JPS632680A - Method of compensating position in industrial 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】 産業上の利用分野 本発明は産業用ロボットにおける位置補正方法に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a position correction method for an industrial robot.

従来の技術 例えば第１図に示すような作業ライン１を矢印Ａで示す
方向に流れるワーク２の孔２ａ、２ｂに、ライン１横の
産業用ロボット３によって部品供給部から持ち運んでき
た別のワーク４を嵌め込むような場合、ワーク２の番孔
２ａ、２ｂの位置情報は、ワーク座標Ｘ−Ｙ上での位置
指定によって与えられる。しかし、ワーク２はライン１
上で常時−定の向きにあるとは限らず、ロボット３の絶
対座標Ｘ’−Ｙ’に対し不特定な位置および傾きθを持
っていることが多い。Conventional technology For example, as shown in FIG. 1, a workpiece 2 flowing in the direction indicated by the arrow A is inserted into holes 2a and 2b of another workpiece carried from a parts supply section by an industrial robot 3 next to the line 1. 4, the positional information of the holes 2a and 2b of the workpiece 2 is given by specifying the position on the workpiece coordinates X-Y. However, work 2 is line 1
The robot 3 is not necessarily always in a fixed orientation, but often has an unspecified position and inclination θ with respect to the absolute coordinates X'-Y' of the robot 3.

これでは、前記番孔２ａ、２ｂのワーク２における正確
な位置情報によってもワーク４をそれら番孔２ａ、２ｂ
の位置に正確に持っていくことはできない。In this case, the workpiece 4 can be moved to those holes 2a, 2b even by accurate positional information of the holes 2a, 2b in the workpiece 2.
It is not possible to bring it to the exact position.

そこで従来、ワーク２の一部または全体を視覚センサに
より形状識別し、それによってワーク２の位置および向
きを検出してワーク座標の補正を行い、ワーク４をライ
ン１上のワーク２の番孔２ａ、２ｂの位置に正確に持っ
ていけるようにしている。Therefore, conventionally, the shape of part or the whole of the workpiece 2 is identified using a visual sensor, the position and orientation of the workpiece 2 are detected and the workpiece coordinates are corrected, and the workpiece 4 is moved to the hole 2a of the workpiece 2 on the line 1. , 2b so that it can be held accurately.

発明が解決しようとする問題点 しかし、ワーク２の位置や向きを検出するのに視覚セン
サを用いると、その視野範囲がワーク２の一部であるに
しても位置と向きを特定するためにはワーク２の形状等
に応じて適当な受光面積を持つものが必要であるし、そ
の全範囲の出力分布について演算しなければならないの
でワークの位置および向きの検出操作がやっかいである
。このためロボットの作業性が悪いうえ高価についてい
る。Problems to be Solved by the Invention However, when a visual sensor is used to detect the position and orientation of the workpiece 2, even if the visual field is only a part of the workpiece 2, it is difficult to identify the position and orientation. It is necessary to have an appropriate light-receiving area depending on the shape of the workpiece 2, etc., and the operation for detecting the position and orientation of the workpiece is troublesome because calculations must be made for the output distribution over the entire range. For this reason, robots have poor workability and are expensive.

問題点を解決するための手段 本発明は前記のような問題点を解決するために、絶対位
置を保証する産業用ロボットにおいて、ロボットの先端
部に設けられた反射型センサによって作業対象物の少な
くとも３点を走査して絶対位置に対する作業対象物の位
置と向きを検出し、この検出結果に基いて作業対象物に
対する作業位置や向きを設定するためロボットに人力し
てあるワーク座標ないし座標値を変更することを特徴と
するものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an industrial robot that guarantees the absolute position of a workpiece by a reflective sensor installed at the tip of the robot. The position and orientation of the workpiece relative to the absolute position is detected by scanning three points, and based on the detection results, the workpiece coordinates or coordinate values manually input to the robot are used to set the workpiece position and orientation for the workpiece. It is characterized by changing.

作用 産業用ロボットの先端部は作業具を有し、物品の移載や
組立等の作業を行う。この作業に先立って前記先端部に
設けた反射型センサで、作業対象物の少なくとも３点を
走査する。この走査点は作業対象物の形状や濃淡変化′
やに応じ、その位置および向きを決定するに足る数およ
び位置が選ばれる０例えば作業対象物が平面形状方形で
ある場合、作業対象物の位置およびバラツキの幅内でそ
の作業物の相隣れる両辺の一方の一点と、他方の二点と
をカバーできる軌跡で走査し、他方の辺についての２つ
の走査点を結ぶ線から作業対象物の向き、つまりワーク
座標の絶対座標に対する傾きを演算することができる。The tip of the industrial robot has a working tool and performs tasks such as transferring and assembling articles. Prior to this work, at least three points on the workpiece are scanned with a reflective sensor provided at the tip. This scanning point is used to determine the shape of the workpiece and changes in shading.
For example, if the workpiece has a rectangular planar shape, the number and position that are sufficient to determine the position and orientation of the workpiece are selected according to the position and variation of the workpiece. Scan with a trajectory that can cover one point on one side and two points on the other side, and calculate the orientation of the workpiece, that is, the inclination of the workpiece coordinates with respect to the absolute coordinates, from the line connecting the two scanning points on the other side. be able to.

また前記線とそれに直角で前記−方の辺についての１つ
の走査点を通る線との交点によって、前記ワーク座標の
位置を演算することができる。Further, the position of the workpiece coordinates can be calculated from the intersection of the line and a line perpendicular to the line passing through one scanning point on the - side.

このように得たワーク座標はロボットで次に作業を施そ
うとする作業対象物に一致しており、それに従って次の
作業のためのワーク座標ないし座標値を変更することに
よって、作業対象物の位Ｗや向きにバラツキがあっても
、作業対象物上の所定箇所に正確に作業を施すことがで
きる。The workpiece coordinates obtained in this way correspond to the workpiece to be worked on next by the robot, and by changing the workpiece coordinates or coordinate values for the next work accordingly, the workpiece coordinates can be adjusted accordingly. Even if there are variations in position W or direction, work can be performed accurately on a predetermined location on the workpiece.

実施例 本発明の一実施例を第１図から第３図に基いて説明する
。本実施例は前記したように第１図の如くラインｌを流
れるワーク２の孔２ａ、２ｂに、ライン１横の産業用ロ
ボット３によって部品供給部（図示せず）から持ち運ん
できた別のワーク４を嵌め込む作業を行う場合を示して
いる。Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. As described above, in this embodiment, as shown in FIG. 4 is shown.

産業用ロボット３は、絶対位置の保証のできるものが用
いられる０図示のものは直列式アーム５を持ったダイレ
クト・ドライブ方式の水平多関節型の例が示されている
。アーム５は、ベース６上の支柱１１を中心に旋回駆動
される第１アーム５ａと、第１アーム５ａの先端部の回
動軸７を中心に回動駆動される第２７−ム５ｂとからな
り、第２アーム５ｂの先端にワーク把持用の工具８を上
下動および回動可能に保持するハンド部９が設けられて
いる。このハンド部９にはさらに反射型センサ１０を内
界センサとして設け、ロボット３の作業対象物であるワ
ーク４をライン１の作業位置Ｓ上で走査できるようにし
てある今ロボット３がワーク４をラインｌの作業位置Ｓ
上にあるワーク２のところまで持ち運んできたとすると
、そのワーク４をワーク２の孔２ａまたは２ｂに嵌め込
む前に、前記反射型センサ１０によってワーク２を走査
する。The industrial robot 3 used is one whose absolute position can be guaranteed. The one shown in the figure is a direct drive type horizontal multi-joint type having a serial arm 5. The arm 5 includes a first arm 5a that is driven to rotate around a support 11 on a base 6, and a 27th arm 5b that is driven to rotate around a rotation shaft 7 at the tip of the first arm 5a. A hand portion 9 is provided at the tip of the second arm 5b to hold a tool 8 for gripping a workpiece in a vertically movable and rotatable manner. This hand part 9 is further provided with a reflection type sensor 10 as an internal sensor so that the workpiece 4, which is the object to be worked on by the robot 3, can be scanned on the work position S of the line 1. Working position S of line l
Assuming that the workpiece 2 is carried to the upper workpiece 2, the reflective sensor 10 scans the workpiece 2 before fitting the workpiece 4 into the hole 2a or 2b of the workpiece 2.

ワーク２は平面長方形をなしていてロボット３の絶対位
置に対応する絶対座標Ｘ’−Ｙ’に対するワーク座標Ｘ
−Ｙの位置ズレや（頃き角θが最大となる場合を含めて
、相隣れる２辺２ｃ、２ｄの一辺２ｃに対しては１点（
例えばＰｌ）、他辺２ｄに対しては２点（例えばＰ２、
Ｐ３）を確実に走査できるように第２図の如き走査ライ
ンＳＬを選定し、この走査ラインＳＬに沿い前記ワーク
２の走査を行う。The workpiece 2 has a rectangular planar shape, and the workpiece coordinate X is relative to the absolute coordinate X'-Y' corresponding to the absolute position of the robot 3.
-1 point for each side 2c of two adjacent sides 2c and 2d, including the case where the positional deviation of -Y and the rolling angle θ is maximum (
For example, Pl), and two points for the other side 2d (for example, P2,
In order to reliably scan P3), a scanning line SL as shown in FIG. 2 is selected, and the workpiece 2 is scanned along this scanning line SL.

この走査で、ライン１上が暗（ワーク２が明い色である
とすると、第３図のようにセンサ１０の走査がワーク２
に及んでいる間、ライン１に及んでいる場合に比しセン
サ１０の出力が高い。In this scan, the line 1 is dark (if the work 2 is a light color, the sensor 10 scans the work 2 as shown in Figure 3).
, the output of sensor 10 is higher than when line 1 is reached.

この出力の立ち上がり、立ち下がりを検出して位置１δ
号パルスｐｔ、ｉ　、　ｐｔ、２をとると、これがワー
ク２の辺２ｃや２ｄ上での走査点信号として得られ、前
記３つの走査点位置が、絶対座標上で例えばＰｌ　（θ
１１θ２）、Ｐ２（θ３、θ４）、Ｐ３　（θ５　、θ
６）として読み取れる。Detect the rise and fall of this output and position 1δ
When signal pulses pt,i, pt,2 are taken, these are obtained as scanning point signals on the sides 2c and 2d of the workpiece 2, and the three scanning point positions are expressed as, for example, Pl (θ
11θ2), P2(θ3, θ4), P3(θ5, θ
6).

ここで、辺２ｄに関し２点取られた点Ｐ２　（θ３・θ
４）とｐ３　　＜０５　、θ６　）を通る線とその線の
絶対座標Ｘ’−Ｙ’上での傾きを演算することで、ワー
ク２の絶対座標Ｘ’−Ｙ’に対する傾き、つまり実際の
ワーク２に対応したワーク座標Ｘ−Ｙの傾きを知ること
ができる。Here, point P2 (θ3・θ
4) and p3 < 05, θ6) and the slope of that line on the absolute coordinates X'-Y', the slope of work 2 with respect to the absolute coordinates X'-Y', that is, the actual workpiece. The inclination of the workpiece coordinates X-Y corresponding to 2 can be known.

また、前記点のＰ２　　（θ３、θ４）、Ｐ３（θ５　
、θ６）を通る線と、それに直角で点Ｐ１（θ１、θ２
）を通る線との、絶対座標Ｘ′−Ｙ′上での交点を演算
することで絶対座標Ｘ′−Ｙ’上でのワーク２の位置、
つまり実際のワーク２に対応したワーク座標Ｘ−Ｙの位
置を知ることができる。Also, P2 (θ3, θ4) and P3(θ5
, θ6) and a point P1 (θ1, θ2) perpendicular to it.
) on the absolute coordinates X'-Y', the position of the work 2 on the absolute coordinates X'-Y',
In other words, the position of the workpiece coordinates X-Y corresponding to the actual workpiece 2 can be known.

これらの演算は、ロボット３の動作制御を行うマイクロ
コンピュータ等を利用し、その動作制御の１つとして行
うことができ、そのような演算手法は公知であるから説
明は省略する。These calculations can be performed as one type of operation control using a microcomputer or the like that controls the operation of the robot 3, and since such calculation methods are well known, their explanation will be omitted.

前記のように実際のワーク２の位置に対応したワーク座
標Ｘ−Ｙが得られると、先に設定していたワーク座標を
前記実際のワーク座標Ｘ−Ｙに変更するか、絶対座標上
でワーク２に対する孔２ａ、２ｂの位置を作業位置とし
て設定してある座標値を実際のワーク座標に基いて変更
した後、ワーク４をワーク２上の所定位置にある孔２ａ
や２ｂに嵌め込む作業を行う。When the workpiece coordinates X-Y corresponding to the actual position of the workpiece 2 are obtained as described above, the previously set workpiece coordinates can be changed to the actual workpiece coordinates X-Y, or the workpiece coordinates can be changed in absolute coordinates. After changing the coordinate values set as the working position of the holes 2a and 2b relative to the workpiece 2 based on the actual workpiece coordinates, the workpiece 4 is moved to the hole 2a at a predetermined position on the workpiece 2.
and 2b.

これによって、ライン１の作業位置Ｓにおけるワーク２
の位置や向きにバラツキがあっても、そのワーク２上の
作業位置である孔２ａや２ｂの位置が常に正しく得られ
、ロボット３によるワーク４の孔２ａや２ｂへの嵌め込
み作業を確実に行うことができる。As a result, the workpiece 2 at the work position S of line 1
Even if there are variations in the position and orientation of the workpiece 2, the position of the hole 2a or 2b, which is the working position on the workpiece 2, can always be correctly obtained, and the robot 3 can reliably fit the workpiece 4 into the hole 2a or 2b. be able to.

なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく種々
の態様で実施することができる０例えばセンサ１０によ
る走査ラインや走査点は、ワーク２の形状等に応じて工
夫すればよいし、ワーク２の辺に躍らず明暗差のあるや
模様等のパターンを走査するようにしてもよい。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various ways. For example, the scanning lines and scanning points by the sensor 10 may be devised according to the shape of the workpiece 2, etc. It is also possible to scan a pattern, such as a pattern, that has a difference in brightness and darkness without jumping to the second side.

またセンサ１０として周知の距離センサーを使用し、ワ
ークの端面あるいは段差を検出してワークの位置および
向きを検出するようにしてもよい。Alternatively, a well-known distance sensor may be used as the sensor 10 to detect the end face or step of the workpiece to detect the position and orientation of the workpiece.

発明の効果 本発明によれば、前記構成および作用を有するので、作
業対象物の位置や向きにバラツキがある場合でも、その
作業対象物の位置や向きを簡単な方法で正しく認識し、
作業対象物上の所定部分に対し正確に作業することがで
き、ロボットの作業性がよくしかも安価に実施し得る。Effects of the Invention According to the present invention, since it has the above-described configuration and operation, even if there are variations in the position and orientation of the workpiece, the position and orientation of the workpiece can be correctly recognized in a simple manner,
The robot can work accurately on a predetermined portion of the workpiece, has good workability, and can be implemented at low cost.

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

第１図は本発明に係る産業用ロボットによる作業例を示
す斜視図、第２図は作業対象物の走査状態を示す平面図
、第３図は走査状態と検出信号との関係を示す説明図で
ある。 ２−・・・・−−−−−−・−−−一−−−−−−−・
−・−・−・・−作業対象物３−・−・・−・・−・−
・・−−−−−−ｍ−・−ｍ−−−−−・・産業用ロボ
ット９・−一−−−−・−・−−−−−−・・−・・−
・−・・先端部１０・−・−−−−−〜・−・−・・−
・−・・−一−−−−・・反射型センサＸ−Ｙ−・・・
−・・・−・・−・−−−−−ｍ−−・〜ワーク座標ｘ
’−ｙ’−・・−一−−−−・・・−−−−−・・絶対
座標。FIG. 1 is a perspective view showing an example of work performed by an industrial robot according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a scanning state of an object to be worked on, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the scanning state and a detection signal. It is. 2-・・・−−−−−−・−−−1−−−−−−−・
−・−・−・・− Work object 3 −・−・・−・・−・−
・・−−−−−−m−・−m−−−−−・・Industrial robot 9・−1−−−−・−・−−−−−−・・−・・−
・−・・Tip 10・−・−−−−−～・−・−・・−
・−・・−１−−−−・Reflection type sensor X−Y−・・・
−・・・−・・−・−−−−−m−−・〜Work coordinate x
'-y'-・・−1−−−−・−−−−−・・Absolute coordinates.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）絶対位置を保証する産業用ロボットにおいて、ロ
ボットの先端部に設けられた反射型センサによって作業
対象物の少なくとも３点を走査して絶対位置に対する作
業対象物の位置と向きを検出し、この検出結果に基いて
作業対象物に対する作業位置や向きを設定するためロボ
ットに入力してあるワーク座標ないし座標値を変更する
ことを特徴とする産業用ロボットにおける位置補正方法
。(1) In an industrial robot that guarantees absolute position, a reflective sensor installed at the tip of the robot scans at least three points on the workpiece to detect the position and orientation of the workpiece relative to the absolute position; A position correction method for an industrial robot, characterized by changing the workpiece coordinates or coordinate values input to the robot in order to set the work position and orientation with respect to the work target based on the detection result.