JPH04211807A

JPH04211807A - ロボットの設置誤差の推定方法及びその装置並びにロボット駆動制御方法及び基準付き作業台及び基準

Info

Publication number: JPH04211807A
Application number: JP2180391A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Taniguchi; 一郎谷口; Koichi Sugimoto; 浩一杉本; Yoshie Matsuzaki; 松崎　吉衛; Muneyuki Sakagami; 坂上　志之
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1991-02-15
Publication date: 1992-08-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボットの据付け時にそ
の据付け位置を推定して据え付け位置を頻繁に変える場
合の例えば移動体に搭載されたロボットにおいて、作業
座標系に設置されたワークに対して高精度にロボットを
制御するために好適に利用できる方法あるいはワークを
搭載してコンベアを流れる作業パレットに作業座標系を
設置してこれに対して高精度にロボットを制御するため
に好適に利用することができる方法としてのロボットの
設置誤差の推定方法及びその装置並びにロボット駆動制
御方法及び基準付き作業台及び基準に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の移動するロボットや移動体上に搭
載されるロボットの移動後の設置位置（据付け位置）の
目標値との誤差を推定する方法として、特開平１−１３
５４８５号公報に開示されているように無人搬送車上の
ロボットの位置補正装置が移動先の作業座標系内に設け
られた基準マークをＣＣＤカメラで検出し、これより無
人搬送車の水平面内の位置ずれを算出してロボット座標
を補正する方法があった。

【０００３】またロボットの据付け位置の誤差について
は水平面内の位置ずれ及び回転位置並びに傾きの誤差が
あり、これらの誤差を有するロボットで作業を行う場合
には従来ではティーチングによって作成した教示データ
に基づいて制御を行うことにより誤差を吸収していた。また上記の方法によらない場合にはロボット座標系と作
業座標系の間のずれがおこらないように床に基準となる
ブロックなどを設置して位置決めを行い据付け位置の誤
差を低減していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】オフラインで作成した
数値データを用いてロボットを制御する場合には上記の
誤差及びずれがあるとこれらの誤差を補正してロボット
を駆動しなければ数値データに基づいた所定の作業を行
うことができない。水平面内の位置ずれ及び回転の誤差
や、ロボット自体の傾きや高さ位置にずれが合った場合
に推定及び補正を行う必要がある。上記従来技術におい
ては水平面内の位置ずれ及び回転の誤差の推定に限定さ
れていた。このため精密な作業を行う場合には床面及び
移動体を精密にして傾きをなくさなければならずコスト
の上昇を招くことになる問題があった。また上記の床に
ブロックなどを設ける方法ではロボットの移動や移設の
障害となる問題があった。

【０００５】本発明の目的は上記した問題点を解決して
、ロボット座標と作業座標との高さや傾きを含めて設置
誤差を推定する方法及びその装置ならびに推定された設
置誤差を用いて設置位置を補正して高精度にロボットを
制御するための方法及び上記設置誤差を推定する基準点
を設けた作業台あるいは作業台に代わる組立てのベース
となる部品としてのロボットの設置誤差の推定方法及び
その装置並びにロボット駆動制御方法及び基準付き作業
台及び基準を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のロボットの設置誤差の推定方法はロボット
を高精度に制御するためのロボット座標と作業座標との
間の設置誤差の推定方法において、ロボット座標系内に
作業座標系を設定し、作業座標系内に複数の既知の基準
を設置し、ロボットの末端または末端と一定の位置関係
にある部位の基準位置検出部により上記基準との位置関
係を検出し、この検出位置関係のロボット座標系におけ
る位置関係をロボットに付設した対偶位置検出器により
求め、これに基づいて上記基準の位置と対偶位置検出器
による基準の検出位置の関係からロボット座標と作業座
標との相対位置関係の設計値との誤差を推定するように
したものである。

【０００７】また上記のロボットの設置誤差の推定方法
において、ロボットの末端または末端と一定の位置関係
の部位に取り付けた基準位置検出部をセンサを用いた基
準位置検出器により構成するようにしたものである。ま
た基準位置検出器にカメラを用いるようにしたものであ
る。

【０００８】また、上記の基準位置検出器にカメラを用
いた構成においてカメラにより検出される基準に同心円
形状のマークを用いるようにしたものである。

【０００９】またロボットを高精度に制御するためのロ
ボット座標と作業座標との間の設置誤差の推定方法にお
いて、ロボット座標系内に作業座標系を設定し、作業座
標系内に複数の既知の基準を設置し、ロボットの末端ま
たは末端と一定の位置関係にある部位の位置合わせ部材
を上記基準に対して位置合わせし、この検出位置関係の
ロボット座標系における位置関係をロボットに付設した
対偶位置検出器により求め、これに基づいて上記基準の
位置と対偶位置検出器による基準の検出位置の関係から
ロボット座標と作業座標との相対位置関係の設計値との
誤差を推定するようにしたものである。

【００１０】また上記のロボットの設置誤差の推定方法
において、ロボットの末端または末端と一定の位置関係
の部位に取り付け位置合わせ部材をセンサにより作業座
標に設けられた基準に位置合わせするようにしたもので
ある。

【００１１】また本発明のロボットの設置誤差の推定装
置は、ロボットを高精度に制御するためのロボット座標
と作業座標との相対位置誤差の推定装置において、ロボ
ット座標系内に作業座標系を設定し、作業座標系内に複
数の基準を設置し、ロボットの末端または末端と一定の
位置関係にある部位の基準位置検出により上記基準との
位置関係を検出し、ロボットに付設した対偶位置検出器
を有し、該対偶位置検出器により検出される値からこの
基準位置検出部のロボット座標系における位置を求め、
これに基づいて上記基準の位置と対偶位置検出器による
基準の検出位置の関係からロボット座標と作業座標との
相対位置の設計値との誤差を推定するようにしたもので
ある。

【００１２】また本発明のロボット駆動制御方法におい
て、ロボット座標系内に作業座標系を設定し、作業座標
系内に複数の既知の基準を設置し、該基準を位置検出器
を用いて計測するかあるいは該基準に対してロボットの
位置合わせ部材を位置合わせすることにより、該基準の
ロボット座標系における位置をロボットに付設した対偶
位置検出部により求め、これに基づいて基準の作業座標
における位置とロボット座標に対する設置誤差を推定し
、該設置誤差を用いてロボット座標の補正を行うことに
よりロボットを高精度に制御するようにしたものである
。

【００１３】また本発明の基準付き作業台はロボットの
作業台あるいは作業台に代わる組立てのベースとなる部
品において、ロボット座標系内において最低限ロボット
座標と作業座標との相対的な設置誤差を推定できる数の
データ数を得られ、かつロボットの末端部材あるいは末
端部材と一定の位置関係の部位に具備された基準位置検
出部によりその位置を検出可能な基準点を作業座標系内
に設置するようにしたものである。

【００１４】また、本発明の同心円形状基準は、ロボッ
ト座標と作業座標の相対的な設置誤差を推定するために
、ロボットの末端部材と一定の位置関係にあるカメラに
よりその位置を検出可能な同心円形状基準である。

【００１５】

【作用】上記のロボットの設置誤差の推定方法及びその
装置並びにロボット駆動制御方法及び基準付き作業台は
ロボットの手先または手先と位置関係の判っている部位
に基準の位置検出部を持ち、作業座標系内に作業座標に
おいて正確に位置の判っている複数個の基準を設置して
おり、ロボットはコントローラによって制御されて位置
合わせを行うことができ、基準の位置検出部は、基準を
認識して該基準の位置を検出することができ、ロボット
の手先などにある基準の位置検出部の位置はロボットに
付設された対偶位置検出器により求めることができ、ま
たコントローラ内の演算装置においてロボット座標の作
業座標との設置誤差の推定計算を行うことができるよう
になっている。

【００１６】このようなロボットのシステムにおいて、
まず所定の場所に据付けられたロボットを駆動して予め
位置の判っている基準を検出可能な位置に位置合わせし
てロボットの基準位置検出部により基準を検出し、この
時の基準の作業座標系における位置をロボット座標系に
おいて求めるが、これはロボットに付設された対偶位置
検出器により得られる対偶変位の値とロボットの機構定
数から求めることが可能である。ここで基準の位置検出
部で検出した位置と対偶位置検出器で対偶変位の値から
求めた位置は同一のものであるので作業座標とロボット
座標の関係がわかり、もしロボットに作業座標との相対
位置誤差がなければ両者は一致するが、しかし実際の作
業座標との相対位置が設計値と異なるために両者は一致
しないので、同一基準を検出するためには対偶変位の値
が設計値と異なってくる。そこでこの対偶変位の設計値
と実際の位置決め時の値の違いからロボット座標の作業
座標への設計値との設置誤差を推定することができ、ま
たその後にロボットの動作プログラムに該推定値を取り
込んでロボットの高精度な動作の制御を行うことが可能
である。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を図１から図８により
説明する。

【００１８】図１は本発明によるロボットの設置誤差の
推定方法及びその装置並びにロボット駆動制御方法及び
基準付き作業台の一実施例を示す全体構成図である。図
１において、ロボット１の手先のエンドエフェクタ１ａ
にはエンドエフェクタ１ａとカメラ座標系の位置関係が
予め判っているような作業台５上の基準であるマーク６
の位置検出器であるカメラ４が取り付けられている。Ｘ
Ｃ，ＹＣ，ＺＣ　はカメラ座標系で、Ｘ，Ｙ，Ｚはロボ
ット座標系を示し、ロボット座標系Ｘ，Ｙ，Ｚとカメラ
座標系ＸＣ，ＹＣ，ＺＣ　の関係はロボット１に付設さ
れている対偶位置検出器の値から算出できる。ＸＷ，Ｙ
Ｗ，ＺＷ　は作業座標系を示し、作業座標系ＸＷ，ＹＷ
，ＺＷ　の中にカメラ４で検出できるような作業座標に
おいて正確に位置の判っている複数個の基準であるマー
ク６が設置される。マーク６は図６に示すように、同心
円形状を成している。ロボット１は移動台車７に搭載さ
れて移動台車７により平面内を移動し、移動後にその場
所に固定据付けられる。このロボット１及び移動台車７
はコントローラ２によって制御されている。またカメラ
４は画像処理装置３に接続されており、これによってカ
メラ４の検出画像を処理してカメラ４によるマーク６の
位置を算出できる。この画像処理装置３はコントローラ
２に接続され、コントローラ２において画像処理装置３
によって得られたデータを用いることができる。またコ
ントローラ内２の演算装置において作業座標への設置誤
差の推定計算を行うことができるようになっている。

【００１９】上記の構成におけるロボット１の作業座標
への設置誤差の推定方法を次に説明する。まず予め定め
られた位置まで移動台車７によりロボット１の概略移動
を行って位置固定する。ここで予め判っている移動位置
及びマーク６の位置よりカメラ４が作業台５のマーク６
を検出する位置になるようにロボット１を駆動して位置
決めする。次にカメラ４により作業座標系ＸＷ，ＹＷ，
ＺＷ　に設けられている基準であるマーク６を計測し、
ロボット座標系Ｘ，Ｙ，Ｚにおいてマーク６の位置を求
める。これはロボット１に付設されている対偶位置検出
器（図示せず）の値とカメラ４による計測位置からも求
めることが可能である。ここで計測された基準であるマ
ーク６の位置は同一のものであるから、これより作業座
標とロボット座標の関係が判る。このさいロボット１の
作業台５に対する設置誤差がなければ両者の関係は予め
設定した値と一致する。しかし実際にはロボット１の移
動後の作業台５との相対位置が設計値と異なるために両
者の位置関係は設定した値と一致せず、同一マーク６を
計測するためにロボット１の対偶位置検出器から得られ
る対偶変位の値及びカメラ４の検出画像により得られる
マーク６の位置と作業座標のマーク６の位置とが異なる
。そこでこの値の違いから実際の作業座標との相対位置の
設計値との誤差を推定する。この推定方法ではロボット
１に付設されている対偶位置検出器からロボット座標を
得るために実際の据付け動作状態でロボット１の作業座
標に対する設置誤差を推定できる。次に推定方法につい
て詳述する。

【００２０】図２，図３は図１のロボット機構のＤＨ記
法を示す説明図である。図２，図３により上記の設置誤
差の推定方法について、ここではスカラ形ロボットの例
で次に詳細に説明する。図２，図３において、図２に示
すようにデナビット・ハーテンベルグの記法（ＤＨ記法
）によりロボット１の対偶を表す。対偶にはロボットの
第１番の対偶より１から順に番号を付け、隣り合う対偶
の関係は図示のように表される。ａｉｊはｉ番とｊ番の
対偶軸の共通垂線の距離（リンク長さ）、αｉｊはａｉ
ｊに垂直な平面内の対偶軸間の角度、ｄｉ　はｉ番の対
偶軸上の２つの垂線間の距離（オフセット）、θｉ　は
ｉ番の対偶軸に垂直な平面内の垂線間の角度を表わし、
ｉ番の座標Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ　の原点Ｏｉ　の位置ベク
トルｒｉ　で表す。ここで移動台車７の据付け位置を第
０番としてロボット１の第１番の対偶との関係を同様に
定めておく。これより図１の設置したカメラ４のロボッ
ト座標Ｘ，Ｙ，Ｚに対する位置ベクトルｒは４自由度の
スカラ形ロボットの例の場合には、ｄ０，θ０，ａ０１
，α０１，ｄ１　，θ１　，ａ１２，α１２，・・・，
ｄ４　，θ４　，ａ４５の１９個の機構定数の関数であ
り、次のように表すことができる。

【００２１】

【数１】

【００２２】ここでこれらの機構定数の値が誤差を持っ
ていて実際の値が設計値に対して、

【００２３】

【数２】

【００２４】であったとする。このときカメラ４による
設計位置はｒに対して、

【００２５】

【数３】

【００２６】となったとする。ここでΔｄｉ　，Δａｉ
ｊ，Δθｉ　，Δαｉｊが十分に小さいときには、

【０
０２７】

【数４】

【００２８】と表される。ここで図３に示すように隣り
合う関節の回転軸Ｚｉ　，Ｚｊ　が平行の場合すなわち
ｓｉｎ　αｉｊ＝０の場合にはｄｉ　の代りにβｉ　を
導入する。

【００２９】βｉ　はＹＪ　軸回りのＺＪ　軸の回転角
であり、誤差がない場合にはβｉ　＝０とする。ここで
パラメータβｉ　の係数は、

【００３０】

【数５】

【００３１】である。ここで据付けに関係する誤差のみ
を考えて、

【００３２】

【数６】

【００３３】

【数７】

【００３４】とおくと、数４は、

【００３５】

【数８】

【００３６】と表すことができる。ここでＴは転置行列
を表わす。上記の関係を用いてロボット座標と作業座標
との相対位置誤差を次の図４のフローに示す手順で推定
する。図４は図１のロボット座標と作業座標の相対位置
誤差の推定方法の一実施例を示すフロー図である。まず
ロボット座標系内に設定した作業座標に対して位置が精
密に判っている基準であるマーク６を持つ作業台５を設
置する。このマーク６の位置ベクトルを　ｒ１′，　ｒ
２′，　・・・　（１からｍまで）と定める。つぎにこ
れらの基準となるマーク６の検出位置を記憶する。これ
とロボット座標と作業座標との相対位置として設定され
た値から数１に従ってｒを求め、数７からＰを求める。ここで作業座標との相対位置の値が誤差を持っていると
、ｒとｒ’は一致しないためこの差を、

【００３７】

【数９】

【００３８】とすると、

【００３９】

【数１０】

【００４０】の関係が得られる。ここでカメラ４を用い
て位置のデータを得る場合に、マーク６の１個に対して
計測面上の位置の２つのデータが得られる。相対位置に
関する定数は５個であるから、ｍの値が３以上であれば
、作業座標との相対位置の誤差を推定することができる
。その結果は、ｍ個の点を計測した場合に、

【００４１
】

【数１１】

【００４２】とおくと、

【００４３】

【数１２】

【００４４】として得られる。ここでΔｒｓｅｔａｌｌ
は２ｍ×１，Ｐｓｅｔａｌｌは２ｍ×５の行列である。

【００４５】なお上記において床面が十分に水平であっ
て、移動台車７の停止固定の再現性がよい場合には、傾
き及び高さのずれを考慮しなくてもよい場合が考えられ
る。この場合は数６を、

【００４６】

【数１３】

【００４７】として簡略化し、測定点を減らすことがで
きる。

【００４８】またｍが十分に大きい場合には統計的に最
小２乗法となり、精度よく推定することができ、これに
よりマーク６が多いほど精度よく作業座標との相対位置
の誤差を推定できる。またマーク６の位置精度よりも精
度よく相対位置の誤差を推定でき、これにより高精度に
推定するためにマーク６を超精密に設置する必要がなく
、マーク６の製作及び設置のコストを低くすることがで
きる。また高精度に検出可能な位置検出器（この場合に
はカメラ４に解像度の高いものを用いたり、光学系の倍
率を上げることを示す。）を用いなくともよいために、
そのコストを低くすることができる。

【００４９】また、マークを同心円形状とすることによ
り精度を向上させることができる。図６に同心円形状の
マークの例を示す。マークの位置検出においては黒と白
の境界を検出する。図６に示すマークでは４重の同心円
であり、この場合、黒白の境界は円形に８個あり、円１
個で構成されるマークに比べ、各境界から求められるマ
ーク位置が平均されるため大幅な精度の向上が可能とな
る。例えば図６に示す最外径の直径８ｍｍ，内側に行く
につれ交互に１ｍｍおきに黒白である４重円マークでは
、画素数５１２×４８０、視野範囲５０ｍｍ角の視覚系
で検出し、位置繰返し精度１０μｍが得られる。これは
、黒色円形マークの場合に比べ１桁良い繰返し精度であ
る。

【００５０】また、マークが同心円であることをチェッ
クすることにより、ねじ穴やねじの頭などをマークと誤
って認識することを防止できる効果もある。

【００５１】図５は図１のロボット座標と作業座標の相
対位置誤差の推定方法の他の実施例を示すフロー図であ
る。またマーク６を計測するごとに推定する相対位置の
定数の数を再設定して増やしていく方法が考えられ、こ
の方法の手順が図５のフロー図に示される。ここでカメ
ラ４を用いて位置のデータを得る場合に、マーク６の１
点に対してカメラ６の計測面上の位置の２つのデータが
得られるとすると、１回の計測で２つのデータを得るこ
とができる。これより数６，数７においてＰのベクトル
を２列ずつ増加させてΔｒ及びＰを計算し、数１１を用
いることでｘの要素を２行ずつ増加させて推定していく
ことができる。この方法によれば次のマーク６を計測す
るごとに相対位置が補正されているために、マーク６を
計測するさいの計測部であるカメラ４のずれ量が小さく
なり、マーク探索等が減少し、計測が次第に容易になる
利点がある。

【００５２】また上記の基準であるマーク６の形状によ
っては水平面上の位置及び回転の３つのデータを得るこ
とができるこのマークの例を図７に示す。この場合には
上記のように検出するマーク６の数を減らすことができ
る。

【００５３】上記のロボット座標と作業座標の相対位置
誤差の推定方法によりロボット１の設置誤差の推定がで
きると、これに応じてコントローラ２内の設置位置のデ
ータを適宜変更修正してロボット１を高精度に駆動制御
することができる。

【００５４】上記の実施例ではロボット１の手先のカメ
ラ４を用いて作業台５上の基準であるマーク６を検出し
たが、カメラ４を作業台５側に設置してマーク６をロボ
ット１側に設けるようにしても同様にロボット座標と作
業座標の相対位置の推定補正を行うことができる。この
場合ではロボット１側にはマーク６を設けるだけでよい
ため軽量となって可搬重量が増加でき、またロボット１
がカメラ４の配線を持たなくてもよいために構造の簡略
化を図ることができる。

【００５５】またマーク６の位置に光ビームの発光孔を
設け、この光ビームをエリアセンサなどで検出する方法
によっても同様にロボット１の設置位置の推定を行うこ
とができる。

【００５６】またワークを載せた作業台５がロボット座
標系内に移動位置決めされて、ロボット１が作業を行う
場合にも同様に本発明の推定方法を適用することがか能
である。この場合には作業台５にマーク６を設置してお
くことにより、作業座標とロボット座標の相対位置誤差
を推定することができる。

【００５７】図８は本発明によるロボットの設置誤差の
推定方法及び基準付き作業台の他の実施例を示す構成図
である。図１のロボット１にカメラ４などの位置検出器
を持たなくとも設置位置の推定を行うことができ、作業
座標系に設けられた基準となる穴や棒に対してエンドエ
フェクタ１ａを位置決めし、このときのロボット１の対
偶変位の設計値に対するずれからロボット１の作業座標
に対する設置誤差を推定することができる他の実施例を
図８に示す。図８においてロボット１の手先部にはグリ
ッパなどのエンドエフェクタ１ａとの位置関係が予め判
っている位置合わせの部材であるペグ８が取り付けられ
ている。ロボット座標系Ｘ，Ｙ，Ｚのロボット１はコン
ベア１０上のパレット１１に設けられた作業座標系ＸＷ
　，ＹＷ　，ＺＷに対して作業を行う。この作業座標系
ＸＷ　，ＹＷ　，ＺＷ　の中にはペグ８と嵌合して位置
決めを行うことのできる作業座標系において正確に位置
の判っている複数個の基準点である穴９を設けている。ロボット１はコントローラ２によって制御され、ペグ８
はロボット１の動作により基準である穴８に位置決めを
行うことができる。またコントローラ２内の演算装置に
おいて設置誤差の推定計算を行うことができる。

【００５８】上記の構成におけるロボット１の作業座標
との設置誤差の推定方法を次に説明する。まずロボット
１の手先部のペグ８をコンベア１０上のパレット１１の
基準である穴９に位置決めする。つぎにこの時のペグ８
と穴９によって定められる作業座標系ＸＷ　，ＹＷ　，
ＺＷ　における位置をロボット座標系Ｘ，Ｙ，Ｚにおい
て求める。これはロボット１の対偶変位の値から求めることが可能
である。ここで位置決めされた位置は同一であるから、
その作業座標とロボット座標の関係が判る。これにより
、図１により説明した実施例と同様にこの対偶変位の設
計値と実際の位置決め時の値の違いから実際に設置位置
の設計値との誤差を推定できる。

【００５９】上記の関係を用いてロボット座標と作業座
標との相対位置誤差を図４のフローに示す手順と同様の
手順で推定する。まずロボット座標系内に設定した作業
座標系（この場合はパレット上）において位置が精密に
判っている基準である穴９を持つパレット１１を設置す
る。この基準穴９の位置ベクトルをｒ１′，　ｒ２′，
…（１からｍまで）と定める。つぎにこれらの基準穴９
にペグ８を位置決めするときのロボット１の対偶位置検
出器から得られる対偶変位及び設置位置として設定され
た値から数１に従ってｒを求め、数７からＰを求める。ここで作業座標との設置位置が誤差を持っていると、ｒ
とｒ′は一致しないためこの差を数９と同様に、

【００
６０】

【数１４】

【００６１】とすると数１０と同様に、

【００６２】

【数１５】

【００６３】の関係が得られる。ここでペグ９と基準穴
９により位置のデータを得る場合に、基準穴９の１箇所
に対して位置の３つのデータが得られる。相対位置に関
する定数は５個であるから、ｍの値が２以上であれば、
作業座標との設置誤差を推定することができる。その結
果は、

【００６４】

【数１６】

【００６５】として得られる。ここでΔｒｓｅｔａｌｌ
は３ｍ×１，Ｐｓｅｔａｌｌは３ｍ×５の行列である。

【００６６】上記の推定方法では基準穴９へのペグ８の
位置決めにセンサを用いることにより自動的に行わせる
ことが可能である。これには図８に示すようにロボット
１のエンドエフェクタ１ａの取付け部に力センサ１２を
取り付け、この力センサには先端にテーパ面を持つペグ
８を取り付ける。パレット１１にはペグ８と嵌合して位
置合わせされることによりペグ８を基準位置に位置決め
する面を持つ基準穴９が複数個設けられている。この力
センサ１２を用いることによりペグ８に加わる力及びモ
ーメントを検出して、ペグ８と穴９が嵌合位置合わせさ
れるように倣わせて制御することによりペグ８の位置合
わせを自動かつ高精度に行うことができる。これにより
人間が位置決めを行うことなく、容易にまた短時間に本
方法による設置誤差の推定を行うことができる。また推
定された誤差を用いて設置誤差の補正を行いロボット１
を高精度に駆動制御できる。

【００６７】上記の実施例ではペグ８にテーパ状のもの
を用いたが、先端が半球状のペグとテーパ穴の組合せあ
るいは別の形状のペグと穴の組合せであってもよい。ま
た力センサ１２以外のゲージやセンサを用いて例えば基
準面を有するブロックに、ロボットの末端部材に取付け
た長さゲージを当接させて位置合せを行うなど位置決め
を行うことも勿論できる。

【００６８】上記の実施例はすべて位置検出に人間を介
さないために自動的にロボット座標と作業座標の相対位
置誤差の推定が可能である。

【００６９】本発明は上記した実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々
変形して実施できる。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、ロボット据付け時ある
いは移動体上のロボットの移動体停止時のロボット座標
の作業座標に対する設置誤差量を推定できるので、これ
を設計値に対して補正することによりロボットを高精度
に制御することができる。

【００７１】また基準点を計測するごとに推定できる数
の設置誤差の推定を行って設置位置を再設定していくこ
とにより、次の基準点の計測を行うたびに設置位置が補
正されているようにできるので、基準点を計測するさい
のロボットの基準位置検出部のずれ量が小さくなって計
測が次第に容易にできる。

【００７２】また、カメラを用いて基準となるマークの
位置を検出し設置誤差の推定を行う際に、前記マークを
同心円形状のものとすることにより、円形マークに比べ
て精度を大幅に向上させることができる。また、同心円
形状であることをチェックすることによりマークでない
他物体の影などをマークして誤認識することを防止でき
る。

【００７３】また基準の計測にセンサや特にカメラを用
いることにより自動的に設置誤差推定を行わせることが
可能であり、容易に設置誤差を推定することができる。

【００７４】また基準を作業座標系内に設置した作業台
あるいは作業台に代わるベースとなる組立て部品などを
用いることにより、頻繁に移動移設を行うロボットある
いは移動移設を行う作業台に対してロボットを高精度に
制御するためのロボット座標と作業座標の設置誤差の推
定を容易に行わせることができるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成図。

【図２】図１のロボット機構のＤＨ記法を示す説明図。

【図３】図１のロボット機構のＤＨ記法を示す説明図。

【図４】図１のロボット座標と作業座標の相対位置誤差
の推定方法の一実施例を示すフロー図。

【図５】図１のロボット座標と作業座標の相対位置誤差
の推定方法の他の実施例を示すフロー図。

【図６】本発明の一実施例における同心円形状マークを
示す図。

【図７】他の形状のマークを示す図。

【図８】本発明の他の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１・・・ロボット、１ａ・・・エンドエフェクタ、２・・・コントローラ、３・・・画像処理装置、４・・・カメラ（基準位置検出部）、５・・・作業台、６・・・基準（マーク）、７・・・移動台車、８・・・ペグ（位置合わせ部材）、９・・・基準（穴）、１０・・・コンベア、１１・・・パレット、１２・・・力センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロボットを高精度に制御するためのロボッ
ト座標と作業座標との間の設置誤差の推定方法において
、ロボット座標系内に作業座標系を設定し、作業座標系
内に複数の既知の基準を設置し、ロボットの末端または
該末端と一定の位置関係にある部位の基準位置検出部に
より上記基準との位置関係を検出し、この検出位置関係
のロボット座標系における位置関係をロボットに付設し
た対偶位置検出器により求め、これに基づいて上記基準
の位置と上記対偶位置検出器による基準の検出位置の関
係からロボット座標と作業座標との相対位置関係の設計
値との誤差を推定することを特徴とするロボットの設置
誤差の推定方法。
【請求項２】上記ロボットの末端または該末端と一定の
位置関係の部位に取り付けた基準位置検出部にセンサを
用いた基準位置検出器により構成したものを用いること
を特徴とする請求項１記載のロボットの設置誤差の推定
方法。
【請求項３】上記ロボットの末端または該末端と一定の
位置関係の部位に取り付けた基準位置検出部にカメラを
用いた基準位置検出器により構成したものを用いること
を特徴とする請求項１記載のロボットの設置誤差の推定
方法。
【請求項４】上記基準位置検出部にカメラを用いた構成
において、カメラにより検出される基準に同心円形状の
マークを用いることを特徴とする請求項３記載のロボッ
トの設置誤差の推定方法。
【請求項５】ロボットを高精度に制御するためのロボッ
ト座標と作業座標との間の設置誤差の推定方法において
、ロボット座標系内に作業座標系を設定し作業座標系内
に複数の既知の基準を設置し、ロボットの末端または該
末端と一定の位置関係にある部位の位置合わせ部材を上
記基準に対して位置合わせし、この検出位置関係のロボ
ット座標系における位置関係をロボットに付設した対偶
位置検出器により求め、これに基づいて上記基準の位置
と上記対偶位置検出器による基準の検出位置の関係から
ロボット座標と作業座標との相対位置関係の設計値との
誤差を推定することを特徴とするロボットの設置誤差の
推定方法。
【請求項６】上記ロボットの末端または該末端と一定の
位置関係の部位に取り付けた位置合わせ部材を、ロボッ
トにセンサを設け、該センサの信号により作業座標に設
けられた基準に位置合わせすることを特徴とする請求項
５記載のロボットの設置誤差の推定方法。
【請求項７】ロボットを高精度に制御するためのロボッ
ト座標と作業座標との間の設置誤差の推定装置において
、ロボット座標系内に作業座標系を設定し、作業座標系
内に複数の基準を設置し、ロボットの末端または該末端
と一定の位置関係にある部位に取り付けた基準位置検出
部により上記基準との位置関係を検出し、ロボットに付
設した対偶位置検出器を有し、該対偶位置検出器により
ロボット座標系における前記基準の位置を算出し、これ
に基づいて上記基準の位置と上記対偶位置検出器の検出
位置の関係からロボット座標と作業座標との相対位置の
設計値との誤差を推定する手段を具備したことを特徴と
するロボットの設置誤差の推定装置。
【請求項８】ロボットを高精度に駆動するための制御方
法において、ロボット座標系内に作業座標系を設定し、
作業座標系内に複数の既知の基準を設置し、該基準をロ
ボットの位置検出器により計測するかあるいは該基準に
対してロボットの部材を位置合わせすることにより、上
記基準のロボット座標系における位置をロボットに付設
した対偶位置検出器を用いて求め、これに基づいて基準
の作業座標における位置とロボット座標おける位置の関
係からロボット座標の作業座標に対する設置誤差を推定
し、該設置誤差を用いてロボット座標の補正を行うこと
によりロボットを高精度に制御することを特徴とするロ
ボット駆動制御方法。
【請求項９】ロボットの作業台あるいは作業台に代わる
組立のベースとなる部品において、ロボット座標系内に
おいて最低限ロボット座標と作業座標との相対的な設置
誤差を推定できる数のデータ数を得られ、かつロボット
の末端部材あるいは該末端部材と一定の位置関係の部位
に具備された基準位置検出部によりその位置を検出可能
な基準を作業座標系内に設置したことを特徴とするロボ
ットの作業台あるいは作業台に代わる組立のベースとな
る部品としての基準付き作業台。
【請求項１０】請求項４において上記ロボットの末端部
材と一定の位置関係の部位に具備された基準検出部であ
るカメラによりその位置を検出可能である、同心円形状
をしたロボット座標系内に設置する基準。