JP2012016769A - 視覚センサのマウント装置と方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボット座標系ΣRにおいてハンド11を3次元移動可能なロボット2と、視覚センサ座標系ΣSにおいてハンドの位置と姿勢を非接触で検出可能な視覚センサ14とを備える。ロボット座標系において視覚センサ14の検出範囲内にハンド11を移動して(S1)、視覚センサ14により視覚センサ座標系におけるハンド11の位置と姿勢を非接触で検出し(S2)、この検出結果からハンド11と視覚センサ14の相対位置関係を算出し(S3)、測定した相対位置関係からロボット座標系ΣRにおける視覚センサ14の位置と姿勢を算出し(S4)、ロボット座標系においてハンド11を移動してハンドに視覚センサ14をマウントする(S5)。
【選択図】図2
Description
特許文献2の多機能ロボットは、ロボットのハンドにロボットの作業領域が観測出来る視覚センサとツールチェンジャーがマウントされているものである。
特許文献3の把持装置は、情報取得手段と移動経路設定手段と制御手段とを備え、設定された移動経路に沿って、把持手段を移動させ、被把持部材を把持するものである。
また、視覚センサを用いる特許文献2,3の手段では、視覚センサの置かれている台とツールの位置関係に厳しい制約があった。
従って、視覚センサの正確な位置と姿勢が不明である場合、或いはその位置又は姿勢が変化している場合には、視覚センサをハンドにマウントできなかった。
視覚センサ座標系においてハンドの位置と姿勢を非接触で検出可能な視覚センサとを備え、
(A)ロボット座標系において視覚センサの検出範囲内にハンドを移動して、視覚センサにより視覚センサ座標系におけるハンドの位置と姿勢を非接触で検出し、
(B)前記検出結果からハンドと視覚センサの相対位置関係を算出し、
(C)前記相対位置関係からロボット座標系における視覚センサの位置と姿勢を算出し、
(D)ロボット座標系において前記ハンドを移動して該ハンドに前記視覚センサをマウントする、ことを特徴とする視覚センサのマウント方法が提供される。
視覚センサ座標系においてハンドの位置と姿勢を非接触で検出可能な視覚センサとを備え、前記ロボット制御装置により、
(A)ロボット座標系において視覚センサの検出範囲内にハンドを移動して、視覚センサにより視覚センサ座標系におけるハンドの位置と姿勢を非接触で検出し、
(B)前記検出結果からハンドと視覚センサの相対位置関係を算出し、
(C)前記相対位置関係からロボット座標系における視覚センサの位置と姿勢を算出し、
(D)ロボット座標系において前記ハンドを移動して該ハンドに前記視覚センサをマウントする、ことを特徴とする視覚センサのマウント装置が提供される。
従って、センサが通常とずれた場所に置かれていたとしても、ハンドが視覚センサの視野内に入るように移動さえすれば、センサを把持する事ができる。そのためこの手段では、ガイド付き治具等の特殊なハードウェアは不要であり、かつ、設置場所の正確な位置出しや教示がいらない。また視野内でハンド位置を変えて複数回測定することにより、単なる位置決めだけでなく、視覚センサ座標系とロボット座標系の統合も行うことができる。
ロボット制御装置12は、図示しない記憶装置及び演算装置を備える。
この相対位置関係、計算プログラム等は、図示しない入力装置、例えばキーボード、メモリリーダから記憶装置に入力されている。
なお、ロボット座標系ΣRと視覚センサ座標系ΣSの相対位置関係は、厳密な意味では未知でよく、概略の相対位置関係が既知であればよい。
視覚センサ14は、この例では撮像カメラ(例えばCCDカメラ)であるが、レーザで距離を計測するレーザーレーダであってもよい。
すなわち、種々のツールに視覚センサ14を固定することで、ツールをハンド11にマウントするために本発明を用いてもよい。
視覚センサ14の静置は、センサの視野を塞がない限りで、正確な位置と姿勢が不明であっても、振動その他の原因で静置の位置又は姿勢が変化していてもよい。
図2に示すように、本発明の方法は、S1〜S5の各ステップ(工程)からなる。
S1,S2のステップは、例えばハンド11をロボット座標系ΣRにおいてX,Y,Z方向にそれぞれ移動し、その移動量と視覚センサ座標系ΣSにおけるハンド11の位置と姿勢を検出するのがよい。
また、視覚センサ14がレーザーレーダである場合、レーザーレーダで検出されるのはハンド11の3次元位置であり、視覚センサ座標系ΣSにおけるハンド11の3次元位置と姿勢を直接検出することができる。
すなわち、視覚センサ14の正確な位置と姿勢が不明である場合、或いはその位置又は姿勢が変化している場合でも、概略の相対位置関係が既知であれば、上記S1〜S3のステップにより、ロボット座標系ΣRと視覚センサ座標系ΣSの相対位置関係を、厳密な意味で求めることができ、この段階で、視覚センサ座標系ΣSとロボット座標系ΣRの統合を行うことができる。
この図において、視覚センサ14は、ハンド11の作動範囲において、センサの視野を塞がないように、例えばセンサ設置台4に静置されている。
なお、この図で13は視覚センサ14の本来あるべき位置であるが、振動その他の原因で静置の位置又は姿勢が変化しており、視覚センサ14の正確な位置と姿勢は不明である。
また図3において、ハンド11を動作させるロボット座標系ΣRと視覚センサ14を基準とする視覚センサ座標系ΣSは、互いに独立しており、概略の相対位置関係は既知であるとする。
初めに、ロボットアーム3を動かしてハンド11を移動させ、視覚センサ14の視野内にハンド11が入る状態に持っていく。
予想位置で視野内に映らない場合はハンド11を動かして視野範囲を探索する。
なお視覚センサ14が撮像カメラである場合、撮像カメラ14の撮像画像をモニターしながらハンド11にフィードバックをかけてもいい。
ハンド11を複数回動かさずに1回の計測で撮れたハンド11の特徴点(例えばコーナ)4点を使って、時間を節約してもよい。
視覚センサの場合は把持した後の把持ずれ補正が、視覚センサそのものを使って行えるが、他のツールの場合は外部に置かれている視覚センサ等を利用して補うのがよい。
これに対し、本発明の手段により、適宜、視覚センサをハンドにマウントすることにより、ロボットの作動位置に近接して検出できるので、高い解像度を低コストで達成し、かつ計算負荷が低くし、かつ計測誤差を小さくできる。
従って、視覚センサ14が通常とずれた場所に置かれていたとしても、ハンド11が視覚センサ14の視野内に入るように移動さえすれば、視覚センサ14を把持することができる。そのためこの手段では、ガイド付き治具等の特殊なハードウェアは不要であり、かつ、設置場所の正確な位置出しや教示がいらない。また視野内でハンド位置を変えて複数回測定することにより、単なる位置決めだけでなく、視覚センサ座標系ΣSとロボット座標系ΣRの統合も行うことができる。
10 マウント装置、11 ハンド、11a 把持爪、
12 ロボット制御装置、
13 視覚センサのあるべき位置、
14 視覚センサ(撮像カメラ、レーザーレーダ)
Claims (4)
- ロボット座標系においてハンドを3次元移動可能なロボットと、
視覚センサ座標系においてハンドの位置と姿勢を非接触で検出可能な視覚センサとを備え、
(A)ロボット座標系において視覚センサの検出範囲内にハンドを移動して、視覚センサにより視覚センサ座標系におけるハンドの位置と姿勢を非接触で検出し、
(B)前記検出結果からハンドと視覚センサの相対位置関係を算出し、
(C)前記相対位置関係からロボット座標系における視覚センサの位置と姿勢を算出し、
(D)ロボット座標系において前記ハンドを移動して該ハンドに前記視覚センサをマウントする、ことを特徴とする視覚センサのマウント方法。 - 前記視覚センサは、レーザーレーダ又は撮像カメラである、ことを特徴とする請求項1に記載のマウント方法。
- 前記視覚センサは、単独又はその他のツールに固定されている、ことを特徴とする請求項1に記載のマウント方法。
- ロボット座標系においてハンドを3次元移動可能なロボットを制御するロボット制御装置と、
視覚センサ座標系においてハンドの位置と姿勢を非接触で検出可能な視覚センサとを備え、前記ロボット制御装置により、
(A)ロボット座標系において視覚センサの検出範囲内にハンドを移動して、視覚センサにより視覚センサ座標系におけるハンドの位置と姿勢を非接触で検出し、
(B)前記検出結果からハンドと視覚センサの相対位置関係を算出し、
(C)前記相対位置関係からロボット座標系における視覚センサの位置と姿勢を算出し、
(D)ロボット座標系において前記ハンドを移動して該ハンドに前記視覚センサをマウントする、ことを特徴とする視覚センサのマウント装置。
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JPWO2017042971A1 (ja) * | 2015-09-11 | 2018-03-29 | 株式会社安川電機 | 処理システム及びロボットの制御方法 |
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2010
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CN111152243B (zh) * | 2018-11-08 | 2024-02-06 | 发那科株式会社 | 控制*** |
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