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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