JPH09178418A - 三次元位置検出装置及びこれを用いた移送ロボット - Google Patents

三次元位置検出装置及びこれを用いた移送ロボット

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JPH09178418A
JPH09178418A JP7351656A JP35165695A JPH09178418A JP H09178418 A JPH09178418 A JP H09178418A JP 7351656 A JP7351656 A JP 7351656A JP 35165695 A JP35165695 A JP 35165695A JP H09178418 A JPH09178418 A JP H09178418A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボットを基準とする基準面の相対位置を正
確に認識することにより、移送ロボットが基準面上のワ
ークに正確に到達して、確実に把持すること。 【解決手段】 ワークを置く基準面Sを検出する三次元
位置検出装置1をアームロボットに固定する。三次元位
置検出装置1には、レーザLの照射により基準面Sの位
置を検出する三次元位置センサ3を設ける。この三次元
位置センサ3は、基準面S上の異なる三つのインデック
ス点で基準面Sの位置を検出する。三次元位置センサ3
の近傍には距離センサ4を設ける。距離センサ4は、基
準面Sまでの垂直距離を継続的に測定する。三次元位置
センサ3により検出された位置情報及び距離センサ4に
より測定された距離に基づいて制御装置が両者の位置ず
れを修正しながら基準面Sを認識する。そして、制御装
置は認識した基準面S上のワークの姿勢等を把握してワ
ークに対するアームロボットの作業を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、部品の自動組立ラ
イン等において、部品などのワークを把持し移動させる
ために、ワークの形状や位置を把握する三次元位置検出
装置及びこれを用いた移送ロボットに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、三次元位置の検出手段は、受動型
と能動型とに大別され、なかでもレーザ光のスリットを
用いて三角測量の原理で検出するものは、何れも基本的
にレーザを照射して、その反射光をCCDによって受光
するものである。この手段により測定前に、検出対象の
CCDに対する相対位置と絶対位置との整合を図るため
に、予め検出ヘッドの位置を移動途上の複数の位置で測
定しておき、その位置ごとにキャリブレーションをオフ
ラインで行っている。また、ロボット制御点の位置で得
られる理論値画素サイズと、実際に得られたデータとの
誤差分を算出し、補正して位置を算出している(特開平
2−297203号)。また、レーザスリット光をロボ
ットで移動させることにより、ワークの三次元上の位置
を検出し、その際のレーザ検出部の移動量をロボットを
基準とした座標系上の変位値として用いている(特開平
4−1505号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の手段は、何
れもロボット位置を基準とする座標系を基にしてキャリ
ブレーションや三次元上の位置検出を行っているが、セ
ンサに距離測定系を一体に設けているため、ロボットの
絶対位置に対する誤差が生じて正確な検出ができない。
また、両者間の誤差をキャリブレーション毎にオフライ
ンで行うには構成が複雑化するし、迅速な作業の妨げに
なっている。さらに、基準面の面倒れを検出することが
困難で、特に空間コード化法によるレーザのスキャン方
向に直交する傾きに対しては検出することができない。
そこで、本発明はロボットや検出対象物の位置を高い精
度で検出する三次元位置検出装置、及びワークの位置に
正確に到達し、ワークを確実に把持する移送ロボットを
提供することを課題としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第1の発明においては、自己を基準点とし、これに
対する基準面の三次元上の位置を検出する位置検出セン
サ3と、位置検出センサ3と異なる基準点から基準面S
までの距離を測定する距離検出センサ4と、この距離検
出センサ4により測定された距離に対して位置検出セン
サ3と距離検出センサ4との位置のずれを補正して、こ
の補正距離及び位置検出センサ3により検出された情報
に基づいて基準面の位置を検出する制御装置とを具備さ
せて三次元位置検出装置を構成した。第2の発明におい
ては、三つの距離検出センサ8を備え、制御装置が距離
検出センサ8による三つの測定距離に基づいて基準面S
の傾きを求めるようにした。第3の発明においては、位
置検出センサ3が複数の異なる検出位置で基準面Sの三
次元位置を夫々検出して位置情報を制御装置に取り込む
ようにした。第4の発明においては、位置検出センサ1
1が基準面S上のワークを把持する把持部の近傍に設け
られ、把持部がワークを把持するための位置検出センサ
11により検出されたワークの適切な位置情報及び基準
面の傾斜に基づいて制御装置が把持部の把持位置を補正
するように移送ロボットを構成した。第5の発明におい
ては、把持部が基準面Sに載置したワークWを振動させ
るようにした。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図1において、1は、基準面S上の図示
しないワークを把持して移送する図示しないアームロボ
ットに固定される三次元位置検出装置である。三次元位
置検出装置1は、基準面Sの上方においてこれに臨むよ
う図示しない枠体に支持されている。三次元位置検出装
置1の端部には水平方向に延びる矩形板状のブラケット
2を備えている。このブラケット2の下面の先端側に
は、三次元位置センサ3が固着されている。三次元位置
センサ3は、レーザLの照射によりワークを載置する基
準面Sの位置を検出できる公知のものが適用される。三
次元位置センサ3は、基準面S上の少なくとも異なる三
つインデックス点で基準面Sの位置を検出する。ブラケ
ット2の下面の基端側には、三次元位置センサ3に隣接
して距離センサ4が固着されている。この距離センサ4
は、測定対象である基準面Sまでの垂直距離を継続的に
測定する。三次元位置センサ3により検出された位置情
報は、図示しない制御装置によって距離センサ4で測定
された距離から三次元位置センサ3と距離センサ4分と
の差分が差し引かれて補正される。この値がキャリブレ
ーションの値となる。
【0006】この三次元位置検出装置1は、図2に示す
ように、距離センサ4がこの位置から基準面までの距離
Aを継続的に測定する(S1)一方、三次元位置センサ
3が基準面S上の少なくとも異なる三つインデックス点
で基準面Sの位置を検出する。そして、制御装置は、測
定した距離から距離センサ4と三次元位置センサ3との
厳密には異なる検出部の高さの差分を差し引いて誤差を
逐次補正してキャリブレーションを行う(S2)。次
に、基準面S上に載置された図示しないワークを測定し
(S3)、各データを取り込んで制御装置がワークを認
識する(S4)。これにより、ワークを把握するために
基準となる基準面が正確に逐次認識されるので、キャリ
ブレーションが正確にかつ迅速に行え、アームロボット
と共に三次元位置検出装置1が移動しながらも、ワーク
を認識できる。この結果、ワークに対する作業をアーム
ロボットが的確に遂行する。
【0007】第2の実施形態を図3に示す。図3におい
て、三次元位置検出装置5は、ブラケット6が略三角板
状を成し、水平方向に設けられている。このブラケット
6の下面のほぼ中央に、三次元位置センサ7が設けられ
ている。また、ブラケット6の下面の三隅部には、距離
センサ8が設けられている。この距離センサ8は、基準
面Sまでの距離を三点から夫々測定することにより、基
準面Sの傾きも検出されるようになっている。三次元位
置センサ7により検出された位置情報は、図示しない制
御装置によって距離センサ8で測定された距離及び基準
面の傾きによる補正が行われる。この三次元位置検出装
置5においては、距離センサ8が基準面Sまでの距離を
夫々逐次測定する。そして、測定した三点の距離から制
御装置が基準面Sの傾きも検出し、距離センサ8と三次
元位置センサ7との検出部の高さの差分を差し引くこと
により誤差を補正してキャリブレーションを行う。次
に、基準面S上に載置された図示しないワークを三次元
的に認識するように検出してから、各データを取り込ん
で制御装置がワークを認識する。これにより、ワークを
把握するために基準となる基準面Sがより正確に認識さ
れるので、キャリブレーションが迅速かつ正確に行え、
アームロボットと共に三次元位置検出装置1が移動して
も、逐次認識できる。また、アームロボットと基準面S
との位置関係が検出されるのでワークの対応に柔軟にな
る。
【0008】第3の実施形態を図4に示す。図4におい
て、アームロボット9は、その先端部のブラケット9b
にハンド9aを備えており、図中矢印で示すように前後
左右上下に移動可能で基準面Sに臨むように支持されて
いる。三次元位置検出装置10は、ブラケット9bの下
面の先端部に三次元位置センサ11を備えている。ブラ
ケット9bの下面には、図示しない距離センサが設けら
れている。三次元位置センサ11により検出された位置
情報は、図示しない制御装置によって三次元位置センサ
11による情報及び距離センサによる距離からアームロ
ボット9に対する基準面位置関係が認識される。即ち、
距離センサがこれから基準面Sまでの距離Aを逐次測定
して、制御装置が距離センサと三次元位置センサ11と
の検出部の高さの差分を差し引いて誤差を補正してキャ
リブレーションを行う。そして、基準面S上に載置され
た図示しないワークを三次元的に認識し、各データを取
り込んで制御装置がワークを把握し、アームロボットを
適切な位置に移動させる。
【0009】第4の実施形態を図5及び図6に示す。同
図において、アームロボット12は、その先端部にハン
ド12aと、着脱自在に設けられた三次元位置検出装置
13を備えている。三次元位置検出装置13の端部に
は、水平方向に略三角板状のブラケット14が設けられ
ており、その下面のほぼ中央に三次元位置センサ15が
固着されている。ブラケット14の下面の三隅部には、
距離センサ16が設けられている。そして、三次元位置
センサ15により検出された位置情報は、図示しない制
御装置によって距離センサ16で測定された距離及び基
準面の傾きによる補正が行われる。即ち、制御装置が距
離センサ16と三次元位置センサ15との検出部の高さ
の差を差し引いて誤差を補正してキャリブレーションを
行い、基準面S上に載置された図示しないワークを三次
元的に認識する。基準面Sは、変位機構S1を備えてお
り、図中矢印αに示すように傾斜でき、また矢印βに示
すように水平方向へ旋回動することができる。従って、
アームロボット12がワークの姿勢等によりハンドで把
持することができない場合などには必要に応じて傾斜し
たり旋回動して把持可能な姿勢にワークを変位させるこ
とができる。第5の実施形態を図7に示す。同図におい
て、基準面S上にはトレイS2が設けられており、また
変位機構S1が矢印X,Yに示すように水平面内で振動
する。従って、トレイS2内にワークWを置いて適宜振
動させることにより、ワークWの姿勢を安定させたり、
図示しないバラ積みされた複数の小型ワークの配置を均
してアームームロボットのハンドによる把持を容易にす
ることができる。
【0010】
【発明の効果】以上のように、第1の発明においては、
ロボット位置を基準とする座標系からキャリブレーショ
ンや三次元上の位置検出を行うに当たり、センサに距離
測定系を一体に設けているため、ロボットの絶対位置に
対する誤差を修正してワークを載置した基準面の正確な
検出を行うことができるので、ワークに対する作業を的
確に行うことができ、しかも比較的簡易な構成で迅速な
ワークの作業を行うことができる。第2の発明において
は、基準面の傾きを検出することができるので、面倒れ
を検出してワークに対する作業の精度をさらに向上させ
ることができる。第3の発明においては、複数の割出し
位置により、基準面の把握がより正確に行うとができ
る。第4の発明においては、基準面の検出により基準面
上のワークを正確に把握することにより、移送ロボット
がワークの把持位置に的確に移動することができる。第
5の発明においては、ワークの姿勢を安定させたり、バ
ラ積みされたワークを均して移送ロボットによるワーク
の把持を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る三次元位置検出装置の斜視
図である。
【図2】三次元位置検出装置の制御のフローチャートで
ある。
【図3】第2実施形態に係る三次元位置検出装置の斜視
図である。
【図4】第3実施形態に係るアームロボットの斜視図で
ある。
【図5】第4実施形態に係るアームロボットの斜視図で
ある。
【図6】三次元位置検出装置の斜視図である。
【図7】第5実施形態に係るアームロボットの基準面の
斜視図である。
【符号の説明】
1,5,10,13 三次元位置検出装置 3,7,11,15 三次元位置センサ 4,8,16 距離センサ 9,12 アームロボット 9a,12a ハンド S 基準面 S2 トレイ S1 変位機構 W ワーク

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自己を基準点とし、これに対する基準面
    の三次元上の位置を検出する位置検出センサと、 位置検出センサと異なる基準点から基準面までの距離を
    測定する距離検出センサと、 この距離検出センサにより測定された距離に対して前記
    位置検出センサと距離検出センサとの位置のずれを補正
    して、この補正距離及び位置検出センサにより検出され
    た情報に基づいて基準面の位置を検出する制御装置とを
    具備することを特徴とする三次元位置検出装置。
  2. 【請求項2】 前記位置検出センサが異なる位置に設け
    られ、前記制御装置が距離検出センサによる三つの測定
    距離に基づいて基準面の傾きを求めることを特徴とする
    請求項1に記載の三次元位置検出装置。
  3. 【請求項3】 前記位置検出センサが複数の異なる検出
    位置で基準面の三次元位置を夫々検出して検出ごとに位
    置情報を制御装置に取り込むことを特徴とする請求項2
    に記載の三次元位置検出装置。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の三次元位置検出センサ
    が基準面上のワークを把持する把持部の近傍に設けら
    れ、把持部がワークを把持するための適切な位置を位置
    検出センサにより検出されたワークの位置情報及び基準
    面の傾斜に基づいて前記制御装置が把持部の把持位置を
    補正することを特徴とする移送ロボット。
  5. 【請求項5】 前記把持部が基準面に載置したワークを
    振動させることを特徴とする請求項4に記載の移送ロボ
    ット。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001293675A (ja) * 2000-02-15 2001-10-23 General Electric Co <Ge> ロボット式レーザポインタ
WO2010131371A1 (en) 2009-05-12 2010-11-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Object recognition method, object recognition apparatus, and autonomous mobile robot
KR101337563B1 (ko) * 2012-03-30 2013-12-06 한국생산기술연구원 감지유닛을 이용하여 매니퓰레이터의 위치를 조절하는 이송장치
JP2020049594A (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 株式会社安川電機 ロボット、ロボットシステム、ロボットの位置調整方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60167788A (ja) * 1984-02-03 1985-08-31 本田技研工業株式会社 作業用ロボツト
JPH01116401A (ja) * 1987-10-30 1989-05-09 Fanuc Ltd 視覚センサのための視差補正方式
JPH0392712A (ja) * 1989-09-05 1991-04-17 Fanuc Ltd 画像処理装置と測距センサによる物体の3次元位置認識方法
JPH04213017A (ja) * 1990-12-06 1992-08-04 Nissan Motor Co Ltd ホイールアライメント測定装置
JPH0538521A (ja) * 1991-04-17 1993-02-19 Daikin Ind Ltd プレスブレーキシステムにおけるワーク取扱装置
JPH05261686A (ja) * 1992-01-14 1993-10-12 Korea Advanced Inst Of Sci Technol ロボットアーム長さの温度補正装置
JPH0671581A (ja) * 1992-08-26 1994-03-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd マニプレータの位置決め装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60167788A (ja) * 1984-02-03 1985-08-31 本田技研工業株式会社 作業用ロボツト
JPH01116401A (ja) * 1987-10-30 1989-05-09 Fanuc Ltd 視覚センサのための視差補正方式
JPH0392712A (ja) * 1989-09-05 1991-04-17 Fanuc Ltd 画像処理装置と測距センサによる物体の3次元位置認識方法
JPH04213017A (ja) * 1990-12-06 1992-08-04 Nissan Motor Co Ltd ホイールアライメント測定装置
JPH0538521A (ja) * 1991-04-17 1993-02-19 Daikin Ind Ltd プレスブレーキシステムにおけるワーク取扱装置
JPH05261686A (ja) * 1992-01-14 1993-10-12 Korea Advanced Inst Of Sci Technol ロボットアーム長さの温度補正装置
JPH0671581A (ja) * 1992-08-26 1994-03-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd マニプレータの位置決め装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001293675A (ja) * 2000-02-15 2001-10-23 General Electric Co <Ge> ロボット式レーザポインタ
WO2010131371A1 (en) 2009-05-12 2010-11-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Object recognition method, object recognition apparatus, and autonomous mobile robot
US8630456B2 (en) 2009-05-12 2014-01-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Object recognition method, object recognition apparatus, and autonomous mobile robot
KR101337563B1 (ko) * 2012-03-30 2013-12-06 한국생산기술연구원 감지유닛을 이용하여 매니퓰레이터의 위치를 조절하는 이송장치
JP2020049594A (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 株式会社安川電機 ロボット、ロボットシステム、ロボットの位置調整方法

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