(57)【要約】【課題】位置決め制御装置の手先に取付けたツールの先端を直接計測することなく、ツール先端の位置を正確に計測する。【解決手段】  ツール先端の計測方法は、ツール計測治具を準備するステップS1と、ツール計測治具の基準点を原点とする治具座標系におけるツール計測治具上の３点以上の特徴点の位置情報を含む第１情報を取得するステップS2と、ツール計測治具をツールに取り付けるステップS3と、位置決め制御装置の先端の基準点を原点とする手先座標系における３点以上の特徴点の位置情報を含む第２情報を取得するステップS5と、第１情報と、第２情報と、ツール計測治具の基準点とツール先端に相当する位置との相対位置情報を含む第３情報とに基づいて、手先座標系におけるツール先端の位置を算出するステップS6と、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決め制御が可能な位置決め制御装置に取り付けられたツール先端を計測する方法であって、
計測対象である３点以上の特徴点を有するツール計測治具を準備するステップと、
前記ツール計測治具の基準点を原点とする治具座標系における当該ツール計測治具上の３点以上の特徴点の位置情報を含む第１情報を取得するステップと、
前記ツール計測治具を、前記ツールに取り付けるステップと、
前記位置決め制御装置の先端の基準点を原点とする手先座標系における前記ツール計測治具上の３点以上の特徴点の位置情報を含む第２情報を取得するステップと、
前記第１情報と、前記第２情報と、前記ツール計測治具の基準点と前記ツール先端に相当する位置との相対位置情報を含む第３情報とに基づいて、前記手先座標系におけるツール先端の位置を算出するステップと、
を含むツール先端の計測方法。
【請求項２】
前記第３情報が、前記ツールの基準点を原点とするツール座標系と前記治具座標系との相対関係情報を含み、
前記第１情報と、前記第２情報と、前記第３情報とに基づいて、前記手先座標系における前記ツールの姿勢を算出するステップをさらに含む、
請求項１に記載のツール先端の計測方法。
【請求項３】
前記ツール計測治具上の前記特徴点は、一直線上に位置しないように配置される、請求項１又は２に記載のツール先端の計測方法。
【請求項４】
前記ツール先端の位置を算出するステップでは、
前記第１情報から前記特徴点のうちの一点を原点とする特徴点座標系における前記ツール計測治具の基準点の位置を算出し、算出した前記特徴点座標系における前記ツール計測治具の基準点の位置情報を含む第４情報、前記第２情報、及び、前記第３情報から、前記手先座標系におけるツール先端の位置を算出する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のツール先端の計測方法。
【請求項５】
前記ツールは、本体部と、前記本体部に対して変位する先端部を備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のツール先端の計測方法。
【請求項６】
前記第３情報を取得するステップを更に含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のツール先端の計測方法。
【請求項７】
前記ツール計測治具を前記ツールに取り付けるステップでは、
前記ツール計測治具の基準点が前記ツール先端に相当する位置と一致するように、前記ツール計測治具を前記ツールに取り付ける、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のツール先端の計測方法。
【請求項８】
前記ツール先端の位置を算出するステップでは、
前記特徴点が４点以上の場合には、最小二乗法により、前記特徴点のうちの一点を原点とする特徴点座標系における前記ツール計測治具の基準点の位置を算出する、請求項４に記載のツール先端の計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決め制御装置の手先に取付けたツール先端の計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、位置決め制御装置（例えばロボット）は、予め定められた位置に工具などの加工ツールを移動させる位置決め制御を行う。位置決め制御装置の手先には、作業や用途に応じて様々な種類のツールが取り付けられる。ロボットを利用した各種加工・組立において正確な加工・組立を行うためには、ロボットの手先に取付けたツール先端の位置を事前に設定しておく必要がある。作業対象物に対するツール先端の位置及び姿勢を一意に定まると、正確な作業が可能になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ツールの形状又はその用途により、ツール先端の位置が一意でない場合がある。例えば塗装用ローラをワークに押し付けて使用するツールでは、塗装用ローラが押し付け方向に可動するように構成されている。円弧状のローラ先端の位置は一意ではない。ロボットハンドを有する組立ツールでは、パーツを保持するハンド部が可動するように構成されている。ハンド先端は一意の端点を有しない。このような場合は、ツール先端の位置を直接計測することは困難である。
【０００４】
そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、位置決め制御装置の手先に取付けたツールの先端を直接計測することなく、ツール先端の位置を正確に計測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明のある態様に係るツール先端の計測方法は、位置決め制御が可能な位置決め制御装置に取り付けられたツール先端を計測する方法であって、計測対象である３点以上の特徴点を有するツール計測治具を準備するステップと、前記ツール計測治具の基準点を原点とする治具座標系における当該ツール計測治具上の３点以上の特徴点の位置情報を含む第１情報を取得するステップと、前記ツール計測治具を、前記ツールに取り付けるステップと、前記位置決め制御装置の先端の基準点を原点とする手先座標系における前記ツール計測治具上の３点以上の特徴点の位置情報を含む第２情報を取得するステップと、前記第１情報と、前記第２情報と、前記ツール計測治具の基準点と前記ツール先端に相当する位置との相対位置情報を含む第３情報とに基づいて、前記手先座標系におけるツール先端の位置を算出するステップと、を含む。
【０００６】
上記構成によれば、手先座標系におけるツール計測治具上の特徴点の位置情報（第１情報）と、治具座標系におけるツール計測治具上の特徴点の位置情報（第２情報）と、ツール計測治具の基準点とツール先端に相当する位置との相対位置情報（第３情報）とに基づいて、手先座標系におけるツール先端の位置を算出するので、位置決め制御装置の手先に取付けたツール先端を直接計測する必要がなくなる。
【０００７】
前記第３情報が、前記ツールの基準点を原点とするツール座標系と前記治具座標系との相対関係情報を含み、前記第１情報と、前記第２情報と、前記第３情報とに基づいて、前記手先座標系における前記ツールの姿勢を算出するステップをさらに含んでもよい。
【０００８】
また、前記ツール計測治具上の前記特徴点は、一直線上に位置しないように配置されてもよい。
【０００９】
上記構成によれば、一直線上に位置しない３点の特徴点で空間の面が形成されるので、治具座標系におけるツール計測治具の姿勢を一意に決定することができる。
【００１０】
そして、前記ツール先端の位置を算出するステップでは、前記第１情報から前記特徴点のうちの一点を原点とする特徴点座標系における前記ツール計測治具の基準点の位置を算出し、算出した前記特徴点座標系における前記ツール計測治具の基準点の位置情報である第４情報、前記第２情報、及び、前記第３情報から、前記手先座標系におけるツール先端の位置を算出してもよい。
【００１１】
上記構成によれば、特徴点座標系におけるツール計測治具の基準点の位置を算出することにより、算出した第４情報と、上記第２情報と上記第３情報から、手先座標系におけるツール先端の位置を算出することができる。
【００１２】
また、前記ツールは、本体部と、前記本体部に対して変位する先端部とを備えてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、ツール先端の位置が一意でないツール先端を直接計測することなく、ツール先端の位置を正確に算出することができる。
【００１４】
また、前記第３情報を取得するステップを更に含んでもよい。
【００１５】
上記構成によれば、ツール計測治具の基準点とツール先端に相当する位置とが一致していなくても、それらの相対位置情報（第３情報）を取得するので、ツール先端の位置及び姿勢を正確に算出することができる。
【００１６】
一方、前記ツール計測治具を前記ツールに取り付けるステップでは、前記ツール計測治具の基準点が前記ツール先端に相当する位置と一致するように、前記ツール計測治具を前記ツールに取り付けてもよい。
【００１７】
上記構成によれば、ツール計測治具の基準点がツール先端に相当する位置と一致するようにツール計測治具を取り付けるので、それらの相対位置情報（第３情報）を事前に計測又は取得する必要がなくなる。
【００１８】
尚、前記ツール先端の位置を算出するステップでは、前記特徴点が４点以上の場合には、最小二乗法により、前記特徴点のうちの一点を原点とする特徴点座標系における前記ツール計測治具の基準点の位置及び姿勢を算出してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、位置決め制御装置の手先に取付けたツールの先端を直接計測することなく、ツール先端の位置を正確に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るツール先端の計測方法に使用されるロボットの構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１のツールの構成の一例を示す側面図である。
【図３】図３は、ツール先端の計測に使用されるツール計測治具の一例を示す図である。
【図４】図４は、ツール先端の計測方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、ツール先端の計測を行う際の第一例を示す図である。
【図６】図６は、ツール先端の計測を行う際の第一例を示す図である。
【図７】図７は、ツール先端の計測を行う際の第一例を示す図である。
【図８】図８は、図４でツール先端の位置姿勢を算出する際の説明図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態に係るツール先端の計測方法の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、図９でツール先端の位置姿勢を算出する際の説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態の変形例に係るツールの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るツール先端の計測方法に使用されるロボットの構成を模式的に示す図である。図１に示すように、ロボット１は、床面等の載置面に設置されるベース（基台）１ａと、ベース１ａから突出するアーム１ｂと、制御装置３を備える。ロボット１は、本発明の「位置決め制御装置」に相当する。ベース１ａの上面を基準とした座標系をロボットのベース座標系１０ｂと呼ぶ。アーム１ｂには、複数の関節が設けられ、隣接する関節はリンクによって接続される。各関節には駆動用のサーボモータ、及び、関節の角度を検出可能なエンコーダなどが組み込まれている（いずれも図示せず）。アーム１ｂの各関節の角度と、アーム１ｂを構成するリンクの寸法とにより、ベース座標系１０ｂにおけるフランジ１ｃの位置及び姿勢を特定できるようになっている。なお、関節は回転駆動されても直動駆動されてもよい。アーム１ｂの先端にはフランジ状のツール取付部１ｃ（以下、「フランジ」ともいう）が設けられている。フランジ１ｃの取り付け面を基準とした座標系をフランジ座標系１０ｆと呼ぶ。フランジ座標系１０ｆは、本発明の「位置決め制御装置の手先座標系」に相当する。フランジ１ｃにはロボット１の作業や用途に応じて様々な種類のツール２が取り付けられる。ツール２は、本体部２０と、先端部２１とを備える。
【００２３】
制御装置３は、フランジ座標系１０ｆにおけるツール先端Ｐの位置及び姿勢（以下、単に「ツール先端Ｐの位置及び姿勢」ともいう）を算出する。制御装置３は、外部（例えば入力装置からの入力）から、算出に必要な情報を取得してもよいし、予め、メモリに記憶していた情報を読み出してもよい。制御装置３は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。制御装置３は、ロボット１を駆動するための機器や、ロボット１に予め定められた所定の動作をさせるための動作プログラム、各種固定データ等の情報を記憶するためのメモリ、及び演算を行うための演算部を備えている（いずれも図示せず）。制御装置３は単一の装置とは限らず、例えば、制御装置３の一部の機能を実現する装置と、制御装置３の他の機能を実現する他の装置とに分けて構成されてもよい。制御装置３の一部として汎用コンピュータが含まれてもよい。要するに全体として制御装置３の機能を果たすものであればよい。
【００２４】
次に、ツール２の具体的な構成について図２を用いて説明する。図２に示すように、ツール２は、塗装用のローラツールである。ツール２の本体部２０は、フランジ１ｃの取り付け面に装着された基端部２０ａと、基端部２０ａに上下動機構２０ｂを介して取り付けられたアーム機構２０ｃと、ポンプ（図示せず）に接続された塗料供給管２０ｄとを備える。基端部２０ａ及びアーム機構２０ｃは、上下動機構２０ｂにより、相対的に上下に変位するように構成される。
【００２５】
ツール２の先端部２１は、塗装用ローラである。塗装用ローラは、アーム機構２０ｃによって、回転軸回りに回転自在に保持される。塗装用ローラには、塗料供給管２０ｄを介して、塗料が供給されるように構成される。円弧状のローラの先端の点Ｐを基準とした座標系をツール座標系１０ｔと呼ぶ。塗装用ローラはツール２の本体部２０の本体部２０のアーム機構２０ｃに保持され、上下動機構２０ｂにより、本体部２０に対して上下方向に変位する。本実施形態では、ツール２を使用して塗装作業を行う際には、ロボット１は、塗装用ローラをワークＷに押し付けながら塗装用ローラを所望の進行方向に回転させる。
【００２６】
フランジ１ｃの取り付け面上にはフランジ座標系１０ｆの原点があり、本実施形態では、この座標系１０ｆを基準としたツール先端Ｐの位置及び姿勢を取得したい。これにより、ツール先端Ｐを原点としたツール座標系１０ｔを設定することができる。しかし、塗装用ローラは、使用時にワークＷに押し付けられると、上下動機構２０ｂにより、押し付け方向（図の矢印方向）に移動する。このため、ツール２の先端Ｐの位置は一意でない。この場合は、ツール先端Ｐの位置を直接計測することは困難である。また、塗装用ローラは一定の幅を持ち、動作する方向も特定する必要があるので、ツール先端Ｐの位置だけでなく、ツール２の姿勢も設定する必要がある。予め、ツール２のＣＡＤデータを用いてツール先端Ｐの位置及び姿勢を設定したとしても、ツール本体の組み立て誤差の影響により、ツール先端Ｐの位置及び姿勢に誤差が生じる。そこで、本実施形態では、ツール計測治具４を使用して、フランジ座標系１０ｆを基準としたツール先端Ｐの位置及び姿勢を間接的に計測する。
【００２７】
まず、ツール先端Ｐの計測に使用されるツール計測治具４の構成の一例について図３を用いて説明する。図３（Ａ）はツール計測治具４の正面図である。図３（Ａ）に示すように、ツール計測治具４は、球状の本体部４０と、３本の棒状の脚部４１〜４３を備える。本体部４０の中心を基準点Ｑとした座標系を治具座標系１０ｊと呼ぶ。脚部４１〜４３の基端は本体部４０に取付けられ、先端はとがっている。本実施形態では、ツール計測治具４は３本の脚部４１〜４３の先端に対応して、計測対象である３点の特徴点Ｘ１〜Ｘ３を有する。
【００２８】
図３（Ｂ）は図３（Ａ）のツール計測治具４を下から見た平面図である。図３（Ｂ）に示すように、ツール計測治具４の脚部４１〜４３の先端に配置された３点の特徴点Ｘ１〜Ｘ３は、一直線上に位置しない。これにより、３点の特徴点Ｘ１〜Ｘ３で空間に面が形成され、治具座標系１０ｊにおけるツール計測治具４の姿勢を一意に決定することができる。
【００２９】
次に、ツール計測治具４を使用したツール先端Ｐの位置及び姿勢の計測方法について図４のフローチャートを用いて説明する。最初に、ツール計測治具４を準備し、ツール計測治具４の特徴点を計測する（ステップＳ１及びＳ２）。具体的には、ツール計測治具４において定義された治具座標系１０ｊを基準としたツール計測治具４上の３点の特徴点Ｘ１〜Ｘ３の位置及び姿勢を計測する（図３参照）。尚、計測方法は任意であるが、例えば３次元計測でもよい。制御装置３は、ステップＳ２の計測結果（第１情報）を取得する。制御装置３は、第１情報を、入力装置（図示せず）を介して、外部から取得してもよいし、予め、メモリに記憶していた情報を読み出してもよい。
【００３０】
次に、ツール計測治具４をツールに取り付ける（ステップＳ３）。図５は、ツール先端Ｐの計測を行う際の第一例を示す図である。図５に示すように、ツール本体部２０からツール先端部２１を取り外し、取付治具５０を介して、ツール計測治具４をツール２に取り付ける。尚、ツール２及びツール計測治具４の着脱作業は、例えば人によって行われる。
【００３１】
ここでツール計測治具４の基準点Ｑ（治具座標系１０ｊの原点）とツール先端Ｐ（ツール座標系１０ｔの原点）に相当する位置との相対位置が離れていると、取得したいツール先端Ｐの位置及び姿勢の誤差の要因となる。このため、ツール計測治具４の基準点Ｑとツール先端Ｐに相当する位置とが一致するように、ツール計測治具４を取り付けることが望ましいが、相対位置が離れる場合がある。そこで、本実施形態では、予め、ツール計測治具４の基準点Ｑ（治具座標系１０ｊの原点）とツール先端Ｐ（ツール座標系１０ｔの原点）に相当する位置との相対位置および姿勢を算出しておき、制御装置３は、この相対位置及び姿勢に関する第３情報を取得する（ステップＳ４）。制御装置３は、外部（例えば入力装置からの入力）から、第３情報を取得してもよいし、予め、メモリに記憶していた情報を読み出してもよい。
【００３２】
次に、ツール計測治具４の特徴点を計測する（ステップＳ５）。図６は、ツール先端Ｐの計測を行う際の第二例を示す図である。図６に示すように、フランジ座標系１０ｆを基準とした三点の特徴点Ｘ１〜Ｘ３の位置及び姿勢（図中の点線矢印）を計測する。計測方法は任意であるが、例えば３次元計測でもよい。制御装置３は、フランジ座標系１０ｆにおけるツール計測治具４上の三点の特徴点Ｘ１〜Ｘ３の位置及び姿勢に関する第２情報を取得する。フランジ座標系１０ｆを基準としたツール計測治具４の特徴点Ｘ１〜Ｘ３を計測することを「ツール計測」と呼ぶことがある。
【００３３】
次に、制御装置３は、ツール先端Ｐの位置及び姿勢を算出する（ステップＳ６）。制御装置３は、ステップＳ２で取得した第１情報と、ステップＳ５で取得した第２情報と、ステップＳ４で取得した第３情報とに基づいて、フランジ座標系１０ｆを基準としたツール先端Ｐの位置及び姿勢を算出する（図７の点線矢印参照）。
【００３４】
ツール先端Ｐの位置及び姿勢の具体的な算出手順について図８を用いて説明する。図８は、ツール先端Ｐの位置及び姿勢を算出するにあたり、必要な要素を示している。
【００３５】
まず、制御装置３は、ステップＳ２で取得した第１情報（治具座標系１０ｊにおける３つの特徴点Ｘ１〜Ｘ３のそれぞれの位置及び姿勢ベクトルＲｊ＿ｘ１，Ｒｊ＿ｘ２，Ｒｊ＿ｘ３）から、３つの特徴点Ｘ１〜Ｘ３のうちの一点（例えば特徴点Ｘ１）を原点とする特徴点座標系１０ｘを生成し、特徴点座標系１０ｘにおけるツール計測治具４の基準点Ｑ（治具座標系１０ｊの原点）の位置及び姿勢ベクトルＲｘ＿ｊを算出する（第４情報）。特徴点座標系１０ｘにおけるツール先端Ｐ（ツール座標系１０ｔ原点）の位置及び姿勢ベクトルＲｘ＿ｔは、式（１）のように表すことができる。
Ｒｘ＿ｔ  ＝  Ｒｘ＿ｊ  ×  Ｒｊ＿ｔ・・・（１）
ここでＲｘ＿ｊは、特徴点座標系１０ｘにおけるツール計測治具４の基準点Ｑ（治具座標系１０ｊの原点）の位置及び姿勢ベクトルである。Ｒｊ＿ｔはツール計測治具４の基準点Ｑ（治具座標系１０ｊの原点）とツール先端Ｐ（ツール座標系１０ｔの原点）に相当する位置との相対位置および姿勢ベクトルであり、ステップＳ４で取得した第３情報に相当する。
【００３６】
一方、フランジ座標系１０ｆにおけるツール先端Ｐ（ツール座標系１０ｔ原点）の位置姿勢ベクトルＲｆ＿ｔは、ツール計測（ステップＳ５）で得られたフランジ座標系１０ｆにおける第１特徴点Ｘ１の位置姿勢ベクトルＲｆ＿ｘ１（第２情報）、及び、特徴点座標系１０ｘにおけるツール先端Ｐ（ツール座標系１０ｔ原点）の位置姿勢ベクトルＲｘ＿ｔを用いて、式（２）で表すことができる。
Ｒｆ＿ｔ  ＝  Ｒｆ＿ｘ１  ×  Ｒｘ＿ｔ・・・（２）
式（１）、式（２）より、フランジ座標系１０ｆを基準としたツール先端Ｐ（ツール座標系１０ｔの原点）の位置姿勢ベクトルＲｆ＿ｔは式（３）で表すことができる。
Ｒｆ＿ｔ  ＝  Ｒｆ＿ｘ  ×  Ｒｘ＿ｔ
＝  Ｒｆ＿ｘ  ×  Ｒｘ＿ｊ  ×  Ｒｊ＿ｔ・・・（３）
制御装置３は、式（３）に従って、フランジ座標系１０ｆにおけるツール先端Ｐ（ツール座標系１０ｔの原点）の位置姿勢を算出する。このように本実施形態では、塗装用ローラは、本体部２０に対して押し付け方向（図の矢印方向）に変位するため、ツール先端Ｐの位置は一意でないが、ツール先端Ｐを直接計測することなく、フランジ座標系１０ｆにおけるツール先端Ｐの位置及び姿勢を正確に算出することができる。これにより、ツール先端Ｐを原点としたツール座標系１０ｔを定義することができる。
【００３７】
上述したように、制御装置３は、アーム１ｂの各関節の角度と、アーム１ｂを構成するリンクの寸法とにより、ベース座標系１０ｂにおけるフランジ１ｃの位置及び姿勢を特定できるようになっているので、本実施形態のようにしてフランジ座標系１０ｆにおけるツール先端Ｐの位置及び姿勢を特定することにより、ベース座標系１０ｂにおけるツール先端Ｐの位置及び姿勢が定まる。これにより、制御装置３は、ロボット１の動作を制御して、予め定められた位置に塗装ローラ（２）の先端Ｐを移動させ、ワークＷに対する塗装作業を正確に行うことができる（図２参照）。
【００３８】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。本実施形態のロボット１及びツール２の基本的な構成は、第１実施形態と同様である。以下では、第１実施形態と共通する構成の説明は省略し、相違する構成についてのみ説明する。
【００３９】
図９は、本発明の第２実施形態に係るツール先端の計測方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態のステップＳ３では、ツール計測治具４の基準点Ｑ（治具座標系１０ｊの原点）がツール先端Ｐ（ツール座標系１０ｔの原点）に相当する位置と一致するように、ツール計測治具４をツール２に取り付ける（図５も参照）。その結果、本実施形態では、ツール計測治具４の基準点Ｑ（治具座標系１０ｊの原点）とツール先端Ｐ（ツール座標系１０ｔの原点）の位置及び姿勢との相対位置姿勢を、別途取得するステップ（図４のステップＳ４）が不要になる。
【００４０】
図１０は、本実施形態においてツール先端Ｐの位置姿勢ベクトルを算出するにあたり、必要な要素のみを示している。本実施形態では、治具座標系１０ｊの原点とツール座標系１０ｔの原点が一致しているので、治具座標系１０ｊはツール座標系１０ｔと等しくなり、図１０では、ツールの座標系１０ｔのみ示している。ここで座標系原点を一致させるとは、空間上の取得したいツール先端Ｐの位置及び姿勢がツール計測治具４の基準点Ｑに重なるようにツール計測治具４を取り付けることを意味する。このように座標系原点を一致させた場合は、上記式（３）において治具座標系１０ｊがツール座標系１０ｔに置き換わるとともに、Ｒｊ＿ｔは単位行列となる。従って、本実施形態では、式（３）は、式（４）のように表すことができる。
Ｒｆ＿ｔ  ＝  Ｒｆ＿ｘ  ×  Ｒｘ＿ｔ・・・（４）
制御装置３は、式（４）に従って、フランジ座標系１０ｆにおけるツール先端Ｐ（ツール座標系１０ｔの原点）の位置姿勢を算出する。このように本実施形態においても、ツール先端Ｐの位置は一意でないが、ツール先端Ｐを直接計測することなく、フランジ座標系１０ｆにおけるツール先端Ｐ（ツール座標系１０ｔの原点）の位置及び姿勢を正確且つより簡易に算出することができる。
【００４１】
（その他の実施形態）
尚、上記各実施形態では、式（３）又は式（４）により、フランジ座標系１０ｆにおけるツール先端Ｐの位置及び姿勢を一度に算出するような構成としたが、第３情報が、ツール２の基準点を原点とするツール座標系１０ｔと治具座標系１０ｊとの相対関係情報を含み、フランジ座標系１０ｆにおけるツール先端Ｐの位置を求めた後で、第１情報と、第２情報と、第３情報とに基づいて、フランジ座標系１０ｆにおけるツール２の姿勢を算出するステップをさらに含んでもよい。このような方法であっても、フランジ座標系１０ｆにおけるツール先端Ｐを原点とするツール座標系１０ｔを設定することができる。
【００４２】
尚、上記各実施形態では、図４又は図９のステップＳ３においてツール計測治具４をツール２に取り付けた状態で、ツール計測（図５のステップＳ５又は図９のステップＳ４）を行ったが、ツール計測治具４をロボット１のフランジ１ｃに取り付けた状態で、上記ツール計測を行うようにしてもよい。
【００４３】
上記各実施形態では、ツール２は塗装用のローラツールであったが、このような構成に限定されない。図１１は、上記実施形態のツール２の変形例の構成を示す図である。図１１に示すように、ツール２Ａは組立ツールである。ツール２Ａは、フランジ１ｃに取り付けられたハンド本体２０Ａと、例えばモータで構成されたアクチュエータ（図示せず）で駆動される２本の指部２１Ａとを備える（図１１（Ａ）参照）。アクチュエータが作動すると２本の指部２１Ａがハンド本体２０Ａに対して移動する。つまり、ロボットハンドの２本の指部は互いに近接又は離隔するように移動可能であり、２本の指部で組立パーツを把持することができる（図１１（Ｂ）参照）。このような構成のツール２Ａであっても、ツール先端が本体に対して変位するため、ツール先端の位置Ｐが一意でないが、上記各実施形態と同様に、ツール先端Ｐを直接計測することなく、フランジ座標系１０ｆを基準としたツール座標系１０ｔ原点の位置及び姿勢を正確に算出することができる。
【００４４】
上記各実施形態では、位置決め制御装置はロボット１であったが、予め定められた位置に工具等の作業用ツールを移動して位置決め制御が可能な装置であれば、積層装置ヘッド、シーリング装置、部品組み立て装置でもよい。
【００４５】
尚、上記各実施形態では、特徴点が３点の場合について説明したが、特徴点が４点以上の場合には、最小二乗法により、特徴点のうちの一点を基準とした特徴点座標系を生成してもよい。また、残りの特徴点を用いて誤差チェックを行ってもよい。
【００４６】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、例えば穴あけ加工等の高精度な位置決めが必要な加工に有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１  ロボット（位置決め制御装置）
１ａ  ベース
１ｂ  アーム
２，２Ａ  ツール
３  制御装置
４  ツール計測治具
２０，２０Ａ  本体部
２１，２１Ａ  先端部
１０ｂ  ベース座標系
１０ｆ  フランジ座標系（手首座標系）
１０ｊ  治具座標系
１０ｔ  ツール座標系
【図１】
2018015862.tif 000003
【図２】
2018015862.tif 000004
【図３】
2018015862.tif 000005
【図４】
2018015862.tif 000006
【図５】
2018015862.tif 000007
【図６】
2018015862.tif 000008
【図７】
2018015862.tif 000009
【図８】
2018015862.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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