JPH0626770B2 - ワークのはめ合い方法 - Google Patents
ワークのはめ合い方法Info
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- JPH0626770B2 JPH0626770B2 JP1300367A JP30036789A JPH0626770B2 JP H0626770 B2 JPH0626770 B2 JP H0626770B2 JP 1300367 A JP1300367 A JP 1300367A JP 30036789 A JP30036789 A JP 30036789A JP H0626770 B2 JPH0626770 B2 JP H0626770B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ワークに形成されている一対の孔を、固定位
置に設けられているピンに、ロボツトを用いてはめ合わ
せて、ワークを高精度に位置決めするための方法に関す
る。
置に設けられているピンに、ロボツトを用いてはめ合わ
せて、ワークを高精度に位置決めするための方法に関す
る。
従来の技術 現在、各種の生産ラインにおいて、ロボツトによる組立
作業の自動化が進められている。ワークを高精度に、固
定位置に位置決めして据え付けるための方法の１つとし
て、ワークに一対の孔を形成し、この一対の孔を、固定
位置に設けられた組立ステージ上に立設された一対のピ
ンにそれぞれはめ合わせる方法が知られている。複数種
類の形状が異なるワークがコンベアなどの搬送手段によ
つて搬送され、あるいは１種類のワークであつても、そ
の位置、姿勢が任意で搬送されてくる場合、ワークの全
体像を２次元センサ、たとえばテレビカメラで撮像し、
その撮像結果に基づいて、ロボツトを用いてワークの把
持位置を把持する必要がある。
作業の自動化が進められている。ワークを高精度に、固
定位置に位置決めして据え付けるための方法の１つとし
て、ワークに一対の孔を形成し、この一対の孔を、固定
位置に設けられた組立ステージ上に立設された一対のピ
ンにそれぞれはめ合わせる方法が知られている。複数種
類の形状が異なるワークがコンベアなどの搬送手段によ
つて搬送され、あるいは１種類のワークであつても、そ
の位置、姿勢が任意で搬送されてくる場合、ワークの全
体像を２次元センサ、たとえばテレビカメラで撮像し、
その撮像結果に基づいて、ロボツトを用いてワークの把
持位置を把持する必要がある。
発明が解決すべき課題 このような先行技術では、ワークの全体像を捕らえるた
めには、或る程度広い視野を有するセンサが必要であ
る。このようにセンサの視野を広く設定することによつ
て、画像の分解能が粗くならざるを得ず、したがつてワ
ークを正確に把持してそのワークに形成されている一対
の孔を組立ステージの一対のピンにはめ合わせて、はめ
合い作業の自動化を行うことは、実際には、不可能であ
つた。したがつてこのようなはめ合い作業は、作業者に
よつて行われているのが現状である。
めには、或る程度広い視野を有するセンサが必要であ
る。このようにセンサの視野を広く設定することによつ
て、画像の分解能が粗くならざるを得ず、したがつてワ
ークを正確に把持してそのワークに形成されている一対
の孔を組立ステージの一対のピンにはめ合わせて、はめ
合い作業の自動化を行うことは、実際には、不可能であ
つた。したがつてこのようなはめ合い作業は、作業者に
よつて行われているのが現状である。
本発明の目的は、一対の孔を有するワークを、固定位置
に設けられている一対のピンに自動的にはめ合わせてワ
ークを高精度に位置決めすることができるようにしたワ
ークのはめ合い方法を提供することである。
に設けられている一対のピンに自動的にはめ合わせてワ
ークを高精度に位置決めすることができるようにしたワ
ークのはめ合い方法を提供することである。
課題を解決するための手段 本発明は、搬送手段によつて搬送されてきた一対の孔を
有するワークを、２次元センサによつて撮像して、その
２次元センサの撮像結果に基づいて、ロボツトによつて
把持すべきワークの把持位置を検出し、 その把持位置をロボツトで把持して、ワークを、３次元
検出が可能な３次元センサの視野にもたらし、 ワークをロボツトで把持した状態で、前記一対の孔の位
置を３次元センサによつて検出し、 ３次元センサは、交差する２本のスリツト光を各孔を含
む平面に対して投光してカメラで撮像し、各孔の縁で欠
落する少なくとも３つの点の３次元位置を計測して各孔
の縁の中心の３次元座標を求め、 ３次元センサによる前記一対の孔の位置の検出結果に基
づいて、現在の把持位置と予め定める基準把持位置との
ずれ量を求め、 基準把持位置に対応する予め定める固定位置における一
対のピンへのワーク移動の教示データを、前記ずれ量に
よつて補正し、前記一対の孔を前記一対のピンにはめ合
うようにロボツトによつてワークを移動することを特徴
とするワークのはめ合い方法である。
有するワークを、２次元センサによつて撮像して、その
２次元センサの撮像結果に基づいて、ロボツトによつて
把持すべきワークの把持位置を検出し、 その把持位置をロボツトで把持して、ワークを、３次元
検出が可能な３次元センサの視野にもたらし、 ワークをロボツトで把持した状態で、前記一対の孔の位
置を３次元センサによつて検出し、 ３次元センサは、交差する２本のスリツト光を各孔を含
む平面に対して投光してカメラで撮像し、各孔の縁で欠
落する少なくとも３つの点の３次元位置を計測して各孔
の縁の中心の３次元座標を求め、 ３次元センサによる前記一対の孔の位置の検出結果に基
づいて、現在の把持位置と予め定める基準把持位置との
ずれ量を求め、 基準把持位置に対応する予め定める固定位置における一
対のピンへのワーク移動の教示データを、前記ずれ量に
よつて補正し、前記一対の孔を前記一対のピンにはめ合
うようにロボツトによつてワークを移動することを特徴
とするワークのはめ合い方法である。
また本発明は、搬送手段によつて一対の孔を有するワー
クを、予め定める供給位置に搬送し、 この搬送されてきたワークを、ロボツトで把持して、ワ
ークを３次元検出が可能な３次元センサの視野にもたら
し、 ワークをロボツトで把持した状態で、前記一対の孔の位
置を３次元センサによつて検出し、 ３次元センサは、交差する２本のスリット光を各孔を含
む平面に対して投光してカメラで撮像し、各孔の縁で欠
落する少なくとも３つの点の３次元位置を計測して各孔
の縁の中心の３次元座標を求め、 ３次元センサによる前記一対の孔の位置の検出結果に基
づいて、現在の把持位置と予め定める基準把持位置との
ずれ量を求め、 基準把持位置に対応す予め定める固定位置における一対
のピンへのワーク移動の教示データを、前記ずれ量によ
つて補正し、前記一対の孔を前記一対のピンにはめ合う
ようにロボツトによつてワークを移動することを特徴と
するワークのはめ合い方法である。
クを、予め定める供給位置に搬送し、 この搬送されてきたワークを、ロボツトで把持して、ワ
ークを３次元検出が可能な３次元センサの視野にもたら
し、 ワークをロボツトで把持した状態で、前記一対の孔の位
置を３次元センサによつて検出し、 ３次元センサは、交差する２本のスリット光を各孔を含
む平面に対して投光してカメラで撮像し、各孔の縁で欠
落する少なくとも３つの点の３次元位置を計測して各孔
の縁の中心の３次元座標を求め、 ３次元センサによる前記一対の孔の位置の検出結果に基
づいて、現在の把持位置と予め定める基準把持位置との
ずれ量を求め、 基準把持位置に対応す予め定める固定位置における一対
のピンへのワーク移動の教示データを、前記ずれ量によ
つて補正し、前記一対の孔を前記一対のピンにはめ合う
ようにロボツトによつてワークを移動することを特徴と
するワークのはめ合い方法である。
作 用 本発明に従えば、２次元センサを用いて、搬送手段によ
つて搬送されてきた一対の孔を有するワークを撮像し
て、ロボツトによつて把持すべきワークの把持位置を検
出する。搬送手段によつて、複数種類のワークが搬送さ
れてくるときには、２次元センサの撮像結果に基づい
て、そのワークの種類を識別し、各種類のワーク毎の把
持位置を検出することもまた可能である。
つて搬送されてきた一対の孔を有するワークを撮像し
て、ロボツトによつて把持すべきワークの把持位置を検
出する。搬送手段によつて、複数種類のワークが搬送さ
れてくるときには、２次元センサの撮像結果に基づい
て、そのワークの種類を識別し、各種類のワーク毎の把
持位置を検出することもまた可能である。
こうして検出された把持位置で、ワークを把持し、ロボ
ツトによつてそのワークを３次元検出が可能な３次元セ
ンサの視野にもたらして、３次元センサによつて一対の
孔の位置を検出する。前述の２次元センサでは、ワーク
の把持位置を検出するために、ワークの全体像を捕らえ
るだけの広い視野が必要であるのに対して、３次元セン
サでは一対の孔の位置を検出すればよく、したがつて３
次元センサによつて各孔の３次元位置を高精度に検出す
ることができる。
ツトによつてそのワークを３次元検出が可能な３次元セ
ンサの視野にもたらして、３次元センサによつて一対の
孔の位置を検出する。前述の２次元センサでは、ワーク
の把持位置を検出するために、ワークの全体像を捕らえ
るだけの広い視野が必要であるのに対して、３次元セン
サでは一対の孔の位置を検出すればよく、したがつて３
次元センサによつて各孔の３次元位置を高精度に検出す
ることができる。
こうして３次元センサによる一対の孔の位置の検出結果
に基づき、現在の把持位置と予め定める基準把持位置と
のずれ量を求める。ロボツトでは、ワークの基準把持位
置を把持した状態から、そのワークの一対の孔を予め定
める固定位置にある組立ステージなどの一対のピンへワ
ークを移動して一対の孔にピンをそれぞれはめ合うよう
に移動する教示データが予めストアされている。そこ
で、その教示データを、前記ずれ量によつて補正し、こ
のようにしてロボツトによつてワークを移動して一対の
孔を一対のピンにはめ合わせ、ワークを高精度に位置決
めすることを、自動的に行うことができる。
に基づき、現在の把持位置と予め定める基準把持位置と
のずれ量を求める。ロボツトでは、ワークの基準把持位
置を把持した状態から、そのワークの一対の孔を予め定
める固定位置にある組立ステージなどの一対のピンへワ
ークを移動して一対の孔にピンをそれぞれはめ合うよう
に移動する教示データが予めストアされている。そこ
で、その教示データを、前記ずれ量によつて補正し、こ
のようにしてロボツトによつてワークを移動して一対の
孔を一対のピンにはめ合わせ、ワークを高精度に位置決
めすることを、自動的に行うことができる。
また本発明に従えば、ワークの搬送手段による供給位置
が、ワークの種類毎に予め定められているときには、ワ
ークの把持位置をロボツトに予め教示しておくことによ
つて、前述の２次元センサを省略することができ、３次
元センサによる孔位置の検出だけで、はめ合い作業が可
能となる。このようなときでも、３次元センサは不可欠
である。その理由は、ワークの供給位置が予め定められ
ているときでも、ワーク供給位置のばらつきが存在する
ことがあり、またロボツトがワークを把持する瞬間のぶ
れなどによつて、ワークの把持位置にずれが生じること
があり、これによつてロボツトでワークの孔をピンには
め合うことができなくなつてしまうおそれがあるからで
ある。
が、ワークの種類毎に予め定められているときには、ワ
ークの把持位置をロボツトに予め教示しておくことによ
つて、前述の２次元センサを省略することができ、３次
元センサによる孔位置の検出だけで、はめ合い作業が可
能となる。このようなときでも、３次元センサは不可欠
である。その理由は、ワークの供給位置が予め定められ
ているときでも、ワーク供給位置のばらつきが存在する
ことがあり、またロボツトがワークを把持する瞬間のぶ
れなどによつて、ワークの把持位置にずれが生じること
があり、これによつてロボツトでワークの孔をピンには
め合うことができなくなつてしまうおそれがあるからで
ある。
本発明に従えば、３次元センサは、交差する２本のスリ
ツト光を各孔を含む平面に対して投光してカメラで撮像
し、各孔の縁で欠落する少なくとも３つの点の３次元位
置を計測して各孔の縁の中心の３次元座標を求めるよう
に構成されるので、ワークを非接触で３次元位置計測が
可能となる。はめ合うべき各ワークの厚みに差があると
きには、もしも仮に、２次元的に像をとらえるテレビカ
メラを用いたときにはその違いを検出できず、その結
果、ピンにはめ合うときに奥行き方向の位置ずれが生
じ、はめ合いミスがおきることがあるけれども、本発明
では、上述のように３次元センサを用いるので、各孔に
ピンを正確にはめ合うことが可能となる。
ツト光を各孔を含む平面に対して投光してカメラで撮像
し、各孔の縁で欠落する少なくとも３つの点の３次元位
置を計測して各孔の縁の中心の３次元座標を求めるよう
に構成されるので、ワークを非接触で３次元位置計測が
可能となる。はめ合うべき各ワークの厚みに差があると
きには、もしも仮に、２次元的に像をとらえるテレビカ
メラを用いたときにはその違いを検出できず、その結
果、ピンにはめ合うときに奥行き方向の位置ずれが生
じ、はめ合いミスがおきることがあるけれども、本発明
では、上述のように３次元センサを用いるので、各孔に
ピンを正確にはめ合うことが可能となる。
実施例 第１図は、本発明の一実施例の斜視図である。コンベア
１００によつて水平な搬送方向１０１にワーク１０２が
任意の位置および姿勢で搬送される。
１００によつて水平な搬送方向１０１にワーク１０２が
任意の位置および姿勢で搬送される。
ワーク１０２は、第２図に示されるように、一対の孔１
０３を有しており、このワーク１０２の予め定める把持
位置１０４を３次元移動が可能な作業用ロボツト１０５
によつて把持し、固定位置に設けられた組立ステージ１
０６の一対のピン１０７にはめ合わせ、このようにして
ワーク１０２を組立ステージ１０６に高精度に自動的に
位置決めすることができる。
０３を有しており、このワーク１０２の予め定める把持
位置１０４を３次元移動が可能な作業用ロボツト１０５
によつて把持し、固定位置に設けられた組立ステージ１
０６の一対のピン１０７にはめ合わせ、このようにして
ワーク１０２を組立ステージ１０６に高精度に自動的に
位置決めすることができる。
固定位置には、コンベア１００上の予め定める視野１０
８を２次元で撮像するためのテレビカメラなどによつて
実現される２次元センサ１０９が配置される。また固定
位置には、３次元センサ１０１が配置され、この３次元
センサ１１０の視野は参照符１１１で示されている。マ
イクロコンピユータなどによつて実現される処理回路１
１２は、２次元センサ１０９および３次元センサ１１０
からの出力に応答してロボツト１０５を駆動制御する。
８を２次元で撮像するためのテレビカメラなどによつて
実現される２次元センサ１０９が配置される。また固定
位置には、３次元センサ１０１が配置され、この３次元
センサ１１０の視野は参照符１１１で示されている。マ
イクロコンピユータなどによつて実現される処理回路１
１２は、２次元センサ１０９および３次元センサ１１０
からの出力に応答してロボツト１０５を駆動制御する。
処理回路１１２の動作は、第３図に示されている。ステ
ツプｎ１からステツプｎ２に移り、２次元センサ１０９
によつてコンベア１００上のワーク１０２が視野１０８
で撮像される。ワーク１０２の位置および姿勢によら
ず、一定の把持位置１０４を検出するために、ワーク１
０２では、その重心１１３回りに、ワーク１０２の長手
方向１１４から時計方向に予め定める角度θだけ回転
し、かつ重心１１３から予め定めるとおりＬだけ離れた
位置を把持位置１０４として、ステツプｎ３において検
出する。
ツプｎ１からステツプｎ２に移り、２次元センサ１０９
によつてコンベア１００上のワーク１０２が視野１０８
で撮像される。ワーク１０２の位置および姿勢によら
ず、一定の把持位置１０４を検出するために、ワーク１
０２では、その重心１１３回りに、ワーク１０２の長手
方向１１４から時計方向に予め定める角度θだけ回転
し、かつ重心１１３から予め定めるとおりＬだけ離れた
位置を把持位置１０４として、ステツプｎ３において検
出する。
ロボツト１０５の作業端には真空パツド１１５が備えら
れ、多種類のワークの把持を可能としている。この真空
パツド１１５によつて、ワーク１０２の孔１０３および
ナツトが設けられている部分を避けて、そのワーク１０
２の平らな部分を把持位置１０４として定め、この把持
位置１０４を真空パツド１１５によつて前述のように把
持する。このようにして、ロボツト１０５によつてワー
ク１０２を把持する際には、ワーク１０２の重心１１３
の位置とそのワーク１０２の長手方向１１４である姿勢
とを検出して把持位置１０４を求め、その情報に基づい
てロボツト１０５の真空パツド１１１によつてワーク１
０２を把持する。
れ、多種類のワークの把持を可能としている。この真空
パツド１１５によつて、ワーク１０２の孔１０３および
ナツトが設けられている部分を避けて、そのワーク１０
２の平らな部分を把持位置１０４として定め、この把持
位置１０４を真空パツド１１５によつて前述のように把
持する。このようにして、ロボツト１０５によつてワー
ク１０２を把持する際には、ワーク１０２の重心１１３
の位置とそのワーク１０２の長手方向１１４である姿勢
とを検出して把持位置１０４を求め、その情報に基づい
てロボツト１０５の真空パツド１１１によつてワーク１
０２を把持する。
次にステツプｎ４では、ロボツト１０５によつて把持し
たワーク１０２を３次元センサ１１０の視野１１１へ移
動してもたらす。この３次元センサ１１０によつてワー
ク１０２に形成されている一対の孔１０３を高精度で捕
らえ、それらの孔１０３の中心位置を、ステツプｎ６で
演算して検出する。前述の２次元センサ１０９は視野１
０８において、ワーク１０２の全体像を撮像することが
できるようにするために、広い視野１０８を有し、した
がつて、その精度は粗いけれども、３次元センサ１１０
は、比較的狭い視野１１１内で高精度の検出を可能とす
る。
たワーク１０２を３次元センサ１１０の視野１１１へ移
動してもたらす。この３次元センサ１１０によつてワー
ク１０２に形成されている一対の孔１０３を高精度で捕
らえ、それらの孔１０３の中心位置を、ステツプｎ６で
演算して検出する。前述の２次元センサ１０９は視野１
０８において、ワーク１０２の全体像を撮像することが
できるようにするために、広い視野１０８を有し、した
がつて、その精度は粗いけれども、３次元センサ１１０
は、比較的狭い視野１１１内で高精度の検出を可能とす
る。
このようにしてロボツト１０５によつてコンベア１００
上のワーク１０２を把持した後、３次元センサ１１０を
用いて、ロボツト１０５によつて把持されているワーク
１０２の一対の各孔１０３の中心位置を検出するように
しているので、ロボツト１０５の真空パツド１１５によ
つてワーク１０２を把持する瞬間にぶれを生じたときな
どであつても、そのワーク１０２の孔１０３の中心位置
を３次元で高精度に検出することが可能である。
上のワーク１０２を把持した後、３次元センサ１１０を
用いて、ロボツト１０５によつて把持されているワーク
１０２の一対の各孔１０３の中心位置を検出するように
しているので、ロボツト１０５の真空パツド１１５によ
つてワーク１０２を把持する瞬間にぶれを生じたときな
どであつても、そのワーク１０２の孔１０３の中心位置
を３次元で高精度に検出することが可能である。
ステツプｎ７では、処理回路１１２は３次元センサ１１
０の出力に応答し、ロボツト１０５によるワーク１０２
の現在の把持位置と、予め定める基準把持位置とのずれ
量を求める。ロボツト１０５では、その基準把持位置に
あるワーク１０２を移動して孔１０３を、固定位置に高
精度に設定されているピン１０７にはめ合うためのワー
ク移動の教示データが予めストアされている。したがつ
てステツプｎ８では、このずれ量によつて、基準把持位
置に対応する予め定める固定位置にある一対のピン１０
７へのワーク移動の教示データを補正する。この補正の
結果によつて、ロボツト１０５は、把持しているワーク
１０２の一対の孔１０３をピン１０７にはめ合うように
ステツプｎ９において移動する。このようにしてコンベ
ア１００によつて任意の位置および姿勢で搬送されてく
るワーク１０２を組立ステージ１０６に高精度で位置決
めすることが可能になる。
０の出力に応答し、ロボツト１０５によるワーク１０２
の現在の把持位置と、予め定める基準把持位置とのずれ
量を求める。ロボツト１０５では、その基準把持位置に
あるワーク１０２を移動して孔１０３を、固定位置に高
精度に設定されているピン１０７にはめ合うためのワー
ク移動の教示データが予めストアされている。したがつ
てステツプｎ８では、このずれ量によつて、基準把持位
置に対応する予め定める固定位置にある一対のピン１０
７へのワーク移動の教示データを補正する。この補正の
結果によつて、ロボツト１０５は、把持しているワーク
１０２の一対の孔１０３をピン１０７にはめ合うように
ステツプｎ９において移動する。このようにしてコンベ
ア１００によつて任意の位置および姿勢で搬送されてく
るワーク１０２を組立ステージ１０６に高精度で位置決
めすることが可能になる。
コンベア１００によつてその形状が異なる複数種類のワ
ークが搬送されてくるとき、前述のように２次元センサ
１０９によつてそのワークの種類を識別し、各種類のワ
ークの把持位置を求めるようにしてもよい。
ークが搬送されてくるとき、前述のように２次元センサ
１０９によつてそのワークの種類を識別し、各種類のワ
ークの把持位置を求めるようにしてもよい。
本発明の他の実施例として、コンベア１００によつて搬
送されるワーク１０２の供給位置が、各ワーク１０２の
種類毎に決まつているときには、ロボツト１０５にワー
クの把持位置を予め教示しておけばよく、これによつて
ロボツトは予め定める供給位置にあるワークを、そのワ
ークの予め定める把持位置で把持して、その把持したワ
ークを３次元センサ１１０の視野１１１に自動的にもた
らすことができる。このとき、この３次元センサ１１０
によつて、ロボツト１０５の真空パツド１１５で把持さ
れたワーク１０２の孔１０３を高精度で検出することに
よつて、ワーク供給位置のばらつきが存在しても、また
ワークをロボツト１０５で把持する瞬間にぶれが生じて
も、前記ずれ量の演算を行うことによつて、ロボツト１
０５を用いてワーク１０２の孔１０３にピン１０７をは
め合うように位置決めすることか可能である。
送されるワーク１０２の供給位置が、各ワーク１０２の
種類毎に決まつているときには、ロボツト１０５にワー
クの把持位置を予め教示しておけばよく、これによつて
ロボツトは予め定める供給位置にあるワークを、そのワ
ークの予め定める把持位置で把持して、その把持したワ
ークを３次元センサ１１０の視野１１１に自動的にもた
らすことができる。このとき、この３次元センサ１１０
によつて、ロボツト１０５の真空パツド１１５で把持さ
れたワーク１０２の孔１０３を高精度で検出することに
よつて、ワーク供給位置のばらつきが存在しても、また
ワークをロボツト１０５で把持する瞬間にぶれが生じて
も、前記ずれ量の演算を行うことによつて、ロボツト１
０５を用いてワーク１０２の孔１０３にピン１０７をは
め合うように位置決めすることか可能である。
第４図は、３次元センサ１１０によつて孔１０３を３次
元的に捕えるための構成を示す斜視図である。ワーク１
０２の平面である表面に臨んで真円の孔１０３が形成さ
れている。この孔１０３には、複数（この実施例では
２）のスリツト光が照射される。なお、カメラとスリツ
ト光を照射する２台の投光器３，４は一体化されてい
る。スリツト光は参照符５，６でそれぞれ示される平面
である。ワーク１０２の表面にある光切断線は孔１０３
において欠落しており、これらの端点を参照符Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄでそれぞれ示す。ワーク１０２の表面は、工業用
テレビカメラ７によつて撮像される。このカメラ７は、
電荷蓄積素子（略称ＣＣＤ）の撮像面８と、ワーク１０
２の表面を撮像面８に結像するレンズ９とを含む。ワー
ク１０２の３次元座標系をＸ，Ｙ，Ｚで示し、カメラ７
のカメラ座標系（ＣＣＤの撮像面上に設定される座標
系）をＸｃ，Ｙｃで示す。カメラ７からの出力は、処理
回路１０に与えられる。
元的に捕えるための構成を示す斜視図である。ワーク１
０２の平面である表面に臨んで真円の孔１０３が形成さ
れている。この孔１０３には、複数（この実施例では
２）のスリツト光が照射される。なお、カメラとスリツ
ト光を照射する２台の投光器３，４は一体化されてい
る。スリツト光は参照符５，６でそれぞれ示される平面
である。ワーク１０２の表面にある光切断線は孔１０３
において欠落しており、これらの端点を参照符Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄでそれぞれ示す。ワーク１０２の表面は、工業用
テレビカメラ７によつて撮像される。このカメラ７は、
電荷蓄積素子（略称ＣＣＤ）の撮像面８と、ワーク１０
２の表面を撮像面８に結像するレンズ９とを含む。ワー
ク１０２の３次元座標系をＸ，Ｙ，Ｚで示し、カメラ７
のカメラ座標系（ＣＣＤの撮像面上に設定される座標
系）をＸｃ，Ｙｃで示す。カメラ７からの出力は、処理
回路１０に与えられる。
第５図は、第４図に示される３次元センサ１１０の電気
的構成を示すブロツク図である。投光器３，４は駆動回
路１１，１２によつて駆動される。処理回路１０に備え
られているテレビカメラコントロール１３は、カメラ７
の電荷蓄積素子にライン１４を介して同期信号を与え、
これによつて電荷蓄積素子から得られる映像信号はライ
ン１５を介して処理回路１０のアナログ／デジタル変換
回路１６に与えられてデジタル値に変換される。こうし
て得られるアナログ／デジタル変換回路１６からの出力
は、しきい値設定器１７からの弁別レベルであるしきい
値と、比較器１８において比較されて、ライン１９から
は２値化信号が得られる。この２値化信号は、フレーム
メモリ２０にストアされる。メモリ２０の内容は、バス
２１を介して処理手段２２に与えられ、また通信コント
ローラ２３を介して外部の処理回路１１２とデータの転
送を行うことができる。このような基本的な構成を有す
る本発明の一実施例において、まず孔１０３の中心位置
のの計測を行い（後述のＩ章〜II章）、次にワーク１０
２の平面である表面の傾き、すなわち姿勢角を計測し
（後述のIII章）、さらにまた、そのワーク１０２の一
表面とカメラ７との間の距離を計測する（後述のIV
章）。
的構成を示すブロツク図である。投光器３，４は駆動回
路１１，１２によつて駆動される。処理回路１０に備え
られているテレビカメラコントロール１３は、カメラ７
の電荷蓄積素子にライン１４を介して同期信号を与え、
これによつて電荷蓄積素子から得られる映像信号はライ
ン１５を介して処理回路１０のアナログ／デジタル変換
回路１６に与えられてデジタル値に変換される。こうし
て得られるアナログ／デジタル変換回路１６からの出力
は、しきい値設定器１７からの弁別レベルであるしきい
値と、比較器１８において比較されて、ライン１９から
は２値化信号が得られる。この２値化信号は、フレーム
メモリ２０にストアされる。メモリ２０の内容は、バス
２１を介して処理手段２２に与えられ、また通信コント
ローラ２３を介して外部の処理回路１１２とデータの転
送を行うことができる。このような基本的な構成を有す
る本発明の一実施例において、まず孔１０３の中心位置
のの計測を行い（後述のＩ章〜II章）、次にワーク１０
２の平面である表面の傾き、すなわち姿勢角を計測し
（後述のIII章）、さらにまた、そのワーク１０２の一
表面とカメラ７との間の距離を計測する（後述のIV
章）。
まず孔１０３の円の中心位置の計測原理を説明する。処
理回路１０では、第６図のステツプｕ１からステツプｕ
２に移り、交差する２本のスリツト光５，６を、孔１０
３を含む平面に対して投光し、孔１０３の縁で欠落する
４つの端点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの３次元位置を計測する。
理回路１０では、第６図のステツプｕ１からステツプｕ
２に移り、交差する２本のスリツト光５，６を、孔１０
３を含む平面に対して投光し、孔１０３の縁で欠落する
４つの端点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの３次元位置を計測する。
Ｉ、スリツト光５，６による点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの３次元
位置の計測方法。
位置の計測方法。
第７図に示されるようにスリツト光の投光器３と、カメ
ラ７とを配置し、スリツト光平面５上の１点Ｐ（このＰ
は、前述の、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを代表して表す）の物体座
標系での座標を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、点Ｐの撮像面８上の像
の座標をカメラ座標系でＱ（Ｘｃ，Ｙｃ）とする。カメ
ラ７の透視変換を第１式に示す。
ラ７とを配置し、スリツト光平面５上の１点Ｐ（このＰ
は、前述の、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを代表して表す）の物体座
標系での座標を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、点Ｐの撮像面８上の像
の座標をカメラ座標系でＱ（Ｘｃ，Ｙｃ）とする。カメ
ラ７の透視変換を第１式に示す。
またスリツト光平面５の方程式を第２式に示す。
ａ＊Ｘ＋ｂ＊Ｙ＋Ｚ＝ｄ …(２) したがつて、Ｐの物体座標系における座標（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）は第１式および第２式を連立させて解くことによつ
て求まる。基本的には、スリツト光平面５，６上にある
すべての点の３次元座標を求めることができる。
Ｚ）は第１式および第２式を連立させて解くことによつ
て求まる。基本的には、スリツト光平面５，６上にある
すべての点の３次元座標を求めることができる。
第１式と第２式から成る連立方程式を解く前に、係数
（Ｃ11〜Ｃ34，ｈ，ａ，ｂ，ｄ）を予め求めておく。以
下にその方法を示す。
（Ｃ11〜Ｃ34，ｈ，ａ，ｂ，ｄ）を予め求めておく。以
下にその方法を示す。
（１）カメラパラメータのキヤリブレーシヨンについ
て。
て。
第１式のＣ11〜Ｃ34をカメラパラメータと称する。カメ
ラパラメータとは、レンズ９の焦点距離、レンズ９の主
点の位置、レンズ９と受光面すなわち撮像面８との距離
などに依存して決定される値である。これらの値を実測
することは困難であるので、次の手法で求める。
ラパラメータとは、レンズ９の焦点距離、レンズ９の主
点の位置、レンズ９と受光面すなわち撮像面８との距離
などに依存して決定される値である。これらの値を実測
することは困難であるので、次の手法で求める。
第１式を展開し、係数ｈを消去すると、 C11*X+C12*Y+C13*Z+C14-C31*Xc*X-C32*Xc*Y-C33*Xc*Z-C34*Xc＝０ …(3-1) C21*X+C22*Y+C23*Z+C24-C31*Xc*X-C32*Xc*Y-C33*Xc*Z-C34*Xc＝０ …(3-2) となる。したがつて、同一平面上にない６点の既知の３
次元座標と、それぞれに対応するカメラ座標を第３−１
式および第３−２式に代入し、１２元連立方程式を解く
ことによつて１２個の未知数（Ｃ11〜Ｃ34）が求まる。
ここではカメラパラメータの算出の精度を向上するため
に、３次元座標が既知のｎ点（ｎ＞６）の計測を行い、
最小２乗法によつて求める。
次元座標と、それぞれに対応するカメラ座標を第３−１
式および第３−２式に代入し、１２元連立方程式を解く
ことによつて１２個の未知数（Ｃ11〜Ｃ34）が求まる。
ここではカメラパラメータの算出の精度を向上するため
に、３次元座標が既知のｎ点（ｎ＞６）の計測を行い、
最小２乗法によつて求める。
第３式から、係数Ｃ11〜Ｃ34に関する次の１２元２ｎ連
立方程式が得られる。
立方程式が得られる。
ただし、 Ｃ34＝１ …(7-2) 最小２乗法により Ｇ＝(Ｅt＊Ｅ)-1＊Ｅt＊Ｆ …(８) を計算すると、Ｇが求まる。
（２）スリツト光の平面の方程式の係数の算出。スリツ
ト光の平面上の既知の３点の３次元位置を第２式に代入
すれば、ａ，ｂ，ｄに関する３元連立方程式が得られる
ので、これを解けばａ，ｂ，ｄを算出できる。ここでは
精度を上げるために、既知のｎ点（ｎ＞３）の３次元座
標を第２式に代入し、次の３元ｎ連立方程式を最小２乗
法で解く。
ト光の平面上の既知の３点の３次元位置を第２式に代入
すれば、ａ，ｂ，ｄに関する３元連立方程式が得られる
ので、これを解けばａ，ｂ，ｄを算出できる。ここでは
精度を上げるために、既知のｎ点（ｎ＞３）の３次元座
標を第２式に代入し、次の３元ｎ連立方程式を最小２乗
法で解く。
これを Ｊ＊Ｋ＝Ｌ …(10) と置けば、 Ｋ＝(Ｊt＊Ｊ)-1＊Ｊt＊Ｌ …(11) より求まる。
（３）特徴点３次元座標の算出。
前述の方法でＣ11〜Ｃ34，ａ，ｂ，ｄを求めておけば、
特徴点の３次元座標は第２式と第３式を連立して、次式
を解くことで求まる。
特徴点の３次元座標は第２式と第３式を連立して、次式
を解くことで求まる。
Ｍ＊Ｎ＝Ｒ …(12) ただし、 ただし、 Ｃ34＝１ …(15-2) 第１２式より、 Ｎ＝Ｍ-1＊Ｒ …(16) II、点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを通る円の中心の計測方法。
点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを通る円の中心は、 （１ａ）４点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを通る平面上にある。
（２ａ）各点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの距離が等しい。
という２つの条件１ａ，２ａから求まる。
（１）ワーク１０２の表面である４点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを
含む平面Ｐ１３、すなわち第８図の紙面の方程式の係数
の算出（第６図のステツプｕ３）。
含む平面Ｐ１３、すなわち第８図の紙面の方程式の係数
の算出（第６図のステツプｕ３）。
４点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含む平面の法線ベクトル成分は、
Ｚ成分が大きく、Ｘ，Ｙ成分および距離が小さいので、
平面の方程式を次式で表す。
Ｚ成分が大きく、Ｘ，Ｙ成分および距離が小さいので、
平面の方程式を次式で表す。
a1*x+b1*y+z=d1 …(17) ４点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、この平面上の点であるので、 これにより、最小２乗法でａ，ｂ，ｄを算出し、あるい
はまた３点Ａ，Ｂ，Ｃの場合には、１行の成分を無視し
て逆行列でａ1，ｂ1，ｄ１を算出する。
はまた３点Ａ，Ｂ，Ｃの場合には、１行の成分を無視し
て逆行列でａ1，ｂ1，ｄ１を算出する。
（２）各点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうちの２点からの距離が等
しい平面の方程式の係数の算出。
しい平面の方程式の係数の算出。
各点からの距離が等しい点（ｘ，ｙ，ｚ）は次式で表す
ことができる。
ことができる。
(x-x1)2+(y-y1)2+(z-z1)2＝r2 …(19) （ｉ＝１〜４） 精度よく算出するために、互いに距離の大きい２点を用
いて算出する。ここでは点Ａ，Ｂと点Ｃ，Ｄのペアを用
いる。
いて算出する。ここでは点Ａ，Ｂと点Ｃ，Ｄのペアを用
いる。
第８図の平面図を参照して、点Ａ，Ｂから等しい距離に
ある点は次式になる（第６図のステツプｕ４）。
ある点は次式になる（第６図のステツプｕ４）。
-2*x1*x+x1 2-2*y1*y+y1 2-2*z1*z+z1 2 =2*x2*x+x2 2-2*y2*y+y2 2-2*z2*z+z2 2 …(20-1) 2(x1-x2)*x+2(y1-y2)*y+2(z1-z2)*z =(x1 2-x2 2)+(y1 2-y2 2)+(z1 2-z2 2) …(20-2) この第２０−２式を、 a2*x+b2*y+c2*z=d2 …(20-3) と置く。第２０−３式は、平面Ｐ１１の式である。
点Ｃ，Ｄも同様に算出する（第６図のステツプｕ５）。
2(x3-x4)*x+2(y3-y4)*y+2(z3-z4)*z =(x3 2-x4 2)+(y3 2-y4 2)+(z3 2-z4 2) …(21-1) これを a3*x+b3*y+c3*z=d3 …(21-2) と置く。第２１−２式は、平面Ｐ１２の式である。
（３）円の中心Ｏの算出。
第１７式、第２０−３式、第２１−２式の３平面の交点
が円の中心である。したがつて、円の中心座標（ｘｃ
１，ｙｃ１，ｚｃ１）は次式の連立方程式を解くことで
求まる（第６図のステツプｕ６）。
が円の中心である。したがつて、円の中心座標（ｘｃ
１，ｙｃ１，ｚｃ１）は次式の連立方程式を解くことで
求まる（第６図のステツプｕ６）。
これより III、平面Ｐ１３のＸ軸まわりの姿勢角αおよびＹ軸ま
わりの姿勢角βの計測。
わりの姿勢角βの計測。
第９図（１）において、平面Ｐ１３ａがＸ軸まわりに＋
Δαだけ角変位して平面Ｐ１３ｂの姿勢となつたとき、
スリツト光５の平面Ｐ１３ａ上の光切断線２６は、平面
Ｐ１３ｂ上では光切断線２７のとおりとなる。カメラ７
の撮像面８において、α＝０の光切断線２６の像は参照
符２６ａで示され、その回転後の光切断線２７の像は参
照符２７ａで示される。また第１０図（１）で示される
ように、平面Ｐ１３ｃがＹ軸まわりに角度Δβだけ角度
変位して平面Ｐ１３ｄとなつたときには、平面Ｐ１３ｃ
上の光切断線２８は平面Ｐ１３ｄ上で光切断線２９とな
る。したがつてカメラ７の撮像面８において、光切断線
２８の像２８ａは光切断線２９の像２９ａとなる。こう
して撮像面８上の像２７ａ，２９ａによつて、平面Ｐ１
３ａ，Ｐ１３ｂの相互の角度Δαと平面Ｐ１３ｃ，Ｐ１
３ｄの角度＋Δβを演算して求めることができる。第９
図および第１０図にΔα，Δβの定義を示し、さらに第
１１図〜第１３図を参照して平面の傾きを求める手法に
ついて具体的に述べる。
Δαだけ角変位して平面Ｐ１３ｂの姿勢となつたとき、
スリツト光５の平面Ｐ１３ａ上の光切断線２６は、平面
Ｐ１３ｂ上では光切断線２７のとおりとなる。カメラ７
の撮像面８において、α＝０の光切断線２６の像は参照
符２６ａで示され、その回転後の光切断線２７の像は参
照符２７ａで示される。また第１０図（１）で示される
ように、平面Ｐ１３ｃがＹ軸まわりに角度Δβだけ角度
変位して平面Ｐ１３ｄとなつたときには、平面Ｐ１３ｃ
上の光切断線２８は平面Ｐ１３ｄ上で光切断線２９とな
る。したがつてカメラ７の撮像面８において、光切断線
２８の像２８ａは光切断線２９の像２９ａとなる。こう
して撮像面８上の像２７ａ，２９ａによつて、平面Ｐ１
３ａ，Ｐ１３ｂの相互の角度Δαと平面Ｐ１３ｃ，Ｐ１
３ｄの角度＋Δβを演算して求めることができる。第９
図および第１０図にΔα，Δβの定義を示し、さらに第
１１図〜第１３図を参照して平面の傾きを求める手法に
ついて具体的に述べる。
（１）第１２図に示される対象面Ｐ１３のＸ軸まわりの
姿勢角αと、その対象面Ｐ１３のＹ軸まわりの姿勢角β
とを求めるにあたり、まずカメラ７の撮像面８上の水
平スリツト光の光切断線３０の方程式を予め求めてお
き、この光切断線３０の方程式と、予め求めておいた
前述のカメラパラメータＣ11〜Ｃ34とから、光切断線
３０とレンズ９の主点を通る平面Ｐ１４の方程式を求め
る（第１１図のステツプｍ１，ｍ２）。またスリツト
光の平面Ｐ１５の方程式を予め求めておく（第１１図の
ステツプｍ３）。
姿勢角αと、その対象面Ｐ１３のＹ軸まわりの姿勢角β
とを求めるにあたり、まずカメラ７の撮像面８上の水
平スリツト光の光切断線３０の方程式を予め求めてお
き、この光切断線３０の方程式と、予め求めておいた
前述のカメラパラメータＣ11〜Ｃ34とから、光切断線
３０とレンズ９の主点を通る平面Ｐ１４の方程式を求め
る（第１１図のステツプｍ１，ｍ２）。またスリツト
光の平面Ｐ１５の方程式を予め求めておく（第１１図の
ステツプｍ３）。
（２）前のパラグラフ（１）で示した方程式，，
と、カメラパラメータとによつて、平面Ｐ１４，Ｐ１
５の各平面の法線ベクトルを求め、その法線ベクトルを
２，３とし、平面Ｐ１４，Ｐ１５の交線３１の方向
ベクトルを ＝（１，ｔ4，ｕ4） …(24) とすると、４と２，３とは直交するので、2 ・4＝０ …(25)3 ・4＝０ …(26) これにより、４が求められる（第１１図のステツプｍ
４）。
と、カメラパラメータとによつて、平面Ｐ１４，Ｐ１
５の各平面の法線ベクトルを求め、その法線ベクトルを
２，３とし、平面Ｐ１４，Ｐ１５の交線３１の方向
ベクトルを ＝（１，ｔ4，ｕ4） …(24) とすると、４と２，３とは直交するので、2 ・4＝０ …(25)3 ・4＝０ …(26) これにより、４が求められる（第１１図のステツプｍ
４）。
（３）同様にして第１３図から、光切断線３２とカメラ
パラメータより平面Ｐ１６の方程式を求め、平面Ｐ１７
の方程式も求めておけば、平面Ｐ１６，Ｐ１７の法線ベ
クトルをそれぞれ6，7、交線３３の方向ベクトルを8 ＝（ｓ8１，ｕ8） …(27) として、6 ・8＝０ …(28)7 ・8＝０ …(29) これにより、８が求められる（第１１図のステツプｍ
７）。
パラメータより平面Ｐ１６の方程式を求め、平面Ｐ１７
の方程式も求めておけば、平面Ｐ１６，Ｐ１７の法線ベ
クトルをそれぞれ6，7、交線３３の方向ベクトルを8 ＝（ｓ8１，ｕ8） …(27) として、6 ・8＝０ …(28)7 ・8＝０ …(29) これにより、８が求められる（第１１図のステツプｍ
７）。
この第１３図において、平面Ｐ１６はレンズ９の主点を
通る平面であり、Ｐ１７は投光器３のスリツト光がなす
平面を示している。
通る平面であり、Ｐ１７は投光器３のスリツト光がなす
平面を示している。
（４）対象面Ｐ１３の法線ベクトル0 ＝（ｓ0，ｔ0，１） …(30) は４，８に直交するから、0 ・４＝０ …(31)0 ・８＝０ …(32) これにより、０が求められる（第１１図のステツプｍ
８）。
８）。
センサの撮像面８の対象面Ｐ１３に対する姿勢角α（Ｘ
軸まわりの回転角）、β（Ｙ軸まわりの回転角）は次式
で求められる（第１１図のステツプｍ９）。
軸まわりの回転角）、β（Ｙ軸まわりの回転角）は次式
で求められる（第１１図のステツプｍ９）。
α＝ｔａｎ-1（ｔ0） …(33) β＝ｔａｎ-1（ｓ0） …(34) IV、距離の計測方法。
第１４図に示されるように、平面Ｐ１３ｅとカメラ７の
撮像面８との間の距離を計測する際、この平面Ｐ１３ｅ
がＰ１３ｆおよびＰ１３ｇで示すように検出可能な範囲
で変位すると、第１４図（２）で示されるように撮像面
８上では、投光器３のスリツト光５の光切断線３４，３
５，３６は像３４ａ，３５ａ，３６ａとなつて検出され
る。このようにして撮像面８上の像３４ａ，３５ａ，３
６ａを検出することによつて、平面Ｐ１３ｅ，Ｐ１３
ｆ，Ｐ１３ｇの距離を計測することができる。この手法
を第１５図および第１６図を参照してさらに具体的に説
明する。
撮像面８との間の距離を計測する際、この平面Ｐ１３ｅ
がＰ１３ｆおよびＰ１３ｇで示すように検出可能な範囲
で変位すると、第１４図（２）で示されるように撮像面
８上では、投光器３のスリツト光５の光切断線３４，３
５，３６は像３４ａ，３５ａ，３６ａとなつて検出され
る。このようにして撮像面８上の像３４ａ，３５ａ，３
６ａを検出することによつて、平面Ｐ１３ｅ，Ｐ１３
ｆ，Ｐ１３ｇの距離を計測することができる。この手法
を第１５図および第１６図を参照してさらに具体的に説
明する。
（１）カメラ７の光軸の方程式は、 ｘ＝ｙ＝０ …(35) であつて、その撮像面８と対象面Ｐ１３との距離ｄは、
カメラ７のレンズ９の光軸と対象面Ｐ１３の交点のＺ座
標と定義する。
カメラ７のレンズ９の光軸と対象面Ｐ１３の交点のＺ座
標と定義する。
対象面Ｐ１３上の１点の座標を求めれば、対象面Ｐ１３
の法線ベクトルとから対象面Ｐ１３の平面の方程式が決
定できる。その点は、平面Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１７の交
点として得られ、その点を、（ｘ0，ｙ0，ｚ0）とする
と、対象面Ｐ１３の方程式は、 ｓ0（ｘ−ｘ0）＋ｔ0（ｙ−ｙ0）＋１・（ｚ−ｚ0） ＝０ …(36) となる（第１５図のステツプｒ１，ｒ２）。
の法線ベクトルとから対象面Ｐ１３の平面の方程式が決
定できる。その点は、平面Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１７の交
点として得られ、その点を、（ｘ0，ｙ0，ｚ0）とする
と、対象面Ｐ１３の方程式は、 ｓ0（ｘ−ｘ0）＋ｔ0（ｙ−ｙ0）＋１・（ｚ−ｚ0） ＝０ …(36) となる（第１５図のステツプｒ１，ｒ２）。
（２）距離ｄは、 ｄ＝ｓ0Ｘ0ｔ0Ｙ0＋Ｚ0 …(37) として求められる（第１５図のステツプｒ３，ｒ４）。
Ｖ、面位置の計測。
第１７図を参照して、面１３の位置計測にあつては、単
一の投光器４からのスリツト光６を投光し、カメラ７の
光軸３７は、物体座標系のＸ−Ｙ平面に垂直であるもの
とする。このとき、計測対象となる平面Ｐ１３とスリツ
ト光平面６の交線３８上の１点３９の３次元位置を計測
し、そのＺ軸成分を面位置（すなわち高さ）とする。
一の投光器４からのスリツト光６を投光し、カメラ７の
光軸３７は、物体座標系のＸ−Ｙ平面に垂直であるもの
とする。このとき、計測対象となる平面Ｐ１３とスリツ
ト光平面６の交線３８上の１点３９の３次元位置を計測
し、そのＺ軸成分を面位置（すなわち高さ）とする。
本発明は、孔１０３の中心位置を計測することができる
だけではなく、その孔１０３の面積およびその他の物理
量を広く演算して求めることが可能であり、そのような
改変は当業者に容易である。
だけではなく、その孔１０３の面積およびその他の物理
量を広く演算して求めることが可能であり、そのような
改変は当業者に容易である。
発明の効果 以上のように本発明によれば、搬送手段によつて搬送さ
れてきたワークを２次元センサによつて撮像してワーク
の把持位置を検出し、この把持位置をロボツトで把持し
てワークを３次元センサの視野にもたらして一対の孔の
位置を、ワークをロボツトで把持した状態で検出し、こ
の３次元センサによる検出結果に基づいて、現在の把持
位置と予め定める基準把持位置とのずれ量を求め、こう
して基準把持位置に対応する予め定める固定位置にある
一対のピンへのワークの移動の教示データを、前記ずれ
量によつて補正し、一対の孔を一対のピンにそれぞれは
め合うようにロボツトによつてワークを移動するように
したので、ワークを高精度に位置決めすることが自動的
に可能となる。こうして２次元センサによつて広い視野
で高精度の検出を行う必要がなくなる。
れてきたワークを２次元センサによつて撮像してワーク
の把持位置を検出し、この把持位置をロボツトで把持し
てワークを３次元センサの視野にもたらして一対の孔の
位置を、ワークをロボツトで把持した状態で検出し、こ
の３次元センサによる検出結果に基づいて、現在の把持
位置と予め定める基準把持位置とのずれ量を求め、こう
して基準把持位置に対応する予め定める固定位置にある
一対のピンへのワークの移動の教示データを、前記ずれ
量によつて補正し、一対の孔を一対のピンにそれぞれは
め合うようにロボツトによつてワークを移動するように
したので、ワークを高精度に位置決めすることが自動的
に可能となる。こうして２次元センサによつて広い視野
で高精度の検出を行う必要がなくなる。
また本発明によれば、複数種類のワークが搬送されてく
るとき、２次元センサによつてそのワークの種類を識別
し、各種類毎のワークの把持位置を検出することもまた
可能である。
るとき、２次元センサによつてそのワークの種類を識別
し、各種類毎のワークの把持位置を検出することもまた
可能である。
さらに本発明によれば、ワークの供給位置がワークの種
類毎に決まつているときには、ワークの把持位置をロボ
ツトに予め教示しておくことによつて、前述の２次元セ
ンサを省略することができ、これによつて構成が簡略化
される。
類毎に決まつているときには、ワークの把持位置をロボ
ツトに予め教示しておくことによつて、前述の２次元セ
ンサを省略することができ、これによつて構成が簡略化
される。
特に本発明によれば、３次元センサは、交差する２本の
スリツト光を、各孔を含む平面に対して投光してカメラ
で撮像し、各孔の縁で欠落する少なくとも３つの点の３
次元位置を計測して各孔の縁の中心の３次元座標を求め
るように構成したので、各ワークの厚みに差があるとき
であつても、各孔にピンを正確にはめ合わせることが確
実に可能になる。
スリツト光を、各孔を含む平面に対して投光してカメラ
で撮像し、各孔の縁で欠落する少なくとも３つの点の３
次元位置を計測して各孔の縁の中心の３次元座標を求め
るように構成したので、各ワークの厚みに差があるとき
であつても、各孔にピンを正確にはめ合わせることが確
実に可能になる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す斜視図、第２図
はワーク１０２の平面図、第３図は処理回路１１２の動
作を説明するためのフローチヤート、第４図は本発明の
一実施例の３次元センサ１１０の簡略化した斜視図、第
５図は第４図に示される３次元センサ１１０の電気的構
成を示すブロツク図、第６図は孔１０３の中心位置の算
出手順を示すフローチヤート、第７図はスリツト光５に
よる点Ｐの３次元位置計測の手法を示す斜視図、第８図
は平面Ｐ１３の平面図、第９図は平面の姿勢角αの定義
を示す図、第１０図は平面の姿勢角βの定義を示す簡略
化した図、第１１図は姿勢角α，βを計測する手順を示
すフローチヤート、第１２図および第１３図は対象面Ｐ
１３のＸ軸まわりの姿勢角αとＹ軸まわりの姿勢角βを
計測するための手法を示す簡略化した図、第１４図は平
面Ｐ１３ｅ，Ｐ１３ｆ，Ｐ１３ｇの距離の計測原理を示
す簡略化した図、第１５図は平面の距離ｄの算出手順を
示すフローチヤート、第１６図は距離ｄの計測を行うた
めの構成を簡略化して示す図、第１７図は本発明のさら
に他の実施例の面１３の位置計測を行う原理を示す簡略
化した図である。 １００……コンベア、１０２……ワーク、１０３……
孔、１０４……把持位置、１０５……ロボツト、１０７
……ピン、１０９……２次元センサ、１１０……３次元
センサ、１１１……視野、１１２……処理回路
はワーク１０２の平面図、第３図は処理回路１１２の動
作を説明するためのフローチヤート、第４図は本発明の
一実施例の３次元センサ１１０の簡略化した斜視図、第
５図は第４図に示される３次元センサ１１０の電気的構
成を示すブロツク図、第６図は孔１０３の中心位置の算
出手順を示すフローチヤート、第７図はスリツト光５に
よる点Ｐの３次元位置計測の手法を示す斜視図、第８図
は平面Ｐ１３の平面図、第９図は平面の姿勢角αの定義
を示す図、第１０図は平面の姿勢角βの定義を示す簡略
化した図、第１１図は姿勢角α，βを計測する手順を示
すフローチヤート、第１２図および第１３図は対象面Ｐ
１３のＸ軸まわりの姿勢角αとＹ軸まわりの姿勢角βを
計測するための手法を示す簡略化した図、第１４図は平
面Ｐ１３ｅ，Ｐ１３ｆ，Ｐ１３ｇの距離の計測原理を示
す簡略化した図、第１５図は平面の距離ｄの算出手順を
示すフローチヤート、第１６図は距離ｄの計測を行うた
めの構成を簡略化して示す図、第１７図は本発明のさら
に他の実施例の面１３の位置計測を行う原理を示す簡略
化した図である。 １００……コンベア、１０２……ワーク、１０３……
孔、１０４……把持位置、１０５……ロボツト、１０７
……ピン、１０９……２次元センサ、１１０……３次元
センサ、１１１……視野、１１２……処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 新 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 中野 康夫 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 三浦 克也 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 上田 澄広 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (56)参考文献 特開 昭62−236632（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】搬送手段によつて搬送されてきた一対の孔
を有するワークを、２次元センサによつて撮像して、そ
の２次元センサの撮像結果に基づいて、ロボツトによつ
て把持すべきワークの把持位置を検出し、 その把持位置をロボツトで把持して、ワークを、３次元
検出が可能な３次元センサの視野にもたらし、 ワークをロボツトで把持した状態で、前記一対の孔の位
置を３次元センサによつて検出し、 ３次元センサは、交差する２本のスリツト光を、各孔を
含む平面に対して投光してカメラで撮像し、各孔の縁で
欠落する少なくとも３つの点の３次元位置を計測して各
孔の縁の中心の３次元座標を求め、 ３次元センサによる前記一対の孔の位置の検出結果に基
づいて、現在の把持位置と予め定める基準把持位置との
ずれ量を求め、 基準把持位置に対応する予め定める固定位置における一
対のピンへのワーク移動の教示データを、前記ずれ量に
よつて補正し、前記一対の孔を前記一対のピンにはめ合
うようにロボツトによつてワークを移動することを特徴
とするワークのはめ合い方法。 - 【請求項２】搬送手段によつて一対の孔を有するワーク
を、予め定める供給位置に搬送し、 この搬送されてきたワークを、ロボツトで把持して、ワ
ークを３次元検出が可能な３次元センサの視野にもたら
し、 ワークをロボツトで把持した状態で、前記一対の孔の位
置を３次元センサによつて検出し、 ３次元センサは、交差する２本のスリット光を各孔を含
む平面に対して投光してカメラで撮像し、各孔の縁で欠
落する少なくとも３つの点の３次元位置を計測して各孔
の縁の中心の３次元座標を求め、 ３次元センサによる前記一対の孔の位置の検出結果に基
づいて、現在の把持位置と予め定める基準把持位置との
ずれ量を求め、 基準把持位置に対応する予め定める固定位置における一
対のピンへのワーク移動の教示データを、前記ずれ量に
よつて補正し、前記一対の孔を前記一対のピンにはめ合
うようにロボツトによつてワークを移動することを特徴
とするワークのはめ合い方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1300367A JPH0626770B2 (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | ワークのはめ合い方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1300367A JPH0626770B2 (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | ワークのはめ合い方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03161223A JPH03161223A (ja) | 1991-07-11 |
| JPH0626770B2 true JPH0626770B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=17883925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1300367A Expired - Fee Related JPH0626770B2 (ja) | 1989-11-17 | 1989-11-17 | ワークのはめ合い方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0626770B2 (ja) |
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| JP5370788B2 (ja) * | 2011-10-20 | 2013-12-18 | 株式会社安川電機 | 対象物加工システム |
| JP6500852B2 (ja) * | 2016-07-11 | 2019-04-17 | 株式会社安川電機 | ロボットシステム、ロボットの制御方法、ロボットコントローラ |
| JP6470321B2 (ja) | 2017-01-11 | 2019-02-13 | ファナック株式会社 | 物品搬送装置 |
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-
1989
- 1989-11-17 JP JP1300367A patent/JPH0626770B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03161223A (ja) | 1991-07-11 |
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