JPS61240304A - 産業用ロボツトのエンド・エフエクタ取付け誤差演算装置 - Google Patents
産業用ロボツトのエンド・エフエクタ取付け誤差演算装置Info
- Publication number
- JPS61240304A JPS61240304A JP8016185A JP8016185A JPS61240304A JP S61240304 A JPS61240304 A JP S61240304A JP 8016185 A JP8016185 A JP 8016185A JP 8016185 A JP8016185 A JP 8016185A JP S61240304 A JPS61240304 A JP S61240304A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torch
- end effector
- robot
- error
- attachment error
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- 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
- G05B2219/39055—Correction of end effector attachment, calculated from model and real position
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Numerical Control (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ロボットにエンド・エフェクタを取付ける際
に生じる誤差の補正法に係り、特にエンド・エフェクタ
が溶接用トーチあるいはスプレィ・ガンである時に好適
な、誤差演算装置に関する。
に生じる誤差の補正法に係り、特にエンド・エフェクタ
が溶接用トーチあるいはスプレィ・ガンである時に好適
な、誤差演算装置に関する。
ロボットに溶接あるいは塗装の作業を教示する場合、現
在そのほとんどがティーチング・プレイバック方式に頼
ハる教示方式を採用している。しかし、作業内容の多様
化・複雑化が進むであろう将来、コンピュータを用いた
オフライン・ティーチングが前記方式にとって代わるこ
とが予想される。オフライン・ティーチングの大きな問
題点の一つは、オフライン時に想定した通シには必ずし
もロボットが動作しないことにある。これは、次の3つ
の誤差が原因であると考えられる。
在そのほとんどがティーチング・プレイバック方式に頼
ハる教示方式を採用している。しかし、作業内容の多様
化・複雑化が進むであろう将来、コンピュータを用いた
オフライン・ティーチングが前記方式にとって代わるこ
とが予想される。オフライン・ティーチングの大きな問
題点の一つは、オフライン時に想定した通シには必ずし
もロボットが動作しないことにある。これは、次の3つ
の誤差が原因であると考えられる。
a) ワーク(作業対象物)の形状誤差オフライン時に
想定したワークのモデルと実際に製作したワークとの誤
差をいう。
想定したワークのモデルと実際に製作したワークとの誤
差をいう。
(2) ロボットの機構誤差
オフライン時に想定したロボットの機構モデルと実際の
ロボットとの誤差(例えば、アーム長などの設計諸元の
誤差)をいう。
ロボットとの誤差(例えば、アーム長などの設計諸元の
誤差)をいう。
0) エンド・エフェクタ取付は誤差
トーチ(溶接用エンド・工7エクタンやスプレィ・ガン
(塗装用エンド−エフェクタ)は、作業内容の多様化に
対応できるように、ユーザが用途に合わせて独自に取付
ける。その取付けの際に生ずる誤差、即ち、オフ、フィ
ン時に想定したロボットの機構モデルによ)演算された
エンド・二7エクタの位置・姿勢と、実際に取付けられ
ているエンド・エフェクタの位置・姿勢との誤差をいう
。
(塗装用エンド−エフェクタ)は、作業内容の多様化に
対応できるように、ユーザが用途に合わせて独自に取付
ける。その取付けの際に生ずる誤差、即ち、オフ、フィ
ン時に想定したロボットの機構モデルによ)演算された
エンド・二7エクタの位置・姿勢と、実際に取付けられ
ているエンド・エフェクタの位置・姿勢との誤差をいう
。
これらの誤差に対して、上記α)については、まだ有効
な手段がないため、ワーク製作時に規格に合っているも
のだけを選別する方法で対処し、上記(2)については
、特開昭59−59394号公報などで対処が可能であ
る。上記(3)については、トーチ取付は作業がロボッ
トのユーザの経戚と勘によるものであるため、大きな誤
差となシやすい。しかし、現在それに対処する有効な方
法が提案されていないと思われる。
な手段がないため、ワーク製作時に規格に合っているも
のだけを選別する方法で対処し、上記(2)については
、特開昭59−59394号公報などで対処が可能であ
る。上記(3)については、トーチ取付は作業がロボッ
トのユーザの経戚と勘によるものであるため、大きな誤
差となシやすい。しかし、現在それに対処する有効な方
法が提案されていないと思われる。
本発明の目的は、トーチあるいはスプレィ−ガン等のエ
ンド・エフェクタをロボットに取付ける際に生ずる誤差
を、ロボット据付は床面からエンド・エフェクタまでの
高さの実測値とロボットの設計諸元とから測定し、更に
、その測定結果を用いて、エンド・エフェクタ取付は誤
差を補正する装置を提供することにおる。
ンド・エフェクタをロボットに取付ける際に生ずる誤差
を、ロボット据付は床面からエンド・エフェクタまでの
高さの実測値とロボットの設計諸元とから測定し、更に
、その測定結果を用いて、エンド・エフェクタ取付は誤
差を補正する装置を提供することにおる。
上記目的を達成する丸めに、本発明は、「一端を共有す
る2つのベクトルの空間的位置関係は極座標形式で表現
できる」ことに着目している。その理由は、トーチの取
付は用治具は、常に固定されているため、取付けたトー
チの位置には誤差が生じず、姿勢のみに誤差が生じるか
らである。
る2つのベクトルの空間的位置関係は極座標形式で表現
できる」ことに着目している。その理由は、トーチの取
付は用治具は、常に固定されているため、取付けたトー
チの位置には誤差が生じず、姿勢のみに誤差が生じるか
らである。
本発明は、モデル・トーチを2軸と一致させることによ
り、モデル・トーチ先端の床からの高さ、実トーチ先端
の床からの高さの、Z軸方向のデータのみで、両者の幾
何学的位置関係からトーチ取付は誤差が測定できること
を特徴としている。また、その測定結果を用いて座標系
変換マトリックスを作成して、モデル・トーチの位置・
姿勢指令値の修正を行い、トーチ取付は誤差を補正する
機能も、本発明には含まれている。
り、モデル・トーチ先端の床からの高さ、実トーチ先端
の床からの高さの、Z軸方向のデータのみで、両者の幾
何学的位置関係からトーチ取付は誤差が測定できること
を特徴としている。また、その測定結果を用いて座標系
変換マトリックスを作成して、モデル・トーチの位置・
姿勢指令値の修正を行い、トーチ取付は誤差を補正する
機能も、本発明には含まれている。
まず、本発明の原理について説明する。第1図(a)に
示すように、あるベクトルAを、Aと2軸とのなす角度
θと、AをX−Y平面に投影した時のベクトルA′とX
軸とのなす角度φとを用いて極座標形式で表現する。前
述の層目点に従って、第1図(b)に示すように、実際
にロボットに取付けられているトーチ(以下、これを実
トーチと呼ぶ)の位置ベクトル101と、ロボットの動
作データ生成装置内でロボットの位置・姿勢を定義した
機構モデルにより演算されたトーチ(以下、これをモデ
ルトーチと呼ぶ)の位置ベクトル102とにより、トー
チ取付は誤差を前述のθとφとで定義することができる
。このθとφを測定するには、実トーチの位置ベクトル
の各座標軸における成分、即ち、X−Y−2成分の、3
つの値を実測しなければならない。しかし、実測の基準
となる、ロボットの関節軸の中心等に設定されている座
標系はモデル上のものでオシ、実際の実測の基準とする
ことは困癲である。このため、実測可能な新たな座標系
を設定する必要がある。更に、この新たな座標系のx、
y、z軸のそれぞれに、実トーチの位置ベクトルを投影
して、このベクトルの各座標軸における成分を実測しな
ければならない。以上のような、煩雑な手順がθとφの
測定には必要となり、また、その際、実測誤差の生ずる
可能性も非常に高い。
示すように、あるベクトルAを、Aと2軸とのなす角度
θと、AをX−Y平面に投影した時のベクトルA′とX
軸とのなす角度φとを用いて極座標形式で表現する。前
述の層目点に従って、第1図(b)に示すように、実際
にロボットに取付けられているトーチ(以下、これを実
トーチと呼ぶ)の位置ベクトル101と、ロボットの動
作データ生成装置内でロボットの位置・姿勢を定義した
機構モデルにより演算されたトーチ(以下、これをモデ
ルトーチと呼ぶ)の位置ベクトル102とにより、トー
チ取付は誤差を前述のθとφとで定義することができる
。このθとφを測定するには、実トーチの位置ベクトル
の各座標軸における成分、即ち、X−Y−2成分の、3
つの値を実測しなければならない。しかし、実測の基準
となる、ロボットの関節軸の中心等に設定されている座
標系はモデル上のものでオシ、実際の実測の基準とする
ことは困癲である。このため、実測可能な新たな座標系
を設定する必要がある。更に、この新たな座標系のx、
y、z軸のそれぞれに、実トーチの位置ベクトルを投影
して、このベクトルの各座標軸における成分を実測しな
ければならない。以上のような、煩雑な手順がθとφの
測定には必要となり、また、その際、実測誤差の生ずる
可能性も非常に高い。
つぎに、トーチ取付は誤差を測定し、補正する装置につ
いて説明する。
いて説明する。
(1)トーチ取付は誤差測定装置
本装置は、次の2つの機能によ多構成される。
(a) θ算出機能二次の手順により4g1図に記し
たθを求める。即ち、(1)第2図のようにモデルトー
チ(位置P!にある)の姿勢が床面に対して垂直となる
時の高さhをロボットの動作データとする、(i+)(
1)の動作データを用いて、実際にロボットを動かす、
(iii)その時の実トーチ(位置P!にある)の高さ
h′を実測する。以上の・ 手順により得られたり、
h/を用いて、モデルトーチと実トーチとの幾何学的
位置関係からθを算出する。
たθを求める。即ち、(1)第2図のようにモデルトー
チ(位置P!にある)の姿勢が床面に対して垂直となる
時の高さhをロボットの動作データとする、(i+)(
1)の動作データを用いて、実際にロボットを動かす、
(iii)その時の実トーチ(位置P!にある)の高さ
h′を実測する。以上の・ 手順により得られたり、
h/を用いて、モデルトーチと実トーチとの幾何学的
位置関係からθを算出する。
(b) φ算出機能:第1図に記したφを求めるため
に、82図t−X−Y平面への投影図(第3図)具体的
には、次の3つの手順で実現する。
に、82図t−X−Y平面への投影図(第3図)具体的
には、次の3つの手順で実現する。
〔手順1〕
第3図において、Pzの存在範囲31(第1〜第4象限
)にたいし、φが、第1・第42#!限側、第2−第3
象限側どちら側に存在するかを、以下の方法で調べる。
)にたいし、φが、第1・第42#!限側、第2−第3
象限側どちら側に存在するかを、以下の方法で調べる。
まず、そデルトーチの姿勢を床面に対して垂直にした時
と、Z−X平面上で床面に対して真横にした時との2ケ
ースに分け、各ケースにおける実トーチの高さを実測で
求める。そして、第4図(a)のようにhlがり、よシ
大きい場合には、第4図(b)のように第1・第4象限
側にφが存在すると判定する。また、第5図(a)のよ
うに、hiがり、よシ小さい場合には、第5図中)のよ
うに第2・第3象限側にφが存在すると判定する。
と、Z−X平面上で床面に対して真横にした時との2ケ
ースに分け、各ケースにおける実トーチの高さを実測で
求める。そして、第4図(a)のようにhlがり、よシ
大きい場合には、第4図(b)のように第1・第4象限
側にφが存在すると判定する。また、第5図(a)のよ
うに、hiがり、よシ小さい場合には、第5図中)のよ
うに第2・第3象限側にφが存在すると判定する。
〔手順2〕
手順1のみでは、φの存在する象限を一つに絞シ切れな
いため、本手順ではモデル・トーチの姿勢t−Z−Y平
面上で床面に対して真横にした時についても手順1と同
様な方法で調べ、φが存在している象限を厳科的に決定
する。
いため、本手順ではモデル・トーチの姿勢t−Z−Y平
面上で床面に対して真横にした時についても手順1と同
様な方法で調べ、φが存在している象限を厳科的に決定
する。
〔手順3〕
手順2で決定した象限のどこに実トーチの位置が存在し
ているかを角度φで求める。ところで、第3図における
実トーチの位置P3を第6図のように定義すれば、実ト
ーチのX軸上への投影位置Xoはモデルトーチを真横に
対してX軸上に一致させた時の実トーチの高さに等しい
。この値は、手順1・2により既に得られている。また
、実トーチをX−Y平面上へ投影したときのトーチ長γ
はθが与えられれば、容易に計算できる。これらの値と
φの存在している象限がわかれば、φは幾何学的な手法
により算出できる。
ているかを角度φで求める。ところで、第3図における
実トーチの位置P3を第6図のように定義すれば、実ト
ーチのX軸上への投影位置Xoはモデルトーチを真横に
対してX軸上に一致させた時の実トーチの高さに等しい
。この値は、手順1・2により既に得られている。また
、実トーチをX−Y平面上へ投影したときのトーチ長γ
はθが与えられれば、容易に計算できる。これらの値と
φの存在している象限がわかれば、φは幾何学的な手法
により算出できる。
(2)トーチ取付は誤差補正装置
本装置は、上記α)で算出したθとφを用いて、第7図
のようにモデルトーチに設定した座標系Cから実トーチ
に設定した新たな座、$系C/への変換マトリックスε
を作成して、モデルトーチの位置・姿勢指令値Tの修正
を行う機能を備えている。
のようにモデルトーチに設定した座標系Cから実トーチ
に設定した新たな座、$系C/への変換マトリックスε
を作成して、モデルトーチの位置・姿勢指令値Tの修正
を行う機能を備えている。
ここで、Ct−C′に一致させるには、Z軸回シにφ、
Y軸回シにθ、それぞれ回転させれば良い。
Y軸回シにθ、それぞれ回転させれば良い。
この考え方に着目すれば、εは次式で求まる。
ε=几、“1(2,φ)・几、t (y、 θ)更に
、トーチ取付は誤差を補正するためのモデルトーチの位
置・姿勢指令値T′は次式で求まる。
、トーチ取付は誤差を補正するためのモデルトーチの位
置・姿勢指令値T′は次式で求まる。
T’=T−E
なお、上記の2つの式に関しては、文献〔例えば、アー
ル・ピー・ボール(几・P −Paul) 。
ル・ピー・ボール(几・P −Paul) 。
10ボツトマニピユレーター 、M I T 出版、1
981年(” Robot Manipulators
’MIT pres8*1981)に詳しいので、ここ
では説明を省略する。
981年(” Robot Manipulators
’MIT pres8*1981)に詳しいので、ここ
では説明を省略する。
以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
本実施例で取上げたロボット教示システムのハードウェ
ア構成を第8図に示す。第8図の教示システムは、ロボ
ット801、溶接用トーチ802、溶接機器制御装置8
02、ロボット・コントローラ804、ロボットの動作
データ生成装置805、入力装置806、トーチ取付は
誤差演算装置807トーチ取付は誤差測定装置808、
トーチ取付は誤差補正装置809、及び共通信号線81
0からなる。トーチ取付誤差測定装置808内には、モ
デルトーチの高さデータ記憶装置8081、実トーチの
高さデータ記憶装置8082、)−チ取付は誤差測定演
算装置8083、演算結果記憶装置8084i1’$→
、トーチ取付誤差補正装置809内には、モデルトーチ
の位置・姿勢指令値記憶装置8091、トーチ取付は誤
差補正演算装置8092、演算結果記憶装置8093が
ある。このシステムを例にとり、本願発明にもとづくト
ーチ取付は誤差測定・補正、両面木について説明する。
ア構成を第8図に示す。第8図の教示システムは、ロボ
ット801、溶接用トーチ802、溶接機器制御装置8
02、ロボット・コントローラ804、ロボットの動作
データ生成装置805、入力装置806、トーチ取付は
誤差演算装置807トーチ取付は誤差測定装置808、
トーチ取付は誤差補正装置809、及び共通信号線81
0からなる。トーチ取付誤差測定装置808内には、モ
デルトーチの高さデータ記憶装置8081、実トーチの
高さデータ記憶装置8082、)−チ取付は誤差測定演
算装置8083、演算結果記憶装置8084i1’$→
、トーチ取付誤差補正装置809内には、モデルトーチ
の位置・姿勢指令値記憶装置8091、トーチ取付は誤
差補正演算装置8092、演算結果記憶装置8093が
ある。このシステムを例にとり、本願発明にもとづくト
ーチ取付は誤差測定・補正、両面木について説明する。
(1)トーチ取付は誤差測定装置
本装置は、第8図に示すように4つの装置から構成され
ている。ここで、本装置における処理の流れを簡単に説
明する。まず、モデルトーチを第9図に示す3種類の姿
勢にし、それぞれの夾トーチの床からの高さZm 、
Zx 、 Z’yを実測する。
ている。ここで、本装置における処理の流れを簡単に説
明する。まず、モデルトーチを第9図に示す3種類の姿
勢にし、それぞれの夾トーチの床からの高さZm 、
Zx 、 Z’yを実測する。
なお、第9図における座標系のとシ方は、モデル・トー
チを床面に対して垂直にした時のモデル・トーチの方向
をZm、床面に対して水平にした時のモデル・トーチの
方向をX軸、ZmとX軸の外積方向をY軸としている。
チを床面に対して垂直にした時のモデル・トーチの方向
をZm、床面に対して水平にした時のモデル・トーチの
方向をX軸、ZmとX軸の外積方向をY軸としている。
そして、前述の実測結果と、そデル・トーチの床からの
高さZsとを、装置806から入力し、前者は装置80
81に第10図に示すフォーマットで、後者は装置80
82に第1図に示す7オーマツトで、それぞれ装置80
5を介して記憶しておく。更に、これらの装置に記憶さ
れているデータを装置8083に入力して誤差を行い、
その結果を装置8084に第12図に示すフォーマット
で記憶しておく。
高さZsとを、装置806から入力し、前者は装置80
81に第10図に示すフォーマットで、後者は装置80
82に第1図に示す7オーマツトで、それぞれ装置80
5を介して記憶しておく。更に、これらの装置に記憶さ
れているデータを装置8083に入力して誤差を行い、
その結果を装置8084に第12図に示すフォーマット
で記憶しておく。
次に本装置内で発明の対象となる装置8083について
、説明する。この装置は、(a)第2図におけるθを算
出する機能(以下、これをθ算出機能と呼ぶ)、(b)
第6図におけるφを算出する機能(以下、これをφ算出
機能と呼ぶ)、より成る。以下、これらの機能について
詳iK説明する。
、説明する。この装置は、(a)第2図におけるθを算
出する機能(以下、これをθ算出機能と呼ぶ)、(b)
第6図におけるφを算出する機能(以下、これをφ算出
機能と呼ぶ)、より成る。以下、これらの機能について
詳iK説明する。
(a)0算出機能
トーチを第2図のような姿勢にした時のモデル・トーチ
の高さhと実トーチの高さh′は、装置8081、装置
8082に記憶されティbZx 、 Z tとそれぞれ
同値であるため、既知である。従って、hとh′からθ
は幾何学的に解くことができ、次式で表わされる。
の高さhと実トーチの高さh′は、装置8081、装置
8082に記憶されティbZx 、 Z tとそれぞれ
同値であるため、既知である。従って、hとh′からθ
は幾何学的に解くことができ、次式で表わされる。
a−(h’ −h)
θ== cos ”1□
(b) φ算出機能
発明の概要で記述した手順に従い、φを算出する。まず
、装置8081 と装置8082に記憶されているZm
、Zx、Zly、Zlを用イテ、手順1・2・3を第1
3図で示す70−チャートで表わす。第13図において
、手順lはステップ1.2に、手順2はステップ3.4
に、手順3はステップ6に、それぞれ対応している。以
下、各ステップについて説明する。
、装置8081 と装置8082に記憶されているZm
、Zx、Zly、Zlを用イテ、手順1・2・3を第1
3図で示す70−チャートで表わす。第13図において
、手順lはステップ1.2に、手順2はステップ3.4
に、手順3はステップ6に、それぞれ対応している。以
下、各ステップについて説明する。
〈ステップl〉
ZI<ZxかツZ t ≧Z y 構成9 立ツ時、2
丁=IPz、であればφは第1象限(第13図1301
)内に存在し、Zy=Ztであればφは+x−1ifl
l上(第13図1302)に存在すると判定する。
丁=IPz、であればφは第1象限(第13図1301
)内に存在し、Zy=Ztであればφは+x−1ifl
l上(第13図1302)に存在すると判定する。
くステップ22
ZI<Zxかつz1≦Zyが成り立つ時、ZxキZ+で
あればφは第4象限(第13図1304>内に存在し、
Z!=Z1であればφは−y軸上(第13図1303)
に存在すると判定する。
あればφは第4象限(第13図1304>内に存在し、
Z!=Z1であればφは−y軸上(第13図1303)
に存在すると判定する。
くステップ3〉
zI≧ZxかつZI>zYが成シ立つ時、Zx−IP
Z i テhればφはg2象!(5gx3図1306)
内に存在しZx=Ztでおればφは+y輪軸上第13図
1305)に存在すると判定する。
Z i テhればφはg2象!(5gx3図1306)
内に存在しZx=Ztでおればφは+y輪軸上第13図
1305)に存在すると判定する。
くス°テップ4〉
Z I> Z xかつzI≦2!が成シ立つ時、Zy’
PZ l f6./”Lばφは第3象限(第13図13
08 )内に存在し、Z r =Z tであればφは−
xIa上(第13図1307)に存在すると判定する。
PZ l f6./”Lばφは第3象限(第13図13
08 )内に存在し、Z r =Z tであればφは−
xIa上(第13図1307)に存在すると判定する。
くステップ5〉
ステップ1〜4の判定基準を満足しない場合、即ち、ト
ーチ取付は誤差がない場合の処理を本ステップ(第13
図1309)で行う。
ーチ取付は誤差がない場合の処理を本ステップ(第13
図1309)で行う。
くステップ6〉
ステップ1〜4で決定した象限のどの位置に実トーチが
存在しているかを+X鵬とのなす角度で求める(413
図1310)。具体的には、次の方法で行う。
存在しているかを+X鵬とのなす角度で求める(413
図1310)。具体的には、次の方法で行う。
第6図において次式が成シ立つ。
上式よシ、φは次式で求められる。
但し、−180’≦φ≦180’ とするところが、
上式によればφは絶対値が同じで、符号のみが違う、2
つの解を持つことになる。そのため、次の判定法により
φを一意に決める。即ち、ステップ1〜ステツプ4で決
定したφの存在する象限が、第1@第2象限であれば、
正のpsf:採用し、第3・第4J!限であれば負の解
を採用すれば良い。
上式によればφは絶対値が同じで、符号のみが違う、2
つの解を持つことになる。そのため、次の判定法により
φを一意に決める。即ち、ステップ1〜ステツプ4で決
定したφの存在する象限が、第1@第2象限であれば、
正のpsf:採用し、第3・第4J!限であれば負の解
を採用すれば良い。
以上のような機能を用いて、トーチ取付は誤差0・φを
測定する。
測定する。
伐) トーチ取付は誤差補正装置
本装置は、第8図に示すように3つの装置から構成され
ている。ここで、本装置における処理の流れを簡単に説
明する。まず、装置805で設定されたモデル・トーチ
の位置・姿勢指令値を、装置8091に第14図に示す
フォーマットで記憶しておく。この装置に記憶されてい
る値と装置80.84に記憶されているθ・φとを装置
8o92に入力して誤差の補正を行い、その結果を装置
8093に第15図に示す7オーマツトで記憶しておく
。
ている。ここで、本装置における処理の流れを簡単に説
明する。まず、装置805で設定されたモデル・トーチ
の位置・姿勢指令値を、装置8091に第14図に示す
フォーマットで記憶しておく。この装置に記憶されてい
る値と装置80.84に記憶されているθ・φとを装置
8o92に入力して誤差の補正を行い、その結果を装置
8093に第15図に示す7オーマツトで記憶しておく
。
次に、本装置内で発明の対象となる装置8o92につい
て説明する。この装置は、発明の概要で述べたように、
座標系の変換マトリックスを作成して、モデル・トーチ
の位置の姿勢指令1直の修正を行う機能を1えている。
て説明する。この装置は、発明の概要で述べたように、
座標系の変換マトリックスを作成して、モデル・トーチ
の位置の姿勢指令1直の修正を行う機能を1えている。
本実施例では、装置8o84に記憶しであるθ・φよシ
座標系変換マトリックスεを作成した後、装置8091
に記憶されている値で作成したモデル・トーチの位置姿
勢定義マトリックスTを、εを用いて実トーチの位置・
姿勢定義マトリックスT′に変換する方法を示す。具体
的には、発明の概要で述べた考え方に基づき、次式でε
を求める。
座標系変換マトリックスεを作成した後、装置8091
に記憶されている値で作成したモデル・トーチの位置姿
勢定義マトリックスTを、εを用いて実トーチの位置・
姿勢定義マトリックスT′に変換する方法を示す。具体
的には、発明の概要で述べた考え方に基づき、次式でε
を求める。
E=&−1(Z、 φ)−a、*(y、 θ)更に
、Tは装置8091に記憶されている値を用いれば、次
式で定義できる。
、Tは装置8091に記憶されている値を用いれば、次
式で定義できる。
EとTが与えられれば、実トーチの位置・姿勢定義マト
リックスT/は次式で求まる。 ′T′=丁・ε
−1 上式で求め九T′を用いて、装置805でロボットの動
作データを作シ直せば、トーチ取付は誤差が補正できる
。
リックスT/は次式で求まる。 ′T′=丁・ε
−1 上式で求め九T′を用いて、装置805でロボットの動
作データを作シ直せば、トーチ取付は誤差が補正できる
。
以上、2つの装置をロボット教示システムに組込むこと
により、トーチ取付は誤差によるロボットの位置・姿勢
の誤差を抑えることができる。
により、トーチ取付は誤差によるロボットの位置・姿勢
の誤差を抑えることができる。
次に、本発明の変形例について説明する。本発明の本文
では、φをθの関数として算出しているが、ここではθ
をφの関数として算出する方法を示す。
では、φをθの関数として算出しているが、ここではθ
をφの関数として算出する方法を示す。
まず、第6図における実トーチの位置9sを第16図の
ように定義すれば、φは次式で求められる。
ように定義すれば、φは次式で求められる。
ここで、”0#)’(lは装置8081に記憶されてい
るZx、Zrと同値であるため、φは容易に計算できる
。ま九、φの存在する象限の判定法については、発明の
実施例で述べた方fIzを採用する。
るZx、Zrと同値であるため、φは容易に計算できる
。ま九、φの存在する象限の判定法については、発明の
実施例で述べた方fIzを採用する。
次にθを求めるために、第16図のrを次式で計算する
。
。
r= xe” +Jo”
または、
上式でrは第17図のtと等しい。従って、θは次式で
計算できる。
計算できる。
以上の方法で算出したφとθを用いれば、前述のように
トーチ取付は誤差の補正ができる。
トーチ取付は誤差の補正ができる。
本発明によれば、次の効果がある。
α)物差2巻き尺等の安価で手軽な測定器を用いて、簡
単な測定を数回行うだけで、正確にエンド・エフェクタ
取付は誤差を測定することができる。
単な測定を数回行うだけで、正確にエンド・エフェクタ
取付は誤差を測定することができる。
(2)本発明をロボット教示システムに組込むことによ
り、人間の意図した通シにロボットが正確に動作する。
り、人間の意図した通シにロボットが正確に動作する。
そのため、精度のよい溶接e塗装作業が実現できる。
(3) 上記(1)■は、エンド・エフェクタ取付は
時に生ずる誤差に関するものであるが、例えば、周辺機
器とエンド・エフェクタとの衝突等のアクシデントで、
最初に設定しておいたエンド・エフェクタの姿勢に狂い
が生じた場合にも、本発明は適用可能でめシ、上記(1
)(2)と同様な効果が期待できる。
時に生ずる誤差に関するものであるが、例えば、周辺機
器とエンド・エフェクタとの衝突等のアクシデントで、
最初に設定しておいたエンド・エフェクタの姿勢に狂い
が生じた場合にも、本発明は適用可能でめシ、上記(1
)(2)と同様な効果が期待できる。
第1図は3次元中間における2つのベクトルの位置関係
を示す図、第2図は第1図の側面図、第3図は第1図の
上面図、第4図、第5図は実トーチの位置の存在してい
る象限を決める説明図、第6図は第3図に記号を付した
図、第7図は、座標系変換マトリックスの説明図、第8
図は実権例におけるハードウェア構成図、第9図は実ト
ーチの高さを測定する際にとらせるモデル・トーチの姿
勢を示す図、第10図は実トーチの高さデータ記憶テー
ブル、第11図はモデルφトーチの高さデータ記憶テー
ブル、第12図はトーチ取付は誤差記憶テーブル、第1
3図はφ算出手順を示すフローチャート、第14図はモ
デル・トーチの位置・姿勢指令値データ記憶テーブル、
第15図はトーチ取付は誤差補正後のモデル・トーチの
位置・姿勢指令値データ記憶テーブル、第16図はφ算
出法の説明図、第17図はθ算出法の説明図である。
を示す図、第2図は第1図の側面図、第3図は第1図の
上面図、第4図、第5図は実トーチの位置の存在してい
る象限を決める説明図、第6図は第3図に記号を付した
図、第7図は、座標系変換マトリックスの説明図、第8
図は実権例におけるハードウェア構成図、第9図は実ト
ーチの高さを測定する際にとらせるモデル・トーチの姿
勢を示す図、第10図は実トーチの高さデータ記憶テー
ブル、第11図はモデルφトーチの高さデータ記憶テー
ブル、第12図はトーチ取付は誤差記憶テーブル、第1
3図はφ算出手順を示すフローチャート、第14図はモ
デル・トーチの位置・姿勢指令値データ記憶テーブル、
第15図はトーチ取付は誤差補正後のモデル・トーチの
位置・姿勢指令値データ記憶テーブル、第16図はφ算
出法の説明図、第17図はθ算出法の説明図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ロボットの動作データ生成装置を備えたロボット教
示システムにおいて、ロボットに取付けられているエン
ド・エフェクタの位置と、該動作データ生成装置内で該
ロボットの位置・姿勢を定義した機構モデルにより演算
された該エンド・エフェクタの位置との、幾何学的位置
関係から該エンド・エフェクタの取付け誤差を測定する
装置を設けたことを特徴とする産業用ロボットのエンド
・エフェクタ取付け誤差演算装置。 2、上記取付け誤差を測定する装置は、上記測定した結
果を用いて上記エンド・エフェクタの位置・姿勢指令値
を修正し、該エンド・エフェクタの誤差を補正する装置
を含むことを特徴とする第1項の産業用ロボットのエン
ド・エフェクタ取付け誤差演算装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8016185A JPS61240304A (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 産業用ロボツトのエンド・エフエクタ取付け誤差演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8016185A JPS61240304A (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 産業用ロボツトのエンド・エフエクタ取付け誤差演算装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61240304A true JPS61240304A (ja) | 1986-10-25 |
Family
ID=13710583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8016185A Pending JPS61240304A (ja) | 1985-04-17 | 1985-04-17 | 産業用ロボツトのエンド・エフエクタ取付け誤差演算装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61240304A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6334085A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-13 | 株式会社日立製作所 | ロボツトの治具の姿勢再現方法 |
JPS63120088A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-05-24 | 神鋼電機株式会社 | 無人搬送車搭載ロボツトの位置補正方法 |
WO1989002349A1 (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-23 | Fanuc Ltd | Automatic setting of tool tip point |
JPH01159186A (ja) * | 1987-07-28 | 1989-06-22 | Walter E Red | ロボット不正確度修正方法 |
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EP0740982A2 (en) * | 1995-05-03 | 1996-11-06 | Faro Technologies Inc. | Method of generating an error map for calibration of a robot or multi-axis machining center |
WO2012176649A1 (ja) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | 株式会社神戸製鋼所 | ロボットのツールパラメータの補正方法 |
-
1985
- 1985-04-17 JP JP8016185A patent/JPS61240304A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6535794B1 (en) | 1993-02-23 | 2003-03-18 | Faro Technologoies Inc. | Method of generating an error map for calibration of a robot or multi-axis machining center |
US6606539B2 (en) | 1993-02-23 | 2003-08-12 | Faro Technologies, Inc. | Portable coordinate measurement machine with pre-stressed bearings |
EP0740982A2 (en) * | 1995-05-03 | 1996-11-06 | Faro Technologies Inc. | Method of generating an error map for calibration of a robot or multi-axis machining center |
EP0740982A3 (en) * | 1995-05-03 | 1998-08-19 | Faro Technologies Inc. | Method of generating an error map for calibration of a robot or multi-axis machining center |
WO2012176649A1 (ja) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | 株式会社神戸製鋼所 | ロボットのツールパラメータの補正方法 |
JP2013000870A (ja) * | 2011-06-21 | 2013-01-07 | Kobe Steel Ltd | ロボットのツールパラメータの補正方法 |
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