JP2011125976A - ロボットの故障検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所要のアーム4〜6に付されたマーカ19〜21をカメラにより撮影し、マーカ19〜21の撮影画像の形状、大きさ、または向きからアーム4〜6の回転角を演算し、アーム4〜6を駆動するモータの回転角から求めたアーム4〜6の回転角と比較し、その比較結果により回転位置検出が正常に行われているか否かを検出する。しかも、マーカ19〜21の撮影画像の形状、大きさ、または向きからアーム4〜6の回転角を演算するので、高度な演算をせずとも済む。
【選択図】図1
Description
[第1の実施形態]
図1〜図9は本発明の第1の実施形態を示す。図1には、6軸の垂直多関節型ロボット1が示されている。このロボット1のロボットアーム2は、ベース3と、このベース3に第1軸Lc−1を中心に水平方向に回転可能に支持されたショルダ部4と、このショルダ部4に第2軸Lc−2を中心に上下方向に回転可能に支持された下アーム5と、この下アーム5に第3軸Lc−3を中心に上下方向に回転可能に支持された第1の上アーム6と、この第1の上アーム6の先端部に第4軸Lc−4を中心に捻り回転可能に支持された第2の上アーム7と、この第2の上アーム7に第5軸Lc−5を中心に上下方向に回転可能に支持された手首8と、この手首8に第6軸Lc−6を中心に捻り回転可能に支持されたフランジ9とから構成されている。なお、アーム先端であるフランジ9には、ワークを把持するハンドや、視覚検査のために用いるカメラなどのエンドエフェクタ(図示せず)が取り付けられるようになっている。
図10は本発明の第2の実施形態を示すものである。この実施形態では、第1の実施形態と同様のCCDカメラ22をロボットアーム2の横方向に設置している。横方向の定位置からロボットアーム2を撮影してアームの回転角を取得できるようにするために、ショルダ部4の円周側面に三角形のマーカ23、下アーム5の基端部側面に弦月状のマーカ24、第1の上アーム6の基端部側面に弦月状のマーカ25、第2の上アーム7の外周面に沿って三角形または台形のマーカ26を付している。
図11および図12は本発明の第3の実施形態を示す。この実施形態は、水平多関節型のロボット27に適用したものであり、そのロボットアーム28は、ベース29、ベース29に第1軸Lc−1を中心に水平方向に回転可能に支持された第1の水平旋回アーム30、第1の水平旋回アーム30に第1軸Lc−2を中心に水平方向に回転可能に支持された第2の水平旋回アーム31、第2の水平旋回アーム31に第3軸Lc−3に沿って上下に直動可能で且つ回転可能に支持された手首軸32からなる。なお、エンドエフェクタは手首軸32の下端に取り付けられるようになっている。
第1の実施形態において、各マーカ19〜21の大きさは、面積で求めるようにしても良い。特に、アームの回転角によって形状の変化がなく大きさだけが変化するような場合には、マーカの大きさを面積によって計測し、面積と回転角との関連を示すテーブルからアームの回転角を求めることが可能である。
マーカを付すアームは、第1の実施形態においてはショルダ部4、下アーム5、第1の上アーム6以外のアームであっても良い。
三角形のマーカや台形に限られない。
ロータリエンコーダ18として、アブソリュート型のものを用いたが、インクリメント型のものであっても良い。インクリメント型のものは、360度以上の回転位置を検出できないが、回転角検出回路17に回転数カウンタを設け、サーボモータ10が1回転する毎に回転数カウンタを1ずつ加算或は減算してゆくことでサーボモータ10の回転位置を検出することができる。
撮影されたマーカの大きさ(例えば幅寸法線の長さ、面積)からアームの回転角を求める方法としては、撮影されたマーカの大きさとアームの回転角とをテーブル化して記憶手段に記憶させておき、実際に測定したマーカの幅寸法線の長さや面積から、テーブルを参照してアームの回転角を検索する構成に限られず、計算式による演算により求める構成であっても良い。
Claims (4)
- 回転関節および/または直動関節により複数のアームを連結して構成されたロボットアームの故障を検出する装置において、
前記複数のアームのうち所要のアームに付されたマーカであってアームの回転および/または直動によって定位置から見たときの形状、大きさ、または向きが変化するように形と付された位置が設定されたマーカと、
前記所要のアームに付された前記マーカを前記定位置から撮影する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像した前記マーカの形状、大きさ、または向きから前記所要のアームの回転角または直動位置を推定するアーム位置推定手段と、
前記所要のアームを駆動するモータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、
前記モータ回転角検出手段が検出した前記モータの回転角から前記所要のアームの回転角および/または直動位置を演算し、または、前記アーム位置推定手段が推定した前記所要のアームの回転角または直動位置から前記モータの回転角を演算する回転角変換手段と、
前記回転角変換手段が演算した前記所要のアームの回転角および/または直動位置と前記アーム位置推定手段により推定された前記所要のアームの回転角および/または直動位置とを比較し、或は前記回転角変換手段が演算した前記モータの回転角と前記モータ回転角検出手段が検出した前記モータの回転角とを比較し、その比較結果により故障の有無を判断する判断手段と、
前記判断手段が故障有りと判断したとき前記ロボットを停止させる制御を行う停止制御手段と
を具備してなるロボットの故障検出装置。 - 前記マーカは、前記アームの回転方向に沿って幅寸法が異なる三角形または台形であり、前記アーム位置推定手段は、前記三角形または台形のマーカのうち前記撮像手段により撮像された部分画像の重心を求め、当該重心を通る前記部分画像の幅寸法線の長さによって前記所要のアームの回転角または直動位置を推定することを特徴とする請求項1記載のロボットの故障検出装置。
- 前記マーカは、前記アームの回転方向に沿って幅寸法が異なる三角形または台形であり、前記アーム位置推定手段は、前記三角形または台形のマーカのうち前記撮像手段により撮像された部分画像の面積を求め、当該面積によって前記所要のアームの回転角または直動位置を推定することを特徴とする請求項1または2記載のロボットの故障検出装置。
- 前記マーカは、半円形または弦月状であり、前記アーム位置推定手段は、前記半円形または弦月状のマーカの直線部分の傾きによって前記所要のアームの回転角または直動位置を推定することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のロボットの故障検出装置。
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