６軸ロボットの６軸原点位置較正方法、６軸ロボットの制御装置、７軸ロボットの７軸原点位置較正方法及び７軸ロボットの制御装置
【課題】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６軸の原点位置を適切に較正できる６軸ロボットの６軸原点位置較正方法を提供する。
【解決手段】設置面に、上方に位置する測定対象物との距離を測定するレーザー計測器を設置し、６軸の軸心に測定板を取り付ける。そして、６軸ロボットの２軸を１軸の軸心に対して９０度回転させ、４軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように３軸を前記設置面の方向に回転させ、６軸の軸心が前記設置面と平行となるように５軸を回転させた姿勢を取らせた状態で、測定板の一端側が第１計測点となるように位置させると（Ｓ１）、レーザー計測器により第１計測点までの第１距離Ｌ１を測定する（Ｓ２）。次に１軸を回転させて、測定板の他端側が第２計測点となるように位置させ（Ｓ３）、レーザー計測器により第２計測点までの第２距離Ｌ２を測定すると（Ｓ４）、６軸の誤差角度Δθ６を（１）式で求め（Ｓ５）、誤差角度Δθ６を用いて６軸の原点位置を較正する（Ｓ６）。
【解決手段】設置面に、上方に位置する測定対象物との距離を測定するレーザー計測器を設置し、６軸の軸心に測定板を取り付ける。そして、６軸ロボットの２軸を１軸の軸心に対して９０度回転させ、４軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように３軸を前記設置面の方向に回転させ、６軸の軸心が前記設置面と平行となるように５軸を回転させた姿勢を取らせた状態で、測定板の一端側が第１計測点となるように位置させると（Ｓ１）、レーザー計測器により第１計測点までの第１距離Ｌ１を測定する（Ｓ２）。次に１軸を回転させて、測定板の他端側が第２計測点となるように位置させ（Ｓ３）、レーザー計測器により第２計測点までの第２距離Ｌ２を測定すると（Ｓ４）、６軸の誤差角度Δθ６を（１）式で求め（Ｓ５）、誤差角度Δθ６を用いて６軸の原点位置を較正する（Ｓ６）。
【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６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７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６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６軸の原点位置を適切に較正できる６軸ロボットの６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７軸の原点位置を適切に較正できる７軸ロボットの７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６軸原点位置較正方法によれば、設置面に、上方に位置する測定対象物との距離を測定する距離測定手段を設置し、６軸の軸心に測定板を取り付ける。そして、６軸ロボットの２軸を１軸の軸心に対してπ／２［ｒａｄ］回転させ、４軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように３軸を前記設置面の方向に回転させ、６軸の軸心が前記設置面と平行となるように５軸を回転させた姿勢を取らせた状態で、測定板の一端側が第１計測点となるように位置させる（第１工程）と、距離測定手段により第１計測点までの第１距離Ｌ１を測定する（第２工程）。
【０００６】
次に１軸を回転させて、測定板の他端側が第２計測点となるように位置させ（第３工程）、距離測定手段により第２計測点までの第２距離Ｌ２を測定する（第４工程）。そして、６軸の誤差角度Δθ６を、以下の式
Δθ６＝arctan｛ΔＬ＊cos（θ＿def）／Ｍ｝−θ６
より求める（第５工程）と、誤差角度Δθ６を用いて６軸の原点位置を較正する（第６工程）。尚、第１計測点から第２計測点までの距離Ｍは、１軸の軸心から第１，第２計測点までの回転半径をＲ，第３工程における１軸の回転角度をθとすれば、Ｍ＝Ｒ＊θより求められる。上記の誤差角度Δθ６を求める式は、簡単にするため測定方向が接地面に立つ法線に対してなす角θ＿defがゼロであるとすれば、
tan（θ６＋Δθ６）＝ΔＬ／Ｍ
の関係があることによる。
【０００７】
すなわち、第１工程において６軸ロボットに取らせた姿勢で第１距離Ｌ１を測定し、第３工程で１軸を回転させた後に第２距離Ｌ２を測定して得られる距離差ΔＬは、専ら６軸の（原点位置ずれがあればそのずれを含む）回転角度によって決まり、１軸〜５軸の影響を受けない。したがって、たとえ１軸〜５軸の原点位置が較正されていない状態であっても６軸の誤差角度Δθ６を得ることができ、６軸の原点位置を較正できる。
【０００８】
請求項２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、２軸を１軸の軸心に対してπ／２［ｒａｄ］回転させ、４軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように３軸を設置面の方向に回転させ、６軸の軸心が設置面と平行となるように５軸を回転させた計測姿勢を取らせた後、１軸を任意の角度だけ回転させる。そして、原点位置較正手段は、基準位置から６軸の軸心に取り付けられている測定板の第１計測点（１軸回転前）までの第１距離Ｌ１，基準位置から測定板の第２計測点までの第２距離Ｌ２を得ると、６軸の誤差角度Δθ６を、以下の式
Δθ６＝arctan（ΔＬ／Ｍ）−θ６
より求め、誤差角度Δθ６を用いて６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。
【０００９】
請求項３記載の７軸ロボットの７軸原点位置較正方法によれば、請求項１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４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２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】
【００１０】
【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（その１）
【図６】状態遷移図（その２）
【図７】（ａ）は６軸の軸心を正面から見た図、（ｂ）は６軸の回転方向の正負を定義する図
【図８】第２実施例を示す図７（ａ）相当図
【図９】第３実施例を示す（ａ）は図３相当図、（ｂ）は図５相当図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、２軸の軸心と３軸の軸心と５軸の軸心とが平行で、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構成となっている。
【００１６】
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。
【００１７】
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から入力され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。
【００１８】
各リンクには、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、図１に示すように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。
【００１９】
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１７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、本実施例の作用，すなわち６軸の原点位置を較正する手順について図４ないし図７を参照して説明する。
【００２０】
ＣＰＵ１２は、６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６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、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。この姿勢は、下アーム７が設置面（座標軸Ｘｂ）に対して平行となるように２軸を９０度（π／２［ｒａｄ］）回転させ、第１上アーム８及び第２上アーム９が設置面に対して垂直となるように、且つそれらの上アーム８及び９が座標軸Ｚｂの負方向を向くように３軸を下アーム７に対して９０度回転させる（尚、上アーム８及び９が座標軸Ｚｂの正方向を向くように３軸を下アーム７に対して９０度回転させても良い）。更に、５軸を、手首１０；６軸の軸心が設置面に対して平行となるように、第２上アーム９に対して９０度回転させる（ステップＳ１；第１工程）。
【００２１】
この状態で、６軸の軸心方向は座標軸Ｘｂに一致しているとものとし、６軸の回転角度は任意の角度θ６［ｒａｄ］で良い。そして、フランジ１１には矩形状の測定板１９を、ロボットの設置面に対して既知の角度で取り付ける。またこの時、１軸〜６軸の角回転角度は、例えば以下のようになっているものとする。
（０，π／２，π／２，０，−π／２，θ６）
【００２２】
また、設置面には例えばレーザー計測器（距離測定手段）２０を配置しておく。ベース５の設置面とレーザー計測器２０の設置面とは、必ずしも同一の平面である必要はなく、互いに平行な面であれば良い。例えば、上記の姿勢を取った場合に、上アーム８及び９の長さにより手首１０の位置がベース５の設置面よりも下方に位置するとすれば、ロボット２はレーザー計測器２０の設置面に所定の高さを有する基台を配置し、その基台上にベース５を設置すれば良い。
レーザー計測器２０は、座標軸Ｚｂ方向の距離を計測するように設置する。そして、上記の姿勢において、測定板１９の一端側を計測点（１）として、レーザー計測器２０により計測点（１）までの距離Ｌ１を計測する（ステップＳ２；第２工程）。例えば、図５（ａ）のように上方から見た場合、測定板１９の左端側を計測点（１）とする。
【００２３】
次に、レーザー計測器２０による計測対象を、測定板１９の右端側を計測点（２）とするように、２軸〜６軸は固定して１軸を角度θだけ回転させる（ステップＳ３；第３工程）。この時、図６に示す１軸の回転方向は反時計回り方向となる。その状態で、レーザー計測器２０により計測点（２）までの距離Ｌ２を計測する（ステップＳ４；第４工程）。６軸の見掛け上の回転角度θ６’は真の回転角度θ６と原点のずれ角Δθ６との和であり、測定板１９は回転角度θ６’分だけ設置面に対して傾くため、距離Ｌ１と距離Ｌ２とに差ΔＬが生じる（図７（ａ）参照）。すなわち、ステップＳ１における姿勢からステップＳ３のように１軸を回転させれば、１軸〜５軸の影響を受けることなく、回転角度θ６’を計測することが可能となる。
【００２４】
したがって、計測点（１），（２）間の距離をＭとすると、ずれΔθ６［ｒａｄ］は次式から求められる（ステップＳ５；第５工程）。
Δθ６＝arctan（ΔＬ／Ｍ）−θ６ …（１）
尚、距離Ｍは、１軸の軸心から第１，第２計測点までの回転半径をＲ，ステップＳ３における１軸の回転角度をθとすれば、Ｍ＝Ｒ＊θより求められる。そして、ずれΔθ６を求めると、そのずれΔθ６により６軸の原点位置を較正する（ステップＳ６；第６工程）。例えば、図７（ａ）に示すように６軸の原点が、図７（ｂ）に定義を示す正方向にずれている場合は、求めたずれΔθ６を減算することで較正する。
【００２５】
以上のように本実施例によれば、設置面に、上方に位置する測定対象物との距離を測定するレーザー計測器２０を設置し、６軸の軸心に測定板１９を取り付ける。そして、ロボット２の２軸を１軸の軸心に対して９０度回転させ、４軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように３軸を前記設置面の方向に回転させ、６軸の軸心が前記設置面と平行となるように５軸を回転させた姿勢を取らせた状態で、測定板１９の一端側が第１計測点となるように位置させると、レーザー計測器２０により第１計測点までの第１距離Ｌ１を測定する。次に１軸を回転させて、測定板１９の他端側が第２計測点となるように位置させ、レーザー計測器２０により第２計測点までの第２距離Ｌ２を測定すると、６軸の誤差角度Δθ６を（１）式で求め、誤差角度Δθ６を用いて６軸の原点位置を較正するようにした。
【００２６】
すなわち、第１工程においてロボット２に取らせた姿勢で第１距離Ｌ１を測定し、第３工程で１軸を回転させた後に第２距離Ｌ２を測定して得られる両者の距離差ΔＬは、専ら６軸の（原点位置ずれがあればそのずれを含む）回転角度θ６’によって決まるので、１軸〜５軸の影響を受けない。したがって、たとえ１軸〜５軸の原点位置が較正されていない状態であっても６軸の誤差角度Δθ６を得て、６軸の原点位置を較正できる。
【００２７】
（第２実施例）
図８は第２実施例を示すものであり、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は、第１実施例の図７相当図であり、イレギュラーな想定ではあるが、レーザー計測器２０の測定軸が設置面の法線に対して傾いた状態となるように設置された場合を示す。この時、傾き角をθ＿defとすると、（１）式を（２）式に変更してずれΔθ６を求めれば良い。
Δθ６＝arctan｛ΔＬ＊cos（θ＿def）／Ｍ−θ６｝ …（２）
ここで（２）式の傾き角θ＿defを０［ｒａｄ］とすれば、（１）式に一致する。
【００２８】
尚、図８は計測点（１）を計測板１９の左端側（正面から見た場合）とした場合を示しており、この時、ステップＳ３で１軸を回転させる方向は図６とは逆の時計回り方向となるから、計測点（２）は計測板１９の右端側（正面から見た場合）となる。
以上のように第２実施例によれば、レーザー計測器２０の測定軸が設置面の法線に対して傾いた状態となるように設置された場合であっても、第１実施例と同様にずれΔθ６を求めて６軸の原点位置を較正することができる。
【００２９】
（第３実施例）
図９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９（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、第１実施例の原点位置較正方法を、７軸ロボットの７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。
【００３０】
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工程におけるロボットの姿勢は、その他、例えば以下のように設定しても良い。
【００３１】
（θ１，π／２， π／２，θ４， π／２，θ６）
（θ１，π／２，−π／２，θ４， π／２，θ６）
（θ１，π／２，−π／２，θ４，−π／２，θ６）
尚、θ１，θ４は任意である。また、勿論θ１，θ４，θ６を０［ｒａｄ］にしても良い。
【００３２】
測定板１９をフランジ１１に取り付けるタイミングは、図４に示す処理を実行する前でも良く、要はステップＳ２を実行する前であればどのタイミングでも良い。
第３実施例の７軸ロボットについても、第２実施例のように、レーザー計測器２０の測定軸が設置面の法線に対して傾いた状態となるように設置された状態で較正を行っても良い。
距離測定手段は、レーザー計測器２０に限ることなく、距離を測定する手法は任意である。
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６軸又は７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）、２０はレーザー計測器（距離測定手段）である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、６軸ロボットにおける６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７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６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６軸の原点位置を適切に較正できる６軸ロボットの６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７軸の原点位置を適切に較正できる７軸ロボットの７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６軸原点位置較正方法によれば、設置面に、上方に位置する測定対象物との距離を測定する距離測定手段を設置し、６軸の軸心に測定板を取り付ける。そして、６軸ロボットの２軸を１軸の軸心に対してπ／２［ｒａｄ］回転させ、４軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように３軸を前記設置面の方向に回転させ、６軸の軸心が前記設置面と平行となるように５軸を回転させた姿勢を取らせた状態で、測定板の一端側が第１計測点となるように位置させる（第１工程）と、距離測定手段により第１計測点までの第１距離Ｌ１を測定する（第２工程）。
【０００６】
次に１軸を回転させて、測定板の他端側が第２計測点となるように位置させ（第３工程）、距離測定手段により第２計測点までの第２距離Ｌ２を測定する（第４工程）。そして、６軸の誤差角度Δθ６を、以下の式
Δθ６＝arctan｛ΔＬ＊cos（θ＿def）／Ｍ｝−θ６
より求める（第５工程）と、誤差角度Δθ６を用いて６軸の原点位置を較正する（第６工程）。尚、第１計測点から第２計測点までの距離Ｍは、１軸の軸心から第１，第２計測点までの回転半径をＲ，第３工程における１軸の回転角度をθとすれば、Ｍ＝Ｒ＊θより求められる。上記の誤差角度Δθ６を求める式は、簡単にするため測定方向が接地面に立つ法線に対してなす角θ＿defがゼロであるとすれば、
tan（θ６＋Δθ６）＝ΔＬ／Ｍ
の関係があることによる。
【０００７】
すなわち、第１工程において６軸ロボットに取らせた姿勢で第１距離Ｌ１を測定し、第３工程で１軸を回転させた後に第２距離Ｌ２を測定して得られる距離差ΔＬは、専ら６軸の（原点位置ずれがあればそのずれを含む）回転角度によって決まり、１軸〜５軸の影響を受けない。したがって、たとえ１軸〜５軸の原点位置が較正されていない状態であっても６軸の誤差角度Δθ６を得ることができ、６軸の原点位置を較正できる。
【０００８】
請求項２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、２軸を１軸の軸心に対してπ／２［ｒａｄ］回転させ、４軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように３軸を設置面の方向に回転させ、６軸の軸心が設置面と平行となるように５軸を回転させた計測姿勢を取らせた後、１軸を任意の角度だけ回転させる。そして、原点位置較正手段は、基準位置から６軸の軸心に取り付けられている測定板の第１計測点（１軸回転前）までの第１距離Ｌ１，基準位置から測定板の第２計測点までの第２距離Ｌ２を得ると、６軸の誤差角度Δθ６を、以下の式
Δθ６＝arctan（ΔＬ／Ｍ）−θ６
より求め、誤差角度Δθ６を用いて６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。
【０００９】
請求項３記載の７軸ロボットの７軸原点位置較正方法によれば、請求項１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４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２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】
【００１０】
【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（その１）
【図６】状態遷移図（その２）
【図７】（ａ）は６軸の軸心を正面から見た図、（ｂ）は６軸の回転方向の正負を定義する図
【図８】第２実施例を示す図７（ａ）相当図
【図９】第３実施例を示す（ａ）は図３相当図、（ｂ）は図５相当図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、２軸の軸心と３軸の軸心と５軸の軸心とが平行で、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構成となっている。
【００１６】
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。
【００１７】
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から入力され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。
【００１８】
各リンクには、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、図１に示すように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。
【００１９】
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１７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、本実施例の作用，すなわち６軸の原点位置を較正する手順について図４ないし図７を参照して説明する。
【００２０】
ＣＰＵ１２は、６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６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、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。この姿勢は、下アーム７が設置面（座標軸Ｘｂ）に対して平行となるように２軸を９０度（π／２［ｒａｄ］）回転させ、第１上アーム８及び第２上アーム９が設置面に対して垂直となるように、且つそれらの上アーム８及び９が座標軸Ｚｂの負方向を向くように３軸を下アーム７に対して９０度回転させる（尚、上アーム８及び９が座標軸Ｚｂの正方向を向くように３軸を下アーム７に対して９０度回転させても良い）。更に、５軸を、手首１０；６軸の軸心が設置面に対して平行となるように、第２上アーム９に対して９０度回転させる（ステップＳ１；第１工程）。
【００２１】
この状態で、６軸の軸心方向は座標軸Ｘｂに一致しているとものとし、６軸の回転角度は任意の角度θ６［ｒａｄ］で良い。そして、フランジ１１には矩形状の測定板１９を、ロボットの設置面に対して既知の角度で取り付ける。またこの時、１軸〜６軸の角回転角度は、例えば以下のようになっているものとする。
（０，π／２，π／２，０，−π／２，θ６）
【００２２】
また、設置面には例えばレーザー計測器（距離測定手段）２０を配置しておく。ベース５の設置面とレーザー計測器２０の設置面とは、必ずしも同一の平面である必要はなく、互いに平行な面であれば良い。例えば、上記の姿勢を取った場合に、上アーム８及び９の長さにより手首１０の位置がベース５の設置面よりも下方に位置するとすれば、ロボット２はレーザー計測器２０の設置面に所定の高さを有する基台を配置し、その基台上にベース５を設置すれば良い。
レーザー計測器２０は、座標軸Ｚｂ方向の距離を計測するように設置する。そして、上記の姿勢において、測定板１９の一端側を計測点（１）として、レーザー計測器２０により計測点（１）までの距離Ｌ１を計測する（ステップＳ２；第２工程）。例えば、図５（ａ）のように上方から見た場合、測定板１９の左端側を計測点（１）とする。
【００２３】
次に、レーザー計測器２０による計測対象を、測定板１９の右端側を計測点（２）とするように、２軸〜６軸は固定して１軸を角度θだけ回転させる（ステップＳ３；第３工程）。この時、図６に示す１軸の回転方向は反時計回り方向となる。その状態で、レーザー計測器２０により計測点（２）までの距離Ｌ２を計測する（ステップＳ４；第４工程）。６軸の見掛け上の回転角度θ６’は真の回転角度θ６と原点のずれ角Δθ６との和であり、測定板１９は回転角度θ６’分だけ設置面に対して傾くため、距離Ｌ１と距離Ｌ２とに差ΔＬが生じる（図７（ａ）参照）。すなわち、ステップＳ１における姿勢からステップＳ３のように１軸を回転させれば、１軸〜５軸の影響を受けることなく、回転角度θ６’を計測することが可能となる。
【００２４】
したがって、計測点（１），（２）間の距離をＭとすると、ずれΔθ６［ｒａｄ］は次式から求められる（ステップＳ５；第５工程）。
Δθ６＝arctan（ΔＬ／Ｍ）−θ６ …（１）
尚、距離Ｍは、１軸の軸心から第１，第２計測点までの回転半径をＲ，ステップＳ３における１軸の回転角度をθとすれば、Ｍ＝Ｒ＊θより求められる。そして、ずれΔθ６を求めると、そのずれΔθ６により６軸の原点位置を較正する（ステップＳ６；第６工程）。例えば、図７（ａ）に示すように６軸の原点が、図７（ｂ）に定義を示す正方向にずれている場合は、求めたずれΔθ６を減算することで較正する。
【００２５】
以上のように本実施例によれば、設置面に、上方に位置する測定対象物との距離を測定するレーザー計測器２０を設置し、６軸の軸心に測定板１９を取り付ける。そして、ロボット２の２軸を１軸の軸心に対して９０度回転させ、４軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように３軸を前記設置面の方向に回転させ、６軸の軸心が前記設置面と平行となるように５軸を回転させた姿勢を取らせた状態で、測定板１９の一端側が第１計測点となるように位置させると、レーザー計測器２０により第１計測点までの第１距離Ｌ１を測定する。次に１軸を回転させて、測定板１９の他端側が第２計測点となるように位置させ、レーザー計測器２０により第２計測点までの第２距離Ｌ２を測定すると、６軸の誤差角度Δθ６を（１）式で求め、誤差角度Δθ６を用いて６軸の原点位置を較正するようにした。
【００２６】
すなわち、第１工程においてロボット２に取らせた姿勢で第１距離Ｌ１を測定し、第３工程で１軸を回転させた後に第２距離Ｌ２を測定して得られる両者の距離差ΔＬは、専ら６軸の（原点位置ずれがあればそのずれを含む）回転角度θ６’によって決まるので、１軸〜５軸の影響を受けない。したがって、たとえ１軸〜５軸の原点位置が較正されていない状態であっても６軸の誤差角度Δθ６を得て、６軸の原点位置を較正できる。
【００２７】
（第２実施例）
図８は第２実施例を示すものであり、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は、第１実施例の図７相当図であり、イレギュラーな想定ではあるが、レーザー計測器２０の測定軸が設置面の法線に対して傾いた状態となるように設置された場合を示す。この時、傾き角をθ＿defとすると、（１）式を（２）式に変更してずれΔθ６を求めれば良い。
Δθ６＝arctan｛ΔＬ＊cos（θ＿def）／Ｍ−θ６｝ …（２）
ここで（２）式の傾き角θ＿defを０［ｒａｄ］とすれば、（１）式に一致する。
【００２８】
尚、図８は計測点（１）を計測板１９の左端側（正面から見た場合）とした場合を示しており、この時、ステップＳ３で１軸を回転させる方向は図６とは逆の時計回り方向となるから、計測点（２）は計測板１９の右端側（正面から見た場合）となる。
以上のように第２実施例によれば、レーザー計測器２０の測定軸が設置面の法線に対して傾いた状態となるように設置された場合であっても、第１実施例と同様にずれΔθ６を求めて６軸の原点位置を較正することができる。
【００２９】
（第３実施例）
図９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９（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、第１実施例の原点位置較正方法を、７軸ロボットの７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。
【００３０】
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工程におけるロボットの姿勢は、その他、例えば以下のように設定しても良い。
【００３１】
（θ１，π／２， π／２，θ４， π／２，θ６）
（θ１，π／２，−π／２，θ４， π／２，θ６）
（θ１，π／２，−π／２，θ４，−π／２，θ６）
尚、θ１，θ４は任意である。また、勿論θ１，θ４，θ６を０［ｒａｄ］にしても良い。
【００３２】
測定板１９をフランジ１１に取り付けるタイミングは、図４に示す処理を実行する前でも良く、要はステップＳ２を実行する前であればどのタイミングでも良い。
第３実施例の７軸ロボットについても、第２実施例のように、レーザー計測器２０の測定軸が設置面の法線に対して傾いた状態となるように設置された状態で較正を行っても良い。
距離測定手段は、レーザー計測器２０に限ることなく、距離を測定する手法は任意である。
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６軸又は７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）、２０はレーザー計測器（距離測定手段）である。
【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、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６軸の原点位置を較正する方法であって、
前記設置面に、上方に位置する測定対象物との距離を測定する距離測定手段を設置し、
６軸の軸心に測定板を取り付け、
２軸を１軸の軸心に対してπ／２［ｒａｄ］回転させ、４軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように３軸を前記設置面の方向に回転させ、６軸の軸心が前記設置面と平行となるように５軸を回転させた姿勢を取らせた状態で、前記測定板における６軸の軸心と直交する方向の一端側を前記距離測定手段の測定対象（第１計測点）となるように位置させる第１工程と、
前記距離測定手段により前記第１計測点までの第１距離Ｌ１を測定する第２工程と、
１軸を回転させて、前記測定板における前記直交する方向の他端側を前記距離測定手段の測定対象（第２計測点）となるように位置させる第３工程と、
前記距離測定手段により前記第２計測点までの第２距離Ｌ２を測定する第４工程と、
前記第１計測点から前記第２計測点までの距離をＭ，前記第１距離Ｌ１と前記第２距離Ｌ２との差をΔＬ，６軸の回転角度をθ６，前記距離計測手段が距離を測定する場合の測定方向が前記接地面に立つ法線に対してなす角をθ＿defとすると（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、６軸の誤差角度Δθ６を、以下の式
Δθ６＝arctan｛ΔＬ＊cos（θ＿def）／Ｍ｝−θ６
より求める第５工程と、
前記誤差角度Δθ６を用いて、６軸の原点位置を較正する第６工程とからなることを特徴とする６軸ロボットの６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、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、
２軸を１軸の軸心に対してπ／２［ｒａｄ］回転させ、４軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように３軸を前記設置面の方向に回転させ、６軸の軸心が前記設置面と平行となるように５軸を回転させた計測姿勢を取らせた後、１軸を任意の角度だけ回転させる位置・姿勢制御手段と、
６軸の軸心に取り付けられている測定板について、前記位置・姿勢制御手段が１軸を回転させる前の位置で、前記設置面側に設定される基準位置上に立つ法線方向に位置する前記測定板における６軸の軸心と直交する方向の一端側を第１計測点，前記位置・姿勢制御手段が１軸を回転させた後の位置で前記法線方向に位置する前記測定板における前記直交する方向の他端側を第２計測点として、
前記基準位置から前記第１計測点までの第１距離をＬ１，前記基準位置から前記第２計測点までの第２距離をＬ２，前記第１計測点から前記第２計測点までの距離をＭ，前記第１距離Ｌ１と前記第２距離Ｌ２との差をΔＬ，６軸の回転角度をθ６とすると（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、６軸の誤差角度Δθ６を、以下の式
Δθ６＝arctan（ΔＬ／Ｍ）−θ６
より求め、前記誤差角度Δθ６を用いて、６軸の原点位置を較正する原点位置較正手段とを備えることを特徴とする６軸ロボットの制御装置。
【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、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７軸の原点位置を較正する方法であって、
前記設置面に、上方に位置する測定対象物との距離を測定する距離測定手段を設置し、
７軸の軸心に測定板を取り付け、
２軸を１軸の軸心に対してπ／２［ｒａｄ］回転させ、５軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように４軸を前記設置面の方向に回転させ、７軸の軸心が前記設置面と平行となるように６軸を回転させた姿勢を取らせた状態で、前記測定板における７軸の軸心と直交する方向の一端側を前記距離測定手段の測定対象（第１計測点）となるように位置させる第１工程と、
前記距離測定手段により前記第１計測点までの第１距離Ｌ１を測定する第２工程と、
１軸を回転させて、前記測定板における前記直交する方向の他端側を前記距離測定手段の測定対象（第２計測点）となるように位置させる第３工程と、
前記距離測定手段により前記第２計測点までの第２距離Ｌ２を測定する第４工程と、
前記第１計測点から前記第２計測点までの距離をＭ，前記第１距離Ｌ１と前記第２距離Ｌ２との差をΔＬ，７軸の回転角度をθ７，前記距離計測手段が距離を測定する場合の測定方向が前記接地面に立つ法線に対してなす角をθ＿defとすると（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、７軸の誤差角度Δθ７を、以下の式
Δθ７＝arctan｛ΔＬ＊cos（θ＿def）／Ｍ｝−θ７
より求める第５工程と、
前記誤差角度Δθ７を用いて、７軸の原点位置を構成する第６工程とからなることを特徴とする７軸ロボットの７軸原点位置較正方法。
【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、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、
２軸を１軸の軸心に対してπ／２［ｒａｄ］回転させ、５軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように４軸を前記設置面の方向に回転させ、７軸の軸心が前記設置面と平行となるように５軸を回転させた計測姿勢を取らせた後、１軸を任意の角度だけ回転させる位置・姿勢制御手段と、
７軸の軸心に取り付けられている測定板について、前記位置・姿勢制御手段が１軸を回転させる前の位置で、前記設置面側に設定される基準位置上に立つ法線方向に位置する前記測定板における７軸の軸心と直交する方向の一端側を第１計測点，前記位置・姿勢制御手段が１軸を回転させた後の位置で前記法線方向に位置する前記測定板における前記直交する方向の他端側を第２計測点として、
前記基準位置から前記第１計測点までの第１距離をＬ１，前記基準位置から前記第２計測点までの第２距離をＬ２，前記第１計測点から前記第２計測点までの距離をＭ，前記第１距離Ｌ１と前記第２距離Ｌ２との差をΔＬ，７軸の回転角度をθ７とすると（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、７軸の誤差角度Δθ７を、以下の式
Δθ７＝arctan（ΔＬ／Ｍ）−θ７
より求め、前記誤差角度Δθ７を用いて、７軸の原点位置を較正する原点位置較正手段とを備えることを特徴とする７軸ロボットの制御装置。
【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、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６軸の原点位置を較正する方法であって、
前記設置面に、上方に位置する測定対象物との距離を測定する距離測定手段を設置し、
６軸の軸心に測定板を取り付け、
２軸を１軸の軸心に対してπ／２［ｒａｄ］回転させ、４軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように３軸を前記設置面の方向に回転させ、６軸の軸心が前記設置面と平行となるように５軸を回転させた姿勢を取らせた状態で、前記測定板における６軸の軸心と直交する方向の一端側を前記距離測定手段の測定対象（第１計測点）となるように位置させる第１工程と、
前記距離測定手段により前記第１計測点までの第１距離Ｌ１を測定する第２工程と、
１軸を回転させて、前記測定板における前記直交する方向の他端側を前記距離測定手段の測定対象（第２計測点）となるように位置させる第３工程と、
前記距離測定手段により前記第２計測点までの第２距離Ｌ２を測定する第４工程と、
前記第１計測点から前記第２計測点までの距離をＭ，前記第１距離Ｌ１と前記第２距離Ｌ２との差をΔＬ，６軸の回転角度をθ６，前記距離計測手段が距離を測定する場合の測定方向が前記接地面に立つ法線に対してなす角をθ＿defとすると（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、６軸の誤差角度Δθ６を、以下の式
Δθ６＝arctan｛ΔＬ＊cos（θ＿def）／Ｍ｝−θ６
より求める第５工程と、
前記誤差角度Δθ６を用いて、６軸の原点位置を較正する第６工程とからなることを特徴とする６軸ロボットの６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、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、
２軸を１軸の軸心に対してπ／２［ｒａｄ］回転させ、４軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように３軸を前記設置面の方向に回転させ、６軸の軸心が前記設置面と平行となるように５軸を回転させた計測姿勢を取らせた後、１軸を任意の角度だけ回転させる位置・姿勢制御手段と、
６軸の軸心に取り付けられている測定板について、前記位置・姿勢制御手段が１軸を回転させる前の位置で、前記設置面側に設定される基準位置上に立つ法線方向に位置する前記測定板における６軸の軸心と直交する方向の一端側を第１計測点，前記位置・姿勢制御手段が１軸を回転させた後の位置で前記法線方向に位置する前記測定板における前記直交する方向の他端側を第２計測点として、
前記基準位置から前記第１計測点までの第１距離をＬ１，前記基準位置から前記第２計測点までの第２距離をＬ２，前記第１計測点から前記第２計測点までの距離をＭ，前記第１距離Ｌ１と前記第２距離Ｌ２との差をΔＬ，６軸の回転角度をθ６とすると（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、６軸の誤差角度Δθ６を、以下の式
Δθ６＝arctan（ΔＬ／Ｍ）−θ６
より求め、前記誤差角度Δθ６を用いて、６軸の原点位置を較正する原点位置較正手段とを備えることを特徴とする６軸ロボットの制御装置。
【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、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７軸の原点位置を較正する方法であって、
前記設置面に、上方に位置する測定対象物との距離を測定する距離測定手段を設置し、
７軸の軸心に測定板を取り付け、
２軸を１軸の軸心に対してπ／２［ｒａｄ］回転させ、５軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように４軸を前記設置面の方向に回転させ、７軸の軸心が前記設置面と平行となるように６軸を回転させた姿勢を取らせた状態で、前記測定板における７軸の軸心と直交する方向の一端側を前記距離測定手段の測定対象（第１計測点）となるように位置させる第１工程と、
前記距離測定手段により前記第１計測点までの第１距離Ｌ１を測定する第２工程と、
１軸を回転させて、前記測定板における前記直交する方向の他端側を前記距離測定手段の測定対象（第２計測点）となるように位置させる第３工程と、
前記距離測定手段により前記第２計測点までの第２距離Ｌ２を測定する第４工程と、
前記第１計測点から前記第２計測点までの距離をＭ，前記第１距離Ｌ１と前記第２距離Ｌ２との差をΔＬ，７軸の回転角度をθ７，前記距離計測手段が距離を測定する場合の測定方向が前記接地面に立つ法線に対してなす角をθ＿defとすると（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、７軸の誤差角度Δθ７を、以下の式
Δθ７＝arctan｛ΔＬ＊cos（θ＿def）／Ｍ｝−θ７
より求める第５工程と、
前記誤差角度Δθ７を用いて、７軸の原点位置を構成する第６工程とからなることを特徴とする７軸ロボットの７軸原点位置較正方法。
【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、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、
２軸を１軸の軸心に対してπ／２［ｒａｄ］回転させ、５軸の軸心が１軸の軸心と平行となるように４軸を前記設置面の方向に回転させ、７軸の軸心が前記設置面と平行となるように５軸を回転させた計測姿勢を取らせた後、１軸を任意の角度だけ回転させる位置・姿勢制御手段と、
７軸の軸心に取り付けられている測定板について、前記位置・姿勢制御手段が１軸を回転させる前の位置で、前記設置面側に設定される基準位置上に立つ法線方向に位置する前記測定板における７軸の軸心と直交する方向の一端側を第１計測点，前記位置・姿勢制御手段が１軸を回転させた後の位置で前記法線方向に位置する前記測定板における前記直交する方向の他端側を第２計測点として、
前記基準位置から前記第１計測点までの第１距離をＬ１，前記基準位置から前記第２計測点までの第２距離をＬ２，前記第１計測点から前記第２計測点までの距離をＭ，前記第１距離Ｌ１と前記第２距離Ｌ２との差をΔＬ，７軸の回転角度をθ７とすると（角度の単位は［ｒａｄ］とする）、７軸の誤差角度Δθ７を、以下の式
Δθ７＝arctan（ΔＬ／Ｍ）−θ７
より求め、前記誤差角度Δθ７を用いて、７軸の原点位置を較正する原点位置較正手段とを備えることを特徴とする７軸ロボットの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−３５３２９（Ｐ２０１２−３５３２９Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４４４４（Ｐ２０１０−１７４４４４）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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