JP2002307345A - ロボット座標校正システム - Google Patents
ロボット座標校正システムInfo
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- JP2002307345A JP2002307345A JP2001119626A JP2001119626A JP2002307345A JP 2002307345 A JP2002307345 A JP 2002307345A JP 2001119626 A JP2001119626 A JP 2001119626A JP 2001119626 A JP2001119626 A JP 2001119626A JP 2002307345 A JP2002307345 A JP 2002307345A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成を用いて視覚座標から把持点のロ
ボット座標を正確に取得できるようにして、ロボットの
位置決め精度を向上させる。 【解決手段】 所定の把持位置Ｋを回転中心として校正
用物体５を回転させる把持ツール４を設け、校正用物体
５を複数の異なる角度に回転させたときの校正用物体５
上の単一の計測点に対応する複数の視覚座標に基づいて
回転不動点の視覚座標を算出し、さらにロボット座標と
視覚座標との変換関係を用いてロボット座標における把
持位置を求める。
ボット座標を正確に取得できるようにして、ロボットの
位置決め精度を向上させる。 【解決手段】 所定の把持位置Ｋを回転中心として校正
用物体５を回転させる把持ツール４を設け、校正用物体
５を複数の異なる角度に回転させたときの校正用物体５
上の単一の計測点に対応する複数の視覚座標に基づいて
回転不動点の視覚座標を算出し、さらにロボット座標と
視覚座標との変換関係を用いてロボット座標における把
持位置を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多関節ロボットな
どのロボットにカメラなどの撮像手段を付設し、この撮
像手段による撮像画像を用いてロボットを制御するロボ
ットシステムにおいて、前記撮像手段による視覚座標と
ロボット座標との変換に係わるロボット座標校正システ
ムに関するものである。
どのロボットにカメラなどの撮像手段を付設し、この撮
像手段による撮像画像を用いてロボットを制御するロボ
ットシステムにおいて、前記撮像手段による視覚座標と
ロボット座標との変換に係わるロボット座標校正システ
ムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】カメラなどの撮像手段でロボットの先端
を撮像した撮像画像をモニタに表示し、このモニタ表示
画面を見ながら、オペレータがロボットあるいはワーク
の位置、姿勢を制御したり或いはティーチングを行うロ
ボットシステムが知られている。
を撮像した撮像画像をモニタに表示し、このモニタ表示
画面を見ながら、オペレータがロボットあるいはワーク
の位置、姿勢を制御したり或いはティーチングを行うロ
ボットシステムが知られている。
【０００３】この種のロボットシステムでは、撮像手段
による視覚座標とロボット座標とを対応づける必要があ
る。
による視覚座標とロボット座標とを対応づける必要があ
る。
【０００４】そこで、特開平７−１１７４０３号公報に
おいては、物体の回転の前後で物体上の複数の視覚座標
を求め、求められた複数組の視覚座標の間で変換の不動
点としての視覚座標を算出し、回転中心のロボット座標
と不動点の視覚座標を同一の点としてロボット座標と視
覚座標の対応付けを行うようにしている。
おいては、物体の回転の前後で物体上の複数の視覚座標
を求め、求められた複数組の視覚座標の間で変換の不動
点としての視覚座標を算出し、回転中心のロボット座標
と不動点の視覚座標を同一の点としてロボット座標と視
覚座標の対応付けを行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術では、物体を回転させるときの回転中心を求める
ことはできるが、物体を実際に把持している位置自体
（以下把持点あるいは把持位置という）を正確に求める
ことができない。すなわち、この従来技術では、把持点
自体の座標を校正しているのではないので、把持点の座
標を求めるためには、求めた回転中心に対し、設計値よ
り与えられる回転中心から把持点までのオフセット分を
加算して把持点座標を推測しなくてはならない。
来技術では、物体を回転させるときの回転中心を求める
ことはできるが、物体を実際に把持している位置自体
（以下把持点あるいは把持位置という）を正確に求める
ことができない。すなわち、この従来技術では、把持点
自体の座標を校正しているのではないので、把持点の座
標を求めるためには、求めた回転中心に対し、設計値よ
り与えられる回転中心から把持点までのオフセット分を
加算して把持点座標を推測しなくてはならない。
【０００６】上記オフセットが設計値どおりに与えられ
ているときには問題がないが、実際は、各部品の取り付
け誤差、各部品の加工ばらつきなどにより、前記オフセ
ットには誤差が含まれる。したがって、従来技術の場
合、このオフセット誤差を解消するためには、作業員が
いちいち加工の度に、回転中心から把持点までのオフセ
ットを計測しなくてはならず、煩雑であり、作業効率が
低下する。
ているときには問題がないが、実際は、各部品の取り付
け誤差、各部品の加工ばらつきなどにより、前記オフセ
ットには誤差が含まれる。したがって、従来技術の場
合、このオフセット誤差を解消するためには、作業員が
いちいち加工の度に、回転中心から把持点までのオフセ
ットを計測しなくてはならず、煩雑であり、作業効率が
低下する。
【０００７】特に、物体を回転させる回転中心と把持点
との間に大きな位置の違い（オフセット）がある場合、
あるいはワークを把持するハンドがアタッチメントとし
て交換可能な場合には、上記誤差が大きくなり、ロボッ
ト先端の位置決め精度が低下する。昨今は、非常に微少
なサイズのワークを把持する作業を行うロボットも開発
されており、このようなロボットの場合、ごく僅かな位
置決め精度の低下が、ワークの把持ミスなどの原因とな
る。
との間に大きな位置の違い（オフセット）がある場合、
あるいはワークを把持するハンドがアタッチメントとし
て交換可能な場合には、上記誤差が大きくなり、ロボッ
ト先端の位置決め精度が低下する。昨今は、非常に微少
なサイズのワークを把持する作業を行うロボットも開発
されており、このようなロボットの場合、ごく僅かな位
置決め精度の低下が、ワークの把持ミスなどの原因とな
る。
【０００８】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
簡単な構成によって把持点の座標を正確に取得できるよ
うにして、ロボットの位置決め精度を向上させることが
可能なロボット座標校正システムを得ることを目的とし
ている。
簡単な構成によって把持点の座標を正確に取得できるよ
うにして、ロボットの位置決め精度を向上させることが
可能なロボット座標校正システムを得ることを目的とし
ている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明にかかるロボット座標校正システムは、複数の
軸を有しその先端軸から所定のオフセット量だけ離れた
把持位置で物体を把持するロボットと、撮像手段とを備
え、ロボットに把持された校正用物体を前記撮像手段に
よって撮像し、その撮像画像に基づいてロボット座標と
視覚座標との校正を行うロボット座標校正システムにお
いて、前記把持位置に取り付けられ、校正用物体を把持
してかつ前記把持位置を中心に回転可能な把持ツール
と、前記撮像画像に基づいて前記校正用物体上に設定し
た単一の所定の計測点の視覚座標を計測するとともに、
前記把持ツールを回転させることにより前記校正用物体
を２以上の複数の異なる回転角度をもって回転させたと
きの、これら複数の回転角度での前記計測点の視覚座標
を計測する手段と、前記回転前の計測点の視覚座標およ
び回転後の複数の回転角度での複数の視覚座標に基づい
て前記撮像画像中の回転不動点の視覚座標を算出し、さ
らにこの回転不動点の視覚座標およびロボット座標と視
覚座標との変換関係を用いてロボット座標における前記
把持位置を求める手段とを備えることを特徴とする。
この発明にかかるロボット座標校正システムは、複数の
軸を有しその先端軸から所定のオフセット量だけ離れた
把持位置で物体を把持するロボットと、撮像手段とを備
え、ロボットに把持された校正用物体を前記撮像手段に
よって撮像し、その撮像画像に基づいてロボット座標と
視覚座標との校正を行うロボット座標校正システムにお
いて、前記把持位置に取り付けられ、校正用物体を把持
してかつ前記把持位置を中心に回転可能な把持ツール
と、前記撮像画像に基づいて前記校正用物体上に設定し
た単一の所定の計測点の視覚座標を計測するとともに、
前記把持ツールを回転させることにより前記校正用物体
を２以上の複数の異なる回転角度をもって回転させたと
きの、これら複数の回転角度での前記計測点の視覚座標
を計測する手段と、前記回転前の計測点の視覚座標およ
び回転後の複数の回転角度での複数の視覚座標に基づい
て前記撮像画像中の回転不動点の視覚座標を算出し、さ
らにこの回転不動点の視覚座標およびロボット座標と視
覚座標との変換関係を用いてロボット座標における前記
把持位置を求める手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】この発明によれば、先端軸から所定のオフ
セット量だけ離れた把持位置に校正用物体を把持しかつ
回転可能な把持ツールを設ける。そして、把持ツール上
に設定した単一の計測点を複数の異なる回転位置で計測
する。すなわち、撮像画像に基づいて把持物体上に設定
した単一の所定の計測点の視覚座標を計測し、ロボット
座標の既知の点を中心に把持物体を２以上の複数の異な
る回転角度をもって回転させ、これら複数の回転角度で
の計測点の視覚座標を計測し、回転前の計測点の視覚座
標および回転後の複数の回転角度での複数の視覚座標に
基づいて撮像画像中の回転不動点の視覚座標を算出し、
さらにこの回転不動点の視覚座標およびロボット座標と
視覚座標との変換関係を用いてロボット座標における前
記把持位置を求める。
セット量だけ離れた把持位置に校正用物体を把持しかつ
回転可能な把持ツールを設ける。そして、把持ツール上
に設定した単一の計測点を複数の異なる回転位置で計測
する。すなわち、撮像画像に基づいて把持物体上に設定
した単一の所定の計測点の視覚座標を計測し、ロボット
座標の既知の点を中心に把持物体を２以上の複数の異な
る回転角度をもって回転させ、これら複数の回転角度で
の計測点の視覚座標を計測し、回転前の計測点の視覚座
標および回転後の複数の回転角度での複数の視覚座標に
基づいて撮像画像中の回転不動点の視覚座標を算出し、
さらにこの回転不動点の視覚座標およびロボット座標と
視覚座標との変換関係を用いてロボット座標における前
記把持位置を求める。
【００１１】つぎの発明にかかるロボット座標校正シス
テムは、複数の軸を有しその先端軸から所定のオフセッ
ト量だけ離れた把持位置で物体を把持するロボットと、
撮像手段とを備え、ロボットに把持された校正用物体を
前記撮像手段によって撮像し、その撮像画像に基づいて
ロボット座標と視覚座標との校正を行うロボット座標校
正システムにおいて、前記把持位置に取り付けられ、校
正用物体を把持してかつ前記把持位置を中心に回転可能
な把持ツールと、前記撮像画像に基づいて前記把持物体
上に設定した複数の所定の計測点の視覚座標を計測する
とともに、前記把持ツールを回転させることにより前記
把持物体を回転させたときのこれら複数の計測点の視覚
座標を計測する手段と、前記回転前の複数の計測点の視
覚座標および回転後の複数の計測点の視覚座標に基づい
て前記撮像画像中の回転不動点の視覚座標を算出し、さ
らにこの回転不動点の視覚座標およびロボット座標と視
覚座標との変換関係を用いてロボット座標における前記
把持位置を求める手段とを備えることを特徴とする。
テムは、複数の軸を有しその先端軸から所定のオフセッ
ト量だけ離れた把持位置で物体を把持するロボットと、
撮像手段とを備え、ロボットに把持された校正用物体を
前記撮像手段によって撮像し、その撮像画像に基づいて
ロボット座標と視覚座標との校正を行うロボット座標校
正システムにおいて、前記把持位置に取り付けられ、校
正用物体を把持してかつ前記把持位置を中心に回転可能
な把持ツールと、前記撮像画像に基づいて前記把持物体
上に設定した複数の所定の計測点の視覚座標を計測する
とともに、前記把持ツールを回転させることにより前記
把持物体を回転させたときのこれら複数の計測点の視覚
座標を計測する手段と、前記回転前の複数の計測点の視
覚座標および回転後の複数の計測点の視覚座標に基づい
て前記撮像画像中の回転不動点の視覚座標を算出し、さ
らにこの回転不動点の視覚座標およびロボット座標と視
覚座標との変換関係を用いてロボット座標における前記
把持位置を求める手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】この発明によれば、先端軸から所定のオフ
セット量だけ離れた把持位置に校正用物体を把持しかつ
回転可能な把持ツールを設ける。そして、把持ツール上
に設定した複数の計測点の回転前後の位置を計測する。
すなわち、撮像画像に基づいて把持物体上に設定した複
数の所定の計測点の視覚座標を計測するとともに、把持
ツールを回転させることにより把持物体を回転させたと
きのこれら複数の計測点の視覚座標を計測し、回転前の
複数の計測点の視覚座標および回転後の複数の計測点の
視覚座標に基づいて撮像画像中の回転不動点の視覚座標
を算出し、さらにこの回転不動点の視覚座標およびロボ
ット座標と視覚座標との変換関係を用いてロボット座標
における把持位置を求める。
セット量だけ離れた把持位置に校正用物体を把持しかつ
回転可能な把持ツールを設ける。そして、把持ツール上
に設定した複数の計測点の回転前後の位置を計測する。
すなわち、撮像画像に基づいて把持物体上に設定した複
数の所定の計測点の視覚座標を計測するとともに、把持
ツールを回転させることにより把持物体を回転させたと
きのこれら複数の計測点の視覚座標を計測し、回転前の
複数の計測点の視覚座標および回転後の複数の計測点の
視覚座標に基づいて撮像画像中の回転不動点の視覚座標
を算出し、さらにこの回転不動点の視覚座標およびロボ
ット座標と視覚座標との変換関係を用いてロボット座標
における把持位置を求める。
【００１３】次の発明においては、上記発明において、
前記把持ツールは、前記ロボットの先端に固定されるツ
ール本体部と、この本体部に対し回転可能に配設されて
前記物体を把持する把持回転部とを備え、さらに前記把
持回転部の回転を禁止させるためのストッパ部材を着脱
自在に設けたことを特徴とする。
前記把持ツールは、前記ロボットの先端に固定されるツ
ール本体部と、この本体部に対し回転可能に配設されて
前記物体を把持する把持回転部とを備え、さらに前記把
持回転部の回転を禁止させるためのストッパ部材を着脱
自在に設けたことを特徴とする。
【００１４】この発明によれば、着脱自在なストッパに
よって把持ツールの回転を禁止できるようにしており、
これにより通常作業時には把持ツールが自由回転しない
ように構成できるため、この把持ツールを用いて通常の
ワークの移載作業等が可能となる。
よって把持ツールの回転を禁止できるようにしており、
これにより通常作業時には把持ツールが自由回転しない
ように構成できるため、この把持ツールを用いて通常の
ワークの移載作業等が可能となる。
【００１５】次の発明においては、上記発明において、
前記把持ツールは、前記ロボットの先端に固定されるツ
ール本体部と、この本体部に対し回転可能に配設されて
前記校正用物体を把持する把持回転部とを備え、さらに
前記把持回転部を複数の異なる角度位置で仮止めする仮
止め部材を設けたことを特徴とする。
前記把持ツールは、前記ロボットの先端に固定されるツ
ール本体部と、この本体部に対し回転可能に配設されて
前記校正用物体を把持する把持回転部とを備え、さらに
前記把持回転部を複数の異なる角度位置で仮止めする仮
止め部材を設けたことを特徴とする。
【００１６】この発明によれば、把持ツールを特定の角
度において仮固定可能な構造としたので、回転角度を計
算する必要がなくなり、これにより回転不動点算出の際
の計算が容易となり、計算処理を簡易化することができ
る。
度において仮固定可能な構造としたので、回転角度を計
算する必要がなくなり、これにより回転不動点算出の際
の計算が容易となり、計算処理を簡易化することができ
る。
【００１７】次の発明においては、上記発明において、
前記把持ツールは、前記ロボットの先端に固定される第
１ツール本体部と、この第１ツール本体部に固定されて
物体を把持可能な把持部とを有する第１把持ツールと、
この第１把持ツールの把持部によって着脱自在に把持さ
れる第２ツール本体部と、この第２ツール本体部に対し
回転可能に配設されて前記校正用物体を把持する把持回
転部とを有する第２把持ツールとを備えることを特徴と
する。
前記把持ツールは、前記ロボットの先端に固定される第
１ツール本体部と、この第１ツール本体部に固定されて
物体を把持可能な把持部とを有する第１把持ツールと、
この第１把持ツールの把持部によって着脱自在に把持さ
れる第２ツール本体部と、この第２ツール本体部に対し
回転可能に配設されて前記校正用物体を把持する把持回
転部とを有する第２把持ツールとを備えることを特徴と
する。
【００１８】この発明によれば、第１把持ツールに対
し、第２把持ツールを着脱自在としたので、把持位置校
正作業時にのみ第２把持ツールを取り付ければ良く、通
常のロボット作業の時は第２把持ツールを取り外せばよ
い。
し、第２把持ツールを着脱自在としたので、把持位置校
正作業時にのみ第２把持ツールを取り付ければ良く、通
常のロボット作業の時は第２把持ツールを取り外せばよ
い。
【００１９】次の発明においては、上記発明において、
前記把持ツールは、前記ロボットの先端に固定される第
１ツール本体部と、このツール本体部に固定されて物体
を把持可能な把持部とを有する第１把持ツールと、この
第１把持ツールの把持部によって把持される第２ツール
本体部と、この第２ツール本体部に対し回転可能に配設
され、前記校正用物体を一体的に形成した回転体とを有
する第２ツールとを備えることを特徴とする。
前記把持ツールは、前記ロボットの先端に固定される第
１ツール本体部と、このツール本体部に固定されて物体
を把持可能な把持部とを有する第１把持ツールと、この
第１把持ツールの把持部によって把持される第２ツール
本体部と、この第２ツール本体部に対し回転可能に配設
され、前記校正用物体を一体的に形成した回転体とを有
する第２ツールとを備えることを特徴とする。
【００２０】この発明によれば、第１把持ツールに対
し、第２ツールを着脱自在としたので、把持位置校正作
業時にのみ第２ツールを取り付ければ良く、通常のロボ
ット作業の時は第２ツールを取り外せばよい。さらに、
校正用物体を第２ツール本体部に一体的に構成したの
で、校正用物体の位置、姿勢ずれがなくなり、高精度の
校正をなし得る。
し、第２ツールを着脱自在としたので、把持位置校正作
業時にのみ第２ツールを取り付ければ良く、通常のロボ
ット作業の時は第２ツールを取り外せばよい。さらに、
校正用物体を第２ツール本体部に一体的に構成したの
で、校正用物体の位置、姿勢ずれがなくなり、高精度の
校正をなし得る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかるロボット座標校正システムの好適な実施の
形態を詳細に説明する。
発明にかかるロボット座標校正システムの好適な実施の
形態を詳細に説明する。
【００２２】実施の形態１.図１は本発明にかかるロボ
ット座標校正システムの概念的構成を示すものである。
このロボットシステムは、ロボット１０、撮像手段とし
てのカメラ１８、画像認識部６０，ロボットコントロー
ラ７０およびディスプレイ５０を有して構成される。
ット座標校正システムの概念的構成を示すものである。
このロボットシステムは、ロボット１０、撮像手段とし
てのカメラ１８、画像認識部６０，ロボットコントロー
ラ７０およびディスプレイ５０を有して構成される。
【００２３】ロボット１０は、この場合、２軸構成の垂
直多関節ロボットであり、第１軸１と第２軸２の間に垂
直および水平方向に延在する略コ字状の第１アームＡ１
を備え、第２軸２の先端軸３を手先回転軸としている。
この先端軸３には、各種のハンドをアタッチメントとし
て取り付け可能であるが、この場合は、先端軸３から水
平方向に所定のオフセット量ｄだけ離間したハンド軸６
を取り付けている。このオフセット量ｄは設計値より概
略量は推測する事ができるものの、実際には取り付け誤
差、接続部材の加工誤差等によりその正確な値は未知で
ある。ハンド軸６には、校正用物体５を把持するための
把持ツール４が取り付けられている。
直多関節ロボットであり、第１軸１と第２軸２の間に垂
直および水平方向に延在する略コ字状の第１アームＡ１
を備え、第２軸２の先端軸３を手先回転軸としている。
この先端軸３には、各種のハンドをアタッチメントとし
て取り付け可能であるが、この場合は、先端軸３から水
平方向に所定のオフセット量ｄだけ離間したハンド軸６
を取り付けている。このオフセット量ｄは設計値より概
略量は推測する事ができるものの、実際には取り付け誤
差、接続部材の加工誤差等によりその正確な値は未知で
ある。ハンド軸６には、校正用物体５を把持するための
把持ツール４が取り付けられている。
【００２４】図２は、把持ツール４の構造を示すもので
ある。この把持ツール４は、ロボット１０のハンド軸６
に取り付けられるツール本体部１１と、この本体部１１
に対し任意の回転角度に回転可能に配設される把持回転
部１２と、この把持回転部１２に固定される吸着パッド
１３とを備えている。吸着パッド１３は、座標校正の際
に用いる校正用物体５（以下ワークという）を吸着して
校正用物体５を支持する。この把持ツール４において
は、オペレータが把持回転部１２を手動で回転させるこ
とで、図３に示すように、ワーク５を複数の異なる回転
角度に回転させることができる。この場合、ワーク５は
図３に示すように、薄板の正方形形状であるとする。
ある。この把持ツール４は、ロボット１０のハンド軸６
に取り付けられるツール本体部１１と、この本体部１１
に対し任意の回転角度に回転可能に配設される把持回転
部１２と、この把持回転部１２に固定される吸着パッド
１３とを備えている。吸着パッド１３は、座標校正の際
に用いる校正用物体５（以下ワークという）を吸着して
校正用物体５を支持する。この把持ツール４において
は、オペレータが把持回転部１２を手動で回転させるこ
とで、図３に示すように、ワーク５を複数の異なる回転
角度に回転させることができる。この場合、ワーク５は
図３に示すように、薄板の正方形形状であるとする。
【００２５】このような把持ツール４を設けたので、座
標校正のために校正用物体５を回転させるときには、そ
の回転中心軸は、校正用物体５を把持している把持点
（把持位置）Ｋに一致することになる。
標校正のために校正用物体５を回転させるときには、そ
の回転中心軸は、校正用物体５を把持している把持点
（把持位置）Ｋに一致することになる。
【００２６】図１において、カメラ１８は、例えばＣＣ
Ｄカメラであり、把持ツール４に支持されたワーク５を
撮像できるように、その位置あるいは角度が設定されて
いる。カメラ１８で撮像された画像データは画像認識部
６０へ入力される。画像認識部６０は、カメラ１８から
の画像データを画像認識して、ワーク５上の計測点の視
覚座標を特定するなどの処理を実行する。カメラ１８の
撮像画像はディスプレイ５０上に表示されている。
Ｄカメラであり、把持ツール４に支持されたワーク５を
撮像できるように、その位置あるいは角度が設定されて
いる。カメラ１８で撮像された画像データは画像認識部
６０へ入力される。画像認識部６０は、カメラ１８から
の画像データを画像認識して、ワーク５上の計測点の視
覚座標を特定するなどの処理を実行する。カメラ１８の
撮像画像はディスプレイ５０上に表示されている。
【００２７】ロボットコントローラ７０は、ロボットの
位置、姿勢を制御するものであり、画像認識部６０から
の認識結果に基づいて、カメラ１８による視覚座標と予
め設定されているロボット座標との校正（キャリブレー
ション）を実行する。
位置、姿勢を制御するものであり、画像認識部６０から
の認識結果に基づいて、カメラ１８による視覚座標と予
め設定されているロボット座標との校正（キャリブレー
ション）を実行する。
【００２８】実施の形態１においては、ワーク５上に単
一の計測点Ｐｑ（図３）を設定し、この計測点Ｐｑの回
転前の位置と、この単一の計測点Ｐｑに関する回転後の
複数の位置とを計測し、これらの計測点の位置から回転
不動点の位置を算出している。
一の計測点Ｐｑ（図３）を設定し、この計測点Ｐｑの回
転前の位置と、この単一の計測点Ｐｑに関する回転後の
複数の位置とを計測し、これらの計測点の位置から回転
不動点の位置を算出している。
【００２９】以下、その手順を、図４に示す概念図およ
び図５に示すフローチャートに従って説明する。図４に
示すように、回転不動点Ｐ0の座標を（Ｘ0，Ｙ0）と
し、計測点Ｐｑの座標を（Ｘqi，Ｙqi）（ｉ＝１，２，
３）とする。計測点Ｐｑはこの場合、正方形状のワーク
５の角部とする。
び図５に示すフローチャートに従って説明する。図４に
示すように、回転不動点Ｐ0の座標を（Ｘ0，Ｙ0）と
し、計測点Ｐｑの座標を（Ｘqi，Ｙqi）（ｉ＝１，２，
３）とする。計測点Ｐｑはこの場合、正方形状のワーク
５の角部とする。
【００３０】まず、ワーク５における単一の計測点Ｐｑ
を含むようにカメラ１８で撮像する。画像認識部６０は
この撮像データを画像認識することで、回転前の計測点
Ｐｑの視覚座標Ｐｑ１（Ｘq1，Ｙq1）を求める（ステッ
プ１００）。
を含むようにカメラ１８で撮像する。画像認識部６０は
この撮像データを画像認識することで、回転前の計測点
Ｐｑの視覚座標Ｐｑ１（Ｘq1，Ｙq1）を求める（ステッ
プ１００）。
【００３１】つぎに、オペレータが把持ツール４を回転
させることにより、ワーク５を把持点Ｋ（図１参照）を
中心に任意の角度θ１だけ回転させる（ステップ１１
０）。そして、この回転後の計測点Ｐｑを含むようにカ
メラ１８で撮像する。画像認識部６０はこの撮像データ
を画像認識することで、回転後の計測点Ｐｑの視覚座標
Ｐｑ２（Ｘq2，Ｙq2）を求める（ステップ１２０）。
させることにより、ワーク５を把持点Ｋ（図１参照）を
中心に任意の角度θ１だけ回転させる（ステップ１１
０）。そして、この回転後の計測点Ｐｑを含むようにカ
メラ１８で撮像する。画像認識部６０はこの撮像データ
を画像認識することで、回転後の計測点Ｐｑの視覚座標
Ｐｑ２（Ｘq2，Ｙq2）を求める（ステップ１２０）。
【００３２】さらに、オペレータが把持ツール４を回転
させることにより、ワーク５を把持点Ｋ（図１参照）を
中心にさらに任意の角度（θ２−θ１）だけ回転させる
（ステップ１３０）。そして、この回転後の計測点Ｐｑ
を含むようにカメラ１８で撮像する。画像認識部６０は
この撮像データを画像認識することで、回転後の計測点
Ｐｑの視覚座標Ｐｑ３（Ｘq3，Ｙq3）を求める（ステッ
プ１４０）。
させることにより、ワーク５を把持点Ｋ（図１参照）を
中心にさらに任意の角度（θ２−θ１）だけ回転させる
（ステップ１３０）。そして、この回転後の計測点Ｐｑ
を含むようにカメラ１８で撮像する。画像認識部６０は
この撮像データを画像認識することで、回転後の計測点
Ｐｑの視覚座標Ｐｑ３（Ｘq3，Ｙq3）を求める（ステッ
プ１４０）。
【００３３】つぎに、回転前後の位置Ｐｑ１とＰｑ２、
Ｐｑ１とＰｑ３との間には、下式のような座標変換関係
が成立する。なお、これらの座標変換では並進成分はな
く、回転成分のみであるとして、２次元の座標変換で表
している。
Ｐｑ１とＰｑ３との間には、下式のような座標変換関係
が成立する。なお、これらの座標変換では並進成分はな
く、回転成分のみであるとして、２次元の座標変換で表
している。
【００３４】
【数１】
【００３５】
【数２】
【００３６】ロボットコントローラ７０では、３つの既
知の視覚座標Ｐｑ１（Ｘq1，Ｙq1）、Ｐｑ２（Ｘq2，Ｙ
q2）およびＰｑ３（Ｘq3，Ｙq3）と上式とを用いて回転
不動点Ｐ0、すなわち把持点Ｋの視覚座標を（Ｘ0，
Ｙ0）、回転角度θ１およびθ２を求める（ステップ１
５０）。
知の視覚座標Ｐｑ１（Ｘq1，Ｙq1）、Ｐｑ２（Ｘq2，Ｙ
q2）およびＰｑ３（Ｘq3，Ｙq3）と上式とを用いて回転
不動点Ｐ0、すなわち把持点Ｋの視覚座標を（Ｘ0，
Ｙ0）、回転角度θ１およびθ２を求める（ステップ１
５０）。
【００３７】さらに、このようにして求めた回転不動点
の視覚座標Ｐ0（Ｘ0，Ｙ0）をロボット座標と視覚座標
との変換関係Ｒを用いて、次式に示すように、ロボット
座標におけるＰ′0（Ｘ′0，Ｙ′0）に変換する。 Ｐ′0＝ＲＰ0 このようにして、把持点Ｋのロボット座標における位置
Ｐ′0を求めることができ、さらには前記オフセット量
ｄを求めることができる。
の視覚座標Ｐ0（Ｘ0，Ｙ0）をロボット座標と視覚座標
との変換関係Ｒを用いて、次式に示すように、ロボット
座標におけるＰ′0（Ｘ′0，Ｙ′0）に変換する。 Ｐ′0＝ＲＰ0 このようにして、把持点Ｋのロボット座標における位置
Ｐ′0を求めることができ、さらには前記オフセット量
ｄを求めることができる。
【００３８】なお、通常、先端軸３はロボットの手先回
転軸に設定し、ロボットの動作制御点とするためその正
確な位置は既知である。したがって、把持点Ｋのロボッ
ト座標における位置、あるいは上記オフセット量ｄが正
確に求めることができれば、把持点Ｋ自体の正確な制御
が可能となり、ロボットの位置決め精度が向上する。
転軸に設定し、ロボットの動作制御点とするためその正
確な位置は既知である。したがって、把持点Ｋのロボッ
ト座標における位置、あるいは上記オフセット量ｄが正
確に求めることができれば、把持点Ｋ自体の正確な制御
が可能となり、ロボットの位置決め精度が向上する。
【００３９】また、この実施の形態１では、ワーク５上
に単一の計測点Ｐｑを設定し、この計測点Ｐｑの回転前
の位置Ｐｑ１（Ｘq1，Ｙq1）と、この単一の計測点Ｐｑ
に関する回転後の複数の位置Ｐｑ２（Ｘq2，Ｙq2）、Ｐ
ｑ３（Ｘq3，Ｙq3）とを計測し、これらの計測点の位置
から回転不動点の位置を算出するようにしているので、
実施の形態２で説明する複数の計測点を用いる手法に比
べ、カメラ１８による撮像所要エリアを小さくすること
ができる。極端なことを言えば、回転前後の単一の計測
点が撮像できていればよく、ワーク全体を撮像する必要
もなくなる。このため、この実施の形態１においては、
計測点自体の撮像エリア全体に対する割合が大きくな
り、計測点の画像品質が向上し、その後行われる画像認
識精度、さらにはキャリブレーション精度も向上する。
また、同様の理由で、校正用物体５のサイズを小さく構
成できるため、ロボット先端での把持が容易となる。
に単一の計測点Ｐｑを設定し、この計測点Ｐｑの回転前
の位置Ｐｑ１（Ｘq1，Ｙq1）と、この単一の計測点Ｐｑ
に関する回転後の複数の位置Ｐｑ２（Ｘq2，Ｙq2）、Ｐ
ｑ３（Ｘq3，Ｙq3）とを計測し、これらの計測点の位置
から回転不動点の位置を算出するようにしているので、
実施の形態２で説明する複数の計測点を用いる手法に比
べ、カメラ１８による撮像所要エリアを小さくすること
ができる。極端なことを言えば、回転前後の単一の計測
点が撮像できていればよく、ワーク全体を撮像する必要
もなくなる。このため、この実施の形態１においては、
計測点自体の撮像エリア全体に対する割合が大きくな
り、計測点の画像品質が向上し、その後行われる画像認
識精度、さらにはキャリブレーション精度も向上する。
また、同様の理由で、校正用物体５のサイズを小さく構
成できるため、ロボット先端での把持が容易となる。
【００４０】実施の形態２．次に図６を参照してこの発
明の実施の形態２について説明する。この実施の形態２
では、図６に示すように、校正用物体５上に複数（この
場合２つ）の計測点Ｐ1、Ｐ2を設定し、カメラ１８によ
ってこれら複数の計測点Ｐ1、Ｐ2の回転前の位置Ｐ
11（Ｘ11,Ｙ11）、Ｐ21（Ｘ21,Ｙ21）と、回転後の位置
Ｐ12（Ｘ12,Ｙ12）、Ｐ22（Ｘ22,Ｙ22）とを計測し、こ
れらの位置と回転角度θを用いて、回転不動点Ｐ
0（Ｘ0，Ｙ0）を算出するようにしている。
明の実施の形態２について説明する。この実施の形態２
では、図６に示すように、校正用物体５上に複数（この
場合２つ）の計測点Ｐ1、Ｐ2を設定し、カメラ１８によ
ってこれら複数の計測点Ｐ1、Ｐ2の回転前の位置Ｐ
11（Ｘ11,Ｙ11）、Ｐ21（Ｘ21,Ｙ21）と、回転後の位置
Ｐ12（Ｘ12,Ｙ12）、Ｐ22（Ｘ22,Ｙ22）とを計測し、こ
れらの位置と回転角度θを用いて、回転不動点Ｐ
0（Ｘ0，Ｙ0）を算出するようにしている。
【００４１】すなわち、回転前後の２つの計測点Ｐ1、
Ｐ2には以下の座標変換関係が成立する。なお、この場
合も、これらの座標変換では並進成分はなく、回転成分
のみであるとして、２次元の座標変換で表している。
Ｐ2には以下の座標変換関係が成立する。なお、この場
合も、これらの座標変換では並進成分はなく、回転成分
のみであるとして、２次元の座標変換で表している。
【００４２】
【数３】
【００４３】ロボットコントローラ７０では、４つの既
知の視覚座標Ｐ11（Ｘ11,Ｙ11）、Ｐ21（Ｘ21,Ｙ21）、
Ｐ12（Ｘ12,Ｙ12）、Ｐ22（Ｘ22,Ｙ22）と、上式とを用
いて回転不動点Ｐ0、すなわち把持点Ｋの視覚座標を
（Ｘ0，Ｙ0）と回転角度θとを求める。
知の視覚座標Ｐ11（Ｘ11,Ｙ11）、Ｐ21（Ｘ21,Ｙ21）、
Ｐ12（Ｘ12,Ｙ12）、Ｐ22（Ｘ22,Ｙ22）と、上式とを用
いて回転不動点Ｐ0、すなわち把持点Ｋの視覚座標を
（Ｘ0，Ｙ0）と回転角度θとを求める。
【００４４】さらに、このようにして求めた回転不動点
の視覚座標Ｐ0（Ｘ0，Ｙ0）をロボット座標と視覚座標
との変換関係Ｒを用いて、実施の形態１と同様にてロボ
ット座標におけるＰ′0（Ｘ′0，Ｙ′0）に変換する。
このようにして、把持点Ｋのロボット座標における位置
Ｐ′0を求めることができ、さらには前記オフセット量
ｄを求めることができる。
の視覚座標Ｐ0（Ｘ0，Ｙ0）をロボット座標と視覚座標
との変換関係Ｒを用いて、実施の形態１と同様にてロボ
ット座標におけるＰ′0（Ｘ′0，Ｙ′0）に変換する。
このようにして、把持点Ｋのロボット座標における位置
Ｐ′0を求めることができ、さらには前記オフセット量
ｄを求めることができる。
【００４５】このようにこの実施の形態２では、把持点
Ｋのロボット座標における位置、あるいは上記オフセッ
ト量ｄが正確に求めることができるので、把持点Ｋ自体
の正確な制御が可能となり、ロボットの位置決め精度が
向上する。
Ｋのロボット座標における位置、あるいは上記オフセッ
ト量ｄが正確に求めることができるので、把持点Ｋ自体
の正確な制御が可能となり、ロボットの位置決め精度が
向上する。
【００４６】実施の形態３．つぎに図７を参照してこの
発明の実施の形態３について説明する。この実施の形態
３においては、把持ツール４に把持回転部１２の回転を
禁止させるためのストッパ部材１４を着脱自在に設ける
ようにしている。すなわち、ツール本体部１１および把
持回転部１２にストッパ部材１４を挿入するための凹部
１５を設け、この凹部１５にストッパ部材１４を挿入で
きるようにしており、ストッパ部材１４は把持回転部１
２の回止めとなる。
発明の実施の形態３について説明する。この実施の形態
３においては、把持ツール４に把持回転部１２の回転を
禁止させるためのストッパ部材１４を着脱自在に設ける
ようにしている。すなわち、ツール本体部１１および把
持回転部１２にストッパ部材１４を挿入するための凹部
１５を設け、この凹部１５にストッパ部材１４を挿入で
きるようにしており、ストッパ部材１４は把持回転部１
２の回止めとなる。
【００４７】このようにこの実施の形態３においては、
把持ツール４の把持回転部１２が自由回転することがな
いので、この把持ツール４を用いて通常のワークの移載
作業等が可能となる。
把持ツール４の把持回転部１２が自由回転することがな
いので、この把持ツール４を用いて通常のワークの移載
作業等が可能となる。
【００４８】実施の形態４．つぎに図８を参照してこの
発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態
４においては、把持ツール４に、把持回転部１２を複数
の異なる角度位置で仮止めする仮止め部材としての複数
のボールスプリング１６を設けるようにしている。ボー
ルスプリング１６、把持回転部１２に形成された複数の
孔１７に配設固定され、またツール本体部１１には付勢
されたボールスプリング１６を仮止めするための複数の
凹部が形成されている。
発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態
４においては、把持ツール４に、把持回転部１２を複数
の異なる角度位置で仮止めする仮止め部材としての複数
のボールスプリング１６を設けるようにしている。ボー
ルスプリング１６、把持回転部１２に形成された複数の
孔１７に配設固定され、またツール本体部１１には付勢
されたボールスプリング１６を仮止めするための複数の
凹部が形成されている。
【００４９】このようにこの実施の形態４においては、
特定の複数の角度位置において把持回転部１２を仮固定
が可能な構造としたので、先の実施の形態１の回転角度
θ１、θ２あるいは実施の形態２の回転角度θを、既知
の角度とすることができ、ロボットコントローラ７０の
メモリに予め登録しておくことができる。したがって、
回転角度θ１、θ２、θを計算する必要がなくなり、こ
れにより回転不動点算出の際の計算が容易となり、計算
処理を簡易化することができる。
特定の複数の角度位置において把持回転部１２を仮固定
が可能な構造としたので、先の実施の形態１の回転角度
θ１、θ２あるいは実施の形態２の回転角度θを、既知
の角度とすることができ、ロボットコントローラ７０の
メモリに予め登録しておくことができる。したがって、
回転角度θ１、θ２、θを計算する必要がなくなり、こ
れにより回転不動点算出の際の計算が容易となり、計算
処理を簡易化することができる。
【００５０】実施の形態５．つぎに図９を参照してこの
発明の実施の形態５について説明する。この実施の形態
５においては、ロボット１０のハンド軸６に取り付ける
把持ツール４を２つのツール（第１把持ツール２０およ
び第２把持ツール３０）で構成し、第１把持ツール２０
に対し第２把持ツール３０を着脱自在としている。
発明の実施の形態５について説明する。この実施の形態
５においては、ロボット１０のハンド軸６に取り付ける
把持ツール４を２つのツール（第１把持ツール２０およ
び第２把持ツール３０）で構成し、第１把持ツール２０
に対し第２把持ツール３０を着脱自在としている。
【００５１】第１把持ツール２０は、ロボットのハンド
軸６に固定される第１ツール本体部２１と、この第１ツ
ール本体部２１に固定されて任意のワークあるいは第２
把持ツール３０を把持可能な把持部２２とを有してい
る。この場合、把持部２２は吸着パッドで構成されてい
る。
軸６に固定される第１ツール本体部２１と、この第１ツ
ール本体部２１に固定されて任意のワークあるいは第２
把持ツール３０を把持可能な把持部２２とを有してい
る。この場合、把持部２２は吸着パッドで構成されてい
る。
【００５２】第２把持ツール３０は、第１把持ツール２
０の把持部２２によって把持される第２ツール本体部３
１と、この第２ツール本体部３１に対し任意の回転角度
に回転可能に配設される把持回転部３２と、この把持回
転部３２に固定される吸着パッド３３とを備えている。
吸着パッド３３は、座標校正の際に用いる校正用物体５
を吸着して校正用物体５を支持する。
０の把持部２２によって把持される第２ツール本体部３
１と、この第２ツール本体部３１に対し任意の回転角度
に回転可能に配設される把持回転部３２と、この把持回
転部３２に固定される吸着パッド３３とを備えている。
吸着パッド３３は、座標校正の際に用いる校正用物体５
を吸着して校正用物体５を支持する。
【００５３】このようにこの実施の形態５においては、
通常はワークを把持するための第１把持ツール２０に対
し校正用物体を把持するための第２把持ツール３０を把
持されるようにしたので、把持位置校正作業時にのみ第
２把持ツール３０を取り付ければ良いので、校正作業か
ら通常のロボット作業への移行を速やかになし得る。ま
た、第１把持ツール２０は既存のものを使用することが
できるため、コストが低下する。また、第１把持ツール
２０を通常の構造とすることができ、構造の単純化が図
れる。
通常はワークを把持するための第１把持ツール２０に対
し校正用物体を把持するための第２把持ツール３０を把
持されるようにしたので、把持位置校正作業時にのみ第
２把持ツール３０を取り付ければ良いので、校正作業か
ら通常のロボット作業への移行を速やかになし得る。ま
た、第１把持ツール２０は既存のものを使用することが
できるため、コストが低下する。また、第１把持ツール
２０を通常の構造とすることができ、構造の単純化が図
れる。
【００５４】実施の形態６．つぎに図１０を参照してこ
の発明の実施の形態６について説明する。この実施の形
態６においては、先の実施の形態５における第２把持ツ
ール３０の吸着パッド３３を、校正用物体４０に置換す
るようにしている。校正用物体４０は、第２ツール本体
部３１に対し回転可能に配設される把持回転部３２に固
定される。すなわち、把持回転部３２と校正用物体４０
とは一体的に構成されており、これら把持回転部３２と
校正用物体４０とは、第２ツール本体部３１に対する回
転体として機能する。
の発明の実施の形態６について説明する。この実施の形
態６においては、先の実施の形態５における第２把持ツ
ール３０の吸着パッド３３を、校正用物体４０に置換す
るようにしている。校正用物体４０は、第２ツール本体
部３１に対し回転可能に配設される把持回転部３２に固
定される。すなわち、把持回転部３２と校正用物体４０
とは一体的に構成されており、これら把持回転部３２と
校正用物体４０とは、第２ツール本体部３１に対する回
転体として機能する。
【００５５】このようにこの実施の形態６においては、
通常はワークを把持するための第１把持ツール２０に対
し校正用物体４０を一体的に構成した第２ツール３０'
を把持されるようにしたので、把持位置校正作業時にの
み第２ツール３０'を取り付ければ良いので、校正作業
から通常のロボット作業への移行を速やかになし得る。
また、第１把持ツール２０は既存のものを使用すること
ができるため、コストが低下する。また、第１把持ツー
ル２０を通常の構造とすることができ、構造の単純化が
図れる。さらに、校正用物体４０を把持回転部３２に一
体的に構成したので、校正用物体４０の位置、姿勢ずれ
がなくなり、高精度の校正をなし得る。
通常はワークを把持するための第１把持ツール２０に対
し校正用物体４０を一体的に構成した第２ツール３０'
を把持されるようにしたので、把持位置校正作業時にの
み第２ツール３０'を取り付ければ良いので、校正作業
から通常のロボット作業への移行を速やかになし得る。
また、第１把持ツール２０は既存のものを使用すること
ができるため、コストが低下する。また、第１把持ツー
ル２０を通常の構造とすることができ、構造の単純化が
図れる。さらに、校正用物体４０を把持回転部３２に一
体的に構成したので、校正用物体４０の位置、姿勢ずれ
がなくなり、高精度の校正をなし得る。
【００５６】なお、上記実施の形態では、把持ツール４
は、オペレータによって手動で回転するようにしたが、
把持ツール回転用のモータを設け、ロボットコントロー
ラ７０の制御によって把持ツール４を回転させるように
してもよい。
は、オペレータによって手動で回転するようにしたが、
把持ツール回転用のモータを設け、ロボットコントロー
ラ７０の制御によって把持ツール４を回転させるように
してもよい。
【００５７】また、上記実施の形態１では、画像を撮像
する毎に、計測点Ｐｑの視覚座標を求めるようにしてい
るが、回転前、回転後の各画像をメモリに記憶してお
き、全ての撮像が終了した後に、画像認識、視覚座標の
算出を行うようにしてもよい。
する毎に、計測点Ｐｑの視覚座標を求めるようにしてい
るが、回転前、回転後の各画像をメモリに記憶してお
き、全ての撮像が終了した後に、画像認識、視覚座標の
算出を行うようにしてもよい。
【００５８】また、上記実施の形態では、計測点をワー
ク５の角部に設定したが、ユニークな点であれば他の任
意の位置に設定しても良いし、さらには計測点用のマー
クをワークに刻設あるいは貼設するようにしてもよい。
ク５の角部に設定したが、ユニークな点であれば他の任
意の位置に設定しても良いし、さらには計測点用のマー
クをワークに刻設あるいは貼設するようにしてもよい。
【００５９】また、上記実施の形態１では、２つの異な
る回転角度位置にワークを回転させるようにしたが、３
つ以上の異なる回転角度位置にワークを回転させてもよ
い。
る回転角度位置にワークを回転させるようにしたが、３
つ以上の異なる回転角度位置にワークを回転させてもよ
い。
【００６０】また、上記実施の形態では、２軸構成の垂
直多関節ロボットを用いるようにしたが、他の任意の構
成あるいは軸数のロボットに本発明を適用するようにし
てもよい。
直多関節ロボットを用いるようにしたが、他の任意の構
成あるいは軸数のロボットに本発明を適用するようにし
てもよい。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
所定の把持位置を回転中心として校正用物体を回転させ
る把持ツールを設け、校正用物体を複数の異なる角度に
回転させたときの校正用物体上の単一の計測点に対応す
る複数の視覚座標に基づいて回転不動点の視覚座標を算
出し、さらにロボット座標と視覚座標との変換関係を用
いてロボット座標における把持位置を求めるようにして
いるので、ロボット座標における把持位置を正確に算出
することができ、これによりロボットの位置決め精度が
向上する。したがって、ロボットの先端軸と実際にワー
クを把持する位置に大きなオフセットがあった場合、あ
るいはワークが非常に微少な場合であっても、ワークを
掴み損なうことなく確実に把持でき、作業効率が向上す
る。また、この発明では、校正用物体を複数の異なる角
度に回転させたときの校正用物体上の単一の計測点に対
応する複数の視覚座標に基づいて回転不動点の視覚座標
を算出し、この算出結果に基づいてロボット座標と視覚
座標との校正を行うようにしているので、撮像所要エリ
アを従来よりも小さくすることができ、したがって計測
位置を求める際の画像計測精度を向上することができ、
これによりキャリブレーション精度を向上させることが
できる。また、校正用物体を小さく構成できるため、ロ
ボット先端での把持が容易となる。
所定の把持位置を回転中心として校正用物体を回転させ
る把持ツールを設け、校正用物体を複数の異なる角度に
回転させたときの校正用物体上の単一の計測点に対応す
る複数の視覚座標に基づいて回転不動点の視覚座標を算
出し、さらにロボット座標と視覚座標との変換関係を用
いてロボット座標における把持位置を求めるようにして
いるので、ロボット座標における把持位置を正確に算出
することができ、これによりロボットの位置決め精度が
向上する。したがって、ロボットの先端軸と実際にワー
クを把持する位置に大きなオフセットがあった場合、あ
るいはワークが非常に微少な場合であっても、ワークを
掴み損なうことなく確実に把持でき、作業効率が向上す
る。また、この発明では、校正用物体を複数の異なる角
度に回転させたときの校正用物体上の単一の計測点に対
応する複数の視覚座標に基づいて回転不動点の視覚座標
を算出し、この算出結果に基づいてロボット座標と視覚
座標との校正を行うようにしているので、撮像所要エリ
アを従来よりも小さくすることができ、したがって計測
位置を求める際の画像計測精度を向上することができ、
これによりキャリブレーション精度を向上させることが
できる。また、校正用物体を小さく構成できるため、ロ
ボット先端での把持が容易となる。
【００６２】つぎの発明では、所定の把持位置を回転中
心として校正用物体を回転させる把持ツールを設け、回
転前後での校正用物体上の複数計測点の視覚座標を基に
回転不動点の視覚座標を算出し、ロボット座標と視覚座
標の変換関係を用いることにより前記把持位置のロボッ
ト座標における位置を算出するようにしたので、ロボッ
ト座標における把持位置を正確に算出することができ、
これによりロボットの位置決め精度が向上する。したが
って、ロボットの先端軸と実際にワークを把持する位置
に大きなオフセットがあった場合、あるいはワークが非
常に微少な場合であっても、ワークを掴み損なうことな
く確実に把持でき、作業効率が向上する。
心として校正用物体を回転させる把持ツールを設け、回
転前後での校正用物体上の複数計測点の視覚座標を基に
回転不動点の視覚座標を算出し、ロボット座標と視覚座
標の変換関係を用いることにより前記把持位置のロボッ
ト座標における位置を算出するようにしたので、ロボッ
ト座標における把持位置を正確に算出することができ、
これによりロボットの位置決め精度が向上する。したが
って、ロボットの先端軸と実際にワークを把持する位置
に大きなオフセットがあった場合、あるいはワークが非
常に微少な場合であっても、ワークを掴み損なうことな
く確実に把持でき、作業効率が向上する。
【００６３】つぎの発明によれば、着脱自在なストッパ
によって把持ツールの回転を禁止できるようにしている
ので、通常作業時には把持ツールが自由回転しないよう
に構成できるため、この把持ツールを用いて通常のワー
クの移載作業等が可能となる。
によって把持ツールの回転を禁止できるようにしている
ので、通常作業時には把持ツールが自由回転しないよう
に構成できるため、この把持ツールを用いて通常のワー
クの移載作業等が可能となる。
【００６４】つぎの発明によれば、把持ツールを特定の
角度において仮固定可能な構造としたので、これらの角
度を予め設定登録しておくようにすれば、回転角度を計
算する必要がなくなり、これにより回転不動点算出の際
の計算が容易となり、計算処理を簡易化することができ
る。
角度において仮固定可能な構造としたので、これらの角
度を予め設定登録しておくようにすれば、回転角度を計
算する必要がなくなり、これにより回転不動点算出の際
の計算が容易となり、計算処理を簡易化することができ
る。
【００６５】つぎの発明によれば、第１把持ツールに対
し、校正作業用の第２把持ツールを着脱自在としたの
で、把持位置校正作業時にのみ第２把持ツールを取り付
ければ良く、通常のロボット作業の時は第２把持ツール
を取り外せばよくなり、校正作業から通常のロボット作
業への移行を速やかになし得る。また、第１把持ツール
は既存のものを使用することができるため、コストが低
下する。
し、校正作業用の第２把持ツールを着脱自在としたの
で、把持位置校正作業時にのみ第２把持ツールを取り付
ければ良く、通常のロボット作業の時は第２把持ツール
を取り外せばよくなり、校正作業から通常のロボット作
業への移行を速やかになし得る。また、第１把持ツール
は既存のものを使用することができるため、コストが低
下する。
【００６６】つぎの発明によれば、第１把持ツールに対
し、校正作業用の第２ツールを着脱自在としたので、把
持位置校正作業時にのみ第２ツールを取り付ければ良く
なり、校正作業から通常のロボット作業への移行を速や
かになし得る。また、第１把持ツールは既存のものを使
用することができるため、コストが低下する。さらに、
校正用物体を第２ツール本体部に一体的に構成したの
で、校正用物体の位置、姿勢ずれがなくなり、高精度の
校正をなし得る。
し、校正作業用の第２ツールを着脱自在としたので、把
持位置校正作業時にのみ第２ツールを取り付ければ良く
なり、校正作業から通常のロボット作業への移行を速や
かになし得る。また、第１把持ツールは既存のものを使
用することができるため、コストが低下する。さらに、
校正用物体を第２ツール本体部に一体的に構成したの
で、校正用物体の位置、姿勢ずれがなくなり、高精度の
校正をなし得る。
【図１】 この発明にかかるロボット座標構成システム
の実施の形態１の構成を示す概念図である。
の実施の形態１の構成を示す概念図である。
【図２】 ロボットに取り付けられる把持ツールの一例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】 校正用物体の回転前後の姿勢を示す図であ
る。
る。
【図４】 実施の形態１による校正用物体の回転前後の
姿勢を示す図である。
姿勢を示す図である。
【図５】 実施の形態１による座標校正の手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図６】 実施の形態２による校正用物体の回転前後の
姿勢を示す図である。
姿勢を示す図である。
【図７】 実施の形態３に用いられる把持ツールの一例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図８】 実施の形態４に用いられる把持ツールの一例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図９】 実施の形態５に用いられる把持ツールの一例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図１０】 実施の形態６に用いられる把持ツールの一
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
１ 第１軸、２ 第２軸、３ 先端軸、４ 把持ツー
ル、５ 校正用物体、６ハンド軸、１０ ロボット、１
１ ツール本体部、１２ 把持回転部、１３吸着パッ
ド、１４ ストッパ部材、１５ 凹部、１６ ボールス
プリング、１７孔、１８ カメラ、２０ 第１把持ツー
ル、２１ 第１ツール本体部、２２把持部、３０ 第２
把持ツール、３０' 第２ツール、３１ 第２ツール本
体部、３２ 把持回転部、３３ 吸着パッド、４０ 校
正用物体、５０ ディスプレイ、６０ 画像認識部、７
０ ロボットコントローラ、ｄ オフセット量、Ｋ把持
位置（把持点）。
ル、５ 校正用物体、６ハンド軸、１０ ロボット、１
１ ツール本体部、１２ 把持回転部、１３吸着パッ
ド、１４ ストッパ部材、１５ 凹部、１６ ボールス
プリング、１７孔、１８ カメラ、２０ 第１把持ツー
ル、２１ 第１ツール本体部、２２把持部、３０ 第２
把持ツール、３０' 第２ツール、３１ 第２ツール本
体部、３２ 把持回転部、３３ 吸着パッド、４０ 校
正用物体、５０ ディスプレイ、６０ 画像認識部、７
０ ロボットコントローラ、ｄ オフセット量、Ｋ把持
位置（把持点）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鷲見 和彦 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA03 BB01 BB27 EE00 FF04 FF66 JJ03 JJ26 PP13 PP25 QQ00 QQ24 SS02 SS13 3C007 BS15 BT00 KT01 KT06 KT09 5H269 AB33 BB07 CC09 DD06 FF02 FF06 JJ09 JJ20
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の軸を有しその先端軸から所定のオ
フセット量だけ離れた把持位置で物体を把持するロボッ
トと、撮像手段とを備え、ロボットに把持された校正用
物体を前記撮像手段によって撮像し、その撮像画像に基
づいてロボット座標と視覚座標との校正を行うロボット
座標校正システムにおいて、 前記把持位置に取り付けられ、校正用物体を把持してか
つ前記把持位置を中心に回転可能な把持ツールと、 前記撮像画像に基づいて前記校正用物体上に設定した単
一の所定の計測点の視覚座標を計測するとともに、前記
把持ツールを回転させることにより前記校正用物体を２
以上の複数の異なる回転角度をもって回転させたとき
の、これら複数の回転角度での前記計測点の視覚座標を
計測する手段と、 前記回転前の計測点の視覚座標、および回転後の複数の
回転角度での複数の視覚座標に基づいて前記撮像画像中
の回転不動点の視覚座標を算出し、さらにこの回転不動
点の視覚座標およびロボット座標と視覚座標との変換関
係を用いてロボット座標における前記把持位置を求める
手段と、 を備えることを特徴とするロボット座標校正システム。 - 【請求項２】 複数の軸を有しその先端軸から所定のオ
フセット量だけ離れた把持位置で物体を把持するロボッ
トと、撮像手段とを備え、ロボットに把持された校正用
物体を前記撮像手段によって撮像し、その撮像画像に基
づいてロボット座標と視覚座標との校正を行うロボット
座標校正システムにおいて、 前記把持位置に取り付けられ、校正用物体を把持してか
つ前記把持位置を中心に回転可能な把持ツールと、 前記撮像画像に基づいて前記把持物体上に設定した複数
の所定の計測点の視覚座標を計測するとともに、前記把
持ツールを回転させることにより前記把持物体を回転さ
せたときのこれら複数の計測点の視覚座標を計測する手
段と、 前記回転前の複数の計測点の視覚座標および回転後の複
数の計測点の視覚座標に基づいて前記撮像画像中の回転
不動点の視覚座標を算出し、さらにこの回転不動点の視
覚座標およびロボット座標と視覚座標との変換関係を用
いてロボット座標における前記把持位置を求める手段
と、 を備えることを特徴とするロボット座標校正システム。 - 【請求項３】 前記把持ツールは、前記ロボットの先端
に固定されるツール本体部と、この本体部に対し回転可
能に配設されて前記物体を把持する把持回転部とを備
え、さらに前記把持回転部の回転を禁止させるためのス
トッパ部材を着脱自在に設けたことを特徴とする請求項
１または２に記載のロボット座標校正システム。 - 【請求項４】 前記把持ツールは、前記ロボットの先端
に固定されるツール本体部と、この本体部に対し回転可
能に配設されて前記校正用物体を把持する把持回転部と
を備え、さらに前記把持回転部を複数の異なる角度位置
で仮止めする仮止め部材を設けたことを特徴とする請求
項１または２に記載のロボット座標校正システム。 - 【請求項５】 前記把持ツールは、 前記ロボットの先端に固定される第１ツール本体部と、
このツール本体部に固定されて物体を把持可能な把持部
とを有する第１把持ツールと、 この第１把持ツールの把持部によって着脱自在に把持さ
れる第２ツール本体部と、この第２ツール本体部に対し
回転可能に配設されて前記校正用物体を把持する把持回
転部とを有する第２把持ツールと、 を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のロ
ボット座標校正システム。 - 【請求項６】 前記把持ツールは、 前記ロボットの先端に固定される第１ツール本体部と、
この第１ツール本体部に固定されて物体を把持可能な把
持部とを有する第１把持ツールと、 この第１把持ツールの把持部によって把持される第２ツ
ール本体部と、この第２ツール本体部に対し回転可能に
配設され、前記校正用物体を一体的に形成した回転体と
を有する第２ツールと、 を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のロ
ボット座標校正システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001119626A JP4212783B2 (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | ロボット座標校正システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001119626A JP4212783B2 (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | ロボット座標校正システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002307345A true JP2002307345A (ja) | 2002-10-23 |
| JP4212783B2 JP4212783B2 (ja) | 2009-01-21 |
Family
ID=18969812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001119626A Expired - Lifetime JP4212783B2 (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | ロボット座標校正システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4212783B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011041986A (ja) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Hitachi Computer Peripherals Co Ltd | ノズル吸引式の対象物の搬送装置、搬送方法及びこれらに用いられるプログラム |
| JP2011177874A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | 回転板位置調整装置及び方法 |
| JP2013082032A (ja) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Ihi Corp | 多関節ロボットのツールセンターポイント設定方法、及びツールセンターポイント設定用の治具の取付構造 |
| CN106990571A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-07-28 | 芜湖东旭光电科技有限公司 | 取纸系统 |
| CN110340881A (zh) * | 2018-04-03 | 2019-10-18 | 泰科电子(上海)有限公司 | 机器人工具的标定方法和标定系统 |
| CN110349218A (zh) * | 2018-04-03 | 2019-10-18 | 泰科电子(上海)有限公司 | 摄像机的标定方法和标定系统 |
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| JP7454739B1 (ja) | 2023-08-18 | 2024-03-22 | チョーチアン ヘンイー ペトロケミカル カンパニー，リミテッド | 制御方法、装置、デバイス、記憶媒体及びプログラム |
| US11969903B1 (en) | 2023-08-18 | 2024-04-30 | Zhejiang Hengyi Petrochemical Co., Ltd. | Control method, electronic device and storage medium |
-
2001
- 2001-04-18 JP JP2001119626A patent/JP4212783B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN113091628B (zh) * | 2021-04-07 | 2023-03-10 | 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 | 一种小尺寸轴孔间隙视觉测量标定装置及方法 |
| JP7454739B1 (ja) | 2023-08-18 | 2024-03-22 | チョーチアン ヘンイー ペトロケミカル カンパニー，リミテッド | 制御方法、装置、デバイス、記憶媒体及びプログラム |
| US11969903B1 (en) | 2023-08-18 | 2024-04-30 | Zhejiang Hengyi Petrochemical Co., Ltd. | Control method, electronic device and storage medium |
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| JP4212783B2 (ja) | 2009-01-21 |
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