CN114555271B - 修正系统、修正方法、机器人系统及控制装置 - Google Patents
修正系统、修正方法、机器人系统及控制装置 Download PDFInfo
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Abstract
修正系统(2)具备:安装于机器人(10)的机器人焊枪(11)的能够沿第一方向动作的第一安装部(11bc)的相机(51);以上述相机的光轴的方向从上述第一安装部偏移的方式将上述相机安装于上述第一安装部的安装件(52);以及控制装置(3),上述控制装置在上述机器人焊枪位于用于将上述第一安装部按照示教数据按压于工件的规定的打点位置的示教位置时,使上述相机拍摄上述规定的打点位置的打点标记,使用拍摄到的图像来检测上述打点标记的位置,检测用于将上述第一安装部按压于上述打点标记的上述机器人焊枪的对应位置,基于上述对应位置与上述示教位置的差异来修正上述示教数据。
Description
相关申请的交叉引用
本案申请要求于2019年10月9日在日本专利局申请的日本特愿2019-186010号的优先权,并通过引用其整体而作为本案申请的一部分。
技术领域
本公开涉及修正系统、修正方法、机器人系统及控制装置。
背景技术
以往,已知一种自动地修正机器人的示教数据的技术。例如,专利文献1公开一种焊接机器人的示教位置修正系统。示教位置修正系统具备安装于焊枪的对置配置的两个电极中的一个电极或者与焊枪的对置配置的两个电极中的一个电极交换的拍摄装置。拍摄装置的光轴为与上述一方的电极的轴同轴。示教位置修正系统基于由拍摄装置拍摄到的图像中的工件的焊点的位置信息、从拍摄装置到焊点的距离、以及工件与另一方的电极的间隙,来修正焊枪的示教位置,以使得拍摄装置能够拍摄到焊点。
专利文献1:日本特开2008-132525号公报
在专利文献1的系统中,拍摄装置安装于焊枪的一方的电极或者与该电极替换。拍摄装置的长度通常比电极的长度大。例如,若使焊枪的电极按照示教数据以关闭电极间的间隙的方式动作,则存在拍摄装置被压变形的可能性。因此,例如,利用拍摄装置的拍摄在电极间的间隙被打开的状态下进行。在该情况下,存在以下担忧:拍摄装置与焊点的距离变大,通过对焊点的图像进行处理而得到的焊点的位置信息的精度变低,示教位置的修正精度变低。
发明内容
因此,本公开的目的在于提供提高示教数据的修正精度的修正系统、修正方法、机器人系统及控制装置。
为了实现上述目的,本公开的一方式所涉及的修正系统为对机器人的示教数据进行修正的修正系统,其中,具备:相机,其安装于上述机器人的机器人焊枪的对置的第一安装部及第二安装部中的能够沿第一方向动作的上述第一安装部;安装件,其以使上述相机的光轴的方向从上述第一安装部偏移的方式将上述相机安装于上述第一安装部;以及控制装置,上述控制装置在上述机器人焊枪位于用于将上述第一安装部按照上述示教数据按压于上述第一安装部与上述第二安装部之间的工件的规定的打点位置的示教位置时,使上述相机对标示于上述规定的打点位置的打点标记进行拍摄,使用由上述相机拍摄到的图像来检测上述打点标记的位置,对用于将上述第一安装部按压于上述打点标记的上述机器人焊枪的位置亦即对应位置进行检测,基于上述对应位置与上述示教位置的差异来修正上述示教数据。
本公开的一方式所涉及的机器人系统具备本公开的一方式所涉及的修正系统和上述机器人,上述控制装置控制上述机器人的动作。
本公开的一方式所涉及的修正方法为对机器人的示教数据进行修正的修正方法,其中,包括:使上述机器人焊枪移动至用于将上述第一安装部按照上述示教数据按压于上述机器人的机器人焊枪的对置的第一安装部及第二安装部之间的工件的规定的打点位置的示教位置;在上述机器人焊枪位于上述示教位置时,使安装于上述第一安装部的相机拍摄标示于上述规定的打点位置的打点标记;使用由上述相机拍摄到的图像来检测上述打点标记的位置;对用于将上述第一安装部按压于上述打点标记的上述机器人焊枪的位置亦即对应位置进行检测;基于上述对应位置与上述示教位置的差异来修正上述示教数据,上述相机以上述相机的光轴的方向从能够沿第一方向动作的上述第一安装部偏移的方式安装于上述第一安装部。
本公开的一方式所涉及的控制装置为执行本公开的一方式所涉及的修正方法的控制装置。
根据本公开的技术,能够提高示教数据的修正精度。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的机器人系统的一个例子的简图。
图2是表示实施方式所涉及的焊枪的结构的一个例子的侧视图。
图3是表示在图2的焊枪中代替电极头而安装拍摄装置的结构的一个例子的侧视图。
图4是表示实施方式所涉及的机器人系统的硬件结构的一个例子的块图。
图5是表示实施方式所涉及的机器人系统的功能结构的一个例子的块图。
图6是表示实施方式所涉及的打点标记的记号的一个例子的图。
图7是表示修正模式下的通过相机拍摄打点标记时的状态的一个例子的侧视图。
图8是表示在图7的状态下由相机拍摄到的图像的一个例子的图。
图9是表示实施方式所涉及的机器人系统在修正模式下的动作的一个例子的流程图。
图10是表示变形例所涉及的焊枪的拍摄装置的结构的一个例子的侧视图。
具体实施方式
首先,对本公开的实施例进行说明。本公开的一方式所涉及的修正系统为对机器人的示教数据进行修正的修正系统,其中,具备:相机,其安装于所述机器人的机器人焊枪的对置的第一安装部及第二安装部中的能够沿第一方向动作的上述第一安装部;安装件,其以使所述相机的光轴的方向从上述第一安装部偏移的方式将上述相机安装于上述第一安装部;以及控制装置,上述控制装置在上述机器人焊枪位于用于将上述第一安装部按照上述示教数据按压于上述第一安装部与上述第二安装部之间的工件的规定的打点位置的示教位置时,使上述相机对标示于上述规定的打点位置的打点标记进行拍摄,使用由上述相机拍摄到的图像来检测上述打点标记的位置,检测用于将上述第一安装部按压于上述打点标记的上述机器人焊枪的位置亦即对应位置,基于上述对应位置与上述示教位置的差异,来修正上述示教数据。
根据上述方式,由于以使相机的光轴的方向偏移的方式将相机安装于第一安装部,因此在第一方向上,能够抑制相机从第一安装部的突出量。由此,在通过相机进行拍摄时,例如,即使使第一安装部按照示教数据沿第一方向动作,也能够使相机以不在第一安装部与工件之间被压变形的方式接近打点标记。由此,相机能够在第一安装部朝向打点位置动作的状态下拍摄打点标记,能够拍摄高精度且高画质地表示打点标记的相对位置的图像。因此,能够提高对应位置的检测精度及示教数据的修正的精度。
在本公开的一方式所涉及的修正系统中,也可以是上述控制装置在上述机器人焊枪位于上述示教位置时,使上述第一安装部按照上述示教数据朝向上述工件沿上述第一方向动作,使接近上述工件的状态的上述相机拍摄上述打点标记。
根据上述方式,利用相机能够拍摄高精度且高画质地表示打点标记的相对位置的图像,能够提高示教数据的修正的精度。
在本公开的一方式所涉及的修正系统中,也可以是用于焊接的电极能够相对于上述第一安装部及上述第二安装部装卸,上述安装件代替上述电极而安装于上述第一安装部。
根据上述方式,由于相机代替电极而安装于第一安装部,因此相机能够拍摄工件中的与电极接触的部分。这样的相机能够对高精度且高画质地表示与电极接触的部分对应的打点标记的相对位置的图像进行拍摄。
在本公开的一方式所涉及的修正系统中,也可以是用于焊接的电极能够相对于上述第一安装部及上述第二安装部装卸,上述安装件构成为能够在上述电极安装于上述第一安装部的状态下安装于上述第一安装部。
根据上述结构,例如,第一安装部沿第一方向移动,相机能够拍摄电极与工件接触的状态的图像。这样的图像由于一起拍摄出电极的实际的打点位置与打点标记,因此能够进行实际的打点位置与打点标记的相对位置的高精度且简易的检测。
在本公开的一方式所涉及的修正系统中,也可以是安装于上述第一安装部的上述安装件及上述相机从所述第一安装部朝所述第一方向突出的长度为安装于上述第一安装部的上述电极从上述第一安装部朝上述第一方向突出的长度以下。
根据上述方式,在使第一安装部按照示教数据沿第一方向动作时,相机及安装件与电极相同程度以下地接近工件,但抑制了相机及安装件被按压于工件而破损。
在本公开的一方式所涉及的修正系统中,也可以是上述安装件以所述相机的光轴的方向为与上述第一方向交叉的方向的方式使上述相机的光轴的方向偏移。
根据上述方式,能够将相机在第一方向所占的长度抑制得较小。由此,能够实现用于将相机安装于第一安装部的省空间化。
在本公开的一方式所涉及的修正系统中,也可以是上述安装件以上述相机的光轴的方向与上述第一方向平行的方式使上述相机的光轴的方向偏移。
根据上述方式,抑制了由相机拍摄到的打点标记的变形。由此,能够实现用于检测打点标记的图像处理的简化。
在本公开的一方式所涉及的修正系统中,也可以是上述示教位置包含上述机器人焊枪在上述示教位置的三维位置及姿势,上述对应位置包含上述机器人焊枪在上述对应位置的三维位置及姿势,上述控制装置基于上述机器人焊枪在上述对应位置的三维位置及姿势与上述机器人焊枪在上述示教位置的三维位置及姿势的差异,来修正上述示教数据。
根据上述方式,示教数据的修正的精度提高。
在本公开的一方式所涉及的修正系统中,也可以是上述控制装置以在上述示教位置在通过上述相机进行拍摄之前将上述第二安装部按压于上述工件的方式使上述机器人焊枪移动。
根据上述方式,工件在第一安装部与第二安装部之间的位置被维持为恒定。由此,能够简化工件及打点标记在从第一安装部朝向第二安装部的方向上的位置的检测处理。
在本公开的一方式所涉及的修正系统中,也可以是上述打点标记为包含表示中心的中心显示部、和表示绕所述中心旋转时的朝向的指向显示部在内的记号。
根据上述方式,作为机器人焊枪相对于打点标记的对应位置,能够进行机器人焊枪的三维位置及姿势的检测。使用了这样的对应位置的示教数据的修正使高精度的修正成为可能。
本公开的一方式所涉及的机器人系统具备本公开的一方式所涉及的修正系统、和上述机器人,上述控制装置控制上述机器人的动作。根据上述方式,可得到与本公开的一方式所涉及的修正系统相同的效果。
本公开的一方式所涉及的修正方法为对机器人的示教数据进行修正的修正方法,其中,包括:使上述机器人焊枪移动至用于将上述第一安装部按照上述示教数据按压于上述机器人的机器人焊枪的对置的第一安装部与第二安装部之间的工件的规定的打点位置的示教位置;在上述机器人焊枪位于上述示教位置时,使安装于上述第一安装部的相机拍摄标示于上述规定的打点位置的打点标记;使用由上述相机拍摄到的图像来检测上述打点标记的位置;检测用于将上述第一安装部按压于上述打点标记的上述机器人焊枪的位置亦即对应位置;以及基于上述对应位置与上述示教位置的差异来修正上述示教数据,上述相机以所述相机的光轴的方向从能够沿第一方向动作的上述第一安装部偏移的方式安装于上述第一安装部。根据上述方式,能够得到与本公开的一方式所涉及的修正系统相同的效果。
本公开的一方式所涉及的修正方法也可以是,还包括在上述机器人焊枪位于上述示教位置时,使上述第一安装部按照上述示教数据朝向上述工件沿上述第一方向动作,在上述相机接近上述工件的状态下进行基于上述相机的上述打点标记的拍摄。
在本公开的一方式所涉及的修正方法中,也可以是用于焊接的电极能够相对于上述第一安装部及上述第二安装部装卸,上述相机代替上述电极而安装于上述第一安装部。。
在本公开的一方式所涉及的修正方法中,也可以是用于焊接的电极能够相对于上述第一安装部及上述第二安装部装卸,上述相机构成为能够在上述电极安装于上述第一安装部的状态下安装于上述第一安装部。
在本公开的一方式所涉及的修正方法中,也可以是安装于上述第一安装部的上述相机从所述第一安装部朝所述第一方向突出的长度为安装于上述第一安装部的上述电极从上述第一安装部朝上述第一方向突出的长度以下。
在本公开的一方式所涉及的修正方法中,也可以是上述相机的光轴的方向以上述相机的光轴的方向为与上述第一方向交叉的方向的方式偏移。
在本公开的一方式所涉及的修正方法中,也可以是上述相机的光轴的方向以上述相机的光轴的方向与上述第一方向平行的方式偏移。
在本公开的一方式所涉及的修正方法中,也可以是基于上述机器人焊枪在上述对应位置的三维位置及姿势与上述机器人焊枪在上述示教位置的三维位置及姿势的差异,来修正上述示教数据,上述示教位置包含上述机器人焊枪在上述示教位置的三维位置及姿势,上述对应位置包含上述机器人焊枪在上述对应位置的三维位置及姿势。
本公开的一方式所涉及的修正方法也可以是还包括以在上述示教位置在通过上述相机进行拍摄之前将上述第二安装部按压于上述工件的方式使上述机器人焊枪移动。
在本公开的一方式所涉及的修正方法中,也可以是上述打点标记为包含表示中心的中心显示部、和表示绕上述中心旋转时的朝向的指向显示部在内的记号。
本公开的一方式所涉及的控制装置为执行本公开的一方式所涉及的修正方法的控制装置。根据上述方式,可得到与本公开的一方式所涉及的修正方法相同的效果。
(实施方式)
以下,一面参照附图一面对本公开的实施方式进行说明。此外,以下说明的实施方式均表示包括性或具体的例子。另外,对于以下实施方式中的构成要素中的、未在表示最上位概念的独立权利要求中记载的构成要素,作为任意构成要素来予以说明。另外,附图中的各图是示意性的图,未必严格地进行了图示。进一步,在各图中,对于实质性相同的构成要素标示同一附图标记,且有时省略或简化重复的说明。另外,在本说明书及权利要求书中,“装置”不仅能够意味着一个装置,还能够意味着由多个装置构成的系统。
[机器人系统的结构]
对实施方式所涉及的机器人系统1的结构进行说明。图1是表示实施方式所涉及的机器人系统1的一个例子的简图。如图1所示,实施方式所涉及的机器人系统1具备机器人10、机器人控制装置20、图像处理装置30、输入装置40及拍摄装置50。机器人控制装置20、图像处理装置30及拍摄装置50构成示教数据的修正系统2。机器人控制装置20和图像处理装置30构成控制装置3。
机器人系统1能够使机器人10按照所示教的动作顺序自动运转并执行规定的作业。机器人系统1能够使机器人10按照经由输入装置40而输入的操作信息手动运转并执行作业。机器人系统1能够执行自动地修正所示教的动作顺序的数据亦即示教数据。机器人系统1选择使机器人10自动运转的自动运转模式、使机器人10手动运转的手动运转模式及自动地修正示教数据的修正模式中的任一个而动作。在本实施方式中,机器人10执行的作业为焊接作业,例如为点焊作业。此外,机器人10执行的作业也可以是除点焊以外的焊接作业,也可以是除焊接作业以外的作业。这样的作业例如也可以如穿孔、螺钉紧固、密封等那样,为包含将机器人10的可移动的部位相对于对象物定位的作业。
上述那样的机器人10为工业用机器人。机器人10具备:将作为工件的一个例子的焊接对象物W的焊接部位实际焊接的末端执行器11;和使末端执行器11向焊接部位移动的机械臂12。例如,末端执行器11是作为机器人焊枪的一个例子的焊枪。以下,将“末端执行器11”也标记为“焊枪11”。焊接对象物W例如为重叠的两个较薄的板状物。
机械臂12的结构只要能够变更前端的焊枪11的位置及姿势,则不被特别地限定,在本实施方式中,机械臂12为垂直多关节型机械臂。此外,机械臂12例如也可以构成为水平多关节型、极坐标型、圆筒坐标型、直角坐标型、或者其他型式的机械臂。
机械臂12固定于地面等设置面而配置,但也可以配置于搬运车等而能够移动。机械臂12具备:从其基部朝向前端依次配置的连杆12a~12f;将连杆12a~12f依次连接的关节JT1~JT6;以及分别对关节JT1~JT6进行旋转驱动的臂驱动装置M1~M6。臂驱动装置M1~M6的动作由机器人控制装置20控制。臂驱动装置M1~M6分别以电力为动力源,并具有伺服马达作为驱动它们的电动马达,但并不限于此。此外,机械臂12的关节的数量并不限于6个,也可以为7个以上,还可以为1个以上且5个以下。
关节JT1将机械臂12的设置面与连杆12a的基端部以能够绕与设置面垂直的铅垂方向的轴旋转的方式连结。关节JT2将连杆12a的前端部与连杆12b的基端部以能够绕与设置面平行的水平方向的轴旋转的方式连结。关节JT3将连杆12b的前端部与连杆12c的基端部以能够绕水平方向的轴旋转的方式连结。关节JT4将连杆12c的前端部与连杆12d的基端部以能够绕连杆12c的长边方向的轴旋转的方式连结。关节JT5将连杆12d的前端部与连杆12e的基端部以能够绕与连杆12d的长边方向正交的方向的轴旋转的方式连结。关节JT6将连杆12e的前端部与连杆12f的基端部以能够相对于连杆12e扭转旋转的方式连结。连杆12f的前端部构成机械接口,并与焊枪11连接。
图2是表示实施方式所涉及的焊枪11的结构的一个例子的侧视图。图3是表示在图2的焊枪11中代替电极头11d而安装拍摄装置50的结构的一个例子的侧视图。如图2和图3所示,焊枪11可装卸地安装于连杆12f的前端部。焊枪11具备安装部11a、主体部11b及移动装置11c。安装部11a构成为与连杆12f的机械接口连接,并支承主体部11b。主体部11b由U字状的部件构成,并与安装部11a连接。在本实施方式中,主体部11b由与安装部11a相同的材料构成,并与安装部11a一体化。主体部11b在U字形状的端部11ba及端部11bb中的端部11ba的附近与安装部11a连接。主体部11b在端部11ba具有可动的第一安装部11bc,在端部11bb具有固定于主体部11b的第二安装部11bd。安装部11bc与安装部11bd在方向D1对置地配置,第一安装部11bc能够向接近第二安装部11bd的方向D1及远离第二安装部11bd的方向D2移动。方向D1与方向D2为相互相反的方向。方向D1为第一方向的一个例子。
移动装置11c配置于端部11ba,并使第一安装部11bc沿方向D1及D2移动。移动装置11c包括移动驱动装置11ca和移动驱动机构11cb。移动驱动装置11ca驱动移动驱动机构11cb。移动驱动装置11ca以电力为动力源,并具有伺服马达作为电动马达,但并不限于此。移动驱动装置11ca的动作也可以由机器人控制装置20控制。
移动驱动机构11cb将移动驱动装置11ca的驱动力传递至第一安装部11bc,使第一安装部11bc沿方向D1及D2移动。移动驱动机构11cb将移动驱动装置11ca的旋转驱动力转换为直线驱动力并传递至第一安装部11bc。移动驱动机构11cb例如具有滚珠丝杠构造,通过移动驱动装置11ca对螺母进行旋转驱动,由此使与第一安装部11bc连接的棒状的螺钉沿轴向亦即方向D1及D2移动。移动驱动装置11ca并不限于电动马达,例如,也可以是液压式或空压式的活塞、电动式线性致动器等。移动驱动装置11ca和移动驱动机构11cb只要构成为使第一安装部11bc沿方向D1及D2移动即可。
第二安装部11bd构成为能够供作为用于焊接的电极的一个例子的电极头11d装卸。例如,电极头11d也可以构成为通过插入于第二安装部11bd所具有的孔而被安装。在本实施方式中,电极头11d的形状为具有半球面状的前端的圆柱形状,但并不限于此。焊枪11具备检测安装于第二安装部11bd的电极头11d与焊接对象物W的接触的接触传感器11e。接触传感器11e将表示电极头11d与焊接对象物W的接触的检测信号发送至机器人控制装置20。接触传感器11e的结构只要能够检测上述接触,则不被特别地限定,但在本实施方式中,构成为对第二安装部11bd的导电性的电极头11d施加微弱电流,将表示与导电性的焊接对象物W接触时的电流的变化的信号作为检测信号进行发送。
第一安装部11bc构成为能够供电极头11d装卸。进一步,第一安装部11bc构成为代替电极头11d,而能够供拍摄装置50装卸。电极头11d与拍摄装置50能够互换而安装于第一安装部11bc。例如,电极头11d及拍摄装置50也可以构成为通过插入于第一安装部11bc具有的孔而被安装。
拍摄装置50具有相机51和安装件52。相机51为拍摄数字图像的小型相机。相机51的例子为CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)图像传感器及CCD(ChargeCoupled Device)图像传感器等图像传感器。相机51通过机器人控制装置20接受动作的控制,并将拍摄到的图像的信号发送至机器人控制装置20以及/或者图像处理装置30。在本实施方式中,相机51为单目相机,但并不限于此。例如,相机51也可以是复眼相机、TOF相机(TOF相机:Time-of-Flight-Camera)、条纹投影等图案光投影相机、或者利用光切断法的相机等具有对用于检测被摄体的位置的图像进行拍摄的结构。
安装件52将相机51安装于第一安装部11bc。安装件52构成为保持相机51,并可装卸地安装于第一安装部11bc。安装件52通过安装于第一安装部11bc,从而以相机51的光轴51a的方向从第一安装部11bc偏移的方式将相机51安装于第一安装部11bc。在本实施方式中,安装件52以相机51的光轴51a的方向为与方向D1交叉的方向的方式,使光轴51a的方向从第一安装部11bc偏移,具体而言,使光轴51a从第一安装部11bc在方向D1及D2的动作路径偏移而将相机51安装于第一安装部11bc。相机51的光轴51a的方向与方向D1倾斜地交叉。在本实施方式中,安装于第一安装部11bc的电极头11d的轴心11da与经由安装件52而安装于第一安装部11bc的相机51的光轴51a交叉,但也可以处于不交叉而扭转的关系。此外,安装于第一安装部11bc的电极头11d的轴心11da与安装于第二安装部11bd的电极头11d的轴心为同轴。轴心11da也为第一安装部11bc的轴心。
安装件52一体地包含与第一安装部11bc连接的圆筒状的连接部52a、和从连接部52a延伸的圆筒状的收容部52b。收容部52b收容并保持相机51及其线束等,并在与连接部52a连接的端部使相机51的透镜露出。与第一安装部11bc连接的连接部52a的轴心和安装于第一安装部11bc的电极头11d的轴心11da为同轴,但并不限于此。收容部52b的轴心与相机51的光轴51a为同轴,但并不限于此。安装于第一安装部11bc的收容部52b沿着与连接部52a的轴心的方向倾斜地交叉的方向从连接部52a向方向D2延伸。收容部52b能够配置为防止与焊枪11的主体部11b及移动装置11c的干涉,并且将在方向D1的从连接部52a的突出量抑制得较低、或者不从连接部52a突出。
这样的安装件52能够将在安装于第一安装部11bc时从第一安装部11bc朝方向D1突出的长度抑制得较小。在本实施方式中,在安装于第一安装部11bc的状态下,安装件52及相机51从第一安装部11bc朝方向D1突出的长度为电极头11d从第一安装部11bc朝方向D1突出的长度以下。由此,安装于第一安装部11bc的安装件52及相机51即使在第一安装部11bc为了进行焊接动作而朝方向D1移动的情况下,也抑制了被强力按压于第一安装部11bc与第二安装部11bd之间的焊接对象物W而破损的情况。
如图1所示,输入装置40接受基于机器人系统1的用户的指令、信息及数据等的输入,并将该指令、信息及数据等输出至机器人控制装置20。输入装置40经由有线通信或者无线通信而与机器人控制装置20连接。有线通信及无线通信的形式可以是任何的形式。例如,输入装置40接受执行自动运转模式、手动运转模式及修正模式中的任一个的指令的输入,并将该指令输出至机器人控制装置20。输入装置40也可以包括用于对机器人10示教规定的焊接作业的动作顺序的教学模式辅助控制器等示教装置。
机器人控制装置20控制机器人系统1的整体。例如,机器人控制装置20也可以包括计算机装置。
图像处理装置30根据从相机51接收到的图像的信号生成图像数据,并对该图像数据进行图像处理。例如,图像处理装置30也可以包括计算机装置。图像处理装置30通过进行图像处理,从而检测在图像数据中映出的被摄体的三维位置及姿势。在本说明书及权利要求书中,“三维位置”为三维空间内的三维的位置,“姿势”可以是三维空间内的三维的姿势,也可以是沿着图像的平面或者与该平面交叉的平面的平面等二维平面内的二维的姿势。例如,相机51拍摄标示于焊接对象物W的表面的规定的打点位置的打点标记,图像处理装置30检测在图像数据中映出的打点标记的三维位置及姿势。规定的打点位置为在机器人10在自动运转模式下按照示教数据进行焊接作业的情况下应焊接的位置、且为焊枪11的电极头11d应被按压的位置。打点标记的例子为标示于焊接对象物W的表面的点焊痕、及包含图形等的记号等。在打点标记不具有方向性的情况下等,也可以仅检测打点标记的三维位置。
例如,在修正模式下,在机器人10按照示教数据通过自动运转进行与焊接作业同样的动作的情况下,为了减少在机器人10实际进行焊接的位置亦即实际打点位置与机器人10本来应进行焊接的规定的打点位置之间产生的差异,对示教数据进行修正。在这样的规定的打点位置标示打点标记,打点标记既可以通过向利用运算等而被定位的位置的记号而标示在焊接对象物W的表面上,也可以通过示教者利用手动运转使机器人10实际进行焊接作业而作为焊接痕被标示在焊接对象物W的表面上。
[机器人系统的硬件结构]
对机器人系统1的硬件结构进行说明。图4是表示实施方式所涉及的机器人系统1的硬件结构的一个例子的块图。如图4所示,机器人控制装置20作为构成要素包含CPU(Central Processing Unit)201、ROM(Read Only Memory)202、RAM(Random AccessMemory)203、存储器204、输入输出I/F(接口:Interface)205~207、臂驱动电路208以及焊枪驱动电路209。上述构成要素分别经由总线、有线通信或者无线通信而连接。此外,并非所有上述构成要素都是必须的。
例如,CPU201为处理器,控制机器人控制装置20的整体动作。ROM202由非易失性半导体存储器等构成,储存用于使CPU201控制动作的程序及数据等。RAM203由易失性半导体存储器等构成,临时储存由CPU201执行的程序及处理中途或者处理完毕的数据等。存储器204由易失性存储器及非易失性存储器等半导体存储器、硬盘(HDD:Hard Disc Drive)及SSD(Solid State Drive:固态硬盘)等存储装置构成,存储各种信息。存储器204也可以是机器人控制装置20的外部的装置。
例如,用于使CPU201动作的程序被预先保持在ROM202或存储器204中。CPU201将程序从ROM202或存储器204读出到RAM203并展开。CPU201执行在RAM203展开的程序中的编码化的各命令。
机器人控制装置20的各功能可以通过由CPU201、ROM202及RAM203等构成的计算机系统实现,也可以通过电子电路或者集成电路等专用的硬件电路实现,还可以通过上述计算机系统与硬件电路的组合实现。
第一输入输出I/F205与输入装置40连接,对输入装置40输入输出信息、数据及指令等。第一输入输出I/F205也可以包含转换信号的电路等。第二输入输出I/F206与图像处理装置30连接,对图像处理装置30输入输出信息、数据及指令等。第二输入输出I/F206也可以包含转换信号的电路等。第三输入输出I/F207与相机51连接,对相机51输入输出信息、数据及指令等。第三输入输出I/F207也可以包含对相机51进行驱动的电路等。
臂驱动电路208按照CPU201的指令,对机器人10的臂驱动装置M1~M6的伺服马达供给电力并控制该伺服马达的驱动。焊枪驱动电路209按照CPU201的指令,对焊枪11的移动驱动装置11ca的伺服马达供给电力并控制该伺服马达的驱动。
图像处理装置30作为构成要素包含CPU301、ROM302、RAM303、存储器304、以及输入输出I/F305~306。上述构成要素分别经由总线、有线通信或者无线通信而连接。此外,并非所有上述构成要素都是必须的。CPU301、ROM302、RAM303及存储器304的结构与机器人控制装置20相同。第一输入输出I/F305与机器人控制装置20连接,并对机器人控制装置20输入输出信息、数据及指令等。第二输入输出I/F306与相机51连接,并对相机51输入输出信息、数据及指令等。例如,第二输入输出I/F306接受由相机51拍摄到的图像的信号。输入输出I/F305~306也可以包含转换信号的电路等。
上述那样的机器人控制装置20和图像处理装置30例如也可以由微控制器、MPU(Micro Processing Unit:微处理单位)、LSI(大规模集成电路:Large ScaleIntegration)、系统LSI、PLC(Programmable Logic Controller:可编程逻辑控制器)、逻辑电路等构成。机器人控制装置20的多个功能可以通过单独地单芯片化而实现,也可以通过以包含一部分或全部的方式单芯片化而实现。另外,电路分别可以是通用电路,也可以是专用电路。作为LSI,也可以利用在LSI制造后可编程的FPGA(Field Programmable GateArray:现场可编程门阵列)、能够重构LSI内部的电路单元的连接以及/或者设定的可重构处理器、或者面向特定用途而将多个功能的电路合为一个的ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit:专用集成电路)等。
[机器人系统的功能结构]
对机器人系统1的功能结构进行说明。图5是表示实施方式所涉及的机器人系统1的功能结构的一个例子的块图。如图5所示,机器人控制装置20作为功能性构成要素包含拍摄控制部20a、模式决定部20b、手动指令生成部20c、自动指令生成部20d、动作控制部20e、修正部20f及存储部20g。动作控制部20e包含臂控制部20ea和焊枪控制部20eb。并非所有上述功能性构成要素都是必须的。除存储部20g以外的功能性构成要素的功能通过CPU201等实现,存储部20g的功能通过存储器204、ROM202以及/或者RAM203实现。
存储部20g存储各种信息,并能够读取存储的信息。例如,存储部20g存储使机器人控制装置20动作的程序。进一步,存储部20g存储通过用于使机器人10进行规定的焊接作业的示教而存储的示教数据20ga。
在本实施方式中,机器人10的示教方式为基于编程的示教,示教数据20ga为脱机的示教数据。此外,机器人10的示教方式例如也可以是基于示教者直接接触机器人10而使其移动的直接示教、基于使用了教学模式辅助控制器的远距离操作的示教、以及基于主从模式的示教等。在机器人10按照脱机的示教数据的焊接作业中,存在由于机器人10的动作的个体差异等原因,而使实际焊接的位置与本来应焊接的位置不一致的情况。在机器人10按照由示教者示教的示教数据的焊接作业中,存在由于示教者的熟练度的差异等原因,而使实际焊接的位置与本来应焊接的位置不一致的情况。因此,需要修正示教数据20ga。
示教数据20ga包含作为用于在焊接作业所包含的各焊接位置进行焊接的焊枪11的位置而设定的焊枪示教位置、及作为焊接执行中的第一安装部11bc的位置而设定的电极示教位置等。例如,焊接位置为在焊接对象物上按压电极头11d的打点的位置。焊枪示教位置也可以包含焊枪11的三维位置及姿势。电极示教位置为第一安装部11bc相对于焊枪11的相对位置,也可以是第一安装部11bc的移动量。示教数据20ga也可以包含在各焊枪示教位置的时刻、及在各电极示教位置的时刻。另外,示教数据20ga既可以包含在各焊枪示教位置中焊枪11对焊接对象物施加的力,也可以包含第一安装部11bc经由电极头11d而对焊接对象物施加的力。
另外,存储部20g也可以存储焊接的打点的三维位置及姿势与用于在该打点进行焊接的焊枪11的三维位置及姿势的关系。打点的三维位置也可以是打点的中心的三维位置。打点的姿势未被特别地限定,但例如,可以是打点形成的面相对于铅垂轴的倾斜量及倾斜方向、打点上的特定的点相对于打点的中心的水平方向的朝向亦即方位、及打点上的特定的点相对于打点的中心的三维方向的朝向等。
另外,存储部20g存储焊枪11、电极头11d、焊接对象物及拍摄装置50的信息。焊枪11的信息包含向焊枪11的端部11ba后退的第一安装部11bc与第二安装部11bd的距离、以及第一安装部11bc的可移动量等。电极头11d的信息包含安装于第一安装部11bc及第二安装部11bd的电极头11d的长度等尺寸等。焊接对象物的信息包含焊接对象物的种类、材质及厚度等尺寸等。拍摄装置50的信息包含相机51及安装件52的信息。相机51的信息包含相机51的相机参数,相机参数包含与相机51本身相关的内部参数、和与相机51的周边环境相关的外部参数。安装件52的信息也可以包含连接部52a的轴心与收容部52b的轴心的角度及分离距离等连接部52a与收容部52b的位置关系的信息等。上述信息也可以分别通过经由输入装置40的输入而存储在存储部20g中。
拍摄控制部20a控制相机51的拍摄动作。例如,拍摄控制部20a在修正模式下动作,使安装于焊枪11的第一安装部11bc的拍摄装置50的相机51在规定的时机拍摄在打点位置标示有打点标记的焊接对象物。在本实施方式中,在修正模式下,机器人10按照示教数据20ga进行与焊接作业相同的动作。焊接对象物位于焊枪11的第一安装部11bc与第二安装部11bd之间。当焊枪11位于用于将第一安装部11bc按照示教数据20ga按压于焊接对象物的规定的打点位置的焊枪示教位置时,拍摄控制部20a使相机51拍摄标示于规定的打点位置的打点标记。具体而言,在焊枪11位于焊枪示教位置时,在第一安装部11bc按照示教数据20ga以将电极头11d按压于焊接对象物的方式朝方向D1动作并与焊接对象物接近的时机,拍摄控制部20a使相机51拍摄打点标记。该时机可以是相机51最接近焊接对象物的时机,也可以是第一安装部11bc向朝向焊接对象物的方向D1移动中或者第一安装部11bc向远离焊接对象物的方向D2移动中的规定的时机。此外,图像处理装置30也可以包含拍摄控制部20a。
模式决定部20b按照经由输入装置40而指定模式的指令,从自动运转模式、手动运转模式及修正模式之中决定机器人系统1要执行的模式,并按照决定为其他功能性构成要素的模式动作。
手动指令生成部20c在执行手动运转模式或者基于示教者的示教时,生成用于使机器人10进行与从输入装置40输出的操作信息对应的动作的动作指令,并输出至动作控制部20e。
自动指令生成部20d在自动运转模式和修正模式下,生成用于使机器人10按照示教数据20ga自动地进行规定的焊接作业的动作指令,并输出至动作控制部20e。自动指令生成部20d经由输入装置40获取焊接作业的信息,并从存储部20g读取与该焊接作业对应的示教数据20ga并使用。例如,自动指令生成部20d在自动运转模式下,生成通过将第一安装部11bc的电极头11d按压于焊接对象物而进行加压的动作指令,但在修正模式下,生成使第一安装部11bc的拍摄装置50相对于焊接对象物接近而接触但不加压或不接触的动作指令。
动作指令包含焊枪11的三维位置及姿势、以及第一安装部11bc相对于焊枪11的位置、在各位置的时刻等指令。动作指令也可以包含焊枪11在各位置对焊接对象物施加的力、及第一安装部11bc经由电极头11d而对焊接对象物施加的力等指令。
动作控制部20e按照动作指令控制机器人10的动作。动作控制部20e的臂控制部20ea以使焊枪11的三维位置及姿势追随动作指令的方式,生成用于使机械臂12的臂驱动装置M1~M6的伺服马达动作的指令,并输出至臂驱动装置M1~M6。臂控制部20ea作为反馈信息获取臂驱动装置M1~M6的伺服马达各自的旋转量及驱动电流,并用于上述指令的生成。焊枪控制部20eb以使第一安装部11bc的位置服从动作指令的方式,生成用于使焊枪11的移动驱动装置11ca的伺服马达动作的指令,并输出至移动驱动装置11ca。焊枪控制部20eb作为反馈信息获取移动驱动装置11ca的伺服马达的旋转量及驱动电流,并用于上述指令的生成。
修正部20f在修正模式下动作,对示教数据20ga进行修正。修正部20f从图像处理装置30接收根据由相机51拍摄到的图像检测出的焊接对象物的表面的打点标记的三维位置及姿势。进一步,修正部20f基于打点标记的三维位置及姿势,检测用于将焊枪11的第一安装部11bc的电极头11d实际按压于打点标记的中心的焊枪11的位置、即,用于在打点标记的中心实际执行焊接的焊枪11的位置亦即对应位置。对应位置包含焊枪11的三维位置及姿势,但例如在焊枪11的姿势为恒定的情况下等,也可以仅包含焊枪11的三维位置。修正部20f例如也可以基于存储在存储部20g中的打点的三维位置及姿势与用于在该打点进行焊接的焊枪11的三维位置及姿势的关系,来检测对应位置。
进一步,修正部20f基于用于在打点标记的中心实际执行焊接的焊枪11的对应位置与为了在该打点标记的中心执行焊接而设定的焊枪11的焊枪示教位置的差异,来修正示教数据20ga。修正部20f也可以以减小该差异的方式修正焊枪示教位置,例如,可以通过以对应位置进行替换而修正焊枪示教位置。
图像处理装置30作为功能性构成要素包含提取部30a、标记位置检测部30b及存储部30c。并非所有上述功能性构成要素都是必须的。提取部30a和标记位置检测部30b的功能通过CPU301等实现,存储部30c的功能通过存储器304、ROM302以及/或者RAM303实现。
存储部30c存储各种信息,并能够读取存储的信息。例如,存储部30c存储使图像处理装置30动作的程序。进一步,存储部30c存储打点标记的信息。在打点标记为点焊痕的情况下,打点标记的信息也可以包含点焊痕的形状、尺寸、颜色及纹理的信息、以及点焊痕的图像数据等。在打点标记为记号的情况下,打点标记的信息也可以包含记号的图像数据、以及记号和构成记号的图形等的形状、尺寸及配置的信息等。
在本实施方式中,打点标记的记号具有方向性。例如,如图6所示,记号由多个图形构成,多个图形体现记号的中心、和记号的朝向亦即方向性。图6是表示实施方式所涉及的打点标记的记号的一个例子的图。图6的记号M由外周圆Ma、与外周圆Ma内切的正三角形Mb、正三角形Mb的内侧的内周圆Mc、及正三角形Mb的一个角的内侧附近的点Md构成。内周圆Mc体现记号M的中心,为中心显示部的一个例子。正三角形Mb及点Md体现记号M的朝向,为指向显示部的一个例子。
另外,作为打点标记的图像数据,不仅是从打点标记的正面拍摄到的图像数据亦即正面图像数据,相对于打点标记从各种角度拍摄到的图像数据亦即斜方向图像数据也可以存储在存储部30c中。在斜方向图像数据中,打点标记被歪斜地表现。
另外,存储部30c也可以存储焊枪11、电极头11d,焊接对象物W及拍摄装置50的信息。这些信息可以通过从机器人控制装置20发送至图像处理装置30而存储在存储部30c中。
提取部30a在修正模式下,从由相机51拍摄到的图像数据所映出的被摄体之中检测打点标记。
例如,在打点标记为点焊痕的情况下,提取部30a针对图像数据执行二值变换等,检测边缘。提取部30a将变换前的图像数据及变换后的图像数据与点焊痕的图像数据进行比较,执行形状的图案匹配、颜色的图案匹配以及/或者纹理的图案匹配,由此检测点焊痕的像。此外,提取部30a也可以基于安装件52的连接部52a的轴心与收容部52b的轴心的角度等信息,来检测第一安装部11bc中的电极头11d的轴心11da与相机51的光轴51a的角度等,并基于检测结果,来修正从倾斜方向拍摄到的图像数据的被摄体的变形。提取部30a也可以使用变形修正后的图像数据来检测点焊痕的像。
例如,在打点标记为记号的情况下,提取部30a针对图像数据执行二值变换等,检测边缘。提取部30a将变换后的图像数据与记号的图像数据进行比较,执行形状的图案匹配,由此检测记号的像。或者,提取部30a针对变换后的图像数据执行霍夫变换等,由此检测线段及弧。进一步,提取部30a在霍夫变换后的图像数据中,检测记号所含有的图形及与该图形相似的图形,并从检测出的图形的组合之中,检测形成记号的组合作为记号的像。图形的组合包含图形的形状及配置。提取部30a以考虑到从倾斜方向拍摄到的图像数据的被摄体的变形的方式检测相似的图形。例如,在图6的记号M的情况下,提取部30a检测包含最外周的圆或椭圆、其内侧的三角形、三角形的内侧的圆或椭圆及三角形的一个角的内侧的点在内的组合。此外,提取部30a也可以对从倾斜方向拍摄到的图像数据的被摄体的变形进行修正,并使用变形修正后的图像数据来检测记号。
标记位置检测部30b使用由相机51拍摄到的图像数据、和在该图像数据中检测出的打点标记的信息,来检测打点标记的三维位置及姿势。标记位置检测部30b在上述检测中也使用焊枪11、电极头11d、焊接对象物W及拍摄装置50的安装件52的信息。以记号M的情况为例对标记位置检测部30b的动作进行说明。
图7是表示修正模式下的通过相机51拍摄打点标记时的状态的一个例子的侧视图。图8是表示在图7的状态下由相机51拍摄到的图像的一个例子的图。如图8所示,标记位置检测部30b在拍摄了记号M而得到的图像Ia中,检测记号M的中心、即内周圆Mc的中心的像素pMc的像素坐标、和圆形的点Md的中心的像素pMd的像素坐标。像素坐标为以图像Ia的图像坐标系中的像素为单位的坐标。
相机51的光轴51a的位置为图像Ia的中心的像素pI。标记位置检测部30b基于像素pMc与像素pI的位置关系,来运算从图7所示的相机51至内周圆Mc的中心的视线LMc与光轴51a的夹角α、和视线LMc相对于光轴51a的朝向。此外,第一安装部11bc的轴心11da与焊接对象物W的表面的交点Pd为按照示教数据20ga进行焊接时的第一安装部11bc的电极头11d的打点位置的中心。
进一步,标记位置检测部30b运算相机51拍摄时的第一安装部11bc的前端与焊接对象物W的表面的距离da。具体而言,标记位置检测部30b从机器人控制装置20的焊枪控制部20eb获取相机51拍摄时的反馈信息,并基于该反馈信息来检测第一安装部11bc的位置。标记位置检测部30b基于第一安装部11bc的位置、第一安装部11bc与第二安装部11bd的距离、及焊接对象物W的厚度来运算距离da。
标记位置检测部30b基于安装件52在方向D1上从第一安装部11bc突出的突出长度、视线LMc相对于光轴51a的朝向及夹角α、及距离da,来运算内周圆Mc的中心的三维位置。标记位置检测部30b可以从机器人控制装置20的存储部20g获取上述突出长度,也可以获取预先存储在存储部30c中的上述突出长度。
进一步,标记位置检测部30b与内周圆Mc的中心的三维位置的运算同样地,运算点Md的中心的三维位置。标记位置检测部30b基于内周圆Mc的中心及点Md的中心的三维位置,来运算在三维空间内的记号M的中心的三维位置和记号M的姿势。记号M的姿势可以是任何姿势,例如,可以是相对于记号M的中心的、点Md的中心的水平方向的朝向亦即方位,也可以是相对于记号M的中心的、点Md的三维方向的朝向,还可以是记号M所形成的面相对于铅垂轴的倾斜量及倾斜方向。标记位置检测部30b将记号M的中心的三维位置与姿势发送至机器人控制装置20的修正部20f。
此外,标记位置检测部30b在打点标记为点焊痕的情况下,也与记号同样地,检测点焊痕的三维位置及姿势。例如,标记位置检测部30b通过检测点焊痕的中心的三维位置和点焊痕的外周的至少一部分的三维位置,能够检测点焊痕的姿势。
[机器人系统的动作]
对实施方式所涉及的机器人系统1的动作中的修正模式下的动作进行说明。图9是表示实施方式所涉及的机器人系统1在修正模式下的动作的一个例子的流程图。
如图9所示,首先,在步骤S1中,由用户将焊枪11的第一安装部11bc的电极头11d替换为拍摄装置50。即,拍摄装置50的安装件52安装于第一安装部11bc。接着,在步骤S2中,执行修正模式的指令被用户输入至输入装置40,被机器人控制装置20受理。
接下来,在步骤S3中,机器人控制装置20使机器人10按照存储部20g的示教数据20ga自动运转。接着,在步骤S4中,机器人控制装置20使机器人10将焊枪11移动至示教数据20ga所包含的多个打点位置中的接下来应配置焊枪11的打点位置。
接着,在步骤S5中,机器人控制装置20使机器人10调节焊枪11相对于打点位置的位置及姿势。具体而言,机器人控制装置20以使第一安装部11bc的轴心11da相对于打点位置处的焊接对象物W的表面垂直的方式调节焊枪11的姿势。进一步,机器人控制装置20使焊枪11相对于焊接对象物W沿方向D2移动,由此使第二安装部11bd的电极头11d与焊接对象物W接触。机器人控制装置20基于接触传感器11e的检测信号来检测上述接触。
接下来,在步骤S6中,机器人控制装置20使焊枪11的移动装置11c进行与焊接时同样的动作,即进行焊接的动作。具体而言,机器人控制装置20使移动装置11c将第一安装部11bc沿方向D1移动,并在与焊接对象物W最接近之后沿方向D2移动,从焊接对象物W分离。此时,机器人控制装置20不进行像自动运转模式的情况那样将拍摄装置50按压于焊接对象物W并进行加压,而是使拍摄装置50与焊接对象物W接触但不加压或不接触。
接下来,在步骤S7中,机器人控制装置20在第一安装部11bc接近焊接对象物W的过程、或者第一安装部11bc从焊接对象物W分离的过程的规定的时机,使相机51拍摄焊接对象物W的表面。此外,机器人控制装置20也可以在拍摄时使第一安装部11bc暂时停止,也可以不使第一安装部11bc停止。相机51将拍摄到的图像的信号与打点位置的信息建立关联而发送至图像处理装置30并使存储部30c存储为图像数据,但也可以发送至机器人控制装置20并使存储部20g存储。
接下来,在步骤S8中,机器人控制装置20判定向示教数据20ga所包含的所有打点位置的焊接的动作是否完成。机器人控制装置20在已完成的情况下(步骤S8中为是)进入步骤S9,在未完成的情况下(步骤S8中为否)进入步骤S4。
在步骤S9中,图像处理装置30对在各打点位置拍摄到的图像数据进行处理,由此检测该图像数据所映出的打点标记。接着,在步骤S10中,图像处理装置30使用在各打点位置的图像数据、和在该图像数据中检测出的打点标记的信息,来检测该打点标记的三维位置及姿势。图像处理装置30将各打点位置的信息与在该打点位置的打点标记的三维位置及姿势建立关联而发送至机器人控制装置20。
接下来,在步骤S11中,机器人控制装置20针对各打点位置,基于打点标记的三维位置及姿势,来检测用于在该打点标记的中心实际执行焊接的焊枪11的对应位置。接下来,在步骤S12中,机器人控制装置20针对各打点位置,基于为了在该打点位置执行焊接而设定的焊枪11的焊枪示教位置与焊枪11在该打点位置的对应位置的差异,来修正示教数据20ga。
通过步骤S1~S12的处理,机器人系统1能够自动地依次拍摄与各打点位置对应的打点标记并修正示教数据20ga。
(变形例)
在变形例所涉及的机器人系统中,能够相对于焊枪11装卸的拍摄装置50A的结构与实施方式不同。变形例所涉及的拍摄装置50A的安装件52A以使相机51的光轴51a的方向与方向D1平行的方式使光轴51a的方向从第一安装部11bc偏移,具体而言,使光轴51a从第一安装部11bc在方向D1及D2上的动作路径偏移而将相机51安装于第一安装部11bc。以下,针对本变形例,以与实施方式不同的方面为中心进行说明,并适当省略与实施方式相同的方面的说明。
图10是表示变形例所涉及的焊枪11的拍摄装置50A的结构的一个例子的侧视图。拍摄装置50A具备相机51和安装件52A。安装件52A一体地包含圆筒状的连接部52Aa和圆筒状的收容部52Ab。收容部52Ab的轴心与连接部52Aa的轴心平行。由此,经由安装件52A而安装于第一安装部11bc的相机51的光轴51a与安装于第一安装部11bc的电极头11d的轴心11da平行。进一步,在本变形例中,收容部52Ab的轴心位于在与连接部52Aa的轴心垂直的方向上与连接部52Aa的轴心分离的位置。即,光轴51a与轴心11da分离。收容部52Ab从连接部52Aa朝方向D2延伸。收容部52Ab能够配置为防止与焊枪11的主体部11b及移动装置11c的干涉,并将方向D1上的从连接部52Aa的突出量抑制得较低、或者不从连接部52Aa突出。
经由上述那样的安装件52A而安装于第一安装部11bc的相机51在修正模式下拍摄焊接对象物W的打点标记时,能够生成拍摄出变形较小的打点标记的像的图像。由此,能够使通过图像处理装置30进行的图像处理简化。
另外,在本变形例中,从连接部52Aa的轴心偏移的收容部52Ab的轴心位于与连接部52Aa的轴心分离的位置,但并不限于此,也可以与连接部52Aa的轴心为同轴。
(其他实施方式)
以上,对本公开的实施方式的例子进行了说明,但本公开并不限于上述实施方式及变形例。即,在本公开的范围内能够进行各种变形及改进。例如,对实施方式及变形例实施了各种变形的方式、及组合不同的实施方式及变形例中的构成要素而构建的方式也包含在本公开的范围内。
例如,在实施方式及变形例中,机器人控制装置20在修正模式下,使机器人10按照示教数据20ga将焊枪11移动至各打点位置,进一步使第一安装部11bc朝向焊接对象物W移动而使相机51拍摄,但并不限于此。例如,机器人控制装置20也可以使机器人10按照示教数据20ga将焊枪11移动至各打点位置,但不使第一安装部11bc相对于焊枪11移动地使相机51拍摄。或者,机器人控制装置20也可以使第一安装部11bc向朝向焊接对象物W的方向D1移动,但在比电极头11d与焊接对象物W接触的位置靠近前的位置、即比该接触的位置靠方向D2侧的位置使第一安装部11bc停止,之后朝方向D2拉回。在该情况下,机器人控制装置20既可以使相机51在该停止位置拍摄,也可以在移动的过程中拍摄。
另外,在实施方式及变形例中,机器人控制装置20在修正模式下,在执行利用相机51的拍摄之前,使焊枪11的第二安装部11bd的电极头11d与焊接对象物接触,但并不限于此,也可以不进行接触。在该情况下,图像处理装置30也可以通过对由相机51拍摄到的图像数据进行处理,从而检测相机51与焊接对象物的距离。
另外,在实施方式及变形例中,拍摄装置50及50A的安装件52及52A构成为代替电极头11d而安装于焊枪11的第一安装部11bc,但并不限于此。例如,安装件52及52A也可以构成为在与电极头11d不同的位置安装于第一安装部11bc。在该情况下,安装件52及52A也可以构成为在电极头11d安装于第一安装部11bc的状态下也能够安装于第一安装部11bc。即,安装件52及52A也可以构成为与电极头11d一起安装于第一安装部11bc。例如,安装件52及52A也可以在相对于方向D1的侧方安装于第一安装部11bc。
另外,在实施方式及变形例中,机器人控制装置20与图像处理装置30为不同的装置,但并不限于此,也可以包含在一个装置中。另外,机器人控制装置20和图像处理装置30也可以均由两个以上的装置构成。
另外,本公开的技术也可以为修正方法,也可以为执行上述修正方法的控制装置。例如,本公开的一方式所涉及的修正方法为修正机器人的示教数据的修正方法,其中,包括:使上述机器人焊枪移动至用于将上述第一安装部按照上述示教数据按压于上述机器人的机器人焊枪的对置的第一安装部与第二安装部之间的工件的规定的打点位置的示教位置;在上述机器人焊枪位于上述示教位置时,使安装于上述第一安装部的相机拍摄标示于上述规定的打点位置的打点标记;使用由上述相机拍摄到的图像来检测上述打点标记的位置;检测用于将上述第一安装部按压于上述打点标记的上述机器人焊枪的位置亦即对应位置;以及基于上述对应位置与上述示教位置的差异来修正上述示教数据,上述相机以上述相机的光轴的方向从能够沿第一方向动作的上述第一安装部偏移的方式安装于上述第一安装部。这样的修正方法也可以通过CPU、LSI等电路、IC卡或单独的模块等实现。
另外,本公开的技术既可以是使计算机执行上述修正方法的程序,也可以是记录有上述程序的非暂时性的计算机可读记录介质。此外,上述程序能够经由因特网等传输介质来流通,这是不言而喻的。
另外,上述使用的序数、数量等数字均是为了具体地说明本公开的技术而例示的,本公开并不被所例示的数字限制。另外,构成要素间的连接关系是为了具体地说明本公开的技术而例示的,实现本公开的功能的连接关系并不限定于此。
另外,功能块图中的块的分割为一个例子,也可以将多个块实现为一个块,将一个块分割为多个以及/或者将一部分功能转移到其他块。另外,也可以由单个的硬件或软件同时或分时地对具有类似的功能的多个块的功能进行处理。
附图标记说明
1…机器人系统;2…修正系统;3…控制装置;10…机器人;11…焊枪(机器人焊枪);11bc…第一安装部;11bd…第二安装部;11d…电极头(电极);20…机器人控制装置;30…图像处理装置;50、50A…拍摄装置;51…相机;52、52A…安装件。
Claims (20)
1.一种修正系统,对机器人的示教数据进行修正,其特征在于,具备:
相机,其安装于所述机器人的机器人焊枪的对置的第一安装部及第二安装部中的能够沿第一方向动作的所述第一安装部;
安装件,其以使所述相机的光轴的方向从所述第一安装部偏移的方式将所述相机安装于所述第一安装部;以及
控制装置,
所述控制装置在所述机器人焊枪位于用于将所述第一安装部按照所述示教数据按压于所述第一安装部与所述第二安装部之间的工件的规定的打点位置的示教位置时,使所述相机对标示于所述规定的打点位置的打点标记进行拍摄,
使用由所述相机拍摄到的图像来检测所述打点标记的位置及姿势,
对包含用于将所述第一安装部按压于所述打点标记的所述机器人焊枪的位置及姿势在内的对应位置进行检测,
基于所述对应位置与所述示教位置处的所述机器人焊枪的位置及姿势的差异来修正所述示教数据,
所述打点标记为包含表示中心的中心显示部、和表示绕所述中心旋转时的朝向的指向显示部在内的记号。
2.根据权利要求1所述的修正系统,其特征在于,
所述控制装置在所述机器人焊枪位于所述示教位置时,使所述第一安装部按照所述示教数据朝向所述工件沿所述第一方向动作,
使接近所述工件的状态下的所述相机拍摄所述打点标记。
3.根据权利要求1所述的修正系统,其特征在于,
用于焊接的电极能够相对于所述第一安装部及所述第二安装部装卸,
所述安装件代替所述电极而安装于所述第一安装部。
4.根据权利要求1所述的修正系统,其特征在于,
用于焊接的电极能够相对于所述第一安装部及所述第二安装部装卸,
所述安装件构成为能够在所述电极安装于所述第一安装部的状态下安装于所述第一安装部。
5.根据权利要求3或4所述的修正系统,其特征在于,
安装于所述第一安装部的所述安装件及所述相机从所述第一安装部朝所述第一方向突出的长度为安装于所述第一安装部的所述电极从所述第一安装部朝所述第一方向突出的长度以下。
6.根据权利要求1所述的修正系统,其特征在于,
所述安装件以所述相机的光轴的方向为与所述第一方向交叉的方向的方式使所述相机的光轴的方向偏移。
7.根据权利要求1所述的修正系统,其特征在于,
所述安装件以所述相机的光轴的方向与所述第一方向平行的方式使所述相机的光轴的方向偏移。
8.根据权利要求1所述的修正系统,其特征在于,
所述示教位置包含所述机器人焊枪在所述示教位置的三维位置及姿势,
所述对应位置包含所述机器人焊枪在所述对应位置的三维位置及姿势,
所述控制装置基于所述机器人焊枪在所述对应位置的三维位置及姿势与所述机器人焊枪在所述示教位置的三维位置及姿势的差异,来修正所述示教数据。
9.根据权利要求1所述的修正系统,其特征在于,
所述控制装置以在所述示教位置在通过所述相机进行拍摄之前将所述第二安装部按压于所述工件的方式使所述机器人焊枪移动。
10.一种机器人系统,其特征在于,具备:
权利要求1~9中的任一项所述的修正系统;和
所述机器人,
所述控制装置控制所述机器人的动作。
11.一种修正方法,对机器人的示教数据进行修正,其特征在于,包括:
使所述机器人的机器人焊枪移动至用于将第一安装部按照所述示教数据按压于所述机器人的机器人焊枪的对置的所述第一安装部与第二安装部之间的工件的规定的打点位置的示教位置;
在所述机器人焊枪位于所述示教位置时,使安装于所述第一安装部的相机对标示于所述规定的打点位置的打点标记进行拍摄;
使用由所述相机拍摄到的图像来检测所述打点标记的位置及姿势;
对包含用于将所述第一安装部按压于所述打点标记的所述机器人焊枪的位置及姿势在内的对应位置进行检测;以及
基于所述对应位置与所述示教位置上的所述机器人焊枪的位置及姿势的差异来修正所述示教数据,
所述相机以使所述相机的光轴的方向从能够沿第一方向动作的所述第一安装部偏移的方式安装于所述第一安装部,
所述打点标记为包含表示中心的中心显示部、和表示绕所述中心旋转时的朝向的指向显示部在内的记号。
12.根据权利要求11所述的修正方法,其特征在于,
还包括:在所述机器人焊枪位于所述示教位置时,使所述第一安装部按照所述示教数据朝向所述工件沿所述第一方向动作,
在所述相机接近所述工件的状态下进行基于利用所述相机实现的所述打点标记的拍摄。
13.根据权利要求11所述的修正方法,其特征在于,
用于焊接的电极能够相对于所述第一安装部及所述第二安装部装卸,所述相机代替所述电极而安装于所述第一安装部。
14.根据权利要求11所述的修正方法,其特征在于,
用于焊接的电极能够相对于所述第一安装部及所述第二安装部装卸,
所述相机构成为能够在所述电极安装于所述第一安装部的状态下安装于所述第一安装部。
15.根据权利要求13或14所述的修正方法,其特征在于,
安装于所述第一安装部的所述相机从所述第一安装部朝所述第一方向突出的长度为安装于所述第一安装部的所述电极从所述第一安装部朝所述第一方向突出的长度以下。
16.根据权利要求11所述的修正方法,其特征在于,
所述相机的光轴的方向以使所述相机的光轴的方向为与所述第一方向交叉的方向的方式偏移。
17.根据权利要求11所述的修正方法,其特征在于,
所述相机的光轴的方向以使所述相机的光轴的方向与所述第一方向平行的方式偏移。
18.根据权利要求11所述的修正方法,其特征在于,
基于所述机器人焊枪在所述对应位置的三维位置及姿势与所述机器人焊枪在所述示教位置的三维位置及姿势的差异,来修正所述示教数据,
所述示教位置包含所述机器人焊枪在所述示教位置的三维位置及姿势,
所述对应位置包含所述机器人焊枪在所述对应位置的三维位置及姿势。
19.根据权利要求11所述的修正方法,其特征在于,
还包括:以在所述示教位置在通过所述相机进行拍摄之前将所述第二安装部按压于所述工件的方式使上述机器人焊枪移动。
20.一种控制装置,其特征在于,
执行权利要求11~19中的任一项所述的修正方法。
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