δθ１２゜
Δθ２２は第（１１）式、第（１２）式で求められ既知
であり、また、Δθ１３．Δθ２３は同様にして求めら
れ既知である。さらに、Δｘ２．Δｘ３゜Δｙ２．Δｙ
３も既知の値であるから、未知の変数はΔ１１．Δ１２
．θ１．θ２であるので、上記第（１３）弐〜第＜１６
）式の連立方程式を解けば、Δ１１．△１２．θ１．θ
２を求めることができる。こうして、求められた値を第
（７）式と第（８）式に代入してΔｘＯ９ΔｙＯを求め
る。
第（７）式、第（８）式及び第（９）式、第（１ｏ）式
より求めると、 Δｘ２ ＝ｘ２−ｘｌ ＝−２ｓｉｎ（Δθ１２／２） −ｃｏｓ（Δθ１２／
２＞−（（ｊ！１＋Δｊ’ｌ）・ｓｉｎθ１）２５ｉｎ
２（Δθ１２／２）−（（ｊ２１＋ΔＪ１１）−ｃｏｓ
θ１）・（（１２＋Δ１２）・５ｉｎ（θ１＋θ２））
・・・・・・（１３） 八Ｖ２ ＝Ｖ２−ｙｌ ＝−２ｓｉｎ２（△θ１２／２）−（（ｊ２１＋Δ、７
２１）−ｓｒｎθ１）１−２ｓｉｎ（Δθ１２／２＞
−ｃｏｓ（Δθ１２／２）・（（１１＋Δ１１）・ Ｃ
ａＳＯ３）・（（１２＋Δ１２）・ＣＯＳ （θ１＋θ
２））・・・・・・（１４） 点Ｍ３に対しても同様の動作を行い、 ΔＸ３ ＝ ｆｘ ［（（ｊ！ １＋Δ７７１）ｓｉｎ
θ１）、（（ｊ！１＋Δ１１） ｃｏｓ０２）ＡＣ１２
＋ΔＪ ２）ｓｉｎ（θ１＋０２）） 、 （（ｊ！
２＋Δｆｌ ２）ｃｏｓ（θ１＋θ２））］・・・・・
・（１５） Δｙ３ ＝ｆｙ ［（（ｊ！ １＋Δ１１）ｓｉｎθ１
）、（（１１＋Δ１１）ＣＯ２Ｏ３）Ａ（１２＋Δ１２
）ｓｉｎ（θ１＋０２））、（（ｊ！２→Δｊ！ ２）
ｃｏｓ（θ１＋０２）） ］・・・・・・（１６） 上記第（１３）弐〜第（１６）式において、Δθ１２゜
Δθ２２は第（１１）式、第（１２）式で求められ既知
であり、また、Δθ１３．Δθ２３は同様にして求めら
れ既知である。さらに、Δｘ２．Δｘ３゜Δｙ２．Δｙ
３も既知の値であるから、未知の変数はΔ１１．Δ１２
．θ１．θ２であるので、上記第（１３）弐〜第＜１６
）式の連立方程式を解けば、Δ１１．△１２．θ１．θ
２を求めることができる。こうして、求められた値を第
（７）式と第（８）式に代入してΔｘＯ９ΔｙＯを求め
る。
かくして、アーム長の誤差量Δｆ１．Δ１２、旋回中心
のずれ（ΔＸＯ１ΔｙＯ）が求められ、求めた値をマス
タリングデータとしてロボット制御装置に記憶させてお
く。
のずれ（ΔＸＯ１ΔｙＯ）が求められ、求めた値をマス
タリングデータとしてロボット制御装置に記憶させてお
く。
そこで再び第１図に戻り、プログラム実行時においては
、プログラム上の座標系ＯＸＹ上の点（ｘ、ｙ）と一致
する実際のロボットの座標系ＰＸ’ Ｙ’の座標位置（
ｘ’ 、ｙ’ ）とは次の関係がある。
、プログラム上の座標系ＯＸＹ上の点（ｘ、ｙ）と一致
する実際のロボットの座標系ＰＸ’ Ｙ’の座標位置（
ｘ’ 、ｙ’ ）とは次の関係がある。
ｘ＝ｘ’ ＋Δｘ Ｏ・−・−・（１７）ｙ＝ｙ’ ＋
ΔｙＯ・・・・・・（１８）そこで、プログラム上で位
ａ（ｘ、ｙ）への位置決めであれば、実際のロボット座
標系上のＸ′＝Ｘ−Δｘｏ、ｙ’＝ｙ−ΔｙＯの位置（
Ｘ’ 、Ｖ’ ”）へロボットを位置決めすれば良いこ
とを息味する。その結果、マスタリング時に記憶させた
アーム良法差吊Δ１１．Δ１２をアーム長に補正し、次
の第（１９）、第（２０）式の演亦を行うことにより、
各駆動軸の回転角θ１゛、θ２°を求めればよい。
ΔｙＯ・・・・・・（１８）そこで、プログラム上で位
ａ（ｘ、ｙ）への位置決めであれば、実際のロボット座
標系上のＸ′＝Ｘ−Δｘｏ、ｙ’＝ｙ−ΔｙＯの位置（
Ｘ’ 、Ｖ’ ”）へロボットを位置決めすれば良いこ
とを息味する。その結果、マスタリング時に記憶させた
アーム良法差吊Δ１１．Δ１２をアーム長に補正し、次
の第（１９）、第（２０）式の演亦を行うことにより、
各駆動軸の回転角θ１゛、θ２°を求めればよい。
（×−ΔＸ０）＝（Ｊ！１＋Δｊ！１）ＣＯ３θ１＋（
１２＋ΔＪ ２） ｃｏｓ （θ１°トθ２゛）・・・
・・・ （１９） （ｙ−△ｙＯ）＝ｉ１＋Δ１１）ｓｉｎθ１゛＋ （１
２＋Δｊ！２）ｓｉｎ（θ１° ＋θ２°）・・・・・
・ （２０） 第２図は、本実施例におけるロボット制ｉ′２１１ Ｈ
置の要部ブロック図で、ロボット制御装置１０は中央処
理装置（以下、ＣＰＵという）１１と、制御プログラム
を記憶したＲＯＭ１２．データの一時記憶、演算処理等
に使用されるＲＡＭ１３．バブルメモリまたは電源バッ
クアップされたＣＭＯＳメモリ等の不揮発性メモリ１４
．操作盤１５．デイスクロントローラ１６．補間器を含
みロボットの各駆動軸を制御する軸制御器１７．インタ
フェイス１９を有し、バス２０でこれらの要素は接続さ
れている。
１２＋ΔＪ ２） ｃｏｓ （θ１°トθ２゛）・・・
・・・ （１９） （ｙ−△ｙＯ）＝ｉ１＋Δ１１）ｓｉｎθ１゛＋ （１
２＋Δｊ！２）ｓｉｎ（θ１° ＋θ２°）・・・・・
・ （２０） 第２図は、本実施例におけるロボット制ｉ′２１１ Ｈ
置の要部ブロック図で、ロボット制御装置１０は中央処
理装置（以下、ＣＰＵという）１１と、制御プログラム
を記憶したＲＯＭ１２．データの一時記憶、演算処理等
に使用されるＲＡＭ１３．バブルメモリまたは電源バッ
クアップされたＣＭＯＳメモリ等の不揮発性メモリ１４
．操作盤１５．デイスクロントローラ１６．補間器を含
みロボットの各駆動軸を制御する軸制御器１７．インタ
フェイス１９を有し、バス２０でこれらの要素は接続さ
れている。
軸制御器１７は各駆動軸のサーボ回路１８を介してロボ
ット本体の各駆ｖＪ軸を駆動するサーボモータに接続さ
れている。また、インタフェイス１９はロボットの作業
対象等の各種センサ、アクチュエイタに接続されている
。
ット本体の各駆ｖＪ軸を駆動するサーボモータに接続さ
れている。また、インタフェイス１９はロボットの作業
対象等の各種センサ、アクチュエイタに接続されている
。
上記ロボット制御装置１０の構成は従来から公知のもの
と同一であり、その詳細な説明は省略する。
と同一であり、その詳細な説明は省略する。
まず、前述したように本ロボットをマスタリングするこ
とにより９、前述した各リンク長の誤差量Δ１１．Δ１
２及び旋回中心のずれ（Δ×０゜ΔｙＯ）を不揮発性メ
モリ１４中に記憶させておく。
とにより９、前述した各リンク長の誤差量Δ１１．Δ１
２及び旋回中心のずれ（Δ×０゜ΔｙＯ）を不揮発性メ
モリ１４中に記憶させておく。
オフラインで作成されたプログラムや、または本ロボッ
トと同一機種のロボットによって作成されたプログラム
で本ロボットを動作させる場合、プログラム全体にわた
って本発明の位置決め補正動作を行わせる場合には、プ
ログラムの先頭に位置決め補正を行うためのコードをプ
ログラムしておく。また、特別な位置決めだけ、精度を
高めたい場合には、その位置決めに対してのみ位置決め
補正を行うようにパラメータｍで設定しておく。
トと同一機種のロボットによって作成されたプログラム
で本ロボットを動作させる場合、プログラム全体にわた
って本発明の位置決め補正動作を行わせる場合には、プ
ログラムの先頭に位置決め補正を行うためのコードをプ
ログラムしておく。また、特別な位置決めだけ、精度を
高めたい場合には、その位置決めに対してのみ位置決め
補正を行うようにパラメータｍで設定しておく。
本実施例においては、後者の特別精度の高い位置決めを
行うブロックについてのみパラメータｍで指定する方法
の例を、ＣＰＵ１１が行う第３図に示すフローチャート
と共に説明する。
行うブロックについてのみパラメータｍで指定する方法
の例を、ＣＰＵ１１が行う第３図に示すフローチャート
と共に説明する。
ディスクコントローラ１６を介してオフライン等で作成
された動作プログラムを入力し、ＲＡＭ１３中に格納し
、ロボットを駆動すると、ＣＰｔＪｌｌは所定周期毎動
作プログラムより１ブロツクを読出し、位置データ（Ｘ
、Ｖ）とパラメータｍを読出すくステップ８１）。位置
決め補正を行うとしてパラメータｍが「１」とセットさ
れていれば（ステップ８２）、ＣＰＵ１１は、指令Ｘ＠
座標位置Ｘから不揮発性メモリ１４に記憶する旋回中心
のＸ軸方向のずれ量ΔｙＯを減算し、指令Ｘ軸位置を（
Ｘ−ΔｘＯ）とする。また、Ｙ軸位置も同様に、指令値
ｙからＹ軸方向の旋回中心のずれ吊ΔｙＯを減算し、指
令ｙ軸位置を（ｙ−ΔｙＯ）とし、第１．第２のアーム
長を、設定されているアーム長１１．１２に誤差ＭΔ１
１．Δ１２を各々加算して、ｆ１１＋ΔＪ１１．ｊｊ２
＋Δ１２とする〈ステップ８３）。
された動作プログラムを入力し、ＲＡＭ１３中に格納し
、ロボットを駆動すると、ＣＰｔＪｌｌは所定周期毎動
作プログラムより１ブロツクを読出し、位置データ（Ｘ
、Ｖ）とパラメータｍを読出すくステップ８１）。位置
決め補正を行うとしてパラメータｍが「１」とセットさ
れていれば（ステップ８２）、ＣＰＵ１１は、指令Ｘ＠
座標位置Ｘから不揮発性メモリ１４に記憶する旋回中心
のＸ軸方向のずれ量ΔｙＯを減算し、指令Ｘ軸位置を（
Ｘ−ΔｘＯ）とする。また、Ｙ軸位置も同様に、指令値
ｙからＹ軸方向の旋回中心のずれ吊ΔｙＯを減算し、指
令ｙ軸位置を（ｙ−ΔｙＯ）とし、第１．第２のアーム
長を、設定されているアーム長１１．１２に誤差ＭΔ１
１．Δ１２を各々加算して、ｆ１１＋ΔＪ１１．ｊｊ２
＋Δ１２とする〈ステップ８３）。
こうして、第（１９）式、第（２０）式の演算を行い、
直交座標系の位置から各駆動軸の回転角へ変換し、各駆
動軸の回転量θ１°、θ２°を求める（ステップ８４）
。求められた回転［相］をパルス分配しサーボ回路を駆
動すれば、ロボット固有の誤差量（アーム良法差、旋回
中心のずれ）が補正され、ロボットは正確に位置決めさ
れる。
直交座標系の位置から各駆動軸の回転角へ変換し、各駆
動軸の回転量θ１°、θ２°を求める（ステップ８４）
。求められた回転［相］をパルス分配しサーボ回路を駆
動すれば、ロボット固有の誤差量（アーム良法差、旋回
中心のずれ）が補正され、ロボットは正確に位置決めさ
れる。
また、パラメータｍが「１」にセットされていない場合
はステップＳ３の処理を行わず、アーム長補正、旋回中
心ずれ補正を行うことな〈従来と同様に座標変換を行っ
て各駆動軸の回転量を求めてサーボモータを駆動する。
はステップＳ３の処理を行わず、アーム長補正、旋回中
心ずれ補正を行うことな〈従来と同様に座標変換を行っ
て各駆動軸の回転量を求めてサーボモータを駆動する。
以上のように、特別な位置だけ精度の高い位置決めを行
いたい場合には、当該位置決め指令のブロックにパラメ
ータによって位置決め補正の指令をセットしておけば、
アーム良法差、旋回中心ずれ等のロボット固有の誤差量
を補正し、正確に目的の位置に位置決めすることができ
る。また、動作プログラム全体において精度の高い位置
決めを行う場合は、動作プログラムの先頭に位置決め補
正指令をプログラムしておき、プログラム全体にわたっ
て精度の高い位置決めを行わせることもできる。
いたい場合には、当該位置決め指令のブロックにパラメ
ータによって位置決め補正の指令をセットしておけば、
アーム良法差、旋回中心ずれ等のロボット固有の誤差量
を補正し、正確に目的の位置に位置決めすることができ
る。また、動作プログラム全体において精度の高い位置
決めを行う場合は、動作プログラムの先頭に位置決め補
正指令をプログラムしておき、プログラム全体にわたっ
て精度の高い位置決めを行わせることもできる。
また、視覚センサを利用してロボットを駆動する場合に
も、視覚センサが出力する補正データはロボット固有の
誤差量（アームの長さ、旋回中心のずれ）を考慮してい
ない。そのため、視覚センサを利用する場合でも、視覚
センサから送信された補正データを受け、この補正デー
タの位置決め位置に対し、上述と同様の位置決め補正（
アーム良法差、旋回中心ずれ補正）を行って各駆動軸の
回転量を算出し、ロボットを駆動するようにすれば、高
い位置決めができる。
も、視覚センサが出力する補正データはロボット固有の
誤差量（アームの長さ、旋回中心のずれ）を考慮してい
ない。そのため、視覚センサを利用する場合でも、視覚
センサから送信された補正データを受け、この補正デー
タの位置決め位置に対し、上述と同様の位置決め補正（
アーム良法差、旋回中心ずれ補正）を行って各駆動軸の
回転量を算出し、ロボットを駆動するようにすれば、高
い位置決めができる。
なお、上記実施例では、本発明と水平多関節型ロボット
に適用した例を説明したが、水平多関節型に限らず、他
のどのような型のロボットにも適用できるものである。
に適用した例を説明したが、水平多関節型に限らず、他
のどのような型のロボットにも適用できるものである。
発明の効果
本発明によると、ロボット機構部の製造誤差等により生
じるロボット固有の誤差回によって発生する位置決め精
度誤差が除かれ、オフラインで作成されたプログラムで
ロボットを駆動するとき、または、視覚センサを用いて
ロボットを駆動するときの位置決め精度を高精度にする
ことができる。
じるロボット固有の誤差回によって発生する位置決め精
度誤差が除かれ、オフラインで作成されたプログラムで
ロボットを駆動するとき、または、視覚センサを用いて
ロボットを駆動するときの位置決め精度を高精度にする
ことができる。
第１図は、本発明の一実施例の説明図、第２図は、同一
実施例のロボット制御装置の要部ブロック図、第３図は
、同一実施例の動作処理フローチャート、第４図〜第７
図はマスタリングデータを求める一例の説明図である。 １・・・第１のアーム、２・・・第２のアーム、１０・
・・ロボット制御装置、１１・・・中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、０．ＸＹ・・・プログラム上の座標系、ＰＸ’
Ｙ’ ・・・実際のロボット座標系。 第 因 第 図 第 図
実施例のロボット制御装置の要部ブロック図、第３図は
、同一実施例の動作処理フローチャート、第４図〜第７
図はマスタリングデータを求める一例の説明図である。 １・・・第１のアーム、２・・・第２のアーム、１０・
・・ロボット制御装置、１１・・・中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、０．ＸＹ・・・プログラム上の座標系、ＰＸ’
Ｙ’ ・・・実際のロボット座標系。 第 因 第 図 第 図
Claims (1)
- ロボット制御装置に当該ロボットの固有の誤差量を補正
値として設定記憶させておき、上記固有の誤差量を考慮
しない直交座標系上の位置決め指令が入力された時、上
記固有の誤差量を加味して直交座標系上の位置からロボ
ットの各駆動軸の回転量に変換してロボットを駆動し位
置決めすることを特徴とする産業用ロボットの位置決め
補正方式。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1011951A JPH02198783A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | 産業用ロボットの位置決め補正方式 |
| US07/566,464 US5189351A (en) | 1989-01-23 | 1990-01-23 | Corrective positioning method in a robot |
| PCT/JP1990/000075 WO1990008016A1 (fr) | 1989-01-23 | 1990-01-23 | Correction du positionnement de robots |
| EP90901904A EP0411139A1 (en) | 1989-01-23 | 1990-01-23 | Positioning correction for robots |
| CA002022988A CA2022988A1 (en) | 1989-01-23 | 1990-01-23 | Corrective positioning method in a robot |
| KR1019900702089A KR910700128A (ko) | 1989-01-23 | 1990-01-23 | 로보트에 있어서의 위치 결정 보정 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1011951A JPH02198783A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | 産業用ロボットの位置決め補正方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02198783A true JPH02198783A (ja) | 1990-08-07 |
Family
ID=11791936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1011951A Pending JPH02198783A (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | 産業用ロボットの位置決め補正方式 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5189351A (ja) |
| EP (1) | EP0411139A1 (ja) |
| JP (1) | JPH02198783A (ja) |
| KR (1) | KR910700128A (ja) |
| CA (1) | CA2022988A1 (ja) |
| WO (1) | WO1990008016A1 (ja) |
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