JPS60262215A - ロボツトの教示方法 - Google Patents
ロボツトの教示方法Info
- Publication number
- JPS60262215A JPS60262215A JP11639384A JP11639384A JPS60262215A JP S60262215 A JPS60262215 A JP S60262215A JP 11639384 A JP11639384 A JP 11639384A JP 11639384 A JP11639384 A JP 11639384A JP S60262215 A JPS60262215 A JP S60262215A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- coordinate system
- visual
- workpiece
- teaching
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
- G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
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〕
本発明は視覚装置と組合わせたロボットにおいて、視覚
座標系とロボット座標系さらにはハンド位置との間の相
対関係を決定する座標系の教示方法に関するものである
。
座標系とロボット座標系さらにはハンド位置との間の相
対関係を決定する座標系の教示方法に関するものである
。
産業用ロボット等のロボットでは、教示により、人間が
直接的又は間接的に作業を教え込み、動作を記憶′:!
:せた後に、これを再生する方法が11′ 多い。そし
て例えばこのようなロボットでワークのハンドリングを
行う場合には、ハンドリングされるワークは、教示時に
定められた場所に正確に位置決めされる必要があるが、
この作業は大変であった。
直接的又は間接的に作業を教え込み、動作を記憶′:!
:せた後に、これを再生する方法が11′ 多い。そし
て例えばこのようなロボットでワークのハンドリングを
行う場合には、ハンドリングされるワークは、教示時に
定められた場所に正確に位置決めされる必要があるが、
この作業は大変であった。
このような問題を解決するためには、ロボ・ントに視覚
機能を取付けて、ワークの位置・姿勢・形状等を認識し
てハンドリングを行うようにすればよい。この場合には
、1ン゛−りが視覚装置の視野内にあれは、比較的簡単
にハンドリングを行うことができる。この状態な矛1図
に示すx、y、z方向に動く直交座標形ロボットを例に
とって説明する。矛1図において、2は作業台、3&i
ロボツトの固定アーム、4は固定アーム3上でx、y方
向に移動可能な水平移動アーム、5は水平移動アーム4
に対して上下方向、に移動可能な上下移動アーム、8は
ワーク、6は上下移動アーム5の下端に取付けられワー
ク8を把持するハンド、7は水平移動アーム4の先端に
取付けたビデオカメラ等を利用した視覚装置、9は視覚
装置70作業台2上の視野である。
機能を取付けて、ワークの位置・姿勢・形状等を認識し
てハンドリングを行うようにすればよい。この場合には
、1ン゛−りが視覚装置の視野内にあれは、比較的簡単
にハンドリングを行うことができる。この状態な矛1図
に示すx、y、z方向に動く直交座標形ロボットを例に
とって説明する。矛1図において、2は作業台、3&i
ロボツトの固定アーム、4は固定アーム3上でx、y方
向に移動可能な水平移動アーム、5は水平移動アーム4
に対して上下方向、に移動可能な上下移動アーム、8は
ワーク、6は上下移動アーム5の下端に取付けられワー
ク8を把持するハンド、7は水平移動アーム4の先端に
取付けたビデオカメラ等を利用した視覚装置、9は視覚
装置70作業台2上の視野である。
以上の構成において、ロボット1は、まず視覚装置7の
視野9内にワーク8が入るように視覚装置7を移動して
、ワーク8の位置座標を認識する。次にこの位置座標に
基づいて水平移動アーム4を上下移動アーム5の軸中心
線が作業台2上で交わる点Pがワーク8のノ・ンドリン
グ基準点の真上にくるように移動し、さらに上下移動ア
ーム5をハンド6がワーク8を把持できる位置まで下降
して、ハンド6によりワーク8を把持する。
視野9内にワーク8が入るように視覚装置7を移動して
、ワーク8の位置座標を認識する。次にこの位置座標に
基づいて水平移動アーム4を上下移動アーム5の軸中心
線が作業台2上で交わる点Pがワーク8のノ・ンドリン
グ基準点の真上にくるように移動し、さらに上下移動ア
ーム5をハンド6がワーク8を把持できる位置まで下降
して、ハンド6によりワーク8を把持する。
この場合、71図に示すように、視覚座標系(Xv−O
v−Yv) 、 ロボット座標系(XR−OR−YR)
さらにはハンド位置(P点に相当)は各々異なっている
。また視覚装置7に入力される寸法は視覚装置の倍率に
よって異なる。したかつて視覚装置で測定した位置座標
によりロボットを動作させる場合には、原点の相対位置
、座標軸の傾き0倍率等の座標系の相対関係をあらかじ
めめてお(必要がある。
v−Yv) 、 ロボット座標系(XR−OR−YR)
さらにはハンド位置(P点に相当)は各々異なっている
。また視覚装置7に入力される寸法は視覚装置の倍率に
よって異なる。したかつて視覚装置で測定した位置座標
によりロボットを動作させる場合には、原点の相対位置
、座標軸の傾き0倍率等の座標系の相対関係をあらかじ
めめてお(必要がある。
ところで、このような相対関係をめるに&L例えば、ロ
ボット設計時の図面寸法や視覚装置設定時の配着寸法か
らめる方法も考えられるが、これで11製作誤差や取付
誤差が入り込み、正確な相対関係をめことが困難であっ
た。
ボット設計時の図面寸法や視覚装置設定時の配着寸法か
らめる方法も考えられるが、これで11製作誤差や取付
誤差が入り込み、正確な相対関係をめことが困難であっ
た。
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決するために
、ロボットと組合わせた視覚装置自体を測定装置として
使用し、視覚座標系、ロボット座標系さしにはハンド位
置間の相対関係を簡単にめる方法の提供を、その目的と
するものである。
、ロボットと組合わせた視覚装置自体を測定装置として
使用し、視覚座標系、ロボット座標系さしにはハンド位
置間の相対関係を簡単にめる方法の提供を、その目的と
するものである。
本発明は、前記目的を達成するために、少な(とも平面
座標におけるワークの図心位置を認識できる視覚装置を
用いてワークの図心座標を視覚座標系の2点以上の教示
点で認識し、さらに該2点以上の教示点の視覚座標とこ
の2点以上の教示点に対応してまるロボット座標系での
位置座標とから、視覚座標系、ロボット座標系さらには
ハンド位置間における原点の相対位置、座標軸の傾き、
倍率等の相対関係を容易にめるようにしたものである。
座標におけるワークの図心位置を認識できる視覚装置を
用いてワークの図心座標を視覚座標系の2点以上の教示
点で認識し、さらに該2点以上の教示点の視覚座標とこ
の2点以上の教示点に対応してまるロボット座標系での
位置座標とから、視覚座標系、ロボット座標系さらには
ハンド位置間における原点の相対位置、座標軸の傾き、
倍率等の相対関係を容易にめるようにしたものである。
以下本発明を実施例によって詳細に説明する。
第2図は、本発明による一実施例を示し、矛1図と同じ
視覚装置をロボットアームに取付けた直父座標形ロボッ
トの構成と動作を示す図である。この図において、1’
1図と同一番号を付したものは同一部分を示す。またこ
の図において10はハンド、11はワークであり、この
場合のワーク11は、ノ・ノド1OK対する把持状態が
一義的に定まるものとする。例えば矛3図に示すように
弧状ハンド10aと円形ワーク11aとの組合わせのよ
うな場合が考えられる。さらにこの場合にはハンドのハ
ンドリング基準点Pとワーク11aのハンドリング基準
点H及び図心Cとが一致した状態になる。
視覚装置をロボットアームに取付けた直父座標形ロボッ
トの構成と動作を示す図である。この図において、1’
1図と同一番号を付したものは同一部分を示す。またこ
の図において10はハンド、11はワークであり、この
場合のワーク11は、ノ・ノド1OK対する把持状態が
一義的に定まるものとする。例えば矛3図に示すように
弧状ハンド10aと円形ワーク11aとの組合わせのよ
うな場合が考えられる。さらにこの場合にはハンドのハ
ンドリング基準点Pとワーク11aのハンドリング基準
点H及び図心Cとが一致した状態になる。
以上の構成において、ロボット1及び視覚波、、、 f
7 &)bn’kA′91mVcyx″171’−?
“−′づいて説明する。
7 &)bn’kA′91mVcyx″171’−?
“−′づいて説明する。
(1) ハンド10によりワーク11を把持した後、静
かに作業台2上に置く(同図、h)にの結果ハンドのハ
ンドリング基準点Pがワーク11のハンドリング基準点
Hに一致するようにワーク11が位置決めされる。また
9aはこの時の視覚装置7の視野、Ovaは視覚座標系
の原点である。
かに作業台2上に置く(同図、h)にの結果ハンドのハ
ンドリング基準点Pがワーク11のハンドリング基準点
Hに一致するようにワーク11が位置決めされる。また
9aはこの時の視覚装置7の視野、Ovaは視覚座標系
の原点である。
(2) ロボットを動作させ視覚装置7をロボット座標
系において△Xn、 、 ΔYa、移動し、(1)で位
置決めしたワーク11が視覚装置7の視野に入るように
して(同図、i)、ここで視覚装置7により視覚座標系
におけるワークの図心座標(Xvl、Yv、 ) Y認
識する(同図、j)。9bはこの時の視覚装置7の視野
であり、Ovbは視覚座標系の原点である。
系において△Xn、 、 ΔYa、移動し、(1)で位
置決めしたワーク11が視覚装置7の視野に入るように
して(同図、i)、ここで視覚装置7により視覚座標系
におけるワークの図心座標(Xvl、Yv、 ) Y認
識する(同図、j)。9bはこの時の視覚装置7の視野
であり、Ovbは視覚座標系の原点である。
(31視覚装置7を、ワーク11が視野に入る範囲で、
(2)の状態からさらにロボット座標系においてΔX4
、Δγ−移動した後(同図、k)、再び視覚装置7に
より視覚座標系におけるワークの図心座標(Xv、 、
Yv、)を認識する(同図、υo9Cはこの時の視覚
装置7の視野であり、Ovcは視覚座標系の原点である
。
(2)の状態からさらにロボット座標系においてΔX4
、Δγ−移動した後(同図、k)、再び視覚装置7に
より視覚座標系におけるワークの図心座標(Xv、 、
Yv、)を認識する(同図、υo9Cはこの時の視覚
装置7の視野であり、Ovcは視覚座標系の原点である
。
(4) 以上の操作により、ロボット移1111!(Δ
XR。
XR。
ΔYRI )、(△XR,lΔYR,)及び視覚装置で
認識した図心座標(ΔXv、 、 ΔYv、 )、 (
ΔXv、 、 ΔYv。
認識した図心座標(ΔXv、 、 ΔYv、 )、 (
ΔXv、 、 ΔYv。
)を用いて、教示データ(座標系の相対関係)をめる(
同図、m)。
同図、m)。
次に上記141項の教示データ算出方法を説明する。
矛4図は、矛3図の弧状ハンド1.0a及び円形ワーク
11aを用いた場合における上記11)、 +21゜(
3)の動作に対応した各座標系の関係を示す図である。
11aを用いた場合における上記11)、 +21゜(
3)の動作に対応した各座標系の関係を示す図である。
尚、この図において、Xva−Ova−Yva。
Xvb−Ovb−Yvb及びXvc−Ovc−Yvc
ハ各々(11゜+21. +31の動作における視覚座
標系、XR−OR−YRはロボット座標系、P点は(1
1の動作におけるハンド10aのハンドリング基準点、
ΔXH,ΔYHは、それぞれロボット座像系における視
覚座標原点Ovaに対するP点のX座標、を座標を表わ
す。
ハ各々(11゜+21. +31の動作における視覚座
標系、XR−OR−YRはロボット座標系、P点は(1
1の動作におけるハンド10aのハンドリング基準点、
ΔXH,ΔYHは、それぞれロボット座像系における視
覚座標原点Ovaに対するP点のX座標、を座標を表わ
す。
またα、βは各々x、y方向の視覚座標系に対するロボ
ット座標系の倍率、qはロボット座標系に対する視覚座
標系の傾きである。
ット座標系の倍率、qはロボット座標系に対する視覚座
標系の傾きである。
ここで才4図の各座標値に対して、以下の関・・・・・
・■ 乙XRICO5θ、+ △YR,s inθ。m α(
Xv、 −Xv、 ) −・・■−ffR,s i n
θ。−△YR,cosθ(1=β(Yv、 −Yvl
) −■△XH−mXR1+(αXv、costJo−
βYv、sinθ。)・・@ΔYH屹YR,+ ((l
Xv、 sing、+バv、C0817o ) −■そ
して上記0〜0式よりα、β、θ。、ΔXH。
・■ 乙XRICO5θ、+ △YR,s inθ。m α(
Xv、 −Xv、 ) −・・■−ffR,s i n
θ。−△YR,cosθ(1=β(Yv、 −Yvl
) −■△XH−mXR1+(αXv、costJo−
βYv、sinθ。)・・@ΔYH屹YR,+ ((l
Xv、 sing、+バv、C0817o ) −■そ
して上記0〜0式よりα、β、θ。、ΔXH。
△YHがまるが、■式中のβ/αは視覚装置のハード構
造からもまる値である。
造からもまる値である。
従って、視覚座標系に対するロボット座標系の倍率α、
β、ロボット座標系に対する視覚座標系の傾きθ0.ロ
ボット座標系における視覚座標原点に対するハンドのハ
ンドリング基準点のx、X座標(△XH,△YH)等の
座標系の相対関係をめることができる。
β、ロボット座標系に対する視覚座標系の傾きθ0.ロ
ボット座標系における視覚座標原点に対するハンドのハ
ンドリング基準点のx、X座標(△XH,△YH)等の
座標系の相対関係をめることができる。
ところで、以上に述べた■〜■の関係式は、矛3図の弧
状ハンド10aと円形ワーク11aの場合についてだけ
ではな(、矛5図に示すハンド10bとワーク11bの
ように、ワークのハンドリング基準点Hと図心Cが一致
しさらにはハンドのハンドリング基準点Pとが一致する
場合にはすべて成立つ関係である。
状ハンド10aと円形ワーク11aの場合についてだけ
ではな(、矛5図に示すハンド10bとワーク11bの
ように、ワークのハンドリング基準点Hと図心Cが一致
しさらにはハンドのハンドリング基準点Pとが一致する
場合にはすべて成立つ関係である。
ざらに矛6図に示すように、ハンド10Cによりワーク
11Cを把持した時、ハンドとワークとの把持関係が一
定に定まる場合、すなわち矛6図でロボット座標系にお
けるハンド1ncの基準角度θ1が既知でさらにハンド
10cに対するワーク11Cの把持角度θ、及びワーク
11cにおけるハンドリング基準点Hと図心Cとの距離
eがまっている場にも、矛2図、オ9図及び矛4図と同
様の操作を行うことができる。この場合にくM+]記し
た0〜0式はそのまま成立するが、■。
11Cを把持した時、ハンドとワークとの把持関係が一
定に定まる場合、すなわち矛6図でロボット座標系にお
けるハンド1ncの基準角度θ1が既知でさらにハンド
10cに対するワーク11Cの把持角度θ、及びワーク
11cにおけるハンドリング基準点Hと図心Cとの距離
eがまっている場にも、矛2図、オ9図及び矛4図と同
様の操作を行うことができる。この場合にくM+]記し
た0〜0式はそのまま成立するが、■。
0式に対応したロボット座標系における視覚座標原点に
対するハンドのハンドリング基準点のxy方向の′1−
れ(Δ)(H’、 △YH’ )として、ワー1 りの
・・ンドリング基準点Hと図心Cとの位置関係を補正し
た次式を用いる必要がある。
対するハンドのハンドリング基準点のxy方向の′1−
れ(Δ)(H’、 △YH’ )として、ワー1 りの
・・ンドリング基準点Hと図心Cとの位置関係を補正し
た次式を用いる必要がある。
ΔXH’=ΔXH−ecos(θ、−(π−01月・・
■△YH’=△YH−esin(θ2−(π−θ、 )
) ・・・■またさらに、0〜0式は、前記+21.
fi+の操作により、視覚装置7を移動して、一定位
置に置かれたワークの図心座標を2点で認識した場合に
おける、視覚装置の移動量△XR,,ΔYR,と該2点
での図心座標(Xv、 、 Yv、 ) 、 (XV2
.YV2 )を用いているだけであり、前記(1)項の
動作から定まるハンドによるワークの把持状態とは無関
係である。従って+21. +31の動作に対応した処
理においては、ワークは、視覚装置の視野内に入り、図
心の認、鐵ができるものならどんな形状のものでもよい
。この結果、任意形状のワークを用い℃、視野装置を所
定量動かして、一定位置に置かれた該任意ワークの図心
座標を2点で認識することにより、視覚座標系に対する
ロボット座標系の倍率α、β及びロボット座標系に対す
る視覚座標系の傾き0゜等の相対関係をめることができ
ろ。
■△YH’=△YH−esin(θ2−(π−θ、 )
) ・・・■またさらに、0〜0式は、前記+21.
fi+の操作により、視覚装置7を移動して、一定位
置に置かれたワークの図心座標を2点で認識した場合に
おける、視覚装置の移動量△XR,,ΔYR,と該2点
での図心座標(Xv、 、 Yv、 ) 、 (XV2
.YV2 )を用いているだけであり、前記(1)項の
動作から定まるハンドによるワークの把持状態とは無関
係である。従って+21. +31の動作に対応した処
理においては、ワークは、視覚装置の視野内に入り、図
心の認、鐵ができるものならどんな形状のものでもよい
。この結果、任意形状のワークを用い℃、視野装置を所
定量動かして、一定位置に置かれた該任意ワークの図心
座標を2点で認識することにより、視覚座標系に対する
ロボット座標系の倍率α、β及びロボット座標系に対す
る視覚座標系の傾き0゜等の相対関係をめることができ
ろ。
次に、矛7図は、本覚明による他の実施例を示し、視覚
Hit 15をx、1.、z方向に動(直交座標形ロボ
ットの移動アームとは別に設けたロボット12の構成と
動作を示す図である。この図において、矛1図又は矛2
図と同一番号を付したものは同一部分を示す。また14
は視覚装置16を固定する固定具であり、視覚装置16
は固定具14により一定位置に固定される。すなわちロ
ボット座標系XR−OR−YRにおいて、視覚座標系X
v−Ov−Yvは一定の相対関係(原点の位置ずれ。
Hit 15をx、1.、z方向に動(直交座標形ロボ
ットの移動アームとは別に設けたロボット12の構成と
動作を示す図である。この図において、矛1図又は矛2
図と同一番号を付したものは同一部分を示す。また14
は視覚装置16を固定する固定具であり、視覚装置16
は固定具14により一定位置に固定される。すなわちロ
ボット座標系XR−OR−YRにおいて、視覚座標系X
v−Ov−Yvは一定の相対関係(原点の位置ずれ。
座標軸の傾き)に位置決めされる。セして15&ミこの
時の視覚装置13の視野である。
時の視覚装置13の視野である。
以上の構成において、ロボット12及び視覚装置13の
動作fK:矛10図に示すフローチャートに基づいて説
明する。
動作fK:矛10図に示すフローチャートに基づいて説
明する。
fal ロボット12はハンド10によりワーク11を
把持した後ロボット座標系において△XR,’1ムYR
,’移動し、ワーク11を視野15内に入る人位置に置
((同図、r)。そしてここで視覚装置13により視覚
座標系におけるワーク11の図心座標(Xv、 、Yv
、 )を認識する(同図、5)fbl 3らに、ロボッ
ト12により、ワーク11をロボット座標系において△
XR,”、ΔYR,’移動して視野9C内に入る別のB
位置に置いた後(同図、t)、再び視覚装[13により
、視覚座標糸におけるワーク11の図心座標(Xv、
、 Yv、 )を認識する(同図、u)。
把持した後ロボット座標系において△XR,’1ムYR
,’移動し、ワーク11を視野15内に入る人位置に置
((同図、r)。そしてここで視覚装置13により視覚
座標系におけるワーク11の図心座標(Xv、 、Yv
、 )を認識する(同図、5)fbl 3らに、ロボッ
ト12により、ワーク11をロボット座標系において△
XR,”、ΔYR,’移動して視野9C内に入る別のB
位置に置いた後(同図、t)、再び視覚装[13により
、視覚座標糸におけるワーク11の図心座標(Xv、
、 Yv、 )を認識する(同図、u)。
tel 以上の操作により、ロボット移動量(△XR,
′ΔYR,’)、(△XR,’、Δya、’)及び視覚
装置で認識シタ図心座標(Xv、 、 Yv、 )、
(Xv、 。
′ΔYR,’)、(△XR,’、Δya、’)及び視覚
装置で認識シタ図心座標(Xv、 、 Yv、 )、
(Xv、 。
Yv、)を用いて、教示データ(座標系の相対関係)を
める(同図、す。
める(同図、す。
次に上記(c1項の教示データ算出方法を説明する。
さらに矛8図は、ワークを把持する時(II’) /・
ンドのハンドリング基準点Pをロボット座標系の原点0
RiC置き、牙3図の弧状ノ・ンド10aと円形ワーク
11aを用いた場合圧おける上記(at、 tblの動
作に対応した各座標系の関係を示す図である。この図に
おいて、P、 、 P、点はそれぞれワークのA位置、
B位置における)・ンドのノ1ンドリング基準点であり
、弧状ノ・ンド10a1円形ワーり11aを用いている
ことから、P、 、 P、ともワークのハンドリング基
準点H及び図心Cと一致する。さらに、(Jv(△Xv
、△Yv)はロボット座標系における視覚座標原点の座
標、P、(ΔXn、′。
ンドのハンドリング基準点Pをロボット座標系の原点0
RiC置き、牙3図の弧状ノ・ンド10aと円形ワーク
11aを用いた場合圧おける上記(at、 tblの動
作に対応した各座標系の関係を示す図である。この図に
おいて、P、 、 P、点はそれぞれワークのA位置、
B位置における)・ンドのノ1ンドリング基準点であり
、弧状ノ・ンド10a1円形ワーり11aを用いている
ことから、P、 、 P、ともワークのハンドリング基
準点H及び図心Cと一致する。さらに、(Jv(△Xv
、△Yv)はロボット座標系における視覚座標原点の座
標、P、(ΔXn、′。
△YR,’)は人位置におけるワーク11aのハンドリ
ング基準点の座標でありla1項のロボット移動量から
まる値である。また矛4図の場合と同様に、α、βは各
々z、 y、方向の視覚座標系に対するロボット座標系
の倍率、θ0はロボット座標系に対する視覚座標系の傾
きである。
ング基準点の座標でありla1項のロボット移動量から
まる値である。また矛4図の場合と同様に、α、βは各
々z、 y、方向の視覚座標系に対するロボット座標系
の倍率、θ0はロボット座標系に対する視覚座標系の傾
きである。
ここで矛8図の各層標値に対して、以下の関係式が成立
する。
する。
・・・■
△XR2cosθ0+△”Rgsinへ=−α(Xv、
−Xv、) −・・■△X’5 sinθ。−△Y′R
ecosθo=−β(Yv、 −Yv、 ) 川■ΔX
v=△X’R,−(αXv、cosθ0−βYv、 s
in&、 ) 、、、 Q9ΔYvwΔYIRI−(α
Xv、sinθ0+βYv、cost、) 、、、■そ
して上記■〜;1つ式よりα、β、#o、△X v 。
−Xv、) −・・■△X’5 sinθ。−△Y′R
ecosθo=−β(Yv、 −Yv、 ) 川■ΔX
v=△X’R,−(αXv、cosθ0−βYv、 s
in&、 ) 、、、 Q9ΔYvwΔYIRI−(α
Xv、sinθ0+βYv、cost、) 、、、■そ
して上記■〜;1つ式よりα、β、#o、△X v 。
△Yvかまるが、■式中β/αば1.t’4図の場合と
同様に、視覚装置の・・−ド構造からもまる値である。
同様に、視覚装置の・・−ド構造からもまる値である。
ところで0〜0式において、
ΔXn、′−−△XR,△Ya、°=−△YR。
△XR,′=−ΔXR,△YR,’=−△YR。
ΔXv=−ΔXH△YV = −△YHと正負の符号を
逆にして置き換えると、0〜0式ば0〜0式と全く同じ
式になる。これは矛2図と矛7図におい℃視覚装置とワ
ークとの座標関係が、ロボットの移動に対して反対にな
るためである。
逆にして置き換えると、0〜0式ば0〜0式と全く同じ
式になる。これは矛2図と矛7図におい℃視覚装置とワ
ークとの座標関係が、ロボットの移動に対して反対にな
るためである。
従って、矛7図の場合も矛2図と同様の処理により、視
覚座標系に対するロボット座標系の倍率α、β、ロボッ
ト座標系に対する視覚座標、系の傾きθ。、ロボット座
標系における視覚座標原点位置の座標(△Xv、△Yv
)等の座標系の相対関係をめることかでざる。
覚座標系に対するロボット座標系の倍率α、β、ロボッ
ト座標系に対する視覚座標、系の傾きθ。、ロボット座
標系における視覚座標原点位置の座標(△Xv、△Yv
)等の座標系の相対関係をめることかでざる。
また以上に述べた0〜0式は、矛2図及び矛4図の場合
と同様に、−7□ s図に示すハンド10bとワーク1
1bのように、ワークのハンドリング基糸点Hと図心C
とが一致しさらにはノ\ンドのハンドリング基準点Pと
が一致する場合にはすべて成立つ関係式である。
と同様に、−7□ s図に示すハンド10bとワーク1
1bのように、ワークのハンドリング基糸点Hと図心C
とが一致しさらにはノ\ンドのハンドリング基準点Pと
が一致する場合にはすべて成立つ関係式である。
さらに矛6図のように、ハンド10cによりワーク11
Cを把持した時、ハンドとワークとの把持関係が一定に
定まる場合にも、牙2図及び牙4図の場合と同様に、前
記の0〜0式はそのまま成立し、■と0式に対応したロ
ボット座標系における視覚座標原点の座標(△Xv;△
Yv’)収ワークのハンドリング基準点Hと図心Cとの
ずれを補正した次式によってめることができる。
Cを把持した時、ハンドとワークとの把持関係が一定に
定まる場合にも、牙2図及び牙4図の場合と同様に、前
記の0〜0式はそのまま成立し、■と0式に対応したロ
ボット座標系における視覚座標原点の座標(△Xv;△
Yv’)収ワークのハンドリング基準点Hと図心Cとの
ずれを補正した次式によってめることができる。
ΔXv’=△Xv十ecos(θ2−(π−θ、)i・
−@ΔYv’ =△Yv+e 5ini (/、 −(
π−θ、) ) ・−・ ■尚矛7図の場合には、ロボ
ットのハンドにより、ワークを2回把持して移動するた
め、ハンドによりワークを把持した時の把持関係が一定
に定−1:I”:、ないようなワークを用いた時には、
■〜[相]式も成立しない。
−@ΔYv’ =△Yv+e 5ini (/、 −(
π−θ、) ) ・−・ ■尚矛7図の場合には、ロボ
ットのハンドにより、ワークを2回把持して移動するた
め、ハンドによりワークを把持した時の把持関係が一定
に定−1:I”:、ないようなワークを用いた時には、
■〜[相]式も成立しない。
ところでこれまでの説明では、矛2図のロボット構成及
び矛7図の構成においても、2点の教示点での、視覚座
標系における図心座標とロボット座標系におけるロボッ
ト移動量とから、視覚座標系とロボット座標系さらには
ハンド位置との間の座標系の相対関係をめてきたが、こ
れに限るものではなく、牙9図のに、l′?:必要口<
n)父は矛10図のtuな必要口(W)繰返すことによ
り、2点以上の教示点を用いても同様に座標系の相対関
係をめることができる。例えば以下に教示点を5点とし
た場合(矛9図でn−2又は矛10図でw−2)につい
て述べる。
び矛7図の構成においても、2点の教示点での、視覚座
標系における図心座標とロボット座標系におけるロボッ
ト移動量とから、視覚座標系とロボット座標系さらには
ハンド位置との間の座標系の相対関係をめてきたが、こ
れに限るものではなく、牙9図のに、l′?:必要口<
n)父は矛10図のtuな必要口(W)繰返すことによ
り、2点以上の教示点を用いても同様に座標系の相対関
係をめることができる。例えば以下に教示点を5点とし
た場合(矛9図でn−2又は矛10図でw−2)につい
て述べる。
矛2図及び矛4図において、矛6の教示点での視覚座標
系における図心座標を・(Xv3. Yv3)とし、1
・2から矛6の教示点への移動でのロボット座標系にお
ける視覚装置の移動量をΔXR,。
系における図心座標を・(Xv3. Yv3)とし、1
・2から矛6の教示点への移動でのロボット座標系にお
ける視覚装置の移動量をΔXR,。
・・・[相]
従って、■及び[相]式よりα、βの値をめることがで
きる。
きる。
矛7図及び矛8図において、矛3の教示点忙ける視覚座
標系での図心座標を(Xvs、 Yv3)とし、矛2か
ら矛3の教示点への移動でのロボット座標系におけるワ
ークの移動量を△X R3’、 az ’とすると、さ
らに次の式が成立つ。
標系での図心座標を(Xvs、 Yv3)とし、矛2か
ら矛3の教示点への移動でのロボット座標系におけるワ
ークの移動量を△X R3’、 az ’とすると、さ
らに次の式が成立つ。
Yv、ア・・・0
従って、■及び[相]式よりα、βの値をめることかで
きる。
きる。
このことから、矛2図及び矛4図のロボット構成とも、
矛6の教示点を用いることにより、α、βの値をめやす
くなる。
矛6の教示点を用いることにより、α、βの値をめやす
くなる。
ところで実際のロボットによるワークハンドリング動作
は、事前に教示データをめてお代この教示データを用い
て視覚装置による認識結果からロボット動作量データ(
ハンドのXIL YR方方向移動量目回転角度をめ、こ
のデータに、1: 基づいてロボットを動作させること
が考えられろ。この場合におけろ全体システムの機器構
成の一例ケ矛11図に示す。矛11図において、18は
ビデオカメラ等の画像入力装置16と入力画像を処理す
る画像処理装置17とから成る視覚装置、19はロボッ
ト、20はティーチングに用いるパソコン等の計算装置
である。
は、事前に教示データをめてお代この教示データを用い
て視覚装置による認識結果からロボット動作量データ(
ハンドのXIL YR方方向移動量目回転角度をめ、こ
のデータに、1: 基づいてロボットを動作させること
が考えられろ。この場合におけろ全体システムの機器構
成の一例ケ矛11図に示す。矛11図において、18は
ビデオカメラ等の画像入力装置16と入力画像を処理す
る画像処理装置17とから成る視覚装置、19はロボッ
ト、20はティーチングに用いるパソコン等の計算装置
である。
以上の構成において、ティーチング時には、通信線21
と22を結び、計算装置20かもの指令により、ロボッ
トを動作させて、この時のロボット移動量を計算装置2
0に人力すると同時に視覚装置18によるgR結果(図
心)を計算装置20に入力して、計算装置18により0
〜0式の計算を行い、教示データ(座標系の相対関係)
を算出する。そしてまった教示データを画像処理装置1
7に転送して記憶してお(。次に実際のワークハンドリ
ング時には、計算装置20を取りはずし通信線23のみ
を結んで、画像入力装置16から画像処理装置17に映
像を取込み、ここで図心な認識すると同時に、ロボット
動作量データを算出しこのデータをロボット19に転送
してワークのハンドリングを行う。
と22を結び、計算装置20かもの指令により、ロボッ
トを動作させて、この時のロボット移動量を計算装置2
0に人力すると同時に視覚装置18によるgR結果(図
心)を計算装置20に入力して、計算装置18により0
〜0式の計算を行い、教示データ(座標系の相対関係)
を算出する。そしてまった教示データを画像処理装置1
7に転送して記憶してお(。次に実際のワークハンドリ
ング時には、計算装置20を取りはずし通信線23のみ
を結んで、画像入力装置16から画像処理装置17に映
像を取込み、ここで図心な認識すると同時に、ロボット
動作量データを算出しこのデータをロボット19に転送
してワークのハンドリングを行う。
この結果、視覚装置18での演算処理を軽減できろと同
時に、計算装置120は教示時にのみ必要でワークハン
ドリング時は不要となるため、視覚装置18とロボット
19との複数組の組合せに対して1個の計算装置20で
すみ、全体のシステムを安価に構成できることになる。
時に、計算装置120は教示時にのみ必要でワークハン
ドリング時は不要となるため、視覚装置18とロボット
19との複数組の組合せに対して1個の計算装置20で
すみ、全体のシステムを安価に構成できることになる。
尚、これまでの説明では、直交座標形ロボットについて
、平面座標における視覚座標系とロボット座標系さらに
はハンド位置との相対関係を視覚装置により自動測定す
る方法について述べてぎたが、本方法はこれに限るもの
ではな(、円筒座憚形、極座標形、スカラ形、多関節形
等他の形態のロボットであっ又も1.z’、 y方向の
直交座標系で移動量を指示できるロボットであれば、そ
のまま通用できること、さらには2万回も含む三次元座
標にまで拡張できることは明白である。
、平面座標における視覚座標系とロボット座標系さらに
はハンド位置との相対関係を視覚装置により自動測定す
る方法について述べてぎたが、本方法はこれに限るもの
ではな(、円筒座憚形、極座標形、スカラ形、多関節形
等他の形態のロボットであっ又も1.z’、 y方向の
直交座標系で移動量を指示できるロボットであれば、そ
のまま通用できること、さらには2万回も含む三次元座
標にまで拡張できることは明白である。
さらに以上の説明では、視覚装置と組合わせたロボット
において座標系の相対関係をめる方法を述べてきたが、
本方法はロボットに限らず、視覚装置と組合わせて動作
させる装置であれば、それらの間の座標系の相対関係を
める場合圧一般的に適用できることは明らかである。
において座標系の相対関係をめる方法を述べてきたが、
本方法はロボットに限らず、視覚装置と組合わせて動作
させる装置であれば、それらの間の座標系の相対関係を
める場合圧一般的に適用できることは明らかである。
以上詳細に述べたように、本発明によれば、ロボットと
組合わせて使用する視覚装置を測定装置として用い、該
視覚装置の視野内の二点以上で適当なワークの図心座標
なgR″1′″るという簡単な操作で正確に視覚座標系
とロボット座標系とハンド位置との間の相対関係をめる
ことができ、さらには保守・点検等の点でも非常に有効
である。
組合わせて使用する視覚装置を測定装置として用い、該
視覚装置の視野内の二点以上で適当なワークの図心座標
なgR″1′″るという簡単な操作で正確に視覚座標系
とロボット座標系とハンド位置との間の相対関係をめる
ことができ、さらには保守・点検等の点でも非常に有効
である。
第1図は、直交座標形視覚装置取付はロボットの構成図
、矛2図は、本発明の一実施例による直交座標形視覚装
置取付はロボットの構成と動作を示す図、矛3図は、弧
状ハンドと円形ワークとの把持状態を示す図、矛4図は
、矛2図のロボット動作における座標関係を示す図、第
5図は、ハンドリング基準点と図心とが一致するワーク
におけるハンドとワークとの把持状態を示す図、矛6図
は、ハンドリング基準点と図心とが一定の位置関係にあ
るようなワークにおけるハンドとワークとの把持状態を
示す図、矛7図は、本発明の他の実施例による直交座標
形視覚装置・別置きロボットの構成と動作を示す図、矛
8図は、矛7図のロボット動作における座標関係を示す
図、矛9図、矛10図はロボット12及び視覚装置t1
3の動作を示すフローチャート、2111図は本発明の
全体システムの機器構成の一例を示す図である。 符号の説明 1.12・・・ロボット、4・・・水平移動アーム、5
・・・−ヒ下移動アーム、 6、10.10a、 10b、 10c −・−ハンド
、7.13・・・視覚装置、 8 、11. 11a、11b、11C−= ワ−り、
9.9 a、9 b、9 c、15−・・視野、”:;
・ XR−Ua−YR・・・ロボット座標系、Xv−O
v−Yv =−視覚座標系。 P、 P、、 P、・・・ハンドのハンドリング基準点
、H・・・ワークのノ・ンドリング基準点、C・・・ワ
ークの図心。 第 1 回 祷 2 図 一 第 3 図 鳴Sに パH2し 第4 図 籍5 乙 ぷ1 笑 7 図 第 6図 才9図 半10図 才11図 g
、矛2図は、本発明の一実施例による直交座標形視覚装
置取付はロボットの構成と動作を示す図、矛3図は、弧
状ハンドと円形ワークとの把持状態を示す図、矛4図は
、矛2図のロボット動作における座標関係を示す図、第
5図は、ハンドリング基準点と図心とが一致するワーク
におけるハンドとワークとの把持状態を示す図、矛6図
は、ハンドリング基準点と図心とが一定の位置関係にあ
るようなワークにおけるハンドとワークとの把持状態を
示す図、矛7図は、本発明の他の実施例による直交座標
形視覚装置・別置きロボットの構成と動作を示す図、矛
8図は、矛7図のロボット動作における座標関係を示す
図、矛9図、矛10図はロボット12及び視覚装置t1
3の動作を示すフローチャート、2111図は本発明の
全体システムの機器構成の一例を示す図である。 符号の説明 1.12・・・ロボット、4・・・水平移動アーム、5
・・・−ヒ下移動アーム、 6、10.10a、 10b、 10c −・−ハンド
、7.13・・・視覚装置、 8 、11. 11a、11b、11C−= ワ−り、
9.9 a、9 b、9 c、15−・・視野、”:;
・ XR−Ua−YR・・・ロボット座標系、Xv−O
v−Yv =−視覚座標系。 P、 P、、 P、・・・ハンドのハンドリング基準点
、H・・・ワークのノ・ンドリング基準点、C・・・ワ
ークの図心。 第 1 回 祷 2 図 一 第 3 図 鳴Sに パH2し 第4 図 籍5 乙 ぷ1 笑 7 図 第 6図 才9図 半10図 才11図 g
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 少くとも平面座標におけるワークの図心位置を認
識できる視覚装置と組合わせたロボットにおいて、該ロ
ボットを移動して該視覚装置の視野内の2点以上の教示
点で教示用ワークの図心を認識し、この時にまる視覚座
標系における該2点以上の教示点の図心座標とロボット
座標系における該2点以上の教示点に対応したロボット
移動量とから、該視覚座標系と該ロボット座標系さらに
は上記ロボットのハンドの位置との間の相対関係をめる
ようにしたことを特徴とする座標系の教示方法。 2、 上記視覚装置を上記ロボットの移動アームに取付
け、上記教示用ワークを上記ロボットのハンドにより一
担把持した後離してそのまま位置決めし、次に上記視覚
装置を動かすことにより、上記視覚座標系上の上記2点
以上の教示点の図心座標を認識するとともに、上記ロボ
ット座標系における視覚装置移動量を上記ロボット移動
量としたことを特徴とする特許請求の範囲矛1項記載の
座標系の教示方法。 6、 上記視覚装置を上記ロボットとは別に設置し、上
記ロボットのハンドにより上記教示用ワークを動かして
上記視覚座標系上の上記2点以上の教示点の図心座標を
認識するとともに、上記ロボット座標系におけるワーク
移動型を上記ロボット移動量としたことを特徴とする特
許請求の範囲矛1項記載の座標系の教示方法。 4 上記ハンドで把持した時、ハンドリング基準点とワ
ークとの位置関係が一定に定まるような教示用ワークを
用いたことを特徴とする特許請求の範囲矛1項、矛2項
又は矛3項記載の座標系の教示方法。 5、 上記ハンドで把持した時、ハンドリング基準点と
図心とが一致するような教示用ワークを用いたことを特
徴とする特許請求の範囲矛1項、矛2項又は矛5項記載
の教示方法。 6、 上記教示用ワークとして任意形状のワークを用い
て、上記視覚座標系と上記ロボット座標系との間の相対
関係をめるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
矛2項記載の座標系の教示方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11639384A JPS60262215A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | ロボツトの教示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11639384A JPS60262215A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | ロボツトの教示方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60262215A true JPS60262215A (ja) | 1985-12-25 |
Family
ID=14685917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11639384A Pending JPS60262215A (ja) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | ロボツトの教示方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60262215A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63254575A (ja) * | 1987-04-13 | 1988-10-21 | Fanuc Ltd | 視覚センサのキヤリブレ−シヨン装置 |
EP0371142A1 (en) * | 1988-04-27 | 1990-06-06 | Fanuc Ltd. | Method of correcting loci of an industrial robot |
FR2666761A1 (fr) * | 1990-09-18 | 1992-03-20 | Aerospatiale | Procede et dispositif de guidage de moyens de prehension d'un robot. |
JPH05241626A (ja) * | 1991-03-07 | 1993-09-21 | Fanuc Ltd | 検出位置補正方式 |
JP2011036975A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Honda Motor Co Ltd | ロボットの制御方法 |
JP2013198965A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Daihen Corp | 基板搬送装置及び基板搬送方法 |
-
1984
- 1984-06-08 JP JP11639384A patent/JPS60262215A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63254575A (ja) * | 1987-04-13 | 1988-10-21 | Fanuc Ltd | 視覚センサのキヤリブレ−シヨン装置 |
EP0371142A1 (en) * | 1988-04-27 | 1990-06-06 | Fanuc Ltd. | Method of correcting loci of an industrial robot |
FR2666761A1 (fr) * | 1990-09-18 | 1992-03-20 | Aerospatiale | Procede et dispositif de guidage de moyens de prehension d'un robot. |
JPH05241626A (ja) * | 1991-03-07 | 1993-09-21 | Fanuc Ltd | 検出位置補正方式 |
JP2011036975A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Honda Motor Co Ltd | ロボットの制御方法 |
JP2013198965A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Daihen Corp | 基板搬送装置及び基板搬送方法 |
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