JP6905651B1 - ロボットシステム及びワークの3次元モデルの形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[ロボットシステムの構成]
図1は、本実施の形態1に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。ロボットシステム100は、ロボット101、第1操作器121、3Dカメラ103、センサ104、表示装置105、第1制御装置111、及び第2制御装置112を備える。ロボット101及び第2制御装置112は、作業エリア201内に設置され、センサ104、表示装置105、及び第1制御装置111は、操作エリア202に配置されている。また、第1操作器121は、操作エリア202内において操作者に把持(保持)されて操作される。第1操作器121の先端部には、3Dカメラ103が配設されている。
次に、本実施の形態1に係るロボットシステム100の動作及び作用効果について、図1から図9を参照しながら、詳細に説明する。なお、以下の動作は、第1制御装置111の演算処理器111aが、記憶器111bに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
図10は、本実施の形態1における変形例1のロボットシステムの概略構成を示す模式図である。本変形例1のロボットシステム100は、第1操作器121に検出器12および送信器13が設けられている点において、実施の形態1に係るロボットシステム100と異なる。検出器12は、第1操作器121及び3Dカメラ103の位置情報と姿勢情報とを無線通信により検出する。検出器12は、例えば、ジャイロセンサや、カメラである。送信器13は、検出器12により検出された位置情報と姿勢情報とを第1制御装置111に送信する本変形例1においては、検出器12と送信器13とがセンサ104に相当する。なお、検出器12は、位置情報と姿勢情報とを検出しなくてもよく、検出器12は、位置情報のみを検出してもよいし、姿勢情報のみを検出してもよい。
図11は、本実施の形態1における変形例2のロボットシステムの概略構成を示す模式図である。本変形例2のロボットシステム100は、3Dカメラ103がロボットアーム102の先端部に設けられている点と、第2操作器122を追加して備える点とにおいて、実施の形態1に係るロボットシステム100と異なる。
[ロボットシステムの構成]
図12は、本実施の形態2に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。なお、図12においては、ロボットの方向を、便宜上、図に示す、三次元直交座標系のX軸、Y軸及びZ軸の方向で表わしている。本実施の形態2に係るロボットシステム100は、搬送装置106を追加して備える点と、において、実施の形態1(変形例を含む)に係るロボットシステムと異なる。搬送装置106は、ワークを操作エリアから作業エリアの予め設定されている第1位置に搬送する。搬送装置106は、ベルトコンベア等、公知の搬送装置である。
次に、本実施の形態2に係るロボットシステム100の動作及び作用効果について、図12から図14を参照しながら、詳細に説明する。なお、以下の動作は、第2制御装置112の演算処理器112aが、記憶器112bに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
[ロボットシステムの構成]
図15は、本実施の形態2における変形例1のロボットシステムの概略構成を示す模式図である。本変形例1のロボットシステム100は、第2制御装置112が、センサ104から入力された第1操作器121の位置情報及び姿勢情報を基に、第1操作器121の先端部の動きに追従するように、ロボット101(エンドエフェクタ20)を動作させる点において、実施の形態2に係るロボットシステム100と異なる。
本実施の形態2における変形例1のロボットシステム100の動作及び作用効果について、図15及び図16を参照しながら、詳細に説明する。なお、以下の動作は、第2制御装置112の演算処理器112aが、記憶器112bに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
図17及び図18は、本実施の形態2における変形例2のロボットシステムの概略構成を示す模式図である。なお、図17及び図18においては、ロボットの方向を、便宜上、図に示す、三次元直交座標系のX軸、Y軸及びZ軸の方向で表わしている。図17及び図18に示すように、本変形例2のロボットシステム100は、第2制御装置112が、ワーク300の3次元モデル情報に基づいて、当該ワーク300の予め設定されている所定の第1部分に対する法線方向を示すライン30を表示装置105に表示させる点において、実施の形態2に係るロボットシステム100と異なる。第1部分は、ロボット101のエンドエフェクタ20の先端と対向する部分であってもよい。
[ロボットシステムの構成]
図19は、本実施の形態3に係るロボットシステムの概略構成を示す模式図である。なお、図19においては、ロボットの方向を、便宜上、図に示す、三次元直交座標系のX軸、Y軸及びZ軸の方向で表わしている。
次に、本実施の形態3に係るロボットシステム100の動作及び作用効果について、図19、図20A、及び図20Bを参照しながら、詳細に説明する。なお、以下の動作は、第2制御装置112の演算処理器112aが、記憶器112bに格納されているプログラムを読み出すことにより実行される。
11b 第2リンク
11c 第3リンク
11d 第4リンク
11e 第5リンク
11f 第6リンク
12 検出器
13 送信器
15 基台
20 エンドエフェクタ
21 配管
100 ロボットシステム
101 ロボット
101A 3Dロボット
102 ロボットアーム
103 3Dカメラ
104 センサ
105 表示装置
106 搬送装置
107 シャッター
111 第1制御装置
111a 演算処理器
111b 記憶器
112 第2制御装置
112a 演算処理器
112b 記憶器
121 第1操作器
121A 把持部
121B スイッチ
121E 本体部
122 第2操作器
122B スイッチ
150 報知器
201 作業エリア
202 操作エリア
203 壁部材
204 窓
300 ワーク
301 3Dワーク
301A 3Dワーク
301B 3Dワーク
301C 3Dワーク
302A ワーク画像
302B ワーク画像
302C ワーク画像
JT1 第1関節
JT2 第2関節
JT3 第3関節
JT4 第4関節
JT5 第5関節
JT6 第6関節
Claims (13)
- 作業エリア内に設置され、第2制御装置により制御されるロボットと、
操作者により操作される3Dカメラと、
前記作業エリアとは異なる空間である操作エリアに配置され、前記3Dカメラの位置情報及び姿勢情報を無線により検出するセンサと、
表示装置と、
第1制御装置と、を備え、
前記第1制御装置は、
前記3Dカメラにより撮影されたワークの画像情報を取得し、
前記3Dカメラにより前記ワークが撮影されたときにおける前記位置情報及び前記姿勢情報を前記センサから取得し、
取得された前記画像情報を前記表示装置に表示させ、
前記画像情報と、取得された前記位置情報及び前記姿勢情報と、を基に、前記ワークの3次元モデルを形成し、
形成された前記3次元モデルを前記表示装置に表示させ、
形成された前記3次元モデルのデータである第1データを前記第2制御装置に出力する、ロボットシステム。 - 前記第1制御装置は、
前記画像情報の取得と、前記センサからの前記位置情報および前記姿勢情報の取得と、前記表示装置への前記画像情報の表示とを繰り返し実行した後、前記3次元モデルの形成と、前記表示装置への形成された前記3次元モデルの表示と、前記第2制御装置への前記第1データの出力とを実行する、請求項1に記載のロボットシステム。 - 前記第1制御装置は、
前記画像情報の取得と、前記センサからの前記位置情報および前記姿勢情報の取得と、前記表示装置への前記画像情報の表示と、前記3次元モデルの形成と、前記表示装置への形成された前記3次元モデルの表示とを実行した後、前記画像情報の取得と、前記センサからの前記位置情報および前記姿勢情報の取得と、前記表示装置への前記画像情報の表示とを1回以上繰り返し実行した後、
前記3次元モデルの形成において、A回目に取得された前記画像情報と、取得された前記位置情報及び前記姿勢情報と、を基に、前記3次元モデルを形成し、
形成された前記3次元モデルと、B回目(B≠A)に取得された前記画像情報と、を基に、前記3次元モデルを再形成し、
その後、前記表示装置への形成された前記3次元モデルの表示と、前記第2制御装置への前記第1データの出力とを実行する、請求項1又は請求項2に記載のロボットシステム。 - 前記第1制御装置は、
前記画像情報の取得と、前記センサからの前記位置情報および前記姿勢情報の取得と、前記表示装置への前記画像情報の表示と、前記3次元モデルの形成と、前記表示装置への形成された前記3次元モデルの表示と、を実行した後、前記画像情報の取得と、前記センサからの前記位置情報および前記姿勢情報の取得と、前記表示装置への前記画像情報の表示と、を1回以上繰り返し実行した後、
前記3次元モデルの形成において、C回目に取得された前記画像情報と、取得された前記位置情報及び前記姿勢情報と、を基に、前記3次元モデルを形成し、
D回目(D≠C)に取得された前記画像情報を基に、前記3次元モデルを形成し、
前記C回目に取得された前記画像情報と、取得された前記位置情報及び前記姿勢情報とに基づき形成された前記3次元モデルと、前記D回目(D≠C)に取得された前記画像情報に基づき形成された前記3次元モデルと、を基に、前記3次元モデルを再形成し、
その後、前記表示装置への形成された前記3次元モデルの表示と、前記第2制御装置への前記第1データの出力とを実行する、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のロボットシステム。 - 前記ワークを前記操作エリアから前記作業エリアの予め設定されている第1位置に搬送する、搬送装置をさらに備える、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のロボットシステム。
- 前記ロボットを操作し、前記操作エリアに配置されている第1操作器をさらに備え、
前記第2制御装置は、前記ロボットの3次元モデルのデータである第2データが記憶されている記憶器を有し、
前記第2制御装置は、
前記操作者が前記第1操作器を操作して、前記ロボットを動作させて、前記ワークに対して作業を実行させているときに、前記第2制御装置への前記第1データの出力で入力された前記第1データと、前記搬送された前記ワークの第1位置の位置情報と、前記第2データと、前記第1操作器から入力された前記ロボットの操作情報と、に基づいて、前記操作者が前記操作エリアから前記ロボットを見た方向とは異なる方向から見た場合の前記ワークと前記ロボットの先端部の位置関係を前記表示装置に表示させる、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のロボットシステム。 - 前記第1操作器には、前記3Dカメラが取り付けられている、請求項6に記載のロボットシステム。
- 前記センサは、前記第1操作器からの前記位置情報及び前記姿勢情報を無線により検出し、
前記第2制御装置は、
前記センサにより検出された前記第1操作器からの前記位置情報及び前記姿勢情報を基に、前記第1操作器の軌跡を算出し、算出された前記軌跡に基づいて、リアルタイムで前記ロボットを動作させる、請求項7に記載のロボットシステム。 - 前記第2制御装置は、前記ロボットの3次元モデルのデータである第2データが記憶されている記憶器を有し、
前記第2制御装置は、
前記第2制御装置への前記第1データの出力で入力された前記第1データと、前記搬送された前記ワークの第1位置の位置情報と、前記第2データと、前記リアルタイムでの前記ロボットの動作で算出された前記軌跡と、に基づいて、前記操作者が前記操作エリアから前記ロボットを見た方向とは異なる方向から見た場合の前記ワークと前記ロボットの先端部の位置関係を前記表示装置に表示させる、請求項8に記載のロボットシステム。 - 前記作業エリアは、防爆エリアであり、前記操作エリアは、非防爆エリアである、請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載のロボットシステム。
- 前記3Dカメラは、ロボットアームの先端部に設けられていて、
前記ロボットアームを操作する第2操作器をさらに備える、請求項1から請求項10までのいずれか1項に記載のロボットシステム。 - 前記第1制御装置は、前記第2制御装置を兼ねる、請求項1から請求項11までのいずれか1項に記載のロボットシステム。
- ロボットが設置されている作業エリアとは異なる空間である操作エリアに配置されているワークが、操作者により操作される3Dカメラにより撮影されたときにおける、前記3Dカメラの位置情報及び姿勢情報を検出し、
撮影された前記ワークの画像情報を取得し、
検出された前記位置情報及び前記姿勢情報を取得し、
取得された前記画像情報を前記表示装置に表示させ、
取得された前記画像情報と、取得された前記位置情報及び前記姿勢情報と、を基に、前記ワークの3次元モデルを形成する、ワークの3次元モデル形成方法。
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