JPH012882A - ロボット制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 視覚付ロボット・システムにおいて１作業対象物とそれ
に加えるべき作業を表わす動作情報との関連性を示すテ
ーブルをあらかじめメモリに記憶しておく。作業対象物
を視覚センサで認識し、その作業対象物の種類に応じた
動作情報を上記テープルから読み出し、それにしたがっ
た動作を行なう。これにより１作業対象物の供給順序に
関係なく所定の作業を実行でき２機種変更等に対しても
テーブル内容を変更するだけでその動作情報が利用でき
ることから、全体的な作業性が向にする。

発明の背景 技術分野 この発明は、対象物体の特徴を検出する視覚装置を備え
たロボット・システムにおけるロボット制御方法に関す
る。

従来技術とその問題点 従来のロボット・システムで何らかの作業を行なう場合
（たとえば２組み立てや電子部品のプリント基盤実装な
ど）、供給される部品の順序１行なう動作の順序は固定
的にあらかじめプログラムされており、しかもそれはひ
とつの作業に固有のものである。そのため９作業中に部
品の供給順序が違っていたりすると、そのリカバリーに
時間がかかるという問題がある。また機種変更や作業変
更の際に再度プログラミングが必要である等の手間がか
かるという問題がある。

発明の概要 発明の目的 この発明は、対象物体の供給順序に変更があってもひと
つのプログラムでこれに自動的に対処できるとともに１
機種変更や作業変更も比較的簡単となる制御方法を提供
することを目的とする。

発明の構成と効果 この発明によるロボット制御方法は、対象物体の特徴に
関するデータとその対象物体に対して行なうべき動作情
報との関連を示すデータをあらかじめメモリに記憶して
おき、与えられた対象物体の特徴を視覚カメラを通して
認識し、認識した対象物体の特徴に応じて上記メモリの
記憶内容から対応する動作情報を引き出し、この動作情
報にしたがう作業を対象物体に対して行なうよう制御す
ることを特徴とする。

自動的にツール交換が可能なロボット・システムであれ
ば、対象物体の特徴に関するデータに対応してその対象
物体に作用させるツールを示すデータを上記メモリにあ
らかじめ記憶しておき。

上記動作情報にしたがう作業に先だって、認識した対象
物体に適合するツールを選択するようにすると好ましい
。

ある物（パーツという）をある物（組付は基体という）
に組付ける作業が行なわれるときには。

上記対象物体はパーツである場合もあるし９組付は基体
である場合もある。パーツおよび組付は基体の用語は単
に組付物と被組付物を明確に区別するために用いられる
ので１両方が部品である場合もあるし２両方が半製品で
ある場合もある。

上記の作業に、は組付は作業のみならず対象物体に何ら
かの加工を施す作業も含まれる。

この発明によると、視覚カメラで認識された対象物体に
対応して上記メモリに記憶されている動作情報にしたが
う作業が行なわれる。このため。

対象物体の供給順序変更（意図的なものであれ誤りに基
づくものであれ）にも関わらず、ひとつのプログラムで
確実にその対象物体に適合した動作の実行が可能である
。また動作情報のひとつひとつを独立したモジュールに
しておくことが可能となり１機種変更や作業変更があっ
ても、上記メモリの記憶内容（対象物体の特徴データと
動作情報とを関連づけるデータ）を書きかえるだけで対
応することができ、動作情報の変更は不要となるので、
プログラミングの手間も大幅に省くことかで′きる。さ
らに各情報の追加、修正も簡単にできるので１作業機能
の拡大も容易で、全体として作業性が向上する。

実施例の説明 以下この発明をオート・ツール・チェンジ機能をもつロ
ボット・システムに適用した実施例について詳述する。

第１図は第１の実施例を示すもので、ロボット１の近く
の所定位置に組付は基体２ｏがＩＮかれており２種類の
異なるパーツ２１がベルト・コンベア１゜によって順次
ロボット１の位置に送られてくる。

ロボット１は、パーツ２１が供給される毎にそのパーツ
２１を視覚センサで識別し、それに適合したハンド（ツ
ール）を選択し、そのハンドでパーツ２１をつかみかつ
所定のやり方で組付は基体２０に組付けるものである。

平面作業型ロボットの代表的な回転関節型ロボット１は
、ベース２上に軸支されかつ水平面内で回転する第１ア
ーム１１．　　この第１７」ム１１の先端部に軸支され
かつ水平面内で回転する第２アーム１２．　　この第２
アーム１２の先端部に軸支され２回転するとともにその
軸方向に運動する回転直動リンク１３．および回転直動
リンク１３に取付けられたハンド１４によって構成され
ている。ハンド１４は後述するように送られてくるパー
ツ２１に応じて自動的に交換される。このロボット１の
近接箇所には１ｔｉ数種類のハンド１４ａ−１４ｃ等を
保持しておくハンド台９が設けられている。

ロボット１の第２アーム１２の先端部には作業用の視覚
センサ（カメラ）　３ａが設けられている。また、天井
または壁には／）ンド台９上のハンドを認識するための
視覚センサ３ｂが設けられている。これらの視覚センサ
３ａ、　３ｂで撮像された映像信号は画像処理装置５に
送られ、所定の処理が加えられることにより、撮像され
たパーツ２１やハンド１４ａ〜１４ｃ等の特徴が抽出さ
れ、その識別２位置検出等のために用いられる。画像処
理装置５は。

ＣＰＵ、　メモリ等を含むロボット・コントローラ　　
４に接続されている。ロボット・コントローラ４により
、ロボット１が駆動、制御される。

ロボット・コントローラ４のメモリにストアされている
各種データ、プログラムが第２ａ図〜第２ｅ図に示され
ている。第２ａ図はパーツ（作業対象物）／ハンド（ツ
ール）／動作テーブルを示すもので、あらかじめ作成さ
れている。パーツの種類を示すコードまたは名称に対応
して、そのパーツに対して作業するときに用いられるハ
ンドのコードまたは名称、およびそのパーツに対して行
なわれるべき作業を制御するための動作プログラムのコ
ードまたは名称が、各パーツの種類ごとに決められてい
る。このテーブルは必要に応じて変更することができる
。第２ｂ図は、パーツに関する情報をストアするエリア
を示し、パーツの種類ごとに、パーツの名称、パーツの
特徴、このパーツが組付けられるべき基体の種類と場所
（箇所）に関する情報があらかじめ作成されてストアさ
れている。第２ｃ図は組付は基体についての特徴（形状
。

大きさ等）を基体ごとにストアしである様子を示してい
る。第２ｄ図はハンドに関する情報をストアするエリア
を示し、ここにはハンドの種類ごとに、その名称または
コード、ハンド台９におけるハンドの位置と姿勢、およ
びパーツの種類と把持位置がストアされる。ハンドの名
称を除くデータは１作業中に視覚センサａｂ、　３ａに
よって確認した結果を示し、この確認データが書込まれ
るものである。これらのデータは一度測定されれば次回
からはｎ１定の必要がない（ハンドは元の位置に戻され
る）。第２ｃ図は各動作の種類ごとにその動作を実行さ
せるプログラムがあらかじめ作成されストアされている
ことを示している。

第３図はこのロボット１による一連の作業を示している
。

まず視覚センサ３ｂでハンド台９上にあるハンド１４ａ
、　１４ｂ、　１４ｃ等を識別し、それぞれの位置、姿
勢を第２ｄ図に示すようにメモリのエリアに書き込む（
ステップ３１）。

次に、ベルト・コンベア１０上を流れてくるパーツ２１
を視覚センサ３ａまたは３ｂで撮像し、その特徴を抽出
することによってそのパーツ２１を識別する（ステップ
３２）。そして、第２ａ図に示すテーブルにしたがって
、そのパーツ２１に対応するハンドおよび動作を決定す
る（ステップ３３）。

決定されたハンドをハンド台９に選びにいく。

このとき、すでに得たパーツ情報とハンドの種類により
このパーツの把持位置を測定し、第３ｄ図に示すように
記憶する。ハンドを選択しがっ自動的に装着したのち（
ステップ３４）、そのハンドでパーツ２１を把持し、決
定された動作プログラム（第２ｃ図）にしたがって第２
ｂ図、第２ｃ図に示す情報を参照しながらそのパーツに
対する作業を実行する（ステップ３５）。

パーツが送られてくるごとに上記のステップ３２〜３５
の動作が繰返される（ステップ３Ｂ）。そして、１つの
組付は基板２０に対する作業が終る。

機種変更や作業変更に関しては、第２ａ図のテーブルの
内容（および第２ｂ図の一部）を変更するだけでよく、
特に動作プログラム（第２ｅ図）に関しては再利用がで
きるので、変更に伴なう手間がかなり省ける。

第４図は第２の実施例を示している。ここでは、１つの
組付は基体２０がベルト・コンベア１０によって送られ
てきて、この基体２０に対して組付けるべき？Ｍ数種類
のパーツ２１８．２１ｂ等をパーツ供給装置２３から順
次取出して基体２０に組付は作業を行なう。パーツ供給
装置２３には多種類のパーツが格納されている。他の構
成は第１図に示すものと同じである。

ロボット・コントローラ１のメモリに作成されているテ
ーブルは第２ａ図に示すものと若干異なり、第５ａ図に
示すように２組付は基体の種類ごとにテーブルがつくら
れている。そして組付は基体のテーブルには、その組付
は基体に組付けるべきすべてのパーツの種類が挙げられ
ており、これらのパーツに対応してハンドおよび動作の
種類が定められている。他の情報は第一　２　ｂ図〜第
２ｅ図に示すものとほぼ同じであるが、パーツに関して
は第５ｂ図に示すように組付は基体の種類に関する情報
が不要となり１組付は基体については第５ｃ図に示すよ
うにその正確な１別のために基体の特徴についての詳細
なデータが必要となる。

第６図はロボット１の動作の手順を示している。第３図
に示すものと同様の動作については第３図のステップ番
号が（）内に付加されている。

ハンド台９におけるハンドの故１位置などの認識ののち
（ステップ４１）、ベルト・コンベアｌＯによって送ら
れかつロボット１の位置で停止した組付は基体２０につ
いて視覚センサ３ａによる識別が行なわれる（ステップ
４２）。送られてきた組付は基体２０が識別されると、
第５ａ図に示す対応する組付は基体についてのテーブル
にしたがって、まず第１のパーツが選択され、そのパー
ツに適合するハンドおよび動作が決定される（ステップ
４３）。そして決定されたハンドのオート・チェンジの
のち（ステップ４４）、供給装置２３から該当するパー
ツが取出され組付は基体に対する作業が行なわれる（ス
テップ４５）。ステップ４３〜４５の動作は、識別され
た組付は基体のテーブルに列挙されているすべてのパー
ツについてその基体への組付けが終了するまで繰返して
行なわれる（ステップ４６）。

以上２つの動作の実施例について述べたが、動作のやり
方は種々に変更可能であることはいうまでもない。たと
えば従来のやり方で同じ対象物についての作業を繰返し
て実行し、対象物に変更があるときのみこの発明の方法
を採用してもよい。

Ｉ−記実施例では回転関節で構成された平面作業型ロボ
ットについて述べたが、直交座標型２円筒座標型などの
他のタイプの平面作業型ロボット。

さらに三次元作業ロボットに対してもこの発明は同様に
適用できるのはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は第１の実施例を示し、第１図はロボ
ットの全体を示す構成図、第２ａ図〜第２ｅ図はメモリ
にストアされたテーブル、データ、プログラムを示す図
、第３図は動作手順を示すフロー・チャートである。 第４図から第６図は第２の実施例を示し、第４図はロボ
ットの全体を示す構成図、第５ａ図〜第５ｃ図はメモリ
にストアされたテーブル、データを示す図、第６図は動
作手順を示すフロー・チャートである。 １・・・ロボット。 ２・・・ベース。 ３ａ、　３ｂ・・・視覚センサ（カメラ）。 ４・・・ロボット・コントローラ。 ５・・・画像処理装置。 ９・・・ハンド台。 ｌＯ・・・ベルト・コンベア。 １１・・・第１アーム。 １２・・・第２アーム。 １３・・・回転直動リンク。 １４、１４ａ、　１４ｂ、　１４ｃｍｐｚンド。 ２０・・・組付は基体。 ２１、　２１ａ、　２１ｂ・・・パーツ。 ２３・・・パーツ供給装置。 以　　上 特許出願人　　立石電機株式会社 代　理　人　　　弁理士　牛　久　健　司（外１名） ＩＩ　　Ｚａ　　図 第２ｂ図　　　　　　第２ｃ図 第２ｄ図　　　　　　　第２セ図 第３図 第５ａ図 第５ｂ図　　　　　　第５Ｃ図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）対象物体の特徴に関するデータとその対象物体に
   対して行なうべき動作情報との関連を示すデータをあら
   かじめメモリに記憶しておき、与えられた対象物体の特
   徴を視覚カメラを通して認識し、 認識した対象物体の特徴に応じて上記メモリの記憶内容
   から対応する動作情報を引き出し、この動作情報にした
   がう作業を対象物体に対して行なうよう制御する、 ロボット制御方法。
2. （２）対象物体の特徴に関するデータに対応してその対
   象物体に作用させるツールを示すデータを上記メモリに
   あらかじめ記憶しておき、 上記動作情報にしたがう作業に先だって、認識した対象
   物体に適合するツールを選択する、特許請求の範囲第（
   １）項に記載のロボット制御方法。
3. （３）上記対象物体がパーツであって、このパーツが上
   記作業によって組付け基体に組付けられる、特許請求の
   範囲第（１）項に記載のロボット制御方法。
4. （４）上記対象物体が組付け基体であって、組付け基体
   に組付けるべきパーツに関する情報が上記メモリに記憶
   されている、特許請求の範囲第（１）項に記載のロボッ
   ト制御方法。
5. （５）上記作業によって上記対象物体に所定の加工が施
   される、特許請求の範囲第（１）項に記載のロボット制
   御方法。