[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JPH01121904A - Correcting method for positioning data - Google Patents

Correcting method for positioning data

Info

Publication number
JPH01121904A
JPH01121904A JP27934587A JP27934587A JPH01121904A JP H01121904 A JPH01121904 A JP H01121904A JP 27934587 A JP27934587 A JP 27934587A JP 27934587 A JP27934587 A JP 27934587A JP H01121904 A JPH01121904 A JP H01121904A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coordinate system
data
points
internal reference
position data
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
JP27934587A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Tsukasaki
塚崎 仁史
Hiroyuki Kigami
博之 木上
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP27934587A priority Critical patent/JPH01121904A/en
Publication of JPH01121904A publication Critical patent/JPH01121904A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Numerical Control (AREA)

Abstract

PURPOSE:To shorten the processing time and to accurately position a robot, etc., by correcting and converting arbitrary data on a coordinate system on a design to position data of an actual coordinate system based on relations between the coordinate system on the design of a positioning device of the robot, etc., and the actual coordinate system of the positioning device. CONSTITUTION:An object to be moved is moved to three point to measure position data expressed with the internal coordinate system of these three points which determines a plane with respect to a reference material having the plane as the reference. Based on coordinate data expressed with an external relative coordinate system of three points and position data of three points on the internal reference coordinate system obtained by measurement, a conversion matrix from the external relative coordinate system to the internal reference coordinate system is obtained by an arithmetic process. Arbitrary position data on the external relative coordinate system is converted to position data on the internal reference coordinate system by the conversion matrix, and position data expressed with the external relative position coordinate system is corrected to that on the internal reference coordinate system.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えばロボット等のような位置決め動作の必
要な装置において、設計上の位置決め位置と実際上の位
置決め位置と間の座標上の誤差を補正するための位置決
めデータの補正方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is aimed at reducing coordinate errors between a designed positioning position and an actual positioning position in a device such as a robot that requires a positioning operation. The present invention relates to a method for correcting positioning data for correcting.

[従来の技術] 例えばロボット等のような位置決め動作の必要な装置に
おいては、位置座標を教え込むのに一般にティーチング
が行なわれている。このティーチングには、直接ロボッ
ト等の装置を使って、1つずつティーチングポイントを
教え込む所謂オンラインティーチングと、設計上のデー
タから間接的にティーチングポイントを教え込むオフラ
インティーチングがある。前者のオンラインティーチン
グは、そのティーチング精度が高いという長所はあるも
のの、全ティーチングポイントを教えるのに膨大な時間
がかかり、効率的でない。また、ロボットの動作領域内
にオペレータが入るため安全上の問題がある。そのため
に、最近オフラインティーチングが注目されている。
[Prior Art] For example, in devices such as robots that require positioning operations, teaching is generally performed to teach position coordinates. This teaching includes so-called online teaching, in which teaching points are directly taught one by one using a device such as a robot, and offline teaching, in which teaching points are taught indirectly from design data. Although the former online teaching has the advantage of high teaching accuracy, it takes a huge amount of time to teach all the teaching points and is not efficient. Additionally, there is a safety issue because the operator enters the operating area of the robot. For this reason, offline teaching has recently been attracting attention.

オフラインティーチングとして、例えば、特開昭第62
−108314号、特開昭第62−139003号等が
ある。
For offline teaching, for example, Japanese Patent Publication No. 62
-108314, JP-A No. 62-139003, etc.

[発明が解決しようとする問題点] ところが、第18図に示すように、ロボット等の位置決
め装置等では、設計上は位置決め系の座標軸が例えば直
交三次元座標軸(x、y、z。
[Problems to be Solved by the Invention] However, as shown in FIG. 18, in the design of positioning devices such as robots, the coordinate axes of the positioning system are, for example, orthogonal three-dimensional coordinate axes (x, y, z, etc.).

θ)に正確に一致しているものとして設計できるが、実
際に製造組立てられた装置の座標系(X。
Although it can be designed to exactly match the coordinate system (X) of the device when it is actually manufactured and assembled.

y、z、e)との間では誤差がつきものである。y, z, e), there are always errors.

従って、設計上のデータに基づいてティーチングポイン
トをロボット装置にオフラインティーチングした場合は
、いざ、このロボット装置を動作してみても、所期の位
置にフィンガーが移動しないという事態も発生する。
Therefore, when off-line teaching of teaching points is performed to a robot device based on design data, a situation may occur in which the finger does not move to the expected position even when the robot device is operated.

そこで、本発明は上述従来例の欠点を除去するために提
案されたものでその目的は、前もって教えられた所定の
位置に被移動部を8勤させるような位置決め装置におい
て、この位置決め装置の設計上の座標系と実際の位置決
め装置の座標との間の関係に基づいて、設計上の座標系
に基づいた任意の位置データを実際上の座標系に基づい
た位置データに補正して変換するような位置決めデータ
の補正方法を提案するところにある。
Therefore, the present invention was proposed in order to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional examples, and its purpose is to improve the design of a positioning device that moves a moved part eight times at a predetermined position taught in advance. Based on the relationship between the above coordinate system and the coordinates of the actual positioning device, any position data based on the designed coordinate system is corrected and converted into position data based on the actual coordinate system. The aim is to propose a method for correcting positioning data.

[問題点を解決するための手段及び作用コ上記課題を達
成するための本発明の1つの構成は、内部に基準座標系
を有し、前記内部基準座標系によって表わされる位置に
まで、被移動部を移動させる位置決め部を有してなる装
置において、基準となる平面を有した基準物について、
前記平面を決定する3点の前記内部基準座標系によって
表わされる位置データを、これらの3点位置に前記被移
動部を移動させることにより、測定する測定工程と、前
記3点位置の外部の相対座標系によって表わされる座標
データと、前記測定により求められた内部基準座標系に
よる前記3点の位置データとに基づいて、前記外部相対
座標系から内部基準座標系への変換マトリクスを求める
演算工程と、前記外部相対座標系による任意の位置デー
タを上記変換マトリクスにより前記内部基準座標系によ
る位置データに変換する変換工程とからなることにより
、外部の相対座標系によって表わされる位置データを上
記内部基準座標系による位置データに補正することを特
徴とする。
[Means and effects for solving the problem] One configuration of the present invention for achieving the above-mentioned problem is to have an internal reference coordinate system, and to move the object to be moved to the position represented by the internal reference coordinate system. In a device having a positioning part for moving a part, regarding a reference object having a plane serving as a reference,
a measuring step of measuring position data represented by the internal reference coordinate system at three points that determine the plane by moving the moved part to these three points; and a calculation step of calculating a transformation matrix from the external relative coordinate system to the internal reference coordinate system based on the coordinate data represented by the coordinate system and the position data of the three points according to the internal reference coordinate system determined by the measurement; , a conversion step of converting arbitrary position data based on the external relative coordinate system into position data based on the internal reference coordinate system using the conversion matrix, thereby converting the position data represented by the external relative coordinate system into the position data expressed in the internal reference coordinate system. It is characterized by correcting the position data by the system.

同じく同一目的を達成するための本発明に係る他の構成
は、内部に、回転中心の周りの回転角度座標を含む3次
元の内部基準座標系を有し、前記内部基準座標系によっ
て表わされる位置にまで、被移動部を移動させる位置決
め部を有してなる装置において、基準となる平面を有し
た基準物について、前記平面を決定する3点の前記内部
基準座標系によって表わされる位置データを、これらの
3点位置に前記被移動部を一定の回転角度を保持しつつ
移動させることにより、測定する第1の測定工程と、こ
れらの3点位置の少なくとも1点に前記被移動部を前記
一定の回転角度にさらに所定の位相偏差をもたせた回転
角度を保持しつつ移動させることにより、前記3点の少
なくとも1点の前記内部基準座標系によって表わされる
位置データを測定する第2の測定工程と、外部の相対座
標系であって、前記回転中心の周りの回転角度座標を含
む3次元の相対座標系によって表わされる前記3点の座
標データと、前記第1と第2の測定により求められた内
部基準座標系による前記3点の位置データとに基づいて
、前記外部相対座標系から内部基準座標系への変換マト
リクスを求める演算工程と、前記外部相対座標系による
任意の位置データを上記変換マトリクスにより前記内部
基準座標系による位置データに変換する変換工程とから
なることにより、外部の相対座標系によって表わされる
位置データを上記内部基準座標系による位置データに補
正することを特徴とする。
Another configuration according to the present invention for achieving the same purpose also includes a three-dimensional internal reference coordinate system containing rotational angular coordinates around a rotation center, and a position represented by the internal reference coordinate system. In a device having a positioning unit for moving a moved part, position data expressed by the internal reference coordinate system of three points that determine the plane with respect to a reference object having a plane as a reference, A first measurement step of measuring by moving the moved part to these three points while maintaining a constant rotation angle; a second measuring step of measuring position data represented by the internal reference coordinate system of at least one of the three points by moving the point while maintaining a rotation angle with a predetermined phase deviation; , the coordinate data of the three points expressed by an external relative coordinate system, which is a three-dimensional relative coordinate system including rotation angle coordinates around the rotation center, and the coordinate data of the three points determined by the first and second measurements. a calculation step of calculating a transformation matrix from the external relative coordinate system to the internal reference coordinate system based on the position data of the three points according to the internal reference coordinate system, and converting arbitrary position data according to the external relative coordinate system into the transformation matrix; and a conversion step of converting the position data into the position data according to the internal reference coordinate system, thereby correcting the position data represented by the external relative coordinate system to the position data according to the internal reference coordinate system.

[実施例] 以下添付図面を参照して本発明に係る実施例を説明する
。以下に説明する本発明の補正方法を適用した実施例は
、ロボット組立て装置のためのティーチングポイントを
オフラインティーチングするためのシステムである。
[Examples] Examples according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An embodiment to which the correction method of the present invention described below is applied is a system for off-line teaching of teaching points for a robot assembly device.

〈ロボット組立装置〉 先ず、第2図により、このオフラインティーチングシス
テムが適用されるロボットの外観を説明する。同図のロ
ボット組立装置1000は周知の所謂XY型のロボット
であり、サーボモータM□がアーム502をY方向に、
MB2がアーム501をX軸方向に、MB2がアーム1
をθ方向(回転)に、MB4がアーム1をZ方向に夫々
移動する。アーム1の先端には力覚センサ2とフィンガ
ー3とが、ホールダ4を介して装着されている。フィン
ガー3は、台500上に置かれたパレット100内の部
品を1つずつ把持しては、組立第504上で1つの製品
に仕上げていく。尚、503は、1つの製品を組立てる
のに、複数のフィンガーが必要な場合に、予備のフィン
ガーを掛止しておくためのものである。このロボットの
コントローラは第2図には不図示の位置に格納されてお
り、基本的には周知のものと等価である。
<Robot Assembly Device> First, the appearance of the robot to which this offline teaching system is applied will be explained with reference to FIG. The robot assembly device 1000 shown in the figure is a well-known so-called XY type robot, in which a servo motor M□ moves an arm 502 in the Y direction.
MB2 moves arm 501 in the X-axis direction, MB2 moves arm 1
in the θ direction (rotation), and MB4 moves the arm 1 in the Z direction. A force sensor 2 and a finger 3 are attached to the tip of the arm 1 via a holder 4. The fingers 3 grasp the parts in the pallet 100 placed on the table 500 one by one and finish them into one product on the assembly stage 504. Incidentally, 503 is for hanging a spare finger when a plurality of fingers are required to assemble one product. The controller of this robot is stored in a location not shown in FIG. 2, and is basically equivalent to a well-known controller.

600は、ロボット1000にオフラインティーチング
を行なうためのオフラインティーチングコントローラで
あり、実際には所謂パーソナルコンピュータが使用され
る。
600 is an offline teaching controller for performing offline teaching to the robot 1000, and in reality, a so-called personal computer is used.

第3図はこのロボット1000に用いられるパレット1
00の外観を示す。このパレット100は所定の外形寸
法を有し、この中に必要な部品が複数個収納されている
。第4図は部品の収納状態の一例を示す、第4図の例で
は、1つのパレット内の部品の種類は同一であり、従っ
て、フィンガー3が台500上のパレット100から部
品を1つずつ順に取り出すときは、パレット内で基盤の
目状に仕切られ番地付けられた部品収納位置をポイント
することができる。即ち、フィンガー3が部品を把持す
るということは、フィンガー3の把持部が各部品の把持
位置に一致する座標(X。
Figure 3 shows pallet 1 used in this robot 1000.
00 appearance is shown. This pallet 100 has predetermined external dimensions, and a plurality of necessary parts are stored therein. FIG. 4 shows an example of the storage state of parts. In the example of FIG. 4, the types of parts in one pallet are the same, so the fingers 3 pick up the parts one by one from the pallet 100 on the stand 500. When taking out parts in order, it is possible to point to the part storage positions on the pallet that are partitioned and numbered in the shape of grids on the base. That is, the finger 3 grips a component, which means that the gripping portion of the finger 3 matches the gripping position of each component (X).

y、z、e)をロボットコントローラがロボットに与え
ればよいことになる。
y, z, e) from the robot controller to the robot.

尚、第4図の例では、1つのパレット内の全部品は同一
のものであるという前提であったが、このことは本発明
には木質的ではなく、異なる部品がパレット内に収納さ
れていてもよい。要は、パレット内での部品の収納位置
における把持位置がティーチングポイントとしてティー
チングできるということである。このパレット内での部
品把持位置を台500上に置いた状態での座標値をティ
ーチングポイントとして与えることは、設計図面上では
可能であるとしても、実際のロボット1000で動作さ
せると、見当外れの方向にフィンガー3が移動するとい
うことは、第18図に関連して説明したことである。
In the example shown in Fig. 4, it was assumed that all parts in one pallet were the same, but this does not apply to the present invention, which is based on the fact that different parts are housed in a pallet rather than wood. You can. The point is that the gripping position at the storage position of the component within the pallet can be used as a teaching point for teaching. Although it is possible to give the coordinate values of the part gripping position within the pallet as a teaching point when placed on the stand 500 on the design drawing, when it is operated with the actual robot 1000, it may be misplaced. The movement of the finger 3 in the direction has been explained in connection with FIG. 18.

〈ティーチングポイント補正の原理〉 そこで、設計値(理想的な座標系(x、y。<Principle of teaching point correction> Therefore, the design values (ideal coordinate system (x, y).

2、θ))に対して、ロボットの実際の座標系(X、Y
、Z、lがどの程度変形しているか知る必要がある。即
ち、(x+ y、z* θ)に基づいたティーチングポ
イントをどのように、どの程度補正すれば、正確なティ
ーチングポイントが得られるかである。本実施例のオフ
ラインティーチングによれば、部品把持位置(Q+ 、
Q!・・・)の設計上のティーチングポイント(x、y
、z。
2, θ)), the actual coordinate system of the robot (X, Y
, Z, and l need to be known to what extent they are deformed. That is, how and to what extent should the teaching point based on (x+y, z*θ) be corrected to obtain an accurate teaching point. According to the offline teaching of this embodiment, the component gripping position (Q+,
Q! ...) design teaching points (x, y
,z.

θ)が、第6図に示すような補正されたティーチングポ
イント(x、y、z、e)として与えられれば、ロボッ
ト装置1000の各アームは、あたかも、設計上の直交
座標系に従って運動しているかのように、ロボット座標
系に従って運動する。
θ) is given as a corrected teaching point (x, y, z, e) as shown in FIG. It moves according to the robot coordinate system as if it were a robot.

さらに、本実施例によれば、ティーチングポイントの補
正方法が明らかになった時点で、この補正方法が、高速
かつ効率的なオフラインティーチング手法を与えている
ことも同時に明らかになるであろう。
Furthermore, according to this embodiment, once the teaching point correction method becomes clear, it will also become clear that this correction method provides a fast and efficient offline teaching method.

さて、第5図にこの補正のための基準となる部材20を
示す。この部材は、第4図のパレットと外形寸法が同一
であるように第5図では示されているが、外形寸法及び
R1−R3の3点の寸法が既知のものであれば、特別な
ものでなくとも構わない。この部材20を以下、r基準
パレットJと呼ぶことにする。この基準パレット20は
第2図の台500上に、一般に使われるパレット100
と同じように載置される。
Now, FIG. 5 shows a member 20 that serves as a reference for this correction. This member is shown in Fig. 5 as having the same external dimensions as the pallet in Fig. 4, but if the external dimensions and the dimensions of the three points R1-R3 are known, it is a special member. It doesn't matter if it isn't. This member 20 will be referred to as r reference pallet J hereinafter. This reference pallet 20 is placed on a stand 500 in FIG.
is placed in the same way.

もし、ロボット組立装置1000の内部の座標系(以下
、rロボット座標系1と呼ぶ)が、設計上の座標系(以
下、r相対座標系1と呼ぶ)に対して、平行移動、剪断
1回転拡大等のアフィン変換された関係にあるのならば
(このような仮定は、ロボットアームが曲がる等してい
なければ合理的な仮定である)、そして、この変換マト
リクス(以下、このマトリクスを特とする請求めること
が可能ならば、第4図に示した実際の組立に使用される
パレット100の設計上のティーチングポイント(これ
は、全て前もって正確に知ることができる)に対して、
前記アフィン変換の変換マトリクスをかけることにより
、ロボット座標系に基づいたティーチングポイントが得
られることになる。
If the internal coordinate system of the robot assembly device 1000 (hereinafter referred to as r-robot coordinate system 1) is translated or sheared one rotation with respect to the designed coordinate system (hereinafter referred to as r-relative coordinate system 1), If the relationship is an affine transformation such as expansion (such an assumption is a reasonable assumption if the robot arm does not bend, etc.), then this transformation matrix (hereinafter, this matrix will be specifically If possible, for the design teaching points of the pallet 100 used in the actual assembly shown in FIG. 4 (all of which can be accurately known in advance),
By applying the transformation matrix of the affine transformation, teaching points based on the robot coordinate system can be obtained.

アフィン変換が行なわれても、平面は平面のままに保た
れるということを念頭に入れれば、第5図に示した基準
パレット20の平面上の3点(点R1+ R2+ R3
)を、ロボット装置1000自身のフィンガー3でポイ
ントして、それらの点のロボット座標系に従った位置デ
ータ、 (XR1,YRl、 ZRI) 〜(XR31YRl、
 XR3)を得れば、それらの3点の相対座標系に基づ
いた位置データ (XRII V*rr ZRI) A−(XR31yn
s+  XR3)は既知であるから、前記アフィン変換
の変換マトリクスを求めることは可能とな、る。
Keeping in mind that the plane remains a plane even after affine transformation, three points on the plane of the reference palette 20 (points R1+R2+R3) shown in FIG.
) with the finger 3 of the robot device 1000 itself, and position data of those points according to the robot coordinate system, (XR1, YRl, ZRI) ~ (XR31YRl,
XR3), position data based on the relative coordinate system of those three points (XRII V*rr ZRI) A-(XR31yn
Since s+XR3) is known, it is possible to obtain the transformation matrix of the affine transformation.

前記3点をフィンガー3が正確にポイントしたかを検知
することが重要になるが、本実施例では力覚センサ2を
用いることにより、それを実現している。
It is important to detect whether the finger 3 has accurately pointed at the three points, and this is achieved by using the force sensor 2 in this embodiment.

上記議論は、設計上の理想的な座標系(x。The above discussion is based on the design ideal coordinate system (x.

y、z、 θ)に対して、実際の座標系(X、Y。y, z, θ) versus the actual coordinate system (X, Y.

z、e)がどの程度変形しているかということを第7図
に示すように座標変換としてとらえた。もし、使ってい
るフィンガーを回転せずθを一定に保って使用するなら
ば、ティーチングポイントを決定するためには回転座標
値eは必要ないから、前記3点測定により得たロボット
座標系による位置情報 (XR1,YRl、   ZRI)  〜 (XR3,
YRl、   XR3)は、ロボット座標系によるティ
ーチングポイントを求めるための情報としては十分であ
る。ところが、ロボット組立装置等では、単にxYz座
標データ以外に、Z軸周りの回転量eがティーチングポ
イントとして大切である。一般に、ロボットに装着され
るフィンガーは、Z軸周りの回転中心に対してオフセッ
トしているから、eが決定されないことには、フィンガ
ー3をティーチングポイントにポイントすることはでき
ないからである。ところで、フィンガーをアームに取付
けると、ロボットのアーム駆動系の場合と同じように、
設計上のフィンガー取付は角度に対して、実際の取付は
角度に誤差が生じる。従って、この誤差を見つけること
が、オフラインティーチングを行なう上で不可欠になる
。後に詳しく述べるとして、その取付は誤差は、少なく
とも2つ以上のフィンガービン(第1図のA、B)を結
ぶベクトルを、相対座標系とロボット座標系で求め、こ
れら2つのベクトル(後述のPとP′)の内積からベク
トル間の交角を、位置ベクトルから取付は位置を求める
ものである。
The extent to which z and e) are deformed is determined by coordinate transformation as shown in FIG. If you do not rotate the finger you are using and keep θ constant, you do not need the rotational coordinate value e to determine the teaching point, so the position according to the robot coordinate system obtained by the three-point measurement Information (XR1, YRl, ZRI) ~ (XR3,
YRl, XR3) is sufficient information to find the teaching point in the robot coordinate system. However, in a robot assembly device or the like, in addition to simply the xYz coordinate data, the amount of rotation e around the Z axis is important as a teaching point. Generally, the fingers attached to the robot are offset with respect to the center of rotation around the Z-axis, so unless e is determined, it is not possible to point the finger 3 to the teaching point. By the way, when the finger is attached to the arm, just like in the case of a robot's arm drive system,
There will be an error in the angle when the finger is attached in the design, but there will be an error in the angle when the finger is actually attached. Therefore, finding this error is essential for off-line teaching. As will be described in detail later, the installation error is determined by finding a vector connecting at least two or more finger bins (A and B in Figure 1) in the relative coordinate system and the robot coordinate system, and then using these two vectors (P The intersection angle between the vectors is determined from the inner product of P' and P', and the position is determined from the position vector.

以上の議論をまとめると、本実施例のオフティーチング
方法は第8図に示される。第8図は、横方向を時間の流
れに沿ったシーケンスの流れを示し、縦方向はデータの
流れを示す、!0ち、3つの基準点R1〜R8のロボッ
ト座標系による座標値を力覚センサにより測定し、これ
らの座標データと相対座標系による上記3点の座標デー
タとに基づいて、相対座標系からロボット座標系への変
換マトリクスHを求める。
To summarize the above discussion, the off-teaching method of this embodiment is shown in FIG. In Figure 8, the horizontal direction shows the flow of a sequence along the flow of time, and the vertical direction shows the flow of data. 0, the coordinate values of the three reference points R1 to R8 in the robot coordinate system are measured by a force sensor, and based on these coordinate data and the coordinate data of the above three points in the relative coordinate system, the robot is adjusted from the relative coordinate system. Find the transformation matrix H to the coordinate system.

次に、フィンガーの取付は誤差角度αOを、ロボット座
標系と相対座標系とに基づいたフィンガービンA、Bの
座標値から得たベクトルの内積から求める。
Next, when attaching the fingers, the error angle αO is determined from the inner product of vectors obtained from the coordinate values of the finger bins A and B based on the robot coordinate system and the relative coordinate system.

次に、実際に使われるパレット(例えば、第4図の如き
もの)の各ティーチングポイントの相対座標系によるデ
ータ(x、y、z、θ)に対して前記アフィン変換マト
リクスHをかけて、(X、Y、Z、e’ )−H(x、
y、z、 θ)・・・・(1) とし、さらに、 θ=e’ +α0        ・・・・(2)とし
て、第6図に概念的に説明するような、最終的に(x、
y、z、e)を求めるものである。
Next, the data (x, y, z, θ) in the relative coordinate system of each teaching point of the palette actually used (for example, the one shown in Figure 4) is multiplied by the affine transformation matrix H, and ( X, Y, Z, e')-H(x,
y, z, θ)...(1), and then θ=e' + α0...(2), and finally (x,
y, z, e).

以下、更に詳細にオフラインティーチングについて説明
する。
Offline teaching will be explained in more detail below.

〈オフラインティーチングシステム〉 第1図に本実施例に係るオフラインティーチングシステ
ムの構成を示す。アーム1等は第2図に示したものと同
一である。4は力覚センサ2をフィンガー3に固定する
ためのホールダである。フィンガー3には、1組のフィ
ンガーピンA、Bが装着されている。力覚センサ2は、
例えば歪ゲージを利用した6軸の力覚センサである。
<Offline Teaching System> FIG. 1 shows the configuration of an offline teaching system according to this embodiment. Arm 1 etc. are the same as shown in FIG. 4 is a holder for fixing the force sensor 2 to the finger 3. A pair of finger pins A and B are attached to the finger 3. The force sensor 2 is
For example, it is a 6-axis force sensor using a strain gauge.

オフラインティーチングコントローラ600は力覚セン
サ2とロボットコントローラ10とに接続されている。
The offline teaching controller 600 is connected to the force sensor 2 and the robot controller 10.

即ち、力覚センサ2の歪ゲージからの出力は増幅器7を
経て、A/D変換器8によりデジタル値に変換されてR
AMIIに格納され、CPU9によりデータ処理される
。CPU9は、ROM12等に格納されたオフラインテ
ィーチングプログラムに従って制御される。このプログ
ラムは後述するように、例えばキーボード13(若しく
は、所謂不図示のティーチングペンダント)からの入力
に従って、ロボット1000のアーム501,502.
1等をインチング動作させる。このインチング動作によ
り、フィンガーピンを基準パレット20の基準穴位置ま
で移動する。
That is, the output from the strain gauge of the force sensor 2 passes through the amplifier 7, is converted into a digital value by the A/D converter 8, and is converted into a digital value by the A/D converter 8.
The data is stored in the AMII and processed by the CPU 9. The CPU 9 is controlled according to an offline teaching program stored in the ROM 12 or the like. As will be described later, this program controls the arms 501, 502 .
Inching the 1st class. This inching operation moves the finger pins to the reference hole positions of the reference pallet 20.

また前記プログラムは、インチング動作に従って変化す
る力覚センサ2の出力を監視し、フィンガービンが基準
穴の中央に着たことを検知する。
Further, the program monitors the output of the force sensor 2, which changes according to the inching operation, and detects that the finger bin has reached the center of the reference hole.

〈基準穴中央の検知〉 第5図に示した基準点の座標値をロボット座標系に従っ
て正確に測定することは原理的には困難ではない。例え
ば、先の細いプローブ(不図示)をフィンガーの先端に
設け、このプローブを前記基準点に位置したときの力覚
センサ2の出力変化を監視すればよいからである。とこ
ろが、このような特殊なプローブは正確な位置検知はで
きるものの、実際に使用されるフィンガーとは形状が異
なり、そのために、プローブと実際のフィンガーとの形
状の違いを補正しなければ、オフラインティーチングす
ることは不可能であると共に、このような面倒な操作は
非能率的である。そこで、本実施例では、実際の組立に
用いられるフィンガーを基準点位置検出に援用するもの
であり、そのために、第5図の基準点R,−R,は、少
なくともフィンガー3のビンA、Bの先端が中に入れる
ほどの大きさをもつ円柱状の穴としている。尚、第1図
等に示したようなオフセットしているフィンガーピンを
用いることの利点は、フィンガー3がアーム1の回転軸
に対して傾いているときに、その傾きを補償しながら、
基準穴中央の座標値を求めることができることである。
<Detection of the center of the reference hole> In principle, it is not difficult to accurately measure the coordinate values of the reference point shown in FIG. 5 according to the robot coordinate system. For example, a fine-tipped probe (not shown) may be provided at the tip of the finger, and changes in the output of the force sensor 2 may be monitored when the probe is positioned at the reference point. However, although these special probes can accurately detect the position, they have a different shape from the fingers that are actually used, and therefore offline teaching cannot be performed unless the difference in shape between the probe and the actual finger is corrected. It is impossible to do so, and such a troublesome operation is inefficient. Therefore, in this embodiment, the fingers used in actual assembly are used for detecting the reference point position, and for this purpose, the reference points R, -R, in FIG. The hole is cylindrical and is large enough to fit the tip of the hole inside. The advantage of using offset finger pins as shown in FIG.
It is possible to obtain the coordinate values of the center of the reference hole.

そこで、このようなピンと基準穴とから、いかにして、
基準点(基準穴の中央で、かつ底に位置する点と定義で
きる)をみつけるかを説明する。
So, how can we use such pins and reference holes?
Explain how to find the reference point (which can be defined as the point located at the center and bottom of the reference hole).

インチングにより、基準穴内にフィンガーピンを挿入す
るということは前述した。その上で、第9A図に示すよ
うに、e方向の角度を一定に保ちながら、インチング動
作により、力覚センサ2の出力を監視しながら、フィン
ガーピンA (B)が穴の壁に接触する位置を確認する
。同じように、Y方向についても、第9B図のようにフ
ィンガーピンを移動しながら両方の壁に接触するのを検
知する。この検知は、力覚センサの出力が第10A図〜
第10B図のように、壁に接触した時点で大きく変化す
ることから知れる。そこで、穴壁に接触した時点のロボ
ット座標系での2つの座標値の平均値が、穴の中央の基
準点の座標値を与える。
As mentioned above, the finger pin is inserted into the reference hole by inching. Then, as shown in FIG. 9A, the finger pin A (B) contacts the wall of the hole by an inching operation while keeping the angle in the e direction constant and monitoring the output of the force sensor 2. Check location. Similarly, in the Y direction, contact with both walls is detected while moving the finger pin as shown in FIG. 9B. For this detection, the output of the force sensor is shown in Figure 10A~
As shown in FIG. 10B, this can be seen from the fact that it changes significantly upon contact with the wall. Therefore, the average value of the two coordinate values in the robot coordinate system at the time of contact with the hole wall gives the coordinate value of the reference point at the center of the hole.

尚、Z方向については、X方向に移動させて壁に接触し
た時点で、下方にフィンガーピンを下降させる。そして
、底に接触した時点のZ座標値を集める。Y方向につい
ても同様にし、計4つのZ座標値の平均値から、基準点
のZ座標値を求める。
Regarding the Z direction, when the finger pin is moved in the X direction and comes into contact with the wall, the finger pin is lowered downward. Then, collect the Z coordinate value at the time of contact with the bottom. Similarly for the Y direction, the Z coordinate value of the reference point is determined from the average value of the total four Z coordinate values.

こうして、一定の回転角eでもって、基準点Rにフィン
ガーピン先端を位置させるときに、Z軸上にある回転中
心(第1図参照)のロボット座標系での座標値が与えら
れる。このような第9図。
In this way, when the tip of the finger pin is positioned at the reference point R with a constant rotation angle e, the coordinate value in the robot coordinate system of the rotation center on the Z axis (see FIG. 1) is given. Figure 9 like this.

第10図に示した座標値の測定方法は、本実施例のオフ
ラインティーチングに利用されるのみならず、一般に、
測定対象が傾いている場合の座標値を求めるのに好適で
ある。
The method for measuring coordinate values shown in FIG. 10 is not only used for offline teaching in this embodiment, but also for general
This method is suitable for determining coordinate values when the object to be measured is tilted.

〈変換マトリクスの決定〉 前述したように、平面は3点が決まれば決定されるから
、相対座標系とロボット座標系での3点の位置座標から
、この2つの座標系間の変換マトリクスHが求められる
。第11A図、第11B図は、相対座標系とロボット座
標系の食い違いを具体的に表わしたものであり、前者は
平行移動の関係を、後者は平行移動に剪断が加わったも
のである。第11A図のような平行移動に対しては、前
記3点の座標値の差からΔX、ΔYが容易に求めること
ができ、この補正値からオフラインティーチングにより
正しいティーチングポイントを得ることは容易である。
<Determining the transformation matrix> As mentioned above, the plane is determined by determining the three points, so from the position coordinates of the three points in the relative coordinate system and the robot coordinate system, the transformation matrix H between these two coordinate systems can be determined. Desired. FIGS. 11A and 11B specifically represent the discrepancy between the relative coordinate system and the robot coordinate system, with the former representing a relationship of parallel movement, and the latter representing a relationship in which shear is added to the parallel movement. For parallel movement as shown in Figure 11A, ΔX and ΔY can be easily determined from the difference in the coordinate values of the three points, and it is easy to obtain the correct teaching point from this correction value by off-line teaching. .

第11B図のような場合には、第19A図に示したよう
な平行移動処理と第19B図に示したような剪断処理と
、第19F図のようなZ軸周りの回転処理の組合せであ
るから、これらの図に示したマトリクス要素が分れば、
まず、第ttC図に示したように平行移動を行ない、第
11D図のように回転処理を行ない、その上で剪断処理
を行なえば、第11E図のように両者は重なることにな
る。従って、このような変換マトリクスを求めれば、ロ
ボット座標系によるティーチングポイントは簡単に求ま
ることになる。
In the case as shown in Fig. 11B, a combination of parallel movement processing as shown in Fig. 19A, shearing processing as shown in Fig. 19B, and rotation processing around the Z axis as shown in Fig. 19F is used. If we know the matrix elements shown in these figures,
First, if a parallel movement is performed as shown in FIG. ttC, a rotation process is performed as shown in FIG. 11D, and then a shear process is performed, the two will overlap as shown in FIG. 11E. Therefore, if such a transformation matrix is found, the teaching point in the robot coordinate system can be easily found.

第12A図は、このような変換マトリクスを演算するた
めの制御プログラムのフローチャートである。ステップ
S2では、アーム1の回転角度eを任意のオフセット角
θ0にセットする。ステップS4では、フィンガーピン
Aを1つの基準穴位置までインチングにより移動させ、
ステップS6で、前述した第9図等のような手法により
、その基準穴の中心座標を求める。尚、第13A図及び
第14A図にフィンガーピンAが基準穴R1の中央をポ
イントするときの状態を示す、このときの回転中心のロ
ボット座標系における座標値が、(XRIA 、 YR
IA 、 ZRIA 、 eo )であったとする。
FIG. 12A is a flowchart of a control program for calculating such a conversion matrix. In step S2, the rotation angle e of the arm 1 is set to an arbitrary offset angle θ0. In step S4, the finger pin A is moved to one reference hole position by inching,
In step S6, the center coordinates of the reference hole are determined by a method such as that shown in FIG. 9 described above. 13A and 14A show the state when the finger pin A points to the center of the reference hole R1. The coordinate values in the robot coordinate system of the rotation center at this time are (XRIA, YR
IA, ZRIA, eo).

次にステップS8で、回転角θを(eo+180)度に
セットする。即ち、アーム1をeoの位置からさらに半
回転させる。次に、ステップS10で、フィンガービン
Aを基準穴R,の中心に置いたときの回転中心の座標値
を求める。このときに得た座標値を、 (X’RIA、 Y”RIAI Z’RIAI eo”
180)とする。この状態を第13B図及び第14B図
に示す。かくして、フィンガーAが回転中心に対してオ
フセットしているときでも、ステップS12で回転中心
が基準穴R1をポイントするときの、ロボット座標系に
よる座標値が、 ・・・・(3) と得られる。即ち、第13C図に対応する第14C図か
ら明らかなように、上記座標値をティーチングポイント
として与えると、回転中心が基準穴R1上に来るように
、ロボットのアームの運動をロボットコントローラ10
が制御する。ステップS2〜ステツプS12の動作は基
準パレット20の3点(R1〜Rs)の全てに対して行
なう。角度e0のときの基準点R2,R3をフィンガー
ピンAで探って得た座標値は夫々、 (XR2A * Y R2A + Z R2A + e
O)(XR3A + YIIIA + ZR3A r 
ea )であり、 (X’112A、 Y”R2A、 Z’112A、 e
at 80 )(X’R3A+  Y’R3A+  Z
’R3A*  θo+ 1  a  o  )る。また
、回転中心が点R,,R,上にあるときは、 ・・・・(4) ・・・・(5) のロボット座標値が得られる。尚、R2,R3に関して
は、eoの状態で座標値を求め、フィンガピンAのeo
でのR+の座標値と(3)式との関係から、平行移動に
より求めても同じである。
Next, in step S8, the rotation angle θ is set to (eo+180) degrees. That is, the arm 1 is further rotated by a half turn from the position eo. Next, in step S10, the coordinate values of the center of rotation when the finger bin A is placed at the center of the reference hole R are determined. The coordinate values obtained at this time are (X'RIA, Y"RIAI Z'RIAI eo"
180). This state is shown in FIGS. 13B and 14B. Thus, even when the finger A is offset from the rotation center, the coordinate values in the robot coordinate system when the rotation center points to the reference hole R1 in step S12 are obtained as follows (3) . That is, as is clear from FIG. 14C, which corresponds to FIG. 13C, when the above coordinate values are given as teaching points, the robot controller 10 controls the movement of the robot arm so that the center of rotation is on the reference hole R1.
is controlled by The operations from step S2 to step S12 are performed for all three points (R1 to Rs) on the reference pallet 20. The coordinate values obtained by searching the reference points R2 and R3 with finger pin A at angle e0 are (XR2A * Y R2A + Z R2A + e
O) (XR3A + YIIIA + ZR3A r
ea) and (X'112A, Y"R2A, Z'112A, e
at 80 ) (X'R3A+ Y'R3A+ Z
'R3A* θo+ 1 ao). Furthermore, when the center of rotation is above the point R,, R, the following robot coordinate values are obtained: (4) (5). Regarding R2 and R3, the coordinate values are calculated in the state of eo, and the eo of finger pin A is
From the relationship between the coordinate value of R+ and equation (3), the same result can be obtained even if it is calculated by parallel movement.

次にステップS16で、設計上の点R8〜R3に回転中
心が位置したときの、相対座標系上での座標値を、外部
からRAMに人力する。このような値は、台500 (
第2図)に基準パレット20を置いたときの設計上の座
標値である。台500の設計上の位置データは既知であ
るからである。
Next, in step S16, the coordinate values on the relative coordinate system when the center of rotation is located at the designed points R8 to R3 are manually entered into the RAM from the outside. Such a value is on the order of 500 (
These are the design coordinate values when the reference pallet 20 is placed on FIG. 2). This is because the designed position data of the stand 500 is known.

そこで、これら基準点R1−R5の相対座標系上の座標
値を、 (XRII yRll  Z*1+ eo ) ・・・
・・・(6)(X R2+ yR2,Z R2+ eo
 ) ”” (7)(X R3+ ’/ R3+  Z
 R3+  θ0)・・・・・・(8)と表わすと、こ
れらを座標軸の原点からR1〜R3への各々のベクトル
とすれば、例えば(6)式のベクトルは、(3)式のベ
クトルに第19図のようなアフィン変換を施したもに他
ならないから、上記変換のマトリクス要素を逆に演算で
きることになる。即ち、ステップS18の変換マトリク
スの要素演算は、 (X、Y、Z、θ)”H” (x、y、Z、θ)から方
程式を解いて、マトリクスの係数を求めるのである。
Therefore, the coordinate values of these reference points R1-R5 on the relative coordinate system are (XRII yRll Z*1+eo)...
...(6)(X R2+ yR2, Z R2+ eo
) ”” (7) (X R3+ '/ R3+ Z
R3 + θ0)... (8) If these are the vectors from the origin of the coordinate axes to R1 to R3, then, for example, the vector in equation (6) becomes the vector in equation (3). Since this is nothing but an affine transformation as shown in FIG. 19, the matrix elements of the above transformation can be calculated inversely. That is, the element calculation of the conversion matrix in step S18 is to solve the equation from (X, Y, Z, θ) "H" (x, y, Z, θ) to obtain the coefficients of the matrix.

くフィンガー取付は角度の測定〉 ロボットのアーム1がその軸まわりに全く回転しないな
らば、上記変換マトリクスを求めることをもって、オフ
ラインティーチングに必要なデータは揃うことになる。
Finger attachment is an angle measurement> If the robot arm 1 does not rotate at all around its axis, the data necessary for off-line teaching will be available by obtaining the above conversion matrix.

アーム1が回転しない場合は、フィンガーの取付は角度
が問題にならないからである。しかし、実際には、多く
のロボット装置では、アームはθ方向に回転するから、
回転角のティーチングも重要である。
This is because if the arm 1 does not rotate, the angle of attachment of the fingers does not matter. However, in reality, in many robot devices, the arm rotates in the θ direction, so
Teaching the rotation angle is also important.

そこで、第12B図に従って、この取付は角度演算の制
御プログラムを説明する。まずステップS20で、回転
角eをeoにセットし、フィンガーピンBを基準穴R1
にもっていく。ステップS24では、基準穴の中心にフ
ィンガービンがあるときの回転中心の座標値を求める。
Therefore, according to FIG. 12B, the control program for this installation angle calculation will be explained. First, in step S20, the rotation angle e is set to eo, and the finger pin B is inserted into the reference hole R1.
I'll take it to In step S24, coordinate values of the rotation center when the finger bin is located at the center of the reference hole are determined.

この状態を第13D図、第14D図に示す。このときの
回転中心の座標を、 (XRIB 、 YRI!l 、 ZRIIS 、 e
o )とすると、第14A図と第14D図の状態を重ね
合せて示した第15図においてベクトルP、P。
This state is shown in FIGS. 13D and 14D. The coordinates of the rotation center at this time are (XRIB, YRI!l, ZRIIS, e
o ), vectors P and P in FIG. 15, which shows the states of FIGS. 14A and 14D superimposed.

(=P)と座標軸との交角は、ロボット座標系における
フィンガー3の取付角度を表わす。そして、このベクト
ルP、P、はロボット座標系において、 なる値を有する。同じ考えに立って、相対座標系におけ
る、2点 (X RIA + ’/ RIA + zRIA + 
θ0)(X RIB + ’/ RIB + Z R1
[1r 00)を結ぶベクトルP’IP’2(=P’ 
)は、で表わされ、このP′に前記求めた変換マトリク
スHをかけたHP’はロボット座標系によるベクトルP
に一致する筈であるが、フィンガー3の製造交差、取付
は誤差等により実際には、P ≠ HP’ である。ところで、この上記の誤差等はアーム1のZ軸
周りの誤差としてしか表われない。従って、第16A図
、第16B図に示すようにその誤差角度をα0とすれば
、 (P、HP’ )=  1PIIHP’1cosa。
The intersection angle between (=P) and the coordinate axis represents the attachment angle of the finger 3 in the robot coordinate system. The vectors P and P have the following values in the robot coordinate system. Based on the same idea, two points (X RIA + '/RIA + zRIA +
θ0) (X RIB + '/ RIB + Z R1
[1r 00) is connected to the vector P'IP'2(=P'
) is expressed as, and HP', which is obtained by multiplying this P' by the transformation matrix H obtained above, is the vector P in the robot coordinate system.
However, due to manufacturing errors and mounting errors of the fingers 3, P ≠ HP'. By the way, the above-mentioned errors appear only as errors around the Z-axis of the arm 1. Therefore, as shown in FIGS. 16A and 16B, if the error angle is α0, (P, HP')=1PIIHP'1cosa.

である。It is.

ところで、(P、HP’ )は前記座標値による内積で
表わされ、演算可能である。また、 IP+及びIHP
′1は既知であるから、上記式より、フィンガー3の取
付は誤差角α。が、 として、ステップS26で求められる。
By the way, (P, HP') is expressed by the inner product of the coordinate values and can be calculated. Also, IP+ and IHP
'1 is known, so from the above equation, the error angle α for the installation of finger 3 is given. is determined in step S26 as .

尚、第12B図のプログラムはロボット装置1000に
て実際に使用される全てのフィンガーに対して適用され
る。
Note that the program shown in FIG. 12B is applied to all fingers actually used in the robot device 1000.

〈ティーチングポイントデータ生成〉 このデータ作成手順は第12C図で示される。<Teaching point data generation> This data creation procedure is shown in FIG. 12C.

基準パレットと実際に使用されるパレットとの相対的位
置関係は、第17図のように基準点Rと実際の部品把持
位置とのx、y、z方向の距離として前もって与えられ
るから、台500に置いた状態でのこのような位置デー
タを、ステップS30で入力する。ステップ332では
、実際のパレット内の部品把持位置の座標値に対し、(
1)式に示したように第12A図で求めた変換マトリク
スをかける。ステップS34では、第12B図のプログ
ラムで求めた当該フィンガーの取付は角度誤差α。によ
り、eを(2)式に従って補正する。
Since the relative positional relationship between the reference pallet and the pallet actually used is given in advance as the distance in the x, y, and z directions between the reference point R and the actual part gripping position as shown in FIG. Such position data for the state in which the camera is placed is inputted in step S30. In step 332, (
1) Multiply the conversion matrix obtained in FIG. 12A as shown in the equation. In step S34, the attachment of the finger determined by the program shown in FIG. 12B has an angular error α. Therefore, e is corrected according to equation (2).

ステップ336では、こうして補正したティーチングポ
イントの(x、y、z、e)をロボットコントローラ1
0に出力する。
In step 336, the teaching point (x, y, z, e) corrected in this way is transmitted to the robot controller 1.
Output to 0.

ステップ332〜ステツプS38のループで、1つのパ
レットの全てのティーチングポイントを求め補正を施す
。1つのパレットについて終了したら、ステップS30
〜ステツプS40のループで、このロボット装置に使用
される全てのフィンガーについてのティーチングポイン
トを計算し、ロボットコントローラ10に送る。1つの
基準パレットを元にして得た変換マトリクスを、他のフ
ィンガー、他のパレットに適用できるのも、同じロボッ
ト装置を使用する限り、ロボット座標系と相対座標系と
の間の対応関係は一意的であるからである。
In a loop from step 332 to step S38, all teaching points of one pallet are found and corrected. When finished for one pallet, step S30
~ In the loop of step S40, teaching points for all fingers used in this robot device are calculated and sent to the robot controller 10. The transformation matrix obtained based on one reference pallet can be applied to other fingers and other pallets, as long as the same robot device is used, the correspondence between the robot coordinate system and the relative coordinate system is unique. This is because it is relevant.

〈実施例の効果〉 こうして、ロボットコントローラには、1つの製品を組
立てるのに必要な全ての部品、フィンガーについてのテ
ィーチングポイントが教え込まれたことになる。そして
、そのティーチングポイントも、当該ロボット組立装置
に特有な交差を補正されたものであり、正確である。ま
た、1つの基準パレットの測定から得た変換マトリクス
により、実際に使用するパレットのフィンガー把持位置
のティーチングポイントが全て高速に演算できることに
なる。
<Effects of the Example> In this way, the robot controller has been taught the teaching points regarding all the parts and fingers necessary for assembling one product. The teaching points are also corrected for intersections specific to the robot assembly device, and are accurate. Further, by using the conversion matrix obtained from the measurement of one reference pallet, all the teaching points of the finger gripping positions of the pallet to be actually used can be calculated at high speed.

[発明の効果] 以上説明した如く本発明の位置決めデータの補正方法の
1つの構成によれば、設計上の位置データが実際の位置
決め装置に正確に対応した位置決めデータに補正される
[Effects of the Invention] As explained above, according to one configuration of the positioning data correction method of the present invention, designed position data is corrected to positioning data that accurately corresponds to an actual positioning device.

他の構成によれば、上記発明の効果に加えて、さらに回
転座標の補正も可能になる。
According to another configuration, in addition to the effects of the invention described above, it is also possible to correct the rotational coordinate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明をオフラインティーチングシステムに適
用した場合の該システムの構成図、第2図は上記実施例
のオフラインティーチングシステムが利用されるロボッ
ト組立装置の斜視図、 第3図は第2図ロボット組立装置に使用される部品収容
パレットの斜視図、 第4図はそのパレットの一態様を示す平面図、第5図は
基準パレットの平面図、 第6図は設計上のティーチングデータと補正後のそれと
の関係を示す図、 第7図はロボット座標系と基準パレットの相対座標系と
の関係を示す図、 第8図は実施例のオフラインティーチング方法の概略シ
ーケンスを説明する図、 第9A図、第9B図、第10A図、第10B図は基準穴
の中央位置の求め方を説明する図、第11A図〜第11
E図は座標系同士を一致させるどきの概念を説明する図
、 第12A図〜第12C図はオフラインティーチングの制
御に係るプログラムのフローチャート、第13A図〜第
13C図、第14A図〜第14C図は回転中心の位置座
標を求める手法を説明する図、 第13D図、第14D図、N15図、第16A図、第1
6B図はフィンガーの取付は角度誤差を求める手法を説
明する図、 第17図は基準パレットと使用されるパレットとの相対
位置関係を説明する図、 第18図は設計上の位置と実際の位置の誤差発生を説明
する図、 第19A図〜第19G図は変換マトリクスを説明する図
である。 図中、 1・・・Z軸アーム、2・・・力覚センサ、3・・・フ
ィンガー、4・・・ホールダ、7・・・増幅器、8・・
・A/D変換器、9・・・CPU、10・・・ロボット
コントローラ、11 ・ RAM、12・ ROM、1
3−・・キーボード、20・・・基準パレット、100
・・・使用パレット、500・・・パレット台、501
−・・X釉アーム、502・・・Y軸アーム、503・
・・予備フィンガー懸架台、504・・・組立台、60
0・・・オフラインティーチングコントローラ、100
0・・・ロボット組立装置、A、B・・・フィンガーピ
ン、MRI〜MR3川サーボモータ、R1−R3・・・
基準点(穴)である。 第1図 第2図 第4図 第7図 第9A図      第98図 Y 第108図 第11A図 第11D図 第11E図 第512A図 θ=00 ぺ1 (XRIA、YRIA、ZRIA、 eo )第134
図 θ=eo+180’ (ン(p+a、Yiq+a、Zi+a、 θo+l80
)第13B図 θ=θ。 第13D図 ×く +匡 ?     −α 第15図 第17図 第16A図 ス 第168図 第18図 平竹杼動 第19A図 ぜ  ん  断 第198図 拡大、糊小1反転(スケール支換) 第19c図 x軸の!bりの回転 y軸のまわりの回転 Z軸の;ありの回転 第19F図 第19G図
FIG. 1 is a block diagram of an offline teaching system when the present invention is applied to the system, FIG. 2 is a perspective view of a robot assembly device in which the offline teaching system of the above embodiment is used, and FIG. 3 is a diagram of the system shown in FIG. A perspective view of a parts storage pallet used in a robot assembly device, Fig. 4 is a plan view showing one aspect of the pallet, Fig. 5 is a plan view of a reference pallet, and Fig. 6 is a design teaching data and after correction. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the robot coordinate system and the relative coordinate system of the reference pallet. FIG. 8 is a diagram explaining the schematic sequence of the offline teaching method of the embodiment. FIG. 9A , FIG. 9B, FIG. 10A, and FIG. 10B are diagrams explaining how to find the center position of the reference hole, and FIGS. 11A to 11.
Figure E is a diagram explaining the concept of matching coordinate systems, Figures 12A to 12C are flowcharts of programs related to offline teaching control, Figures 13A to 13C, and Figures 14A to 14C. 13D, 14D, N15, 16A, 1
Figure 6B is a diagram explaining the method for determining the angular error when installing fingers, Figure 17 is a diagram explaining the relative positional relationship between the reference pallet and the pallet used, and Figure 18 is the design position and actual position. Figures 19A to 19G are diagrams explaining the conversion matrix. In the figure, 1...Z-axis arm, 2...force sensor, 3...finger, 4...holder, 7...amplifier, 8...
・A/D converter, 9...CPU, 10...Robot controller, 11 ・RAM, 12・ROM, 1
3 - Keyboard, 20... Reference palette, 100
...Pallet used, 500...Pallet stand, 501
-...X glaze arm, 502...Y axis arm, 503...
... Spare finger suspension stand, 504... Assembly stand, 60
0...Offline teaching controller, 100
0...Robot assembly device, A, B...Finger pin, MRI~MR3 river servo motor, R1-R3...
It is a reference point (hole). Figure 1 Figure 2 Figure 4 Figure 7 Figure 9A Figure 98 Y Figure 108 Figure 11A Figure 11D Figure 11E Figure 512A θ=00 Pe1 (XRIA, YRIA, ZRIA, eo) No. 134
Figure θ=eo+180' (n(p+a, Yiq+a, Zi+a, θo+l80
) Figure 13B θ=θ. Figure 13D -α Fig. 15 Fig. 17 Fig. 16A S Fig. 168 Fig. 18 Rotation around b Rotation around the y-axis Rotation around the Z-axis Figure 19F Figure 19G

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)内部に基準座標系を有し、前記内部基準座標系に
よつて表わされる位置にまで、被移動部を移動させる位
置決め部を有してなる装置において、 基準となる平面を有した基準物について、前記平面を決
定する3点の前記内部基準座標系によつて表わされる位
置データを、これらの3点位置に前記被移動部を移動さ
せることにより、測定する測定工程と、 前記3点位置の外部の相対座標系によつて表わされる座
標データと、前記測定により求められた内部基準座標系
による前記3点の位置データとに基づいて、前記外部相
対座標系から内部基準座標系への変換マトリクスを求め
る演算工程と、前記外部相対座標系による任意の位置デ
ータを上記変換マトリクスにより前記内部基準座標系に
よる位置データに変換する変換工程とからなることによ
り、 外部の相対座標系によつて表わされる位置データを上記
内部基準座標系による位置データに補正することを特徴
とする位置決めデータの補正方法。
(1) In an apparatus having an internal reference coordinate system and a positioning section for moving a moved part to a position represented by the internal reference coordinate system, a reference having a plane serving as a reference. a measuring step of measuring position data of an object expressed by the internal reference coordinate system at three points that determine the plane by moving the moved part to the three points; and the three points. Based on the coordinate data expressed by the external relative coordinate system of the position and the position data of the three points according to the internal reference coordinate system determined by the measurement, convert from the external relative coordinate system to the internal reference coordinate system. By comprising a calculation step for obtaining a conversion matrix, and a conversion step for converting arbitrary position data based on the external relative coordinate system into position data based on the internal reference coordinate system using the conversion matrix, A method for correcting positioning data, comprising correcting expressed position data to position data based on the internal reference coordinate system.
(2)前記測定工程は、前記被移動部の先端に設けられ
たプローブであつて、力覚センサに接続されたところの
プローブを用いて位置測定する事を特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の位置決めデータの補正方法。
(2) In the measuring step, the position is measured using a probe provided at the tip of the moved part and connected to a force sensor. The method for correcting positioning data described in section.
(3)前記基準物上の3点は、所定の深さ、半径を有す
る円柱状の穴であり、 前記測定工程は、 前記プローブを上記穴内に移動する工程と、この穴内で
前記プローブを穴の壁面に接触にするように移動しつつ
、前記力覚センサ出力を監視し、この力覚センサの出力
変化位置での前記基準座標系の座標データを複数集める
工程と、 これらの複数個の座標データに基づいて前記被移動部の
移動中心の座標データを演算する工程とからなり、この
移動中心の座標データを前記3点の基準座標系による位
置データとする事を特徴とする特許請求の範囲第2項に
記載の位置決めデータの補正方法。
(3) The three points on the reference object are cylindrical holes having a predetermined depth and radius, and the measurement step includes a step of moving the probe into the hole, and a step of moving the probe into the hole. a step of monitoring the output of the force sensor and collecting a plurality of coordinate data of the reference coordinate system at a position of change in the output of the force sensor while moving so as to make contact with a wall surface of the force sensor; and calculating coordinate data of the center of movement of the moved part based on the data, and the coordinate data of the center of movement is used as position data based on the reference coordinate system of the three points. The positioning data correction method described in Section 2.
(4)内部に、回転中心の周りの回転角度座標を含む3
次元の内部基準座標系を有し、前記内部基準座標系によ
つて表わされる位置にまで、被移動部を移動させる位置
決め部を有してなる装置において、 基準となる平面を有した基準物について、前記平面を決
定する3点の前記内部基準座標系によつて表わされる位
置データを、これらの3点位置に前記被移動部を一定の
回転角度を保持しつつ移動させることにより、測定する
第1の測定工程と、これらの3点位置のうちの少なくと
も1点に前記被移動部を前記一定の回転角度にさらに所
定の位相偏差をもたせた回転角度を保持しつつ移動させ
ることにより、前記3点のうちの少なくとも1点の前記
内部基準座標系によつて表わされる位置データを測定す
る第2の測定工程と、 外部の相対座標系であつて、前記回転中心の周りの回転
角度座標を含む3次元の相対座標系によつて表わされる
前記3点の座標データと、前記第1と第2の測定により
求められた内部基準座標系による前記3点の位置データ
とに基づいて、前記外部相対座標系から内部基準座標系
への変換マトリクスを求める演算工程と、 前記外部相対座標系による任意の位置データを上記変換
マトリクスにより前記内部基準座標系による位置データ
に変換する変換工程とからなることにより、 外部の相対座標系によつて表わされる位置データを上記
内部基準座標系による位置データに補正することを特徴
とする位置決めデータの補正方法。
(4) Contains rotation angle coordinates around the rotation center inside 3
In a device having a dimensional internal reference coordinate system and a positioning unit that moves a moved part to a position represented by the internal reference coordinate system, regarding a reference object having a plane serving as a reference. , the positional data represented by the internal reference coordinate system at three points that determine the plane is measured by moving the moved part to these three point positions while maintaining a constant rotation angle; 1 measurement process and moving the moved part to at least one of these three positions while maintaining a rotation angle that is the constant rotation angle and a predetermined phase deviation. a second measuring step of measuring position data represented by said internal reference coordinate system of at least one of the points; and an external relative coordinate system including rotational angular coordinates about said center of rotation. The external relative By comprising a calculation step for obtaining a transformation matrix from a coordinate system to an internal reference coordinate system, and a conversion step for converting arbitrary position data based on the external relative coordinate system into position data based on the internal reference coordinate system using the conversion matrix. . A method for correcting positioning data, comprising correcting position data expressed by an external relative coordinate system to position data based on the internal reference coordinate system.
(5)前記所定の位相偏差は180度である事を特徴と
する特許請求の範囲第4項に記載の位置決めデータの補
正方法。
(5) The positioning data correction method according to claim 4, wherein the predetermined phase deviation is 180 degrees.
(6)前記被移動部の先端には、回転軸に対してオフセ
ットを設けられたところの第1と第2のプローブが、力
覚センサに接続された状態で設けられており、これらの
プローブは所定の位相角度で互いに前記回転軸周りに対
向しており、 前記基準物上の3点は、所定の深さ、半径を有する円柱
状の穴であり、 前記第1と第2の測定工程は、 前記第1のプローブを上記穴内に移動する工程と、 この穴内でこの第1のプローブを穴の壁面に接触にする
ように移動しつつ、前記力覚センサ出力を監視し、この
力覚センサの出力変化位置での前記基準座標系の座標デ
ータを複数集める工程と、これらの複数個の座標データ
に基づいて前記被移動部の移動中心の座標データを演算
する工程とを含み、 更に、前記第2のプローブを前記所定の位相角度回転さ
せた状態で、前記3つの穴のいずれか1つの位置データ
を測定する第3の測定工程を含む事を特徴とする特許請
求の範囲第2項に記載の位置決めデータの補正方法。
(6) First and second probes offset from the rotational axis are provided at the tip of the moved part, and these probes are connected to a force sensor. are opposed to each other around the rotation axis at a predetermined phase angle, the three points on the reference object are cylindrical holes having a predetermined depth and radius, and the first and second measurement steps is a step of moving the first probe into the hole, and monitoring the output of the force sensor while moving the first probe in the hole so as to come into contact with the wall surface of the hole; The method includes the steps of collecting a plurality of coordinate data of the reference coordinate system at the sensor output change position, and calculating coordinate data of the movement center of the moved part based on the plurality of coordinate data, and further, Claim 2, further comprising a third measuring step of measuring position data of any one of the three holes while the second probe is rotated by the predetermined phase angle. The positioning data correction method described in .
JP27934587A 1987-11-06 1987-11-06 Correcting method for positioning data Pending JPH01121904A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27934587A JPH01121904A (en) 1987-11-06 1987-11-06 Correcting method for positioning data

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27934587A JPH01121904A (en) 1987-11-06 1987-11-06 Correcting method for positioning data

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01121904A true JPH01121904A (en) 1989-05-15

Family

ID=17609877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27934587A Pending JPH01121904A (en) 1987-11-06 1987-11-06 Correcting method for positioning data

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01121904A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992008172A1 (en) * 1990-11-01 1992-05-14 Fanuc Ltd Method of transforming coordinates of tridimensional laser
JPH056214A (en) * 1991-01-28 1993-01-14 Fanuc Ltd Teaching method for robot
JP2009213971A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Tsubakimoto Chain Co Automatic teaching device and method for pharmaceutical development
JP2017024092A (en) * 2015-07-16 2017-02-02 ファナック株式会社 Robot teaching apparatus with guide part designating position and attitude of end effector
WO2018003575A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 日本電産サンキョー株式会社 Robot, robot control method, teaching tool, and robot teaching method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5748038B2 (en) * 1979-07-06 1982-10-13
JPS6054011A (en) * 1983-09-03 1985-03-28 Fanuc Ltd Position control method of industrial robot
JPS6149205A (en) * 1984-08-16 1986-03-11 Seiko Instr & Electronics Ltd Robot control system
JPS61109109A (en) * 1984-10-31 1986-05-27 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Positioning method for planar multi-joint type robot

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5748038B2 (en) * 1979-07-06 1982-10-13
JPS6054011A (en) * 1983-09-03 1985-03-28 Fanuc Ltd Position control method of industrial robot
JPS6149205A (en) * 1984-08-16 1986-03-11 Seiko Instr & Electronics Ltd Robot control system
JPS61109109A (en) * 1984-10-31 1986-05-27 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Positioning method for planar multi-joint type robot

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992008172A1 (en) * 1990-11-01 1992-05-14 Fanuc Ltd Method of transforming coordinates of tridimensional laser
JPH056214A (en) * 1991-01-28 1993-01-14 Fanuc Ltd Teaching method for robot
JP2009213971A (en) * 2008-03-07 2009-09-24 Tsubakimoto Chain Co Automatic teaching device and method for pharmaceutical development
JP2017024092A (en) * 2015-07-16 2017-02-02 ファナック株式会社 Robot teaching apparatus with guide part designating position and attitude of end effector
US10076843B2 (en) 2015-07-16 2018-09-18 Fanuc Corporation Teaching apparatus for robot provided with guide part for determining position and posture of end effector
DE102016008361B4 (en) * 2015-07-16 2020-02-06 Fanuc Corporation TEACHING DEVICE FOR A ROBOT THAT IS PROVIDED WITH A GUIDE PART FOR DETERMINING THE POSITION AND POSITION OF THE END EFFECTOR
WO2018003575A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 日本電産サンキョー株式会社 Robot, robot control method, teaching tool, and robot teaching method
JP2018001320A (en) * 2016-06-30 2018-01-11 日本電産サンキョー株式会社 Robot, robot control method, teaching tool and robot teaching method
CN108349088A (en) * 2016-06-30 2018-07-31 日本电产三协株式会社 The teaching method of robot, the control method of robot, teaching fixture and robot
TWI730134B (en) * 2016-06-30 2021-06-11 日商日本電產三協股份有限公司 Robots, robot control methods, teaching jigs and robot teaching methods

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5459486B2 (en) Robot calibration method and apparatus
JPH0553587B2 (en)
EP0655301A1 (en) Method and device for calibration of movement axes of an industrial robot
JP3326175B2 (en) Method and apparatus for calibrating the motion axis of an industrial robot
US20080188986A1 (en) Method and System to Provide Improved Accuracies in Multi-Jointed Robots Through Kinematic Robot Model Parameters Determination
US20210260759A1 (en) Estimation of payload attached to a robot arm
CN102802883A (en) Calibration of a base coordinate system for an industrial robot
US20190232499A1 (en) Method for work piece calibration and robot system using the same
JPH06131032A (en) Robot device and teaching method for robot device
CN112476435B (en) Calibration method and calibration device for gravity acceleration direction and storage medium
JP2021024075A (en) Control device of robot device for controlling position of robot
JPH01121904A (en) Correcting method for positioning data
JPH10301609A (en) Position error detection method for robot and device therefor
JP3577124B2 (en) Method of acquiring mating data using force control robot
JPH05111897A (en) Finding method of relative position relationship between plurality of robots
JP2000055664A (en) Articulated robot system with function of measuring attitude, method and system for certifying measuring precision of gyro by use of turntable for calibration reference, and device and method for calibrating turntable formed of n-axes
JPH0741565B2 (en) Robot teaching method
JP2022084259A (en) Information processor, information processing method, robot system, measurement system, article manufacturing method using robot system, control program and recording medium
JPH06143171A (en) Robot
Chiwande et al. Comparative need analysis of industrial robot calibration methodologies
JP3671694B2 (en) Robot teaching method and apparatus
JP3007440B2 (en) Offline teaching device for robots
JPH012104A (en) Robot positioning error correction method
JPH0774964B2 (en) Robot positioning error correction method
CN113091670A (en) Calibration device and calibration method for robot joint stiffness