JP6628170B1 - 計測システム及び計測方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、図1乃至図3を参照しながら、本発明の適用例について説明する。
図1は本発明の実施形態に関わる計測システム10の概略構成を示す説明図である。計測システム10は、3つの変位センサ20及び2つの画像センサ30を備えている。XYZ直交座標系により定義される空間内には、ワークの基準位置及び基準姿勢を規定する基準平面80が予め定義されている。ワークの基準位置及び基準姿勢とは、作業台に置かれるワークの位置及び姿勢の基準を定めるものである。図2及び図3に示すように、計測システム10は、作業台に置かれたワーク70の実際の位置及び姿勢がそれぞれ基準位置及び基準姿勢からどの程度ずれているのかを3つの変位センサ20及び2つの画像センサ30を用いて測定する。なお、基準平面80に平行な平面がXY平面となり、且つ基準平面80に垂直な軸がZ軸となるようにXYZ直交座標系を定義する。
図4は本発明の実施形態に関わる測定システム10の構成を示す説明図である。測定システム10は、3つの変位センサ20と、2つの画像センサ30と、各画像センサ30に接続するコントローラ31と、コントローラ31及び各変位センサ20に接続するプログラマブルコントローラ40とを備える。プログラマブルコントローラ40は、各変位センサ20から出力される測定信号を入力し、各測距点のZ座標の値を演算する。コントローラ31は、各画像センサ30から出力される測定信号を入力し、撮像点のXY座標をプログラマブルコントローラ40に出力する。
図6は本発明の実施形態に関わる計測方法の処理の流れを示すフローチャートである。
ステップ601において、プログラマブルコントローラ40は、ワーク70上の3つの測距点のZ座標の3つの変位センサ20による測定結果を入力する。
ステップ602において、プログラマブルコントローラ40は、ワーク70上の2つの撮像点のXY座標の2つの画像センサ30による測定結果を入力する。
ステップ603において、プログラマブルコントローラ40は、3つの測距点のZ座標及び2つの撮像点のXY座標の測定結果に基づいて、基準平面80に対するワーク70の変位を各座標軸方向の平行移動成分及び各座標軸周りの回転成分からなる6自由度の成分で計算する。
ステップ604において、プログラマブルコントローラ40は、基準平面80に対するワーク70の変位から、マスターワークの校正点に対する作業ワークの校正点の変位を計算する。
(付記1)
XYZ直交座標系により定義される空間内におけるワーク70の3点のZ座標を測定する3つの変位センサ20と、
ワーク70の2点のXY座標を測定する1つ又は2つの画像センサ30と、
プログラマブルコントローラ40であって、
3点のZ座標及び2点のXY座標の測定結果に基づいて、ワーク70の基準位置及び基準姿勢を規定する基準平面80に対するワーク70の変位を各座標軸方向の平行移動成分及び各座標軸周りの回転成分からなる6自由度の成分で計算する第1の計算手段603と、
基準平面80に対するワーク70の変位に基づいて、基準平面80の位置及び姿勢をワーク70の位置及び姿勢に整合させたときの基準平面80との相対的な位置関係が予め定められている平面を画定する3つの校正点の変位を計算する第2の計算手段604と、
を備えるプログラマブルコントローラ40と、
を備え、基準平面80に平行な平面がXY平面となり、且つ基準平面80に垂直な軸がZ軸となるようにXYZ直交座標系が定義されている、計測システム10。
(付記2)
付記1に記載の計測システム1であって、
ワーク70の2点は、ワーク70の外観的特徴点である、計測システム10。
(付記3)
付記1又は2に記載の計測システム10であって、
第2の計算手段604は、行列演算を用いて3つの校正点のそれぞれの変位を計算する、計測システム10。
(付記4)
プログラマブルコントローラ40が、
XYZ直交座標系により定義される空間内におけるワーク70の3点のZ座標の3つの変位センサ20による測定結果を入力するステップ601と、
ワーク70の2点のXY座標の1つ又は2つの画像センサ30による測定結果を入力するステップ602と、
3点のZ座標及び2点のXY座標の測定結果に基づいて、ワーク70の基準位置及び基準姿勢を規定する基準平面80に対するワーク70の変位を各座標軸方向の平行移動成分及び各座標軸周りの回転成分からなる6自由度の成分で計算するステップ603と、
基準平面80に対するワーク70の変位に基づいて、基準平面80の位置及び姿勢をワーク70の位置及び姿勢に整合させたときの基準平面80との相対的な位置関係が予め定められている平面を画定する3つの校正点の変位を計算するステップ604と、
を実行する計測方法であって、
基準平面80に平行な平面がXY平面となり、且つ基準平面80に垂直な軸がZ軸となるようにXYZ直交座標系が定義されている、計測方法。
Claims (4)
- XYZ直交座標系により定義される空間内におけるワークの3点のZ座標を測定する3つの変位センサと、
前記ワークの2点のXY座標を測定する1つ又は2つの画像センサと、
プログラマブルコントローラであって、
前記3点のZ座標及び前記2点のXY座標の測定結果に基づいて、前記ワークの基準位置及び基準姿勢を規定する基準平面に対する前記ワークの変位を各座標軸方向の平行移動成分及び各座標軸周りの回転成分からなる6自由度の成分で計算する第1の計算手段と、
前記基準平面に対する前記ワークの変位に基づいて、前記基準平面の位置及び姿勢を前記ワークの位置及び姿勢に整合させたときの前記基準平面との相対的な位置関係が予め定められている平面を画定する3つの校正点の変位を計算する第2の計算手段と、
前記3つの校正点の変位の計算結果を、前記ワークに対するロボットの位置及び姿勢を補正する補正値としてロボットコントローラに出力する手段と、
を備えるプログラマブルコントローラと、
を備え、前記基準平面に平行な平面がXY平面となり、且つ前記基準平面に垂直な軸がZ軸となるように前記XYZ直交座標系が定義されている、計測システム。 - 請求項1に記載の計測システムであって、
前記ワークの2点は、前記ワークの外観的特徴点である、計測システム。 - 請求項1又は2に記載の計測システムであって、
前記第2の計算手段は、行列演算を用いて前記3つの校正点のそれぞれの変位を計算する、計測システム。 - プログラマブルコントローラが、
XYZ直交座標系により定義される空間内におけるワークの3点のZ座標の3つの変位センサによる測定結果を入力するステップと、
前記ワークの2点のXY座標の1つ又は2つの画像センサによる測定結果を入力するステップと、
前記3点のZ座標及び前記2点のXY座標の測定結果に基づいて、前記ワークの基準位置及び基準姿勢を規定する基準平面に対する前記ワークの変位を各座標軸方向の平行移動成分及び各座標軸周りの回転成分からなる6自由度の成分で計算するステップと、
前記基準平面に対する前記ワークの変位に基づいて、前記基準平面の位置及び姿勢を前記ワークの位置及び姿勢に整合させたときの前記基準平面との相対的な位置関係が予め定められている平面を画定する3つの校正点の変位を計算するステップと、
前記3つの校正点の変位の計算結果を、前記ワークに対するロボットの位置及び姿勢を補正する補正値としてロボットコントローラに出力するステップと、
を実行する計測方法であって、
前記基準平面に平行な平面がXY平面となり、且つ前記基準平面に垂直な軸がZ軸となるように前記XYZ直交座標系が定義されている、計測方法。
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