(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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し、１軸の回転軸を含み２軸の回転軸に直交する平面上に測定点が存在するように構成されてなる６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、
４軸の回転軸と６軸の回転軸とが形成する角度をθａ５とし、６軸ロボットを測定姿勢に保持させる第１工程と、
４軸を１８０度回転させる第２工程と、
５軸をθａ５の２倍回転させる第３工程と、
前記測定姿勢での測定点の座標と前記第３工程を行った後での測定点の座標とを結ぶ線分を導出し、その導出した線分の中心座標を通り且つ当該線分と直交する直線上に測定点の座標が重なるように５軸を回転させ、前記直線上に測定点の座標が重なったときの回転角度を誤差角度として導出する第４工程と、
θａ５に前記誤差角度を加算して５軸の原点位置を較正する第５工程と、
を順次行うことを特徴とする６軸ロボットの５軸原点位置較正方法。
【請求項２】
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し、１軸の回転軸を含み２軸の回転軸に直交する平面上に測定点が存在するように構成されてなる６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、
４軸の回転軸と６軸の回転軸とが形成する角度をθａ５とし、６軸ロボットを測定姿勢に保持させる第１工程と、
４軸を１８０度回転させる第２工程と、
５軸をθａ５の２倍回転させる第３工程と、
前記測定姿勢での測定点の座標と前記第３工程を行った後での測定点の座標との間の距離をｌ５、５軸の回転中心の座標と測定点の座標との間の距離をＬ５、誤差角度をΔθ５としたときに、
Δθ５＝ａｒｃｓｉｎ（（ｌ５／２）／Ｌ５）
の計算式にしたがって誤差角度を導出する第４工程と、
θａ５に前記誤差角度を加算して５軸の原点位置を較正する第５工程と、
を順次行うことを特徴とする６軸ロボットの５軸原点位置較正方法。
【請求項３】
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し、１軸の回転軸を含み２軸の回転軸に直交する平面上に測定点が存在するように構成されてなる６軸ロボットの制御装置において、
４軸の回転軸と６軸の回転軸とが形成する角度をθａ５とし、６軸ロボットを測定姿勢に保持させる第１工程と、
４軸を１８０度回転させる第２工程と、
５軸をθａ５の２倍回転させる第３工程と、
前記測定姿勢での測定点の座標と前記第３工程を行った後での測定点の座標とを結ぶ線分を導出し、その導出した線分の中心座標を通り且つ当該線分と直交する直線上に測定点の座標が重なるように５軸を回転させ、前記直線上に測定点の座標が重なったときの回転角度を誤差角度として導出する第４工程と、
θａ５に前記誤差角度を加算して５軸の原点位置を較正する第５工程と、
を順次行うことを特徴とする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し、１軸の回転軸を含み２軸の回転軸に直交する平面上に測定点が存在するように構成されてなる６軸ロボットの制御装置において、
４軸の回転軸と６軸の回転軸とが形成する角度をθａｎとし、６軸ロボットを測定姿勢に保持させる第１工程と、
４軸を１８０度回転させる第２工程と、
５軸をθａ５の２倍回転させる第３工程と、
前記測定姿勢での測定点の座標と前記第３工程を行った後での測定点の座標との間の距離をｌ５、５軸の回転中心の座標と測定点の座標との間の距離をＬ５、誤差角度をΔθ５としたときに、
Δθ５＝ａｒｃｓｉｎ（（ｌ５／２）／Ｌ５）
の計算式にしたがって誤差角度を導出する第４工程と、
θａ５に前記誤差角度を加算して５軸の原点位置を較正する第５工程と、
を順次行うことを特徴とする６軸ロボットの制御装置。
【請求項５】
ｎ（ｎは２以上の自然数）軸とｐ（ｐはｎより小さい自然数）軸とｑ（ｑはｎより大きい自然数）軸とを有し、ｎ軸の回転軸がｐ軸の回転軸及びｑ軸の回転軸と同一点で直交するように構成されてなる多関節型ロボットにおけるｎ軸の原点位置を較正する方法であって、
ｐ軸の回転軸とｑ軸の回転軸とが形成する角度をθａｎとし、多関節型ロボットを測定姿勢に保持させる第１工程と、
ｐ軸を１８０度回転させる第２工程と、
ｎ軸をθａｎの２倍回転させる第３工程と、
前記測定姿勢での測定点の座標と前記第３工程を行った後での測定点の座標とを結ぶ線分を導出し、その導出した線分の中心座標を通り且つ当該線分と直交する直線上に測定点の座標が重なるようにｎ軸を回転させ、前記直線上に測定点の座標が重なったときの回転角度を誤差角度として導出する第４工程と、
θａｎに前記誤差角度を加算してｎ軸の原点位置を較正する第５工程と、
を順次行うことを特徴とする多関節型ロボットの軸原点位置較正方法。
【請求項６】
ｎ（ｎは２以上の自然数）軸とｐ（ｐはｎより小さい自然数）軸とｑ（ｑはｎより大きい自然数）軸とを有し、ｎ軸の回転軸がｐ軸の回転軸及びｑ軸の回転軸と同一点で直交するように構成されてなる多関節型ロボットにおけるｎ軸の原点位置を較正する方法であって、
ｐ軸の回転軸とｑ軸の回転軸とが形成する角度をθａｎとし、多関節型ロボットを測定姿勢に保持させる第１工程と、
ｐ軸を１８０度回転させる第２工程と、
ｎ軸をθａｎの２倍回転させる第３工程と、
前記測定姿勢での測定点の座標と前記第３工程を行った後での測定点の座標との間の距離をｌｎ、ｎ軸の回転中心の座標と測定点の座標との間の距離をＬｎ、誤差角度をΔθｎとしたときに、
Δθｎ＝ａｒｃｓｉｎ（（ｌｎ／２）／Ｌｎ）
の計算式にしたがって誤差角度を導出する第４工程と、
θａｎに前記誤差角度を加算してｎ軸の原点位置を較正する第５工程と、
を順次行うことを特徴とする多関節型ロボットの軸原点位置較正方法。
【請求項７】
ｎ（ｎは２以上の自然数）軸とｐ（ｐはｎより小さい自然数）軸とｑ（ｑはｎより大きい自然数）軸とを有し、ｎ軸の回転軸がｐ軸の回転軸及びｑ軸の回転軸と同一点で直交するように構成されてなる多関節型ロボットの制御装置において、
ｐ軸の回転軸とｑ軸の回転軸とが形成する角度をθａｎとし、多関節型ロボットを測定姿勢に保持させる第１工程と、
ｐ軸を１８０度回転させる第２工程と、
ｎ軸をθａｎの２倍回転させる第３工程と、
前記測定姿勢での測定点の座標と前記第３工程を行った後での測定点の座標とを結ぶ線分を導出し、その導出した線分の中心座標を通り且つ当該線分と直交する直線上に測定点の座標が重なるようにｎ軸を回転させ、前記直線上に測定点の座標が重なったときの回転角度を誤差角度として導出する第４工程と、
θａｎに前記誤差角度を加算してｎ軸の原点位置を較正する第５工程と、
を順次行うことを特徴とする多関節型ロボットの制御装置。
【請求項８】
ｎ（ｎは２以上の自然数）軸とｐ（ｐはｎより小さい自然数）軸とｑ（ｑはｎより大きい自然数）軸とを有し、ｎ軸の回転軸がｐ軸の回転軸及びｑ軸の回転軸と同一点で直交するように構成されてなる多関節型ロボットの制御装置において、
ｐ軸の回転軸とｑ軸の回転軸とが形成する角度をθａｎとし、多関節型ロボットを測定姿勢に保持させる第１工程と、
ｐ軸を１８０度回転させる第２工程と、
ｎ軸をθａｎの２倍回転させる第３工程と、
前記測定姿勢での測定点の座標と前記第３工程を行った後での測定点の座標との間の距離をｌｎ、ｎ軸の回転中心の座標と測定点の座標との間の距離をＬｎ、誤差角度をΔθｎとしたときに、
Δθｎ＝ａｒｃｓｉｎ（（ｌｎ／２）／Ｌｎ）
の計算式にしたがって誤差角度を導出する第４工程と、
θａｎに前記誤差角度を加算してｎ軸の原点位置を較正する第５工程と、
を順次行うことを特徴とする多関節型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、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し、１軸の回転軸を含み２軸の回転軸に直交する平面上に測定点が存在するように構成されてなる６軸ロボットにおける５軸の原点位置を較正する方法、前記６軸ロボットの制御装置、多関節型ロボットにおけるｎ軸の原点位置を較正する方法及び前記多関節型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、専用の治具を手先に取付けたり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１，２参照）、検出用のセンサを追加する方法（例えば特許文献３参照）がある。
【特許文献１】特開平８−１３２３６６号公報
【特許文献２】特開平６−３０４８９３公報
【特許文献３】特開２００３−２２０５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、専用の治具を手先に取付ける方法については多関節型ロボットの状態によっては治具を取付けることが困難となる虞があり、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虞がある。また、検出用の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。
【０００４】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、専用の治具を取付けたり大型の検出器具を設置したりする必要がなく、６軸ロボットにおける５軸の原点位置を適切に較正することができる６軸ロボットの５軸原点位置較正方法、６軸ロボットの制御装置、多関節型ロボットにおけるｎ軸の原点位置を適切に較正することができる多関節型ロボットの軸原点位置較正方法及び多関節型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１，３に記載した発明によれば、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し、１軸の回転軸を含み２軸の回転軸に直交する平面上に測定点が存在するように構成されてなる６軸ロボットにおいて、４軸の回転軸と６軸の回転軸とが形成する角度をθａ５とし、６軸ロボットを測定姿勢に保持させる第１工程を行い、４軸を１８０度回転させる第２工程を行い、５軸をθａ５の２倍回転させる第３工程を行い、前記測定姿勢での測定点の座標と前記第３工程を行った後での測定点の座標とを結ぶ線分を導出し、その導出した線分の中心座標を通り且つ当該線分と直交する直線上に測定点の座標が重なるように５軸を回転させ、前記直線上に測定点の座標が重なったときの回転角度を誤差角度として導出する第４工程を行い、θａ５に前記誤差角度を加算して５軸の原点位置を較正する第５工程を行う。
【０００６】
各軸を移動させる前での測定点の座標と各軸を移動させた後での測定点の座標とは、５軸の原点位置がずれていなければ一致するが、一方、５軸の原点位置がずれていれば一致しなくなる。したがって、各軸を移動させる前での測定点の座標と各軸を移動させた後での測定点の座標とを結ぶ線分を導出し、その導出した線分の中心座標を通り且つ当該線分と直交する直線上に測定点の座標が重なるように５軸を回転させ、直線上に測定点の座標が重なったときの回転角度を誤差角度として導出することにより、５軸の原点位置を適切に較正することできる。このとき、測定点の座標を検出可能な装置があれば良いので、専用の治具を取付けたり大型の検出器具を設置したりする必要がなく、６軸ロボットにおける５軸の原点位置を適切に較正することができる。
【０００７】
すなわち、工場出荷前の段階でも設置先にてモータなどを交換した場合でも、軸の原点位置に大きな誤差が発生することはなく、基本的にはロボットが組み立てられた段階で現在の軸の原点位置は（本来あるべき位置としての）理想の位置に近い状態にあり、この状態での原点位置の微小な誤差は生産ロットでの形状微差や個体での形状微差に因るものである。したがって、この程度の原点位置の微小な誤差を解消するために原点位置を較正するのであれば、本発明の方法を行うことにより、測定点の座標を検出可能な装置があれば、原点位置を適切に較正することができる。
【０００８】
請求項２，４に記載した発明によれば、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し、１軸の回転軸を含み２軸の回転軸に直交する平面上に測定点が存在するように構成されてなる６軸ロボットにおいて、４軸の回転軸と６軸の回転軸とが形成する角度をθａ５とし、６軸ロボットを測定姿勢に保持させる第１工程を行い、４軸を１８０度回転させる第２工程を行い、５軸をθａ５の２倍回転させる第３工程を行い、前記測定姿勢での測定点の座標と前記第３工程を行った後での測定点の座標との間の距離をｌ５、５軸の回転中心の座標と測定点の座標との間の距離をＬ５、誤差角度をΔθ５としたときに、Δθ５＝ａｒｃｓｉｎ（（ｌ５／２）／Ｌ５）の計算式にしたがって誤差角度を導出する第４工程を行い、θａ５に前記誤差角度を加算して５軸の原点位置を較正する第５工程を行う。
【０００９】
この場合は、測定姿勢での測定点の座標と第３工程を行った後での測定点の座標との間の距離をｌ５、５軸の回転中心の座標と測定点の座標との間の距離をＬ５、誤差角度をΔθ５としたときに、Δθ５＝ａｒｃｓｉｎ（（ｌ５／２）／Ｌ５）の計算式を用いて誤差角度を導出することができ、しかも、作業者が多関節型ロボットを実際に移動させる必要がない分、誤差角度を容易に導出することができる。
【００１０】
請求項５，７に記載した発明によれば、ｎ（ｎは２以上の自然数）軸とｐ（ｐはｎより小さい自然数）軸とｑ（ｑはｎより大きい自然数）軸とを有し、ｐ軸の回転軸とｎ軸の回転軸とｑ軸の回転軸とが１点で交わり且つｎ軸の回転軸がｐ軸の回転軸及びｑ軸の回転軸と直交するように構成されてなる多関節型ロボットにおいて、ｐ軸の回転軸とｑ軸の回転軸とが形成する角度をθａｎとし、多関節型ロボットを測定姿勢に保持させる第１工程を行い、ｐ軸を１８０度回転させる第２工程を行い、ｎ軸をθａｎの２倍回転させる第３工程を行い、前記測定姿勢での測定点の座標と前記第３工程を行った後での測定点の座標とを結ぶ線分を導出し、その導出した線分の中心座標を通り且つ当該線分と直交する直線上に測定点の座標が重なるようにｎ軸を回転させ、前記直線上に測定点の座標が重なったときの回転角度を誤差角度として導出する第４工程を行い、θａｎに前記誤差角度を加算してｎ軸の原点位置を較正する第５工程を行う。
【００１１】
これにより、６軸ロボット以外の多関節型ロボットにおいても、各軸が上記した関係にあれば、上記した第１工程から第５工程を行うことにより、ｎ軸の原点位置を適切に較正することできる。
【００１２】
請求項６，８に記載した発明によれば、ｎ（ｎは２以上の自然数）軸とｐ（ｐはｎより小さい自然数）軸とｑ（ｑはｎより大きい自然数）軸とを有し、ｐ軸の回転軸とｎ軸の回転軸とｑ軸の回転軸とが１点で交わり且つｎ軸の回転軸がｐ軸の回転軸及びｑ軸の回転軸と直交するように構成されてなる多関節型ロボットにおいて、ｐ軸の回転軸とｑ軸の回転軸とが形成する角度をθａｎとし、多関節型ロボットを測定姿勢に保持させる第１工程を行い、ｐ軸を１８０度回転させる第２工程を行い、ｎ軸をθａｎの２倍回転させる第３工程を行い、前記測定姿勢での測定点の座標と前記第３工程を行った後での測定点の座標との間の距離をｌｎ、ｎ軸の回転中心の座標と測定点の座標との間の距離をＬｎ、誤差角度をΔθｎとしたときに、Δθｎ＝ａｒｃｓｉｎ（（ｌｎ／２）／Ｌｎ）の計算式にしたがって誤差角度を導出する第４工程を行い、θａｎに前記誤差角度を加算してｎ軸の原点位置を較正する第５工程を行う。
【００１３】
この場合も、各軸を移動させる前での測定点の座標と各軸を移動させた後での測定点の座標との間の距離をｌｎ、ｎ軸の回転中心の座標と測定点の座標との間の距離をＬｎ、誤差角度をΔθｎとしたときに、Δθｎ＝ａｒｃｓｉｎ（（ｌｎ／２）／Ｌｎ）の計算式を用いて誤差角度を導出することができ、しかも、作業者が多関節型ロボットを実際に移動させる必要がない分、誤差角度を容易に導出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態として、６軸の垂直多関節型ロボットにおける５軸の原点位置を較正する方法について図面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。
【００１５】
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。
【００１６】
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における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。
【００１７】
尚、本実施形態では、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。
【００１８】
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し、１軸の回転軸を含み２軸の回転軸に直交する平面上に測定点が存在している。つまり、本発明でいうｎは「５」であり、ｐは「４」であり、ｑは「６」である。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、５軸の原点位置を較正する手順について、図４ないし図８を参照して説明する。
【００２３】
ＣＰＵ１２は、５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５軸の原点位置を較正する。ここで、図４は、ＣＰＵ１２が行う処理を示しており、図５は５軸の原点位置が正規の位置にある（正規の位置からずれていない）場合における状態遷移図を示している。尚、図５では１軸ないし３軸を省略している。
【００２４】
ＣＰＵ１２は、最初に、図５（ａ）に示すように、４軸の回転軸と６軸の回転軸とがθａ５の角度を形成するようにロボット２を測定姿勢に保持させる第１工程を行う（ステップＳ１）。次いで、ＣＰＵ１２は、図５（ｂ）に示すように、４軸のモータ１７を作動させて４軸を１８０度回転させる第２工程を行う（ステップＳ２）。そして、ＣＰＵ１２は、図５（ｃ）に示すように、５軸のモータ１７を作動させて５軸をθａ５の２倍回転させる第３工程を行う（ステップＳ３）。
【００２５】
ここで、ロボット２においては、５軸の原点位置が正規の位置からずれていなければ、図５に示すように、第２工程では４軸を１８０度回転させることで６軸を４軸の回転軸の延長線を対称中心として移動させることになり、第３工程では５軸をθａ５の２倍回転させることで６軸を４軸の回転軸の延長線を移動量の中心として移動させることになるので、第３工程を行った後の測定点の座標は測定姿勢での座標に戻り、各軸を移動させる前での測定点の座標と各軸を移動させた後での測定点の座標とは一致することになる。
【００２６】
しかしながら、５軸の原点位置が正規の位置からずれていれば、以下に説明する現象が発生する。図６は５軸の原点位置が正規の位置にない（正規の位置からずれている）場合における状態遷移図を示している。尚、図６でも１軸ないし３軸を省略している。すなわち、図６に示すように、ロボット２を測定姿勢に保持させた状態で５軸の原点位置のずれとして誤差角度Δθ５が発生している場合に、上記した図５で説明した手順と同様に、４軸のモータ１７を作動させて４軸を１８０度回転させる第２工程を行い、５軸のモータ１７を作動させて５軸をθａ５の２倍回転させる第３工程を行うと、誤差角度Δθ５の影響を受けることで第３工程を行った後の測定点の座標は測定姿勢での座標に戻ることはなく、各軸を移動させる前での測定点の座標と各軸を移動させた後での測定点の座標とは一致しないことになる。
【００２７】
このように５軸の原点位置が正規の位置からずれている場合、図７に示すように、各軸を移動させる前での測定点の座標と各軸を移動させた後での測定点の座標との間の距離をｌ５、５軸の回転中心の座標と測定点の座標との間の距離をＬ５とすると、
ｓｉｎ（Δθ５）＝（（ｌ５／２）／Ｌ５）
の関係が成立し、
Δθ５＝ａｒｃｓｉｎ（（ｌ５／２）／Ｌ５）
の関係が成立する。
【００２８】
これにより、ＣＰＵ１２は、上記したΔθ５＝ａｒｃｓｉｎ（（ｌ５／２）／Ｌ５）の計算式にしたがって誤差角度Δθ５を導出する第４工程を行う。そして、ＣＰＵ１２は、θａ５に誤差角度Δθ５を加算して５軸の原点位置を較正する第５工程を行う（ステップＳ５）。上記した処理を行うことにより、５軸の原点位置を較正することができる。
【００２９】
ところで、上記した構成では、誤差角度Δθ５を計算式にしたがって導出して５軸の原点位置を較正する場合を説明したが、ロボット２を実際に移動させて誤差角度を導出しても良い。すなわち、各軸を移動させる前の座標と各軸を移動させた後の座標とを結ぶ線分を導出し、その導出した線分の中心座標を通り且つ当該線分と直交する直線上に測定点の座標が重なるように５軸を回転させ、直線上に測定点の座標が重なったときの回転角度を誤差角度として導出しても良い。
【００３０】
また、上記した手順にしたがって軸の原点位置を較正する方法は、一般化すると、ｎ（ｎは２以上の自然数）軸とｐ（ｐはｎより小さい自然数）軸とｑ（ｑはｎより大きい自然数）軸とを有し、ｐ軸の回転軸とｎ軸の回転軸とｑ軸の回転軸とが１点で交わり且つｎ軸の回転軸がｐ軸の回転軸及びｑ軸の回転軸と直交する条件を満たすロボットであれば、ｎ軸の原点位置を較正する方法に適用することができる。すなわち、図８に示すように、例えば７軸の垂直多関節を有するロボットについては、１軸の回転軸と２軸の回転軸と３軸の回転軸とが１点で交わり且つ２軸の回転軸が１軸の回転軸及び３軸の回転軸と直交するように構成されている条件を満たしていれば、２軸の原点位置を較正する方法に適用することができ、３軸の回転軸と４軸の回転軸と５軸の回転軸とが１点で交わり且つ４軸の回転軸が３軸の回転軸及び５軸の回転軸と直交するように構成されている条件を満たしていれば、４軸の原点位置を較正する方法に適用することができ、５軸の回転軸と６軸の回転軸と７軸の回転軸とが１点で交わり且つ６軸の回転軸が５軸の回転軸及び７軸の回転軸と直交するように構成されている条件を満たしていれば、６軸の原点位置を較正する方法に適用することができる。
【００３１】
以上に説明したように本実施形態によれば、４軸の回転軸と５軸の回転軸と６軸の回転軸とが１点で交わり且つ５軸の回転軸が４軸の回転軸及び６軸の回転軸と直交するロボット２の制御装置３において、ロボット２を測定姿勢に保持させた状態から測定点の座標が戻るように各軸を移動させ、５軸の原点位置がずれていれば各軸を移動させる前での測定点の座標と各軸を移動させた後での測定点の座標とが一致しなくなる特性を利用し、各軸を移動させる前での測定点の座標と各軸を移動させた後での測定点の座標とを対比して誤差角度を導出して５軸の原点位置を較正するようにしたので、測定点の座標を検出可能な装置があれば良く、専用の治具を取付けたり大型の検出器具を設置したりする必要がなく、５軸の原点位置を適切に較正することができる。
【００３２】
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
ｐ軸、ｎ軸、ｑ軸は連続する軸である必要はなく、上記した条件を満たす構成であれば、ｐ軸とｎ軸との間に別の軸が介在されていても良いし、ｎ軸とｑ軸との間に別の軸が介在されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので、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】図５相当図
【図７】各軸を移動させる前での測定点の座標と各軸を移動させた後での測定点の座標との関係を示す図
【図８】図３相当図
【符号の説明】
【００３４】
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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