JPS6190205A - ロボツトの絶対位置決め誤差補償方法 - Google Patents

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〕 本発明はロボットの絶対位置決め誤差補償方法に関する
。

〔従来の技術〕

一般に、産業用ロボットは、予めオペレータがロボット
アームを動かして教示することによシ、作業順序・位置
およびその他の情報を記憶させ、それを再生することに
よシその作業を繰り返して行なうティーテングプレイパ
、タ方式がとられて、いる。この方式の場合には、口？
ットの絶対座標系での正確な移動機能（絶対精度）は求
められていないが、口＆ｙ）言語あるいはＣＡＤ　（ｃ
ｏｍｐｕｔｅｒａｉｄｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ）出力に正確
に対応して作業を行なうロボットでは、上記絶対精度が
不可欠である。

絶対座標系での誤差は、直交型ロチ、トの場合には生じ
にくいが、多関節型口？ット、特に垂直のがある。

（１）アーム長さく設計値）と実際のアーム長さが異な
る（製作誤差）。

（２）予設定した口？ットの座標原点の状態と実際のロ
ボットの座標原点の状態が異なる（組立・調整誤差）。

（３）演算上の幾何モデルと実際のロボットとの違い（
回転軸のねじれ、製作誤差）。

（４）　　アームの自重、ワークの重さによる減速機、
軸受の変形、アームのたわみ、工作上の誤差、構造上不
可避な原因による回転軸の回転の不均一性。

〔発明が解決しようとする問題点〕

すなわち、ロゴ、トが絶対座標系の位置データを受入し
ても、全ての動作空間範囲内でその位置データの示す位
置に正確に位置決めすることはできない。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、絶対座標に
対する位置決め精度を向上させるようにしたロボットの
絶対位置決め誤差補償方法を提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段〕゛ この発明によれば、ロボットの動作範囲を適当な間隔で
区分し、その各区分別に絶対座標に対する位置決め誤差
もしくはこの誤差をロボット各軸の移動量に換算した値
を補正値と１−て記憶する記憶テーブルを準備し、ロボ
ットの絶対座標系での位置に基づく移動指令があった際
には、その位置に対応して前記補正テーブルに記憶した
補正値を用いてロボットの移動位置誤差を補償するよう
にしている。

〔作　用〕

口カットの絶対座標に対する位置決め誤差を補正テーブ
ルよシ読み出してこれを補償するようにしているため、
絶対座標系での誤差が大きいロボットでも、絶対座標に
対する位置決め精度を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。

第１図は産業用口カットの一例を示す斜視図である。こ
のロボットは第１アーム１１第２アーム２の腕と手首３
とを有する垂直多関節ロボットで、この口がットの動作
は、第１アーム１および第２７−ム２を傾動させる第１
関節４および第２関節５、手首３のひねルおよび曲げを
行なう第３関節６および第４関節７、ロボット全体を旋
回させる旋回軸８の各単位機構の組み合わせによって構
成される。

上記口＆２）で絶対座標に対する位置決めを行なう際に
、アーム、ワークの重さによル生じる誤差を補償する場
合について説明する・ 第２図は第１図の模式図で、アーム、ワークの重さによ
シ、アーム、および関節にモーメントが加わシ、このモ
ーメントによ〕第１関節４はΔＢ回転し、ｇ　２関節５
はΔＣ回転し、ロボットが位置決めした位置は理想的な
状態（アーム、関節の剛性が無限大（破線部参照））に
比べてδア、δ２の誤差が生じている場合に関して示し
ている。すなわち、この位置における絶対位置決め誤差
は、δア。

δ２と“なる。

そこで、上記誤差δア、δ２ｔ−補償するためには、モ
ーメントによる変形ΔＢ、ΔＣを予め測定等によル求め
ておき、関節又はアクチュエータに取シ付けられた検出
器（エンコーダ等）によシ求めた角度Ｂ、Ｃを補正すれ
ばよい。

いま、口？ットが位置決めした位置の認識は、Ｐ＠　（
ｘ’、　ｙ’、　ｚ’　）で、実際に位置決めされた位
置Ｐ１（ｘ、ｙ、ｚ）に対し、δア、δ２の誤差を生じ
ている。

この現在位置Ｐ□（χｅ７ｅＺ＞の正しい認識度をそれ
ぞれＢ′およびＣ′とすると　Ｂ／およびＣ′をΔＢ、
ΔＣによって補正し、 ＢミＢ′＋ΔＢ ＣミＣ′＋ΔＣ 角度Ａおよび補正した角度Ｂ、Ｃに基づいてｘｙｚ座標
位置を求めると、 ｘ＝＝ｆ（Ａ、Ｂ、Ｃ） ｙ＝ｇ（ＡｔＢ＊Ｃ） ２ミｈ（Ｂ、（） 実際に位置決めされた位置Ｐ１（Ｘ＃７＃Ｚ）に一致す
る。

逆に、ｘｙｚ座標で指定した位置Ｐ１０Ｃ＊７１りへの
位置決めは、ΔＢ、ΔＣ関節が変形することを見込み、
位置決めを第３図に示すようにＰ＠　Ｇ”　＋　７　’
　ｙｚ　／　）で行なう。すなわち、位置Ｐ□（Ｘ　ｐ
　７　ｐ　ｚ）から各角度Ａ、Ｂ、Ｃを求め、 Ａ＝＝　ｆ’＜　Ｘ　＃　）’　） Ｂ＝ｇ’（Ｘ　ｔ　）’　＊　Ｚ　） Ｃ””ｈ’（Ｘ　ｔ　”Ｉ　ｐ　Ｚ　）この角度のうち
、Ｂ、ＣをΔＢ、ΔＣによって補正し１ Ｂ’＝Ｂ−ΔＢ Ｃ’　＝Ｃ−ΔＣ ロボットの各関節がＡ　、　Ｂ’　、　Ｃ’となるよう
に制御する、この結果として、ΔＢ、ΔＣ関節が変形し
てＢ、Ｃとなシ、位置決めを指定した位置Ｐ□（Ｘｓｙ
、ｚ）にロボットは位置決めされる。

また、上記ΔＢ、ΔＣはアームの各関節に加わるモーメ
ントによって変わるが、垂直多関節ロボットの場合、口
？ットの姿勢によってモーメントが変わるため、ΔＢ　
、ΔＣは一定ではなく、Ｂｐｃの大きさによりて変化す
る。そこで、Ｂ、Ｃを動作範囲内で適当に分割し、Ｂ、
Ｃの２次元マトリクスとして、次表に示す補正テーブル
を作成する。

なお、旋回軸８０回転角Ａの場合は、第１アーム１、第
２アーム２の姿勢にはよらないので、Ａによる一次元で
補正量ΔＡをもつ。補正テーブルは、ある軸の補正量が
他の軸の位置に影響される場合は影響する軸故に応じて
２次元、３次元マトリクスとなる。

また、第４図に示すようにこの口＆、トの動作領域を基
盤目状に区分し、各区分別にΔＡ、ΔＢ。

ΔＣ（４人は旋回方向修正量）あるいは直交座標系での
誤差（δ工、δア、δ工）をそれぞれ記憶した補゛　　
正テーブルを作成するようにしてもよい。

なお、補正テーブルとしては、第１表に示したように動
作範囲な適当に分割した領域ごとに補正値を記憶するよ
うにしたものの他に、動作範囲を適当に分割した位置ご
とに補正値を記憶するようにしたものが考えられる。後
者の場合は、上記分割した位置以外の位置の補正値は、
その位置の前後の分割した位置における補正値に基づい
てＩＪ　ニヤな内挿法により求めることができる。

また本発明方法は、垂直多関節ロボットに限ららず、他
のタイプの口？ットに対しても適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ロケ、トの絶対座
標に対する位置決め誤差を各位置に対応して記憶した補
正テーブルから読み出してその誤差を補正するようにし
ているため、ロボットの絶対位置の位置決め精度の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は産業用口がットの一例を示す斜視図、第２図お
よび第３図はそれぞれ本発明方法を説明するために用い
た第１図の口？、トの模式図、第４図は第１図のロボッ
トの垂直平面内における動作範囲と本発明に係る補正テ
ーブルを作成する際の該動作範囲の区分の一例を示す図
である。 １・・・第１アーム、２・・・第２アーム、３・・・手
首、４・・・第１関節、５・・・第２関節、６・・・第
３′関節、第１図 第２図 第３図　　２ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボットの動作範囲を適当な間隔で区分し、その各区分
   内におけるロボットの絶対座標系で教示した位置とその
   位置によって実際にロボットが位置決めされた際の位置
   との誤差もしくはこの誤差をロボット各軸の移動量に換
   算した値を補正値として前記各区分別に記憶した補正テ
   ーブルを準備し、ロボットの絶対座標系での位置に基づ
   く移動指令があった際には、その位置に対応して前記補
   正テーブルに記憶した補正値を用いてロボットの移動位
   置誤差を補償するようにしたことを特徴とするロボット
   の絶対位置決め誤差補償方法。