JPH08272425A - 非接触でロボットに座標系を教示する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットに非接触でワーク座標系を教示する
こと。 【構成】 ロボット３０のフェイスプレートＦＰにレー
ザ変位センサ４０、カメラ５０、視覚センサキャリブレ
ーション用のターゲットＴＧを取り付ける。先端部９０
の内側面にはマーク８０が描かれている。レーザスポッ
ト光６０による輝点ＳＰを、先端部９０の内側面に描か
れてマーク８０上に形成する。カメラ５０を含む視覚セ
ンサのキャリブレーションを行い、輝点ＳＰの位置をロ
ボット座標系上で求める。その位置をツールセンターポ
イントＴＣＰに設定し、その時のレーザ変位センサ４０
の出力Ｌ0 を記憶する。ターゲットＴＧを取り外し、作
業空間内に用意される既知の３つの基準点Ｍ0 （同一直
線上に乗らない）にＴＣＰを順次一致させる。その為
に、輝点ＳＰを基準点Ｍ0 に一致させるロボット移動処
理と、レーザ変位センサ４０の出力を基準値Ｌ0 に一致
させるロボット移動処理を組み合わせて実行する。一致
時のＴＣＰのロボット座標系上の座標値とワーク座標系
上の座標値から、変換行列Ａを決定し、記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、産業用ロボット（以
下、単に「ロボット」と言う。）に非接触で座標系を教
示する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】加工、組立等の作業の省力手段としてロ
ボットを使用する場合、作業空間内に固定された座標系
をロボットに教示する必要がある。従来の座標系教示
は、次のように行なわれていた。

【０００３】（１）作業空間内に固定された座標系（以
下、「ワーク座標系」と言う。）上の位置が既知である
点と、ロボットに設定済みの座標系（以下、「ロボット
座標系」と言う。）上で位置が既知である点を３個以上
用意する。 （２）ロボットに尖頭を有するピンを装着し、ピンの先
端にツールセンターポイントを設定する。

【０００４】（３）ロボットのマニュアル操作（ジョグ
送り）によって、ピンの先端と上記用意された点とを順
次一致させる。

【０００５】（４）各一致時のツールセンターポイント
の位置・姿勢をワーク座標系上で表わすデータとロボッ
ト座標系上で表わすデータから、ロボット座標系とワー
ク座標系との関係を（行列データ）を求め、ロボット制
御装置内のメモリに格納する。

【０００６】このように、従来は尖頭部を有する治具を
用いた接触法によって、ロボット座標系とワーク座標系
を関係付ける方式で教示が行なわれていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の教示方法
は、上記２点の一致の確認の為にオペレータの視認を要
していた。しかも、この作業は、ロボットのマニュアル
操作と並行して行なう必要があった。従って、ロボット
やピン先端との干渉事故を起こし易かった。また、教示
精度を上げるには煩雑な作業とオペレータの熟練が要求
されていた。 本願発明の目的は、このような従来技術
の問題点を克服し、作業空間内に固定された座標系をロ
ボットに非接触で簡便に教示することが出来る座標系教
示方法を提供することにある。また、本願発明は、その
ことを通して座標系教示作業の安全と安定した教示精度
を確保しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願発明は、センサとし
てレーザ変位センサと視覚センサを組み合わせて用いる
とともに、視覚センサのキャリブレーションに用いられ
るターゲットを巧みに組合せて利用することによって、
作業空間内に固定された座標系の教示を非接触で行なう
ことに成功したものである。

【０００９】本願発明によれば、（１）ロボット制御装
置によって制御されるロボットに、レーザ変位センサと
視覚センサのカメラと、視覚センサキャリブレーション
用のターゲットを取り付ける段階と、（２）前記ターゲ
ットを用いて前記カメラを含む前記視覚センサのキャリ
ブレーションを行なって前記レーザ変位センサによって
前記ターゲット上に形成された輝点位置をツールセンタ
ーポイントとして設定するとともに、前記輝点に対応し
た前記レーザ変位センサの出力Ｌ0 を記憶する段階と、
（３）前記ターゲットを取り外した状態で、作業空間内
に固定された座標系（ワーク座標系）上での座標値が既
知であり且つ一直線上に乗らない少なくとも３つの位置
に、前記設定されたツールセンターポイントを順次一致
させ、前記各一致時の前記ツールセンターポイントのロ
ボット座標系上の座標値と前記作業空間内に固定された
座標系上の座標値から、前記ロボット座標系と前記ワー
ク座標系間の座標変換行列を決定し、記憶する段階が実
行される。

【００１０】ワーク座標系上での座標値が既知な少なく
とも３つの点は、視覚センサによって検出可能なマーク
中の基準点の位置として与えられる。

【００１１】また、設定されたツールセンターポイント
をそれら基準位置に順次一致させるに際しては、レーザ
変位センサの出力ＬとＬ0 の一致、並びに、視覚センサ
によって検出される輝点位置と基準点位置の一致の同時
成立が、前記一致を検出する為の指標として利用され
る。

【００１２】ツールセンターポイントを３つ以上の基準
位置に順次一致させるに際しては、レーザ変位センサと
視覚センサの検出出力に関連したソフトウェア処理がロ
ボット制御装置内で実行される。これにより、レーザ変
位センサの出力Ｌが前記Ｌ0と一致し、且つ、視覚セン
サによって検出される輝点位置と基準点位置が一致する
ようにロボットが逐次的に動かされれる。

【００１３】ロボットの逐次的な移動は、例えば、レー
ザ変位センサの出力Ｌと前記Ｌ0 を接近させる方向への
ロボット移動と、視覚センサによって検出される輝点位
置と前記基準点位置を接近させる方向へのロボット移動
の繰り返しを伴う。

【００１４】この繰り返しは、レーザ変位センサの出力
Ｌと前記Ｌ0 の一致、並びに、視覚センサによって検出
される輝点位置と前記基準点位置の一致の同時成立が検
出されるまで続行される。

【００１５】

【作用】本願発明によれば、先ず、ロボット制御装置に
よって制御されるロボットに、レーザ変位センサと視覚
センサのカメラと、視覚センサキャリブレーション用の
ターゲットが取り付けられる。そして、このターゲット
を用いてカメラを含む視覚センサのキャリブレーション
が行われる一方、レーザ変位センサによってターゲット
上に輝点を形成し、その位置を視覚センサで検出してツ
ールセンターポイントとして設定する。また、その時点
におけるレーザ変位センサから輝点までの距離を表わす
レーザ変位センサの出力Ｌ0 を記憶する。

【００１６】次いで、ターゲットを取り外した状態で、
作業空間内に固定された座標系（ワーク座標系）上での
座標値が既知であり且つ一直線上に乗らない少なくとも
３つの位置に、ツールセンターポイントを順次一致させ
る。そして、各一致時のツールセンターポイントのロボ
ット座標系上の座標値とワーク座標系上の座標値から、
ロボット座標系とワーク座標系間の座標変換行列を決定
し、記憶する。

【００１７】ワーク座標系上での座標値が既知な少なく
とも３つの点は、視覚センサによって検出可能なマーク
中の基準点の位置として与えられる。また、設定された
ツールセンターポイントをそれら基準位置に順次一致さ
せるに際しては、ロボット移動が実行される。

【００１８】このロボット移動は、レーザ変位センサの
出力Ｌと視覚センサによって検出される輝点位置と基準
点位置の一致の程度を表わすデータを利用したソフトウ
ェア処理に基づく自動運転で実行することが可能であ
る。前記一致は、レーザ変位センサの出力ＬとＬ0 の一
致、並びに、視覚センサによって検出される輝点位置と
基準点位置の一致の同時成立で確認される。

【００１９】ツールセンターポイントを３つ以上の基準
位置に順次一致させるに際してのロボット移動は、通
常、逐次的に行なわれる。例えば、レーザ変位センサの
出力Ｌと前記Ｌ0 を接近させる方向へのロボット移動
と、視覚センサによって検出される輝点位置と前記基準
点位置を接近させる方向へのロボット移動の繰り返しに
よって、上記同時成立の状態が漸近的に達成される。

【００２０】本願発明の方法には、危険な操作や熟練度
に左右される細かい作業を要求しない為、安全な作業で
安定した教示精度が得られるという特徴がある。

【００２１】

【実施例】図１は、本願発明の方法を実施する為のシス
テムの全体配置を要部ブロック図で例示したものであ
る。システム全体の基本構成は、ロボット制御装置２
０、ロボット３０、レーザ変位センサ４０及びカメラ５
０からなる。レーザ変位センサ４０とカメラ５０は、ロ
ボット３０のフェイスプレートＦＰに位置・姿勢が調整
可能な状態で取り付けられる。カメラ５０は、画像処理
装置を兼ねるロボット制御装置２０とともに視覚センサ
を構成する。

【００２２】ロボット制御装置２０は、マイクロプロセ
ッサを含む中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」と言
う。）２１を備えている。ＣＰＵ２１には、ＲＯＭ２
２、ＲＡＭ２３、カメラインターフェイス２４、軸制御
器２５、汎用信号インターフェイス２７及び教示操作盤
２８が、バス２９を介して接続されている。

【００２３】ＲＯＭ２２には、システムを統括制御する
プログラムが格納される。ＲＯＭ２３には、ロボット３
０の動作プログラムデータ、画像解析用のプログラムデ
ータ、各種設定値等が格納され、また、データの一時記
憶にも利用される領域が設定されている。カメラインタ
ーフェイス２４は、カメラ５０に接続されている。軸制
御器２５は、サーボ回路２６を経てロボット３０に接続
されている。また、汎用信号インターフェイス２７は、
レーザ変位センサ４０に接続されている。

【００２４】レーザ変位センサ４０は、ＣＰＵ２１か
ら、汎用信号インターフェイス２７を介して計測指令信
号が送られると、レーザスポット光６０を計測対象物体
面へ向けて投光する。ここでは、一般的に符号７０で示
された物体上に用意されたマーク８０上にレーザスポッ
ト光６０が投光された状態が例示されている。

【００２５】後述するように、視覚センサのキャリブレ
ーション時には、マーク８０を担持する物体７０として
キャリブレーション用のターゲットが使用される。ま
た、ワーク座標系教示の為の本計測時には、所定の位置
に位置決めされた適当な物体が利用される。

【００２６】マーク８０は、右上部に別記したように、
カメラ５０によって容易に認識出来るように描かれた十
字線を含んでいる。符号Ｍ0 はその交点（基準点）であ
る。符号ＳＰは、マーク８０上に形成された輝点を例示
的に表わしている。マーク８０の使用法等については後
述する。

【００２７】輝点ＳＰから放射された光は、破線６１，
６２で示したように、レーザ変位センサ４０の位置検出
型光検出器（図示省略。以下、「ＰＳＤ」と言う。）と
カメラ５０の両者で検出される。ＰＳＤは、レーザ変位
センサ４０の基準位置と輝点ＳＰ間の距離を表わすセン
サ出力を生成する。なお、レーザ変位センサ４０自身の
キャリブレーションは完了しているものとする。また、
レーザ変位センサ４０の測距原理（三角測量の原理）、
ＰＳＤ出力の処理方法等は周知であるから、その説明は
省略する。

【００２８】一方、ＣＰＵ２１から撮影指令がカメライ
ンターフェイス２４を介してカメラ５０へ送られると、
カメラ５０は輝点ＳＰの像を含むマークの画像を撮影す
る。撮影された画像はカメラインターフェイス２４を介
してロボット制御装置２０内に取り込まれ、グレイスケ
ールに変換された上で、フレームメモリＦＭに格納され
る。

【００２９】格納された画像は、適宜読み出されて画像
処理プロセッサＩＰで解析され、輝点ＳＰ並びに基準点
Ｍ0 の画像上の位置を表わす信号が出力される。この信
号は、視覚センサのセンサ出力として、ＲＡＭ２３に格
納される。なお、視覚センサのキャリブレーションにつ
いては後述する。

【００３０】以上の配置、各部分の構成、機能を前提と
して、本願発明に従った座標系教示方法を実施する手順
と処理の概要について以下に説明する。 （１）図１に示したように、ロボット３０の手先（フェ
イスプレートＦＰ）にレーザ変位センサ４０とカメラ５
０を取り付ける。 （２）更に、ロボット３０のフェイスプレートＦＰに視
覚センサのキャリブレーションの為のターゲットを取り
付ける。図２はこれを説明する図で、キャリブレーショ
ン用のターゲットＴＧを取り付けた状態が、図１からロ
ボット制御装置２０を除いた形で描示されている。ター
ゲットＴＧは、形状と寸法が高精度で与えられており、
先端部９０の内側面には前述した態様でマーク８０が精
密に描かれている。

【００３１】ターゲットＴＧのフェイスプレートＦＰに
対する取り付け位置は正確、且つ既知に定められてい
る。従って、マーク８０の基準点Ｍ0 の、フェイスプレ
ートＦＰに対する相対的な位置・姿勢は既知となる（即
ち、フェイスプレート座標系上の位置は既知である）。
よって、マーク８０の基準点Ｍ0 のロボット座標系上の
位置・姿勢は、ロボット姿勢から随時求められる。

【００３２】（３）レーザ変位センサ４０の向きを調整
し、レーザスポット光６０による輝点ＳＰがマーク８０
上に形成されるようにする。また、マーク８０が視野の
ほぼ中心付近に収まるようにカメラ５０の位置を調整す
る。これらの調整は厳密である必要はなく、オペレータ
に重い負担をかける作業ではない。この状態で得られる
画像の例を、図２の下部に別記した。

【００３３】（４）上記の状態で、カメラ５０を含む視
覚センサのキャリブレーションを実行する。このキャリ
ブレーションによって、カメラ５０の画面上の位置
（ｕ，ｖ）を表わす出力から、輝点ＳＰを通る視線方程
式を記述するパラメータが求められる。ターゲットＴＧ
に描かれたマーク８０の基準点Ｍ0 の既知の位置を
（ｘ，ｙ，ｚ）とすれば、上記パラメータは、例えば、
（ｘ，ｙ，ｚ）とそれに対するセンサ出力（ｕ0 ，ｖ0
）との関係を表わす一次結合の係数及び定数項として
求められる。このような視覚センサのキャリブレーショ
ン方法は周知であるから、詳細説明は省略する。

【００３４】（５）キャリブレーションの完了した視覚
センサを用いて、ターゲットＴＧ上の輝点ＳＰの位置を
ロボット座標系上で求める。そして、その位置をツール
センターポイントＴＣＰに設定する。また、その時のレ
ーザ変位センサ４０の出力をＬ0 として、これをＲＡＭ
２３に記憶する。

【００３５】（６）キャリブレーション用のターゲット
ＴＧを取り外す。 （７）次にマーク８０を、作業空間内の位置が既知であ
り、且つ、基準点Ｍ0が同一直線上に乗らないように３
通り（一般には３通り以上）に用意する。具体的には、
例えば、作業空間内の適当な位置にワーク座標系の原点
を定め、これに対して既知の位置にキャリブレーション
用ターゲットＴＧと同様のマークを有する治具を、基準
点Ｍ0 が同一直線上に乗せない条件で３通りに位置決め
すれば良い。

【００３６】キャリブレーション用ターゲットＴＧ自身
をこの治具に兼用することも出来る。また、マーク８０
を厚さが既知のワッペンで用意し、これを既知の位置に
貼付する方法もある。このようにして用意された３通り
の基準点Ｍ0 のワーク座標系上における位置を（ｘ1 ，
ｙ1 ，ｚ1 ），（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ），（ｘ3 ，ｙ3 ，
ｚ3 ）とし、ロボット制御装置２０に予め教示してお
く。

【００３７】（８）ロボット３０をマニュアル操作で移
動させ、第１点目のマークが視野に収まるような位置
（図１のような状態）に接近させる。この移動操作は、
ロボット制御装置２０にモニタＴＶを付設し、モニタを
見ながら行なっても良い。あるいは、マーク８０を視覚
センサでサーチする適当なソフトウェアを利用して、ロ
ボット位置を自動的に設定させても良い。

【００３８】（９）レーザ変位センサ４０からレーザス
ポット光６０を投射して、輝点ＳＰをマーク８０上に形
成する。視覚センサでこれを検出しながら、ロボット３
０を移動させ、輝点ＳＰの位置をマークの基準点Ｍ0 と
一致させる。このロボット移動はマニュアル操作でも可
能であるが、ソフトウェア処理によって自動的に行うこ
とが好ましい。

【００３９】その為の準備として、マーク８０にほぼ平
行な面Γを予め設定しておく。例えば、面Γに立てた法
線ベクトルのデータをロボット制御装置２０に教示して
おく。平面Γの設定は厳密である必要はない。その上
で、図３のフローチャートに示した処理（レーザスポッ
ト光照準処理）を実行する。なお、以下の説明で、ベク
トルを表わす記号として＜＞を使用した。

【００４０】先ず、マーク８０の基準点Ｍ0 の画像上の
位置＜ｐ＞＝（ｕp ，ｖp ）を求める（ステップＳ
１）。基準点Ｍ0 の画像は、画像解析の処理により、例
えば十字線像の交点位置として求められる。同様に、輝
点ＳＰの画像上の位置、＜ｑ＞＝（ｕq ，ｖq ）を求め
る（ステップＳ２）。そして、これらの結果から、画像
上における２点（Ｍ0 とＳＰ）の間の距離｜＜ｄ＞｜＝
｜＜ｑ＞−＜ｐ＞｜を計算する（ステップＳ３）。

【００４１】次いで、距離｜＜ｄ＞｜を予め設定された
正の小さな値εと比較する（ステップＳ４）。もし、｜
＜ｄ＞｜がεを下回っていれば、既に輝点ＳＰが基準点
Ｍ0上に形成されているものと判断してレーザスポット
光照準処理を終了する。そうでない場合には、輝点ＳＰ
は基準点Ｍ0 上に形成されていないものと判断してステ
ップＳ５へ進む。

【００４２】ステップＳ５では、基準点Ｍ0 からみた輝
点ＳＰのずれ量＜ｄ＞に比例した量ｋ＜ｄ＞だけ上記の
設定済みの平面Γ上でロボット３０を移動させる為の処
理を行なう。ここで、ｋは予め設定される正または負の
値で、その符号はロボットの移動が、距離｜＜ｄ＞｜を
縮める方向へロボットが移動するように定められる。ま
た、ｋの絶対値は画面上で見たカメラ５０の倍率の逆数
よりやや小さく設定されることが好ましい。

【００４３】ロボット３０の移動が完了したならば、ス
テップＳ１へ戻り、ステップＳ１からステップＳ４を繰
り返す。２回目のステップＳ４では、｜＜ｄ＞｜の大き
さは前回（１回目）に比べて小さくなっている筈であ
る。

【００４４】もし、｜＜ｄ＞｜がεを下回っていれば、
既に輝点ＳＰが基準点Ｍ0 上に形成された状態が実現さ
れたものと判断して処理を終了する。そうでない場合に
は、再度、ステップＳ５を経てステップＳ１へ戻る。以
下、同様にステップＳ４でイエスの判断が出されるまで
上述の処理サイクルを繰り返し、ステップＳ４でイエス
の判断が出されたならばレーザスポット光照準処理を終
了する。

【００４５】（１０）次に、輝点ＳＰを基準点Ｍ0 に一
致させたまま、レーザ変位センサ４０の出力が前記のＬ
0 と一致するようにロボット３０を移動させる。このロ
ボット移動をマニュアル操作で行なうことも不可能では
ないが、ソフトウェア処理によって自動的に行うことが
好ましい。そこで、図４のフローチャートに示した処理
（Ｌ0 実現処理）を実行する。

【００４６】先ず、レーザ変位センサ４０の出力ＬとＬ
0 の差ｆ＝Ｌ−Ｌ0 の絶対値と予め設定された正の小さ
な値δとを比較する（ステップＴ１）。もし、｜ｆ｜が
δを下回っていれば、既に輝点ＳＰが基準点Ｍ0 上に形
成された状態で、レーザ変位センサ出力Ｌ0 実現されて
いるものと判断してＬ0 実現処理を終了する。

【００４７】多くの場合、Ｔ１の判断はノーであり、ス
テップＴ２へ進む。ステップＴ２では、基準出力Ｌ0 か
らみた出力Ｌのずれｆに比例した量αｆだけ上記の設定
済みの平面Γに垂直にロボット３０を移動させる為の処
理を行なう。ここで、αは予め設定される正または負の
値で、その符号はロボットの移動が、｜ｆ｜を縮める方
向へロボットが移動するように定められる。また、αの
絶対値は１よりやや小さく設定されることが好ましい。

【００４８】ステップＴ２のロボット移動で、輝点ＳＰ
の位置が基準点Ｍ0 から小距離ずれる可能性がある。そ
こで、ステップＴ２の後で、前述したレーザスポット光
照準処理を実行する。これをまとめてステップＴ３とす
る（処理内容の繰り返し説明は省略）。そして、再度ス
テップＴ１へ戻って、レーザ変位センサ４０の出力Ｌと
Ｌ0 の差ｆ＝Ｌ−Ｌ0 の絶対値とδとを比較する。

【００４９】もし、｜ｆ｜がδを下回っていれば、輝点
ＳＰが基準点Ｍ0 上に形成された状態で、レーザ変位セ
ンサ出力Ｌ0 実現されているものと判断し、Ｌ0 実現処
理を終了する。Ｔ１の判断が再度ノーである場合には、
ステップＴ２，ステップＴ３を再度実行する。以下、ス
テップＴ１でイエスが出されるまで、ステップＴ１〜ス
テップＴ３を繰り返し実行する。

【００５０】平面Γの方向やｋ，α，ε，δの大きさと
符号の設定が不適当でない限り、ステップＴ３（レーザ
スポット光照準処理）のロボット移動による出力Ｌの変
動は小さいから、何度目かのサイクルのステップＴ１で
イエス必ず出される。 （１１）以上の処理が完了した時点で、ツールセンター
ポイントＴＣＰはマーク８０の基準点Ｍ0 上存在するこ
とになる。この時のツールセンターポイントの位置をロ
ボット座標系上で表現した値を（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ）と
する。ワーク座標系上で表現した値は、（ｘ1 ，ｙ1 ，
ｚ1 ）である。

【００５１】（１２）上記（８）〜（１１）の手順を第
２番目、第３番目のマーク８０の位置についても同様に
実行する。得られたツールセンターポイントの位置（ロ
ボット座標系上）を（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）及び（Ｘ3 ，
Ｙ3 ，Ｚ3 ）とする。

【００５２】（１３）ワーク座標系での値を、 （ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）＝（０，０，０） （ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）＝（１，０，０） （ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3 ）＝（０，１，０） とすると、誤差が無視出来る場合、変換行列Ａは下記の
ようになる。

【００５３】

【数１】 但し、 Ａ11＝（Ｘ2 −Ｘ1 ） Ａ21＝（Ｙ2 −Ｙ1 ） Ａ31＝（Ｚ2 −Ｚ1 ） Ａ12＝（Ｘ3 −Ｘ1 ） Ａ22＝（Ｙ3 −Ｙ1 ） Ａ32＝（Ｚ3 −Ｚ1 ） Ａ13＝Ａ21×Ａ32−Ａ31×Ａ22 Ａ23＝Ａ31×Ａ12−Ａ11×Ａ32 Ａ33＝Ａ11×Ａ22−Ａ21×Ａ12 Ａ14＝Ｘ1 Ａ24＝Ｙ1 Ａ34＝Ｚ1 とする。上記の変換行列Ａを計算し、その結果をＲＡＭ
２３に格納することでワーク座標系の教示が完了する。

【００５４】

【発明の効果】本願発明の方法によれば、作業空間内に
固定された座標系のロボットに対する教示が、非接触で
簡便に実行出来る。その結果、座標系教示作業時の安全
が確保されるとともに、安定した教示精度が得られるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の方法を実施する為のシステムの全体
配置を要部ブロック図で例示したものである。

【図２】視覚センサのキャリブレーションと、ツールセ
ンターポイントの設定について説明する為の図である。

【図３】レーザスポット光照準処理について説明するフ
ローチャートである。

【図４】レーザスポット光による輝点がマークの基準点
Ｍ0 に一致し、且つ、レーザ変位センサの出力が基準値
Ｌ0 となる状態を実現する為の処理について説明するフ
ローチャートである。

【符号の説明】

２０ ロボット制御装置 ２１ 中央演算処理装置（ＣＰＵ） ２２ ＲＯＭ ２３ ＲＡＭ ２４ カメラインターフェイス ２５ 軸制御器 ２６ サーボ回路 ２７ 汎用信号インターフェイス ２８ 教示操作盤 ２９ バス ３０ ロボット ４０ レーザ変位センサ ５０ カメラ ６０ レーザスポット光 ６１ レーザ変位センサの光検出器へ向かう光 ６２ カメラ５０へ向かう光 ７０ 物体 ８０ マーク ９０ キャリブレーション用のターゲットの先端部 ＦＭ フレームメモリ ＩＰ 画像処理プロセッサ Ｍ0 基準点 ＴＧ キャリブレーション用のターゲット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （１）ロボット制御装置によって制御さ
   れるロボットに、レーザ変位センサと視覚センサのカメ
   ラと、視覚センサキャリブレーション用のターゲットを
   取り付ける段階と、 （２）前記ターゲットを用いて前記カメラを含む前記視
   覚センサのキャリブレーションを行なって前記レーザ変
   位センサによって前記ターゲット上に形成された輝点位
   置をツールセンターポイントとして設定するとともに、
   前記輝点に対応した前記レーザ変位センサの出力Ｌ0 を
   記憶する段階と、 （３）前記ターゲットを取り外した状態で、作業空間内
   に固定された座標系上での座標値が既知であり且つ一直
   線上に乗らない少なくとも３つの位置に、前記設定され
   たツールセンターポイントを順次一致させ、 前記各一致時の前記ツールセンターポイントのロボット
   座標系上の座標値と前記作業空間内に固定された座標系
   上の座標値から、前記ロボット座標系と前記ワーク座標
   系間の座標変換行列を決定し、記憶する段階を含み、 前記少なくとも３つの位置が、前記視覚センサによって
   検出可能なマーク中の基準点の位置として与えられ、 前記設定されたツールセンターポイントを前記少なくと
   も３つの位置に順次一致させるに際し、 前記レーザ変位センサの出力Ｌと前記Ｌ0 の一致、並び
   に、前記視覚センサによって検出される輝点位置と前記
   基準点位置の一致の同時成立が、前記一致を検出する為
   の指標として利用される、非接触でロボットに座標系を
   教示する方法。
2. 【請求項２】 （１）ロボット制御装置によって制御さ
   れるロボットに、レーザ変位センサと視覚センサのカメ
   ラと、視覚センサキャリブレーション用のターゲットを
   取り付ける段階と、 （２）前記ターゲットを用いて前記カメラを含む前記視
   覚センサのキャリブレーションを行なって前記レーザ変
   位センサによって前記ターゲット上に形成された輝点位
   置をツールセンターポイントとして設定するとともに、
   前記輝点に対応した前記レーザ変位センサの出力Ｌ0 を
   記憶する段階と、 （３）前記ターゲットを取り外した状態で、作業空間内
   に固定された座標系上での座標値が既知であり且つ一直
   線上に乗らない少なくとも３つの位置に、前記設定され
   たツールセンターポイントを順次一致させ、 前記各一致時の前記ツールセンターポイントのロボット
   座標系上の座標値と前記作業空間内に固定された座標系
   上の座標値から、前記ロボット座標系と前記ワーク座標
   系間の座標変換行列を決定し、記憶する段階を含み、 前記少なくとも３つの位置が、前記視覚センサによって
   検出可能なマーク中の基準点の位置として与えられ、 前記設定されたツールセンターポイントを前記少なくと
   も３つの位置に順次一致させるに際して、前記レーザ変
   位センサと前記視覚センサの検出出力に関連したソフト
   ウェア処理が前記ロボット制御装置内で実行され、 それによって、前記レーザ変位センサの出力Ｌが前記Ｌ
   0 と一致し、且つ、前記視覚センサによって検出される
   輝点位置と前記基準点位置が一致する状態が前記ロボッ
   トの逐次的な移動によって達成される、非接触でロボッ
   トに座標系を教示する方法。
3. 【請求項３】 （１）ロボット制御装置によって制御さ
   れるロボットに、レーザ変位センサと視覚センサのカメ
   ラと、視覚センサキャリブレーション用のターゲットを
   取り付ける段階と、 （２）前記ターゲットを用いて前記カメラを含む前記視
   覚センサのキャリブレーションを行なって前記レーザ変
   位センサによって前記ターゲット上に形成された輝点位
   置をツールセンターポイントとして設定するとともに、
   前記輝点に対応した前記レーザ変位センサの出力Ｌ0 を
   記憶する段階と、 （３）前記ターゲットを取り外した状態で、作業空間内
   に固定された座標系上での座標値が既知であり且つ一直
   線上に乗らない少なくとも３つの位置に、前記設定され
   たツールセンターポイントを順次一致させ、 前記各一致時の前記ツールセンターポイントのロボット
   座標系上の座標値と前記作業空間内に固定された座標系
   上の座標値から、前記ロボット座標系と前記ワーク座標
   系間の座標変換行列を決定し、記憶する段階を含み、 前記少なくとも３つの位置が、前記視覚センサによって
   検出可能なマーク中の基準点の位置として与えられ、 前記設定されたツールセンターポイントを前記少なくと
   も３つの位置に順次一致させるに際して、前記レーザ変
   位センサと前記視覚センサの検出出力に関連したソフト
   ウェア処理が前記ロボット制御装置内で実行され、 それによって、前記レーザ変位センサの出力Ｌと前記Ｌ
   0 を接近させる方向へ前記ロボットを移動させる段階と
   前記視覚センサによって検出される輝点位置と前記基準
   点位置を接近させる方向へ前記ロボットを移動させる段
   階が、前記レーザ変位センサの出力Ｌと前記Ｌ0 の一
   致、並びに、前記視覚センサによって検出される輝点位
   置と前記基準点位置の一致の同時成立が検出されるまで
   逐次的に実行される、非接触でロボットに座標系を教示
   する方法。