JPS5959394A - Device for estimating error of robot mechanism - Google Patents
Device for estimating error of robot mechanismInfo
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- JPS5959394A JPS5959394A JP16831582A JP16831582A JPS5959394A JP S5959394 A JPS5959394 A JP S5959394A JP 16831582 A JP16831582 A JP 16831582A JP 16831582 A JP16831582 A JP 16831582A JP S5959394 A JPS5959394 A JP S5959394A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ロボットのように、位置決め制御方式に、機
構パラメータ馨含む一般機器の位置決め誤差補正に好適
な、補正用の機構誤差の推定装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for estimating mechanical errors for correction, which is suitable for correcting positioning errors of general equipment such as robots, which include mechanical parameters in a positioning control method.
従来の公知例としてG:′1′、(株)富士通研究所の
用上進他1名が昭和57年年度様学会春季大会学術講演
会講演論文集第2分冊第587頁から第589頁まて゛
に発表した[多関節形ロボットの座標系の較正法jがあ
る。この公知例では、ロボットの機構パラメータσつう
ちアーム長θ〕y 差僧の推定を行ノ↓−でいる。しか
し、機構パラメータにはアーム長以夕)に、アームとア
ームを結ぶ垂直軸の長さ、ねじれ角(アームと垂直軸の
取付は角)7ノ1あり、公知例ではこれらのパラメータ
の誤差推定G」行なっていない。したがって、垂直軸や
わじれ角に誤差ケ含むロボットに対して+i適用1−る
ことができ乙「いという欠点があり/こ 。A conventionally known example is G: '1', written by Susumu Yojo and one other person from Fujitsu Laboratories Ltd., 1985, Spring Conference Academic Lecture Collection, Volume 2, pages 587 to 589. There is a method for calibrating the coordinate system of an articulated robot, which was published in In this known example, the robot's mechanical parameters σ, arm length θ]y, and the difference between the two are estimated as follows. However, the mechanism parameters include the length of the vertical axis connecting the arms, the torsion angle (the angle at which the arms and the vertical axis are attached), and in known examples, the errors in these parameters are estimated. G" I haven't done it. Therefore, it has the disadvantage that +i cannot be applied to robots that include errors in the vertical axis or twist angle.
本発明の目的は、ロボット機構において、機構を構成す
るパラメータのうちでアームの長さアームとアームを結
ぶ垂直軸の長さおよびねじれ角に誤差が含まれる場合に
、これらの誤差量を推定する装置馨提供することにある
。The purpose of the present invention is to estimate the amount of error in a robot mechanism, when errors are included in the arm length, the length of the vertical axis connecting the arms, and the torsion angle among the parameters constituting the mechanism. The purpose is to provide equipment.
上記目的ケ達成するために、本発明によるロボットの機
構誤差の推定装置は、ロボット本体と、制御装置と、ロ
ボットの位置測定装置より成る構成体がさらに機構誤差
計算装置を有し、ロボットを実際に動作させ、ロボット
の制御装置により指令した位置あるいは位置および方向
と、位置測定装置によって測定された実際にロボットが
動いた位置あるいは位置および方向との間のずれ量を測
定し、上記ロボットの独立なパラメータ数YMとすると
き、上記ずれ量乞独立なパラメータの誤差に関して1
/IK式で表わす3(M−1)値以上の方程式を得るの
に必要な回数だけ上記測定?繰り返し、設計値からの機
構パラメータの誤差馨計算する機能を備えることケ要旨
とする。In order to achieve the above object, an apparatus for estimating mechanical error of a robot according to the present invention includes a robot main body, a control device, and a robot position measuring device, which further includes a mechanical error calculation device, and a robot mechanical error estimation device according to the present invention. The amount of deviation between the position, position and direction commanded by the robot's control device and the position, position and direction in which the robot actually moved as measured by the position measuring device is measured, and the independence of the robot is determined. When the number of parameters is YM, the error of the parameters independent of the above deviation is 1
/Is the above measurement performed as many times as necessary to obtain an equation with a value of 3 (M-1) or more expressed by the IK formula? The key point is to have a function to repeatedly calculate the error value of mechanical parameters from design values.
ロボットの位置および姿勢C40ボンドの機構パラメー
タと各回転軸の回転角が定まれば決まるものである。ゆ
えに、同じ回転角を指定しても、機構パラメータが異な
れば位置および姿勢は異なってくる。今、機構パラメー
タの設計値馨アーム長S、垂直軸の長さA1ねじれ角α
で表わし、実際のロボットのそれらからの誤差量をΔS
、ΔA、Δαで表わす。また、指令したロボットの位置
および姿勢をひとまとめにして表わすベクトルをXとし
、実際にロボットが動いたときのずれ量をΔXで表わず
。こ\で、→はペクトルア表わす記号とする。XはS、
A。The position and posture of the robot are determined once the mechanical parameters of the C40 bond and the rotation angles of each rotation axis are determined. Therefore, even if the same rotation angle is specified, the position and orientation will be different if the mechanism parameters are different. Now, the design values of mechanism parameters are: arm length S, vertical axis length A1, torsion angle α
, and the amount of error from those of the actual robot is ΔS
, ΔA, and Δα. Furthermore, the vector that collectively represents the commanded position and orientation of the robot is set to X, and the amount of deviation when the robot actually moves is not shown as ΔX. Here, → is a symbol representing a vector. X is S,
A.
αなどの使)構パラメータンまとめたベクトルPと軸の
回転角乞まとめたベクトルθの関数であるから、
X=f(θ、 P ) (1)と表
わすことかで゛きる。fの関数形は各ロボット毎に個有
であり、その都度作る必要がある。Since it is a function of a vector P that is a collection of structural parameters such as α and a vector θ that is a collection of rotation angles of the shaft, it can be expressed as X=f(θ, P) (1). The functional form of f is unique for each robot and needs to be created each time.
こ\で、θ、Pの元数は機構やロボットの自由度によっ
て決まる。今、機構パラメータに誤差ΔPが含まれてい
るとすると、ロボットが実際に動いた位置および姿勢は
Xにf(θ、P+ΔP ) (2)である。この
式ンPに関して線形近似T、6と、となる。ここで
ΔX = X ’ −X (4)
であるから、Pに関する線形近似の範囲ではであシ、。Here, the elements of θ and P are determined by the mechanism and the degree of freedom of the robot. Now, assuming that the mechanical parameters include an error ΔP, the actual position and orientation of the robot is f(θ, P+ΔP) (2) in X. Regarding this equation P, a linear approximation T,6 is obtained. Here ΔX = X' −X (4)
Therefore, it is not within the range of linear approximation regarding P.
δX/δP1はロボット毎に求めることかで゛き、また
ロボットの指令値と実際に動いた値との間のずれ量ΔX
は測定可能であるから、式(5)は機構パラメータの誤
差量ΔPを変数とする連立−次方程式である。今、独立
な機構ノ;ラメータ数をMとすると、式(5)からM個
のΔP1を求めるためには、式(5)から作られるM個
の方程式を用いる必要がある。例えば5次元空間ではマ
は6個の座標成分と3つの方向余弦の6個の独立な成分
をもつから、1点のΔにの測定によって式(5)から6
個の一次方程式が得られる。δX/δP1 can be calculated for each robot, and is also the deviation amount ΔX between the robot's command value and the actual movement value.
can be measured, equation (5) is a system of simultaneous equations in which the error amount ΔP of the mechanism parameter is used as a variable. Now, assuming that the number of parameters of an independent mechanism is M, in order to obtain M ΔP1 from equation (5), it is necessary to use M equations created from equation (5). For example, in a five-dimensional space, ma has six independent components of coordinate components and three direction cosines, so by measuring Δ at one point, we can obtain 6 from equation (5).
linear equations are obtained.
また、■(軸ロボットの場合、一般に独立な機構パラメ
ータ数は8.A、αの6種類ケ考慮すると、3(K−1
)個であるから、例えば6軸ロボットの場合に6まM−
15である。したがってこの場合には15の機構パラメ
ータ乞求める必要があり、1これには最低3点における
位置および方向の測定が必要であることになる。そして
、3点から求められる。In addition, ■(In the case of an axis robot, the number of independent mechanical parameters is generally 8. Considering the six types of A and α, 3(K-1
), so for example, in the case of a 6-axis robot, there are 6 or M-
It is 15. In this case, therefore, 15 mechanical parameters have to be determined, 1 which requires position and orientation measurements at at least three points. Then, it is determined from three points.
018個の方程式のうち、独立な15個の方程式を用い
れば、15個のΔP1が求まる。By using 15 independent equations among the 018 equations, 15 ΔP1 can be found.
また、もし1点の測定において、絶対座標値のx +
Y * zのみ乞測定するとすれば、5点の測定ケ行な
わなければならない。しかし、方向余弦を測定しなくて
もよいという利点がある。Also, when measuring one point, if the absolute coordinate value x +
If only Y*z were to be measured, measurements would have to be made at five points. However, it has the advantage that the direction cosine does not have to be measured.
このように、移動すべき位置が機構・ζラメータの1次
式として表わされる機器一般に対して、このようなずれ
量を測定することにより、補正角の機構誤差パラメータ
の一次近似が求められるQ
以下に、附図を参照しながら、実施例?用いて本発明ン
一層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず、本発明
の枠ゲ越えることなしにいろいろな改良や変彫があり得
ろことは勿論である0
第1図は本発明を適用する構成体の図であり、構成体は
ロボット1と、制御装置2と、ロボットの位置測定装置
3と、機構誤差計算装置4とから成る。制御装置2に格
納されている指令データによってロボット1は動く。ロ
ボットが動いた位置および姿勢な位置測定装置6ビ用い
て測定する。測定した位置および姿勢データを機構誤差
計算装置4へ送り、機構誤差量を計算する。本実施例に
よれば、ロボットに含まれる機構誤差量7つぎのように
して推定できる。In this way, for general equipment where the position to be moved is expressed as a linear equation of the mechanism/ζ parameter, by measuring the amount of deviation, a linear approximation of the mechanism error parameter of the correction angle can be obtained. , please refer to the attached diagram for examples. Although the present invention will be explained in more detail using the present invention, these are merely examples, and it goes without saying that various improvements and modifications may be made without going beyond the scope of the present invention. 1 is a diagram of an applied structure, which includes a robot 1, a control device 2, a robot position measurement device 3, and a mechanical error calculation device 4. The robot 1 moves according to command data stored in the control device 2. The position and posture of the robot are measured using a 6-bit position measuring device. The measured position and orientation data are sent to the mechanism error calculation device 4 to calculate the amount of mechanism error. According to this embodiment, the mechanical error amount included in the robot can be estimated in the following manner.
第2図は機構誤差量の計算の流れを示すフロー〇シート
である。FIG. 2 is a flow sheet showing the flow of calculating the mechanical error amount.
(1) ブロック5において、相異なる6指令値を準
備する。(1) In block 5, six different command values are prepared.
(2) ブロック乙において、1指令値乞取り出し、
各関節角馨求め、移動する。(2) In block B, take out one command value,
Find each joint angle and move.
(ロ) ブロック7て゛は、移動点と指令値とのずれ
量を測定し、ΔX;(i=1〜3)とする。(b) Block 7 measures the amount of deviation between the moving point and the command value, and sets it as ΔX; (i=1 to 3).
(4) ブロック6.7g3回繰り返す。(4) Block 6.7g Repeat 3 times.
(5) ブロック9では、機構誤差量計算装置4を用
いて、機構誤差量ΔP、(j−1〜15)ン求める。(5) In block 9, the mechanism error amount ΔP, (j-1 to 15) is determined using the mechanism error amount calculation device 4.
以上により、機構誤差の推定は終了する。ついで、実際
にロボットを動作させる場合は、式(5)で求めたΔP
jを用いて、
に代入して、Δマを求め、指令値マに加え、XN=X+
ΔX
としてXNに移動する命令を出せばよい。With the above steps, the estimation of the mechanism error is completed. Next, when actually operating the robot, ΔP calculated using equation (5)
Using j, substitute into , find Δma, add it to the command value ma, and add it to XN=X+
All you have to do is issue a command to move to XN as ΔX.
本発明によれば、ロボットに含まれている機構誤差量を
推定できるので、以下のような効果がある。According to the present invention, the amount of mechanical error included in the robot can be estimated, resulting in the following effects.
(1) 機構誤差Mン式(りに代入することによって
、任意の位置および姿勢における位置および姿勢のずれ
量がわかる。(1) By substituting into the mechanical error formula M, the amount of positional and orientation deviation at any given position and orientation can be determined.
(2) このずれ量を、設計値から求めた位置・姿勢
に補正することにより、絶対位置精度の高いロボットが
実現される。(2) By correcting this amount of deviation to the position and orientation determined from the design values, a robot with high absolute position accuracy can be realized.
第1図は本発明によるロボットの機構誤差の推定装置を
備えたロボット構成体の斜視図、第2図は第1図に示す
装置の中で行なわれる計算の流れを示す70−・シート
である。
1・・・ロボット、 2・・・ロボット制御装置
、6・・・位置測定装置、 4・・・機構誤差量計算
装置。
代理人弁理士 薄 1)利 幸゛−
第 1 閲
!
第 ? 図
事件の表・Jり
昭和 57 イl”!、’+−許(≦1イ(第 16
8己15 じ−発明の名称 ロボットの機構誤差の推
定装置1由11°をする省
・1川; ・(−・ンt II 立 製
作 所1 ・ ・< ニー (++
勝 茂代 理 人
補正の内容
(1)明細書全文を別紙いとおり補f7f−る、。
明 細 書
1、発明の名称 ロボットの機構誤差θ)推定装置2、
特許請求の範囲
ロボット本体と、制御装置と、ロボ、)の位置測定g置
より成る構成体かさらに機構誤差計算装置を有し、ロボ
ットを笑際に動作させ、ロボットの制御装置により指令
した位置あるいは位置および方向と一位置1jll定装
置によって測定された実際にロボットか動いた位置ある
いは位置および方向とσ)間のずれ量を測定し、上記ロ
ボットの独立1にハラメータVをMとてろとき、上記ず
れ量を独立なパラメータσ)誤差に関して1次式で表わ
一’4’−M個服上のフラ程式を得ろσ)に必要な回数
だけ−1−記測定を繰り返し、設計価からの機構パラメ
ータσ)誤差を計算てろ機能を備えることを特徴とする
ロボットの機構誤差の推定装置。
ろ 発明の詳細な説明
本発明は、ロボットσ)ように−位置決め制御77式に
一機構パラメータを含む一般機器の位置決め誤差補正に
好適な、補正用0)機構誤差の推定装置に関する。
従来の公知例としては、(株)富士通研究所の用上進他
1名が昭和57年度精機学会春季大会学術講演会講演論
文集纂2分冊第587頁から第589頁までに発表した
[多関節形ロボットの座標系σ)較正法」かある。この
公知例では、ロボットの機構パラメータσ)うちアーム
長の誤差量の推定を行なっている。しかし、機構パラメ
ータにはアーム長以外に、アームとアームの取り付は角
かあり、公知例では取り付は角のパラメータσ)誤差推
定は行なっていない。したがって、取り句は角に誤差を
會むロボットに対しては適用てろことかて゛ぎないとい
う欠点があった。
本発明σ)目的は、ロボyト’a構において、機構を構
成するパラメータのうちでアームθ)長すおよびアーム
とアームの取り付は角に誤差が含まれる場合に、これら
/7)誤差量を推定する装置を提供てろことにある。
上記目的を達成てろために、本発明による口ポットの機
構誤差の推定装置は、ロボット本体と、制御装置と、ロ
ボ、)の位置糎1定装置より成る構成体かさらに機涜誤
差計算装置を有し一ロボットを実際に動作さ→す、ロボ
ットσ)制御装#により指令した位置あるいは位置およ
び方向と、位置狙l定装置によって測定された実際にロ
ボットか動いた位置あるいは位置および方向との間のず
れ量を測定し一七記ロホットの独立なパラメータ敬をM
とするとヂ、上記ずれ量を独立なパラメータσ)誤差に
関して1次式で表わすIM個以上σ)方程式を得るのに
必要な回数たけ上記徂[定を繰り返し、設計値からの機
構パラメータ0)誤差を計算する機能を備えることを要
旨とてろ。
ロボーノトの位置および姿勢はロボットの機構パラメー
タと各回転軸の回転角が定まれば決まるものである。ゆ
えに、同じ回転角を指定しても、機構パラメータが異な
れば位置および姿勢は異なってくる。今、機構パラメー
タσ)設計値をアーム長S、アームとアームの取り付は
角α量のx、y、z成分をΔSx、ΔSy、ΔSz
およびΔαX、Δαy、Δα2 で表わす。また、指令
したロボットの位置および姿勢をひとまとめにして表わ
すベクトルを夕とし、実際にロボットが動いたとぎσ)
ずれ量をΔXで表わす。こNで、→はベクトルを表わす
記号とする。XはS、αなどの機構パラメータをまとめ
たベクトルPと軸の回転角をまとめたベクトルθの関数
であるから、
と表わ1−ことかできろ。fの関数形は各ロボット毎に
固有であり、その都度作る必要がある。
朋によって決まる。今、機構パラメータに誤差ΔPが含
まれているとてろと、ロボットか実際に動いた位置およ
び姿勢は
である。この式をPに関して線形近似すると、となる。
ここで
て′あろから、Pに関′fる線形近似の範囲ではである
。aX/δP1はロボット毎に求めろことかでき、また
ロボットの指令値と実際に動いた値とσ)間のずれ量Δ
Xは測定可能であるから、式(5)は機構パラメータの
誤差量ΔPを4゛数とする連立−次力穆式でふる。今、
独立な機構パラメータ数をMとfると、式(5)からN
個のΔPiを求めろためにL式(5)から作られろM個
の方程式を用いろ必要がある。例えば3次元空間ではX
は6個の座標成分と3つの方向余弦の6個の独立な成分
をもつから−1点のΔXの測定によって式(5)から6
個の一次方程式か得られる。また、K軸ロボットの場合
、一般に独立な機構パラメータの誤差量はΔSx 、
ΔSy、ΔSz、ΔαXΔα)・、Δα2の6と6に
個であるから、例えば6軸ロボツトの場合にはM−36
である。したがってこの場合には36個の機構パラメー
タの誤差量を求める必要かあり、これには最低6点にお
ける位置および方向の測定が必要であることになる。そ
して、6点から求められろ、
のる6個の方程式を用いれは、56個のΔPiが求まる
。
また、もし1点の測定において、絶対座標値θ)x、y
、zのみを測定するとすれば、12点の測定を行1fわ
なければなら1fい。しかし、方向余弦を測定しなくて
もよいという第11点かある。
コノように、移動すべき位置か機構パラメータの関数と
して表わされろ機器一般に対して、このようなずれ量を
測定することにより、補正用の機構誤差パラメータの一
次近似が求められる。
以下に、附図を参照しながら、実施例を用(・て本発明
を一層詳細に説明′fるが、それらは例示に過ぎず、本
発明の枠を越えろことなしにいろいろな改良や変形があ
り得ろことは勿論である。
第1図は本発明を適用″fる構成体の図であり、構成体
はロボット1と、制御装置2と、ロボットの位置測定装
置ろと、機構誤差計算装置4とから成る。制御g置2に
格納されている指令データによってロボット1は動く。
ロボットか動いた位置および姿勢を位置測定装置3を用
いて測定する。測定した位置および姿勢データを機構誤
差計算装置4へ送り、機構誤差量を計算1ろ。本実施例
によれば、ロボットに含まれろ機構誤差量をつぎのよう
にして推定できろ。
第2図は6軸ロボツトの機構誤差量の計算の流れを示す
フロー書シートである。
(1) ブロック5において、相異なる6指令値を準
備¥ろ。
(2) プロ、り6において、1指令値を取り出し、
各関節角を求め、移動する。
(3) ブロック7では、移動点と指令値とのずれ量
を測定し、ΔX1(l=1〜6)とfろ。
(4) ブロック6.7を6回繰り返す。
(5) ブロック9では、機構誤差計算装置4を用い
て、機構誤差量ΔPj(j=1〜36)を求めろ。
以上により、機構誤差の推定は終了する。ついで、笑際
にロボットを指令値通りに動作させろ場合は、式(5)
で求めたΔPjを用いて指令値Xを
と修正してXNに移動する命令を出せばよい。
本発明によれば、ロボットに含まれている機構誤差量を
推定できろので、以下のような効果がある。
(1)機構誤差量を式(5)に代入することによって、
任意の位置および姿勢におけろ位置および姿勢のずれ量
がわかる。
(2)機$誤差量を、指令した位置・姿勢に補正するこ
とにより、絶対位置精度の高℃\ロホ′ノドが実現され
ろ。
4、図面の簡単な説明
第1図は本発明によるロボットの機構誤差σ)推定装置
を備えたロボット構成体の斜糟、1シl、第2図は第1
図に示す装置の中で行なわれろ計算σ)流れを示すフロ
ー−ンートである。
1 ロボノ ト、 2 ・・ロボノ ト制御装
置、ろ 位置測定g置〜 j 機構誤差量計算装置。
代理人弁理士 薄 1)利 幸FIG. 1 is a perspective view of a robot structure equipped with a robot mechanical error estimation device according to the present invention, and FIG. 2 is a sheet 70 showing the flow of calculations performed in the device shown in FIG. . DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Robot, 2... Robot control device, 6... Position measuring device, 4... Mechanical error amount calculation device. Representative Patent Attorney Susuki 1) Yuki Tori - 1st review! No. ? Figure incident table Jri Showa 57 Il"!, '+-H (≦1i (16th
8.15 Title of the invention Device for estimating mechanical errors in robots
Works 1 ・ ・< Knee (++
Contents of the amendment by Shigeyo Katsu (1) The entire specification has been amended as shown in the attached document. Description 1, Title of the invention Robot mechanical error θ) estimation device 2,
Claims: A structure consisting of a robot main body, a control device, and a position measuring position of the robot, and further includes a mechanism error calculation device, which allows the robot to move during operation and calculates the position commanded by the robot control device. Alternatively, when measuring the amount of deviation between the position and direction and the position or position and direction σ) where the robot actually moved as measured by a fixed device, and setting the harameter V to M at the independent 1 of the robot, Express the above deviation amount as a linear equation with respect to the independent parameter σ) error. Obtain the Fuller equation on the 1'4'-M individual clothes. Repeat the measurements as many times as necessary for σ), and calculate from the design value. An apparatus for estimating a mechanical error of a robot, characterized by having a function of calculating an error of a mechanical parameter σ. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for estimating a mechanism error for correction, which is suitable for positioning error correction of general equipment, such as a robot σ), in which a positioning control formula 77 includes a mechanism parameter. As a conventionally known example, Susumu Yojo and one other person from Fujitsu Laboratories Ltd. published the 1985 Spring Conference of the Japan Society of Precision Machinery Engineers, Volume 2, pages 587 to 589. There is a "coordinate system σ) calibration method for articulated robots". In this known example, the amount of error in the arm length among the mechanical parameters σ) of the robot is estimated. However, in addition to the arm length, the mechanism parameters include whether the arms are attached at an angle, and in the known example, the attachment is an angle parameter σ) error estimation is not performed. Therefore, the disadvantage was that the trick could only be applied to robots that encounter errors in corners. The object of the present invention σ) is that in a robot y'a structure, among the parameters constituting the mechanism, arm θ) length and arm-to-arm attachment include errors in the angles. The idea is to provide a device to estimate the amount. In order to achieve the above object, the device for estimating the mechanical error of the mouth pot according to the present invention is composed of a robot body, a control device, a position determining device for the robot, and a mechanical error calculation device. When the robot is actually operated, the position or position and direction commanded by the control device and the position or position and direction actually moved by the robot measured by the position aiming device are determined. Measure the amount of deviation between M
Then, the above deviation amount is expressed by a linear equation with respect to the independent parameter σ) error, and the above deviation is repeated as many times as necessary to obtain the equation, and the mechanism parameter 0) error from the design value is The gist is that it has the ability to calculate . The position and posture of Robonote are determined once the mechanical parameters of the robot and the rotation angles of each rotation axis are determined. Therefore, even if the same rotation angle is specified, the position and orientation will be different if the mechanism parameters are different. Now, the design value of the mechanism parameter σ) is the arm length S, and the x, y, and z components of the angle α for arm-to-arm attachment are ΔSx, ΔSy, and ΔSz.
and ΔαX, Δαy, Δα2. In addition, let the vector that collectively represents the commanded position and orientation of the robot be σ)
The amount of deviation is expressed as ΔX. In this N, → is a symbol representing a vector. Since X is a function of the vector P that summarizes the mechanical parameters such as S and α, and the vector θ that summarizes the rotation angle of the shaft, it can be expressed as 1-. The functional form of f is unique for each robot and needs to be created each time. Determined by my friend. Now, if the mechanical parameters include the error ΔP, then the actual position and posture of the robot are as follows. When this equation is linearly approximated with respect to P, it becomes. Here, since 'f' is within the range of linear approximation regarding P. aX/δP1 can be calculated for each robot, and is also the deviation amount Δ between the robot's command value, actual movement value, and σ).
Since X is measurable, equation (5) is expressed as a simultaneous-order equation in which the error amount ΔP of the mechanism parameter is a 4' number. now,
If the number of independent mechanism parameters is M and f, then from equation (5), N
In order to find ΔPi, it is necessary to use M equations created from L equation (5). For example, in three-dimensional space,
has 6 coordinate components and 6 independent components of 3 direction cosines, so by measuring ΔX at -1 point, we can obtain 6 from equation (5).
One linear equation can be obtained. In addition, in the case of a K-axis robot, the error amount of independent mechanical parameters is generally ΔSx,
ΔSy, ΔSz, ΔαXΔα)・, Δα2, 6 and 6, so for example, in the case of a 6-axis robot, M-36
It is. Therefore, in this case, it is necessary to determine the error amount of 36 mechanical parameters, which requires measuring the position and direction at at least six points. Then, using the six equations that can be found from the six points, 56 ΔPi can be found. Also, if in the measurement of one point, the absolute coordinates θ) x, y
, z, it would take 1f to measure 12 points in a row. However, there is an eleventh point that it is not necessary to measure the direction cosine. For general equipment, where the position to be moved is expressed as a function of a mechanical parameter, by measuring the amount of deviation, a first-order approximation of the mechanical error parameter for correction can be obtained. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail using examples with reference to the accompanying drawings, but they are merely illustrative, and various improvements and modifications can be made without going beyond the scope of the present invention. Of course, this is possible. Fig. 1 is a diagram of a structure to which the present invention is applied, and the structure includes a robot 1, a control device 2, a robot position measuring device, and a mechanical error calculation device. The robot 1 moves according to the command data stored in the control position 2. The position and orientation of the robot are measured using the position measuring device 3. The measured position and orientation data are used to calculate mechanical errors. Send it to device 4 and calculate the amount of mechanical error 1. According to this embodiment, the amount of mechanical error included in the robot can be estimated as follows. Figure 2 shows the calculation of the amount of mechanical error of a 6-axis robot. This is a flow sheet showing the flow. (1) In block 5, prepare 6 different command values. (2) In block 5, take out 1 command value,
Find each joint angle and move. (3) In block 7, the amount of deviation between the moving point and the command value is measured, and ΔX1 (l=1 to 6) and f are calculated. (4) Repeat block 6.7 six times. (5) In block 9, use the mechanism error calculation device 4 to find the mechanism error amount ΔPj (j=1 to 36). With the above steps, the estimation of the mechanism error is completed. Next, if you want the robot to operate according to the command value, use formula (5)
It is sufficient to issue a command to correct the command value X using ΔPj obtained in and move to XN. According to the present invention, the amount of mechanical error included in the robot can be estimated, so the following effects can be achieved. (1) By substituting the mechanical error amount into equation (5),
The amount of positional and orientation deviation can be determined at any position and orientation. (2) By correcting the machine error amount to the commanded position and orientation, a high degree of absolute position accuracy can be achieved. 4. Brief description of the drawings Fig. 1 shows a diagram of a robot structure equipped with a mechanical error σ) estimating device according to the present invention;
This is a flow route showing the flow of calculations σ) carried out in the apparatus shown in the figure. 1 Robonote, 2...Robonote control device, position measurement g-j mechanism error calculation device. Representative Patent Attorney Susuki 1) Toshiyuki
Claims (1)
より成る構成体がさらに機構課差計算装Rw有し、ロボ
ット乞実際に動作さセ、ロボットの制御装置により指令
した位置あるいは位IAおよび方向と、位置測定装置に
よって測定された実際にロボットが動いた位置あろいG
′i位置および方向との間のずれ量を測定し、」−記ロ
ボットの独立なパラメータ数をMとずろとき、上記ずれ
@ン独立なパラメータの誤差に関して1次式で表わす3
(M−1)個以上の方程式を得るのに必要な回数たけ上
記測歿を繰り返し、設計値からの機構パラメータの誤差
を計算する機能?備えろことを特徴とするロボットの機
構誤差の推定装置。The structure consisting of the robot body, a control device, and a robot position measuring device further has a mechanism calculation device Rw, which calculates the position or position IA and direction commanded by the robot control device when the robot actually operates. , the actual position G of the robot as measured by the position measuring device
When the number of independent parameters of the robot is M, the error of the independent parameters is expressed by a linear equation 3.
A function that repeats the above measurement as many times as necessary to obtain (M-1) or more equations and calculates the error of the mechanical parameters from the design values? A device for estimating a mechanical error of a robot, which is characterized by the ability to be prepared.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16831582A JPS5959394A (en) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | Device for estimating error of robot mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP16831582A JPS5959394A (en) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | Device for estimating error of robot mechanism |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5959394A true JPS5959394A (en) | 1984-04-05 |
JPH0565318B2 JPH0565318B2 (en) | 1993-09-17 |
Family
ID=15865750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16831582A Granted JPS5959394A (en) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | Device for estimating error of robot mechanism |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5959394A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1982
- 1982-09-29 JP JP16831582A patent/JPS5959394A/en active Granted
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JPWO2013161242A1 (en) * | 2012-04-25 | 2015-12-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Correction method of mechanism error of articulated robot |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0565318B2 (en) | 1993-09-17 |
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