特許 7000368 ロボットキャリブレーション方法及びロボットキャリブレーション装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-27

(45)【発行日】2022-01-19

(54)【発明の名称】ロボットキャリブレーション方法及びロボットキャリブレーション装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/10 20060101AFI20220112BHJP

【ＦＩ】

B25J9/10 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019021650

(22)【出願日】2019-02-08

(65)【公開番号】P2020127988

(43)【公開日】2020-08-27

【審査請求日】2020-07-10

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(74)【代理人】

【識別番号】100169856

【弁理士】

【氏名又は名称】尾山 栄啓

(72)【発明者】

【氏名】江 航杰

【審査官】樋口 幸太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－１３４６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０００７９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のリンク及び複数の関節軸を有するアームと該アームを別の関節軸を介して支持するベースとを備えた多関節ロボットの、アーム先端の位置を較正するロボットキャリブレーション方法であって、
前記ベースから離隔して互いに連結される３つ以上のリンクの両端の第１リンクと第２リンクとの相対位置関係を測定することにより、それら３つ以上のリンクの間の２つ以上の関節軸に対し一括キャリブレーションを実行し、
前記ベースと前記ベースに連結される１つのリンクとの相対位置関係を測定することにより、それらベースとリンクとの間の関節軸に対し単独キャリブレーションを実行するか、又は、前記第１リンクと前記３つ以上のリンクに連結される他の１つのリンクとの相対位置関係を測定することにより、それら第１リンクと他のリンクとの間の関節軸に対し単独キャリブレーションを実行し、
前記一括キャリブレーションと前記単独キャリブレーションとに基づいて、前記アーム先端の位置を較正すること、を含み、
前記一括キャリブレーションを実行する前記２つ以上の関節軸は直動軸を含む、
ロボットキャリブレーション方法。

【請求項2】

前記第１リンクに定めた第１基準面と前記第２リンクに定めた第２基準面との相対位置及び相対姿勢をゲージで接触式に測定することにより前記一括キャリブレーションを実行する、請求項１に記載のロボットキャリブレーション方法。

【請求項3】

複数のリンク及び複数の関節軸を有するアームと該アームを別の関節軸を介して支持するベースとを備えた多関節ロボットの、アーム先端の位置を較正するロボットキャリブレーション装置であって、
前記ベースから離隔して互いに連結される３つ以上のリンクの両端の第１リンク及び第２リンクにそれぞれ設けられる第１基準面及び第２基準面と、
前記第１基準面と前記第２基準面との相対位置及び相対姿勢を接触式に測定するゲージと、
前記ベースと前記ベースに連結される１つのリンクとの相対位置関係を測定する測定器、又は、前記第１リンクと前記３つ以上のリンクに連結される他の１つのリンクとの相対位置関係を測定する測定器と、
前記ゲージの測定結果と前記測定器の測定結果とに基づいて、前記アーム先端の位置を較正するプロセッサと、を備え、
前記３つ以上のリンクの間の２つ以上の関節軸は直動軸を含む、
ロボットキャリブレーション装置。

【請求項4】

前記第１基準面に取り付けられる第１部材と、前記第２基準面に取り付けられる第２部材とをさらに備え、前記ゲージは、前記第１部材に取り付けられて前記第１部材に対する前記第２部材の位置及び姿勢を測定する、請求項３に記載のロボットキャリブレーション装置。

【請求項5】

前記第１部材は互いに直交する一対のゲージ取付面を有し、前記第２部材は、互いに直交してそれぞれが前記一対のゲージ取付面に対向する一対のゲージ計測面を有する、請求項４に記載のロボットキャリブレーション装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットキャリブレーション方法及びロボットキャリブレーション装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複数のリンク及び関節軸からなるアームを備えるロボットでは、出荷時等に、各関節軸のキャリブレーションが行われる。特許文献１は、ロボットの手首先端部に治具を取り付け、この治具の姿勢を、固定ベースに設置されたダイヤルゲージ付きの支持体を用いて検出することで、ロボットの全関節軸を一括してキャリブレーションする構成について記載する。特許文献２は、カメラで視覚マークを撮像する方式により単軸のキャリブレーションを実行する構成について記載する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特公平０４－０４６７１４号公報

【文献】特許第４８１９９５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ロボットの構造によっては特許文献１のような全関節軸についての一括キャリブレーションを行うことが困難な場合もある。このような場合、各関節軸について単軸用の治具を用いて１軸ずつキャリブレーションを行うのが一般的である。しかし、１軸ずつのキャリブレーションでは治具の数量とキャリブレーションの工数が増加するデメリットが生じる。ロボットが全関節軸を一括キャリブレーションすることが困難な構造を有する場合であっても、効率的に関節軸のキャリブレーションを行うことが望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、複数のリンク及び複数の関節軸を有するアームと該アームを別の関節軸を介して支持するベースとを備えた多関節ロボットの、アーム先端の位置を較正するロボットキャリブレーション方法であって、前記ベースから離隔して互いに連結される３つ以上のリンクの両端の第１リンクと第２リンクとの相対位置関係を測定することにより、それら３つ以上のリンクの間の２つ以上の関節軸に対し一括キャリブレーションを実行し、前記ベースと前記ベースに連結される１つのリンクとの相対位置関係を測定することにより、それらベースとリンクとの間の関節軸に対し単独キャリブレーションを実行するか、又は、前記第１リンクと前記３つ以上のリンクに連結される他の１つのリンクとの相対位置関係を測定することにより、それら第１リンクと他のリンクとの間の関節軸に対し単独キャリブレーションを実行し、前記一括キャリブレーションと前記単独キャリブレーションとに基づいて、前記アーム先端の位置を較正すること、を含み、前記一括キャリブレーションを実行する前記２つ以上の関節軸は直動軸を含む、ロボットキャリブレーション方法である。

【0006】

本開示の別の態様は、複数のリンク及び複数の関節軸を有するアームと該アームを別の関節軸を介して支持するベースとを備えた多関節ロボットの、アーム先端の位置を較正するロボットキャリブレーション装置であって、前記ベースから離隔して互いに連結される３つ以上のリンクの両端の第１リンク及び第２リンクにそれぞれ設けられる第１基準面及び第２基準面と、前記第１基準面と前記第２基準面との相対位置及び相対姿勢を接触式に測定するゲージと、前記ベースと前記ベースに連結される１つのリンクとの相対位置関係を測定する測定器、又は、前記第１リンクと前記３つ以上のリンクに連結される他の１つのリンクとの相対位置関係を測定する測定器と、前記ゲージの測定結果と前記測定器の測定結果とに基づいて、前記アーム先端の位置を較正するプロセッサと、を備え、前記３つ以上のリンクの間の２つ以上の関節軸は直動軸を含む、ロボットキャリブレーション装置である。

【発明の効果】

【0007】

上記構成によれば、ロボットが全関節軸を一括キャリブレーションすることが困難な構造を有する場合であっても、効率的に関節軸のキャリブレーションを行うことができる。

【0008】

添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれらの目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明確になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態に係るロボットキャリブレーション装置の全体構成を表す図である。

【図2】ロボットの斜視図である。

【図3】本実施形態に係るキャリブレーションの手順を表すフローチャートである。

【図4】第１部材にダイヤルゲージを装着した状態を表す斜視図である。

【図5】較正ブロックを用いたダイヤルゲージの較正を示す図である。

【図6A】第１部材が第２番目のリンクの第１基準面に固定された状態を示す。

【図6B】第２番目のリンクの第１基準面を表す図である。

【図7A】第２部材が第６番目のリンク（手首部）の第２基準面に固定された状態を示す。

【図7B】第６番目のリンク（手首部）の第２基準面を表す図である。

【図8】ダイヤルゲージの読みが所定の範囲に入る程度まで第２部材が第１部材に対して位置付けられている状態を表す。

【図9】第２部材の斜視図である。

【図10】第２部材を図９における下方から見た斜視図である。

【図11】第１部材を後方側から見た斜視図である。

【図12】第１部材を図１１における下方から見た斜視図である。

【図13】ロボットの第１番目の関節軸近辺の斜視図である。

【図14】図１３における測定部材近辺の拡大図である。

【図15】測定部材の斜視図である。

【図16】測定部材を図１５における底面側から見た斜視図である。

【図17】測定部材の斜視図である。

【図18】測定部材を図１７における底面側から見た斜視図である。

【図19】ロボットの第２番目の関節軸近辺の斜視図である。

【図20】図１９における測定部材近辺の拡大図である。

【図21】測定部材の斜視図である。

【図22】測定部材を図２１における背面側から見た斜視図である。

【図23】本実施形態にかかるキャリブレーション手順が好適に適用され得るロボットの他の構成例を示している。

【図24】第３から第６番目の関節軸について一括キャリブレーションを行う状態を示す図である。

【図25A】本実施形態に係るキャリブレーション手順が好適に適用されるロボットの構成のさらに別の例を示している。

【図25B】本実施形態に係るキャリブレーション手順が好適に適用されるロボットの構成のさらに別の例を示している。

【図26】第２から第７番目の関節軸について一括キャリブレーションを行う状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。参照する図面において、同様の構成部分または機能部分には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は本発明を実施するための一つの例であり、本発明は図示された形態に限定されるものではない。

【0011】

図１は一実施形態に係るロボットキャリブレーション装置１００の全体構成を表す図である。図１に示すように、ロボットキャリブレーション装置１００は、ロボット１０と、ロボット１０を制御するコントローラ５０と、コントローラ５０に接続された教示操作盤３０とを具備する。図１では、ロボット１０の側面図を示している。図２は、ロボット１０の斜視図である。ロボット１０は、複数のリンクＬ１－Ｌ６及び複数の関節軸（Ｊ２－Ｊ６）を有するアーム１２と、アーム１２を別の関節軸（Ｊ１）を介して支持するベース１とを備える多関節ロボットである。コントローラ５０は、ロボット１０の各関節軸の位置制御を行うことでロボット１０を制御する。コントローラは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、操作部等を有する一般的なコンピュータとしての構成を有していても良い。

【0012】

図１及び図２に示されるように、ロボット１０は第３番目の関節軸Ｊ３として直動軸を有する。ロボット１０のように直動軸を有する多関節ロボットの場合、ロボット１０の先端のリンクＬ６（手首部）とベース１にそれぞれキャリブレーション部材を装着してリンクＬ６（手首部）をベース１に対して位置決めするやり方で６軸全てについて一括キャリブレーションを行おうとすると、リンクＬ６（手首部）とベース１間の距離が大きいためキャリブレーション部材が大きくなり過ぎるという不都合を生じる。そこで、ロボットキャリブレーション装置１００では、以下で説明するようにキャリブレーションを行うことでキャリブレーションを効率化する。ロボットキャリブレーション装置１００において、ベース１から離隔して互いに連結される３つ以上のリンク（例えばＬ２～Ｌ６）の両端の第１リンク（例えばリンクＬ２）と第２リンク（例えばリンクＬ６）との相対位置関係を測定することにより、それら３つ以上のリンクの間の２つ以上の関節軸（例えばＪ３－Ｊ６）に対し一括キャリブレーションを実行する。次に、ベース１とベース１に連結される１つのリンク（例えばリンクＬ１）との相対位置関係を測定することにより、それらベースとリンクとの間の関節軸に対し単独キャリブレーションを実行するか、又は、第１リンク（例えばリンクＬ２）と上記３つ以上のリンクに連結される他の１つのリンク（例えばリンクＬ１）との相対位置関係を測定することにより、それら第１リンクと他のリンクとの間の関節軸（例えばＪ２）に対し単独キャリブレーションを実行する。そして、一括キャリブレーションと単独キャリブレーションとに基づいて、アーム先端の位置を較正する。

【0013】

本実施形態では、上記第１リンクに相当するリンクＬ２に形成された第１基準面Ｒ１（図６Ｂ参照）と、上記第２リンクに相当するリンクＬ６に形成された第２基準面Ｒ２（図７Ｂ参照）との相対位置及び相対姿勢をダイヤルゲージを用いて接触式で測定し、測定結果に基づいてリンクＬ２とリンクＬ６との間の関節軸Ｊ３－Ｊ６について一括キャリブレーションを実行する。

【0014】

図３は、本実施形態に係るキャリブレーションの手順を表すフローチャートである。図３を参照してキャリブレーションの手順を説明する。はじめに、ダイヤルゲージ装着用のキャリブレーション部材（治具）である第１部材３０１に、ダイヤルゲージ３４０を装着する（ステップＳ１）。図１１及び図１２に、第１部材３０１を後方側の斜め上方から見た斜視図、前方の下側から見た斜視図をそれぞれ示す。なお、説明の便宜上、第１部材３０１単体についての説明では図１１に示す通り取付壁３０５がある側を後方側として説明する。第１部材３０１は、ロボット１０のリンクＬ２（アーム部材）に形成された第１基準面Ｒ１に取り付けられる取付壁３０５と、取付壁３０５から前方に伸びる板状の底壁３０６と、底壁３０６の先端部から上方に伸びる第１ゲージ取付壁３１１と、第１ゲージ取付壁３１１の上端に接続され、第１ゲージ取付壁３１１に対し垂直に前方へ伸びるように形成された第２ゲージ取付壁３１２とを備える。第１ゲージ取付壁３１１には、水平方向の両端部付近にダイヤルゲージ３４０を挿入するための２つのダイヤルゲージ挿入孔３２０が設けられている。第２ゲージ取付壁３１２には、前後方向中央部における左右両端付近に２つ、前端部の左右方向中央部に１つ、合計３つのダイヤルゲージ挿入孔３２０が設けられている。第１ゲージ取付壁３１１の前方側の面、第２ゲージ取付壁３１２の底面が、互いに直交する第１ゲージ取付面３１１ａ、第２ゲージ取付面３１２ａをそれぞれ構成する。

【0015】

ステップＳ１では、第１部材３０１の合計５つのダイヤルゲージ挿入孔３２０に５つのダイヤルゲージ３４０を装着する。図４は、第１部材３０１にダイヤルゲージ３４０が装着された状態を斜視図で表している。次に、ステップＳ２では、較正ブロック３４５を用いてダイヤルゲージ３４０の基準位置を較正する。図５は、較正ブロック３４５を用いたダイヤルゲージ３４０の較正の様子を示す図である。較正ブロック３４５は、２つの端面３４５ａと底面３４５ｂとの間に所定の基準寸法を持つ。この較正ブロック３４５の端面３４５ａを、例えば、第２ゲージ取付面３１２ａに押し付け、ダイヤルゲージ３４０の接触子が底面３４５ｂに突き当たるようにする。このときのダイヤルゲージ３４０の読みが、較正ブロック３４５の基準寸法と一致するように、ダイヤルゲージ３４０を較正する。

【0016】

次に、ステップＳ３では、第１部材３０１及び第２部材２０１をロボット１０に取り付ける。図６Ｂに示すように、リンクＬ２（アーム部材）の第１基準面Ｒ１が形成された部分には部材取付用のネジ穴３５０と位置決めピン穴３５１が形成されている。第１部材３０１の取付壁３０５を第１基準面Ｒ１と密着させた状態で、ネジ穴３５０と位置決めピン穴３５１を利用して取付壁３０５を第１基準面Ｒ１に正確に位置決めをした後、ネジ止め固定する。図６Ａは、第１部材３０１が第１基準面Ｒ１に固定された状態を示している。

【0017】

次にリンクＬ６（手首部）に取り付ける第２部材２０１について説明する。図９及び図１０はそれぞれ第２部材２０１を斜め上方からみた斜視図、斜め下方から見た斜視図である。なお、説明の便宜上、第２部材２０１単体についての説明では図９に示す通り取付壁２０５がある側を後方側として説明する。図９及び図１０に示すように、第２部材２０１は、第２基準面Ｒ２に取り付けられる取付壁２０５、取付壁２０５から前方に伸びる支持壁２０６、及び支持壁２０６の先端に設けられた、互いに直交する第１及び第２ゲージ計測壁２１１及び２１２を有する。第１ゲージ計測壁２１１の前方側の面、第２ゲージ計測壁２１２の上面が、互いに直交する第１ゲージ計測面２１１ａ、第２ゲージ計測面２１２ａをそれぞれ構成する。

【0018】

図７Ｂに示すように、リンクＬ６（手首部）の第２基準面Ｒ２が形成された部分には、部材取付用のネジ穴２２０と位置決めピン穴２２１が形成されている。第２部材２０１の取付壁２０５を第２基準面Ｒ２と密着させた状態で、ネジ穴２２０と位置決めピン穴２２１を利用して取付壁２０５を第２基準面Ｒ２に正確に位置決めをした後、ネジ止め固定する。図７Ａは、第２部材２０１が、第２基準面Ｒ２に固定された状態を示している。

【0019】

次に、ステップＳ４では、オペレータＯＰは、教示操作盤３０を操作してロボット１０を動かし、第２部材２０１を第１部材３０１に接近させる。そして、オペレータＯＰは、第１ゲージ計測面２１１ａを第１ゲージ取付面３１１ａに取り付けられている２つのダイヤルゲージ３４０に接触させ、第２ゲージ計測面２１２ａを第２ゲージ取付面３１２ａに取り付けられている３つのダイヤルゲージ３４０に接触させる。さらに、オペレータＯＰは、これらのダイヤルゲージ３４０の読みが所定の範囲になるまでロボット１０の移動操作を行う。全てのダイヤルゲージ３４０の読みが所定の範囲になると、第１ゲージ計測面２１１ａと第１ゲージ取付面３１１ａ、及び、第２ゲージ計測面２１２ａと第２ゲージ取付面３１２ａが所定の位置及び姿勢の関係となるように位置付けられたことになる。図８は、ダイヤルゲージ３４０の読みが所定の範囲に入る程度まで、第２部材２０１が第１部材３０１に対して位置付けられた状態を表している。コントローラ５０は、このときの関節軸Ｊ３－Ｊ６の位置を記憶する。コントローラ５０は、これらの記憶された値を用いて、関節軸Ｊ３－Ｊ６の原点位置の一括キャリブレーションを行うことができる。

【0020】

本実施形態に係るキャリブレーション部材としての第１部材３０１は、互いに直交する一対のゲージ取付面である第１ゲージ取付面３１１ａ及び第２ゲージ取付面３１２ａを有する２面構造であり、第２部材２０１は、互いに直交する一対のゲージ計測面である第１ゲージ計測面２１１ａ及び第２ゲージ計測面２１２ａを有する２面構造である。このような２面構造のキャリブレーション部材を用いることで、４つの関節軸Ｊ３－Ｊ６の同時の位置決めが達成されている。具体的には、第１ゲージ計測面２１１ａを第１ゲージ取付面３１１ａに取り付けられた２つのゲージで測定することにより、直動軸Ｊ３と関節軸Ｊ６の位置を規定することができる、第２ゲージ計測面２１２ａを第２ゲージ取付面３１２ａに取り付けられた３つのゲージで測定することにより、関節軸Ｊ４、Ｊ５の位置を規定することができる。

【0021】

以上のように関節軸Ｊ３－Ｊ６について一括キャリブレーションが完了すると、残りの２つの関節軸Ｊ１、Ｊ２については、個別に単独キャリブレーションを実行する（ステップＳ６）。

【0022】

次に、図１３から図１８を参照して関節軸Ｊ１の単独キャリブレーションについて説明する。図１３は、ロボット１０の関節軸Ｊ１近辺の斜視図である。図１４は、図１３における測定部材４０１、５０１近辺の拡大図である。ここでは、ベース１とリンクＬ１の相対位置関係を測定するための治具として、ベース１の基準面Ｒ３に測定部材４０１を固定し、リンクＬ１の基準面Ｒ４に測定部材５０１を取り付ける。測定部材４０１のゲージ取付面４０１ａにはダイヤルゲージ３４０を取り付ける。オペレータＯＰは教示操作盤３０を操作して、リンクＬ１を関節軸Ｊ１周りに回転させ、ダイヤルゲージ３４０の読みが所定の範囲に入るまで、測定部材５０１のゲージ測定面５０１ａを測定部材４０１のゲージ取付面４０１ａに接近させる。これにより、ゲージ取付面４０１ａとゲージ測定面５０１ａとの相対位置関係が測定されることになる。ダイヤルゲージ３４０の読みが所定の範囲内に入ったところで、関節軸Ｊ１の位置を記憶する。これにより、関節軸Ｊ１の原点位置のキャリブレーションを行うことができる。

【0023】

図１５は測定部材５０１の斜視図であり、図１６は測定部材５０１を図１５における底面側から見た斜視図である。図１５及び図１６に示すように、測定部材５０１は、リンクＬ１の基準面に取り付けられる取付壁５０５と、取付壁５０５に立設するゲージ測定壁５０６と、ゲージ測定壁５０６を支持する支持壁５０７とを有する。取付壁５０５には、ネジ止め孔５２０と位置決めピン穴５２１が形成されており、測定部材５０１はこれらネジ止め孔５２０と位置決めピン穴５２１を介してリンクＬ１の基準面Ｒ４に正確に位置決めをした後、ネジ止め固定される。ゲージ測定壁５０６の図１５中手前側の面がゲージ測定面５０１ａを構成する。

【0024】

図１７は測定部材４０１の斜視図であり、図１８は測定部材４０１を図１７における底面側から見た斜視図である。図１７及び図１８に示すように、測定部材４０１は、ベース１の基準面Ｒ３に取り付けられる取付壁４０５と、取付壁４０５に立設するゲージ取付壁４０６と、ゲージ取付壁４０６を支持する支持壁４０７とを有する。取付壁４０５には、ネジ止め孔４２０と位置決めピン穴４２１が形成されており、測定部材４０１はこれらネジ止め孔４２０と位置決めピン穴４２１を介してベース１の基準面Ｒ３に正確に位置決めをした後、ネジ止め固定される。ゲージ取付壁４０６の図１７中手前側の面がゲージ取付面４０１ａを構成する。ゲージ取付壁４０６には、ダイヤルゲージ３４０を取り付けるための取付穴４５０が形成されている。

【0025】

続いて、図１９－図２２を参照して関節軸Ｊ２の単独キャリブレーションについて説明する。図１９は、ロボット１０の関節軸Ｊ２近辺の斜視図である。図２０は、図１９における測定部材６０１近辺の拡大図である。ここでは、リンクＬ１とリンクＬ２の相対位置関係を測定するための治具として、リンクＬ２（アーム部材）の基準面Ｒ５に測定部材６０１を取り付ける。リンクＬ１には、基準面６２１が形成されている。測定部材６０１のゲージ取付面６０１ａにはダイヤルゲージ３４０を取り付ける。オペレータＯＰは教示操作盤３０を操作して、リンクＬ２を関節軸Ｊ２周りに回転させ、ダイヤルゲージ３４０の読みが所定の範囲に入るまで、リンクＬ１の基準面６２１を測定部材６０１のゲージ取付面６０１ａに対して接近させる。これにより、基準面６２１とゲージ取付面６０１ａとの相対位置関係が測定されることになる。ダイヤルゲージ３４０の読みが所定の範囲内に入ったところで、関節軸Ｊ２の位置を記憶する。これにより、関節軸Ｊ２の原点位置のキャリブレーションを行うことができる。

【0026】

図２１は測定部材６０１の斜視図であり、図２２は測定部材６０１を図２１における背面側から見た斜視図である。図２１及び図２２に示すように、測定部材６０１は、リンクＬ２の基準面Ｒ５に取り付けられる取付壁６０５と、取付壁６０５から直角に延びるように形成されたゲージ取付壁６０６と、ゲージ取付壁６０６を支持する支持壁６０７とを有する。取付壁６０５には、ネジ止め孔６２０と位置決めピン穴６２１が形成されており、測定部材６０１はこれらネジ止め孔６２０と位置決めピン穴６２１を介してリンクＬ２の基準面Ｒ５に正確に位置決めをした後、ネジ止め固定される。ゲージ取付壁６０６の図１５中手前側の面がゲージ取付面６０１ａを構成する。

【0027】

以上説明したように本実施形態によれば、ロボットが直動軸を有し全関節軸の一括キャリブレーションが困難な構成の場合であっても、ロボットの全関節軸のうち直動軸を含む一部の関節軸について一括キャリブレーションを行い、他の関節軸については個別に単独キャリブレーションを行う構成とした。これにより、キャリブレーション部材が大型化する等の不都合の発生を回避しつつ効率的にキャリブレーションを行うことができる。

【0028】

なお、上述した実施形態では、ロボット１０が直動軸を含む場合について説明したが、本実施形態に係るキャリブレーション方法が効果的に適用され得るロボットの構成（すなわち、全関節軸の一括キャリブレーションが困難なロボットの構成）は上記実施形態の場合以外にも様々な例があり得る。

【0029】

図２３は、本実施形態に係るキャリブレーション手順が好適に適用され得るロボットの他の構成例を示している。図２３に示すロボット１０Ａは、第２番目のリンクＬ２が長く形成されており、手首部とベース１Ａとにキャリブレーション用の部材（７１１Ａ、７１Ａ）を取り付けて全関節軸について一括キャリブレーションを行おうとすると部材（７１１Ａ、７１Ａ）が大きくなるという問題を生じ得る。このような場合にも、上述の実施形態で説明した構成と同様に、第２リンクＬ２と手首部とにキャリブレーション用の治具７０１、７５１を取り付け、関節軸Ｊ３－Ｊ６について一括キャリブレーションを行う手法をとる（図２４）。そして、関節軸Ｊ１、Ｊ２については個別に単独キャリブレーションを行う。これにより、上述の実施形態と同様にキャリブレーションを効率化することができる。

【0030】

図２５Ａ－２５Ｂは、本実施形態に係るキャリブレーション手順が好適に適用されるロボットの構成のさらに別の例を示している。図２５Ａ－２５Ｂに示すロボット１０Ｂは７軸ロボットである。そのため、ベース１ＢとリンクＬ７（手首部）にそれぞれキャリブレーション用の部材８０１、８５１を取り付けてリンクＬ７（手首部）をベース１Ｂに対して位置決めしたとしても、図２５Ａ及び図２５Ｂに示す通りロボット１０Ｂの姿勢が一意に定まらない。この場合、全関節軸の一括キャリブレーションを行うことはできない。

【0031】

そこで、図２６に示す通り、リンクＬ１とリンクＬ７（手首部）にそれぞれキャリブレーション用の部材８０１Ａ及び８５１Ａを取り付け、関節軸Ｊ２－Ｊ７の６軸について一括キャリブレーションを行う。関節軸Ｊ１については個別に単独キャリブレーションを行う。これにより、上述の実施形態と同様にキャリブレーションを効率化することができる。

【0032】

以上、典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、上述の各実施形態に変更及び種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。

【0033】

上述の実施形態は、ロボットの全関節軸のうち一部について一括キャリブレーションを行い、残りの関節軸については単独キャリブレーションを行う構成であった。しかしながら、ロボットの関節軸が多い場合には、全関節軸を複数のグループに分け各グループ毎に一括キャリブレーションを行うような手順をとっても良い。

【0034】

上述の実施形態では、一括又は単独のキャリブレーションを行う際に、治具を用いて二つのリンク間の相対位置関係を測定する測定器を構成したが、二つのリンク間の相対位置関係を測定する測定器としては視覚マークをカメラで撮像して計測するようなビジョン方式による構成も有り得る。

【符号の説明】

【0035】

１ ベース
１０ ロボット
３０ 教示操作盤
５０ コントローラ
１００ ロボットキャリブレーション装置
２０１ 第２部材
２１１ａ 第１ゲージ計測面
２１２ａ 第２ゲージ計測面
３０１ 第１部材
３１１ａ 第１ゲージ取付面
３１２ａ 第２ゲージ取付面
３４０ ダイヤルゲージ
６２１ 基準面
Ｊ１－Ｊ６ 関節軸
Ｌ１－Ｌ６ リンク
Ｒ１－Ｒ５ 基準面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25A】

【図25B】

【図26】