JPH0628018A - Method for compensating working position - Google Patents
Method for compensating working positionInfo
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- JPH0628018A JPH0628018A JP4178499A JP17849992A JPH0628018A JP H0628018 A JPH0628018 A JP H0628018A JP 4178499 A JP4178499 A JP 4178499A JP 17849992 A JP17849992 A JP 17849992A JP H0628018 A JPH0628018 A JP H0628018A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は作業位置補正方法に係
り、特に被把持物を把持した後の位置変動の検出結果に
対応して作業位置を補正する作業位置補正方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a work position correcting method, and more particularly to a work position correcting method for correcting a work position in accordance with a detection result of a position change after gripping an object to be gripped.
【０００２】近年、工業製品の生産効率を高めるととも
に品質を均一化するため、特に部品の組立などを行う生
産ラインにおいて、作業工程の自動化が広く行われてい
る。作業工程の自動化の一例としては、例えば所定位置
に用意された第１の部品を取り上げて別の所定位置に用
意された第２の部品と組み合わせる、といった移動作業
工程を把持機構を有するロボットシステムに行わせるこ
とが典型的である。[0002] In recent years, in order to improve the production efficiency of industrial products and make the quality uniform, automation of work processes has been widely performed especially in a production line for assembling parts. As an example of automation of the work process, for example, a moving work process such as picking up a first part prepared at a predetermined position and combining it with a second part prepared at another predetermined position is applied to a robot system having a gripping mechanism. It is typically done.
【０００３】上記のようなロボットシステムを用いた組
立作業の場合には、ロボットアームの先端に２指ハンド
などの小型で簡単な把持機構を装着し、これによって対
象部品を把持して作業を行うことが多い。このような場
合には、把持機構が自由度を有しない方向への対象部品
の位置変動など、作業中の把持状態の変動によっては部
品を正確に目標位置に移動できないおそれがある。In the case of assembling work using the robot system as described above, a small and simple gripping mechanism such as a two-fingered hand is attached to the tip of the robot arm, and the target part is gripped by this work. Often. In such a case, there is a possibility that the component cannot be accurately moved to the target position due to a change in the gripping state during work, such as a position change of the target component in a direction in which the gripping mechanism does not have freedom.
【０００４】したがって、被把持物を把持しながらの作
業による把持状態の変動に応じて作業位置を補正するこ
とのできる作業位置補正方法の提供が望まれていた。Therefore, it has been desired to provide a work position correction method capable of correcting the work position in accordance with a change in the gripping state due to the work while gripping an object to be gripped.
【０００５】[0005]
【従来の技術】図８は従来の問題点を示すための図であ
り、ある部品をロボットハンドで把持して移動させ、他
の部品の開口部に挿入させる様子を示している。2. Description of the Related Art FIG. 8 is a diagram showing a conventional problem, and shows a state in which a certain component is grasped and moved by a robot hand and inserted into an opening of another component.
【０００６】通常の場合には、図８（Ａ）において、２
指ハンドにてなる把持部 1は部品 2を破線にて示された
状態で把持する。そして、把持部 1はアーム 3にて上方
に持ち上げられて図８（Ｂ）→図８（Ｃ）のように位置
と向きを変えられる。そして、部品 2はアーム 3にて下
方に降ろされて、図８（Ｄ）において破線で示される状
態で他の部品 4に設けられた開口部 4ａに挿入される。In the normal case, in FIG.
The gripping part 1 consisting of a finger hand grips the component 2 in the state shown by the broken line. Then, the grip portion 1 is lifted upward by the arm 3 to change its position and orientation as shown in FIG. 8 (B) → FIG. 8 (C). Then, the component 2 is lowered by the arm 3 and inserted into the opening 4a provided in the other component 4 in the state shown by the broken line in FIG.
【０００７】しかしながら、例えば把持部 1の把持力が
部品 2の重量に比べて弱い場合などには、図８（Ａ）に
おいて、把持部 1に把持された部品 2が下方へ変位し
て、実線で示したように把持状態が変動してしまうこと
がある。However, for example, when the gripping force of the gripping portion 1 is weaker than the weight of the component 2, the component 2 gripped by the gripping portion 1 is displaced downward in FIG. As shown in, the gripping state may change.
【０００８】この場合にも、把持部 1は図８（Ｂ）→図
８（Ｃ）のように位置と向きを変えられて、図８（Ｄ）
において開口部 4ａに挿入されようとするが、前記の変
位のために部品 2は図８（Ｄ）において実線で示される
状態で開口部 4ａの縁部に衝突し、正常に挿入されな
い。Also in this case, the grip portion 1 can be changed in position and direction as shown in FIG. 8 (B) → FIG. 8 (C), and as shown in FIG. 8 (D).
However, due to the above-mentioned displacement, the component 2 collides with the edge of the opening 4a in the state shown by the solid line in FIG. 8 (D) and is not properly inserted.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来のロ
ボットハンドにおいては、把持部に把持された部品が把
持部の自由度のない方向へ変位して把持状態が変動した
ような場合に、その把持状態の変動が後続作業に影響を
与え、作業の続行が妨げられたり、作業対象の生産物の
品質が低下するなどの問題点があった。As described above, in the conventional robot hand, when the parts gripped by the gripper are displaced in a direction in which the gripper has no degree of freedom and the gripping state varies, The fluctuation of the gripping state affects the subsequent work, which hinders the continuation of the work, and deteriorates the quality of the product to be worked.
【００１０】また、上記による品質の低下を回避するた
めには、上述のような把持状態の変動の発生を生産ライ
ンの外部から常に監視し、変動が発生した場合には生産
ラインを一時停止させて調整を行うなどの必要があり、
これに伴う非能率によって生産コストが上昇するという
問題点があった。Further, in order to avoid the deterioration of quality due to the above, occurrence of the above-mentioned fluctuation of the gripping state is constantly monitored from the outside of the production line, and when the fluctuation occurs, the production line is temporarily stopped. Need to make adjustments,
There was a problem that the production cost increased due to the inefficiency.
【００１１】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、把持部に設けられた検出装置にて検出される把
持状態の変動にもとづいてロボットアームの作業位置を
補正する作業位置補正方法を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above points, and a work position correction for correcting the work position of the robot arm based on a change in the gripping state detected by a detection device provided in the grip portion. The purpose is to provide a method.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、被把持物の変位による把持部に対する
位置変動量から変換補正行列を算出し、把持直後におけ
る前記把持部と前記被把持物との位置関係を表す同時変
換行列および前記変換補正行列から、前記変位後におけ
る前記把持部と前記被把持物との位置関係を表す同時変
換行列を算出し、前記把持部の移動目標位置の設定を、
前記位置変動量に対応する前記同時変換行列の値によっ
て補正する。In order to solve the above problems, according to the present invention, a conversion correction matrix is calculated from a position variation amount with respect to a gripping part due to a displacement of an object to be gripped, and the gripping part and the covering part immediately after gripping are calculated. From the simultaneous conversion matrix representing the positional relationship with the object to be grasped and the conversion correction matrix, a simultaneous conversion matrix representing the positional relationship between the grasped part and the object to be grasped after the displacement is calculated, and the movement target position of the grasping part is calculated. Setting
Correction is performed by the value of the simultaneous conversion matrix corresponding to the position variation amount.
【００１３】[0013]
【作用】上記構成によれば、把持部の移動目標位置の設
定は、被把持物の変位による把持部に対する位置変動量
に対応する同時変換行列によって補正される。したがっ
て、把持部に対する被把持物の位置変動に応じてロボッ
トアームの移動先座標が変化し、被把持物は常に正確に
所期の目標位置に移動する。According to the above construction, the setting of the movement target position of the gripping portion is corrected by the simultaneous conversion matrix corresponding to the position variation amount with respect to the gripping portion due to the displacement of the object to be gripped. Therefore, the coordinates of the movement destination of the robot arm change according to the position change of the object to be grasped with respect to the grasping portion, and the object to be grasped always moves to the desired target position accurately.
【００１４】[0014]
【実施例】図１はロボットアームおよびその周辺物に関
する座標系を示す。同図中、 1は２指ハンドにてなる把
持部を、 2は把持対象の部品を、 3は把持部 1に関して
３次元空間上の任意の位置，姿勢をとらせることが可能
なロボットアームを、 4は部品 2に対する移動目標物で
ある部品を、 5は部品 4が載置されている作業台を、 6
はロボットアーム 3を固定する台座を、それぞれ示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 shows a coordinate system for a robot arm and its surroundings. In the figure, 1 is a gripping part composed of a two-fingered hand, 2 is a part to be gripped, and 3 is a robot arm capable of taking an arbitrary position and posture in a three-dimensional space with respect to the gripping part 1. , 4 is the part that is the moving target for part 2, 5 is the workbench on which part 4 is placed, 6
Indicate the pedestals for fixing the robot arm 3, respectively.
【００１５】また、ΣS は作業台 5の端に設定された観
測基準座標系を、ΣZ はロボットアーム 3の台座 6の座
標系を、ΣT はロボットアーム 3の手首座標系を、ΣE
は把持部 1の座標系を、ΣM は移動目標の部品 4におけ
る特徴点の位置と向きを示す目標座標系を、ΣP は把持
対象の部品 2に固定された対象物座標系を、それぞれ示
す。Σ S is the observation reference coordinate system set at the end of the workbench 5, Σ Z is the coordinate system of the pedestal 6 of the robot arm 3, and Σ T is the wrist coordinate system of the robot arm 3. E
Is the coordinate system of the gripping part 1, Σ M is the target coordinate system indicating the position and orientation of the feature point in the moving target part 4, and Σ P is the target object coordinate system fixed to the part 2 to be gripped. Show.
【００１６】図１において、観測基準座標系ΣS と台座
6の座標系ΣZ はともに地面に固定されているため、そ
の相対位置が変更される余地はない。また、把持部 1は
ロボットアーム 3の手首に接合されているため、手首座
標系ΣT と把持部 1の座標系ΣE の相対位置も変更され
る余地はない。また、ロボットアーム 3の手首座標系Σ
T は、ロボットアーム 3の各関節部θ1 〜θ6 の関数と
して表せる。In FIG. 1, the observation reference coordinate system Σ S and the pedestal
Since the six coordinate systems Σ Z are both fixed to the ground, their relative positions cannot be changed. Further, since the grip 1 is joined to the wrist of the robot arm 3, there is no room for changing the relative position between the wrist coordinate system Σ T and the coordinate system Σ E of the grip 1. In addition, the wrist coordinate system Σ of the robot arm 3
T can be expressed as a function of each joint θ1 to θ6 of the robot arm 3.
【００１７】図２は図１の各座標系間の同時変換行列を
座標変換グラフによって示す。同図中、図１と同一符号
部分についてはその説明を省略する。また、Ｚは観測基
準座標系ΣS から台座 6の座標系ΣZ への、Ｔは台座 6
の座標系ΣZ から手首座標系ΣT への、Ｅは手首座標系
ΣT から把持部 1の座標系ΣE への、Ｍは観測基準座標
系ΣS から目標座標系ΣM への、MPは目標座標系ΣM か
ら対象物座標系ΣP への、PEは対象物座標系ΣP から把
持部 1の座標系ΣE への、それぞれ同時変換行列を示
す。FIG. 2 is a coordinate conversion graph showing a simultaneous conversion matrix between the coordinate systems shown in FIG. In the figure, the description of the same reference numerals as those in FIG. 1 is omitted. Z is from the observation reference coordinate system Σ S to the coordinate system Σ Z of the pedestal 6, and T is the pedestal 6
From the coordinate system Σ Z to the wrist coordinate system Σ T , E from the wrist coordinate system Σ T to the coordinate system Σ E of the gripper 1, M from the observation reference coordinate system Σ S to the target coordinate system Σ M , MP indicates a simultaneous conversion matrix from the target coordinate system Σ M to the object coordinate system Σ P , and PE indicates a simultaneous conversion matrix from the object coordinate system Σ P to the coordinate system Σ E of the gripper 1.
【００１８】すなわち、行列Ｚは観測基準座標系ΣS に
対する台座 6の相対位置を、行列Ｔは台座 6に対する手
首座標系ΣT の相対位置を、行列Ｅは手首座標系ΣT に
対する把持部 1の相対位置を、行列Ｍは観測基準座標系
ΣS に対する目標座標系ΣMの相対位置を、行列MPは目
標座標系ΣM に対する対象物座標系ΣP の相対位置を、
行列PEは対象物座標系ΣP に対する把持部 1の相対位置
を、それぞれ示している。That is, the matrix Z is the relative position of the pedestal 6 with respect to the observation reference coordinate system Σ S , the matrix T is the relative position of the wrist coordinate system Σ T with respect to the pedestal 6, and the matrix E is the gripping portion 1 with respect to the wrist coordinate system Σ T. , The matrix M is the relative position of the target coordinate system Σ M to the observation reference coordinate system Σ S , and the matrix MP is the relative position of the object coordinate system Σ P to the target coordinate system Σ M.
The matrix PE shows the relative position of the gripper 1 with respect to the object coordinate system Σ P.
【００１９】したがって、例えば把持部 1によって把持
された部品 2を作業台 5上の所定位置に載置された部品
4に取り付ける場合には、各同時変換行列の値を以下の
ように定める。Therefore, for example, the component 2 gripped by the gripper 1 is placed on the workbench 5 at a predetermined position.
When attached to 4, the value of each simultaneous conversion matrix is determined as follows.
【００２０】まず、行列Ｚおよび行列Ｅは相対位置が常
に一定なので、定常値を設定する。そして、行列Ｍには
部品 4の載置位置および向きを表す値を、行列PEには部
品 2の把持状態を表す値を、行列MPには部品 2をどのよ
うに部品 4に取り付けるのかを表す値を、それぞれ設定
する。First, since the relative positions of the matrix Z and the matrix E are always constant, steady values are set. Then, the matrix M shows values indicating the mounting position and orientation of the component 4, the matrix PE shows values indicating the gripping state of the component 2, and the matrix MP shows how the component 2 is attached to the component 4. Set each value.
【００２１】これによって、移動先の目標座標との関連
において、ロボットアーム 3の手首を位置づけるべき位
置および向きを表す行列Ｔの値は、次式にて求められ
る。As a result, the value of the matrix T representing the position and the direction in which the wrist of the robot arm 3 should be positioned in relation to the target coordinate of the movement destination is calculated by the following equation.
【００２２】 Ｔ＝Ｚ-1・Ｍ・MP・PE・Ｅ-1 ( 1) ただし、Ａ-1は行列Ａの逆行列を表すものとする。T = Z −1 · M · MP · PE · E −1 (1) where A −1 represents the inverse matrix of the matrix A.
【００２３】すなわち、一般的には( 1)式にて示される
行列Ｔの値にしたがってロボットアーム 3の手首を位置
づければ、把持部 1によって把持された部品 2は目標と
された位置に正確に移動する。That is, in general, if the wrist of the robot arm 3 is positioned according to the value of the matrix T expressed by the equation (1), the part 2 gripped by the gripping part 1 is accurately positioned at the target position. Move to.
【００２４】図３は本発明になる作業位置補正方法の原
理を座標変換グラフによって示し、図３（Ａ）は図１に
おいてある特定の位置で部品 2を把持しているときの各
同時変換行列の値を、図３（Ｂ）は図１において部品 2
を把持してロボットアーム 3を目標位置（例えば、作業
台 5上の所定位置に載置された部品 4における取付位
置）へ動かすときの各同時変換行列を、それぞれ示す。FIG. 3 shows the principle of the work position correction method according to the present invention by means of a coordinate conversion graph. FIG. 3 (A) shows each simultaneous conversion matrix when the component 2 is held at a specific position in FIG. Value of FIG. 3B is the component 2 in FIG.
Each simultaneous conversion matrix when the robot arm 3 is moved to a target position (for example, the mounting position of the component 4 placed at a predetermined position on the work table 5) by gripping is shown.
【００２５】図１および図３において、前述のように観
測基準座標系ΣS と台座 6の座標系ΣZ はともに地面に
固定されている。また、同様に対象物座標系ΣP は手首
座標系ΣT に対して固定されている。したがって、行列
Ｚおよび行列Ｅの値を定常値とすることができるので、
この値をそれぞれZ0およびE0とする。1 and 3, both the observation reference coordinate system Σ S and the pedestal 6 coordinate system Σ Z are fixed to the ground, as described above. Similarly, the object coordinate system Σ P is fixed with respect to the wrist coordinate system Σ T. Therefore, since the values of the matrix Z and the matrix E can be set to stationary values,
Let these values be Z0 and E0, respectively.
【００２６】図３（Ａ）において、ある特定の位置で部
品 2を所期の把持状態で把持しているときの対象物座標
系ΣP をΣP1a とし、このときの行列Ｔ，Ｍ，MP，PEの
値を、それぞれＴ1,Ｍ1,MP1a，PEａとする。また、図３
（Ｂ）において、部品 2を所期の把持状態で把持してロ
ボットアーム 3を目標位置へ動かすときの対象物座標系
ΣP をΣP2a とし、このときの行列Ｔ，Ｍ，MP，PEの値
を、それぞれＴ2a，Ｍ2,MP2a，PEａとする。In FIG. 3A, the object coordinate system Σ P when the component 2 is held in a desired holding state at a specific position is Σ P1a, and the matrices T, M and MP at this time are set. , PE values are T1, M1, MP1a, and PEa, respectively. Also, FIG.
In (B), the object coordinate system Σ P when moving the robot arm 3 to the target position while holding the component 2 in the desired gripping state is Σ P2a, and the matrices T, M, MP, PE of this time are The values are T2a, M2, MP2a and PEa, respectively.
【００２７】以上のように定義すると、図３（Ｂ）にお
いて、目標位置に対応してロボットアーム 3の手首を位
置づけるべき位置および向きを表す行列Ｔ（＝Ｔ2a）の
値は、( 1)式より次のように表せる。With the above definition, the value of the matrix T (= T2a) representing the position and the direction in which the wrist of the robot arm 3 should be positioned corresponding to the target position in FIG. More can be expressed as:
【００２８】 Ｔ2a＝Z0-1・Ｍ2 ・MP2a・PEａ・E0-1 ( 2) これにより、部品 2は目標位置である対象物座標系Σ
P2a に位置づけられる。T2a = Z0 −1 · M2 · MP2a · PEa · E0 -1 (2) As a result, the component 2 is the target coordinate system Σ which is the target position.
Positioned in P2a .
【００２９】ここで、ある特定の位置において部品 2の
把持状態が所期の把持状態から変化して、対象物座標系
ΣP がΣP1a からΣP1b になったとすると、座標変換グ
ラフは図中の破線で示すように変化する。これによっ
て、ある特定の位置における行列MPおよび行列PEの値
は、MP1bおよびPEｂに変化する。Here, if the gripping state of the component 2 changes from the desired gripping state at a specific position and the object coordinate system Σ P changes from Σ P1a to Σ P1b , the coordinate conversion graph is shown in the figure. Changes as indicated by the broken line. As a result, the values of the matrix MP and the matrix PE at a specific position change to MP1b and PEb.
【００３０】したがって、( 2)式も次のように変化す
る。 Ｔ2a＝Z0-1・Ｍ2 ・MP2b・PEｂ・E0-1 ( 3) このため、Ｔ2aによってロボットアーム 3を動かすと、
部品 2は目標位置である対象物座標系ΣP2a とは異なる
対象物座標系ΣP2b に位置づけられてしまう。Therefore, the equation (2) also changes as follows. T2a = Z0 -1 · M2 · MP2b · PEb · E0 -1 (3) Therefore, when the robot arm 3 is moved by T2a,
The component 2 is positioned in an object coordinate system Σ P2b different from the object coordinate system Σ P2a which is the target position.
【００３１】そこで本発明では、部品 2の把持状態の変
化を相殺するように行列Ｔの値を決める。すなわち、こ
のような行列Ｔの値をＴ2bとすると、 Ｔ2b＝Z0-1・Ｍ2 ・MP2a・PEｂ・E0-1 ( 4) と、表すことができる。Therefore, in the present invention, the value of the matrix T is determined so as to cancel the change in the grip state of the component 2. That is, if the value of such a matrix T and T2b, T2b = Z0 -1 · M2 · MP2a · PEb · E0 -1 and (4) can be expressed.
【００３２】ここで図３（Ａ）において、把持部 1に対
する対象物座標系ΣP1a およびΣP1 b の相対位置を表す
同時変換行列PEａおよびPEｂと、把持部 1の座標系を基
準とするPEａからPEｂへの変換補正行列Δについて、次
式が成り立つ。In FIG. 3A, the simultaneous transformation matrices PEa and PEb representing the relative positions of the object coordinate systems Σ P1a and Σ P1 b with respect to the gripper 1 and PEa based on the coordinate system of the gripper 1 are used. The following formula is established for the conversion correction matrix Δ from P to PEb.
【００３３】 PEｂ-1＝Δ・PEａ-1 ( 5) ⇔ PEｂ ＝PEａ・Δ-1 ( 6) したがって、部品 2の把持状態の変動を検出して、その
変動量から前述の変換補正行列Δを求めれば、( 4)( 6)
式より、部品 2の把持状態の変化を相殺するようなロボ
ットアーム 3の移動目標を示す行列Ｔ（＝Ｔ2b）は、 Ｔ2b＝Z0-1・Ｍ2 ・MP2a・PEａ・Δ-1・E0-1 ( 7) によって求められる。PEb −1 = Δ · PEa −1 (5) ⇔ PEb = PEa · Δ −1 (6) Therefore, a change in the gripping state of the component 2 is detected, and the conversion correction matrix Δ described above is detected from the change amount. (4) (6)
From the formula, the matrix T (= T2b) indicating the movement target of the robot arm 3 that cancels the change in the gripping state of the component 2 is: T2b = Z0 -1 · M2 · MP2a · PEa · Δ -1 · E0 -1 Required by (7).
【００３４】図４は把持状態の変動を検出可能な把持部
の一例を示す。同図中、 1は２指ハンドにてなる把持部
を、 11 および 12 は把持部 1の把持指を、11ａ，11
ｂ，11ｃ，11ｄは把持指 11 および 12 の内部に設けら
れた把持状態の変動の検出装置を、それぞれ示す。FIG. 4 shows an example of a gripping portion capable of detecting a change in gripping state. In the figure, 1 is a grip portion made by 2-finger hand, 1 1 and 1 2 is the gripping fingers of the gripping portion 1, 11a, 11
b, 11c, the detection device 11d variation of the grasping condition provided inside the gripping fingers 1 1 and 1 2, respectively.
【００３５】図４において、把持部 1における座標系を
ΣE のようにとると、把持指 11 および 12 が動く方向
はｘ方向となり、部品を把持して作業を行う場合には把
持指11 および 12 の自由度がないｙ，ｚ方向への部品
の変位が問題となる。[0035] In FIG. 4, taking the coordinate system in the grip portion 1 as sigma E, the direction in which the gripping fingers 1 1 and 1 2 moves becomes the x direction, the gripping fingers when working with gripping parts 1 1 and 1 2 degrees of freedom is not y, components of the displacement in the z-direction becomes a problem.
【００３６】また、検出装置11ａ，11ｂ，11ｃ，11ｄは
それぞれ、把持された物体が把持指に対して変位すると
きに、この変位によって図中の矢印の方向のみに回転す
る回転板の回転量を検出する構成となっている。The detectors 11a, 11b, 11c, and 11d each have a rotation amount of a rotary plate that rotates only in the direction of the arrow in the figure due to this displacement when the grasped object is displaced with respect to the grasped finger. Is configured to detect.
【００３７】したがって、把持指 11 に内蔵された検出
装置11ａ，11ｂによってｙ方向への部品の変位を検出
し、把持指 12 に内蔵された検出装置11ｃ，11ｄによっ
てｚ方向への部品の変位を検出すれば、把持指 11 およ
び 12 における自由度がないすべての方向への部品の変
位が検出可能となる。[0037] Thus, the detection device 11a built in the gripping fingers 1 1, detects the displacement of the component in the y direction by 11b, detector 11c incorporated in the gripping fingers 1 2, parts in the z direction by 11d by detecting the displacement, part of the displacement of all directions is no degree of freedom in the gripping fingers 1 1 and 1 2 can be detected.
【００３８】図５は図４における検出信号の処理系を示
す。同図中、図４と同一構成部分については同一符号を
付し、その説明を省略する。また、21ａ，21ｂ，21ｃ，
21ｄは各検出装置が出力する検出信号をそれぞれ増幅す
るアンプを、22ａ，22ｂ，22ｃ，22ｄは各アンプの出力
信号から把持状態の変動量を算定して記憶するカウンタ
を、23ａ，23ｂ，23ｃ，23ｄは各カウンタの値を読出時
に一時記憶するバッファを、24は上記処理系を制御する
制御装置を、25は制御装置24の指令を解釈して前述した
各バッファに伝えるデコーダを、それぞれ示す。FIG. 5 shows a processing system of the detection signal in FIG. In the figure, parts that are the same as the parts shown in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted. In addition, 21a, 21b, 21c,
Reference numeral 21d is an amplifier for amplifying the detection signal output from each detection device, and 22a, 22b, 22c, 22d are counters 23a, 23b, 23c for calculating and storing the fluctuation amount of the gripping state from the output signal of each amplifier. , 23d are buffers for temporarily storing the values of the respective counters at the time of reading, 24 is a control device for controlling the above processing system, and 25 is a decoder for interpreting the commands of the control device 24 and transmitting them to the aforementioned buffers. .
【００３９】次に、図４において把持部 1によって把持
された部品がｚ方向の正の向きに変位した場合について
説明する。この場合には、部品の把持位置の変動を検出
装置11ａが検出する。Next, the case where the component gripped by the gripping portion 1 in FIG. 4 is displaced in the positive z direction will be described. In this case, the detection device 11a detects a variation in the grip position of the component.
【００４０】検出装置11ａから出力された検出信号すな
わち位置変動信号は、アンプ21ａによって増幅された後
にカウンタ22ａに入力される。カウンタ22ａは、この信
号から把持状態の変動量を算定して記憶する。The detection signal, that is, the position fluctuation signal output from the detection device 11a is amplified by the amplifier 21a and then input to the counter 22a. The counter 22a calculates and stores the fluctuation amount of the gripping state from this signal.
【００４１】この値は制御装置24からの読出指令によっ
て読み出される。すなわち、制御装置24から出力された
カウンタ22ａの計数値に対する読出指令はデコーダ25に
入力されて解釈されて、バッファ23ａに伝えられる。This value is read by a read command from the control device 24. That is, the read command for the count value of the counter 22a output from the control device 24 is input to the decoder 25, interpreted, and transmitted to the buffer 23a.
【００４２】この指令を受けて、バッファ23ａはその瞬
間にカウンタ22ａに記憶されている計数値を記憶する。
制御装置24はデータバスを介してバッファ23ａに記憶さ
れた計数値を読み出す。In response to this instruction, the buffer 23a stores the count value stored in the counter 22a at that moment.
The controller 24 reads the count value stored in the buffer 23a via the data bus.
【００４３】以上により、制御装置は把持部に把持され
た被把持物が作業中にどのような把持位置のずれを生じ
たかを認識することができ、これから先述した変換補正
行列Δの値を求めることができる。As described above, the control device can recognize what kind of deviation of the gripping position the object to be gripped by the gripping part during the work, and obtain the value of the conversion correction matrix Δ described above. be able to.
【００４４】図６は図３および図４を利用した一作業形
態を示し、作業台上の所定位置に横臥された直方体形状
の部品を持ち上げて、別の所定位置に立錐させて載置す
る作業を示す。FIG. 6 shows one working mode utilizing FIGS. 3 and 4, and is a work of lifting a rectangular parallelepiped-shaped component lying on a predetermined position on a work table and placing it in a vertical cone at another predetermined position. Indicates.
【００４５】同図中、図１と同一構成部分については同
一符号を付し、その説明を省略する。また、ΣM1は予め
作業台 5に載置された部品 2の位置および向きを表す目
標座標系を、ΣM2は部品 2の移動先の位置および向きを
表す目標座標系を、ΣP1〜Σ P5は図中の各作業位置にお
ける部品 2の座標系を、MPijは目標座標系ΣMiに対する
部品 2の座標系ΣPjの相対位置関係を表す同時変換行列
を、それぞれ示す。In the figure, the same components as in FIG. 1 are the same.
A reference numeral is given and its description is omitted. Also, ΣM1In advance
An eye indicating the position and orientation of the part 2 placed on the workbench 5.
The standard coordinate system is ΣM2Indicates the position and orientation of the part 2
The target coordinate systemP1~ Σ P5At each work position in the figure
The coordinate system of component 2ijIs the target coordinate system ΣMiAgainst
Coordinate system of part 2 ΣPjSimultaneous transformation matrix that represents the relative positional relationship of
Are shown respectively.
【００４６】また、ΣP2は目標座標系ΣM1に、ΣP5は目
標座標系ΣM2に、それぞれ一致させるものとする。Further, Σ P2 is made to coincide with the target coordinate system Σ M1 , and Σ P5 is made to coincide with the target coordinate system Σ M2 .
【００４７】図７は図６における処理フローを示す。同
図中、図１および図６と同一構成部分については同一符
号を付し、その説明を省略する。また、 101〜 115は各
処理のステップ番号を示し、各処理における「相対作業
位置」とは、目標座標系に対する部品 2の座標系の相対
位置を示すものとする。なお、以後の説明文中において
は、関連する図７中のステップ番号を（）内にて示す。FIG. 7 shows the processing flow in FIG. In the figure, the same components as those in FIGS. 1 and 6 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Further, 101 to 115 indicate step numbers of each process, and the "relative work position" in each process indicates the relative position of the coordinate system of the component 2 with respect to the target coordinate system. In the following description, related step numbers in FIG. 7 are shown in parentheses.
【００４８】図７において、作業開始直後に作業台 5上
における部品 2の載置位置および向きを表す値M1を同時
変換行列Ｍに代入する（ステップ 101）。これによっ
て、Σ M1が移動目標座標として認識される。そして、同
時変換行列PEに単位行列を代入して（ステップ 102）、
部品の座標系と把持部 1の座標系とを一致させた後、把
持部 1を相対作業位置MP11へ移動させる（ステップ 10
3）。これは、最初は何も把持していないことを明確に
するためである。In FIG. 7, on the workbench 5 immediately after the start of work.
Simultaneously set the value M1 that indicates the mounting position and orientation of component 2 in
Substitute into the transformation matrix M (step 101). By this
, Σ M1Is recognized as the moving target coordinate. And the same
Substituting the identity matrix into the time transformation matrix PE (step 102),
After matching the coordinate system of the part and the coordinate system of gripping part 1,
Move the holding part 1 to the relative work position MP11 (step 10
3). This makes it clear that initially you are not gripping anything
This is because
【００４９】次に、行列PEに所期値PE0 を代入して（ス
テップ 104）、把持部 1を相対作業位置MP12へ移動させ
る（ステップ 105）。そして、 Y,Z方向への部品の位置
変動量の記憶を消去して（ステップ 106）、把持部 1を
閉じて部品 2を把持する（ステップ 107）。これによっ
て部品 2は、所期の把持状態で把持される。Next, the desired value PE0 is substituted into the matrix PE (step 104), and the grip 1 is moved to the relative work position MP12 (step 105). Then, the memory of the position variation amount of the parts in the Y and Z directions is erased (step 106), the gripping part 1 is closed and the part 2 is gripped (step 107). As a result, the component 2 is gripped in the desired gripping state.
【００５０】次に、部品 2の移動先の位置および向きを
表すM2を行列Ｍに代入する（ステップ 108）。これによ
って、ΣM2が移動目標座標として認識される。そして、
把持部 1を持ち上げると同時に向きを変えて相対作業位
置MP23へ移動させる（ステップ 109）。Next, M2 representing the position and orientation of the moving destination of the component 2 is substituted into the matrix M (step 108). As a result, Σ M2 is recognized as the moving target coordinate. And
At the same time as the grip 1 is lifted, it is turned and moved to the relative work position MP23 (step 109).
【００５１】このときに部品 2の把持状態が変動してい
る可能性が最も大きいので、 Y,Z方向の位置変動量を読
み出して（ステップ 110）、その値から変換補正行列Δ
を算出し（ステップ 111）、この行列Δの値と先述した
計算方法を利用して行列PEの値を補正する（ステップ 1
12）。これにより、部品 2の把持位置のずれはロボット
アーム 3によって補正される。At this time, it is most likely that the gripping state of the component 2 has changed, so the position variation amounts in the Y and Z directions are read out (step 110), and from that value the conversion correction matrix Δ
Is calculated (step 111), and the value of matrix PE is corrected using this matrix Δ value and the calculation method described above (step 1).
12). As a result, the deviation of the grip position of the component 2 is corrected by the robot arm 3.
【００５２】そこで、さらに部品 2の立錐予定位置の上
方の相対作業位置MP24へ把持部 1を移動させた後に（ス
テップ 113）、立錐予定位置である相対作業位置MP25へ
移動させれば（ステップ 114）、部品 2は立錐予定位置
へ正確に載置される。最後に、把持部 1を開いて部品 2
を立錐予定位置に立錐させる（ステップ 115）。Therefore, after moving the gripping portion 1 to the relative work position MP24 above the planned upright cone position of the component 2 (step 113), it is moved to the relative work position MP25 which is the planned upright cone position (step 114). ), Part 2 is placed exactly at the planned vertical cone position. Finally, open the grip 1 and open the part 2
It is made to stand at the planned position for stepping (step 115).
【００５３】以上のように本発明によって、部品の把持
作業中に生じた部品の位置変動を、部品を持ち替えるこ
となくロボットアームの動きによって自動的に補正する
ことができるため、位置変動による作業続行の阻害およ
び生産物の品質低下を防止するとともに、従来よりも効
率的に生産ラインを運用することが可能となり、生産コ
ストを低減させることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to automatically correct a position variation of a component that occurs during a work of gripping the component by the movement of the robot arm without holding the component. It is possible to operate the production line more efficiently than before and to prevent the production cost from being reduced, while preventing the production cost and the deterioration of the quality of the product.
【００５４】[0054]
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、把持部に対
する被把持物の位置変動に応じてロボットアームの移動
先座標が変化し、被把持物は常に正確に所期の目標位置
に移動するため、把持位置の変動の後続作業に対する影
響がなくなって作業対象の生産物の品質の低下を防止で
きる。また、位置変動が発生した場合にも生産ラインを
一時停止させて調整を行う必要がなく、生産ラインを効
率的に運用して生産コストを低減させることができると
いう特長がある。As described above, according to the present invention, the coordinates of the movement destination of the robot arm are changed according to the position change of the object to be grasped with respect to the grasping part, and the object to be grasped is always accurately moved to the desired target position. Therefore, the influence of the change in the gripping position on the subsequent work is eliminated, and the deterioration of the quality of the product to be worked can be prevented. Further, even if a position change occurs, there is no need to temporarily stop the production line for adjustment, and the production line can be efficiently operated to reduce the production cost.
【図１】ロボットアームおよびその周辺物に関する座標
系を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a coordinate system relating to a robot arm and its peripherals.
【図２】図１の各座標系間の同時変換行列を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a simultaneous conversion matrix between coordinate systems in FIG.
【図３】本発明になる作業位置補正方法の原理を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing the principle of a work position correction method according to the present invention.
【図４】把持状態の変動を検出可能な把持部の一例を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a gripper capable of detecting a change in gripping state.
【図５】図４における検出信号の処理系を示す図であ
る。5 is a diagram showing a processing system of the detection signal in FIG.
【図６】図３および図４を利用した一作業形態を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing one work mode using FIGS. 3 and 4;
【図７】図６における処理フローを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a processing flow in FIG. 6;
【図８】従来の問題点を示すための図である。FIG. 8 is a diagram showing a conventional problem.
1 把持部 11 ， 12 把持指 2 部品 3 ロボットアーム 4 部品 5 作業台 6 台座 11ａ，11ｂ，11ｃ，11ｄ 検出装置 ΣS 観測基準座標系 ΣZ 台座 6の座標系 ΣT ロボットアーム 3の手首座
標系 ΣE 把持部 1の座標系 ΣM 目標座標系 ΣP 対象物座標系1 Gripping part 1 1 , 1 2 Gripping finger 2 Part 3 Robot arm 4 Part 5 Work table 6 Pedestal 11a, 11b, 11c, 11d Detection device Σ S Observation reference coordinate system Σ Z Pedestal 6 coordinate system Σ T Robot arm 3 Wrist coordinate system Σ E Grip 1 coordinate system Σ M Target coordinate system Σ P Object coordinate system
Claims (1)
1）に対する位置変動量から変換補正行列（Δ）を算出
し、 把持直後における前記把持部（ 1）と前記被把持物（
2）との位置関係を表す同時変換行列（PEａ）および前
記変換補正行列（Δ）から、前記変位後における前記把
持部（ 1）と前記被把持物（ 2）との位置関係を表す同
時変換行列（PEｂ）を算出し、 前記把持部（ 1）の移動目標位置の設定を、前記位置変
動量に対応する前記同時変換行列（PEｂ）によって補正
することを特徴とする作業位置補正方法。1. A grip portion (2) caused by displacement of an object (2) to be gripped.
The conversion correction matrix (Δ) is calculated from the position variation amount for 1), and the gripping part (1) and the gripped object (
Simultaneous conversion that represents the positional relationship between the gripping part (1) and the object to be gripped (2) after the displacement from the simultaneous conversion matrix (PEa) that represents the positional relationship with 2) and the conversion correction matrix (Δ). A work position correction method, which calculates a matrix (PEb) and corrects the setting of the movement target position of the gripper (1) by the simultaneous conversion matrix (PEb) corresponding to the position variation amount.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4178499A JPH0628018A (en) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | Method for compensating working position |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4178499A JPH0628018A (en) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | Method for compensating working position |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0628018A true JPH0628018A (en) | 1994-02-04 |
Family
ID=16049533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4178499A Withdrawn JPH0628018A (en) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | Method for compensating working position |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0628018A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8928749B2 (en) | 2009-06-24 | 2015-01-06 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Position measuring system, processing device for position measurement, processing method for position measurement, and computer readable medium |
| WO2022102403A1 (en) * | 2020-11-10 | 2022-05-19 | ソニーグループ株式会社 | Information processing device, information processing method, and program |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP4178499A patent/JPH0628018A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8928749B2 (en) | 2009-06-24 | 2015-01-06 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Position measuring system, processing device for position measurement, processing method for position measurement, and computer readable medium |
| WO2022102403A1 (en) * | 2020-11-10 | 2022-05-19 | ソニーグループ株式会社 | Information processing device, information processing method, and program |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |