JP3151906B2 - ロボットシステムにおけるハンドリング方法 - Google Patents
ロボットシステムにおけるハンドリング方法Info
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- JP3151906B2 JP3151906B2 JP01616492A JP1616492A JP3151906B2 JP 3151906 B2 JP3151906 B2 JP 3151906B2 JP 01616492 A JP01616492 A JP 01616492A JP 1616492 A JP1616492 A JP 1616492A JP 3151906 B2 JP3151906 B2 JP 3151906B2
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- Numerical Control (AREA)
- Image Processing (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はロボットシステムにおけ
るハンドリング方法に関し、ワークの映像情報を処理す
る画像処理装置を有するロボットシステムに適用して有
用なものである。
るハンドリング方法に関し、ワークの映像情報を処理す
る画像処理装置を有するロボットシステムに適用して有
用なものである。
【０００２】
【従来の技術】鋳物のバリ取りを行なうロボットシステ
ムとして画像処理装置とロボットとを組合せたものが提
案されている（例えば、日本産業用ロボット工業会、ロ
ボットNo. ８１ 第３２頁〜第３７頁「鋳バリ取りロボ
ットと適用例」）。
ムとして画像処理装置とロボットとを組合せたものが提
案されている（例えば、日本産業用ロボット工業会、ロ
ボットNo. ８１ 第３２頁〜第３７頁「鋳バリ取りロボ
ットと適用例」）。
【０００３】この種のロボットシステムは、バリ取り作
業のワークであるパレット上に任意に載置された鋳物
を、カメラで撮影し、このカメラが送出する映像情報を
画像処理装置で処理することによりワークの位置姿勢を
認識し、この値をロボット座標に変換してロボットに送
信する。このことによりロボットは前記値を基にワーク
を把持し、研磨機によりバリを取るように構成してあ
る。
業のワークであるパレット上に任意に載置された鋳物
を、カメラで撮影し、このカメラが送出する映像情報を
画像処理装置で処理することによりワークの位置姿勢を
認識し、この値をロボット座標に変換してロボットに送
信する。このことによりロボットは前記値を基にワーク
を把持し、研磨機によりバリを取るように構成してあ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、ワークの位置姿勢は、ワークの１個がカメラの視野
に入るような状態で検出している。これは、パレットに
ランダムに載置された複数のワークを１視野中で撮影す
ると計測精度が荒くなり、特にワーク同志が接触してい
る場合には、ワークの外周円等、検出すべき部位を検出
することができないからであるが、このようにワークを
１個づつカメラの視野に入れてワークの位置姿勢を検出
する場合には、パレットの所定位置に１個づつワークを
搬入しなければならず、多くのワークがパレット上にラ
ンダムに載置されている場合に対応できないという不便
がある。
て、ワークの位置姿勢は、ワークの１個がカメラの視野
に入るような状態で検出している。これは、パレットに
ランダムに載置された複数のワークを１視野中で撮影す
ると計測精度が荒くなり、特にワーク同志が接触してい
る場合には、ワークの外周円等、検出すべき部位を検出
することができないからであるが、このようにワークを
１個づつカメラの視野に入れてワークの位置姿勢を検出
する場合には、パレットの所定位置に１個づつワークを
搬入しなければならず、多くのワークがパレット上にラ
ンダムに載置されている場合に対応できないという不便
がある。
【０００５】本発明は、上記従来技術に鑑み、パレット
上に多くのワークがランダムに載置されている場合でも
良好に所定のデータを得ることができるロボットシステ
ムにおけるハンドリング方法を提供することを目的とす
る。
上に多くのワークがランダムに載置されている場合でも
良好に所定のデータを得ることができるロボットシステ
ムにおけるハンドリング方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明の構成は、撮像手段を介して取り込んだワークの映
像情報を処理する画像処理装置と、この画像処理装置の
処理データに基づきロボットを制御するロボットコント
ローラとを有するロボットシステムにおけるハンドリン
グ方法において、パレット上に載置した複数のワークを
撮影する第１の撮像手段を介して取り込んだワークの映
像情報を処理して得られる特定の１個のワークの位置情
報に基づきロボットのハンドでこの特定のワークを把持
し、この状態でワークを計測箱の挿入口からこの計測箱
の内部に挿入するとともに、ロボットのハンドに装着し
た閉塞部材で前記挿入口を閉塞してワークを計測箱内に
密閉し、さらにこの計測箱内に配設した第２の撮像手段
で光源からの光の照射の下でワークを撮影し、この撮影
に伴なうワークの形状に関する映像情報を前記画像処理
装置で処理してワークの型違いを検出するようにしたこ
とを特徴とする。
発明の構成は、撮像手段を介して取り込んだワークの映
像情報を処理する画像処理装置と、この画像処理装置の
処理データに基づきロボットを制御するロボットコント
ローラとを有するロボットシステムにおけるハンドリン
グ方法において、パレット上に載置した複数のワークを
撮影する第１の撮像手段を介して取り込んだワークの映
像情報を処理して得られる特定の１個のワークの位置情
報に基づきロボットのハンドでこの特定のワークを把持
し、この状態でワークを計測箱の挿入口からこの計測箱
の内部に挿入するとともに、ロボットのハンドに装着し
た閉塞部材で前記挿入口を閉塞してワークを計測箱内に
密閉し、さらにこの計測箱内に配設した第２の撮像手段
で光源からの光の照射の下でワークを撮影し、この撮影
に伴なうワークの形状に関する映像情報を前記画像処理
装置で処理してワークの型違いを検出するようにしたこ
とを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記構成の本発明によれば、第１の撮像手段の
映像情報に基づきパンフレット上にランダムに多数載置
されたワークの特定の１個をロボットのハンドで把持
し、このワークを計測箱内に挿入して第２の撮像手段で
撮影し、この第２の撮像手段の映像情報に基づきワーク
に関する所定のデータを得る。
映像情報に基づきパンフレット上にランダムに多数載置
されたワークの特定の１個をロボットのハンドで把持
し、このワークを計測箱内に挿入して第２の撮像手段で
撮影し、この第２の撮像手段の映像情報に基づきワーク
に関する所定のデータを得る。
【０００８】
【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。
【０００９】図１は本発明の実施例を実現するロボット
システムを示すブロック線図である。同図に示すよう
に、ロボット１はロボットコントローラ２によりその動
作を制御されて所定の動作を行なう。画像処理装置３は
第１の撮像手段であるカメラ４及び第２の撮像手段であ
るカメラ５，６が送出する映像情報に基づき所定の画像
処理を行ない、その結果をロボットコントローラ２及び
モニタ７に送出する。パレット８は、光の反射を可及的
に少なくするための黒色の平板であるゴム板８ａを介し
てワーク１３（図１にはロボット１のロボットアーム１
ａで把持した状態を示している）を載置する水平面を有
する台で、その水平面上のワーク１３は照明９で照らす
ように構成してある。前記カメラ４はパレット８の上方
に配設してあり、したがってこのパレット８に載置され
たワーク１３の平面的な映像を撮影するように構成して
ある。また、カメラ５，６は、先端部に照明１０，１１
がそれぞれ取り付けてあり、それぞれのレンズの光軸が
直交するよう計測箱１２内に配設してある。すなわち、
カメラ５，６は直交する二平面に投影されるワーク１３
の像を撮影する。
システムを示すブロック線図である。同図に示すよう
に、ロボット１はロボットコントローラ２によりその動
作を制御されて所定の動作を行なう。画像処理装置３は
第１の撮像手段であるカメラ４及び第２の撮像手段であ
るカメラ５，６が送出する映像情報に基づき所定の画像
処理を行ない、その結果をロボットコントローラ２及び
モニタ７に送出する。パレット８は、光の反射を可及的
に少なくするための黒色の平板であるゴム板８ａを介し
てワーク１３（図１にはロボット１のロボットアーム１
ａで把持した状態を示している）を載置する水平面を有
する台で、その水平面上のワーク１３は照明９で照らす
ように構成してある。前記カメラ４はパレット８の上方
に配設してあり、したがってこのパレット８に載置され
たワーク１３の平面的な映像を撮影するように構成して
ある。また、カメラ５，６は、先端部に照明１０，１１
がそれぞれ取り付けてあり、それぞれのレンズの光軸が
直交するよう計測箱１２内に配設してある。すなわち、
カメラ５，６は直交する二平面に投影されるワーク１３
の像を撮影する。
【００１０】前記ロボット１はそのロボットハンド１ａ
でワーク１３を把持して所定の作業を行なうのである
が、その１つに計測箱１２にワークを挿入してカメラ
５，６による映像情報の採取に資する作業がある。この
作業のためロボットハンド１ａは、図２（ａ）に示す計
測箱１２の開口部である挿入口１２ａを閉塞する平板状
の閉塞部材１４を把持している。かくして、ロボット１
はそのロボットハンド１ａでワーク１３を把持し、図２
（ａ）に示すように、挿入口１２ａを介してワーク１３
を計測箱１２内に挿入するとともに閉塞部材１４で挿入
口１２ａを閉塞する。この結果形成される外部からの光
を遮断した図２（ｂ）に示す密閉状態で、照明１０，１
１の光によりカメラ５，６を用いてワーク１３の映像情
報を採取する。
でワーク１３を把持して所定の作業を行なうのである
が、その１つに計測箱１２にワークを挿入してカメラ
５，６による映像情報の採取に資する作業がある。この
作業のためロボットハンド１ａは、図２（ａ）に示す計
測箱１２の開口部である挿入口１２ａを閉塞する平板状
の閉塞部材１４を把持している。かくして、ロボット１
はそのロボットハンド１ａでワーク１３を把持し、図２
（ａ）に示すように、挿入口１２ａを介してワーク１３
を計測箱１２内に挿入するとともに閉塞部材１４で挿入
口１２ａを閉塞する。この結果形成される外部からの光
を遮断した図２（ｂ）に示す密閉状態で、照明１０，１
１の光によりカメラ５，６を用いてワーク１３の映像情
報を採取する。
【００１１】上記ロボットシステムにより実現するハン
ドリング方法は次の通りである。
ドリング方法は次の通りである。
【００１２】パレット８のゴム板８ａ上にはワーク１３
がランダムに載置してある。このワーク１３には大，
中，小がある。
がランダムに載置してある。このワーク１３には大，
中，小がある。
【００１３】ロボットコントローラ２から画像処理装置
３に対してワーク１３の大，中，小の指令を送信する。
このとき、パレット８上にワーク１３がなければ、画像
処理装置３はロボットコントローラ２に対して終了を送
信する。正常な場合、ロボットコントローラ２からハン
ドリング要求を画像処理装置３に対して送信する。
３に対してワーク１３の大，中，小の指令を送信する。
このとき、パレット８上にワーク１３がなければ、画像
処理装置３はロボットコントローラ２に対して終了を送
信する。正常な場合、ロボットコントローラ２からハン
ドリング要求を画像処理装置３に対して送信する。
【００１４】画像処理装置３はカメラ４の映像情報を処
理してワーク１３の位置を計測し、水平面内のＸ，Ｙ方
向の移動量をロボットコントローラ２に送信し、ロボッ
ト１に（Ｘ，Ｙ）でハンドリング（後に詳述する）を行
ない、計測箱１２にワーク１３を挿入する。
理してワーク１３の位置を計測し、水平面内のＸ，Ｙ方
向の移動量をロボットコントローラ２に送信し、ロボッ
ト１に（Ｘ，Ｙ）でハンドリング（後に詳述する）を行
ない、計測箱１２にワーク１３を挿入する。
【００１５】その後閉塞部材１４で計測箱１２の挿入口
１２ａを閉塞し、図２（ｂ）に示すような密閉状態とし
てロボットコントローラ２からの計測指令でカメラ５に
より角度計測（後に詳述する）を行ない、ワーク１３を
ロボット１の正規の角度に回転させる。
１２ａを閉塞し、図２（ｂ）に示すような密閉状態とし
てロボットコントローラ２からの計測指令でカメラ５に
より角度計測（後に詳述する）を行ない、ワーク１３を
ロボット１の正規の角度に回転させる。
【００１６】次に、同様の密閉状態でカメラ６によりワ
ーク１３の側面から型違いを検査し（後に詳述する）、
正常の場合、通常のパレタイズを行なう一方、型違いの
場合、排出を行なう。
ーク１３の側面から型違いを検査し（後に詳述する）、
正常の場合、通常のパレタイズを行なう一方、型違いの
場合、排出を行なう。
【００１７】かかる一連の動作をロボット１側と画像処
理装置３側とに分けて表わしたのが図３及び図４に示す
フローチャートである。
理装置３側とに分けて表わしたのが図３及び図４に示す
フローチャートである。
【００１８】前述のハンドリング（概略計測）、角度計
測及び型違い検査の具体的な内容は次の通りである。
測及び型違い検査の具体的な内容は次の通りである。
【００１９】 ハンドリング（概略計測） 画像処理装置３は、カメラ１でパンフレット８のゴム板
８ａの全体を撮影し、このときの映像情報に基づきワー
ク１３の（Ｘ，Ｙ）座標を計測する。さらに詳言する
と、映像情報を２値化し、ロボット１によるワーク１３
の把持部である円筒部の重心を求める。図５はカメラ１
で撮影したゴム板８ａ上のワーク１３（本例では７個）
を示す平面図である。同図中、１３ａはワーク１３の円
筒部、Ｇは重心である。
８ａの全体を撮影し、このときの映像情報に基づきワー
ク１３の（Ｘ，Ｙ）座標を計測する。さらに詳言する
と、映像情報を２値化し、ロボット１によるワーク１３
の把持部である円筒部の重心を求める。図５はカメラ１
で撮影したゴム板８ａ上のワーク１３（本例では７個）
を示す平面図である。同図中、１３ａはワーク１３の円
筒部、Ｇは重心である。
【００２０】 角度計測 ロボット１はハンド中心（把持中心）をカメラ５の中心
（光軸上）に移動させる。このことにより、図６に示す
ように、画面中心（Ｘ0 ，Ｙ0 ）にワーク１３の円筒部
１３ａが位置したことになるので、画面中心（Ｘ0 ，Ｙ
0 ）より放射状に計測ラインｌ1 ，ｌ2 ，ｌ3 を引き、
外周円ｃの中心の座標（ａ，ｂ）を求め、この中心の座
標（ａ，ｂ）と前記画面中心（Ｘ0 ，Ｙ0 ）から角度θ
を計算する。すなわち、図６において、外周円ｃと計測
ラインｌ1 ，ｌ2 ，ｌ3 の交点である計測点の座標を
（Ｘ1 ，Ｙ1 ）、（Ｘ2 ，Ｙ2 ）、（Ｘ3 ，Ｙ3 ）とす
ると、円の方程式（Ｘ＋ａ）2 ＋（Ｙ＋ｂ）2 ＝Ｒ2 に
基づき外周円ｃの中心の座標（ａ，ｂ）を計算すること
ができる。次に、画面中心（Ｘ0 ，Ｙ0 ）と座標（ａ，
ｂ）とに基づき角度θは、θ＝tan -1（Ｙ0 −ｂ／Ｘ0
−ａ）として計算できる。
（光軸上）に移動させる。このことにより、図６に示す
ように、画面中心（Ｘ0 ，Ｙ0 ）にワーク１３の円筒部
１３ａが位置したことになるので、画面中心（Ｘ0 ，Ｙ
0 ）より放射状に計測ラインｌ1 ，ｌ2 ，ｌ3 を引き、
外周円ｃの中心の座標（ａ，ｂ）を求め、この中心の座
標（ａ，ｂ）と前記画面中心（Ｘ0 ，Ｙ0 ）から角度θ
を計算する。すなわち、図６において、外周円ｃと計測
ラインｌ1 ，ｌ2 ，ｌ3 の交点である計測点の座標を
（Ｘ1 ，Ｙ1 ）、（Ｘ2 ，Ｙ2 ）、（Ｘ3 ，Ｙ3 ）とす
ると、円の方程式（Ｘ＋ａ）2 ＋（Ｙ＋ｂ）2 ＝Ｒ2 に
基づき外周円ｃの中心の座標（ａ，ｂ）を計算すること
ができる。次に、画面中心（Ｘ0 ，Ｙ0 ）と座標（ａ，
ｂ）とに基づき角度θは、θ＝tan -1（Ｙ0 −ｂ／Ｘ0
−ａ）として計算できる。
【００２１】したがって、角度θは、画面中心（Ｘ0 ，
Ｙ0 ）と座標（ａ，ｂ）とに基づき、θ＝tan -1（Ｙ0
−ｂ／Ｘ0 −ａ）として計算できる。
Ｙ0 ）と座標（ａ，ｂ）とに基づき、θ＝tan -1（Ｙ0
−ｂ／Ｘ0 −ａ）として計算できる。
【００２２】さらに、計測結果を安定させるため、計測
ラインｌ1 〜ｌ3 の角度を変えて同様の計測処理をし、
異常な計測点を除去するようにしても良い。また、外周
円ｃの中心は外周の境界追跡を行ない重心を求めること
によっても計測可能である。
ラインｌ1 〜ｌ3 の角度を変えて同様の計測処理をし、
異常な計測点を除去するようにしても良い。また、外周
円ｃの中心は外周の境界追跡を行ない重心を求めること
によっても計測可能である。
【００２３】 型違い検査 カメラ６によりワーク１３の側面からの映像を撮影し、
この映像情報を画像処理装置３で処理することにより同
種類で型違いワーク１３の検査を行なう。すなわち、図
７に示すように、例えば特定エリア（図中の斜線部）Ｅ
の面積を比較することによりワーク１３が型違いである
か否かを判別する。このときワーク１３はロボット１に
より回転することができるので、３６０°回転した全範
囲で前記面積を検査する。
この映像情報を画像処理装置３で処理することにより同
種類で型違いワーク１３の検査を行なう。すなわち、図
７に示すように、例えば特定エリア（図中の斜線部）Ｅ
の面積を比較することによりワーク１３が型違いである
か否かを判別する。このときワーク１３はロボット１に
より回転することができるので、３６０°回転した全範
囲で前記面積を検査する。
【００２４】上記実施例によればワークの同種型違いの
判別を容易に実施し得る。
判別を容易に実施し得る。
【００２５】
【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、本発明によれば、パレット上にランダムに載置さ
れた複数のワークのハンドリングが可能となる。また、
各種の測定を密閉した計測箱内で撮影した映像情報に基
づき行なうことができるので、この場合には外乱等の影
響を受けることがない安定した計測を行なうことができ
る。
うに、本発明によれば、パレット上にランダムに載置さ
れた複数のワークのハンドリングが可能となる。また、
各種の測定を密閉した計測箱内で撮影した映像情報に基
づき行なうことができるので、この場合には外乱等の影
響を受けることがない安定した計測を行なうことができ
る。
【図１】本発明の実施例を実現するロボットシステムを
示すブロック線図である。
示すブロック線図である。
【図２】本実施例における計測時の態様を示す説明図で
ある。
ある。
【図３】本実施例を示すフローチャートの前半部分であ
る。
る。
【図４】本実施例を示すフローチャートの後半部分であ
る。
る。
【図５】カメラで撮影したパレット上の平面的な映像を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図６】本実施例における角度計測時の態様を示す説明
図である。
図である。
【図７】本実施例における型違い検査時の態様を示す説
明図である。
明図である。
１ ロボット １ａ ロボットハンド ２ ロボットコントローラ ３ 画像処理装置 ４，５，６ カメラ ８ パレット １２ 計測箱 １３ ワーク １４ 閉塞部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 克浩 東京都品川区大崎二丁目１番17号 株式 会社 明電舍内 (56)参考文献 特開 昭60−42841（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−152635（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−163975（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−214006（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B25J 13/08 B25J 9/10 B25J 19/04 G01N 21/95 G05B 19/19
Claims (1)
- 【請求項１】 撮像手段を介して取り込んだワークの映
像情報を処理する画像処理装置と、この画像処理装置の
処理データに基づきロボットを制御するロボットコント
ローラとを有するロボットシステムにおけるハンドリン
グ方法において、 パレット上に載置した複数のワークを撮影する第１の撮
像手段を介して取り込んだワークの映像情報を処理して
得られる特定の１個のワークの位置情報に基づきロボッ
トのハンドでこの特定のワークを把持し、この状態でワ
ークを計測箱の挿入口からこの計測箱の内部に挿入する
とともに、ロボットのハンドに装着した閉塞部材で前記
挿入口を閉塞してワークを計測箱内に密閉し、さらにこ
の計測箱内に配設した第２の撮像手段で光源からの光の
照射の下でワークを撮影し、この撮影に伴なうワークの
形状に関する映像情報を前記画像処理装置で処理してワ
ークの型違いを検出するようにしたことを特徴とするロ
ボットシステムにおけるハンドリング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01616492A JP3151906B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | ロボットシステムにおけるハンドリング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01616492A JP3151906B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | ロボットシステムにおけるハンドリング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05212690A JPH05212690A (ja) | 1993-08-24 |
| JP3151906B2 true JP3151906B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=11908872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01616492A Expired - Fee Related JP3151906B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | ロボットシステムにおけるハンドリング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151906B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5698789B2 (ja) | 2013-04-18 | 2015-04-08 | ファナック株式会社 | ワークを搬送するロボットの制御装置 |
| WO2015080669A1 (en) * | 2013-11-29 | 2015-06-04 | K-One Industries Pte Ltd | Flexible vision inspector |
| CN104897053A (zh) * | 2014-03-05 | 2015-09-09 | 泰科电子(上海)有限公司 | 可编程数字化机器视觉检测平台 |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP01616492A patent/JP3151906B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05212690A (ja) | 1993-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001226 |
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