JP2019014410A - Toe adjustment robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、車両のトー調整を自動で行うためのトー調整ロボットに関する。 The present invention relates to a toe adjustment robot for automatically performing toe adjustment of a vehicle, for example.
一般に、車両組立ラインの最終工程では、車輪に連結されたタイロッドの長さを調整し、車輪のトー角度を調整（トー調整）する（特許文献１）。 Generally, in the final process of the vehicle assembly line, the length of the tie rod connected to the wheel is adjusted, and the toe angle of the wheel is adjusted (toe adjustment) (Patent Document 1).
すなわち、図８に示すように、タイロッド５１は、車両のハンドルに連動するリレーロッド５２にボールジョイント５３を介して繋がったロッド本体５４と、車輪を軸支するナックルアーム５５にボールジョイント５６を介して繋がったロッドエンド５７とで構成されている。ロッド本体５４の端部はロッドエンド５７にねじ込まれ、ロックナット５８の締め付けにより回り止めされる。ロッド本体５４には、タイロッド調整装置のオープンエンドレンチが係合する工具係合部５９が形成されている。そして、ロックナット５８を緩めた状態で工具係合部５９を上記オープンエンドレンチの回転部で回転させ、ロッドエンド５７に対するロッド本体５４のねじ込み深さを変えれば、タイロッド５１の長さが変わり、車輪のトー調整を行うことができる。 That is, as shown in FIG. 8, the tie rod 51 includes a rod body 54 connected to a relay rod 52 interlocked with a vehicle handle via a ball joint 53, and a knuckle arm 55 that supports a wheel via a ball joint 56. And a rod end 57 connected to each other. The end of the rod body 54 is screwed into the rod end 57 and is prevented from rotating by tightening the lock nut 58. The rod main body 54 is formed with a tool engaging portion 59 that engages with an open end wrench of a tie rod adjusting device. Then, when the tool engaging portion 59 is rotated by the rotating portion of the open end wrench with the lock nut 58 loosened to change the screwing depth of the rod body 54 with respect to the rod end 57, the length of the tie rod 51 changes, Wheel toe adjustment can be performed.
ところで、上記タイロッド調整装置のオープンエンドレンチをタイロッド５１の工具係合部５９に係合させる工程は、車種毎のタイロッド５１の位置のばらつきに対応するため、作業者が車両の下に入り込んでタイロッド５１を視認し、オープンエンドレンチをタイロッド５１の位置に合わせて手動で車幅方向及び車長方向に位置調整することにより行われている。 By the way, the step of engaging the open end wrench of the tie rod adjusting device with the tool engaging portion 59 of the tie rod 51 corresponds to the variation in the position of the tie rod 51 for each vehicle type. 51, the open end wrench is manually adjusted in the vehicle width direction and the vehicle length direction in accordance with the position of the tie rod 51.
しかし、この位置調整の作業は、作業者に上方を視認する姿勢を長時間強いることになるため、作業者の身体的負担が非常に大きい。 However, this position adjustment work imposes a heavy burden on the worker because the worker is forced to take a posture of visually recognizing the upper side for a long time.
本発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、車種毎にタイロッドの位置にばらつきがあってもトー調整を自動で安価に行わせることのできるトー調整ロボットを提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above-described matters, and an object thereof is to provide a toe adjustment robot capable of automatically and inexpensively performing toe adjustment even if the position of the tie rod varies among vehicle types. It is in.
上記目的を達成するために、本発明に係るトー調整ロボットは、トー調整のためにターゲットを操作するロボットアームと、該ロボットアームに設けた二次元カメラと、前記ロボットアームを制御して前記ロボットアームにトー調整作業を行わせる制御装置とを具備し、前記制御装置は、トー調整のための作業位置までの前記ロボットアームの移動と、該ロボットアームの姿勢の調整とを、前記二次元カメラからの画像を処理した結果に基づいて行わせるように構成されているトー調整ロボットであって、前記制御装置は、前記ターゲットの基準位置を前記二次元カメラの撮像範囲の中心に合わせた状態で、前記二次元カメラから前記基準位置に向かって所定距離離れた位置を中心に該二次元カメラが所定角度円弧運動するように前記ロボットアームを移動させ、この円弧運動に伴って前記基準位置が前記撮像範囲の中心から移動すれば、その移動した方向と距離に応じて前記二次元カメラが前記基準位置に接近・離間するように前記ロボットアームを移動させる（請求項１）。 In order to achieve the above object, a toe adjustment robot according to the present invention includes a robot arm for operating a target for toe adjustment, a two-dimensional camera provided on the robot arm, and the robot arm by controlling the robot arm. A control device that causes the arm to perform toe adjustment work, and the control device performs the movement of the robot arm to a work position for toe adjustment and the adjustment of the posture of the robot arm. A toe adjustment robot configured to perform the processing based on the result of processing the image from the control unit, wherein the control device matches the reference position of the target with the center of the imaging range of the two-dimensional camera. The robot moves so that the two-dimensional camera moves in a circular arc at a predetermined angle about a position away from the two-dimensional camera toward the reference position by a predetermined distance. If the arm is moved and the reference position is moved from the center of the imaging range along with the arc movement, the two-dimensional camera is moved closer to and away from the reference position according to the moving direction and distance. The robot arm is moved (claim 1).
上記トー調整ロボットにおいて、前記制御装置は、前記二次元カメラが撮像した前記ターゲットの画像に基づいて、前記二次元カメラの撮像範囲の中心から前記ターゲットの基準位置までの縦横のずれ量を算出し、この縦横のずれ量を前記ロボットアームの縦横の移動量に換算して該ロボットアームを縦横に移動させ、前記撮像範囲の中心を前記基準位置に合わせるものとしてもよい（請求項２）。 In the toe adjustment robot, the control device calculates a vertical and horizontal shift amount from a center of an imaging range of the two-dimensional camera to a reference position of the target based on an image of the target captured by the two-dimensional camera. The vertical and horizontal shift amounts may be converted into vertical and horizontal movement amounts of the robot arm, and the robot arm may be moved vertically and horizontally so that the center of the imaging range is aligned with the reference position.
上記トー調整ロボットにおいて、前記制御装置は、前記ターゲットの基準位置を前記二次元カメラの撮像範囲の中心に合わせ、かつ、そのときに現れる前記ターゲットの第１基準輪郭線が前記撮像範囲内において所定方向に向くようにした状態で、前記二次元カメラから前記基準位置に向かって所定距離離れた位置を中心に該二次元カメラが所定角度円弧運動するように前記ロボットアームを移動させ、このとき現れる前記ターゲットの第２基準輪郭線が前記二次元カメラの撮像範囲内において所定方向に向いていなければ、前記二次元カメラがローリングするように前記ロボットアームを移動させて前記第２基準輪郭線が前記二次元カメラの撮像範囲内において所定方向に向くようにするものとしてもよい（請求項３）。 In the toe adjustment robot, the control device aligns the reference position of the target with the center of the imaging range of the two-dimensional camera, and the first reference contour line of the target that appears at that time is predetermined within the imaging range. The robot arm is moved so that the two-dimensional camera moves in a circular arc at a predetermined angle centering on a position away from the two-dimensional camera toward the reference position by a predetermined distance in a state of facing the direction. If the second reference contour of the target does not face a predetermined direction within the imaging range of the two-dimensional camera, the robot arm is moved so that the two-dimensional camera rolls, and the second reference contour is The image may be directed in a predetermined direction within the imaging range of the two-dimensional camera.
本願発明では、車種毎にタイロッドの位置にばらつきがあってもトー調整を自動で安価に行わせることのできるトー調整ロボットが得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a toe adjustment robot capable of automatically and inexpensively performing toe adjustment even if the position of the tie rod varies for each vehicle type.
すなわち、本願の各請求項に係る発明のトー調整ロボットでは、二次元カメラによって得られる画像を用いてロボットアームの位置や姿勢を補正しながらロボットアームをターゲット（タイロッド）に近づけることができるため、車種毎にタイロッドの位置にばらつきがあってもトー調整を自動で行うことができる。また、ターゲットの位置を特定するためのセンサとして用いるのは、一般に安価な二次元カメラであり、三次元カメラや距離センサ等を不要とすることができるので、ロボットの製造コストの低減を図ることも可能である。 That is, in the toe adjustment robot of the invention according to each claim of the present application, the robot arm can be brought closer to the target (tie rod) while correcting the position and posture of the robot arm using the image obtained by the two-dimensional camera. Toe adjustment can be performed automatically even if the position of the tie rod varies from vehicle to vehicle. In addition, it is generally an inexpensive two-dimensional camera that is used as a sensor for specifying the position of the target, and a three-dimensional camera, a distance sensor, or the like can be dispensed with, so that the robot manufacturing cost can be reduced. Is also possible.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１に示すトー調整ロボット（以下、「ロボット」）１は、図８に示すタイロッド５１の長さを変えてトー調整を行うためのものであり、トー調整のためにターゲットＴ（本例では、図８に示すタイロッド５１）を操作するロボットアーム２と、ロボットアーム２に設けた二次元カメラ３と、ロボットアーム２を制御してロボットアーム２にトー調整作業を行わせる制御装置（図示していない）とを具備している。 A toe adjustment robot (hereinafter referred to as “robot”) 1 shown in FIG. 1 is for performing toe adjustment by changing the length of a tie rod 51 shown in FIG. 8, and a target T (in this example) is used for toe adjustment. 8, the robot arm 2 for operating the tie rod 51), the two-dimensional camera 3 provided on the robot arm 2, and a control device (not shown) for controlling the robot arm 2 to perform the toe adjustment work on the robot arm 2. Not).
ロボットアーム２は、例えば多軸垂直多関節ロボットであり、先端部にタイロッド調整用のオープンエンドレンチ４を有している。なお、オープンエンドレンチ４には、タイロッド調整用オープンエンドレンチとして公知の構成のものを利用することができる。また、ロボットアーム２は、車両の各車輪に一つずつ対応させて用いられ、４輪車であれば四つのロボットアーム２が用いられる。 The robot arm 2 is, for example, a multi-axis vertical articulated robot, and has an open end wrench 4 for adjusting a tie rod at the tip. As the open end wrench 4, a well-known structure can be used as an open end wrench for tie rod adjustment. The robot arm 2 is used in correspondence with each wheel of the vehicle, and if it is a four-wheeled vehicle, four robot arms 2 are used.
二次元カメラ３は、例えばＣＣＤカメラであり、オープンエンドレンチ４が延びる方向に向けられ（図２（Ａ）も参照）、前方に所定距離ｄ１（例えば４００ｍｍ）離れた先にピントが合うように構成されている。 The two-dimensional camera 3 is, for example, a CCD camera, and is directed in the direction in which the open end wrench 4 extends (see also FIG. 2A), and is focused forward at a predetermined distance d1 (for example, 400 mm). It is configured.
前記制御装置（制御用コンピュータ）は、トー調整のための作業位置までのロボットアーム２の移動と、ロボットアーム２の姿勢の調整とを、二次元カメラ３からの画像を処理した結果に基づいて行わせるように構成されている。 The control device (control computer) moves the robot arm 2 to the work position for toe adjustment and adjusts the posture of the robot arm 2 based on the result of processing the image from the two-dimensional camera 3. Configured to do.
そして、トー調整の手順は、（Ａ）ロックナット５８を緩める、（Ｂ）工具係合部５９を回転させてトー調整を行う、（Ｃ）ロックナット５８を締める、の３工程に大きく分けることができ、本例では、各工程をロボット１により自動で行う。 The toe adjustment procedure is roughly divided into three steps: (A) loosening the lock nut 58, (B) rotating the tool engaging portion 59 to perform toe adjustment, and (C) tightening the lock nut 58. In this example, each process is automatically performed by the robot 1.
ここで、工程（Ａ）、（Ｃ）のロックナット５８の回転（緩め締め）と、工程（Ｃ）の工具係合部５９の回転とは、同様に行えるものであり、以下、ロックナット５８の回転を例に挙げてロボット１によるトー調整方法の詳細を説明する。 Here, the rotation (loosening) of the lock nut 58 in the steps (A) and (C) and the rotation of the tool engaging portion 59 in the step (C) can be performed in the same manner. The details of the toe adjustment method by the robot 1 will be described taking the rotation of the robot as an example.
（１）予め、トー調整のためにロボット１によって操作するターゲットＴ（タイロッド５１）を二次元カメラ３で撮像し（図２（Ｂ）参照）、その撮像した画像に基準位置（例えばオープンエンドレンチ４をロックナット５８に差し込んで回転させるときに、タイロッド５１において二次元カメラ３に正対することになる位置）Ｓを設定してパターンＡ１を作成し、パターンＡ１を図外の記憶手段により記憶（登録）しておく。なお、このときの撮像は、ターゲットＴから二次元カメラ３までの距離を上記所定距離ｄ１として二次元カメラ３のピントをターゲットＴに合わせて行う。また、この工程は一度のみ行えばよく、通常、車種が変わってもターゲットＴを撮像して得られる画像（パターンＡ１）は同様であるので、ターゲットＴの撮像を車種毎に必ずしも行う必要はなく、過去に作成したパターンＡ１が適用できない場合にのみ新たに撮像等すればよい。 (1) The target T (tie rod 51) operated by the robot 1 for toe adjustment is previously imaged with the two-dimensional camera 3 (see FIG. 2B), and a reference position (for example, an open-end wrench) is displayed on the captured image. 4 is inserted into the lock nut 58 and rotated, the tie rod 51 is set to a position facing the two-dimensional camera 3) S to create a pattern A1, and the pattern A1 is stored by a storage means (not shown). Register). Note that the imaging at this time is performed by setting the distance from the target T to the two-dimensional camera 3 as the predetermined distance d1 and focusing the two-dimensional camera 3 on the target T. Further, this step only needs to be performed once. Usually, even if the vehicle type changes, the image (pattern A1) obtained by imaging the target T is the same, and therefore it is not always necessary to image the target T for each vehicle type. Only when the pattern A1 created in the past is not applicable, a new image may be taken.
（２）ターゲットＴごとにターゲットＴを操作するために予め定めてある初期位置にロボットアーム２を移動させ、二次元カメラ３によりターゲットＴを撮像する。 (2) The robot arm 2 is moved to a predetermined initial position for operating the target T for each target T, and the target T is imaged by the two-dimensional camera 3.
（３）撮像したターゲットＴの画像と、記憶手段に記憶してあるパターンＡ１とを照合し、撮像した画像におけるターゲットＴの基準位置Ｓを特定し、この基準位置Ｓが二次元カメラ３の撮像範囲の中心Ｃに合っていなければ（図３参照）、これを合わせるようにロボットアーム２を移動させる。これにより、基準位置Ｓが中心Ｃに合致するようになる。 (3) The captured image of the target T is collated with the pattern A1 stored in the storage unit, the reference position S of the target T in the captured image is specified, and the reference position S is captured by the two-dimensional camera 3. If it does not match the center C of the range (see FIG. 3), the robot arm 2 is moved to match this. As a result, the reference position S matches the center C.
具体的には、基準位置Ｓが中心ＣからＸ方向（撮像範囲における縦方向）、Ｙ方向（撮像範囲における横方向）にずれている場合には、そのＸ方向のずれ量ｘ１、Ｙ方向のずれ量ｙ１を画像から算出し、このずれ量ｘ１、ｙ１をロボットアーム２のＸ方向（縦方向）、Ｙ方向（横方向）の移動量に換算してロボットアーム２をＸ方向（縦方向）、Ｙ方向（横方向）に移動（ピッチング、ヨーイング）させる。 Specifically, when the reference position S is shifted from the center C in the X direction (vertical direction in the imaging range) and in the Y direction (horizontal direction in the imaging range), the amount of shift x1 in the X direction, The amount of displacement y1 is calculated from the image, and the amounts of displacement x1 and y1 are converted into movement amounts of the robot arm 2 in the X direction (vertical direction) and Y direction (lateral direction) to move the robot arm 2 in the X direction (vertical direction). , Move (pitching, yawing) in the Y direction (lateral direction).
（４）二次元カメラ３によって撮像したターゲットＴの画像から、この画像に現れている輪郭線のうち、長手方向に延びる第１基準輪郭線Ｌ１を抽出し、この第１基準輪郭線Ｌ１が撮像範囲内において所定方向（本例ではＸ方向）に向いていない場合には、その傾きのずれ量θ１（図３参照）を画像から算出し、このずれ量θ１を二次元カメラ３のローリング角度量に換算して、そのローリング角度量だけ二次元カメラ３がローリングするようにロボットアーム２を移動させる。これにより、第１基準輪郭線Ｌ１が二次元カメラ３の撮像範囲内において所定方向に向くようになる。 (4) From the image of the target T imaged by the two-dimensional camera 3, a first reference contour line L1 extending in the longitudinal direction is extracted from the contour lines appearing in the image, and the first reference contour line L1 is imaged. If the direction is not in a predetermined direction (X direction in this example), a deviation amount θ1 (see FIG. 3) of the inclination is calculated from the image, and the deviation amount θ1 is calculated as the rolling angle amount of the two-dimensional camera 3. In other words, the robot arm 2 is moved so that the two-dimensional camera 3 rolls by the rolling angle amount. Accordingly, the first reference contour line L1 is directed in a predetermined direction within the imaging range of the two-dimensional camera 3.
（５）上記（３）、（４）の工程を実行することにより、ターゲットＴの基準位置Ｓが二次元カメラ３の撮像範囲の中心Ｃに合致し、かつ、ターゲットＴの第１基準輪郭線Ｌ１が撮像範囲内において所定方向に向くようにする。これにより、二次元カメラ３によって図６（Ａ）に示すようなターゲットＴの画像が得られることになる。 (5) By executing the steps (3) and (4) above, the reference position S of the target T matches the center C of the imaging range of the two-dimensional camera 3, and the first reference contour of the target T L1 is oriented in a predetermined direction within the imaging range. Thereby, the image of the target T as shown in FIG. 6A is obtained by the two-dimensional camera 3.
ここで、上記工程（３）、（４）の順を逆にしてもよい。また、例えば、工程（３）の後に工程（４）を行うことにより、基準位置Ｓが中心Ｃからずれることが想定される場合には、工程（４）の後に工程（３）を再度実行するようにしてもよい。 Here, the order of the steps (3) and (4) may be reversed. For example, when it is assumed that the reference position S is shifted from the center C by performing the step (4) after the step (3), the step (3) is performed again after the step (4). You may do it.
（６）ターゲットＴの基準位置Ｓを二次元カメラ３の撮像範囲の中心に合わせ、かつ、そのときに現れるターゲットＴの第１基準輪郭線Ｌ１が撮像範囲内において所定方向に向くようにした状態で、二次元カメラ３から基準位置Ｓに向かって所定距離ｄ１離れた位置Ｐ０を中心に二次元カメラ３が所定角度θ２（例えば３０°）円弧運動するようにロボットアーム２を移動させる（図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）。 (6) A state in which the reference position S of the target T is aligned with the center of the imaging range of the two-dimensional camera 3 and the first reference contour L1 of the target T that appears at that time is oriented in a predetermined direction within the imaging range Thus, the robot arm 2 is moved so that the two-dimensional camera 3 makes a circular motion at a predetermined angle θ2 (for example, 30 °) around a position P0 that is a predetermined distance d1 from the two-dimensional camera 3 toward the reference position S (FIG. 5) (See (A) to (C)).
（７）上記工程（６）の前後で、二次元カメラ３により撮像されるターゲットＴが、撮像範囲内においてＸ方向（縦方向）に移動するか否かを判定し、その判定結果に基づいて二次元カメラ３（ロボットアーム２）をターゲットＴに向かって接近・離間させるか、あるいは停止したままとし、最終的には、ターゲットＴが二次元カメラ３から所定距離ｄ１離れた位置Ｐ０にある状態にする。 (7) Before and after the step (6), it is determined whether or not the target T imaged by the two-dimensional camera 3 moves in the X direction (vertical direction) within the imaging range, and based on the determination result. The two-dimensional camera 3 (robot arm 2) is moved toward and away from the target T, or is stopped, and finally the target T is at a position P0 away from the two-dimensional camera 3 by a predetermined distance d1. To.
（７−１）すなわち、図５（Ａ）に示すように、ターゲットＴが二次元カメラ３からちょうど所定距離ｄ１離れた位置にある場合には、二次元カメラ３が所定角度θ２円弧運動する前後を通じて、二次元カメラ３から得られるターゲットＴの画像は図６（Ａ）に示すままであり、この場合、二次元カメラ３（ロボットアーム２）をターゲットＴに接近又は離間させる操作は不要となる。 (7-1) That is, as shown in FIG. 5A, before and after the two-dimensional camera 3 moves in a circular arc at a predetermined angle θ2 when the target T is at a position just a predetermined distance d1 away from the two-dimensional camera 3. 6A, the image of the target T obtained from the two-dimensional camera 3 remains as shown in FIG. 6A, and in this case, the operation of moving the two-dimensional camera 3 (robot arm 2) closer to or away from the target T becomes unnecessary. .
（７−２）一方、図５（Ｂ）に示すように、ターゲットＴが二次元カメラ３から所定距離ｄ１離れた位置よりも近くにある場合には、二次元カメラ３が所定角度θ２円弧運動した後に二次元カメラ３から得られるターゲットＴの画像は、図６（Ｂ）に示すように、二次元カメラ３の撮像範囲において下方（二次元カメラ３を動かした方向と逆方向）に移動することになる。逆に、図５（Ｃ）に示すように、ターゲットＴが二次元カメラ３から所定距離ｄ１離れた位置よりも遠くにある場合には、二次元カメラ３が所定角度θ２円弧運動した後に二次元カメラ３から得られるターゲットＴの画像は、図６（Ｃ）に示すように、二次元カメラ３の撮像範囲において上方（二次元カメラ３を動かした方向と同じ方向）に移動することになる。そのため、画像上においてターゲットＴの移動した方向から、ターゲットＴが二次元カメラ３から所定距離ｄ１離れた位置よりも近くにあるのか遠くにあるのかを判定することができるのであり、ターゲットＴの移動した方向と距離に応じて二次元カメラ３をターゲットＴに離間・接近するようにロボットアーム２を移動させればよい。なお、このロボットアーム２の移動は、図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、上記円弧運動する前における二次元カメラ３とターゲットＴの基準位置Ｓとを結ぶ直線に平行となるように行う。 (7-2) On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the target T is closer to the position away from the two-dimensional camera 3 by a predetermined distance d1, the two-dimensional camera 3 moves in a circular motion at a predetermined angle θ2. After that, the image of the target T obtained from the two-dimensional camera 3 moves downward (opposite to the direction in which the two-dimensional camera 3 is moved) in the imaging range of the two-dimensional camera 3, as shown in FIG. It will be. On the other hand, as shown in FIG. 5C, when the target T is farther than the position away from the two-dimensional camera 3 by the predetermined distance d1, the two-dimensional camera 3 moves circularly after a predetermined angle θ2 arc. The image of the target T obtained from the camera 3 moves upward (in the same direction as the direction in which the two-dimensional camera 3 is moved) in the imaging range of the two-dimensional camera 3, as shown in FIG. Therefore, it is possible to determine whether the target T is closer or farther than the position away from the two-dimensional camera 3 by the predetermined distance d1 from the direction in which the target T has moved on the image. The robot arm 2 may be moved so that the two-dimensional camera 3 moves away from or approaches the target T in accordance with the direction and distance. The movement of the robot arm 2 is parallel to a straight line connecting the two-dimensional camera 3 and the reference position S of the target T before the circular movement as shown in FIGS. 5B and 5C. To do.
そして、上記工程（７−２）の一回の実行で、ターゲットＴが二次元カメラ３から所定距離ｄ１離れた位置にこない場合には、その位置にくるまで複数回実行してもよい。このように工程（７−２）を複数回実行する場合、この工程（７−２）が半永久的に継続されるのを防止するには、ロボットアーム２の移動距離が回を経るごとに小さくなるようにするのが望ましい。 If the target T does not come to a position away from the two-dimensional camera 3 by a predetermined distance d1 in one execution of the above step (7-2), the process may be executed a plurality of times until it reaches that position. As described above, when the step (7-2) is executed a plurality of times, in order to prevent the step (7-2) from being continued semi-permanently, the moving distance of the robot arm 2 decreases as the time passes. It is desirable to do so.
（８）上記工程（６）又は（７）の後、二次元カメラ３によってターゲットＴを撮像したときにターゲットＴの画像に現れる輪郭線のうち、長手方向に延びる第２基準輪郭線Ｌ２を抽出し、第２基準輪郭線Ｌ２が二次元カメラ３の撮像範囲内において所定方向（本例ではＸ方向）に向いていない場合には、その傾きのずれ量θ１（図３参照）を画像から算出し、このずれ量θ１を二次元カメラ３のローリング角度量に換算して、そのローリング角度量だけ二次元カメラ３がローリングするようにロボットアーム２を移動させる。これにより、第２基準輪郭線Ｌ２が二次元カメラ３の撮像範囲内において所定方向に向くようになる。 (8) After the step (6) or (7), the second reference contour line L2 extending in the longitudinal direction is extracted from the contour lines that appear in the image of the target T when the target T is imaged by the two-dimensional camera 3. If the second reference contour line L2 is not in the predetermined direction (X direction in this example) within the imaging range of the two-dimensional camera 3, the inclination deviation amount θ1 (see FIG. 3) is calculated from the image. Then, the shift amount θ1 is converted into a rolling angle amount of the two-dimensional camera 3, and the robot arm 2 is moved so that the two-dimensional camera 3 rolls by the rolling angle amount. As a result, the second reference contour line L2 is directed in a predetermined direction within the imaging range of the two-dimensional camera 3.
すなわち、この工程（８）を行う前においては、二次元カメラ３は、図４に示す３ＡのようにターゲットＴに正対しているとは限らず、同図の３ＢのようにターゲットＴに対して斜め向きになっている可能性がある。しかし、工程（８）を実行することにより、二次元カメラ３をターゲットＴに正対させることができる。 That is, before performing this step (8), the two-dimensional camera 3 is not necessarily directly facing the target T as shown in 3A shown in FIG. 4, but with respect to the target T as shown in 3B of FIG. May be slanted. However, the two-dimensional camera 3 can be directly opposed to the target T by executing the step (8).
（９）形状サーチ処理により、二次元カメラ３によって得られた画像から、オープンエンドレンチ４を差し込んで回転させるロックナット５８に該当する部分を特定し、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す五つのパターンＰ１〜Ｐ５の有無（明暗の一番大きい位置で算出するエッジ算出閾値内に有るか否か）を判定し、パターンＰ１，Ｐ３，Ｐ５が有りの場合（Ｐ２，Ｐ４はポカヨケ用であり、この何れかが有りと判断された場合はＮＧ）に、パターンＰ１からパターンＰ３までのピクセル（画素）数と、パターンＰ５からパターンＰ３までのピクセル（画素）数との差が０のときに、２面幅がとれていて、ロックナット５８に対しロボットアーム２のオープンエンドレンチ４が差し込み可能になっていると判定する。このように判定されない場合は、この判定がされるまで、二次元カメラ３から基準位置Ｓに向かって所定距離ｄ１離れた位置Ｐ０を中心に二次元カメラ３が所定角度円弧運動するようにロボットアーム２を移動させた上で、上記の形状サーチ処理からの一連の作業を行う、という手順を繰り返す。 (9) A portion corresponding to the lock nut 58 for inserting and rotating the open end wrench 4 is identified from the image obtained by the two-dimensional camera 3 by the shape search process, and is shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B). The presence / absence of five patterns P1 to P5 (whether or not they are within the edge calculation threshold value calculated at the largest light and dark position) is determined. If there are patterns P1, P3 and P5 (P2 and P4 are for Pokayoke) Yes, if any of these is determined to be NG), the difference between the number of pixels (pixels) from pattern P1 to pattern P3 and the number of pixels (pixels) from pattern P5 to pattern P3 is zero In addition, it is determined that the width of the two surfaces is wide and the open end wrench 4 of the robot arm 2 can be inserted into the lock nut 58. If the determination is not made in this way, the robot arm is moved so that the two-dimensional camera 3 makes a circular arc motion at a predetermined angle around the position P0 that is a predetermined distance d1 from the two-dimensional camera 3 toward the reference position S until this determination is made. 2 is moved, and the procedure of performing a series of operations from the shape search process is repeated.
（１０）ロックナット５８にオープンエンドレンチ４を差し込み、ロックナット５８を回転させる。そして、所定量ロックナット５８を回転させた後は、ロボットアーム２をターゲットＴから離間させ、所定の位置（例えば初期位置）に移動させる。 (10) Insert the open end wrench 4 into the lock nut 58 and rotate the lock nut 58. After rotating the lock nut 58 by a predetermined amount, the robot arm 2 is moved away from the target T and moved to a predetermined position (for example, an initial position).
以上のように構成されたロボット１によれば、二次元カメラ３によって得られる画像を用いてロボットアーム２の位置や姿勢を補正しながらロボットアーム２をターゲットＴ（タイロッド５１）に近づけることができるため、車種毎にタイロッドの位置にばらつきがあってもトー調整を自動で行うことができる。また、ターゲットＴの位置を特定するためのセンサとして用いるのは、一般に安価な二次元カメラ３であり、三次元カメラや距離センサ等を不要とすることができるので、ロボット１の製造コストの低減を図ることも可能である。 According to the robot 1 configured as described above, the robot arm 2 can be brought close to the target T (tie rod 51) while correcting the position and posture of the robot arm 2 using the image obtained by the two-dimensional camera 3. Therefore, the toe adjustment can be automatically performed even if the position of the tie rod varies for each vehicle type. In addition, it is generally an inexpensive two-dimensional camera 3 that is used as a sensor for specifying the position of the target T, and a three-dimensional camera, a distance sensor, or the like can be eliminated, so that the manufacturing cost of the robot 1 can be reduced. It is also possible to plan.
なお、本発明は、上記の実施の形態に何ら限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々に変形して実施し得ることは勿論である。例えば、以下のような変形例を挙げることができる。 In addition, this invention is not limited to said embodiment at all, Of course, it can change and implement variously in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the following modifications can be given.
上記実施の形態では、第１基準輪郭線Ｌ１、第２基準輪郭線Ｌ２として、ターゲットＴの長手方向の輪郭線を用いているが、これに限らず、短手方向の輪郭線等を用いるようにしてもよい。 In the above embodiment, the first reference contour line L1 and the second reference contour line L2 are contour lines in the longitudinal direction of the target T. However, the present invention is not limited to this. It may be.
オープンエンドレンチ４が、操作対象とするナット（六角部）の向きを問わないものであれば、上記工程（９）を省略してもよい。 If the open end wrench 4 does not ask | require the direction of the nut (hexagonal part) made into an operation object, you may abbreviate | omit the said process (9).
本明細書に挙げた変形例どうしを適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。 Needless to say, the modifications described in the present specification may be appropriately combined.
１ トー調整ロボット
２ ロボットアーム
３ 二次元カメラ
４ オープンエンドレンチ
５１ タイロッド
５２ リレーロッド
５３ ボールジョイント
５４ ロッド本体
５５ ナックルアーム
５６ ボールジョイント
５７ ロッドエンド
５８ ロックナット
５９ 工具係合部
Ａ１ 画像（パターン）
Ｃ 二次元カメラの撮像範囲の中心
ｄ１ 所定距離
Ｌ１ 第１基準輪郭線
Ｌ２ 第２基準輪郭線
Ｐ０ 位置
Ｐ１〜Ｐ５ パターン
Ｓ 基準位置
Ｔ ターゲット
ｘ１ ずれ量
ｙ１ ずれ量
θ１ ずれ量
θ２ 所定角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toe adjustment robot 2 Robot arm 3 Two-dimensional camera 4 Open end wrench 51 Tie rod 52 Relay rod 53 Ball joint 54 Rod body 55 Knuckle arm 56 Ball joint 57 Rod end 58 Lock nut 59 Tool engaging part A1 Image (pattern)
C Center of imaging range of two-dimensional camera d1 predetermined distance L1 first reference contour L2 second reference contour P0 position P1 to P5 pattern S reference position T target x1 deviation amount y1 deviation amount θ1 deviation amount θ2 predetermined angle
Claims (3)
前記制御装置は、トー調整のための作業位置までの前記ロボットアームの移動と、該ロボットアームの姿勢の調整とを、前記二次元カメラからの画像を処理した結果に基づいて行わせるように構成されているトー調整ロボットであって、
前記制御装置は、前記ターゲットの基準位置を前記二次元カメラの撮像範囲の中心に合わせた状態で、前記二次元カメラから前記基準位置に向かって所定距離離れた位置を中心に該二次元カメラが所定角度円弧運動するように前記ロボットアームを移動させ、この円弧運動に伴って前記基準位置が前記撮像範囲の中心から移動すれば、その移動した方向と距離に応じて前記二次元カメラが前記基準位置に接近・離間するように前記ロボットアームを移動させることを特徴とするトー調整ロボット。 A robot arm that operates a target for toe adjustment, a two-dimensional camera provided on the robot arm, and a control device that controls the robot arm to cause the robot arm to perform toe adjustment work,
The control device is configured to cause the movement of the robot arm to a work position for toe adjustment and the adjustment of the posture of the robot arm based on a result of processing an image from the two-dimensional camera. Toe adjustment robot,
The control device is configured so that the reference position of the target is aligned with the center of the imaging range of the two-dimensional camera, and the two-dimensional camera is centered on a position away from the two-dimensional camera toward the reference position by a predetermined distance. When the robot arm is moved so as to move in a circular arc at a predetermined angle, and the reference position moves from the center of the imaging range along with the circular movement, the two-dimensional camera moves the reference in accordance with the moving direction and distance. A toe adjustment robot, wherein the robot arm is moved so as to approach and separate from a position.
The control device adjusts the reference position of the target to the center of the imaging range of the two-dimensional camera, and the first reference contour line of the target that appears at that time is oriented in a predetermined direction within the imaging range. In this state, the robot arm is moved so that the two-dimensional camera moves in a circular arc at a predetermined angle about a position away from the two-dimensional camera toward the reference position, and the second reference of the target that appears at this time If the contour line does not point in a predetermined direction within the imaging range of the two-dimensional camera, the robot arm is moved so that the two-dimensional camera rolls, and the second reference contour line becomes the imaging range of the two-dimensional camera. The toe adjustment robot according to claim 1, wherein the toe adjustment robot is directed in a predetermined direction.
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