JP3369990B2 - Robot calibration method and device - Google Patents
Robot calibration method and deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの加工、組
立等の自動化ラインにおいて使用されるロボットのキャ
リブレーション方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for calibrating a robot used in an automated line for machining and assembling a work.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年のロボット、センサ及びコンピュー
タ技術の進展により、3次元空間内のワークの位置や形
状を認識するシステム、或いはこのようなシステムによ
る計測データを利用して、ロボットによりワークの移
送、加工、組立などを自動的に行うロボット装置が発展
してきた。2. Description of the Related Art Due to recent advances in robots, sensors and computer technology, a system for recognizing the position and shape of a work in a three-dimensional space, or measurement data obtained by such a system is used to transfer the work by a robot. Robot devices that automatically perform processing, assembly, etc. have been developed.
【0003】この種のロボット装置は、円筒形又は円盤
状のワークに対して吸着又は搭載方式のようなチャック
レス方式を採用したハンドにより、ワークを保持、搬送
し、移送先に載置する機能を有する。ハンドには、ワー
クのエッジ(縁)を検出する光電センサのようなオンオ
フ・センサが搭載されており、これによってハンドがワ
ークを保持できる位置の近くまで来たことを検出する。
そして、その位置からワークの中心位置までは、ハンド
がワークの中心を保持するか否かを目視で確認すること
により、位置の補正量を求めるようにしているが、この
場合、目視による誤差と作業性の悪さが問題となってい
た。This type of robot apparatus has a function of holding and transporting a work by a hand adopting a chuckless method such as a suction or mounting method for a cylindrical or disk-shaped work, and placing it on a transfer destination. Have. The hand is equipped with an on / off sensor such as a photoelectric sensor that detects the edge of the work, and this detects that the hand has come close to the position where the work can be held.
Then, from that position to the center position of the work, by visually confirming whether or not the hand holds the center of the work, the correction amount of the position is obtained. Poor workability was a problem.
【0004】一方、ロボットが保持するワークの中心位
置を、移送先であるワーク格納部(ワーク受)の中心位
置に合わせて自動的に調整するワーク位置自動補正シス
テムが提供されている。このワーク位置自動補正システ
ムにおいては、通常、ロボット(ハンド)とワーク(従
って、それを検出するセンサ)との位置関係が予めわか
っていなければならない。そのため、システム使用前
に、両者の位置関係を求めておくこと(キャリブレーシ
ョン)が必要になる。On the other hand, there is provided a work position automatic correction system which automatically adjusts the center position of a work held by a robot in accordance with the center position of a work storage part (work receiving part) which is a transfer destination. In this work position automatic correction system, normally, the positional relationship between the robot (hand) and the work (hence, the sensor for detecting it) must be known in advance. Therefore, it is necessary to obtain the positional relationship between the two (calibration) before using the system.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ロボットを用いたシステムにおいては、ハンドに取り付
ける加工工具や刃具等のエフェクタ(効果器)の位置
と、ワークの位置や形状を検出するセンサの位置との関
係を計測したり調整したりするキャリブレーションの方
法、更にはキャリブレーションの簡易化もしくは自動化
については、体系的な検討は殆どなされていないため、
その自動化は充分でなかった。However, in the conventional system using the robot, the position of the effector (effector) such as the machining tool or the cutting tool attached to the hand, and the position of the sensor for detecting the position and shape of the work. Since there is almost no systematic examination of the calibration method for measuring and adjusting the relationship with, and further the simplification or automation of the calibration,
The automation was not enough.
【0006】実際、人が直接又はカメラ視野などの補助
を受けて、目視で計測し或いは調整結果を判定した後、
ロボットを稼動させて結果を判定するといった作業を繰
り返してキャリブレーションを行うことが多い。そのた
め、従来のキャリブレーション作業は、精度を出しにく
く、かつ時間もかかるという問題があった。Actually, after a person visually measures or judges an adjustment result, directly or with the assistance of a camera visual field, etc.,
Calibration is often performed by repeating the operation of operating the robot and determining the result. Therefore, the conventional calibration work has a problem that it is difficult to obtain accuracy and it takes time.
【0007】また、上記のようなセンサの取付位置につ
いては、機械的に位置出しを行う必要がある場合が多
く、特にロボットの効果器付近にワーク位置検出用のセ
ンサが配置されている場合、作業領域が狭く、キャリブ
レーション作業そのものが困難であった。Regarding the mounting position of the sensor as described above, it is often necessary to perform mechanical positioning, especially when a sensor for detecting the work position is arranged near the effector of the robot. The work area was small and the calibration work itself was difficult.
【0008】本発明の目的は、円筒形や円盤のような形
状のワークの中心位置を検出し、移載先のワーク受の中
心位置に合わせてワークの位置を自動的に調整する機能
を有するロボットシステムにおいて、ワークの位置を検
出するセンサの位置と、ワークの保持、搬送等を行うロ
ボットの位置との関係を自動的に計測して、必要な補正
を行うキャリブレーションの方法と、これを実施する装
置とを提供することである。An object of the present invention is to have a function of detecting the center position of a work having a cylindrical shape or a disk shape and automatically adjusting the position of the work in accordance with the center position of the work receiving destination. In a robot system, a calibration method that automatically measures the relationship between the position of the sensor that detects the position of the work and the position of the robot that holds and conveys the work, and performs the necessary correction, and this And an apparatus for performing the same.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、移送対象のワ
ーク(W)を保持して移送するためのハンド部(2)
と、ワーク(W)の縁又は面を検出するワーク位置検出
手段(4,5)とを備えたワーク移送ロボットのキャリ
ブレーション方法であって、
(a) 前記ワーク(W)又はこれと同等の外形を少なくと
も一部に有する基準ワーク(W0)を、物体の中心を検
出するセンサユニット(6,12)を有し且つ該基準ワ
ークとの位置関係を再現しうる位置に取り外し可能に配
置されたキャリブレーションユニット(20)内におい
て前記センサユニット(6,12)の検知範囲内に保持
し、前記ハンド部(2)を前記センサユニット(6,1
2)の検知範囲内に移動して、前記ワーク(W)又は基
準ワーク(W0)及び前記ハンド部(2)の中心位置を
前記センサユニット(6,12)により検出する工程、
(b) 前記ハンド部(2)を、前記センサユニット(6,
12)での検出位置よりさらに前記ワーク(W)又は基
準ワーク(W0)に近づけ、前記ワーク位置検出手段
(4,5)が当該ワーク(W)又は基準ワーク(W0)
の縁又は面を検出する位置まで移動する工程、及び
(c) 前記基準ワーク(W)と前記ハンド部(2)の中心
を一致させた時の中心位置と、前記ワーク位置検出手段
(4,5)が前記ワーク(W)又は基準ワーク(W0)
の縁又は面を検出した位置との間の距離を算出し、その
値を補正値として記憶する工程を含むことを特徴とす
る。According to the present invention, a hand part (2) for holding and transferring a work (W) to be transferred is provided.
And a work position detecting means (4, 5) for detecting an edge or a surface of the work (W), comprising: (a) the work (W) or a work equivalent thereto. A reference work (W 0 ) having an outer shape in at least a part thereof is provided with a sensor unit (6, 12) for detecting the center of an object and the reference work (W 0 ).
Detachable at a position that can reproduce the positional relationship with the
Smell inside the installed calibration unit (20)
The retained in the detection range of the sensor unit (6, 12), the hand portion (2) the sensor unit Te (6,1
Moving within the detection range of 2) and detecting the center position of the work (W) or the reference work (W 0 ) and the hand part (2) by the sensor unit (6, 12), (b) The hand unit (2) is connected to the sensor unit (6,
Furthermore the workpiece from the detection position at 12) (W) or reference close to the workpiece (W 0), the workpiece position detecting means (4, 5) of the workpiece (W) or reference workpiece (W 0)
Moving to a position for detecting the edge or surface of the workpiece, and (c) the center position when the centers of the reference work (W) and the hand part (2) are aligned with each other, and the work position detecting means (4). 5) is the work (W) or the reference work (W 0 ).
The method is characterized by including a step of calculating a distance from the position where the edge or the surface of is detected and storing the value as a correction value.
【0010】本発明の装置は、移送対象のワーク(W)
を保持して移送するためのハンド部(2)と、ワークの
縁又は面を検出するワーク位置検出手段(4,5)とを
備えたワーク移送ロボットのキャリブレーションを行う
ための装置であって、検知範囲内に入った物体の中心を
検出するセンサユニット(6,12)を有し且つ該基準
ワークとの位置関係を再現しうる位置に取り外し可能に
配置されたキャリブレーションユニット(20)と、前
記ハンド部(2)の動作を制御する制御手段(コンピュ
ータ)とを具備し、前記制御手段(コンピュータ)は、
前記ワーク(W)又はこれと同等の外形を少なくとも一
部に有する基準ワーク(W0)を前記キャリブレーショ
ンユニット(20)におけるセンサユニット(6,1
2)の検知範囲内に保持した状態で、前記ハンド部
(2)を前記センサユニット(6,12)の検知範囲内
に移動し、前記中心位置検出手段により前記ハンド部
(2)及び前記ワーク(W)又は基準ワーク(W0)の
中心位置を検出した後、前記ハンド部(2)を、前記セ
ンサユニット(6,12)での検出位置よりさらに前記
ワーク又は基準ワークに近づけ、前記ワーク位置検出手
段(4,5)が前記ワーク又は基準ワークの縁又は面を
検出する位置まで移動するように、前記ワーク位置検出
手段(4,5)及び前記センサユニット(6,12)か
らの各検出信号に基づいて前記ハンド部(2)を制御
し、前記基準ワーク(W0)と前記ハンド部(2)の中
心を一致させた時の中心位置と、前記ワーク位置検出手
段(4,5)が前記ワーク又は基準ワークの縁又は面を
検出した位置との間の距離を算出し、その値を補正値と
して記憶することを特徴とする。The apparatus of the present invention is provided with a work (W) to be transferred.
A device for calibrating a work transfer robot comprising a hand part (2) for holding and transferring the work and a work position detecting means (4, 5) for detecting an edge or a surface of the work. A sensor unit (6, 12) for detecting the center of an object that has entered the detection range, and the reference
Detachable at a position that can reproduce the positional relationship with the work
It comprises a calibration unit (20) arranged and a control means (computer) for controlling the operation of the hand part (2), the control means (computer) comprising:
The reference work (W 0 ) having at least a part of the work (W) or an outer shape equivalent to the work (W) is used for the calibration.
Sensor unit (6, 1 in the unit unit (20)
The hand part (2) is moved within the detection range of the sensor unit (6, 12) while being held within the detection range of 2), and the hand part (2) and the workpiece are detected by the center position detecting means. (W) or after detecting the center position of the reference work (W 0 ), the hand part (2) is brought closer to the work or the reference work than the detection position of the sensor unit (6, 12), Each of the work position detecting means (4, 5) and the sensor unit (6, 12) so that the position detecting means (4,5) moves to a position for detecting the edge or surface of the work or the reference work. The hand part (2) is controlled based on the detection signal, and the center position when the centers of the reference work (W 0 ) and the hand part (2) are aligned with each other, and the work position detecting means (4,5). ) Is the word It is characterized in that the distance from the position where the edge or surface of the reference work or the reference work is detected is calculated and the value is stored as a correction value.
【0011】本発明においては、上記のようにワークに
類似した形状を有する基準ワークと、該基準ワークとの
位置関係を再現しうる位置に取り外し可能に配置された
キャリブレーションユニット内において検知範囲内に入
った物体の中心を検出可能なセンサユニットとを用いる
ことにより、ロボットとワーク位置検出センサとの相対
位置関係が容易に得られる。In the present invention, a reference work having a shape similar to the work as described above and the reference work are provided.
It was removably placed at a position where the positional relationship could be reproduced.
By using the sensor unit capable of detecting the center of the object within the detection range in the calibration unit, the relative positional relationship between the robot and the work position detection sensor can be easily obtained.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】本発明は、吸着型或いは搭載型の
チャックレス方式の効果器を用いて円筒形や円盤形状の
ワークを保持して搬送、移載するロボットに対し、ワー
クの中心位置を検出するセンサを用いて、ロボットが保
持したワークの中心位置を、移載先のワーク受容体(ワ
ーク受)の中心位置に合わせて自動的に調整する「ワー
ク位置自動補正システム」に利用可能である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is directed to a robot for holding, transporting and transferring a cylindrical or disk-shaped work by using a chuckless type effector of a suction type or a loading type, and a central position of the work. It can be used for the "work position automatic correction system" that automatically adjusts the center position of the work held by the robot to the center position of the work receiver (work receiving) to which the robot is transferred using the sensor that detects Is.
【0013】以下、ワーク位置自動補正システムとし
て、ロボット装置に設けられる「搭載型効果器」の例と
してフォークを用いる場合について述べる。フォークを
用いたロボット装置は、例えば、腕時計本体の下側から
裏面カバーを組み付ける工程や半導体製造工程における
ウエハの載せかえ工程などに利用される。すなわち、ロ
ボット装置によって、ワークを所定の位置に設置されて
いるワーク受部まで、移送する作業で、図1は、腕時計
本体の下側から裏面カバーを組み付ける工程における例
を示す。The case where a fork is used as an example of the "mounted effector" provided in the robot apparatus will be described below as the work position automatic correction system. A robot device using a fork is used, for example, in a process of assembling a back cover from the lower side of a wristwatch main body, a wafer replacement process in a semiconductor manufacturing process, and the like. That is, FIG. 1 shows an example of a process of assembling the back cover from the lower side of the wristwatch main body in the work of transferring the work to the work receiving portion installed at a predetermined position by the robot device.
【0014】ここでは、ロボット装置1の先端部のフォ
ーク2に載せられたワーク(裏面カバー)Wを、ワーク
受部3に保持されている腕時計本体Tの下側まで移送し
て、所定の位置に組み付ける。従って、この場合におい
て、ワーク受部3に保持されている腕時計本体Tの中心
位置と、裏面カバーWの中心位置を合致させた上での取
付け作業が要求される。このような動作を制御する手段
として、中央処理装置(CPU)と記憶装置(メモリ)
とを含むコンピュータが用いられる。これは、ロボット
装置1の本体内に収納され、或いは本体の外に設置され
る。Here, the work (back cover) W placed on the fork 2 at the tip of the robot apparatus 1 is transferred to the lower side of the wristwatch body T held by the work receiving portion 3 and is moved to a predetermined position. Attach to. Therefore, in this case, the mounting work is required after the center position of the wristwatch body T held by the work receiving portion 3 and the center position of the back cover W are matched. As a means for controlling such operations, a central processing unit (CPU) and a storage device (memory)
Computers including and are used. This is housed in the main body of the robot apparatus 1 or installed outside the main body.
【0015】このようなワークWの組付け作業でワーク
Wの移送及び載置を正確に実行するためには、フォーク
2に搭載したワークWの中心位置を、移送先であるワー
ク受部3の中心位置に合わせて自動的に調整する必要が
あり、その前提として、ロボットとワークの位置を検出
するセンサとの位置関係を求めるキャリブレーションを
行う必要がある。In order to accurately transfer and place the work W in the work of assembling the work W as described above, the center position of the work W mounted on the fork 2 is set in the work receiving portion 3 which is the transfer destination. It is necessary to automatically adjust the position according to the center position, and as a prerequisite for that, it is necessary to perform calibration for obtaining the positional relationship between the robot and the sensor that detects the position of the work.
【0016】図2は、本発明の実施例であるワーク位置
自動補正システムとして、中心位置を合わせてフォーク
2に載置可能な基準ワークW0を内蔵し、検知範囲内に
入った物体の中心位置を検出可能なキャリブレーション
ユニット20について示す。FIG. 2 shows an automatic work position correcting system according to an embodiment of the present invention, which has a built-in reference work W 0 which can be placed on the fork 2 with its center position aligned, and which is located at the center of the object within the detection range. The calibration unit 20 capable of detecting the position will be described.
【0017】キャリブレーションユニット20は、その
上面に中心位置検出センサユニット6が設けられ、その
中心位置検出センサユニット6の検知範囲内に基準ワー
クW 0を固定している。ここで、中心位置検出センサユ
ニット6は、その検知範囲内にある物体の中心位置を検
出可能なセンサであり、本実施例では、CCDカメラを
用いた場合について示す。このキャリブレーションユニ
ット20によれば、この内部にフォーク2が移送され、
中心位置検出センサユニット6の検知範囲内に入った段
階でフォーク2の中心位置を検出することが可能にな
る。The calibration unit 20 includes
The center position detection sensor unit 6 is provided on the upper surface,
Within the detection range of the center position detection sensor unit 6, the reference work
Ku W 0Is fixed. Here, the center position detection sensor unit
The knit 6 detects the center position of the object within the detection range.
It is a sensor that can be output, and in this embodiment, a CCD camera
The case where it is used is shown. This calibration unit
According to the cot 20, the fork 2 is transferred into this,
Steps within the detection range of the center position detection sensor unit 6
It is possible to detect the center position of the fork 2 on the floor
It
【0018】基準ワークW0は、図2に示すような円盤
状に形成され、その外径又は半径は既知である。ここで
は、基準ワークW0の半径rは実際の作業で用いられる
ワーク(上記裏面カバー)と等しくしたものであるとす
る。従って、フォーク2は、この円盤状の基準ワークW
0を載せて収納できるように、当該基準ワークW0の円
周に沿った円弧状部分を有する凹部2aが形成されてい
る。基準ワークW0は、基準ワーク固定台8に立設した
4本の支柱7で固定される。各支柱7の上端部は、基準
ワークW0を載せて固定するために、その内側が溝状に
切り欠き形成されている。The reference work W 0 is formed in a disc shape as shown in FIG. 2, and its outer diameter or radius is known. Here, it is assumed that the radius r of the reference work W 0 is equal to the work (the back cover) used in the actual work. Therefore, the fork 2 is the disc-shaped reference work W.
A concave portion 2a having an arcuate portion along the circumference of the reference work W 0 is formed so that 0 can be placed and stored. The reference work W 0 is fixed by four columns 7 standing on the reference work fixing base 8. The upper end of each column 7 has a groove-shaped notch formed on the inner side thereof for mounting and fixing the reference work W 0 .
【0019】キャリブレーションユニット20の、基準
ワークW0の固定位置と対面する側面には、フォーク2
がキャリブレーションユニット20内部に進入できるよ
うに開口部21が設けられている。The fork 2 is provided on the side surface of the calibration unit 20 facing the fixed position of the reference work W 0.
An opening 21 is provided so that the inside of the calibration unit 20 can enter.
【0020】次に、このキャリブレーションユニット2
0に用いられるフォーク2には、図1に示すように、ロ
ボット座標系(X,Y,Z)のZ(垂直)方向の位置検
出用検出部(以下「Z検出センサ」という)4と、XY
(平面)方向の位置検出用検出部(以下「XY検出セン
サ」という)5が取り付けられている。Next, the calibration unit 2
As shown in FIG. 1, the fork 2 used for 0 has a Z (vertical) direction position detection unit (hereinafter referred to as “Z detection sensor”) 4 in the robot coordinate system (X, Y, Z). XY
A detection unit (hereinafter referred to as “XY detection sensor”) 5 for position detection in the (plane) direction is attached.
【0021】このフォーク2を基準ワークW0に近づけ
たときの各検出部とワークとの位置関係を、Z検出セン
サ4については図3に、XY検出センサ5については図
4に示す。「Z検出センサ」4は、発光素子と受光素子
(図示省略)とを備え、図3に示すように、基準ワーク
W0の縁(エッジ)を両側の検出部4で検出することに
より、基準ワークW0のZ方向の位置を検出するように
構成されている。「XY検出センサ」5は、図4に示す
ように、基準ワークW0の面を挟み込むようなコの字型
の検出部で、例えば上側に発光素子、下側に受光素子を
備え、基準ワークW0のXY方向の位置を検出するよう
に構成されている。The positional relationship between the respective detecting portions and the work when the fork 2 is brought close to the reference work W 0 is shown in FIG. 3 for the Z detection sensor 4 and in FIG. 4 for the XY detection sensor 5. The “Z detection sensor” 4 includes a light emitting element and a light receiving element (not shown), and as shown in FIG. 3, by detecting the edge of the reference work W 0 by the detection sections 4 on both sides, It is configured to detect the position of the work W 0 in the Z direction. As shown in FIG. 4, the “XY detection sensor” 5 is a U-shaped detection unit that sandwiches the surface of the reference work W 0 , and includes, for example, a light emitting element on the upper side and a light receiving element on the lower side. It is configured to detect the position of W 0 in the XY directions.
【0022】以上のようなキャリブレーションユニット
20によるワーク位置自動補正システムは、キャリブレ
ーションユニット20内において、ロボット装置1が実
際に行うワークの移送作業と同様の操作をすることによ
り、キャリブレーションを可能とするものである。In the work position automatic correction system using the calibration unit 20 as described above, calibration can be performed by performing the same operation as the work transfer work actually performed by the robot apparatus 1 in the calibration unit 20. It is what
【0023】次に、このキャリブレーションユニット2
0によるキャリブレーションの処理手順について説明す
る。Next, the calibration unit 2
A calibration processing procedure based on 0 will be described.
【0024】ST1:フォーク2をキャリブレーション
ユニット20内の中心位置検出センサユニットの検知範
囲内に移動する。ST1: The fork 2 is moved within the detection range of the center position detection sensor unit in the calibration unit 20.
【0025】ST2:中心位置検出センサユニット6か
ら、フォーク2と基準ワークW0の中心位置を検出し、
両者の相対位置を記憶する。ST2: The center position detecting sensor unit 6 detects the center positions of the fork 2 and the reference work W 0 ,
Memorize the relative position of both.
【0026】ST3:フォーク2を基準ワークW0付近
に移動させる。ST3: The fork 2 is moved to the vicinity of the reference work W 0 .
【0027】ST4:Z検出センサ4が、OFFからO
Nに切り替わるまでフォーク2をZ軸(鉛直)方向に移
動(上昇)させる(図3)。ST4: The Z detection sensor 4 goes from OFF to O
The fork 2 is moved (raised) in the Z-axis (vertical) direction until it is switched to N (FIG. 3).
【0028】ST5:Z検出センサ4がONとなったと
ころでロボットを停止し、このときのZ座標値(Z1)
を記憶する。ST5: The robot is stopped when the Z detection sensor 4 is turned on, and the Z coordinate value (Z 1 ) at this time is stopped.
Memorize
【0029】ST6:XY検出センサ5がOFFからO
Nに切り替わるまでフォーク2をXY(水平)方向に移
動(前進)させる。ST6: XY detection sensor 5 goes from OFF to O
The fork 2 is moved (advanced) in the XY (horizontal) directions until it is switched to N.
【0030】ST7:XY検出センサ5がONとなった
ところでロボットを停止し、そのXY座標値(X1,Y
1)を記憶する。ST7: The robot is stopped when the XY detection sensor 5 is turned on, and its XY coordinate values (X 1 , Y
1 ) is memorized.
【0031】ST8:上記ST2において記憶したフォ
ーク2及び基準ワークW0の相対位置と、座標値
(X1,Y1)より、フォーク2の中心とXY検出セン
サ5との位置関係を算出する。ST8: The positional relationship between the center of the fork 2 and the XY detection sensor 5 is calculated from the relative positions of the fork 2 and the reference work W 0 stored in ST2 and the coordinate values (X 1 , Y 1 ).
【0032】以上の手順により算出された位置関係を記
憶し、その記憶されたフォーク2の中心とXY検出セン
サ5との相対位置関係を再現する位置となるように、前
記制御手段によりロボットの動作を制御する。これによ
り、ワーク受部3の中心とフォーク2の中心との位置合
わせが容易にでき、ロボット装置1による再現性のある
正確な作業を行うことが可能となる。The control unit operates the robot so that the positional relationship calculated by the above procedure is stored and the relative positional relationship between the stored center of the fork 2 and the XY detection sensor 5 is reproduced. To control. As a result, the center of the work receiving portion 3 and the center of the fork 2 can be easily aligned, and the robot apparatus 1 can perform reproducible and accurate work.
【0033】なお、キャリブレーションユニット20の
取付け及び取り外しの際に、ワーク受部3と基準ワーク
W0との中心位置がずれることなく再現性を確保する方
法として、キャリブレーションユニット20の底部にピ
ン穴9を設け、キャリブレーションユニット取付けベー
ス10には、このピン穴9に勘合するピン11を設ける
という方法が採用できる。As a method of ensuring reproducibility when the calibration unit 20 is attached and detached without the center positions of the work receiving portion 3 and the reference work W 0 being displaced, a pin is attached to the bottom of the calibration unit 20. It is possible to adopt a method in which the hole 9 is provided and the calibration unit mounting base 10 is provided with the pin 11 that fits into the pin hole 9.
【0034】中心位置検出センサユニットを備えた上記
キャリブレーションユニット20の別の例として、中心
位置検出センサユニットとしてスキャナ装置を用いるこ
ともできる。スキャナ装置は、物体を光学的に走査し
て、その反射光を読み取ることにより、当該物体の形状
を認識することができる。本実施例における中心位置検
出センサユニットとしてのスキャナ装置は、この認識し
た形状データから、当該物体の中心位置が算出できるよ
うな構成とする。As another example of the calibration unit 20 having the center position detection sensor unit, a scanner device may be used as the center position detection sensor unit. The scanner device can recognize the shape of the object by optically scanning the object and reading the reflected light. The scanner device as the center position detection sensor unit in the present embodiment is configured so that the center position of the object can be calculated from the recognized shape data.
【0035】図5は、中心位置検出センサユニットとし
てスキャナ装置12を用いた場合のキャリブレーション
ユニット20を示す。FIG. 5 shows the calibration unit 20 when the scanner device 12 is used as the center position detection sensor unit.
【0036】スキャナ装置12はY方向に可動するアク
チュエータ13に接続され、図5に示すAB間を可動範
囲としてY方向に移動できるように構成される。この可
動範囲が、すなわちスキャナ装置12のY方向について
の検知範囲となる。また、スキャナ装置12のX方向に
ついては、スキャナ装置12がフォーク2及び基準ワー
クW0の上方に移動したときに、検知範囲に収まるよう
に十分な長さを有するものとする。The scanner device 12 is connected to an actuator 13 which is movable in the Y direction, and is configured to be movable in the Y direction with a movable range between AB shown in FIG. This movable range is the detection range of the scanner device 12 in the Y direction. Further, it is assumed that the scanner device 12 has a sufficient length in the X direction so that the scanner device 12 falls within the detection range when the scanner device 12 moves above the fork 2 and the reference work W 0 .
【0037】従って、このスキャナ12を用いた場合の
キャリブレーションユニット20においても、スキャナ
12の検知範囲にフォーク2を移動させ、フォーク2と
基準ワークW0の中心位置を検出することにより、上記
ST3〜ST8までの処理手順により、キャリブレーシ
ョンが実行される。Therefore, also in the calibration unit 20 using this scanner 12, by moving the fork 2 to the detection range of the scanner 12 and detecting the center positions of the fork 2 and the reference work W 0 , the above-mentioned ST3 is performed. The calibration is executed by the processing procedure from ST8 to ST8.
【0038】以上によれば、ロボット装置とワーク位置
検出センサとの相対位置を知るためのキャリブレーショ
ン作業の自動化が実現できる。さらには、ワーク位置検
出センサ或いはロボット効果器の交換に伴うキャリブレ
ーション作業が簡略化され、メンテナンス作業も容易に
なる。According to the above, the automation of the calibration work for knowing the relative position between the robot device and the work position detection sensor can be realized. Further, the calibration work accompanying the replacement of the work position detection sensor or the robot effector is simplified, and the maintenance work is facilitated.
【0039】また、本発明に係るワーク位置自動補正シ
ステムは、上記の搭載型効果器を利用する場合だけでな
く、吸着型効果器を利用する場合にも適用できる。Further, the work position automatic correction system according to the present invention can be applied not only when using the above-mentioned on-board effector but also when using the suction-type effector.
【0040】また、基準ワークの円周部と外径が異なる
ワークを用いてロボット効果器の中心位置に対する、ワ
ーク受部の中心位置を教示する場合も、キャリブレーシ
ョン時に得られたデータを用いて、幾何学的性質を利用
して、効果器の中心位置とワーク位置検出センサとの関
係を求めておけば、教示が容易になる。Also, when teaching the center position of the work receiving part with respect to the center position of the robot effector using a work having a different outer diameter from the circumference of the reference work, the data obtained during calibration is used. If the relationship between the center position of the effector and the work position detecting sensor is obtained by utilizing the geometrical property, teaching becomes easy.
【図1】ロボット装置で腕時計本体に裏面カバーを組み
付ける工程を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a process of assembling a back cover to a wristwatch body by a robot device.
【図2】本発明を実施するワーク位置自動補正システム
の一例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of a work position automatic correction system for carrying out the present invention.
【図3】基準ワークとZ検出センサとの位置関係を示す
図。FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between a reference work and a Z detection sensor.
【図4】基準ワークとXY検出センサとの位置関係を示
す図。FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship between a reference work and an XY detection sensor.
【図5】ワーク位置自動補正システムの別の例を示す
図。FIG. 5 is a diagram showing another example of the work position automatic correction system.
1…ロボット装置、2…フォーク、3…ワーク受部、W
…ワーク、T…腕時計本体、W0…基準ワーク、4…Z
検出センサ、5…XY検出センサ、6…CCDカメラ、
7…支柱、8…基準ワーク取付け台、9…ピン穴、10…
キャリブレーションユニット取付けベース、11…ピ
ン、12…スキャナ装置、20キャリブレーションユニ
ット。1 ... Robot device, 2 ... Fork, 3 ... Work receiving part, W
… Work, T… Watch body, W 0 … Reference work, 4… Z
Detection sensor, 5 ... XY detection sensor, 6 ... CCD camera,
7 ... Posts, 8 ... Reference work mounting base, 9 ... Pin holes, 10 ...
Calibration unit mounting base, 11 ... Pin, 12 ... Scanner device, 20 Calibration unit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 9/10 B25J 15/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B25J 9/10 B25J 15/08
Claims (2)
のハンド部と、ワークの縁又は面を検出するワーク位置
検出手段とを備えたワーク移送ロボットのキャリブレー
ション方法であって、 (a) 前記ワーク又はこれと同等の外形を少なくとも一部
に有する基準ワークを、物体の中心を検出するセンサユ
ニットを有し且つ該基準ワークとの位置関係を再現しう
る位置に取り外し可能に配置されたキャリブレーション
ユニット内において前記センサの検知範囲内に保持し、
前記ハンド部を前記センサユニットの検知範囲内に移動
して、前記ワーク又は基準ワーク及び前記ハンド部の中
心位置を前記センサユニットにより検出する工程、 (b) 前記ハンド部を、前記センサユニットでの検出位置
よりさらに前記ワーク又は基準ワークに近づけ、前記ワ
ーク位置検出手段が当該ワーク又は基準ワークの縁又は
面を検出する位置まで移動する工程、及び (c) 前記基準ワークと前記ハンド部の中心を一致させた
時の中心位置と、前記ワーク位置検出手段が前記ワーク
又は基準ワークの縁又は面を検出した位置との間の距離
を算出し、その値を補正値として記憶する工程を含むこ
とを特徴とする。1. A calibration method for a work transfer robot, comprising: a hand part for holding and transferring a work to be transferred; and a work position detecting means for detecting an edge or a surface of the work. ) a reference workpiece having at least a portion of the workpiece or equivalent profile, Sensayu for detecting the center of the object
Have a knit and reproduce the positional relationship with the reference work
Calibration removably placed in place
Hold within the detection range of the sensor in the unit ,
A step of moving the hand unit within a detection range of the sensor unit to detect the center position of the work or reference work and the hand unit by the sensor unit; (b) the hand unit in the sensor unit A step of further approaching the work or the reference work from the detection position, and moving to a position where the work position detecting means detects the edge or surface of the work or the reference work, and (c) the center of the reference work and the hand part. A step of calculating a distance between the center position at the time of matching and the position where the work position detecting means detects the edge or surface of the work or the reference work, and storing the value as a correction value. Characterize.
のハンド部と、ワークの縁又は面を検出するワーク位置
検出手段とを備えたワーク移送ロボットのキャリブレー
ションを行うための装置であって検知範囲内に入った物
体の中心を検出するセンサユニットを有し且つ該基準ワ
ークとの位置関係を再現しうる位置に取り外し可能に配
置されたキャリブレーションユニットと、前記ハンド部
の動作を制御する制御手段とを具備し、 前記制御手段は、前記ワーク又はこれと同等の外形を少
なくとも一部に有する基準ワークを前記キャリブレーシ
ョンユニットにおけるセンサユニットの検知範囲内に保
持した状態で、前記ハンド部を前記センサユニットの検
知範囲内に移動し、前記中心位置検出手段により前記ハ
ンド部及び前記ワーク又は基準ワークの中心位置を検出
した後、前記ハンド部を、前記センサユニットでの検出
位置よりさらに前記ワーク又は基準ワークに近づけ、前
記ワーク位置検出手段が前記ワーク又は基準ワークの縁
又は面を検出する位置まで移動するように、前記ワーク
位置検出手段及び前記センサユニットからの各検出信号
に基づいて前記ハンド部を制御し、 前記基準ワークと前記ハンド部の中心を一致させた時の
中心位置と、前記ワーク位置検出手段が前記ワーク又は
基準ワークの縁又は面を検出した位置との間の距離を算
出し、その値を補正値として記憶することを特徴とす
る。2. A device for calibrating a work transfer robot comprising a hand part for holding and transferring a work to be transferred and a work position detecting means for detecting an edge or a surface of the work. Has a sensor unit for detecting the center of an object that has entered the detection range by
Detachable at a position that can reproduce the positional relationship with the
Comprising a calibration unit which is location, and control means for controlling the operation of the hand unit, said control means, the workpiece or which said reference workpiece having at least a portion the same outer shape and Kyaribureshi
In the state in which the hand unit is held within the detection range of the sensor unit, the hand unit is moved into the detection range of the sensor unit, and the center position detecting means detects the center positions of the hand unit and the work or the reference work. After that, the hand unit is brought closer to the work or the reference work than the detection position in the sensor unit, and the work position detecting means moves to a position where the edge or surface of the work or the reference work is detected, work
The hand portion is controlled based on each detection signal from the position detecting means and the sensor unit, the center position when the center of the reference work and the center of the hand portion are matched, and the work position detecting means is the work or It is characterized in that the distance between the edge of the reference work and the position where the surface is detected is calculated and the value is stored as a correction value.
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JP36275098A JP3369990B2 (en) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Robot calibration method and device |
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TWI382903B (en) * | 2007-11-23 | 2013-01-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Mechanical hand |
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