JP2022025541A

JP2022025541A - Position control system and position control method

Info

Publication number: JP2022025541A
Application number: JP2020128424A
Authority: JP
Inventors: 賢治図斉; Kenji Zusai; 一幸森本; Kazuyuki Morimoto; 健智福冨; Taketomo Fukutomi
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2020-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2022-02-10

Abstract

To provide a position control system and a position control method which acquire a camera image including a workpiece and a work part by using a camera and execute control of relative positions between the workpiece and the work part on the basis of the acquired camera image.SOLUTION: A position control system 100 comprises: a robot 1 which has a work table 11, a work part 12 for executing work for a workpiece 3 placed on the work table 11 and a movable part 13 for changing relative positions between the workpiece 3 and the work part 12; a camera 2 which is provided on an upper side of the work table 11; and a control device 4 which controls the movable part 13 and the camera 2. The control device 4 is configured to acquire a camera image including the workpiece 3 and the work part 12 by driving the camera 2 and execute control of the relative positions between the workpiece 3 and the work part 12 by driving the movable part 13 on the basis of the acquired camera image.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、一般に、ワークに対する作業を実行するための作業部およびワークと作業部との相対位置を変化させるための可動部を備えるロボットの位置制御を実行するための位置制御システムおよび位置制御方法に関し、より具体的には、カメラを用いてワークおよび作業部を含むカメラ画像を取得し、取得したカメラ画像に基づいてワークと作業部との相対位置の制御を実行するための位置制御システムおよび位置制御方法に関する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention generally relates to a position control system and a position control method for performing position control of a robot including a work unit for performing work on a work and a movable unit for changing the relative position between the work and the work unit. More specifically, a position control system for acquiring a camera image including a work and a working part using a camera and controlling a relative position between the work and the working part based on the acquired camera image. Regarding the position control method.

近年、工場の生産ラインにおいて、作業の自動化・無人化を図るため、組立や加工用の産業用ロボットが広く用いられている。産業用ロボットは、工場の生産ラインにおいて、作業対象物（これを「ワーク」という）に対する所定の作業、例えば、部品の取り付け、液体材料の塗布や切削等の加工、導電検査等を行う。このような産業用ロボットは、ロボットアームや可動ステージ等の可動部と、ワークに対する所定の作業を実行するための作業部（例えば、ピックアップハンド、ノズル、コンタクトプローブ）とを備えており、可動部によって作業部とワークとの相対位置を制御することにより、ワークに対する所定の作業を実現する。 In recent years, industrial robots for assembly and processing have been widely used in the production lines of factories in order to automate and unmanned work. An industrial robot performs predetermined work (this is called a "work") on a work object (this is called a "work") on a production line of a factory, for example, attachment of parts, processing such as application of liquid material or cutting, conduction inspection, and the like. Such an industrial robot includes a movable part such as a robot arm or a movable stage, and a working part (for example, a pickup hand, a nozzle, a contact probe) for performing a predetermined work on the work, and the movable part. By controlling the relative position between the work unit and the work, a predetermined work on the work is realized.

作業部を用いて、ワークに対する所定の作業を実行する際、カメラを用いて作業部とワークのそれぞれの位置を確認して、これらの位置を調整することが広く行われている（特許文献１参照）。図１には、ワークに対する所定の作業を実行する際の従来技術の典型的な動作が概略的に示されている。図１に示されている様態では、ロボットのワークテーブルは、ワークテーブルの面方向（Ｘ方向およびＹ方向）に移動可能な可動ステージ上に固定されており、ワークテーブル上にはワークが載置されている。一方、ワークテーブル上に載置されたワークに対して取り付けられる部品または塗布される液滴は、ワークテーブルの上方に設けられたノズル（作業部）の先端部において保持されている。図１（ａ）に示されているように、最初に、ワークテーブルの上方に設けられた第１のカメラによって、部品が搭載または液滴が塗布されるワークのワークポイント（作業対象点）の位置を確認し、同時に、ノズルの下方に設けられた第２のカメラでノズルの先端部、すなわち、部品または液滴の位置を確認する。その後、図１（ｂ）に示されているように、可動ステージが所定の位置まで移動され、さらに、ノイズが下方に移動されることにより、ワークのワークポイントに対する部品の取り付けまたは液滴の塗布を実行する。その後、図１（ｃ）に示されているように、可動ステージおよびノズルが図１（ａ）に示された状態まで戻され、ワークテーブルの上方に設けられた第１のカメラによって、ワークのワークポイントに部品が搭載または液体材料が塗布されたか否かが確認される。 When performing a predetermined work on a work by using the working part, it is widely practiced to confirm the positions of the working part and the work by using a camera and adjust these positions (Patent Document 1). reference). FIG. 1 schematically shows a typical operation of the prior art when performing a predetermined work on a work. In the mode shown in FIG. 1, the work table of the robot is fixed on a movable stage that can move in the plane direction (X direction and Y direction) of the work table, and the work is placed on the work table. Has been done. On the other hand, the parts attached to the work placed on the work table or the droplets to be applied are held at the tip of the nozzle (working portion) provided above the work table. As shown in FIG. 1 (a), first, the work point (work target point) of the work on which the component is mounted or the droplet is applied by the first camera provided above the work table. The position is confirmed, and at the same time, the position of the tip of the nozzle, that is, the part or the droplet is confirmed by the second camera provided below the nozzle. Then, as shown in FIG. 1 (b), the movable stage is moved to a predetermined position, and the noise is further moved downward to attach a component or apply a droplet to the work point of the work. To execute. After that, as shown in FIG. 1 (c), the movable stage and the nozzle are returned to the state shown in FIG. 1 (a), and the first camera provided above the work table of the work. It is checked whether the work point has a component mounted or a liquid material applied.

しかしながら、図１に示すような方法でノズルとワークとの相対位置を制御する場合、次のような問題が発生してしまう。ノズルおよび可動ステージの駆動の目標駆動量と実際の駆動量との間に誤差がある場合、ワークのワークポイントに正確に部品を搭載または液滴を塗布することができない。また、ワークのワークポイントに対する第１のカメラの相対位置が、所定の関係からズレていた場合、ノズルの先端部に対する第２のカメラの相対位置が、所定の関係からズレていた場合、および／または、第１のカメラに対する第２のカメラの相対位置が、所定の関係からズレていた場合等のように、各コンポーネントの組立誤差や軸ズレ等の要因により各コンポーネント間の相対位置にズレがあった場合、各コンポーネント間の相対位置のズレによって、ワークのワークポイントに正確に部品を搭載または液滴を塗布することができない。また、各コンポーネント間のズレは、産業用ロボットを組み立てた後でなければ正確に測定することができず、各コンポーネント間の相対位置のズレを、事前に可動ステージの駆動の制御に反映させることが困難である。また、ワークのワークポイントに正確に部品が搭載または液滴が塗布されたかどうかを第１のカメラによって確認する必要があるため、作業時間が長くなるという問題があった。 However, when the relative position between the nozzle and the work is controlled by the method shown in FIG. 1, the following problems occur. If there is an error between the target drive amount of the nozzle and movable stage drive and the actual drive amount, it is not possible to accurately mount the component or apply droplets to the work point of the work. Further, when the relative position of the first camera with respect to the work point of the work deviates from a predetermined relationship, when the relative position of the second camera with respect to the tip of the nozzle deviates from a predetermined relationship, and /. Or, as in the case where the relative position of the second camera with respect to the first camera is deviated from a predetermined relationship, the relative position between the components is deviated due to factors such as assembly error of each component and axis misalignment. If so, due to the relative positional deviation between the components, it is not possible to accurately mount the component or apply droplets to the work point of the work. In addition, the deviation between each component can be measured accurately only after the industrial robot is assembled, and the deviation of the relative position between each component should be reflected in the drive control of the movable stage in advance. Is difficult. Further, since it is necessary to confirm with the first camera whether or not the component is accurately mounted or the droplet is applied to the work point of the work, there is a problem that the work time becomes long.

特開２００４－５５７３９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-55739

本発明は、上記従来の問題点を鑑みたものであり、その目的は、カメラを用いてワークと作業部を含むカメラ画像を取得し、取得したカメラ画像に基づいてワークと作業部との相対位置の制御を実行するための位置制御システムおよび位置制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to acquire a camera image including a work and a working part by using a camera, and to make a relative relationship between the work and the working part based on the acquired camera image. To provide a position control system and a position control method for performing position control.

このような目的は、以下の（１）～（７）の本発明により達成される。
（１）ワークテーブルと、前記ワークテーブル上に載置されたワークに対する作業を実行するための作業部と、前記ワークと前記作業部との相対位置を変化させるための可動部と、を備えるロボットと、
前記ワークテーブルの上方に設けられたカメラと、
前記可動部および前記カメラを制御するための制御装置と、を含み、
前記制御装置は、前記カメラを駆動することにより前記ワークおよび前記作業部を含むカメラ画像を取得し、さらに、前記取得したカメラ画像に基づいて、前記可動部を駆動し、前記ワークと前記作業部との前記相対位置の制御を実行するよう構成されていることを特徴とする位置制御システム。 Such an object is achieved by the following inventions (1) to (7).
(1) A robot including a work table, a work unit for executing work on a work placed on the work table, and a movable unit for changing the relative position between the work and the work unit. When,
With the camera installed above the work table,
Includes said moving parts and a control device for controlling the camera.
The control device acquires a camera image including the work and the working unit by driving the camera, and further drives the movable portion based on the acquired camera image to drive the work and the working unit. A position control system configured to perform such relative position control with.

（２）前記制御装置は、前記カメラによって取得された前記カメラ画像を参照し、前記作業部と前記ワークとの前記相対位置がアプローチ条件を満たしているか否かを判定し、前記作業部と前記ワークとの前記相対位置が前記アプローチ条件を満たしていない場合、前記可動部を駆動し、前記ワークと前記作業部との前記相対位置を変化させる上記（１）に記載の位置制御システム。 (2) The control device refers to the camera image acquired by the camera, determines whether or not the relative position between the working unit and the work satisfies the approach condition, and determines whether the working unit and the work satisfy the approach condition. The position control system according to (1) above, wherein when the relative position with the work does not satisfy the approach condition, the movable portion is driven to change the relative position between the work and the working portion.

（３）前記カメラは、前記カメラの視野内に、前記ワークに対する作業を実行する前記作業部の先端部が位置するような向きおよび位置で、前記ワークテーブルの上方に設けられている上記（１）または（２）に記載の位置制御システム。 (3) The camera is provided above the work table in an orientation and position such that the tip of the working portion for performing work on the work is located within the field of view of the camera (1). ) Or (2).

（４）前記制御装置は、前記カメラによって取得された前記カメラ画像から、前記作業部の前記先端部の汚れ、変形、または破損を検出するよう構成されている上記（３）に記載の位置制御システム。 (4) The position control according to (3) above, wherein the control device is configured to detect dirt, deformation, or breakage of the tip portion of the working portion from the camera image acquired by the camera. system.

（５）前記ワークテーブルの作業面をＸＹ平面としたとき、前記可動部は、Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸可動部と、Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸可動部と、を含んでおり、
前記作業部および前記カメラは、前記Ｘ軸可動部によって前記Ｘ軸方向に移動可能に設けられており、
前記ワークテーブルは、前記Ｙ軸可動部によって前記Ｙ軸方向に移動可能に設けられている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の位置制御システム。 (5) When the work surface of the work table is an XY plane, the movable portion includes an X-axis movable portion that can move in the X-axis direction and a Y-axis movable portion that can move in the Y-axis direction. Ori,
The working portion and the camera are provided so as to be movable in the X-axis direction by the X-axis movable portion.
The position control system according to any one of (1) to (4) above, wherein the work table is provided so as to be movable in the Y-axis direction by the Y-axis movable portion.

（６）前記可動部は、Ｚ軸方向に移動可能なＺ軸可動部をさらに含んでおり、
前記Ｚ軸可動部は、前記Ｘ軸可動部に取り付けられており、
前記作業部および前記カメラは、前記Ｚ軸可動部に取り付けられ、これにより、前記Ｘ軸方向および前記Ｚ軸方向に移動可能である上記（５）に記載の位置制御システム。 (6) The movable portion further includes a Z-axis movable portion that can move in the Z-axis direction.
The Z-axis movable portion is attached to the X-axis movable portion, and is attached to the X-axis movable portion.
The position control system according to (5) above, wherein the working portion and the camera are attached to the Z-axis movable portion so as to be movable in the X-axis direction and the Z-axis direction.

（７）ワークテーブルと、前記ワークテーブル上に載置されたワークに対する作業を実行するための作業部と、前記ワークと前記作業部との相対位置を変化させるための可動部と、を備えるロボットの位置制御を実行するための方法であって、
前記ワークテーブルの上方に設けられたカメラを用いて、前記ワークおよび前記作業部を含むカメラ画像を取得する工程と、
前記取得したカメラ画像に基づいて、前記可動部を駆動し、前記ワークと前記作業部との前記相対位置の制御を実行する工程と、を含むことを特徴とする位置制御方法。 (7) A robot including a work table, a work unit for executing work on a work placed on the work table, and a movable unit for changing the relative position between the work and the work unit. Is a way to perform position control of
A step of acquiring a camera image including the work and the working portion by using a camera provided above the work table, and
A position control method comprising: driving the movable portion and controlling the relative position between the work and the working portion based on the acquired camera image.

本発明によれば、カメラを用いてワークおよび作業部を含むカメラ画像を取得し、取得したカメラ画像に基づいてワークと作業部との相対位置の制御を実行することができる。そのため、ロボットの可動部の駆動の目標駆動量と実際の駆動量との間に差があった場合であっても、繰り返し、ワークと作業部との相対位置の制御を実行することによって、正確にワークに対する作業を実行することができる。 According to the present invention, it is possible to acquire a camera image including a work and a working portion by using a camera, and to control a relative position between the work and the working portion based on the acquired camera image. Therefore, even if there is a difference between the target drive amount for driving the movable part of the robot and the actual drive amount, it is possible to accurately control the relative position between the work and the work part by repeatedly performing control. Can perform work on the work.

従来技術におけるカメラを用いた作業部および部品のそれぞれの位置制御を詳述するための図である。It is a figure for detailing the position control of each of the work part and a part using a camera in the prior art. 本発明の位置制御システムを概略的に示すブロック図である。It is a block diagram schematically showing the position control system of this invention. 図２に示すロボット、カメラ、およびワークを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the robot, a camera, and a work shown in FIG. 図３中のカメラの周辺領域の拡大図である。It is an enlarged view of the peripheral area of a camera in FIG. 図２に示す制御装置を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram schematically showing the control device shown in FIG. 2. カメラ画像に基づく作業部とワークとの相対位置の制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control of the relative position of a work part and a work based on a camera image. 本発明の位置制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the position control method of this invention.

以下、本発明の位置制御システムおよび位置制御方法を、添付図面に示す好適な実施形態に基づいて、説明する。なお、以下で参照する各図は、本発明の説明のために用意された模式的な図である。図面に示された各構成要素の寸法（長さ、幅、厚さ等）は、必ずしも実際の寸法を反映したものではない。また、各図において、同一または対応する要素には、同じ参照番号が付されている。以下の説明において、各図のＺ軸の正方向を「上側」といい、Ｚ軸の負方向を「下側」ということがある。 Hereinafter, the position control system and the position control method of the present invention will be described based on the preferred embodiments shown in the accompanying drawings. In addition, each figure referred to below is a schematic diagram prepared for the explanation of this invention. The dimensions (length, width, thickness, etc.) of each component shown in the drawings do not necessarily reflect the actual dimensions. Further, in each figure, the same or corresponding elements are given the same reference number. In the following description, the positive direction of the Z axis in each figure may be referred to as "upper side", and the negative direction of the Z axis may be referred to as "lower side".

最初に、図２～図６を参照して、本発明の実施形態に係る位置制御システムを詳述する。図２は、本発明の位置制御システムを概略的に示すブロック図である。図３は、図２に示すロボット、カメラ、およびワークを示す斜視図である。図４は、図３中のカメラの周辺領域の拡大図である。図５は、図２に示す制御装置を概略的に示すブロック図である。図６は、カメラ画像に基づく作業部とワークとの相対位置の制御を説明するための図である。なお、図３中では、図面の簡略化のため、ロボットの各コンポーネントおよびカメラと制御装置とを接続する配線は省略されていることに留意されたい。 First, the position control system according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 6. FIG. 2 is a block diagram schematically showing the position control system of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing the robot, the camera, and the workpiece shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged view of the peripheral area of the camera in FIG. FIG. 5 is a block diagram schematically showing the control device shown in FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining control of a relative position between the working unit and the work based on the camera image. It should be noted that in FIG. 3, for the sake of simplification of the drawings, the wiring connecting each component of the robot and the camera and the control device is omitted.

＜位置制御システム１００＞
図２に概略的に示されている位置制御システム１００は、ロボット１の可動部１３の位置制御を実行するために用いられる。位置制御システム１００は、ロボット１と、カメラ２と、ロボット１のワークテーブル１１上に載置されたワーク３と、ロボット１およびカメラ２の制御を行うための制御装置４と、を含んでいる。 <Position control system 100>
The position control system 100 schematically shown in FIG. 2 is used to perform position control of the movable portion 13 of the robot 1. The position control system 100 includes a robot 1, a camera 2, a work 3 placed on the work table 11 of the robot 1, and a control device 4 for controlling the robot 1 and the camera 2. ..

ロボット１は、ワークテーブル１１上に載置されたワーク３に対して、部品の取り付け、液体材料の塗布や切削等の加工、導電検査等の所定の作業を行う機能を有している。典型的には、ワーク３は、回路基板または精密部品であり、ロボット１は、ワーク３に対して精密作業を行い、プロダクトまたは仕掛品を得るための産業用ロボットである。ロボット１は、ワークテーブル１１と、ワークテーブル１１上に載置されるワーク３に対する作業を実行するための作業部１２と、ワークテーブル１１と作業部１２との相対位置を変化させるための可動部１３と、を備えている。 The robot 1 has a function of attaching parts, applying a liquid material, processing such as cutting, and performing predetermined work such as conductivity inspection to the work 3 placed on the work table 11. Typically, the work 3 is a circuit board or a precision component, and the robot 1 is an industrial robot for performing precision work on the work 3 to obtain a product or work in process. The robot 1 has a work table 11, a work unit 12 for executing work on the work 3 placed on the work table 11, and a movable unit for changing the relative positions of the work table 11 and the work unit 12. 13 and.

図３に示されているように、ワークテーブル１１は、平板状の部材であり、その上に作業部１２によって作業が施されるワーク３が載置される。作業部１２は、ワークテーブル１１上に載置されたワーク３に対して所定の作業を実行するために用いられる。ワーク３に対して実行すべき作業の内容に応じて、様々なツールを、作業部１２として用いることができる。例えば、ワーク３に対して熱硬化性樹脂等の接着剤の塗布を行う場合には、ノズルを作業部１２として用いることができ、ワーク３に対して部品の組み付けを行う場合には、ピックアップハンドを作業部１２として用いることができ、ワーク３に対して導電検査を行う場合には、コンタクトプローブを作業部１２として用いることができる。 As shown in FIG. 3, the work table 11 is a flat plate-shaped member, on which the work 3 to be worked by the working unit 12 is placed. The working unit 12 is used to perform a predetermined work on the work 3 placed on the work table 11. Various tools can be used as the work unit 12 depending on the content of the work to be performed on the work 3. For example, when applying an adhesive such as a thermosetting resin to the work 3, the nozzle can be used as the working unit 12, and when assembling parts to the work 3, the pickup hand. Can be used as the working unit 12, and the contact probe can be used as the working unit 12 when conducting a conductivity inspection on the work 3.

作業部１２は、図示しない配線によって制御装置４に接続されており、制御装置４からの制御に応じて、所定の動作を実行する。例えば、作業部１２がノズルである場合には、作業部１２は、制御装置４からの制御に応じて、ノズル内部に充填された液体材料（例えば、熱硬化性樹脂等の接着剤）をワーク３に対して塗布する動作を実行する。以下、作業部１２は、制御装置４からの制御に応じて、液体材料をワーク３のワークポイント（作業対象点）に対して塗布するためのノズルであるとして説明を提供するが、上述のように作業部１２はノズルに限られない点に留意されたい。制御装置４からの制御に応じて、可動部１３が駆動され、作業部１２とワークテーブル１１上に載置されたワーク３との相対位置が調整された後、制御装置４は、作業部１２に対して制御信号を送信し、作業部１２は、ワーク３に対して自身の内部に充填された液体材料を、ワーク３のワークポイントに対して吐出する。 The working unit 12 is connected to the control device 4 by a wiring (not shown), and executes a predetermined operation according to the control from the control device 4. For example, when the working unit 12 is a nozzle, the working unit 12 works with a liquid material (for example, an adhesive such as a thermosetting resin) filled in the nozzle according to the control from the control device 4. The operation of applying to 3 is executed. Hereinafter, the working unit 12 will be described as a nozzle for applying the liquid material to the work point (working target point) of the work 3 according to the control from the control device 4, as described above. It should be noted that the working unit 12 is not limited to the nozzle. After the movable portion 13 is driven in response to the control from the control device 4 and the relative position between the working portion 12 and the work 3 placed on the work table 11 is adjusted, the control device 4 moves the working unit 12 to the working unit 12. A control signal is transmitted to the work unit 12, and the work unit 12 discharges the liquid material filled inside the work 3 to the work point of the work 3.

可動部１３は、ロボット１の土台として機能するベース１３１と、ベース１３１の上方にベース１３１の上面とは離間して設けられたＸ軸可動部１３Ｘと、ベース１３１の上面上に設けられたＹ軸可動部１３Ｙと、Ｘ軸可動部１３Ｘに取り付けられたＺ軸可動部１３Ｚと、を備えている。 The movable portion 13 includes a base 131 that functions as a base of the robot 1, an X-axis movable portion 13X that is provided above the base 131 so as to be separated from the upper surface of the base 131, and a Y that is provided on the upper surface of the base 131. It includes a shaft movable portion 13Y and a Z-axis movable portion 13Z attached to the X-axis movable portion 13X.

Ｘ軸可動部１３Ｘは、図示しない配線によって制御装置４に接続されており、制御装置４からの制御に応じて、Ｘ軸ステージ１３３Ｘを、図３中のＸ軸方向に沿ってスライド移動させる機能を有している。Ｘ軸可動部１３Ｘは、ベース１３１のＸ軸方向の両端側にそれぞれ立設するよう設けられた一対の脚部１３１Ｘと、ベース１３１の上面から離間し、一対の脚部１３１Ｘの間を架橋するよう設けられ、図中のＸ軸に沿って延伸するＸ軸レール１３２Ｘと、Ｘ軸レール１３２Ｘ上をスライド移動可能に設けられた箱形のＸ軸ステージ１３３Ｘと、Ｘ軸ステージ１３３Ｘをスライド移動させるためのステッピングモーター等のＸ軸アクチュエーター（図示せず）と、を備えている。制御装置４からＸ軸アクチュエーターに制御信号が送信されると、Ｘ軸アクチュエーターが制御信号に応じて駆動し、Ｘ軸ステージ１３３Ｘを、Ｘ軸レール１３２Ｘ上でスライド移動させる。 The X-axis movable portion 13X is connected to the control device 4 by wiring (not shown), and has a function of sliding the X-axis stage 133X along the X-axis direction in FIG. 3 in response to control from the control device 4. have. The X-axis movable portion 13X is separated from the pair of leg portions 131X provided so as to stand on both ends of the base 131 in the X-axis direction and the upper surface of the base 131, and bridges between the pair of leg portions 131X. The X-axis rail 132X extending along the X-axis in the figure, the box-shaped X-axis stage 133X provided so as to be slidable on the X-axis rail 132X, and the X-axis stage 133X are slidably moved. It is equipped with an X-axis actuator (not shown) such as a stepping motor for the purpose. When a control signal is transmitted from the control device 4 to the X-axis actuator, the X-axis actuator is driven in response to the control signal, and the X-axis stage 133X is slid and moved on the X-axis rail 132X.

Ｙ軸可動部１３Ｙは、図示しない配線によって制御装置４に接続されており、制御装置４からの制御に応じて、Ｙ軸ステージ１３２Ｙを、図３中のＹ軸方向に沿ってスライド移動させる機能を有している。Ｙ軸可動部１３Ｙは、ベース１３１の上面上に設けられ、図中のＹ軸に沿って延伸するＹ軸レール１３１Ｙと、Ｙ軸レール１３１Ｙ上をスライド移動可能に設けられた平板状のＹ軸ステージ１３２Ｙと、Ｙ軸ステージ１３２Ｙをスライド移動させるためのステッピングモーター等のＹ軸アクチュエーター（図示せず）と、を備えている。制御装置４からＹ軸アクチュエーターに制御信号が送信されると、Ｙ軸アクチュエーターが制御信号に応じて駆動し、Ｙ軸ステージ１３２ＹをＹ軸レール１３１Ｙ上でスライド移動させる。また、図３に示されているように、Ｙ軸ステージ１３２Ｙの面は、図中のＸＹ平面と一致している。また、ロボット１のワークテーブル１１が、Ｙ軸ステージ１３２Ｙ上に固定されており、さらに、ワークテーブル１１上にワーク３が載置されている。 The Y-axis movable portion 13Y is connected to the control device 4 by wiring (not shown), and has a function of sliding the Y-axis stage 132Y along the Y-axis direction in FIG. 3 in response to control from the control device 4. have. The Y-axis movable portion 13Y is provided on the upper surface of the base 131, and has a Y-axis rail 131Y extending along the Y-axis in the drawing and a flat plate-shaped Y-axis provided so as to be slidable on the Y-axis rail 131Y. It includes a stage 132Y and a Y-axis actuator (not shown) such as a stepping motor for sliding the Y-axis stage 132Y. When a control signal is transmitted from the control device 4 to the Y-axis actuator, the Y-axis actuator is driven in response to the control signal, and the Y-axis stage 132Y is slid and moved on the Y-axis rail 131Y. Further, as shown in FIG. 3, the plane of the Y-axis stage 132Y coincides with the XY plane in the drawing. Further, the work table 11 of the robot 1 is fixed on the Y-axis stage 132Y, and the work 3 is placed on the work table 11.

Ｚ軸可動部１３Ｚは、図示しない配線によって制御装置４に接続されており、制御装置４からの制御に応じて、Ｚ軸ステージ１３１Ｚを、図３中のＺ軸方向に沿ってスライド移動させる機能を有している。Ｚ軸可動部１３Ｚは、Ｘ軸可動部１３ＸのＸ軸ステージ１３３Ｘ上に設けられた平板状のＺ軸ステージ１３１Ｚと、Ｚ軸ステージ１３１Ｚをスライド移動させるためのステッピングモーター等のＺ軸アクチュエーター（図示せず）と、を備えている。制御装置４からＺ軸アクチュエーターに制御信号が送信されると、Ｚ軸アクチュエーターが制御信号に応じて駆動し、Ｚ軸ステージ１３１ＺをＸ軸ステージ１３３Ｘ上で、Ｚ軸方向に沿ってスライド移動させる。また、図３に示されているように、Ｚ軸ステージ１３１Ｚの面方向は、図中のＸＺ平面と一致している。また、作業部１２およびカメラ２が、固定具によって、Ｚ軸ステージ１３１Ｚの面上に固定されている。 The Z-axis movable portion 13Z is connected to the control device 4 by wiring (not shown), and has a function of sliding the Z-axis stage 131Z along the Z-axis direction in FIG. 3 in response to control from the control device 4. have. The Z-axis movable portion 13Z is a flat plate-shaped Z-axis stage 131Z provided on the X-axis stage 133X of the X-axis movable portion 13X, and a Z-axis actuator such as a stepping motor for sliding the Z-axis stage 131Z (FIG. Not shown) and. When a control signal is transmitted from the control device 4 to the Z-axis actuator, the Z-axis actuator is driven in response to the control signal to slide the Z-axis stage 131Z on the X-axis stage 133X along the Z-axis direction. Further, as shown in FIG. 3, the plane direction of the Z-axis stage 131Z coincides with the XZ plane in the drawing. Further, the working unit 12 and the camera 2 are fixed on the surface of the Z-axis stage 131Z by a fixing tool.

このように図示の形態では、ワークテーブル１１は、Ｙ軸可動部１３ＹのＹ軸ステージ１３２Ｙ上に取り付けられ、さらに、ワーク３が、ワークテーブル１１上に載置されている。一方、Ｚ軸可動部１３ＺのＺ軸ステージ１３１Ｚは、Ｘ軸可動部１３ＸのＸ軸ステージ１３３Ｘに取り付けられており、さらに、作業部１２およびカメラ２が、Ｚ軸ステージ１３１Ｚに取り付けられている。したがって、制御装置４は、可動部１３のＸ軸可動部１３Ｘ、Ｙ軸可動部１３Ｙ、およびＺ軸可動部１３Ｚを駆動することにより、作業部１２とワークテーブル１１上に載置されたワーク３との相対位置を変更することができる。 As described above, in the illustrated embodiment, the work table 11 is mounted on the Y-axis stage 132Y of the Y-axis movable portion 13Y, and the work 3 is further mounted on the work table 11. On the other hand, the Z-axis stage 131Z of the Z-axis movable portion 13Z is attached to the X-axis stage 133X of the X-axis movable portion 13X, and further, the working unit 12 and the camera 2 are attached to the Z-axis stage 131Z. Therefore, the control device 4 drives the X-axis movable portion 13X, the Y-axis movable portion 13Y, and the Z-axis movable portion 13Z of the movable portion 13 to drive the work portion 12 and the work 3 placed on the work table 11. The relative position with can be changed.

なお、本明細書において、用語「駆動量」および「駆動の目標量」は、それぞれ、制御装置４からの制御によって駆動され、スライド移動された可動部１３の各ステージの「移動量」および「移動の目標量」を指す。例えば、「Ｘ軸可動部１３Ｘの駆動量」といった場合、制御装置４からの制御によって駆動されたＸ軸アクチュエーターによってスライド移動されたＸ軸ステージ１３３Ｘの移動量を指し、「可動部１３の駆動量」といった場合、制御装置４からの制御によって駆動されたＸ軸アクチュエーター、Ｙ軸アクチュエーター、およびＺ軸アクチュエーターによってそれぞれスライド移動されたＸ軸ステージ１３３Ｘ、Ｙ軸ステージ１３２Ｙ、およびＺ軸ステージ１３１Ｚの移動ベクトルの和を指す。 In the present specification, the terms "driving amount" and "target amount of driving" are the "moving amount" and "moving amount" of each stage of the movable portion 13 which is driven by the control from the control device 4 and is slid and moved, respectively. Refers to the "target amount of movement". For example, the case of "driving amount of the X-axis movable portion 13X" refers to the moving amount of the X-axis stage 133X slid and moved by the X-axis actuator driven by the control from the control device 4, and refers to the "driving amount of the movable portion 13". In the case of Refers to the sum of.

カメラ２は、ワークテーブル１１の上方において、作業部１２とワークテーブル１１上に載置されたワーク３を撮影可能に設けられた任意の撮像デバイスである。図３に示されているように、カメラ２は、可動部１３のＺ軸可動部１３ＺのＺ軸ステージ１３１Ｚに取り付けられている。カメラ２は、図示しない配線によって制御装置４に接続されており、作業部１２とワーク３を含むカメラ画像を取得し、取得したカメラ画像を制御装置４に送信する。制御装置４は、カメラ２から送信されたカメラ画像を参照することにより、作業部１２とワーク３との相対位置を確認することができる。したがって、カメラ２は、作業部１２とワーク３との相対位置を観察するための視覚センサーとして機能する。 The camera 2 is an arbitrary imaging device provided above the work table 11 so that the working unit 12 and the work 3 placed on the work table 11 can be photographed. As shown in FIG. 3, the camera 2 is attached to the Z-axis stage 131Z of the Z-axis movable portion 13Z of the movable portion 13. The camera 2 is connected to the control device 4 by a wiring (not shown), acquires a camera image including the working unit 12 and the work 3, and transmits the acquired camera image to the control device 4. The control device 4 can confirm the relative position between the working unit 12 and the work 3 by referring to the camera image transmitted from the camera 2. Therefore, the camera 2 functions as a visual sensor for observing the relative position between the work unit 12 and the work 3.

図４は、図３中のカメラ２の周辺領域の拡大図を示している。なお、図４中においてカメラ２の先端から下方に向けて放射状に延伸する点線は、カメラ２の視野を表現している。図４に示されているように、カメラ２は、カメラ２の視野内に常に、ワーク３に対する作業を実行する作業部１２の先端部１２１およびワーク３が位置するような向きおよび位置で、Ｚ軸ステージ１３１Ｚに取り付けられている。このように、カメラ２および作業部１２の双方がＺ軸ステージ１３１Ｚに取り付けられているため、カメラ２と作業部１２との相対位置は常に一定である。また、作業部１２の先端部１２１は、作業部１２がノズルである場合には、液体材料を吐出するノズル先端であり、作業部１２がピックアップハンドである場合には、ワーク３を把持するハンド先端部であり、作業部１２がコンタクトプローブである場合には、プローブ先端である。 FIG. 4 shows an enlarged view of the peripheral region of the camera 2 in FIG. In FIG. 4, the dotted lines extending radially downward from the tip of the camera 2 represent the field of view of the camera 2. As shown in FIG. 4, the camera 2 always has a Z in an orientation and position such that the tip 121 and the work 3 of the work unit 12 that performs work on the work 3 are located within the field of view of the camera 2. It is attached to the shaft stage 131Z. Since both the camera 2 and the working unit 12 are attached to the Z-axis stage 131Z in this way, the relative positions of the camera 2 and the working unit 12 are always constant. Further, the tip portion 121 of the working portion 12 is a nozzle tip for discharging a liquid material when the working portion 12 is a nozzle, and a hand for gripping the work 3 when the working portion 12 is a pickup hand. It is a tip portion, and when the working portion 12 is a contact probe, it is a probe tip.

このような構成により、ロボット１がワーク３に対する作業を実行する際にカメラ２によって取得されるカメラ画像は、作業部１２の先端部１２１とワークテーブル１１上のワーク３を常に含んでいる。そのため、制御装置４は、カメラ画像を参照することにより、作業部１２とワーク３との相対位置を直接確認することができ、作業部１２とワーク３との相対位置の制御をより正確に実行することができる。 With such a configuration, the camera image acquired by the camera 2 when the robot 1 executes the work on the work 3 always includes the tip portion 121 of the work unit 12 and the work 3 on the work table 11. Therefore, the control device 4 can directly confirm the relative position between the working unit 12 and the work 3 by referring to the camera image, and more accurately controls the relative position between the working unit 12 and the work 3. can do.

図５には、制御装置４のブロック図が示されている。制御装置４は、ロボット１の各コンポーネント（具体的には、作業部１２および可動部１３）およびカメラ２に接続されている。制御装置４は、ロボット１の各コンポーネントおよびカメラ２を制御する機能を有している。制御装置４は、単体のデバイスとして実施されていてもよいし、デスクトップコンピューター、ラップトップコンピューター、ノートパソコン、ワークステーション、タブレット型コンピューター、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、ウェアラブル端末、サーバー等の任意の演算デバイス内において実施されていてもよい。 FIG. 5 shows a block diagram of the control device 4. The control device 4 is connected to each component of the robot 1 (specifically, the working unit 12 and the movable unit 13) and the camera 2. The control device 4 has a function of controlling each component of the robot 1 and the camera 2. The control device 4 may be implemented as a single device, or may be an arbitrary calculation such as a desktop computer, a laptop computer, a laptop computer, a workstation, a tablet computer, a mobile phone, a smartphone, a PDA, a wearable terminal, or a server. It may be carried out in the device.

図５に示されているように、制御装置４は、制御装置４の動作を実行するための１つ以上のプロセッサー４１と、制御装置４への入力および制御装置４からの出力を実行するためのＩ／Ｏ（インプット／アウトプット）インターフェース４２と、制御装置４の処理を実行するために用いられるデータ４４およびモジュール４５を保存している１つ以上のメモリー４３と、を備えている。 As shown in FIG. 5, the control device 4 has one or more processors 41 for performing the operation of the control device 4, and for performing input to the control device 4 and output from the control device 4. The I / O (input / output) interface 42 and one or more memories 43 storing the data 44 and the module 45 used to execute the processing of the control device 4 are provided.

１つ以上のプロセッサー４１は、１つ以上のマイクロプロセッサー、マイクロコンピューター、マイクロコントローラー、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリーコントロールユニット（ＭＣＵ）、画像処理用演算処理装置（ＧＰＵ）、状態機械、論理回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはこれらの組み合わせ等のコンピューター可読命令に基づいて信号操作等の演算処理を実行する演算ユニットである。特に、プロセッサー４１は、メモリー４３内に保存されているコンピューター可読命令（例えば、データ、プログラム、モジュール等）をフェッチし、演算、信号操作および制御を実行するよう構成されている。 The one or more processors 41 are one or more microprocessors, a microcomputer, a microcontroller, a digital signal processor (DSP), a central processing unit (CPU), a memory control unit (MCU), and an image processing arithmetic processing unit (the arithmetic processing unit). A computing unit that executes arithmetic processing such as signal manipulation based on computer-readable instructions such as a GPU), a state machine, a logic circuit, an integrated circuit for a specific application (ASIC), or a combination thereof. In particular, the processor 41 is configured to fetch computer-readable instructions (eg, data, programs, modules, etc.) stored in the memory 43 to perform operations, signal operations, and controls.

Ｉ／Ｏインターフェース４２は、ウェブインターフェース、グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）等の様々なソフトウェアインターフェースおよびハードウェアインターフェースを含む。例えば、Ｉ／Ｏインターフェース４２は、キーボード、マウス、タッチパネルディスプレイ、外部メモリー、プリンター、ディスプレイのような周辺デバイスのためのインターフェースである。Ｉ／Ｏインターフェース４２は、キーボード、マウス、タッチパネルディスプレイのような入力デバイスを用いた制御装置４への入力およびディスプレイ、プリンター、外部メモリーへの制御装置４からの出力を可能とする。また、Ｉ／Ｏインターフェース４２は、制御装置４が、インターネット等のネットワークを介して、外部に設けられたウェブサーバーやデータサーバーのような任意の外部デバイスと通信を行うことを可能としてもよい。 The I / O interface 42 includes various software interfaces such as a web interface, a graphical user interface (GUI), and a hardware interface. For example, the I / O interface 42 is an interface for peripheral devices such as keyboards, mice, touch panel displays, external memories, printers, and displays. The I / O interface 42 enables input to the control device 4 using an input device such as a keyboard, a mouse, and a touch panel display, and output from the control device 4 to a display, a printer, and an external memory. Further, the I / O interface 42 may enable the control device 4 to communicate with an arbitrary external device such as a web server or a data server provided externally via a network such as the Internet.

メモリー４３は、揮発性記憶媒体（例えば、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ）、不揮発性記憶媒体（例えば、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、ハードディスク、ソリッドステートドライブ、ＳＤカード、光ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク）、またはこれらの組み合わせを含むコンピューター可読媒体である。 The memory 43 includes a volatile storage medium (for example, RAM, SRAM, DRAM), a non-volatile storage medium (for example, ROM, EPROM, EEPROM, flash memory, hard disk, solid state drive, SD card, optical disk, CD-ROM, digital). A computer-readable medium that includes a versatile disc (DVD), a Blu-ray disc, a magnetic cassette, a magnetic tape, a magnetic disc), or a combination thereof.

データ４４は、カメラ２が取得したカメラ画像に対する歪み補正等の画像処理およびカメラ２のカメラキャリブレーションを実行するために必要なカメラパラメーター４４１と、ロボット１の可動部１３の位置制御のキャリブレーション用の駆動補正パラメーター４４２と、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置が満たすべきアプローチ条件４４３と、制御装置４の処理を実行するために必要な任意の数のその他データ４４４と、を含んでいる。 The data 44 is for calibrating the camera parameter 441 necessary for performing image processing such as distortion correction for the camera image acquired by the camera 2 and camera calibration of the camera 2 and the position control of the movable portion 13 of the robot 1. Drive correction parameter 442, approach condition 443 to be satisfied by the relative position between the tip 121 of the work unit 12 and the work point of the work 3, and any number of other data required to execute the processing of the control device 4. 444 and.

カメラパラメーター４４１は、カメラ２のレンズの焦点距離、収差特性、カメラ２の画像センサーのセンサー特性等のカメラ２のレンズおよび画像センサーに関するパラメーターである。カメラパラメーター４４１は、位置制御システム１００の構築前に事前に取得または測定され、メモリー４３内に保存されている。 The camera parameter 441 is a parameter related to the lens of the camera 2 and the image sensor, such as the focal length of the lens of the camera 2, the aberration characteristic, and the sensor characteristic of the image sensor of the camera 2. The camera parameter 441 is acquired or measured in advance before the position control system 100 is constructed, and is stored in the memory 43.

駆動補正パラメーター４４２は、制御装置４から可動部１３に出力される出力値を補正するためのパラメーターである。制御装置４が、可動部１３（Ｘ軸可動部１３Ｘ、Ｙ軸可動部１３Ｙ、および／またはＺ軸可動部１３Ｚ）を所定の目標量だけ駆動させるために、可動部１３に対して、目標量に対応する出力値を可動部１３に出力したとしても、可動部１３の部品の寸法誤差、治具熱膨張、軸ずれ等の影響により、駆動の目標量と、実際の駆動量との間に差が生じてしまう。駆動補正パラメーター４４２は、このような可動部１３の駆動の目標量と実際の駆動量との差を最小化するために用いられる。可動部１３の駆動の目標量と実際の駆動量との間の相関関係は、典型的には、高次の多項式で表され、駆動補正パラメーター４４２は、該高次の多項式の各項の係数である。このような駆動補正パラメーター４４２を用いることにより、可動部１３の駆動の目標量から、可動部１３への適切な出力値を得ることができる。駆動補正パラメーター４４２は、位置制御システム１００の利用前に事前に取得され、メモリー４３に保存されている。 The drive correction parameter 442 is a parameter for correcting the output value output from the control device 4 to the movable unit 13. In order for the control device 4 to drive the movable portion 13 (X-axis movable portion 13X, Y-axis movable portion 13Y, and / or Z-axis movable portion 13Z) by a predetermined target amount, the target amount is relative to the movable portion 13. Even if the output value corresponding to is output to the movable part 13, the target amount of drive and the actual drive amount are between the target amount of drive due to the influence of the dimensional error of the parts of the movable part 13, the thermal expansion of the jig, the axis deviation, and the like. It makes a difference. The drive correction parameter 442 is used to minimize the difference between the target amount of drive of the movable portion 13 and the actual drive amount. The correlation between the target amount of drive of the movable part 13 and the actual drive amount is typically expressed by a high-order polynomial, and the drive correction parameter 442 is a coefficient of each term of the high-order polynomial. Is. By using such a drive correction parameter 442, an appropriate output value to the movable portion 13 can be obtained from the target amount of drive of the movable portion 13. The drive correction parameter 442 is acquired in advance before the position control system 100 is used, and is stored in the memory 43.

アプローチ条件４４３は、可動部１３のＺ軸可動部１３Ｚを駆動して、作業部１２の先端部１２１を下方に移動させ、ワーク３のワークポイントにアプローチさせる際に、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置が満たすべき条件である。より具体的には、アプローチ条件４４３は、カメラ２によって取得されたカメラ画像内において、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置が、作業部１２の先端部１２１をワーク３のワークポイントに向かってアプローチさせるために適した状態にあるか否かを判断するための条件である。例えば、アプローチ条件４４３は、カメラ画像内における作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの離間距離、ワーク３のワークポイントに対する作業部１２の先端部１２１の角度等である。アプローチ条件４４３は、作業部１２の形状、作業部１２が行う作業の種類、ワーク３の形状、大きさに応じて事前に設定されている。 The approach condition 443 is that when the Z-axis movable portion 13Z of the movable portion 13 is driven to move the tip portion 121 of the working portion 12 downward to approach the work point of the work 3, the tip portion 121 of the working portion 12 It is a condition that the relative position between the work point and the work point of the work 3 should be satisfied. More specifically, in the approach condition 443, in the camera image acquired by the camera 2, the relative position between the tip portion 121 of the working portion 12 and the work point of the work 3 works on the tip portion 121 of the working portion 12. It is a condition for judging whether or not the state is suitable for approaching the work point of 3. For example, the approach condition 443 is a distance between the tip portion 121 of the working portion 12 and the work point of the work 3 in the camera image, the angle of the tip portion 121 of the working portion 12 with respect to the work point of the work 3, and the like. The approach condition 443 is set in advance according to the shape of the work unit 12, the type of work performed by the work unit 12, the shape of the work 3, and the size.

モジュール４５は、ルーティーン、アプリケーション、プログラム、アルゴリズム、ライブラリー、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、またはこれらの組み合わせ等のプロセッサー４１により実行可能なコンピューター可読命令である。 Module 45 is a computer-readable instruction that can be executed by processor 41 such as routines, applications, programs, algorithms, libraries, objects, components, data structures, or combinations thereof.

モジュール４５は、カメラ２を制御するためのカメラ制御モジュール４５１と、カメラ２によって取得されたカメラ画像に基づいて、ロボット１の可動部１３の駆動量を決定するための駆動量決定モジュール４５２と、ロボット１を制御するためのロボット制御モジュール４５３と、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置がアプローチ条件４４３を満たしているか否かを判定するためのアプローチ条件判定モジュール４５４と、制御装置４が提供する機能を補うための任意の数のその他モジュール４５５と、を含んでいる。 The module 45 includes a camera control module 451 for controlling the camera 2, a drive amount determination module 452 for determining the drive amount of the movable portion 13 of the robot 1 based on the camera image acquired by the camera 2, and a drive amount determination module 452. The approach condition determination module 454 for determining whether or not the relative position between the robot control module 453 for controlling the robot 1 and the tip portion 121 of the work unit 12 and the work point of the work 3 satisfies the approach condition 443. And any number of other modules 455 to supplement the functionality provided by the controller 4.

プロセッサー４１は、メモリー４３内に保存されている各種モジュールを用いることにより、所望の機能を提供することができる。例えば、プロセッサー４１は、ロボット制御モジュール４５３を用いることにより、ロボット１の作業部１２および可動部１３を駆動するための処理を実行することができる。また、各モジュールは、他のモジュールを使用することも可能である。 The processor 41 can provide a desired function by using various modules stored in the memory 43. For example, the processor 41 can execute a process for driving the working unit 12 and the movable unit 13 of the robot 1 by using the robot control module 453. It is also possible to use other modules for each module.

カメラ制御モジュール４５１は、カメラ２を駆動し、カメラ画像を取得する機能と、カメラ２によって取得されたカメラ画像に対して補正を施す機能と、を有している。カメラ制御モジュール４５１は、カメラ２から送信されるカメラ画像に対して、メモリー４３内に保存されているカメラパラメーター４４１を用いて歪み補正等の画像処理を施す。カメラ制御モジュール４５１によって取得および補正されたカメラ画像は、メモリー４３内に一時的に保存され、制御装置４の各モジュールによって用いられる。 The camera control module 451 has a function of driving the camera 2 and acquiring a camera image, and a function of correcting the camera image acquired by the camera 2. The camera control module 451 performs image processing such as distortion correction on the camera image transmitted from the camera 2 by using the camera parameter 441 stored in the memory 43. The camera image acquired and corrected by the camera control module 451 is temporarily stored in the memory 43 and used by each module of the control device 4.

駆動量決定モジュール４５２は、カメラ２によって取得されたカメラ画像に基づいて、ロボット１の可動部１３の駆動量を決定する機能を有している。より具体的には、駆動量決定モジュール４５２は、カメラ２によって取得されたカメラ画像中の作業部１２の先端部１２１およびワーク３のワークポイントのそれぞれの位置を特定する。その後、駆動量決定モジュール４５２は、メモリー４３内に保存されているアプローチ条件４４３を参照し、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置が、アプローチ条件４４３を満たすようになるために必要な可動部１３のＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙのそれぞれの駆動の目標量を決定する。駆動量決定モジュール４５２によって決定されたＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙのそれぞれの駆動の目標量は、ロボット制御モジュール４５３に送信される。同時に、駆動量決定モジュール４５２は、可動部１３のＺ軸可動部１３Ｚの駆動の目標量を、ロボット制御モジュール４５３に送信する。可動部１３のＺ軸可動部１３Ｚを駆動して、作業部１２の先端部１２１をワーク３のワークポイントにアプローチする前の作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの間のＺ軸方向の離間距離（すなわち、アプローチ量）は、実行される作業に応じて略一定であるので、可動部１３のＺ軸可動部１３Ｚの駆動の目標量は、事前に設定された固定値である。 The drive amount determination module 452 has a function of determining the drive amount of the movable portion 13 of the robot 1 based on the camera image acquired by the camera 2. More specifically, the drive amount determination module 452 identifies the positions of the tip portion 121 of the working portion 12 and the work point of the work 3 in the camera image acquired by the camera 2. After that, the drive amount determination module 452 refers to the approach condition 443 stored in the memory 43 so that the relative position between the tip portion 121 of the work unit 12 and the work point of the work 3 satisfies the approach condition 443. The target amount of each of the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y of the movable portion 13 required to be driven is determined. The target amount of each of the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y determined by the drive amount determination module 452 is transmitted to the robot control module 453. At the same time, the drive amount determination module 452 transmits the target amount of drive of the Z-axis movable portion 13Z of the movable portion 13 to the robot control module 453. Z-axis of the movable portion 13 Z between the tip portion 121 of the work portion 12 and the work point of the work 3 before the tip portion 121 of the work portion 12 approaches the work point of the work 3 by driving the movable portion 13Z. Since the axial separation distance (that is, the amount of approach) is substantially constant depending on the work to be performed, the target amount for driving the Z-axis movable portion 13Z of the movable portion 13 is a preset fixed value. be.

なお、上述のようにカメラ２によって取得されるカメラ画像は、作業部１２の先端部１２１を含んでいるので、駆動量決定モジュール４５２は、カメラ画像を参照することにより、作業部１２の先端部１２１の汚れ、変形、または破損を検出することができる。作業部１２の先端部１２１の汚れ、変形、または破損が検出された場合には、駆動量決定モジュール４５２は、Ｉ／Ｏインターフェース４２を用いて、ディスプレイ等の出力装置にエラーメッセージを表示させる。これにより、位置制御システム１００の管理者や使用者等は、作業部１２の清掃や交換等の適切な処置を取ることができる。 Since the camera image acquired by the camera 2 as described above includes the tip portion 121 of the working unit 12, the drive amount determination module 452 refers to the camera image to indicate the tip portion of the working unit 12. 121 can detect dirt, deformation, or breakage. When the tip portion 121 of the working portion 12 is detected to be dirty, deformed, or damaged, the drive amount determination module 452 uses the I / O interface 42 to display an error message on an output device such as a display. As a result, the manager, the user, and the like of the position control system 100 can take appropriate measures such as cleaning and replacement of the working unit 12.

ロボット制御モジュール４５３は、ロボット１を制御する機能を有している。より具体的には、ロボット制御モジュール４５３は、ロボット１の可動部１３を駆動させ、ロボット１の作業部１２とワークテーブル１１上のワーク３との相対位置を変化させる機能と、作業部１２を駆動させ、ワーク３に対して所定の作業を実行する機能と、を有している。 The robot control module 453 has a function of controlling the robot 1. More specifically, the robot control module 453 has a function of driving the movable portion 13 of the robot 1 to change the relative position between the working portion 12 of the robot 1 and the work 3 on the work table 11, and the working portion 12. It has a function of driving and executing a predetermined work on the work 3.

ロボット制御モジュール４５３は、可動部１３のＸ軸可動部１３Ｘ、Ｙ軸可動部１３Ｙ、およびＺ軸可動部１３Ｚをそれぞれ独立に駆動させることができる。なお、ロボット制御モジュール４５３がロボット１のＸ軸可動部１３Ｘ、Ｙ軸可動部１３Ｙ、およびＺ軸可動部１３Ｚを駆動していない初期状態の作業部１２の位置を初期位置という。ロボット制御モジュール４５３は、駆動量決定モジュール４５２から、Ｘ軸可動部１３Ｘ、Ｙ軸可動部１３Ｙ、およびＺ軸可動部１３Ｚのそれぞれの駆動の目標量を受信する。その後、ロボット制御モジュール４５３は、可動部１３のＸ軸可動部１３Ｘ、Ｙ軸可動部１３Ｙ、およびＺ軸可動部１３Ｚの位置制御の精度を高めるため、メモリー４３内に保存されている駆動補正パラメーター４４２を参照し、Ｘ軸可動部１３Ｘ、Ｙ軸可動部１３Ｙ、およびＺ軸可動部１３Ｚのそれぞれの駆動の目標量から、Ｘ軸可動部１３Ｘ、Ｙ軸可動部１３Ｙ、およびＺ軸可動部１３Ｚのそれぞれ用の出力値を算出する。 The robot control module 453 can independently drive the X-axis movable portion 13X, the Y-axis movable portion 13Y, and the Z-axis movable portion 13Z of the movable portion 13. The position of the working unit 12 in the initial state in which the robot control module 453 does not drive the X-axis movable portion 13X, the Y-axis movable portion 13Y, and the Z-axis movable portion 13Z of the robot 1 is referred to as an initial position. The robot control module 453 receives the drive target amounts of the X-axis movable portion 13X, the Y-axis movable portion 13Y, and the Z-axis movable portion 13Z from the drive amount determination module 452. After that, the robot control module 453 has a drive correction parameter stored in the memory 43 in order to improve the accuracy of the position control of the X-axis movable portion 13X, the Y-axis movable portion 13Y, and the Z-axis movable portion 13Z of the movable portion 13. With reference to 442, from the target amount of each drive of the X-axis movable portion 13X, the Y-axis movable portion 13Y, and the Z-axis movable portion 13Z, the X-axis movable portion 13X, the Y-axis movable portion 13Y, and the Z-axis movable portion 13Z Calculate the output value for each of.

その後、ロボット制御モジュール４５３は、可動部１３のＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙに対して、算出した出力値を出力し、Ｘ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙを、それぞれ独立に駆動させる。ロボット制御モジュール４５３が、可動部１３のＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙを駆動させると、カメラ制御モジュール４５１によって、カメラ２が駆動され、カメラ画像が取得される。その後、後述するアプローチ条件判定モジュール４５４は、カメラ２によって取得されたカメラ画像から、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置がアプローチ条件４４３を満たしているか否かを判定する。 After that, the robot control module 453 outputs the calculated output values to the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y of the movable portion 13, and makes the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y independent of each other. Drive to. When the robot control module 453 drives the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y of the movable portion 13, the camera control module 451 drives the camera 2 and acquires a camera image. After that, the approach condition determination module 454, which will be described later, determines from the camera image acquired by the camera 2 whether or not the relative position between the tip portion 121 of the work unit 12 and the work point of the work 3 satisfies the approach condition 443. do.

アプローチ条件判定モジュール４５４によって、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置がアプローチ条件４４３を満たしていると判定されると、ロボット制御モジュール４５３は、可動部１３のＺ軸可動部１３Ｚに対して、算出した出力値を出力し、Ｚ軸可動部１３Ｚを駆動する。これにより、作業部１２の先端部１２１がワーク３のワークポイントに対してアプローチし、作業部１２の先端部１２１が、ワーク３のワークポイントに接触または近接する。その後、ロボット制御モジュール４５３は、作業部１２を駆動し、ワーク３のワークポイントに対して所定の作業を行う。なお、ワーク３のワークポイントに対する所定の作業が終了した後、ロボット制御モジュール４５３は、Ｚ軸可動部１３Ｚを駆動し、作業部１２の先端部１２１をワーク３から遠ざけ、作業部１２のＺ軸方向の位置を初期位置に戻す。その後、ロボット制御モジュール４５３は、Ｘ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙを駆動して、作業部１２のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を初期位置に戻す。代替的に、ロボット制御モジュール４５３は、Ｘ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙを駆動せず、作業部１２のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を維持してもよい。 When the approach condition determination module 454 determines that the relative position between the tip portion 121 of the work portion 12 and the work point of the work 3 satisfies the approach condition 443, the robot control module 453 determines that the Z axis of the movable portion 13 is satisfied. The calculated output value is output to the movable portion 13Z, and the Z-axis movable portion 13Z is driven. As a result, the tip portion 121 of the working portion 12 approaches the work point of the work 3, and the tip portion 121 of the working portion 12 comes into contact with or approaches the work point of the work 3. After that, the robot control module 453 drives the work unit 12 to perform a predetermined work on the work point of the work 3. After the predetermined work on the work point of the work 3 is completed, the robot control module 453 drives the Z-axis movable portion 13Z, keeps the tip portion 121 of the work portion 12 away from the work 3, and moves the Z-axis of the work portion 12. Return the position of the direction to the initial position. After that, the robot control module 453 drives the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y to return the positions of the working unit 12 in the X-axis direction and the Y-axis direction to the initial positions. Alternatively, the robot control module 453 may not drive the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y, and may maintain the positions of the working unit 12 in the X-axis direction and the Y-axis direction.

なお、ワーク３のワークポイントに対する所定の作業が終了した後、ロボット制御モジュール４５３がＺ軸可動部１３Ｚを駆動し、作業部１２のＺ軸方向の位置を初期位置に戻すと、カメラ２は、作業部１２によって作業が施されたワーク３のワークポイントを撮影することができる。そのため、制御装置４は、カメラ２によって取得されたカメラ画像を確認することにより、ワーク３のワークポイントに対する作業が成功したか否かを容易に判別することができる。例えば、制御装置４は、カメラ画像を参照することにより、ワーク３のワークポイントからズレた位置に作業部１２から吐出された液体材料が塗布されていることを検出することができる。この場合、制御装置４は、Ｉ／Ｏインターフェース４２を用いて、ディスプレイ等の出力装置にエラーメッセージを表示させる。これにより、位置制御システム１００の管理者または使用者等は、ロボット１の調整等の適切な処置を取ることができる。 After the predetermined work on the work point of the work 3 is completed, the robot control module 453 drives the Z-axis movable portion 13Z and returns the position of the work portion 12 in the Z-axis direction to the initial position. The work point of the work 3 on which the work has been performed by the work unit 12 can be photographed. Therefore, the control device 4 can easily determine whether or not the work on the work point of the work 3 is successful by checking the camera image acquired by the camera 2. For example, the control device 4 can detect that the liquid material discharged from the working unit 12 is applied to a position deviated from the work point of the work 3 by referring to the camera image. In this case, the control device 4 uses the I / O interface 42 to display an error message on an output device such as a display. As a result, the manager or user of the position control system 100 can take appropriate measures such as adjustment of the robot 1.

アプローチ条件判定モジュール４５４は、ロボット制御モジュール４５３が可動部１３を駆動した後にカメラ２によって取得されたカメラ画像を参照し、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置がアプローチ条件４４３を満たしているか否かを判定する機能を有している。具体的には、アプローチ条件判定モジュール４５４は、カメラ画像を参照し、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントのそれぞれの位置を特定する。その後、アプローチ条件判定モジュール４５４は、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置がアプローチ条件４４３を満たしているか否かを判定する。アプローチ条件判定モジュール４５４によって、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置がアプローチ条件４４３を満たしていないと判定された場合、駆動量決定モジュール４５２によるロボット１の可動部１３の駆動の目標量の決定と、ロボット制御モジュール４５３による可動部１３のＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙの駆動が再度実行される。 The approach condition determination module 454 refers to the camera image acquired by the camera 2 after the robot control module 453 drives the movable portion 13, and the relative position between the tip portion 121 of the work portion 12 and the work point of the work 3 approaches. It has a function of determining whether or not the condition 443 is satisfied. Specifically, the approach condition determination module 454 refers to the camera image and specifies the positions of the tip portion 121 of the working portion 12 and the work point of the work 3. After that, the approach condition determination module 454 determines whether or not the relative position between the tip portion 121 of the work portion 12 and the work point of the work 3 satisfies the approach condition 443. When the approach condition determination module 454 determines that the relative position between the tip portion 121 of the work portion 12 and the work point of the work 3 does not satisfy the approach condition 443, the movable portion 13 of the robot 1 by the drive amount determination module 452. The target amount of drive is determined, and the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y of the movable portion 13 are driven again by the robot control module 453.

図６には、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置が、アプローチ条件を満たすようになるまで、駆動量決定モジュール４５２によるロボット１の可動部１３の駆動の目標量の決定およびロボット制御モジュール４５３による可動部１３のＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙの駆動を繰り返す動作が示されている。図６に示されているように、カメラ２によって取得されたカメラ画像内において、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの位置関係がアプローチ条件４４３を満たすようになるまで、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置の変更が繰り返される。 In FIG. 6, the target amount of driving the movable portion 13 of the robot 1 by the drive amount determination module 452 until the relative position between the tip portion 121 of the work portion 12 and the work point of the work 3 satisfies the approach condition. The operation of repeatedly driving the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y of the movable portion 13 by the robot control module 453 is shown. As shown in FIG. 6, work is performed until the positional relationship between the tip portion 121 of the working portion 12 and the work point of the work 3 satisfies the approach condition 443 in the camera image acquired by the camera 2. The change of the relative position between the tip portion 121 of the portion 12 and the work point of the work 3 is repeated.

アプローチ条件判定モジュール４５４によって、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置がアプローチ条件４４３を満たしていると判定されると、判定結果がロボット制御モジュール４５３に送信される。その後、ロボット制御モジュール４５３は、可動部１３のＺ軸可動部１３Ｚに対して、算出した出力値を出力し、Ｚ軸可動部１３Ｚを駆動させ、作業部１２の先端部１２１をワーク３のワークポイントに対してアプローチさせ、作業部１２の先端部１２１を、ワーク３のワークポイントに接触または近接させる。その後、ロボット制御モジュール４５３は、作業部１２を駆動し、ワーク３に対して所定の作業を行う。 When the approach condition determination module 454 determines that the relative position between the tip portion 121 of the work unit 12 and the work point of the work 3 satisfies the approach condition 443, the determination result is transmitted to the robot control module 453. After that, the robot control module 453 outputs the calculated output value to the Z-axis movable portion 13Z of the movable portion 13, drives the Z-axis movable portion 13Z, and makes the tip portion 121 of the working portion 12 the work of the work 3. The point is approached, and the tip portion 121 of the working portion 12 is brought into contact with or close to the work point of the work 3. After that, the robot control module 453 drives the work unit 12 to perform a predetermined work on the work 3.

このように、本発明の位置制御システム１００においては、カメラ２が、カメラ２の視野内に常に、ワーク３に対する作業を実行する作業部１２の先端部１２１およびワーク３が位置するような向きおよび位置で設けられているため、カメラ２によって取得されるカメラ画像は、作業部１２の先端部１２１およびワーク３を含んでいる。そのため、カメラ画像を参照することにより作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置を確認しながら、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置を制御することができる。このような構成により、ロボット１を用いたワーク３に対する作業の精度を向上させることができる。 As described above, in the position control system 100 of the present invention, the orientation and orientation of the camera 2 so that the tip portion 121 and the work 3 of the work unit 12 that always performs the work on the work 3 are located in the field of view of the camera 2. Since it is provided at a position, the camera image acquired by the camera 2 includes the tip portion 121 of the working portion 12 and the work 3. Therefore, the relative position between the tip portion 121 of the work unit 12 and the work point of the work 3 is controlled while confirming the relative position between the tip portion 121 of the work unit 12 and the work point of the work 3 by referring to the camera image. can do. With such a configuration, the accuracy of work on the work 3 using the robot 1 can be improved.

さらに、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置がアプローチ条件４４３を満たすようになるまで、駆動量決定モジュール４５２によるロボット１の可動部１３の駆動の目標量の決定と、ロボット制御モジュール４５３による可動部１３のＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙの駆動が繰り返されるので、ロボット１の可動部１３の位置制御の精度を、可動部１３の動作分解能近くまで追い込むことができる。 Further, until the relative position between the tip portion 121 of the work portion 12 and the work point of the work 3 satisfies the approach condition 443, the drive amount determination module 452 determines the target amount of drive of the movable portion 13 of the robot 1. Since the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y of the movable portion 13 are repeatedly driven by the robot control module 453, the accuracy of the position control of the movable portion 13 of the robot 1 is pushed to near the operating resolution of the movable portion 13. be able to.

また、従来技術の欄において述べた従来の位置制御システムと異なり、本発明の位置制御システムでは、用いられるカメラの台数が１台であるため、従来の位置制御システムで問題となる複数のカメラ間の相対位置のズレを考慮する必要がない。また、カメラ画像は作業部１２の先端部１２１を含んでいるので、カメラ画像を参照することにより、作業部１２の先端部１２１の汚れ、変形、または破損を検出することができる。そのため、位置制御システム１００の管理者や使用者等は、作業部１２の清掃や交換等の適切な処置を取ることができる。 Further, unlike the conventional position control system described in the column of the prior art, the position control system of the present invention uses only one camera, so that there is a problem between a plurality of cameras in the conventional position control system. It is not necessary to consider the deviation of the relative position of. Further, since the camera image includes the tip portion 121 of the working unit 12, it is possible to detect dirt, deformation, or damage to the tip portion 121 of the working unit 12 by referring to the camera image. Therefore, the manager, the user, and the like of the position control system 100 can take appropriate measures such as cleaning and replacement of the working unit 12.

＜位置制御方法Ｓ１００＞
上述した位置制御システム１００を用いて本発明の位置制御方法が実行される。以下、図７を参照して、本発明の位置制御方法を詳述する。図７は、本発明の位置制御方法を示すフローチャートである。 <Position control method S100>
The position control method of the present invention is executed using the position control system 100 described above. Hereinafter, the position control method of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 7. FIG. 7 is a flowchart showing the position control method of the present invention.

位置制御方法Ｓ１００は、位置制御システム１００の管理者または使用者等が、制御装置４に対してワーク３に対する所定の作業を開始するための操作を実行すると、開始される。最初に、工程Ｓ１１０において、制御装置４のプロセッサー４１は、カメラ制御モジュール４５１を用いてカメラ２を駆動し、作業部１２の先端部１２１およびワークテーブル１１上に載置されているワーク３を撮影し、第１のカメラ画像（移動前カメラ画像）を取得する。 The position control method S100 is started when the administrator or the user of the position control system 100 executes an operation for starting a predetermined work on the work 3 with respect to the control device 4. First, in step S110, the processor 41 of the control device 4 drives the camera 2 by using the camera control module 451 and photographs the tip portion 121 of the working unit 12 and the work 3 mounted on the work table 11. Then, the first camera image (camera image before movement) is acquired.

次に、工程Ｓ１２０において、制御装置４のプロセッサー４１は、駆動量決定モジュール４５２を用いて、可動部１３のＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙのそれぞれの駆動の目標量を決定する。具体的には、駆動量決定モジュール４５２は、最初に、工程Ｓ１１０において取得された第１のカメラ画像を参照し、第１のカメラ画像中の作業部１２の先端部１２１およびワーク３のワークポイントのそれぞれの位置を特定する。その後、駆動量決定モジュール４５２は、メモリー４３内に保存されているアプローチ条件４４３を参照し、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置が、アプローチ条件４４３を満たすようになるために必要な可動部１３のＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙのそれぞれの駆動の目標量を決定する。決定されたＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙのそれぞれの駆動の目標量、並びに、事前に設定された固定値であるＺ軸可動部１３Ｚの駆動の目標量が、ロボット制御モジュール４５３に送信され、処理は、工程Ｓ１３０に進む。 Next, in step S120, the processor 41 of the control device 4 uses the drive amount determination module 452 to determine the drive target amounts of the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y of the movable portion 13. Specifically, the drive amount determination module 452 first refers to the first camera image acquired in step S110, and the tip portion 121 of the working portion 12 and the work point of the work 3 in the first camera image. Identify each position of. After that, the drive amount determination module 452 refers to the approach condition 443 stored in the memory 43 so that the relative position between the tip portion 121 of the work unit 12 and the work point of the work 3 satisfies the approach condition 443. The target amount of each of the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y of the movable portion 13 required to be driven is determined. The determined drive target amounts of the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y, and the drive target amount of the Z-axis movable portion 13Z, which is a preset fixed value, are set in the robot control module 453. It is transmitted and the process proceeds to step S130.

工程Ｓ１３０において、制御装置４のプロセッサー４１は、ロボット制御モジュール４５３を用いて、ロボット１の可動部１３のＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙを駆動する。具体的には、ロボット制御モジュール４５３は、可動部１３のＸ軸可動部１３Ｘ、Ｙ軸可動部１３Ｙ、およびＺ軸可動部１３Ｚの位置制御の精度を高めるため、メモリー４３内に保存されている駆動補正パラメーター４４２を参照し、駆動量決定モジュール４５２から受信したＸ軸可動部１３Ｘ、Ｙ軸可動部１３Ｙ、およびＺ軸可動部１３Ｚのそれぞれの駆動の目標量から、Ｘ軸可動部１３Ｘ、Ｙ軸可動部１３Ｙ、およびＺ軸可動部１３Ｚのそれぞれ用の出力値を算出する。その後、ロボット制御モジュール４５３は、可動部１３のＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙに対して、算出した出力値を出力し、Ｘ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙを、それぞれ独立に駆動させ、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置を変化させる。作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置が変化されると、処理は、工程Ｓ１４０に進む。 In step S130, the processor 41 of the control device 4 uses the robot control module 453 to drive the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y of the movable portion 13 of the robot 1. Specifically, the robot control module 453 is stored in the memory 43 in order to improve the accuracy of position control of the X-axis movable portion 13X, the Y-axis movable portion 13Y, and the Z-axis movable portion 13Z of the movable portion 13. With reference to the drive correction parameter 442, from the drive target amounts of the X-axis movable portion 13X, the Y-axis movable portion 13Y, and the Z-axis movable portion 13Z received from the drive amount determination module 452, the X-axis movable portion 13X, Y The output values for each of the shaft movable portion 13Y and the Z-axis movable portion 13Z are calculated. After that, the robot control module 453 outputs the calculated output values to the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y of the movable portion 13, and makes the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y independent of each other. To change the relative position between the tip portion 121 of the working portion 12 and the work point of the work 3. When the relative position between the tip portion 121 of the working portion 12 and the work point of the work 3 is changed, the process proceeds to step S140.

工程Ｓ１４０において、制御装置４のプロセッサー４１は、カメラ制御モジュール４５１を用いてカメラ２を駆動し、作業部１２の先端部１２１およびワークテーブル１１上に載置されているワーク３を撮影し、第２のカメラ画像（移動後カメラ画像）を取得する。工程Ｓ１５０において、制御装置４のプロセッサー４１は、アプローチ条件判定モジュール４５４を用いて、第２のカメラ画像を参照して、可動部１３のＸ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙの駆動後の作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置を特定する。工程Ｓ１６０において、制御装置４のプロセッサー４１は、アプローチ条件判定モジュール４５４を用いて、作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置がアプローチ条件４４３を満たしているか否かを判定する。 In step S140, the processor 41 of the control device 4 drives the camera 2 by using the camera control module 451 to photograph the tip portion 121 of the working unit 12 and the work 3 mounted on the work table 11. The camera image of 2 (camera image after movement) is acquired. In step S150, the processor 41 of the control device 4 uses the approach condition determination module 454 to refer to the second camera image, and after driving the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y of the movable portion 13. The relative position between the tip portion 121 of the working portion 12 and the work point of the work portion 3 is specified. In step S160, the processor 41 of the control device 4 uses the approach condition determination module 454 to determine whether or not the relative position between the tip portion 121 of the work unit 12 and the work point of the work 3 satisfies the approach condition 443. do.

工程Ｓ１６０において作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置がアプローチ条件４４３を満たしていないと判定された場合、処理は、工程Ｓ１１０に戻る。一方、工程Ｓ１６０において作業部１２の先端部１２１とワーク３のワークポイントとの相対位置がアプローチ条件４４３を満たしていると判定された場合、処理は、工程Ｓ１７０に進む。 If it is determined in step S160 that the relative position between the tip portion 121 of the working portion 12 and the work point of the work 3 does not satisfy the approach condition 443, the process returns to step S110. On the other hand, if it is determined in step S160 that the relative position between the tip portion 121 of the working portion 12 and the work point of the work 3 satisfies the approach condition 443, the process proceeds to step S170.

工程Ｓ１７０において、制御装置４のプロセッサー４１は、ロボット制御モジュール４５３を用いて、ロボット１の可動部１３のＺ軸可動部１３Ｚおよび作業部１２を駆動し、ワーク３に対する作業を実行する。具体的には、ロボット制御モジュール４５３は、ロボット１の可動部１３のＺ軸可動部１３Ｚを駆動し、作業部１２の先端部１２１をワーク３のワークポイントに対してアプローチさせ、作業部１２の先端部１２１を、ワーク３のワークポイントに接触または近接させる。その後、ロボット制御モジュール４５３は、作業部１２を駆動し、ワーク３のワークポイントに対して所定の作業を行う。ワーク３のワークポイントに対する所定の作業が終了すると、ロボット制御モジュール４５３は、Ｚ軸可動部１３Ｚを駆動し、作業部１２の先端部１２１をワーク３から遠ざけ、作業部１２のＺ軸方向の位置を初期位置に戻す。その後、ロボット制御モジュール４５３は、Ｘ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙを駆動して、作業部１２のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を初期位置に戻してもよいし、Ｘ軸可動部１３ＸおよびＹ軸可動部１３Ｙを駆動せず、作業部１２のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を維持してもよい。その後、位置制御方法Ｓ１００は終了する。 In step S170, the processor 41 of the control device 4 uses the robot control module 453 to drive the Z-axis movable portion 13Z and the working portion 12 of the movable portion 13 of the robot 1 to execute the work on the work 3. Specifically, the robot control module 453 drives the Z-axis movable portion 13Z of the movable portion 13 of the robot 1, causes the tip portion 121 of the working portion 12 to approach the work point of the work 3, and causes the working portion 12 to approach. The tip portion 121 is brought into contact with or close to the work point of the work 3. After that, the robot control module 453 drives the work unit 12 to perform a predetermined work on the work point of the work 3. When the predetermined work for the work point of the work 3 is completed, the robot control module 453 drives the Z-axis movable portion 13Z, moves the tip portion 121 of the work portion 12 away from the work 3, and positions the work portion 12 in the Z-axis direction. To return to the initial position. After that, the robot control module 453 may drive the X-axis movable portion 13X and the Y-axis movable portion 13Y to return the positions of the working unit 12 in the X-axis direction and the Y-axis direction to the initial positions, or the X-axis movable portion 13X may be moved. The positions of the working unit 12 in the X-axis direction and the Y-axis direction may be maintained without driving the unit 13X and the Y-axis movable unit 13Y. After that, the position control method S100 ends.

以上、本発明の位置制御システムおよび位置制御方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明の各コンポーネントの構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、本発明の構成に任意の構成のものを付加することができる。 Although the position control system and the position control method of the present invention have been described above based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited thereto. The configuration of each component of the present invention can be replaced with any configuration capable of exhibiting the same function, or any configuration can be added to the configuration of the present invention.

本発明の属する分野および技術における当業者であれば、本発明の原理、考え方、および範囲から有意に逸脱することなく、記述された本発明の位置制御システムおよび位置制御方法の構成の変更を実行可能であろうし、変更された構成を有する位置制御システムおよび位置制御方法もまた、本発明の範囲内である。 Those skilled in the art in the field and technology to which the present invention belong will make changes to the configuration of the described position control system and method of the present invention without significantly departing from the principles, ideas and scope of the present invention. Position control systems and methods that may be possible and have modified configurations are also within the scope of the present invention.

例えば、図２～図６を参照して詳述された位置制御システムのコンポーネントの数や種類は、説明のための例示にすぎず、本発明は必ずしもこれに限られない。本発明の原理および意図から逸脱しない範囲において、任意のコンポーネントが追加若しくは組み合わされ、または任意のコンポーネントが削除された態様も、本発明の範囲内である。また、位置制御システムの各コンポーネントは、ハードウェア的に実現されていてもよいし、ソフトウェア的に実現されていてもよいし、これらの組み合わせによって実現されていてもよい。 For example, the number and types of components of the position control system detailed with reference to FIGS. 2 to 6 are merely exemplary examples, and the present invention is not necessarily limited thereto. It is also within the scope of the invention that any component has been added or combined, or any component has been removed, without departing from the principles and intent of the invention. Further, each component of the position control system may be realized by hardware, software, or a combination thereof.

また、図７に示された位置制御方法の工程の数や種類は、説明のための例示にすぎず、本発明は必ずしもこれに限られない。本発明の原理および意図から逸脱しない範囲において、任意の工程が、任意の目的で追加若しくは組み合わされ、または、任意の工程が削除される態様も、本発明の範囲内である。 Further, the number and types of steps of the position control method shown in FIG. 7 are merely examples for explanation, and the present invention is not necessarily limited to this. It is also within the scope of the present invention that any step is added or combined for any purpose, or any step is deleted without departing from the principle and intention of the present invention.

１…ロボット２…カメラ３…ワーク４…制御装置１１…ワークテーブル１２…作業部１２１…先端部１３…可動部１３１…ベース１３Ｘ…Ｘ軸可動部１３１Ｘ…脚部１３２Ｘ…Ｘ軸レール１３３Ｘ…Ｘ軸ステージ１３Ｙ…Ｙ軸可動部１３１Ｙ…Ｙ軸レール１３２Ｙ…Ｙ軸ステージ１３Ｚ…Ｚ軸可動部１３１Ｚ…Ｚ軸ステージ４１…プロセッサー４２…Ｉ／Ｏインターフェース４３…メモリー４４…データ４４１…カメラパラメーター４４２…駆動補正パラメーター４４３…アプローチ条件４４４…その他データ４５…モジュール４５１…カメラ制御モジュール４５２…駆動量決定モジュール４５３…ロボット制御モジュール４５４…アプローチ条件判定モジュール４５５…その他モジュール１００…位置制御システムＳ１００…位置制御方法Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１４０、Ｓ１５０、Ｓ１６０、Ｓ１７０…工程 1 ... Robot 2 ... Camera 3 ... Work 4 ... Control device 11 ... Work table 12 ... Working part 121 ... Tip part 13 ... Movable part 131 ... Base 13X ... X-axis movable part 131X ... Leg part 132X ... X-axis rail 133X ... X Axis stage 13Y ... Y-axis movable part 131Y ... Y-axis rail 132Y ... Y-axis stage 13Z ... Z-axis movable part 131Z ... Z-axis stage 41 ... Processor 42 ... I / O interface 43 ... Memory 44 ... Data 441 ... Camera parameter 442 ... Drive correction parameter 443 ... Approach condition 444 ... Other data 45 ... Module 451 ... Camera control module 452 ... Drive amount determination module 453 ... Robot control module 454 ... Approach condition determination module 455 ... Other module 100 ... Position control system S100 ... Position control method S110, S120, S130, S140, S150, S160, S170 ... Process

Claims

A robot including a work table, a working unit for executing work on a work placed on the work table, and a movable unit for changing the relative position between the work and the working unit.
With the camera installed above the work table,
Includes said moving parts and a control device for controlling the camera.
The control device acquires a camera image including the work and the working unit by driving the camera, and further drives the movable portion based on the acquired camera image to drive the work and the working unit. A position control system configured to perform such relative position control with.

The control device refers to the camera image acquired by the camera, determines whether or not the relative position between the working unit and the work satisfies the approach condition, and the working unit and the work. The position control system according to claim 1, wherein when the relative position does not satisfy the approach condition, the movable portion is driven to change the relative position between the work and the working portion.

2. The position control system described.

The position control system according to claim 3, wherein the control device is configured to detect dirt, deformation, or breakage of the tip portion of the working portion from the camera image acquired by the camera.

When the work surface of the work table is an XY plane, the movable portion includes an X-axis movable portion that can move in the X-axis direction and a Y-axis movable portion that can move in the Y-axis direction.
The working portion and the camera are provided so as to be movable in the X-axis direction by the X-axis movable portion.
The position control system according to any one of claims 1 to 4, wherein the work table is provided so as to be movable in the Y-axis direction by the Y-axis movable portion.

The movable portion further includes a Z-axis movable portion that can move in the Z-axis direction.
The Z-axis movable portion is attached to the X-axis movable portion, and is attached to the X-axis movable portion.
The position control system according to claim 5, wherein the working portion and the camera are attached to the Z-axis movable portion so as to be movable in the X-axis direction and the Z-axis direction.

Position control of a robot including a work table, a work unit for executing work on a work placed on the work table, and a movable unit for changing the relative position between the work and the work unit. Is a way to do
A step of acquiring a camera image including the work and the working portion by using a camera provided above the work table, and
A position control method comprising: driving the movable portion and controlling the relative position between the work and the working portion based on the acquired camera image.