JPH07227784A - Method and device for matching coordinates between vision device and industrial robot - Google Patents

Method and device for matching coordinates between vision device and industrial robot

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JPH07227784A
JPH07227784A JP1823194A JP1823194A JPH07227784A JP H07227784 A JPH07227784 A JP H07227784A JP 1823194 A JP1823194 A JP 1823194A JP 1823194 A JP1823194 A JP 1823194A JP H07227784 A JPH07227784 A JP H07227784A
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JP
Japan
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coordinate
industrial robot
vision device
coordinate value
wrist
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Application number
JP1823194A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Harada
浩一 原田
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve accuracy for matching coordinates between a robot coordinate system and a vision coordinate system. CONSTITUTION:In a state where positions are determined on three points, the coordinate values of a hand part 2b on a 180 deg. rotation symmetrical position are obtained by self rotating any the wrist shaft of an industrial robot 2, the coordinate values of the wrist rotary shaft on a vision coordinate system are obtained based on both coordinate values and a coordinate transformation matrix is obtained based on coordinate values on a robot coordinate system.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はビジョン装置と産業用
ロボットとの座標合せ方法およびその装置に関し、さら
に詳細にいえば、ビジョン装置の視野内に産業用ロボッ
トのハンド部を位置させ、ハンド部の座標値をビジョン
装置により得てビジョン装置と産業用ロボットとの座標
合せを行なう方法およびその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for aligning a coordinate between a vision device and an industrial robot and the device therefor. More specifically, the hand portion of the industrial robot is positioned within the field of view of the vision device, The present invention relates to a method for obtaining coordinate values of a robot with a vision device and performing coordinate alignment between the vision device and an industrial robot and the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、産業用ロボットを用いて処理
対象物のハンドリングを行なうシステムにおいては、ハ
ンドリング対象領域をビジョン装置の視野内に含めてお
き、ビジョン装置により処理対象物の座標値(ビジョン
座標系における座標値、以下、ビジョン座標値と称す
る)を得、ビジョン座標値を所定の変換行列に基づいて
産業用ロボットの座標系における座標値(以下、ロボッ
ト座標値と称する)に変換して産業用ロボットに動作指
令を与えるようにしている。したがって、産業用ロボッ
トにおいては、ビジョン装置から与えられた動作指令に
基づいて各軸を動作させることにより、処理対象物の把
持を達成することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a system for handling an object to be processed using an industrial robot, the area to be handled is included in the visual field of a vision device, and the coordinate value of the object to be processed (vision The coordinate value in the coordinate system, hereinafter referred to as the vision coordinate value) is obtained, and the vision coordinate value is converted into the coordinate value in the coordinate system of the industrial robot (hereinafter referred to as the robot coordinate value) based on a predetermined conversion matrix. The operation command is given to the industrial robot. Therefore, in the industrial robot, the object to be processed can be gripped by operating each axis based on the operation command given from the vision device.

【0003】以上の説明から明らかなように、上記シス
テムを何ら不都合なく動作させるためには、所定の変換
行列を予め得ておくこと、即ち、ビジョン装置と産業用
ロボットとの座標合せが必要である。そして、このよう
にビジョン装置と産業用ロボットとの座標合せを行なう
方法として、従来は、ビジョン装置の視野内において産
業用ロボットのハンド部を互に異なる3点に順次位置決
めし(これら3点のロボット座標値は位置決めのための
条件により得られる)、これら各点におけるハンド部の
ビジョン座標値(具体的には、例えば、ハンド部の所定
位置のビジョン座標値)を得、3点ずつのロボット座標
値およびビジョン座標値に基づいて変換行列を得る方法
が採用されていた。即ち、この方法を採用すれば、ビジ
ョン装置の視野内において処理対象物を支承する平面が
任意の3点により一意に定まるのであるから、処理対象
物を支承する平面の全範囲に関してビジョン装置と産業
用ロボットとの座標合せを達成することができるように
思われる。
As is clear from the above description, in order to operate the system without any inconvenience, it is necessary to obtain a predetermined conversion matrix in advance, that is, coordinate adjustment between the vision device and the industrial robot. is there. As a method of aligning the coordinates between the vision device and the industrial robot in this way, conventionally, the hand portion of the industrial robot is sequentially positioned at three different points within the field of view of the vision device (these three points The robot coordinate values are obtained according to the conditions for positioning), and the vision coordinate values of the hand unit at each of these points (specifically, for example, the vision coordinate values at a predetermined position of the hand unit) are obtained, and the robot is divided into three points. A method of obtaining a transformation matrix based on coordinate values and vision coordinate values has been adopted. That is, if this method is adopted, the plane supporting the object to be processed is uniquely determined by three arbitrary points within the field of view of the vision device, so that the entire range of the plane supporting the object to be processed is determined by the vision device and the industrial equipment. It seems that it is possible to achieve a coordinate alignment with the application robot.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際には、産
業用ロボットの手首軸の回転中心とハンド部の所定位置
との間には、寸法誤差等に起因するずれが存在している
ので、上記従来の方法により変換行列を得ても、変換行
列を用いてビジョン座標値からロボット座標値を算出し
た場合に、実際のロボット座標値からずれてしまう。そ
して、このずれ量を把握することは殆ど不可能であるか
ら、上記変換されたロボット座標値を中心とする所定の
領域内に処理対象物が存在していることが分るだけであ
り、到底正確な位置、姿勢(基準軸に対する角度)を得
ることはできない。
However, in reality, since there is a deviation due to a dimensional error or the like between the rotation center of the wrist axis of the industrial robot and the predetermined position of the hand portion, Even if the transformation matrix is obtained by the above-mentioned conventional method, when the transformation coordinate matrix is used to calculate the robot coordinate value from the vision coordinate value, it deviates from the actual robot coordinate value. Further, since it is almost impossible to grasp this shift amount, it is only known that the object to be processed is present in a predetermined area centered on the converted robot coordinate value, and it is quite possible. It is not possible to obtain an accurate position and orientation (angle with respect to the reference axis).

【0005】このような不都合を解消するために、産業
用ロボット自体の寸法精度、組立精度等を高め、ハンド
部と手首軸の回転中心とを一致させることが考えられる
が、両者のずれを皆無にすることは殆ど不可能であり、
ハンド部が手首軸の回転中心に関して回転されることを
考慮すれば、図7に示すように、上記ずれの2倍のフレ
回りが生じてしまう。
In order to eliminate such inconvenience, it is conceivable to improve the dimensional accuracy, the assembly accuracy, etc. of the industrial robot itself so that the hand part and the rotation center of the wrist shaft coincide with each other, but there is no deviation between them. Is almost impossible to
Considering that the hand part is rotated about the center of rotation of the wrist shaft, as shown in FIG. 7, a deflection around twice the above deviation occurs.

【0006】また、ハンド部に対してオフセットを持た
せた状態で位置検出用の治具を設け、手首軸を180°
回転させた状態でビジョン装置により治具の位置を検出
し、両検出位置の中心位置を算出して手首軸の回転中心
位置を正確に算出する方法を採用することも考えられる
が、手首軸とハンド部とのずれを十分に小さくすること
が困難であり、この結果、ある程度のフレ回りが発生し
てしまう。したがって、このフレ回りよりも小さいフレ
回りで(高精度に)処理対象物の位置決めを行なうこと
が要求されている場合には、別途、位置決め装置を設け
なければならない。
Further, a jig for position detection is provided in a state where the hand portion is offset, and the wrist shaft is rotated by 180 °.
It is conceivable to adopt a method of detecting the position of the jig with the vision device in the rotated state and calculating the center position of both detection positions to accurately calculate the rotation center position of the wrist axis. It is difficult to make the deviation from the hand part sufficiently small, and as a result, a certain amount of deflection occurs. Therefore, when it is required to position the object to be processed with a deflection that is smaller than this deflection (highly accurately), a separate positioning device must be provided.

【0007】さらに、例えば、産業用ロボットの座標が
非線形に歪んでいる場合には、ビジョン装置の視野内に
おける3点の座標値に基づいて変換行列を得ても、上記
3点から離れた位置において、変換後の座標値の精度が
低下してしまう。この結果、上記3点の近傍においては
高精度のロボット座標値を得ることができるが、上記3
点から大幅に離れると、比較的大きな誤差を含むロボッ
ト座標値しか得られなくなってしまうことがある。
Further, for example, when the coordinates of the industrial robot are distorted non-linearly, even if a transformation matrix is obtained based on the coordinate values of the three points in the visual field of the vision device, the positions apart from the above three points will be obtained. In, the accuracy of the coordinate values after conversion will be reduced. As a result, it is possible to obtain highly accurate robot coordinate values in the vicinity of the above three points.
If the distance is far from the point, only the robot coordinate value including a relatively large error may be obtained.

【0008】[0008]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、ビジョン座標系とロボット座標系との間
における座標変換を正確に達成することができるビジョ
ン装置と産業用ロボットとの座標合せ方法およびその装
置を提供することを第1の目的とし、ビジョン装置の視
野のほぼ全範囲にわたってビジョン座標系とロボット座
標系との間における座標変換をほぼ正確に達成すること
ができるビジョン装置と産業用ロボットとの座標合せ方
法およびその装置を提供することを第2の目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a vision device and an industrial robot capable of accurately achieving coordinate conversion between a vision coordinate system and a robot coordinate system. A first object of the present invention is to provide a coordinate adjusting method and an apparatus therefor, which can achieve a coordinate conversion between a vision coordinate system and a robot coordinate system almost accurately over almost the entire visual field of the vision device. A second object of the present invention is to provide a method and a device for aligning the coordinates between the robot and the industrial robot.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項1のビジョン装置と産業用ロボットとの座
標合せ方法は、ビジョン装置の視野内に産業用ロボット
のハンド部を位置させ、ハンド部の座標値をビジョン装
置により得てビジョン装置と産業用ロボットとの座標合
せを行なう方法であって、産業用ロボットのハンド部
を、ビジョン装置の視野内において互に異なる少なくと
も3点に順次位置させ、各点にハンド部を位置させた状
態において産業用ロボットの手首軸のみを回転させて複
数の回転位置におけるハンド部の座標値をビジョン装置
により得、得られた複数の座標値に基づいて手首回転軸
の座標値を得、少なくとも3点における手首回転軸の、
得られた座標値および産業用ロボットによる座標値に基
づいて、産業用ロボットの座標系とビジョン装置の座標
系との間での座標変換のための行列を得る方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a coordinate system for aligning a vision device with an industrial robot, wherein a hand portion of the industrial robot is positioned within a visual field of the vision device. , A method of obtaining coordinate values of a hand unit by a vision device and performing coordinate adjustment between the vision device and an industrial robot, wherein the hand unit of the industrial robot is set to at least three different points in the visual field of the vision device. Sequentially position and rotate the wrist axis of the industrial robot in the state where the hand part is located at each point, and obtain the coordinate values of the hand part at multiple rotation positions with the vision device. Based on the coordinate values of the wrist rotation axis based on the
It is a method of obtaining a matrix for coordinate conversion between the coordinate system of the industrial robot and the coordinate system of the vision device based on the obtained coordinate values and the coordinate value of the industrial robot.

【0010】請求項2のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ方法は、各点にハンド部を位置させた状態
において産業用ロボットの手首軸のみを180°回転さ
せて2つの回転位置におけるハンド部の座標値をビジョ
ン装置により得、得られた2つの座標値に基づいて手首
回転軸の座標値を得る方法である。請求項3のビジョン
装置と産業用ロボットとの座標合せ方法は、産業用ロボ
ットのハンド部をビジョン装置の視野内において互に異
なる点に順次位置させる点数が4であり、3点における
手首回転軸の、得られた座標値および産業用ロボットに
よる座標値に基づいて、産業用ロボットの座標系とビジ
ョン装置の座標系との間での座標変換のための行列を
得、他の1点を得られた行列に基づいて座標変換して座
標変換誤差を得、座標変換誤差の1/2だけ誤差が少な
くなる方向に座標値を平行移動させるべく上記行列を補
正する方法である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of aligning a coordinate between a vision device and an industrial robot, wherein only the wrist axis of the industrial robot is rotated 180 ° in a state where the hand portion is positioned at each point and the hand is positioned at two rotational positions. This is a method in which the coordinate values of the parts are obtained by a vision device and the coordinate values of the wrist rotation axis are obtained based on the two obtained coordinate values. In the coordinate alignment method between the vision device and the industrial robot according to claim 3, the number of points for sequentially positioning the hand parts of the industrial robot at different points in the field of view of the vision device is 4, and the wrist rotation axis at 3 points. On the basis of the obtained coordinate value and the coordinate value by the industrial robot, obtain a matrix for coordinate conversion between the coordinate system of the industrial robot and the coordinate system of the vision device, and obtain another one point. This is a method of performing coordinate conversion based on the obtained matrix to obtain a coordinate conversion error, and correcting the matrix so that the coordinate value is translated in a direction in which the error decreases by 1/2 of the coordinate conversion error.

【0011】請求項4のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ方法は、産業用ロボットのハンド部に、所
定形状の認識対象形状を有する補助具を予め設け、各点
にハンド部を位置させた状態において産業用ロボットの
手首軸のみを回転させて複数の回転位置における補助具
の認識対象形状の所定位置の座標値をビジョン装置によ
り得、得られた複数の座標値に基づいて手首回転軸の座
標値を得る方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for aligning a coordinate between a vision device and an industrial robot, wherein the hand part of the industrial robot is previously provided with an auxiliary tool having a predetermined shape to be recognized, and the hand part is positioned at each point. In this state, by rotating only the wrist axis of the industrial robot, the coordinate value of the predetermined position of the recognition target shape of the assist tool at multiple rotation positions is obtained by the vision device, and the wrist rotation axis is obtained based on the obtained multiple coordinate values. Is a method of obtaining the coordinate values of.

【0012】請求項5のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置は、ビジョン装置の視野内に産業用ロ
ボットのハンド部を位置させ、ハンド部の座標値をビジ
ョン装置により得てビジョン装置と産業用ロボットとの
座標合せを行なう装置であって、産業用ロボットのハン
ド部を、ビジョン装置の視野内において互に異なる少な
くとも3点に順次位置させる第1位置決め手段と、第1
位置決め手段により各点にハンド部を位置させた状態に
おいて産業用ロボットの手首軸のみを回転させる第2位
置決め手段と、第2位置決め手段により位置決めされる
複数の回転位置におけるハンド部の座標値をビジョン装
置により得る第1座標値獲得手段と、第1座標値獲得手
段により得られた複数の座標値に基づいて手首回転軸の
座標値を得る第2座標値獲得手段と、少なくとも3点に
おける手首回転軸の、第2座標値獲得手段により得られ
た座標値および産業用ロボットによる座標値に基づい
て、産業用ロボットの座標系とビジョン装置の座標系と
の間での座標変換のための行列を得る変換行列獲得手段
とを含んでいる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a coordinate system for aligning a vision device with an industrial robot, wherein the hand part of the industrial robot is positioned within the field of view of the vision device, and the coordinate value of the hand part is obtained by the vision device. An apparatus for performing coordinate alignment with an industrial robot, comprising: first positioning means for sequentially locating the hand portion of the industrial robot at at least three different points in the visual field of the vision device;
Second positioning means for rotating only the wrist axis of the industrial robot in a state where the hand part is positioned at each point by the positioning means, and the coordinate value of the hand part at a plurality of rotational positions positioned by the second positioning means First coordinate value acquisition means obtained by the device, second coordinate value acquisition means for obtaining coordinate values of the wrist rotation axis based on the plurality of coordinate values obtained by the first coordinate value acquisition means, and wrist rotation at at least three points A matrix for coordinate conversion between the coordinate system of the industrial robot and the coordinate system of the vision device based on the coordinate value of the axis obtained by the second coordinate value obtaining means and the coordinate value of the industrial robot. And a transformation matrix obtaining means for obtaining the transformation matrix.

【0013】請求項6のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置は、第2位置決め手段として、各点に
ハンド部を位置させた状態において産業用ロボットの手
首軸のみを180°回転させるものを採用したものであ
る。請求項7のビジョン装置と産業用ロボットとの座標
合せ装置は、産業用ロボットのハンド部をビジョン装置
の視野内において互に異なる点に順次位置させる点数が
4であり、変換行列獲得手段として、上記4点のうち、
3点における手首回転軸の、得られた座標値および産業
用ロボットによる座標値に基づいて、産業用ロボットの
座標系とビジョン装置の座標系との間での座標変換のた
めの行列を得るものを採用してあり、他の1点を得られ
た行列に基づいて座標変換して座標変換誤差を得る座標
変換誤差獲得手段と、座標変換誤差の1/2だけ誤差が
少なくなる方向に座標値を平行移動させるべく上記行列
を補正する変換行列補正手段とをさらに含んでいる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a coordinate system for aligning a vision device with an industrial robot, wherein as the second positioning means, only the wrist axis of the industrial robot is rotated by 180 ° with the hand portion positioned at each point. Is adopted. In the coordinate alignment device for a vision device and an industrial robot according to claim 7, the number of points for sequentially locating the hand parts of the industrial robot at mutually different points in the field of view of the vision device is 4, and as a conversion matrix acquisition means, Of the above four points,
Obtaining a matrix for coordinate conversion between the coordinate system of the industrial robot and the coordinate system of the vision device based on the obtained coordinate values of the wrist rotation axis at three points and the coordinate values of the industrial robot The coordinate conversion error obtaining means for obtaining the coordinate conversion error by performing the coordinate conversion on the basis of the obtained matrix, and the coordinate value in the direction in which the error is reduced by 1/2 of the coordinate conversion error. And a conversion matrix correction means for correcting the above matrix so as to translate the matrix.

【0014】請求項8のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置は、産業用ロボットのハンド部に、所
定形状の認識対象形状を有する補助具を予め設けてあ
り、第1座標値獲得手段として、第2位置決め手段によ
り位置決めされる複数の回転位置における補助具の認識
対象形状の所定位置の座標値をビジョン装置により得る
ものを採用したものである。
In the coordinate system for the vision device and the industrial robot according to claim 8, an auxiliary tool having a predetermined shape to be recognized is provided in advance in the hand portion of the industrial robot, and the first coordinate value obtaining means is provided. In this case, the vision device obtains the coordinate value of the predetermined position of the recognition target shape of the auxiliary tool at the plurality of rotational positions positioned by the second positioning means.

【0015】[0015]

【作用】請求項1のビジョン装置と産業用ロボットとの
座標合せ方法であれば、ビジョン装置の視野内に産業用
ロボットのハンド部を位置させ、ハンド部の座標値をビ
ジョン装置により得てビジョン装置と産業用ロボットと
の座標合せを行なうに当って、産業用ロボットのハンド
部を、ビジョン装置の視野内において互に異なる少なく
とも3点に順次位置させ、各点にハンド部を位置させた
状態において産業用ロボットの手首軸のみを回転させて
複数の回転位置におけるハンド部の座標値をビジョン装
置により得、得られた複数の座標値に基づいて手首回転
軸の座標値を得、少なくとも3点における手首回転軸
の、得られた座標値および産業用ロボットによる座標値
に基づいて、産業用ロボットの座標系とビジョン装置の
座標系との間での座標変換のための行列を得るのである
から、手首回転軸とハンド部との間にずれが存在してい
ても、複数の回転位置における座標値に基づいて手首回
転軸の座標値を得ることにより、上記ずれの影響を排除
することができ、高精度の座標合せを達成することがで
きる。
According to the coordinate alignment method of the vision device and the industrial robot of claim 1, the hand portion of the industrial robot is positioned within the field of view of the vision device, and the coordinate value of the hand portion is obtained by the vision device. A state in which the hand part of the industrial robot is sequentially positioned at at least three different points in the field of view of the vision device when the coordinates of the device and the industrial robot are aligned, and the hand part is positioned at each point. In the industrial robot, only the wrist axis is rotated to obtain the coordinate values of the hand portion at a plurality of rotational positions by the vision device, and the coordinate values of the wrist rotational axis are obtained based on the obtained plurality of coordinate values. Based on the obtained coordinate value and the coordinate value by the industrial robot of the wrist rotation axis in, the coordinate between the coordinate system of the industrial robot and the coordinate system of the vision device is Since the matrix for conversion is obtained, even if there is a deviation between the wrist rotation axis and the hand part, by obtaining the coordinate values of the wrist rotation axis based on the coordinate values at a plurality of rotation positions, The influence of the deviation can be eliminated, and highly accurate coordinate alignment can be achieved.

【0016】請求項2のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ方法であれば、各点にハンド部を位置させ
た状態において産業用ロボットの手首軸のみを180°
回転させて2つの回転位置におけるハンド部の座標値を
ビジョン装置により得、得られた2つの座標値に基づい
て手首回転軸の座標値を得るのであるから、回転位置の
数を必要最小限にすることができるとともに、手首回転
軸の座標値の算出処理を簡単化することができる。
According to the method of aligning the coordinates between the vision device and the industrial robot of claim 2, only the wrist axis of the industrial robot is 180 ° when the hand portion is positioned at each point.
By rotating the vision device to obtain the coordinate values of the hand part at two rotational positions and by obtaining the coordinate values of the wrist rotation axis based on the obtained two coordinate values, the number of rotational positions can be minimized. In addition, the calculation process of the coordinate value of the wrist rotation axis can be simplified.

【0017】請求項3のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ方法であれば、産業用ロボットのハンド部
をビジョン装置の視野内において互に異なる点に順次位
置させる点数が4であり、3点における手首回転軸の、
得られた座標値および産業用ロボットによる座標値に基
づいて、産業用ロボットの座標系とビジョン装置の座標
系との間での座標変換のための行列を得、他の1点を得
られた行列に基づいて座標変換して座標変換誤差を得、
座標変換誤差の1/2だけ誤差が少なくなる方向に座標
値を平行移動させるべく上記行列を補正するのであるか
ら、産業用ロボットの座標またはビジョン装置の座標が
非線形に歪んでいる場合に、上記3点の近傍の座標合せ
精度はやや低下するものの、上記3点から離れた位置に
おける座標合せ精度を高めることができ、ひいては、ビ
ジョン装置の視野の全範囲にわたって、座標合せ精度の
ばらつきを解消させることができる。
According to the coordinate alignment method of the vision device and the industrial robot of claim 3, the number of points for sequentially positioning the hand parts of the industrial robot at different points in the visual field of the vision device is 4, and 3 Of the wrist rotation axis at the point,
A matrix for coordinate conversion between the coordinate system of the industrial robot and the coordinate system of the vision device was obtained based on the obtained coordinate value and the coordinate value of the industrial robot, and another point was obtained. Coordinate conversion based on the matrix to get the coordinate conversion error,
Since the above matrix is corrected in order to move the coordinate values in parallel in the direction in which the error is reduced by 1/2 of the coordinate conversion error, when the coordinates of the industrial robot or the coordinates of the vision device are nonlinearly distorted, Although the coordinate alignment accuracy in the vicinity of the three points is slightly lowered, the coordinate alignment accuracy at the position distant from the above three points can be increased, and as a result, the variation in the coordinate alignment accuracy can be eliminated over the entire range of the visual field of the vision device. be able to.

【0018】請求項4のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ方法であれば、産業用ロボットのハンド部
に、所定形状の認識対象形状を有する補助具を予め設
け、各点にハンド部を位置させた状態において産業用ロ
ボットの手首軸のみを回転させて複数の回転位置におけ
る補助具の認識対象形状の所定位置の座標値をビジョン
装置により得、得られた複数の座標値に基づいて手首回
転軸の座標値を得るのであるから、手首回転軸の座標値
をサブピクセルオーダーで得ることができ、座標合せ精
度を一層高めることができる。
According to the coordinate alignment method of the vision device and the industrial robot of claim 4, an auxiliary tool having a recognition target shape of a predetermined shape is previously provided in the hand portion of the industrial robot, and the hand portion is provided at each point. In the positioned state, only the wrist axis of the industrial robot is rotated to obtain the coordinate value of the predetermined position of the recognition target shape of the assist tool at a plurality of rotation positions by the vision device, and the wrist is based on the obtained plurality of coordinate values. Since the coordinate value of the rotation axis is obtained, the coordinate value of the wrist rotation axis can be obtained in the sub-pixel order, and the coordinate alignment accuracy can be further improved.

【0019】請求項5のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置であれば、ビジョン装置の視野内に産
業用ロボットのハンド部を位置させ、ハンド部の座標値
をビジョン装置により得てビジョン装置と産業用ロボッ
トとの座標合せを行なうに当って、産業用ロボットのハ
ンド部を、第1位置決め手段により、ビジョン装置の視
野内において互に異なる少なくとも3点に順次位置さ
せ、第1位置決め手段により各点にハンド部を位置させ
た状態において、第2位置決め手段により、産業用ロボ
ットの手首軸のみを回転させ、第2位置決め手段により
位置決めされる複数の回転位置におけるハンド部のビジ
ョン座標系上の座標値を第1座標値獲得手段により得
る。そして、第1座標値獲得手段により得られた複数の
座標値に基づいて、第2座標値獲得手段により、手首回
転軸の座標値を得、少なくとも3点における手首回転軸
の、第2座標値獲得手段により得られた座標値および産
業用ロボットによるロボット座標系上の座標値に基づい
て、変換行列獲得手段により、産業用ロボットの座標系
とビジョン装置の座標系との間での座標変換のための行
列を得ることができる。即ち、座標合せを達成すること
ができる。したがって、手首回転軸とハンド部との間に
ずれが存在していても、複数の回転位置における座標値
に基づいて手首回転軸の座標値を得ることにより、上記
ずれの影響を排除することができ、高精度の座標合せを
達成することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the coordinate alignment apparatus for a vision device and an industrial robot, the hand portion of the industrial robot is positioned within the field of view of the vision device, and the coordinate value of the hand portion is obtained by the vision device. In aligning the coordinates of the apparatus and the industrial robot, the first positioning means sequentially positions the hand portion of the industrial robot at at least three mutually different points in the visual field of the vision device, and the first positioning means. In the state where the hand portion is positioned at each point by the second positioning means, only the wrist axis of the industrial robot is rotated, and on the vision coordinate system of the hand portion at a plurality of rotational positions positioned by the second positioning means. The coordinate value of is obtained by the first coordinate value acquisition means. Then, based on the plurality of coordinate values obtained by the first coordinate value obtaining means, the second coordinate value obtaining means obtains coordinate values of the wrist rotation axis, and at least three second coordinate values of the wrist rotation axis. Based on the coordinate values obtained by the acquisition means and the coordinate values on the robot coordinate system by the industrial robot, the conversion matrix acquisition means performs coordinate conversion between the coordinate system of the industrial robot and the coordinate system of the vision device. You can get the matrix for That is, coordinate alignment can be achieved. Therefore, even if there is a deviation between the wrist rotation axis and the hand portion, it is possible to eliminate the influence of the deviation by obtaining the coordinate values of the wrist rotation axis based on the coordinate values at a plurality of rotation positions. It is possible to achieve highly accurate coordinate alignment.

【0020】請求項6のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置であれば、第2位置決め手段として、
各点にハンド部を位置させた状態において産業用ロボッ
トの手首軸のみを180°回転させるものを採用してい
るので、回転位置の数を必要最小限にすることができる
とともに、手首回転軸の座標値の算出処理を簡単化する
ことができる。
According to the sixth aspect of the present invention, in the coordinate system for aligning the vision device and the industrial robot, the second positioning means is:
Since the one that rotates only the wrist axis of the industrial robot by 180 ° is adopted with the hand portion positioned at each point, the number of rotation positions can be minimized and the wrist rotation axis The calculation process of the coordinate value can be simplified.

【0021】請求項7のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置であれば、産業用ロボットのハンド部
をビジョン装置の視野内において互に異なる点に順次位
置させる点数が4であり、変換行列獲得手段として、上
記4点のうち、3点における手首回転軸の、得られた座
標値および産業用ロボットによる座標値に基づいて、産
業用ロボットの座標系とビジョン装置の座標系との間で
の座標変換のための行列を得るものを採用してあり、他
の1点を得られた行列に基づいて座標変換して座標変換
誤差を得る座標変換誤差獲得手段と、座標変換誤差の1
/2だけ誤差が少なくなる方向に座標値を平行移動させ
るべく上記行列を補正する変換行列補正手段とをさらに
含んでいるので、産業用ロボットの座標またはビジョン
装置の座標が非線形に歪んでいる場合に、上記3点の近
傍の座標合せ精度はやや低下するものの、上記3点から
離れた位置における座標合せ精度を高めることができ、
ひいては、ビジョン装置の視野の全範囲にわたって、座
標合せ精度のばらつきを解消させることができる。
In the coordinate aligning device for the vision device and the industrial robot according to claim 7, the number of points for sequentially positioning the hand parts of the industrial robot at different points in the visual field of the vision device is 4, and the conversion is performed. As the matrix acquisition means, between the coordinate system of the industrial robot and the coordinate system of the vision device based on the obtained coordinate values of the wrist rotation axes at the three points among the above four points and the coordinate values by the industrial robot. A coordinate transformation error obtaining means for obtaining a coordinate transformation error by performing coordinate transformation on the basis of the obtained matrix is adopted.
When the coordinates of the industrial robot or the coordinates of the vision device are nonlinearly distorted, it further includes conversion matrix correction means for correcting the above matrix so as to translate the coordinate values in the direction in which the error is reduced by 1/2. In addition, although the coordinate alignment accuracy in the vicinity of the above three points is slightly lowered, the coordinate alignment accuracy in the position away from the above three points can be improved,
As a result, it is possible to eliminate the variation in the coordinate alignment accuracy over the entire range of the visual field of the vision device.

【0022】請求項8のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置であれば、産業用ロボットのハンド部
に、所定形状の認識対象形状を有する補助具を予め設け
てあり、第1座標値獲得手段として、第2位置決め手段
により位置決めされる複数の回転位置における補助具の
認識対象形状の所定位置の座標値をビジョン装置により
得るものを採用しているので、手首回転軸の座標値をサ
ブピクセルオーダーで得ることができ、座標合せ精度を
一層高めることができる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a coordinate device for a vision device and an industrial robot, wherein the hand part of the industrial robot is provided with an auxiliary tool having a predetermined shape to be recognized, and the first coordinate value is set. As the acquisition means, the one that obtains the coordinate value of the predetermined position of the recognition target shape of the auxiliary tool at the plurality of rotational positions positioned by the second positioning means by the vision device is adopted, so the coordinate value of the wrist rotation axis is sub-valued. It can be obtained in pixel order, and the coordinate alignment accuracy can be further improved.

【0023】[0023]

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図2はこの発明の座標合せ方法が適用される
ロボットシステムの一例を示す概略図であり、ロボット
コントローラ1からの動作指令に基づいて動作する産業
用ロボット2の手首軸2aの所定位置にハンド部2bが
設けられている。そして、透光性のある板3の下方にビ
ディオカメラなどからなる画像取込み装置4が配置され
てあるとともに、画像取込み装置4により取込まれた画
像に基づいて所定の処理を行なうビジョン装置5が設け
られている。尚、ロボットコントローラ1とビジョン装
置5との間でデータ授受を行ない得るようにしてある。
また、ビジョン装置5が、ハンド部2bの座標値を得る
機能、180°回転対称位置におけるハンド部2bの座
標値に基づいて手首回転軸の座標値を算出する機能、3
点におけるビジョン座標系上の座標値およびロボット座
標系上の座標値に基づいて座標変換行列を得る機能、ビ
ジョン座標系上の座標値をロボット座標系上の座標値に
変換してロボットコントローラ1に供給する機能を有し
ているとともに、必要に応じて座標変換行列を補正する
機能を有している。
Embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing embodiments. FIG. 2 is a schematic view showing an example of a robot system to which the coordinate aligning method of the present invention is applied. The hand unit is located at a predetermined position on the wrist shaft 2a of the industrial robot 2 that operates based on the operation command from the robot controller 1. 2b is provided. An image capturing device 4 including a video camera and the like is arranged below the translucent plate 3, and a vision device 5 that performs a predetermined process based on the image captured by the image capturing device 4 is provided. It is provided. It should be noted that data can be exchanged between the robot controller 1 and the vision device 5.
Further, the vision device 5 has a function of obtaining the coordinate value of the hand portion 2b, a function of calculating the coordinate value of the wrist rotation axis based on the coordinate value of the hand portion 2b at the 180 ° rotational symmetrical position,
A function that obtains a coordinate conversion matrix based on the coordinate values on the vision coordinate system and the coordinate values on the robot coordinate system at the point, and converts the coordinate values on the vision coordinate system to the coordinate values on the robot coordinate system to the robot controller 1. It has a function of supplying and a function of correcting the coordinate conversion matrix as necessary.

【0024】図3は産業用ロボット2の手首回転軸とハ
ンド部2bとの関係を示す概略図であり、手首回転軸に
対してハンド部2bがずれた状態になっている。但し、
このずれ量は未知の値である。図1はこの発明の座標合
せ方法の一実施例を説明するフローチャートであり、ス
テップSP1において、ロボットコントローラ1から動
作指令を与えることにより、ロボット座標系上における
既知の座標値の点まで産業用ロボット2を動作させ、ス
テップSP2において、画像取込み装置4により取込ま
れたハンド部2bの画像に基づいてビジョン装置5によ
りビジョン座標系上におけるハンド部2bの座標値を
得、ステップSP3において産業用ロボット2の手首軸
2aのみを180°回転動作させ、ステップSP4にお
いて、画像取込み装置4により取込まれたハンド部2b
の画像に基づいてビジョン装置5によりビジョン座標系
上におけるハンド部2bの座標値を得、ステップSP5
において、ステップSP2およびステップSP4におい
て得られた座標値に基づいて手首回転軸の座標値を得、
ステップSP6において、3点に対応する手首回転軸の
座標値が得られたか否かを判別し、座標値が得られた点
数が3未満であれば、再びステップSP1の処理を反復
する。逆に、座標値が得られた点数が3であれば、ステ
ップSP7においてビジョン座標系上における3点の座
標値およびロボット座標系上における3点の座標値に基
づいて座標変換行列を算出し、そのまま一連の処理を終
了する。したがって、手首回転軸とハンド部2bとの間
に未知のずれが存在していても、手首軸のみを自転させ
て、互に180°ずれた位置におけるハンド部2bの座
標値を得、両座標値の中間点を手首回転軸の座標値とす
るのであるから、上記ずれの影響を排除することがで
き、誤差が著しく小さい座標変換行列を得ることができ
る。即ち、高精度の座標合せを達成することができる。
FIG. 3 is a schematic view showing the relationship between the wrist rotation axis of the industrial robot 2 and the hand section 2b, in which the hand section 2b is displaced from the wrist rotation axis. However,
This shift amount is an unknown value. FIG. 1 is a flow chart for explaining an embodiment of the coordinate aligning method of the present invention. In step SP1, the robot controller 1 gives an operation command to the industrial robot up to a point of known coordinate value on the robot coordinate system. 2 is operated, in step SP2, the coordinate value of the hand portion 2b on the vision coordinate system is obtained by the vision device 5 based on the image of the hand portion 2b captured by the image capturing device 4, and in step SP3 the industrial robot Only the wrist shaft 2a of No. 2 is rotated by 180 °, and in step SP4, the hand unit 2b captured by the image capturing device 4
The coordinate value of the hand portion 2b on the vision coordinate system is obtained by the vision device 5 based on the image of
In, the coordinate value of the wrist rotation axis is obtained based on the coordinate value obtained in step SP2 and step SP4,
In step SP6, it is determined whether or not the coordinate values of the wrist rotation axis corresponding to the three points are obtained, and if the number of points for which the coordinate values are obtained is less than 3, the process of step SP1 is repeated again. On the contrary, if the number of points for which the coordinate value is obtained is 3, the coordinate conversion matrix is calculated based on the coordinate value of 3 points on the vision coordinate system and the coordinate value of 3 points on the robot coordinate system in step SP7. A series of processing is finished as it is. Therefore, even if there is an unknown deviation between the wrist rotation axis and the hand section 2b, only the wrist axis is rotated to obtain the coordinate values of the hand section 2b at the positions shifted by 180 ° from each other. Since the intermediate point of the values is the coordinate value of the wrist rotation axis, it is possible to eliminate the influence of the above-mentioned deviation and obtain a coordinate conversion matrix having a significantly small error. That is, highly accurate coordinate alignment can be achieved.

【0025】[0025]

【実施例2】図4はこの発明の座標合せ方法に好適なハ
ンド用治具の一例を示す概略図であり、外形が方形の治
具2cの中央部に白色の円形領域2dを形成してある。
図5はこの実施例を説明するフローチャートであり、図
1のフローチャートと異なる点は、ステップSP2、ス
テップSP4において、画像取込み装置4により取込ま
れたハンド部2bの画像に基づいてビジョン装置5によ
りビジョン座標系上におけるハンド部2bの座標値を得
る代わりに、画像取込み装置4により取込まれた治具2
cの画像に、基づいてビジョン装置5によりビジョン座
標系上における白色の円形領域2dの重心位置、または
中心位置の座標値を得るようにした点のみである。
[Embodiment 2] FIG. 4 is a schematic view showing an example of a hand jig suitable for the coordinate aligning method of the present invention, in which a white circular area 2d is formed in the center of a jig 2c having an outer shape of a square. is there.
FIG. 5 is a flow chart for explaining this embodiment. The difference from the flow chart of FIG. 1 is that the vision device 5 uses the image of the hand unit 2b captured by the image capturing device 4 in steps SP2 and SP4. Instead of obtaining the coordinate values of the hand portion 2b on the vision coordinate system, the jig 2 captured by the image capturing device 4 is used.
Only the point for which the coordinate value of the center of gravity or the center position of the white circular region 2d on the vision coordinate system is obtained by the vision device 5 based on the image of c.

【0026】したがって、この実施例の場合には、サブ
ピクセルオーダーで手首回転軸の座標値を得ることがで
き、実施例1よりも誤差が小さい座標変換行列を得るこ
とができる。
Therefore, in the case of this embodiment, the coordinate value of the wrist rotation axis can be obtained in the sub-pixel order, and the coordinate conversion matrix having a smaller error than that of the first embodiment can be obtained.

【0027】[0027]

【実施例3】図6はこの発明の座標合せ方法のさらに他
の実施例を説明するフローチャートであり、図1のフロ
ーチャートと異なる点は、座標値が得られた点数が4に
なるまでステップSP1からステップSP5の処理を反
復する点、ステップSP7において、4点のうち、何れ
かの3点の座標値に基づいて座標変換行列を得る点、ス
テップSP7の処理が行なわれた後に、ステップSP8
において、残りの1点のビジョン座標系上の座標値を座
標変換行列によりロボット座標系上の座標値に変換し、
ステップSP9において変換された座標値と実際の座標
値とに基づいて差を算出し、ステップSP10におい
て、上記差を1/2にすべく(差の逆方向に、差の1/
2だけロボット座標系が平行移動するように)座標変換
行列を補正し、そのまま一連の処理を終了する点のみで
ある。
[Embodiment 3] FIG. 6 is a flow chart for explaining still another embodiment of the coordinate adjusting method of the present invention. The difference from the flow chart of FIG. 1 is that step SP1 is repeated until the number of coordinates obtained is four. From the point where the processing of step SP5 is repeated, a point where the coordinate conversion matrix is obtained based on the coordinate value of any three points among the four points in step SP7, and the step SP8 is performed after the processing of step SP7 is performed.
In, the coordinate value of the remaining one point on the vision coordinate system is converted into the coordinate value on the robot coordinate system by the coordinate conversion matrix,
In step SP9, the difference is calculated based on the converted coordinate value and the actual coordinate value, and in step SP10, the difference is halved (in the opposite direction of the difference, 1 /
The coordinate transformation matrix is corrected so that the robot coordinate system moves parallel by 2), and the series of processing is terminated as it is.

【0028】したがって、この実施例の場合には、上記
3点の近傍における座標合せ精度がやや低下することに
なるが、ビジョン装置の視野の全範囲についてみれば、
座標合せ精度のばらつきを大幅に抑制することができ
る。具体的には、図7中にP1,P2,P3で示す3点
に基づいて座標変換行列を得た場合に、上記3点から離
れた点(例えば、図7中P4参照)において座標合せ精
度が低下することがあるが、この実施例によれば、図8
中にX´−Y´で示すようにロボット座標系を平行移動
させることにより、座標合せ精度のばらつきを抑制する
ことができる。
Therefore, in the case of this embodiment, although the coordinate alignment accuracy in the vicinity of the above-mentioned three points is slightly deteriorated, looking at the entire range of the visual field of the vision device,
It is possible to significantly suppress the variation in the coordinate alignment accuracy. Specifically, when the coordinate conversion matrix is obtained based on the three points indicated by P1, P2, and P3 in FIG. 7, the coordinate alignment accuracy at points apart from the three points (for example, see P4 in FIG. 7). However, according to this embodiment, as shown in FIG.
By moving the robot coordinate system in parallel as indicated by X'-Y ', it is possible to suppress the variation in the coordinate alignment accuracy.

【0029】尚、この発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えば、手首軸2aを180°回転させ
た状態でハンド部2bの座標値を得、両座標値に基づい
て手首回転軸の座標値を得る代わりに、手首軸2aを9
0°ずつ、120°ずつのように任意の角度ずつ自転さ
せた状態でハンド部2bの座標値を得、これらの座標値
に基づいて手首回転軸の座標値を得ることが可能である
ほか、この発明の要旨を変更しない範囲内において種々
の設計変更を施すことが可能である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, the coordinate value of the hand portion 2b is obtained with the wrist shaft 2a rotated by 180 °, and the wrist rotation is performed based on both coordinate values. Instead of getting the coordinate values of the axis, set the wrist axis 2a to 9
It is possible to obtain the coordinate values of the hand portion 2b in a state of rotating by any angle such as 0 ° and 120 °, and obtain the coordinate values of the wrist rotation axis based on these coordinate values. Various design changes can be made within the scope of the present invention.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明は、手首回
転軸とハンド部との間にずれが存在していても、複数の
回転位置における座標値に基づいて手首回転軸の座標値
を得ることにより、上記ずれの影響を排除することがで
き、高精度の座標合せを達成することができるという特
有の効果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the coordinate value of the wrist rotation axis is calculated based on the coordinate values at a plurality of rotation positions even if there is a deviation between the wrist rotation axis and the hand portion. By obtaining the above, it is possible to eliminate the influence of the above-mentioned deviation, and it is possible to achieve a unique effect that highly accurate coordinate alignment can be achieved.

【0031】請求項2の発明は、回転位置の数を必要最
小限にすることができるとともに、手首回転軸の座標値
の算出処理を簡単化することができるという特有の効果
を奏する。請求項3の発明は、産業用ロボットの座標ま
たはビジョン装置の座標が非線形に歪んでいる場合に、
上記3点の近傍の座標合せ精度はやや低下するものの、
上記3点から離れた位置における座標合せ精度を高める
ことができ、ひいては、ビジョン装置の視野の全範囲に
わたって、座標合せ精度のばらつきを解消させることが
できるという特有の効果を奏する。
The invention of claim 2 has a unique effect that the number of rotational positions can be minimized and the calculation process of the coordinate value of the wrist rotation axis can be simplified. According to the invention of claim 3, when the coordinates of the industrial robot or the coordinates of the vision device are distorted nonlinearly,
Although the accuracy of coordinate adjustment in the vicinity of the above three points is slightly lowered,
It is possible to improve the accuracy of coordinate alignment at positions apart from the above-mentioned three points, and further, it is possible to eliminate the variation in accuracy of coordinate alignment over the entire range of the visual field of the vision device.

【0032】請求項4の発明は、手首回転軸の座標値を
サブピクセルオーダーで得ることができ、座標合せ精度
を一層高めることができるという特有の効果を奏する。
請求項5の発明は、手首回転軸とハンド部との間にずれ
が存在していても、複数の回転位置における座標値に基
づいて手首回転軸の座標値を得ることにより、上記ずれ
の影響を排除することができ、高精度の座標合せを達成
することができるという特有の効果を奏する。
The invention of claim 4 has a unique effect that the coordinate value of the wrist rotation axis can be obtained in the sub-pixel order and the coordinate alignment accuracy can be further improved.
According to the invention of claim 5, even if there is a deviation between the wrist rotation axis and the hand portion, by obtaining the coordinate values of the wrist rotation axis based on the coordinate values at a plurality of rotation positions, the influence of the deviation is obtained. Can be eliminated, and highly accurate coordinate alignment can be achieved.

【0033】請求項6の発明は、回転位置の数を必要最
小限にすることができるとともに、手首回転軸の座標値
の算出処理を簡単化することができるという特有の効果
を奏する。請求項7の発明は、産業用ロボットの座標ま
たはビジョン装置の座標が非線形に歪んでいる場合に、
上記3点の近傍の座標合せ精度はやや低下するものの、
上記3点から離れた位置における座標合せ精度を高める
ことができ、ひいては、ビジョン装置の視野の全範囲に
わたって、座標合せ精度のばらつきを解消させることが
できるという特有の効果を奏する。
The invention of claim 6 has a unique effect that the number of rotational positions can be minimized and the calculation process of the coordinate value of the wrist rotation axis can be simplified. According to the invention of claim 7, when the coordinates of the industrial robot or the coordinates of the vision device are distorted nonlinearly,
Although the accuracy of coordinate adjustment in the vicinity of the above three points is slightly lowered,
It is possible to improve the accuracy of coordinate alignment at positions apart from the above-mentioned three points, and further, it is possible to eliminate the variation in accuracy of coordinate alignment over the entire range of the visual field of the vision device.

【0034】請求項8の発明は、手首回転軸の座標値を
サブピクセルオーダーで得ることができ、座標合せ精度
を一層高めることができるという特有の効果を奏する。
The invention of claim 8 has a unique effect that the coordinate value of the wrist rotation axis can be obtained in the sub-pixel order, and the coordinate alignment accuracy can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の座標合せ方法の一実施例を説明する
フローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating an embodiment of a coordinate matching method of the present invention.

【図2】この発明の座標合せ方法が適用されるロボット
システムの一例を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a robot system to which the coordinate matching method of the present invention is applied.

【図3】産業用ロボットの手首回転軸とハンド部との関
係を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a relationship between a wrist rotation axis and a hand unit of the industrial robot.

【図4】この発明の座標合せ方法に好適なハンド用治具
の一例を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of a hand jig suitable for the coordinate alignment method of the present invention.

【図5】この発明の座標合せ方法の他の実施例を説明す
るフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating another embodiment of the coordinate matching method of the present invention.

【図6】この発明の座標合せ方法のさらに他の実施例を
説明するフローチャートである。
FIG. 6 is a flow chart for explaining still another embodiment of the coordinate matching method of the present invention.

【図7】図6の実施例の具体例を説明する概略図であ
る。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a specific example of the embodiment of FIG.

【図8】図6の実施例の具体例を説明する概略図であ
る。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a specific example of the embodiment of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロボットコントローラ 2 産業用ロボット 2a 手首軸 2b ハンド部 2c 治具 2d 白色の円形領域 5 ビジョン装置 1 Robot Controller 2 Industrial Robot 2a Wrist Axis 2b Hand Part 2c Jig 2d White Circular Area 5 Vision System

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/4093 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location G05B 19/4093

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ビジョン装置(5)の視野内に産業用ロ
ボット(2)のハンド部(2b)を位置させ、ハンド部
(2b)の座標値をビジョン装置(2)により得てビジ
ョン装置(5)と産業用ロボットとの座標合せを行なう
方法であって、産業用ロボットのハンド部(2b)を、
ビジョン装置(5)の視野内において互に異なる少なく
とも3点に順次位置させ、各点にハンド部(2b)を位
置させた状態において産業用ロボット(2)の手首軸
(2a)のみを回転させて複数の回転位置におけるハン
ド部(2b)の座標値をビジョン装置(5)により得、
得られた複数の座標値に基づいて手首回転軸の座標値を
得、少なくとも3点における手首回転軸の、得られた座
標値および産業用ロボット(2)による座標値に基づい
て、産業用ロボット(2)の座標系とビジョン装置
(5)の座標系との間での座標変換のための行列を得る
ことを特徴とするビジョン装置と産業用ロボットとの座
標合せ方法。
1. A vision device (2), wherein the hand part (2b) of an industrial robot (2) is positioned within the field of vision of the vision device (5) and the coordinate values of the hand part (2b) are obtained by the vision device (2). 5) is a method for performing coordinate adjustment between the industrial robot and the industrial robot, wherein the hand portion (2b) of the industrial robot is
Only the wrist axis (2a) of the industrial robot (2) is rotated in a state where the vision device (5) is sequentially positioned at at least three points different from each other, and the hand portion (2b) is positioned at each point. Coordinate values of the hand part (2b) at a plurality of rotational positions are obtained by the vision device (5),
The coordinate value of the wrist rotation axis is obtained based on the obtained coordinate values, and the industrial robot is based on the obtained coordinate value of the wrist rotation axis at at least three points and the coordinate value of the industrial robot (2). A coordinate alignment method between a vision device and an industrial robot, wherein a matrix for coordinate conversion between the coordinate system of (2) and the coordinate system of the vision device (5) is obtained.
【請求項2】 各点にハンド部(2b)を位置させた状
態において産業用ロボット(2)の手首軸(2a)のみ
を180°回転させて2つの回転位置におけるハンド部
(2b)の座標値をビジョン装置(5)により得、得ら
れた2つの座標値に基づいて手首回転軸の座標値を得る
請求項1に記載のビジョン装置と産業用ロボットとの座
標合せ方法。
2. Coordinates of the hand part (2b) at two rotation positions by rotating only the wrist shaft (2a) of the industrial robot (2) by 180 ° in a state where the hand part (2b) is located at each point. The method according to claim 1, wherein the value is obtained by a vision device (5), and the coordinate value of the wrist rotation axis is obtained based on the obtained two coordinate values.
【請求項3】 産業用ロボット(2)のハンド部(2
b)をビジョン装置(5)の視野内において互に異なる
点に順次位置させる点数が4であり、3点における手首
回転軸の、得られた座標値および産業用ロボット(2)
による座標値に基づいて、産業用ロボット(2)の座標
系とビジョン装置(5)の座標系との間での座標変換の
ための行列を得、他の1点を得られた行列に基づいて座
標変換して座標変換誤差を得、座標変換誤差の1/2だ
け誤差が少なくなる方向に座標値を平行移動させるべく
上記行列を補正する請求項1または請求項2に記載のビ
ジョン装置と産業用ロボットとの座標合せ方法。
3. A hand part (2) of an industrial robot (2)
The number of points for sequentially positioning b) at different points in the visual field of the vision device (5) is 4, the obtained coordinate values of the wrist rotation axis at 3 points, and the industrial robot (2).
A matrix for coordinate conversion between the coordinate system of the industrial robot (2) and the coordinate system of the vision device (5) is obtained based on the coordinate value according to 3. The vision device according to claim 1, wherein the coordinate conversion is performed to obtain a coordinate conversion error, and the matrix is corrected to move the coordinate value in parallel in a direction in which the error is reduced by 1/2 of the coordinate conversion error. Coordinate alignment method with industrial robot.
【請求項4】 産業用ロボット(2)のハンド部(2
b)に、所定形状の認識対象形状を有する補助具(2
c)を予め設け、各点にハンド部(2b)を位置させた
状態において産業用ロボット(2)の手首軸(2a)の
みを回転させて複数の回転位置における補助具(2c)
の認識対象形状(2d)の所定位置の座標値をビジョン
装置(5)により得、得られた複数の座標値に基づいて
手首回転軸の座標値を得る請求項1から請求項3の何れ
かに記載のビジョン装置と産業用ロボットとの座標合せ
方法。
4. A hand part (2) of an industrial robot (2)
In b), an auxiliary tool (2 having a predetermined shape to be recognized)
c) is provided in advance, and only the wrist shaft (2a) of the industrial robot (2) is rotated in a state where the hand portion (2b) is positioned at each point, and the auxiliary tool (2c) at a plurality of rotational positions.
The coordinate value of a predetermined position of the recognition target shape (2d) is obtained by the vision device (5), and the coordinate value of the wrist rotation axis is obtained based on the obtained coordinate values. A method for aligning the coordinate between the vision device and the industrial robot described in.
【請求項5】 ビジョン装置(5)の視野内に産業用ロ
ボット(2)のハンド部(2b)を位置させ、ハンド部
(2b)の座標値をビジョン装置(5)により得てビジ
ョン装置(5)と産業用ロボット(2)との座標合せを
行なう装置であって、産業用ロボット(2)のハンド部
(2b)を、ビジョン装置(5)の視野内において互に
異なる少なくとも3点に順次位置させる第1位置決め手
段(1)と、第1位置決め手段(1)により各点にハン
ド部(2b)を位置させた状態において産業用ロボット
(2)の手首軸(2a)のみを回転させる第2位置決め
手段(1)と、第2位置決め手段(1)により位置決め
される複数の回転位置におけるハンド部(2b)の座標
値をビジョン装置(5)により得る第1座標値獲得手段
(5)と、第1座標値獲得手段(5)により得られた複
数の座標値に基づいて手首回転軸(2b)の座標値を得
る第2座標値獲得手段(5)と、少なくとも3点におけ
る手首回転軸の、第2座標値獲得手段(5)により得ら
れた座標値および産業用ロボット(2)による座標値に
基づいて、産業用ロボット(2)の座標系とビジョン装
置(5)の座標系との間での座標変換のための行列を得
る変換行列獲得手段(5)とを含むことを特徴とするビ
ジョン装置と産業用ロボットとの座標合せ装置。
5. The hand device (2b) of the industrial robot (2) is positioned within the field of view of the vision device (5), and the coordinate value of the hand device (2b) is obtained by the vision device (5) to obtain the vision device (5). 5) is a device for performing coordinate alignment between the industrial robot (2) and the hand part (2b) of the industrial robot (2) at at least three different points in the visual field of the vision device (5). Only the first positioning means (1) that is sequentially positioned and the wrist axis (2a) of the industrial robot (2) are rotated while the hand part (2b) is positioned at each point by the first positioning means (1). A second positioning means (1) and a first coordinate value acquisition means (5) for obtaining coordinate values of the hand part (2b) at a plurality of rotational positions positioned by the second positioning means (1) by the vision device (5). And the first coordinate Second coordinate value acquisition means (5) for obtaining the coordinate value of the wrist rotation axis (2b) based on the plurality of coordinate values obtained by the value acquisition means (5), and second of the wrist rotation axis at at least three points. Based on the coordinate value obtained by the coordinate value obtaining means (5) and the coordinate value by the industrial robot (2), the coordinate system between the industrial robot (2) and the coordinate system of the vision device (5) A coordinate alignment device for a vision device and an industrial robot, comprising: a conversion matrix acquisition means (5) for obtaining a matrix for coordinate conversion.
【請求項6】 第2位置決め手段(1)が、各点にハン
ド部(2b)を位置させた状態において産業用ロボット
(2)の手首軸(2a)のみを180°回転させるもの
である請求項5に記載のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置。
6. The second positioning means (1) rotates only the wrist shaft (2a) of the industrial robot (2) by 180 ° in a state where the hand portion (2b) is positioned at each point. A coordinate alignment device between the vision device according to Item 5 and an industrial robot.
【請求項7】 産業用ロボット(2)のハンド部(2
b)をビジョン装置(5)の視野内において互に異なる
点に順次位置させる点数が4であり、変換行列獲得手段
(5)が、上記4点のうち、3点における手首回転軸
の、得られた座標値および産業用ロボット(2)による
座標値に基づいて、産業用ロボット(2)の座標系とビ
ジョン装置(5)の座標系との間での座標変換のための
行列を得るものであり、他の1点を得られた行列に基づ
いて座標変換して座標変換誤差を得る座標変換誤差獲得
手段(5)と、座標変換誤差の1/2だけ誤差が少なく
なる方向に座標値を平行移動させるべく上記行列を補正
する変換行列補正手段(5)とをさらに含む請求項5ま
たは請求項6に記載のビジョン装置と産業用ロボットと
の座標合せ装置。
7. A hand part (2) of an industrial robot (2)
The number of points for sequentially positioning b) at different points in the visual field of the vision device (5) is 4, and the conversion matrix acquisition means (5) obtains the wrist rotation axis at three of the four points. Obtaining a matrix for coordinate conversion between the coordinate system of the industrial robot (2) and the coordinate system of the vision device (5) based on the determined coordinate value and the coordinate value by the industrial robot (2). And a coordinate conversion error obtaining means (5) for obtaining coordinate conversion error by performing coordinate conversion on the basis of the other obtained matrix, and the coordinate value in the direction in which the error is reduced by 1/2 of the coordinate conversion error. 7. The coordinate alignment device for a vision device and an industrial robot according to claim 5, further comprising: a conversion matrix correction means (5) for correcting the matrix so as to translate the matrix.
【請求項8】 産業用ロボット(2)のハンド部(2
b)に、所定形状の認識対象形状(2d)を有する補助
具(2c)を予め設けてあり、第1座標値獲得手段
(5)が、第2位置決め手段(1)により位置決めされ
る複数の回転位置における補助具(2c)の認識対象形
状(2d)の所定位置の座標値をビジョン装置(5)に
より得るものである請求項5から請求項7の何れかに記
載のビジョン装置と産業用ロボットとの座標合せ装置。
8. A hand part (2) of an industrial robot (2)
In b), an auxiliary tool (2c) having a predetermined shape (2d) to be recognized is provided in advance, and the first coordinate value acquisition means (5) is positioned by the second positioning means (1). The vision device according to any one of claims 5 to 7 for industrial use, wherein the coordinate value of a predetermined position of the recognition target shape (2d) of the auxiliary tool (2c) at the rotational position is obtained by the vision device (5). Coordinate alignment device with robot.
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