JPS61173878A - Individual-difference corresponding teach data correction system of robot - Google Patents

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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はロボットシステムにおいてロボットかティーチ
データのプレイバックを行う際に、ロボット本体の移設
や個体差によるティーチポイントの変動を吸収すること
により、−良教示したデータの再利用、他のロボットへ
の移し換えを容易にする。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention, when playing back robot teach data in a robot system, absorbs changes in the teach point due to relocation of the robot body or individual differences. Facilitates reuse of well-taught data and transfer to other robots.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来、ロボットのティーチング／ブレイバックシステム
には次の様な問題点がある。Conventional robot teaching/breakback systems have the following problems.

（ＩＪ　　ティーチングの難し嘔 （２）　　ワークの移動に対する非適合性（８ン　　ロ
ボットの個体差によるティーチデータの非互換性。ロボ
ットするいはワークの経時変化等によるティーチポイン
トの変動。(IJ Difficulties in teaching (2) Incompatibility with workpiece movement (8) Incompatibility of teaching data due to individual differences in robots. Fluctuations in the teaching point due to changes in the robot or workpiece over time.

ここで対象にするのは（３）である。The target here is (3).

従来、ロボットの個体差や経時変化等から生ずるロボッ
トの計算モデルと実世界のワールド座標とのすｆ′Ｌを
修正する方法について、精密機械４９巻９号１）６９〜
７４におけるｒｓｃＡ凡人ロボット諸元のティーチング
による校正」において論じらｎている。Conventionally, there has been a method for correcting f'L between the calculation model of the robot and the world coordinates of the real world, which arises from individual differences among robots and changes over time, etc., in Precision Machinery Vol. 49, No. 9, 1) 69-
It is discussed in ``Calibration by Teaching of Ordinary Robot Specifications'' in 74.

しかし、基準座標点の正確な位置決めの困難さ、ロボッ
トのライン停止による効率の低下については配慮さｎて
いなかった。また、この方法は５ＣＡＩＬＡロボツトに
ついて論じられておシ、機構の複雑な多関節型ロボット
については触れていない。However, no consideration was given to the difficulty of accurately positioning the reference coordinate point and the reduction in efficiency due to robot line stoppages. Furthermore, this method discusses the 5CAILA robot, but does not mention multi-jointed robots with complex mechanisms.

〔発明の目的〕 本発明の目的はロボットやワーク等の経時変動簀普によ
るティーチポイントのすｎの修正、及びロボットの個体
差に起因する同一型ロボット間のティーチデータの非互
換性に対してこれらをコンピュータの利用により自動的
にティーチデータを修正、変換する手段を提供すること
にある。[Purpose of the Invention] The purpose of the present invention is to correct the teach point due to changes over time in robots, workpieces, etc., and to correct incompatibility of teach data between robots of the same type due to individual differences among robots. The object of the present invention is to provide a means for automatically modifying and converting teaching data using a computer.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

前記目的を達成するため、本発明では通常のティーチデ
ータ以外にロボットとワークを含んだ重要箇所の画像デ
ータ及びＩＴＶの１１ｆ率、位置などの画像パラメータ
を記憶しておき、各ティーチ点ごとに記憶画像と現画像
か一致するよう、比較演算しこの結果よりロボットやＩ
　ＴＶｔ−動かして、ティーチ点を自動修正する。In order to achieve the above object, in the present invention, in addition to normal teaching data, image data of important locations including the robot and workpiece, and image parameters such as the ITV 11f ratio and position are stored for each teaching point. A comparison operation is performed so that the image and the current image match, and from this result, robots and
TVt-move and automatically correct the teach point.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を実施例により説明する。 The present invention will be explained below with reference to Examples.

第１図は、本発明によるロボットティーチングシステム
の一実施例のブロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a robot teaching system according to the present invention.

通常のティーチングプレイバックシステムは、ロボット
２と、ロボット駆動系４、位置検出器５０ボツト制御器
７と、ティーチデータの記憶器８から成る。本発明では
、これにＩＴＶカメラ１、ＩＴＶカメラ駆動系３、ＩＴ
■カメラ制御器６、画像比較演算器９を附加して、ティ
ーチングプレイバックシステムに個体差対ｂティーチデ
ータ修正機能を加えたシステムｌＯを構成する。A typical teaching playback system consists of a robot 2, a robot drive system 4, a position detector 50, a robot controller 7, and a storage 8 for teaching data. In the present invention, this includes an ITV camera 1, an ITV camera drive system 3, an IT
(2) A camera controller 6 and an image comparison calculator 9 are added to form a system 10 in which a teaching playback system is added with an individual difference vs. b teaching data correction function.

図中、１０１ｔｉ画像データ、画像パラメータ（ＩＴＶ
カメラの位置や倍率など）、１０２はティーチデータ、
１０３ｔ；［前記以外の制御信号やデータ（例えはＣＡ
Ｄデータ）などの流ｆ′Ｌを示す。In the figure, 101ti image data, image parameters (ITV
(camera position, magnification, etc.), 102 is teach data,
103t; [Control signals and data other than the above (for example, CA
D data).

第２図はロボットへのティーチング処理手順のフローチ
ャートである。ステップ２１〜２６は通常のティーチン
グプレイバックシステムである。FIG. 2 is a flowchart of the teaching procedure for the robot. Steps 21-26 are a normal teaching playback system.

ティーチングプレイバックシステムでは、ティーチング
ボックス等を使ってロボットを動かし２２、ティーチ２
３を行う。ロボット２からのティーチデータ１０２とＩ
ＴＶカメラｌからの画像データ、画像パラメータ１０１
はそれぞれの制御器７．６を介して記憶器８へ記憶され
る２４゜各ティーチ点についてこｎ’ｌ繰返し一連のプ
レイバックデータとする。In the teaching playback system, the robot is moved using a teaching box etc. 22, and the teaching 2
Do step 3. Teach data 102 and I from robot 2
Image data from TV camera l, image parameters 101
This is repeated for each 24° teach point to form a series of playback data stored in the memory 8 via the respective controllers 7.6.

第３図は実際に本発明の方式にもとづく教示システムを
作動させるときのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart when actually operating the teaching system based on the method of the present invention.

４１〜４９はロボット制御器、５０〜５５は画像比較演
算器、５６〜６５はＩＴＶカメラ制御器の制御流れを示
す。41 to 49 are robot controllers, 50 to 55 are image comparison calculators, and 56 to 65 are ITV camera controllers.

ＩＴＶカメラ１を動かしティーチデータの修正を行う場
合（ステップ４２，５１．５７）、まず基準画像を読み
出してＩＴＶカメラ位置の自己修正（ステップ５８）を
行う。修正を行わない時は通常のプレイバックでロボッ
ト動作を行う（ステップ４Ｂ）。次にロボット、比較演
算器、ＩＴＶはそｎ−Ｈｎ最初のティーチポイントのテ
ィーチデータの読み出しくステップ４３）、画像データ
の読み出しくステップ５２）、画像パラメータの読み出
しくステップ５９）をおこなう。ロボットはティーチデ
ータで与えられた点に移動しくステップ４４）、ＩＴＶ
カメラは読み出した情報からカメラの向き、倍率等を調
整する（ステップ６０）。When moving the ITV camera 1 to correct the teaching data (steps 42, 51, and 57), first read the reference image and self-correct the ITV camera position (step 58). If no correction is to be made, the robot moves in normal playback (step 4B). Next, the robot, comparator, and ITV perform steps 43) to read the teach data of the first teach point, step 52) to read the image data, and step 59) to read the image parameters. The robot moves to the point given in the teach data (step 44), ITV
The camera adjusts its orientation, magnification, etc. based on the read information (step 60).

ＩＴＶカメラで撮影したくステップ６１）画像デ−タ１
１１は比較演算器に送られる。ここで画像を比較演算し
くステップ５３）、ロボットの移動データ１１２、ある
いはＩＴＶの移動データ１１３を送る。基本的ＫｔｌＩ
ＴＶは最初の基準位置設定の時以外は動か嘔ないが、微
調整で動かす必要かある場合はステップ６３で行う。画
像が一致するまで比較演算、位置修正をくシ返し行う。Step 61) Image data 1 to take pictures with ITV camera
11 is sent to the comparison calculator. Here, in step 53), the robot movement data 112 or the ITV movement data 113 is sent to compare the images. Basic KtlI
The TV does not move except when the initial reference position is set, but if it is necessary to move it by fine adjustment, it is done in step 63. Comparison calculations and position corrections are repeated until the images match.

画像が一致丁ｎばティーチポイントの修正は終了する。If the images match, the teaching point modification ends.

この時のティーチポイントのティーチデータは新しい値
になっているのでこの更新値を改めて記憶器８に記憶し
直す。以上を各ティーチ点ごとに繰シ返す。Since the teaching data of the teaching point at this time is a new value, this updated value is stored in the memory device 8 again. Repeat the above for each teach point.

ロボットのハンド部の画像マツチングが重要である。い
まロボットハンド部の座標系Ｔを次の様ｎ＝ノーマルベ
クトル ０＝オリエンテーシヨンベクトル ａ＝ニアプローチベクト ル＝ポジションベクトル ｎ、Ｏ，ａｈ単位ベクトルでｎ＝ｏｘａの関係がある。Image matching of the robot hand is important. Now, the coordinate system T of the robot hand section is as follows: n = normal vector 0 = orientation vector a = near approach vector = position vector n, O, ah unit vectors and there is a relationship n = oxa.

例えば第１関節から順に流口、曲け、曲げ、振シ、ひね
りの５自由度多関節ロボットにおいて、各自由度に対す
る回転角度は次の様に求まる。途中式は略す。For example, in a five-degree-of-freedom multi-joint robot that has five degrees of freedom, starting from the first joint: opening, bending, bending, shaking, and twisting, the rotation angle for each degree of freedom is determined as follows. Intermediate formulas are omitted.

θ１　＝ｔａｏ−’　（ｐ　ｘ／　ｐ　ｙ　）　（ｏｒ
θｌ二〇ｔ　＋　１８０°）ωＳθ３　＝　（ｐｘ”　
＋　ｐｙ”−２２”　　７３″）　／　２　ｔ２ｔｓ　
　（８）但し ｐｘ　’　＝（ＡＳｔｌｌｐｚ　＋ｓｉｎθ１　ｐｙｐ
１′＝ｐ藤、　ｔ２　、　ｔ３は第２．３アーム長（８
］式よりθ３が求まる。θ1 = tao-' (p x/ p y ) (or
θl20t + 180°)ωSθ3 = (px”
+ py"-22"73") / 2 t2ts
(8) However, px ' = (AStllpz + sinθ1 pyp
1'=p Fuji, t2, t3 are the 2.3rd arm length (8
] θ3 can be found from the formula.

０２ｓ４＝ｔａｎ−”　（−（ｃｏｓθｌａ　ｔ　＋ｓ
ｉｎθｔ　ａｙ）／　ａ−）　　　　（５）（５）式よ
り０４が求まる θ４＝０２３４−０２−０３（６） −ｓｉｎσ６＝ωＳσ１１扉θ２３４０ｘ　＋ｓｉｎθ
ＩＣ０５０２＄４　ｏ。02s4=tan-” (-(cosθla t +s
inθt ay)/a-) (5) 04 is found from equation (5) θ4=0234-02-03 (6) -sinσ6=ωSσ11 Door θ2340x +sinθ
IC0502$4 o.

士、１ｏθ２３４０ｍ　　　　　　（７）ωＳθ５ニー
ｓｉｎθ１　ｏ　、　＋ＣＯ５θ１０ｙ　　　　　　　
　　（８）θｓ　＝ｊａｎ−’　（ｓｚｎθ６　／ｃｏ
ｓθｍ　）　　　　　　　　　　　　（９）いまハンド
部の画像比較演算より、ハンドのずｎかｘ、ｙ、ｚ軸方
向にそれぞれΔＸ、Δｙ。shi, 1oθ2340m (7) ωSθ5 knee sinθ1 o, +CO5θ10y
(8) θs = jan-' (sznθ6 /co
sθm ) (9) Now, from the image comparison calculation of the hand part, ΔX and Δy in the x-, y-, and z-axis directions of the hand.

Δ２でめったとするとく回転は考えない）ハンドを持っ
て行くべき位置座標系は（１）式より、となる。このＴ
′から求まった角度上〇ｌ′〜σＳ′とすれば、ハンド
を正しい位置へ移動さゼるべき量７Ｉｌｌ、に Δθ１＝θ鳥′−θＩ（ｎ＝１．２．・・・、５］　　
　　αυとなシ、この操作量をロボット制御器７に与え
九によい。(Rotation is rarely considered at Δ2) The position coordinate system where the hand should be taken is given by equation (1). This T
If the angle obtained from ' is 〇l' ~ σS', then the amount by which the hand should be moved to the correct position is 7Ill, and Δθ1 = θbird' - θI (n = 1.2..., 5]
This operation amount is given to the robot controller 7 as αυ.

画像か一致したときのアーム角度０１〜θ６、あるいは
この時の絶対座標（ｘｓ　ｙ＋Ｚ）等を改めて記憶し直
丁ことにより常にティーチデータを更新する。こｎによ
り本発明システムを常に動かさなくとも誤差が現ｎた時
に間けつ的に行うだけでよい。The arm angles 01 to θ6 when the images match, or the absolute coordinates (xs y + Z) at this time, etc., are stored again and the teaching data is constantly updated by direct alignment. As a result, the system of the present invention does not have to be constantly operated, but only needs to be operated intermittently when an error occurs.

以上の実施例のシステムによりロボットのティーチデー
タは自動的に修正さｎ、また、同一機種ロボット、さら
には、ハンド部だけなど一部分に着目することにより異
種ロボットにもティーチデータの相互交換か可能となる
。With the system of the above embodiment, the robot's teaching data is automatically corrected, and it is also possible to mutually exchange teaching data with robots of the same model, and even with robots of different types by focusing on a part such as the hand part. Become.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によｎば、ティーチデータだけでなくＩＴＶカメ
ラよりの画像データ、カメラ倍率、向きなどの画像パラ
メータを各ティーチ点ごとに記憶しておき、この記憶画
像と現画像との画像比較演算ヲ行って、ロボットの位置
補正を行う事かできる。According to the present invention, not only teach data but also image data from an ITV camera, image parameters such as camera magnification and orientation are stored for each teach point, and an image comparison operation between the stored image and the current image is performed. You can go there and correct the robot's position.

従来、ロボットやワークの変動、ロボット個体差等によ
りティーチ点の修正がひんはんに必要であシ、また同−
塁ロボット間でもティーチデータに互換性が無く、人間
の手による修正という非効率な手段を取っていたがこｆ
′Ｌを解決できる。Conventionally, it has often been necessary to correct the teach point due to variations in robots and workpieces, individual differences between robots, etc.
Even among base robots, the teaching data was not compatible, and the inefficient method of manually correcting it was taken.
'L can be solved.

基準ワークを用いたティーチングによるロボットモデル
の諸元変更法は対象ガスカラロボットであり、より複雑
なロボットへの適用はさｎていない。１だロボットのラ
イン停止による作業効率の低下がある。The method for changing the specifications of a robot model by teaching using a reference work is applicable to Gascara robots, and is not applicable to more complex robots. 1) There is a decrease in work efficiency due to the robot line stopping.

本発明を用いｎばオンラインで処理が自動的に行なえて
ティーチデータを多くのロボットで共用できる効果があ
る。By using the present invention, processing can be automatically performed online and teaching data can be shared by many robots.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はロボットの個体差対応ティーチデータ修正シス
テムのブロック構成図、第２図は、ティーチング／プレ
イバックにおけるデーこの記憶までの処理手順のフロー
チャート、第３図は、プレイバック時におけるティーチ
データ修正処理のフ竿　１　口 第２　口 ＩFigure 1 is a block diagram of a teaching data correction system that accommodates individual differences in robots, Figure 2 is a flowchart of the processing procedure up to data storage during teaching/playback, and Figure 3 is teaching data correction during playback. Processing rod 1 mouth 2 mouth I

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、ロボットとロボットの制御器より成るロボット制御
装置と、工業用テレビカメラ（以下 ＩＴＶカメラと略す）と、回転及び平行移動の可能なＩ
ＴＶカメラ駆動系と、ＩＴＶカメラ、駆動系を制御する
制御器より成るＩＴＶカメラ制御装置と、データを記憶
するための記憶器と、画像の比較演算器とより構成され
るロボットシステムにおいて、ロボットのテイーチング
を行う際にテイーチデータ以外に画像データ、この時の
ＩＴＶカメラの制御条件を含む画像パラメータを同時に
記憶器に記憶しておき、同一ロボットあるいは同型の他
のロボットでプレイバックを行う時、この画像データと
ＩＴＶカメラよりの現画像データを比較演算し、演算結
果に基つきロボットの制御装置に位置修正命令を与えて
ロボットの位置を正しくすることを特徴とするロボット
の個体差対応テイーチテータ修正方式。 ２、同型の他のロボットを使う場合、あるいはＩＴＶカ
メラを移動する場合のために、ロボットやワークからの
ＩＴＶカメラの位置を正すための基準画像を予め撮影し
記憶しておき、同型の他のロボットを使う場合に基準画
像と現画像を比較演算してＩＴＶカメラの位置を自己修
正することを特徴とする第１項のロボットの個体差対応
テイーチデータ修正方式。[Claims] 1. A robot control device consisting of a robot and a robot controller, an industrial television camera (hereinafter abbreviated as ITV camera), and an ITV camera capable of rotation and translation.
In a robot system consisting of a TV camera drive system, an ITV camera control device consisting of a controller for controlling the ITV camera and the drive system, a memory for storing data, and an image comparison calculator, the robot's When performing teaching, in addition to the teaching data, image data and image parameters including the ITV camera control conditions at this time are stored in the memory at the same time, and when playback is performed with the same robot or another robot of the same type, this image A teaching data correction method corresponding to individual differences in robots, characterized in that data is compared and calculated with current image data from an ITV camera, and based on the calculation results, a position correction command is given to a control device of the robot to correct the position of the robot. 2. When using other robots of the same type or when moving the ITV camera, take and store a reference image in advance to correct the position of the ITV camera from the robot or workpiece, and use it for other robots of the same type. The teach data correction method corresponding to individual differences in robots according to item 1, characterized in that when the robot is used, the position of the ITV camera is self-corrected by comparing and calculating a reference image and a current image.