JP3073341B2 - ロボットの位置決め方法及びその装置 - Google Patents
ロボットの位置決め方法及びその装置Info
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- JP3073341B2 JP3073341B2 JP04325201A JP32520192A JP3073341B2 JP 3073341 B2 JP3073341 B2 JP 3073341B2 JP 04325201 A JP04325201 A JP 04325201A JP 32520192 A JP32520192 A JP 32520192A JP 3073341 B2 JP3073341 B2 JP 3073341B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットの位置決め方
法及びその装置に関し、特に溶接ロボット、研磨(研
削)ロボット、検査ロボット及びマテハン・組立ロボッ
ト等の位置決めを伴なう場合に適用して有用なものであ
る。
法及びその装置に関し、特に溶接ロボット、研磨(研
削)ロボット、検査ロボット及びマテハン・組立ロボッ
ト等の位置決めを伴なう場合に適用して有用なものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、ロボットのアーム先端(例えば、
溶接ロボットならば溶接ワイヤ先端、検査ロボットなら
ば検査ヘッド先端)の作用点を目的の位置に位置決めす
る方法としては、ティーチングプレイバック方式とNC
(Numerical Control)方式との2種
類がある。
溶接ロボットならば溶接ワイヤ先端、検査ロボットなら
ば検査ヘッド先端)の作用点を目的の位置に位置決めす
る方法としては、ティーチングプレイバック方式とNC
(Numerical Control)方式との2種
類がある。
【0003】前者は、作業者が予め目的の位置に前記作
用点をもっていくことで、その位置をロボットに教示し
ておき、その後実作業時にはその覚えた通りの位置に前
記ロボットが自動的に動き(プレイバックし)、前記作
用点を目的の位置に位置決めするという方式であり、後
者は、前記作用点が目的の位置にくるよう、ロボットの
各軸の長さや角度に基づき、予め数値計算して前記各軸
の動きをプログラムしておき、その後実作業時には、そ
のプログラムされた通りに前記各軸が自動的に動き、前
記作用点を目的の位置に位置決めするという方式であ
る。
用点をもっていくことで、その位置をロボットに教示し
ておき、その後実作業時にはその覚えた通りの位置に前
記ロボットが自動的に動き(プレイバックし)、前記作
用点を目的の位置に位置決めするという方式であり、後
者は、前記作用点が目的の位置にくるよう、ロボットの
各軸の長さや角度に基づき、予め数値計算して前記各軸
の動きをプログラムしておき、その後実作業時には、そ
のプログラムされた通りに前記各軸が自動的に動き、前
記作用点を目的の位置に位置決めするという方式であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術に
係るロボットの位置決め方法のうち、ティーチングプレ
イバック方式では、ワーク(例えば、溶接ロボットなら
ば被溶接物、検査ロボットならば被検体)が機械加工品
であって精度よく加工されている場合には問題はない
が、板金物やガスカット材であって加工精度が悪く、そ
の形状にバラツキがある場合にはロボット先端の作用点
が予めティーチングされた位置にきても(プレイバック
されても)前記作用点の位置とワーク上の目的の位置と
のずれを生じ、前記作用点を正確に位置決めすることが
出来なかった。また事前にティーチングする手間を必要
とした。
係るロボットの位置決め方法のうち、ティーチングプレ
イバック方式では、ワーク(例えば、溶接ロボットなら
ば被溶接物、検査ロボットならば被検体)が機械加工品
であって精度よく加工されている場合には問題はない
が、板金物やガスカット材であって加工精度が悪く、そ
の形状にバラツキがある場合にはロボット先端の作用点
が予めティーチングされた位置にきても(プレイバック
されても)前記作用点の位置とワーク上の目的の位置と
のずれを生じ、前記作用点を正確に位置決めすることが
出来なかった。また事前にティーチングする手間を必要
とした。
【0005】次に、NC方式では、ティーチングする手
間は不要なものの、上記と同様にワークの形状にバラツ
キがある場合及びロボットの各軸のたわみやバックラッ
シュ等がある場合には、数値計算通りにロボット先端の
作用点を、ワーク上の目的の位置に正確に位置決めする
ことが出来なかった。
間は不要なものの、上記と同様にワークの形状にバラツ
キがある場合及びロボットの各軸のたわみやバックラッ
シュ等がある場合には、数値計算通りにロボット先端の
作用点を、ワーク上の目的の位置に正確に位置決めする
ことが出来なかった。
【0006】そこで、上記の不具合いに対処するため、
例えば溶接ロボットでは、溶接作業を行う前に、溶接ワ
イヤとワークとの間に電圧をかけた後、前記溶接ワイヤ
の作用点をワークにタッチさせ、両者の間に電流が流れ
た時点の前記作用点の位置を記憶してティーチング点を
補正するという方法が採られている。しかしながらこの
方法でも、前記溶接ワイヤを一定の長さにすることや前
記溶接ワイヤの曲りをなくすことが困難であるため、正
確に前記作用点の位置決めを行うには充分ではなかっ
た。
例えば溶接ロボットでは、溶接作業を行う前に、溶接ワ
イヤとワークとの間に電圧をかけた後、前記溶接ワイヤ
の作用点をワークにタッチさせ、両者の間に電流が流れ
た時点の前記作用点の位置を記憶してティーチング点を
補正するという方法が採られている。しかしながらこの
方法でも、前記溶接ワイヤを一定の長さにすることや前
記溶接ワイヤの曲りをなくすことが困難であるため、正
確に前記作用点の位置決めを行うには充分ではなかっ
た。
【0007】本発明は、上記従来技術に鑑み、ワークの
形状のバラツキやロボットの各軸のたわみ等がある場合
にも正確にロボットのアーム先端の作用点を目的の位置
へ位置決めすることができるロボットの位置決め方法及
びその装置を提供することを目的とする。
形状のバラツキやロボットの各軸のたわみ等がある場合
にも正確にロボットのアーム先端の作用点を目的の位置
へ位置決めすることができるロボットの位置決め方法及
びその装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のロボットの位置決め方法の構成は、ワークに作用す
るロボットのアーム先端の作用点が、常に画面の中心等
の所定位置に写し出されるようカメラによって前記作用
点及び前記ワークの表面を撮像する一方、第1のレーザ
スリット光と第2のレーザスリット光とを前記作用点に
向け且つ互いに交差するように照射することにより、前
記ワークの表面上で互いに交差する2本の輝線を形成
し、このワーク表面上で互いに交差する2本の輝線の交
点が、前記作用点が前記ワークの表面から離れた位置に
占位している場合には前記画面の中心等の所定位置であ
る基準点からずれた位置に占位し、前記作用点が前記ワ
ークの表面に接している場合には前記基準点上に占位す
るようにし、前者の場合には前記2本の輝線の交点の位
置を画像処理によって求めつつ、この画像処理結果に基
づき前記2本の輝線の交点が前記基準点上に占位するま
で前記作用点を前記ワークの表面に近づけるようにした
ことを特徴とする。
明のロボットの位置決め方法の構成は、ワークに作用す
るロボットのアーム先端の作用点が、常に画面の中心等
の所定位置に写し出されるようカメラによって前記作用
点及び前記ワークの表面を撮像する一方、第1のレーザ
スリット光と第2のレーザスリット光とを前記作用点に
向け且つ互いに交差するように照射することにより、前
記ワークの表面上で互いに交差する2本の輝線を形成
し、このワーク表面上で互いに交差する2本の輝線の交
点が、前記作用点が前記ワークの表面から離れた位置に
占位している場合には前記画面の中心等の所定位置であ
る基準点からずれた位置に占位し、前記作用点が前記ワ
ークの表面に接している場合には前記基準点上に占位す
るようにし、前者の場合には前記2本の輝線の交点の位
置を画像処理によって求めつつ、この画像処理結果に基
づき前記2本の輝線の交点が前記基準点上に占位するま
で前記作用点を前記ワークの表面に近づけるようにした
ことを特徴とする。
【0009】また、本発明のロボットの位置決め方法の
構成は、 ワークの端部の位置であって、しかも該位置
において前記ワークが屈曲しているような特定の位置を
目標位置として、該目標位置に前記ワークに作用するロ
ボットのアーム先端の作用点を位置決めするロボットの
位置決め方法において、前記作用点が常に画面の中心等
の所定位置に写し出されるようカメラによって前記作用
点及び前記ワークの表面を撮像する一方、前記目標位置
の近傍で第1のレーザスリット光と第2のレーザスリッ
ト光とを前記作用点に向け且つ互いに交差するように照
射することにより、前記ワークの表面上で互いに交差す
る2本の輝線を形成し、このワーク表面上で互いに交差
する2本の輝線の交点が、前記作用点が前記ワークの表
面から離れた位置に占位している場合には前記画面の中
心等の所定位置である基準点からずれた位置に占位し、
前記作用点が前記ワークの表面に接している場合には前
記基準点上に占位するようにするとともに、前記ワーク
の端部に占位する前記2本の輝線のうちの一方の輝線の
端部の位置を画像処理によって求めつつ、この画像処理
結果に基づき前記一方の輝線の端部が前記基準点を通る
前記画面の中心線等の基準線上に占位するまで前記作用
点を移動するとともに、前記ワークの屈曲部において屈
曲する前記2本の輝線のうちの他方の輝線の屈曲部の位
置を画像処理によって求めつつ、この画像処理結果に基
づき前記他方の輝線の屈曲部が前記基準点を通る前記画
面の他の中心線等の基準線上に占位するまで前記作用点
を移動し、その後更に前記2本の輝線の交点の位置を画
像処理によって求めつつ、この画像処理結果に基づき前
記2本の輝線の交点が前記基準点上に占位するまで前記
作用点を前記目標位置に近づけるようにしたことを特徴
とする。
構成は、 ワークの端部の位置であって、しかも該位置
において前記ワークが屈曲しているような特定の位置を
目標位置として、該目標位置に前記ワークに作用するロ
ボットのアーム先端の作用点を位置決めするロボットの
位置決め方法において、前記作用点が常に画面の中心等
の所定位置に写し出されるようカメラによって前記作用
点及び前記ワークの表面を撮像する一方、前記目標位置
の近傍で第1のレーザスリット光と第2のレーザスリッ
ト光とを前記作用点に向け且つ互いに交差するように照
射することにより、前記ワークの表面上で互いに交差す
る2本の輝線を形成し、このワーク表面上で互いに交差
する2本の輝線の交点が、前記作用点が前記ワークの表
面から離れた位置に占位している場合には前記画面の中
心等の所定位置である基準点からずれた位置に占位し、
前記作用点が前記ワークの表面に接している場合には前
記基準点上に占位するようにするとともに、前記ワーク
の端部に占位する前記2本の輝線のうちの一方の輝線の
端部の位置を画像処理によって求めつつ、この画像処理
結果に基づき前記一方の輝線の端部が前記基準点を通る
前記画面の中心線等の基準線上に占位するまで前記作用
点を移動するとともに、前記ワークの屈曲部において屈
曲する前記2本の輝線のうちの他方の輝線の屈曲部の位
置を画像処理によって求めつつ、この画像処理結果に基
づき前記他方の輝線の屈曲部が前記基準点を通る前記画
面の他の中心線等の基準線上に占位するまで前記作用点
を移動し、その後更に前記2本の輝線の交点の位置を画
像処理によって求めつつ、この画像処理結果に基づき前
記2本の輝線の交点が前記基準点上に占位するまで前記
作用点を前記目標位置に近づけるようにしたことを特徴
とする。
【0010】また、本発明のロボットの位置決め装置の
構成は、ワークに作用するロボットのアーム先端の作用
点が、常に画面の中心等の所定位置に写し出されるよう
光軸を前記作用点またはその近傍の所定位置に向けて固
定され、前記作用点及び前記ワークの表面を撮像するカ
メラと、第1のレーザスリット光と第2のレーザスリッ
ト光とを前記作用点に向け且つ互いに交差するように照
射することにより、前記ワークの表面上で互いに交差す
る2本の輝線を形成するとともに、このワーク表面上で
互いに交差する2本の輝線の交点が、前記作用点が前記
ワークの表面から離れた位置に占位している場合には前
記画面の中心等の所定位置である基準点からずれた位置
に占位し、前記作用点が前記ワークの表面に接している
場合には前記基準点上に占位するようにする第1のレー
ザスリット光照射装置及び第2のレーザスリット光照射
装置と、前記カメラで撮影した画像の輝線の位置を画像
処理によって求め、画像処理信号を出力する画像処理装
置と、前記画像処理信号に基づき前記作用点の位置を制
御する制御装置とを有することを特徴とする。
構成は、ワークに作用するロボットのアーム先端の作用
点が、常に画面の中心等の所定位置に写し出されるよう
光軸を前記作用点またはその近傍の所定位置に向けて固
定され、前記作用点及び前記ワークの表面を撮像するカ
メラと、第1のレーザスリット光と第2のレーザスリッ
ト光とを前記作用点に向け且つ互いに交差するように照
射することにより、前記ワークの表面上で互いに交差す
る2本の輝線を形成するとともに、このワーク表面上で
互いに交差する2本の輝線の交点が、前記作用点が前記
ワークの表面から離れた位置に占位している場合には前
記画面の中心等の所定位置である基準点からずれた位置
に占位し、前記作用点が前記ワークの表面に接している
場合には前記基準点上に占位するようにする第1のレー
ザスリット光照射装置及び第2のレーザスリット光照射
装置と、前記カメラで撮影した画像の輝線の位置を画像
処理によって求め、画像処理信号を出力する画像処理装
置と、前記画像処理信号に基づき前記作用点の位置を制
御する制御装置とを有することを特徴とする。
【0011】
【作用】上記構成の本発明によれば、第1のレーザスリ
ット光と第2のレーザスリット光とによってワークの表
面上に互いに交差した2本の輝線を形成する。作用点が
ワークの表面から離れている場合には、前記輝線の交点
が画面の中心等の基準点から離れた位置に写し出され
る。そこで前記交点の位置を画像処理によって求め、こ
の画像処理結果に基づき前記作用点を前記ワークの表面
に近づける。前記作用点が前記ワークの表面に接した
時、前記交点は、前記基準点上に写し出される。かくし
て前記作用点を前記ワークの表面上の所定位置に位置決
めする。
ット光と第2のレーザスリット光とによってワークの表
面上に互いに交差した2本の輝線を形成する。作用点が
ワークの表面から離れている場合には、前記輝線の交点
が画面の中心等の基準点から離れた位置に写し出され
る。そこで前記交点の位置を画像処理によって求め、こ
の画像処理結果に基づき前記作用点を前記ワークの表面
に近づける。前記作用点が前記ワークの表面に接した
時、前記交点は、前記基準点上に写し出される。かくし
て前記作用点を前記ワークの表面上の所定位置に位置決
めする。
【0012】また、ワークの端部の位置であって、しか
も該位置において前記ワークが屈曲しているような特定
の位置の近傍で前記の第1のレーザスリット光と第2の
レーザスリット光とを照射する。このとき一方の輝線
は、その一端が前記ワークの端部に占位し、他方の輝線
は、前記ワークの屈曲部に占位する位置で屈曲する。そ
こで一方の輝線の端部及び他方の輝線の屈曲部が画面の
中心線等の基準線からずれた位置に写し出された場合
に、前記端部の位置及び前記屈曲部の位置を画像処理に
よって求める。この画像処理結果に基づき前記作用点を
移動する。更に前記輝線の交点の位置を画像処理によっ
て求め、この画像処理結果に基づき前記作用点を前記特
定の位置に近づける。かくして前記作用点を前記特定の
位置に位置決めする。
も該位置において前記ワークが屈曲しているような特定
の位置の近傍で前記の第1のレーザスリット光と第2の
レーザスリット光とを照射する。このとき一方の輝線
は、その一端が前記ワークの端部に占位し、他方の輝線
は、前記ワークの屈曲部に占位する位置で屈曲する。そ
こで一方の輝線の端部及び他方の輝線の屈曲部が画面の
中心線等の基準線からずれた位置に写し出された場合
に、前記端部の位置及び前記屈曲部の位置を画像処理に
よって求める。この画像処理結果に基づき前記作用点を
移動する。更に前記輝線の交点の位置を画像処理によっ
て求め、この画像処理結果に基づき前記作用点を前記特
定の位置に近づける。かくして前記作用点を前記特定の
位置に位置決めする。
【0013】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
明する。
【0014】図1は、本発明の実施例に係るロボットの
位置決め装置の斜視図、図2は、図1のA方向矢視図、
図3は、図1のB方向矢視図、図4は、ITVカメラで
撮らえた画像を表わす図である。
位置決め装置の斜視図、図2は、図1のA方向矢視図、
図3は、図1のB方向矢視図、図4は、ITVカメラで
撮らえた画像を表わす図である。
【0015】図1に示すように、本発明の実施例に係る
ロボットの位置決め装置は、ITVカメラ2、レーザス
リット光照射装置3a,3b、取付具7,8a,8b、
画像処理装置5及び制御装置6を有する。
ロボットの位置決め装置は、ITVカメラ2、レーザス
リット光照射装置3a,3b、取付具7,8a,8b、
画像処理装置5及び制御装置6を有する。
【0016】これらのうち、取付具7は、棒状の部材で
あって、その基端部がロボットのアーム先端部の外周面
に固定され、その先端部にはITVカメラ2が取付けら
れている。しかもITVカメラ2は、ロボットのアーム
先端部1の先端にある作用点OがITVカメラ2の光軸
上に占位するよう、すなわちITVカメラ2の中心点を
C、アーム先端部1の中心点をPとすると、ITVカメ
ラ2の光軸と同一な線分OC(以下、これを光軸OCと
いう)を、アーム先端部1の中心軸と同一な線分OP
(以下、これを中心軸OPという)に対して角度αだけ
傾けて取付けられている。かくしてITVカメラ2で撮
らえられた作用点Oは、常に画面の中心に写し出され
る。
あって、その基端部がロボットのアーム先端部の外周面
に固定され、その先端部にはITVカメラ2が取付けら
れている。しかもITVカメラ2は、ロボットのアーム
先端部1の先端にある作用点OがITVカメラ2の光軸
上に占位するよう、すなわちITVカメラ2の中心点を
C、アーム先端部1の中心点をPとすると、ITVカメ
ラ2の光軸と同一な線分OC(以下、これを光軸OCと
いう)を、アーム先端部1の中心軸と同一な線分OP
(以下、これを中心軸OPという)に対して角度αだけ
傾けて取付けられている。かくしてITVカメラ2で撮
らえられた作用点Oは、常に画面の中心に写し出され
る。
【0017】取付具8aは、棒状の部材であって、その
基端部がITVカメラ2の上面に固定され、その先端部
にはレーザスリット光照射装置3aが取付られている。
しかもレーザスリット光照射装置3aは、中心軸OPと
光軸OCとを含む平面をA平面とし、このA平面に対し
て直角な方向に広がりを有するレーザスリット光13a
を、レーザスリット光13aの光軸上に作用点Oが占位
するよう、すなわちレーザスリット光13aの光軸を光
軸OCに対して角度β1 だけ傾けて照射するように取付
られている。
基端部がITVカメラ2の上面に固定され、その先端部
にはレーザスリット光照射装置3aが取付られている。
しかもレーザスリット光照射装置3aは、中心軸OPと
光軸OCとを含む平面をA平面とし、このA平面に対し
て直角な方向に広がりを有するレーザスリット光13a
を、レーザスリット光13aの光軸上に作用点Oが占位
するよう、すなわちレーザスリット光13aの光軸を光
軸OCに対して角度β1 だけ傾けて照射するように取付
られている。
【0018】取付具8bは、棒状の部材であって、その
基端部がITVカメラ2の側面に固定され、その先端部
にはレーザスリット光照射装置3bが取付られている。
しかもレーザスリット光照射装置3bは、前記A平面と
直交し且つ光軸OCを含む平面であるB平面に対して直
角な方向に広がりを有するレーザスリット光13bを、
レーザスリット光13bの光軸上に作用点Oが占位する
よう、すなわちレーザスリット光13aの光軸を光軸O
Cに対して角度β2 だけ傾けて照射するように取付けら
れている。
基端部がITVカメラ2の側面に固定され、その先端部
にはレーザスリット光照射装置3bが取付られている。
しかもレーザスリット光照射装置3bは、前記A平面と
直交し且つ光軸OCを含む平面であるB平面に対して直
角な方向に広がりを有するレーザスリット光13bを、
レーザスリット光13bの光軸上に作用点Oが占位する
よう、すなわちレーザスリット光13aの光軸を光軸O
Cに対して角度β2 だけ傾けて照射するように取付けら
れている。
【0019】これらレーザスリット光照射装置3a,3
b及びITVカメラ2によれば、作用点Oがワーク表面
4aから離れた位置に占位している場合にはレーザスリ
ット光13a,13bによって表面4aに形成される2
本の輝線は、互いに直交し、その交点が画面の中心より
もずれた位置に写し出される。また作用点Oがワーク表
面4aに接している場合には前記交点は、画面の中心に
写し出される。
b及びITVカメラ2によれば、作用点Oがワーク表面
4aから離れた位置に占位している場合にはレーザスリ
ット光13a,13bによって表面4aに形成される2
本の輝線は、互いに直交し、その交点が画面の中心より
もずれた位置に写し出される。また作用点Oがワーク表
面4aに接している場合には前記交点は、画面の中心に
写し出される。
【0020】つまり、作用点Oがワーク表面4aから離
れた位置に占位している場合には、まず図2に示すよう
にレーザスリット光13aの輝線a1 は、光軸OCとワ
ーク表面4aとの交点O1 に対し、図の右側へΔY1 だ
けずれたワーク表面4a上の位置に形成され、次に図3
に示すようにレーザスリット光13bの輝線b1 は、前
記交点O1 に対し、図の右側へΔX1 だけずれたワーク
表面4a上の位置に形成される。
れた位置に占位している場合には、まず図2に示すよう
にレーザスリット光13aの輝線a1 は、光軸OCとワ
ーク表面4aとの交点O1 に対し、図の右側へΔY1 だ
けずれたワーク表面4a上の位置に形成され、次に図3
に示すようにレーザスリット光13bの輝線b1 は、前
記交点O1 に対し、図の右側へΔX1 だけずれたワーク
表面4a上の位置に形成される。
【0021】このため、図4に示すようにITVカメラ
2で撮影された画面10において、その上下方向の中心
線をX(以下、中心線Xという)、左右方向の中心線を
Y(以下、中心線Yという)とすると、前記輝線a
1 は、中心線Xに対して上下方向にΔY2 だけずれた位
置に写し出され、前記輝線b1 は、中心線Yに対して左
右方向にΔX2 だけずれた位置に写し出される。その結
果輝線a1 と輝線b1 との交点d1 は、画面10の中心
点O2 に対して上下方向にΔY2 、左右方向にΔX 2 だ
けずれた位置に写し出される。
2で撮影された画面10において、その上下方向の中心
線をX(以下、中心線Xという)、左右方向の中心線を
Y(以下、中心線Yという)とすると、前記輝線a
1 は、中心線Xに対して上下方向にΔY2 だけずれた位
置に写し出され、前記輝線b1 は、中心線Yに対して左
右方向にΔX2 だけずれた位置に写し出される。その結
果輝線a1 と輝線b1 との交点d1 は、画面10の中心
点O2 に対して上下方向にΔY2 、左右方向にΔX 2 だ
けずれた位置に写し出される。
【0022】また、作用点Oがワーク表面4aに接して
いる場合、輝線a1 は、中心線X上に写し出され、輝線
b1 は、中心線Y上に写し出される。その結果交点d1
は、中心点O2 の位置に写し出される。逆に交点d1 が
中心点O2 の位置に写っているときは、作用点Oがワー
ク表面4aに接しているということがわかる。
いる場合、輝線a1 は、中心線X上に写し出され、輝線
b1 は、中心線Y上に写し出される。その結果交点d1
は、中心点O2 の位置に写し出される。逆に交点d1 が
中心点O2 の位置に写っているときは、作用点Oがワー
ク表面4aに接しているということがわかる。
【0023】画像処理装置5は、ITVカメラ2で撮影
した画像を画像処理した後、画像処理信号を制御装置6
へ出力する。制御装置6は、前記画像処理信号に基づき
ロボットの各軸を制御して、作用点Oを目的の位置へ移
動する。
した画像を画像処理した後、画像処理信号を制御装置6
へ出力する。制御装置6は、前記画像処理信号に基づき
ロボットの各軸を制御して、作用点Oを目的の位置へ移
動する。
【0024】次に、上述のロボットの位置決め装置を用
いたロボットの位置決め方法の一実施例について説明す
る。
いたロボットの位置決め方法の一実施例について説明す
る。
【0025】まず、作用点OをNC制御等によりワーク
表面4aの近傍に占位せしめた後、レーザスリット光照
射装置3a,3bによりレーザスリット光13a,13
bをワーク表面4a上に照射して、ワーク表面4a上に
おいて互いに直交する2本の輝線a1 ,b1 を形成す
る。次にITVカメラ2でこれらを撮影し、図4に示す
ように画面10の中心点O2 と輝線a1 ,b1 の交点d
1 とのずれ量ΔX2 及びΔY2 を画像処理装置5によ
り、画像処理して求め、画像処理信号を制御装置6へ出
力する。
表面4aの近傍に占位せしめた後、レーザスリット光照
射装置3a,3bによりレーザスリット光13a,13
bをワーク表面4a上に照射して、ワーク表面4a上に
おいて互いに直交する2本の輝線a1 ,b1 を形成す
る。次にITVカメラ2でこれらを撮影し、図4に示す
ように画面10の中心点O2 と輝線a1 ,b1 の交点d
1 とのずれ量ΔX2 及びΔY2 を画像処理装置5によ
り、画像処理して求め、画像処理信号を制御装置6へ出
力する。
【0026】制御装置6では、前記画像処理信号に基づ
き作用点Oがワーク表面4aに近づくようにロボットの
各軸を制御する。つまりずれ量ΔX2 ,ΔY2 が零にな
るまで、すなわち作用点Oをワーク表面4a上に位置決
めするまで、繰り返しリアルタイムで前記画像処理を行
いつつ、作用点Oをワーク表面4aへ近づける。なお画
像処理にはある程度の処理時間を要するため、該処理時
間を考慮して作用点Oの移動速度を決定する。
き作用点Oがワーク表面4aに近づくようにロボットの
各軸を制御する。つまりずれ量ΔX2 ,ΔY2 が零にな
るまで、すなわち作用点Oをワーク表面4a上に位置決
めするまで、繰り返しリアルタイムで前記画像処理を行
いつつ、作用点Oをワーク表面4aへ近づける。なお画
像処理にはある程度の処理時間を要するため、該処理時
間を考慮して作用点Oの移動速度を決定する。
【0027】次に、前述のロボットの位置決め装置を用
いたロボットの位置決め方法の他の実施例について説明
する。なお上述のロボットの位置決め方法が、ワークの
表面上に作用点を位置決めする方法であって、検査ロボ
ットや研磨ロボット等ワーク表面上の絶対位置をさほど
気にしなくても済む場合に適用する方法であるのに対し
本実施例に係るロボットの位置決め方法は、溶接ロボッ
ト等、ワーク表面上の特定位置に前記作用点を位置決め
する必要がある場合に適用する方法である。
いたロボットの位置決め方法の他の実施例について説明
する。なお上述のロボットの位置決め方法が、ワークの
表面上に作用点を位置決めする方法であって、検査ロボ
ットや研磨ロボット等ワーク表面上の絶対位置をさほど
気にしなくても済む場合に適用する方法であるのに対し
本実施例に係るロボットの位置決め方法は、溶接ロボッ
ト等、ワーク表面上の特定位置に前記作用点を位置決め
する必要がある場合に適用する方法である。
【0028】すなわち、図5の斜視図に示すワーク14
aとワーク14bとの溶接部である溶接線ABの位置を
求めるため、両端のA点及びB点へ前記作用点Oを位置
決めするような場合に用いる方法である。
aとワーク14bとの溶接部である溶接線ABの位置を
求めるため、両端のA点及びB点へ前記作用点Oを位置
決めするような場合に用いる方法である。
【0029】本実施例のロボットの位置決め方法では、
まずNC制御等により作用点Oを点Aの近傍に占位せし
める。その際、効率よく位置決めを行うために点Aの少
し右側に作用点Oが占位するようにする。その後レーザ
スリット光照射装置3a,3bによりレーザスリット光
13a,13bをワーク14a,14bの表面上に照射
し、互いに直交する2本の輝線a2 ,b2 を形成する。
次にITVカメラ2でこれらを撮影する。この時の画像
を図6(a)に示す。同図に示すように輝線a 2 は、ワ
ーク14aの左端部に位置するその左端の点f1 (以
下、これを左端点f1 という)が画面の中心線Yの左側
にある。また、輝線b2 は、溶接線AB上に位置する点
e1 において屈曲(以下、これを屈曲点e1 という)し
ており、しかもその屈曲点e1 が画面の中心線Xの上側
(なおこれはITVカメラ2の光軸OCが溶接線ABの
下方に向いている場合であり、光軸OCが溶接線ABの
上方に向いている場合には、屈曲点e1 の位置は中心線
Xの下側になる)にある。
まずNC制御等により作用点Oを点Aの近傍に占位せし
める。その際、効率よく位置決めを行うために点Aの少
し右側に作用点Oが占位するようにする。その後レーザ
スリット光照射装置3a,3bによりレーザスリット光
13a,13bをワーク14a,14bの表面上に照射
し、互いに直交する2本の輝線a2 ,b2 を形成する。
次にITVカメラ2でこれらを撮影する。この時の画像
を図6(a)に示す。同図に示すように輝線a 2 は、ワ
ーク14aの左端部に位置するその左端の点f1 (以
下、これを左端点f1 という)が画面の中心線Yの左側
にある。また、輝線b2 は、溶接線AB上に位置する点
e1 において屈曲(以下、これを屈曲点e1 という)し
ており、しかもその屈曲点e1 が画面の中心線Xの上側
(なおこれはITVカメラ2の光軸OCが溶接線ABの
下方に向いている場合であり、光軸OCが溶接線ABの
上方に向いている場合には、屈曲点e1 の位置は中心線
Xの下側になる)にある。
【0030】続いて、画像処理により左端点f1 の位置
を求め、これを画像処理信号として制御装置6へ出力す
る。制御装置6では、前記画像処理信号に基づき左端点
f1の位置が中心線Y上にくるように作用点Oを左へ移
動する。この時の画像を図6の(b),(c)に示す。
図6(b)では、図6(a)よりも左端点f1 の位置が
中心線Yに近づいている。図6(c)では、左端点f1
の位置が中心線Y上にある。
を求め、これを画像処理信号として制御装置6へ出力す
る。制御装置6では、前記画像処理信号に基づき左端点
f1の位置が中心線Y上にくるように作用点Oを左へ移
動する。この時の画像を図6の(b),(c)に示す。
図6(b)では、図6(a)よりも左端点f1 の位置が
中心線Yに近づいている。図6(c)では、左端点f1
の位置が中心線Y上にある。
【0031】更に、画像処理により屈曲点e1 の位置を
求め、これを画像処理信号として制御装置6へ出力す
る。制御装置6では、前記画像処理信号に基づき屈曲点
e1 が中心線X上にくるように作用点Oを上へ移動す
る。その結果、図6(d)に示すような画像となる。同
図に示すように屈曲点e1 の位置は、中心線X上にあ
る。すなわちこの時点で光軸OCは点Aに向いている。
しかしながらまだ作用点OがA点に接していないため輝
線a2 ,b2 の交点d2 は、画面の中心点O2 からずれ
た位置にある。
求め、これを画像処理信号として制御装置6へ出力す
る。制御装置6では、前記画像処理信号に基づき屈曲点
e1 が中心線X上にくるように作用点Oを上へ移動す
る。その結果、図6(d)に示すような画像となる。同
図に示すように屈曲点e1 の位置は、中心線X上にあ
る。すなわちこの時点で光軸OCは点Aに向いている。
しかしながらまだ作用点OがA点に接していないため輝
線a2 ,b2 の交点d2 は、画面の中心点O2 からずれ
た位置にある。
【0032】従って、最後に前述の第1のロボットの位
置決め方法と同様にして作用点Oを点A上に位置決めす
る。その結果、図6(e)に示すような画像となる。同
図に示すように、左端点f1 及び屈曲点e1 の位置が画
面の中心点O2 上にある。
置決め方法と同様にして作用点Oを点A上に位置決めす
る。その結果、図6(e)に示すような画像となる。同
図に示すように、左端点f1 及び屈曲点e1 の位置が画
面の中心点O2 上にある。
【0033】以上が点Aへの位置決め方法であり、同様
にして点Bへの位置決めも行う。すなわち輝線a3 の右
端点f2 及び輝線b3 の屈曲点e2 の位置が画面の中心
点O 2 上にくるように作用点Oを移動し、点B上へ位置
決めする。
にして点Bへの位置決めも行う。すなわち輝線a3 の右
端点f2 及び輝線b3 の屈曲点e2 の位置が画面の中心
点O 2 上にくるように作用点Oを移動し、点B上へ位置
決めする。
【0034】なお、レーザスリット光照射装置3aは、
ITVカメラ2の下方に取付けてもよく、またレーザス
リット光照射装置3bは、ITVカメラ2の他の側面に
取付てもよい。更には、レーザスリット光照射装置3
a,3bを他の取付用部材を用いてITVカメラ2から
離れた位置に取付けてもよい。また、レーザスリット光
13a,13bによってワーク表面4a上に形成される
2本の輝線は、必ずしも直角に交わる必要はない。また
上記実施例では作用点Oを画面の中心に写し出すととも
に、画面の中心点O 2 を基準点とし、画面の中心線X,
Yを基準線として位置決め制御する場合について説明し
たが、もちろん作用点O,ITVカメラ2及びレーザス
リット光照射装置3a,3bの相対位置関係を調整する
ことによって、作用点Oを写し出す位置や基準点及び基
準線の位置も任意に設定することができる。例えば、図
4において作用点Oがワーク4の表面4aに接すると、
上記実施例では交点d 1 が中心点O 2 上に占位するが、
この状態からレーザスリット光照射装置3a,3bの照
射角度をずらすと、作用点Oの位置は変わらず交点d 1
の位置だけが中心点O 2 からずれる。従って予め照射角
度が上記のようにずれた状態でレーザスリット光照射装
置3a,3bを固定しておけば、上記のように中心点O
2 からずれた位置を基準点とし、この基準点上に交点d
1 が占位するよう制御することによって作用点Oを位置
決めすることができる。
ITVカメラ2の下方に取付けてもよく、またレーザス
リット光照射装置3bは、ITVカメラ2の他の側面に
取付てもよい。更には、レーザスリット光照射装置3
a,3bを他の取付用部材を用いてITVカメラ2から
離れた位置に取付けてもよい。また、レーザスリット光
13a,13bによってワーク表面4a上に形成される
2本の輝線は、必ずしも直角に交わる必要はない。また
上記実施例では作用点Oを画面の中心に写し出すととも
に、画面の中心点O 2 を基準点とし、画面の中心線X,
Yを基準線として位置決め制御する場合について説明し
たが、もちろん作用点O,ITVカメラ2及びレーザス
リット光照射装置3a,3bの相対位置関係を調整する
ことによって、作用点Oを写し出す位置や基準点及び基
準線の位置も任意に設定することができる。例えば、図
4において作用点Oがワーク4の表面4aに接すると、
上記実施例では交点d 1 が中心点O 2 上に占位するが、
この状態からレーザスリット光照射装置3a,3bの照
射角度をずらすと、作用点Oの位置は変わらず交点d 1
の位置だけが中心点O 2 からずれる。従って予め照射角
度が上記のようにずれた状態でレーザスリット光照射装
置3a,3bを固定しておけば、上記のように中心点O
2 からずれた位置を基準点とし、この基準点上に交点d
1 が占位するよう制御することによって作用点Oを位置
決めすることができる。
【0035】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに、本発明は、ロボットのアーム先端の作用点と目標
位置とのずれを、レーザスリット光の輝線と画面の中心
等の基準点又は画面の中心線等の基準線とのずれとして
求め、このずれを補正するように制御するものであり、
ワークの形状のバラツキやロボットの各軸のたわみ等が
ある場合にも、ロボットのアーム先端の作用点を目標の
位置へ正確に位置決めすることが可能である。
うに、本発明は、ロボットのアーム先端の作用点と目標
位置とのずれを、レーザスリット光の輝線と画面の中心
等の基準点又は画面の中心線等の基準線とのずれとして
求め、このずれを補正するように制御するものであり、
ワークの形状のバラツキやロボットの各軸のたわみ等が
ある場合にも、ロボットのアーム先端の作用点を目標の
位置へ正確に位置決めすることが可能である。
【図1】図1は、本発明の実施例に係るロボットの位置
決め装置の斜視図である。
決め装置の斜視図である。
【図2】図2は、図1のA方向矢視図である。
【図3】図3は、図1のB方向矢視図である。
【図4】図4は、ITVカメラで撮らえた画像を表わす
図である。
図である。
【図5】図5は、ワークの斜視図である。
【図6】図6は、ITVカメラで撮らえた画像を表わす
図である。
図である。
【符号の説明】 1 アーム先端部 2 ITVカメラ 3a,3b レーザスリット光照射装置 5 画像処理装置 6 制御装置 7,8a,8b 取付具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G05B 19/19 G05B 19/19 H (72)発明者 綱谷 俊彦 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (56)参考文献 特開 平5−273397(JP,A) 特開 昭54−76179(JP,A) 特開 昭59−203906(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 3/12 B23K 9/127 501 B23K 9/127 508 B23Q 15/22 B25J 13/08 G05B 19/19
Claims (3)
- 【請求項1】 ワークに作用するロボットのアーム先端
の作用点が、常に画面の中心等の所定位置に写し出され
るようカメラによって前記作用点及び前記ワークの表面
を撮像する一方、第1のレーザスリット光と第2のレー
ザスリット光とを前記作用点に向け且つ互いに交差する
ように照射することにより、前記ワークの表面上で互い
に交差する2本の輝線を形成し、このワーク表面上で互
いに交差する2本の輝線の交点が、前記作用点が前記ワ
ークの表面から離れた位置に占位している場合には前記
画面の中心等の所定位置である基準点からずれた位置に
占位し、前記作用点が前記ワークの表面に接している場
合には前記基準点上に占位するようにし、前者の場合に
は前記2本の輝線の交点の位置を画像処理によって求め
つつ、この画像処理結果に基づき前記2本の輝線の交点
が前記基準点上に占位するまで前記作用点を前記ワーク
の表面に近づけるようにしたことを特徴とするロボット
の位置決め方法。 - 【請求項2】 ワークの端部の位置であって、しかも該
位置において前記ワークが屈曲しているような特定の位
置を目標位置として、該目標位置に前記ワークに作用す
るロボットのアーム先端の作用点を位置決めするロボッ
トの位置決め方法において、 前記作用点が常に画面の中心等の所定位置に写し出され
るようカメラによって前記作用点及び前記ワークの表面
を撮像する一方、前記目標位置の近傍で第1のレーザス
リット光と第2のレーザスリット光とを前記作用点に向
け且つ互いに交差するように照射することにより、前記
ワークの表面上で互いに交差する2本の輝線を形成し、
このワーク表面上で互いに交差する2本の輝線の交点
が、前記作用点が前記ワークの表面から離れた位置に占
位している場合には前記画面の中心等の所定位置である
基準点からずれた位置に占位し、前記作用点が前記ワー
クの表面に接している場合には前記基準点上に占位する
ようにするとともに、 前記ワークの端部に占位する前記2本の輝線のうちの一
方の輝線の端部の位置を画像処理によって求めつつ、こ
の画像処理結果に基づき前記一方の輝線の端部が前記基
準点を通る前記画面の中心線等の基準線上に占位するま
で前記作用点を移動するとともに、前記ワークの屈曲部
において屈曲する前記2本の輝線のうち の他方の輝線の
屈曲部の位置を画像処理によって求めつつ、この画像処
理結果に基づき前記他方の輝線の屈曲部が前記基準点を
通る前記画面の他の中心線等の基準線上に占位するまで
前記作用点を移動し、その後更に前記2本の輝線の交点
の位置を画像処理によって求めつつ、この画像処理結果
に基づき前記2本の輝線の交点が前記基準点上に占位す
るまで前記作用点を前記目標位置に近づけるようにした
ことを特徴とするロボットの位置決め方法。 - 【請求項3】 ワークに作用するロボットのアーム先端
の作用点が、常に画面の中心等の所定位置に写し出され
るよう光軸を前記作用点またはその近傍の所定位置に向
けて固定され、前記作用点及び前記ワークの表面を撮像
するカメラと、第1のレーザスリット光と第2のレーザスリット光とを
前記作用点に向け且つ互いに交差するように照射するこ
とにより、 前記ワークの表面上で互いに交差する2本の
輝線を形成するとともに、このワーク表面上で互いに交
差する2本の輝線の交点が、前記作用点が前記ワークの
表面から離れた位置に占位している場合には前記画面の
中心等の所定位置である基準点からずれた位置に占位
し、前記作用点が前記ワークの表面に接している場合に
は前記基準点上に占位するようにする第1のレーザスリ
ット光照射装置及び第2のレーザスリット光照射装置
と、 前記カメラで撮影した画像の輝線の位置を画像処理によ
って求め、画像処理信号を出力する画像処理装置と、 前記画像処理信号に基づき前記作用点の位置を制御する
制御装置とを有することを特徴とするロボットの位置決
め装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04325201A JP3073341B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | ロボットの位置決め方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04325201A JP3073341B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | ロボットの位置決め方法及びその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06175725A JPH06175725A (ja) | 1994-06-24 |
JP3073341B2 true JP3073341B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=18174153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04325201A Expired - Fee Related JP3073341B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | ロボットの位置決め方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3073341B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9923795D0 (en) | 1999-10-09 | 1999-12-08 | British Aerospace | Micropositioning system |
JP4519295B2 (ja) * | 2000-09-08 | 2010-08-04 | 株式会社神戸製鋼所 | ワークの位置ずれの測定方法 |
CN104959989B (zh) * | 2015-07-01 | 2016-06-29 | 江南大学 | 一种视觉引导下的电梯门板上料定位方法 |
JP6748481B2 (ja) * | 2016-05-24 | 2020-09-02 | ベクトル株式会社 | ガイド光機能付き刻印機およびガイド光機能付き刻印機による打刻方法 |
CN105965519A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-09-28 | 江南大学 | 一种视觉引导下的离合器下料定位方法 |
WO2020042030A1 (zh) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 深圳配天智能技术研究院有限公司 | 视觉焊接***的缝隙检测方法以及*** |
CN109291048B (zh) * | 2018-09-26 | 2020-11-13 | 泉州华中科技大学智能制造研究院 | 一种磨抛工业机器人实时在线编程***及方法 |
CN113976970B (zh) * | 2021-12-06 | 2022-05-24 | 广东久久犇科技有限公司 | 一种高精度视觉定位数控铣床 |
-
1992
- 1992-12-04 JP JP04325201A patent/JP3073341B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06175725A (ja) | 1994-06-24 |
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