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公開番号2025141459
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024041402
出願日2024-03-15
発明の名称制御方法およびロボットシステム
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B25J 9/10 20060101AFI20250919BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】ロボットアームの組立精度によらず、ロボットアームを高い位置精度で駆動することができる制御方法およびロボットシステムを提供すること。
【解決手段】第1距離に対応する第1基準データと、第1取得ステップで取得した第1距離と、に基づいて、第1位置誤差を算出するとともに、第2距離に対応する第2基準データと、第2取得ステップで取得した第2距離と、に基づいて、第2位置誤差を算出する算出ステップと、第1位置誤差および第2位置誤差に基づいて、基準姿勢における各関節の回転角度に対する、第1取得ステップおよび第2取得ステップを実行した時点でのロボットアームが基準姿勢をとった場合の各関節の回転角度のズレを取得する誤差情報取得ステップと、を有する制御方法。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
制御点が設定され、アームを回転可能に接続する複数の関節を有し、互いに異なる基準姿勢、第１姿勢および第２姿勢をとり得るロボットアームと、前記ロボットアームの先端部に装着可能である互いの測定軸が直交する３つの距離計と、を備えるロボットシステムの制御方法であって、
前記ロボットアームを前記第１姿勢とし、前記３つの距離計を用いて、前記制御点から測定基準となる球体の中心までの第１距離を取得する第１取得ステップと、
前記ロボットアームを前記第２姿勢とし、前記３つの距離計を用いて、前記制御点から前記球体の中心までの第２距離を取得する第２取得ステップと、
前記第１距離に対応する第１基準データと、前記第１取得ステップで取得した前記第１距離と、に基づいて、第１位置誤差を算出するとともに、前記第２距離に対応する第２基準データと、前記第２取得ステップで取得した前記第２距離と、に基づいて、第２位置誤差を算出する算出ステップと、
前記第１位置誤差および前記第２位置誤差に基づいて、前記基準姿勢における各前記関節の回転角度に対する、前記第１取得ステップおよび前記第２取得ステップを実行した時点での前記ロボットアームが前記基準姿勢をとった場合の各前記関節の回転角度のズレを取得する誤差情報取得ステップと、を有することを特徴とする制御方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１姿勢は、前記基準姿勢から第１方向に前記ロボットアームを傾けた姿勢であり、
前記第２姿勢は、前記基準姿勢から前記第１方向と反対方向の第２方向に前記ロボットアームを傾けた姿勢である請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記誤差情報取得ステップで取得した各前記関節の回転角度のズレに基づいて、前記ロボットアームの動作設定を調整する調整ステップを有する請求項１または２に記載の制御方法。
【請求項４】
制御点が設定され、アームを回転可能に接続する複数の関節を有し、互いに異なる基準姿勢、第１姿勢および第２姿勢をとり得るロボットアーム、および前記ロボットアームの先端部に設けられ、互いの測定軸が直交する３つの距離計を備えるロボットと、前記ロボットアームの作動を制御するとともに各前記距離計と接続された制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ロボットアームを前記第１姿勢とし、前記３つの距離計を用いて、前記制御点から測定基準となる球体の中心までの第１距離を取得する第１取得ステップと、
前記ロボットアームを前記第２姿勢とし、前記３つの距離計を用いて、前記制御点から前記球体の中心までの第２距離を取得する第２取得ステップと、
前記第１距離に対応する第１基準データと、前記第１取得ステップで取得した前記第１距離と、に基づいて、第１位置誤差を算出するとともに、前記第２距離に対応する第２基準データと、前記第２取得ステップで取得した前記第２距離と、に基づいて、第２位置誤差を算出する算出ステップと、
前記第１位置誤差および前記第２位置誤差に基づいて、前記基準姿勢における各前記関節の回転角度に対する、前記第１取得ステップおよび前記第２取得ステップを実行した時点での前記ロボットアームが前記基準姿勢をとった場合の各前記関節の回転角度のズレを取得する誤差情報取得ステップと、を実行することを特徴とするロボットシステム。
【請求項５】
前記ロボットは、垂直多関節ロボットである請求項４に記載のロボットシステム。
【請求項６】
前記３つの距離計のそれぞれの検出軸は、前記ロボットアームの最先端のアームの回転軸からズレた位置で交差している請求項５に記載のロボットシステム。
【請求項７】
前記距離計は、接触式である請求項４ないし６のいずれか１項に記載のロボットシステム。
【請求項８】
前記距離計は、光学式である請求項４ないし６のいずれか１項に記載のロボットシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御方法およびロボットシステムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、工場では人件費の高騰や人材不足により、ロボットアームを有するロボットによって部品または製品の製造、加工、組み立て、搬送等の作業が行われるようになり、人手で行われてきた作業の自動化が図られている。ロボットアームは、関節を介して回転可能に接続された複数のアームを有する。
【０００３】
このようなロボットでは、ロボットアームに基準位置（基準姿勢）が設定されている。基準位置は、各関節の回転角度が所定の角度、すなわち、各アームが所定の位置関係となる状態である。ロボットに基準位置を正確に設定し、作業が完了するごとにロボットアームを基準位置に正確に戻すことにより、次回以降もロボットが高い位置精度を持って、動作を行うことができる。
【０００４】
ロボットアームを基準位置に戻すために、特許文献１では、各アームに目印が付してある。この目印を合わせるようにユーザーが各アームの位置の微調整を行うことにより、ロボットアームを基準位置に戻すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平０３－１２１７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された構成では、ロボットアームを基準位置に戻す作業がユーザーの目視による作業にゆだねられている。このため、ユーザーが手作業で正確な位置合わせを行わないと、ロボットアームを正確に基準位置に戻すことができなかった。その結果、基準位置に戻す作業に手間がかかり、ロボットの位置精度が低下し、ひいては作業精度の低下を招いてしまうおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の制御方法は、制御点が設定され、アームを回転可能に接続する複数の関節を有し、互いに異なる基準姿勢、第１姿勢および第２姿勢をとり得るロボットアームと、前記ロボットアームの先端部に装着可能である互いの測定軸が直交する３つの距離計と、を備えるロボットシステムの制御方法であって、
前記ロボットアームを前記第１姿勢とし、前記３つの距離計を用いて、前記制御点から測定基準となる球体の中心までの第１距離を取得する第１取得ステップと、
前記ロボットアームを前記第２姿勢とし、前記３つの距離計を用いて、前記制御点から前記球体の中心までの第２距離を取得する第２取得ステップと、
前記第１距離に対応する第１基準データと、前記第１取得ステップで取得した前記第１距離と、に基づいて、第１位置誤差を算出するとともに、前記第２距離に対応する第２基準データと、前記第２取得ステップで取得した前記第２距離と、に基づいて、第２位置誤差を算出する算出ステップと、
前記第１位置誤差および前記第２位置誤差に基づいて、前記基準姿勢における各前記関節の回転角度に対する、前記第１取得ステップおよび前記第２取得ステップを実行した時点での前記ロボットアームが前記基準姿勢をとった場合の各前記関節の回転角度のズレを取得する誤差情報取得ステップと、を有する。
【０００８】
本発明のロボットシステムは、制御点が設定され、アームを回転可能に接続する複数の関節を有し、互いに異なる基準姿勢、第１姿勢および第２姿勢をとり得るロボットアーム、および前記ロボットアームの先端部に設けられ、互いの測定軸が直交する３つの距離計を備えるロボットと、前記ロボットアームの作動を制御するとともに各前記距離計と接続された制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ロボットアームを前記第１姿勢とし、前記３つの距離計を用いて、前記制御点から測定基準となる球体の中心までの第１距離を取得する第１取得ステップと、
前記ロボットアームを前記第２姿勢とし、前記３つの距離計を用いて、前記制御点から前記球体の中心までの第２距離を取得する第２取得ステップと、
前記第１距離に対応する第１基準データと、前記第１取得ステップで取得した前記第１距離と、に基づいて、第１位置誤差を算出するとともに、前記第２距離に対応する第２基準データと、前記第２取得ステップで取得した前記第２距離と、に基づいて、第２位置誤差を算出する算出ステップと、
前記第１位置誤差および前記第２位置誤差に基づいて、前記基準姿勢における各前記関節の回転角度に対する、前記第１取得ステップおよび前記第２取得ステップを実行した時点での前記ロボットアームが前記基準姿勢をとった場合の各前記関節の回転角度のズレを取得する誤差情報取得ステップと、を実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本発明の実施形態にかかるロボットシステムの第１実施形態を示す全体図である。
図２は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。
図３は、オフセット調整治具の斜視図である。
図４は、第１姿勢を説明するための模式図であって、鉛直上方からロボットを見た図である。
図５は、球体の中心と制御点との位置関係を説明するための図である。
図６は、第２姿勢を説明するための模式図であって、鉛直上方からロボットを見た図である。
図７は、球体の中心と制御点との位置関係を説明するための図である。
図８は、球体の中心と制御点との位置関係を説明するための図である。
図９は、球体の中心と制御点との位置関係を説明するための図である。
図１０は、本発明のロボットシステムの制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の制御方法およびロボットシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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