JP2871310B2 - 位置補正演算装置 - Google Patents
位置補正演算装置Info
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- JP2871310B2 JP2871310B2 JP4193881A JP19388192A JP2871310B2 JP 2871310 B2 JP2871310 B2 JP 2871310B2 JP 4193881 A JP4193881 A JP 4193881A JP 19388192 A JP19388192 A JP 19388192A JP 2871310 B2 JP2871310 B2 JP 2871310B2
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- triangles
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- Image Analysis (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
車体の位置を検出し、この検出された位置に基づいてこ
の車体に対して所定の作業を行なうロボットの動作軌跡
を補正する信号を出力する位置補正演算装置に関する。
動搬送されてくる車体に対してステージに固定配置され
ているロボットが所定の作業を行なうようになっている
ものがある。このようなタイプの生産ラインでは、ロボ
ットの動作軌跡は予め教示されているデータに基づいて
実現されるようになっているから、車体の搬送位置のズ
レはそのまま作業ポイントのズレとして反映されてしま
うことになる。このため通常では、車体の搬送位置をセ
ンサによって検出し、この検出結果によってロボットの
動作軌跡を補正して、搬送位置のズレによる作業ポイン
トのズレの発生を防止している。
所定の作業を行なうロボット2はロボットコントローラ
3によってその動作が制御されるようになっている。こ
のロボットコントローラ3にはロボット2の動作軌跡が
予め教示されている。一方、車体1は搬送装置によって
所定の位置まで搬送されるようになっているが、この搬
送位置がロボット2の教示時の位置とズレを生じるとロ
ボット2の車体1に対する作業ポイントがその搬送位置
のズレだけズレてしまうことになる。このようなことが
ないように、搬送位置のフィードバックが取られてい
る。つまり、車体1のサイドメンバー部分(比較的組み
付け精度の良好な部分である)に検出穴4a,4b,4
cを図5に示すような位置に3か所設けておき、搬送装
置による搬送が終了した時点でこの検出穴4a,4b,
4cのそれぞれをそれぞれの検出穴の画像を入力するカ
メラ5a,5b,5cによって撮像し、この撮像した画
像を画像処理装置6で解析してそれぞれの検出穴の位置
を求め、この求められたそれぞれの検出穴の位置が教示
時の位置とどのようにずれているかを算出し、この算出
結果をロボットコントローラ3に送って教示データを補
正し、この補正後の教示データに基づいてロボット2を
動作させるようにしている。
うな従来の位置補正演算を行なう装置にあっては、車体
の搬送位置を検出穴の位置に基づいて検出し、これによ
って教示データの補正を行なうようになっていたから、
その検出穴の位置がズレていた場合には、搬送位置が正
確であるにもかかかわらずに位置ズレが生じているとの
誤検出が行われてしまうことになる。つまり、検出穴の
位置にバラツキがある場合には、図5に示すようにそれ
らの穴の点間距離やそれらによって作られる三角形が基
準のものとズレてしまい、補正精度が悪くなってしま
う。本発明は、このような従来の問題点を解消するため
になされたものであり、検出穴自体に位置ズレを生じて
いたような場合であっても、位置補正精度の悪化を最少
限に抑制することができる位置補正演算装置の提供を目
的とする。
の本発明は、車体の搬送位置を認識させるため当該車体
の4か所の位置に設けられたマークの画像を入力する画
像入力手段と、当該画像入力手段によって入力した画像
に基づいて前記マークのそれぞれの位置を認識する位置
認識手段と、当該位置認識手段によって認識されたそれ
ぞれのマークを相互に直線で結んでそれぞれのマークの
位置を頂点とする三角形を各マークについて3つづつ抽
出するとともに、マスタとなる車体の4か所のマークを
相互に直線で結んでそれぞれのマークの位置を頂点とす
る三角形を各マークについて3つづつ抽出し、認識され
たそれぞれのマークから抽出した三角形とマスタとなる
それぞれのマークから抽出した三角形とから認識された
4か所のマークの平均位置を算出し、少なくとも3か所
の有効なマークの平均位置のみから前記車体の搬送姿勢
を演算し、前記車体に対して所定の作業を行なうロボッ
トの動作軌跡を補正させるための動作軌跡補正信号を出
力する補正信号演算手段とを有することを特徴とする。
手段は、車体の搬送位置を認識させるため当該車体の4
か所の位置に設けられたマークの画像を入力する。そし
て位置認識手段は、画像入力手段によって入力した画像
に基づいて前記マークのそれぞれの位置を認識する。ま
た補正信号演算手段は、位置認識手段によって認識され
たそれぞれのマークを相互に直線で結んでそれぞれのマ
ークの位置を頂点とする三角形を各マークについて3つ
づつ抽出するとともに、マスタとなる車体の4か所のマ
ークを相互に直線で結んでそれぞれのマークの位置を頂
点とする三角形を各マークについて3つづつ抽出し、認
識されたそれぞれのマークから抽出した三角形とマスタ
となるそれぞれのマークから抽出した三角形とから認識
された4か所のマークの平均位置を算出し、少なくとも
3か所の有効なマークの平均位置のみから前記車体の搬
送姿勢を演算し、前記車体に対して所定の作業を行なう
ロボットの動作軌跡を補正させるための動作軌跡補正信
号を出力する。したがって、マーク自体に位置ズレを生
じていたような場合であっても、そのズレが平準化され
ることとなって、ロボットの動作軌跡の補正精度がマー
クの位置ズレに完全には依存されなくなり、位置補正精
度の悪化を最少限に抑制することができるようになる。
明する。図1は本発明にかかる位置補正演算装置の構成
を示すブロック図である。図に示す装置では、画像入力
手段として機能するカメラを4台用いており、また、車
体1のサイドメンバーに設けるマークとしての検出穴も
4箇所としている。カメラ5a〜5dは、図2に示すよ
うにサイドメンバーに設けられた検出穴4a〜4dをそ
れぞれ個別に撮像する。これらのカメラからの画像信号
は、検出穴位置認識部10に入力される。この検出穴位
置認識部10ではそれぞれのカメラから出力されてきた
画像信号に基づいてその検出穴の位置を認識する。この
認識処理に当たっては通常行われている2値化処理など
が施される。この処理によって検出穴位置認識部10は
車体1のサイドメンバーに設けられている検出穴4a,
4b,4c,4dの位置を認識する。このようにして得
られた4つの位置データは位置データ平均化部12に送
られる。位置データ平均化部12では、この4つの位置
データに基づいて図2に示すような4つの三角形を作成
する。そしてこの4つの三角形から作られる4つの点の
平均位置を基準となるマスタの4つの点の位置と比較し
て、その4つの平均位置内の1つが明らかに違った値で
ある(マスタの位置から特に大きく外れている)場合に
は、その平均位置の位置データは無効として使用せず、
3つの平均位置の位置データによって車体の搬送位置,
姿勢などの特定がされ、これらの位置データに基づいて
位置補正データを算出する。ロボットコントローラはこ
の位置補正データを参照しながら、教示データを補正し
つつロボットの動作を制御する。このように多くの検出
穴の位置を認識することによって検出穴自信のズレを吸
収することができるようになる。また、認識された位置
が明らかに異なった位置であるような場合には、カメラ
の故障や検出穴の誤認識であると考えられるが、このよ
うなことが万が一起こった場合であっても、搬送位置の
認識は正確に行われるようになる。
ついて説明する。まず、ロボットに教示したときのマス
ターボディーの検出穴の位置の3つの座標をそれぞれO
(x1 ,y1 ,z1 )、p(x2 ,y2 ,z2 )、q
(x3 ,y3 ,z3 )とし、被検出ボディーの検出穴の
位置の3つの座標をそれぞれO’(x’1 ,y’1 ,
z’1 )、p’(x’2 ,y’2 ,z’2 )、q’
(x’3 ,y’3 ,z’3 )とする。
同であるときには、三角形o’p’q’を移動,回転な
どして三角形opqに合わせることが可能であるから、
この移動量が教示データの補正量となる。なお、合同と
なるかの判断はそれぞれの三角形を構成する線分が一致
するかどうかで行なう。つまり、線分opと線分o’
p’、線分pqと線分p’q’、線分qoと線分q’
o’、を合わせた時に、o=o’、p=p’q=q’と
なるかを演算することになる。
合には、容易に補正することができない。本実施例はこ
の場合の解決を図っている。図2に示すように、たとえ
ば点o’を頂点とする三角形は、三角形o’p’q’、
三角形o’p’r’、三角形o’q’r’がある。これ
らの三角形が教示時の三角形opq、三角形opr、三
角形oqrと合同であると仮定してそれぞれの三角形に
ついて平均位置である点o”を求める。 この点o”は、
次のようにして求める。三角形o’p’q’と三角形o
pqとを比較した場合に、両三角形は合同であると仮定
しているのであるから、三角形opqを構成する線分o
pと三角形o’p’q’を構成する線分o’p’との位
置関係(点oと点pが線分o’p’から最短でどの程度
離れているか)を演算し、同じく線分pqと線分p’
q’との位置関係、線分qoと線分q’o’との位置関
係を演算し、最も位置関係の近い線分同士を移動して重
ねる。たとえば、線分pqと線分p’q’との位置関係
が最も近かったときには、線分p’q’の最短点に位置
する点pまたは点qを線分p’q’上の最近点に移動
し、その点を基準に他方の点を移動して線分pqを線分
p’q’に重ねる。この線分の移動と共に三角形opq
を移動させ、このときの点oの位置を三角形o’p’
q’についての点o”1とする。 このようなことを、三
角形o’p’r’、三角形o’q’r’に対しても行な
い、両三角形についての点o”2、o”3を求める。この
演算によって求められた3つのo”1、o”2、o”3点
の座標のx,y,z座標の平均値によって得られる座標
をO”座標とする。 つまり、三角形o’p’q’と三角
形opqが合同であると仮定して得られたo”1座標を
x11,y11,z11とし、同様に、三角形o’p’r’に
ついてのo”2座標をx22,y22,z22とし、同様に、
三角形o’q’r’についてのo”3座標をx33,y3
3,z33すると、これらのo”1、o”2、o”3座標から
得られるO”座標は、[(x11+x22+x33)/3,
(y11+y22+y33)/3,(z11+z22+z33)/
3]の演算をすることによって求める。 このような演算
を引き続きp,q、rの各点についても行ない、最終的
に得ら れたO”、P”、Q”、R”の4つの平均位置の
内、教示時の点O、P、Q、Rの4つの点から最も離れ
ている(誤差の大きい)1点を除いた3点を基準に補正
量を演算する。 たとえば、O”、P”、Q”の3点が最
終的に選ばれた場合には、O”、P”、Q”の3点から
構成される三角形と教示時のO、P、Qの3点から構成
される三角形とを比較して、O”、P”、Q”の3点の
内、O、P、Qの3点に最も距離の近い一点を基準に両
三角形の面が重なるように回転させ(三角形の座標系の
X,Y,Z軸が回転中心となる)、この時の各点の移動
量、回転量がロボットに与える補正量となる。
イドメンバーに6つ設け、この検出穴4a〜4fをそれ
ぞれ6台のカメラ5a〜5fによって認識し、この認識
された位置に基づいて搬送位置をより正確に検出できる
ようにしたものである。本実施例では、検出した6つの
位置に基づいて次のようにして搬送位置などを特定する
ようにしている。まず検出した6つの位置の内の3つを
用いて1つの平面を生成し、そして残りの3つの位置を
用いてもう一つの平面を生成する。この生成された2つ
の平面を比較し、この2つの平面が明らかに異なるよう
な場合には、認識された6つの位置データに基づいて順
次任意の三角形を生成し、これらの三角形によって生成
される平面の平均値を求めることによって位置補正デー
タを算出する。この任意の三角形により生成される平面
の比較において明らかに異なるデータは第1の実施例と
同様に使用されない。尚、任意の三角形を作るといって
もその生成には非常に時間がかかるので、通常は4つ程
度が適当である。
る検出穴の位置を数多く採ることによってこの検出穴自
体の精度バラツキによる補正精度の影響を最少限とする
ことができるようになる。したがって、ロボットの車体
に対する作業精度も向上することになる。
認識手段によって認識されたそれぞれのマークから抽出
した三角形とマスタとなるそれぞれのマークから抽出し
た三角形とから、認識された各マークの平均位置を算出
し、少なくとも3か所の有効なマークの位置に基づいて
動作軌跡補正信号を出力するようにしたので、マーク自
体に位置ズレを生じていたような場合であっても、その
ズレが平準化されることとなって、ロボットの動作軌跡
の補正精度が検出穴の位置ズレに完全には依存されなく
なり、位置補正精度の悪化を最少限に抑制することがで
きる。
成を示すブロック図である。
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 車体の搬送位置を認識させるため当該車
体の4か所の位置に設けられたマークの画像を入力する
画像入力手段と、 当該画像入力手段によって入力した画像に基づいて前記
マークのそれぞれの位置を認識する位置認識手段と、 当該位置認識手段によって認識されたそれぞれのマーク
を相互に直線で結んでそれぞれのマークの位置を頂点と
する三角形を各マークについて3つづつ抽出するととも
に、マスタとなる車体の4か所のマークを相互に直線で
結んでそれぞれのマークの位置を頂点とする三角形を各
マークについて3つづつ抽出し、認識されたそれぞれの
マークから抽出した三角形とマスタとなるそれぞれのマ
ークから抽出した三角形とから認識された4か所のマー
クの平均位置を算出し、少なくとも3か所の有効なマー
クの平均位置のみから前記車体の搬送姿勢を演算し、前
記車体に対して所定の作業を行なうロボットの動作軌跡
を補正させるための動作軌跡補正信号を出力する補正信
号演算手段とを有することを特徴とする位置補正演算装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4193881A JP2871310B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 位置補正演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4193881A JP2871310B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 位置補正演算装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0635530A JPH0635530A (ja) | 1994-02-10 |
JP2871310B2 true JP2871310B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=16315295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4193881A Expired - Lifetime JP2871310B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 位置補正演算装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2871310B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT506865B1 (de) | 2008-05-20 | 2010-02-15 | Siemens Vai Metals Tech Gmbh | Vorrichtung zum verbessern von genauigkeitseigenschaften von handhabungsgeräten |
JP2020017111A (ja) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | ファナック株式会社 | ワーク計測装置、ワーク計測方法及びプログラム |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP4193881A patent/JP2871310B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0635530A (ja) | 1994-02-10 |
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