旋轉中心點計算方法、旋轉軸線計算方法、程序的生成、動作方法以及機器人裝置的製作方法
2023-05-27 02:22:06 1
專利名稱：旋轉中心點計算方法、旋轉軸線計算方法、程序的生成、動作方法以及機器人裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用機械手(manipulator),計算旋轉體的旋轉中心點和連 接兩個旋轉體的旋轉中心點的旋轉軸線中至少任意一個的方法、程序的生 成方法、動作方法以及機器人(robot)裝置。
背景技術：
以往，作為求取旋轉體的旋轉中心點的方法，公知一種在旋轉體上的 規定位置粘附標記等，使旋轉體180度旋轉，在旋轉前和旋轉後拍攝標記， 將連接所得到的2點的線的中心位置作為旋轉體的中心點的方法(例如， 參照專利文獻1和專利文獻2)。
可是，在上述的現有技術的技術中，由於需要旋轉旋轉體，在其前後 拍攝旋轉體的標記，所以，需要攝影裝置作為外部設備，存在著系統變得 複雜的課題。
另外，對於使用機械手計算旋轉中心點和連接二個旋轉體的旋轉中心 點的旋轉軸線的方法，在此之前完全沒有被建議。 專利文獻1:特開2002—303592號公報 專利文獻2:特開2005 — 19963號公報
發明內容
本發明根據這樣的課題而提出，其目的在於，提供一種不必設置像攝 影裝置那樣的外部機器，能夠計算出旋轉體的旋轉中心點與連接二個旋轉 體的旋轉中心點的旋轉軸線等的方法。
本發明的旋轉中心點計算方法，使用機械手，通過轉動計算出進行加 工物的定位的定位裝置的旋轉面上的旋轉中心點，具備第1步驟，使用 機械手，獲得旋轉面上規定位置的位置信息；第2步驟，使定位裝置的旋 轉面180度旋轉；第3步驟，使用機械手，獲得180度旋轉後的旋轉面上
規定位置的位置信息；和第4步驟，根據由第l步驟獲得的位置信息和由 第3步驟獲得的位置信息，計算出將連接第1步驟中的規定位置和第3步 驟中規定位置的直線二等分的位置，作為定位裝置的旋轉面的旋轉中心 點。
根據這樣的方法，由於使用實際的系統等中所採用的機械手和定位裝 置，可進行旋轉面的旋轉中心點的計算，所以，不必設置像攝影裝置那樣 的外部設備，就能夠計算出旋轉體的旋轉中心點。
接著，本發明提供一種旋轉軸線計算方法，使用機械手，計算出對通 過轉動來進行加工物的定位的定位裝置的第1旋轉面上的旋轉中心點、和 與第1旋轉面對置並通過轉動來進行加工物的定位的第2旋轉面上的旋轉
中心點進行連接的旋轉軸線，具備第1步驟，使用機械手，獲得第1旋 轉面上的第1測量點的位置信息；第2步驟，使定位裝置的第1旋轉面180 度旋轉；第3步驟，使用機械手，獲得180度旋轉後的第1旋轉面上的第 1測量點的位置信息；第4步驟，根據第1步驟中獲得的位置信息和第3 步驟中獲得的位置信息，計算出將連接第1步驟中的第1測量點的位置和 第3步驟中的第1測量點的位置的直線二等分的位置，作為定位裝置的第 l旋轉面的旋轉中心點；第5步驟，使用機械手，獲得第2旋轉面上的第 2測量點的位置信息；第6步驟，使第2旋轉面180度旋轉；第7步驟， 使用機械手，獲得180度旋轉後的第2旋轉面上的第2測量點的位置信息； 第8步驟，根據第5步驟獲得的位置信息和第7步驟獲得的位置信息，計 算出將連接第5步驟中的第2測量點的位置和第7步驟中的上述第2測量 點的位置的直線二等分的位置，作為第2旋轉面的旋轉中心點；和第9步 驟，計算出連接定位裝置的第1旋轉面的旋轉中心點和第2旋轉面的旋轉 中心點的旋轉軸線。
根據這樣的方法，可使用實際系統等中所使用的機械手和定位裝置， 而不必設置外部設備地，計算出將通過轉動來進行加工物的定位的定位裝 置的第1旋轉面上的旋轉中心點、和與第1旋轉面對置並通過轉動來進行 加工物的定位的第2旋轉面上的旋轉中心點進行連接的旋轉軸線。
而且，在旋轉面被配置成相互對置的定位裝置中，通過測量各自的旋 轉面，與測量單面而生成的旋轉軸線相比，可以計算出更高精度的旋轉軸線。接著，本發明的程序生成方法，是用於使機械手、以及通過轉動來進 行加工物的定位的定位裝置中至少任意一個動作的程序的生成方法，具 備第1步驟，對表示程序中包含的定位裝置的旋轉面的旋轉中心點的位 置信息、和由本發明的旋轉中心點計算方法計算出的定位裝置的上述旋轉 面的旋轉中心點的位置信息進行比較；和第2步驟，根據第l步驟中比較 的結果，修正程序，生成新的動作程序。根據這樣的方法，由於能夠根據由本發明的旋轉中心點計算方法計算 出的旋轉中心點的位置信息，對程序中包含的旋轉中心點的位置信息進行 修正，所以能夠生成更正確地使機械手動作的動作程序。接著，本發明的動作方法，是用於使機械手和通過轉動來進行加工物 的定位的定位裝置中至少任意一個動作的動作方法，具備根據由本發明的 程序生成方法生成的動作程序，使機械手和定位裝置中至少任意一個動作 的步驟。根據這樣的方法，通過根據由本發明的旋轉中心點計算方法計算出的 旋轉中心點的位置信息，使用對程序中包含的旋轉中心點的位置信息進行 修正後的動作程序，可更加正確地使機械手和定位裝置中至少任意一個動 作。接著，本發明的機器人裝置，是通過轉動計算出進行加工物定位的定 位裝置的旋轉面上的旋轉中心點的機器人裝置，具備機械手；動作控制 部，其使用機械手，獲得旋轉面上的規定位置的第1位置信息，並且使定 位裝置的旋轉面180度旋轉，獲得旋轉後的規定位置的第2位置信息；和 旋轉中心點運算部，其使用由動作控制部獲得的第1位置信息和第2位置 信息，計算出將連接使旋轉面旋轉之前的規定位置和使旋轉面旋轉後的規 定位置的直線二等分的位置，作為定位裝置的旋轉面的旋轉中心點。通過這樣的構成，由於使用實際系統等中所使用的機械手和定位裝置 能夠進行旋轉面的旋轉中心點的計算，所以，不必設置像攝影裝置那樣的 外部機器，就能夠計算出旋轉體的旋轉中心點。接著，本發明的機器人裝置，計算出將通過轉動來進行加工物定位的 定位裝置的第1旋轉面上的旋轉中心點、和與第1旋轉面對置並通過轉動
來進行加工物定位的第2旋轉面上的旋轉中心點進行連接的旋轉軸線，具備.-機械手；動作控制部，其使用機械手，獲得第1旋轉面上的第1測量 點的第l位置信息，並且使定位裝置的第1旋轉面180度旋轉，獲得旋轉 後的第1測量點的第2位置信息，使用機械手，獲得第2旋轉面上的第2 測量點的第3位置信息，並且使第2旋轉面180度旋轉，獲得旋轉後的第 2測量點的第4位置信息；和旋轉軸線運算部，其使用由動作控制部獲得 的第1位置信息和第2位置信息，計算出將連接使第1旋轉面旋轉之前的 第1測量點的位置和使第1旋轉面旋轉後的第1測量點的位置的直線二等 分的位置，作為定位裝置第l旋轉面的旋轉中心點，使用由動作控制部獲 得的第3位置信息和第4位置信息，計算出將連接使旋轉面旋轉之前的第 2測量點的位置和使旋轉面旋轉後的第2測量點的位置的直線二等分的位 置，作為第2旋轉面的旋轉中心點，計算出連接定位裝置的第1旋轉面的 旋轉中心點和第2旋轉面的旋轉中心點的旋轉軸線。通過這樣的構成，由於可使用實際系統等中所使用的機械手和定位裝 置，計算出將通過轉動來進行加工物定位的定位裝置的第1旋轉面上的旋 轉中心點、和與第1旋轉面對置並通過轉動來進行加工物定位的第2旋轉 面上的旋轉中心點進行連接的旋轉軸線，所以，不必設置像攝影裝置那樣 的外部設備，就能計算出旋轉體的旋轉軸線。而且，在旋轉面被配置成相互對置的定位裝置中，通過測量各自的旋 轉面，與測量一面能夠生成的旋轉軸線相比，可計算出更高精度的旋轉軸 線。並且，也可以具備使用由旋轉中心點運算部運算出的定位裝置的旋轉 面的旋轉中心點的位置坐標，進行模擬運算和離線指點的至少任意一個的 模擬運算部。通過這樣的構成，能提供使用由旋轉中心點運算部運算出的旋轉中心 點的位置坐標，精度良好地進行模擬運算或離線指點的機器人裝置。另外，機器人裝置，可以具備具有動作控制部的機器人控制裝置、和 具有模擬運算部的模擬裝置。根據這樣的構成，還能夠通過獨立地設置機器人控制裝置和模擬裝 置，實現更實用的構成。而且，機器人控制裝置也可以是具有旋轉中心點運算部的構成。 通過這樣的構成，由於還能夠在機器人控制裝置側進行旋轉中心點的運算，所以，既提高了模擬裝置的通用性，又能夠進行高精度的模擬運算和離線指點中的至少任意一個。並且，模擬裝置也可以是具有旋轉中心點運算部的構成。 通過這樣的構成，由於還能夠在模擬裝置側進行旋轉中心點的運算，所以，當機器人控制裝置沒有進行運算的功能時，也能夠進行高精度的模擬運算以及離線指點中至少任意一個。如上所述，通過本發明，能夠提供不必設置像攝影裝置那樣的外部機器，可計算出旋轉體的旋轉中心點與連接二個旋轉體的旋轉中心點的旋轉軸線等的方法。
圖1是表示本發明第1實施方式中的機器人裝置的構成的圖。圖2是用於說明本發明第1實施方式中的、用於求出作為定位裝置一 個例子的旋轉位置控制器(positioner)的旋轉面的旋轉中心點的方法的圖。圖3是用於說明本發明第1實施方式中的、使用機器人裝置計算旋轉 位置控制器的旋轉面的旋轉中心點的步驟的流程圖。圖4是用於說明本發明第2實施方式中的、對連接相對配置的旋轉面 的旋轉中心點的旋轉軸線進行計算的方法的圖。圖5是用於對本發明第2實施方式中的、求出旋轉位置控制器的旋轉 面以及旋轉面的旋轉中心點的動作，和求出連接各自的旋轉中心點的旋轉 軸線的動作進行說明的流程圖。圖6是表示本發明第3實施方式中的機器人裝置的構成的圖。圖7是表示本發明第4實施方式中的機器人裝置的構成的圖。圖8是表示本發明第5實施方式中的機器人裝置的構成的圖。 圖中101 —機械手，102 —旋轉位置控制器，103 —第1測量姿勢，104 — 第2測量姿勢，105 —量具(tool), 106—(第l)旋轉面，107 —臂，108 一標記，111、 112— (量具的)前端位置，113、 216 —旋轉中心點，203 一 (第2)旋轉面，211、 212—第1測量點，214、 215 —第2測量點，217
一旋轉軸線，218 —工卡模具，301—機器人控制裝置，302 —測量點存儲 部，303、 314 —修正量運算部，304、 315 —修正量存儲部，305 —動作控 制部，311—模擬裝置，312—修正量取入部，313—測量點取入部，316 — 模擬運算部，400、 402、 404、 406、 408 —機器人裝置。
具體實施方式
下面， 一邊參照附圖一邊對本發明的實施方式進行說明。但是，本發 明並不局限於該實施方式。 (第1實施方式)首先，使用圖1和圖2，對本發明的第1實施方式進行說明。圖1是表示本發明第1實施方式中的機器人裝置400的構成的圖。另 外，圖2是用於說明本發明第1實施方式中的、用於求出作為定位裝置一 個例子的旋轉位置控制器的旋轉面的旋轉中心點的方法的圖。如圖1所示，機器人裝置400具備機械手101和進行該機械手101 的控制的機器人控制裝置301。機器人控制裝置301具備測量點存儲部302，其存儲通過使機械手 101動作而測量的測量點的位置信息；修正量運算部303，其根據存儲在 測量點存儲部302中的位置信息，運算動作程序的修正量；修正量存儲部 304，其存儲由修正量運算部303運算出的修正量；和動作控制部305，其 具有進行機械手101的動作控制的動作程序，並且測量基於械手101的移 動的位置信息。其中，動作控制部305進行機械手101的動作控制，並且 還進行旋轉位置控制器102的旋轉控制。如圖2所示，機械手101利用操作手(hand)或末端執行器(end effector) 等保持量具105，通過移動臂107來進行加工物的加工等。旋轉位置控制器102是通過使旋轉面106轉動，來進行由機械手101 加工的加工物的定位的定位裝置(在圖2中，設Y軸是旋轉面106的旋轉 軸方向，旋轉面106位於X—Z平面方向)。在本實施方式中，機械手101被用於測量旋轉位置控制器102的旋轉 面106的旋轉中心點113的位置。另夕卜，在圖2中，機械手101的臂107實際可以是1個，但是為了說 明使用機械手101測量旋轉中心點113的位置所必要的2個姿勢(後面進 行描述)，方便起見，重疊表示了兩個臂107的姿勢。而且，在圖2中，設置在旋轉位置控制器102的旋轉面106上的規定 位置的標記108實際上也可以是1個，但是為了容易理解使旋轉面106旋 轉180度前後的狀態，方便起見，進行了重疊表示。在以上所述的機器人裝置400中，對用於計算旋轉位置控制器102的 旋轉面106的旋轉中心點113的動作進行說明。圖3是用於說明本發明第 1實施方式中的、使用機器人裝置400對旋轉位置控制器102的旋轉面106 的旋轉中心點的位置進行計算的步驟的流程圖。如圖3所示，首先，將作為測量對象的旋轉位置控制器102的旋轉面 106設為任意的旋轉角度位置，使安裝在機械手101的量具105的前端(端 部)，向設置在旋轉位置控制器102的旋轉面106上的任意位置(除了旋 轉中心點附近之外)的標記108移動(S2)。此時，如果讓量具105的前 端與標記108接觸，則可實現標記108的位置信息的更正確的測量。在該步驟S2中的機械手101的姿勢是圖2中的第1測量姿勢103，在 該狀態下，安裝在機械手101的量具105的前端位置111位於標記108上。 機器人控制裝置301的動作控制部305測量此時標記108的位置坐標(第 1位置信息，具體而言是量具105的前端位置111的位置坐標)，並存儲到 測量點存儲部302中(S4)。這裡，作為標記108的例子，能夠列舉對旋轉面106進行刻劃形成印 記、衝孔添加印記和記載印記的例子等。接著，使作為測量對象的旋轉位置控制器102的旋轉面106旋轉180 度(S6)。然後，動作控制部305使機械手101動作，使得量具105的前端再次 向旋轉後的標記108的位置移動(S8)。該步驟S8中的機械手101的姿勢是圖2中的第2測量姿勢104，在該 狀態下，安裝在機械手101的量具105的前端位置112位於標記108上。 機器人控制裝置301的動作控制部305測量此時標記108的位置坐標(第 2位置信息，具體而言是量具105的前端位置112的坐標)，並向測量點存 儲部302進行存儲(SIO)。 接著，機器人控制裝置301內的修正量運算部303作為旋轉中心點運 算部而發揮功能，進行用於計算以下所示的旋轉面106的旋轉中心點113 的運算。修正量運算部303，計算出將對存儲在測量點存儲部302中的由步驟 S4測量的量具105的前端位置111的位置坐標、和由步驟S10測量的量具 105的前端位置112的位置坐標進行連接的直線二等分的點，作為旋轉位 置控制器102的旋轉面106的旋轉中心點113 (S12)。然後，將旋轉中心 點113的位置信息存儲到修正量存儲部304中。如上所述，根據本實施方式中的旋轉中心點計算方法，不必多餘設置 攝影機構等特別的檢測用裝置，就能夠測量旋轉位置控制器102的旋轉面 106的旋轉中心點113。並且，如由圖3的虛線包圍的部分所示，在需要進行機器人裝置400 的動作修正時，由修正量運算部303計算出通過上述測量而求出的旋轉位 置控制器102的旋轉面106的旋轉中心點113、和預先賦予給機器人控制 裝置301的旋轉位置控制器102的旋轉中心點的偏移量(S14)。接著，將 該偏移量向修正量存儲部304存儲(S16)。由此，動作控制部305能夠使 用存儲在修正量存儲部304中的偏移量，進行機械手IOI的動作修正。通 過進行這樣的修正，能夠提高機器人裝置400的機械手101的動作精度。另外，作為與預先賦予給機器人控制裝置301的旋轉位置控制器102 的旋轉中心點相關的信息的例子，能夠列舉為了使機械手101等動作而存 儲在機器人控制裝置301的動作控制部305中的、控制程序中的旋轉位置 控制器102的旋轉中心點的位置信息等。而且，在本實施方式中，對使用標記108來計算出旋轉面106的旋轉 中心點的位置的例子進行了說明，但並不是局限於使用標記108，也可以 通過將安裝在旋轉位置控制器102的旋轉面106並與旋轉面106 —起旋轉 的工卡模具等的任意點作為測量對象，測量旋轉面106旋轉前後該點的坐 標，來求出旋轉面106的旋轉中心點的坐標。並且，在本實施方式中，表示了機械手IOI的臂107為一根，設置在 旋轉面106的標記108為一個的例子，但本發明並不局限於該例子。例如， 也可以設機械手101的臂107為多個，通過不同的臂107測量旋轉面106 的開店前後標記108的位置，通過將設置於旋轉面106的標記108設為多 個，根據各自的標記的坐標計算旋轉中心點的坐標，使用這些多個旋轉中 心點可提高旋轉中心點位置的測量精度。(第2實施方式)下面，使用圖1和圖4，對本發明的第2實施方式進行說明。圖4是 用於說明本發明第2實施方式中的、對連接相對配置的旋轉面的旋轉中心 點的旋轉軸線進行計算的方法的圖。其中，在本實施方式中，對與第1實施方式一樣的主要構成部件賦予 同一符號並省略詳細的說明。機器人裝置402與第1實施方式中的機器人 裝置400 —樣，具備用於控制機械手101的機器人控制裝置301。本實施方式的機器人裝置402，不僅能夠計算出用於保持加工物的對 置的二個旋轉面106、 203各自的旋轉中心點113、 216，還能夠計算出連 接各自的旋轉中心點113、 216的旋轉軸線217。在圖4中，機械手101被用於測量旋轉位置控制器102的旋轉面106 的旋轉中心點。旋轉位置控制器102是裝載放置加工物、通過轉動進行定 位的定位裝置，由機械手101進行旋轉面106的旋轉中心點113的測量。而且，旋轉面203是自由旋轉地配置在與旋轉位置控制器102的旋轉 面106對置的位置的面。旋轉面106和旋轉面203共用旋轉軸。旋轉面203 伴隨著旋轉位置控制器102的旋轉面106的轉動而轉動。在旋轉面106和旋轉面203，安裝有用於裝載放置加工物等的框體狀 工卡模具218。工卡模具218被支撐於旋轉面106和旋轉面203，通過旋 轉位置控制器102旋轉而轉動。在如上所述的機器人裝置402中，對求出旋轉位置控制器102的旋轉 面106及旋轉面203的旋轉中心點113、 216的動作，以及求出連接各自 的旋轉中心點113、 216的旋轉軸線217的動作進行說明。圖5是用於對 本發明第2實施方式中的、求出旋轉位置控制器的旋轉面及旋轉面的旋轉 中心點的動作、以及求出連接各自的旋轉中心點的旋轉軸線的動作進行說 明的流程圖。另外，對於進行測量的順序本發明沒有限定，但在本實施方式中，舉
例說明了首先進行旋轉位置控制器102的旋轉面106的旋轉中心點113的 測量，接著進行與旋轉位置控制器102的旋轉面106對置的旋轉面203的 旋轉中心點216的測量的情況。首先，對進行旋轉位置控制器102的旋轉面106的旋轉中心點113的 測量的例子進行說明。如圖5所示，首先，旋轉中心點113的測量與第1實施方式中說明的 一樣，將作為測量對象的旋轉位置控制器102的旋轉面106設為任意的旋 轉角度位置，使機械手101動作，使得量具105前端(端部)向與旋轉位 置控制器102的旋轉面106 —起旋轉的工卡模具218的旋轉面106面上的 規定位置(這裡是工卡模具218的角的點(記為第l測量點，參照圖4)) 移動(S20)。此時，通過使量具105的前端與第1測量點211接觸，能夠更正確地 測量位置坐標。動作控制部305測量此時安裝在機械手101的量具105的前端位置的 坐標，作為第1位置信息存儲到機器人控制裝置301內的測量點存儲部302 中(S22)。接著，使測量對象的旋轉位置控制器102的旋轉面106旋轉180度 (S24)。然後，動作控制部305使量具105的前端再次向旋轉後的第1測量點 212移動(S26)，測量此時安裝在機械手101的量具105的前端位置，作 為第2位置信息向測量點存儲部302存儲(S28)。另外，在圖4中，如果實際上使旋轉位置控制器102的旋轉面106旋 轉180度，則工卡模具218的狀態與圖4所示的狀態不同，但這裡為了簡 化說明，表示了 180度旋轉前的狀態(步驟S22的狀態)。接著，說明對位於與旋轉位置控制器102的旋轉面106對置的位置的 旋轉面203側的旋轉中心點216進行測量的情況。對於該測量而言，首先，也與旋轉位置控制器102側的旋轉中心點113 的測量一樣，將測量對象的旋轉位置控制器102的旋轉面106設為任意的 旋轉角度位置(S32)。該任意的旋轉角度位置在步驟S22和步驟S28中， 未必需要與測量第1測量點211、 212時的角度相同。 然後，使機械手101向與旋轉面203 —起旋轉的工卡模具218的旋轉 面203面上的角(將該點記為第2測量點214)移動(S34)。動作控制部305測量此時安裝在機械手201的量具105的前端位置 (S36)，作為第3位置信息向測量點存儲部302存儲。接著，通過使旋轉位置控制器102的旋轉面106旋轉，使得對置的旋 轉面203旋轉180度(S38)。然後，將量具105的前端再次向旋轉面203旋轉後的第2測量點215 移動(S40)。並且，動作控制部305測量此時量具105的前端位置(S42)， 作為第4位置信息存儲到測量點存儲部302中。這裡，機器人控制裝置301內的修正量運算部303如以下所示，進行 用於計算出旋轉面106的旋轉中心點113和旋轉面203的旋轉中心點216 的計算。首先，修正量運算部303，計算出將對存儲在測量點存儲部302中的 由步驟S22測量的量具105的前端位置的位置坐標(第1位置信息、第1 測量點211的位置坐標)、和由步驟S28測量的量具105的前端位置的位 置坐標(第2位置信息、第1測量點212的位置坐標)進行連接的直線二 等分的點，作為旋轉位置控制器102的旋轉面106的旋轉中心點1B。並 且，將旋轉中心點113的位置信息存儲到修正量存儲部304中。接著，修正量運算部303，計算出將對存儲在測量點存儲部302中的 由步驟S36測量的量具105的前端位置的位置坐標(第3位置信息、第2 測量點214的位置坐標)、和由步驟S42測量的量具105的前端位置的位 置坐標(第4位置信息、第2測量點215的位置坐標)進行連接的直線二 等分的點，作為旋轉面203的旋轉中心點216。並且，將旋轉中心點216 的位置信息存儲到修正量存儲部304中(S44)。接著，修正量運算部303作為旋轉軸線運算部而發揮功能，計算出將 由步驟S44計算出的旋轉位置控制器102的旋轉面106的旋轉中心點113、 和旋轉面203的旋轉中心點216連接的直線，即旋轉位置控制器102的旋 轉軸線217 (S46)。表示由修正量運算部303計算出的旋轉軸線217的坐 標的信息，被存儲到修正量存儲部304中。如上所述，根據本實施方式中的機器人裝置402，通過在旋轉面106
和旋轉面203被配置成相互對置的定位裝置中，計算出旋轉面106、 203 各自的旋轉中心點113、 216，將連接旋轉中心點113、 216的直線設為旋 轉軸線217，與以往的方法相比，能夠更簡單、高精度地計算出旋轉軸線。另外，在本實施方式中，將第1測量點211、 212和第2測量點214、 215分別作為位於旋轉面106和旋轉面203面上的角點的例子進行了說明， 但本發明並不局限於該例子。通過將工卡模具218上互不相同的任意2點 作為第1測量點和第2測量點，雖然不能計算出旋轉面的旋轉中心點，但 可以計算出旋轉軸線。此外，在需要進行機器人裝置402的機械手101的動作修正時，如圖 5的虛線部分所示，由修正量運算部303計算出通過測量而求出的旋轉位 置控制器102的旋轉面106的旋轉中心點113、與預先賦予給機器人控制 裝置301的旋轉位置控制器102的旋轉中心點的偏移量(S48)，並將該偏 移量向修正量存儲部304存儲(S50)。另外，由修正量運算部303計算出 通過測量而求出的旋轉面203的旋轉中心點216、和預先賦予給機器人控 制裝置301的旋轉面203的旋轉中心點的偏移量(S48)，並將該偏移量向 修正量存儲部304存儲(S50)。並且，也可以將這些存儲在修正量存儲部 304中的信息(修正量)用於機器人裝置402的機械手101的動作修正。 通過進行這樣的修正，能夠提高機器人裝置402的控制精度。而且，在本實施方式中，對通過測量安裝在旋轉面106、 203的工卡 模具218的角點的坐標，求出旋轉面106、 203各自的旋轉中心點113、 216 與旋轉軸線217的例子進行了說明，但本發明並不局限於此。也可以與第 l實施方式一樣，在旋轉面106和旋轉面203上設置標記，測量該標記的 位置坐標，來求出各旋轉面的旋轉中心點。(第3實施方式)下面，使用圖6對本發明第3實施方式進行說明。圖6是表示本發明 第3實施方式中的機器人裝置404的構成的圖。並且，在本實施方式中， 對於與第1實施方式或第2實施方式一樣的主要構成部件賦予同一符號並 省略詳細的說明。本實施方式的機器人裝置404與第1實施方式的機器人裝置400或第
2實施方式的機器人裝置402的不同點在於，根據通過第1實施方式與第 2實施方式中所說明的方法計算出的修正量，使用模擬功能來修正機器人 的動作程序。如圖6所示，機器人裝置404具備機械手101、機器人控制裝置301、 和進行模擬來生成機器人控制裝置301中所使用的動作程序的模擬裝置 311。機器人控制裝置301除了第1實施方式以及第2實施方式中所說明的 測量點存儲部302、修正量運算部303、修正量存儲部304和動作控制部 305之外，還具備用於存儲由模擬裝置311生成的動作程序的動作程序存 儲部318。動作控制部305通過執行存儲在動作程序存儲部318中的動作程序， 控制機械手101的動作。模擬裝置311具備修正量取入部312，其與機器人控制裝置301分 開設置，從機器人控制裝置301取入修正量；修正量存儲部315，其存儲 由修正量取入部312取入的修正量；模擬運算部316，其根據存儲在修正 量存儲部315中的修正量，進行用於使機械手101和旋轉位置控制器102 中至少任意一個動作的模擬運算及離線(offline)指點中的至少一個；和 動作程序存儲部317，其存儲所生成的動作程序作為模擬運算部316的運 算結果。模擬裝置311通過修正量取入部312取入表示存儲在機器人控制裝置 301的修正量存儲部304中的修正量的信息(修正信息)，存儲到修正量存 儲部315。存儲到修正量存儲部315中的修正信息，被取入到進行機器人 動作的模擬和離線指點中至少任意一個的模擬運算部316中。本實施方式中，當在模擬運算部316中進行模擬運算時，通過使用所 取入的修正信息，例如，在模擬裝置311內可以修正三維坐標上所表達的 旋轉位置控制器的配置與傾斜，在假想現實世界的旋轉位置控制器的配置 位置、和實際被配置的旋轉位置控制器的配置位置之間，能夠減少傾斜與 位置偏移。因此，通過本實施方式，可以進行精度高的模擬運算與離線指 點。並且，在機器人裝置404的模擬裝置311中，進行了這樣精度高的模 擬運算與離線指點，結果，將所生成的動作程序存儲到動作程序存儲部317中。這裡，修正之前的控制程序也可以從機器人控制裝置301發送到模擬 裝置311，由模擬裝置311修正該動作程序，還可以不從機器人控制裝置 301發送，而是將動作程序預先存儲到模擬裝置311，由模擬裝置311修 正該動作程序。機器人控制裝置301，將存儲在模擬裝置311的動作程序存儲部317 中的機器人裝置404的控制程序，取入到機器人控制裝置301內的動作程 序存儲部318內。並且，機器人裝置301內的動作控制部305，通過讀出 並執行存儲在動作程序存儲部318中的控制程序，對機械手101和旋轉位 置控制器102中至少任意一個的動作進行控制。這樣，通過本實施方式，由於可根據進行精度高的模擬運算與離線指 點的動作程序，使實際配置的機械手101與旋轉位置控制器102動作，所 以，能夠進一步提高動作精度。(第4實施方式)下面，使用圖7對本發明第4實施方式進行說明。圖7是表示本發明 第4實施方式的機器人裝置406的構成的圖。另外，在圖7中，對於與第 3實施方式的機器人裝置404 —樣的主要構成部件賦予同一符號並省略詳 細的說明。本實施方式的機器人裝置406與第3實施方式的機器人裝置404的不 同之處在於，不是由機器人控制裝置301計算出修正量，而是由模擬裝置 311計算出修正量。如圖7所示，機器人裝置406具備機械手101、機器人控制裝置301 和模擬裝置311。機器人控制裝置301具備測量點存儲部302、動作控制部305和動 作程序存儲部318。模擬裝置3〗1具備測量點取入部33，其取入由機器人控制裝置301 測量的針對測量點的信息(具體而言是標記108、第1測量點211和第2 測量點214等的坐標測量結果)；修正量運算部314，其使用由測量點取入 部313取入的測量點的信息，計算出旋轉面的旋轉中心點與旋轉軸線等；
修正量存儲部315，其存儲修正量運算部314中的運算結果；模擬運算部316，其根據存儲在修正量存儲部315中的信息，執行用於使機械手101 和旋轉位置控制器102中的至少任意一個動作的模擬運算及離線指點中的 至少任意一個；以及動作程序存儲部317，其存儲所生成的動作程序作為 由模擬運算部316運算的結果。模擬裝置311通過測量點取入部313，從機器人控制裝置301內的測 量點存儲部302獲得關於測量點的信息。然後，由修正量運算部314運算 修正信息，將計算後的修正信息存儲到修正量存儲部315中。在模擬運算部316中，使用修正信息進行模擬或離線指點，將機械手 101和旋轉位置控制器102中至少任意一個的控制程序存儲到動作程序存 儲部317中，將存儲在該動作程序存儲部317中的動作程序取入到機器人 控制裝置301，控制機械手101等。這樣，通過本實施方式，由於即使在機器人控制裝置301不具有運算 修正量的功能時，通過使模擬裝置311具有運算修正量的功能，也能夠根 據進行了精度高的模擬或離線指點後的動作程序，使實際配置的機械手 101或旋轉位置控制器102動作，所以能夠提高動作精度。(第5實施方式)使用圖8，對本發明的第5實施方式進行說明。圖8是表示本發明第 5實施方式的機器人裝置408的構成的圖。其中，在圖8中，也對於與第3實施方式和第4實施方式一樣的主要 構成部件賦予同一符號，並省略詳細的說明。本實施方式的機器人裝置408與第3實施方式的機器人裝置404的不 同之處在於不具有模擬裝置311，在機器人控制裝置301內具備模擬運算 部316，機器人控制裝置301內進行使用了修正信息的模擬或指點，以控 制機械手101及旋轉位置控制器102中至少任意一個。在機器人控制裝置301中，根據存儲於測量點存儲部302的信息，由 修正量運算部303計算出修正信息，並存儲到修正量存儲部304的方面與 第3實施方式一樣。動作控制部305具有模擬運算部316。模擬運算部316可以用修正信
息對例如三維坐標上表達的假想現實世界的旋轉位置控制器的配置或傾 斜進行修正。通過機器人裝置408，可以進行假想現實世界的旋轉位置控 制器、與實際配置的旋轉位置控制器的配置位置或傾斜的偏移少、精度高 的模擬或離線指點。如上所述，通過本實施方式，由於能夠使機器人控制裝置301內具有 模擬功能，所以，不必與機器人控制裝置301分開設置模擬裝置311，可 以進行精度高的模擬或離線指點，從而能夠以高的精度使機械手101等動 作。如上所述，通過本發明，不必設置像攝影裝置那樣的外部機器，起到 了能夠計算出旋轉體的旋轉中心點或連接二個旋轉體的旋轉中心點的旋 轉軸線等特別的效果，因此，對於作為使用機械手來計算出旋轉體的旋轉 中心點、和連接二個旋轉體的旋轉中心點的旋轉軸線中至少任意一個的方 法等是有用的。
權利要求
1. 一種旋轉中心點計算方法，使用機械手，通過轉動計算出進行加工物定位的定位裝置的旋轉面上的旋轉中心點，具備第1步驟，使用所述機械手，獲得所述旋轉面上規定位置的位置信息；第2步驟，使所述定位裝置的所述旋轉面180度旋轉；第3步驟，使用所述機械手，獲得180度旋轉後的所述旋轉面上的所述規定位置的位置信息；第4步驟，根據所述第1步驟中獲得的位置信息和所述第3步驟中獲得的位置信息，計算出將連接所述第1步驟中的所述規定位置和所述第3步驟中的所述規定位置的直線二等分的位置，作為所述定位裝置的所述旋轉面的旋轉中心點。
2、 一種旋轉軸線計算方法，使用機械手，計算出將通過轉動來進行 加工物的定位的定位裝置的第1旋轉面上的旋轉中心點、和與所述第1旋 轉面對置並通過轉動進行所述加工物定位的第2旋轉面上的旋轉中心點進 行連接的旋轉軸線，具備第1步驟，使用所述機械手，獲得所述第1旋轉面上的第1測量點的 位置信息；第2步驟，使所述定位裝置的所述第1旋轉面180度旋轉；第3步驟，使用所述機械手，獲得180度旋轉後的所述第1旋轉面上 的所述第1測量點的位置信息；第4步驟，根據所述第1步驟中獲得的位置信息和所述第3步驟中獲 得的位置信息，計算出將連接所述第1步驟中的所述第1測量點的位置和 所述第3步驟中的所述第1測量點的位置的直線二等分的位置，作為所述 定位裝置的所述第1旋轉面的旋轉中心點；第5步驟，使用所述機械手，獲得所述第2旋轉面上的第2測量點的 位置信息，第6步驟，使所述第2旋轉面180度旋轉；第7步驟，使用所述機械手，獲得180度旋轉後的所述第2旋轉面上 的所述第2測量點的位置信息； 第8步驟，根據所述第5步驟中獲得的位置信息和所述第7步驟中獲 得的位置信息，計算出將連接所述第5步驟中的所述第2測量點的位置和 所述第7步驟中的所述第2測量點的位置的直線二等分的位置，作為所述 第2旋轉面的旋轉中心點；和第9步驟，計算出將所述定位裝置的所述第1旋轉面的旋轉中心點和 所述第2旋轉面的旋轉中心點進行連接的旋轉軸線。
3、 一種程序的生成方法，是用於使機械手以及通過轉動來進行加工物定位的定位裝置中至少任意一個動作的程序的生成方法，具備第1步驟，對表示所述程序中包含的所述定位裝置的旋轉面的旋轉中 心點的位置信息、和由權利要求1所述的旋轉中心點計算方法計算出的所述定位裝置的所述旋轉面的旋轉中心點位置信息進行比較；禾口第2步驟，根據所述第l步驟中比較的結果，修正所述程序，生成新 的動作程序。
4、 一種動作方法，用於使機械手以及通過轉動來進行加工物定位的 定位裝置中至少任意一個動作，具備根據由權利要求3所述的程序生成方法而生成的動作程序，使機械手 和定位裝置中至少任意一個動作的步驟。
5、 一種機器人裝置，通過轉動計算出進行加工物定位的定位裝置的 旋轉面上的旋轉中心點，具備機械手；動作控制部，其使用所述機械手，獲得所述旋轉面上的規定位置的第 l位置信息，並且使所述定位裝置的所述旋轉面180度旋轉，獲得旋轉後的所述規定位置的第2位置信息；和旋轉中心點運算部，其使用由所述動作控制部獲得的所述第1位置信息和所述第2位置信息，計算出將連接使所述旋轉面旋轉之前的所述規定 位置和使所述旋轉面旋轉後的所述規定位置的直線二等分的位置，作為所 述定位裝置的所述旋轉面的旋轉中心點。
6、 一種機器人裝置，計算出將通過轉動來進行加工物定位的定位裝 置的第1旋轉面上的旋轉中心點、和與所述第1旋轉面對置並通過轉動來 進行所述加工物定位的第2旋轉面上的旋轉中心點進行連接的旋轉軸線， 具備機械手；動作控制部，其使用所述機械手，獲得所述第1旋轉面上的第1測量點的第1位置信息，並且使所述定位裝置的所述第1旋轉面180度旋轉， 獲得旋轉後的所述第1測量點的第2位置信息，使用所述機械手，獲得所述第2旋轉面上的第2測量點的第3位置信 息，並且使所述第2旋轉面180度旋轉，獲得旋轉後的所述第2測量點的 第4位置信息；和旋轉軸線運算部，其使用由所述動作控制部獲得的所述第l位置信息 和所述第2位置信息，計算出將連接使所述第1旋轉面旋轉之前的所述第 1測量點的位置和使所述第1旋轉面旋轉後的所述第1測量點的位置的直 線二等分的位置，作為所述定位裝置的所述第1旋轉面的旋轉中心點，使用由所述動作控制部獲得的所述第3位置信息和所述第4位置信 息，計算出將連接使所述旋轉面旋轉之前的所述第2測量點的位置和使所 述旋轉面旋轉後的所述第2測量點的位置的直線二等分的位置，作為所述 第2旋轉面的旋轉中心點，計算出將所述定位裝置的所述第1旋轉面的旋轉中心點和所述第2旋 轉面的旋轉中心點進行連接的旋轉軸線。
7、 根據權利要求5所述的機器人裝置，其特徵在於， 具備使用由旋轉中心點運算部計算出的所述定位裝置的所述旋轉面的旋轉中心點的位置坐標，進行模擬運算和離線指點中至少任意一個的模 擬運算部。
8、 根據權利要求7所述的機器人裝置，其特徵在於， 所述機器人裝置具備具有所述動作控制部的機器人控制裝置；和 具有所述模擬運算部的模擬裝置。
9、 根據權利要求8所述的機器人裝置，其特徵在於， 所述機器人控制裝置具有所述旋轉中心點運算部。
10、 根據權利要求8所述的機器人裝置，其特徵在於， 所述模擬裝置具有所述旋轉中心點運算部。
全文摘要
一種旋轉中心點計算方法，使用機械手，通過轉動計算出進行加工物定位的定位裝置的旋轉面上的旋轉中心點，其具備第1步驟，使用機械手，獲得旋轉面上的規定位置的位置信息；第2步驟，使定位裝置的旋轉面180度旋轉；第3步驟，使用機械手，獲得180度旋轉後的旋轉面上的規定位置的位置信息；和第4步驟，根據第1步驟中獲得的位置信息和第3步驟中獲得的位置信息，計算出將連接第1步驟中的規定位置和第3步驟中的規定位置的直線二等分的位置，作為定位裝置的旋轉面的旋轉中心點。
文檔編號B25J13/08GK101213049SQ20078000002
公開日2008年7月2日 申請日期2007年1月17日 優先權日2006年5月31日
發明者岡崎嘉幸, 平山正彌 申請人:松下電器產業株式會社