JPH044406A - ロボットの自動ティーチングシステム - 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】 ［概要］ ロボットを実際に作業させる場合において、ロボットに
与えられるワーク座標値からなるロポ・ント移動位置デ
ータをロボット座標値からなるロボット移動位置データ
に変換する場合に必要とされるロボットの作業領域上に
設定された基準点のワーク座標値に対するロボット座標
値を、ワーク座標値との対情報として自動制御の下にロ
ボット側に取り込ませるロボットの自動ティーチングシ
ステムに関し、 たとえロボットの座標系が大きくずれてしまっているよ
うな場合であっても、ロボットの作業領域上に設定され
た基準点のロボット座標値を良好に測定できるようにす
ることを目的とし、ロボットのアーム先端部ないし先端
部付近に配された撮像装置と、複数のマークを形成して
なるマーク板とを備え、該マーク板を前記ロボットの作
業領域に配し、前記撮像装置を介して前記複数のマーク
の所定点の座標値を順次、ロボット座標値で読み取るよ
うに構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明はロボットの自動ティーチングシステム、即ち、
ロボットを実際に作業させる場合において、ロボットに
与えられるワーク座標値（任意の位置を原点としてロボ
ットの外界に対して定義された仮想的な座標）からなる
ロボット移動位置データをロボット座標値（ロボットの
支点を原点としてロボット自身が有している座標であり
、アーム先端部の位置を示す座標）からなるロボット移
動位置データに変換する場合に必要とされるロボットの
作業領域上に設定された基準点のワーク座標値に対する
ロボット座標値を、ワーク座標値との対情報（補正デー
タ）として自動制御の下にロボット側に取り込ませるロ
ボットの自動ティーチングシステムに関する。

［従来の技術］ 従来、ロボットの自動ティーチングシステムとして第６
図にその要部を示すようなものが提案されている（特開
平１−３０７８１０号公報参照）。

ここに、第６図は、自動ティーチンクシステム中、ロボ
ットの作業領域上に設定された基準点のロボット座標値
を測定する場合に使用される測定器具を示している。こ
の測定器具は、センサホルダ１を介してロボット２のア
ーム先端部３に取り付けられた微小変位計４．５と、ロ
ボッ１〜２の作業領域上に設定された基準点を、測定プ
ロセスにおいて実現するための、格子構造を有するワー
ク座標基準ゲージ６とを設けて構成されており、このワ
ーク座標基準ゲージ６をロボット２の作業領域に配置し
、微小変位計４．５のワーク座標基準ゲージ６との接触
を利用して、ロボット２の作業領域上に設定された基準
点のロボット座標値を測定するというものである。

かかる測定器具を使用して測定されたロボットの作業領
域上の基準点のロボット座標値は、そのワーク座標値と
共に補正データとしてロボット２側に設けられている補
正データ・テーブルに登録される。そして、ロボット２
を実際に作業させる場合に、かかる補正データを使用し
たワーク座標値のロボット座標値への変換が行われる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、ロボット２は、不慮の事故、例えば作業領域
に置かれた作業対象物（例えば、プリント基板）や近接
している他の装置に対する衝突等によって、その座標系
を大きくずらしてしまい、それまで使用していた補正デ
ータを使用することができなくなってしまう場合がある
。この場合には、再びティーチングを行い、新たな補正
データを得る必要がある。しかしながら、ロボット２が
その座標系を大きくすらしているような場合には、アー
ム先端部３を所定の位置に移動させることができず、場
合によっては、微小変位計４．５と、ワーク座標基準ゲ
ージ６との激しい衝突を招き、微小変位計４．５を破損
させてしまい、基準点の位置を良好に測定できない場合
があるという問題点があった。

本発明は、かかる点に鑑み、たとえロボットの座標系が
大きくずれてしまっているような場合であっても、ロボ
ットの作業領域上に設定された基準点のロボット座標値
を良好に測定できるようにしたロボットの自動ティーチ
イングシステムを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明によるロボットの自動ティーチングシステムは、
その構成要素を、例えば、実施例図面第１図〜第５図に
対応させて説明すると、ロボット２のアーム先端部３な
いしアーム先端部３付近に配された撮像装置９と、複数
のマーク１３〜４７を形成してなるマーク板１２とを備
え、このマーク板１２をロボット２の作業領域に配し、
撮像装置９を介して複数のマーク１３〜４７の所定点（
Ｘｏ　、　Ｙｏ　）の座標値を順次、ロボット座標値（
ＸＲＪ、ＹＲＪ）で読み取ることによって、複数のマー
ク１３〜４７の所定点（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）のワーク座
標値（ＸＷＪ、ＹＷＪ）に対するロボット座標値（ＸＲ
Ｊ、ＹＲＪ）を、ワーク座標値（ＸＷＪ、　ＹＷＪ）と
の対情報としてロボット２側に取り込ませるように構成
したものである。

［作用］ 本発明においては、マーク板１２をロボット２の作業領
域に配置した場合における複数のマーク１３〜４７の所
定点（Ｘｏ　、　Ｙｏ　）かロボット２の作業領域上に
設定された基準点を示すことになり、この基準点のワー
ク座標値（ＸＷＪ、　ＹＷＪ）とロボット座標値（ＸＲ
Ｊ、　ＹＲＪ）とが、ロボット２を実際に作業させる場
合において、ワーク座標値をロボット座標値に変換する
場合に必要とされる補正データとして取り込まれる。

また、本発明においては、撮像手段９を使用した非接触
方式でロボット２の作業領域上の基準点のワーク座標値
（ＸＷＪ、ＹＷＪ）に対するロボット座標値（ＸＲＪ、
　ＹＲＪ）を測定するようにしているので、ティーチン
グを行うに際し、たとえロボット２の座標系が大きくす
れてしまっているような場合であっても、測定器具たる
撮像手段９が同じく測定器具たるマーク板１２と衝突す
るということはなく、基準点のロボット座標値（ＸＲＪ
、　ＹＲＪ）を良好に測定することが可能となる。

［実施例］ 以下、第１図〜第５図を参照して、本発明の一実施例に
つき説明する。

まず、第１図は本発明の一実施例の要部を示す図である
。図中、７はロボット２の移動を制御するロボットコン
トローラ、８はシステム全体を制御するシステムコント
ローラ（例えば、パーソナルコンピュータ）であり、ロ
ボットコントローラ７は、システムコントローラ８から
送られてくるロボット移動位置データをロボット・イン
タフェース・フォーマット・データに変換し、これをロ
ボット２側に送出し、ロボット２の移動を制御するよう
に構成されている。

また、９はロボット２のアーム先端部３付近に設けられ
たＴＶ右カメラ１０は画像処理装置であり、この画像処
理装置１０は、画像データを取り込むためのカメラコン
トローラＩＯＡと、後述するＬ字型のマーク（以下、Ｌ
マークという）の位置を計測する画像処理部１０Ｂとを
設けて構成されている。

また、１１は作業台、１２は作業台１１に載置された校
正用Ｌマーク形成プリント基板であり、この校正用Ｌマ
ーク形成プリント基板１２の表面には、第２図にその平
面図を示すように、マトリックス状に配されてなる３５
個のしマーク１３〜４７と、これら３５個のしマーク１
３〜４７とは別の９個のしマーク４８〜５６とが形成さ
れている。なお、これらＬマーク１３〜５６は、銀箔に
よって形成されている。

ここに、Ｌマーク１３〜４７は、ロボット２の作業領域
上の基準点のロボット座装置を読み取るためのものであ
る。また、Ｌマーク４８〜５６は位置決め用のしマーク
であって、実際の作業の対象となるプリント基板の大き
さによって使い分けられる。

また、第３図は、Ｌマーク１３〜４７の１個を示してお
り、その重心（ＸＯ、Ｙｏ　）がロボット２の作業領域
上の基準点とされる。即ち、校正用Ｌマーク形成プリン
ト基板１２をロボット２の作業領域上に配置した場合に
おけるしマーク１３〜４７の重心の座標（Ｘｏ　、　Ｙ
ｏ　）が、あらかじめ基準点としてワーク座標値（ＸＷ
Ｊ、　ＹＷＪ）で登録されることになる。

次に、第４図及び第５図を参照して、本実施例において
、補正データを作成する場合について説明する。なお、
校正用Ｌマーク形成プリント基板１２をロボット２の作
業領域に配置させた場合におけるＬマーク１３〜４７の
重心（基準点）のワーク座標値（ＸＷＪ　、　ＹＷＪ　
）は、あらかじめ所定のメモリに格納されているものと
する。

ここに、第４図は補正データを作成する手順を示すフロ
ーチャートであり、本実施例においては、まず、システ
ムコントローラ８の指令によって、ロボット２の先端部
３をＬマーク１３の近傍に移動させる（ステップｌ）。

次に、画像処理装置１０のカメラコントローラ１０Ａに
よってＬマーク１３の画像データを取り込み、画像処理
部１０ＢによってＬマーク１３の位置を計測する（ステ
ップ２）。

次に、ステップ２で計測したしマーク１３の位置（Ｘｌ
　、Ｙ＋　）とＬマーク１３の重心（ＸＯ２Ｙｏ）とを
比較し、そのズレ量ΔＸ＝Ｘｏ−Ｘ１、ΔＹ−Ｙｏ−￥
１を計算する（ステップ３）。

次に、これらズレ量ΔＸ、ΔＹと、予め設定されている
閾値α８、α７とを比較し、この結果、ΔＸ≦αＸ、か
つ、ΔＹ≦αＹの場合（ステップ４でＹＥＳの場合）に
は、ロボット２の位置決めは完了したとみなし、そのと
きの位置を、第５図に示すように、ワーク座標値（Ｘｗ
＋、Ｙｗｌ）と、ロボット座標値（ＸＲＩ、ＹＲＩ）と
の対情報として補正データ・テーブルに登録する（ステ
ップ５．６）。

他方、ステップ４において、ズレ量ΔＸ、ΔＹのいずれ
かが、それぞれの閾値αＸ、αＹよりも大きい場合（ス
テップ４でＮｏの場合）には、ロボット２の先端部３を
Ｌマーク１３の重心（Ｘ　ｏ、Ｙｏ）側に微移動させて
（ステップ７）、ΔＸ≦α８、かつ、ΔＹ≦αアになる
までステップ７．２〜４を繰り返す。そして、ΔＸ≦α
Ｘ、ΔＹ≦αＹになったとき、そのときの位置を、ワー
ク座標値（Ｘｗｌ、Ｙｗｔ）と、ロボット座標値（ＸＲ
Ｉ、ＹＲＩ）との対情報として補正データ・テーブルに
登録する（ステップ５．６）。

以後、Ｌマーク１４〜４７について、ステップ１〜６（
７）を実行し、全Ｌマーク１３〜４７について、ワーク
座標値（ＸＷＪ、　ＹＷＪ）とロボット座標値（ＸＲＪ
、　ＹＲＪ）との対情報を補正データ・テーブルに登録
しなとき（ステップ８でＹＥＳの場合）、処理を終了さ
せる。ここに、全Ｌマーク１３〜４７について、第５図
に示すような、補正データ・テーブルが完成する。

なお、ロボットを実際に作業させる場合においては、こ
のようにして得られた補正データを使用したワーク座標
値のロボット座標値への変換が行われて、ロボット２の
移動か制御される。

このように、本実施例によれば、ＴＶカメラ９を使用し
た非接触方式でロボット２の作業領域上の基準点のワー
ク座標値（ＸＷＪ、ＹＷＪ）に対するロボット座標値（
ＸＲＪ、ＹＲＪ）を測定てきるように構成されているの
で、ティーチングに際し、たとえロボット２の座標系が
大きくすれてしまっているような場合においても、測定
器具たるＴＶ右カメラと、同じく測定器具たる校正用Ｌ
マーク形成プリント基板１２との衝突を避けることがで
きる。したがって、ロボット２の作業領域上の基準点の
ロボット座標値（ＸＲＪ、ＹＲＪ）を良好に測定するこ
とができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、撮像手段を使用した非
接触方式でロボットの作業領域上の基準点のロボット座
標値を測定するという構成を採用したことにより、ティ
ーチングに際し、たとえロボットの座標系か大きくずれ
てしまっているような場合であっても、測定器具たる撮
像手段と、同じく測定器具たるマーク板との衝突を避け
ることかできるので、ロボットの作業領域上の基準点の
ワーク座標値に対するロボット座標値を良好に測定する
ことかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部を示す図、第２図は本
発明の一実施例を構成する校正用Ｌマーク形成プリント
基板を示す平面図、第３図は第２図例の校正用Ｌマーク
形成プリント基板に形成されているしマークを示す平面
図、第４図は補正データ・テーブルの作成手順を示すフ
ローチャート、 第５図は補正データ・テーブルを示す図、第６図は従来
のロボットの自動ティーチングシステムにおいて使用さ
れている測定器具を示す斜視図である。 ２・・・ロボット ３・・・ロボットの先端部 ７・・・ロボットコントローラ ８・・・システムコントローラ ９・・・ＴＶ右カメ ラ０・・画像処理装置 １２・・・校正用Ｌマーク形成プリント基板補正データ
・チーフルを示す図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロボットのアーム先端部ないし先端部付近に配された撮
   像装置と、複数のマークを形成してなるマーク板とを備
   え、該マーク板を前記ロボットの作業領域に配し、前記
   撮像装置を介して前記複数のマークの所定点の座標値を
   順次、ロボット座標値で読み取ることによって、前記複
   数のマークの所定点のワーク座標値に対するロボット座
   標値を前記ワーク座標値との対情報として前記ロボット
   側に取り込ませるように構成されていることを特徴とす
   るロボットの自動ティーチングシステム。