JP2005262369A - Robot system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数台のロボットによるパレタイジングのロボットシステムに関する。 The present invention relates to a palletizing robot system using a plurality of robots.
従来、パレタイジングするロボット制御装置は、コンベアなどの搬送装置に載置されたワークを搬送装置と同期をとって、ロボットを動作させ、ワークを取り出し後、所定位置のパレットに整列させるというものであった。
第１の従来技術として、複数台のロボットで協調してパレタイジング動作を実行させるロボット制御装置の技術を図５に説明する。
ロボットＡ、Ｂは、１つのロボット制御装置１０で制御される。ロボットＡは、コンベア１００及び２００から送られてくるワーク３００を把持し、パレット１０４上にパレタイジングする、パレット１０４にワーク３００をパレタイジングするとき及びコンベア２００からワーク３００を取り出すときの作業領域に、ロボットＡ、Ｂが同時に進入しないようにロボットＡ、Ｂの干渉制御していた。このように、１つのパレットに対して、パレタイジング動作を２つのロボットで行うことができるため、作業のサイクルタイムが短縮される（特許文献１）。
また、第２の従来技術として、複数台のロボットを使用して、単一の搬送ワークを把持するロボット制御装置の技術が開示されている。複数台のロボットの各ハンドの手首部に取り付けれたセンサ及びエンドエフェクタと、エンドエフェクタを制御するエンドエフェクタコントローラを備えて、エンドエフェクタコントローラの出力により、ワークの位置ずれに対応してロボットを動作させるものである（特許文献２）
As a first conventional technique, a technique of a robot control apparatus that executes a palletizing operation in cooperation with a plurality of robots will be described with reference to FIG.
The robots A and B are controlled by one robot control device 10. The robot A grips the workpiece 300 sent from the conveyors 100 and 200 and palletizes it on the pallet 104. When palletizing the workpiece 300 on the pallet 104 and when taking out the workpiece 300 from the conveyor 200, the robot A The robots A and B were controlled so that A and B would not enter at the same time. Thus, since the palletizing operation can be performed with respect to one pallet by two robots, the cycle time of the work is shortened (Patent Document 1).
In addition, as a second conventional technique, a technique of a robot control apparatus that uses a plurality of robots to hold a single transfer work is disclosed. A sensor and end effector attached to the wrist of each hand of a plurality of robots and an end effector controller for controlling the end effector are provided, and the robot is operated in accordance with the position displacement of the workpiece by the output of the end effector controller. (Patent Document 2)
生産設備のなかには、コンベアにワークがおかれて搬送されてきたものをロボットが、取り出し、溶接やシーリングをするという工程がある。たとえば、ワークが自動車のフレームなどの場合、ワーク自体が大きいため、大きな可搬重量を持つ大型ロボットが必要となる。大型ロボットでは、動作範囲が大きく、ロボットの周辺設備との干渉などの問題に対応するため、ロボットに各種の設定（動作範囲の制限）を施していた。しかし、ロボットを動作させる範囲が狭い場合、複数台のロボットで同一のワークを協調して搬送することが効率がよい。
また、ワークの外形が大きいが重量が小さい場合には、ワークが変形しないように複数の個所を把持してパレタイジングする必要があり、このときに、ロボットの手先部に装着するハンドも大きなものになり、実際にハンドリングするワークよりもハンドの方が重いという場合もある。また、自動車などの多種混流ラインなどでは、車種に応じたハンドを複数用意し、車種信号をロボット制御装置に入信させ、その車種信号により、車種に応じたハンドを装着するなどの工夫をしていた。
上記のような課題を解決するために、第１の従来技術を適用した場合、同一のワークに対して複数台のロボットを適用できない、という問題があった。また、第２の従来技術を適用した場合、搬送手段に同期することができない、という問題があった。第２の従来技術と第１の従来技術を組み合わせても、搬送装置の座標系と２台のロボットの座標系に関しての記載がなく、現実に組み合わせることができない。
In a production facility, there is a process in which a robot picks up a workpiece that has been conveyed on a conveyor, and performs welding and sealing. For example, when the workpiece is an automobile frame or the like, since the workpiece itself is large, a large robot having a large payload is required. Large robots have a large operation range, and various settings (limitation of the operation range) have been applied to the robot in order to cope with problems such as interference with peripheral equipment of the robot. However, when the range in which the robot is operated is narrow, it is efficient to transport the same workpiece in cooperation with a plurality of robots.
Also, if the workpiece has a large outer shape but its weight is small, it is necessary to grip and palletize multiple locations so that the workpiece does not deform. At this time, the hand attached to the tip of the robot must be large. In some cases, the hand is heavier than the workpiece that is actually handled. Also, in various mixed flow lines such as automobiles, multiple hands corresponding to the vehicle type are prepared, the vehicle type signal is input to the robot control device, and the hand corresponding to the vehicle type is attached based on the vehicle type signal. It was.
In order to solve the above problems, when the first prior art is applied, there is a problem that a plurality of robots cannot be applied to the same workpiece. In addition, when the second prior art is applied, there is a problem that it cannot be synchronized with the conveying means. Even if the second prior art and the first prior art are combined, there is no description about the coordinate system of the transfer device and the coordinate system of the two robots, and it cannot be actually combined.
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、複数台のロボットで同一のワークを協調してハンドリングするロボットシステムを提供する。 The present invention is intended to solve the problem of such a conventional configuration, and provides a robot system that handles the same workpiece in cooperation with a plurality of robots.
本発明の請求項１記載のロボットシステムは、ワークを搬送する搬送手段と、前記ワークを把持する複数台のロボットと、前記複数台のロボットを制御するロボット制御装置と、前記搬送手段の位置を検出する位置検出器とを備えるロボットシステムにおいて、前記複数台のロボットの１つをマスタロボットとし、その他のロボットをスレーブロボットとし、 前記ロボット制御装置は、前記位置検出器の検出結果に基づいて前記搬送手段の座標系上における前記ワークの位置を演算する搬送座標系位置検出部と、前記マスタロボットの座標系を前記各スレーブロボットの座標系へ変換するスレーブ座標系変換部と、前記搬送手段位置検出部で検出された位置を前記マスタロボットの座標系の位置に変換する搬送座標系変換部と、を備え、前記複数台のロボットを協調動作させ、１つの前記ワークを把持することを特徴とするものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a robot system according to a first aspect of the present invention, comprising: a conveying unit that conveys a workpiece; a plurality of robots that grip the workpiece; a robot controller that controls the plurality of robots; and a position of the conveying unit. In a robot system including a position detector to detect, one of the plurality of robots is a master robot, and the other robot is a slave robot, and the robot control device is configured to A transport coordinate system position detector that calculates the position of the workpiece on the coordinate system of the transport means, a slave coordinate system converter that converts the coordinate system of the master robot into the coordinate system of each slave robot, and the transport means position A transport coordinate system conversion unit that converts the position detected by the detection unit into the coordinate system position of the master robot, A plurality of robots is cooperative operation, is characterized in that gripping the one of the workpiece.
本発明の請求項２記載のロボットシステムは、ワークを搬送する搬送手段と、前記ワークを把持する複数台のロボットと、前記複数台のロボットを制御するロボット制御装置と、前記搬送手段の位置を検出する位置検出器とを備えるロボットシステムにおいて、前記複数台のロボットの１つをマスタロボットとし、その他のロボットをスレーブロボットとし、前記搬送手段にて搬送される前記ワークを撮像するカメラと、前記カメラにて撮像した撮像画像を画像処理する画像処理装置と、を備え、前記ロボット制御装置は、作業プログラムを格納するプログラム格納部と、前記位置検出器の検出結果に基づいて前記搬送手段の座標系上における前記ワークの位置を演算する搬送座標系位置検出部と、前記画像処理装置の処理結果に基づいて前記カメラにて撮像した時の前記ワークの位置及び前記ワークの品種情報を算出する品種判別部と、前記品種判別部と前記搬送座標系位置検出部との結果から搬送座標系上の前記ワークの位置を検出するワーク位置検出部と、前記ワーク位置検出部で検出された前記ワークの位置を前記マスタロボットの座標系の位置に変換する搬送座標系変換部と、前記品種判別部の出力である前記品種情報に基づいて、前記プログラム格納部に格納された前記作業プログラムを読み出して、前記複数台のロボットの動作制御を行う系列動作制御部と、とを備えることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a robot system according to a second aspect of the present invention, comprising: a conveying unit that conveys a workpiece; a plurality of robots that grip the workpiece; a robot controller that controls the plurality of robots; and a position of the conveying unit. In a robot system comprising a position detector for detection, one of the plurality of robots is a master robot, the other robot is a slave robot, and a camera that images the workpiece transported by the transport means; An image processing device that performs image processing on a captured image captured by a camera, wherein the robot control device stores a program storage unit that stores a work program, and coordinates of the transport unit based on a detection result of the position detector. A transport coordinate system position detection unit for calculating the position of the workpiece on the system, and based on the processing result of the image processing apparatus The position of the workpiece on the transfer coordinate system based on the results of the position of the workpiece when picked up by the camera and the type identification unit for calculating the type information of the workpiece, and the type determination unit and the transfer coordinate system position detection unit The position of the workpiece detected by the workpiece position detection unit, the conveyance coordinate system conversion unit for converting the position of the workpiece detected by the workpiece position detection unit to the position of the coordinate system of the master robot, and the output of the product type determination unit A sequence operation control unit that reads out the work program stored in the program storage unit based on product type information and controls the operation of the plurality of robots.
本発明の請求項３記載のロボットシステムは、前記搬送座標系変換部で算出された前記ワークの前記マスタロボット座標系の座標値を前記スレーブロボットの座標系の座標値に変換する独立指令演算部とを備え、前記系列動作制御部は、前記品種情報が前記複数台のロボットによる同一種類のワークに対して、各ロボットが独立して操作する品種の場合には、前記独立指令演算部へ前記搬送座標系変換部の結果を出力することを特徴とするものである。 The robot system according to claim 3 of the present invention is an independent command calculation unit that converts the coordinate value of the master robot coordinate system of the workpiece calculated by the transfer coordinate system conversion unit into the coordinate value of the coordinate system of the slave robot. The series operation control unit, when the type information is a type that each robot independently operates on the same type of work by the plurality of robots, to the independent command calculation unit The result of the transport coordinate system conversion unit is output.
本発明の請求項４記載のロボットシステムは、前記ロボット制御装置は、前記ロボットを動作させる駆動制御部を前記ロボット毎に備え、前記駆動制御部は、一定周期で同期して活性化され、前記ロボットを駆動することを特徴とするものである。 In the robot system according to claim 4 of the present invention, the robot control device includes a drive control unit that operates the robot for each robot, and the drive control unit is activated synchronously at a constant cycle, It is characterized by driving a robot.
本発明は、搬送手段により搬送される同一のワークに対して、複数台のロボットでハンドリングができるために、柔軟性の高い生産設備を構築することができるという格段の効果を奏するものである。 The present invention has a remarkable effect that a highly flexible production facility can be constructed because a plurality of robots can handle the same workpiece conveyed by the conveying means.
以下、本発明の実施の形態として図１〜図７に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
実施例１について、図１〜図３を参酌して説明する。
図１は、システム構成を示すものである。ロボットＡ、ロボットＢは、ロボット制御装置１０により動作制御される。搬送手段として、コンベアを使用した例を説明する。コンベア１は、コンベア駆動部２により駆動される。コンベア駆動部２は、電動により回転される構造のものである。コンベア１は、コンベア駆動部２の回転動作を矢印の方向の運動に変換する駆動機構を備えている。このコンベア駆動部２は、外部からの駆動電流により回転するようになっている。また、コンベア駆動部２には、回転位置を検出する位置検出器３が取り付けられている。
コンベア１により搬送されるワーク２０が、基準位置を通過することを検知するために、センサ５０が設置されている。このセンサ５０は、ワーク２０を検知すると、信号をロボット制御装置１０の搬送座標系検出部４に出力する。
ロボット制御装置１０は、ロボットＡを駆動する駆動制御部９Ａ、ロボットＢを駆動する駆動制御部９Ｂを含んでいる。ロボット制御装置１０は、プログラム格納部６にロボットＡ、ロボットＢ動作させるプログラムを格納している。
Example 1 will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a system configuration. The robots A and B are controlled by the robot controller 10. An example in which a conveyor is used as the conveying means will be described. The
In order to detect that the workpiece 20 conveyed by the
The robot control apparatus 10 includes a drive control unit 9A that drives the robot A and a drive control unit 9B that drives the robot B. The robot control apparatus 10 stores programs for operating the robot A and the robot B in the program storage unit 6.
位置検出器３は、ロボット制御装置１０の位置検出部４に接続されている。位置検出器３は、回転するコンベア駆動部２の角度データを出力する。
ワーク２０がコンベア１により搬送され、センサ５０が検知すると、その検知したときの角度データを記憶する。搬送座標系位置検出部４では、このセンサ５０が検知したときの角度データと現在の角度データから、ワーク２０の搬送座標系上の位置を求める。この搬送座標系については、図２を示して後述する。
搬送座標系位置検出部４から搬送座標系上の位置が検出される。搬送座標系変換部５は、搬送座標系位置検出部４の検出した搬送座標系上の位置をマスタロボットの座標系に変換する。
The position detector 3 is connected to the position detection unit 4 of the robot control device 10. The position detector 3 outputs angle data of the rotating conveyor driving unit 2.
When the workpiece 20 is conveyed by the
A position on the transport coordinate system is detected from the transport coordinate system position detector 4. The transport coordinate system conversion unit 5 converts the position on the transport coordinate system detected by the transport coordinate system position detection unit 4 into the coordinate system of the master robot.
次に、実際の動作について説明する。
外部からの信号（たとえば、外部の制御装置からの入信またはロボット制御装置１０に取り付けられているスタートボタン）により、指定されたプログラムが、プログラム格納部６から読み出される。このプログラムには、ロボットＡ、ロボットＢの移動位置およびその移動区間の軌跡補間方法が教示されている。
ロボットＡ、ロボットＢの軌跡演算をする場合、まず、マスタロボットであるロボットＡのマスタロボットの座標系において、軌跡演算を行う。このマスタロボットの座標系上の軌跡演算結果は、あくまでも教示されたプログラムの演算結果であり、コンベアの移動量は、加味されていない。協調指令演算部７は、教示された位置から、マスタロボットの座標上の軌跡を演算し、搬送座標系変換部５により変換されたマスタロボットの座標系のコンベア移動量を加算する。すなわち、協調指令演算部７では、コンベア移動量を修正量として、ロボットＡ、およびロボットＢの軌跡がマスタロボットの座標系上で演算される。
Next, the actual operation will be described.
The designated program is read from the program storage unit 6 by an external signal (for example, an incoming signal from an external control device or a start button attached to the robot control device 10). This program teaches the movement positions of the robot A and the robot B and the trajectory interpolation method for the movement section.
When calculating the trajectory of the robots A and B, first, the trajectory is calculated in the coordinate system of the master robot of the robot A that is the master robot. The locus calculation result on the coordinate system of the master robot is only the calculation result of the taught program, and the amount of movement of the conveyor is not taken into consideration. The cooperative command calculation unit 7 calculates a locus on the coordinates of the master robot from the taught position, and adds the amount of conveyor movement in the coordinate system of the master robot converted by the transfer coordinate system conversion unit 5. That is, in the cooperative command calculation unit 7, the trajectories of the robot A and the robot B are calculated on the coordinate system of the master robot, with the amount of conveyor movement as the correction amount.
協調指令演算部７は、駆動制御部９ＡにロボットＡの指令を出力する。これは、協調指令演算部７で演算した軌跡は、マスタロボットの座標系上の軌跡であり、ロボットＡは、マスタロボットであるからである。また、協調指令演算部７は、ロボットＢのマスタロボットの座標系上の指令をスレーブ座標系変換部８に出力する。スレーブ座標系変換部８では、ロボットＢのマスタロボットの座標系上の軌跡を、ロボットＢであるスレーブロボットの座標系上の軌跡に変換する。スレーブ座標系変換部は、駆動制御部９ＢにロボットＢの駆動指令を出力する。
このときには、協調指令演算部７から出力された指令は、駆動指令部９Ａ、駆動指令部９Ｂには、同一のタイミングで処理される。これは、ロボット制御装置１０内のマシンクロックと呼ばれる一定周期の同期信号により、各駆動制御部９Ａ、９Ｂは活性化される構成になっている。
The cooperative command calculation unit 7 outputs a command of the robot A to the drive control unit 9A. This is because the trajectory calculated by the cooperative command calculation unit 7 is a trajectory on the coordinate system of the master robot, and the robot A is a master robot. Further, the cooperative command calculation unit 7 outputs a command on the coordinate system of the master robot of the robot B to the slave coordinate system conversion unit 8. The slave coordinate system conversion unit 8 converts the locus on the coordinate system of the master robot of the robot B into a locus on the coordinate system of the slave robot which is the robot B. The slave coordinate system conversion unit outputs a drive command for the robot B to the drive control unit 9B.
At this time, the command output from the cooperative command calculation unit 7 is processed at the same timing by the drive command unit 9A and the drive command unit 9B. This is configured such that each drive control unit 9A, 9B is activated by a synchronization signal called a machine clock in the robot control apparatus 10 with a constant period.
図２を参照して、搬送座標系とマスタロボットであるロボットＡの座標系の関係を説明する。
通常ロボットは、ロボット毎に固有の演算座標系上の位置で制御されている。図２のロボットＡのロボット座標系の原点は、ＭＯである。また、コンベア１の搬送座標系の原点は、ＣＯである。この搬送座標系は、原点ＣＯ、コンベア１の進行方向をＸ軸、コンベア１の搬送平面をＸＹ平面として、定義される。
ここで、搬送座標系上でのワーク２０の重心位置をＷC、ロボットＡの座標系と搬送座標系の変換行列をＴとおくと、ロボットＡの座標系上でのＷの位置ＷAは、
ＷA ＝ Ｔ・ＷC ・・・（１）
にて算出される。
搬送座標系変換部５では、この変換行列Ｔを記憶している。
The relationship between the transport coordinate system and the coordinate system of robot A, which is the master robot, will be described with reference to FIG.
Usually, a robot is controlled at a position on a calculation coordinate system unique to each robot. The origin of the robot coordinate system of robot A in FIG. 2 is MO. The origin of the transport coordinate system of the
Here, if the center of gravity of the workpiece 20 on the transport coordinate system is W C and the transformation matrix between the coordinate system of the robot A and the transport coordinate system is T, the position W A of W on the robot A coordinate system is ,
W A = T · W C (1)
It is calculated by.
The transfer coordinate system conversion unit 5 stores this conversion matrix T.
図３を参照して、マスタロボットであるロボットＡとスレーブロボットであるロボットＢの座標系について説明する。
ロボットＡのロボット座標系の原点をＭＯ、ロボットＢのロボット座標系の原点をＳＯとする。また、ロボットＡの制御点をＰＡ、ロボットＢの制御点をＰＢとする。この発明でいう協調制御とは、ＰＡを動作させても、ＰＡとＰＢの相対的位置及び姿勢を指定された関係となるようにＰＢを動作させる制御である。
ロボットＡのロボット座標系とロボットＢのロボット座標系の変換行列をＲとし、ロボットＡのロボット座標系上の点ＰＡをＭAとして、ロボットＢのロボット座標系上の点ＰＢをＳBとする。ここで、ロボットＡの点ＰＡを原点とするツール座標系上から見たときの点ＰＢをＭBとすると、
ＭB ＝ （ＭA）-1・Ｒ・ＳB ・・・（２）
となる。ただし、（ＭA）-1は、ＭAの逆行列である。
With reference to FIG. 3, a coordinate system of robot A as a master robot and robot B as a slave robot will be described.
The origin of the robot coordinate system of robot A is MO, and the origin of the robot coordinate system of robot B is SO. The control point of the robot A is PA, and the control point of the robot B is PB. The cooperative control referred to in the present invention is control for operating the PB so that the relative positions and postures of the PA and PB are in a specified relationship even when the PA is operated.
The transformation matrix between the robot coordinate system of robot A and the robot coordinate system of robot B is R, point PA on the robot coordinate system of robot A is M A , and point PB on the robot coordinate system of robot B is S B. . Here, when the point PB when viewed from the tool coordinate system with the point PA of the robot A as the origin is M B ,
M B = (M A ) −1 · R · S B (2)
It becomes. However, (M A ) −1 is an inverse matrix of M A.
協調指令演算部７では、上述したように、ロボットＡ、ロボットＢの各ロボットのマスタロボット座標系上での軌跡が演算される。マスタロボット座標系のロボットＡ、ロボットＢの目標位置をＭA、ＭBとすると、（２）式がなりたつ。
ここで、（１）式に示すように、ＷAが演算される。つまり、コンベア１のワークを把持するときのロボットＡが、ＷAの位置を把持する場合には、
ＭA ＝ ＷA ・・・（３）
となる。
（２）（３）式から、
ＭB ＝ （ＷA）-1・Ｒ・ＳB ・・・（４）
となる。
協調指令演算部７は、（４）式で算出された目標位置をスレーブ座標系変換部８に出力する。
また、（３）式で算出された目標位置を駆動制御部９Ａに出力する。
As described above, the cooperative command calculation unit 7 calculates the trajectory of the robots A and B on the master robot coordinate system. When the target positions of the robots A and B in the master robot coordinate system are M A and M B , equation (2) is established.
Here, as shown in equation (1), W A is calculated. That is, when the robot A when gripping a
M A = W A (3)
It becomes.
(2) From equation (3)
M B = (W A ) −1 · R · S B (4)
It becomes.
The cooperative command calculation unit 7 outputs the target position calculated by the equation (4) to the slave coordinate system conversion unit 8.
Further, the target position calculated by the expression (3) is output to the drive control unit 9A.
スレーブ座標系変換部８は、（４）式より、
ＳB ＝ Ｒ-1・ＷA・ＭB ・・・（５）
となり、ロボットＢのロボット座標系上の位置及び姿勢を算出する。
以上に説明したように、駆動制御部９Ａ、駆動制御部９Ｂに各ロボット座標系上でのロボットの位置及び姿勢に関する指令が出力される。この後、複数台のロボットが同一ワークを把持して作業を行う。また、２台のロボットが搬送手段からワークを取り出し後、１台のロボットのみワークを把持して作業することもできる。
The slave coordinate system conversion unit 8 is obtained from the equation (4):
S B = R -1 · W A · M B (5)
Thus, the position and orientation of the robot B on the robot coordinate system are calculated.
As described above, commands related to the position and posture of the robot on each robot coordinate system are output to the drive control unit 9A and the drive control unit 9B. Thereafter, a plurality of robots work by holding the same workpiece. Further, after two robots take out a workpiece from the transfer means, only one robot can grip and work.
実施例２を図４を参照して、説明する。
実施例２と実施例１の違いは、実施例２では、ワーク２０、ワーク３０が混流して、コンベア１に載置されることである。実施例１と異なる構成について、以下に説明する。
カメラ２１は、コンベア１の上に配置されている。この位置は、ロボットＡ、ロボットＢがワークをパレタイジングする位置より、上流の位置である。カメラ２１は、画像処理装置２２に接続される。画像処理装置２２は、カメラ２１からの入力画像を取り込んで、画像解析するものである。この解析内容は、カメラ座標系での２次元位置、及び、ワークの種類の判別である。
A second embodiment will be described with reference to FIG.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that in the second embodiment, the workpiece 20 and the workpiece 30 are mixed and placed on the
The camera 21 is disposed on the
画像処理装置２２は、ロボット制御装置１０内の品種判別部２３に接続されている。品種判別部２３は、画像処理装置２２にて、検出した対象物の品種を判別する。たとえば、ワーク２０、ワーク２３は、予め特徴点を基準画像として登録しておく。このとき、カメラ２１に撮像した画像が、画像処理装置２２に入力され、その入力された画像と基準画像との相関係数を算出し、その相関係数を画像処理装置２２が、品種判別部２２に出力する。
また、同時に、カメラ座標系上の位置座標値を送信される。品種判別部２３では、品種情報を系列動作制御部２４に出力し、位置座標値をワーク位置検出部２５に出力する。
The image processing device 22 is connected to the product type discrimination unit 23 in the robot control device 10. The type discriminating unit 23 discriminates the type of the detected object in the image processing device 22. For example, the workpiece 20 and the workpiece 23 have feature points registered in advance as reference images. At this time, an image picked up by the camera 21 is input to the image processing device 22, a correlation coefficient between the input image and the reference image is calculated, and the image processing device 22 uses the type determination unit 22 for output.
At the same time, the position coordinate value on the camera coordinate system is transmitted. The product type discrimination unit 23 outputs product type information to the series operation control unit 24 and outputs position coordinate values to the work position detection unit 25.
ワーク位置検出部２５では、位置検出部４の搬送座標系上の移動量と、品種判別部２３から出力されたカメラ座標系上の座標値とから、搬送座標系のワークの座標値を算出する。
この搬送座標系上のワークの位置を搬送座標系変換部５により、マスタロボットの座標系上の座標値に変換する。
変換されたマスタロボットの座標系上の位置を系列制御部２４に出力する。系列動作制御部２４は、まず、判別された品種が、ロボットＡとロボットＢの独立作業、ロボットＡとロボットＢの協調作業かを判断する。独立作業とは、個別のワーク３０に対して、おのおのハンドリングを作業する場合である。
ワーク２０は、ロボットＡ、ロボットＢの協調作業、ワーク３０は、ロボットＢの独立作業とする。系列動作制御部２４は、品種判別部２３からの品種情報に基づいて、プログラム格納部６から、その品種に該当するプログラムを読み出す。該当ワークの品種が、ワーク２０である場合、系列制御部２４は、実施例１のように協調指令演算部７、スレーブ座標系変換部８を介して、駆動制御部９Ｂに指令を出力し、ロボットＢを駆動する。
The workpiece position detection unit 25 calculates the coordinate value of the workpiece in the conveyance coordinate system from the movement amount on the conveyance coordinate system of the position detection unit 4 and the coordinate value on the camera coordinate system output from the product type determination unit 23. .
The position of the workpiece on the transfer coordinate system is converted by the transfer coordinate system conversion unit 5 into coordinate values on the coordinate system of the master robot.
The converted position of the master robot on the coordinate system is output to the series control unit 24. The sequence operation control unit 24 first determines whether the determined type is the independent work of the robot A and the robot B or the cooperative work of the robot A and the robot B. The independent work is a case where each handling is performed on an individual work 30.
The workpiece 20 is a cooperative operation of the robot A and the robot B, and the workpiece 30 is an independent operation of the robot B. The series operation control unit 24 reads out a program corresponding to the product type from the program storage unit 6 based on the product type information from the product type determination unit 23. When the type of the corresponding workpiece is the workpiece 20, the sequence control unit 24 outputs a command to the drive control unit 9B via the cooperative command calculation unit 7 and the slave coordinate system conversion unit 8 as in the first embodiment. The robot B is driven.
該当ワークの品種が、ワーク３０である場合、系列制御部２４は、独立指令演算部２６にて、ロボットＡ、ロボットＢの軌跡演算を行う。ロボットＡについては、搬送座標系変換部５にて、コンベア１の搬送座標系から、ロボットＡの座標系に変換されているため、プログラム格納部６の教示位置と搬送座標系変換部５とに基づいて、駆動指令部９Ａへ指令を出力する。また、ロボットＢの位置および姿勢については、以下に説明する。
ここで、ロボットＡの座標系とロボットＢの座標系との関係を変換行列Ｒとすると、
ワーク２０の重心位置ＷAは、ロボットＢの座標系上のＷBで表すと、
ＷB ＝ （ＷA）-1・Ｒ ・・・（６）
となる。
つまり、このＷBの位置をプログラム格納部６に格納された目標位置に加算することで、ロボットＢのロボット座標系の位置及び姿勢データが算出される。
このようにロボットＢの指令を演算した後、独立指令演算部２６は、駆動指令部９Ｂへ指令を出力する。
When the type of the corresponding work is the work 30, the series control unit 24 performs the trajectory calculation of the robot A and the robot B by the independent command calculation unit 26. Since the robot A has been converted from the transport coordinate system of the
Here, when the relationship between the coordinate system of the robot A and the coordinate system of the robot B is a transformation matrix R,
Gravity position W A of the workpiece 20, expressed in W B on the coordinate system of the robot B,
W B = (W A ) −1 · R (6)
It becomes.
In other words, by adding the position target position stored in the program storage unit 6 of the W B, the position and orientation data of the robot coordinate system of the robot B is calculated.
After calculating the command of the robot B in this way, the independent command calculation unit 26 outputs a command to the drive command unit 9B.
以上のように、本実施例では、ワークの種類に応じて、複数のロボットを独立制御または協調制御できることになり、柔軟性の高い生産設備に適用できる。
また、実施例１および２では、ロボットを２台使用して説明したが、ロボット３台以上の場合も同様にして、動作制御できる。また、センサは画像処理を用いたが、他のセンサでも同様な効果を奏することができる。
As described above, according to the present embodiment, a plurality of robots can be independently or cooperatively controlled according to the type of workpiece, and can be applied to highly flexible production equipment.
In the first and second embodiments, two robots are used. However, the operation control can be performed in the same manner when three or more robots are used. Further, the image processing is used for the sensor, but the same effect can be obtained with other sensors.
搬送手段により搬送される同一のワークに対して、複数台のロボットでハンドリングするロボットシステムに有用である。 This is useful for a robot system in which a plurality of robots handle the same workpiece transported by a transporting means.
Ａ、Ｂ：ロボット
１：コンベア
４：位置検出部
５：搬送座標系変換部
６：プログラム格納部
７：協調指令演算部
８：スレーブ座標系変換部
９Ａ、９Ｂ：駆動制御部
１０：ロボット制御装置
２０、３０：ワーク
A, B: Robot 1: Conveyor 4: Position detection unit 5: Transfer coordinate system conversion unit 6: Program storage unit 7: Coordination command calculation unit 8: Slave coordinate system conversion unit 9A, 9B: Drive control unit 10: Robot controller 20, 30: Work
Claims (4)
前記複数台のロボットの１つをマスタロボットとし、その他のロボットをスレーブロボットとし、
前記ロボット制御装置は、
前記位置検出器の検出結果に基づいて前記搬送手段の座標系上における前記ワークの位置を演算する搬送座標系位置検出部と、
前記マスタロボットの座標系を前記各スレーブロボットの座標系へ変換するスレーブ座標系変換部と、
前記搬送手段位置検出部で検出された位置を前記マスタロボットの座標系の位置に変換する搬送座標系変換部と、を備え、
前記複数台のロボットを協調動作させ、１つの前記ワークを把持することを特徴とするロボットシステム。 In a robot system comprising transport means for transporting a work, a plurality of robots for gripping the work, a robot controller for controlling the plurality of robots, and a position detector for detecting the position of the transport means,
One of the plurality of robots is a master robot, and the other robots are slave robots.
The robot controller is
A transport coordinate system position detector that calculates the position of the workpiece on the coordinate system of the transport means based on the detection result of the position detector;
A slave coordinate system conversion unit that converts the coordinate system of the master robot into the coordinate system of each slave robot;
A transfer coordinate system conversion unit that converts the position detected by the transfer means position detection unit into a coordinate system position of the master robot,
A robot system characterized by cooperatively operating the plurality of robots and gripping one workpiece.
前記複数台のロボットの１つをマスタロボットとし、その他のロボットをスレーブロボットとし、
前記搬送手段にて搬送される前記ワークを撮像するカメラと、
前記カメラにて撮像した撮像画像を画像処理する画像処理装置と、を備え、
前記ロボット制御装置は、
作業プログラムを格納するプログラム格納部と、
前記位置検出器の検出結果に基づいて前記搬送手段の座標系上における前記ワークの位置を演算する搬送座標系位置検出部と、
前記画像処理装置の処理結果に基づいて前記カメラにて撮像した時の前記ワークの位置及び前記ワークの品種情報を算出する品種判別部と、
前記品種判別部と前記搬送座標系位置検出部との結果から搬送座標系上の前記ワークの位置を検出するワーク位置検出部と、
前記ワーク位置検出部で検出された前記ワークの位置を前記マスタロボットの座標系の位置に変換する搬送座標系変換部と、
前記品種判別部の出力である前記品種情報に基づいて、前記プログラム格納部に格納された前記作業プログラムを読み出して、前記複数台のロボットの動作制御を行う系列動作制御部と、とを備えることを特徴とするロボットシステム。 In a robot system comprising transport means for transporting a work, a plurality of robots for gripping the work, a robot controller for controlling the plurality of robots, and a position detector for detecting the position of the transport means,
One of the plurality of robots is a master robot, and the other robots are slave robots.
A camera that images the workpiece conveyed by the conveying means;
An image processing device that performs image processing on a captured image captured by the camera,
The robot controller is
A program storage unit for storing work programs;
A transport coordinate system position detector that calculates the position of the workpiece on the coordinate system of the transport means based on the detection result of the position detector;
A type discriminating unit for calculating the position of the workpiece and the type information of the workpiece when imaged by the camera based on the processing result of the image processing apparatus;
A workpiece position detection unit that detects the position of the workpiece on the transfer coordinate system from the results of the product type determination unit and the transfer coordinate system position detection unit;
A transport coordinate system conversion unit that converts the position of the work detected by the work position detection unit into a position of the coordinate system of the master robot;
A sequence operation control unit that reads out the work program stored in the program storage unit based on the product type information that is output from the product type determination unit and controls the operation of the plurality of robots. Robot system characterized by
前記系列動作制御部は、前記品種情報が前記複数台のロボットによる同一種類のワークに対して、各ロボットが独立して操作する品種の場合には、前記独立指令演算部へ前記搬送座標系変換部の結果を出力することを特徴とする請求項２記載のロボットシステム。 An independent command calculation unit that converts the coordinate value of the master robot coordinate system of the workpiece calculated by the transfer coordinate system conversion unit into the coordinate value of the slave robot coordinate system;
The series operation control unit converts the conveyance coordinate system to the independent command calculation unit when the type information is a type that each robot operates independently on the same type of work by the plurality of robots. The robot system according to claim 2, wherein the result of the unit is output.
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