JP4899099B2 - Work robot position measurement device - Google Patents
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Description
本発明は、作業ロボットの対象となるワーク上の位置を計測する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for measuring a position on a workpiece to be a target of a work robot.
(従来技術1)
従来より、作業対象となるワークなどの物体の3次元位置を計測するために、光切断法が一般に用いられている。
(Prior art 1)
Conventionally, in order to measure a three-dimensional position of an object such as a workpiece to be worked, a light cutting method is generally used.
光切断法の原理は、図1を用いて説明される。 The principle of the light cutting method will be described with reference to FIG.
すなわち、ワークWに、スリット光60を斜めに投光して、スリット光60に対応する光切断像70Aを含む画像70をカメラ50にて撮像する。光切断像70Aは、画像70上の特徴的な点、たとえばワークWの表面の変化点Pを含んでいる。そこで、この特徴点Pの画像70上の座標位置を計算することで、ワークWのX−Z面における2次元座標位置が求められる。そして、更に図1に示すスリット光60と垂直に交差するスリット光をワークWに投光して、同様にワークWのY軸方向の座標位置が求められる。以上のようにしてワークWの3次元座標位置が求められる。
That is, the
(従来技術2)
溶接ロボットなどの作業ロボットの分野においても、たとえば特許文献1にみられるように、光切断法を用いて作業対象となるワークWの3次元座標位置を計測する試みがなされている。
(Prior art 2)
Also in the field of work robots such as welding robots, as seen in Patent Document 1, for example, attempts have been made to measure the three-dimensional coordinate position of the work W to be worked using the optical cutting method.
溶接ロボットに光切断法を適用した場合の動作について、図4を用いて説明する。 The operation when the optical cutting method is applied to the welding robot will be described with reference to FIG.
図4(a)は、溶接ロボット10の手首先端軸11に、作業用ツールである溶接トーチ20が設けられるとともに、光切断法により位置計測を行う位置計測ユニット30が設けられた構成を示している。
FIG. 4A shows a configuration in which a
位置計測ユニット30内には、作業対象のワークWに向けてスリット光60を投光するスリット光源40と、スリット光60に対応する光切断像を含む画像を撮像するカメラ50が設けられている。
In the
図4(b)に示すように、部材WAと部材WBとを溶接するに際して、部材WAと部材WBとからなるワークWの開先(溶接線)の3次元位置を計測するためには、図4(b)、図4(c)で示すように、溶接ロボット10の手首先端軸11を回転させて、スリット光源40からワークW上に、垂直に交差するスリット光61、62を順次投光する。そして、つぎに、カメラ50により、スリット光61に対応する光切断像を含む画像、スリット光61に対応する光切断像を含む画像を順次取得し、取得された画像に基づいて、ワークWの開先の3次元位置を計測する。
As shown in FIG. 4B, when welding the member WA and the member WB, in order to measure the three-dimensional position of the groove (weld line) of the workpiece W composed of the member WA and the member WB, 4 (b) and FIG. 4 (c), the
このように従来技術にあっては、光切断法を用いて作業対象となるワークWの3次元座標位置を計測するには、その計測のために溶接ロボット10の手首先端軸11を回転させる必要があった。
As described above, in the prior art, in order to measure the three-dimensional coordinate position of the workpiece W to be worked using the optical cutting method, it is necessary to rotate the
(従来技術3)
特許文献2には、位置計測一般の技術分野に関する発明であって、物体に向けて、直角に交わる2本のスリット光を、2つのスリット光源から同時に投光して、物体の3次元位置を計測するという発明が記載されている。
(Prior art 3)
Patent Document 2 is an invention related to the general technical field of position measurement, in which two slit lights intersecting at right angles toward an object are simultaneously projected from two slit light sources to determine the three-dimensional position of the object. The invention of measuring is described.
(従来技術4)
特許文献3には、溶接ロボットの手首先端軸に撮像装置を設け、撮像装置によって溶接トーチとワークを撮像して、撮像した画像を画像処理した結果から教示点を修正するという発明が記載されている。特許文献3記載の発明は、オフラインで溶接ロボットのプログラムを作成した場合に、プログラム再生時に、溶接ロボットの手首先端軸に設けられた撮像装置がワークと干渉してしまうことを防止するという解決課題が記載されている。特許文献3では、この解決課題を達成するために、溶接ロボットの手首先端軸にアダプタを設け、アダプタによって撮像装置と溶接トーチとの距離を大きくするという発明が記載されている。
Patent Document 3 describes an invention in which an imaging device is provided on a wrist tip axis of a welding robot, a welding torch and a workpiece are imaged by the imaging device, and a teaching point is corrected from a result of image processing of the captured image. Yes. The invention described in Patent Document 3 solves the problem of preventing the imaging device provided on the wrist tip shaft of the welding robot from interfering with the workpiece when the program is played back when the welding robot program is created offline. Is described. In order to achieve this solution, Patent Document 3 describes an invention in which an adapter is provided on the wrist tip shaft of a welding robot and the distance between the imaging device and the welding torch is increased by the adapter.
特許文献1に記載された発明によれば、溶接ロボットにおいて光切断法により3次元位置計測を行うためには、溶接ロボットの手首先端軸を回転させる必要がある。このため本来の溶接作業に伴う溶接ロボットの駆動軸の作動に加えて、位置計測のためだけに溶接ロボットの駆動軸を作動させなければならず、作業に時間を要し作業効率が悪くなるという問題がある。 According to the invention described in Patent Document 1, it is necessary to rotate the wrist tip axis of the welding robot in order to measure the three-dimensional position by the optical cutting method in the welding robot. For this reason, in addition to the operation of the drive shaft of the welding robot associated with the original welding operation, the drive shaft of the welding robot must be operated only for position measurement, which requires time for the work and the work efficiency is deteriorated. There's a problem.
しかも、位置計測に際して溶接ロボットの手首先端軸を回転させることで、手首先端軸に設けられた位置計測ユニット30がワークWや各種機器に干渉するおそれがある。
Moreover, by rotating the wrist tip axis of the welding robot during position measurement, the
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、作業ロボットにおいて光切断法により3次元位置計測を行うに際して、作業ロボットの駆動軸の作動を不要とすることで、作業効率を向上させるとともに、位置計測ユニットがワーク等と干渉することを回避することを解決課題とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and when performing three-dimensional position measurement by a light cutting method in a work robot, the operation efficiency of the drive axis of the work robot is eliminated, thereby improving work efficiency. An object of the present invention is to avoid the position measuring unit from interfering with a workpiece or the like.
ここで、特許文献2では、2本のスリット光を同時にワークに投光しているため、2本のスリット光に対応する2本の光切断像を含む画像が取得されることになる。したがって、画像を処理する際に、2本の光切断像を識別する処理が加わり、画像処理が複雑になるという問題が発生する。このため、画像上の特徴点を誤認識するおそれがある。したがって、2本のスリット光を同時にワークに投光するという技術は、これを採用することはできない。 Here, in Patent Document 2, since two slit lights are simultaneously projected onto the workpiece, an image including two light cut images corresponding to the two slit lights is acquired. Therefore, when an image is processed, a process of identifying two light cut images is added, which causes a problem that the image processing becomes complicated. For this reason, there is a possibility that a feature point on the image is erroneously recognized. Therefore, the technique of simultaneously projecting two slit lights onto the work cannot be employed.
しかも、特許文献2記載の発明は、位置計測一般の技術分野に属する発明であり、作業ロボットの手首先端軸に、位置計測ユニットを設けるという構成は何ら開示されていない。すなわち、特許文献2には、作業ロボットの手首先端軸の位置計測ユニットを回すことで発生する諸問題点を解決するという本発明の課題は、そもそも示唆されていない。 Moreover, the invention described in Patent Document 2 is an invention belonging to the general technical field of position measurement, and does not disclose any configuration in which a position measurement unit is provided on the wrist tip axis of the work robot. That is, Patent Document 2 does not suggest the problem of the present invention to solve various problems that occur by turning the position measuring unit of the wrist tip axis of the work robot.
特許文献3記載の発明は、溶接ロボットの手首先端軸に撮像装置を設け、撮像装置によって溶接トーチとワークを撮像して、撮像した画像を画像処理した結果から教示点を修正するという発明であって、本発明のように光切断法による位置計測を行うという発明ではない。したがって、交差するスリット光を得るために作業ロボットの手首先端軸の位置計測ユニットを回すという構成、作業ロボットの手首先端軸の位置計測ユニットを回すことで発生する諸問題点を解決するという本発明の課題は、そもそも示唆されていない。 The invention described in Patent Document 3 is an invention in which an imaging device is provided on the wrist axis of the welding robot, the welding torch and the workpiece are imaged by the imaging device, and the teaching point is corrected from the result of image processing of the captured image. Thus, it is not an invention of performing position measurement by the light cutting method as in the present invention. Therefore, the present invention is configured to rotate the position measuring unit of the wrist tip axis of the work robot to obtain the intersecting slit light, and to solve various problems caused by turning the position measuring unit of the wrist tip axis of the work robot. This issue is not suggested in the first place.
第1発明は、
作業ロボットの手首先端軸に、作業用ツールが設けられるとともに、光切断法により位置計測を行う位置計測ユニットが設けられ、
位置計測ユニット内に、作業対象のワーク上で交差する第1のスリット光、第2のスリット光をワークに向けてそれぞれ投光する第1のスリット光源、第2のスリット光源と、第1のスリット光に対応する光切断像を含む第1の画像を撮像するとともに、第2のスリット光に対応する光切断像を含む第2の画像を撮像する撮像手段と
が設けられ、
第1のスリット光源による第1のスリット光のワークへの投光、第2のスリット光源による第2のスリット光のワークへの投光を順次行って、
撮像手段により、第1の画像、第2の画像を順次取得し、
取得された第1画像および第2の画像に基づいて、ワークの3次元位置を計測する、
作業ロボットの位置計測装置であることを特徴とする。
The first invention is
A work tool is provided on the wrist tip axis of the work robot, and a position measurement unit that performs position measurement by an optical cutting method is provided.
In the position measurement unit, a first slit light source, a second slit light source, and a first slit light source that project the first slit light and the second slit light that cross each other on the work target. An image pickup means for picking up a first image including a light cut image corresponding to the slit light and a second image including a light cut image corresponding to the second slit light;
Projecting the first slit light to the work by the first slit light source, and projecting the second slit light to the work by the second slit light source in sequence,
A first image and a second image are sequentially acquired by the imaging means,
Measuring the three-dimensional position of the workpiece based on the acquired first image and second image;
It is a position measuring device for a work robot.
第2発明は、
作業ロボットの手首先端軸に、作業用ツールが設けられるとともに、光切断法により位置計測を行う位置計測ユニットが設けられ、
位置計測ユニット内に、作業対象のワークに向けてスリット光を投光するスリット光源と、ワーク上で交差する第1のスリット光、第2のスリット光が得られるようにスリット光源を回転させる回転機構と、第1のスリット光に対応する光切断像を含む第1の画像を撮像するとともに、第2のスリット光に対応する光切断像を含む第2の画像を撮像する撮像手段と
が設けられ、
回転機構を作動させることで、スリット光源による第1のスリット光のワークへの投光、スリット光源による第2のスリット光のワークへの投光を順次行って、
撮像手段により、第1の画像、第2の画像を順次取得し、
取得された第1画像および第2の画像に基づいて、ワークの3次元位置を計測する、
作業ロボットの位置計測装置であることを特徴とする。
The second invention is
A work tool is provided on the wrist tip axis of the work robot, and a position measurement unit that performs position measurement by an optical cutting method is provided.
Rotation that rotates the slit light source so as to obtain a slit light source that projects slit light toward the work to be worked and a first slit light and a second slit light that intersect on the work in the position measurement unit A mechanism and an imaging unit that captures a first image including a light-cut image corresponding to the first slit light and also captures a second image including a light-cut image corresponding to the second slit light are provided. And
By operating the rotation mechanism, the slit light source sequentially projects the first slit light onto the workpiece, and the slit light source projects the second slit light onto the workpiece.
A first image and a second image are sequentially acquired by the imaging means,
Measuring the three-dimensional position of the workpiece based on the acquired first image and second image;
It is a position measuring device for a work robot.
第3発明は、第1発明または第2発明において、
作業ロボットの動作プログラムを教示する教示時には、マスターワーク上の基準点の3次元位置を計測し、
作業ロボットの動作プログラムを再生する再生時には、ワーク上の基準点の3次元位置を計測して、
当該ワークについて計測された基準点の3次元位置と、マスターワークについて計測された基準点の3次元位置との位置ずれを計算し、
計算された位置ずれに基づいて、動作プログラムに記述された教示点の位置を補正すること
を特徴とする。
The third invention is the first invention or the second invention,
When teaching the operation program of the work robot, measure the three-dimensional position of the reference point on the master workpiece,
When replaying the operation program of the work robot, measure the 3D position of the reference point on the workpiece,
Calculating a positional deviation between the three-dimensional position of the reference point measured for the workpiece and the three-dimensional position of the reference point measured for the master workpiece;
The teaching point position described in the operation program is corrected based on the calculated positional deviation.
第4発明は、第1発明または第2発明において、
作業ロボットの動作プログラムを教示する教示時には、動作プログラムに記述された複数の教示点に対応するマスターワーク上の複数の基準点の3次元位置を計測し、
作業ロボットの動作プログラムを再生する再生時には、動作プログラムに記述された複数の教示点に対応するワーク上の複数の基準点の3次元位置を計測して、
当該ワークについて計測された複数の基準点の3次元位置と、マスターワークについて計測された複数の基準点の3次元位置との位置ずれを計算し、
計算された位置ずれに基づいて、動作プログラムに記述された複数の教示点の位置を補正すること
を特徴とする。
4th invention is 1st invention or 2nd invention,
At the time of teaching to teach the operation program of the work robot, the three-dimensional positions of a plurality of reference points on the master work corresponding to the plurality of teaching points described in the operation program are measured,
When reproducing the operation program of the work robot, the three-dimensional positions of a plurality of reference points on the workpiece corresponding to the plurality of teaching points described in the operation program are measured,
Calculating a positional deviation between the three-dimensional positions of the plurality of reference points measured for the workpiece and the three-dimensional positions of the plurality of reference points measured for the master workpiece;
Based on the calculated displacement, the positions of a plurality of teaching points described in the operation program are corrected.
第5発明は、第4発明において、
作業ロボットの動作プログラムの再生時に、教示点に対応する基準点の3次元位置を計測すること
を特徴とする。
A fifth invention is the fourth invention,
The three-dimensional position of the reference point corresponding to the teaching point is measured when the operation program of the work robot is reproduced.
第1発明では、図5に示すように、作業ロボット10の手首先端軸11には、作業用ツール20が設けられるとともに、光切断法により位置計測を行う位置計測ユニット30が設けられている。
In the first invention, as shown in FIG. 5, the
位置計測ユニット30内には、作業対象のワークW上で交差する第1のスリット光61、第2のスリット光62をワーク(図示せず)に向けてそれぞれ投光する第1のスリット光源41、第2のスリット光源42と、第1のスリット光61に対応する光切断像70Aを含む第1の画像71(図8(a)、(c)参照)を撮像するとともに、第2のスリット光62に対応する光切断像70Bを含む第2の画像72(図8(b)、(d)参照)を撮像する撮像手段50とが設けられている。
In the
第1のスリット光源41による第1のスリット光61のワークWへの投光、第2のスリット光源42による第2のスリット光62のワークWへの投光が順次行われる。
The first slit light source 41 projects the first slit light 61 onto the workpiece W, and the second slit light source 42 projects the
そして、図7(a)、(b)に示すように撮像手段50により、第1の画像71、第2の画像72が順次取得される。
Then, as illustrated in FIGS. 7A and 7B, the
そして、取得された第1画像71および第2の画像72に基づいて、ワークWの3次元位置P(X、Y、Z)が計測される。
Then, based on the acquired
第2発明では、図6(a)に示すように、作業ロボット10の手首先端軸11には、作業用ツール20が設けられるとともに、光切断法により位置計測を行う位置計測ユニット30が設けられている。
In the second invention, as shown in FIG. 6A, the
図6(b)、(c)に示すように、位置計測ユニット30内には、作業対象のワークWに向けてスリット光61、62を投光するスリット光源40と、ワークW上で交差する第1のスリット光61、第2のスリット光62が得られるようにスリット光源40を回転させる回転機構45と、第1のスリット光61に対応する光切断像70Aを含む第1の画像71を撮像するとともに、第2のスリット光62に対応する光切断像70Bを含む第2の画像72を撮像する撮像手段50とが設けられている。
As shown in FIGS. 6B and 6C, the
図6(b)、(c)に示すように、回転機構45を作動させることで、スリット光源40による第1のスリット光61のワークWへの投光、スリット光源40による第2のスリット光62のワークWへの投光が順次行われる。
As shown in FIGS. 6B and 6C, by operating the
図7(a)、(b)に示すように撮像手段50により、第1の画像71、第2の画像72が順次取得される。取得された第1画像71および第2の画像72に基づいて、ワークWの3次元位置P(X、Y、Z)が計測される。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
第3発明では、図8(a)、(b)に示すように、作業ロボット10の動作プログラムを教示する教示時には、マスターワークWm上の基準点Pmの3次元位置(Xm、Ym、Zm)が計測される(図9のステップ103、105)。
In the third invention, as shown in FIGS. 8A and 8B, at the time of teaching to teach the operation program of the
そして、図8(c)、(d)に示すように、作業ロボット10の動作プログラムを再生する再生時には、ワークWp上の基準点Ppの3次元位置(Xp、Yp、Zp)が計測される(図10のステップ203、205)。
Then, as shown in FIGS. 8C and 8D, at the time of reproduction for reproducing the operation program of the
そして、このワークWpについて計測された基準点Ppの3次元位置(Xp、Yp、Zp)と、マスターワークWmについて計測された基準点Pmの3次元位置(Xm、Ym、Zm)との位置ずれΔX(=Xp−Xm)、ΔY(=Yp−Ym)、ΔZ(=Zp−Zm)が計算される(図10のステップ206)。
そして、計算された位置ずれΔX(=Xp−Xm)、ΔY(=Yp−Ym)、ΔZ(=Zp−Zm)に基づいて、動作プログラムに記述された教示点の位置が補正される(図10のステップ207)。
Then, the positional deviation between the three-dimensional position (Xp, Yp, Zp) of the reference point Pp measured for the workpiece Wp and the three-dimensional position (Xm, Ym, Zm) of the reference point Pm measured for the master workpiece Wm. ΔX (= Xp−Xm), ΔY (= Yp−Ym), and ΔZ (= Zp−Zm) are calculated (step 206 in FIG. 10).
Based on the calculated positional deviations ΔX (= Xp−Xm), ΔY (= Yp−Ym), and ΔZ (= Zp−Zm), the position of the teaching point described in the operation program is corrected (FIG. 10 step 207).
第4発明では、図9に示すように、作業ロボット10の動作プログラムを教示する教示時には、動作プログラムに記述されるべき複数の教示点PC、PDに対応するマスターワークWm上の複数の基準点PmC、PmDの3次元位置(XmC、YmC、ZmC)、(XmD、YmD、ZmD)が計測される(ステップ103、105、107)。
In the fourth invention, as shown in FIG. 9, at the time of teaching to teach the operation program of the
そして、図10に示すように、作業ロボット10の動作プログラムを再生する再生時には、動作プログラムに記述された複数の教示点PC、PDに対応するワークWp上の複数の基準点PpC、PpDの3次元位置XpC、YpC、ZpC)、(XpD、YpD、ZpD)が計測される(ステップ203、205、208)。
As shown in FIG. 10, at the time of reproduction for reproducing the operation program of the
そして、ワークWpについて計測された複数の基準点PpC、PpDの3次元位置XpC、YpC、ZpC)、(XpD、YpD、ZpD)の3次元位置と、マスターワークWmについて計測された複数の基準点PmC、PmDの3次元位置(XmC、YmC、ZmC)、(XmD、YmD、ZmD)との位置ずれΔXC、ΔYC、ΔZCおよびΔXD、ΔYD、ΔZDが計算される(図10のステップ206、208)。
そして、計算された位置ずれΔXC、ΔYC、ΔZCおよびΔXD、ΔYD、ΔZDに基づいて、動作プログラムに記述された教示点PC、PDの位置が補正される(図10のステップ207、208)。
A plurality of reference points PpC, PpD measured for the workpiece Wp, a three-dimensional position XpC, YpC, ZpC), (XpD, YpD, ZpD), and a plurality of reference points measured for the master workpiece Wm. The positional deviations ΔXC, ΔYC, ΔZC and ΔXD, ΔYD, ΔZD with respect to the three-dimensional positions (XmC, YmC, ZmC) and (XmD, YmD, ZmD) of PmC, PmD are calculated (
Based on the calculated positional deviations ΔXC, ΔYC, ΔZC and ΔXD, ΔYD, ΔZD, the positions of the teaching points PC, PD described in the operation program are corrected (
以上のように本発明によれば、作業ロボット10の手首先端軸11は固定したままで、位置計測ユニット30から、作業対象のワークWに向けて、ワークW上で交差する第1のスリット光61、第2のスリット光62を投光できるように構成したので、光切断法により3次元位置計測を行うに際して、作業ロボット10の駆動軸の作動が不要となる。このため本来の作業(たとえば溶接作業)に伴う作業ロボット10の駆動軸の作動に加えて、位置計測のためだけに作業ロボット10の駆動軸を作動させる時間のロスがなくなり、作業を短時間で行なえ作業効率を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, the first slit light intersecting on the work W from the
しかも、位置計測に際して作業ロボット10の手首先端軸11を回転させることは不要となるので、位置計測時に手首先端軸11に設けられた位置計測ユニット30がワークWや各種機器に干渉することがない。
Moreover, since it is not necessary to rotate the
特に、第4発明では、作業ロボット10の動作プログラムの教示時、再生時に、複数の教示点PC、PDについて、位置計測のためだけに作業ロボット10の駆動軸を作動させることが不要となるので、より一層、時間ロスを減らし、より一層作業効率を向上させることができるようになる。
In particular, in the fourth invention, it is not necessary to operate the drive shaft of the
さて、ワークを溶接することで、溶接構造物たるワークに熱歪が生じて、それにより位置ずれが生じることがある。この場合には、溶接の途中で位置計測を行って位置ずれを補正することが望ましい。 By welding the workpieces, thermal distortion may occur in the workpiece that is a welded structure, which may cause displacement. In this case, it is desirable to correct the misalignment by measuring the position during welding.
第5発明では、作業ロボット10の動作プログラムの再生時に、教示点PDに対応する基準点PpDの3次元位置が計測され、教示点PDの位置ずれが作業中(溶接中)に補正される(図12のステップ208´、209´)。このように本発明によれば、溶接作業の途中で、熱歪により生じた位置ずれが適時に補正されるため、熱歪の影響を受けて生産時のワークで位置ずれが発生したとしても、正確に溶接線に沿ってツール先端を移動させることができる。
また、従来技術を適用して、溶接中に位置計測を行うためだけのためにロボット駆動軸(手首先端軸)を作動させてしまうと、本来の動作プログラムの動作に影響を及ぼす。また、位置計測のためだけに作業ロボットを動作させてから、本来の教示点まで作業用ツール先端を移動させる動作が必要となるため、時間的なロスが大きい。本発明によれば、溶接中に位置計測を行う際に作業ロボットの手首先端軸を作動させる必要がないため、作業プログラムの動作に与える影響が少なく、時間的なロスを少なくすることができる。
In the fifth invention, when the operation program of the
Further, if the robot driving shaft (wrist tip shaft) is operated only for measuring the position during welding by applying the conventional technique, the operation of the original operation program is affected. Further, since the operation robot is operated only for position measurement and then the operation tool tip is moved to the original teaching point, a time loss is large. According to the present invention, since it is not necessary to operate the wrist tip axis of the work robot when performing position measurement during welding, there is little influence on the operation of the work program, and time loss can be reduced.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、実施形態では、作業ロボットとして、アーク溶接作業等の溶接作業を行う溶接ロボット10を想定する。
In the embodiment, a
図14は、実施形態の溶接ロボットを含む溶接システムの全体構成を示す。 FIG. 14 shows an overall configuration of a welding system including the welding robot of the embodiment.
同図14に示すように、本溶接システムは、溶接ロボット10と、画像処理装置80と、ロボットコントローラ90とから構成されている。
As shown in FIG. 14, the welding system includes a
実施例の溶接ロボット10は、たとえば各軸11、12、13、14、15、16を有した6軸の多関節ロボットであり、駆動部19を備えている。駆動部19は、サーボアンプ、ロボット用モータを含んで構成されている。駆動部19は、駆動指令に応じて各軸11、12、13、14、15、16を駆動する。
The
図15(a)は、溶接ロボット10のアーム先端部分を拡大して示している。
FIG. 15A shows an enlarged arm tip portion of the
溶接ロボット10は、アーム10aを有しており、このアーム10aの先端には、手首先端軸11が設けられている。手首先端軸11には、ブラケット17を介して溶接トーチ20と位置計測ユニット30が取り付けられている。手首先端軸11は、アーム10aに対してブラケット17およびこれに取り付けられた溶接トーチ20と位置計測ユニット30を、相対的に回動させる駆動軸である。
The
各軸11、12、13、14、15、16が駆動されることによりロボット座標系X−Y−Z上で、溶接トーチ20の先端、つまり溶接ワイヤの先端の座標位置P(X、Y、Z)およびトーチ姿勢角(A、B、C)が変化される。これにより溶接トーチ20を所望する姿勢で母材の溶接線に沿って移動させることができる。なお、トーチ姿勢角(A、B、C)はオイラ角で定義される。
By driving each
手首先端軸11の回動に応じて、ブラケット17およびこれに取り付けられた溶接トーチ20と位置計測ユニット30は、アーム10aに対して相対的に回動する。
In response to the rotation of the
溶接ロボット10の位置計測ユニット30と画像処理装置80とは、カメラケーブル81にて接続されている。
The
画像処理装置80とロボットコントローラ90とは、通信ケーブル82にて接続されている。 The image processing apparatus 80 and the robot controller 90 are connected by a communication cable 82.
ロボットコントローラ90と溶接ロボット10の駆動部19とは、駆動信号線83にて接続されている。
The robot controller 90 and the drive unit 19 of the
位置計測ユニット30は、後述するように撮像手段としてのカメラ50を含んで構成されている。
The
カメラ50で撮像された画像を示す画像信号は、カメラケーブル81を介して画像処理装置80に送られる。
An image signal indicating an image captured by the
画像処理装置80では、位置計測ユニット30のカメラ50から送られた画像を画像処理して画像上の特徴的な点を検出する。
In the image processing apparatus 80, the image sent from the
画像処理装置80で画像処理された画像上の特徴点を示すデータは、通信ケーブル82を介してロボットコントローラ90に送られる。また、ロボットコントローラ90は、画像処理の開始を指令する開始指令信号や画像処理のために必要な制御パラメータを、通信ケーブル82を介して画像処理装置80に送る。 Data indicating feature points on the image processed by the image processing apparatus 80 is sent to the robot controller 90 via the communication cable 82. The robot controller 90 also sends a start command signal for instructing the start of image processing and control parameters necessary for image processing to the image processing device 80 via the communication cable 82.
ロボットコントローラ90は、溶接ロボット10を制御するために必要なハードウエアとしての各種基板、CPU、メモリ等を含んで構成されている。ロボットコントローラ90には、溶接ロボット10を動作させる動作プログラムなどの各種制御上必要なソフトウエアが保存されている。ロボットコントローラ90では、後述するように、画像処理装置80から送られてきた画像上の特徴点を示すデータに基づいて、動作プログラムに記述された教示点の3次元位置が補正される。
The robot controller 90 is configured to include various substrates, CPU, memory, and the like as hardware necessary for controlling the
ロボットコントローラ90では、動作プログラムにしたがって溶接ロボット10の各軸を駆動するための駆動指令が生成される。生成された駆動指令は、駆動信号線83を介して溶接ロボット10の駆動部19に送られる。
The robot controller 90 generates a drive command for driving each axis of the
溶接ロボット10の各軸11〜16は、ロボットコントローラ90から送られてきた駆動指令に応じて駆動される。これにより溶接ロボット10は、動作プログラムにしたがった動作をする。
The
図15は、位置計測ユニット30の溶接ロボット10への装着例を斜視図にて示している。
FIG. 15 is a perspective view showing an example in which the
図15(a)は、ブラケット17に位置計測ユニット30を取り付けた装着例を示している。手首先端軸11の近くであって溶接トーチ20の先端から離れた位置に位置計測ユニット30が配置されている。
FIG. 15A shows a mounting example in which the
図15(b)は、溶接トーチ20に位置計測ユニット30を取り付けた装着例を示している。手首先端軸11から離れた位置であって溶接トーチ20の先端に近い位置に位置計測ユニット30が配置されている。
FIG. 15B shows a mounting example in which the
位置計測ユニット30の装着位置は、位置計測ユニット30の大きさ、形状や、内臓されるカメラ50の焦点距離などに応じて、適切な位置に定められる。
The mounting position of the
なお、図15(a)の装着例の場合には、位置計測ユニット30が作業対象のワークWから離れているため、溶接ヒュームを避けることができるという利点がある。
In the case of the mounting example of FIG. 15A, there is an advantage that welding fume can be avoided because the
以下では、図15(a)に示す装着例にて位置計測ユニット30が溶接ロボット10に装着されたものとして説明する。
In the following description, it is assumed that the
図5は、位置計測ユニット30の第1の構成例を示している。
FIG. 5 shows a first configuration example of the
同図5に示すように、溶接ロボット10の手首先端軸11には、ブラケット17を介して、作業用ツールとしての溶接トーチ20が設けられるとともに、位置計測ユニット30が設けられている。
As shown in FIG. 5, the
位置計測ユニット30は、光切断法により位置計測を行う装置を内臓した筐体である。
The
光切断法は、図1、図2、図3を用いて説明される。図1(a)、図2(a)、図3(a)は、ワークWおよびカメラ50を正面から見た図で、図1(b)、図2(b)、図3(b)は、ワークWおよびカメラ50を側面から見た図で、図1(c)、図2(c)、図3(c)は、カメラ50により撮像される画像70を示す。
The light cutting method will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. 1 (a), 2 (a), and 3 (a) are views of the workpiece W and the
カメラ50は、レンズ51とフィルタ52を備えている。フィルタ52は、レーザ光と同じ波長の光のみを透過する。レーザ光を走査するか、レーザ光をシリンドリカルレンズを通すことで、所定の方向に一定の広がり幅を有するスリット光60が形成される。スリット光60は、図1、図2、図3では図示されていないスリット光源から出射される。
The
図1に示すように、ワークWに、スリット光60を斜めに投光して、スリット光60に対応する光切断像70Aを含む画像70をカメラ50にて撮像する。光切断像70Aは、画像70上の特徴点、たとえばワークWの表面の変化点Pを含んでいる。そこで、この特徴点Pの画像70上の座標位置を計算することで、ワークWのX−Z面における2次元座標位置が求められる。そして、更に図1に示すスリット光60と垂直に交差するスリット光(図示せず)をワークWに投光して、同様にワークWのY軸方向の座標位置が求められる。以上のようにしてワークWの特徴点の基準となる3次元座標位置が求められる。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、ワークWが上下方向、つまりZ軸方向にずれた場合には、画像70上の特徴点Pは、画像70上で同じ上下方向にずれる。
As shown in FIG. 2, when the workpiece W is shifted in the vertical direction, that is, in the Z-axis direction, the feature point P on the
図3に示すように、ワークWが左右方向、つまりX軸方向にずれた場合には、画像70上の特徴点Pは、画像70上で同じ左右方向にずれる。
As shown in FIG. 3, when the work W is shifted in the left-right direction, that is, in the X-axis direction, the feature point P on the
図5に示すように、位置計測ユニット30内には、上述した光切断法により位置計測を行うために作業対象のワークW上で垂直に交差する第1のスリット光61、第2のスリット光62をワークWに向けてそれぞれ投光する第1のスリット光源41、第2のスリット光源42と、第1のスリット光61に対応する光切断像70Aを含む第1の画像71を撮像するとともに、第2のスリット光62に対応する光切断像70Bを含む第2の画像72を撮像する撮像手段としてのカメラ50とが設けられている。
As shown in FIG. 5, in the
第1のスリット光源41、第2のスリット光源42は、たとえばHeNe(ヘリウムネオン)レーザ光をシリンドリカルレンズを通してスリット光として出射するものである。また、レーザ光を走査することでスリット光を形成してもよい。なお、スリット光は、必ずしもレーザ光である必要はない。 The first slit light source 41 and the second slit light source 42, for example, emit HeNe (helium neon) laser light as slit light through a cylindrical lens. Moreover, you may form slit light by scanning a laser beam. Note that the slit light is not necessarily laser light.
なお、図5では、位置計測ユニット30の筐体の寸法を極力小さくするために、第1のスリット光源41あるいは第2のスリット光源42から出射されたレーザ光を反射させるミラー43を設けるようにしている。しかし、ミラー43を設けない実施も可能である。
In FIG. 5, a mirror 43 that reflects the laser light emitted from the first slit light source 41 or the second slit light source 42 is provided in order to reduce the size of the housing of the
カメラ50は、たとえばCCDカメラやCMOSカメラが用いられる。カメラ50には、レンズ51とフィルタ52が備えられている。フィルタ52は、レーザ光と同じ波長の光のみを透過する。
As the
図5では、説明の便宜のため、第1のスリット光61、第2のスリット光62を同じ図中に併記しているが、本実施例の制御では、後述するように、第1のスリット光源41による第1のスリット光61のワークWへの投光、第2のスリット光源42による第2のスリット光62のワークWへの投光が順次に行われる。すなわち、一方のスリット光源が点灯しているときには他方のスリット光源は消灯している。
In FIG. 5, for convenience of explanation, the first slit light 61 and the
図6は、位置計測ユニット30の第2の構成例を示している。
FIG. 6 shows a second configuration example of the
同図6(a)に示すように、図5の構成と同じく、溶接ロボット10の手首先端軸11には、ブラケット17を介して、作業用ツールとしての溶接トーチ20が設けられるとともに、位置計測ユニット30が設けられている。
As shown in FIG. 6A, the
位置計測ユニット30は、光切断法により位置計測を行う装置を内臓した筐体である。
The
図6(b)、(c)に示すように、位置計測ユニット30内には、作業対象のワークWに向けてスリット光61、62を投光するスリット光源40と、ワークW上で垂直に交差する第1のスリット光61、第2のスリット光62が得られるようにスリット光源40を回転させる回転機構45と、第1のスリット光61に対応する光切断像70Aを含む第1の画像71を撮像するとともに、第2のスリット光62に対応する光切断像70Bを含む第2の画像72を撮像する撮像手段としてのカメラ50とが設けられている。回転機構45の回転位置を第1のポジションに位置決めすることで、第1のスリット光61が投光され、回転機構45の回転位置を第2のポジションに位置決めすることで、第2のスリット光62が投光される。
As shown in FIGS. 6B and 6C, in the
回転機構45は、図6(d)に示すように、たとえばモータ46と、モータ46の出力軸の回転をスリット光源40に伝達してスリット光源40を回転させる伝達機構47とから構成される。モータ46は、互いにワークW上に垂直に交差する第1のスリット光61、第2のスリット光62を形成させるために、スリット光源40を90度回転させてその角度に位置決めできるものであれば、サーボモータ、ステッピングモータなど任意の形式のモータを使用することができる。また、回転式エアシリンダ等、モータ以外のアクチュエータを使用してもよい。
As shown in FIG. 6D, the
図6(b)、(c)に示すように、回転機構45を作動させることで、スリット光源40による第1のスリット光61のワークWへの投光、スリット光源40による第2のスリット光62のワークWへの投光が順次に行われる。すなわち、一方のスリット光源が点灯しているときには他方のスリット光源は消灯している。
As shown in FIGS. 6B and 6C, by operating the
画像処理装置80で行われる画像処理は、図13を用いて説明される。 Image processing performed in the image processing apparatus 80 will be described with reference to FIG.
すなわち、カメラ50で撮像された原画像70が画像処理装置80に取り込まれると(図13(a))、原画像70が二値化処理されて、スリット光61に対応する光切断像70Aが背景と明確に識別される。原画像は、ぼやけていたり、ノイズがのっていたりするため、しきい値を設定するなどしてノイズの除去、輪郭の明確化が行われ、原画像上の光切断像70Aが数値化される(図13(b))。つぎに、数値化された情報を算術的に処理して、光切断像70Aの図形の特徴点P、つまり折点が抽出される(図13(c))。
That is, when the
(位置計測の第1例)
つぎに、上述した本実施例の構成を用いた位置計測の第1例について説明する。
(First example of position measurement)
Next, a first example of position measurement using the configuration of the above-described embodiment will be described.
図16は、部材WAと部材WBとを溶接するに際して、部材WAと部材WBとからなるワークWの開先(溶接線)の3次元位置を計測する様子を斜視図にて示している。 FIG. 16 is a perspective view showing a state in which the three-dimensional position of a groove (weld line) of the workpiece W composed of the member WA and the member WB is measured when the member WA and the member WB are welded.
まず、図16(a)に示すように、作業ロボット10の手首先端軸11を所定位置に固定して、位置計測ユニット30内の第1のスリット光源41を点灯させて第1のスリット光61を出射するか(第1の構成例)、回転機構45を第1のスリット光61を出射できる回転位置(第1のポジション)に位置決めしてスリット光源40から第1のスリット光61を出射する(第2の構成例)。こうしてワークW上に、X軸方向が長手方向となる第1のスリット光61が投光される。つぎに、図7(a)に示すように、カメラ50により、第1のスリット光61に対応する光切断像70Aを含む第1の画像71が取得される。
First, as shown in FIG. 16A, the
第1の画像71を画像処理することにより画像71上の代表点となる特徴点PのX座標位置、Z座標位置(X、Z)が求められる。この画像71上の特徴点P(X、Z)の座標位置X、Zをロボット座標系の座標位置に変換することで、ワークW上の基準点のX座標位置、Z座標位置が求められる。なお、以下では、説明の便宜のため画像上の座標位置は、ロボット座標軸上の座標位置であるとみなして説明する。
By performing image processing on the
つぎに、図16(b)に示すように、作業ロボット10の手首先端軸11は固定したままで、位置計測ユニット30内の第1のスリット光源41を消灯させるとともに第2のスリット光源42を点灯させて第2のスリット光62を出射するか(第1の構成例)、回転機構45を第2のスリット光62を出射できる回転位置(第2のポジション)に位置決めしてスリット光源40から第2のスリット光62を出射する。こうしてワークW上に、Y軸方向が長手方向となる第2のスリット光62が投光される。つぎに、図7(b)に示すように、カメラ50により、第2のスリット光62に対応する光切断像70Bを含む第2の画像72が取得される。
Next, as shown in FIG. 16B, the wrist slit
第2の画像72を画像処理することにより画像72上の代表点となる特徴点PのY座標位置(Y)が求められる。この画像72上の特徴点P(Y)の座標位置Yをロボット座標系の座標位置に変換することで、ワークW上の基準点のY座標位置が求められる。
By performing image processing on the
以上のようにして、ワークWの開先の3次元位置P(X、Y、Z)が計測される。 As described above, the three-dimensional position P (X, Y, Z) of the groove of the workpiece W is measured.
つぎに、この計測した基準位置P(X、Y、Z)に基づいて、溶接ツール20の先端の目標位置を補正する。これにより溶接ロボット10を高精度に溶接線に沿って移動させることできる。
Next, the target position of the tip of the
(位置計測の第2例)
この位置計測の第2例は、光切断法により求められたワークW上の基準点の3次元位置に基づいて、動作プログラムに記述された教示点の位置を補正するというものである。
(Second example of position measurement)
In the second example of the position measurement, the position of the teaching point described in the operation program is corrected based on the three-dimensional position of the reference point on the workpiece W obtained by the light cutting method.
すなわち、まず、作業ロボット10の動作プログラムを教示する教示時には、マスターワークWmを据付けた上で図16と同様に溶接ロボット10の位置計測ユニット30を動作させて、図8(a)、(b)に示すように、図7(a)、(b)と同様にして、マスターワークWm上の基準点Pmの3次元位置(Xm、Ym、Zm)を計測する。
That is, first, at the time of teaching for teaching the operation program of the
つぎに、作業ロボット10の動作プログラムを再生する再生時には、生産時のワークWpを据付けた上で図16と同様に溶接ロボット10の位置計測ユニット30を動作させて、図8(c)、(d)に示すように、図7(a)、(b)と同様にして、生産時のワークWp上の基準点Ppの3次元位置(Xp、Yp、Zp)を計測する。
Next, at the time of reproduction to reproduce the operation program of the
つぎに、生産時のワークWpについて計測された基準点Ppの3次元位置(Xp、Yp、Zp)と、マスターワークWmについて計測された基準点Pmの3次元位置(Xm、Ym、Zm)との位置ずれΔX(=Xp−Xm)、ΔY(=Yp−Ym)、ΔZ(=Zp−Zm)を計算する。
計算された位置ずれΔX(=Xp−Xm)、ΔY(=Yp−Ym)、ΔZ(=Zp−Zm)は、動作プログラムに記述された各教示点P1、P2、P3…、つまり生産時のワークWpの開先(溶接線)の各ツール先端目標位置P1、P2、P3…の位置ずれとみなすことができる。
Next, the three-dimensional position (Xp, Yp, Zp) of the reference point Pp measured for the workpiece Wp during production, and the three-dimensional position (Xm, Ym, Zm) of the reference point Pm measured for the master workpiece Wm. Displacements ΔX (= Xp−Xm), ΔY (= Yp−Ym), and ΔZ (= Zp−Zm) are calculated.
The calculated positional deviations ΔX (= Xp−Xm), ΔY (= Yp−Ym), ΔZ (= Zp−Zm) are the teaching points P1, P2, P3. It can be regarded as a positional deviation of each tool tip target position P1, P2, P3... Of the groove (welding line) of the workpiece Wp.
よって、各教示点P1、P2、P3…の座標位置を、上記のごとく計算された位置ずれΔX(=Xp−Xm)、ΔY(=Yp−Ym)、ΔZ(=Zp−Zm)だけシフトさせて、動作プログラムに記述された各教示点P1、P2、P3…の3次元位置を補正する。これにより溶接ロボット10の溶接トーチ20の先端をワークWの開先(溶接線)に沿って高精度に移動させることできる。
Therefore, the coordinate positions of the teaching points P1, P2, P3,... Are shifted by the displacements ΔX (= Xp−Xm), ΔY (= Yp−Ym), and ΔZ (= Zp−Zm) calculated as described above. Then, the three-dimensional position of each teaching point P1, P2, P3... Described in the operation program is corrected. Thereby, the front-end | tip of the
(位置計測の第3例)
上述した位置計測の第2例では、光切断法により計算された位置ずれΔX(=Xp−Xm)、ΔY(=Yp−Ym)、ΔZ(=Zp−Zm)が、動作プログラムに記述された各教示点P1、P2、P3…の位置ずれとみなすことで、各教示点P1、P2、P3…の位置を補正するようにしている。
(Third example of position measurement)
In the second example of the position measurement described above, the positional deviations ΔX (= Xp−Xm), ΔY (= Yp−Ym), ΔZ (= Zp−Zm) calculated by the light cutting method are described in the operation program. The positions of the teaching points P1, P2, P3,... Are corrected by regarding the displacement of the teaching points P1, P2, P3,.
しかし、マスターワークWmの据付時(動作プログラム教示時)と生産時のワークWpの据付時(動作プログラム再生時)とでは、ワークの異なる各位置毎に、位置ずれの大きさが異なっていることがある。したがって、このような場合には、ワークの異なる各教示点に対応する複数の基準点について光切断法により位置ずれを求め、各教示点毎に個別に位置ずれを補正することが望ましい。 However, the amount of displacement differs between the different positions of the workpiece when the master workpiece Wm is installed (when the operation program is taught) and when the workpiece Wp is installed during production (when the operation program is played back). There is. Accordingly, in such a case, it is desirable to obtain a positional deviation by a light cutting method for a plurality of reference points corresponding to different teaching points of the workpiece, and to correct the positional deviation individually for each teaching point.
以下、ワークの異なる各教示点に対応する複数の基準点について光切断法により位置ずれを求め、各教示点毎に個別に位置ずれを補正する実施例について説明する。 Hereinafter, an embodiment will be described in which a positional deviation is obtained by a light cutting method for a plurality of reference points corresponding to different teaching points of the workpiece, and the positional deviation is individually corrected for each teaching point.
図11は、部材WAと部材WBとを溶接するに際して、部材WAと部材WBとからなるワークWの接合部(溶接線)の3次元位置を計測する様子を斜視図にて示している。 FIG. 11 is a perspective view showing a state in which the three-dimensional position of the joint (weld line) of the workpiece W composed of the member WA and the member WB is measured when the member WA and the member WB are welded.
図11(a)に示すように、溶接開始点PCから溶接終了点PDまでの溶接線に沿って溶接トーチ20の先端が移動して、すみ肉溶接を行う場合を想定している。
As shown in FIG. 11A, it is assumed that fillet welding is performed by moving the tip of the
以下、図9、図10に示すフローチャートを併せ参照して説明する。 Hereinafter, description will be made with reference to the flowcharts shown in FIGS.
・教示時の動作
作業ロボット10の動作プログラムを教示する教示時には、図11(b)、(c)、(d)に示すようにマスターワークWm上に互いに交差する第1のスリット光61、第2のスリット光62を順次投光して、前述の図8(a)、(b)と同様に画像処理することで、マスターワークWm上の動作プログラムに記述されるべき複数の教示点PC、PDに対応するマスターワークWm上の複数の基準点PmC、PmDの3次元位置(XmC、YmC、ZmC)、(XmD、YmD、ZmD)が計測される。
・ Operation at the time of teaching At the time of teaching to teach the operation program of the
すなわち、図11(b)に示すように、位置計測ユニット30で位置検出を行うことができる位置、つまりカメラ50によりマスターワークWm上のスリット光の画像を取得することができる位置まで溶接ロボット10をマスターワークWmに接近させる。溶接ロボット10は、教示点PC(溶接開始点)側にスリット光を投光でき、教示点PC(溶接開始点)側のスリット光を撮像できる位置まで移動する(図9のステップ101)。
That is, as shown in FIG. 11B, the
つぎに、図11(c)に示すように、溶接ロボット10の手首先端軸11を所定位置に固定して、位置計測ユニット30内の第1のスリット光源41を点灯させて第1のスリット光61を出射するか(第1の構成例)、回転機構45を第1のスリット光61を出射できる回転位置(第1のポジション)に位置決めして第1のスリット光61を出射する(第2の構成例)。こうしてマスターワークWmの教示点PC側に、X軸方向が長手方向となる第1のスリット光61が投光される(ステップ102)。
つぎに、図8(a)と同様にして、カメラ50により、第1のスリット光61に対応する光切断像70Aを含む第1の画像71が取得される。
Next, as shown in FIG. 11 (c), the
Next, as in FIG. 8A, the
第1の画像71を画像処理することにより、動作プログラムに記述されるべき教示点PC(溶接開始点)に対応する画像上の特徴点のX座標位置、Z座標位置(XmC、ZmC)が計測される。この画像71上の特徴点(XmC、ZmC)の座標位置XmC、ZmCをロボット座標系の座標位置に変換することで、マスターワークWm上の基準点PmCのX座標位置、Z座標位置が求められる。(ステップ103)。
By processing the
つぎに、図11(d)に示すように、溶接ロボット10の手首先端軸11は固定したままで、位置計測ユニット30内の第1のスリット光源41を消灯させるとともに第2のスリット光源42を点灯させて第2のスリット光62を出射するか(第1の構成例)、回転機構45を第2のスリット光62を出射できる回転位置(第2のポジション)に位置決めして第2のスリット光62を出射する。こうしてマスターワークWmの教示点PC側に、Y軸方向が長手方向となる第2のスリット光62が投光される(ステップ104)。
Next, as shown in FIG. 11D, the wrist slit
つぎに、図8(b)と同様にして、カメラ50により、第2のスリット光62に対応する光切断像70Bを含む第2の画像72が取得される。
Next, as in FIG. 8B, the
第2の画像72を画像処理することにより、動作プログラムに記述されるべき教示点PC(溶接開始点)に対応する画像上の特徴点のY座標位置(YmC)が計測される。この画像72上の特徴点(YmC)の座標位置YmCをロボット座標系の座標位置に変換することで、マスターワークWm上の基準点PmCのY座標位置が求められる。(ステップ105)。
By processing the
以上のようにして、動作プログラムに記述されるべき教示点PC(溶接開始点)に対応するマスターワークWm上の基準点PmCの3次元位置(XmC、YmC、ZmC)が計測され、保存される(ステップ106)。 As described above, the three-dimensional position (XmC, YmC, ZmC) of the reference point PmC on the master work Wm corresponding to the teaching point PC (welding start point) to be described in the operation program is measured and stored. (Step 106).
つぎに、対象とするすべての点、つまり光切断法による位置計測が必要なすべての教示点について、対応する基準点の位置計測を行ったか否かが判断される(ステップ107)。
光切断法による位置計測が必要なすべての教示点について、対応する基準点の位置計測が行われてない場合には(ステップ107の判断NO)、ステップ101に戻り、位置計測未実施の教示点について同様の処理が行われる。
Next, it is determined whether or not the positions of the corresponding reference points have been measured for all the target points, that is, all the teaching points that require position measurement by the light cutting method (step 107).
When the position measurement of the corresponding reference point is not performed for all the teaching points that require position measurement by the light cutting method (determination NO in step 107), the process returns to step 101, and the teaching point for which position measurement has not been performed. The same processing is performed for.
すなわち、溶接ロボット10は、教示点PD(溶接終了点)側にスリット光を投光でき、教示点PD(溶接終了点)側のスリット光を撮像できる位置まで移動する(図9のステップ101)。
That is, the
つぎに、図11(c)と同様にして、溶接ロボット10の手首先端軸11を所定位置に固定して、位置計測ユニット30内の第1のスリット光源41を点灯させて第1のスリット光61を出射するか(第1の構成例)、回転機構45を第1のスリット光61を出射できる回転位置(第1のポジション)に位置決めして第1のスリット光61を出射する(第2の構成例)。こうしてマスターワークWmの教示点PD側に、X軸方向が長手方向となる第1のスリット光61が投光される(ステップ102)。
つぎに、図8(a)と同様にして、カメラ50により、第1のスリット光61に対応する光切断像70Aを含む第1の画像71が取得される。
Next, similarly to FIG. 11C, the
Next, as in FIG. 8A, the
第1の画像71を画像処理することにより、動作プログラムに記述されるべき教示点PD(溶接終了点)に対応する画像上の特徴点のX座標位置、Z座標位置(XmD、ZmD)が計測される。この画像71上の特徴点(XmD、ZmD)の座標位置XmD、ZmDをロボット座標系の座標位置に変換することで、マスターワークWm上の基準点PmDのX座標位置、Z座標位置が求められる。(ステップ103)。
By processing the
つぎに、図11(d)と同様にして、作業ロボット10の手首先端軸11は固定したままで、位置計測ユニット30内の第1のスリット光源41を消灯させるとともに第2のスリット光源42を点灯させて第2のスリット光62を出射するか(第1の構成例)、回転機構45を第2のスリット光62を出射できる回転位置(第2のポジション)に位置決めして第2のスリット光62を出射する。こうしてマスターワークWmの教示点PD側に、Y軸方向が長手方向となる第2のスリット光62が投光される(ステップ104)。
Next, as in FIG. 11D, the wrist slit
つぎに、図8(b)と同様にして、カメラ50により、第2のスリット光62に対応する光切断像70Bを含む第2の画像72が取得される。
Next, as in FIG. 8B, the
第2の画像72を画像処理することにより、動作プログラムに記述されるべき教示点PD(溶接終了点)に対応する画像上の特徴点のY座標位置(YmD)が計測される。この画像72上の特徴点(YmD)の座標位置YmDをロボット座標系の座標位置に変換することで、マスターワークWm上の基準点PmDのY座標位置が求められる。(ステップ105)。
By processing the
以上のようにして、動作プログラムに記述されるべき教示点PD(溶接終了点)に対応するマスターワークWm上の基準点PmDの3次元位置(XmD、YmD、ZmD)が計測され、保存される(ステップ106)。 As described above, the three-dimensional position (XmD, YmD, ZmD) of the reference point PmD on the master work Wm corresponding to the teaching point PD (welding end point) to be described in the operation program is measured and stored. (Step 106).
つぎに、対象とするすべての点、つまり光切断法による位置計測が必要なすべての教示点について、対応する基準点の位置計測を行ったか否かが判断される(ステップ107)。
光切断法による位置計測が必要なすべての教示点について、対応する基準点の位置計測が行われると、つまり溶接開始点PC、溶接終了点PDについて対応する基準点PmC、PmDの位置計測が行われると(ステップ107の判断YES)、教示点PC、PDの座標位置のデータが記述された動作プログラムを、溶接ロボット10に教示する作業が行なわれる(ステップ108)。こうして教示時の処理を終える。
Next, it is determined whether or not the positions of the corresponding reference points have been measured for all the target points, that is, all the teaching points that require position measurement by the light cutting method (step 107).
When the position of the corresponding reference point is measured for all teaching points that require position measurement by the optical cutting method, that is, the positions of the corresponding reference points PmC and PmD are measured for the welding start point PC and the welding end point PD. If so (YES at step 107), an operation program for teaching the
・再生時の動作
作業ロボット10の動作プログラムを再生する再生時には、図11(b)、(c)、(d)と同様にして生産時のワークWp上に互いに交差する第1のスリット光61、第2のスリット光62を順次投光して、前述の図8(c)、(d)と同様に画像処理することで、生産時のワークWp上の動作プログラムに記述された複数の教示点PC、PDに対応する生産時ワークWp上の複数の基準点PpC、PpDの3次元位置(XpC、YpC、ZpC)、(XpD、YpD、ZpD)が計測される。
・ Operation at the time of reproduction At the time of reproduction to reproduce the operation program of the
すなわち、図11(b)と同様にして、教示点PC(溶接開始点)側にスリット光を投光でき、教示点PC(溶接開始点)側のスリット光の画像を取得することができる位置まで溶接ロボット10を生産時ワークWpに接近させる(図10のステップ201)。
That is, similarly to FIG. 11B, the slit light can be projected to the teaching point PC (welding start point) side, and the slit light image on the teaching point PC (welding start point) side can be acquired. The
つぎに、図11(c)と同様にして、溶接ロボット10の手首先端軸11を所定位置に固定して、位置計測ユニット30内の第1のスリット光源41を点灯させて第1のスリット光61を出射するか(第1の構成例)、回転機構45を第1のスリット光61を出射できる回転位置(第1のポジション)に位置決めして第1のスリット光61を出射する(第2の構成例)。こうして生産時ワークWpの教示点PC側に、X軸方向が長手方向となる第1のスリット光61が投光される(ステップ202)。
つぎに、図8(c)と同様にして、カメラ50により、第1のスリット光61に対応する光切断像70Aを含む第1の画像71が取得される。
Next, similarly to FIG. 11C, the
Next, as in FIG. 8C, the
第1の画像71を画像処理することにより、動作プログラムに記述された教示点PC(溶接開始点)に対応する画像上の特徴点のX座標位置、Z座標位置(XpC、ZpC)が計測される。この画像71上の特徴点(XpC、ZpC)の座標位置XpC、ZpCをロボット座標系の座標位置に変換することで、生産時ワークWp上の基準点PpCのX座標位置、Z座標位置が求められる。(ステップ203)。
By processing the
つぎに、図11(d)と同様にして、溶接ロボット10の手首先端軸11は固定したままで、位置計測ユニット30内の第1のスリット光源41を消灯させるとともに第2のスリット光源42を点灯させて第2のスリット光62を出射するか(第1の構成例)、回転機構45を第2のスリット光62を出射できる回転位置(第2のポジション)に位置決めして第2のスリット光62を出射する。こうして生産時ワークWpの教示点PC側に、Y軸方向が長手方向となる第2のスリット光62が投光される(ステップ204)。
Next, similarly to FIG. 11D, the wrist slit
つぎに、図8(d)と同様にして、カメラ50により、第2のスリット光62に対応する光切断像70Bを含む第2の画像72が取得される。
Next, as in FIG. 8D, the
画像72を画像処理することにより、動作プログラムに記述された教示点PC(溶接開始点)に対応する画像上の特徴点のY座標位置(YpC)が計測される。この画像72上の特徴点(YpC)の座標位置YpCをロボット座標系の座標位置に変換することで、生産時ワークWp上の基準点PpCのY座標位置が求められる。(ステップ205)。
By processing the
以上のようにして、動作プログラムに記述された教示点PC(溶接開始点)に対応する生産時ワークWp上の基準点PpCの3次元位置(XpC、YpC、ZpC)が計測される。 As described above, the three-dimensional position (XpC, YpC, ZpC) of the reference point PpC on the production workpiece Wp corresponding to the teaching point PC (welding start point) described in the operation program is measured.
つぎに、生産時のワークWpについて計測された基準点PpCの3次元位置(XpC、YpC、ZpC)と、マスターワークWmについて計測された基準点PmCの3次元位置(XmC、YmC、ZmC)との位置ずれΔX(=XpC−XmC)、ΔY(=YpC−YmC)、ΔZ(=ZpC−ZmC)が計算される(ステップ206)。
こうして計算された位置ずれΔX(=XpC−XmC)、ΔY(=YpC−YmC)、ΔZ(=ZpC−ZmC)は、動作プログラムに記述された教示点(溶接開始点)PC、つまり溶接線の溶接開始点側の各ツール先端目標位置の位置ずれとみなすことができる。
Next, the three-dimensional position (XpC, YpC, ZpC) of the reference point PpC measured for the workpiece Wp at the time of production, and the three-dimensional position (XmC, YmC, ZmC) of the reference point PmC measured for the master workpiece Wm. Displacements ΔX (= XpC−XmC), ΔY (= YpC−YmC), and ΔZ (= ZpC−ZmC) are calculated (step 206).
The positional deviations ΔX (= XpC−XmC), ΔY (= YpC−YmC) and ΔZ (= ZpC−ZmC) calculated in this way are the teaching points (welding start points) PC described in the operation program, that is, the welding line. This can be regarded as a displacement of each tool tip target position on the welding start point side.
よって、教示点PCの座標位置を、上記のごとく計算された位置ずれΔX(=XpC−XmC)、ΔY(=YpC−YmC)、ΔZ(=ZpC−ZmC)だけシフトさせて、動作プログラムに記述された教示点PCの3次元位置を補正する(ステップ207)。 Therefore, the coordinate position of the teaching point PC is shifted by the displacements ΔX (= XpC−XmC), ΔY (= YpC−YmC), ΔZ (= ZpC−ZmC) calculated as described above, and described in the operation program. The three-dimensional position of the taught point PC is corrected (step 207).
つぎに、対象とするすべての点、つまり光切断法による位置計測が必要なすべての教示点について、対応する基準点の位置計測を行ったか否かが判断される(ステップ208)。
光切断法による位置計測が必要なすべての教示点について、対応する基準点の位置計測が行われてない場合には(ステップ208の判断NO)、ステップ201に戻り、位置計測未実施の教示点について同様の処理が行われる。
Next, it is determined whether or not the positions of the corresponding reference points have been measured for all the target points, that is, all the teaching points that require position measurement by the light cutting method (step 208).
If the position measurement of the corresponding reference point has not been performed for all the teaching points that require position measurement by the optical cutting method (determination NO in step 208), the process returns to step 201, and the teaching points for which position measurement has not been performed The same processing is performed for.
すなわち、図11(b)において、溶接ロボット10は、教示点PD(溶接終了点)側にスリット光を投光でき、教示点PD(溶接終了点)側で生産時ワークWp上のスリット光の画像を取得することができる位置まで生産時ワークWpに接近する(図10のステップ201)。
That is, in FIG. 11B, the
つぎに、図11(c)と同様にして、溶接ロボット10の手首先端軸11を所定位置に固定して、位置計測ユニット30内の第1のスリット光源41を点灯させて第1のスリット光61を出射するか(第1の構成例)、回転機構45を第1のスリット光61を出射できる回転位置(第1のポジション)に位置決めして第1のスリット光61を出射する(第2の構成例)。こうして生産時ワークWpの教示点PD側に、X軸方向が長手方向となる第1のスリット光61が投光される(ステップ202)。
つぎに、図8(c)と同様にして、カメラ50により、第1のスリット光61に対応する光切断像70Aを含む第1の画像71が取得される。
Next, similarly to FIG. 11C, the
Next, as in FIG. 8C, the
第1の画像71を画像処理することにより、動作プログラムに記述された教示点PD(溶接終了点)に対応する画像上の特徴点のX座標位置、Z座標位置(XpD、ZpD)が計測される。この画像71上の特徴点(XpD、ZpD)の座標位置XpD、ZpDをロボット座標系の座標位置に変換することで、生産時ワークWp上の基準点PpDのX座標位置、Z座標位置が求められる。(ステップ203)。
By processing the
つぎに、図11(d)と同様にして、溶接ロボット10の手首先端軸11は固定したままで、位置計測ユニット30内の第1のスリット光源41を消灯させるとともに第2のスリット光源42を点灯させて第2のスリット光62を出射するか(第1の構成例)、回転機構45を第2のスリット光62を出射できる回転位置(第2のポジション)に位置決めして第2のスリット光62を出射する。こうして生産時ワークWpの教示点PD側に、Y軸方向が長手方向となる第2のスリット光62が投光される(ステップ204)。
Next, similarly to FIG. 11D, the wrist slit
つぎに、図8(d)と同様にして、カメラ50により、第2のスリット光62に対応する光切断像70Bを含む第2の画像72が取得される。
Next, as in FIG. 8D, the
第2の画像72を画像処理することにより、動作プログラムに記述された教示点PD(溶接終了点)に対応する画像上の特徴点のY座標位置(YpD)が計測される。この画像72上の特徴点(YpD)の座標位置YpDをロボット座標系の座標位置に変換することで、生産時ワークWp上の基準点PpDのY座標位置が求められる。(ステップ205)。
By performing image processing on the
以上のようにして、動作プログラムに記述された教示点PD(溶接終了点)に対応する生産時ワークWp上の基準点PpDの3次元位置(XpD、YpD、ZpD)が計測される。 As described above, the three-dimensional position (XpD, YpD, ZpD) of the reference point PpD on the production workpiece Wp corresponding to the teaching point PD (welding end point) described in the operation program is measured.
つぎに、生産時のワークWpについて計測された基準点PpDの3次元位置(XpD、YpD、ZpD)と、マスターワークWmについて計測された基準点PmDの3次元位置(XmD、YmD、ZmD)との位置ずれΔX(=XpD−XmD)、ΔY(=YpD−YmD)、ΔZ(=ZpD−ZmD)が計算される(ステップ206)。
こうして計算された位置ずれΔX(=XpD−XmD)、ΔY(=YpD−YmD)、ΔZ(=ZpD−ZmD)は、動作プログラムに記述された教示点(溶接終了点)PD、つまり溶接線の溶接終了点側の各ツール先端目標位置の位置ずれとみなすことができる。
Next, the three-dimensional position (XpD, YpD, ZpD) of the reference point PpD measured for the workpiece Wp during production, and the three-dimensional position (XmD, YmD, ZmD) of the reference point PmD measured for the master workpiece Wm. Displacements ΔX (= XpD−XmD), ΔY (= YpD−YmD), and ΔZ (= ZpD−ZmD) are calculated (step 206).
The positional deviations ΔX (= XpD−XmD), ΔY (= YpD−YmD) and ΔZ (= ZpD−ZmD) calculated in this way are the teaching points (welding end points) PD described in the operation program, that is, the welding line. This can be regarded as a displacement of each tool tip target position on the welding end point side.
よって、教示点PDの座標位置を、上記のごとく計算された位置ずれΔX(=XpD−XmD)、ΔY(=YpD−YmD)、ΔZ(=ZpD−ZmD)だけシフトさせて、動作プログラムに記述された教示点PDの3次元位置を補正する(ステップ207)。 Therefore, the coordinate position of the teaching point PD is shifted by the positional deviations ΔX (= XpD−XmD), ΔY (= YpD−YmD) and ΔZ (= ZpD−ZmD) calculated as described above, and described in the operation program. The three-dimensional position of the teaching point PD is corrected (step 207).
つぎに、対象とするすべての点、つまり光切断法による位置計測が必要なすべての教示点について、対応する基準点の位置計測を行ったか否かが判断される(ステップ208)。
光切断法による位置計測が必要なすべての教示点について、対応する基準点の位置計測が行われると、つまり溶接開始点PC、溶接終了点PDについて対応する基準点の位置計測が行われると(ステップ208の判断YES)、教示点PC、PDの座標位置のデータが補正された動作プログラムを、実行して、溶接ロボット10の各軸を駆動させる。これにより動作プログラムにしたがった溶接作業が行なわれる(ステップ209)。動作プログラムにしたがった溶接ロボット10の動作が終了すると、再生時の処理を終える。
Next, it is determined whether or not the positions of the corresponding reference points have been measured for all the target points, that is, all the teaching points that require position measurement by the light cutting method (step 208).
When the position of the corresponding reference point is measured for all the teaching points that need to be measured by the optical cutting method, that is, when the position of the corresponding reference point is measured for the welding start point PC and the welding end point PD ( (Yes in step 208), the operation program in which the coordinate position data of the teaching points PC and PD is corrected is executed to drive each axis of the
本実施例では、溶接開始点である教示点PCの座標位置が、位置ずれΔX(=XpC−XmC)、ΔY(=YpC−YmC)、ΔZ(=ZpC−ZmC)だけシフトされて、その3次元位置が補正されている。このため溶接ロボット10の溶接トーチ20の先端が溶接線の溶接開始点側を移動するとき、ワークWの溶接線に沿って高精度に移動させることできる
一方、溶接終了点である教示点PDの座標位置についても、位置ずれΔX(=XpD−XmD)、ΔY(=YpD−YmD)、ΔZ(=ZpD−ZmD)だけシフトされて、その3次元位置が補正されている。このため溶接ロボット10の溶接トーチ20の先端が溶接線の溶接終了点側を移動するとき、ワークWの溶接線に沿って高精度に移動させることできる。
In this embodiment, the coordinate position of the teaching point PC, which is the welding start point, is shifted by positional deviations ΔX (= XpC−XmC), ΔY (= YpC−YmC), ΔZ (= ZpC−ZmC). The dimension position is corrected. Therefore, when the tip of the
また、本実施例によれば、溶接ロボット10の動作プログラムの教示時、再生時に、複数の教示点PC、PDについて位置計測を行うとき、従来、位置計測のためだけに行われていた溶接ロボット10の駆動軸の作動が不要となる。このように多数点について溶接ロボット10の駆動軸の無駄な作動が不要となるため、より一層、時間ロスが減らされ、より一層作業効率を向上させることができるようになる。
Further, according to the present embodiment, when the position of a plurality of teaching points PC and PD is measured at the time of teaching or reproducing the operation program of the
(位置計測の第4例))
さて、ワークを溶接することで、溶接構造物たるワークに熱歪が生じて、それにより位置ずれが生じることがある。この場合には、溶接の途中で位置計測を行って位置ずれを補正することが望ましい。
(Fourth example of position measurement)
By welding the workpieces, thermal distortion may occur in the workpiece that is a welded structure, which may cause displacement. In this case, it is desirable to correct the misalignment by measuring the position during welding.
本実施例では、溶接ロボット10の動作プログラムの再生時(溶接作業中)に、教示点PDに対応する基準点PpDの3次元位置が計測され、教示点PDの位置ずれが溶接作業中に補正される。本実施例の処理は、図9および図12に示すフローチャートを用いて説明される。
In this embodiment, when the operation program of the
・教示時
図9と同様に処理が実行される。すなわち、動作プログラムの教示時には、上述した位置計測の第3例と同様にして、溶接開始点PC、溶接終了点PDについて対応する基準点PmC、PmDの位置計測が行われるとともに、教示点PC、PDが記述された動作プログラムの内容が、溶接ロボット10に教示される。
• During teaching, processing is executed in the same manner as in FIG. That is, at the time of teaching the operation program, as in the third example of the position measurement described above, the position measurement of the reference points PmC and PmD corresponding to the welding start point PC and the welding end point PD is performed, and the teaching point PC, The contents of the operation program in which PD is described are taught to welding
・ 再生時
動作プログラムの再生時には、図12に示すように、ステップ201からステップ207までは図10で説明したのと同様の処理が行われ、溶接開始点である教示点PCの座標位置が、位置ずれΔX(=XpC−XmC)、ΔY(=YpC−YmC)、ΔZ(=ZpC−ZmC)だけシフトされて、動作プログラムに記述された教示点PCの3次元位置が補正される(ステップ207)。
At the time of reproduction of the operation program at the time of reproduction, as shown in FIG. 12, the same processing as described in FIG. 10 is performed from
つぎに、動作プログラムが実行されて、溶接ロボット10によって溶接開始点PCから溶接線に沿って溶接が行なわれる(ステップ208´)。 Next, an operation program is executed, and welding is performed along the weld line from the welding start point PC by the welding robot 10 (step 208 ').
ただし、本実施例の場合には、図10に示す処理と異なり、動作プログラムを実行する毎に、ステップ201からステップ207までの処理が同様に繰り返され、溶接作業の途中で、教示点の位置ずれが補正される(ステップ208´、209´)。
However, in the case of the present embodiment, unlike the processing shown in FIG. 10, each time the operation program is executed, the processing from
すなわち、溶接作業の途中で、つぎの教示点、つまり溶接終了点PDについての位置ずれΔX(=XpD−XmD)、ΔY(=YpD−YmD)、ΔZ(=ZpD−ZmD)が求められ(ステップ206)、この位置ずれ分だけ溶接終了点PDの座標位置がシフトされて、教示点PDの3次元位置が補正される(ステップ207)。 That is, during the welding operation, positional deviations ΔX (= XpD−XmD), ΔY (= YpD−YmD), ΔZ (= ZpD−ZmD) are determined for the next teaching point, that is, the welding end point PD (step) 206) The coordinate position of the welding end point PD is shifted by this positional deviation, and the three-dimensional position of the teaching point PD is corrected (step 207).
このように本実施例によれば、溶接作業の途中で、熱歪により生じた位置ずれが適時に補正されるため、熱歪の影響を受けて生産時のワークで位置ずれが発生したとしても、正確に溶接線に沿ってツール先端を移動させることができる。 As described above, according to this embodiment, misalignment caused by thermal strain is corrected in a timely manner during the welding operation. Therefore, even if misalignment occurs in the workpiece during production due to the influence of thermal strain. The tool tip can be moved precisely along the weld line.
また、従来技術を適用して、溶接中に位置計測を行うためだけのためにロボット駆動軸(手首先端軸)を作動させてしまうと、本来の動作プログラムの動作に影響を及ぼす。また、位置計測のためだけに作業ロボットを動作させてから、本来の教示点まで作業用トール先端を移動させる動作が必要となるため、時間的なロスが大きい。本実施例によれば、溶接中に位置計測を行う際に作業ロボットの手首先端軸を作動させる必要がないため、作業プログラムの動作に与える影響が少なく、時間的なロスを少なくすることができる。 Further, if the robot driving shaft (wrist tip shaft) is operated only for measuring the position during welding by applying the conventional technique, the operation of the original operation program is affected. Further, since the operation robot is moved only for position measurement and then the operation tor tip is moved to the original teaching point, a time loss is large. According to the present embodiment, since it is not necessary to operate the wrist tip axis of the work robot when performing position measurement during welding, there is little influence on the operation of the work program, and time loss can be reduced. .
10 溶接ロボット、11 手首先端軸、20 溶接トーチ、30 位置計測ユニット、40、41、42 スリット光源、50 カメラ、80 画像処理装置、90 ロボットコントローラ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
位置計測ユニット内に、作業対象のワーク上で交差する第1のスリット光、第2のスリット光をワークに向けてそれぞれ投光する第1のスリット光源、第2のスリット光源と、第1のスリット光に対応する光切断像を含む第1の画像を撮像するとともに、第2のスリット光に対応する光切断像を含む第2の画像を撮像する撮像手段と
が設けられ、
前記作業ロボットの手首先端軸を固定したままで、第1のスリット光源による第1のスリット光のワークへの投光、第2のスリット光源による第2のスリット光のワークへの投光を順次行って、
前記作業ロボットの手首先端軸を固定したままで、撮像手段により、第1の画像、第2の画像を順次取得し、
取得された第1画像および第2の画像に基づいて、当該第1画像上の座標位置および第2の画像上の座標位置を、ロボット座標系における座標位置に変換することにより、前記作業ロボットの動作プログラムに記述されたワークの3次元位置を計測すること
を特徴とする作業ロボットの位置計測装置。 A work tool is provided on the wrist tip axis of the work robot, and a position measurement unit that performs position measurement by an optical cutting method is provided.
In the position measurement unit, a first slit light source, a second slit light source, and a first slit light source that project the first slit light and the second slit light that cross each other on the work target. An imaging means for capturing a first image including a light-cut image corresponding to the slit light and a second image including a light-cut image corresponding to the second slit light; and
With the wrist tip axis of the work robot fixed, the first slit light source projects the first slit light onto the workpiece, and the second slit light source projects the second slit light onto the workpiece sequentially. go,
With the wrist tip axis of the work robot fixed, the imaging means sequentially acquires the first image and the second image,
Based on the acquired first image and second image, the coordinate position on the first image and the coordinate position on the second image are converted into coordinate positions in the robot coordinate system, thereby An apparatus for measuring a position of a work robot, characterized by measuring a three-dimensional position of a work described in an operation program .
位置計測ユニット内に、作業対象のワークに向けてスリット光を投光するスリット光源と、ワーク上で交差する第1のスリット光、第2のスリット光が得られるようにスリット光源を回転させる回転機構と、第1のスリット光に対応する光切断像を含む第1の画像を撮像するとともに、第2のスリット光に対応する光切断像を含む第2の画像を撮像する撮像手段と
が設けられ、
前記作業ロボットの手首先端軸を固定したままで、回転機構を作動させることで、スリット光源による第1のスリット光のワークへの投光、スリット光源による第2のスリット光のワークへの投光を順次行って、
前記作業ロボットの手首先端軸を固定したままで、撮像手段により、第1の画像、第2の画像を順次取得し、
取得された第1画像および第2の画像に基づいて、当該第1画像上の座標位置および第2の画像上の座標位置を、ロボット座標系における座標位置に変換することにより、前記作業ロボットの動作プログラムに記述されたワークの3次元位置を計測すること
を特徴とする作業ロボットの位置計測装置。 A work tool is provided on the wrist tip axis of the work robot, and a position measurement unit that performs position measurement by an optical cutting method is provided.
Rotation that rotates the slit light source so as to obtain a slit light source that projects slit light toward the work to be worked and a first slit light and a second slit light that intersect on the work in the position measurement unit A mechanism and an image pickup unit that picks up a first image including a light cut image corresponding to the first slit light and picks up a second image including a light cut image corresponding to the second slit light; And
By operating the rotation mechanism while fixing the wrist tip axis of the work robot, the first slit light is projected onto the workpiece by the slit light source, and the second slit light is projected onto the workpiece by the slit light source. In order,
With the wrist tip axis of the work robot fixed, the imaging means sequentially acquires the first image and the second image,
Based on the acquired first image and second image, the coordinate position on the first image and the coordinate position on the second image are converted into coordinate positions in the robot coordinate system, thereby An apparatus for measuring a position of a work robot, characterized by measuring a three-dimensional position of a work described in an operation program .
作業ロボットの動作プログラムを再生する再生時には、ワーク上の基準点の3次元位置を計測して、
当該ワークについて計測された基準点の3次元位置と、マスターワークについて計測された基準点の3次元位置との位置ずれを計算し、
計算された位置ずれに基づいて、動作プログラムに記述された教示点の位置を補正すること
を特徴とする請求項1または2記載の作業ロボットの位置計測装置。 When teaching the operation program of the work robot, measure the three-dimensional position of the reference point on the master workpiece,
When replaying the operation program of the work robot, measure the 3D position of the reference point on the workpiece,
Calculating a positional deviation between the three-dimensional position of the reference point measured for the workpiece and the three-dimensional position of the reference point measured for the master workpiece;
3. The work robot position measuring apparatus according to claim 1, wherein the position of the teaching point described in the operation program is corrected based on the calculated positional deviation.
作業ロボットの動作プログラムを再生する再生時には、動作プログラムに記述された複数の教示点に対応するワーク上の複数の基準点の3次元位置を計測して、
当該ワークについて計測された複数の基準点の3次元位置と、マスターワークについて計測された複数の基準点の3次元位置との位置ずれを計算し、
計算された位置ずれに基づいて、動作プログラムに記述された複数の教示点の位置を補正すること
を特徴とする請求項1または2記載の作業ロボットの位置計測装置。 At the time of teaching to teach the operation program of the work robot, the three-dimensional positions of a plurality of reference points on the master work corresponding to the plurality of teaching points described in the operation program are measured,
When reproducing the operation program of the work robot, the three-dimensional positions of a plurality of reference points on the workpiece corresponding to the plurality of teaching points described in the operation program are measured,
Calculating a positional deviation between the three-dimensional positions of the plurality of reference points measured for the workpiece and the three-dimensional positions of the plurality of reference points measured for the master workpiece;
3. The work robot position measuring apparatus according to claim 1, wherein the positions of a plurality of teaching points described in the operation program are corrected based on the calculated positional deviation.
を特徴とする請求項4記載の作業ロボットの位置計測装置。 5. The position measuring apparatus for a work robot according to claim 4, wherein the three-dimensional position of the reference point corresponding to the teaching point is measured when the operation program for the work robot is reproduced.
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