JP2002307371A - 作業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業用ロボットのアームにカメラを取り付け
て、そのカメラによって撮影した作業部分の画像にもと
づいて作業状況を監視するに際して、作業状態に応じて
カメラの撮影面を適宜回動させることにより、常に作業
部分を撮影した画像の天地が実際の重力の方向と一致す
るように画面に映し出すことができるようにする。 【構成】 作業用ロボットのアーム部分にカメラハウジ
ングを一体的に取り付け、そのハウジング内に撮影面を
自在に回動できるようにカメラを収納するように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作業部分をカメラによ
って撮影した画像によって作業状況を監視するようにし
た作業ロボットに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば、搬送されてくる被溶接
部材に対して自動的に溶接を行う溶接ロボットや被シー
リング部材に対して所定のシーリングを行うシーラロボ
ットなどにあっては、その溶接やシーリング状態の良否
判定を行うために、作業部分をロボットのアーム部分に
設置したカメラによって撮影し、その撮影画像をモニタ
ーに映し出すことによって作業状況を監視するようにし
ている。

【０００３】従来、この種の作業用ロボットにあって
は、その自在な動きをもったアーム部分に監視用のカメ
ラを固定して取り付けるようにしており、アームの作業
状態によってはその作業部分を撮影するカメラの撮影面
の向きが不適切となって、画面に映し出される撮影画像
の天地がわからなくなって、作業状況が把握しにくいも
のになっている。

【０００４】図４はシーラロボットによって垂直に立て
られた２枚の重ね合せた鋼板５１，５２間をシーリング
する場合を示しており、ロボットアーム１側にそのシー
リングの作業部分を撮影するカメラ３が固定して取り付
けられている。図中、２はシーリング用のノズルであ
る。

【０００５】このようなシーリングの作業状態では、そ
のときの画面に映し出されるカメラ３による撮影画像が
図５に示すようになり、画面の天地と撮影画像中におけ
る重力Ｇの方向とが一致せず、シーラ樹脂のたれａの状
態がわかりにくくなっている。

【０００６】同様のことは溶接ロボットの場合にも生
じ、溶融部の重力によるたれの状態が把握しにくいもの
になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、作業用ロボットの自在な動きをもったアーム部分
に監視用のカメラを固定して取り付けるのでは、アーム
の作業状態によってはその作業部分を撮影するカメラの
撮影面の向きが不適切となって、画面に映し出される撮
影画像の天地がわからなくなって、作業状況が把握しに
くいものになっていることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、作業用ロボッ
トの自在な動きをもったアーム部分に取り付けたカメラ
による撮影画像を画面に映し出してその作業状況の監視
を行わせるに際して、アームの作業状態の如何にかかわ
らず、画面に映し出される撮影画像の天地と実際の重力
方向とが一致するようにカメラの撮影面を修正できるよ
うにするべく、アーム部分にカメラハウジングを一体的
に取り付け、そのハウジング内に撮影面が自在に回動で
きるようにカメラを収納させるようにしている。

【０００９】

【実施例】本発明は、例えば、図１に示すように、自在
な動きをもったロボットアーム１側に取り付けたカメラ
３による撮影画像を画面に映し出して作業状況の監視を
行わせるようにした作業用ロボットにあって、アーム１
側にカメラハウジング４を一体的に取り付け、そのハウ
ジング４内に撮影面を回動できるようにカメラ３を回動
自在に収納させるようにしている。

【００１０】ここでは、シーラロボットにより垂直に立
てられた２枚の重ね合せた鋼板５１，５２間をシーリン
グする場合を示している。図中、２はシーリング用のノ
ズルである。

【００１１】カメラ３としては、シーリングの場合には
ＣＣＤカメラが用いられるが、レーザ溶接などにおける
高輝度の溶融池と低輝度のビード部とを同時に撮影する
ような場合には、対数出力特性をもったダイナミックレ
ンジの広いＣＭＯＳカメラが用いられる。

【００１２】図２は、カメラハウジング４およびそのハ
ウジング４内に撮影面を回動できるように収納されるカ
メラ３の具体的な構成例を示している。

【００１３】カメラハウジング４のハウジング本体４１
は円筒状に形成されており、その側面にロボットアーム
１側への取付面４２が一体的に設けられている。

【００１４】そして、その円筒状のハウジング本体４１
の内部に、カメラ３の筒体部分が同軸状に回動できるよ
うに嵌め込まれる。

【００１５】ここでは、手動によって任意の回動位置に
カメラ３を位置決めする位置決め機構として、ネジによ
ってハウジング本体４１に対してカメラ３を任意の回動
位置で固定することができるようにしている。

【００１６】その場合、ハウジング本体４１にはその周
面にネジのガイド溝６が周方向に形成されているととも
に、その溝６に対応するカメラ３の筒体部分の３箇所
（少なくとも１箇所）にネジ孔７が穿設されており、図
示しないネジを緩めた状態でガイド溝６に沿ってカメラ
３を回動させて、所望の位置でネジを締め付けてカメラ
３を固定する。なお、ネジのガイド溝６は、カメラ３を
１８０°回動させることができるような長さを有してい
る。

【００１７】したがって、図１に示すように、シーラロ
ボットにより垂直に立てられた２枚の重ね合せた鋼板５
１，５２間をシーリングするような場合に、ロボットア
ーム１側に取り付けられたカメラ３の回動位置を選ぶこ
とによって、図３に示すように、シーリングの作業部分
を撮影した画像の天地が実際の重力Ｇの方向と一致する
ように画面に映し出すことができる。そのため、シーラ
樹脂のたれａの状態がわかりやすくなるなど、シーリン
グの作業状況の把握を容易に行うことができるようにな
る。

【００１８】また、ロボットアーム１の動きに応じて、
常に作業部分を撮影した画像の天地が実際の重力Ｇの方
向と一致するように画面に映し出すことができるよう
に、カメラ３を自動的に回動させるようにすることも可
能である。

【００１９】例えば、特に図示しないが、カメラ３の筒
体部における周面の一部に重錘を設けて、その重錘の作
用によってカメラ３の撮影面の天地が常に重力方向にな
るように、カメラ３をロボットアーム１の動きに追従し
て自動的に回動させるようにする。

【００２０】その場合、重錘によるカメラ３の回動を安
定させるために、カメラハウジング４のハウジング本体
４１の内部にダンパー用のオイルを封入するなど、適宜
ダンパ機構を設けるようにすればよい。

【００２１】また、カメラハウジング４部分に重力方向
を検知する重力センサを設けるとともに、カメラ３を回
動させるモータ駆動機構をカメラハウジング４内に設け
て、重力センサの出力に応じてカメラ３による撮影面の
天地が常に重力方向と一致するようにモータの駆動制御
を行わせる制御手段を設けるようにすれば、ロボットア
ーム１の動きに追従してカメラ３を高精度に回動させる
ことができるようになる。

【００２２】また、カメラ３を回動させるモータ駆動機
構をカメラハウジング４内に設けるとともに、オペレー
タのスイッチ操作による入力指令に応じてモータの駆動
制御を行わせる制御手段を設けて、オペレータのスイッ
チ操作によってカメラ３の回動を自在に行わせるように
することも可能である。

【００２３】さらに、作業用ロボット全体の駆動制御を
行うＥＣＵの制御下において、ロボットアーム１を駆動
する制御信号に応じて、カメラ３による撮影面の天地が
常に重力方向と一致するように、カメラ３を回動させる
モータ駆動機構におけるモータの駆動を行わせるように
することも可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上、本発明にあっては、作業用ロボッ
トのアームにカメラを取り付けて、そのカメラによって
撮影した作業部分の画像にもとづいて作業状況を監視す
るに際して、アーム部分にカメラハウジングを一体的に
取り付け、そのハウジング内に撮影面を自在に回動でき
るようにカメラを収納したもので、自在な動きをもった
アームの作業状態の如何にかかわらず、そのときの作業
状態に応じてカメラの撮影面を適宜回動させることによ
り、常に作業部分を撮影した画像の天地が実際の重力の
方向と一致するように画面に映し出すことができ、作業
状況の把握を容易になすことができるという利点を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による作業ロボットによる作業状態の一
例を示すロボットアーム部分の斜視図である。

【図２】本発明の作業ロボットに取り付けられるカメラ
ハウジングおよびそのハウジング内に撮影面を回動でき
るように収納されるカメラの具体的な構成例を示す斜視
図である。

【図３】本発明の作業用ロボットのカメラによりシーリ
ングの作業部分を撮影した画像の天地が実際の重力の方
向と一致するように画面に映し出した状態の一例を示す
図である。

【図４】従来の作業ロボットによる作業状態の一例を示
すロボットアーム部分の斜視図である。

【図５】従来の作業用ロボットのカメラによりシーリン
グの作業部分を撮影した画像を画面に映し出した状態の
一例を示す図である。

【符号の説明】

１ ロボットアーム ２ シーリング用ノズル ３ カメラ ４ カメラハウジング ６ ネジのガイド溝 ７ ネジ孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 篤志 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホン ダエンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3C007 AS13 KS00 KS20 KT00 KT01 KT05 KT18 MT01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業用ロボットのアームにカメラを取り
   付けて、そのカメラによって撮影した作業部分の画像に
   もとづいて作業状況を監視するようにした作業用ロボッ
   トにおいて、アーム部分にカメラハウジングを一体的に
   取り付け、そのハウジング内に撮影面を回動できるよう
   にカメラを収納したことを特徴とする作業用ロボット。
2. 【請求項２】 手動によって任意の回動位置にカメラを
   位置決めする位置決め機構を設けたことを特徴とする請
   求項１の記載による作業用ロボット。
3. 【請求項３】 カメラに重錘を設けて、カメラの撮影面
   の天地が常に重力方向になるようにカメラを自動的に回
   動させるようにしたことを特徴とする請求項１の記載に
   よる作業用ロボット。
4. 【請求項４】 重錘によるカメラの回動を安定させるダ
   ンパ機構を設けたことを特徴とする請求項３の記載によ
   る作業用ロボット。
5. 【請求項５】 カメラハウジング部分に重力センサを設
   けるとともに、カメラを回動させる駆動用モータをカメ
   ラハウジングに設けて、重力センサの出力に応じてカメ
   ラによる撮影面の天地が常に重力方向と一致するように
   モータの駆動制御を行わせる制御手段を設けたことを特
   徴とする請求項１の記載による作業用ロボット。