JPS62272111A - ロボツトハンドの位置・姿勢検出方法 - Google Patents
ロボツトハンドの位置・姿勢検出方法Info
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- JPS62272111A JPS62272111A JP11455486A JP11455486A JPS62272111A JP S62272111 A JPS62272111 A JP S62272111A JP 11455486 A JP11455486 A JP 11455486A JP 11455486 A JP11455486 A JP 11455486A JP S62272111 A JPS62272111 A JP S62272111A
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- Japan
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- posture
- coordinates
- robot
- coordinate system
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
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- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Numerical Control (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
3、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ハンドの位置、姿勢の精密な測定に
係り、ロボットハンドの位置、姿勢の精度検査に好適な
ロボットのハンドの位置、姿勢を検出するためのロボッ
トハンドの位置、姿勢検出方法に関する。
係り、ロボットハンドの位置、姿勢の精度検査に好適な
ロボットのハンドの位置、姿勢を検出するためのロボッ
トハンドの位置、姿勢検出方法に関する。
従来、ロボットの精[測定については、ロボテイツクス
トレンズ 14−17(1985年)第16頁から第
22頁(Robotics Trends 、 14−
17MaY (1985) )’P13−22 ) に
おいて論じられている。
トレンズ 14−17(1985年)第16頁から第
22頁(Robotics Trends 、 14−
17MaY (1985) )’P13−22 ) に
おいて論じられている。
なお、この方法に関連するものとして、特開昭52−6
7555号公報等が挙げられる。
7555号公報等が挙げられる。
上記従来技術は任意の位置、姿勢に対する測定を行なう
という点について配慮がされていない。
という点について配慮がされていない。
本発明の目的は、ロボットハンドの任意な位置。
姿勢を高精度に検出することができるロボットハンドの
位置、姿勢検出方法を提供するにある。
位置、姿勢検出方法を提供するにある。
上記の目的は、ある一定の測定範囲内での任意の位置に
ある球の表面の5次元座標を数点測定する事により、そ
れぞれの球の中心座標を算出し。
ある球の表面の5次元座標を数点測定する事により、そ
れぞれの球の中心座標を算出し。
それらの座標を用いハンドの位置、姿勢を計算する事に
より、達成される。
より、達成される。
また、作業座標系からロボット座標系への座標変換にお
いて補正すべき機構パラメータすべては座標変換式に陽
に含まれる関係式を設定することによって得られる。
いて補正すべき機構パラメータすべては座標変換式に陽
に含まれる関係式を設定することによって得られる。
3次元の位置を正確に測定する事のできる測定機を使用
するか、またはそのような測定1機を製作することによ
り、ある一定の測定範囲内においては任意の位置、姿勢
にあるハンドに取り付けられた球の表面の5次元座標を
高n1度に測定し、それらの座標データから3球それぞ
れの中心座標を計算し%6球の中心座標とあらかじめ設
定された3球間の関係式により、ハンドの位置、姿勢を
高精度に検出することができる。
するか、またはそのような測定1機を製作することによ
り、ある一定の測定範囲内においては任意の位置、姿勢
にあるハンドに取り付けられた球の表面の5次元座標を
高n1度に測定し、それらの座標データから3球それぞ
れの中心座標を計算し%6球の中心座標とあらかじめ設
定された3球間の関係式により、ハンドの位置、姿勢を
高精度に検出することができる。
また補正すべき機構パラメータすべてを陽に含んだ座標
変換式によって推定された裾付は位置を用いれば、機構
誤差補正を考慮したエンコーダ直によってロボットを動
作するとき、ロボット手先の位置、姿勢とロボット据付
は座標系の間でのす−づての機構設計匝が矛盾なく補正
されたことになる。それによって、ロボットは推定され
た機構誤差により補正された機構パラメータを待つよう
になるので、誤動作することがない。
変換式によって推定された裾付は位置を用いれば、機構
誤差補正を考慮したエンコーダ直によってロボットを動
作するとき、ロボット手先の位置、姿勢とロボット据付
は座標系の間でのす−づての機構設計匝が矛盾なく補正
されたことになる。それによって、ロボットは推定され
た機構誤差により補正された機構パラメータを待つよう
になるので、誤動作することがない。
以ド1本発明を図に従って詳細に説明する。
第1図に2いて、ロボットハンドを位置、姿勢t−検出
し之いところに位置させる。ロボットの手先に6球のつ
いた測定用ハンド!kFfrfの立置(後述)に取り付
け、球の表面の点の3次元座標を測定可能な測定機で測
定する。1は測定用ハンドに取りつけられた球である。
し之いところに位置させる。ロボットの手先に6球のつ
いた測定用ハンド!kFfrfの立置(後述)に取り付
け、球の表面の点の3次元座標を測定可能な測定機で測
定する。1は測定用ハンドに取りつけられた球である。
本実施例によれば、接触センサの触針を数不持ち、測定
において任意の触デrを選択可能である測定機を用いる
ことにする。
において任意の触デrを選択可能である測定機を用いる
ことにする。
2は選択oT能なf&触−/すの付いた測定機の触針で
める。
める。
ここで、接触センt3より接点の座標を入力として収り
込む事ができる。記憶装置4は一球につき4点(zl、
71.21 )、 (J2.y2.zす、 (25、u
。
込む事ができる。記憶装置4は一球につき4点(zl、
71.21 )、 (J2.y2.zす、 (25、u
。
”)、(”+!’p”)の座標6を取り込んで記憶し演
算装置5は球の中心座標(JIJ 、yO、go )を
次の一式により計算する。
算装置5は球の中心座標(JIJ 、yO、go )を
次の一式により計算する。
ここで、測定用ハンドの概略と位萱、姿勢ベクトルを累
2図により説明する。測定用ハンドは、ハンドの手先に
一球の中心がくる工うに°t、(Al、他の2球はハン
ド座性糸xy平面上に配置する。本IIりではΔABC
i正三角形に設定した。
2図により説明する。測定用ハンドは、ハンドの手先に
一球の中心がくる工うに°t、(Al、他の2球はハン
ド座性糸xy平面上に配置する。本IIりではΔABC
i正三角形に設定した。
3球A、B、Cの中心をそれぞれA! (zAo 、
yAIl”AQL B’(”Bll 、7B’+”
BO)+”(’Off+700.”Co)とすると、演
算装置5はハンドの位置をAn(、ムa7All l
ZAO)によって求め、ΔJa3aCaの厘心Daf計
算することに二〇安努を求める事ができる。
yAIl”AQL B’(”Bll 、7B’+”
BO)+”(’Off+700.”Co)とすると、演
算装置5はハンドの位置をAn(、ムa7All l
ZAO)によって求め、ΔJa3aCaの厘心Daf計
算することに二〇安努を求める事ができる。
” (’DOr 11)Or ”l)O)更に演J!f
ffit 5は求められたAo 、 BJ 、 Co
、 Doよリバンドの姿勢を表わす6つの方向余弦/l
71 Aを次の式により求め、これら方向余”’Z
/ * y 、 Aの信号8を器己vi装v!4に記憶
だせる。
ffit 5は求められたAo 、 BJ 、 Co
、 Doよリバンドの姿勢を表わす6つの方向余弦/l
71 Aを次の式により求め、これら方向余”’Z
/ * y 、 Aの信号8を器己vi装v!4に記憶
だせる。
f:ハンド座標糸2軸方向の方同余弦
!:ハンド座標系2@方向の方向余弦
^:ハンド座座標糸軸軸方向方向余弦
A= /X9
従って記tは装置t4から記憶されたハンド座標系にお
ける位置座標、姿勢を表わす方向余弦9が出力される。
ける位置座標、姿勢を表わす方向余弦9が出力される。
以上のように、ハンド座標系における位置座標、姿勢を
表わす方向余弦7 # l + Aは第3図に示すハー
ド構成によって検出することができる。6は掻1’B、
セン丈、 5vi演算装置、4は記憶装置である。
表わす方向余弦7 # l + Aは第3図に示すハー
ド構成によって検出することができる。6は掻1’B、
セン丈、 5vi演算装置、4は記憶装置である。
本発明は更に、櫨々の変形を加えた形でも実施すること
ができる。例えば、任意の位置座標検出可能な他の測定
機に変更が可能である。
ができる。例えば、任意の位置座標検出可能な他の測定
機に変更が可能である。
また、本発明の他の一実施例を第4図〜第8図により説
明する。まず、第4図のように所定の作業位置にロボッ
トを設定する。ロボットの手先に測定用ハンド1を取り
付け、生産ライン上に作業座標系治具12を取り付ける
。この際、作業系が個有の座標系を持っているときは、
第4図に示すように治具をその座標系に正確に位置させ
なければならない。また作業座標系が11!l有の座標
糸を持たないときは、設定した治具を基に座標系を設定
すれば良い。
明する。まず、第4図のように所定の作業位置にロボッ
トを設定する。ロボットの手先に測定用ハンド1を取り
付け、生産ライン上に作業座標系治具12を取り付ける
。この際、作業系が個有の座標系を持っているときは、
第4図に示すように治具をその座標系に正確に位置させ
なければならない。また作業座標系が11!l有の座標
糸を持たないときは、設定した治具を基に座標系を設定
すれば良い。
第5図は本発明のハードウェア構成を示すブロック図で
おる。作業座標糸13に設定した作業座標系治具12と
ロボット16の手先に取り付けた測定用ハンド1に共有
する座標糸を持たせる事により(第8図により後述)、
ロボット座標系と作業座標系を同一の座標系で取り扱え
るようにする。
おる。作業座標糸13に設定した作業座標系治具12と
ロボット16の手先に取り付けた測定用ハンド1に共有
する座標糸を持たせる事により(第8図により後述)、
ロボット座標系と作業座標系を同一の座標系で取り扱え
るようにする。
そのときのロボットのエンコーダ値θi (i=1.6
’)11iコントローラ17から、また作業座標系か
ら61Il定用ハンドと作業座標系治具の共有座標系2
0を記憶装置4に入力する。記憶装置4に送られたエン
コーダftNと共有座標系を演算装置5に送り作業座標
系におけるロボット座像系(原点及びX。
’)11iコントローラ17から、また作業座標系か
ら61Il定用ハンドと作業座標系治具の共有座標系2
0を記憶装置4に入力する。記憶装置4に送られたエン
コーダftNと共有座標系を演算装置5に送り作業座標
系におけるロボット座像系(原点及びX。
y、z軸方向余弦)22を計算して(第9図にて後述)
記憶装置4に返す。ここまでの処理を終了すると、測定
用ハンド1を他の作業用治A12の隅に移IIIJざ1
同様の処理をくり返す。この処理を作業座標系治具12
の各隅において行ない各演算処理結果のロボット座標系
を平均してロボット座標系25として出力する。以上の
演J4過橿を第6図フローチャートにおいて説明する。
記憶装置4に返す。ここまでの処理を終了すると、測定
用ハンド1を他の作業用治A12の隅に移IIIJざ1
同様の処理をくり返す。この処理を作業座標系治具12
の各隅において行ない各演算処理結果のロボット座標系
を平均してロボット座標系25として出力する。以上の
演J4過橿を第6図フローチャートにおいて説明する。
まず、測定用ハンド設定個所を決定し、その数をNとす
る。(通常はN=4である1)(,10(:J)機構設
計直Pと機構誤差データΔPを設定する。(101)f
ilJンク間の座標変換式の機構設計(* I’を(P
−ΔP)に座標ダ2換式を補正する。つ1り第i軸から
第1+1軸への座標変換式)Jは。
る。(通常はN=4である1)(,10(:J)機構設
計直Pと機構誤差データΔPを設定する。(101)f
ilJンク間の座標変換式の機構設計(* I’を(P
−ΔP)に座標ダ2換式を補正する。つ1り第i軸から
第1+1軸への座標変換式)Jは。
Pi =P@、 Pfli PQi Phi PAI(
r =1 、5 )P4=PL+ Plji pL。
r =1 、5 )P4=PL+ Plji pL。
となる。
ここで機構パラメータはそれぞれ
SI: 1番めの回転軸方向のアーム長さAi:i査め
の回転軸と1+1査めの原点O,+1との間の距離 θI: I#めの回転軸の回転角 ai 二 1番めとt+1番めの回転軸のなすねじれ角 β1 : 、番めとi + 14f!めのなすねじれ角
で、aiと垂直な平面内のねじれ角 LI: ハンドの第6回転軸方向長さL7: 第6
回転軸とハンド指令位置の距離のように定義される。(
第7図) これらのパラメータを推定された機構誤差ΔSIΔAI
、Δθi、Δα1.Δβ1で補正し、(Si −Δ”)
+(A櫂−ΔAI)、C60−Δθ1)l(αt−Δa
I) 、 (Ai 1hlji ) 、 (Li −
ΔLi ) 。
の回転軸と1+1査めの原点O,+1との間の距離 θI: I#めの回転軸の回転角 ai 二 1番めとt+1番めの回転軸のなすねじれ角 β1 : 、番めとi + 14f!めのなすねじれ角
で、aiと垂直な平面内のねじれ角 LI: ハンドの第6回転軸方向長さL7: 第6
回転軸とハンド指令位置の距離のように定義される。(
第7図) これらのパラメータを推定された機構誤差ΔSIΔAI
、Δθi、Δα1.Δβ1で補正し、(Si −Δ”)
+(A櫂−ΔAI)、C60−Δθ1)l(αt−Δa
I) 、 (Ai 1hlji ) 、 (Li −
ΔLi ) 。
(Ly−ΔL2 )を新たなパラメータとし、+’)
+ t21式の機構パラメータの位置に置@換えた座標
変換行列P・′(・=1.6 )は次のようになる。
+ t21式の機構パラメータの位置に置@換えた座標
変換行列P・′(・=1.6 )は次のようになる。
次に1作業座標系治具とロボット測定用ハンド共有座標
系を作る方法を第5図において示す。直方体を手先に取
り付けた測定用ハンドを作業座標系治具の隅に位置させ
る。ハンド中心位置HC(HC+ 、 kLcx 、
klcm )と座標軸” ’ + l ’ T 24を
定める。
系を作る方法を第5図において示す。直方体を手先に取
り付けた測定用ハンドを作業座標系治具の隅に位置させ
る。ハンド中心位置HC(HC+ 、 kLcx 、
klcm )と座標軸” ’ + l ’ T 24を
定める。
この座標系を作業座標系によって記述すると次のように
なる。(106)(第8図) この座標系はロボットの手先の座標系であるから、作業
座標系でのロボット座標系をRuで表わすと。
なる。(106)(第8図) この座標系はロボットの手先の座標系であるから、作業
座標系でのロボット座標系をRuで表わすと。
RoP+PzPsPaP*Pa :P7となる。よっ
てReが求まる。(104)ここでマトリクスRoを構
成する要素は、λ2:ロボット座標系X@の方向余弦 λy :ロボット座標系y軸の方向余弦λ2 :ロボッ
ト座標系2軸の方向余弦(Hog 、 Ro y 、
gaz)ニロボット座標系原点座標となる。(第9図) 次に、N=N−1としく 105)、N>O(1015
)の間はこの作用(102)〜(105)を煉す返し、
それぞれのRaの平均直によりロボット座標系Rowと
する。(107) 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、ある一定範囲内で
のロボットハンドの圧意な位置、姿勢とハンド形状に対
応した測定用ハンドを設計し取り付ける事により測定が
可能となる。性能、効率は測定機の向上に依存し、測定
用ハンドの設計、計算処理も聞易である。
てReが求まる。(104)ここでマトリクスRoを構
成する要素は、λ2:ロボット座標系X@の方向余弦 λy :ロボット座標系y軸の方向余弦λ2 :ロボッ
ト座標系2軸の方向余弦(Hog 、 Ro y 、
gaz)ニロボット座標系原点座標となる。(第9図) 次に、N=N−1としく 105)、N>O(1015
)の間はこの作用(102)〜(105)を煉す返し、
それぞれのRaの平均直によりロボット座標系Rowと
する。(107) 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、ある一定範囲内で
のロボットハンドの圧意な位置、姿勢とハンド形状に対
応した測定用ハンドを設計し取り付ける事により測定が
可能となる。性能、効率は測定機の向上に依存し、測定
用ハンドの設計、計算処理も聞易である。
また本発明によれば、e、WIA差をオンライン。
プログラミングによって補正aT能なロボット据付は位
置を計算することができる。上記述の測定用ハンド、作
業座標系治具はI′f11度的に高いものを作ることが
でき機a、A差に何ら支障をきたさず、経騎的にも安価
である。
置を計算することができる。上記述の測定用ハンド、作
業座標系治具はI′f11度的に高いものを作ることが
でき機a、A差に何ら支障をきたさず、経騎的にも安価
である。
第1図は本発明の1′J)1.施例を示す測定用ハンド
と測定機の関係を表わす図、第2図は本発明に係る測定
用ハンドと位置、姿勢ベクトルの概略図、第3図は本実
施例の処理手順を示すブロック図。 第4図は本発明の他の実施例を示す全体図、第5図はそ
のハードウェア構成を示す図、第6図はそのソフトウェ
ア構成を示す図、第7図は機傳バ2メータを示す図、第
8図は測定用ハンドと作業座標系治具の共有座標系を作
るだめの説明図、第、9図は座標変換式によって作業座
標系においてロボット座標系を表わす1図である。 1・・・測定用ハンド 3・・・接触センサ 4・・・記憶装置 5・・・演鼻装置 12・・・作業座標系治具 代転弁理士小川勝男
と測定機の関係を表わす図、第2図は本発明に係る測定
用ハンドと位置、姿勢ベクトルの概略図、第3図は本実
施例の処理手順を示すブロック図。 第4図は本発明の他の実施例を示す全体図、第5図はそ
のハードウェア構成を示す図、第6図はそのソフトウェ
ア構成を示す図、第7図は機傳バ2メータを示す図、第
8図は測定用ハンドと作業座標系治具の共有座標系を作
るだめの説明図、第、9図は座標変換式によって作業座
標系においてロボット座標系を表わす1図である。 1・・・測定用ハンド 3・・・接触センサ 4・・・記憶装置 5・・・演鼻装置 12・・・作業座標系治具 代転弁理士小川勝男
Claims (1)
- ロボットのハンド位置、姿勢を検出するに当り、ロボッ
トのハンド部に3球を取り付けた測定用ハンドを取付け
、これら3球の内ある球はハンドの手先位置に位置させ
、これら3つの球をハンド座標系のxy平面上に付け、
これら3球の中心座標を測定機により検出することによ
りロボットのハンド位置、姿勢を算出することを特徴と
するロボットハンドの位置、姿勢検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11455486A JPS62272111A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | ロボツトハンドの位置・姿勢検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11455486A JPS62272111A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | ロボツトハンドの位置・姿勢検出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62272111A true JPS62272111A (ja) | 1987-11-26 |
Family
ID=14640705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11455486A Pending JPS62272111A (ja) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | ロボツトハンドの位置・姿勢検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62272111A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03113787U (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-21 | ||
CN112043282A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-08 | 方秋菊 | 一种基于大数据的学生学习习惯分析*** |
-
1986
- 1986-05-21 JP JP11455486A patent/JPS62272111A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03113787U (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-21 | ||
CN112043282A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-08 | 方秋菊 | 一种基于大数据的学生学习习惯分析*** |
CN112043282B (zh) * | 2020-09-15 | 2021-05-18 | 深圳市优课在线教育有限公司 | 一种基于大数据的学生学习习惯分析*** |
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