(57)【要約】【課題】位置の特定手段を採用する装置に関し、動作自由度を制限せず、かつ測定部材に対して単純な構造で位置を特定する技術を提供すること。【解決手段】凹又は凸形状の立体形状部が上面に設けられたステージ部材と、前記ステージ部材の上面に対向配置される出力部材と、前記ステージ部材上で前記出力部材を移動させる移動手段と、前記出力部材に設けられ、前記ステージ部材の上面との距離、及び前記立体形状部との距離をそれぞれ計測する距離計測手段と、前記距離計測手段の検出結果に基づいて、前記立体形状部に対する前記出力部材の位置を特定する位置特定手段と、を備えたことを特徴とする出力部材の位置特定装置にある。【選択図】図１
2017026479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹又は凸形状の立体形状部が上面に設けられたステージ部材と、
前記ステージ部材の上面に対向配置される出力部材と、
前記ステージ部材上で前記出力部材を移動させる移動手段と、
前記出力部材に設けられ、前記ステージ部材の上面との距離、及び前記立体形状部との距離をそれぞれ計測する距離計測手段と、
前記距離計測手段の検出結果に基づいて、前記立体形状部に対する前記出力部材の位置を特定する位置特定手段と、を備えたことを特徴とする出力部材の位置特定装置。
【請求項２】
ある位置を特定したい部材と位置を特定するために基準となる平面において、
前記平面は、少なくとも一つ以上のパターンを有し、
前記パターンは、前記平面に対して垂直な軸線を有し、
底面は前記平面に接する直円錐または直円錐台形状の突起または窪みであり、
前記部材は一方向の距離を測定することができる測距手段と、
前記平面に対して平行に移動することができる移動手段を有し、
前記移動手段を用いて、前記平面上の前記パターンが存在しない位置に移動し、前記部材から前記平面に対して垂直な距離を測定し得られる値をＤ０とし、
前記移動手段を用いて、前記平面上の前記パターンと推定される位置に移動し、前記部材から前記平面に対して垂直な距離を測定することで得られる距離をＤ１とし、
Ｄ０から、Ｄ１を測定した前記パターンの頂点もしくは上底から前記平面に対して垂直な距離を、前記パターンが突起形状の場合は加算して、前記パターンが窪み形状の場合は減算して得られる距離をＤ２とした時、Ｄ１と、Ｄ２と、Ｄ１を測定した前記パターンの辺と軸線との角度より、前記パターンの軸線とＤ１を測定した測定位置Ｐ１との前記平面に対して平行な離隔距離Ｌ１を求めることを特徴とする位置測定方法。
【請求項３】
前記パターンの軸線との離隔距離を更に近づけるために、第一に、請求項１に記載の離隔距離Ｌ１を求めた後、さらに、前記移動手段を用いて前記部材を前記パターン内でＰ１より微小距離移動させ、請求項１に記載の位置測定方法を用いて求められた離隔距離をＬ２、Ｌ２が得られた測定位置をＰ２とし、Ｌ１とＬ２を比較し、第二に、Ｌ１がＬ２より大きい場合は、Ｐ２を前記パターンの軸線からより近い位置ＰＬ２として特定し、第三に、Ｌ１がＬ２より小さい場合は、前記部材をＰ１に前記移動手段を用いて移動し、Ｌ２を測定した位置とは別の位置に前記移動手段を用いて微小距離移動させ、前記位置測定方法を用いて得られる離隔距離Ｌ２´をさらに前記Ｌ１と比較し、Ｌ１がＬ２´より大きい場合は、Ｌ２´が得られた測定位置を前記パターンの軸線からより近い位置ＰＬ２として特定し、Ｌ１がＬ２´より小さい場合は、再び前記部材をＰ１に前記移動手段を用いて移動し、Ｌ２をＬ２´と置き換え、前記第三の処理と同等な処理を繰り返すことで、Ｌ１が測定された測定位置より前記パターンの軸線からより近い位置ＰＬ２を特定し、前記より特定されたＰＬ２を新たなＬ１として、第一の処理から繰り返すことで、前記パターンの軸線と前記部材の前記平面に対して平行な離隔距離を近づけることを特徴とする位置合せ方法。
【請求項４】
請求項２に記載の離隔距離Ｌ１と距離Ｄ０及び、請求項２に記載の位置合せ方法を用いて前記部材の前記平面を基準とした三次元座標上での位置合せを行うことを特徴とする位置合せ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ある部材に対して基準となる平面からの相対位置を特定する手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、産業用ロボットの出力部材（Tool Center Position）と治具に対しての位置関係を教示する、あるいは三次元で部材を測定する三次元測定機を校正する用途においては、部材の位置を特定することが行われている。
【０００３】
それぞれの分野において装置仕様は様々であるが、位置の特定手段を採用するにあたり、その装置で定められている仕様、具備している部品、動作自由度等の条件において実現できる手法を選択すべきである。
【０００４】
前述に例を挙げた位置の特定手段を実現するために、一般的に多く採用されている手法は、部材をその基準に対して動作させ、測定手段を用いて測定するという手法である。
【０００５】
この手法に関しては、手動、自動と様々な方法があり、一番原始的な手法としては、部材を直接人の操作により動作させ、基準上の目標地点に合わせて位置教示する手法である。
【０００６】
この手法は、人が操作することで、基準となる位置は人が認識できるレベルでよいものとなり、その基準が変わっても柔軟に対応できるという利点があり、多くの装置において採用可能な手法である。
【０００７】
しかし、操作する人が変わることで精度が大きく異なる可能性があり、かつ、手間もかかり、作業時間も差が発生してしまうという課題が残る。
【０００８】
次に、人を介することで生じる精度、速度差異をなくす手法として、装置自体が、部材を基準に対して自動で測定を行うことで前記部材の基準に対する教示もしくは校正を行う手法が挙げられる。
【０００９】
この手法は、測定する手段が高精度なほど精度が高く位置教示ができ、装置自体の精度差異内で繰返し結果を出すことができるという利点がある。一方、この手法には、基準上の目標座標に対して特定のパターンを設ける必要があり、前記部材もしくは装置自体に前記パターンを認識するための機能を具備している必要がある。
【００１０】
当然、前記パターンは構造上加工もし易く精度も出やすい汎用的かつ単純なものが部材に望まれ、前記機能においても大きな処理能力を必要とするものや高価なものより、単純で安価なものであることが望まれる。
【００１１】
以下に紹介する特許文献１〜３は、位置特定手段をそれぞれの構成、用途に合わせて実現している装置例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１１−１７７８４５号公報
【特許文献２】特開２０１１−５２５９９号公報
【特許文献３】特開２０１２−８３１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に関しては、産業用ロボットが相対的に距離が固定されている基準位置の複数の発光体を有するマークに対して、出力部材に設置されたカメラを用いて基準位置上のマークを認識し計測することで、その計測値から出力部材の姿勢調整を行う校正方法が紹介されている。
【００１４】
マークに発光体を採用することでカメラ自体の照明を不要としており、マーク自体の座標はカメラ視野角に入る程度に事前教示することで、自動校正作業を行うことを可能としている。
【００１５】
そして、特許文献１での装置対象はスカラーロボットで、撮像するカメラは１台ということで、二次元空間での校正を行うという目的で前記特定手段を実現している例である。
【００１６】
しかし、特許文献１の手法においては、より汎用的なロボットを使用した校正方法としては適用できないという課題が残る。また、カメラで目標地点と出力部材を撮像しての位置合わせでは高精度が期待されるが、半面高精度の画像処理装置は高価であり、そのシステム自体も複雑になるという課題もある。
【００１７】
特許文献２に関しても、産業用ロボットが作業する治具を基準として自動でロボット出力部材を校正する方法が紹介されている。あらかじめ記憶されている目標値となる治具に対して出力部材に設置して
いる接触式の位置決め治具を用いてその治具の三平面を接触させ位置を検出することで、その３点を結んだ点を原点とする座標系を補正する方式で前記特定手段を実現している例である。
【００１８】
特許文献２の手法においては、作業者の熟練度に左右されず、精度の高い校正を行うことができるが、三平面を平行に接触できるロボットは性能的に少なくとも五自由度以上の自由度が必要であり、装置汎用性がないという課題が残る。
【００１９】
特許文献３に関しては、三次元測定器の校正方法が紹介されている。三次元測定器の回転テーブルの座標系を登録するためにテーブル表面に基準を設け、測定するための手段として球形のプローブを用いている。一方基準は、前記プローブに対して三点接触する形状であり、測定器はその三点の角度位置からプローブ先端の三次元位置を特定する方式で前記相対位置特定手段を実現している例である。
【００２０】
特許文献３の手法においては、基準の位置は予め装置が記憶しておくことで人の手を介さず校正作業が可能だが、精度に関わる三つの基準となる球体の曲率を統一させる必要があり、かつ、設置の際に前記プローブに具備されている球状のセンサに対して均等に接触するよう位置決めの必要もあるため、基準自体の加工設置工程が複雑で高度である、という課題がある。
【００２１】
本発明は、位置の特定手段を採用する装置に関し、動作自由度を制限せず、かつ測定部材に対して単純な構造で位置を特定する技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の位置特定装置は、凹又は凸形状の立体形状部が上面に設けられたステージ部材と、前記ステージ部材の上面に対向配置される出力部材と、前記ステージ部材上で前記出力部材を移動させる移動手段と、前記出力部材に設けられ、前記ステージ部材の上面との距離、及び前記立体形状部との距離をそれぞれ計測する距離計測手段と、前記距離計測手段の検出結果に基づいて、前記立体形状部に対する前記出力部材の位置を特定する位置特定手段と、を備えたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、位置の特定手段を採用する装置に関し、動作自由度を制限せず、かつ測定部材に対して単純な構造で位置を特定することができる。
【００２３】
また、本発明の位置測定（特定）方法は、ある位置を特定したい部材と位置を特定するために基準となる平面において、前記平面は、少なくとも一つ以上のパターンを有し、前記パターンは、前記平面に対して垂直な軸線を有し、底面は前記平面に接する直円錐または直円錐台形状の突起または窪みであり、前記部材は一方向の距離を測定することができる測距手段と、前記平面に対して平行に移動することができる移動手段を有し、前記移動手段を用いて、前記平面上の前記パターンが存在しない位置に移動し、前記部材から前記平面に対して垂直な距離を測定し得られる値をＤ０とし、前記移動手段を用いて、前記平面上の前記パターンと推定される位置に移動し、前記部材から前記平面に対して垂直な距離を測定することで得られる距離をＤ１とし、Ｄ０から、Ｄ１を測定した前記パターンの頂点もしくは上底から前記平面に対して垂直な距離を、前記パターンが突起形状の場合は加算して、前記パターンが窪み形状の場合は減算して得られる距離をＤ２とした時、Ｄ１と、Ｄ２と、Ｄ１を測定した前記パターンの辺と軸線との角度より、前記パターンの軸線とＤ１を測定した測定位置Ｐ１との前記平面に対して平行な離隔距離Ｌ１を求めることを特徴とする。
【００２４】
上記本発明では、前記パターンの軸線との離隔距離を更に近づけるために、第一に、請求項１に記載の離隔距離Ｌ１を求めた後、さらに、前記移動手段を用いて前記部材を前記パターン内でＰ１より微小距離移動させ、請求項１に記載の位置測定方法を用いて求められた離隔距離をＬ２、Ｌ２が得られた測定位置をＰ２とし、Ｌ１とＬ２を比較し、第二に、Ｌ１がＬ２より大きい場合は、Ｐ２を前記パターンの軸線からより近い位置ＰＬ２として特定し、第三に、Ｌ１がＬ２より小さい場合は、前記部材をＰ１に前記移動手段を用いて移動し、Ｌ２を測定した位置とは別の位置に前記移動手段を用いて微小距離移動させ、前記位置測定方法を用いて得られる離隔距離Ｌ２´をさらに前記Ｌ１と比較し、Ｌ１がＬ２´より大きい場合は、Ｌ２´が得られた測定位置を前記パターンの軸線からより近い位置ＰＬ２として特定し、Ｌ１がＬ２´より小さい場合は、再び前記部材をＰ１に前記移動手段を用いて移動し、Ｌ２をＬ２´と置き換え、前記第三の処理と同等な処理を繰り返すことで、Ｌ１が測定された測定位置より前記パターンの軸線からより近い位置ＰＬ２を特定し、前記より特定されたＰＬ２を新たなＬ１として、第一の処理から繰り返すことで、前記パターンの軸線と前記部材の前記平面に対して平行な離隔距離を近づけることを特徴としてもよい。
【００２５】
また、上記本発明では、上記離隔距離Ｌ１と距離Ｄ０及び、上記位置合せ方法を用いて前記部材の前記平面を基準とした三次元座標上での位置合せを行うことを特徴としてもよい。
【００２６】
なお、本発明に関して、位置を特定したい部材に対して基準となる平面を準備する。前記部材は、一方向の距離を測定できる手段（以下測定手段）を有し、前記平面は前記部材が測定するための複数のパターンを有しているとする。前記部材はさらに、前記平面に対して平行に移動できる手段（以下移動手段）を有し、この手段を利用して、前記平面上に存在するすべての前記パターン上まで動作することが可能とする。前記パターンは、前記平面に対して垂直な軸線を有し、底面は前記平面に接する直円錐または直円錐台形状の突起または窪みであることを特徴とする。また、複数の前記パターンは総て同じ形状であるとする。これらの手段と特徴を使用して、以下に前記部材の三次元位置を特定する処理を示す。第一に、前記移動手段を用いて、前記パターンの存在しない前記平面上に移動し、到着後、前記測定手段を用いて前記平面に対して垂直方向の距離を測定する。この処理で得られる距離を第一の距離とする。前記パターンの頂点（または上底）から前記平面までの前記平面に対して垂直な距離を、前記パターンが突起形状の場合は第一の距離と減算を、前記パターンが窪み形状の場合は第一の距離と加算を行って得られる距離を第二の距離とする。第三に、前記移動手段を用いて、前記パターン上と推定される前記平面上に移動し、到着後、前記測定手段を用いて前記パターンとの前記平面に対して垂直な距離を測定する。この処理で得られる距離を第三の距離とする。第二の距離と第三の距離と、第三の距離を測定した前記パターンの辺と軸線から得られる角度から、前記パターンの軸線から第三の距離を測定した測定位置の前記平面に対して平行な距離が求まることから、前記パターンの中心から前記平面に対して平行な二次元位置を特定することができる。さらに、第一の距離の情報から、前記平面を基準とした垂直方向の距離情報が加えられ、前記部材の前記平面を基準とした三次元位置を特定することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、位置の特定手段を採用する装置に関し、動作自由度を制限せず、かつ測定部材に対して単純な構造で位置を特定することができる。なお、上述の手法を使用することで、動作自由度は前記平面に対して平行もしくは垂直方向に動作できればよいため、三自由度あれば実現でき、また、前記部材の三次元位置を特定するにあたり、基準となる平面と、一方向のみの測定手段を有していればよいため単純な構造で実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発見の概要を示す図。
【図２】本発明のロボットに関しての構造図。
【図３】本発明の実施例において、Ｚ方向の校正手段を表す図。
【図４】本発明の実施例において、Ｚ方向の校正工程を表す図。
【図５】図４のＺ方向の校正において、Ｚ方向の判定方法、式を表す図。
【図６】本発明の実施例において、Ｘ−Ｙ方向の校正手段を表す図。
【図７】本発明の実施例において、Ｘ−Ｙ方向の校正工程を表す図。
【図８】図７のＸ−Ｙ方向の校正において、計測、判定式を表す図。
【図９】図７のＸ−Ｙ方向の校正において、閾値範囲内に計測点を移動させる処理を表す図。
【図１０】図７のＸ−Ｙ方向の校正において、終了処理を表す図。
【図１１】本発明の実施例での他ロボット構成を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。具体的には、本発明にかかる位置合せ方法に関して、その工程と処理を具体化した一実施形態を図に従って説明する。なお、以下の実施形態はあくまで事例であり、内容で具体的に採用している構造は、本請求の範囲を限定するものではない。
【００３０】
本事例では、産業用ロボットとその出力部材の位置に関しての校正方法を具体例として採用し、以下に紹介する。
【００３１】
図２では本実施形態の事例でのロボットの構成について示す。ロボット本体Ａ２００は本事例では６自由度を有するシリアルリンクロボットとし、その出力部材Ａ２０５に前記ロボット本体の校正に使用する距離センサが設置されている。前記ロボット本体は基準平面（ステージ部材の上面）Ａ１０１を有し、その基準面には４つのパターン（凹部又は凸部の立体形状部）Ａ１０２が形成されている。本事例での座標系はＸＹＺで表される三次元の直行座標系とし、基準平面上をＺ＝０、すなわちＸ−Ｙ平面の基準とする。ロボット本体Ａ２００も前記Ｘ−Ｙ平面上に設置されている構造とする。
【００３２】
ロボット本体Ａ２００はさらに、外部情報端末Ａ２０４から動作目標地点を得るための通信部Ａ２０１、前記外部情報端末から教示された情報、出力部材Ａ２０５の補正値、校正を行うための座標値および動作手順を保持するための記憶部Ａ２０３、前記記憶部の情報から前記ロボットを制御する制御部Ａ２０２を有する。本実施形態を実施するにあたり、まず、前記外部情報端末より、以降に実施する測定位置群を、前記通信部を通じて前記記憶部に記憶させる。
【００３３】
図３では、出力部材Ａ２０５のＺ方向での基準平面Ａ１０１に対する校正方法を示す。ロボット本体Ａ２００の前記出力部材の位置を前記基準平面に対して位置校正を行うにあたり、前記出力部材の前記基準平面を基準としたＺ方向の距離校正から開始する。距離計測手段である距離センサ（本事例ではレーザーを採用した変位センサとする）Ａ１００は一方向の距離を被接触で測定できる機能を持ち、前記出力部材と共に動作を行う。
【００３４】
前記距離センサを前記基準平面に対してあらかじめ記憶部Ａ２０３に保存されているＺ方向の校正を行うための目標座標値を制御部Ａ２０２は読み出し、前記基準平面に対して平行に前記出力部材を測定部Ａ３００へ移動させる。このときそれぞれの測定部Ａ３００は前記パターン上ではない前記基準平面上とする。移動終了後、前記距離センサを照射し測定を行う。この動作を４箇所繰返し測定し、集計されたそれぞれの測定値Ａ３０１の集合Ａ３０２を前記記憶部に保存する。
【００３５】
図４では、出力部材Ａ２０５のＺ方向の基準平面Ａ１０１に対する校正工程を示す。まず、ここではｎ＝０〜３の値でｎを指定し（Ｓ４００）、前記出力部材を目標座標へ前記基準平面に対して平行に移動させる（Ｓ４０１）。まず、前記出力部材が正しく目標座標に移動完了できたかどうかを判定し（Ｓ４０２）、問題があればエラー処理（Ｓ４０６）に処理を移行させる。移動が問題なく完了している場合は、その場所で距離センサＡ１００を用いて前記基準平面との垂直な距離を測定し（Ｓ４０３）、測定結果の判定を行う（Ｓ４０４）。この判定に関しては、記憶部Ａ２０３内に測定値の閾値があり、制御部Ａ２０２が、その値から比較を行う。（図５、Ａ５０１、Ａ５０２参照）測定値に問題なければ、前記記憶部に値を保存し（Ｓ４０５）、次の目標座標へと処理を進める。
【００３６】
図５では、実際に測定した値に対して補正値を決める計算式を示す。本事例での測定では測定値がＳ５０１とＳ５０３内に総て内包されていることを前提とし、この閾値はロボットの要求精度に対して決定される。
【００３７】
まず、前記Ｓ４０４の工程において、記憶部Ａ２０３内にはＺの測定値に対して、基準値Ｓ５０２を基準とした上限判定閾値Ｓ５０１と下限判定閾値Ｓ５０３を比較することで、計測結果が許容範囲内に入っているかどうかを確認する。
【００３８】
４点とも許容範囲内に入っている場合は、それら４点の計測値から平均を取り、その差分をＺ方向の補正値とする。以上の処理を行うことで、前記出力部材の前記基準平面に対して垂直なＺ方向の距離を確定し（Ｓ５０４）、以降の処理は前記距離を基準として、前記出力部材は前記基準平面に対して平行に移動するものとする。
【００３９】
図６では、出力部材Ａ２０５のＸ−Ｙ方向での基準平面Ａ１０１に対する校正方法を示す。
【００４０】
本事例の前記基準平面にはＸ−Ｙ方向の校正を行うためのパターンＡ１０２が４箇所設けられており、このパターンに対して距離センサＡ１００を用いて前記基準平面に対して垂直な距離の測定を行う。
【００４１】
前記パターンはＸ−Ｙ平面に対して垂直に窪む直円錐形状（Ａ６０２）とする。例えば半径は５ｍｍで高さは１０ｍｍとする。この形状は前記ロボット本体の位置決め精度に合わせて変化させることが望ましく、さらに円錐側面の傾斜角が小さい場合は、例えばレーザーを使用した距離センサなどで測定する場合、光の反射光を受けにくく測定値が暴れる可能性があるため、先端が鋭角過ぎない形状を採用することが望まれる。このパターンでの目標座標は円錐の頂点であり、Ａ６０１での測定距離となる。しかし、実際はＡ６００のように少しずれた場所を測定することになる。
【００４２】
図７では、出力部材Ａ２０５のＸ−Ｙ方向での基準平面Ａ１０１に対する校正工程を示す。
【００４３】
まず、ここではｎ＝０〜３の値でｎを指定し（Ｓ７００）、前記出力部材を前記基準平面に対して平行に前記ｎで指定された目標値へ移動させる（Ｓ７０１）。まず、前記出力部材が正しく移動箇所に移動完了できたかどうかを判定し（Ｓ７０２）、問題があればエラー処理（Ｓ７０９）に処理を移行させる。移動が問題なく完了している場合は、その場所で距離センサＡ１００を用い前記基準平面に対して垂直な距離を測定し（Ｓ７０３）、制御部Ａ２０２が測定結果の判定を行う（Ｓ７０４）。この判定に関しては、測定箇所がパターンＡ１０２内に内包されているかどうかを判定するものとし、前記距離センサで測定した測定値がＳ５０４の工程で求められた前記出力部材と前記基準平面からの前記基準平面に対して垂直な距離 ±（固定値）内にＳ７０３で測定された結果が内包されている場合は、前記測定値は前記パターン外と判断し、エラー処理Ｓ７０９に移行する。なお、前記固定値は前記ロボット本体の位置決め精度により決定される。
【００４４】
Ｓ７０４にて測定箇所に問題なければ、Ｓ７０５の工程にて、制御部Ａ２０２が、前記出力部材と前記パターンとの前記基準平面に対して垂直に測定した距離Ｄ１と前記出力部材から前記パターンの頂点との前記基準平面に対して垂直な距離Ｄ２、及び、前記パターンの軸線と辺が交わる角度θから、測定している前記パターンの軸線と測定箇所との前記平面に対して平行な離隔距離Ｄを求める。
【００４５】
Ｓ７０５における詳しい算出方法は図８に示す。次に離隔距離Ｄが離隔距離閾値以内かどうかの判定を実施する（Ｓ７０６）。前記離隔距離閾値は、離隔距離Ｄと同じく、測定している前記パターンの軸線を中心とする前記基準平面に対して平行な距離を表し、ロボット本体Ａ２００の精度により前記値は変化する。前記閾値外の場合は、図９に示される処理を、前記閾値内に入るまで処理を繰り返す（Ｓ７０７）。前記閾値内に測定値が入った場合は、前記記憶部に保存され（Ｓ７０８）、次の目標座標へと処理を移行する。
【００４６】
図８では、Ｓ７０５の工程において、測定している前記パターンの軸線と測定箇所との前記平面に対して平行な離隔距離を求める手順を示す。
【００４７】
実際の測定値Ａ６００の測定点Ａ８００とパターンＡ１０２の円錐形状の頂点Ａ８０１において、その円錐の頂点から基準平面Ａ１０１に垂直に伸びる基準線との角度をθとし、測定点Ａ８００から円錐の頂点Ａ８０１のＸ−Ｙ平面における距離は、Ａ６００を（ｒ） Ａ６０１を（Ｒ）とする。
【００４８】
ｒはＳ７０３の工程で求められ、ＲはＳ５０４の工程で求めた前記出力部材と前記基準平面からの前記基準平面に対して垂直な距離に対して、予め記憶部Ａ２０３に保存されている直円錐形状Ａ６０２の頂点から底辺に対して垂直な距離を加算することで求められる。
【００４９】
前述で求められたＲ、およびｒ、そして角度θから、Ａ８０１の頂点からの軸線と測定点Ａ８００の前記基準平面に対して平行な距離Ａ８０２（Ｄ）は、[Ｄ = ｔａｎθ＊(Ｒ・ｒ)]で表される。
【００５０】
以上により、現在Ａ８００を測定している前記出力部材は、制御部Ａ２０２が、目標座標であるＡ８０１から前記基準平面に対して平行に距離Ｄほど離れた場所に存在することを特定する。すなわち、制御部Ａ２０２が、距離センサの検出結果に基づいて、立体形状部であるパターンＡ１０２に対する出力部材の位置を特定する位置特定手段となる。
【００５１】
図９では、Ｓ７０６においての詳細な工程を示す。実際測定する箇所が前記マーク内に入っているが、あらかじめ記憶部Ａ２０３内で決められた閾値に達していない場合この工程を実施する。
【００５２】
ここでの閾値は、Ａ８０１から前記平面に対して平行な距離で、Ａ９０２のように表される。まず、測定点からある方向へ微動作Ａ９００を行う（Ｓ９００）。この微動作に関しては、ロボット本体Ａ２００の精度に対して十分に小さい値であり、最小の動作解像度が好ましい。動作方向の順番としては、本事例では、−Ｘを初めとして、−Ｙ、＋Ｘ、＋Ｙの順番に動作を行う（Ａ９０１）。動作後に測定を行い（Ｓ９０１）、測定値が大きくなった場合は目標点である中心点に近づいていることになるため、さらに同じ方向に微動作を進める。値が小さくなった場合は、次の方向の動作へと移行する（Ｓ９０２）。以上のような動作を行い、再度図７、Ｓ７０５で範囲内かどうかの判定を行う動作を続けることで、最終的に出力部材Ａ２０５がＡ９０２に内包されるまでこの工程を実施する。
【００５３】
図１０では、出力部材Ａ２０５のＸ−Ｙ方向での判定基準内になるまでの工程が終了した後のＸ−Ｙ方向における補正値を決定する工程を示す。
【００５４】
図７〜図８の工程で算出されたそれぞれの計測点でのＸ−Ｙにおける目標座標と計測座標のずれについて、そのずれ量を平均し、補正量を算出する（Ｓ１０００）。前記補正値を記憶部Ａ２０３に保存し、再度制御部Ａ２０２において、その補正値を加味した動作を再度実施する（Ｓ１００１）。
【００５５】
総ての測定地点にてあらかじめきめられた閾値内であればそのまま校正終了とするが、範囲外が存在する場合は、再度測定→補正値の決定までの工程を繰り返す（Ｓ１００２）。本事例では繰り返す回数を４回としている（Ｓ１００３）がこの回数は限定されない。この工程を経て、最終的なＸ−Ｙ平面における補正値を決定する。
【００５６】
最終的に決定されたＸ、Ｙ、Ｚそれぞれの補正値から、Ｚを固定した、Ｘ−Ｙ平面において閾値である半径を断面とした円柱形上Ａ１０００を精度誤差とした校正が終了する。
【００５７】
図１２では、本事例以外の構成でも本発明が採用されることを示す。本事例では距離センサを用いて円錐の窪みを目標座標として基準平面Ａ１０１に対するＸ−Ｙ座標において校正を行ったが、他の事例としては、例えばロボット本体Ａ２００とその前記基準平面の位置関係は、Ａ１２００、Ａ１２０１に示すように、どの平面でも問題なく前記基準平面に対して校正を行うことができる。
【００５８】
また、測定に関してもＡ１２０２のように物理的な測定器を使用して行うことも可能である。ただ、その際には、形状はＡ１２０３のように突起形状を選択すべきである。その突起形状に関しても、完全な円錐形状ではなく、測定閾値の範囲内を平面にするなど工夫すればさらに測定しやすくなり、判定処理を省略できる。ただし、この手法は、物理的な接触により測定時の速度低下を伴うことが予想されるため、非接触での測定が好ましい。
【００５９】
本発明は上述した実施形態、事例に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００６０】
Ａ１００  距離センサ
Ａ１０１  ロボット本体の基準平面
Ａ１０２  校正用マーク
Ａ１０３  校正用マーク形状
Ａ２００  ロボット本体
Ａ２０１  ロボット本体の通信部
Ａ２０２  ロボット本体の制御部
Ａ２０３  ロボット本体の記憶部
Ａ２０４  外部情報処理端末
Ａ２０５  ロボットの出力部材
Ａ３００  基準平面からの高さ測定箇所
Ａ３０１  距離センサの値
Ａ３０２  測定した数値
Ａ６００  実際の測定値
Ａ６０１  理想の測定値
Ａ６０２  目標座標
Ａ８００  測定位置
Ａ８０１  目標座標
Ａ８０２  測定位置から目標座標の距離
Ａ８０３  距離計算式
Ａ９００  微動作方向
Ａ９０１  微動作方向の検索順番
Ａ９０２  目標座標からの許容誤差
Ａ１０００  校正後の精度範囲
Ａ１１００  ロボット本体の構成例１
Ａ１１０１  ロボット本体の構成例２
Ａ１１０２  測定方法例
Ａ１１０３  測定対象
【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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