JP2012183606A - ロボット位置検出装置及びロボットシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】位置算出部60は、トリガー信号が入力されるトリガー信号入力部61と、エンコーダーから出力された位置データが通信時間の分だけ遅れて入力される位置データ入力部62と、入力された位置データを取得してトリガー信号検出時におけるロボットの位置を算出するデータ処理部63とを備えている。データ処理部63は、トリガー信号が検出される前に取得した第1の位置データとそのタイミング、及び、トリガー信号が検出された後の第2の位置データとそのタイミングを用いてロボットの位置を線形補間し、トリガー信号が入力されたタイミングよりも通信時間だけ後の位置をトリガー信号検出時におけるロボットの位置として算出する。
【選択図】図3
Description
きの前記ロボットの位置として出力する。
検出した直後のタイミングを基準タイミングとするとき、第1のタイミングと第2のタイミングとが時間的に最も離間する場合であっても、第1の位置データは基準タイミングよりも2つ前のタイミングで入力された位置データであり、第2の位置データは基準タイミングよりも2つ後のタイミングで入力された位置データである。その結果、当該第1のタイミングよりも前に取得された位置データと当該第2のタイミングよりも後に取得された位置データとに基づいてロボットの位置が算出される場合に比べて、算出されるロボットの位置の精度を高めることができる。
このロボットシステムは、予め定められた撮像範囲を前記指令出力部からの指令が入力されたタイミングで撮像することにより、目標位置へ移動中の前記ロボットが搬送しているワークを含む画像を取得するカメラと、前記カメラが取得した画像に基づいて前記ワークの位置を取得するワーク位置取得部と、前記ワーク位置取得部が取得した前記ワークの位置と、前記ロボット位置検出部が検出した前記ロボットの位置とに基づいて、前記目標位置を補正する目標位置補正部とをさらに備えている。
して説明する。
図3に示されるように、上述したロボットシステム10は、コントローラー50によって統括制御される。コントローラー50は、ロボット12を駆動制御する制御装置であり、ロボット12が目標位置に移動する位置決め動作を制御したり、コンベヤー11上を移動しているワークWにロボット12が追従する追従動作を制御したりする。
出する。そして、ワークWの撮影時(初期位置)のコンベヤーパルス数と現在のコンベヤーパルス数との差を求め、このパルス数の差と、予め設定された単位コンベヤーパルスあたりの搬送量との積によりワークWの初期位置に対する搬送量を求める。ワーク位置更新部54は、ワーク位置記憶部53に記憶されている撮影時に算出されたワークWの初期位置(X軸方向の座標)に、上述のようにして算出したワークWの搬送量を加算することなどにより、コンベヤー11上を搬送されているワークWの現在位置を逐次計算できるようにしている。
図3に示されるように、位置算出部60は、指令検出部としてのトリガー信号入力部61と、位置データ入力部62と、データ処理部と63を有している。
される。トリガー信号入力部61は、トリガー信号の検出周期でトリガー信号の状態を検出し、データ処理部63では、モーターの制御周期Tを制御軸数n(本実施形態ではn=4)で除算した検出周期Ts(=T/n)でトリガー信号入力部61が検出したトリガー信号の状態を検出する。
明する。なお、図6においては、第1のタイミングにおける関節角度である第1の位置をPa、第2のタイミングにおける関節角度である第2の位置をPb、トリガー信号の検出時における関節角度をP(k)と表現する。また、本実施形態における通信時間Tdは、モーターの制御周期Tの半分の時間(T/2)となっている。
タイミングによって取得された関節角度と、該関節角度が具現化されている実際のタイミングとの関係を示している。そのため、これら直線82と直線81との差が上記関節角度の変化率にて通信時間Tdの分だけ関節角度が変化した量であることから、直線81で示される関節角度に対して上記関節角度の変化量を加算することによって、トリガー信号検出時における実際の関節角度が算出される。言い換えれば、第1のタイミングにおける位置データと第2のタイミングにおける位置データとを用いた線形補間によって示される直線81において、トリガー信号検出時よりも通信時間Tdだけ後のタイミングにおける関節角度を、トリガー信号検出時における実際の関節角度として算出している。
上記ステップS14においてトリガー信号が検出されなかった場合(ステップS14:NO)、再びステップS10に移行して、カウンターのカウント値によって次に示される制御軸に関する第1のタイミングの位置データが位置データ入力部62を介して取得される。すなわち、ステップS14においてトリガー信号が検出されるまで、第1の位置の更新及び第1のフラグの設定が制御軸C1〜C4に対して順次実行される。
上述した構成のロボットシステム10では、コンベヤー11によって搬送されるワークWがロボット12によって選択的に把持される。そして、該ワークWを作業台15上における所定位置まで搬送している際に検出センサー35によってワークWが検出される。すなわちロボット12を該ロボット12の目標位置まで移動させている際に、ワークWが検出センサー35によって検出される。ワークWが検出されると、カメラ39によって撮像された画像データに基づいて、ワーク検出時におけるワークWの位置が取得される。また位置算出部60によって、ワーク検出時の前後におけるロボット12の位置に基づき該検出時におけるロボット12の実際の位置が算出される。そして、これらワークWの位置とロボット12の実際の位置とに基づいて、ロボット12の目標位置が補正される。
(1)上記実施形態の位置算出部60では、各制御軸に関し、第1のタイミングにおける位置データ、第2のタイミングにおける位置データを用いた線形補間によって取得されるトリガー信号検出時の関節角度に対して、その線形補間に基づく関節角度の変化率を用いて算出される、通信時間Tdにおける関節角度の変化量を加算することにより、トリガー信号検出時における実際の関節角度を求めている。言い換えれば、第1のタイミングにおける位置データ、第2のタイミングにおける位置データを用いた線形補間によって取得される関節角度に関し、トリガー信号検出時よりも通信時間Tdだけ後のタイミングにお
ける関節角度を、トリガー信号検出時における実際の関節角度として算出している。こうした構成によれば、ロボット12が移動中であっても、トリガー信号検出時における各制御軸C1〜C4の関節角度を精度よく検出することができる。つまり、移動中のロボット12の位置を精度よく検出することができる。
とから、図6において直線81を通信時間Tdだけ平行移動させた直線82を第1のタイミングから基準タイミングまでの全期間に対応させることが可能である。その結果、トリガー信号検出時におけるロボット12の位置を確実に算出することができる。
・上記実施形態のように、位置算出部60は、ロボットを移動させながら該ロボットの位置を検出するロボットシステムに適用することが可能である。
する負荷を低減することができる。
射部、37…受光部、39…カメラ、50…コントローラー、51…ユーザープログラム記憶部、52…ユーザープログラム実行部、53…ワーク位置記憶部、54…ワーク位置更新部、55…指令値生成部、56…作業対象検出部、57…モーター制御部、58…ワーク位置取得部、59…トリガー信号生成部、60…位置算出部、61…トリガー信号入力部、62…位置データ入力部、63…データ処理部、64…第1エンコーダー、65…第2エンコーダー、66…第3エンコーダー、67…第4エンコーダー、68…判定部、70…記憶部、73a,73b,73c,73d…第1の位置、74a,74b,74c,74d…第2の位置、75a,75b,75c,75d…第1のフラグ、76a,76b,76c,76d…第2のフラグ、77…第1のタイミングデータ、78…第2のタイミングデータ、79…検出フラグ、80…制御軸データ、81,82…直線。
Claims (7)
- ロボットの位置を示す位置データがエンコーダーから入力される位置データ入力部と、
前記入力された位置データを取得してロボットの位置を算出する位置算出部とを備え、
前記位置算出部は、
前記ロボットの位置を検出するための指令を受けて、
前記指令よりも前の第1のタイミングで取得した第1の位置データと、
前記指令よりも後の第2のタイミングで取得した第2の位置データと、
前記エンコーダーと前記位置データ入力部との通信に要する通信時間と
を用い、
前記指令が入力されたタイミングよりも前記通信時間だけ後のタイミングにおける位置を前記第1の位置データと前記第2の位置データとを用いた線形補間によって算出し、該算出結果を前記指令が入力されたときの前記ロボットの位置として出力する
ことを特徴とするロボット位置検出装置。 - 前記位置算出部は、
1つのエンコーダーから前記位置データ入力部に入力された前記位置データを取得する所定の周期Tよりも短い周期Tsで該指令を検出可能な指令検出部を備える
請求項1に記載のロボット位置検出装置。 - 前記位置算出部は、
前記所定の周期Tを1以上の整数nでn等分割した周期T/nごとに互いに異なるエンコーダーからの位置データを取得し、前記指令が入力されたときの前記ロボットの位置を前記エンコーダーごとに出力する
請求項2に記載のロボット位置検出装置。 - 前記位置算出部は、
取得した前記位置データが正常か否かを判断するとともに、
前記指令を検出したときの直前における前記位置データが正常でないと判断される場合には、当該位置データの直前に取得した位置データを前記第1の位置データとして用いる
請求項1〜3のいずれか一項に記載のロボット位置検出装置。 - 前記位置算出部は、
前記指令を検出したときの直後における前記位置データが正常でないと判断される場合には、当該位置データの直後に取得した位置データを前記第2の位置データとして用いる
請求項4に記載のロボット位置検出装置。 - ワークを搬送するロボットと、
前記ロボットの位置を示す位置データを出力するエンコーダーと、
前記ロボットの位置を検出するための指令を出力する指令出力部と、
前記位置データと前記指令とが入力され、前記指令が入力されたときの前記ロボットの位置を前記位置データに基づいて検出するロボット位置検出部と
を備えるロボットシステムであって、
前記ロボット位置検出部が請求項1〜5のいずれか一項に記載のロボット位置検出装置である
ことを特徴とするロボットシステム。 - 予め定められた撮像範囲を前記指令出力部からの指令が入力されたタイミングで撮像することにより、目標位置へ移動中の前記ロボットが搬送しているワークを含む画像を取得するカメラと、
前記カメラが取得した画像に基づいて前記ワークの位置を取得するワーク位置取得部と、
前記ワーク位置取得部が取得した前記ワークの位置と、前記ロボット位置検出部が検出した前記ロボットの位置とに基づいて、前記目標位置を補正する目標位置補正部と
をさらに備えた
請求項6に記載のロボットシステム。
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