JP3160443B2 - Non-contact point teaching device - Google Patents
Non-contact point teaching deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はロボットマニピュレータ
に適用される非接触点教示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact point teaching device applied to a robot manipulator.
【0002】[0002]
【従来の技術】産業用ロボット等に於いては、ティーチ
ングボックス(ジョイスティックも含む)、マニュアル
動作付きコントローラ(移動先を指令するとそこへロボ
ットが動く)等の教示装置が既に実用化され、製品化さ
れている。2. Description of the Related Art In the field of industrial robots, teaching devices such as teaching boxes (including joysticks) and controllers with manual operation (the robot moves to them when a destination is commanded) have already been commercialized and commercialized. Have been.
【0003】これらの教示装置は、いずれもロボット
(マニピュレータ)の作業空間に於いて、任意に測定し
た移動先(教示点)へ上記装置を用いマニピュレータを
移動して、その教示点を保存することで教示を実施して
いる。All of these teaching devices use the above device to move the manipulator to a destination (teaching point) arbitrarily measured in a work space of a robot (manipulator) and store the teaching point. Is taught.
【0004】また、人間がマニピュレータの手先を直接
把持して、教示すべき軌道をガイドしてやることで教示
を行うティーチングプレイバック手法も提案されてい
る。他に、CADデータを用いる手法も提案されている
が、実用化レベルには、まだ至っていないのが現状であ
る。尚、上述したティーチングボックス等による教示を
「間接教示」と称し、直に、マニピュレータを持って行
う教示を「直接教示」と称している。A teaching playback technique has been proposed in which a human directly grasps a hand of a manipulator and guides a trajectory to be taught to teach. In addition, a method using CAD data has been proposed, but has not yet reached a practical level. Note that teaching using the above-described teaching box or the like is referred to as “indirect teaching”, and teaching performed directly with the manipulator is referred to as “direct teaching”.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の人間がマニピュ
レータの手先を持って教示する「ティーチングプレイバ
ック手法」に於いては、以下のような問題点があった。The conventional "teaching playback method" in which a human being holds a manipulator with his / her hand has the following problems.
【0006】(1)マニピュレータの大型化による人間
の労力(時間を含む)の増大により、精密な位置決めが
困難となる(簡易に教えたい点へマニピュレータを持っ
て行けない)。 (2)人間とマニピュレータとが共同作業することによ
る危険性が大である。(1) Precise positioning becomes difficult due to an increase in human labor (including time) due to an increase in the size of the manipulator (the manipulator cannot be brought to a point to be easily taught). (2) There is a great danger due to the collaborative work between the human and the manipulator.
【0007】また、ティーチングボックス等を使った教
示においては、以下のような問題点があった。 (1)マニピュレータを動かすのに、直に、x,y,z
の方向を考慮しなくてはならず、動きの直感性が非常に
悪い。 (2)マニピュレータの動きは立体的であると共にx,
y,zの3成分を持つので、任意の教示点へマニピュレ
ータを動かすのに、1回のボタン操作等では不可能であ
る。 (3)操作ボタンの数が多いため、その操作にとまどい
を生ずることが多い。Further, the teaching using a teaching box or the like has the following problems. (1) To move the manipulator, x, y, z
Must be considered, and the intuition of the movement is very poor. (2) The motion of the manipulator is three-dimensional and x,
Since it has three components of y and z, it is impossible to move the manipulator to an arbitrary teaching point by one button operation or the like. (3) Since the number of operation buttons is large, the operation often becomes confusing.
【0008】また、実用化には至っていないが、本手法
に用いる非接触な3次元距離センサ装置を用いるもの
は、以下の誤差問題がある。 (1)3次元距離センサ自身の計測誤差 (2)センサとマニピュレータ間に存在するキャリブレ
ーション誤差[0008] Although it has not been put to practical use, the one using the non-contact three-dimensional distance sensor device used in the present method has the following error problem. (1) Measurement error of 3D distance sensor itself (2) Calibration error existing between sensor and manipulator
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明に係る非接触点教示装置は、3次元空間内の点を簡易
に指し示すことのできる指示棒と、 マニピュレータの先
端に固定して取り付けられており、前記指示棒の先端を
撮影する第1の撮影装置及び第2の撮影装置と、 センサ
制御部,マニピュレータ制御部及び教示部を備えた制御
手段とを有しており、 教示時においては、 前記センサ制
御部は、前記第1の撮影装置により撮影して得た2次元
画像及び第2の撮影装置により撮影して得た2次元画像
を基に三角測量の原理を用いることにより、マニピュレ
ータの先端と指示棒の先端との間における3次元の各要
素毎の距離を求め、前記マニピュレータ制御部は、マニ
ピュレータの先端と指示棒の先端との間における3次元
の各要素毎の距離が常に予め決めた3次元の各要素毎の
近接した所定距離となってマニピュレータの先端が指示
棒の先端を追尾するようにマニピュレータを動作させ、
前記教示部は、マニピュレータの先端と指示棒の先端と
の距離並びにマニピュレータ先端の位置を基に教示棒の
先端の位置を求めると共にこの位置を教示位置として記
憶格納し、 プレイバック実行時においては、 前記マニピ
ュレータ制御部は、前記教示部から教示位置を読み出
し、マニピュレータの先端の位置が読み出した教示位置
に位置するようにマニピュレータを動作させることを特
徴とする。また本発明に係る非接触点教示装置は、3次
元空間内の点を簡易に指し示すことのできる指示棒と、
マニピュレータの先端に固定して取り付けられており前
記指示棒の先端を撮影する撮影装置及びマニピュレータ
の先端に固定して取り付けられており前記指示棒の先端
までの距離を非接触で計測する距離センサと、 センサ制
御部,マニピュレータ制御部及び教示部を備えた制御手
段とを有しており、 教示時においては、 前記センサ制御
部は、前記撮影装置により撮影して得た2次元画像及び
前記距離センサにより計測した距離を3次元距離計測演
算することにより、マニピュレータの先端と指示棒の先
端との間における3次元の各要素毎の距離を求め、前記
マニピュレータ制御部は、マニピュレータの先端と指示
棒の先端との間における3次元の各要素毎の距離が常に
予め決めた3次元の各要素毎の近接した所定距離となっ
てマニピュレータの先端が指示棒の先端を追尾するよう
にマニピュレータを動作させ、前記教示部は、マニピュ
レータの先端と指示棒の先端との距離並びにマニピュレ
ータ先端の位置を基に教示棒の先端の位置を求めこの位
置を教示位置として記憶格納し、 プレイバック実行時に
おいては、 前記マニピュレータ制御部は、前記教示部か
ら教示位置を読み出し、マニピュレータの先端の位置が
読み出した教示位置に位置するようにマニピュレータを
動作させることを特徴とする。 また本発明に係る非接触
点教示装置は、前記マニピュレータ制御部は、プレイバ
ック実行時において、前記教示部から読み出した教示位
置の間を補間することにより軌道を導出し、導出した軌
道に沿ってマニピュレータの先端を移動させるようにマ
ニピュレータを動作させることを特徴とする。A non-contact point teaching device according to the present invention for solving the above-mentioned problems has a pointing rod capable of easily pointing a point in a three-dimensional space, and a tip of a manipulator.
It is fixed to the end and the tip of the indicator rod is
First and second photographing devices for photographing, and sensor
Control with control unit, manipulator control unit and teaching unit
It has a unit, at the time of teaching, the sensor system
The control unit is a two-dimensional image obtained by photographing with the first photographing device.
Image and two-dimensional image obtained by photographing with the second photographing device
By using the principle of triangulation based on
3D elements between the tip of the data and the tip of the pointer
The manipulator control unit obtains the distance for each element,
3D between the tip of the purator and the tip of the pointer
The distance for each element is always a predetermined three-dimensional
Pointed at the manipulator tip when it is close to the specified distance
Operate the manipulator to track the tip of the rod,
The teaching unit includes a tip of a manipulator and a tip of a pointing rod.
Of the teaching rod based on the distance of the manipulator and the position of the tip of the manipulator
Find the position of the tip and record this position as the teaching position.
And憶storage, during playback execution, the Manipi
The controller reads the teaching position from the teaching unit.
And the position of the tip of the manipulator is the read teaching position.
Operating the manipulator so as to be located at the position (1 ). Further, the non-contact point teaching device according to the present invention includes an indicator rod that can easily indicate a point in a three-dimensional space ,
It is fixedly attached to the tip of the manipulator and
Photographing device and manipulator for photographing the tip of pointing rod
The tip of the indicator rod is fixedly attached to the tip of
A distance sensor for measuring the distance to a non-contact sensor system
Control unit equipped with a control unit, a manipulator control unit, and a teaching unit.
And at the time of teaching, the sensor control
The unit is a two-dimensional image obtained by imaging with the imaging device and
The distance measured by the distance sensor is a three-dimensional distance measurement
Calculation, the tip of the manipulator and the tip of the pointer
Find the distance of each element in three dimensions from the edge,
The manipulator control unit controls the tip of the manipulator and
The distance of each 3D element from the tip of the rod is always
Predetermined close distance for each three-dimensional element
So that the tip of the manipulator tracks the tip of the pointer.
The teaching unit operates the manipulator
The distance between the tip of the
The position of the tip of the teaching rod is calculated based on the position of the tip of the
Is stored as a teaching position, and when playback is executed
In the above, the manipulator control unit is provided with the teaching unit.
From the teaching position, the position of the tip of the manipulator is
Move the manipulator so that it is located at the read teaching position.
It is characterized by operating. Non-contact according to the present invention
In the point teaching device, the manipulator control unit includes a playbar.
When executing the lock, the teaching position read from the teaching unit
The trajectory is derived by interpolating between the
Move the tip of the manipulator along the way
The method is characterized in that the manipulator is operated .
【0010】以下本発明の内容を説明する。Hereinafter, the contents of the present invention will be described.
【0011】1.ここで、本発明において、指示棒を利
用して、3次元空間の所定位置を示している。例えば、
プレゼンテーション等に利用する指示棒を用いると、3
次元空間内の点(x,y,z)の座標が簡単にかつ1回
で指し示すことが可能となる。このため、従来の問題点
である下記(1),(2)が解決される。 (1)直接教示における人間の労力負担の低減 (2)間接教示におけるマニピュレータ動作指示の直感
性の改善1. Here, in the present invention, a predetermined position in a three-dimensional space is shown using a pointing rod. For example,
If you use a pointer stick for presentations,
The coordinates of the point (x, y, z) in the dimensional space can be easily and once indicated. Therefore, the following problems (1) and (2), which are the conventional problems, are solved. (1) Reduction of human labor burden in direct teaching (2) Improvement of intuitiveness of manipulator operation instructions in indirect teaching
【0012】2.また、本発明では3次元距離センサを
マニピュレータの先端に搭載し、指示棒先端に対し適宜
所定距離を保って追尾するようにマニピュレータを制御
することで、常に指示棒先端の近くで測定する。この方
式は (1)計測対象を常に近くで測定する。 (2)マニピュレータとの位置関係がハードウェアにて
拘束されている(マニピュレータ先端にセンサ搭載して
いる)ことから、従来の問題点である下記(1),
(2)が解決される。 (1)3次元距離センサ自身の計測誤差 (2)センサとマニピュレータ間に存在するキャリブレ
ーション誤差2. In the present invention, the three-dimensional distance sensor is mounted on the tip of the manipulator, and the manipulator is controlled so as to track the tip of the pointing rod while maintaining a predetermined distance, so that the measurement is always performed near the tip of the pointing rod. This method is as follows: (1) The measurement target is always measured close. (2) Since the positional relationship with the manipulator is restricted by hardware (a sensor is mounted at the tip of the manipulator), the following problems (1) and
(2) is solved. (1) Measurement error of 3D distance sensor itself (2) Calibration error existing between sensor and manipulator
【0013】[0013]
【作用】図1に示す本発明の教示装置を用い支持棒を使
った非接触の点教示法を説明する。マニピュレータ11
は、マニピュレータ基準座標(xm −ym −zm )12
から見たマニピュレータ手先座標(xn −yn −zn )
13の位置姿勢rm =(x m ,ym ,zm ,αm ,
βm ,γm )で制御される。The teaching device of the present invention shown in FIG.
A non-contact point teaching method will now be described. Manipulator 11
Is the manipulator reference coordinates (xm-Ym-Zm) 12
Manipulator hand coordinates (xn-Yn-Zn)
13 position and posture rm= (X m, Ym, Zm, Αm,
βm, Γm).
【0014】本発明は、上記のxm ,ym ,zm を教示
することを主とし、姿勢のαm ,β m ,γm は、従来の
ティーチングボックス等により行う。姿勢のαm ,
βm ,γ m [deg ]は、それぞれx,y,z軸回りの回
転角で、その回転の順番は、例えば、x軸にαm ,y軸
にβm ,z軸にγm とすると、回転変換行列として、The present invention relates to the above xm, Ym, ZmTeach
Mainly to dom, Β m, ΓmIs the traditional
Perform with a teaching box or the like. Posture αm,
βm, Γ m[Deg] is the number of rotations around the x, y, and z axes, respectively.
In the turning angle, the order of the rotation is, for example, α on the x axis.m, Y-axis
To βm, Z axismThen, as a rotation transformation matrix,
【数1】 で与えられる。(Equation 1) Given by
【0015】マニピュレータ手先座標13とセンサ基準
座標14との位置姿勢関係はr0 =(x0 ,y0 ,
z0 ,α0 ,β0 ,γ0 )でハードウェアにてにメカニ
カルに結合され、既に計測された関係にあり上記の回転
変換行列に従って、The position and orientation relationship between the manipulator hand coordinates 13 and the sensor reference coordinates 14 is r 0 = (x 0 , y 0 ,
z 0 , α 0 , β 0 , γ 0 ) are mechanically coupled in hardware and have the relationship already measured and according to the above rotation transformation matrix,
【数2】 で与えられる。(Equation 2) Given by
【0016】マニピュレータ先端に設けてなる距離セン
サ15は、指示棒16の先端の3次元位置(xs ,
ys ,zs )を計測するが、常に近くで指示棒16を計
測するために両者間が(xi ,yi ,zi )一定になる
ようマニピュレータ11を制御手段17により制御する
必要が生ずる。すなわち、The distance sensor 15 provided at the tip of the manipulator is used to detect the three-dimensional position (x s ,
y s , z s ) is measured, but the manipulator 11 needs to be controlled by the control means 17 so that the distance between the two is constant (x i , y i , z i ) in order to always measure the indicator rod 16 in the vicinity. Occurs. That is,
【数3】 が零になるように、マニピュレータ11の指令値rm を
制御手段17としてのセンサ制御部18,教示部19及
びマニピュレータ制御部20により制御すれば良い(両
者の差(Δx,Δy,Δz)をマニピュレータを動かし
て戻す)。(Equation 3) As but becomes zero, the sensor control unit 18 of the command value r m of the manipulator 11 as a control unit 17, the difference may be controlled by the teaching unit 19, and the manipulator control unit 20 (both ([Delta] x, [Delta] y, Delta] z) of Move the manipulator back).
【0017】これは、以下の手順に従う。This follows the following procedure.
【0018】(1)マニピュレータ手先座標とセンサ座
標のオフセットの補正(1) Correction of offset between manipulator hand coordinates and sensor coordinates
【数4】 (Equation 4)
【0019】(2)マニピュレータ基準座標に基づく指
令値の生成(2) Generation of command value based on manipulator reference coordinates
【数5】 Δr′はxyz成分のため、姿勢を含めた6成分に拡張
し(姿勢は教示しないので成分はすべて零) Δr=(Δxr Δyr Δzr 0 0 0) として、(Equation 5) Since Δr ′ is an xyz component, it is extended to six components including the posture (all components are zero because the posture is not taught). Δr = (Δx r Δy r Δz r 0 0 0)
【数6】 で与えられる。(Equation 6) Given by
【0020】教示データは、教示者からのデータ取り込
み入力に対して以上の手順で求めたマニピュレータ指令
値rm * と、マニピュレータ手先座標13から距離セン
サ基準座標14間の相対量r0 及び距離センサ座標14
から指示棒先端16aまでの計測距離rs とを用いて r指令=rm * +r0 +rs (ただし、rs =(xs ,ys ,zs ,0,0,0) で与えられる。The teaching data includes a manipulator command value r m * obtained by the above procedure in response to the data input from the instructor, the relative amount r 0 between the manipulator hand coordinates 13 and the distance sensor reference coordinates 14, and the distance sensor. Coordinate 14
By using the measurement distance r s to fescue tip 16a from r command = r m * + r 0 + r s ( although, r s = (x s, y s, z s, is given by 0, 0, 0) .
【0021】教示データのメモリ格納及び実行方式とし
ては、 (1)上記データr指令を連続的にメモリ格納し、その
ままプレイバック実行 (2)動作軌道中の主要点のr指令をメモリ格納し、プ
レイバック時はその間を軌道補間しながら実行、 (3)上記(1),(2)の方式に得られるr指令から
マニピュレータ各関節の角度を求めてθ指令の形でメモ
リ格納し、そのデータをもとにプレイバック実行等の実
行法が考えられる。The method of storing and executing the teaching data in the memory is as follows: (1) The above data r command is continuously stored in the memory, and the playback is executed as it is. (2) The r command of the main point in the operation trajectory is stored in the memory. During playback, execution is performed while orbit interpolation is performed. (3) The angle of each joint of the manipulator is obtained from the r command obtained in the above method (1) or (2) and stored in memory in the form of a θ command. An execution method such as playback execution can be considered based on this.
【0022】[0022]
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を説明する。図
1が基本構成図で、指示棒、距離センサの方式により実
施例は数通り存在する。すなわち、図1のrs をどう求
めるかで実施例の違いが発生し、後の手法は前述した方
法によるものと同じである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a basic configuration diagram, and there are several examples according to the method of a pointing rod and a distance sensor. That is, if the difference of embodiments occurs in obtaining the r s of FIG. 1, after the approach is the same as according to the method described above.
【0023】(実施例1)まず第1実施例を図2に示
す。(Embodiment 1) First, FIG. 2 shows a first embodiment.
【0024】2台のITVカメラ(第1のITVカメラ
21と、第2のITVカメラ22)とを用い、指示棒1
6の先端のLED[Light Emitting Diode](もしくは
ハロゲンランプ)23を三角測量する。尚、マニピュレ
ータに搭載できる小型のITVカメラとしては、CCD
カメラが一般的であるがこれに限定されるものではな
い。Using two ITV cameras (first ITV camera 21 and second ITV camera 22),
The triangulation of the LED [Light Emitting Diode] (or halogen lamp) 23 at the end of No. 6 is performed. A small ITV camera that can be mounted on the manipulator is a CCD.
Cameras are common, but not limited thereto.
【0025】同図に示すように、第1のITVカメラ2
1を用い、指示棒16の先端に設けたLED23の位置
の透視投影として、(x1 ,y1 )を計測する。同様に
第2のITVカメラ22により、(x2 ,y2 )を計測
する。両ITVカメラ21,22は、別の場所でLED
23の位置の透視投影を得ているので画像メモリ22を
介してセンサ制御部を実行する計算機により取り込ま
れ、画像処理によって導出されるLED23の中心位置
に従って、三角測量23の原理でセンサ基準座標14か
ら見た指示棒先端のLED23の位置 rs =(xs ,ys ,zs ) を算出する。As shown in the figure, the first ITV camera 2
Using ( 1 ), (x 1 , y 1 ) is measured as a perspective projection of the position of the LED 23 provided at the tip of the pointing rod 16. Similarly, (x 2 , y 2 ) is measured by the second ITV camera 22. Both ITV cameras 21 and 22 are LED at different places
Since the perspective projection at the position 23 has been obtained, it is taken in by the computer executing the sensor control unit via the image memory 22 and the sensor reference coordinates 14 based on the principle of triangulation 23 according to the center position of the LED 23 derived by the image processing. LED23 position indicator rod tip as viewed from r s = (x s, y s, z s) is calculated.
【0026】(実施例2)図3は、受光素子として知ら
れる2台の第1,第2の2次元PSDカメラ(光源の2
次元位置を計測)31,32と、先端にLED(もしく
は、ハロゲンランプ)23を有した指示棒16にて構成
した第2実施例を示す。(Embodiment 2) FIG. 3 shows two first and second two-dimensional PSD cameras (light source 2) known as light receiving elements.
A second embodiment of the present invention is shown, which is constituted by measuring rods 31 and 32 and an indicator rod 16 having an LED (or halogen lamp) 23 at the tip.
【0027】この方式も第1実施例と同様に第1,第2
の二次元PSDカメラ31,32を用いA/D変換器3
3及び三角測量34の原理に従って、rs =(xs ,y
s ,zs )を求めた。This system is also similar to the first embodiment in that the first and second
A / D converter 3 using two-dimensional PSD cameras 31 and 32
3 and according to the principle of triangulation 34, r s = (x s , y
s , z s ).
【0028】(実施例3)図4は、超音波センサ41と
ITVカメラ42にて3次元距離センサを構成し、それ
に合わせて3次元計測ができるように、反射板43とL
ED(もしくは、ハロゲンランプ)23にて指示棒16
を構成した第3実施例を示す。(Embodiment 3) FIG. 4 shows a three-dimensional distance sensor constituted by an ultrasonic sensor 41 and an ITV camera 42.
Indicator rod 16 with ED (or halogen lamp) 23
A third embodiment is described.
【0029】超音波センサ41は、指示棒16の反射板
43との垂直距離(ys ′)44を測定し、ITVカメ
ラ42はLED23の2次元座標(xs ′,zs ′)4
5を測定する。The ultrasonic sensor 41 measures the vertical distance (y s ′) 44 of the pointing rod 16 from the reflector 43, and the ITV camera 42 uses the two-dimensional coordinates (x s ′, z s ′) 4 of the LED 23.
Measure 5.
【0030】超音波センサ41による垂直距離
(ys ′)44はA/D変換器46を介して、又、IT
Vカメラ42の2次元座標(xs ′,zs ′)45は画
像メモリ47を介して3次元距離計測演算48へ送ら
れ、次いでセンサ制御部18の計算機等に取り込まれ、
センサ基準座標14から見た指示棒先端16aの3次元
距離 rs =(xs ,ys ,zs ) を求める。The vertical distance (y s ') 44 by the ultrasonic sensor 41 is transmitted via an A / D converter 46 and
The two-dimensional coordinates (x s ′, z s ′) 45 of the V camera 42 are sent to the three-dimensional distance measurement calculation 48 via the image memory 47, and then taken into the calculator of the sensor control unit 18, and the like.
The three-dimensional distance r s = (x s , y s , z s ) of the pointing rod tip 16a viewed from the sensor reference coordinates 14 is obtained.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればマ
ニピュレータを教示する際にマニピュレータ基準座標か
ら見たマニピュレータ手段の座標方向(x,y,z)を
意識せずに、かつ労力も必要とせずにマニピュレータの
教示点(プレイバック時にマニピュレータが移動する
点)を教えることができる。また、従来の非接触な距離
センサを使用した際の誤差の問題も低減できる。As described above, according to the present invention, when teaching a manipulator, labor is required without being conscious of the coordinate direction (x, y, z) of the manipulator means viewed from the manipulator reference coordinates. The teaching point of the manipulator (the point at which the manipulator moves during playback) can be taught without any need. In addition, the problem of errors when using a conventional non-contact distance sensor can be reduced.
【図1】本発明の基本原理の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of the basic principle of the present invention.
【図2】本発明の第1実施例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2実施例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3実施例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
11 マニピュレータ 12 マニピュレータ基準座標 13 マニピュレータ手先座標 14 センサ基準座標 15 距離センサ 16 指示棒 17 制御手段 18 センサ制御部 19 教示部 20 マニピュレータ制御部 21 第1のITVカメラ 22 第2のITVカメラ 23 LED(ハロゲンランプ) 31 第1のPSDカメラ 32 第2のPSDカメラ 41 超音波センサ 42 ITVカメラ 43 反射板 44 垂直距離 45 2次元座標 Reference Signs List 11 manipulator 12 manipulator reference coordinates 13 manipulator hand coordinates 14 sensor reference coordinates 15 distance sensor 16 indicating rod 17 control means 18 sensor control unit 19 teaching unit 20 manipulator control unit 21 first ITV camera 22 second ITV camera 23 LED (halogen) Lamp) 31 first PSD camera 32 second PSD camera 41 ultrasonic sensor 42 ITV camera 43 reflector 44 vertical distance 45 two-dimensional coordinates
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 拓 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (56)参考文献 特開 平2−36406(JP,A) 特開 平5−23983(JP,A) 特開 昭63−278779(JP,A) 特開 昭62−191904(JP,A) 特開 昭63−191562(JP,A) 特開 昭60−217418(JP,A) 特開 平4−333105(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Taku Sasaki 2-1-1, Shinhama, Arai-machi, Takasago-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Inside Takasago Research Laboratory (56) References JP-A-2-36406 (JP, A) JP-A-5-23983 (JP, A) JP-A-63-278779 (JP, A) JP-A-62-191904 (JP, A) JP-A-63-191562 (JP, A) JP-A-60-217418 (JP, A) JP, A) JP-A-4-333105 (JP, A)
Claims (3)
のできる指示棒と、 マニピュレータの先端に固定して取り付けられており、
前記指示棒の先端を撮影する第1の撮影装置及び第2の
撮影装置と、 センサ制御部,マニピュレータ制御部及び教示部を備え
た制御手段とを有しており、 教示時においては、 前記センサ制御部は、前記第1の撮影装置により撮影し
て得た2次元画像及び第2の撮影装置により撮影して得
た2次元画像を基に三角測量の原理を用いることによ
り、マニピュレータの先端と指示棒の先端との間におけ
る3次元の各要素毎の距離を求め、前記マニピュレータ
制御部は、マニピュレータの先端と指示棒の先端との間
における3次元の各要素毎の距離が常に予め決めた3次
元の各要素毎の近接した所定距離となってマニピュレー
タの先端が指示棒の先端を追尾するようにマニピュレー
タを動作させ、前記教示部は、マニピュレータの先端と
指示棒の先端との距離並びにマニピュレータ先端の位置
を基に教示棒の先端の位置を求めると共にこの位置を教
示位置として記憶格納し、 プレイバック実行時においては、 前記マニピュレータ制御部は、前記教示部から教示位置
を読み出し、マニピュレータの先端の位置が読み出した
教示位置に位置するようにマニピュレータを動作させる
ことを 特徴とする非接触点教示装置。An indicator rod capable of easily pointing to a point in a three-dimensional space, and fixedly attached to a tip of a manipulator,
A first photographing device for photographing the tip of the pointing stick and a second photographing device;
Equipped with an imaging device, a sensor control unit, a manipulator control unit, and a teaching unit
And at the time of teaching, the sensor control unit captures an image using the first image capturing device.
Two-dimensional image obtained by
Using the principle of triangulation based on the two-dimensional image
Between the tip of the manipulator and the tip of the pointer.
The distance for each three-dimensional element is calculated, and the manipulator
The control unit is located between the tip of the manipulator and the tip of the pointer.
The distance of each three-dimensional element in is always a predetermined third order
It becomes a predetermined distance close to each original element and
So that the tip of the pointer follows the tip of the pointer.
Operating the teaching unit, the teaching unit is in contact with the tip of the manipulator.
Distance from the tip of the pointer and the position of the tip of the manipulator
The position of the tip of the teaching rod is determined based on the
When the playback is executed, the manipulator control unit transmits the teaching position from the teaching unit.
Was read, and the position of the tip of the manipulator was read.
Operate the manipulator so that it is located at the teaching position
A non-contact point teaching device , characterized in that:
のできる指示棒と、 マニピュレータの先端に固定して取り付けられており前
記指示棒の先端を撮影する撮影装置及びマニピュレータ
の先端に固定して取り付けられており前記指示棒の先端
までの距離を非接触で計測する距離センサと、 センサ制御部,マニピュレータ制御部及び教示部を備え
た制御手段とを有しており、 教示時においては、 前記センサ制御部は、前記撮影装置により撮影して得た
2次元画像及び前記距離センサにより計測した距離を3
次元距離計測演算することにより、マニピュレ ータの先
端と指示棒の先端との間における3次元の各要素毎の距
離を求め、前記マニピュレータ制御部は、マニピュレー
タの先端と指示棒の先端との間における3次元の各要素
毎の距離が常に予め決めた3次元の各要素毎の近接した
所定距離となってマニピュレータの先端が指示棒の先端
を追尾するようにマニピュレータを動作させ、前記教示
部は、マニピュレータの先端と指示棒の先端との距離並
びにマニピュレータ先端の位置を基に教示棒の先端の位
置を求めこの位置を教示位置として記憶格納し、 プレイバック実行時においては、 前記マニピュレータ制御部は、前記教示部から教示位置
を読み出し、マニピュレータの先端の位置が読み出した
教示位置に位置するようにマニピュレータを動作させる
ことを特徴とする非接触点教示装置。 2. An indicator rod which can easily point to a point in a three-dimensional space, and which is fixedly attached to a tip of a manipulator and has a front end.
Photographing device and manipulator for photographing the tip of pointing stick
The tip of the indicator rod is fixedly attached to the tip of
It has a distance sensor that measures the distance to non-contact, a sensor control unit, a manipulator control unit, and a teaching unit.
And at the time of teaching, the sensor control unit obtains an image by the imaging device.
The distance measured by the two-dimensional image and the distance sensor is 3
By dimensional distance measurement operation, the previous Manipyure over data
Distance between each element in three dimensions between the end and the tip of the pointer
The manipulator control unit calculates the separation
3D elements between the tip of the pointer and the tip of the pointer
The distance of each element is always a predetermined three-dimensional element.
At the specified distance, the tip of the manipulator is
Operate the manipulator to track
Is the distance between the tip of the manipulator and the tip of the pointer.
And the position of the tip of the teaching rod based on the position of the tip of the manipulator.
This position is obtained and stored as a teaching position, and at the time of playback execution, the manipulator control unit transmits the teaching position from the teaching unit.
Was read, and the position of the tip of the manipulator was read.
Operate the manipulator so that it is located at the teaching position
A non-contact point teaching device, characterized in that:
ック実行時において、前記教示部から読み出した教示位When executing the lock, the teaching position read from the teaching unit
置の間を補間することにより軌道を導出し、導出した軌The trajectory is derived by interpolating between the
道に沿ってマニピュレータの先端を移動させるようにマMove the tip of the manipulator along the way
ニピュレータを動作させることを特徴とする請求項1ま2. The method according to claim 1, wherein the operation of the manipulator is performed.
たは請求項2の非接触点教示装置。A non-contact point teaching device according to claim 2.
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07129231A JPH07129231A (en) | 1995-05-19 |
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ID=17568320
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JP (1) | JP3160443B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9104981B2 (en) | 2013-01-16 | 2015-08-11 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot teaching system and method using imaging based on training position |
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1993
- 1993-11-05 JP JP27635893A patent/JP3160443B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9104981B2 (en) | 2013-01-16 | 2015-08-11 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot teaching system and method using imaging based on training position |
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