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JP2001018182A - Robot mechanism calibration arithmetic method and system - Google Patents

Robot mechanism calibration arithmetic method and system

Info

Publication number
JP2001018182A
JP2001018182A JP11190273A JP19027399A JP2001018182A JP 2001018182 A JP2001018182 A JP 2001018182A JP 11190273 A JP11190273 A JP 11190273A JP 19027399 A JP19027399 A JP 19027399A JP 2001018182 A JP2001018182 A JP 2001018182A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
posture
tip
information
changed
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.)
Pending
Application number
JP11190273A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Nogo
英俊 野吾
Akio Shindo
明男 進藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP11190273A priority Critical patent/JP2001018182A/en
Publication of JP2001018182A publication Critical patent/JP2001018182A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress generation of dispersion by calculating a position deviation, generated by changing an attitude, by inputting difference information between a robot tip end position in a basic attitude and a robot tip end position in a changed attitude. SOLUTION: A target coordinate value set to a robot controller is changed without moving a robot so that it indicates a jig 22 for a support target even in a condition changing an attitude. By indicating the jig 22 for a support target by a robot tip end position 21' in a changed attitude, a difference between P0=(X0, Y0, Z0) which is a robot relatively measured position 24 first measured and P1=(X1, Y1, Z1) which is a robot relatively measured position 24' measured by changing an attitude is calculated as P1-P0=(X1-X0, Y1-Y0, Z1-Z0). Here, P1-P0 expresses a position deviation 25 from a target position of an actual robot tip end in the case of changing the attitude.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種作業を行う産
業用ロボットの機構要素を較正することで、ロボット先
端位置を正確に制御するための、ロボット較正演算方法
ならびにそのシステムに関し、特に較正演算のために必
要なデータを収集する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and system for calibrating a robot for accurately controlling the position of a robot tip by calibrating mechanical elements of an industrial robot performing various operations. Related to the technology to collect the necessary data.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、産業用ロボットには関節角度原
点やツール長に、加工・組み立ての誤差が存在する。そ
のため、ロボットの関節角度情報からロボットの先端の
位置座標を計算する場合、設計値により計算される座標
と実際の位置の間に誤差が発生する。
2. Description of the Related Art In general, industrial robots have errors in machining and assembly at the joint angle origin and tool length. Therefore, when calculating the position coordinates of the tip of the robot from the joint angle information of the robot, an error occurs between the coordinates calculated based on the design values and the actual position.

【0003】この位置誤差を無くすことを目的として、
ロボットの機構誤差を補正するためのロボット較正演算
方式が開発されている。これは、ロボットの組み立てや
加工誤差を測定により求めて、設計値を修正し、計算モ
デルを実際のロボットに近づけようとするものである。
In order to eliminate this position error,
A robot calibration calculation method for correcting a mechanism error of the robot has been developed. In this method, an error in assembling or processing a robot is obtained by measurement, design values are corrected, and a calculation model is brought closer to an actual robot.

【0004】このような較正手法の一つに、ロボットの
姿勢を変えて同じ位置を指示したときのデータを用いる
ものがある。ある同じ点をロボットの姿勢を変えて指示
した場合、ロボットが正確であれば、その点に対して計
算されるロボットの座標データは、いずれの姿勢でも同
じ値になるはずである。しかし、ロボット機構要素に誤
差があると、同じ点を指示しているにも関わらず、計算
されるロボット座標データには違いが生じる。この違い
を無くすように角度原点や、リンク長を調整すれば、ロ
ボットの誤差が較正できる。
One of such calibration methods uses data obtained when the same position is designated by changing the posture of the robot. When the same point is designated by changing the posture of the robot, if the robot is accurate, the coordinate data of the robot calculated for that point should have the same value in any posture. However, if there is an error in the robot mechanism element, the calculated robot coordinate data differs even though the same point is indicated. By adjusting the angle origin and the link length so as to eliminate this difference, the error of the robot can be calibrated.

【0005】図7に従来のロボット機構較正演算システ
ムの、ブロック図の1例を示す。すなわち、このロボッ
ト機構較正演算システムは、一般にロボットコントロー
ラ内に構成されており、図7に示すように、ロボット動
作プログラム記憶手段1と、演算装置2と、ロボット情
報入力手段3と、ロボット動作制御手段4と、ロボット
動作出力手段5と、ロボット教示入力手段6と、ロボッ
ト機構パラメータ記憶手段7と、ロボット較正データ記
憶手段8と、プログラム記憶手段9とを有してなる。
FIG. 7 shows an example of a block diagram of a conventional robot mechanism calibration calculation system. That is, this robot mechanism calibration calculation system is generally configured in a robot controller, and as shown in FIG. 7, a robot operation program storage means 1, a calculation device 2, a robot information input means 3, a robot operation control It comprises a means 4, a robot operation output means 5, a robot teaching input means 6, a robot mechanism parameter storage means 7, a robot calibration data storage means 8, and a program storage means 9.

【0006】具体的に述べると、ロボット動作プログラ
ム記憶手段1は、ロボットが行う作業の動作プログラム
を記憶する手段であり、較正操作を行う場合に必要なロ
ボットの動きを指示した動作プログラムなども、ここに
記憶される。演算手段2はロボットを動作させるのに必
要な、位置指令の作成など各種演算を行う部分であり、
ロボットの較正演算もこの部分で実行される。ロボット
情報入力手段3は、図示しないロボット関節部に取り付
けられているエンコーダのパルスデータなどのロボット
内部情報を入力する。ロボット動作制御手段4は、ロボ
ットを動作させるためのモータの動きを制御するための
サーボ演算を行う部分であり、ロボット情報入力手段3
からのエンコーダパルスデータと演算装置2からの動作
指示命令から、必要なサーボ制御を行う。ロボット動作
出力手段5は、コントローラとロボット本体のインタフ
ェースであり、ロボット動作制御手段4の結果を、図示
しないロボットを動作させるモータに伝える。ロボット
教示入力手段6は、作業者からのロボットへの動作指示
のインタフェースであり、例えばティーチングペンダン
トからの入力監視などを行う。ロボット機構パラメータ
記憶手段7は、ロボット動作に必要なロボット機構に関
するパラメータについて設計値を記憶する部分であり、
関節角度からロボット先端位置への変換や、逆変換に利
用される。ロボット較正データ記憶手段8は、実際の値
であるロボット機構パラメータの較正された補正値を記
憶する部分であり、較正操作が行われた後の補正値が記
憶される。プログラム記憶手段9は、演算装置2で実行
されるロボット制御プログラムを記憶する部分である。
More specifically, the robot operation program storage means 1 is a means for storing an operation program of a work performed by the robot, and includes an operation program for instructing a movement of the robot necessary for performing a calibration operation. It is stored here. The calculating means 2 is a part for performing various calculations necessary for operating the robot, such as creating a position command.
The calibration operation of the robot is also executed in this part. The robot information input means 3 inputs robot internal information such as pulse data of an encoder attached to a robot joint (not shown). The robot operation control means 4 is a part for performing a servo operation for controlling the movement of a motor for operating the robot.
The necessary servo control is performed based on the encoder pulse data from the CPU and the operation instruction command from the arithmetic unit 2. The robot operation output means 5 is an interface between the controller and the robot main body, and transmits the result of the robot operation control means 4 to a motor for operating a robot (not shown). The robot teaching input means 6 is an interface for an operation instruction from the operator to the robot, and performs, for example, input monitoring from a teaching pendant. The robot mechanism parameter storage means 7 is a part for storing design values for parameters related to the robot mechanism required for the robot operation,
It is used for conversion from joint angle to robot tip position and back conversion. The robot calibration data storage unit 8 is a unit that stores a corrected correction value of a robot mechanism parameter that is an actual value, and stores a correction value after a calibration operation is performed. The program storage means 9 is a part for storing a robot control program executed by the arithmetic unit 2.

【0007】このようなシステムを用いて、作業者はテ
ィーチングペンダントを用いてロボットの操作を行い、
目視によりロボットが異なる姿勢で同じ点を指すように
操作する。そして、複数の姿勢で同じ点を指示するよう
な動作プログラムを作成する。作成した動作プログラム
中に記録されているロボットの関節角度データ(もしく
は設計値で計算された先端位置データ)と、ロボット先
端位置は同じであるという条件を用いて、ロボット機構
の較正演算を行う。
Using such a system, an operator operates a robot using a teaching pendant.
The robot is visually operated so as to point to the same point in different postures. Then, an operation program that specifies the same point in a plurality of postures is created. The calibration calculation of the robot mechanism is performed using the condition that the joint angle data of the robot recorded in the created operation program (or the tip position data calculated by the design value) and the robot tip position are the same.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記に示す従来技術の
ごとく、ロボット機構の較正作業を行うには、ロボット
の位置を作業者が操作して、同一の位置に一致させる必
要がある。しかし、3次元上でのロボット先端位置をテ
ィーチングペンダントのような入力装置を用いて一致さ
せることは、非常に手間がかかり、多くの工数を要す
る。また、位置合わせの精度は作業者に依存するため、
作業者により較正結果にばらつきが発生する要因にもな
る。
As described in the prior art described above, in order to perform a calibration operation of a robot mechanism, it is necessary for an operator to operate the position of the robot so as to coincide with the same position. However, matching the robot tip position in three dimensions using an input device such as a teaching pendant is very time-consuming and requires many man-hours. In addition, since the accuracy of alignment depends on the operator,
This also causes a variation in calibration results depending on the operator.

【0009】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ロボット機構較正作業を行う場合の必要なデ
ータ測定において、簡易でばらつきの発生を抑制する方
法を提供することを目的とし、他の目的は上記方法を的
確に実施しうるロボット機構較正システムを提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for simply and suppressing the occurrence of variation in data measurement required for performing a robot mechanism calibration operation. Another object is to provide a robot mechanism calibration system capable of properly performing the above method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のロボット
機構較正演算方法は、ロボットの関節角度情報と、ロボ
ットの先端座標位置情報の関係を決定するのに必要なロ
ボットの関節角度原点やリンク長などの機構パラメータ
を較正する方法において、特にロボットの先端姿勢を変
化させつつ、同一の位置を指示した場合の関節角度情報
を用いて演算するロボット機構較正演算方法であって、
姿勢を変化させることで生じる位置ずれを、基本となる
姿勢でのロボット先端位置と、変化させた姿勢でのロボ
ット先端位置との差分情報を入力することで演算し、こ
れから同一の位置を指示したと同じ情報を得ることを特
徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a robot mechanism calibration calculation method, wherein a joint angle origin and a link of a robot necessary for determining a relationship between robot joint angle information and robot tip coordinate position information. In a method of calibrating a mechanism parameter such as a length, a robot mechanism calibration calculation method of calculating using joint angle information when the same position is indicated, particularly while changing the tip posture of the robot,
The position shift caused by changing the posture was calculated by inputting the difference information between the robot tip position in the basic posture and the robot tip position in the changed posture, and the same position was designated from now on. It is characterized in that the same information is obtained.

【0011】請求項1記載のロボット機構較正演算方法
によれば、ロボット機構較正作業を行う場合の必要なデ
ータ測定において、姿勢を変化させることで生じる位置
ずれを、基本となる姿勢でのロボット先端位置と、変化
させた姿勢でのロボット先端位置との差分情報から入力
することが可能となるので、簡易であるとともに、ばら
つきの発生を抑制することができるので、作業時間の短
縮と信頼性の向上を実現することができる。
According to the robot mechanism calibration calculation method of the first aspect, in the data measurement required for performing the robot mechanism calibration work, the position shift caused by changing the posture is corrected by the robot tip in the basic posture. Since it is possible to input from the difference information between the position and the robot tip position in the changed posture, it is simple and the occurrence of variation can be suppressed, so that the working time is shortened and the reliability is reduced. An improvement can be realized.

【0012】請求項2記載のロボット機構較正演算シス
テムは、ロボットの関節角度情報とロボットの先端座標
位置情報の関係を決定するのに必要なロボットの関節角
度原点やリンク長などの機構パラメータを較正するシス
テムのうち、特にロボットの先端姿勢を変化させつつ、
同一の位置を指示した場合の関節角度情報を用いて演算
するロボット機構較正演算システムであって、姿勢を変
化させることで位置がずれた場合に、基本となる姿勢で
のロボット先端位置と、変化させた姿勢でのロボット先
端位置との差分情報を入力する装置と、入力された差分
情報から同一の位置を指示した場合のロボット関節角度
データを演算する装置を有することを特徴とするもので
ある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a robot mechanism calibration calculation system for calibrating mechanism parameters such as a robot joint angle origin and a link length necessary for determining a relationship between robot joint angle information and robot tip coordinate position information. While changing the robot's tip posture,
A robot mechanism calibration calculation system that calculates using the joint angle information when the same position is specified, and when the position is shifted by changing the posture, the robot tip position in the basic posture and the change And a device for calculating robot joint angle data when the same position is specified from the input difference information. .

【0013】請求項2記載のロボット機構較正演算シス
テムによれば、ロボットの先端姿勢を変化させることに
より、同一の位置を指示したと同じ情報を得ることが可
能となり、ロボット機構要素の較正演算を行うことがで
きるので、上記請求項1と同様の効果があり、請求項1
のロボット機構較正演算方法を的確に実施し得る。
According to the robot mechanism calibration calculation system according to the second aspect, it is possible to obtain the same information as indicating the same position by changing the posture of the tip of the robot. Since it can be performed, the same effect as the above-mentioned claim 1 is obtained.
The robot mechanism calibration calculation method described above can be accurately performed.

【0014】請求項3記載のロボット機構較正演算シス
テムは、請求項2において、ロボットで位置を指示する
装置であり、異なる方向に少なくとも2つの回転自由度
を有して、ロボット姿勢を変化させた場合にも、常に先
端での指示方向を一定方向に保つこと可能とする装置を
有するものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a robot mechanism calibration operation system according to the second aspect, wherein the robot is used to indicate a position, and has at least two rotational degrees of freedom in different directions to change the robot posture. Even in such a case, the apparatus has a device capable of always keeping the pointing direction at the tip in a fixed direction.

【0015】請求項3記載のロボット機構較正演算シス
テムによれば、ロボット姿勢を変化させる場合に、基本
となる姿勢でのロボット先端位置と、変化させた姿勢で
のロボット先端位置を指示するときに、異なる方向の2
つの回転自由度を有することで、ロボットの姿勢を変え
ても常に指示方向を一定方向に保ち、位置の差分のみの
指示を可能とする装置を有するので、請求項2と同様な
効果のほか、システムにおけるデータ入力を容易にする
ことができ、測定の工数を削減し、測定誤差を削減し得
る効果がある。
According to the robot mechanism calibration calculation system according to the third aspect, when the robot posture is changed, when the robot front position in the basic posture and the robot front position in the changed posture are indicated. , Two in different directions
By having two degrees of freedom, even if the posture of the robot is changed, the pointing direction is always kept in a fixed direction, and a device that enables the pointing of only the difference in position is provided. It is possible to easily input data in the system, to reduce the number of measurement steps and to reduce measurement errors.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0017】(実施の形態1)図1は、本発明の第1の
実施の形態を実施するための、ロボット機構較正演算方
法のフロー図である。以下、Sに続く数値はステップ番
号を示す。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a flowchart of a robot mechanism calibration calculation method for carrying out a first embodiment of the present invention. Hereinafter, the numerical value following S indicates a step number.

【0018】まず、作業者は任意の場所(位置)に基準
点を定義する(S1)。次に、ある基準姿勢でロボット先
端位置により上記基準点を指示する(S2)。測定装置によ
りロボット先端の3次元座標データを読み込み記憶する
(S3)。次に、座標は変更せず、ロボットの姿勢のみを
変化させたロボット動作を行う(S4)。変化した姿勢で
のロボット先端位置の3次元座標データを読み込む(S
5)。S3での座標データとS5での座標データの差分を計算
する(S6)。得られた差分データを先端基準点の座標値
に加え、変化した姿勢で先端基準点を指示した場合の座
標値を計算する(S7)。この座標値ならびに変化した姿
勢を、先端位置指示データとして記憶する(S8)。必要
な回数の姿勢変更が行えたかを判断する(S9)。回数が
足りなければS4に戻り操作を繰り返す(S10)。回数
が足りていれば、ロボット較正演算を実行する(S1
1)。
First, the operator defines a reference point at an arbitrary place (position) (S1). Next, the reference point is indicated by the robot tip position in a certain reference posture (S2). The three-dimensional coordinate data of the robot tip is read and stored by the measuring device (S3). Next, a robot operation is performed in which only the posture of the robot is changed without changing the coordinates (S4). Read the 3D coordinate data of the robot tip position in the changed posture (S
Five). The difference between the coordinate data in S3 and the coordinate data in S5 is calculated (S6). The obtained difference data is added to the coordinate value of the tip reference point, and the coordinate value when the tip reference point is designated in a changed posture is calculated (S7). This coordinate value and the changed posture are stored as tip position instruction data (S8). It is determined whether the posture change has been performed the required number of times (S9). If the number is not enough, the process returns to S4 and repeats the operation (S10). If the number is sufficient, execute the robot calibration calculation (S1
1).

【0019】ステップ6においては、図2に示すよう
に、ロボット基準姿勢によりロボット先端位置指示用治
具のロボット先端位置21を用い、指示目標用治具22
を指示する。この時の指示目標用治具22の先端をロボ
ットコントローラでの表示座標値T0=(XA0, YA0, ZA0)と
して読み取る。また、この時のロボット先端位置を別途
設けた3次元測定装置により測定する。この3次元測定
装置の座標系23から測定したロボット先端位置21の
ロボット相対測定位置24をP0=(X0, Y0, Z0) とする。
ここで、P0は測定装置の設定された座標系23からの相
対的な位置を表現した値であり、ロボット座標系での値
(ロボットの先端位置として表現される値)ではない。
In step 6, as shown in FIG. 2, the robot end position indicating jig for indicating the robot end position is used according to the robot reference posture, and the pointing target jig 22 is used.
Instruct. The tip of the pointing target jig 22 at this time is read as the display coordinate value T0 = (XA0, YA0, ZA0) on the robot controller. At this time, the position of the robot tip is measured by a three-dimensional measuring device provided separately. Let the robot relative measurement position 24 of the robot tip position 21 measured from the coordinate system 23 of this three-dimensional measuring device be P0 = (X0, Y0, Z0).
Here, P0 is a value expressing a relative position from the coordinate system 23 set by the measuring device, and is not a value in the robot coordinate system (a value expressed as a robot tip position).

【0020】次に、ロボットに基準姿勢とは異なる姿勢
で、同じ座標値T0=(XA0, YA0, ZA0)への移動を指示す
る。ロボットに機構誤差がある場合、同じ座標値を指定
しても実際に指示する位置にはずれが生じる。そこで、
変更した姿勢で再び、ロボット先端位置を別途設けた3
次元測定装置により測定する。この時の測定されるロボ
ット先端位置21′の座標系23でのロボット相対測定
位置24′をP1=(X1, Y1, Z1) とする。このP1もP0と同
様に、測定装置の座標系23からの相対的な位置を表現
した値である。
Next, the robot is instructed to move to the same coordinate value T0 = (XA0, YA0, ZA0) in a posture different from the reference posture. If the robot has a mechanism error, a deviation occurs in the position actually specified even if the same coordinate value is specified. Therefore,
The robot tip position is separately provided again with the changed posture. 3
Measure with a dimension measuring device. The relative robot measurement position 24 'in the coordinate system 23 of the robot tip position 21' measured at this time is defined as P1 = (X1, Y1, Z1). This P1 is a value expressing the relative position of the measuring device from the coordinate system 23, similarly to P0.

【0021】ステップ7においては、姿勢を変えた状態
でも、ロボットが指示目標用治具22を指示するよう
に、ロボットを移動させるのではなく、ロボットコント
ローラに設定する目標座標値を変更する。図3に示すよ
うに、変更した姿勢でロボット先端位置21′が指示目
標用治具22を指示するために、先に測定されたロボッ
ト相対測定位置24であるP0=(X0, Y0, Z0) と、姿勢を
変えて測定されたロボット相対測定位置24′であるP
1=(X1, Y1, Z1) との差分を、P1-P0=(X1-X0, Y1-Y0, Z
1-Z0) として計算する。ここで P1-P0は姿勢を変えた場
合の、実際のロボット先端の目標位置からの位置ずれ2
5を表現する。そこで、姿勢を変えた状態でロボット先
端位置21′を指示目標用治具22に一致させ、ロボッ
ト先端位置21″とするには、指示座標T1を基準姿勢で
のロボットへの設定座標値T0から、ロボットの実際のず
れ分 P1-P0分だけ逆方向にずらし、 T1=T0-(P1-P0)=(XA0-X1+X0, YA0-Y1+Y0, ZA0-Z1+Z0) とすればよい。
In step 7, the target coordinate value set in the robot controller is changed instead of moving the robot so that the robot points at the pointing target jig 22 even when the posture is changed. As shown in FIG. 3, since the robot tip position 21 'indicates the pointing target jig 22 in the changed posture, P0 = (X0, Y0, Z0) which is the previously measured robot relative measurement position 24. And P, which is the robot relative measurement position 24 'measured while changing the posture.
The difference from 1 = (X1, Y1, Z1) is calculated as P1-P0 = (X1-X0, Y1-Y0, Z
1-Z0). Here, P1-P0 is the displacement 2 of the actual robot tip from the target position when the posture is changed.
Express 5 Therefore, in order to make the robot tip position 21 'coincide with the pointing target jig 22 in the state where the posture is changed, and to make the robot tip position 21 ", the pointing coordinate T1 is changed from the set coordinate value T0 to the robot in the reference posture. , The actual shift of the robot is shifted in the opposite direction by P1-P0, and T1 = T0-(P1-P0) = (XA0-X1 + X0, YA0-Y1 + Y0, ZA0-Z1 + Z0) .

【0022】変化させた姿勢でこの座標値T1をロボット
に指示すれば、位置ずれ分が補正され、ロボット先端位
置21″が、指示目標用治具22と一致することにな
る。
If this coordinate value T1 is indicated to the robot in the changed posture, the positional deviation is corrected, and the robot tip position 21 "coincides with the pointing target jig 22.

【0023】なお、必要であれば補正された結果を確認
し、補正された結果を用いて同じ操作を繰り返すことに
より、較正演算に求められる精度を確保することができ
る。
If necessary, the corrected result is confirmed, and the same operation is repeated using the corrected result, thereby ensuring the accuracy required for the calibration calculation.

【0024】以上の説明において、指示目標用治具22
は、実際には仮想的なものであっても良い。すなわち、
空間内の任意の位置において、ロボットを指示目標用治
具22に指示したと仮定し、その状態での表示座標値T0
=(XA0,YA0,ZA0) を読み込み、その後の操作を実行する
ことで、処理が実現できる。
In the above description, the pointing target jig 22
May actually be virtual. That is,
It is assumed that the robot has been instructed to the pointing target jig 22 at an arbitrary position in the space, and the display coordinate value T0 in that state is assumed.
= (XA0, YA0, ZA0), and the subsequent operation is executed, whereby the processing can be realized.

【0025】(実施の形態2)図4は、本発明の第2の
実施の形態を実施するための、ロボット機構較正演算シ
ステムを示す。
(Embodiment 2) FIG. 4 shows a robot mechanism calibration calculation system for carrying out a second embodiment of the present invention.

【0026】本発明を実施するロボット機構較正演算シ
ステムは、例えばロボットコントローラ上において実現
され、図4に示すようにロボット動作プログラム記憶手
段1と、演算装置2と、ロボット情報入力手段3と、ロ
ボット動作制御手段4と、ロボット動作出力手段5と、
ロボット教示入力手段6と、ロボット機構パラメータ記
憶手段7と、ロボット較正データ記憶手段8と、プログ
ラム記憶手段9と、位置変位入力手段10と、ロボット
変位記憶手段11と、ロボット位置記憶手段12とを有
してなる。
A robot mechanism calibration calculation system embodying the present invention is realized, for example, on a robot controller. As shown in FIG. 4, a robot operation program storage means 1, a calculation device 2, a robot information input means 3, a robot Operation control means 4, robot operation output means 5,
The robot teaching input means 6, the robot mechanism parameter storage means 7, the robot calibration data storage means 8, the program storage means 9, the position displacement input means 10, the robot displacement storage means 11, and the robot position storage means 12 Have.

【0027】符号の1から9までに関しては、従来例と
同様であるので、説明を省略する。
The reference numerals 1 to 9 are the same as in the conventional example, and the description is omitted.

【0028】位置変位入力手段10は、ロボット先端位
置の3次元情報を入力する部分である。作業者によりキ
ー入力などにより数値入力される装置か、または測定器
からの出力を入力するインターフェース装置である。ロ
ボット変位記憶手段11は、位置変位入力手段10によ
り入力されたロボット先端相対位置を一時記憶する装置
である。ロボット位置記憶手段12は、演算装置2によ
り演算された姿勢を変更した状態でのロボット先端の指
示座標を記憶し、較正演算に供するための装置である。
The position displacement input means 10 is a part for inputting three-dimensional information of the robot tip position. It is a device that inputs numerical values by a key input or the like by an operator, or an interface device that inputs an output from a measuring instrument. The robot displacement storage means 11 is a device for temporarily storing the robot tip relative position input by the position displacement input means 10. The robot position storage unit 12 is a device for storing the designated coordinates of the robot tip in a state where the posture calculated by the calculation device 2 is changed, and providing the coordinates for calibration.

【0029】演算装置2においては従来の較正演算の機
能に加え、ロボット動作プログラム記憶手段1に記憶さ
れるロボットにより基準点を指示するための座標データ
と、位置変位入力手段10により入力される姿勢を変化
させた状態でのロボット先端位置の3次元情報、ならび
にロボット位置記憶手段12に記憶された基準姿勢での
ロボット先端位置の3次元情報を用いて、変化させた姿
勢でロボット先端位置を基準位置に一致させるための指
示座標の演算を行う。
In the arithmetic unit 2, in addition to the function of the conventional calibration calculation, coordinate data for designating a reference point by the robot stored in the robot operation program storage means 1 and a posture input by the position displacement input means 10 Using the three-dimensional information of the robot tip position in the state in which the robot position has been changed and the three-dimensional information of the robot tip position in the reference posture stored in the robot position storage means 12, the robot tip position is determined based on the changed posture. Calculation of designated coordinates for matching the position is performed.

【0030】また、較正演算のための測定データとし
て、従来のロボット動作プログラム記憶手段1に記憶さ
れたロボット操作プログラムのみではなく、ロボット位
置記憶手段12に記憶されたロボット先端位置データを
用いる。
As the measurement data for the calibration calculation, not only the robot operation program stored in the conventional robot operation program storage means 1 but also the robot tip position data stored in the robot position storage means 12 is used.

【0031】これにより、ロボットの先端位置合わせを
行うことなく、ロボット較正に必要な情報の収集を行う
ことが可能となる。
This makes it possible to collect information necessary for robot calibration without performing positioning of the robot tip.

【0032】(実施の形態3)この発明の第3の実施の
形態を図5および図6により説明する。すなわち、この
ロボット機構較正演算システムは、第2の実施の形態に
加え、ロボット先端位置指示手段13を有している。
(Embodiment 3) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. That is, this robot mechanism calibration calculation system has a robot tip position indicating means 13 in addition to the second embodiment.

【0033】ロボット先端位置指示手段13は、ロボッ
ト姿勢が変化された場合にも、常に一定の姿勢を保ち、
位置の変位のみを発生する手段であり、例えば図6のよ
うに、少なくとも2つの回転自由度を有するユニバーサ
ルジョイントのような連結部30を有して構成される。
一端であるロボット取り付け部31においてロボットへ
取り付けた場合、ロボット姿勢の変化によりロボット取
り付け部31の姿勢がロボット取り付け部31′と変化
しても、他端でありジョイントより先にある測定位置指
示部32は、重力により常に重力方向33を向く。
The robot tip position indicating means 13 always keeps a constant posture even when the posture of the robot is changed.
This is a means for generating only the displacement of the position, and for example, as shown in FIG. 6, is configured to include a connecting portion 30 such as a universal joint having at least two rotational degrees of freedom.
When the robot is mounted on the robot at the robot mounting unit 31 which is one end, even if the posture of the robot mounting unit 31 changes with the robot mounting unit 31 'due to the change of the robot posture, the measurement position indicating unit which is the other end and is ahead of the joint. 32 always faces the direction of gravity 33 due to gravity.

【0034】これにより、位置変位入力手段10への入
力データであるロボット先端位置の測定を行う場合、ロ
ボット先端の姿勢によらず、常に共通の姿勢を保つ部分
を発生することが可能となり、指示点での位置の姿勢の
計測を容易に行うことができる。
Thus, when measuring the position of the robot tip, which is input data to the position displacement input means 10, it is possible to generate a portion that always maintains a common posture regardless of the posture of the robot tip. It is possible to easily measure the orientation of the position at the point.

【0035】[0035]

【発明の効果】請求項1記載のロボット機構較正演算方
法によれば、ロボット機構較正作業を行う場合の必要な
データ測定において、姿勢を変化させることで生じる位
置ずれを、基本となる姿勢でのロボット先端位置と、変
化させた姿勢でのロボット先端位置との差分情報から入
力することが可能となるので、簡易であるとともに、ば
らつきの発生を抑制することができるので、作業時間の
短縮と信頼性の向上を実現することができる。
According to the robot mechanism calibration calculation method according to the first aspect, in the data measurement necessary for performing the robot mechanism calibration work, the displacement caused by changing the posture is corrected by the basic posture. Since it is possible to input from the difference information between the robot tip position and the robot tip position in the changed posture, it is simple and the occurrence of variation can be suppressed. It is possible to realize improvement of the performance.

【0036】請求項2記載のロボット機構較正演算シス
テムによれば、ロボットの先端姿勢を変化させることに
より、同一の位置を指示したと同じ情報を得ることが可
能となり、ロボット機構要素の較正演算を行うことがで
きるので、上記請求項1と同様の効果があり、請求項1
のロボット機構較正演算方法を的確に実施し得る。
According to the robot mechanism calibration calculation system of the second aspect, it is possible to obtain the same information as indicating the same position by changing the posture of the tip of the robot. Since it can be performed, the same effect as the above-mentioned claim 1 is obtained.
The robot mechanism calibration calculation method described above can be accurately performed.

【0037】請求項3記載のロボット機構較正演算シス
テムによれば、ロボット姿勢を変化させる場合に、基本
となる姿勢でのロボット先端位置と、変化させた姿勢で
のロボット先端位置を指示するときに、異なる方向の2
つの回転自由度を有することで、ロボットの姿勢を変え
ても常に指示方向を一定方向に保ち、位置の差分のみの
指示を可能とする装置を有するので、請求項2と同様な
効果のほか、システムにおけるデータ入力を容易にする
ことができ、測定の工数を削減し、測定誤差を削減し得
る効果がある。
According to the robot mechanism calibration calculation system of the third aspect, when the robot posture is changed, when the robot front position in the basic posture and the robot front position in the changed posture are indicated. , Two in different directions
By having two degrees of freedom, even if the posture of the robot is changed, the pointing direction is always kept in a fixed direction, and a device that enables the pointing of only the difference in position is provided. It is possible to easily input data in the system, to reduce the number of measurement steps and to reduce measurement errors.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この本発明の第1の実施の形態によるロボット
機構較正演算方法を実施するためのフローチャートであ
る。
FIG. 1 is a flowchart for carrying out a robot mechanism calibration calculation method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態によるロボット機構較正演算
方法を実施する際の、ロボット姿勢変化時の先端部相対
位置の関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a relative position of a leading end portion when a robot posture is changed when the robot mechanism calibration calculation method according to the first embodiment is performed.

【図3】第1の実施の形態によるロボット機構較正演算
方法を実施する際の、ロボット先端位置座標の補正演算
を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a correction calculation of a robot tip position coordinate when the robot mechanism calibration calculation method according to the first embodiment is performed.

【図4】第2の実施の形態によるロボット機構較正演算
システムを示す概略ブロック図である。
FIG. 4 is a schematic block diagram showing a robot mechanism calibration calculation system according to a second embodiment.

【図5】第3の実施の形態によるロボット機構較正演算
システムを示す概略ブロック図である。
FIG. 5 is a schematic block diagram illustrating a robot mechanism calibration calculation system according to a third embodiment.

【図6】第3の実施の形態によるロボット機構較正演算
システムを実現するための、先端指示装置の一例を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a tip pointing device for realizing a robot mechanism calibration calculation system according to a third embodiment.

【図7】従来のロボット機構較正演算システムを示す概
略ブロック図である。
FIG. 7 is a schematic block diagram showing a conventional robot mechanism calibration calculation system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロボット動作プログラム記憶手段 2 演算装置 3 ロボット情報入力手段 4 ロボット動作制御手段 5 ロボット動作出力手段 6 ロボット教示入力手段 7 ロボット機構パラメータ記憶手段 8 ロボット較正データ記憶手段 9 プログラム記憶手段 10 位置変位入力装置手段 11 ロボット変位記憶手段 12 ロボット位置記憶手段 13 ロボット先端位置指示手段 21 ロボット先端位置指示用治具のロボット先端位置 22 指示目標用治具 23 3次元位置測定装置の座標系 24 ロボット相対測定位置 30 連結部 31 ロボット取り付け部 32 測定位置指示部 33 重力方向 Reference Signs List 1 robot operation program storage means 2 arithmetic unit 3 robot information input means 4 robot operation control means 5 robot operation output means 6 robot teaching input means 7 robot mechanism parameter storage means 8 robot calibration data storage means 9 program storage means 10 position displacement input device Means 11 Robot displacement storage means 12 Robot position storage means 13 Robot tip position indicating means 21 Robot tip position of robot tip position indicating jig 22 Pointing target jig 23 Coordinate system of three-dimensional position measuring device 24 Robot relative measurement position 30 Connecting part 31 Robot mounting part 32 Measurement position indicating part 33 Direction of gravity

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロボットの関節角度情報と、ロボットの
先端座標位置情報の関係を決定するのに必要なロボット
の関節角度原点やリンク長などの機構パラメータを較正
する方法において、特にロボットの先端姿勢を変化させ
つつ、同一の位置を指示した場合の関節角度情報を用い
て演算するロボット機構較正演算方法であって、 姿勢を変化させることで生じる位置ずれを、基本となる
姿勢でのロボット先端位置と、変化させた姿勢でのロボ
ット先端位置との差分情報を入力することで演算し、こ
れから同一の位置を指示したと同じ情報を得ることを特
徴とするロボット機構較正演算方法。
1. A method for calibrating a mechanism parameter such as a robot joint angle origin and a link length necessary for determining a relationship between robot joint angle information and robot tip coordinate position information, particularly a robot tip posture. A robot mechanism calibration calculation method that calculates using the joint angle information when the same position is indicated while changing the position of the robot. And a difference between the robot posture and the robot posture in the changed posture is calculated, and the same information as when the same position is designated is obtained from the calculation.
【請求項2】 ロボットの関節角度情報とロボットの先
端座標位置情報の関係を決定するのに必要なロボットの
関節角度原点やリンク長などの機構パラメータを較正す
るシステムにおいて、特にロボットの先端姿勢を変化さ
せつつ、同一の位置を指示した場合の関節角度情報を用
いて演算するロボット機構較正演算システムであって、 姿勢を変化させることで位置がずれた場合に、基本とな
る姿勢でのロボット先端位置と、変化させた姿勢でのロ
ボット先端位置との差分情報を入力する装置と、入力さ
れた差分情報から同一の位置を指示した場合のロボット
関節角度データを演算する装置を有することを特徴とす
るロボット機構較正演算システム。
2. A system for calibrating mechanism parameters such as a robot joint angle origin and a link length necessary for determining a relationship between robot joint angle information and robot tip coordinate position information. This is a robot mechanism calibration calculation system that calculates using the joint angle information when the same position is indicated while changing the position. When the position is shifted by changing the posture, the robot tip in the basic posture A device for inputting difference information between the position and the robot tip position in the changed posture, and a device for calculating robot joint angle data when the same position is designated from the input difference information. Robot operation calculation system.
【請求項3】 ロボットで位置を指示する装置であり、
異なる方向に少なくとも2つの回転自由度を有して、ロ
ボット姿勢を変化させた場合にも、常に先端での指示方
向を一定方向に保つこと可能とする装置を有する請求項
2記載のロボット機構較正演算システム。
3. A device for indicating a position by a robot,
3. The robot mechanism calibration according to claim 2, further comprising a device having at least two rotational degrees of freedom in different directions so that the pointing direction at the tip can always be kept constant even when the robot posture is changed. Arithmetic system.
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