JP7281910B2 - ロボット制御システム - Google Patents
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Description
まず、図1に基づいてロボット11の構成を説明する。
[Xw ,Yw ]=[X1w,Y1w]+[ΔX1 ,ΔY1 ]
トレー56上の他のワーク30についても、上記と同様に最寄りのマーク部62の位置からの相対位置によって算出される。
ここで、ハンドカメラ40の設置角度は、ロボット11の手首部21に対するハンドカメラ40の設置角度であり、ハンドカメラ40をロボット11の手首部21に設置したときに手首部21に対するハンドカメラ40の設置角度を測定してロボット制御ユニット42の不揮発性メモリ(図示せず)に保存しておいた値を参照する。
検査実行部45は、固定カメラ51とハンドカメラ40を使用してロボット制御システムの異常診断を実行するものであり、後述する所定の検査実行条件が成立したときに、ハンドカメラ40の視野内にマーク部61,62が収まる位置へハンドカメラ40を移動させてハンドカメラ40でマーク部61,62を撮像して、その画像を画像処理部43で処理して当該マーク部61,62の位置をハンドカメラ40のビジョン座標系の座標値で検出して座標変換部44で世界座標系の座標値に変換する動作(以下「ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作」という)と、固定カメラ51で全てのマーク部61,62を撮像して、その画像を画像処理部43で処理して全てのマーク部61,62の位置を固定カメラ51のビジョン座標系の座標値で検出して座標変換部44で世界座標系の座標値に変換する動作(以下「固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作」という)とを実行する。
原因(1)は、固定カメラ51又はハンドカメラ40の設置位置や設置角度が過去(キャリブレーション時)から変化したことが考えられる。この変化は、例えば、カメラ設置部材の経年変化や、ライン移動等によって固定カメラ51を再設置したときの設置位置や設置角度のずれによって発生するものと考えられる。
原因(2)は、各供給装置39の作業エリア38又はトレー搬送装置55の作業エリア57のトレー56の位置や角度が過去(キャリブレーション時)から変化したことが考えられる。この変化は、例えば、ロボット11の振動、各供給装置39自身の振動、衝撃と供給装置39の移動、交換等による設置位置や設置角度の変化によって発生するものと考えられる。
原因(3)は、ロボット11のアーム移動精度が悪化したことが考えられる。このアーム移動精度の悪化は、例えば、ロボット11の経年劣化、振動や衝撃等による組み付け状態の変化、エンドエフェクタ23の交換や再組み付けによるロボット11の座標系の変化によって発生するものと考えられる。
まず、ロボット制御システムをキャリブレーションしたときに、ロボット制御ユニット42が図5のキャリブレーション時マーク部位置検出・記憶プログラムを実行して、キャリブレーション時のマーク部61,62の位置の世界座標値を検出して記憶部46に記憶する。マーク部61,62が設置されていない場合は、作業者がマーク部61,62を設置してからロボット制御ユニット42が図5のキャリブレーション時マーク部位置検出・記憶プログラムを実行する。
Claims (14)
- ワークを作業エリアに供給する供給装置と、
前記作業エリアに供給されたワークに対して所定の作業を行うロボットと、
前記ロボットのアームに取り付けられたハンドカメラと、
前記ロボットのアーム可動領域よりも高い場所に下向きに固定され、前記作業エリアに供給されたワークを上方から撮像する固定カメラと、
前記ハンドカメラで撮像した画像を処理して撮像対象の位置を当該画像の基準点を原点とする座標系(以下「ハンドカメラのビジョン座標系」という)の座標値で検出する第1画像処理部と、
前記固定カメラで撮像した画像を処理して撮像対象の位置を当該画像の基準点を原点とする座標系(以下「固定カメラのビジョン座標系」という)の座標値で検出する第2画像処理部と、
前記ハンドカメラのビジョン座標系の座標値及び前記固定カメラのビジョン座標系の座標値を前記ロボットのアームの動作を制御する座標系である世界座標系の座標値に変換する座標変換部と、
前記ロボットのアームの位置を前記世界座標系の座標値で制御する制御部と
を備えたロボット制御システムにおいて、
前記固定カメラの視野に収まる範囲内で前記作業エリアに対して所定の位置関係となる位置に設けられたマーク部と、
前記ハンドカメラの視野内に前記マーク部が収まる位置へ前記ハンドカメラを移動させて前記ハンドカメラで前記マーク部を撮像して、その画像を前記第1画像処理部で処理して前記マーク部の位置を前記ハンドカメラのビジョン座標系の座標値で検出して前記座標変換部で前記世界座標系の座標値に変換する動作(以下「ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作」という)と、前記固定カメラで前記マーク部を撮像して、その画像を前記第2画像処理部で処理して前記マーク部の位置を前記固定カメラのビジョン座標系の座標値で検出して前記座標変換部で前記世界座標系の座標値に変換する動作(以下「固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作」という)とを実行する検査実行部と、
前記検査実行部が過去に行った前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した過去の前記マーク部の位置の座標値(以下「過去のハンドカメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値」という)を記憶すると共に、前記検査実行部が過去に行った前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した過去の前記マーク部の位置の座標値(以下「過去の固定カメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値」という)を記憶する記憶部とを備え、
前記検査実行部は、同一の前記マーク部に対する前記マーク部位置検出動作において、今回行った前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した今回の前記マーク部の位置の座標値と、前記記憶部に記憶されている前記過去のハンドカメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値とを比較すると共に、今回行った前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した今回の前記マーク部の位置の座標値と、前記記憶部に記憶されている前記過去の固定カメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値とを比較し、それらの比較結果の組み合わせに基づいて異常発生箇所が前記ロボットの前記アームと前記固定カメラの設置環境と前記マーク部が設けられる環境のうちの何れであるかを特定するように異常診断する、ロボット制御システム。 - 前記検査実行部は、前記ハンドカメラ画像から検出した前記マーク部の位置の座標値の比較結果と、前記固定カメラ画像から検出した前記マーク部の位置の座標値の比較結果との組み合わせにおいて、前記ハンドカメラ画像から検出した前記マーク部の位置の座標値の比較結果のみが閾値以上である場合に、前記ロボットの前記アームに異常があると診断し、前記固定カメラ画像から検出した前記マーク部の位置の座標値の比較結果のみが閾値以上である場合に、前記固定カメラの設置環境に異常があると診断し、前記2つの比較結果の両方が閾値以上である場合に、前記マーク部が設けられる環境に異常があると診断する、請求項1に記載のロボット制御システム。
- 前記検査実行部は、前記異常診断の結果を表示及び/又は音声により作業者に通知する処理を行う、請求項1又は2に記載のロボット制御システム。
- 前記検査実行部は、前記異常発生箇所を特定した場合にはその異常発生箇所と対処方法を表示及び/又は音声により作業者に通知する処理を行う、請求項2に記載のロボット制御システム。
- 前記検査実行部は、生産開始前に行った前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作及び前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した当該生産開始前の前記マーク部の位置の座標値を前記記憶部に記憶されている前記過去の前記マーク部の位置の座標値と比較して各位置の座標値の変化量を算出し、いずれか1つでも前記座標値の変化量が許容誤差に相当する所定の閾値を超えていれば異常ありと判定する、請求項1乃至4のいずれかに記載のロボット制御システム。
- ワークを作業エリアに供給する供給装置と、
前記作業エリアに供給されたワークに対して所定の作業を行うロボットと、
前記ロボットのアームに取り付けられたハンドカメラと、
前記ロボットのアーム可動領域よりも高い場所に下向きに固定され、前記作業エリアに供給されたワークを上方から撮像する固定カメラと、
前記ハンドカメラで撮像した画像を処理して撮像対象の位置を当該画像の基準点を原点とする座標系(以下「ハンドカメラのビジョン座標系」という)の座標値で検出する第1画像処理部と、
前記固定カメラで撮像した画像を処理して撮像対象の位置を当該画像の基準点を原点とする座標系(以下「固定カメラのビジョン座標系」という)の座標値で検出する第2画像処理部と、
前記ハンドカメラのビジョン座標系の座標値及び前記固定カメラのビジョン座標系の座標値を前記ロボットのアームの動作を制御する座標系である世界座標系の座標値に変換する座標変換部と、
前記ロボットのアームの位置を前記世界座標系の座標値で制御する制御部と、
前記固定カメラの視野に収まる範囲内で前記作業エリアに対して所定の位置関係となる位置に設けられたマーク部と、
前記ハンドカメラの視野内に前記マーク部が収まる位置へ前記ハンドカメラを移動させて前記ハンドカメラで前記マーク部を撮像して、その画像を前記第1画像処理部で処理して前記マーク部の位置を前記ハンドカメラのビジョン座標系の座標値で検出して前記座標変換部で前記世界座標系の座標値に変換する動作(以下「ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作」という)と、前記固定カメラで前記マーク部を撮像して、その画像を前記第2画像処理部で処理して前記マーク部の位置を前記固定カメラのビジョン座標系の座標値で検出して前記座標変換部で前記世界座標系の座標値に変換する動作(以下「固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作」という)とを実行する検査実行部と、
前記検査実行部が過去に行った前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した過去の前記マーク部の位置の座標値(以下「過去のハンドカメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値」という)を記憶すると共に、前記検査実行部が過去に行った前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した過去の前記マーク部の位置の座標値(以下「過去の固定カメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値」という)を記憶する記憶部とを備え、
前記検査実行部は、今回行った前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した今回の前記マーク部の位置の座標値を前記記憶部に記憶されている、前記過去のハンドカメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値と比較すると共に、今回行った前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した今回の前記マーク部の位置の座標値を前記記憶部に記憶されている、前記過去の固定カメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値と比較し、それらの比較結果に基づいて異常診断する、ロボット制御システムにおいて、
前記検査実行部は、生産中に前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作を実行して当該生産中の前記マーク部の位置の座標値を検出し、当該生産中の前記マーク部の位置の座標値を前記記憶部に記憶されている、前記過去の固定カメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値と比較して、当該生産中の比較結果に基づいて異常診断し、その結果、異常ありと判定した場合には前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作を実行して前記マーク部の位置の座標値を検出し、そのマーク部の位置の座標値を前記記憶部に記憶されている、前記過去のハンドカメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値と比較し、その比較結果と前記生産中の比較結果との組み合わせに基づいて異常発生箇所を特定する、ロボット制御システム。 - ワークを作業エリアに供給する供給装置と、
前記作業エリアに供給されたワークに対して所定の作業を行うロボットと、
前記ロボットのアームに取り付けられたハンドカメラと、
前記ロボットのアーム可動領域よりも高い場所に下向きに固定され、前記作業エリアに供給されたワークを上方から撮像する固定カメラと、
前記ハンドカメラで撮像した画像を処理して撮像対象の位置を当該画像の基準点を原点とする座標系(以下「ハンドカメラのビジョン座標系」という)の座標値で検出する第1画像処理部と、
前記固定カメラで撮像した画像を処理して撮像対象の位置を当該画像の基準点を原点とする座標系(以下「固定カメラのビジョン座標系」という)の座標値で検出する第2画像処理部と、
前記ハンドカメラのビジョン座標系の座標値及び前記固定カメラのビジョン座標系の座標値を前記ロボットのアームの動作を制御する座標系である世界座標系の座標値に変換する座標変換部と、
前記ロボットのアームの位置を前記世界座標系の座標値で制御する制御部と、
前記固定カメラの視野に収まる範囲内で前記作業エリアに対して所定の位置関係となる位置に設けられたマーク部と、
前記ハンドカメラの視野内に前記マーク部が収まる位置へ前記ハンドカメラを移動させて前記ハンドカメラで前記マーク部を撮像して、その画像を前記第1画像処理部で処理して前記マーク部の位置を前記ハンドカメラのビジョン座標系の座標値で検出して前記座標変換部で前記世界座標系の座標値に変換する動作(以下「ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作」という)と、前記固定カメラで前記マーク部を撮像して、その画像を前記第2画像処理部で処理して前記マーク部の位置を前記固定カメラのビジョン座標系の座標値で検出して前記座標変換部で前記世界座標系の座標値に変換する動作(以下「固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作」という)とを実行する検査実行部と、
前記検査実行部が過去に行った前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した過去の前記マーク部の位置の座標値(以下「過去のハンドカメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値」という)を記憶すると共に、前記検査実行部が過去に行った前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した過去の前記マーク部の位置の座標値(以下「過去の固定カメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値」という)を記憶する記憶部とを備え、
前記検査実行部は、今回行った前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した今回の前記マーク部の位置の座標値を前記記憶部に記憶されている、前記過去のハンドカメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値と比較すると共に、今回行った前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した今回の前記マーク部の位置の座標値を前記記憶部に記憶されている、前記過去の固定カメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値と比較し、それらの比較結果に基づいて異常診断する、ロボット制御システムにおいて、
前記検査実行部は、生産中に前記ロボットがアーム動作を所定時間以上停止している期間に前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作を実行すると共に、前記固定カメラで前記マーク部を撮像するのに邪魔にならない位置へ前記ロボットのアームが移動している期間に前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作を実行して異常診断する、ロボット制御システム。 - ワークを作業エリアに供給する供給装置と、
前記作業エリアに供給されたワークに対して所定の作業を行うロボットと、
前記ロボットのアームに取り付けられたハンドカメラと、
前記ロボットのアーム可動領域よりも高い場所に下向きに固定され、前記作業エリアに供給されたワークを上方から撮像する固定カメラと、
前記ハンドカメラで撮像した画像を処理して撮像対象の位置を当該画像の基準点を原点とする座標系(以下「ハンドカメラのビジョン座標系」という)の座標値で検出する第1画像処理部と、
前記固定カメラで撮像した画像を処理して撮像対象の位置を当該画像の基準点を原点とする座標系(以下「固定カメラのビジョン座標系」という)の座標値で検出する第2画像処理部と、
前記ハンドカメラのビジョン座標系の座標値及び前記固定カメラのビジョン座標系の座標値を前記ロボットのアームの動作を制御する座標系である世界座標系の座標値に変換する座標変換部と、
前記ロボットのアームの位置を前記世界座標系の座標値で制御する制御部と、
前記固定カメラの視野に収まる範囲内で前記作業エリアに対して所定の位置関係となる位置に設けられたマーク部と、
前記ハンドカメラの視野内に前記マーク部が収まる位置へ前記ハンドカメラを移動させて前記ハンドカメラで前記マーク部を撮像して、その画像を前記第1画像処理部で処理して前記マーク部の位置を前記ハンドカメラのビジョン座標系の座標値で検出して前記座標変換部で前記世界座標系の座標値に変換する動作(以下「ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作」という)と、前記固定カメラで前記マーク部を撮像して、その画像を前記第2画像処理部で処理して前記マーク部の位置を前記固定カメラのビジョン座標系の座標値で検出して前記座標変換部で前記世界座標系の座標値に変換する動作(以下「固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作」という)とを実行する検査実行部と、
前記検査実行部が過去に行った前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した過去の前記マーク部の位置の座標値(以下「過去のハンドカメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値」という)を記憶すると共に、前記検査実行部が過去に行った前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した過去の前記マーク部の位置の座標値(以下「過去の固定カメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値」という)を記憶する記憶部とを備え、
前記検査実行部は、今回行った前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した今回の前記マーク部の位置の座標値を前記記憶部に記憶されている、前記過去のハンドカメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値と比較すると共に、今回行った前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作で検出した今回の前記マーク部の位置の座標値を前記記憶部に記憶されている、前記過去の固定カメラ画像から検出した過去の前記マーク部の位置の座標値と比較し、それらの比較結果に基づいて異常診断する、ロボット制御システムにおいて、
前記検査実行部は、生産中に前記ハンドカメラでワークを撮像して当該ワークの位置を検出して前記ロボットが所定の作業を行う場合には、生産中に前記ハンドカメラでワークを撮像する際に、当該ワークと前記マーク部を視野に収めて撮像して前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作を実行すると共に、前記固定カメラで前記マーク部を撮像するのに邪魔にならない位置へ前記ロボットのアームが移動している期間に前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作を実行して異常診断する、ロボット制御システム。 - 前記マーク部は、複数箇所に設けられ、
前記検査実行部は、前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作及び前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作で前記マーク部毎にそのマーク部の位置の座標値を検出し、前記マーク部毎にそのマーク部の位置の座標値を前記記憶部に前記マーク部毎に記憶されている前記過去の前記マーク部の位置の座標値と比較する、請求項1乃至8のいずれかに記載のロボット制御システム。 - 前記ロボットは、前記作業エリアに供給されたワークをピックアップして別の作業エリアに移し替える作業を行い、
前記別の作業エリアについても、前記固定カメラの視野に収まる範囲内で当該別の作業エリアに対して所定の位置関係となる位置にマーク部が設けられ、
前記検査実行部は、前記固定カメラの視野に前記作業エリアと前記別の作業エリアの両方の前記マーク部を収めて撮像する、請求項1乃至9のいずれかに記載のロボット制御システム。 - 前記供給装置が複数並設されて前記作業エリアが複数並設され、
前記作業エリア毎に前記マーク部が設けられている、請求項1乃至10のいずれかに記載のロボット制御システム。 - 前記検査実行部は、前記ハンドカメラの視野内に全ての前記マーク部を同時に収めることができない場合には、前記ハンドカメラによる前記マーク部の撮像を2回以上に分けて行う、請求項9乃至11のいずれかに記載のロボット制御システム。
- 前記過去の前記マーク部の位置の座標値は、ロボット制御システムをキャリブレーションしたときに前記ハンドカメラ画像からのマーク部位置検出動作及び前記固定カメラ画像からのマーク部位置検出動作を実行して検出した前記マーク部の位置の座標値である、請求項1乃至12のいずれかに記載のロボット制御システム。
- 前記第2画像処理部は、生産中に前記固定カメラで撮像した画像を処理してその画像に含まれるワークの位置を検出する場合には、検出対象のワークの最寄りの前記マーク部の位置を基準点としてその基準点からの相対位置で当該検出対象のワークの位置を検出する、請求項1乃至13のいずれかに記載のロボット制御システム。
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