JP3332666B2 - Article storage box position detection method and article storage box gripping device - Google Patents

Article storage box position detection method and article storage box gripping device

Info

Publication number
JP3332666B2
JP3332666B2 JP14336095A JP14336095A JP3332666B2 JP 3332666 B2 JP3332666 B2 JP 3332666B2 JP 14336095 A JP14336095 A JP 14336095A JP 14336095 A JP14336095 A JP 14336095A JP 3332666 B2 JP3332666 B2 JP 3332666B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
storage box
edge
article storage
detecting
article
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP14336095A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08334310A (en
Inventor
誠 赤平
岳人 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP14336095A priority Critical patent/JP3332666B2/en
Publication of JPH08334310A publication Critical patent/JPH08334310A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3332666B2 publication Critical patent/JP3332666B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、組立部材や被
加工部材等の物品を収納する箱体状マガジンの載置位置
を検出し、ロボットフィンガー等により把持、移載する
ための物品収納箱の位置検出方法及び物品収納箱把持装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an article storage device for detecting a mounting position of a box-shaped magazine for storing an article such as an assembly member or a workpiece to be gripped and transferred by a robot finger or the like. The present invention relates to a method for detecting a position of a box and an article storage box holding device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来では、任意の位置に載置された組立
部材あるいは被加工部材等を収納する箱状マガジンの載
置位置を検出する方法として、カメラを利用した画像処
理が一般的に多く採用されている。この場合、図2に示
すように、画像処理用のカメラ12は、物品把持ロボッ
ト10の置かれている場所の天井部分に取付けられた
り、ロボットアームの先端部に設けられた物品を把持す
るフィンガー11に取付けられる(ハンドアイと呼ばれ
ている)。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of detecting a mounting position of a box-shaped magazine for storing an assembly member or a workpiece to be mounted at an arbitrary position, image processing using a camera is generally performed. Has been adopted. In this case, as shown in FIG. 2, a camera 12 for image processing is attached to a ceiling portion where the article gripping robot 10 is placed, or a finger that grips an article provided at a distal end portion of the robot arm. 11 (called a hand eye).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成される従来例においては、カメラ12や照明
13等の撮影装置を必要とするため、コスト高及び装置
の大型化を引き起こしていた。また、天井部分にカメラ
を取付けた場合、カメラにより認識できる範囲が狭くな
るため、より広範囲に亘って画像処理を行なうためには
複数のカメラが必要となりやはりコスト高を招いてい
た。
However, in the conventional example configured as described above, since a photographing device such as the camera 12 and the illumination 13 is required, the cost and the size of the device are increased. In addition, when a camera is mounted on the ceiling, the range that can be recognized by the camera is narrowed, so that a plurality of cameras are required to perform image processing over a wider range, which also incurs high costs.

【0004】更に、複数のカメラを取付けた場合、個々
のカメラに対してカメラ座標とロボット座標との位置合
わせ(以下、キャリブレーションと呼ぶ)が必要とな
り、その初期設定が複雑化していた。一方、ハンドアイ
の場合、カメラはロボットアームの先端部に取付けられ
るためその先端部の重量が増加し、物品を把持するアー
ムの許容荷重がカメラ重量分だけ低下したり、カメラの
重みによるアームに発生する振動の原因となっていた。
Further, when a plurality of cameras are mounted, it is necessary to align the camera coordinates with the robot coordinates (hereinafter referred to as calibration) for each camera, and the initial setting is complicated. On the other hand, in the case of a hand-eye, since the camera is attached to the tip of the robot arm, the weight of the tip increases, and the allowable load of the arm that grips the article decreases by the weight of the camera. This was the cause of the generated vibration.

【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その第1の目的は、安価で、小型且つ検出時間
の高速化を実現できる物品収納箱の位置検出方法及び物
品収納箱把持装置を提供することである。また第2の目
的は、検出精度を向上できる物品収納箱の位置検出方法
及び物品収納箱把持装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object of the present invention is to provide a method for detecting the position of an article storage box which is inexpensive, small, and capable of realizing a quick detection time, and an article storage box grip. It is to provide a device. A second object is to provide a method for detecting the position of an article storage box and an article storage box gripping device that can improve detection accuracy.

【0006】また第3の目的は、把持する物品の表面形
状に左右されない物品収納箱の位置検出方法及び物品収
納箱把持装置を提供することにある。
A third object is to provide a method for detecting the position of an article storage box which is not affected by the surface shape of the article to be gripped, and an article storage box gripping device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の物品収納箱の位置検出方
法は以下の手順からなる。即ち、多数の物品を収納する
ための物品収納箱を把持し、所定の位置に移載するため
の把持手段と、前記把持手段に設けられ、前記物品収納
箱の外形をなす前記第1の縁部の2箇所を検出するため
の少なくとも2つの光センサと、前記第1の縁部と直交
する第2の縁部の1箇所を検出するための少なくとも1
つの光センサと、前記第1の縁部を検出する光センサ間
の距離が該第1の縁部の長さの1/2以上の長さを有す
る物品収納箱把持装置において、当該把持手段の動作領
域内の任意の位置に平面的に載置された物品収納箱の位
置を検出する物品収納箱の位置検出方法であって、前記
第2の縁部を検出する光センサが該第2の縁部において
該第1の縁部と第2の縁部との交点から1/2以上の長
さの範囲をスキャンするように、前記把持手段を前記物
品収納箱に対して斜め方向に1回動作制御する制御工程
と、前記制御工程によって前記第1の縁部の2箇所の位
置情報と前記第2の縁部の1箇所の位置情報を検出する
検出工程と、前記検出工程によって検出された位置情報
と前記物品収納箱の辺の長さとに基づいて前記物品収納
箱の重心位置を演算する演算工程とを備える。
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a method for detecting the position of an article storage box according to the present invention comprises the following procedures. That is, a gripper for gripping an article storage box for storing a large number of articles and transferring the article to a predetermined position, and the article storage box provided on the gripper,
To detect two points on the first edge forming the outer shape of the box
At least two light sensors, and orthogonal to the first edge
At least one for detecting one of the second edges
Between two optical sensors and an optical sensor for detecting the first edge
In the article storage box gripping device having a distance of 1/2 or more of the length of the first edge portion , the flat surface can be placed at any position within the operation area of the gripping means. a position detecting method of an article storage box for detecting the position of the placed article storage box, wherein
An optical sensor for detecting the second edge is located at the second edge.
At least half the length from the intersection of the first edge and the second edge
The gripping means so as to scan the range of the object.
Control process to control the operation of the product storage box once in the diagonal direction
And two positions of the first edge by the control step.
Position information and one position information of the second edge portion are detected.
A detecting step, and position information detected by the detecting step
And a calculating step of calculating the position of the center of gravity of the article storage box based on the length of the side of the article storage box.

【0008】また、本発明の物品収納箱把持装置は以下
の構成を備える。即ち、多数の物品を収納するための物
品収納箱を把持し、所定の位置に移載するための把持手
段を有し、前記物品収納箱が前記把持手段の動作領域内
であって任意の位置に平面的に載置された物品収納箱把
持装置において、前記把持手段の先端に設けられ、前記
物品収納箱の外形をなす第1の縁部の2箇所を検出する
ための少なくとも2つの光センサと、該第1の縁部と直
交する第2の縁部の1箇所を検出するための少なくとも
1つの光センサと、前記第2の縁部を検出する光センサ
が該第2の縁部において該第1の縁部と第2の縁部との
交点から1/2以上の長さの範囲をスキャンするよう
に、前記把持手段を前記物品収納箱に対して斜め方向に
1回動作制御する制御手段と、前記制御手段によって前
記第1の縁部の2箇所の位置情報と前記第2の縁部の1
箇所の位置情報を検出する検出手段と、前記検出手段に
よって検出された位置情報と前記物品収納箱の辺の長さ
とに基づいて前記物品収納箱の重心位置を演算する演算
手段とを備える
The article storage box holding device of the present invention is as follows.
Is provided. That is, an object for storing many articles
Gripper to grip the product storage box and transfer it to a predetermined position
A step, wherein the article storage box is in an operation area of the gripping means.
And an article storage box handle placed flat at an arbitrary position.
In the holding device, provided at the tip of the gripping means,
Detecting two locations on the first edge forming the outer shape of the article storage box
At least two light sensors for directing the first edge
At least for detecting one of the intersecting second edges
An optical sensor and an optical sensor for detecting the second edge
At the second edge between the first edge and the second edge
Scan a range of more than 1/2 length from the intersection
The gripping means in an oblique direction with respect to the article storage box.
Control means for controlling the operation once, and
The two pieces of position information of the first edge and the one of the second edge
Detecting means for detecting position information of a location;
Therefore, the detected position information and the length of the side of the article storage box
Calculating the position of the center of gravity of the article storage box based on
Means .

【0009】また、好ましくは、上記方法及び装置にお
いて、前記光センサから照射される光軸径は、前記物品
や物品収納箱の表面形状によって検出不能にならない大
きさに設定され、前記光軸径を所定の大きさに設定した
ことによるセンサの検出位置のズレ量は予め補正され
[0009] Preferably, the method and apparatus described above are used.
The optical axis diameter emitted from the optical sensor is
Large enough to be undetectable due to the surface shape of the
The diameter is set to a predetermined size.
The amount of deviation of the detection position of the sensor due to
You .

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【作用】以上のように、この発明に係わる物品収納箱の
位置検出方法及び物品収納箱把持装置は構成されている
ので、把持する物品収納箱の第1の縁部の2箇所とこの
第1の縁部と直交する第2の縁部の1箇所とを検知し、
その検知結果に基づいて該物品収納箱把持装置に対する
位置を演算できるので、安価で、小型且つ検出時間の高
速化を実現できる。
As described above, the method for detecting the position of the article storage box and the article storage box gripping device according to the present invention are constituted, so that the two positions of the first edge of the article storage box to be gripped and the first edge of the first edge are provided. And one of the second edges orthogonal to the edge of
Since the position with respect to the article storage box gripping device can be calculated based on the detection result, it is possible to realize an inexpensive, compact, and fast detection time.

【0013】また、センサのスキャン範囲を限定するこ
とにより、検出精度を向上できる。また、センサから照
射される光軸径を物品や物品収納箱の表面形状により影
響を受けない径に設定することで、物品収納箱を正確に
検出することができる。また、光軸径が太いことで起こ
る物品の位置ズレは、キャリブレーションにより予め初
期設定値を記憶させておけば、その位置補正を実現でき
る。
Further, by limiting the scanning range of the sensor, the detection accuracy can be improved. Also, by setting the diameter of the optical axis irradiated from the sensor to a diameter that is not affected by the surface shape of the article or the article storage box, the article storage box can be accurately detected. In addition, position deviation of an article caused by a large optical axis diameter can be corrected by storing an initial set value in advance by calibration.

【0014】[0014]

【実施例】以下に本発明の実施例につき、添付の図面を
参照して詳細に説明する。図1はフィンガーのセンサ位
置とマガジンに対するスキャン位置と方向との関係を示
す模式図である。また、図3は本実施例の部品把持ロボ
ット装置示す側面図である。図1、図3において、箱体
状のマガジン1は任意の位置に載置され、組立部材ある
いは被加工部材等を収納するための箱である。このマガ
ジン1は通常パレット2と呼ばれる載置部材上に複数積
み上げられ、ある装置の組立に用いられる組立部材ある
いは被加工部材等を供給するために設けられる。部品把
持ロボット10はこれらマガジン1を把持するハンドリ
ングロボットの機能を果たし、その先端部にはマガジン
を把持するフィンガ11を備える。マガジンは、このハ
ンドリングロボット11を制御することにより1つづつ
フィンガ11に挟持されて、例えば、任意の部品供給位
置から他の使用済みマガジン載置位置へ移送される。ま
た、フィンガ11の一部であって、マガジン載置位置の
上空に位置する部分には複数の光センサ14が取付けら
れている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the relationship between the sensor position of the finger and the scan position and direction with respect to the magazine. FIG. 3 is a side view showing the component gripping robot device of the present embodiment. In FIGS. 1 and 3, a box-shaped magazine 1 is placed at an arbitrary position and is a box for storing an assembly member, a workpiece, or the like. A plurality of the magazines 1 are stacked on a mounting member usually called a pallet 2 and are provided for supplying an assembly member or a workpiece to be used for assembling a certain apparatus. The component gripping robot 10 functions as a handling robot that grips the magazine 1 and has a finger 11 that grips the magazine at its tip. The magazines are held one by one by controlling the handling robot 11, and are transferred from, for example, an arbitrary component supply position to another used magazine placement position. Further, a plurality of optical sensors 14 are attached to a part of the finger 11 which is located above the magazine mounting position.

【0015】図1は図3を上部から眺めることによりフ
ィンガのセンサ位置とマガジンに対するスキャン位置と
方向との関係を示している。図1に示すように、センサ
14a、14bはフィンガの一辺方向15に沿うように
2つ取付けられ、センサ14cは一辺方向15に直交す
る他辺16の中央付近に1つだけ取付けられている。5
はロボットアームとフィンガ11との接続部分である。
ハンドリングロボット10はマガジン1の上空におい
て、フィンガ11を矢視S1方向にスキャンさせること
により、各センサ14〜14cにマガジンのエッジ部分
(マガジンの外形縁部)を検出させ、その位置情報を取
り込む。センサ14a、14bとの間の距離6はフィン
ガ11をスキャンさせる際にマガジン1の一方のエッジ
部分17の長さに対して1/2以上の距離が必要とな
る。また、センサ14cはマガジン1の他方のエッジ部
分18の中点7より矢視S2側にスキャンさせる必要が
ある。
FIG. 1 shows the relationship between the sensor position of the finger and the scan position and direction with respect to the magazine by viewing FIG. 3 from above. As shown in FIG. 1, two sensors 14a and 14b are attached along one side direction 15 of the finger, and only one sensor 14c is attached near the center of the other side 16 orthogonal to the one side direction 15. 5
Is a connecting portion between the robot arm and the finger 11.
The handling robot 10 scans the finger 11 in the direction of arrow S1 above the magazine 1 so that each of the sensors 14 to 14c detects an edge portion of the magazine (an outer edge of the magazine) and takes in the position information. The distance 6 between the sensors 14a and 14b needs to be at least 1/2 the length of one edge portion 17 of the magazine 1 when scanning the finger 11. Further, the sensor 14c needs to be scanned from the middle point 7 of the other edge portion 18 of the magazine 1 toward the arrow S2.

【0016】<センサから照射される光軸径>図4、図
5は、図1、図3で示す光センサの光軸径の設定する場
合の原理を説明する図であり、図4は光軸径が細い場
合、図5は光軸径が太い場合を夫々示している。先ず、
本実施例の光センサの光軸径を決定するに当たって、図
4に示すように、センサから照射される光軸径が細い場
合、例えば、図4(a)のようにマガジンに収納された
組立部材あるいは被加工部材等のワーク20の表面形状
がある曲率を超えてしまうと、ワーク20に当たって反
射してくるはずの光がセンサ14に戻らなくなり、セン
サが誤動作する恐れがある。また、図4(b)のように
ワーク20とマガジン11との間に生じる隙間に光が照
射されるときにも、その隙間の表面形状がある曲率を有
している場合には、隙間部分に当たって反射する光がセ
ンサに戻らなくなり、センサが誤動作する恐れがある。
<Optical Diameter Irradiated from Sensor> FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining the principle of setting the optical axis diameter of the optical sensor shown in FIGS. 1 and 3, and FIG. FIG. 5 shows a case where the shaft diameter is small, and FIG. 5 shows a case where the optical shaft diameter is large. First,
In determining the optical axis diameter of the optical sensor of this embodiment, as shown in FIG. 4, when the optical axis diameter emitted from the sensor is small, for example, assembling in a magazine as shown in FIG. If the surface shape of the workpiece 20 such as a member or a workpiece to be processed exceeds a certain curvature, light that should be reflected on the workpiece 20 will not return to the sensor 14, and the sensor may malfunction. Also, when light is applied to the gap formed between the work 20 and the magazine 11 as shown in FIG. 4B, if the surface shape of the gap has a certain curvature, the gap portion In this case, light reflected on the sensor does not return to the sensor, and the sensor may malfunction.

【0017】このような問題に鑑みて本実施例では、図
5に示すように、センサから照射される光軸径dを太く
している。このように光軸径dを太くすることにより、
図5(a)に示すように、ワーク20の表面形状がどの
ような曲率や形状を有するものであってもワーク以外の
マガジン表面に当たった光が反射してくることになるの
で、センサは正常に動作し、マガジンのエッジ部分を検
出可能になる。また、図5(b)に示すように、光の一
部がワーク20とマガジン11との間の隙間に照射され
て正常に反射されない場合であってもワーク以外のマガ
ジン表面に当たった光が反射してくることになるので、
センサは正常に動作し、マガジンのエッジ部分を検出可
能になる。
In view of such a problem, in this embodiment, as shown in FIG. 5, the diameter d of the optical axis irradiated from the sensor is increased. By increasing the optical axis diameter d in this manner,
As shown in FIG. 5A, the light hitting the surface of a magazine other than the work is reflected regardless of the curvature or shape of the work 20. It operates normally and the edge of the magazine can be detected. Further, as shown in FIG. 5B, even if a part of the light is irradiated to the gap between the work 20 and the magazine 11 and is not normally reflected, the light hitting the surface of the magazine other than the work is not affected. Because it will be reflected
The sensor operates normally, and the edge portion of the magazine can be detected.

【0018】<ハンドリングロボットの制御ブロック>
図6はハンドリングロボットを制御するための制御回路
システムの回路ブロック構成を示す。図6において、テ
ィーチングペンダント31は表示部32と、指示部33
を有する。表示部32は、ロボットに対してフィンガの
位置を教示するための位置情報を入力したり、入力結果
を表示出力するための入出力手段である。また、指示部
33はロボットに対して動作開始や停止を指示するため
のスイッチである。
<Control block of handling robot>
FIG. 6 shows a circuit block configuration of a control circuit system for controlling the handling robot. In FIG. 6, the teaching pendant 31 includes a display unit 32 and an instruction unit 33.
Having. The display unit 32 is input / output means for inputting position information for teaching the position of the finger to the robot, and for displaying and outputting the input result. The instruction unit 33 is a switch for instructing the robot to start or stop operation.

【0019】コントローラ34はティーチングペンダン
ト31からの指示に従って実際にロボットを制御する中
枢部分を構成し、インタフェース回路35、CPU3
6、ROM37、RAM38、位置検出信号取り込み手
段40、サーボ制御回路41とを備える。インタフェー
ス回路35はティーチングペンダント31との間で制御
データの授受を行なう。CPU36は制御データに基づ
いてサーボ制御やフィンガの軌道計画演算を行なう。R
OM37はCPU36を動作させるための制御プログラ
ムやマガジンの重心位置を計算するプログラム等を格納
し、CPU36は電源が投入されると、ROM37から
これらのプログラムを読み出すようになっている。RA
M38はセンサから出力された検出信号等を記憶してい
る。位置検出信号取り込み手段40はセンサにより検出
されたマガジンの位置情報をセンサ検出信号として取り
込む回路である。サーボ制御回路41はロボットアーム
やフィンガを制御するサーボモータ等を駆動制御する。
ハンドリングロボット10はコントローラ34に接続さ
れ、その動作を制御される。
The controller 34 constitutes a central part for actually controlling the robot in accordance with instructions from the teaching pendant 31, and includes an interface circuit 35, a CPU 3
6, a ROM 37, a RAM 38, a position detection signal capturing means 40, and a servo control circuit 41. The interface circuit 35 exchanges control data with the teaching pendant 31. The CPU 36 performs servo control and finger trajectory planning calculation based on the control data. R
The OM 37 stores a control program for operating the CPU 36, a program for calculating the center of gravity of the magazine, and the like. The CPU 36 reads these programs from the ROM 37 when the power is turned on. RA
M38 stores a detection signal and the like output from the sensor. The position detection signal capturing means 40 is a circuit which captures the position information of the magazine detected by the sensor as a sensor detection signal. The servo control circuit 41 drives and controls a servomotor for controlling the robot arm and the fingers.
The handling robot 10 is connected to the controller 34 and its operation is controlled.

【0020】以上説明したハンドリングロボットは、セ
ンサによりマガジンのエッジ部分を検出し、その時点で
のフィンガの位置座標からマガジンの重心位置を演算す
ることで、任意の位置に載置されたマガジン位置とフィ
ンガとの位置関係を把握し把持動作を行なう。以下に、
そのマガジンの重心位置の演算方法を説明する。 <重心位置の算出方法>次に、上記のようにセンサで検
出した情報から任意の位置に載置されたマガジンの重心
位置を算出する方法を説明する。図7(a)、(b)
は、マガジンの重心位置の算出方法を説明するための模
式図である。尚、以下に説明する重心位置の算出に当た
って、ハンドリングロボットは自己の有する空間座標系
を基準としてマガジンやフィンガの位置座標を取り込
む。従って、以下に示す座標は、図示しないハンドリン
グロボットの原点を基準とした位置座標を意味する。
In the handling robot described above, the edge of the magazine is detected by the sensor, and the center of gravity of the magazine is calculated from the position coordinates of the finger at that time, whereby the position of the magazine placed at an arbitrary position can be determined. The grasping operation is performed by grasping the positional relationship with the finger. less than,
A method of calculating the position of the center of gravity of the magazine will be described. <Method of Calculating Center of Gravity> Next, a method of calculating the center of gravity of a magazine placed at an arbitrary position from the information detected by the sensor as described above will be described. FIGS. 7A and 7B
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method of calculating the position of the center of gravity of the magazine. In calculating the position of the center of gravity described below, the handling robot takes in the position coordinates of a magazine or a finger based on its own spatial coordinate system. Therefore, the coordinates shown below mean position coordinates based on the origin of a handling robot (not shown).

【0021】先ず、図7(a)において、センサ14を
スキャンさせてセンサ14a、14bのスキャン方向と
マガジンの一方のエッジ部分17との交点A(x1、y
1)、B(x2、y2)を通る直線の方程式を求める
と、 Y−y1=(y2−y1)・(X−x1)/(x2−x1)…(式1) となる。
First, in FIG. 7A, the sensor 14 is scanned, and the intersection A (x1, y) of the scanning direction of the sensors 14a, 14b and one edge portion 17 of the magazine.
1) When the equation of a straight line passing through B (x2, y2) is obtained, Y-y1 = (y2-y1). (X-x1) / (x2-x1) (Equation 1)

【0022】また、式1において、(y2−y1)/
(x2−x1)=mとすると、 Y=m・(X−x1)+y1…(式1’) となる。一方、式1’からセンサ14cのスキャン方向
とマガジンの他方のエッジ部分18との交点C(x3、
y3)を通る垂線の方程式を求めると、 Y=−1/m・(X−x3)+y3…(式2) となる。ここで、式1’と式2からその交点Dを求める
と、 m・(X−x1)+y1=−1/m・(X−x3)+y3 従って、 X=(m・x1+x3/m−y1+y3)/(m+1/m)…(式3) となる。
In the equation 1, (y2-y1) /
If (x2-x1) = m, then Y = m. (X-x1) + y1 (Equation 1 '). On the other hand, from Expression 1 ′, the intersection C (x3,
The equation of the perpendicular passing through y3) is obtained as follows: Y = −1 / m · (X−x3) + y3 (Equation 2) Here, when the intersection D is obtained from Expression 1 ′ and Expression 2, m · (X−x1) + y1 = −1 / m · (X−x3) + y3 Therefore, X = (mx1 + x3 / my1 + y3) / (M + 1 / m) (Equation 3)

【0023】式3を式1’に代入してYを求めると、 Y=m・{(m・x1+x3/m−y1+y3)/(m+1/m)−x1}+ y1…(式4) となる。式3及び式4から求められる交点Dはマガジン
の1つの角の座標となる。ここで、図7(b)のよう
に、マガジンの一方の辺17の長さをL1、他方の辺1
8の長さをL2、マガジンのフィンガに対するずれ角θ
1(θ2=θ1+90°)として、この交点D(X、
Y)からマガジンの対角線上の角の点E(cx1、cy
1)、F(cx2、cy2)を求めると、 cx1=X+L1・cosθ1 cy1=Y+L1・sinθ1 cx2=X+L2・cosθ2 cy2=Y+L2・sinθ2 となり、重心(MX、MY)は、 MX=(CX1+CX2)/2、MY=(CY1+CY
2)/2 として算出される。尚、フィンガのマガジンに対する傾
きθ1は式1’における直線の傾きmとなる。
When Y is obtained by substituting equation 3 into equation 1 ', Y = m {{(mx1 + x3 / my1 + y3) / (m + 1 / m) -x1} + y1 (Equation 4) . The intersection D obtained from Equations 3 and 4 is the coordinates of one corner of the magazine. Here, as shown in FIG. 7B, the length of one side 17 of the magazine is L1, and the other side 1 is
8 is L2, the deviation angle θ of the magazine from the finger
1 (θ2 = θ1 + 90 °), this intersection D (X,
Y) to the point E (cx1, cy) on the diagonal of the magazine
1) When F (cx2, cy2) is obtained, cx1 = X + L1 · cos θ1 cy1 = Y + L1 · sin θ1 cx2 = X + L2 · cos θ2 cy2 = Y + L2 · sin θ2, and the center of gravity (MX, MY) becomes MX = (CX2 + X2) , MY = (CY1 + CY
2) / 2. Note that the inclination θ1 of the finger with respect to the magazine is the inclination m of the straight line in Expression 1 ′.

【0024】上記算出方法において、フィンガの位置座
標は交点A、B、Cを検出した時点で取り込んでいるの
で、ロボットにマガジンの重心位置Gに対するフィンガ
重心位置Hのズレ量をオフセット分として位置教示させ
ておくことにより、ズレ量を(OX、OY)とすると、
その重心位置は、 X=(CX1+CX2)/2+OX Y=(CY1+CY2)/2+OY となる。
In the above calculation method, since the position coordinates of the finger are taken in when the intersections A, B, and C are detected, the robot is instructed to position the finger by using the offset amount of the center of gravity H of the finger with respect to the center of gravity G of the magazine as an offset. By letting the deviation amount be (OX, OY),
The position of the center of gravity is as follows: X = (CX1 + CX2) / 2 + OXY = (CY1 + CY2) / 2 + OY

【0025】<ハンドリングロボットの制御> 次に、上記マガジンの算出方法を用いたハンドリングロ
ボットによるマガジン把持までの動作を説明する。図8
は本実施例のハンドリングロボットの物品把持動作を記
述したフローチャートである。図8において、処理が開
始されると、先ずステップS1では、フィンガ11をマ
ガジン1の上空に移動する。次にステップS2では、フ
ィンガ11を図1に示す矢視S方向にスキャンする。
その後、ステップS3においてフィンガ11に設けられ
たセンサ14a〜14cからコントローラ34に対して
検出信号が入力されたか否かを判断し、入力があった場
合(ステップS3で判断YES)、ステップS4に進
み、入力がなかった場合(ステップS3で判断NO)、
検出信号の入力があるまで待つ。
<Control of Handling Robot> Next, the operation up to gripping of the magazine by the handling robot using the above-described magazine calculation method will be described. FIG.
4 is a flowchart describing an article gripping operation of the handling robot of the present embodiment. In FIG. 8, when the process is started, first, in step S1, the finger 11 is moved above the magazine 1. Next, in step S2, the scan arrow S 1 direction indicated finger 11 in Figure 1.
Thereafter, in step S3, it is determined whether or not a detection signal has been input from the sensors 14a to 14c provided on the finger 11 to the controller 34. If the detection signal has been input (YES in step S3), the process proceeds to step S4. If no input has been made (NO in step S3),
Wait until a detection signal is input.

【0026】ステップS4では、コントローラ34はハ
ンドリングロボットの有する空間座標系において、フィ
ンガ11の位置座標を取り込む。その後、ステップS5
において、コントローラ34はセンサからの入力信号と
フィンガの位置座標からフィンガ11に対するマガジン
の重心位置座標を演算する。ステップS6では、ティー
チングペンダント31によりマガジン重心位置に対する
フィンガのズレ量をオフセット分として位置教示するこ
とで予めフィンガ11をマガジン1の重心位置に合わせ
ておき、フィンガを移動させる。その後、ステップS7
においてフィンガ11によりマガジン1を把持して本実
施例のハンドリングロボットによるマガジン把持動作ま
での制御が終了する。
In step S4, the controller 34 takes in the position coordinates of the finger 11 in the spatial coordinate system of the handling robot. Then, step S5
In, the controller calculates the coordinates of the center of gravity of the magazine for the finger 11 from the input signal from the sensor and the position coordinates of the finger. In step S6, the teaching pendant 31 teaches the position with the amount of deviation of the finger from the center of gravity of the magazine as an offset, and the finger 11 is adjusted to the center of gravity of the magazine 1 in advance, and the finger is moved. Then, step S7
Then, the control up to the magazine gripping operation by the handling robot of this embodiment is ended by gripping the magazine 1 with the finger 11.

【0027】<実施例の効果>以上説明した実施例によ
れば、把持するマガジン1の一辺の2箇所A、Bとこの
辺と直交するもう一辺の1箇所Cとを検知することによ
り、マガジン1のハンドリングロボットの座標系におけ
る位置と、その重心位置を演算できるので、簡単にロボ
ットにそのズレ量を教示できる。
<Effects of the Embodiment> According to the embodiment described above, the magazine 1 is detected by detecting two points A and B on one side of the magazine 1 to be gripped and one point C on the other side orthogonal to this side. Since the position of the handling robot in the coordinate system and the position of its center of gravity can be calculated, the deviation amount can be easily taught to the robot.

【0028】また、センサ14のスキャン範囲を矢視S
1方向に限定することにより、検出精度を向上できる。
また、センサ14から照射される光軸径をマガジンやワ
ークの表面形状により影響を受けないような太い径に設
定することで、マガジンのエッジ部を正確に検出するこ
とができる。
Further, the scanning range of the sensor 14 is
By limiting to one direction, detection accuracy can be improved.
In addition, by setting the diameter of the optical axis irradiated from the sensor 14 to a large diameter that is not affected by the surface shape of the magazine or the work, the edge of the magazine can be accurately detected.

【0029】また、光軸が太いことで発生するマガジン
検出位置のズレは、キャリブレーションにより予め初期
設定値を記憶させておけば、その位置補正を正確にでき
る。尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で上記実
施例を修正または変形したものに適用可能である。例え
ば、本実施例においては、マガジン検出用センサとして
レーザビーム式のセンサを用いたが、超音波式のセンサ
を用いてもよいのである。
The deviation of the magazine detection position caused by the thick optical axis can be accurately corrected by storing an initial set value in advance by calibration. The present invention can be applied to a modification or a modification of the above embodiment without departing from the gist of the invention. For example, in this embodiment, a laser beam sensor is used as a magazine detection sensor, but an ultrasonic sensor may be used.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明のように、本発明の物品収納箱
の位置検出方法及び物品収納箱把持装置は構成されてい
るので、把持する物品収納箱の第1の縁部の2箇所とこ
の第1の縁部と直交する第2の縁部の1箇所とを検知
し、その検知結果に基づいて該物品収納箱把持装置に対
する位置を演算できるので、安価で、小型且つ検出時間
の高速化を実現できる。
As described above, since the method for detecting the position of the article storage box and the article storage box gripping device according to the present invention are constituted, the two positions of the first edge of the article storage box to be gripped and the two positions are described. Since the first edge and one point of the second edge orthogonal to the first edge are detected, and the position with respect to the article storage box gripping device can be calculated based on the detection result, it is inexpensive, small, and quick in detection time. Can be realized.

【0031】また、センサのスキャン範囲を限定するこ
とにより、検出精度を向上できる。また、センサから照
射される光軸径を物品や物品収納箱の表面形状により影
響を受けない径に設定することで、物品収納箱を正確に
検出することができる。また、光軸径が太いことで起こ
る物品の位置ズレは、キャリブレーションにより予め初
期設定値を記憶させておけば、その位置補正を実現でき
る。
Further, by limiting the scanning range of the sensor, the detection accuracy can be improved. Also, by setting the diameter of the optical axis irradiated from the sensor to a diameter that is not affected by the surface shape of the article or the article storage box, the article storage box can be accurately detected. In addition, position deviation of an article caused by a large optical axis diameter can be corrected by storing an initial set value in advance by calibration.

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

【図1】本発明に基づく実施例のフィンガーのセンサ位
置とマガジンのスキャン位置及び方向との関係を示す模
式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a relationship between a sensor position of a finger and a scan position and a direction of a magazine according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の位置検出方法を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional position detection method.

【図3】本発明に基づく実施例の位置検出方法を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a position detection method according to an embodiment of the present invention.

【図4】センサから照射される光軸径の変化に基づく位
置検出動作の変化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a change in a position detection operation based on a change in the diameter of an optical axis emitted from a sensor.

【図5】センサから照射される光軸径の変化に基づく位
置検出動作の変化を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a change in a position detection operation based on a change in the diameter of an optical axis emitted from a sensor.

【図6】本発明に基づく物品把持ロボットの制御系のブ
ロック構成図である。
FIG. 6 is a block diagram of a control system of the article gripping robot according to the present invention.

【図7】マガジンの重心位置の算出方法を説明する図で
ある。
FIG. 7 is a diagram illustrating a method of calculating a center of gravity position of a magazine.

【図8】本実施例の物品把持ロボットによる把持動作ま
でのフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart up to a gripping operation by the article gripping robot of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…マガジン 2…パレット 10…ハンドリングロボット 11…フィンガ 14…センサ 20…ワーク 31…ティーチングペンダント 34…コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magazine 2 ... Pallet 10 ... Handling robot 11 ... Finger 14 ... Sensor 20 ... Work 31 ... Teaching pendant 34 ... Controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 G05D 3/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 11/00 G05D 3/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多数の物品を収納するための物品収納箱
を把持し、所定の位置に移載するための把持手段と、前
記把持手段に設けられ、前記物品収納箱の外形をなす前
記第1の縁部の2箇所を検出するための少なくとも2つ
の光センサと、前記第1の縁部と直交する第2の縁部の
1箇所を検出するための少なくとも1つの光センサと、
前記第1の縁部を検出する光センサ間の距離が該第1の
縁部の長さの1/2以上の長さを有する物品収納箱把持
装置において、当該把持手段の動作領域内の任意の位置
に平面的に載置された物品収納箱の位置を検出する物品
収納箱の位置検出方法であって、前記第2の縁部を検出する光センサが該第2の縁部にお
いて該第1の縁部と第2の縁部との交点から1/2以上
の長さの範囲をスキャンするように、前記把持手段を前
記物品収納箱に対して斜め方向に1回動作制御する制御
工程と、 前記制御工程によって前記第1の縁部の2箇所の位置情
報と前記第2の縁部の1箇所の位置情報を検出する検出
工程と、 前記検出工程によって検出された位置情報と前記物品収
納箱の辺の長さと に基づいて前記物品収納箱の重心位置
を演算する演算工程とを備えることを特徴とする物品収
納箱の位置検出方法。
1. A multiple article gripping an article storage box for storing, a gripping means for transferring a predetermined position, before
Provided on the holding means, before forming the outer shape of the article storage box.
At least two for detecting two locations on the first edge
And a second edge portion orthogonal to the first edge portion.
At least one optical sensor for detecting one location,
The distance between the optical sensors for detecting the first edge is the first distance.
In an article storage box gripping device having a length equal to or longer than half the length of an edge portion, an article for detecting a position of an article storage box placed two-dimensionally at an arbitrary position within an operation area of the gripping means. A method for detecting the position of a storage box, wherein an optical sensor for detecting the second edge is provided on the second edge.
And at least 1 / from the intersection of the first edge and the second edge
Forward the gripping means so as to scan a range of length
Control to control the operation of the storage box once in the diagonal direction
Step and two positions of the first edge by the control step.
For detecting information and position information of one of the second edges
The position information detected by the detecting step and the article collection.
Position detecting method of the article storage box, characterized in that it comprises a calculation step of calculating the center of gravity of the article storage box on the basis of the length of the side of the pay box.
【請求項2】 前記光センサから照射される光軸径は、
前記物品や物品収納箱の表面形状によって検出不能にな
らない大きさに設定され、前記光軸径を所定の大きさに
設定したことによるセンサの検出位置のズレ量は予め補
正されることを特徴とする請求項に記載の物品収納箱
の位置検出方法。
2. An optical axis diameter emitted from the optical sensor is:
The size is set so as not to be undetectable due to the surface shape of the article or the article storage box, and the shift amount of the detection position of the sensor by setting the optical axis diameter to a predetermined size is corrected in advance. The method for detecting the position of an article storage box according to claim 1 .
【請求項3】 多数の物品を収納するための物品収納箱
を把持し、所定の位置に移載するための把持手段を有
し、前記物品収納箱が前記把持手段の動作領域内であっ
て任意の位置に平面的に載置された物品収納箱把持装置
において、 前記把持手段の先端に設けられ、前記物品収納箱の外形
をなす第1の縁部の2箇所を検出するための少なくとも
2つの光センサと、該第1の縁部と直交する第2の縁部
1箇所を検出するための少なくとも1つの光センサ
と、前記第2の縁部を検出する光センサが該第2の縁部にお
いて該第1の縁部と第2の縁部との交点から1/2以上
の長さの範囲をスキャンするように、前記把持 手段を前
記物品収納箱に対して斜め方向に1回動作制御する制御
手段と、 前記制御手段によって前記第1の縁部の2箇所の位置情
報と前記第2の縁部の1箇所の位置情報を検出する検出
手段と、 前記検出手段によって検出された位置情報と前記物品収
納箱の辺の長さと に基づいて前記物品収納箱の重心位置
を演算する演算手段とを備えることを特徴とする物品収
納箱把持装置。
3. A gripping means for gripping an article storage box for storing a number of articles and transferring the article to a predetermined position.
And the article storage box is within the operating area of the gripping means.
An article storage box gripping device placed two-dimensionally on an arbitrary position, provided at the tip of the gripping means, and configured to detect at least two first edges forming the outer shape of the article storage box.
Two optical sensors , at least one optical sensor for detecting one point of a second edge orthogonal to the first edge, and an optical sensor for detecting the second edge are the second optical sensor; On the edge of
And at least 1 / from the intersection of the first edge and the second edge
Forward the gripping means so as to scan a range of length
Control to control the operation of the storage box once in the diagonal direction
Means, and two positions of the first edge by the control means.
For detecting information and position information of one of the second edges
Means, the position information detected by the detection means and the article collection
And a calculating means for calculating a position of a center of gravity of the article storage box based on a length of a side of the storage box.
【請求項4】 前記光センサから照射される光軸径は、
前記物品や物品収納箱の表面形状によって検出不能にな
らない大きさに設定され、前記光軸径を所定の大きさに
設定したことによるセンサの検出位置のズレ量は予め補
正されることを特徴とする請求項に記載の物品収納箱
把持装置。
4. The optical axis diameter emitted from the optical sensor is:
The size is set so as not to be undetectable due to the surface shape of the article or the article storage box, and the shift amount of the detection position of the sensor by setting the optical axis diameter to a predetermined size is corrected in advance. The article storage box holding device according to claim 3 .
JP14336095A 1995-06-09 1995-06-09 Article storage box position detection method and article storage box gripping device Expired - Fee Related JP3332666B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14336095A JP3332666B2 (en) 1995-06-09 1995-06-09 Article storage box position detection method and article storage box gripping device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14336095A JP3332666B2 (en) 1995-06-09 1995-06-09 Article storage box position detection method and article storage box gripping device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08334310A JPH08334310A (en) 1996-12-17
JP3332666B2 true JP3332666B2 (en) 2002-10-07

Family

ID=15336982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14336095A Expired - Fee Related JP3332666B2 (en) 1995-06-09 1995-06-09 Article storage box position detection method and article storage box gripping device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3332666B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107053310B (en) * 2017-04-28 2019-03-22 武汉科技大学 A kind of molded fiber plate precise positioning method
CN109865953B (en) * 2019-04-23 2024-01-19 安徽速达数控设备有限责任公司 Automatic correction device for position of material to be cut and use method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08334310A (en) 1996-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7410270B2 (en) Robot motion planning method, path planning method, gripping method and device thereof
JPH0435885A (en) Calibration method for visual sensor
US7200260B1 (en) Teaching model generating device
JP5382621B2 (en) Transfer equipment
EP1215017B1 (en) Robot teaching apparatus
JP3377465B2 (en) Image processing device
JP3556589B2 (en) Position and orientation recognition device
EP2682711B1 (en) Apparatus and method for three-dimensional measurement and robot system comprising said apparatus
JP2000288974A (en) Robot device having image processing function
JPS586404A (en) Device for detecting physical position and direction of body
JPH11300670A (en) Article picking-up device
JP2011167815A (en) Object recognizing robot system
WO2019146201A1 (en) Information processing device, information processing method, and information processing system
JPWO2018043525A1 (en) Robot system, robot system control apparatus, and robot system control method
EP3411194A1 (en) Robot system calibration
JP4303411B2 (en) Tracking method and tracking system
JPH1158273A (en) Mobile robot device
JP5446887B2 (en) Control device, robot, robot system, and robot tracking method
JP3332666B2 (en) Article storage box position detection method and article storage box gripping device
JP5891698B2 (en) robot
US5668628A (en) Detection angle control method for laser sensor
JPH0820207B2 (en) Optical 3D position measurement method
JP3151900B2 (en) Parts supply device
JPH04269194A (en) Plane measuring method
EP4155037A1 (en) Work program production system and work program production method

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020624

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080726

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080726

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090726

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees