JPS60193013A - 視覚センサを備えたロボツトの制御装置 - Google Patents
視覚センサを備えたロボツトの制御装置Info
- Publication number
- JPS60193013A JPS60193013A JP4812584A JP4812584A JPS60193013A JP S60193013 A JPS60193013 A JP S60193013A JP 4812584 A JP4812584 A JP 4812584A JP 4812584 A JP4812584 A JP 4812584A JP S60193013 A JPS60193013 A JP S60193013A
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- JP
- Japan
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- robot
- visual sensor
- sensor
- target pattern
- visual
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/408—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by data handling or data format, e.g. reading, buffering or conversion of data
- G05B19/4083—Adapting programme, configuration
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
- G05B2219/36503—Adapt program to real coordinates, software orientation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Numerical Control (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、視覚センサの情報によってロボットを駆動す
るようにした、ロボットの制御装置に関する。
るようにした、ロボットの制御装置に関する。
ロボットの操作性2作業性を向上するために、税在テは
、視覚センサを用いてロボットを駆動するようになって
きている。
、視覚センサを用いてロボットを駆動するようになって
きている。
現在の視覚センサを備えたロボットシステムにおいて、
ロボットと視覚センサとの間の位置補正は、次のように
して行なわれている。
ロボットと視覚センサとの間の位置補正は、次のように
して行なわれている。
即ち、ロボットは、視覚センサからの信号によって駆動
させられ、作業をするのであるが、ロボットが本来とる
べき位置と視覚センサとの間に誤差が生じ、この誤差を
基にして導き出された視覚センサとロボットとの間の位
置関係を表わす関係式によって、そのパラメータを試行
錯誤により当てはめ、上記誤差を修正するようにしてい
た。
させられ、作業をするのであるが、ロボットが本来とる
べき位置と視覚センサとの間に誤差が生じ、この誤差を
基にして導き出された視覚センサとロボットとの間の位
置関係を表わす関係式によって、そのパラメータを試行
錯誤により当てはめ、上記誤差を修正するようにしてい
た。
従って、上記パラメータを試行錯誤によシ決定するのに
長時間を要し、かつ、頻繁にロボットと視覚センサとの
間の位置関係の修正が必要となり、折角視覚センサを採
用しても充分その特徴を発揮させることができず、依然
として操作性9作業性が低く、視覚センサとロボットと
の結合が不充分でおるのが実情である。
長時間を要し、かつ、頻繁にロボットと視覚センサとの
間の位置関係の修正が必要となり、折角視覚センサを採
用しても充分その特徴を発揮させることができず、依然
として操作性9作業性が低く、視覚センサとロボットと
の結合が不充分でおるのが実情である。
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであシ、視覚セ
ンサとロボットとの位置関係を自動的に修正し、視覚セ
ンサとロボットとの結合を完全にしたロボットの制御装
置を提供せんとするものである。
ンサとロボットとの位置関係を自動的に修正し、視覚セ
ンサとロボットとの結合を完全にしたロボットの制御装
置を提供せんとするものである。
即ち本発明は、ロボットのハンド部分に視覚センサ用の
ターゲットパター0ンを設け、このターゲットパターン
を視覚センサ領域内に位置決めし、このときのロボット
の対偶変位の値と視覚センサの検出結果とから視覚セン
サとロボットの位置関係を推定し、視覚センサの検出結
果をロボットを駆動するだめの位置情報に自動的に変挨
する機能をもたせ、視覚センサによってロボットの動き
を自動制御するようにしたものである。
ターゲットパター0ンを設け、このターゲットパターン
を視覚センサ領域内に位置決めし、このときのロボット
の対偶変位の値と視覚センサの検出結果とから視覚セン
サとロボットの位置関係を推定し、視覚センサの検出結
果をロボットを駆動するだめの位置情報に自動的に変挨
する機能をもたせ、視覚センサによってロボットの動き
を自動制御するようにしたものである。
以下本発明の一実施例について詳細に説明する。
第1図は、視覚センサで備えたロボットシステムの外観
を示す図である。図において、視覚センサ1は、処理回
路2を介してロボット制御装置3に結合されている。又
一方において、ロボット4も、直接制御装置3に結合さ
れている。又ロボット4には、ロボットを駆動するため
の複数個のアクチュエータ7が設けられている。このア
クチュエータには、図示省略のアクチュエータの変位を
検出するための検出器が備えである。例えば6自由匿の
ロボットであれは、アクチュエータの数は7個であシ、
アクチュエータの変位は、θ1.θ2・・・・・・・・
・θ6の6個のパラメータとなる。
を示す図である。図において、視覚センサ1は、処理回
路2を介してロボット制御装置3に結合されている。又
一方において、ロボット4も、直接制御装置3に結合さ
れている。又ロボット4には、ロボットを駆動するため
の複数個のアクチュエータ7が設けられている。このア
クチュエータには、図示省略のアクチュエータの変位を
検出するための検出器が備えである。例えば6自由匿の
ロボットであれは、アクチュエータの数は7個であシ、
アクチュエータの変位は、θ1.θ2・・・・・・・・
・θ6の6個のパラメータとなる。
第2図は、第1図に示すロボット40手先に取付けられ
たハンド5の部分拡大図であシ、このハンド5上には、
視覚センサ1で位置計測可能なようにターゲットパター
ン6が設けられている。成鉱、ターゲットパターンを備
えたワークをハンドによシ保持してもよく、とにかくハ
ンド5部分にターゲットパターン6を設けれはよい。
たハンド5の部分拡大図であシ、このハンド5上には、
視覚センサ1で位置計測可能なようにターゲットパター
ン6が設けられている。成鉱、ターゲットパターンを備
えたワークをハンドによシ保持してもよく、とにかくハ
ンド5部分にターゲットパターン6を設けれはよい。
上記の視覚センサ1でターゲットパターン6の位置計測
を可能なようにするためには、ロボット4を駆動して、
ハンド5上に設けたターゲットパターン6が、視覚セン
サ1の視野内に入るように位置決めすれはよい。
を可能なようにするためには、ロボット4を駆動して、
ハンド5上に設けたターゲットパターン6が、視覚セン
サ1の視野内に入るように位置決めすれはよい。
このように構成した本実施例において、視覚センサ1と
ロボット4とがどのようにして結合され、又視覚センサ
1とロボット4との間の位置のずれがどのようにして自
動的に修正されるかについて、以下説明する。
ロボット4とがどのようにして結合され、又視覚センサ
1とロボット4との間の位置のずれがどのようにして自
動的に修正されるかについて、以下説明する。
先ず、視覚センサ1の視野内に位置決めされたターゲッ
トパターン6の位置は、ロボット4に固定された座標系
x+)’+Zに対し、どのような位置関係にあるかをめ
る。ここで、ロボット4に固定された! 、 )F 、
z座標系内でのターゲット6の位置を(Px + P
y + Pz )とすると、Px、Py、P、は、アク
チュエータ変位の関数としてめられる。
トパターン6の位置は、ロボット4に固定された座標系
x+)’+Zに対し、どのような位置関係にあるかをめ
る。ここで、ロボット4に固定された! 、 )F 、
z座標系内でのターゲット6の位置を(Px + P
y + Pz )とすると、Px、Py、P、は、アク
チュエータ変位の関数としてめられる。
Px=fx(θ1.θ! ・・””θ6)曲曲曲(1)
Py=fy(θ0.θ、・・・・・・θ、)・・・・・
・・・・・・・(2)Pz=’z(θ1.θ、・・・・
・・瀝。)四・・・曲・(31一方視覚七ンサ1が2次
元視覚であるとした場合、ターゲットパターン6のセン
サ座標(2次元)Xn + 3’n内の位置として(P
hx l Phア)が検出されることになる。
Py=fy(θ0.θ、・・・・・・θ、)・・・・・
・・・・・・・(2)Pz=’z(θ1.θ、・・・・
・・瀝。)四・・・曲・(31一方視覚七ンサ1が2次
元視覚であるとした場合、ターゲットパターン6のセン
サ座標(2次元)Xn + 3’n内の位置として(P
hx l Phア)が検出されることになる。
ところで、2次元視覚でターゲットパターン6を検出す
るためには、ターゲットパターン6の存在すべき面が指
定されなければならない、いま、上記指定された平面内
に3CI)+3’p軸を定め、この面に垂直な軸zpを
定めた座標系を考えた場合、す。
るためには、ターゲットパターン6の存在すべき面が指
定されなければならない、いま、上記指定された平面内
に3CI)+3’p軸を定め、この面に垂直な軸zpを
定めた座標系を考えた場合、す。
)’p + Xp内におけるターゲットパターン6の位
置(Ppx + Ppy r Ppお)とロボットの座
標内におけるターゲットパターン6の位置(PX +
Pyl PZ )との関係は、次式で与えられる。
置(Ppx + Ppy r Ppお)とロボットの座
標内におけるターゲットパターン6の位置(PX +
Pyl PZ )との関係は、次式で与えられる。
ここで、(a、b、c)は座標”p + )’p +
zpの原点のxr 3’ Hz座標における位置ベクト
ル、(Ax、mx+nz ) + (ly 、 my
+ ny ) 、 (lft 、 mz 、 nz )
は、それぞれ!pwFpyZp軸の”+y+”座標に対
する方向余弦である。
zpの原点のxr 3’ Hz座標における位置ベクト
ル、(Ax、mx+nz ) + (ly 、 my
+ ny ) 、 (lft 、 mz 、 nz )
は、それぞれ!pwFpyZp軸の”+y+”座標に対
する方向余弦である。
一方、Xp + Fp平面が、2次元視覚センサの検出
面であるなら、ターゲットパターン6の視覚センサ1に
よる検出結果(Phx l Phy )と(Ppx ’
+ Ppy +ppt)との関係は、次の通シである。
面であるなら、ターゲットパターン6の視覚センサ1に
よる検出結果(Phx l Phy )と(Ppx ’
+ Ppy +ppt)との関係は、次の通シである。
従って式(4)と(5)から(Phx I Phy )
と(Px + Py +Pz ) との関係は次のよう
になる。
と(Px + Py +Pz ) との関係は次のよう
になる。
2次元視覚センサの検出面は、視覚センサの取付は方に
よって定まるが、平面の位置を近似的にめること社可能
である。
よって定まるが、平面の位置を近似的にめること社可能
である。
そこでこの近似的に定めた平面上にハンド5のターゲッ
トパターン6を位置決めするようにロボットを駆動し、
そのときの視覚センナによる検出結果をめる。その値を
それぞれ(I)xt ”71 ”Z )y(Pkx P
p′b、 )とする。
トパターン6を位置決めするようにロボットを駆動し、
そのときの視覚センナによる検出結果をめる。その値を
それぞれ(I)xt ”71 ”Z )y(Pkx P
p′b、 )とする。
これをn回くシ返すと、
の関係式を得る。ここにAは4Xn行列、Bは3×n行
列である。式(7)の最小2乗解は、によシ行列の値が
定まる。
列である。式(7)の最小2乗解は、によシ行列の値が
定まる。
上記の通シ行列が定まると、視覚センサによる検出結果
に、この行列を掛けることによシ、ロボット座標系の位
置データに変換され、この位置データを座標変換してア
クチュエータフの変位トし、これを目標値としてアクチ
ュエー・タフを制御すれに10ボツトは視覚センサで与
えられた目標値に位置決めされる。
に、この行列を掛けることによシ、ロボット座標系の位
置データに変換され、この位置データを座標変換してア
クチュエータフの変位トし、これを目標値としてアクチ
ュエー・タフを制御すれに10ボツトは視覚センサで与
えられた目標値に位置決めされる。
以上詳述した通シ本発明に係るロボットの制御装置によ
れば、ロボットのハンドに視覚センサ用のターゲットパ
ターンを設け、このターゲットパターンを視覚センサの
領域内に位置決めし、視覚センサによって検出した結果
をロボットの駆動用位置情報として自動的に変換するよ
うにしたので、ロボットの座標系と視覚センサの座標系
との自動キャリブレーションが可能となシ、ロボットの
操作性と作業性が大巾に向上することができた。さらに
簡単な線形代数演算で座標系の補償が可能であシ、必要
なプログラムの長さ、演算時間が少なくてすむ。
れば、ロボットのハンドに視覚センサ用のターゲットパ
ターンを設け、このターゲットパターンを視覚センサの
領域内に位置決めし、視覚センサによって検出した結果
をロボットの駆動用位置情報として自動的に変換するよ
うにしたので、ロボットの座標系と視覚センサの座標系
との自動キャリブレーションが可能となシ、ロボットの
操作性と作業性が大巾に向上することができた。さらに
簡単な線形代数演算で座標系の補償が可能であシ、必要
なプログラムの長さ、演算時間が少なくてすむ。
又どのような機構形状のロボットにも適用可能であるこ
と、又小さい誤差でも自動的に修正されるため、ロボッ
トの性能が向上し、精密機械用ロボットを始めとしてあ
らゆる産業界へのロボットの適用が可能であること、更
には複数の視覚センサの組合せ及び3次元視覚センサへ
の適用が可能であシ、産業上多大な効果を奏する。
と、又小さい誤差でも自動的に修正されるため、ロボッ
トの性能が向上し、精密機械用ロボットを始めとしてあ
らゆる産業界へのロボットの適用が可能であること、更
には複数の視覚センサの組合せ及び3次元視覚センサへ
の適用が可能であシ、産業上多大な効果を奏する。
第1図は、視覚センサを備えたロボットシステムの全体
を示す斜視図である。第2図は、本発明の一実施例でア
シ、ハント部分を拡大して示した斜視図である。 1・・・視覚センサ、2・・・処理回路、3・・・制御
装置、4・・・ロボット、5・・・ハンド、6・・・タ
ーゲットパターン。 代理人 弁理士 秋 本 正 実
を示す斜視図である。第2図は、本発明の一実施例でア
シ、ハント部分を拡大して示した斜視図である。 1・・・視覚センサ、2・・・処理回路、3・・・制御
装置、4・・・ロボット、5・・・ハンド、6・・・タ
ーゲットパターン。 代理人 弁理士 秋 本 正 実
Claims (1)
- 視覚センサをもったロボットシステムにおいて、ロボッ
トのハンドに視覚センサ用のターゲットパターンを設け
、このターゲットパターンを視覚センサ領域内に位置決
めし、このときのロボットの対偶変位の値と視覚センサ
の検出結果とから視覚センサとロボットの位置関係を推
定し、視覚センサ検出結果をロボットを駆動するだめの
位置情報に自動的に変換する機能を備えた視覚センサを
備えたロボットの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4812584A JPS60193013A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 視覚センサを備えたロボツトの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4812584A JPS60193013A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 視覚センサを備えたロボツトの制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60193013A true JPS60193013A (ja) | 1985-10-01 |
Family
ID=12794604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4812584A Pending JPS60193013A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 視覚センサを備えたロボツトの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60193013A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0796704A1 (en) * | 1995-09-06 | 1997-09-24 | Fanuc Ltd. | Apparatus and method for correcting a travelling route for a robot |
JP2013198965A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Daihen Corp | 基板搬送装置及び基板搬送方法 |
JP2017124448A (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 株式会社Ihi | 相対データ較正装置と方法 |
US11707842B2 (en) | 2018-11-27 | 2023-07-25 | Fanuc Corporation | Robot system and coordinate conversion method |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP4812584A patent/JPS60193013A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0796704A1 (en) * | 1995-09-06 | 1997-09-24 | Fanuc Ltd. | Apparatus and method for correcting a travelling route for a robot |
EP0796704A4 (ja) * | 1995-09-06 | 1997-10-15 | ||
JP2013198965A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Daihen Corp | 基板搬送装置及び基板搬送方法 |
JP2017124448A (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 株式会社Ihi | 相対データ較正装置と方法 |
US11707842B2 (en) | 2018-11-27 | 2023-07-25 | Fanuc Corporation | Robot system and coordinate conversion method |
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