JP2015182144A - ロボットシステムおよびロボットシステムの校正方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボット本体10が校正用のマーカ21またはカメラ3のうちいずれか一方を支持し、ロボット本体10を所定の校正範囲に配置された校正点に動作させてカメラ3で視覚センサにマーカ21を撮像し、撮像結果に基づきビジョン座標系との校正を行う。1の校正点においてロボット本体10を複数の異なる姿勢に制御し、各々の姿勢で視覚センサによりマーカ21をそれぞれ撮像するに際し、制御装置200は、特定の教示点P0における特定の位置姿勢にロボット本体を制御し、教示点P0を起点として特定の位置姿勢にロボット本体10を制御しマーカ21を撮像した後、次の姿勢での計測を行うためにロボット本体10を教示点P0における特定の位置姿勢に復帰させる。
【選択図】図1
Description
本発明の第1の実施形態について、図1〜図7を用いて説明する。まず、図1を用いて、本実施形態のロボットシステムの概略構成について説明する。
図1は本実施形態のロボットシステム100の概略構成を示している。本実施形態のロボットシステム100は、概ね制御装置200、ロボット本体10、視覚センサとしてのカメラ3から成る基本構成を有する。
(1)校正範囲Aの中でアーム原点Oに最も近い点P2
(2)教示点P0を通る校正範囲Aと平行な面(P2’P3’P4’P5’)中において、校正範囲Aを底面とする角柱と交差する点の中でアーム原点Oに最も近い点P2’
(3)教示点P0を通る校正範囲Aと平行な面(P2’P3’P4’P5’)中において、校正範囲Aを底面とする角柱と交差する点の中でアーム原点Oに最も遠い点P4’
上述の第1の実施形態では、視覚センサとしてのカメラ3をロボット本体10とは別の位置に固定した構成について説明した。しかしながら、本発明は、ロボット本体が校正用のマーカまたは視覚センサのうちいずれか一方を支持し、ロボット本体を所定の校正範囲に配置された校正点に動作させて視覚センサにマーカを撮像させる構成において実施できるものである。
(1)カメラ4の撮影光軸をマーカ21に正対させた姿勢、
(2)(1)の姿勢からカメラ4の撮影光軸(あるいはハンド12の中心軸)廻りにカメラ4を所定角度(例えば90°)回転させた姿勢、
(3)(1)の姿勢からカメラ4の撮影光軸を数°(例えば5°)傾斜させた姿勢、
である。
Claims (11)
- ロボット本体が校正用のマーカまたは視覚センサのうちいずれか一方を支持し、前記ロボット本体を所定の校正範囲に配置された校正点に動作させて前記視覚センサに前記マーカを撮像させ、撮像画像の処理結果に基づいて前記ロボットを基準としたロボット座標系と前記視覚センサを基準としたビジョン座標系との校正を行う制御装置を備えたロボットシステムにおいて、
前記所定の校正範囲に配置された1の校正点において前記ロボット本体を複数の異なる姿勢に制御し、各々の姿勢で前記視覚センサにより前記マーカをそれぞれ撮像し、得られた撮像画像に基づき前記ビジョン座標系における前記マーカの位置と、前記ロボット座標系における前記マーカの位置から校正データを取得するに際して、
前記制御装置は、前記1の校正点における前記複数の異なる各姿勢に前記ロボット本体を制御する場合、空間上の特定の1点における特定の位置姿勢に前記ロボット本体を制御し、しかる後に前記特定の1点における特定の位置姿勢を起点として前記複数の異なる姿勢のうち1の位置姿勢に前記ロボット本体を制御して前記視覚センサにより前記マーカを撮像した後、前記複数の異なる姿勢のうち次の姿勢での計測を行うために前記ロボット本体を前記空間上の特定の1点における特定の位置姿勢に復帰させることを特徴とするロボットシステム。 - 前記空間上の特定の1点は、実工程において前記ロボット本体が通過する軌跡上またはその軌跡の近傍に設定されることを特徴とする請求項1記載のロボットシステム。
- 前記空間上の特定の1点は、
前記校正範囲の中で前記ロボット座標系の原点に最も近い点と、
実工程で前記視覚センサによる計測値を用いて前記ロボット本体を所定の位置姿勢に動作させる前に用いられる教示点を含む前記校正範囲と平行な面が前記校正範囲を底面とする角柱と交差する点の中で前記ロボット座標系の原点に最も近い点と、
前記教示点を含む前記校正範囲と平行な面が前記校正範囲を底面とする角柱と交差する点の中で前記ロボット座標系の原点に最も遠い点、
とからなる三角形を前記ロボット座標系の原点を通る旋回軸の廻りに回転させた回転体と、前記校正範囲を底面とする前記角柱とが、重なる領域の内部に設定されることを特徴とする請求項1記載のロボットシステム。 - 前記視覚センサは、前記ロボット本体に対して相対的に位置決めされたカメラであり、前記制御装置は、前記ロボット本体の先端部により支持された前記校正用のマーカを前記カメラにより撮像させ、撮像画像の処理結果に基づいて前記ロボットを基準としたロボット座標系と前記視覚センサを基準としたビジョン座標系との校正を行うことを特徴とする請求項1記載のロボットシステム。
- 前記視覚センサは、前記ロボット本体の先端部に固定されたカメラであり、前記制御装置は、前記ロボット本体に対して相対的に位置決めされた前記校正用のマーカを前記カメラにより撮像させ、撮像画像の処理結果に基づいて前記ロボットを基準としたロボット座標系と前記視覚センサを基準としたビジョン座標系との校正を行うことを特徴とする請求項1記載のロボットシステム。
- ロボット本体が校正用のマーカまたは視覚センサのうちいずれか一方を支持し、前記ロボット本体を所定の校正範囲に配置された校正点に動作させて前記視覚センサに前記マーカを撮像させ、撮像画像の処理結果に基づいて前記ロボットを基準としたロボット座標系と前記視覚センサを基準としたビジョン座標系との校正を行う制御装置を備えたロボットシステムの校正方法において、
前記所定の校正範囲に配置された1の校正点において前記ロボット本体を複数の異なる姿勢に制御し、各々の姿勢で前記視覚センサにより前記マーカをそれぞれ撮像し、得られた撮像画像に基づき前記ビジョン座標系における前記マーカの位置と、前記ロボット座標系における前記マーカの位置から校正データを取得するに際して、
前記制御装置は、
前記1の校正点における前記複数の異なる各姿勢に前記ロボット本体を制御する場合、空間上の特定の1点における特定の位置姿勢に前記ロボット本体を制御する位置姿勢制御工程と、
しかる後に前記特定の1点における特定の位置姿勢を起点として前記複数の異なる姿勢のうち1の位置姿勢に前記ロボット本体を制御して前記視覚センサにより前記マーカを撮像する撮像工程と、
前記複数の異なる姿勢のうち次の姿勢での計測を行うために前記ロボット本体を前記空間上の特定の1点における特定の位置姿勢に復帰させる復帰工程と、
を実行することを特徴とするロボットシステムの校正方法。 - 前記空間上の特定の1点は、実工程において前記ロボット本体が通過する軌跡上またはその軌跡の近傍に設定されることを特徴とする請求項6記載のロボットシステムの校正方法。
- 前記空間上の特定の1点は、
前記校正範囲の中で前記ロボット座標系の原点に最も近い点と、
実工程で前記視覚センサによる計測値を用いて前記ロボット本体を所定の位置姿勢に動作させる前に用いられる教示点を含む前記校正範囲と平行な面が前記校正範囲を底面とする角柱と交差する点の中で前記ロボット座標系の原点に最も近い点と、
前記教示点を含む前記校正範囲と平行な面が前記校正範囲を底面とする角柱と交差する点の中で前記ロボット座標系の原点に最も遠い点、
とからなる三角形を前記ロボット座標系の原点を通る旋回軸の廻りに回転させた回転体と、前記校正範囲を底面とする前記角柱とが、重なる領域の内部に設定されることを特徴とする請求項6記載のロボットシステムの校正方法。 - 請求項6に記載のロボットシステムの校正方法の各工程を前記制御装置に実行させるためのプログラム。
- 請求項6に記載のロボットシステムの校正方法を前記制御装置に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- ロボット本体が校正用のマーカまたは視覚センサのうちいずれか一方を支持し、前記ロボット本体を所定の校正範囲に配置された校正点に動作させて前記視覚センサに前記マーカを撮像させ、撮像画像の処理結果に基づいて前記ロボットを基準としたロボット座標系と前記視覚センサを基準としたビジョン座標系との校正を行う制御装置を備えたロボットシステムにおいて、
前記所定の校正範囲に配置された1の校正点において前記ロボット本体を複数の異なる姿勢に制御し、各々の姿勢で前記視覚センサにより前記マーカをそれぞれ撮像し、得られた撮像画像に基づき前記ビジョン座標系における前記マーカの位置と、前記ロボット座標系における前記マーカの位置から校正データを取得するに際して、
前記制御装置は、前記複数の校正点それぞれについて、前記ロボット本体を1の校正点に動作させる前に前記ロボット本体を空間上の特定の1点に移動し、しかる後に前記特定の1点から前記1の校正点へ前記ロボット本体を動作させ前記視覚センサにより前記マーカの位置を撮像した後、前記複数の校正点のうち次の校正点における計測を行うために前記ロボット本体を前記空間上の特定の1点に復帰させることを特徴とするロボットシステム。
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