JPH11129176A - センサを用いたカリブレーション方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットの部品を交替した後に発生されるオ
フセットの補正のためのカリブレーション方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 ロボットの運動部には信号発生部が取り
付けられている。運動部が運動する間に信号検出部は該
内部のセンサを用いて信号発生部の運動を検出し（Ｓ
２）、検出される信号に基づいてカリブレーションデー
タが生成される（Ｓ６）。生成されたカリブレーション
データと既存のカリブレーションデータとの偏差を用い
てオフセットが補正されるように既存のカリブレーショ
ンデータが修正される（Ｓ９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセンサを用いたカリ
ブレーション方法に係り、特に、ロボットの本体に装着
される動力伝達部のモータやベルトなどの動力要素また
はロボットのアーム軸の動きを感知するセンサを交換し
た後に発生されるオフセットを補正するためのカリブレ
ーション方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ロボットの如く精密な位置制御
を必要とする機械機構の全体または該一部を故障修理す
るとか、部品を交換するために分解し組み合わせると、
ロボットのアームのような動く部分の初期位置が以前の
調整状態から変動するオフセットが発生する。オフセッ
トが発生すると、以前に設定されたカリブレーションデ
ータに基づく位置制御に精密度がなくなる。従って、部
品を交換した後にはオフセットを補正するために必ずカ
リブレーションを新しくして以前のカリブレーションデ
ータを修正しなければならない。

【０００３】従来においては、ロボットの本体からモー
タ等の部品を交換した後にオフセットを補正する必要の
ある場合には、専用のカリブレーションジグを用い、あ
るいは本体に示されるマークに基づいてカリブレーショ
ンをしていた。

【０００４】カリブレーションジグを用いる作業は、
（１）既存のロボットの本体に取り付けられている作業
用ツールを取り除き、（２）カリブレーションのための
専用ツールに交換し、（３）交換したカリブレーション
専用ツールを用いてカリブレーションを実施し、（４）
実施したカリブレーション結果でオフセットの補正また
はカリブレーションデータを修正し、（５）カリブレー
ション専用ツールをさらに取り除き、（６）既存の作業
用ツールを取り付ける過程で行われる。このようにカリ
ブレーションジグを用いる従来の方法においては、カリ
ブレーションジグの高い精密度を必要とする。また、既
存の作業用ツールとカリブレーション専用ツールを交換
する作業を二回するので、該作業が複雑で時間が長く所
要されるので生産性が低下する。

【０００５】一方、ロボットの本体に表示されるマーク
に基づいてカリブレーションをする作業は、（１）本体
の各部位をマークのある位置に移動させ、（２）現在の
ロボットの位置を用いてオフセットの補正またはカリブ
レーションデータを修正する過程で行われる。前記の方
法は前述したカリブレーションジグを用いる場合のよう
にツールを事々に交換する煩わしさがないが、カリブレ
ーションの精密度が低いので望ましい方法ではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、従来のこのような問題点を考慮して、カリブレーシ
ョンのための専用ジグを用いるためにツールを交換する
作業上の煩わしさがなく簡単で正確にオフセットを補正
することができるロボットのカリブレーション方法を提
供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、ロボットのカリブレーション方法におい
て、前記ロボットの運動部に取り付けられて前記運動部
の位置に関する信号を発生させる信号発生部、及び前記
信号発生部からの信号を検出する信号検出部を設ける段
階；前記運動部を運動させる段階；前記信号検出部によ
り検出される前記運動部の位置に基づいてカリブレーシ
ョンデータを生成する段階；前記生成されたカリブレー
ションデータと既存のカリブレーションデータとの偏差
を算出する段階；及び前記偏差に基づいてオフセットが
補正されるように前記既存のカリブレーションデータを
修正する段階を含むことを特徴とするカリブレーション
方法により達成される。

【０００８】ここで、前記運動部を運動させる段階は、
前記運動部を一方向に回転させる段階、前記信号検出部
から検出される信号の変化がチェックされると前記運動
部を停止させる段階、及び前記運動部を逆方向に回転さ
せる段階を含み；前記カリブレーションデータを生成す
る段階は、前記逆方向への回転段階中に前記信号検出部
から検出される信号の変化がチェックされた時点での前
記運動部の位置に基づいて前記カリブレーションデータ
が生成される。

【０００９】望ましくは、前記運動部は前記一方向への
回転時には速く回転し、前記逆方向への回転時には遅く
回転する。

【００１０】本発明によると、カリブレーション専用ジ
グを交換する煩わしさがなく速くカリブレーションが遂
行される。また、カリブレーションの精密度が高いとい
う長所がある。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明の望ましい実施の形態を詳しく説明する。図１は本
発明によるカリブレーション方法を実行するためのロボ
ットの制御システムを示したブロック図である。ロボッ
ト１０はモータ１１、動力伝達部１２、アーム１３、信
号発生部１４、及び信号検出部１５を有している。

【００１２】モータ１１はロボット１０の作動に必要な
動力を発生させる。動力伝達部１２はベルトとギアから
なり、モータ１１の動力をアーム１３に伝達する。アー
ム１３は動力伝達部１２と通じて伝達される動力により
運動する。信号発生部１４はアーム１３に取り付けられ
ておりアーム１３と共に動く。信号発生部１４はアーム
１３の位置に関する情報を提供する。信号検出部１５は
信号発生部１４を感知するセンサ(図示せず)を有してお
り、該センサを用いて信号発生部１４が発生する信号を
検出する。

【００１３】ロボットの制御システムは上位制御機２
０、モーション制御機３０、及びモータ制御機４０から
構成される。

【００１４】上位制御機２０はロボット１０の動作を制
御するコンピュータであり、信号入力部２１、プログラ
ム制御部２２、及びデータ貯蔵部２３を有する。信号入
力部２１は信号検出部１５からの信号の入力を受けるた
めのインターフェース回路である。プログラム制御部２
２は該信号入力部２１を通じて入力された信号によりロ
ボット１０を該内部に貯蔵されたプログラムに基づいて
制御する。また、上位制御機２０には、使用者の命令を
受けるためのキー入力部２４、及び様々なデータとロボ
ット１０の動作の状態を表示するための表示部２５が連
結されている。

【００１５】モーション制御機３０は上位制御機２０の
命令を受けてモータ制御機４０を制御し、モータ制御機
４０はモータ１１の動作を直接に制御する。即ち、上位
制御機２０がキー入力部２４を通じて入力される使用者
の命令を分析してロボット１０の動作を命令すると、モ
ーション制御機３０は該命令を受けてモータ制御機４０
を通じてモータ１１を駆動する。モータ１１が駆動され
ると該動力が動力伝達部１２を通じてアーム１３に伝達
され、アーム１３はロボット１０の動作のために回転す
る。

【００１６】アーム１３が回転するとここに取り付けら
れている信号発生部１４が共に回転し、信号検出部１５
が該内部のセンサを用いて信号発生部１４の位置を検出
する。この時、上位制御機２０は信号入力部２１を通じ
て信号検出部１５から検出される信号の入力を受けてア
ーム１３の位置を判断し必要な制御をする。

【００１７】このようなロボットの制御システムと図２
を参照しながら本発明によるカリブレーション方法を説
明すると次の通りである。

【００１８】使用者により造作されたキー入力部２４の
信号が上位制御機２０に入力されると、上位制御機２０
はアーム１３が一方向に回転するようにモーション制御
機３０に命令し、モーション制御機３０は上位制御機２
０の命令に従ってモータ制御機４０を通じてロボット１
０のモータ１１を駆動する。そうすると、モータ１１が
回転し該動力が動力伝達部１２を通じてアーム１３に伝
達されることによって、アーム１３が一方向に回転する
（Ｓ１）。この時、望ましくは、モータ１１を速く駆動
してアーム１３を速く回転させる。

【００１９】アーム１３が回転する間にアーム１３に取
り付けられている信号発生部１４もアーム１３と共に回
転する。上位制御機２０は信号検出部１５から検出され
た信号の変化をチェックする（Ｓ２）。この時、検出さ
れた信号に変化がチェックされないとアーム１３の回転
動作を維持し、変化がチェックされるとロボット１０の
モータ１１を減速してアーム１３を停止させる（Ｓ
３）。

【００２０】次に、モータ１１を遅い速度で逆駆動して
停止されたアーム１３を反対方向に回転させる（Ｓ
４）。アーム１３が反対方向に遅く回転する間に上位制
御機２０は信号検出部１５の検出信号に変化があるかを
さらにチェックする（Ｓ５）。この時、検出信号に変化
がチェックされないとアーム１３の逆方向への回転状態
を維持する。

【００２１】アーム１３が逆回転する間に信号検出部１
５の検出信号に変化がチェックされると、上位制御機２
０は該チェックされた時点でのアーム１３の回転位置を
用いてカリブレーションデータを生成し（Ｓ６）、アー
ム１３が停止されるようにモータ１１を停止させる（Ｓ
７）。

【００２２】次に、前記のカリブレーションデータを既
存のカリブレーションデータと比較して偏差を求め（Ｓ
８）、該偏差を用いてオフセットが補正されるように既
存のカリブレーションデータが修正される（Ｓ９）。修
正されたカリブレーションデータはデータ貯蔵部２３に
貯蔵される。

【００２３】このように、オフセットの補正のためのカ
リブレーションを既存のロボットの制御システムの装置
を用いて遂行することによって、新しいカリブレーショ
ンデータを設定することができる。

【００２４】

【発明の効果】前述したように、本発明によると、カリ
ブレーションジグを用いる従来のカリブレーション方法
のようにツールを交換する煩わしさがなく早くカリブレ
ーションを遂行することができる。また、既存のマーク
を用いたカリブレーション方法よりさらに高い精密度の
カリブレーションを遂行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるカリブレーション方法を実行す
るためのロボットの制御システムを示したブロック図で
ある。

【図２】 本発明によるカリブレーション方法の流れ図
である。

【符号の説明】

１０ ロボット １４ 信号発生部 １５ 信号検出部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットのカリブレーション方法におい
   て、 前記ロボットの運動部に付着されて前記運動部の位置に
   関する信号を発生させる信号発生部、及び前記信号発生
   部からの信号を検出する信号検出部を設ける段階；前記
   運動部を運動させる段階；前記信号検出部により検出さ
   れる前記運動部の位置に基づいてカリブレーションデー
   タを生成する段階；前記生成されたカリブレーションデ
   ータと既存のカリブレーションデータとの偏差を算出す
   る段階；及び前記偏差に基づいてオフセットが補正され
   るように前記既存のカリブレーションデータを修正する
   段階を含むことを特徴とするカリブレーション方法。
2. 【請求項２】 前記運動部を運動させる段階は、 前記運動部を一方向に回転させる段階、 前記信号検出部から検出される信号の変化がチェックさ
   れると前記運動部を停止させる段階、及び前記運動部を
   逆方向に回転させる段階を含み；前記カリブレーション
   データを生成する段階は、 前記逆方向への回転段階中に前記信号検出部から検出さ
   れる信号の変化がチェックされた時点での前記運動部の
   位置に基づいて前記カリブレーションデータを生成する
   段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のカリブレ
   ーション方法。
3. 【請求項３】 前記運動部は前記一方向への回転時には
   速く回転し、前記逆方向への回転時には遅く回転するこ
   とを特徴とする請求項２に記載のカリブレーション方
   法。