JP6904927B2 - ロボットシステムおよびキャリブレーション方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1態様のロボットシステムは、ロボットと、前記ロボットの先端部に取付けられたツールと、前記ロボット又は所定の支持部に取付けられた撮像装置と、前記ロボットおよび前記ツールを制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記ロボットの先端部を複数のキャリブレーション用位置に配置するキャリブレーション用作動処理と、前記複数のキャリブレーション用位置の各々において前記ツールを作動させるツール作動処理と、前記ツール作動処理によって所定の物体の複数位置に照射された光又は前記所定の物体に残された複数の痕跡を前記撮像装置に撮像させる撮像処理と、前記撮像装置によって得られた画像中の前記光の複数の照射位置又は前記複数の痕跡の位置と、前記複数の照射位置又は前記複数の痕跡が各々存在すべき前記画像中の所定の基準位置との比較に基づき、前記撮像装置のレンズにより生ずる前記画像中の歪を補正するための補正データを作成するキャリブレーション処理と、を行う。
対象物のダメージを軽減又は無くすために、前記所定のレーザ加工時よりも弱い強度のレーザ光は、前記所定のレーザ加工の対象物が加工されない程度の強度のレーザ光であることが好ましい。
当該態様では、対象物がアーク溶接を行う対象のワークである場合、アーク溶接を行う対象についてキャリブレーションが正確に行われる。
当該態様では、対象物がシール剤を塗布する対象のワークである場合、シール剤の塗布を行う対象についてキャリブレーションが正確に行われる。
本実施形態のロボットシステムは、ロボット10と、ロボット10の先端に取付けられたツール20と、ロボット10およびツール20を制御する制御装置30と、二次元カメラ、三次元カメラ、三次元距離センサ等である撮像装置40とを備える。撮像装置40は支持部材41によって支持されている。
また、制御部31は、撮像プログラム33eに基づき、撮像装置40によって得られた画像に二値化処理、マッチング処理等の周知の画像処理を行い、これにより、各画像において、対象物Wの上面における低強度レーザ光の照射位置を検出し(ステップS1−5)、検出された照射位置を、ステップS1−2におけるロボット10の先端部の位置等と対応付けて記憶部33に保存する(ステップS1−6)。ロボット10の先端部の位置は、各作動位置検出装置の検出値から計算される位置であってもよく、キャリブレーション用作動プログラム33cが意図する位置であってもよい。
このように照射された低強度レーザ光の照射位置は、例えば、撮像プログラム33eによって図5に示されるように検出される。図5では、対象物Wの本来の形状および照射点Pの本来の位置が破線で示されており、検出された照射位置IPが実線で示されている。なお、図5には、撮像装置40のレンズの収差があらわれ易い対象部Wの端部が描かれている。
第2実施形態はツール20がアーク溶接ツールである点で第1実施形態と異なる。第1実施形態と同様の構成には同一の符号が付され、その説明は省略されている。
第2実施形態でも、以下のキャリブレーションが行われる。第2実施形態のキャリブレーションが行われる際の制御部31の処理が図7に示されている。
なお、第1実施形態と同様に、ステップS2−2およびS2−3によって溶接が行われる度に、撮像装置40による撮像を行う処理と、得られた各画像において検出された溶接痕の位置をステップS2−2におけるロボット10の先端部の位置等と対応付けて保存する処理とが行われてもよい。
このように照射された溶接痕の位置MPは、例えば、撮像プログラム33eによって図8に示されるように検出される。図8では、対象物Wの本来の形状および溶接痕MPの本来の位置が破線で示されており、検出された溶接痕の位置IPが実線で示されている。なお、図8には、撮像装置40のレンズの収差があらわれ易い対象部Wの端部が描かれている。
当該構成では、対象物Wがアーク溶接を行う対象のワークである場合、アーク溶接を行う対象物についてキャリブレーションが正確に行われる。
当該構成では、対象物Wがシール剤を塗布する対象のワークである場合、シール剤の塗布を行う対象についてキャリブレーションが正確に行われる。
20 ツール
21 ノズル
22 レーザ発振器
23 アシストガス供給装置
24 タングステン電極
25 溶融金属ワイヤ供給装置
30 制御装置
31 制御部
32 表示装置
33 記憶部
33a システムプログラム
33b 動作プログラム
33c キャリブレーション用作動プログラム
33d ツール作動プログラム
33e 撮像プログラム
33f キャリブレーションプログラム
34 入力装置
35 送受信部
36 サーボ制御器
40 撮像装置
W 対象物
PL 加工軌跡
IP 検出された照射位置又は溶接痕の位置
P 照射点
MP 溶接痕の位置
Claims (7)
- ロボットと、
前記ロボットの先端部に取付けられたツールと、
前記ロボット又は所定の支持部に取付けられた撮像装置と、
前記ロボットおよび前記ツールを制御する制御部と、を備え、
前記制御部が、
前記ロボットの先端部を複数のキャリブレーション用位置に配置するキャリブレーション用作動処理と、
前記複数のキャリブレーション用位置の各々において前記ツールを作動させるツール作動処理と、
前記ツール作動処理によって所定の物体の複数位置に照射された光又は前記所定の物体に残された複数の痕跡を前記撮像装置に撮像させる撮像処理と、
前記撮像装置によって得られた画像中の前記光の複数の照射位置又は前記複数の痕跡の位置と、前記複数の照射位置又は前記複数の痕跡が各々存在すべき前記画像中の所定の基準位置との比較に基づき、前記撮像装置のレンズにより生ずる前記画像中の歪を補正するための補正データを作成するキャリブレーション処理と、を行う、ロボットシステム。 - 前記ツールがレーザ光の照射により所定のレーザ加工を行うレーザ加工ツールであり、
前記制御部が、前記ツール作動処理において、前記ツールに、前記所定のレーザ加工時よりも低強度のレーザ光を射出させる、請求項1に記載のロボットシステム。 - 前記所定のレーザ加工時よりも弱い強度のレーザ光は、前記所定のレーザ加工の対象物である前記所定の物体が加工されない程度の強度のレーザ光である、請求項2に記載のロボットシステム。
- 前記ツールが、アーク溶接を行うアーク溶接ツールであり、
前記制御部が、前記ツール作動処理において、前記ツールに前記アーク溶接を行わせる、請求項1に記載のロボットシステム。 - 前記ツールが、シール剤を塗布するディスペンサーツールであり、
前記制御部が、前記ツール作動処理において、前記ツールに前記シール剤の塗布を行わせる、請求項1に記載のロボットシステム。 - ツールが取付けられたロボットの先端部を複数のキャリブレーション用位置に配置するキャリブレーション用配置ステップと、
前記複数のキャリブレーション用位置の各々において前記ツールを作動させるツール作動ステップと、
前記ツール作動ステップによって所定の物体の複数位置に照射された光又は前記所定の物体に残された複数の痕跡を撮像装置によって撮像する撮像ステップと、
前記撮像装置によって得られた画像中の前記光の複数の照射位置又は前記複数の痕跡の位置と、前記複数の照射位置又は前記複数の痕跡が各々存在すべき前記画像中の所定の基準位置との比較に基づき、前記撮像装置のレンズにより生ずる前記画像中の歪を補正するための補正データを作成するキャリブレーションステップと、を有するキャリブレーション方法。 - 所定のレーザ加工を行うためのレーザ加工ツールが取付けられたロボットの先端部を複数のキャリブレーション用位置に配置するキャリブレーション用配置ステップと、
前記複数のキャリブレーション用位置の各々において、前記レーザ加工ツールに、前記所定のレーザ加工時よりも弱い強度のレーザ光を射出させるツール作動ステップと、
前記ツール作動ステップによって所定の物体の複数位置に照射されたレーザ光を撮像装置によって撮像する撮像ステップと、
前記撮像装置によって得られた画像中の前記レーザ光の複数の照射位置と前記複数の照射位置が各々存在すべき前記画像中の所定の基準位置との比較に基づき、前記撮像装置のレンズにより生ずる前記画像中の歪を補正するための補正データを作成するキャリブレーションステップと、を有するキャリブレーション方法。
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