(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１軸の軸心が６軸ロボットの設置面と直交し、２軸の軸心が１軸の軸心と直交し、４軸が原点位置にある状態において２軸の軸心と３軸の軸心と５軸の軸心とが互いに平行で、５軸の軸心が４軸の軸心及び６軸の軸心と同一点で直交するように構成される６軸ロボットの４軸の原点位置を較正する方法であって、
６軸の軸心の延長線上に計測点を定めるための測定対象物を取り付け、
前記ロボットを制御する制御装置により、５軸を、４軸の軸心の延長線から所定の角度θ５だけ回転させて（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、前記計測点を第１計測位置に移動させる第１工程と、
前記第１計測位置を、位置計測手段により計測する第２工程と、
前記制御装置により、５軸を、４軸の軸心の延長線から前記第１工程の回転方向とは逆方向に角度θ５だけ回転させる第３工程と、
前記制御装置により、少なくとも２軸，３軸，５軸及び６軸を固定して、前記計測点を、計算上では前記第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させる第４工程と、
前記第２計測位置を、前記位置計測手段により計測する第５工程と、
５軸から前記計測点までの距離をＬ，前記第１計測位置と前記第２計測位置との距離をＥとすると、４軸の誤差角度Δθ４を、以下の式
Δθ４＝Ｅ／｛２Ｌ｜sin（θ５）｜｝
より求める第６工程と、
前記誤差角度Δθ４を用いて、４軸の原点位置を較正する第７工程とからなることを特徴とする６軸ロボットの４軸原点位置較正方法。
【請求項２】
１軸の軸心が６軸ロボットの設置面と直交し、２軸の軸心が１軸の軸心と直交し、４軸が原点位置にある状態において２軸の軸心と３軸の軸心と５軸の軸心とが互いに平行で、５軸の軸心が４軸の軸心及び６軸の軸心と同一点で直交するように構成される６軸ロボットの４軸の原点位置を較正する方法であって、
６軸の軸心の延長線上に計測点を定めるための測定対象物を取り付け、
前記ロボットを制御する制御装置により、５軸を、４軸の軸心の延長線から所定の角度θ５＿１だけ回転させて（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、前記計測点を第１計測位置に移動させる第１工程と、
前記第１計測位置を、位置計測手段により計測する第２工程と、
前記制御装置により、５軸を、４軸の軸心の延長線から前記第１工程の回転方向とは逆方向に角度θ（＞θ５＿１）だけ回転させる第３工程と、
前記制御装置により、少なくとも５軸及び６軸を固定して、前記計測点を、計算上では前記第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させる第４工程と、
前記第２計測位置を、前記位置計測手段により計測する第５工程と、
５軸から前記計測点までの距離をＬ，前記第１計測位置と前記第２計測位置との距離をＥ，角度θが４軸の軸心に対して成す角をθ５＿２とすると、４軸の誤差角度Δθ４を、以下の式
Δθ４＝Ｅ／［Ｌ｛｜sin（θ５＿２）｜＋｜sin（θ５＿１）｜｝］
より求める第６工程と、
前記誤差角度Δθ４を用いて、４軸の原点位置を較正する第７工程とからなることを特徴とする６軸ロボットの４軸原点位置較正方法。
【請求項３】
１軸の軸心が６軸ロボットの設置面と直交し、２軸の軸心が１軸の軸心と直交し、４軸が原点位置にある状態において２軸の軸心と３軸の軸心と５軸の軸心とが互いに平行で、５軸の軸心が４軸の軸心及び６軸の軸心と同一点で直交するように構成される６軸ロボットの制御装置であって、
５軸を、４軸の軸心の延長線から所定の角度θ５だけ回転させて（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、６軸の軸心の延長線上に定めた計測点を第１計測位置に移動させ、
その後、５軸を、４軸の軸心の延長線から前記回転の方向とは逆方向に角度θ５だけ回転させると、少なくとも２軸，３軸，５軸及び６軸を固定して、前記計測点を、計算上では前記第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させる位置・姿勢制御手段と、
５軸から前記計測点までの距離をＬ，前記第１計測位置と前記第２計測位置との距離をＥとすると、４軸の誤差角度Δθ４を、以下の式
Δθ４＝Ｅ／｛２Ｌ｜sin（θ５）｜｝
より求め、前記誤差角度Δθ４を用いて、４軸の原点位置を較正する原点位置較正手段とを備えたことを特徴とする６軸ロボットの制御装置。
【請求項４】
１軸の軸心が６軸ロボットの設置面と直交し、２軸の軸心が１軸の軸心と直交し、４軸が原点位置にある状態において２軸の軸心と３軸の軸心と５軸の軸心とが互いに平行で、５軸の軸心が４軸の軸心及び６軸の軸心と同一点で直交するように構成される６軸ロボットの制御装置であって、
５軸を、４軸の軸心の延長線から所定の角度θ５＿１だけ回転させて（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、６軸の軸心の延長線上に定めた計測点を第１計測位置に移動させ、
その後、５軸を、４軸の軸心の延長線から前記回転の方向とは逆方向に角度θ（＞θ５＿１）だけ回転させると、少なくとも５軸及び６軸を固定して、前記計測点を、計算上では前記第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させる位置・姿勢制御手段と、
５軸から前記計測点までの距離をＬ，前記第１計測位置と前記第２計測位置との距離をＥ，角度θが４軸の軸心に対して成す角をθ５＿２とすると、４軸の誤差角度Δθ４を、以下の式
Δθ４＝Ｅ／［Ｌ｛｜sin（θ５＿２）｜＋｜sin（θ５＿１）｜｝］
より求め、前記誤差角度Δθ４を用いて、４軸の原点位置を較正する原点位置較正手段とを備えたことを特徴とする６軸ロボットの制御装置。
【請求項５】
１軸の軸心が６軸ロボットの設置面と直交し、２軸の軸心と１軸の軸心とが直交し、３軸の軸心と２軸の軸心とが直交し、３軸及び５軸が原点位置にある状態において２軸の軸心と４軸の軸心と６軸の軸心とが互いに平行で、６軸の軸心が５軸の軸心及び７軸の軸心と同一点で直交するように構成される７軸ロボットにおける５軸の原点位置を較正する方法であって、
７軸の軸心の延長線上に計測点を定めるための測定対象物を取り付け、
前記ロボットを制御する制御装置により、６軸を、５軸の軸心の延長線から所定の角度θ６だけ回転させて（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、前記計測点を第１計測位置に移動させる第１工程と、
前記第１計測位置を、位置計測手段により計測する第２工程と、
前記制御装置により、６軸を、５軸の軸心の延長線から前記第１工程の回転方向とは逆方向に角度θ６だけ回転させる第３工程と、
前記制御装置により、少なくとも３軸，４軸，６軸及び７軸を固定して、前記計測点を、計算上では前記第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させる第４工程と、
前記第２計測位置を、前記位置計測手段により計測する第５工程と、
６軸から前記計測点までの距離をＬ，前記第１計測位置と前記第２計測位置との距離をＥとすると、５軸の誤差角度Δθ５を、以下の式
Δθ５＝Ｅ／｛２Ｌ｜sin（θ６）｜｝
より求める第６工程と、
前記誤差角度Δθ５を用いて、５軸の原点位置を較正する第７工程とからなることを特徴とする７軸ロボットの５軸原点位置較正方法。
【請求項６】
１軸の軸心が６軸ロボットの設置面と直交し、２軸の軸心と１軸の軸心とが直交し、３軸の軸心と２軸の軸心とが直交し、３軸及び５軸が原点位置にある状態において２軸の軸心と４軸の軸心と６軸の軸心とが互いに平行で、６軸の軸心が５軸の軸心及び７軸の軸心と同一点で直交するように構成される７軸ロボットにおける５軸の原点位置を較正する方法であって、
７軸の軸心の延長線上に計測点を定めるための測定対象物を取り付け、
前記ロボットを制御する制御装置により、６軸を、５軸の軸心の延長線から所定の角度θ６＿１だけ回転させて（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、前記計測点を第１計測位置に移動させる第１工程と、
前記第１計測位置を、位置計測手段により計測する第２工程と、
前記制御装置により、６軸を、５軸の軸心の延長線から前記第１工程の回転方向とは逆方向に角度θ（＞θ６＿１）だけ回転させる第３工程と、
前記制御装置により、少なくとも６軸及び７軸を固定して、前記計測点を、計算上では前記第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させる第４工程と、
前記第２計測位置を、前記位置計測手段により計測する第５工程と、
６軸から前記計測点までの距離をＬ，前記第１計測位置と前記第２計測位置との距離をＥ，角度θが５軸の軸心に対して成す角をθ６＿２とすると、５軸の誤差角度Δθ５を、以下の式
Δθ５＝Ｅ／［Ｌ｛｜sin（θ６＿２）｜＋｜sin（θ６＿１）｜｝］
より求める第６工程と、
前記誤差角度Δθ５を用いて、５軸の原点位置を較正する第７工程とからなることを特徴とする７軸ロボットの５軸原点位置較正方法。
【請求項７】
１軸の軸心が６軸ロボットの設置面と直交し、２軸の軸心と１軸の軸心とが直交し、３軸の軸心と２軸の軸心とが直交し、３軸及び５軸が原点位置にある状態において２軸の軸心と４軸の軸心と６軸の軸心とが互いに平行で、６軸の軸心が５軸の軸心及び７軸の軸心と同一点で直交するように構成される７軸ロボットの制御装置であって、
６軸を、５軸の軸心の延長線から所定の角度θ６だけ回転させて（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、７軸の軸心の延長線上に定めた計測点を第１計測位置に移動させ、
その後、６軸を、５軸の軸心の延長線から前記回転の方向とは逆方向に角度θ６だけ回転させると、少なくとも３軸，４軸，６軸及び７軸を固定して、前記計測点を、計算上では前記第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させる位置・姿勢制御手段と、
６軸から前記計測点までの距離をＬ，前記第１計測位置と前記第２計測位置との距離をＥとすると、５軸の誤差角度Δθ５を、以下の式
Δθ５＝Ｅ／｛２Ｌ｜sin（θ６）｜｝
より求め、前記誤差角度Δθ５を用いて、５軸の原点位置を較正する原点位置較正手段とを備えたことを特徴とする７軸ロボットの制御装置。
【請求項８】
１軸の軸心が６軸ロボットの設置面と直交し、２軸の軸心と１軸の軸心とが直交し、３軸の軸心と２軸の軸心とが直交し、３軸及び５軸が原点位置にある状態において２軸の軸心と４軸の軸心と６軸の軸心とが互いに平行で、６軸の軸心が５軸の軸心及び７軸の軸心と同一点で直交するように構成される７軸ロボットの制御装置であって、
６軸を、５軸の軸心の延長線から所定の角度θ６＿１だけ回転させて（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、７軸の軸心の延長線上に定めた計測点を第１計測位置に移動させ、
その後、６軸を、５軸の軸心の延長線から前記回転の方向とは逆方向に角度θ（＞θ６＿１）だけ回転させると、少なくとも６軸及び７軸を固定して、前記計測点を、計算上では前記第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させる位置・姿勢制御手段と、
６軸から前記計測点までの距離をＬ，前記第１計測位置と前記第２計測位置との距離をＥ，角度θが５軸の軸心に対して成す角をθ６＿２とすると、５軸の誤差角度Δθ５を、以下の式
Δθ５＝Ｅ／［Ｌ｛｜sin（θ６＿２）｜＋｜sin（θ６＿１）｜｝］
より求め、前記誤差角度Δθ５を用いて、５軸の原点位置を較正する原点位置較正手段とを備えたことを特徴とする７軸ロボットの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、６軸ロボットにおける４軸の原点位置を較正する方法，６軸ロボットの制御装置，７軸ロボットにおける５軸の原点位置を較正する方法，７軸ロボットの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば６軸ロボットなどの多関節型ロボットにおける各軸の原点位置の較正は、基本的には工場出荷前の段階で工場にて行われ、工場から出荷されて設置先に設置された後ではモータなどの交換により原点位置が変更された場合に設置先にて行われる。各軸の原点位置を較正する方法としては、大型の検出器具を設置したりする方法や（例えば特許文献１参照）、検出用の特殊センサを追加する方法（例えば特許文献１，２参照）がある。また、特許文献３〜５には、６軸ロボットについて大型の検出器具を設置することなく、５軸，３軸，２軸の原点位置を較正する方法や装置が開示されている。
【特許文献１】特開平６−３０４８９３公報
【特許文献２】特開２００３−２２０５８７号公報
【特許文献３】特開２００９−２７４１８６号公報
【特許文献４】特開２００９−２７４１８７号公報
【特許文献５】特開２００９−２７４１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、大型の検出器具を設置する方法については設置するスペースを確保することが困難となるおそれがある。また、検出用の特殊センサを追加する方法についてはコストアップの原因になるので、実施を避けたいという事情がある。そして、これらの事情を考慮した上で６軸ロボットの４軸の原点位置を較正する方法については、従来提案されていなかった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型の検出器具を設置したりする必要がなく、６軸ロボットについて４軸の原点位置を適切に較正できる６軸ロボットの４軸原点位置較正方法，６軸ロボットの制御装置，７軸ロボットについて５軸の原点位置を適切に較正できる７軸ロボットの５軸原点位置較正方法及び７軸ロボットの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の６軸ロボットの４軸原点位置較正方法によれば、６軸の軸心の延長線上に計測点を定めるための測定対象物を取り付け、前記ロボットを制御する制御装置により、５軸を４軸の軸心の延長線から所定の角度θ５だけ回転させて、計測点を第１計測位置に移動させると（第１工程）、第１計測位置を位置計測手段により計測する（第２工程）。次に制御装置により、５軸を、４軸の軸心の延長線から第１工程の回転方向とは逆方向に角度θ５だけ回転させる（第３工程）と、制御装置により、少なくとも２軸，３軸，５軸及び６軸を固定して、計測点を、計算上では第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させ（第４工程）、第２計測位置を位置計測手段により計測する（第５工程）。尚、第４工程において、４軸は動かす必要がある場合とない場合とがある。そして、４軸の誤差角度Δθ４を、以下の式
Δθ４＝Ｅ／｛２Ｌ｜sin（θ５）｜｝
より求める（第６工程）と、誤差角度Δθ４を用いて４軸の原点位置を較正する（第７工程）。尚、上記式の右辺は、４軸の回転方向について正負をどのように定義するかに応じて変化する。
【０００６】
すなわち、４軸の原点位置が誤差角度Δθ４を含んでいれば、第１工程において６軸ロボットに取らせた姿勢で測定した第１計測位置と、第４工程で５軸を回転させた後に測定した第２計測位置との間には、誤差角度Δθ４のみに応じた誤差距離Ｅが存在する。そして、誤差距離Ｅは、５軸から計測点までの距離Ｌに基づき、４軸の軸心から第１，第２計測位置までの距離Ｌ＊sin（θ５）に誤差角度Δθ４を乗じた値の２倍から求められる。したがって、たとえその他の軸の原点位置が較正されていない状態であっても４軸の誤差角度Δθ４を得ることができ、４軸の原点位置を較正できる。
【０００７】
請求項２記載の６軸ロボットの４軸原点位置較正方法によれば、６軸の軸心の延長線上に計測点を定めるための測定対象物を取り付け、前記ロボットを制御する制御装置により、５軸を４軸の軸心の延長線から所定の角度θ５＿１だけ回転させて、計測点を第１計測位置に移動させる（第１工程）と、第１計測位置を位置計測手段により計測する（第２工程）。次に制御装置により、５軸を、４軸の軸心の延長線から第１工程の回転方向とは逆方向に角度θ（＞θ５＿１）だけ回転させる（第３工程）と、制御装置により、少なくとも５軸及び６軸を固定して、計測点を、計算上では第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させ（第４工程）、第２計測位置を位置計測手段により計測する（第５工程）。尚、第４工程において、４軸は動かす必要がある場合とない場合とがある。そして、４軸の誤差角度Δθ４を、以下の式
Δθ４＝Ｅ／［Ｌ｛｜sin（θ５＿２）｜＋｜sin（θ５＿１）｜｝］
より求めると（第６工程）、誤差角度Δθ４を用いて４軸の原点位置を較正する（第７工程）。
【０００８】
すなわち、４軸の原点位置が誤差角度Δθ４を含んでいれば、第１工程において６軸ロボットに取らせた姿勢で測定した第１計測位置と、第４工程で５軸を回転させた後に測定した第２計測位置との間には、誤差角度Δθ４のみに応じた誤差距離Ｅが存在する。そして、誤差距離Ｅは、５軸から計測点までの距離Ｌに基づき、４軸の軸心から第１計測位置までの距離Ｌ＊sin（θ５＿１）に誤差角度Δθ４を乗じた値と、４軸の軸心から第２計測位置までの距離Ｌ＊sin（θ５＿２）に誤差角度Δθ４を乗じた値とから求められるため、誤差角度Δθ４について上式の関係が得られる。但しこの場合、２軸，３軸については原点位置が較正済みであることが前提となるが、請求項１と同様に４軸の誤差角度Δθ４を得て４軸の原点位置を較正できる。
【０００９】
請求項３記載の６軸ロボットの制御装置によれば、位置・姿勢制御手段は、５軸を、４軸の軸心の延長線から所定の角度θ５だけ回転させて、６軸の軸心の延長線上に定めた計測点を第１計測位置に移動させた後に、５軸を、４軸の軸心の延長線から前記回転の方向とは逆方向に角度θ５だけ回転させると、少なくとも２軸，３軸，５軸及び６軸を固定して、前記計測点を、計算上では前記第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させる。そして、原点位置較正手段は、５軸から計測点までの距離をＬ，第１計測位置と第２計測位置との距離をＥとすると、４軸の誤差角度Δθ４を、以下の式
Δθ４＝Ｅ／｛２Ｌ｜sin（θ５）｜｝
より求め、誤差角度Δθ４を用いて、４軸の原点位置を較正する。したがって、請求項１と同様の効果が得られる。
【００１０】
請求項４記載の６軸ロボットの制御装置によれば、位置・姿勢制御手段は、５軸を、４軸の軸心の延長線から所定の角度θ５＿１だけ回転させて、６軸の軸心の延長線上に定めた計測点を第１計測位置に移動させた後に、５軸を、４軸の軸心の延長線から前記回転の方向とは逆方向に角度θ（＞θ５＿１）だけ回転させると、少なくとも５軸及び６軸を固定して、前記計測点を、計算上では前記第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させる。そして、原点位置較正手段は、５軸から計測点までの距離をＬ，第１計測位置と第２計測位置との距離をＥ，角度θが４軸の軸心に対して成す角をθ５＿２とすると、４軸の誤差角度Δθ４を、以下の式
Δθ４＝Ｅ／［Ｌ｛｜sin（θ５＿２）｜＋｜sin（θ５＿１）｜｝］
より求め、誤差角度Δθ４を用いて、４軸の原点位置を較正する。したがって、請求項２と同様の効果が得られる。
【００１１】
請求項５，６記載の７軸ロボットの５軸原点位置較正方法によれば、請求項１，２記載の発明を７軸ロボットに適用して実施できる。すなわち、７軸ロボットは、一般に６軸ロボットでは２軸，３軸に対応する２軸，４軸の間に、これらの軸心に直交する軸心を有する３軸を備えて構成されている。したがって、６軸ロボットの３軸〜６軸を７軸ロボットの４軸〜７軸に置き換えることで請求項１，２記載の発明を７軸ロボットに適用できる。但しこの場合、３軸の原点位置は較正済みであることが前提となる。また、請求項７，８記載の７軸ロボットの制御装置によれば、上記と同様の理由で、請求項３，４記載の発明を７軸ロボットに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施例であり、ロボット装置の斜視図
【図２】機能ブロック図
【図３】各軸の関係を示す模式図
【図４】フローチャート
【図５】状態遷移図
【図６】計測点と角度誤差Δθ４との幾何学的関係を示す図
【図７】（ａ）４軸の回転方向の正負を定義する図，（ｂ）（ｃ）は図６の部分図，（ｄ）はレーザー変位計が距離を測定する状態を示す図
【図８】第２実施例を示す図４相当図
【図９】図５相当図
【図１０】計測点（１），（２）に対応する姿勢について、ロボットの各軸の変位量を示す図（その１）
【図１１】図１０相当図（その２）
【図１２】第３実施例を示す（ａ）は図３相当図、（ｂ）は図５（ａ）相当図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施例）
以下、第１実施例について図１ないし図７を参照して説明する。ロボット装置１は、図１に示すように、垂直多関節型ロボット（以下、ロボットと称する）２と、ロボット２の動作を制御する制御装置（位置・姿勢制御手段，原点位置較正手段）３と、制御装置３に接続されているティーチングペンダント４とを備えて構成されている。
【００１４】
ロボット２は、ベース５と、ベース５に水平方向に旋回可能に支持されているショルダ部６と、ショルダ部６に上下方向に旋回可能に支持されている下アーム７と、下アーム７に上下方向に旋回可能に支持されている第１の上アーム８と、第１の上アーム８の先端部に捻り回転可能に支持されている第２の上アーム９と、第２の上アーム９に上下方向に回転可能に支持されている手首１０と、手首１０に回転（捻り動作）可能に支持されているフランジ１１とを備えて構成されている。
【００１５】
上記したベース５を含め、ショルダ部６、下アーム７、第１の上アーム８、第２の上アーム９、手首１０及びフランジ１１は、ロボット２のリンクとして機能し、ベース５を除く各リンクは、下段のリンクに対して回転関節により回転可能に連結されている。最先端のリンクであるフランジ１１は、ワークを把持するためのハンド（図示せず）が取付け可能になっている。また、リンク同士を連結する回転関節には前段のリンク側に固定されているモータの回転を減速して次段のリンクに伝達する減速装置が設けられている。
【００１６】
尚、本実施例では、第１のリンクであるベース５と第２のリンクであるショルダ部６との間を連結する回転関節の関節軸を１軸、第２のリンクであるショルダ部６と第３のリンクである下アーム７との間を連結する回転関節の関節軸を２軸、第３のリンクである下アーム７と第４のリンクである第１の上アーム８との間を連結する回転関節の関節軸を３軸、第４のリンクである第１の上アーム８と第５のリンクである第２の上アーム９との間を連結する回転関節の関節軸を４軸、第５のリンクである第２の上アーム９と第６のリンクである手首１０との間を連結する回転関節の関節軸を５軸、第６のリンクである手首１０と第７のリンクであるフランジ１１との間を連結する回転関節の関節軸を６軸として図示している。
すなわち、ロボット２は、図３に示すように、６軸の垂直多関節を有するＰＵＭＡ型のロボットであり、１軸の回転軸が６軸ロボットの設置面と直交し、２軸の回転軸が１軸の回転軸と直交し、２軸の回転軸と３軸の回転軸と５軸の回転軸とが平行で、５軸の回転軸が４軸の回転軸及び６軸の回転軸と同一点で直交する構成となっている。
【００１７】
ロボット２の動作を制御する制御装置３は、図２に示すように、ＣＰＵ１２と、駆動回路１３と、位置検出回路１４とを備えて構成されている。ＣＰＵ１２には、ロボット２全体のシステムプログラムや動作プログラムを作成するためのロボット言語などを記憶するＲＯＭ１５及びロボット２の動作プログラムなどを記憶するＲＡＭ１６が接続されていると共に、ティーチング作業を行なう際に使用するティーチングペンダント４が接続されている。ティーチングペンダント４は、図１に示すように、各種の操作部４ａ及び表示器４ｂを備えて構成されている。
【００１８】
位置検出回路１４は、ショルダ部６、各アーム７〜９、手首１０及びフランジ１１の位置を検出するためのもので、ショルダ部６、各アーム７〜９、手首１０及びフランジ１１の軸毎の駆動源であるモータ１７に設けられているロータリエンコーダ１８が接続されている。位置検出回路１４は、ロータリエンコーダ１８から入力する検出信号に基づいてベース５に対するショルダ部６の回転角度、ショルダ部６に対する下アーム７の回転角度、下アーム７に対する第１の上アーム８の回転角度、第１の上アーム８に対する第２の上アーム９の回転角度、第２の上アーム９に対する手首１０の回転角度、手首１０に対するフランジ１１の回転角度を検出し、それら検出した位置検出情報をＣＰＵ１２に出力する。そして、ＣＰＵ１２は、動作プログラムに基づいてショルダ部６、各アーム７〜９、手首１０及びフランジ１１を動作させる際に、位置検出回路１４から入力する位置検出情報をフィードバック信号としてそれらの動作を制御する。
【００１９】
各リンクには、図１に示すように、３次元の座標が規定されている。このうち、床面に据え付けられるベース５の座標系は、不動の座標系としてロボット２の基準座標とされるものであり、ベース５の下端中心を原点とし、水平方向の２つの座標軸Ｘｂ，Ｙｂ及び垂直方向の１つの座標軸Ｚｂが規定されている。他のリンクの座標系は、各回転関節の回転により基準座標上での位置と向きが変化し、ＣＰＵ１２は、位置検出回路１４から入力するショルダ部６、各アーム７〜９、手首１０、フランジ１１の各回転関節の位置検出情報と予め記憶されている各関節の長さ情報とに基づいて各関節の座標の位置と向きとを座標変換の計算機能により基準座標上での位置と向きとに変換して認識する。
【００２０】
さて、上記したロボット２においては、各軸の原点位置の較正は、基本的には工場出荷前の段階で工場にて行われ、工場から出荷されて設置先に設置された後ではモータなどの交換により原点位置が変更された場合に設置先にて行われる。以下、上記した構成の作用として、４軸の原点位置を較正する手順について図４ないし図６を参照して説明する。
ＣＰＵ１２は、４軸の原点位置を較正する制御プログラムを記憶保持しており、その制御プログラムを実行して４軸の原点位置を較正する。尚、２軸，３軸については、既に原点位置が較正済みであることを前提とする。ここで、図４は、ＣＰＵ１２が行う処理を示しており、図５（ａ）は、計測点（１）を計測するためのロボット２の初期姿勢を示している。尚、図５では１軸〜３軸の図示を省略している。
【００２１】
この姿勢は、４軸を原点位置に設定した上で、第２上アーム９が設置面に対して垂直となるように、且つそれらの第２上アーム９が座標軸Ｚｂの負方向を向くように２軸，３軸を回転させる（前記条件を満たす範囲で、これらの回転角度は任意）。更に、５軸を、４軸の軸心に対して任意の角度θ５＿１だけ回転させる（ステップＳ１；第１工程）。尚、角度の単位は［ｒａｄ］とする。そして、フランジ１１には、６軸の軸心の延長線上に測定点を配置するための計測補助具（測定対象物）２０を取り付けておく。ここで、４軸が真の原点位置にあるとすれば、５軸の回転は紙面と同じ面内で回転するものとする。
【００２２】
次に、上記の姿勢において、例えばレーザー変位計（位置計測手段）等を用いて計測補助具２０に定めた計測点（１）の位置（第１計測位置）を測定すると（ステップＳ２；第２工程）、５軸を逆方向に、角度θ（＞θ５＿１）だけ回転させる（ステップＳ３；第３工程，図５（ｂ）参照）。この時、上記角度θが４軸の軸心に対して成す角度をθ５＿２とする。続いて、少なくとも５軸及び６軸を固定し、１軸，２軸，３軸及び必要に応じて４軸を回転させて、計測補助具２０に定めた計測点が前記計測点（１）に一致するように移動させる（ステップＳ４；第４工程，図５（ｃ）参照）。ここで移動させた計測点を計測点（２）として、計測点（２）までの位置（第２計測位置）を計測する（ステップＳ５；第５工程）。
【００２３】
この時、４軸の原点が真の原点位置にあれば、計測点（２）は計測点（１）に完全に一致するが、上記原点位置に誤差角度Δθ４がある場合には、計測点（２）と計測点（１）とは紙面の奥行き方向にズレを生じている。したがって、計測点（２）の位置を測定すれば計測点（１），（２）間のズレが誤差距離Ｅとして求められる。すると、これらの幾何学的位置関係が図６に示すように決まる。５軸の回転中心から計測補助具２０に定めた計測点までの距離をＬとすると、ステップＳ１の姿勢において、４軸の軸心から計測点（１）までの座標Ｙｂ軸方向の距離Ｌ１は、
Ｌ１＝｜Ｌ＊sin（θ５＿１）｜       …（１）
であり、ステップＳ４の姿勢において、４軸の軸心から計測点（２）までの座標Ｙｂ軸方向の距離Ｌ２は、
Ｌ２＝｜Ｌ＊sin（θ５＿２）｜       …（２）
である。
【００２４】
したがって、誤差角度Δθ４が十分小さい場合には、
Ｅ＝Ｌ１＊Δθ４＋Ｌ２＊Δθ４
＝Ｌ＊｛｜sin（θ５＿１）｜＋sin｜（θ５＿２）｜｝＊Δθ４…（３）
となるから、誤差角度Δθ４は、
Δθ４＝Ｅ／［Ｌ＊｛｜sin（θ５＿１）｜＋｜sin（θ５＿２）｜｝］…（４）
で求めることができる（ステップＳ６；第６工程）。
そして、誤差角Δθ４を求めると、その誤差角Δθ４により４軸の原点位置を較正する（ステップＳ７；第７工程）。
【００２５】
ここで、図６では３次元的な位置関係を表現し切れていない部分があるため、再度図７を参照して（１）〜（４）式を説明する。図７（ａ）は４軸を正面から見ているが、上方から見た場合の４軸の回転方向を、時計回りの場合に（＋）と定義する。そして、誤差角度Δθ４が（＋）方向にずれているとすれば、ステップＳ２で計測点（１）について計測した位置は、図７（ｂ）に示すように計算上の位置から（＋）方向に、（１）式に誤差角度Δθ４を乗じた分だけずれている。するとこの場合、ステップＳ５で計測点（２）について計測した位置は、図７（ｃ）に示すように計算上の位置から（−）方向に、（２）式に誤差角度Δθ４を乗じた分だけずれることになる。
【００２６】
図７（ｄ）は、レーザー変位計により計測位置（１），（２）を計測する状態を示しているが、
（誤差距離Ｅ）＝（計測距離２）−（計測距離１）  …（５）
とすると、この場合に（３）で求められる誤差距離Ｅの符号を（＋）にすることで、（４）式の誤差角Δθ４の符号を（＋）にする。したがって、この場合は、誤差角Δθ４を減算することで４軸の原点位置を較正する。また、図７（ｂ）に示す計測位置（１）が計算上の位置に対して（−）方向にずれている場合は、（３）で求められる誤差距離Ｅの符号，並びに（４）式の誤差角Δθ４の符号は（−）になるから、この場合は、誤差角Δθ４を加算することで４軸の原点位置を較正することになる。更に、図７（ａ）に示す（＋）方向の定義が逆で、図７（ｂ）に示すズレの方向が現状通りの場合も同様に、（３）で求められる誤差距離Ｅの符号，並びに（４）式の誤差角Δθ４の符号は（−）になる。
【００２７】
以上のように本実施例によれば、垂直多関節型の６軸ロボット２について、６軸の軸心の延長線上に計測点を定めるための計測補助具２０を取り付け、５軸を４軸の軸心の延長線から所定の角度θ５＿１だけ回転させて計測点を第１計測位置に移動させ、第１計測位置をレーザー変位計により計測すると、５軸を、４軸の軸心の延長線から上記の回転方向とは逆方向に角度θだけ回転させる。次に、少なくとも５軸及び６軸を固定して、計測点を、計算上では第１計測位置と同じ位置となる第２計測位置に移動させ、第２計測位置をレーザー変位計により計測すると４軸の誤差角度Δθ４を（４）式で求め、誤差角度Δθ４を用いて４軸の原点位置を較正するようにした。したがって、２軸，３軸について原点位置が較正済みであれば、４軸の誤差角度Δθ４を得て４軸の原点位置を較正できる。
【００２８】
（第２実施例）
図８ないし図１１は第２実施例であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図８，図９は、第１実施例の図４，図５相当図である。第１実施例では、ステップＳ３における５軸の逆方向の回転角θを、ステップＳ１の姿勢における角度θ５＿１よりも、大きくなるように設定したが、第２実施例では、ステップＳ３’における５軸の逆方向の回転角をステップＳ１の姿勢における角度θ５の２倍に設定する。
【００２９】
これにより、ステップＳ４で計測点を計測点（１）に一致するように移動させると、図９（ｃ）に示すように、ロボット２が計測点（１），（２）に移動させた際の各姿勢は、正面から見た場合に左右対象（ミラー状の姿勢）となる。この場合、少なくとも２軸，３軸，５軸及び６軸を固定し、４軸については、動かす必要がある場合と無い場合とがある。図１０は、第４工程の姿勢を取らせる場合に４軸も固定し、１軸のみを動かした場合の例を示す（但し、ロボット本体１の外形は、図１に示すものと若干異なる）。Ｚ方向について位置を計測した場合であり、１軸では「−２０．００」から「２０．００」に、５軸では「１１０．００」から「−１１０．００」に変位している。また、図１１は、同様の場合に、１軸，４軸を動かした場合の例であり、Ｘ方向について計測した位置が、１軸では「３０．００」から「−３０．００」に、４軸では「１２０．００」から「６０．００」に、５軸では「−９０．００」から「９０．００」に変位している。
【００３０】
また第２実施例において、ステップＳ６’で求める誤差角度Δθ４は、（４）式に替わって（６）式となる。
Δθ４＝Ｅ／｛２Ｌ＊｜sin（θ５）｜｝     …（６）
このように第２実施例によれば、ロボット２により計測点（１）から計測点（２）に移動させる場合に、正面から見てミラー状の姿勢を取らせることで２軸，３軸を回転させる必要がない。したがって、２軸，３軸の原点位置が較正済みでなくても、４軸の誤差角度Δθ４を求めて原点位置を較正することができる。
【００３１】
（第３実施例）
図１２は第３実施例であり、第１実施例を７軸ロボットに適用した場合を示す。図１０（ａ）は、一般的な７軸ロボットの図３相当図である。このように、７軸ロボットは、６軸ロボットでは２軸，３軸に対応する２軸，４軸の間に、これらの軸心に直交する軸心を有する３軸を備えて構成されている。したがって、６軸ロボットの３軸〜６軸を７軸ロボットの４軸〜７軸に置き換えることで、図１０（ｂ）に示すように、第１実施例の原点位置較正方法を、７軸ロボットの５軸原点位置較正方法に適用できる。但しこの場合、３軸の原点位置は較正済みであることが前提となる。
【００３２】
本発明は、上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
第１工程において、４軸の軸心と１軸の軸心とは、必ずしも平行である必要はない。
位置計測手段は、レーザー変位計に限ることなく、位置を計測する手法は任意である。
第２実施例を、第３実施例の７軸ロボットに適用しても良い。
上記実施例に示した計算式は、角度が弧度法［ｒａｄ］で示されることを前提としているが、度数法を用いる場合でも弧度法との整合をとれば同じ結果がもたらされる。したがって、角度を度数法で示した計算式を用いて、同様に４軸又は５軸の原点ずれを求めても良い。
【符号の説明】
【００３３】
図面中、２はロボット（６軸ロボット、多関節型ロボット）、３は制御装置（位置・姿勢制御手段，原点位置較正手段）である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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