JP2014139577A - ツール寸法の計測方法、ツール寸法の計測装置、およびその計測装置を備えるロボット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボット10のツール取付け部10gに対するツール基準点Tの位置を計測する方法であって、カメラ14が実際のツール基準点Tを撮影した状態で、ツール取付け部10gに対する任意位置を通過する任意回転中心線を中心として該ツール取付け部が回転するようなロボット10の動作を繰り返し実行する。また、ツール取付け部10gが回転する度にその回転によって移動した実際のツール基準点Tのカメラ撮影画像上における移動量を計測する。さらに、ツール取付け部10gの回転が終了する度に任意位置および/または任意回転中心線を変更する。これらにより、ツール取付け部10gの回転によって移動する実際のツール基準点Tのカメラ撮影画像上における移動量が略ゼロになる任意位置を特定し、特定した任意位置をツール取付け部10gに対するツール基準点Tの位置とする。
【選択図】図1
Description
ツールを取付けるツール取付け部を備えるロボットの制御装置に登録される、ツール取付け部に対するツールの基準点の位置を計測するツール寸法の計測方法であって、
ツール取付け部に対する予め設定された設定位置および上記設定位置に対して所定の位置関係の少なくとも1つの位置それぞれについて、当該位置を通過する所定方向に延びる回転中心線を中心としてツール取付け部を所定角度回転させる第1の工程と、
上記設定位置および上記少なくとも1つの位置それぞれについて、上記第1の工程の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラ撮影画像上における移動量を計測する第2の工程と、
上記第2の工程で計測された移動量が最小の位置を新たな設定位置とする第3の工程と、
上記所定の位置関係を、上記設定位置に至る方向が変更されるようにおよび/または上記設定位置までの距離が漸減するように変更する第4の工程とを、
上記第2の工程で計測される移動量が略ゼロになる位置が特定されるまで繰り返し実行し、特定された位置をツール取付け部に対するツール基準点の位置とすることを特徴とする。
ツールを取付けるツール取付け部を備えるロボットの制御装置に登録される、ツール取付け部に対するツールの基準点の位置を計測するツール寸法の計測方法であって、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過する第1の回転中心線を中心としてツール取付け部を所定角度回転させる第1の工程と、
上記第1の工程の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラ撮影画像上における第1の移動量を計測する第2の工程と、
制御装置に登録されているツール基準点の位置から予め設定された設定方向に予め設定された設定距離離れた位置を通過する、第1の回転中心線と平行な第2の回転中心線を中心としてツール取付け部を上記所定角度回転させる第3の工程と、
上記第3の工程の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラ撮影画像上における第2の移動量を計測する第4の工程と、
制御装置に登録されているツール基準点の位置から上記設定方向の反対方向に上記設定距離離れた位置を通過する、第1の回転中心線と平行な第3の回転中心線を中心としてツール取付け部を上記所定角度回転させる第5の工程と、
上記第5の工程の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第3の移動量を計測する第6の工程と、
第1〜第3の移動量において第2の移動量が最小のときは、制御装置に登録されているツール基準点の位置を上記設定方向に上記設定距離離れた位置に変更し、
第1〜第3の移動量において第3の移動量が最小のときは、制御装置に登録されているツール基準点の位置を上記設定方向の反対方向に上記設定距離離れた位置に変更する第7の工程と、
上記設定方向を変更するおよび/または上記設定距離を漸減する第8の工程とを、繰り返し実行し、
上記第2、第4、または第6の工程のいずれかの工程で計測される移動量が略ゼロになると、第1〜第8の工程の繰り返し実行を終了することを特徴とする。
第1、第2、および第3の軸を有する直交座標系を予め定義し、
第1の工程が初めて実行される前に、
上記第1の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第1の移動ベクトルと、
上記第2の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第2の移動ベクトルと、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過して上記第3の軸と平行な回転中心線を中心としてツール取付け部を回転させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第3の移動ベクトルと、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過して上記第1の軸と平行な回転中心線を中心としてツール取付け部を回転させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第4の移動ベクトルと、
上記第2の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第5の移動ベクトルと、
上記第3の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第6の移動ベクトルと、
上記第1の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第7の移動ベクトルと、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過して上記第2の軸と平行な回転中心線を中心としてツール取付け部を回転させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第8の移動ベクトルと、
上記第3の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第9の移動ベクトルとに基づいて、
制御装置に登録されているツール基準点と実際のツール基準点との誤差を求め、
求めた誤差に基づいて、制御装置に登録されているツール基準点の位置を修正することを特徴とする。
ツールを取付けるツール取付け部を備えるロボットの制御装置に登録される、ツール取付け部に対するツールの基準点の位置を計測するツール寸法の計測装置であって、
ロボットの周辺に配置されて実際のツール基準点を撮影するカメラと、
カメラと制御装置とを介して、ツール取付け部に対するツール基準点の位置を計測する計測手段とを有し、
計測手段は、
ツール取付け部に対する予め設定された設定位置および上記設定位置に対して所定の位置関係の少なくとも1つの位置それぞれについて、当該位置を通過する所定方向に延びる回転中心線を中心としてツール取付部を制御装置に所定角度回転させる第1の動作と、
上記設定位置および上記少なくとも1つの位置それぞれについて、上記第1の動作の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラ撮影画像上における移動量を計測する第2の動作と、
上記第2の動作で計測された移動量が最小の位置を新たな設定位置とする第3の動作と、
上記所定の位置関係を、上記設定位置に至る方向が変更されるようにおよび/または上記設定位置までの距離が漸減するように変更する第4の動作とを、
上記第2の動作で計測される移動量が略ゼロになる位置が特定されるまで繰り返し実行し、特定された位置をツール取付け部に対するツール基準点の位置として制御装置に登録することを特徴とする。
ツールを取付けるツール取付け部を備えるロボットの制御装置に登録される、ツール取付け部に対するツールの基準点の位置を計測するツール寸法の計測装置であって、
ロボットの周辺に配置されて実際のツール基準点を撮影するカメラと、
カメラと制御装置とを介して、ツール取付け部に対するツール基準点の位置を計測する計測手段とを有し、
計測手段は、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過する第1の回転中心線を中心としてツール取付け部を該制御装置に所定角度回転させる第1の動作と、
上記第1の動作の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラ撮影画像上における第1の移動量を計測する第2の動作と、
制御装置に登録されているツール基準点の位置から予め設定された設定方向に予め設定された設定距離離れた位置を通過する、第1の回転中心線と平行な第2の回転中心線を中心としてツール取付け部を該制御装置に上記所定角度回転させる第3の動作と、
上記第3の動作の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラ撮影画像上における第2の移動量を計測する第4の動作と、
制御装置に登録されているツール基準点の位置から上記設定方向の反対方向に上記設定距離離れた位置を通過する、第1の回転中心線と平行な第3の回転中心線を中心としてツール取付け部を該制御装置に上記所定角度回転させる第5の動作と、
上記第5の動作の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第3の移動量を計測する第6の動作と、
第1〜第3の移動量において第2の移動量が最小のときは、制御装置に登録されているツール基準点の位置を上記設定方向に上記設定距離離れた位置に変更し、
第1〜第3の移動量において第3の移動量が最小のときは、制御装置に登録されているツール基準点の位置を上記設定方向の反対方向に上記設定距離離れた位置に変更する第7の動作と、
上記設定方向を変更するおよび/または上記設定距離を漸減する第8の動作とを、繰り返し実行し、
上記第2、第4、または第6の動作のいずれかの動作で計測される移動量が略ゼロになると、第1〜第8の動作の繰り返し実行を終了することを特徴とする。
第1、第2、および第3の軸を有する直交座標系を予め定義し、
第1の動作が初めて実行される前に、
上記第1の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第1の移動ベクトルと、
上記第2の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第2の移動ベクトルと、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過して上記第3の軸と平行な回転中心線を中心としてツール取付け部を回転させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第3の移動ベクトルと、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過して上記第1の軸と平行な回転中心線を中心としてツール取付け部を回転させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第4の移動ベクトルと、
上記第2の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第5の移動ベクトルと、
上記第3の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第6の移動ベクトルと、
上記第1の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第7の移動ベクトルと、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過して上記第2の軸と平行な回転中心線を中心としてツール取付け部を回転させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第8の移動ベクトルと、
上記第3の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第9の移動ベクトルとに基づいて、
制御装置に登録されているツール基準点と実際のツール基準点との誤差を求め、
求めた誤差に基づいて、制御装置に登録されているツール基準点の位置を修正することを特徴とする。
ツールを取付けるツール取付け部と制御装置とを備え、ツール取付け部に対するツールの基準点の位置が制御装置に登録されるロボットであって、
上述のツール寸法の計測装置を備えていることを特徴とする。
図1は、本発明の第1の実施形態の一例に係る、ツールの寸法値を計測するシステムを概略的に示している。
まず、第1のプロセスとして、コンピュータ16は、図4(B)に示すように、登録位置Pms(座標(xms,yms,zms))から設定方向に設定距離離れた位置(座標(xms+Δxms,yms+Δyms,zms+Δzms))を仮の登録位置Pms1として設定する。なお、設定方向および設定距離は、予めコンピュータ16の記憶装置に記憶されており、座標変化量Δxms,Δyms,Δzmsとして記憶されている。また、「仮の登録位置」は、後に新しい登録位置としてロボット10の制御装置10hに登録される可能性がある位置である。
次に、第2のプロセスとして、登録位置Pms、仮登録位置Pms1,Pms2それぞれについて、実際位置Pmrとの整合(一致)の程度を評価する。すなわち、登録位置Pms,仮登録位置Pms1,Pms2の中から、実際位置Pmrに最も近いものを選出する。
続いて、第3のプロセスとして、コンピュータ16は、第2のプロセスで選出した位置Pms(i)を、ロボット10の制御装置10hに登録する(制御装置10hに登録されているPmsがPms(i)にされる)。
さらに続いて、コンピュータ16は、第4のプロセスとして、第1のプロセスで仮登録位置Pms1,Pms2を設定するにあたって使用した設定方向を変更するおよび/または設定距離を漸減する、すなわち座標変更量Δxms,Δyms,Δzmsの少なくとも1つの値を漸減する。
本実施形態は、上述の第1の実施形態とほぼ同じであって、第1の実施形態の改良形態である。第1の実施形態の場合、ツール12の先端点Tの実際位置Pmrと登録位置Pmsとの間の距離が長くなればなるほど(誤差が大きいほど)、実際位置Pmrと登録位置Pmsとの一致に時間がかかる(実際位置Pmrの算出に時間がかかる)。本実施形態はこれに対処するものである。
の行列式D(数式18)の絶対値が大きい方を選択する。これは、この行列式Dが大きい方が高精度にパラメータg,hの値を求めることができるからである。
10g ツール取付け部(ツール取付け面)
12 ツール
14 カメラ
T ツールの基準点(先端点)
Claims (7)
- ツールを取付けるツール取付け部を備えるロボットの制御装置に登録される、ツール取付け部に対するツールの基準点の位置を計測するツール寸法の計測方法であって、
ツール取付け部に対する予め設定された設定位置および上記設定位置に対して所定の位置関係の少なくとも1つの位置それぞれについて、当該位置を通過する所定方向に延びる回転中心線を中心としてツール取付け部を所定角度回転させる第1の工程と、
上記設定位置および上記少なくとも1つの位置それぞれについて、上記第1の工程の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラ撮影画像上における移動量を計測する第2の工程と、
上記第2の工程で計測された移動量が最小の位置を新たな設定位置とする第3の工程と、
上記所定の位置関係を、上記設定位置に至る方向が変更されるようにおよび/または上記設定位置までの距離が漸減するように変更する第4の工程とを、
上記第2の工程で計測される移動量が略ゼロになる位置が特定されるまで繰り返し実行し、特定された位置をツール取付け部に対するツール基準点の位置とすることを特徴とするツール寸法の計測方法。
- ツールを取付けるツール取付け部を備えるロボットの制御装置に登録される、ツール取付け部に対するツールの基準点の位置を計測するツール寸法の計測方法であって、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過する第1の回転中心線を中心としてツール取付け部を所定角度回転させる第1の工程と、
上記第1の工程の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラ撮影画像上における第1の移動量を計測する第2の工程と、
制御装置に登録されているツール基準点の位置から予め設定された設定方向に予め設定された設定距離離れた位置を通過する、第1の回転中心線と平行な第2の回転中心線を中心としてツール取付け部を上記所定角度回転させる第3の工程と、
上記第3の工程の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラ撮影画像上における第2の移動量を計測する第4の工程と、
制御装置に登録されているツール基準点の位置から上記設定方向の反対方向に上記設定距離離れた位置を通過する、第1の回転中心線と平行な第3の回転中心線を中心としてツール取付け部を上記所定角度回転させる第5の工程と、
上記第5の工程の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第3の移動量を計測する第6の工程と、
第1〜第3の移動量において第2の移動量が最小のときは、制御装置に登録されているツール基準点の位置を上記設定方向に上記設定距離離れた位置に変更し、
第1〜第3の移動量において第3の移動量が最小のときは、制御装置に登録されているツール基準点の位置を上記設定方向の反対方向に上記設定距離離れた位置に変更する第7の工程と、
上記設定方向を変更するおよび/または上記設定距離を漸減する第8の工程とを、繰り返し実行し、
上記第2、第4、または第6の工程のいずれかの工程で計測される移動量が略ゼロになると、第1〜第8の工程の繰り返し実行を終了することを特徴とするツール寸法の計測方法。
- 第1、第2、および第3の軸を有する直交座標系を予め定義し、
第1の工程が初めて実行される前に、
上記第1の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第1の移動ベクトルと、
上記第2の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第2の移動ベクトルと、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過して上記第3の軸と平行な回転中心線を中心としてツール取付け部を回転させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第3の移動ベクトルと、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過して上記第1の軸と平行な回転中心線を中心としてツール取付け部を回転させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第4の移動ベクトルと、
上記第2の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第5の移動ベクトルと、
上記第3の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第6の移動ベクトルと、
上記第1の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第7の移動ベクトルと、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過して上記第2の軸と平行な回転中心線を中心としてツール取付け部を回転させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第8の移動ベクトルと、
上記第3の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第9の移動ベクトルとに基づいて、
制御装置に登録されているツール基準点と実際のツール基準点との誤差を求め、
求めた誤差に基づいて、制御装置に登録されているツール基準点の位置を修正することを特徴とする請求項1または2に記載のツール寸法の計測方法。
- ツールを取付けるツール取付け部を備えるロボットの制御装置に登録される、ツール取付け部に対するツールの基準点の位置を計測するツール寸法の計測装置であって、
ロボットの周辺に配置されて実際のツール基準点を撮影するカメラと、
カメラと制御装置とを介して、ツール取付け部に対するツール基準点の位置を計測する計測手段とを有し、
計測手段は、
ツール取付け部に対する予め設定された設定位置および上記設定位置に対して所定の位置関係の少なくとも1つの位置それぞれについて、当該位置を通過する所定方向に延びる回転中心線を中心としてツール取付部を制御装置に所定角度回転させる第1の動作と、
上記設定位置および上記少なくとも1つの位置それぞれについて、上記第1の動作の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラ撮影画像上における移動量を計測する第2の動作と、
上記第2の動作で計測された移動量が最小の位置を新たな設定位置とする第3の動作と、
上記所定の位置関係を、上記設定位置に至る方向が変更されるようにおよび/または上記設定位置までの距離が漸減するように変更する第4の動作とを、
上記第2の動作で計測される移動量が略ゼロになる位置が特定されるまで繰り返し実行し、特定された位置をツール取付け部に対するツール基準点の位置として制御装置に登録することを特徴とするツール寸法の計測装置。
- ツールを取付けるツール取付け部を備えるロボットの制御装置に登録される、ツール取付け部に対するツールの基準点の位置を計測するツール寸法の計測装置であって、
ロボットの周辺に配置されて実際のツール基準点を撮影するカメラと、
カメラと制御装置とを介して、ツール取付け部に対するツール基準点の位置を計測する計測手段とを有し、
計測手段は、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過する第1の回転中心線を中心としてツール取付け部を該制御装置に所定角度回転させる第1の動作と、
上記第1の動作の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラ撮影画像上における第1の移動量を計測する第2の動作と、
制御装置に登録されているツール基準点の位置から予め設定された設定方向に予め設定された設定距離離れた位置を通過する、第1の回転中心線と平行な第2の回転中心線を中心としてツール取付け部を該制御装置に上記所定角度回転させる第3の動作と、
上記第3の動作の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラ撮影画像上における第2の移動量を計測する第4の動作と、
制御装置に登録されているツール基準点の位置から上記設定方向の反対方向に上記設定距離離れた位置を通過する、第1の回転中心線と平行な第3の回転中心線を中心としてツール取付け部を該制御装置に上記所定角度回転させる第5の動作と、
上記第5の動作の実行によって移動した実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第3の移動量を計測する第6の動作と、
第1〜第3の移動量において第2の移動量が最小のときは、制御装置に登録されているツール基準点の位置を上記設定方向に上記設定距離離れた位置に変更し、
第1〜第3の移動量において第3の移動量が最小のときは、制御装置に登録されているツール基準点の位置を上記設定方向の反対方向に上記設定距離離れた位置に変更する第7の動作と、
上記設定方向を変更するおよび/または上記設定距離を漸減する第8の動作とを、繰り返し実行し、
上記第2、第4、または第6の動作のいずれかの動作で計測される移動量が略ゼロになると、第1〜第8の動作の繰り返し実行を終了することを特徴とするツール寸法の計測装置。
- 第1、第2、および第3の軸を有する直交座標系を予め定義し、
第1の動作が初めて実行される前に、
上記第1の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第1の移動ベクトルと、
上記第2の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第2の移動ベクトルと、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過して上記第3の軸と平行な回転中心線を中心としてツール取付け部を回転させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第3の移動ベクトルと、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過して上記第1の軸と平行な回転中心線を中心としてツール取付け部を回転させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第4の移動ベクトルと、
上記第2の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第5の移動ベクトルと、
上記第3の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第6の移動ベクトルと、
上記第1の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第7の移動ベクトルと、
制御装置に登録されているツール基準点の位置を通過して上記第2の軸と平行な回転中心線を中心としてツール取付け部を回転させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第8の移動ベクトルと、
上記第3の軸方向にツール取付け部を平行移動させて発生する、実際のツール基準点のカメラの撮影画像上における第9の移動ベクトルとに基づいて、
制御装置に登録されているツール基準点と実際のツール基準点との誤差を求め、
求めた誤差に基づいて、制御装置に登録されているツール基準点の位置を修正することを特徴とする請求項4または5に記載のツール寸法の計測装置。
- ツールを取付けるツール取付け部と制御装置とを備え、ツール取付け部に対するツールの基準点の位置が制御装置に登録されるロボットであって、
請求項4〜6のいずれか一項に記載のツール寸法の計測装置を備えていることを特徴とするロボット。
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- 2014-03-12 JP JP2014048881A patent/JP5782538B2/ja active Active
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