ロボットのツール座標系のキャリブレーション時にキャリブレーション精度が低く効率が悪い問題を解決するために、レーザートラッカーに基づくツール座標系の高速キャリブレーション方法を提案する。まず、ロボットのエンドフランジの構造を分析し、フランジ上の各点の相対位置関係に従って、レーザートラッカーと幾何学的手法を用いてツール座標系の位置キャリブレーションを行う。次に、ロボットをツール座標系のX軸およびZ軸方向にそれぞれ移動させ、ツール座標系とフランジエンド座標系の相対姿勢関係に基づいてツール座標系の姿勢キャリブレーションを行う。最後に、本稿で提案した幾何学的キャリブレーション結果と距離制約に基づくツール座標系キャリブレーション方法を用いて精度の比較分析を行う。実験結果は、幾何学的手法によるツール座標系キャリブレーション後のロボットの位置決め精度が0.692mmに達し、距離制約法のツール座標系キャリブレーション精度と同等であることを示した。また、幾何学的手法はロボットの動きを必要とせず、ロボットのエンドの6点を測定するだけでツール座標系の位置キャリブレーションが可能であり、新しいツールに交換した後は1点を測定するだけで新しいツールの位置キャリブレーションが可能である。実験により、幾何学的キャリブレーション実験のプロセスは3分であり、距離制約法の実験プロセスは8分であり、キャリブレーション効率が62.5%向上したことを示し、本方法は高効率かつ高精度であり、高精度作業の実際のニーズを満たすことができる特徴があることを示した。

ロボット;ツール座標系;幾何学的手法;フランジ;レーザートラッカー