JP2548721Y2 - Work positioning device with automatic calibration function - Google Patents

Work positioning device with automatic calibration function

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JP2548721Y2
JP2548721Y2 JP1990020611U JP2061190U JP2548721Y2 JP 2548721 Y2 JP2548721 Y2 JP 2548721Y2 JP 1990020611 U JP1990020611 U JP 1990020611U JP 2061190 U JP2061190 U JP 2061190U JP 2548721 Y2 JP2548721 Y2 JP 2548721Y2
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JP
Japan
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xyθ table
image processing
camera
calculation unit
work
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良樹 櫻井
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NEC Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、自動キャリブレーション機能付ワーク位置
決め装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application field] The present invention relates to a work positioning device with an automatic calibration function.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、画像処理装置を用いたワーク位置決め装置で
は、ロボット座標系におけるカメラ位置データを画像処
理装置に登録し記憶させている。従ってカメラ位置を変
える場合、画像処理装置のキャリブレーションを人手に
より再設定する必要がある。
Conventionally, in a work positioning device using an image processing device, camera position data in a robot coordinate system is registered and stored in the image processing device. Therefore, when changing the camera position, it is necessary to manually reset the calibration of the image processing apparatus.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

上述した従来のワーク位置決め装置は、キャリブレー
ション作業を人手により行なうため所要時間が長いとい
う欠点がある。また、人手による回転中心位置の同定が
難しく誤差を生じやすいため、XYθテーブルの補正量演
算精度が低いという欠点がある。
The above-described conventional work positioning apparatus has a drawback that the calibration work is performed manually and the required time is long. Further, since it is difficult to manually identify the rotation center position and an error is likely to occur, there is a disadvantage that the correction amount calculation accuracy of the XYθ table is low.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本考案の自動キャリブレーション機能付ワーク位置決
め装置は、XYθテーブルと、XYθテーブル上に搭載し対
象ワークの位置計測マークを撮像し画像処理によりその
位置データを算出・出力する画像処理装置と前記位置デ
ータに基づき前記XYθテーブルの各軸補正量を計算する
演算部と前記各軸補正量に従い前記XYθテーブルを駆動
するテーブル制御部とを含むワーク位置決め装置におい
て、前記XYθテーブルに対しピンまたはガイドにより取
り付け位置再現精度が要求位置決め精度より十分小さな
値となりかつ前記画像処理装置が位置計測可能な基準マ
ークを撮像カメラの基準設定位置における視野内に有す
る治具プレートと、前記撮像カメラの視野内にある前記
基準マークの位置(P)の画像処理による計測値を示す
第1の座標データ(X1,Y1)と前記XYθテーブルを任意
の角度(Δθ)だけ回転させた後の前記撮像カメラの視
野内にある前記基準マークの位置の画像処理による計測
値を示す第2の座標データ(X2,Y2)とにもとづいてカ
メラ位置を算出し演算部へ出力するカメラ位置演算部と
を有している。
The work positioning device with an automatic calibration function of the present invention is an XYθ table, an image processing device mounted on the XYθ table, which captures a position measurement mark of a target work, calculates and outputs the position data by image processing, and the position data. In a work positioning apparatus including a calculation unit that calculates each axis correction amount of the XYθ table based on the table and a table control unit that drives the XYθ table in accordance with each axis correction amount, a mounting position of the XYθ table by a pin or a guide. A jig plate having a reproduction mark whose value is sufficiently smaller than the required positioning precision and which has a reference mark which can be measured by the image processing device in a field of view at a reference setting position of the imaging camera; and a reference plate in the field of view of the imaging camera. First coordinate data (X1, Y1) indicating a measurement value of the mark position (P) by image processing; After the XYθ table is rotated by an arbitrary angle (Δθ), the position of the reference mark in the field of view of the imaging camera is based on second coordinate data (X2, Y2) indicating a measurement value by image processing. And a camera position calculation unit for calculating the camera position and outputting the calculated camera position to the calculation unit.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本考案について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本考案の一実施例のブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

XYθテーブル1はワークならびにピンまたはガイドを
用いて治具プレート2を搭載する。撮像カメラ3は前記
ワークならびに治具プレート2に設けられたマークを撮
像し画像情報をaを出力する。
The XYθ table 1 mounts a jig plate 2 using a work and a pin or a guide. The imaging camera 3 images the work and the mark provided on the jig plate 2 and outputs image information a.

本装置の制御系は画像処理装置4、演算部5、カメラ
位置演算部6、ならびにテーブル制御部7から構成され
る。画像処理装置4は前記撮像カメラ3から出力された
画像情報aを処理し、マーク位置データbを算出・出力
する。演算部5ではマーク位置データbに基づきXYθテ
ーブル制御部7に対し各軸補正量cを算出し出力する。
テーブル制御部7は各軸補正量cをXYθテーブル1に対
する位置指令データdに変換し、XYθテーブル1を駆動
してワーク位置を補正する。カメラ位置演算部6には演
算部5を介しマーク位置データbと各軸補正量cが入出
力される。
The control system of the present apparatus includes an image processing device 4, a calculation unit 5, a camera position calculation unit 6, and a table control unit 7. The image processing device 4 processes the image information a output from the imaging camera 3 and calculates and outputs mark position data b. The calculation unit 5 calculates and outputs each axis correction amount c to the XYθ table control unit 7 based on the mark position data b.
The table controller 7 converts each axis correction amount c into position command data d for the XYθ table 1 and drives the XYθ table 1 to correct the work position. The mark position data b and each axis correction amount c are input / output to the camera position calculation unit 6 via the calculation unit 5.

第2図はカメラ位置演算部6で行なう自動キャリブレ
ーション演算で用いる記号の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of symbols used in the automatic calibration calculation performed by the camera position calculation unit 6.

自動キャリブレーションは以下の手順にて実施する。
まず、初期状態における治具プレート上の基準マークP
を位置計測し位置データ(X1,Y1)を得る。
The automatic calibration is performed according to the following procedure.
First, the reference mark P on the jig plate in the initial state
Is measured to obtain position data (X 1 , Y 1 ).

次にテーブル制御部に対し、Δθだけの回転移動を指
示、前記基準マークPが位置Qに移動した状態で再位置
計測を行ない、位置データ(X2,Y2)を得る。
Next, the table controller is instructed to rotate by Δθ, and re-position measurement is performed with the reference mark P moved to the position Q to obtain position data (X 2 , Y 2 ).

カメラ位置演算部6では下式により回転中心Oに対す
る点Pの初期位置座標(X1,Y1)を求める。
The camera position calculation unit 6 calculates the initial position coordinates (X 1 , Y 1 ) of the point P with respect to the rotation center O by the following equation.

X1=Rcosθ…(1) Y1=Rsinθ…(2) ただし さらに、既に登録されている点Pのテーブル原点に対す
る座標データ(XP,YP)を用い、回転中心Oとテーブル
原点Oとの偏心(XE,YE)を次式で算出する。
X 1 = Rcosθ ... (1) Y 1 = Rsinθ ... (2) where Further, the eccentricity (X E , Y E ) between the rotation center O and the table origin O is calculated by the following equation using the coordinate data (X P , Y P ) of the already registered point P with respect to the table origin.

各ワークの位置計測では、上記演算によって求められた
カメラの位置(X1,Y1)を用いてワーク位置を算出の上
ワーク位置ならびに回転中心位置(XE,YE)を用いて各
軸補正量を算出する。
In the position measurement of each work, a work position is calculated by using the camera position (X 1 , Y 1 ) obtained by the above calculation, and each axis is calculated by using the work position and the rotation center position (X E , Y E ). Calculate the correction amount.

〔考案の効果〕[Effect of the invention]

以上説明したように本考案は従来作業者が行なってい
たキャリブレーションを自動化することにより、カメラ
位置を変更した時の段取り替え作業時間を短縮するとい
う効果がある。特に回転中心の位置についても計算によ
り求めるため人手による設定に比較し演算精度が向上す
るという効果がある。
As described above, the present invention has the effect of shortening the setup change operation time when the camera position is changed by automating the calibration that has been conventionally performed by the operator. In particular, since the position of the rotation center is also obtained by calculation, there is an effect that the calculation accuracy is improved as compared with the manual setting.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本考案の一実施例のブロック図、第2図は第1
図に示すカメラ位置演算部で行なう自動キャリブレーシ
ョン演算部で用いる記号の説明図である。 1……XYθテーブル、2……治具プレート、3……撮像
カメラ、4……画像処理装置本体、5……演算部、6…
…カメラ位置演算部、7……テーブル制御部、a……画
像情報、b……マーク位置データ、c……各軸補正量、
d……位置指令データ。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of symbols used in an automatic calibration calculation unit performed by a camera position calculation unit illustrated in FIG. 1 XYθ table, 2… jig plate, 3… imaging camera, 4… image processing device body, 5… arithmetic unit, 6…
... Camera position calculation unit, 7... Table control unit, a... Image information, b... Mark position data, c.
d: Position command data.

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】XYθテーブルと、XYθテーブル上に搭載し
対象ワークの位置計測マークを撮像し画像処理によりそ
の位置データを算出・出力する画像処理装置と前記位置
データに基づき前記XYθテーブルの各軸補正量を計算す
る演算部と前記各軸補正量に従い前記XYθテーブルを駆
動するテーブル制御部とを含むワーク位置決め装置にお
いて、前記XYθテーブルに対しピンまたはガイドにより
取り付け位置再現精度が要求位置決め精度より十分小さ
な値となりかつ前記画像処理装置が位置計測可能な基準
マークを撮像カメラの基準設定位置における視野内に有
する治具プレートと、前記撮像カメラの視野内にある前
記基準マークの位置(P)の画像処理による計測値を示
す第1の座標データ(X1,Y1)と前記XYθテーブルを任
意の角度(Δθ)だけ回転させた後の前記撮像カメラの
視野内にある前記基準マークの位置の画像処理による計
測値を示す第2の座標データ(X2,Y2)とにもとづいて
カメラ位置を算出し演算部へ出力するカメラ位置演算部
とを含むことを特徴とする自動キャリブレーション機能
付ワーク位置決め装置。
1. An XYθ table, an image processing apparatus mounted on the XYθ table, imaging a position measurement mark of a target work, and calculating and outputting the position data by image processing, and each axis of the XYθ table based on the position data. In a work positioning apparatus including a calculation unit that calculates a correction amount and a table control unit that drives the XYθ table in accordance with each of the axis correction amounts, the mounting position reproduction accuracy of the XYθ table by a pin or a guide is more than the required positioning accuracy. An image of a jig plate having a reference mark having a small value and capable of position measurement by the image processing apparatus in a field of view at a reference setting position of the imaging camera, and an image of a position (P) of the reference mark in the field of view of the imaging camera The first coordinate data (X1, Y1) indicating the measured value by the processing and the XYθ table are rotated by an arbitrary angle (Δθ). A camera position calculation for calculating a camera position based on second coordinate data (X2, Y2) indicating a measurement value by image processing of a position of the reference mark in a field of view of the imaging camera and outputting the calculated position to a calculation unit A work positioning device with an automatic calibration function.
JP1990020611U 1990-02-28 1990-02-28 Work positioning device with automatic calibration function Expired - Lifetime JP2548721Y2 (en)

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JPH03113412U JPH03113412U (en) 1991-11-20
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61120209A (en) * 1984-11-16 1986-06-07 Ono Sokki Co Ltd Matching method
JPH02183102A (en) * 1989-01-10 1990-07-17 Fanuc Ltd Automatic calibration adjusting system for visual sensor

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