JPH0634646Y2 - 自動車の車体の作業装置 - Google Patents

自動車の車体の作業装置

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JPH0634646Y2
JPH0634646Y2 JP1986171071U JP17107186U JPH0634646Y2 JP H0634646 Y2 JPH0634646 Y2 JP H0634646Y2 JP 1986171071 U JP1986171071 U JP 1986171071U JP 17107186 U JP17107186 U JP 17107186U JP H0634646 Y2 JPH0634646 Y2 JP H0634646Y2
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寿徳 堤
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、自動車の車体に作業を行う作業装置に関す
る。
背景技術 このような物体の3次元位置および姿勢の検出は、たと
えば産業用ロボツトを用いてその物体に溶接を行なつた
り、シール材を予め定めた部分に塗布していわゆるシー
リングを行なつたり、また組立て作業を行なつたりする
際に必要となる。
典型的な先行技術では、自動車などの物体をコンベヤに
よつて予め定めた正確な位置に停止させ、固定位置に設
けられた産業用ロボツトによつて、その物体の予め定め
る部分に作業を行なつている。
考案が解決すべき問題点 このような先行技術では、産業用ロボツトによつて加工
されるべき物体を、コンベヤによつて高精度で予め定め
た位置に停止させなければならず、さもなければ産業用
ロボツトによつて物体の不所望な部分が加工されてしま
い、または希望する作業を行なうことができなくなる。
このように物体を予め定めた位置に高精度で停止するた
めには、そのコンベヤなどを高精度に製造しなければな
らないという問題がある。
本考案の目的は、コンベヤで搬送される自動車の車体1
の予め定めた停止位置の精度が低くても、その車体1に
高精度で作業を行うことができるようにした自動車の車
体の作業位置を提供することである。
問題点を解決するための手段 本考案は、自動車の車体1を間欠的に搬送し、予め定め
た停止位置で停止するベルトコンベヤと、 前記停止位置付近に設けられ、車体1に対して作業を行
う作業端3を有する産業用ボツト2と、 前記停止位置付近に設けられ、車体1が予め定められる
第1被検出点P1を撮像する第1カメラ4と、 前記停止位置付近で第1カメラ4とは異なる位置に設け
られ、車体1の第1被検出点P1を撮像する第2カメラ5
と、 第1および第2カメラ4,5の各出力に応答して産業用ロ
ボツト2の座標系における第1被検出点P1の3次元座標
位置を演算して求める第1演算手段と、 前記停止位置付近で第1および第2カメラ4,5とは異な
る予め判つている位置に設けられ、第1被検出点P1から
予め定める第1の距離1だけ離れた車体1の予め定め
る第2被検出点P2を撮像する第3カメラ6と、 前記第1演算手段の出力と第3カメラ6の出力とに応答
して、産業用ロボツト2の座標系における第2被検出点
P2の3次元座標位置を演算し、第2被検出点P2が存在す
るおおよその予測されている位置に近い値を、第2被検
出点P2の3次元座標位置として求める第2演算手段と、 前記停止位置付近で第1、第2および第3カメラ4,5,6
とは異なる予め判つている位置に設けられ、第1被検出
点P1から予め定める第2の距離l2だけ離れた車体1の予
め定める第3被検出点P3を撮像する第4カメラ7と、 第1演算手段の出力と第4カメラ7の出力とに応答し
て、産業用ロボツト2の座標系における第3被検出点P3
の3次元位置を演算し、第3被検出点P3が存在するおお
よその予測されている位置に近い値を、第3被検出点P3
の3次元座標位置として求める第3演算手段とを含み、 産業用ロボツト2は、 第1、第2および第3演算手段の出力に応答して、車体
1の位置および姿勢を検出し、予め定める基準車体との
差を補正するコントローラ9と、 コントローラ9の出力に応答して、作業端3が車体1の
予め定める部分を作業するように作業端3を駆動する駆
動回路10とを有することを特徴とする自動車の車体の作
業装置である。
作用 本考案に従えば、コンベヤで搬送されて予め定めた停止
位置で停止された自動車の車体位置の第1〜第3の被検
出点P1〜P3を合計4つの第1〜第4のカメラ4,5,6,7に
よつて撮像し、第1〜第3演算手段によつてそれらの第
1〜第3の被検出点P1〜P3の3次元位置を演算して求め
る。したがつて第1〜第3の各被検出点P1〜P3毎に、た
とえば特開昭59-23214に開示されているように、2つず
つのカメラを設けて撮像するようにすれば、そのカメラ
の数が6台も必要となるけれども、本考案では、その必
要なカメラの数を4台に減少することが可能であり、構
成を簡略化することができる。
このように自動車の車体1における3つの第1〜第3被
検出点P1〜P3の3次元位置を検出することによつて、コ
ントローラ9では、車体1の位置および姿勢を検出し、
これによつてコンベヤで搬送されて停止位置で停止して
いる車体1と予め定める基準車体との差を補正して、作
業端3を駆動回路10で駆動し、車体1の予め定める部分
に、高精度で作業を行うことが可能になる。
実施例 第1図は本考案の一実施例の原理を説明するための斜視
図であり、第2図はその電気的構成を示すブロツク図で
ある。これらの図面を参照して、自動車の車体1は、産
業用ロボツト2の作業端3によつてその車体1の予め定
めた部分の溶接作業、シール材を塗布するシーリング作
業および組立て作業などを行なう。車体1は、ベルトコ
ンベヤなどのような搬送手段によつて間欠的に搬送さ
れ、予め定めた位置で停止される。この予め定めた位置
は、本考案によれば高精度に設定される必要はない。こ
の車体1が停止した状態において、第1カメラ4と、第
2カメラ5と、第3カメラ6と、第4カメラ7とによつ
て車体1に予め設けられている第1被検出点P1、第2被
検出点P2および第3被検出点P3を撮像して、産業用ロボ
ツト2の座標系における各点の3次元座標位置を検出す
る。これによつてコントローラ9は車体1の位置とその
姿勢を導出し、基準車体との差を補正することによつて
作業端3は車体1の予め定める部分を正確に作業するこ
とができる。第2被検出点P2は、第1被検出点P1から予
め定めた距離1だけ離れた位置にある。また第3被検
出点P3は、第1被検出点P1から予め定めた距離l2だけ離
れた距離にある。これら3つの被検出点P1,P2,P3は、車
体1に正確に形成された透孔などの目印となる部分であ
り、これら3つの被検出点P1,P2,P3の3次元位置を次に
述べるように求めることによつて車体1の位置と姿勢を
求めることができる。
まず車体1の前記予め定めた位置において停止した状態
で、第1カメラ4によつて第1被検出点P1を撮像し、そ
のカメラ4の座標系における第1被検出点P1の撮像面上
の2次元座標位置(x1,y1)を検出する。また同様にし
て、第2カメラによつて第1被検出点P1を撮像して、そ
の第2カメラ5の座標系での第1被検出点P1の撮像面上
の2次元座標位置(x2,y2)を検出する。そうすると、
被検出点P1は第1カメラの撮像点とその主点を結ぶ直線
と、第2カメラの撮像点とその主点を結ぶ直線との交点
としてその位置が定まる。実際にはこれらの第1および
第2カメラ4,5の出力は、処理回路8に入力され、ここ
で第1および第2カメラ4,5の予め判つているロボツト
に対する相対位置の情報を用いて、産業用ロボツト2の
座標系における第1被検出点P1の3次元座標値(x3,y3,
z3)を演算して求める。
次に第3カメラ6によつて第2被検出点P2を撮像し、そ
の第3カメラ6の座標系における第2被検出点P2の撮像
面上の2次元座標位置(x4,y4)を検出する。処理回路
8は、この第3カメラ6の出力に応答し、かつ第1被検
出点P1の3次元座標位置(x3,y3,z3)に基づいて、ま
た、第3カメラ6の予め判つている位置を用いて第2被
検出点P2の産業用ロボツト2の座標系における3次元位
置(x5,y5,z5)を演算して求める。第2被検出点P2は、
第1被検出点P1から予め定めた距離1だけ離れて、第
3カメラ6による第2被検出点P2の撮像点と主点を結ぶ
直線上に存在する。一般にはこの条件を満たす点は2点
あるが、この第2被検出点P2の存在するおおよその位置
は予め予測されているので、その予測される領域側の点
を採用すれば第2被検出点P2の3次元座標を演算して求
めることができる。
そこで次に第4カメラ7を用いて第3被検出点P3を撮像
し、第3被検出点P3の第4カメラ7の座標系における撮
像面上の2次元座標位置(x6,y6)を検出する。処理回
路8は、この第4カメラ7の撮像結果と、前述の第1被
検出点P1の3次元座標位置の演算結果とに基づいて、ま
た第4カメラ7の予め判つている位置を用いて、第3被
検出点P3の産業用ロボツト2の座標系における3次元座
標位置(x7,y7,z7)を第2被検出点P2と同様に演算して
求める。すなわち第3被検出点P3は、第1被検出点P1か
ら予め定めた距離l2だけ離れて、第4カメラ7による第
3被検出点P3の撮像点と主点を結ぶ直線上に存在し、こ
の条件を満たす点は2点あるが、この第3被検出点P3の
存在するおおよその位置は予め予測されているので、そ
の予測される領域側の点を採用して、第3被検出点P3の
3次元座標を演算して求める。こうしてベルトコンベヤ
によつて搬送される車体1の予め定めた停止位置付近
に、産業用ロボツト2と第1〜第4カメラ4〜7が配置
される。こうして3つの被検出点P1,P2,P3の産業用ロボ
ツト2における座標系の3次元位置を検出して、車体1
の位置および姿勢を検出することができる。
第1〜第4カメラ4〜7は、たとえば2次元の電荷結合
素子(略称CCD)カメラなどによつて実現することがで
きる。
車体1の位置および姿勢を演算処理して求めることによ
つて、産業用ロボツト2におけるコントローラ9は、基
準車体1との差を補正するように駆動回路10を駆動して
作業端3を用いて車体1に希望する正確な位置をもたら
して、その位置における作業を行うことができる。した
がつて車体1を搬送手段によつて過度に高精度に位置決
める必要がなく、搬送手段の製造が容易になる。
効果 本考案によれば、自動車の車体1がコンベヤベルトによ
つて搬送され、予め定めた停止位置で停止され、この停
止された位置で産業用ロボツト2を用いて作業を行う際
に、その停止位置の精度が低くても、産業用ロボツト2
によつて高精度の作業を行うことが可能になる。
特に本考案によれば、自動車の車体1の第1〜第3被検
出点P1〜P3を、合計4台の第1〜第4カメラ4〜7によ
つて検出するようにしたので、カメラの台数を減少する
ことができ、高精度を簡略化することができる。特に自
動車の車体1の作業を行う環境は、一般的には、悪環境
下であり、たとえば溶接作業およびシーリング作業、さ
らには組立て作業などを行う悪条件下であり、このよう
な環境の下で用いられるカメラ4〜7は、その保守を容
易にし、また故障の頻度を減少するために、カメラ4〜
7の台数を低減することが必要である。本考案は、この
ような自動車の車体の作業を行う環境下において、少な
い数のカメラ4〜7を用いて車体1の位置および姿勢を
検出することを可能にし、構成を簡略化することは勿
論、さらに保守を容易にし、また故障の頻度を低減する
ことが可能となる。
さらに本考案によれば、車体1に設けられる第1被検出
転P1から第1および第2の距離1,2だけ離れた第2
および第3の被検出点P2,P3設定することによつて、そ
れらの第1〜第3被検出点P1〜P3を高精度で検出するこ
とができ、このような車体1の3つの第1〜第3被検出
点P1〜P3の産業用ロボツト2の座標系における3次元位
置を第1〜第3演算手段によつて求めることによつて車
体1の位置および姿勢を、産業用ロボツト2に備えられ
ているコントローラ9で検出することが可能となる。し
たがつて車体1に第1〜第3被検出点P1〜P3を設けるこ
とを容易に行うことができるという利点もある。
さらに本考案によれば、ベルトコンベヤによつて搬送さ
れてくる車体1の予め定めた停止位置付近に産業用ロボ
ツト2を設けて作業を行うようにし、またその停止位置
付近に第1〜第4カメラ4〜7を配置し、それらの相互
の設置位置を高精度に設定する必要はなく、それにもか
かわらず産業用ロボツト2を用いて車体1に高精度に作
業を行うことができ、したがつて産業用ロボツト2およ
び第1〜第4テレビカメラ4〜7の施工作業が容易とな
る。また前述のようにベルトコンベヤの精度をむやみに
高くする必要がない。このようにして本考案の実施はき
わめて容易であり、既存の産業用ロボツト2に関連して
本考案を広範囲に実施することができるという優れた効
果が達成される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例の原理を説明するための簡略
化した斜視図、第2図はその実施例の電気的構成を示す
ブロツク図である。 1……車体、2……産業用ロボツト、3……作業端、4
……第1カメラ、5……第2カメラ、6……第3カメ
ラ、7……第4カメラ、8……処理回路、9……コント
ローラ、10……駆動回路、P1……第1被検出点、P2……
第2被検出点、P3……第3被検出点

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】自動車の車体1を間欠的に搬送し、予め定
    めた停止位置で停止するベルトコンベヤと、 前記停止位置付近に設けられ、車体1に対して作業を行
    う作業端3を有する産業用ボツト2と、 前記停止位置付近に設けられ、車体1が予め定められる
    第1被検出点P1を撮像する第1カメラ4と、 前記停止位置付近で第1カメラ4とは異なる位置に設け
    られ、車体1の第1被検出点P1を撮像する第2カメラ5
    と、 第1および第2カメラ4,5の各出力に応答して産業用ロ
    ボツト2の座標系における第1被検出点P1の3次元座標
    位置を演算して求める第1演算手段と、 前記停止位置付近で第1および第2カメラ4,5とは異な
    る予め判つている位置に設けられ、第1被検出点P1から
    予め定める第1の距離1だけ離れた車体1の予め定め
    る第2被検出点P2を撮像する第3カメラ6と、 前記第1演算手段の出力と第3カメラ6の出力とに応答
    して、産業用ロボツト2の座標系における第2被検出点
    P2の3次元座標位置を演算し、第2被検出点P2が存在す
    るおおよその予測されている位置に近い値を、第2被検
    出点P2の3次元座標位置として求める第2演算手段と、 前記停止位置付近で第1、第2および第3カメラ4,5,6
    とは異なる予め判つている位置に設けられ、第1被検出
    点P1から予め定める第2の距離l2だけ離れた車体1の予
    め定める第3被検出点P3を撮像する第4カメラ7と、 第1演算手段の出力と第4カメラ7の出力とに応答し
    て、産業用ロボツト2の座標系における第3被検出点P3
    の3次元位置を演算し、第3被検出点P3が存在するおお
    よその予測されている位置に近い値を、第3被検出点P3
    の3次元座標位置として求める第3演算手段とを含み、 産業用ロボツト2は、 第1、第2および第3演算手段の出力に応答して、車体
    1の位置および姿勢を検出し、予め定める基準車体との
    差を補正するコントローラ9と、 コントローラ9の出力に応答して、作業端3が車体1の
    予め定める部分を作業するように作業端3を駆動する駆
    動回路10とを有することを特徴とする自動車の車体の作
    業装置。
JP1986171071U 1986-11-06 1986-11-06 自動車の車体の作業装置 Expired - Lifetime JPH0634646Y2 (ja)

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Publication Number Publication Date
JPS6375804U JPS6375804U (ja) 1988-05-20
JPH0634646Y2 true JPH0634646Y2 (ja) 1994-09-07

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005074617A (ja) * 2003-09-04 2005-03-24 Yaskawa Electric Corp 生産システム

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JPS5923214A (ja) * 1982-07-30 1984-02-06 Hitachi Ltd 物体位置計測システム

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