JPS6126106A - 工具位置補正方式 - Google Patents

工具位置補正方式

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JPS6126106A
JPS6126106A JP14719684A JP14719684A JPS6126106A JP S6126106 A JPS6126106 A JP S6126106A JP 14719684 A JP14719684 A JP 14719684A JP 14719684 A JP14719684 A JP 14719684A JP S6126106 A JPS6126106 A JP S6126106A
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robot
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axis
hand
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JP14719684A
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Shinsuke Sakakibara
伸介 榊原
Tatsuo Karakama
立男 唐鎌
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、工具位置補正方式に係り、特に、産業用ロボ
ットのハンドに取付けられる工具を交換した場合に、交
換前の工具で教示されたポイントデータを基にして、交
換後の工具位置を容易に変換可能な工具位置補正方式に
関する。
（従来技術） 最近、産業用ロボットの普及がめざましく、多くの分野
で利用されるようになってきている。どのような状況に
あって、産業用ロボットにも高精度のしかも信頼性のあ
る性能が要求されるようになってきている。
特に、多関節型ロボットにおいては多くの動作軸を有し
ており、レベルの高い作業を遂行できるので溶接作業な
どに多く用いられるようになってきている。
第７図はかかるロボットの斜視図であり、このロボット
はリンク機構を腕駆動系の構成とした６自由度のロボッ
トであり、６自由度のものの構成は、腕の旋回（Ｔ軸）
、下腕の萌後傾＠（Ｗ軸）、上腕の上下傾動（Ｕｌｉｌ
ｌｌ）及び手首の回転（Ａ軸）、ふり（Ｂ軸）、ひねり
動作（０（γ）軸）の各軸からなっている。これら各軸
はおのおの独立に制御されるようになっている。この図
において、１は関節型ロボットを支える基台である。基
台１の上部には、各軸を垂直軸（Ｚ軸）に対して旋回さ
せるＴ（θ）軸サーボ七−夕２が載置されている。Ｔ（
θ）軸サーボモータ３の上には、これによって回転され
るＴ（θ）軸ユニット６が設けられている。とのＴ（θ
）軸ユニット３はＴ（θ）軸サーボモータによって回転
される。Ｔ（θ）軸ユニット３の上には、Ｗ軸ユニット
４が固定的に設けられ、これにＷ軸腕５が軸承５ａによ
って回転自在に軸承されている。６はＷ軸駆動機構であ
る。Ｗ軸腕６の先端には、Ｕ軸腕７が軸承７ａによって
、回転自在に軸承されている。８はＵ軸駆動機構である
。Ｕ軸腕７の先端には、手首機構９が設けられている。
この手首機構９は、Ａ軸サーボモータ１０により回転さ
れ、Ｂ軸サーボモータ１１により上下方向に振られ、Ｃ
軸サーボモータ１２によりひねられる。そして、手首機
構９には工具が取付けられ、ロボットは工具でもって作
業を遂行するようになっている。
（従来技術の問題点） か困難を伴々う。加えるＫ、工具には多種多様のものが
ありポイントの位置がそれぞれ異なってくるために工具
を交換した場合には、その都度、最初から教示な行々わ
ねばならず、面倒であり作業効率が低下するという問題
があった。
（発明の目的） 本発明は、工具交換を行かう場合に工具の交換前の工具
位置情報を基にして、交換後の工具位置情報を得ること
により、工具交換に伴なう工具位置の補正を容易に、か
つ的確に行ない得る工具位置補正方式を提供することを
目的とする。
（発明の概要） 本発明は、ロボットのノ・ンドに装着される工具が交換
される場合に交換後の工具の位置を補正する工具位置補
正方式において、工具交換前にロボットに教示された各
軸情報とその時の工具位置情報とに基づいて、工具交換
後の工具位置情報を得るように構成する。
（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら詳
細に説明する。
第６図はロボット、そのノ・ンド及び工具の各座標系を
説明する説明図であり、Ｘ、　　Ｙ、　　Ｚはロボット
の基準座標系であり、０けその原点を示す。
！ｌ、　＋ｎ、　ｕｎけロボット、・１ンド座標系にお
けるノ・ンド姿勢ベクトルである。ｌｉ、　ｌｕ、　　
ｌＶｌま′ソール座標系におけるツール姿勢ベクトルで
ある。尚Ｔ　ＯＰはツールセンターポイント（つかみ点
ともいう）である。
第１図は、ロボットのノ１ンド１５の先端に装着される
工具１６を説明する説明図であり、第１医師）（以下基
準状態という）と第１図（ｂ）（以下第２状態という）
とは工具の軸の長さが相違するのみであり、両者は同じ
工具座標系（以下工具座標系１という）で定義される。
ここでは基準状態と第２状態との関係をパターン１とす
る。
次に、第１図（Ｃ）（以下第３状態という）のようにロ
ボットのハンド１５の先端に工具１６−３が装着される
場合には、基準状態と比較するとツールセンターポイン
トＴＯＰも工具座標系も異なることになる。ここでは、
基準状態と第３状態との関係をパターン２とする。
以下、パターン１とパターン２の場合の工具位置補正の
手法について説明する。
（１）パターン１の場合 第４図はパターン１における工具位置補正処理の流れを
説明する説明図であり、この図から明らかな様に、基準
状態で教示されたロボットの各軸データ（Ｔ１．’Ｗｔ
　、　Ｕｌ、　Ｏｒ　、　Ｂｔ　、　Ａｔ　）を、第２
状態で使用可能なロボットの各軸データ（’＋４．　Ｗ
２６　［Ｊ２゜Ｏｌ、　１３ｔ、　Ａ、）にどのように
変換するかについて説明する。
捷ず、基準状態におけるロボットの各種データ（ＴＩ、
　Ｗｌ、　Ｕｔ、　Ｏ，、Ｂ、、　Ａ、）　ト基準状態
ｆ　得う：ｈ　ｉツールセンターポイントＴＯＰ１に基
づいて、ノ１ンドつかみ点のロボット基準座標での位置
（ｘｌ。
）’ｔ＋Ｚｓ）と、ハンド姿勢ベクトルＱＩ８．１ｍ８
．１１１とを計算する。これは順変換であり容易に計算
できる。
次に、計算されたらこれらのデータ（Ｘｌ、Ｙ１＋Ｚｌ
　、　＠ｌ　、　１ｍｌ　、町）と第２状態で選択され
たツールセンターポイント’ｆ’ＯＰ　２を基にして、
ロボットの各軸の値（Ｔ２．　ｗ、、　Ｕｌ、　ｏ２．
１３２．　Ａ２）を計算する〇これは逆変換であり、容
易に計算できる。
従って、パターン１においては工具位置補正を工具交換
前の教示データを基にして、容易に、かつ的確に行なう
ことができる。
（２）パターン２の場合 第５図はパターン２における工具位置補正処理の流れを
説明する説明図であり、この図から明らかな様に、基準
状態で教示されたロボットの各軸データ（Ｔｓ　、Ｗｓ
　、Ｕｓ　、　Ｏｔ　、　Ｂｔ　、　Ａｔ　）を、第３
状態で使用可能なロボットの各軸データ（Ｔｓ　、　Ｗ
ｓ　、　Ｕｓ　。
０、、Ｂ、、人、）にどのように変換するかについて説
明する。
まず、基準状態で教示されたロボットの各種データ（Ｔ
ｓ、　Ｗｌ、　ｏ、、　Ｏｓ、　Ｂｔ、八、）と基準状
態で得られたツールセンターポイントＴＯＰ１に基づい
て、ハンドつかみ点のロボット基準座標での位置（ｘｌ
。
Ｙ、５２ｔ）と、ハンド姿勢ベクトルｑ１１　、１ｍｔ
　、　ｌｎｌとを計算する。これは順変換であり、容易
に求められる。
次に、ハンド姿勢ベクトル（１，ｌｎｌ、　Ｉｎと、基
準状態で選択された工具座標１に基づいて、工具姿勢ベ
クトルｌｔ１　＋　Ｉｕｓ　＋的をｎ１算する。
次に、工具姿勢ベクトルＩｔ１．　＋１１１　、＼ｖＩ
と第６状態で選択されている工具座標５Ｖｃ基づいて、
第３状態におけるハンド姿勢ベクトル’ｌｘ　、　１ｒ
ｎ２　、　ｌｎ２を計算する。
尚、ハンド姿勢ベクトル’ｌ、　＋ｍ、　Ｉｎと工具座
標系の工具姿勢ベクトル１ｔ、　＋ｕ、　＋ｖとの間に
は、常に順変換、逆変換を行なうととができることは明
らかである。その理由について説明すると、ハンド座標
系と工具座標系は空間的り相対位置が常に固定されてい
るので、１つの３×６の定行列（Ｍ）を介するととによ
り、次式が成立する。
ＩＩ　　ＩＩ　　ＩＩ　　　　　１１　　ＩＩ　　ＩＩ
Ｉｔ　　＋ｕ　　Ｉｖ　　　　　？ｉ　　ｔｍ　　ｔｎ
ここで、（Ｍ）を求めるＫは、ロボットの各軸の値をセ
ツティングデータとし、この値より、その時のハンド姿
勢ベクトルＱ。、　１ｉｎｅ　、　ｌｎｏが求められる
ので、との値を、つまり、 （Ｑｏ　、　ｌｎｏ　、　ｌｎｏ　）　−”’　（Ｍ）
とすれば、ハンド姿勢ベクトルＱ！、　１ｍ、　ｔｎと
工具座標系の工具姿勢ベクトルＩｔ、　ｌｕ、　Ｉｖと
の間の変換は容易に行なうことができる。
最後に、得られたデータ（ｘｌ　、）’＋　ｌ　ｚｌ　
ｌ　ｅＪｔ　Ｉ　ｌ’ｎ２１１ｎ２）と第３状態で選択
されたツールセンターポイントＴＣＰ　’ｌを基にして
、ロボットの各軸の値を計算する。
このようにして、パターン２においても、工具交換前の
情報を用いて、工具交換後の工具位置補正を行なわせる
ことができる。
第２図は前記パターン１での変換をわかりゃすく示した
説明図であり、工具位置が軸の長さ方向に補正されたこ
とになる。
第３図は箭記パターン２での変換をわかりゃすく示し＊
、説明図であり、工具位置がつかみ点及びつかみ方向に
も補正されたことを示している。
尚、本発明を一実施例により説明したが、本発明は、こ
の実施例に限定されるものでは々く、本発明の主旨に従
い、゛帽々の１形が可能であり、これらを本発明の範囲
から排除するものではない。
（発明の効果） 本発明によれば、工具交換前にロボットに教示された各
軸情報とその時の工具位置情報とに基づいて、工具交換
後の工具位置情報を得るようにし容易に、かつ的確に行
なうことができる。また、これを達成するための構成本
簡単なものであり、実用的効果は大である。
【図面の簡単な説明】
第１図はハンドへの工具の取付状態を示す説明図、第２
図はパターン１における工具位置の変換を説明する説明
図、第５図はパターン２における工具位置の変換を説明
する説明図、第４図はパターン１における工具補正処理
の流れを説明する説明図、第５図はパターン２における
工具補正処理の流れを説明する説明図、第６図はロボッ
ト、そのハンド及び工具の各座標系を説明する説明図、
第７図は一般的な６軸制御の多関節型ロボットの斜視図
である。 １５・・・ハンド、１６・・・工Ａ、ＴＯＰ・・・ツー
ルセンターポイント。 特許出願人　ファナック株式会社 代理人　弁理士　辻　　　　實　外１名第１図 第２図　　　第３図 第７図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ロボットのハンドに装着される工具が交換される
    場合に、交換後の工具の位置を補正する工具位置補正方
    式において、工具交換前にロボットに教示された各軸情
    報とその時の工具位置情報とに基づいて、工具交換後の
    工具位置情報を得ることを特徴とする工具位置補正方式
    。
  2. （２）前記ロボットの基準座標系におけるハンドつかみ
    点の位置とハンド姿勢ベクトルとを求め、該求められた
    情報と工具交換後の工具位置情報を基にしてロボットの
    各軸の値を求め、前記工具交換後の工具位置情報を得る
    ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
    記載の工具位置補正方式。
  3. （３）前記ロボットの基準座標系におけるハンドつかみ
    点の位置と、ハンド姿勢ベクトルとを求め、該求められ
    た情報と、その時の工具座標とを用いて工具姿勢ベクト
    ルを求め、該求められた情報と、工具交換後の工具座標
    とを用いて工具交換後のハンド姿勢ベクトルを求め、該
    求められた情報と工具交換後の工具の位置情報とに基づ
    いて、前記工具交換後の工具位置情報を得るようにした
    ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の工具
    位置補正方式。
JP14719684A 1984-07-16 1984-07-16 工具位置補正方式 Pending JPS6126106A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14719684A JPS6126106A (ja) 1984-07-16 1984-07-16 工具位置補正方式
EP85903397A EP0188626B1 (en) 1984-07-16 1985-07-13 System for correcting position of tool
PCT/JP1985/000396 WO1986000729A1 (en) 1984-07-16 1985-07-13 System for correcting position of tool
DE8585903397T DE3584882D1 (de) 1984-07-16 1985-07-13 System zur verbesserung der position eines werkzeugs.
US06/843,695 US4816733A (en) 1984-07-16 1985-07-13 Tool position compensation method

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EP (1) EP0188626B1 (ja)
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DE (1) DE3584882D1 (ja)
WO (1) WO1986000729A1 (ja)

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