JP4056662B2 - Appearance inspection device - Google Patents

Appearance inspection device Download PDF

Info

Publication number
JP4056662B2
JP4056662B2 JP26188499A JP26188499A JP4056662B2 JP 4056662 B2 JP4056662 B2 JP 4056662B2 JP 26188499 A JP26188499 A JP 26188499A JP 26188499 A JP26188499 A JP 26188499A JP 4056662 B2 JP4056662 B2 JP 4056662B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
point
inspection
robot
tip
workpiece
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 - Lifetime
Application number
JP26188499A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001088073A (en
Inventor
一郎 木村
博志 木村
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP26188499A priority Critical patent/JP4056662B2/en
Publication of JP2001088073A publication Critical patent/JP2001088073A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4056662B2 publication Critical patent/JP4056662B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像手段を用いて検査対象物の外観を検査する外観検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、治具上に位置決めされた立体的なワークの外観を高速で検査するために、ロボット先端にカメラを装着し、ロボットを停止させることなく高速で検査する各種手法が提案されており、その手法の一例としてCP(continuous path )制御が提案されている。このCP制御とは、所定の検査点間に補間用の動作点を設定し、ロボット先端が検査点を含む動作点を通過するように制御することによりロボット先端が検査点間を略直線的に動作する方式である。従って、ロボット先端は各動作点を通過すると共に動作点に位置したタイミングで所定の姿勢となるように制御されるので、ロボット先端に装着されたカメラが所定の検査点に位置したタイミングでワークを撮像することにより画像処理装置でワークの外観を検査することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような外観検査装置では、ワークを撮像するためのカメラの位置及び姿勢が検査点で固定されているので、ワークを治具により所定位置に位置決めする必要があり、治具のコストが高いと共に、治具を所定位置にセットするための搬送コストも必要となる。
【0004】
この場合、外観検査装置のコストを低減するには、例えばコンベア上にワークを位置決めしない任意の状態で投入し、その任意の姿勢で投入されたワークをカメラで撮像し、そのワークの位置及び姿勢を画像処理装置により検出することにより、ロボット先端に装着したカメラの動作経路をワークの位置及び姿勢に応じて補正することによりワークを検査することが考えられる。
【0005】
しかしながら、上述したCP制御では、検査点間にも動作点を自動設定し、その動作点においてカメラの姿勢も同時に制御する方式であるので、ロボット先端を所定の位置及び姿勢で与えられた動作経路を所定速度で動作させようとすると、ロボット先端が特異点近傍を通過することがある。この特異点とは、ロボットの特定の軸を高速で動かさなければならずアクチュエータの性能上の制限となるポイントのことで、ロボット先端の軌跡が設定された動作経路から変わってしまったり、ロボット先端の速度が低下してしまったり、さらにはロボットを停止させたりしなければならない事態を生じる。
【0006】
図7は2軸ロボットの動作例を示しており、各実線が軸(マニピュレータ)を示している。この図7において、軸1の先端に軸2が設けられ、その軸2の先端がロボット先端に設定されている。このロボット先端が動作点Aから動作点Bへ直線動作させたときに動作点C(特異点)においてある軸を高速で回転させなければならず、正常に動作できなくなる。
【0007】
ところで、ワークを複数の検査点において高速で外観検査する場合は、検査したい検査点をロボット先端が予め教示した教示位置及び教示姿勢で通過すればよく、検査点間の経路は問題ではない。従って、任意の経路を通過しながらロボットを停止させずに高速検査を実現するためには、ロボットをマニピュレータの各軸レベルに対する制御を用いて動作させるPTP(point to point)制御方式を用いるのが望ましい。
【0008】
図8はPTP制御による2軸ロボットの動作例を図7に示すCP制御と対比して示している。この図8に示すようにロボット先端を動作点Aから動作点Bまで動作させたときは、ロボット先端の軌跡は直線にはならないものの、各軸は滑らかな速度変化で動作するので、動作可能である。
【0009】
しかしながら、PTP制御であっても、ロボットを連続動作させる際に問題となるのは、ロボット先端が予め教示した検査点を通過しないことである。つまり、ロボットを連続動作させるためには、ある動作の減速と次の動作の加速とをオーバラップさせることにより動作時間の短縮を実現している。具体的には、図9に示すようにA,B,Cを動作点として設定した場合、同図に示すように動作点Bで静止させるのではなく、図10に示すように動作点Bでは減速と加速とを同時に実行しているので、A→B→Cの連続動作の軌跡は、実線で示すようにB点を通過しない。これをワーク全体の検査のためにロボット動作経路として表すと、図11に示すようになり、検査時の検査点(実線で示す)が教示時の検査点 (破線で示す)と異なってしまうことになり、カメラによりワーク3を正しく撮像することができない。
【0010】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、撮像手段を用いて検査対象物の外観を検査する構成において、検査対象物の位置及び姿勢が任意の場合であっても検査対象物を高速で確実に検査することができる外観検査装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によれば、ロボット先端をPTP制御により停止させることなく、ある動作の減速と次の動作の加速とをオーバラップさせることにより高速で連続動作させた状態で、前記ロボット先端に設けられた撮像手段により検査対象物を多数の検査点で検査する外観検査装置において、記憶手段に記憶された前記多数の検査点を前記PTP制御を実行する際の動作点として設定した上で、前記ロボット先端を停止させることことなく、ある動作の減速と次の動作の加速とをオーバラップさせることにより高速で連続動作させた際の通過点を求めるシミュレーション動作を実行するから、ロボットの先端に設けられた撮像手段の通過位置を事前にシミュレートすることができる。そして、ロボット先端をPTP制御により停止させることなく、ある動作の減速と次の動作の加速とをオーバラップさせることにより高速で連続動作させた状態で、前記ロボット先端に設けられた撮像手段により検査対象物を多数の検査点で検査することで、動作時間の短縮を実現した高速での撮像が可能となる反面、上述のように、検査時の検査点が教示時の検査点と異なってしまうが、前記シミュレーション動作の結果、前記通過点と前記検査点との間の距離が所定値を上回った場合は、前記動作点の位置を前記検査点に対する前記通過点のずれ方向と反対側に前記通過点と前記検査点とのずれ量だけずらした新たな補正用の動作点として設定した上で、前記シミュレーション動作を前記通過点と前記検査点との間の全ての距離が所定値以内となるまで繰り返し、この結果、前記通過点と前記検査点との間の全ての距離が所定値以内となった場合の前記動作点を前記PTP制御を実際に実行する際の動作点として設定することにより、前記ロボット先端の動作軌跡が前記記憶手段に記憶された前記多数の検査点を通過するように制御することができる。
【0018】
コンベヤ12は載置されたワーク(検査対象物に相当)18を搬送する。このコンベヤ12に沿った位置に第1,第2の固定部材19,20が立設されており、第1の固定部材19に位置補正用カメラ(位置補正用撮像手段に相当)15が設置されている。この位置補正用カメラ15は、コンベヤ12により搬送されるワーク18を上方から撮像するようになっている。
【0019】
第2の固定部材20にはロボット13が下向きに装着されてコンベヤ12の上方に位置している。このロボット13は複数軸のマニピュレータ21を有して構成されており、ロボットコントローラ14によりマニピュレータ21を動作させることによりロボット先端13aの位置及び姿勢を制御するようになっている。ロボット先端13aにはシャッタカメラ16が装着されており、このシャッタカメラ16によりコンベヤ12で搬送されるワーク18を撮像するようになっている。この場合、ロボット先端13aを制御することによりシャッタカメラ16の位置及び姿勢を制御することができる。
【0020】
ロボットコントローラ14は、予め教示された教示位置及び教示姿勢となるようにロボット先端13aをPTP制御により制御するようになっている。
そして、画像処理装置17は、シャッタカメラ16及び位置補正用カメラ15からの画像信号を処理する。
【0021】
図1は全体の電気的構成を概略的に示している。この図1において、ロボット13は、サーボモータ22によりマニピュレータ21を駆動すると共に、そのマニピュレータ21の位置をエンコーダ23により検出するようになっている。
【0022】
ロボットコントローラ14は、主制御部(制御手段に相当)24、教示点記憶部25、動作点補正部(動作点補正手段に相当)26、補正動作点記憶部27、動作点座標変換部(動作点座標変換手段に相当)28及び動作点順序変更部(動作点順序変更手段に相当)29から構成されている。
【0023】
教示点記憶部25は、図示しないティーチペンダントにより教示された教示点におけるロボット先端13aの位置及び姿勢を順に記憶する。
動作点補正部26は、教示点における位置及び姿勢に基づいてロボット13を連続動作した際のロボット先端13aの位置及び姿勢をシミュレーションし、そのシミュレーション結果に基づいてロボット先端13aが教示位置及び教示姿勢となるように動作点の位置を補正する。
補正動作点記憶部27は、動作点補正部26により補正された補正動作点を記憶する。
【0024】
動作点座標変換部28は、補正動作点記憶部27に記憶された動作点の位置及び姿勢を位置補正用カメラ15により撮像されたワーク18の位置及び姿勢に基づいて新座標に変換する。
【0025】
動作点順序変更部29は、ロボット先端13aが動作点を動作順に接続した軌跡にロボット先端13aの動作不可範囲が含まれていたときは、動作不可範囲が含まないように動作点の動作順を変更する。
【0026】
そして、主制御部24は、動作点順序変更部29により変換された動作点の動作順に、ロボット先端13aが動作点座標変換部28により変換された位置及び姿勢となるようにロボット13を制御する。
【0027】
一方、画像処理装置17は、位置補正用カメラ15による撮像に基づいてワーク18の位置及び姿勢を判断すると共に、シャッタカメラ16による撮像に基づいてワーク18の外観を検査する。この場合、位置補正用カメラ15による撮像タイミング及びシャッタカメラ16による撮像タイミングは図示しないセンサの検出結果に基づいて判断するようになっている。
【0028】
次に上記構成の作用について説明する。
図3はロボットコントローラ14の動作を示している。この図3において、ロボットコントローラ14は、ティーチングモードを実行してから検査モードを実行するようになっている。
【0029】
ティーチングモードにおいて、コンベヤ12上に投入されたワーク18がコンベヤ12により所定位置に搬送されると、その所定位置でワーク18が停止するので、その停止状態でティーチペンダントにより所望の検査点におけるロボット先端13a(シャッタカメラ16)の位置及び姿勢をロボットコントローラ14に教示する。すると、ロボットコントローラ14は、教示された検査点におけるロボット先端13aの位置及び姿勢を順に教示点記憶部25に記憶する(S101)。
【0030】
続いて、ロボットコントローラ14は、ティーチペンダントにより所望の検査点におけるロボット先端13aの位置及び姿勢の教示が終了したときは、教示点記憶部25に記憶された位置及び姿勢に基づいてロボット先端13aを連続動作させた際の動作をシミュレーションする(S102)。このシミュレーションとしては、ロボット先端13aをマニピュレータ21の各軸レベルに対する制御を用いて動作させるPTP(point to point)制御方式を用いて実行する。
【0031】
ここで、ロボットコントローラ14は、教示された各検査点をロボット先端13aが連続動作する際の通過点を求め、それらのずれ量を算出する。ここで、ずれ量とは、ロボット先端13aの位置のずれ量と共に姿勢のずれ量も含める。
【0032】
具体的には、図4に示す○印の位置をティーチングにより教示された検査点とすると、シャッタカメラ16は○印の位置において所定の姿勢でワーク18を撮像する必要がある。この○印の位置を動作点としてロボット先端13aを連続動作させた際のロボット先端13aの動作軌跡をシミュレーションすると、図中に一点鎖線で示すようになり、検査点を通過せず検査点の近傍の+印を通過することになる。これは、課題を解決するための手段で説明したように、ロボット13が連続動作する際は、ある動作の減速と次の動作の加速とをオーバラップさせることにより動作時間の短縮を実現しているからである。
【0033】
ここで、ロボットコントローラ14は、○印と+印とのずれ量を算出し(S103)、このずれ量分だけ動作点の位置をずれ方向と反対側にずらすことにより補正するようにしている(S104)。これにより、動作点が△印の位置にずれ、それだけロボット13が連続動作する位置がずれてロボット先端13aの動作軌跡は一点鎖線から二点鎖線に示すように移動するので、ロボット先端13aは○印を通過するようになる。この場合、1つの動作点に着目したときは動作点と教示点とのずれ量に基づいて動作点を補正することができるものの、前後の動作点も補正によりずれてしまうので、ロボットコントローラ14は、通過点と検査点との距離が所定値ε以内でなかったときは(S103:NO)、シミュレーション動作を再度実行し、通過点と検査点との距離が所定値ε以内となるまで実行する。
【0034】
そして、ロボットコントローラ14は、シミュレーションにより得られた全ての通過点と対応する検査点との距離が所定値ε以内となったときは(S103:YES)、動作点に対する補正は終了したと判断して補正動作点を補正動作点記憶部27に記憶する(S105)。
【0035】
さて、上述のようにしてティーチングモードにおいて全ての検査点の補正が終了したときは、コンベヤ12にワーク18を任意の位置及び姿勢(但し、コンベヤ12に接する底面部は同一)で投入する。これにより、ワーク18はコンベヤ12により搬送される。
【0036】
このとき、ワーク18はコンベヤ12上に任意の位置及び姿勢で投入されており、ワーク18の位置及び姿勢は検査点を教示したティーチングの際と異なっているので、ロボットコントローラ14は、ワーク18が所定位置に位置したところで位置補正用カメラ15を駆動することによりワーク18の位置及び姿勢を計測する(S106)。
【0037】
このようにして検出したワーク18の位置及び姿勢に基づいて、ロボットコントローラ14は、ティーチング時に生成した動作点を座標変換する(S107)。つまり、ティーチング時におけるワーク18の位置及び姿勢に基づく座標系を検査時におけるワーク18の位置及び姿勢に基づく座標系に変換することにより教示時及び検査時の各座標系におけるロボット先端13aの位置及び姿勢を一致させるのである。
【0038】
そして、コンベヤ12により搬送されたワーク18が所定の検査位置で停止したところで、ロボットコントローラ14は、座標変換した動作点を通過するようにロボット先端13aをPTP制御方式により制御する(S109)。これにより、ティーチング時と同一の検査条件でワーク18を検査することができる。
【0039】
ところで、このように検査時において動作点を座標変換することによりロボット先端13aはワーク18に対してティーチング時と同一の検査点を通過することができるものの、ロボット先端13aの動作範囲によっては教示時の検査順序のままでは動作できない場合がある。つまり、各マニピュレータ21は固有の回転可能角度を有していることから、ロボット先端13aの回転可能角度は、各マニピュレータ21の回転の合成となり、ロボット先端13aが動作できない動作不可範囲が存在する。このため、動作点の順序によっては、動作点を接続した軌跡がロボット先端13aの動作不可範囲に位置する場合はロボット先端13aを動作できなくなるからである。
【0040】
図5はティーチング時におけるワーク18に対する検査点を示している。この図5において、シャッタカメラ16をワーク18に向けた状態でのロボット先端13aの動作可能範囲はαからβであるので、ロボットコントローラ14は、検査順序の検査点をA→B→C→D→E→F→G→Hに設定している。
【0041】
さて、検査時にワーク18が図6に示す姿勢で位置したとすると、検査点A〜Hはワーク18に対して図示に示す位置となる。つまり、ワーク18の座標は、教示時から回転していることになる。この場合、ロボット先端13aの動作不可範囲はティーチング時と同一であることから、検査点E→Fの移動軌跡が動作不可範囲に位置し、ロボット先端13aは検査点E→F間を移動することはできない。
【0042】
そこで、ロボットコントローラ14は、検査順序の検査点の移動軌跡がαからβの範囲となるように変更する(S108)。つまり、検査順序を、F→G→H→A→B→C→D→Eと変更して検査を実行するのである。これにより、ロボット先端13aが動作不可範囲を移動することはなくなるので、ロボット先端13aは検査点を順に移動することができる。
【0043】
このような実施の形態によれば、位置補正用カメラ15によりワーク18の位置及び姿勢を検出し、ティーチングにより設定した検査点の教示位置及び教示姿勢を検査時のワーク18の位置及び姿勢に基づいて補正するようにしたので、検査時にティーチング時と同一の検査条件でワーク18を検査できる。従って、ロボットがワークに対する検査点を通過しない従来例のものと比較して、ロボット先端13aは検査点を通過することができるので、ワーク18を確実に検査することができる。
【0044】
この場合、位置補正した動作点を接続した軌跡がロボット先端13aの動作不可範囲を含む場合は、動作点の動作順序を変更するようにしたので、ロボット先端13aを確実に動作させることができる。
また、コンベヤ12によりワーク18を搬送するようにしたので、ワーク18の搬送を自動化することができ、搬送コストを大幅に低減することができる。
【0045】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
コンベヤ12に投入されたワーク18の位置及び姿勢を検出する位置補正用撮像手段として、ロボット先端13aに装着されたシャッタカメラ16自身を用いるようにしてもよい。この場合、ワーク18の位置及び姿勢を検出する際はシャッタカメラ16を定位置に保持する必要がある。
ロボットとしてスカラロボットを用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における電気的構成を示すブロック図
【図2】全体の斜視図
【図3】ロボットコントローラの動作を示すフローチャート
【図4】ロボット先端の補正動作位置を示す図
【図5】教示時におけるロボット先端の位置及び姿勢を示す図
【図6】検査時におけるロボット先端の位置及び姿勢を示す図
【図7】従来例におけるCP制御によるロボット先端の位置及び姿勢の変化を示す図
【図8】PTP制御によるロボット先端の位置及び姿勢の変化を示す図
【図9】動作点でロボットを停止した場合におけるロボット速度の変化を示す図
【図10】動作点をロボットを停止させない場合におけるロボット速度の変化を示す図
【図11】教示時と検査時におけるロボット先端の位置及び姿勢を示す図
【符号の説明】
11は外観検査装置、12はコンベヤ(搬送手段)、13はロボット、13aはロボット先端、14はロボットコントローラ、15は位置補正用カメラ(位置補正用撮像手段)、16はシャッタカメラ(撮像手段)、17は画像処理装置 (画像処理手段)、18はワーク(検査対象物)、24は主制御部(制御手段)、26は動作点補正部(動作点補正手段)、28は動作点座標変換部(動作点座標変換手段)、29は動作点順序変更部(動作点順序変更手段)である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an appearance inspection apparatus that inspects the appearance of an inspection object using an imaging unit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to inspect the appearance of a three-dimensional workpiece positioned on a jig at high speed, various methods for inspecting at high speed without stopping the robot by attaching a camera to the tip of the robot have been proposed. CP (continuous path) control has been proposed as an example of the method. In this CP control, an operation point for interpolation is set between predetermined inspection points, and control is performed so that the robot tip passes through an operation point including the inspection point. It is a working method. Therefore, the robot tip is controlled so that it passes through each operating point and assumes a predetermined posture at the timing when it is positioned at the operating point. Therefore, the workpiece is moved at the timing when the camera mounted on the robot tip is positioned at the predetermined inspection point. By picking up an image, the appearance of the workpiece can be inspected by the image processing apparatus.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an appearance inspection apparatus, since the position and orientation of the camera for imaging the workpiece are fixed at the inspection point, it is necessary to position the workpiece at a predetermined position with a jig, which reduces the cost of the jig. In addition to being expensive, a conveyance cost for setting the jig at a predetermined position is also required.
[0004]
In this case, in order to reduce the cost of the appearance inspection apparatus, for example, the workpiece is placed in an arbitrary state where the workpiece is not positioned on the conveyor, the workpiece placed in the arbitrary posture is imaged by the camera, and the position and posture of the workpiece are It is conceivable to inspect the workpiece by correcting the movement path of the camera attached to the tip of the robot in accordance with the position and orientation of the workpiece by detecting the image with an image processing apparatus.
[0005]
However, in the above-described CP control, an operation point is automatically set between inspection points, and the posture of the camera is controlled simultaneously at the operation point. If the robot is operated at a predetermined speed, the robot tip may pass near the singular point. This singular point is a point that restricts the performance of the actuator that must move a specific axis of the robot at high speed. The trajectory of the robot tip changes from the set motion path, or the robot tip This causes a situation where the speed of the robot is reduced or the robot must be stopped.
[0006]
FIG. 7 shows an operation example of the two-axis robot, and each solid line shows an axis (manipulator). In FIG. 7, the shaft 2 is provided at the tip of the shaft 1, and the tip of the shaft 2 is set as the tip of the robot. When this robot tip is linearly moved from the operating point A to the operating point B, an axis at the operating point C (singular point) must be rotated at a high speed, and the robot cannot operate normally.
[0007]
By the way, when a workpiece is visually inspected at a plurality of inspection points at a high speed, it is sufficient that the inspection point to be inspected passes through the teaching position and teaching posture taught in advance by the robot tip, and the path between the inspection points is not a problem. Therefore, in order to realize high-speed inspection without stopping the robot while passing through an arbitrary route, it is necessary to use a PTP (point to point) control method in which the robot is operated using control for each axis level of the manipulator. desirable.
[0008]
FIG. 8 shows an operation example of the biaxial robot by PTP control in comparison with the CP control shown in FIG. As shown in FIG. 8, when the robot tip is moved from the operating point A to the operating point B, the trajectory of the robot tip does not become a straight line, but each axis moves with a smooth speed change, so that it can operate. is there.
[0009]
However, even in the PTP control, a problem when the robot is continuously operated is that the robot tip does not pass the inspection point taught in advance. That is, in order to continuously operate the robot, the operation time is shortened by overlapping the deceleration of one operation and the acceleration of the next operation. More specifically, when A, B, and C are set as operating points as shown in FIG. 9, they are not stopped at the operating point B as shown in FIG. 9, but at the operating point B as shown in FIG. Since deceleration and acceleration are executed at the same time, the locus of continuous movement from A → B → C does not pass through point B as shown by the solid line. When this is expressed as a robot movement path for the inspection of the entire workpiece, it becomes as shown in FIG. 11, and the inspection point at the time of inspection (indicated by a solid line) is different from the inspection point at the time of teaching (indicated by a broken line). Thus, the work 3 cannot be imaged correctly by the camera.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to examine the appearance of an inspection object using an imaging means, even if the position and orientation of the inspection object are arbitrary. An object of the present invention is to provide an appearance inspection apparatus capable of reliably inspecting an object at high speed.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, the robot tip is continuously moved at a high speed by overlapping the deceleration of a certain motion and the acceleration of the next motion without stopping the tip of the robot by PTP control. In the appearance inspection apparatus that inspects the inspection object with a large number of inspection points by the provided imaging means, after setting the numerous inspection points stored in the storage means as operating points when executing the PTP control, Without stopping the robot tip, a simulation operation is performed to obtain a passing point when continuously operating at high speed by overlapping deceleration of one motion and acceleration of the next motion. The passing position of the provided imaging means can be simulated in advance . The robot tip is inspected by the imaging means provided at the robot tip in a state where the robot tip is continuously operated at high speed by overlapping the deceleration of one motion and the acceleration of the next motion without stopping by the PTP control. By inspecting an object with a large number of inspection points, it is possible to perform high-speed imaging that shortens the operation time. However, as described above, the inspection points at the time of inspection differ from the inspection points at the time of teaching. However, as a result of the simulation operation, when the distance between the passing point and the inspection point exceeds a predetermined value, the position of the operating point is set on the side opposite to the direction of deviation of the passing point with respect to the inspection point. The simulation operation is set as a new correction operation point shifted by a deviation amount between the passing point and the inspection point, and all the distances between the passing point and the inspection point are predetermined values. As a result, the operating point when all the distances between the passing point and the inspection point are within a predetermined value is set as an operating point for actually executing the PTP control. By doing so, it is possible to control so that the motion trajectory of the robot tip passes through the multiple inspection points stored in the storage means.
[0018]
The conveyor 12 conveys the placed work (corresponding to an inspection object) 18. First and second fixing members 19 and 20 are erected at positions along the conveyor 12, and a position correction camera (corresponding to position correction imaging means) 15 is installed on the first fixing member 19. ing. The position correction camera 15 images the workpiece 18 conveyed by the conveyor 12 from above.
[0019]
A robot 13 is mounted on the second fixing member 20 downward and is positioned above the conveyor 12. The robot 13 includes a multi-axis manipulator 21, and the position and posture of the robot tip 13 a are controlled by operating the manipulator 21 by the robot controller 14. A shutter camera 16 is attached to the robot tip 13a, and the workpiece 18 conveyed by the conveyor 12 is imaged by the shutter camera 16. In this case, the position and posture of the shutter camera 16 can be controlled by controlling the robot tip 13a.
[0020]
The robot controller 14 controls the robot tip 13a by PTP control so that the teaching position and teaching posture taught in advance are obtained.
The image processing device 17 processes image signals from the shutter camera 16 and the position correction camera 15.
[0021]
FIG. 1 schematically shows the overall electrical configuration. In FIG. 1, the robot 13 drives a manipulator 21 by a servo motor 22 and detects the position of the manipulator 21 by an encoder 23.
[0022]
The robot controller 14 includes a main control unit (corresponding to control means) 24, a teaching point storage unit 25, an operation point correction unit (corresponding to operation point correction means) 26, a correction operation point storage unit 27, and an operation point coordinate conversion unit (operation). And an operating point order changing unit (corresponding to the operating point order changing means) 29.
[0023]
The teaching point storage unit 25 sequentially stores the position and posture of the robot tip 13a at the teaching point taught by a teach pendant (not shown).
The operating point correction unit 26 simulates the position and posture of the robot tip 13a when the robot 13 is continuously operated based on the position and posture at the teaching point, and the robot tip 13a is taught in the teaching position and teaching posture based on the simulation result. The position of the operating point is corrected so that
The corrected operation point storage unit 27 stores the corrected operation point corrected by the operation point correction unit 26.
[0024]
The operation point coordinate conversion unit 28 converts the position and orientation of the operation point stored in the correction operation point storage unit 27 into new coordinates based on the position and orientation of the workpiece 18 imaged by the position correction camera 15.
[0025]
The operation point order changing unit 29 sets the operation order of the operation points so that the operation disabled range is not included when the operation disabled range of the robot tip 13a is included in the locus where the robot tip 13a connects the operation points in the operation order. change.
[0026]
Then, the main control unit 24 controls the robot 13 so that the robot tip 13a is in the position and orientation converted by the operation point coordinate conversion unit 28 in the operation order of the operation points converted by the operation point order changing unit 29. .
[0027]
On the other hand, the image processing device 17 determines the position and orientation of the workpiece 18 based on the image captured by the position correction camera 15 and inspects the appearance of the workpiece 18 based on the image captured by the shutter camera 16. In this case, the imaging timing by the position correction camera 15 and the imaging timing by the shutter camera 16 are determined based on the detection result of a sensor (not shown).
[0028]
Next, the operation of the above configuration will be described.
FIG. 3 shows the operation of the robot controller 14. In FIG. 3, the robot controller 14 executes the inspection mode after executing the teaching mode.
[0029]
In the teaching mode, when the workpiece 18 put on the conveyor 12 is transported to a predetermined position by the conveyor 12, the workpiece 18 stops at the predetermined position. Therefore, the robot tip at a desired inspection point by the teach pendant in the stopped state. The robot controller 14 is taught the position and posture of 13a (shutter camera 16). Then, the robot controller 14 sequentially stores the position and orientation of the robot tip 13a at the taught inspection point in the teaching point storage unit 25 (S101).
[0030]
Subsequently, when the teaching of the position and orientation of the robot tip 13a at the desired inspection point is completed by the teach pendant, the robot controller 14 moves the robot tip 13a based on the position and orientation stored in the teaching point storage unit 25. The operation at the time of continuous operation is simulated (S102). This simulation is executed using a PTP (point to point) control method in which the robot tip 13a is operated using control for each axis level of the manipulator 21.
[0031]
Here, the robot controller 14 obtains a passing point when the robot tip 13a continuously operates at each taught inspection point, and calculates a deviation amount thereof. Here, the amount of deviation includes not only the amount of deviation of the position of the robot tip 13a but also the amount of deviation of posture.
[0032]
Specifically, if the position indicated by a circle shown in FIG. 4 is an inspection point taught by teaching, the shutter camera 16 needs to image the workpiece 18 in a predetermined posture at the position indicated by a circle. When the motion trajectory of the robot tip 13a when the robot tip 13a is continuously operated with the position of the circle marked as an operating point is simulated, it becomes as shown by a one-dot chain line in the figure, and does not pass the inspection point and is in the vicinity of the inspection point. It will pass the + sign. As described in the means for solving the problem, when the robot 13 continuously operates, the operation time is shortened by overlapping the deceleration of one operation and the acceleration of the next operation. Because.
[0033]
Here, the robot controller 14 calculates the amount of deviation between the ◯ mark and the + mark (S103), and corrects it by shifting the position of the operating point to the opposite side of the deviation direction by this deviation amount (S103). S104). As a result, the operating point shifts to the position indicated by Δ, and the position where the robot 13 continuously moves shifts accordingly, and the motion trajectory of the robot tip 13a moves from the one-dot chain line to the two-dot chain line. Pass the mark. In this case, when attention is paid to one operation point, the operation point can be corrected based on the amount of deviation between the operation point and the teaching point, but the previous and next operation points are also shifted due to the correction. If the distance between the passing point and the inspection point is not within the predetermined value ε (S103: NO), the simulation operation is executed again until the distance between the passing point and the inspection point is within the predetermined value ε. .
[0034]
When the distance between all the passing points obtained by the simulation and the corresponding inspection point is within the predetermined value ε (S103: YES), the robot controller 14 determines that the correction for the operating point has been completed. The corrected operating point is stored in the corrected operating point storage unit 27 (S105).
[0035]
When the correction of all inspection points is completed in the teaching mode as described above, the workpiece 18 is loaded into the conveyor 12 at an arbitrary position and posture (however, the bottom surface contacting the conveyor 12 is the same). Thereby, the work 18 is conveyed by the conveyor 12.
[0036]
At this time, the workpiece 18 is put on the conveyor 12 at an arbitrary position and posture, and the position and posture of the workpiece 18 are different from the teaching teaching the inspection point. When the position correction camera 15 is driven at the predetermined position, the position and orientation of the workpiece 18 are measured (S106).
[0037]
Based on the position and orientation of the workpiece 18 thus detected, the robot controller 14 performs coordinate conversion of the operating point generated during teaching (S107). That is, by converting the coordinate system based on the position and orientation of the workpiece 18 at teaching to a coordinate system based on the position and orientation of the workpiece 18 at inspection, the position of the robot tip 13a in each coordinate system at teaching and inspection and The posture is matched.
[0038]
When the work 18 conveyed by the conveyor 12 stops at a predetermined inspection position, the robot controller 14 controls the robot tip 13a by the PTP control method so as to pass the coordinate-converted operating point (S109). Thereby, the workpiece | work 18 can be test | inspected on the same test | inspection conditions as the time of teaching.
[0039]
By the way, the robot tip 13a can pass through the same inspection point as the teaching with respect to the workpiece 18 by converting the coordinates of the operating point at the time of the inspection in this way. In some cases, it may not be possible to operate with the same inspection order. That is, since each manipulator 21 has a unique rotatable angle, the rotatable angle of the robot tip 13a is a combination of the rotations of the manipulators 21, and there is an inoperable range where the robot tip 13a cannot operate. For this reason, depending on the order of the operating points, the robot tip 13a cannot be operated when the trajectory connecting the operating points is located within the inoperable range of the robot tip 13a.
[0040]
FIG. 5 shows inspection points for the workpiece 18 during teaching. In FIG. 5, since the operable range of the robot tip 13a with the shutter camera 16 facing the workpiece 18 is α to β, the robot controller 14 sets the inspection points in the inspection sequence to A → B → C → D. → E → F → G → H.
[0041]
Now, assuming that the workpiece 18 is positioned in the posture shown in FIG. 6 at the time of inspection, the inspection points A to H are positions shown in the drawing with respect to the workpiece 18. That is, the coordinates of the workpiece 18 have been rotated since the teaching. In this case, since the inoperable range of the robot tip 13a is the same as that at teaching, the movement locus of the inspection point E → F is located in the inoperable range, and the robot tip 13a moves between the inspection points E → F. I can't.
[0042]
Therefore, the robot controller 14 changes the movement trajectory of the inspection points in the inspection order to be in the range from α to β (S108). That is, the inspection order is changed from F → G → H → A → B → C → D → E to execute the inspection. As a result, the robot tip 13a does not move within the inoperable range, and the robot tip 13a can move the inspection points in order.
[0043]
According to such an embodiment, the position correction camera 15 detects the position and orientation of the workpiece 18, and the teaching position and teaching posture of the inspection point set by teaching are based on the position and orientation of the workpiece 18 at the time of inspection. Therefore, the workpiece 18 can be inspected at the time of inspection under the same inspection conditions as at the time of teaching. Therefore, the robot tip 13a can pass the inspection point as compared with the conventional example in which the robot does not pass the inspection point for the workpiece, so that the workpiece 18 can be reliably inspected.
[0044]
In this case, if the trajectory connecting the position-corrected operating point includes the inoperable range of the robot tip 13a, the operation order of the operating point is changed, so that the robot tip 13a can be reliably operated.
Moreover, since the workpiece | work 18 was conveyed by the conveyor 12, conveyance of the workpiece | work 18 can be automated and a conveyance cost can be reduced significantly.
[0045]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified or expanded as follows.
The shutter camera 16 mounted on the robot tip 13a itself may be used as the position correction imaging means for detecting the position and posture of the workpiece 18 put on the conveyor 12. In this case, when detecting the position and orientation of the workpiece 18, the shutter camera 16 needs to be held at a fixed position.
A SCARA robot may be used as the robot.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an overall perspective view. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of a robot controller. FIG. 5 is a diagram showing the position and posture of the robot tip at the time of teaching. FIG. 6 is a diagram showing the position and posture of the robot tip at the time of inspection. FIG. 8 is a diagram showing changes in the position and posture of the robot tip by PTP control. FIG. 9 is a diagram showing changes in the robot speed when the robot is stopped at the operating point. FIG. Fig. 11 shows the change in robot speed when the robot is not stopped. Fig. 11 shows the position and orientation of the robot tip during teaching and inspection.
11 is an appearance inspection apparatus, 12 is a conveyor (conveying means), 13 is a robot, 13a is a robot tip, 14 is a robot controller, 15 is a position correcting camera (position correcting imaging means), and 16 is a shutter camera (imaging means). , 17 is an image processing apparatus (image processing means), 18 is a workpiece (inspection object), 24 is a main control section (control means), 26 is an operating point correcting section (operating point correcting means), and 28 is operating point coordinate conversion. Reference numeral (operation point coordinate conversion means) 29 denotes an operation point order change section (operation point order change means).

Claims (1)

ロボット先端をPTP制御により停止させることなく、ある動作の減速と次の動作の加速とをオーバラップさせることにより高速で連続動作させた状態で、前記ロボット先端に設けられた撮像手段により検査対象物を多数の検査点で検査する外観検査装置であって、
作業者が教示した多数の検査点における前記ロボット先端の位置を記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶された前記多数の検査点を前記PTP制御を実行する際の動作点として設定した上で、前記ロボット先端を停止させることことなく、ある動作の減速と次の動作の加速とをオーバラップさせることにより高速で連続動作させた際の通過点を求めるシミュレーション動作を実行すると共に、そのシミュレーション動作の結果、前記通過点と前記検査点との間の距離が所定値を上回った場合は、前記動作点の位置を前記検査点に対する前記通過点のずれ方向と反対側に前記通過点と前記検査点とのずれ量だけずらした新たな補正用の動作点として設定した上で、前記シミュレーション動作を前記通過点と前記検査点との間の全ての距離が所定値以内となるまで繰り返すシミュレーション手段と、
このシミュレーション手段によるシミュレーションの結果、前記通過点と前記検査点との間の全ての距離が所定値以内となった場合の前記動作点を前記PTP制御を実際に実行する際の動作点として設定することにより、前記ロボット先端の動作軌跡が前記記憶手段に記憶された前記多数の検査点を通過するように制御する制御手段と、
前記ロボット先端が動作点を通過したタイミングで前記撮像手段により前記検査対象物を撮像することにより当該検査対象物を検査する画像処理手段とを備えたことを特徴とする外観検査装置。
An object to be inspected by the imaging means provided at the tip of the robot in a state where the robot tip is continuously operated at high speed by overlapping deceleration of a certain motion and acceleration of the next motion without stopping by the PTP control. Is an appearance inspection device that inspects at a number of inspection points ,
Storage means for storing the position of the robot tip at a number of inspection points taught by an operator;
After setting the plurality of inspection points stored in the storage means as operating points when executing the PTP control, without stopping the tip of the robot , a certain operation is decelerated and the next operation is accelerated. When a simulation operation is performed to obtain a passing point when continuously operating at high speed by overlapping, and as a result of the simulation operation, the distance between the passing point and the inspection point exceeds a predetermined value Is set as a new operation point for correction by shifting the position of the operation point by the amount of deviation between the passing point and the inspection point on the opposite side to the direction of deviation of the passing point with respect to the inspection point. Simulation means for repeating the simulation operation until all distances between the passing point and the inspection point are within a predetermined value;
As a result of the simulation by the simulation means, the operating point when all the distances between the passing point and the inspection point are within a predetermined value is set as an operating point for actually executing the PTP control. Control means for controlling the movement trajectory of the robot tip to pass through the plurality of inspection points stored in the storage means;
An appearance inspection apparatus comprising: an image processing unit that inspects the inspection object by imaging the inspection object by the imaging unit at a timing when the robot tip passes an operating point.
JP26188499A 1999-09-16 1999-09-16 Appearance inspection device Expired - Lifetime JP4056662B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26188499A JP4056662B2 (en) 1999-09-16 1999-09-16 Appearance inspection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26188499A JP4056662B2 (en) 1999-09-16 1999-09-16 Appearance inspection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001088073A JP2001088073A (en) 2001-04-03
JP4056662B2 true JP4056662B2 (en) 2008-03-05

Family

ID=17368112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26188499A Expired - Lifetime JP4056662B2 (en) 1999-09-16 1999-09-16 Appearance inspection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4056662B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103264394A (en) * 2013-01-11 2013-08-28 清华大学 Wafer catching adaptive control method and device for chemically mechanical polishing transmission robot

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5729226B2 (en) * 2011-09-12 2015-06-03 株式会社デンソーウェーブ Robot position and orientation interpolation method and robot control apparatus
JP5912627B2 (en) 2012-02-14 2016-04-27 川崎重工業株式会社 Imaging inspection apparatus, control apparatus and control method thereof
JP5426722B2 (en) 2012-05-24 2014-02-26 ファナック株式会社 Robot program change device
JP6750841B2 (en) * 2015-06-26 2020-09-02 キヤノン株式会社 Inspection method, inspection device, processing device, program and recording medium
JP2019155625A (en) * 2018-03-08 2019-09-19 宇部興産機械株式会社 Imaging method of molded article and imaging apparatus of molded article
JP6870636B2 (en) * 2018-03-12 2021-05-12 オムロン株式会社 Visual inspection system, image processing device, setting device and inspection method
JP2021050938A (en) * 2019-09-20 2021-04-01 株式会社Screenホールディングス Inspecting module, inversion module and inspection device
JP7424097B2 (en) 2020-02-19 2024-01-30 株式会社デンソーウェーブ Robot control device and robot control method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0310265A1 (en) * 1987-09-30 1989-04-05 The Standard Oil Company Formation of fibrous silicon carbide and silicon nitride
JPH0741569B2 (en) * 1989-02-09 1995-05-10 株式会社ディーエスディー Object motion control system
JPH03213285A (en) * 1990-01-19 1991-09-18 Toshiba Corp Robot controlling method
JP3248695B2 (en) * 1991-08-31 2002-01-21 マツダ株式会社 Work processing method and processing device
JP3242190B2 (en) * 1993-03-19 2001-12-25 オークマ株式会社 Numerical control unit
JPH1185245A (en) * 1997-09-11 1999-03-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method for controlling motion of movable object by picture and recording medium recorded with program for controlling motion of movable object by picture

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103264394A (en) * 2013-01-11 2013-08-28 清华大学 Wafer catching adaptive control method and device for chemically mechanical polishing transmission robot

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001088073A (en) 2001-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10232512B2 (en) Coordinate system setting method, coordinate system setting apparatus, and robot system provided with coordinate system setting apparatus
JP6579498B2 (en) Automation device and position detection device
JP4174342B2 (en) Work transfer device
US11285609B2 (en) Working position correcting method and working robot
JP5561260B2 (en) Robot system and imaging method
CN111905983B (en) Vision following-based dispensing track correction method, device, system and medium
JP5912627B2 (en) Imaging inspection apparatus, control apparatus and control method thereof
CN111565895B (en) Robot system and robot control method
TW201710043A (en) Remote control robot system and operation method thereof
JP2017035754A (en) Robot system with visual sensor and multiple robots
JP2011115877A (en) Double arm robot
JPH0863214A (en) Visual tracking method
JP7306937B2 (en) A control device for a robot device that adjusts the position of a member supported by a robot
JP4056662B2 (en) Appearance inspection device
US11173608B2 (en) Work robot and work position correction method
JP2007168053A (en) Teaching method of vertical articulated type robot and industrial robot device
CN109465817A (en) The manufacturing method of robot system, robot controller and machined object
JP5446887B2 (en) Control device, robot, robot system, and robot tracking method
JPH11156764A (en) Locomotive robot device
JP2004261881A (en) Work welding system, work welding method, and work welding program
TWI727851B (en) Method of controlling end-effector to trace object in arcuate path
CN111052337B (en) Diagnostic method for robot
JP7149815B2 (en) Robot system and its operation method
JP3175623B2 (en) Robot control device
JP2001092523A (en) Method of teaching robot for carrier

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041102

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050517

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050713

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060110

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060307

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060320

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20060414

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4056662

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131221

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term