(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端軸を有する工具を保持したロボットフェースプレートを備えたロボットのための工具キャリブレーションを行う方法が、
ａ）ロボットの工具を備えたアームの移動範囲内に、直線状に延びる中心線を有するビームを含むキャリブレーション装置を配置し、
ｂ）前記工具の先端部を前記ビームの光路内の初期位置に配置し、
ｃ）前記工具先端部を前記ビーム光路内に配置させた状態で、前記ロボットフェースプレートの位置を示す数値を得て、
ｄ）前記工具先端部を前記ビーム光路内に配置させた状態で、前記工具を少なくとも第２の位置まで前記先端軸のまわりに回転させ、
ｅ）前記工具先端部を前記少なくとも第２の位置に配置させた状態で、前記ロボットフェースプレートの位置を示す数値を得て、
ｆ）少なくとも前記ｃ）および前記ｅ）のステップで得られたロボットフェースプレートの位置を示す数値に基づいて工具の中心点を算出し、工具キャリブレーションを行うことを特徴とする工具中心点キャリブレーション方法。
【請求項２】
前記ロボットが、
スポット溶接ロボットであることを特徴とする請求項１に記載の工具中心点キャリブレーション方法。
【請求項３】
前記キャリブレーション装置が一つのロボット軸に平行に配置され、
工具先端軸がロボット軸の一つの軸に対し平行な状態で、前記ロボットが前記キャリブレーション装置に到達するよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の工具中心点キャリブレーション方法。
【請求項４】
前記工具先端部の初期位置への配置は、
前記工具先端部をビーム光路内の任意の位置に配置し、
前記工具先端部をビームに対して移動させ、
前記工具先端部のビームによるプロファイリングを行った後、
得られたプロファイルに基づいて前記工具先端部の中点にある前記初期位置を算出することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の工具中心点キャリブレーション方法。
【請求項５】
前記工具先端部の初期位置が、
前記工具先端部の円筒状の部分内にあることを特徴とする請求項４に記載の工具中心点キャリブレーション方法。
【請求項６】
前記工具先端部のプロファイリングが、
ビームに平行な複数の平面における前記工具先端部の断面距離を連続的に確定することを含み、
隣接する平面内にある複数の断面距離が前記工具先端部の前記円筒状の部分を示すものであることを特徴とする請求項５に記載の工具中心点キャリブレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、工具中心点のキャリブレーション（校正）を行うための方法に関する。特に、本発明は、ロボットのために適正な工具中心点を正確に確定して適正な工具のアラインメント（調心）とロボットプログラムの修正に備えるためのキャリブレーションを行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工具中心点は、ロボットのフェースプレート（面板）に対するロボット工具の工具先端部の位置を定める６次元ベクトルである。工具中心点は、ロボットが工具の位置を正確に知るために不可欠である。ロボットは、常にロボットフェースプレートの正確な位置を認識するが、種々の理由から特定の工具についてロボットがその工具中心点を正確に認識できない場合がある。
【０００３】
所定の工具種に属する特定の工具に関し、その工具中心点は、個々の工具間で相違する。従って、個々の工具について前もって規定された工具中心点は、必ずしも完全に正確ではない。また、工具中心点は、工具の衝突や摩耗が原因して変化することもある。
【０００４】
しかしながら、ロボットが正確に運転されるためには、工具中心点の正確な位置を把握しておく必要がある。すなわち、工具中心点の確定は、衝突、工具の変更、その外の外的要因によって工具の位置が変化した時に、ロボットプログラムを修正する手段を提供する。また、工具中心点を正確に測定することによって、完全な工具（即ち、仕様と正確に一致する工具）を前提として作られたロボットプログラムの修正を行なう手段を提供することができる。
【０００５】
工具中心点を確定するための従来の方法としては、ロボットフェースプレートに対する工具の位置と方向を物理的に測定して、測定された工具中心点を入力する方法を挙げることができる。
【０００６】
この初期測定の工具中心点を入力した後、工具中心点と仮定された場所のまわりにガンを回転させる。この工具の先端が移動した時は、仮の工具中心点を調整する。仮の工具中心点のまわりに回転してもその工具の先端部が移動しない時は、適正な工具中心点の設定がなされたことを示す。
【０００７】
この方法は、熟練工でも約１５分必要であり、その精度は約±８ｍｍである。この方法は、熟練工を必要とし、ロボットの運転不能な時間がかなり長く、精度も最低レベルである。
【０００８】
種々の工具における工具中心点の位置を示す数値を更新する方法として、正確な位置の固定目標或いは標的点を利用するシステムが考案された。ロボットのアームを認識目標位置へ移動させ、この目標点と工具先端部が正しく調心するまで工具の調整を行なう。
【０００９】
この方法も同じく熟練工を必要とし、約１０分かかる。得られる工具中心点の精度は、約±２ｍｍの範囲内である。この方法の問題点は、熟練工が要求されることと、時間がかかり、また工具の破損をもたらすこともあり得る点である。
【００１０】
別の従来例として、ロボットから工具を取外した後、ロボットのフェースプレートを認識固定点まで移動させ、工具を再び取付けた上でこの先端部を同認識位置まで動かすことによって、工具中心点の確定を行なう方法がある。この工具の取外し再取付けには２０分程度の時間がかかり、精度も約±３ｍｍである。
【００１１】
特に、アーク溶接装置のキャリブレーション用として、二重ビームキャリブレーション装置が考案された。この考案は、出願人によるものであり、ロボチックスツデイ（Ｒｏｂｏｔｉｃｓ  Ｔｏｄａｙ）、第２巻、第４号、１９８９年第４四半期中に「ロボットによるフラッシュアーク溶接法」標題のもとに発表されている。このシステムの欠点は、一対の直交ビームが要求されること、工具の種類が特定される点にある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、種々の種類のロボット工具に適用できるロボット工具中心点確定のための効率的な方法を提供することにある。本発明の目的は、またロボット工具用スポット溶接ガンのキャリブレーションに用いることのできる方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ロボット用の工具中心点キャリブレーション装置によるキャリブレーション方法を提供する。この工具中心点キャリブレーション装置は、ロボットの工具を備えたアームの移動範囲内に配置された枠組を含む。この枠組には、工具中心点キャリブレーション装置が保持されており、このキャリブレーション装置は、直線状に延びる中心線を有する。工具中心点キャリブレーション装置は、工具先端部が中心線上にある時にこれを表示する信号を発する。
【００１４】
キャリブレーション装置を一つのロボット軸に対し平行に配置させ、且つ工具先端軸がロボット軸の内の一つの軸に対し平行となる状態でロボットがキャリブレーション装置に到達するようにキャリブレーション装置を配置することができる。
【００１５】
本発明の実施態様の一つとして、前記キャリブレーション装置は、一条のビーム（光線）である。この時、前記枠組は、底部と、この底部に立設された柱と、この柱から前記一条のビームへ延びる一対の離間して配置されたアームを含んでおり、前記一条のビームが前記離間された一対のアームの間に存在することが好ましい。前記一条のビームを発生させるため、枠組内に光学繊維ケーブルを保持させることができる。
【００１６】
本発明は、ロボット工具のために工具キャリブレーションを行う方法を提供する。この方法は、ロボットの工具を備えたアームの移動範囲内に、直線状に延びる中心線を有するビームを含むキャリブレーション装置を配置させるステップを含む。工具先端部は、ビーム光路内の初期位置に配置する。工具先端部をビーム光路内に配置させた状態でロボットフェースプレートの位置を示す数値を得る。工具先端部をビーム光路内に配置させた状態で工具を少なくとも第２の位置まで先端軸のまわりに回転させる。後続の位置或いは複数の位置に工具先端部を配置させた状態で、ロボットフェースプレートの位置を示す数値を得て、この得られた数値に基づいて工具中心点の算出を行なう。次に、計算で得られた工具中心点に基づいて工具のアラインメントを行なう。この代りに、新たな工具中心点に対応して、ロボットが運転中の工具の運動を自動調節することも可能である。
【００１７】
本発明の方法は、スポット溶接ロボットに好適である。本発明の好ましい態様である工具キャリブレーション方法は、工具先端軸方向に配置された一対の対向する工具先端部を含む溶接工具を具備したスポット溶接ロボットに適用される。この方法は、次のステップを含む。
【００１８】
ａ）ロボットの工具を備えたアームの移動範囲内に、直線状に延びる中心線を有するビームを含むキャリブレーション装置を配置し、
ｂ）前記一対の対向する工具先端部の一方を、前記ビームの光路内に配置し、
ｃ）前記ビームに対して前記溶接工具を移動させることにより前記一方の工具先端部のプロファイリングを行い、
ｄ）前記プロファイリングに基づき、前記ビーム光路が前記一方の工具先端部の円筒状
の部分の中点に位置する中心点で前記第１の工具先端部と交差するところの初期位置に前記一方の工具先端部を配置させ、
ｅ）前記一方の工具先端部の前記中心点位置の初期近似を計算により求め、
ｆ）前記工具先端部が前記初期位置にある状態の前記ロボットフェースプレートの位置を示す数値を求め、
ｇ）前記溶接工具を前記初期位置から第２の位置まで前記キャリブレーション機構の中心線に対し垂直な軸のまわりに回転させ、
ｈ）前記工具先端部が前記第２の位置にある状態の前記ロボットフェースプレートの位置を示す数値を求め、
ｉ）前記溶接工具を前記キャリブレーション手段に対し垂直な軸のまわりに第３の位置まで回転させ、
ｊ）前記工具先端部が前記第３の位置にある状態の前記ロボットフェースプレートの位置を示す数値を求め、
ｋ）前記溶接工具を前記キャリブレーション機構に対し平行な軸のまわりに第４の位置まで回転させ、
ｌ）前記工具先端部が前記第４の位置にある状態の前記ロボットフェースプレートの位置を示す数値を求め、
ｍ）前記ｆ）、前記ｈ）、前記ｊ）、前記ｌ）のステップで得られたロボットフェースプレートの位置を示す数値に基づき、前記一方の先端部の前記中心点の位置を計算により求め、
ｎ）前記一対の工具先端部の他方についても、前記ｂ）〜ｍ）のステップを繰り返し、
о）前記一対の工具先端部の各中心点間に延びる直線に沿った前記工具中心線を計算により求め、
ｐ）一対の工具先端部のプロファイリングを行なって前記各工具先端部の中心点間が最も狭まった位置を確定した後に、
ｑ）前記工具先端部の中心点間が最も狭まった位置に沿って工具中心点を計算により求める。
【００１９】
本発明の前記または他の目的は、添付図面を参照する本発明の好ましい実施態様の説明から明白となる。
【００２０】
【実施例】
図１〜図３は、本発明に係る工具中心点キャリブレーション装置１０の構造を示す。このキャリブレーション装置１０は、後述のようにロボットの工具を備えたアームの移動範囲内に配置される枠組１２を具備する。
【００２１】
この枠組１２は、取付穴１６を介してロボットの載置されている部屋の床部にボルト結合できる平坦な底部１４を有する。この底部１４に柱１８が結合されており、この柱１８
は、底部１４から一対の離間して配置されたアーム２０まで垂直に延びている。
【００２２】
前記アーム２０は、柱１８の上端から約４５゜の角度で延出する。枠組１２は、その内部に光学繊維ケーブル２２を保持する。アーム２０の内方には、一条のビーム３０を発するために、発光ダイオード（ＬＥＤ）２４と増幅器２６と端子板２８とが配置されている。
【００２３】
リード線（図示せず）を用いてキャリブレーション装置１０をアクセスホール３２を介してロボットコンピュータに接続することができ、リード線を枠組１２の内部に延在させることができる。ビーム３０の遮断の有無（すなわち、ビーム光路内の物体の存否）を知らせる信号がロボットコンピュータに送られる。
【００２４】
一条のビーム３０の径は約１ｍｍであり、その中心線は直線状に延びている。ビーム３０は、後述のようにロボット工具の工具中心点を算出するためのキャリブレーション装置として用いられる。
【００２５】
前記ビームは、ロボット軸に対して平行に位置するとともに、工具先端軸がロボット軸の一つの軸に対し平行な状態でロボットがキャリブレーション装置に到達するように位置することが好ましい。
【００２６】
この好ましい方向に位置させることにより、要求される計算を単純化させ、また、認識される方向のいずれもが前記計算に織り込まれる適正なベクトル変換に利用することができる。
【００２７】
次に、本実施例の工具中心点キャリブレーション装置１０の操作を図４〜図１１を参照して説明する。図４に示すように、工具中心点キャリブレーション装置１０は、ロボット４０の工具を備えたアームの移動範囲内でロボットの載置されている部屋の床部にボルト結合することができ、次のように構成されることが好ましい。
【００２８】
先ず、前記ビームは、ロボット４０のＸ軸またはＹ軸に対し約５゜の範囲内で平行でなければならない。ロボット４０は、図５に示すように、工具４２のガンまたは工具先端軸がロボットのＸ、Ｙ或いはＺ軸に対し約５゜の範囲内で平行となる状態で前記ビーム３０に到達できるものでなければならない。最後に、ロボット４０は、工具４２を衝突やソフトウェアの限界に至ることなく工具先端軸のまわりの両方向に約３０゜回転させる能力を有するべきである。
【００２９】
図４〜図１１に示すロボット４０は、対向する工具先端部４４，４６を有するスポット溶接ロボットである。工具中心点キャリブレーション装置１０は、操作のための２つの別個の処理手順を有する。
【００３０】
初期セットアップは、ロボット４０がビーム３０の位置について何の情報もなく、或いは工具中心点の数値に関して何の情報がないか、または不正確な情報の基でスタートする場合に一度だけ実施される。この初期セットアップには、約１０分かかる。第２の処理手順は、ロボットがビームの位置を知る更新（アップデート）であり、これは工具中心点の位置を示す数値の良好な近似でスタートする。更新手順は、その実施に約１分かかる。
【００３１】
初期セットアップの段階では、オペレータは、工具先端部が最初にビーム３０を遮断するスタート位置に達するまでロボット４０を手で移動させる必要がある。この初期準備の段階において、ロボットは、図６に略示するように、工具先端部４４がビームに対して任意の位置５０にある状態でスタートする。
【００３２】
この初期セットアップの後、オペレータは、実際の工具中心点から±２インチ内の精度の工具中心点の位置を示す数値の初期見積を入力するか、或いは、その代わりに、図５に示すように、ビームの中央とロボットフェースプレート５４の中央との間の高さ５２を入力する必要があるが、後者の方法が好ましい。なぜなら、ユーザー側からの必要入力量が最小となるし、必要入力（すなわち、高さ５２）が一般に工具中心点の近似より正確に得られるからである。
【００３３】
これらの初期入力数値は、工具中心点キャリブレーション装置１０との衝突を避けるために重要である。これらの初期見積は、正確なものでなく、本発明の方法で計算される最終の工具中心点に対する影響は皆無である。
【００３４】
次の処理手順は、図６に略示するように、工具先端部４４のプロファイリング（輪郭測定）である。このプロファイリングは、工具先端部４４をビーム３０に対して移動させ、ビーム３０の光路に平行な平面の工具先端部４４の断面距離を確定することにより行われる。
【００３５】
プロファイリングは、ビームが任意の位置５０で最初に先端部４４と交差することで始まる。ロボットは、ビーム３０の遮断がとぎれて工具先端部４４の端部が示されるまでビーム光路に平行な面内で先端部４４を移動させる。ロボット４０は、ロボットフェースプレート５４の位置を認識する。そして、ビーム３０が再び検出されて前記面内で工具先端部４４の他方の端部が示されるまで、先端部４４を逆進させる。
【００３６】
工具先端部４４の対向する端部間におけるロボットフェースプレート５４の位置の変更により、工具先端部４４の断面距離が確定される。工具４２とロボット４０の慣性による誤差は、プロファイリング時の両方向の移動により最小となる。
【００３７】
この方法は、図６に略示するように、工具先端部４４に沿って密に間隔を置いた複数の平行な平面において繰り返される。この手順は、工具先端部４４の４個の同一な隣接する断面距離が求められるまで続行する。この横断面の平面５６の位置を記録し、この方法を続行する。そして、４個の他の一致が得られると探査を中止する。平面５６での第４の一致した前記録位置が工具先端部４４の円筒状の部分を示すものとして用いられる。
【００３８】
ロボット４０は、工具先端部４４を移動させて、ビーム３０を平面５６の中点の中心点６０に位置させる。従って、前記先端部のプロファイリング手順の結果として、先端部４４は、ビーム３０が工具先端部４４の円筒状の部分の軸と工具先端部４４の中点の中心点６０で交差する位置に配置される。
【００３９】
非対称の工具先端部４４Ａと４６Ａ上での工具先端部のプロファイリング手順を図７に示す。図７に示すように、この方法も、ビーム３０が工具先端部４４Ａの円筒状の中心部の中心点６０Ａに位置するように、先端部４４Ａをビーム３０内に配置する。
【００４０】
初期操作の段階で、ビーム３０とロボットフェースプレート５４との間の高さ５２がユーザーにより入力されると、ロボットのＸ軸に平行なロボットフェースプレート５４のまわりに非常にわずか、例えば３／１００ラジアン、即ち１．７１９゜回転させることで、Ｙ軸方向の中心点位置（ＣＰＹ）を近似することができる。
【００４１】
このＣＰＹは、工具４２の高さの変化（△Ｚ）をラジアン単位の小回転角で割算することにより近似される。この近似は、図８に略示するように、高精度で行うことができる。
【００４２】
工具４２のＺ位置の変化（△Ｚ）は、ロボットフェースプレート５４のまわりの工具４２の回転の後に確定されるものであり、この変化は、工具４２をビーム３０に対しＺ軸方向に移動させ、次にＺ軸でのロボットフェースプレート位置の変化を認識することにより確定されるものである。
【００４３】
ビーム３０が工具先端部４４の円筒状の部分の中点内の中心点６０に配置され、ＣＰＹとＣＰＺの初期近似がなされた後は、工具先端部４４と４６を図９に示すように、工具先端軸のまわりに±角度φ、例えば３０゜回転させることができる。これら全ての３個の位置における中心点測定値をＣＰＹとＣＰＺの数値を確定するために用いることができる。
【００４４】
この測定値は、位置と無関係にロボットフェースプレート５４の認識位置に関連する。ＣＰＹとＣＰＺの数値はこれらの３個の測定値に基づいて確定することができる。なぜなら、各々のＣＰＹとＣＰＺの方向は、前記ロボットフェースプレート５４とともに回転し、いずれの位置でもロボットフェースプレート５４の特定の位置（すなわち、Ｚ0、Ｚ-φ及びＺ+φ）が認識されるからである。
【００４５】
その結果、各特定の測定値に対して１個の等式が得られる。全３個の等式は次のように纏めることができる。
ＣＰＺ＝（Ｚ-φ＋Ｚ+φ−Ｚ0）／２（ｃｏｓφ−１）
Ｈ＝Ｚ0−ＣＰＺ
ＣＰＹ＝（Ｚ+φ−Ｈ−ＣＰＺｃｏｓφ）／ｓｉｎφ
上式中、φは工具先端軸のまわりの回転角を示す。これらの３元方程式を３つの未知数について解くと、その内の２つの未知数についてその大きさを確定することができる。
【００４６】
残る１つの未知数は、図５に示すような、ビーム３０に垂直なＣＰＸの大きさである。この未知数ＣＰＸの大きさを確定するため、図１０に示すように、ロボットフェースプレート５４から−ＣＰＺの位置に見かけ中心点を形成する。
【００４７】
ロボット４０は、見かけ中心点のまわりに僅かだけ、例えば３／１００ラジアンだけ回転できる。ＣＰＸの見積値は、工具の高さの変化（△Ｚ）を回転角（ラジアン）で割算して求められる。この方法は、図８を参照して上述した、ビーム３０とロボットフェースプレート５４との間の高さのみを入力したＣＰＹ見積に類似する。
【００４８】
既に述べた通り、工具４２の高さの変化（△Ｚ）は、距離ＣＰＸに比例する。上記の代りに、ビーム３０の位置がロボットフェースプレート５４に対して認識されているロボットの載置されている部屋にキャリブレーション装置１０をボルト結合してＣＰＸの見積値を確定することができる。
【００４９】
上記のプロセスを繰り返して、図１０に示すようなＣＰＸ見積値の修正を確定することもできる。工具先端部４４を再び見積中心点のまわりに回転する。ビーム３０が再び工具先端部４４と交差してそれにセンタリングされるまで工具４２を移動させ、ロボットフェースプレート５４の高さの変化を認識することにより工具先端部４４の高さの変化（△Ｚ）を測定する。見積ＣＰＸ位置の修正値は次式で与えられる。
【００５０】
△Ｘ＝△Ｚ／（ｓｉｎφｃｏｓφ）一方の先端部４４の中心点６０がこのようにして認識される。上記の全てのプロセスを他方の先端部４６についても繰り返す。この時点で、或いは図６に示す中心点６０の確定後の時点で、対向する工具先端部４４，４６間の接触面７０若しくは接触点の位置を確定する。このプロセスを図１１に略示する。
【００５１】
工具先端部４４の中心点６０の上方４ｍｍに位置した直線７２に沿って、約２５ｍｍの
距離に亘って水平方向にビーム走査を行なう。ビーム３０の遮断が生じない時は、このプロセスを反対方向に繰り返す。やはりビーム３０が非遮断のままの時は、直線７２のさらに１ｍｍ上方の直線７４に沿ってこのプロセスを繰り返す。
【００５２】
ビーム３０が遮断されなくなるところの工具先端部４４の端部を示す位置を発見した後は、丘下り法（ｈｉｌｌ  ｄｅｓｃｅｎｄ  ｐｒｏｃｅｄｕｃｅ）に従って、接触面７０の位置を求める。
【００５３】
この丘下り法は、図６に示したプロファイリング法に類似する工具先端部４４の径走査から始める。工具先端部４４を工具の先端部軸に沿って約２ｍｍ移動させて新しい径を確定する。新しい径が旧の径よりも０．５ｍｍを超えて大きい時は、このプロセスを逆方向に繰り返す。発見される工具先端部の最も狭くなる径は、接触面７０に対応する。
【００５４】
接触面７０の反対側の任意の位置５０'から始めて、工具先端部４６の中心点６０'が得られるまで工具先端部４６をジグザグ進行させてプロファイリングを行なう。
【００５５】
工具先端部４６についてその全処理手順を繰り返すことにより各先端部４４，４６の２個の中心点６０、６０'を算出することができる。このようにして、工具４２の中心線７
６を認識することができる。工具の中心線軸は、認識された２つの中心点６０と６０'を
結ぶ直線である。
【００５６】
ロボット４０は、工具の中心線軸のロボット主軸へのアラインメントを行うことができ、全キャリブレーションのプロセスを最初から繰り返すことができる。この繰り返しの目的は、ビーム３０の誤アラインメントに起因する誤差を除くことにある。
【００５７】
このプロセスの繰り返しの過程においても、ビーム３０の遮断は同一位置で行うべきである。初期セットアップの後、このプロセスは、この位置からスタートできる。
【００５８】
一対の工具先端部４４，４６の工具中心点８０の位置を示すものとして、接触面７０を利用することができる。工具中心点６０又は６０'と接触面７０における工具先端部の最
も狭くなる断面間の距離を中心点６０又は６０'の一方に加えて工具４２の工具中心点８
０を算出することができる。
【００５９】
このようにして認識された工具中心点８０について、工具４２の適正なアラインメントを実施することができ、且つ／または制御系の修正を履行することができる。
【００６０】
工具先端部に図７に示すような偏心が有る時には、偏心Ａは、プロファイリング時に確定され算出さらた工具中心点８０に加算される。所定の既知ワールドコーディネートベクトルからの工具中心点ベクトルの発生は、次のオイラー変換を用いて達成することができる。
【００６１】
【数１】
0003840271.tif 000002
【００６２】
ここに、Ａ、Ｂ、及びＣは、ロボットフェースプレート座標系のカレントオイラー角で
ある。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の工具中心点キャリブレーション装置１０は、従来のシステムに比べて多くの顕著な利益を有する。本発明のシステムは、機械的装備が極めて簡単ですみ、工具中心点キャリブレーション装置１０を単に床部にボルト結合すれば良い。電気的装備も最低限のものですみ、ロボットへ一つの信号を送れば良い。
【００６４】
ソフトウェアの構成も単純化され、オペレータは、工具４２をキャリブレーション装置１０へ移動し供給されたソフトウェアを稼働させれば良い。本発明のキャリブレーション装置１０は、精度が高く工具中心点８０を１／２ｍｍの範囲で測定することができる。
【００６５】
さらに、本発明は、迅速なキャリブレーション方法を提供するものであり、システム準備時間は約１０分であり、更新は１分以内で完了することができる。本発明の簡易な設計のため構造は簡素なものであり、また低コストである。また、本発明の適用にあたってロボットの種類は問題とならない（ＡＢＢ、ＫＵＫＡ等）。加えて、本発明のシステムの運転にあたって、コンピュータの追加は不要であり、本システムはロボットのマニピュレータに載置されたコンピュータで稼働可能である。
【００６６】
本発明の好ましい実施態様は、上記記載の通りであるが、本発明の精神と範囲から離れることなく本発明に種々の変更と修正を加えることが可能であることは当技術分野で通常の技能を有する者にとって明白である。
【００６７】
例えば、ビーム３０は、一直線上に工具先端部が存在することを示すに十分なトロリ線またはその他の種類のセンサーで代替することができる。従って、クレームの範囲は、添付のクレームの範囲によってのみ制限されるものと理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のキャリブレーション装置の正面図である。
【図２】図２は、図１に示したキャリブレーション装置の側面図である。
【図３】図３は、図１、図２に示したキャリブレーション装置の平面図である。
【図４】図４は、ロボットセル内に収容された本発明のキャリブレーション装置が置かれている位置を示す略図である。
【図５】図５は、図４のキャリブレーション装置とキャリブレートされるべきロボットを示す略図である。
【図６】図６は、本発明による工具先端部のプロファイリング法を示す略図である。
【図７】図７は、偏心した工具先端部上で実施される図６のプロファイリング法を示す略図である。
【図８】図８は、本発明のキャリブレーション方法で用いられる中心点推定法を示す略図である。
【図９】図９は、工具先端軸のまわりに回転した後のロボットフェースプレートの位置を示す略図である。
【図１０】図１０は、本発明による工具中心点の位置を示す数値の修正過程における工具先端部の相対位置を示す略図である。
【図１１】図１１は、対向する工具先端部の接触点と工具中心点の確定法を示す略図である。
【符号の説明】
１０・・キャリブレーション装置
１２・・枠組
１４・・底部
１６・・取付穴
１８・・柱
２０・・アーム
２２・・光学繊維ケーブル
２４・・発行ダイオード
２６・・増幅器
２８・・端子板
３０・・ビーム
４０・・ロボット
４２・・工具
４４・・工具先端部
４６・・工具先端部
５０・・任意の位置
５０'・・任意の位置
５２・・高さ
５４・・ロボットフェースプレート
５６・・平面
５８・・平面
６０・・中心点
６０'・・中心点
７０・・接触面
７２・・直線
７４・・直線
７６・・中心線
８０・・工具中心点
【図１】
0003840271.tif 000003
【図２】
0003840271.tif 000004
【図３】
0003840271.tif 000005
【図４】
0003840271.tif 000006
【図５】
0003840271.tif 000007
【図６】
0003840271.tif 000008
【図７】
0003840271.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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