JP6685832B2 - ロボット加工工具の位置を監視するための距離測定装置及びその方法 - Google Patents
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Description
前記追跡装置に取り付け可能な本体と、
前記本体により支持されるレーザーユニットと、前記レーザーユニットは、レーザと、前記ロボット加工工具の所定の目標領域上に三角測量レーザーマークを投影するための作動投影構成部とを有し、
前記本体により指示されるカメラユニットと、前記カメラユニットは、イメージセンサーと、光学視認構成部とを有し、前記ロボット加工工具の前記目標領域上の前記三角測量レーザーマーク、前記ロボット加工工具の工具中心点及び加工領域が、前記カメラユニットの視野内にあり、
前記レーザーユニット及び前記カメラユニットに接続される制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、
前記レーザーユニットの動作を制御するためのレーザ制御回路と、
イメージ分析回路とを有し、前記イメージ分析回路は、前記カメラユニットの前記イメージセンサーにより生成されるイメージ信号を受け、前記イメージ信号の前記三角測量レーザーマークから三角測量レーザ測定データを生成し、前記三角測量レーザ測定データの関数として前記ロボット加工工具を示す信号を生成し、及び前記カメラユニットにより生成される前記イメージ信号を送る距離測定装置である。
前記距離測定装置を前記追跡装置に取り付け、前記距離測定装置は、レーザと三角測量レーザーマークを投影するための作動投影構成部とを有するレーザーユニットと、イメージセンサーと光学視認構成部とを有するカメラユニットと、前記レーザーユニット及び前記カメラユニットに接続される制御ユニットとを備え、
前記三角測量レーザーマークが前記ロボット加工工具の目標領域上に投影できるように前記レーザーユニットを位置決めし、
前記三角測量レーザーマーク、前記ロボット加工工具の工具中心点及び加工領域が、前記カメラユニットの視野内にあるように前記カメラユニットを位置決めし、
前記三角測量レーザーマークが前記ロボット加工工具の前記所定の目標領域上に投影されるように前記レーザーユニットの動作を制御し、
前記カメラユニットの前記イメージセンサーにより生成されるイメージ信号を受け、
前記イメージ信号の前記三角測量レーザーマークから三角測量レーザ測定データを生成し、
前記三角測量レーザ測定データの関数として前記ロボット加工工具の前記位置を示す信号を生成し、及び
前記カメラユニットにより生成される前記イメージ信号を送る、工程を備え、よって前記ロボット加工工具の前記位置が前記イメージ信号及び前記ロボット加工工具の前記位置を示す前記信号により監視される方法である。
ROI 対象領域
LAD 前方注視距離
2 ロボット溶接トーチ
4 ロボット手首
6 溶接継手追跡カメラ
8 装着ブラケット組立体
10 治具
12 溶接継手
14 レーザーライン
16 加工物
18 距離測定装置
20 本体
22 レーザーユニット
24 レーザ
26 作動投影構成部
27 保護レンズ
28 レーザーマーク
30 カメラユニット
32 イメージセンサー
33 保護レンズ
34 光学観察構成部
36 工具中心点(TCP)
38 溶接領域
40 制御ユニット
43 制御回線
41 ドライバー
45 イーサネット回線
46 プロセッサー
47 電源線
48 メモリ
49 同軸線
50 ボルト
52 側部
54 三角測量目標ブロック、目標
55 ブラケット構成
56 コネクタ
58 ビデオ出力コネクタ
57 錐体形状
60 ラベル
64 保護窓
66 エアー噴射構成部
68、70 中断点
70 ボード
71 シャッター
Claims (18)
- ロボット加工工具の近くに装着される追跡装置に対する前記ロボット加工工具の位置を監視するための距離測定装置は、
前記追跡装置に取り付け可能な本体と、
前記本体により支持されるレーザーユニットと、前記レーザーユニットは、レーザと、前記ロボット加工工具の所定の目標領域上に三角測量レーザーマークを投影するための作動投影構成部とを有し、
前記本体により支持されるカメラユニットと、前記カメラユニットは、イメージセンサーと、光学視認構成部とを有し、前記ロボット加工工具の前記目標領域上の前記三角測量レーザーマーク、前記ロボット加工工具の工具中心点及び加工領域が、前記カメラユニットの視野内にあり、
前記レーザーユニット及び前記カメラユニットに接続される制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、
前記レーザーユニットの動作を制御するためのレーザ制御回路と、
イメージ分析回路とを有し、前記イメージ分析回路は、前記カメラユニットの前記イメージセンサーにより生成されるイメージ信号を受け、前記イメージ信号の前記三角測量レーザーマークから三角測量レーザ測定データを生成し、前記三角測量レーザ測定データの関数として前記ロボット加工工具を示す信号を生成し、及び前記カメラユニットにより生成される前記イメージ信号を送ることを特徴とする距離測定装置。
- 前記本体は、前記ロボット加工工具に面する前記追跡装置の側部に、前記ロボット加工工具に対する前記追跡装置の傾き角度に調整される傾き角度で前記本体を装着するための装着組立体を有することを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。
- 前記目標領域は、前記追跡装置に面する前記ロボット加工工具の前側部に延在する目標要素を備えることを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。
- 前記目標要素は、前記ロボット加工工具の前記前側部上に刻設される所定形状のマーク又は前記ロボット加工工具に取り付けられる所定形状のブロックを備えることを特徴とする請求項3に記載の距離測定装置。
- 前記形状は、前記ロボット加工工具から前記追跡装置の方向へ突出する三角形状に対応することを特徴とする請求項4に記載の距離測定装置。
- 前記イメージ分析回路は、前記ロボット加工工具の参照位置データを保存するためのメモリと、前記メモリに連結されるプロセッサーとを有し、前記プロセッサーは、前記ロボット加工工具の位置を示す前記信号と前記参照位置データとを比較し、前記ロボット加工工具の位置を示す前記信号と前記参照位置データとの間の検出される差異が予め設定される変位閾値を超えると警告信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。
- 前記プロセッサーは、前記警告信号が生成されると、前記カメラユニットの前記イメージセンサーにより生成される前記イメージ信号からのイメージを前記メモリに保存するように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の距離測定装置。
- 前記メモリは、加工工具IDデータと、対応する加工工具形態データとを保存し、前記プロセッサーは、前記カメラユニットの前記イメージセンサーにより生成される前記イメージ信号から検出されるIDマークから前記ロボット加工工具のIDを検出し、及び前記三角測量レーザ測定データを生成するために使用される前記メモリから前記対応する加工工具形態データを抽出するための機能を有することを特徴とする請求項6に記載の距離測定装置。
- さらに、前記イメージセンサーにより視認される光景を照らすように向けられ、前記本体により支持されているLEDを備えることを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。
- さらに、前記レーザーユニット及び前記カメラユニットの前に延在する保護窓と、前記保護窓の外側部に延在するエアー噴射構成部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。
- 前記カメラユニットは、前記イメージ信号を前処理するためのセンサーインターフェースボードを有することを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。
- 前記カメラユニットは、前記制御ユニットにより制御される自動焦点及び調整可能な関心領域を有することを特徴とする請求項11に記載の距離測定装置。
- 前記カメラユニットは、前記イメージセンサーの前に延在し、前記制御ユニットにより動作可能なシャッターを備えることを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。
- 前記プロセッサーは、前記カメラユニットから受ける前記イメージ信号のイメージ分析により前記工具中心点の位置を計算するように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の距離測定装置。
- 前記イメージ分析回路は、前記ロボット加工工具の前記所定目標領域上に前記三角測量レーザーマークを投影することに起因する、前記イメージ信号の強度ピークと、区分されたレーザーマーク内の2つの中断点を検出するように構成され、前記ロボット加工工具の位置が多項式較正パラメータを調整することで前記2つの中断点の位置及びその間の距離の関数で決定されることを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。
- 前記ロボット加工工具は、溶接トーチを備え、前記追跡装置は、溶接継手追跡カメラを備えることを特徴とする請求項1に記載の距離測定装置。
- ロボット加工工具の近くに装着される追跡装置に対する前記ロボット加工工具の位置を監視するための方法は、
前記距離測定装置を前記追跡装置に取り付け、前記距離測定装置は、レーザと三角測量レーザーマークを投影するための作動投影構成部とを有するレーザーユニットと、イメージセンサーと光学視認構成部とを有するカメラユニットと、前記レーザーユニット及び前記カメラユニットに接続される制御ユニットとを備え、
前記三角測量レーザーマークが前記ロボット加工工具の所定の目標領域上に投影できるように前記レーザーユニットを位置決めし、
前記三角測量レーザーマーク、前記ロボット加工工具の工具中心点及び加工領域が、前記カメラユニットの視野内にあるように前記カメラユニットを位置決めし、
前記三角測量レーザーマークが前記ロボット加工工具の前記所定の目標領域上に投影されるように前記レーザーユニットの動作を制御し、
前記カメラユニットの前記イメージセンサーにより生成されるイメージ信号を受け、
前記イメージ信号の前記三角測量レーザーマークから三角測量レーザ測定データを生成し、
前記三角測量レーザ測定データの関数として前記ロボット加工工具の前記位置を示す信号を生成し、及び
前記カメラユニットにより生成される前記イメージ信号を送る、工程を備え、よって前記ロボット加工工具の前記位置が前記イメージ信号及び前記ロボット加工工具の前記位置を示す前記信号により監視されることを特徴とする方法。 - 前記方法は、前記制御ユニットにより、
前記ロボット加工工具の前記位置を示す最初の信号の関数として前記ロボット加工工具の参照位置データを最初に保存し、
加工シーケンス中または前記加工シーケンス間、前記ロボット加工工具の前記位置を示す前記信号と前記参照位置データとを比較し、及び
前記ロボット加工工具の前記位置を示す前記信号と前記参照位置データとの間の検出さされる差異が予め設定された変位閾値を超えると警告信号を生成する、工程をさらに備えることを特徴とする請求項17に記載の方法。
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