JP3380977B2 - ロボット制御方法 - Google Patents

ロボット制御方法

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JP3380977B2 JP24091694A JP24091694A JP3380977B2 JP 3380977 B2 JP3380977 B2 JP 3380977B2 JP 24091694 A JP24091694 A JP 24091694A JP 24091694 A JP24091694 A JP 24091694A JP 3380977 B2 JP3380977 B2 JP 3380977B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、視覚ロボット
の画像取り込み位置への移動と画像取り込みのタイミン
グを制御するロボット制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、工場における多品種小量生産ライ
ンの自動化に伴い、CCDカメラ等の視覚センサとロボ
ットを組み合わせた視覚ロボットが多く利用されるよう
になってきている。
【0003】従来、視覚ロボットを産業用ロボットとし
て用いる場合、予め、目標位置におけるロボットアーム
の位置と姿勢に対応するポイントをデータとして登録
し、登録したポイントの中の所定のポイントに移動させ
る命令をロボットプログラムに記述する。そして、この
プログラムを実行することで、産業用ロボットのロボッ
トアームに所望の動作を行わせるようにしている。
【0004】また、ロボットアームを目標位置に向かっ
て移動させる場合、ロボットアームが目標位置を中心と
する所定の移動終了領域内に移動したとき、ロボットア
ームの目標位置への移動動作を終了させる。このよう
に、一般的に、その移動動作を終了するか否かを判断す
るために、所定の大きさの移動終了領域が予め設定され
ている。
【0005】ロボットアームが移動終了領域内に移動す
ると、ロボットプログラムに記述された次の命令が実行
されることになる。次の命令が、ロボットアームの移動
以外の動作に対応する命令、例えば、周辺装置への入出
力命令等である場合、即座にその命令が実行される。そ
して、その間、ロボットアームは目標位置に位置するた
めのサーボ動作を行い、目標位置から離れないようにな
される。
【0006】また、次の命令が、ロボットアームを次の
目標位置に移動させる命令である場合、所定の移動終了
領域内に位置したとき、即座に次の目標位置に向けた移
動動作が開始される。
【0007】上述した移動終了領域は、狭ければ狭いほ
ど、より高い位置精度が保証される反面、次の動作に移
るまでに時間がかかる。そこで、一般的には、ロボット
アームの位置繰り返し精度、即ち、目標位置に向けてロ
ボットアームが収束して行く場合における、ロボットア
ームの振れ幅より大きい所定の大きさに、この移動終了
領域が設定されている。
【0008】しかしながら、ロボットアームに取り付け
られたCCDカメラにより、目標位置に設置された被検
出物の画像を取り込む場合や、ロボットアームとは独立
した外部の所定の位置(目標位置)に固定されたCCD
カメラにより、ロボットアームのハンドにより把握され
た被検出物の画像を取り込む場合、移動終了領域内にロ
ボットアームが移動したとき、すぐに、CCDカメラに
より被検出物の画像の取り込みを行うようにすると、上
述したように、ロボットアームは目標位置に収束する動
作(目標位置から離れないための動作)をさらに継続し
て行っているため、被検出物の鮮明な画像が得られない
場合がある。
【0009】また、得られた画像を取り込んだ瞬間のロ
ボットアームの位置が不正確になるため、被検出物の正
確な位置情報を得ることができない場合がある。
【0010】そこで、移動終了領域内に達した後、ロボ
ットアームが十分整定するまで、経験的に求めた待ち時
間だけ待ってから、画像の取り込みを行うようにしてい
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のロ
ボットでは、上述した待ち時間を経験的に求めることが
必要となり、しかも、この待ち時間は、ロボットアーム
の動作速度等によっても左右されることから、撮像を伴
う命令を実行する度に、ロボットアームの動作速度に対
応した待ち時間を求める必要が生じ、煩わしいばかりで
なく、迅速な応用が困難になる課題があった。
【0012】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、経験的に待ち時間を求める必要がないよう
にし、簡単かつ迅速に撮像を行うことができるようにす
るものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のロボット制御方
法は、ロボットの動作を制御するロボットアームの移動
命令、およびカメラの撮像動作命令が記述されたロボッ
トプログラムに従って、前記ロボットアームを所定の目
標位置まで移動するようにサーボ動作させるロボット制
御方法において、目標位置において、ロボットアームの
移動命令が実行される場合、目標位置を内包する所定の
第1移動終了領域内に位置するまで、ロボットアームを
移動させ、目標位置において、ロボットアームの先端近
傍に取り付けられたカメラの撮像動作命令が実行される
場合、目標位置を内包する、第1移動領域より狭い第2
移動終了領域内に位置するまで、ロボットアームを移動
させて撮像動作を開始することを特徴とする。
【0014】ロボットアームの移動命令が実行される場
合に第1移動終了領域が設定される目標位置は、ロボッ
トアームが他の目標位置への移動の経由位置とすること
ができる。
【0015】
【作用】本発明のロボット制御方法においては、ロボッ
トアームが移動する目標位置において、ロボットアーム
の移動命令が実行される場合、目標位置を内包する所定
の第1移動終了領域内に位置するまで、ロボットアーム
を移動させる。これに対して、ロボットアームが移動す
る目標位置において、ロボットアームの先端近傍に取り
付けられたカメラの撮像動作命令が実行される場合、目
標位置を内包する、第1移動領域より狭い第2移動終了
領域内に位置するまで、ロボットアームを移動させて撮
像動作を開始させる。従って、経験的に待ち時間を求
め、その時間だけ待つ必要がなくなり、被検出物を迅速
に撮像することができる。
【0016】また本発明のロボット制御方法において
は、ロボットアームの移動命令が実行される場合に第1
移動終了領域が設定される目標位置は、ロボットアーム
他の目標位置への移動の経由位置である。従って、迅
速、かつ正確に、最終的な目標位置に移動することがで
きる。
【0017】
【実施例】図1は、本発明のロボット制御方法を応用し
た視覚ロボットの一実施例の構成を示す図である。
【0018】ロボットアーム1aは、図示せぬモータの
回転により、ロボットアーム1aの一方の端部に設けら
れた関節2aを中心として、所定の角度だけ回転するよ
うになされている。また、ロボットアーム1aの他方の
端部に設けられた関節2bにはロボットアーム1bが連
結され、ロボットアーム1bは、モータの回転により、
関節2bを中心として、ロボットアーム1aに対して所
定の角度だけ回転するようになされている。
【0019】CCDカメラ3は、ロボットアーム1bの
先端6の近傍に取り付けられ、所定の映像を撮像するよ
うになされている。数値制御装置4は、モータの回転を
制御し、ロボットアーム1a,1bを所定の角度だけ回
転させ、ロボットアーム1bの先端6を所定の位置に移
動させるようになされている。
【0020】図2は、図1に示した視覚ロボットのロボ
ットアーム1bの先端6の移動経路を示す図である。こ
のように、最初、ポイントAにあったロボットアーム1
bの先端6が、数値制御装置4の制御により、ポイント
Bに移動し、さらに、ポイントCに移動した後、CCD
カメラ3により撮像動作が実行される場合の処理手順に
ついて、図3に示したロボットプログラム、および、数
値制御装置4により、このロボットプログラムが解析さ
れ、実行される処理手順を示したフローチャート(図
4)を参照して説明する。
【0021】まず、図3のロボットプログラムの1行目
に記述された命令(いまの場合、命令「DO PB」)
が、数値制御装置4により解析される。即ち、図4に示
したフローチャートのステップS1において、1行目に
記述された命令(いまの場合、命令「DO PB」)が
移動命令であるか否かが判定される。1行目に記述され
た命令が移動命令ではないと判定された場合、ステップ
S3に進み、この命令が算術命令であるか否かが判定さ
れる。
【0022】ステップS3において、この命令が算術命
令であると判定された場合、ステップS6に進み、算術
処理が実行される。一方、この命令が算術命令ではない
と判定された場合、このフローチャートには記述を省略
しているが、その他の命令であるか否かが判定され、所
定の処理が行われた後、ステップS7に進む。
【0023】ステップS7においては、プログラムが終
了したか否かが判定される。プログラムが終了していな
いと判定された場合、ステップS1に戻り、ステップS
1乃至S7の処理が繰り返される。
【0024】ステップS1において、ロボットプログラ
ムに記述された1行目の命令が、移動命令であると判定
された場合、ステップS2に進む。図3の実施例の場
合、1行目の命令「DO PB」は、ロボットアーム1
bの先端6をポイントBに移動させるための移動命令で
あるから、ステップS2に進む。ステップS2におい
て、ロボットプログラムの次の行に記述された命令(図
3の実施例の場合、2行目に記述された命令「DO P
C」)が撮像命令であるか否かが判定される。
【0025】ステップS2において、ロボットプログラ
ムの次の行に記述された命令が撮像命令ではないと判定
された場合、ステップS5に進み、先端6が所定の目標
位置に達したか否かを判定するための基準としての移動
終了領域として、図5に示すような、より広い第1移動
終了領域Dがセットされる。図3の実施例の場合、2行
目の命令「DO PC」は、ロボットアーム1bの先端
6をポイントCに移動させるための移動命令であるか
ら、ステップS5に進み、第1移動終了領域Dがセット
される。第1移動終了領域Dがセットされることによ
り、数値制御装置4により制御されたロボットアーム1
a,1bは、目標位置PとしてのポイントBを中心にし
て、第1移動終了領域D内にロボットアーム1bの先端
6が位置するまで移動を行う。次に、ステップS7に進
む。
【0026】図3の実施例の場合、まだプログラムは終
了していないから、ステップS7からステップS1に戻
り、ロボットプログラムに記述された次の命令(2行目
に記述された命令「DO PC」)が移動命令であるか
否かが判定される。
【0027】この命令「DO PC」は、ロボットアー
ム1bの先端6をポイントCに移動させるための移動命
令であるから、移動命令であると判定され、ステップS
2に進む。
【0028】ステップS2においては、次の行に記述さ
れた命令が撮像命令であるか否かが判定される。いまの
場合、3行目の命令「PICTURE」は、撮像命令で
あるから、ステップS4に進み、移動終了領域として、
図5に示すように、より狭い第2移動終了領域Eがセッ
トされる。
【0029】第2移動終了領域Eがセットされることに
より、数値制御装置4に制御されたロボットアーム1
a,1bは、目標位置PとしてのポイントCを中心にし
て、第2移動終了領域E内にロボットアーム1bの先端
6が位置するまで移動を行う。次に、ステップS7に進
む。
【0030】ステップS7においては、プログラムが終
了したか否かが判定される。プログラムが終了していな
いと判定された場合、ステップS1に戻り、ステップS
1乃至S7の処理が繰り返される。ステップS7におい
て、プログラムが終了したと判定された場合、処理を終
了する。
【0031】このように、撮像を行うポイントCにおけ
る移動終了領域を、撮像を行わないポイントBにおける
移動終了領域より狭い領域に設定し、移動の精度を上げ
るようにすることができる。これにより、ロボットアー
ム1bの先端6は、ポイントAからポイントBの近傍
(第1移動終了領域D内)を迅速に経由して、ポイント
Cの近傍(第2移動終了領域E内)に移動する。この第
2移動終了領域Eは、撮像を行うためには問題がない程
度に、ポイントCの近傍であるから、移動終了領域E内
に、ロボットアーム1bの先端6が位置したとき、直ち
に撮像を行っても、良質な画像を得ることができる。
【0032】従って、これまでのように、所定の時間だ
け、ロボットアーム1a,1bが整定するまで待つ必要
がなくなり、待ち時間を求めるための手間を省くことが
でき、簡単かつ迅速に被検出物5の撮像を行うことが可
能となる。
【0033】また、ロボットアーム1bの先端6をポイ
ントCに移動させる途中、ポイントBを経由する場合、
ロボットアーム1bの先端6が、ポイントBを経由した
か否かの判定は、ロボットアーム1bの先端6が、ポイ
ントBを中心とする、より広い第1移動終了領域D内に
位置したか否かを基準にして行う。そして、ロボットア
ーム1bの先端6がこの領域に位置したと判定される
と、すぐに、ロボットアーム1bの先端6を最終的な目
標位置であるポイントCに向けて移動させるようにする
ことができる。従って、より迅速、かつ正確に、ロボッ
トアーム1bの先端6をポイントCに移動させることが
できる。
【0034】図6は、本発明のロボット制御方法を応用
した視覚ロボットの他の実施例の構成を示す図である。
図1に示した視覚ロボットにおいては、CCDカメラ3
がロボットアーム1bに取り付けられているのに対し
て、図6に示した視覚ロボットは、被検出物5をロボッ
トアーム1bの先端6により把握し、ロボットアーム1
bの外部の所定の目標位置に固定したCCDカメラ3
で、被検出物5を撮像するようにしている。その他の構
成は、図1に示した視覚ロボットの場合と基本的に同様
であるので、その説明は省略する。
【0035】図7は、図6に示した視覚ロボットのロボ
ットアーム1bの先端6の移動経路を示す図である。ロ
ボットアーム1bの先端6は、まず、ポイントAから、
ポイントBに移動し、さらに、ポイントCに移動する。
そして、ポイントCにおいて、CCDカメラ3で被検出
物5の撮像を行う。
【0036】このロボットの動作は、図2に示した移動
経路図、図3に示したロボットプログラム、および図4
に示したフローチャートを参照して上述した図1のロボ
ットにおける場合と同様であるので、その説明は省略す
るが、図6に示した視覚ロボットにおいても、ポイント
Bにおける移動終了領域に較べ、ポイントCにおける移
動終了領域は、より狭い領域とされる。
【0037】
【発明の効果】本発明のロボット制御方法によれば、ロ
ボットアームの移動命令が実行される目標位置に対して
は、目標位置を内包する所定の第1移動終了領域内に位
置するまで、ロボットアームを移動させ、ロボットアー
ムの先端近傍に取り付けられたカメラの撮像動作命令が
実行される目標位置に対しては、目標位置を内包する、
第1移動領域より狭い第2移動終了領域内に位置するま
で、ロボットアームを移動させて撮像動作を開始させる
ようにしたので、経験的に待ち時間を求め、その時間だ
け待つ必要がなくなり、すぐに被検出物の撮像を開始す
ることができる。従って、迅速かつ簡単に被検出物を撮
像することが可能となる。
【0038】また本発明のロボット制御方法によれば、
ロボットアームの移動命令が実行される場合に第1移動
終了領域が設定される目標位置は、ロボットアームが他
の目標位置への移動の経由位置であるようにしたので、
迅速かつ正確に最終的な目標位置に移動することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロボット制御方法を応用した視覚ロボ
ットの一実施例の構成を示す図である。
【図2】図1に示した実施例におけるロボットアーム1
bの先端6の移動経路例を示す図である。
【図3】図2に示した移動経路に沿って、ロボットアー
ム1bの先端6を移動させるためのロボットプログラム
を示す図である。
【図4】ロボットアーム移動時に、移動終了領域が設定
される手順を示すフローチャートである。
【図5】本発明のロボット制御方法により決定される移
動終了領域D,Eを示す図である。
【図6】本発明のロボット制御方法を応用した視覚ロボ
ットの他の実施例の構成を示す図である。
【図7】図6に示した実施例におけるロボットアーム1
bの先端6の移動経路例を示す図である。
【符号の説明】
1a,1b ロボットアーム 2a,2b 関節 3 CCDカメラ 4 数値制御装置 5 被検出物 6 ロボットアームの先端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 13/00 - 13/08 B25J 9/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロボットの動作を制御するロボットアー
    ムの移動命令、およびカメラの撮像動作命令が記述され
    たロボットプログラムに従って、前記ロボットアームを
    所定の目標位置まで移動するようにサーボ動作させるロ
    ボット制御方法において、 前記目標位置において、前記ロボットアームの移動命令
    が実行される場合、前記目標位置を内包する所定の第1
    移動終了領域内に位置するまで、前記ロボットアームを
    移動させ、 前記目標位置において、前記ロボットアームの先端近傍
    に取り付けられた前記カメラの撮像動作命令が実行され
    る場合、前記目標位置を内包する、前記第1移動領域よ
    り狭い第2移動終了領域内に位置するまで、前記ロボッ
    トアームを移動させて撮像動作を開始することを特徴と
    するロボット制御方法。
  2. 【請求項2】 前記ロボットアームの移動命令が実行さ
    れる場合に前記第1移動終了領域が設定される前記目標
    位置は、前記ロボットアームが他の目標位置への移動の
    経由位置であることを特徴とする請求項1に記載のロボ
    ット制御方法。
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CN112368114B (zh) * 2018-07-05 2024-03-01 株式会社富士 水平多关节机器人以及作业执行装置

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