JPH1119891A - 移動物体のハンドリング方法及び移動物体のハンドリング装置におけるキャリブレーション方法 - Google Patents
移動物体のハンドリング方法及び移動物体のハンドリング装置におけるキャリブレーション方法Info
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- JPH1119891A JPH1119891A JP17497597A JP17497597A JPH1119891A JP H1119891 A JPH1119891 A JP H1119891A JP 17497597 A JP17497597 A JP 17497597A JP 17497597 A JP17497597 A JP 17497597A JP H1119891 A JPH1119891 A JP H1119891A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 視覚センサによりワークを認識するシステム
について、ロボット動作前に簡単にロボット動作範囲内
でのワークへの追従動作が可能であるかどうかを判定す
る。 【解決手段】 コンベア３等によって搬送される移動物
体５を視覚装置７を備えたロボット１により操作するハ
ンドリング方法において、視覚装置７により移動物体５
の位置および角度を検出し、コンベア３の移動平均速度
に基づいて移動物体５がロボット１の動作領域の限界点
に達する位置と移動に要する時間を算出し、ロボット１
が現在位置から前記限界点の範囲内で、移動物体５に対
して既定の操作を行うために必要な位置と姿勢をとるた
めの時間を算出し、ロボット１の動作時間が、移動物体
５の移動時間よりも長い時には、移動物体５への既定の
動作を行わないようにする。これにより、ロボットの無
駄な動作を省略することができ、システムをより効率的
に動作させることができる。
について、ロボット動作前に簡単にロボット動作範囲内
でのワークへの追従動作が可能であるかどうかを判定す
る。 【解決手段】 コンベア３等によって搬送される移動物
体５を視覚装置７を備えたロボット１により操作するハ
ンドリング方法において、視覚装置７により移動物体５
の位置および角度を検出し、コンベア３の移動平均速度
に基づいて移動物体５がロボット１の動作領域の限界点
に達する位置と移動に要する時間を算出し、ロボット１
が現在位置から前記限界点の範囲内で、移動物体５に対
して既定の操作を行うために必要な位置と姿勢をとるた
めの時間を算出し、ロボット１の動作時間が、移動物体
５の移動時間よりも長い時には、移動物体５への既定の
動作を行わないようにする。これにより、ロボットの無
駄な動作を省略することができ、システムをより効率的
に動作させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工業用テレビカメラな
どの視覚装置を用い、コンベア等によって搬送される移
動物体をロボットでハンドリングする方法及び移動物体
のハンドリング装置におけるキャリブレーション方法に
関する。
どの視覚装置を用い、コンベア等によって搬送される移
動物体をロボットでハンドリングする方法及び移動物体
のハンドリング装置におけるキャリブレーション方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のロボットによるハンドリングシス
テムを図２に示す。図において、１はロボット、２は制
御盤、３はコンベア、４はコンベア動作量を検知するた
めのエンコーダ、５はワーク（移動物体）、６はワーク
５の通過を検出する近接スイッチである。このシステム
では、コンベア３上のワーク５が比較的少ない場合が多
く、ロボット１の動作範囲にワーク５があることを認識
した後でワーク５へ追従動作を行い、既定の操作を行う
ようにしていても、ワーク５がロボット１の動作範囲を
外れてしまうことにより既定の操作ができなくなり、
「取りこぼす」ことはなかった。最近のシステムでは、
図３に示すようにワーク５の位置を検出するカメラ７と
画像処理装置８を用いてワーク５の位置を検出してロボ
ット１を動作させている。この種のシステムでは、コン
ベア３上のワーク５が多数あることが多く、しかもその
ばらつき具合いが均一ではないため、ロボット１がすべ
てのワークには追従できず、「取りこぼし」が発生する
ようになってきた。しかし、「取りこぼし」が発生する
場合でも、ロボットが動作を開始した時点では「取リこ
ぼし」となるかどうかの判定を行うことができないた
め、ワークへの追従動作を行ってみて、ワークがロボッ
トの動作領域を外れてしまったら直ちに追従動作を中止
し、動作対象とするワークを次へ切り換えるというとい
う事を行っている。この場合、追従動作の途中でワーク
を切り換えてしまい、前者のワークに対しては、何の操
作も行わないのであるから、このワークへの追従動作は
無駄な動作であり、システムの効率を下げる原因となっ
ている。
テムを図２に示す。図において、１はロボット、２は制
御盤、３はコンベア、４はコンベア動作量を検知するた
めのエンコーダ、５はワーク（移動物体）、６はワーク
５の通過を検出する近接スイッチである。このシステム
では、コンベア３上のワーク５が比較的少ない場合が多
く、ロボット１の動作範囲にワーク５があることを認識
した後でワーク５へ追従動作を行い、既定の操作を行う
ようにしていても、ワーク５がロボット１の動作範囲を
外れてしまうことにより既定の操作ができなくなり、
「取りこぼす」ことはなかった。最近のシステムでは、
図３に示すようにワーク５の位置を検出するカメラ７と
画像処理装置８を用いてワーク５の位置を検出してロボ
ット１を動作させている。この種のシステムでは、コン
ベア３上のワーク５が多数あることが多く、しかもその
ばらつき具合いが均一ではないため、ロボット１がすべ
てのワークには追従できず、「取りこぼし」が発生する
ようになってきた。しかし、「取りこぼし」が発生する
場合でも、ロボットが動作を開始した時点では「取リこ
ぼし」となるかどうかの判定を行うことができないた
め、ワークへの追従動作を行ってみて、ワークがロボッ
トの動作領域を外れてしまったら直ちに追従動作を中止
し、動作対象とするワークを次へ切り換えるというとい
う事を行っている。この場合、追従動作の途中でワーク
を切り換えてしまい、前者のワークに対しては、何の操
作も行わないのであるから、このワークへの追従動作は
無駄な動作であり、システムの効率を下げる原因となっ
ている。
【０００３】この種のシステムにおいて、コンベアの移
動速度は一定であることが多いため、ロボットの移動速
度を固定化できれば、ロボットがワークに追いつく時刻
を予測する事が可能である。例えば、図２に示すよう
に、ワーク５を視覚センサではなく近接スイッチ６によ
り検出するシステムにおいては、ワーク５の位置検出時
に角度の検出を行わないため、ロボット１の移動速度を
一定とすることが可能となる。すなわち、図４に示すよ
うに、現在時刻でのワーク位置１０を起点として時間の
経過に伴うワーク位置１５を算出し、また現在時刻での
ロボット位置１２を起点としてロボット速度一定時での
時間の経過に伴うロボット位置１４を算出し、ロボット
がワークに追いつく時間を幾何学的に算出し、ロボット
の動作範囲９内でロボットがワークへ追いつくことがで
きない場合には、このワークへ対しては追従動作を行わ
ず、動作対象を次のワークへと変えてしまうことでシス
テムの効率を上げている。図４中、１１は動作領域限界
点に達する時のワーク位置、１３は動作領域限界点でワ
ークに追いついた時のロボット位置である。
動速度は一定であることが多いため、ロボットの移動速
度を固定化できれば、ロボットがワークに追いつく時刻
を予測する事が可能である。例えば、図２に示すよう
に、ワーク５を視覚センサではなく近接スイッチ６によ
り検出するシステムにおいては、ワーク５の位置検出時
に角度の検出を行わないため、ロボット１の移動速度を
一定とすることが可能となる。すなわち、図４に示すよ
うに、現在時刻でのワーク位置１０を起点として時間の
経過に伴うワーク位置１５を算出し、また現在時刻での
ロボット位置１２を起点としてロボット速度一定時での
時間の経過に伴うロボット位置１４を算出し、ロボット
がワークに追いつく時間を幾何学的に算出し、ロボット
の動作範囲９内でロボットがワークへ追いつくことがで
きない場合には、このワークへ対しては追従動作を行わ
ず、動作対象を次のワークへと変えてしまうことでシス
テムの効率を上げている。図４中、１１は動作領域限界
点に達する時のワーク位置、１３は動作領域限界点でワ
ークに追いついた時のロボット位置である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、視覚センサ
を用いたワーク検出方法では、近接スイッチを用いたワ
ーク検出方法と異なり、コンベア上のワークの幅方向の
位置やワークの向きまでも検出できるので、ロボットは
これらも含めた補正動作を行うことになるため、前述の
ようなロボット動作範囲内でのワークへの追従動作が可
能であるかの判定では、一様でない誤差が生じてくる。
さらに、従来、視覚装置付産業用ロボットを利用したコ
ンベアシステムのキャリブレーション方法には、視覚装
置で検出したワークの実位置をロボットに特別な部品を
取付けて検出位置まで指示できるようにすることで実位
置を取得し、キャリブレーションを実行するというもの
があったが、従来の方法では、特別な部品の取付けや取
り外しを必要とするために作業効率が上がらず、またそ
のキャリブレーション結果も不正確であった。そこで、
本発明は、視覚センサによりワークを認識するシステム
について、上記近接スイッチによりワークを認識するシ
ステムと同様に、ロボット動作前に簡単にロボット動作
範囲内でのワークへの追従動作が可能であるかどうかを
判定する方法を提供することを目的とし、さらに特別な
部品の取り付けや取り外しを必要とすることなく正確な
キャリブレーションを行うことを目的とする。
を用いたワーク検出方法では、近接スイッチを用いたワ
ーク検出方法と異なり、コンベア上のワークの幅方向の
位置やワークの向きまでも検出できるので、ロボットは
これらも含めた補正動作を行うことになるため、前述の
ようなロボット動作範囲内でのワークへの追従動作が可
能であるかの判定では、一様でない誤差が生じてくる。
さらに、従来、視覚装置付産業用ロボットを利用したコ
ンベアシステムのキャリブレーション方法には、視覚装
置で検出したワークの実位置をロボットに特別な部品を
取付けて検出位置まで指示できるようにすることで実位
置を取得し、キャリブレーションを実行するというもの
があったが、従来の方法では、特別な部品の取付けや取
り外しを必要とするために作業効率が上がらず、またそ
のキャリブレーション結果も不正確であった。そこで、
本発明は、視覚センサによりワークを認識するシステム
について、上記近接スイッチによりワークを認識するシ
ステムと同様に、ロボット動作前に簡単にロボット動作
範囲内でのワークへの追従動作が可能であるかどうかを
判定する方法を提供することを目的とし、さらに特別な
部品の取り付けや取り外しを必要とすることなく正確な
キャリブレーションを行うことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、コンベア等によって搬送される移動物体
を視覚装置を備えたロボットにより操作する移動物体の
ハンドリング方法において、前記視覚装置により前記移
動物体の位置および角度を検出し、前記コンベアの移動
平均速度に基づいて前記移動物体が前記ロボットの動作
領域の限界点に達する位置と移動に要する時間を算出
し、前記ロボットが現在位置から前記限界点の範囲内
で、前記移動物体に対して既定の操作を行うために必要
な位置と姿勢をとるための時間を算出し、前記ロボット
の動作時間が、前記移動物体の移動時間よりも長い時に
は、前記移動物体への既定の動作を行わないことを特徴
とするものである。上記手段により、ワークへの追従位
置がロボットの動作範囲内であるかどうかをあらかじめ
判定し、ロボットの動作範囲内でワークへ追い付くこと
ができない場合にはこのワークへの追従動作は行わなく
なるので、ロボットの無駄な動作を省略することがで
き、システムをより効率的に動作させることが可能であ
る。
め、本発明は、コンベア等によって搬送される移動物体
を視覚装置を備えたロボットにより操作する移動物体の
ハンドリング方法において、前記視覚装置により前記移
動物体の位置および角度を検出し、前記コンベアの移動
平均速度に基づいて前記移動物体が前記ロボットの動作
領域の限界点に達する位置と移動に要する時間を算出
し、前記ロボットが現在位置から前記限界点の範囲内
で、前記移動物体に対して既定の操作を行うために必要
な位置と姿勢をとるための時間を算出し、前記ロボット
の動作時間が、前記移動物体の移動時間よりも長い時に
は、前記移動物体への既定の動作を行わないことを特徴
とするものである。上記手段により、ワークへの追従位
置がロボットの動作範囲内であるかどうかをあらかじめ
判定し、ロボットの動作範囲内でワークへ追い付くこと
ができない場合にはこのワークへの追従動作は行わなく
なるので、ロボットの無駄な動作を省略することがで
き、システムをより効率的に動作させることが可能であ
る。
【０００６】また、本発明の移動物体のハンドリング装
置におけるキャリブレーション方法は、コンベア等によ
って搬送される移動物体を視覚装置により検出し、その
検出結果およびコンベア動作分の補正を行いながら前記
移動物体に対しロボットが規定の作業を行うシステムに
おける、前記視覚装置で検出される移動物体の画像の座
標系と前記ロボットの座標系のキャリブレーションを行
う方法において、まず、前記移動物体を前記視覚装置の
検出範囲に設置し、前記視覚装置により検出を行って前
記移動物体の前記画像の座標系における位置を取得し、
次に、前記移動物体に対しロボットにより作業が行える
位置までコンベアを動作させ、その時のコンベアの動作
量とあらかじめ設定しておいたコンベア動作量とロボッ
ト座標値の変化量の関係に基づいて前記移動物体の移動
量を求めるとともに、実作業を行う前記移動物体の位置
を取得し、最後に、取得した前記移動物体の実作業を行
う位置から算出した前記移動物体の移動量を差し引いて
前記視覚装置による取得位置における前記移動物体の位
置を算出することにより、視覚装置上の位置と実作業位
置のキャリブレーションを実行するものである。これに
より、物品の実位置を取得する際に、システム以外の部
品を利用して計測するという処理が不要となるため、簡
単で正確なキャリブレーションの実行が可能となる。
置におけるキャリブレーション方法は、コンベア等によ
って搬送される移動物体を視覚装置により検出し、その
検出結果およびコンベア動作分の補正を行いながら前記
移動物体に対しロボットが規定の作業を行うシステムに
おける、前記視覚装置で検出される移動物体の画像の座
標系と前記ロボットの座標系のキャリブレーションを行
う方法において、まず、前記移動物体を前記視覚装置の
検出範囲に設置し、前記視覚装置により検出を行って前
記移動物体の前記画像の座標系における位置を取得し、
次に、前記移動物体に対しロボットにより作業が行える
位置までコンベアを動作させ、その時のコンベアの動作
量とあらかじめ設定しておいたコンベア動作量とロボッ
ト座標値の変化量の関係に基づいて前記移動物体の移動
量を求めるとともに、実作業を行う前記移動物体の位置
を取得し、最後に、取得した前記移動物体の実作業を行
う位置から算出した前記移動物体の移動量を差し引いて
前記視覚装置による取得位置における前記移動物体の位
置を算出することにより、視覚装置上の位置と実作業位
置のキャリブレーションを実行するものである。これに
より、物品の実位置を取得する際に、システム以外の部
品を利用して計測するという処理が不要となるため、簡
単で正確なキャリブレーションの実行が可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１に、本発明に係るキャリブレ
ーション方法の実施例の処理フローを示し、図３に示す
システムのキャリブレーション方法について説明する。 （ステップ１）図５に示すように、ワーク５の上方のカ
メラ７よりワーク５を撮像し、同時にコンベアモータの
パルスエンコーダ４よりコンベア３の現在パルス数、た
とえば１００パルスを取得する。 （ステップ２）画像処理装置８へ撮像により取得した画
像データを送り、図６に示すように、画像解析により、
画像上でのワーク５の中心位置を算出する。例えば、図
６の例では（ＸV、ＹV）＝（２００，２００）画素であ
る。 （ステップ３）画像処理を行ったワーク５について、ロ
ボット１が保持しているツールにより指示できる位置ま
で、コンベア３を動作させる。すなわち、図７に示すよ
うに、コンベア３を動作させると、コンベア上のワーク
５も移動するので、そのワーク５がロボット１の動作範
囲内に来たらコンベア３を停止させる。 （ステップ４）コンベアモータのパルスエンコーダ４よ
りコンベアの現在パルス数、例えば９００パルスを取得
する。
ーション方法の実施例の処理フローを示し、図３に示す
システムのキャリブレーション方法について説明する。 （ステップ１）図５に示すように、ワーク５の上方のカ
メラ７よりワーク５を撮像し、同時にコンベアモータの
パルスエンコーダ４よりコンベア３の現在パルス数、た
とえば１００パルスを取得する。 （ステップ２）画像処理装置８へ撮像により取得した画
像データを送り、図６に示すように、画像解析により、
画像上でのワーク５の中心位置を算出する。例えば、図
６の例では（ＸV、ＹV）＝（２００，２００）画素であ
る。 （ステップ３）画像処理を行ったワーク５について、ロ
ボット１が保持しているツールにより指示できる位置ま
で、コンベア３を動作させる。すなわち、図７に示すよ
うに、コンベア３を動作させると、コンベア上のワーク
５も移動するので、そのワーク５がロボット１の動作範
囲内に来たらコンベア３を停止させる。 （ステップ４）コンベアモータのパルスエンコーダ４よ
りコンベアの現在パルス数、例えば９００パルスを取得
する。
【０００８】（ステップ５）図８に示すように、ロボッ
ト１が保持しているツールによりワーク５を指示し、ワ
ーク５の実位置を取得する。実位置は通常の三次元位置
であり、Ｘ，Ｙ，Ｚのデータを持つ。例えば、（Ｘr,Ｙ
r,Ｚr）＝（１１００，０，３００）ｍｍである。 （ステップ６）撮像時のコンベアパルス数とロボットで
ワーク５を指示した時のコンベアのパルス数の差（前記
の例では９００−１００＝８００）を求め、あらかじめ
設定しておいたコンベアパルスのロボット座標系上での
変化量の関係を掛け合わせることによりコンベア動作に
よるワークの移動量を算出する。すなわち、コンベアの
エンコーダの１パルスがロボットＹ座標の１ｍｍに相当
するとすれば、（０，１，０）ｍｍ/パルス×８００パ
ルス＝（０，８００，０）ｍｍとなる。 （ステップ７）ステップ６で算出したコンベア動作距離
をもとにコンベア動作前（ステップ１の状態）のワーク
のロボット座標での位置を算出する。上記の例では、
（１１００，０，３００）ｍｍ−（０，８００，０）＝
（１１００，−８００，０）ｍｍとなる。
ト１が保持しているツールによりワーク５を指示し、ワ
ーク５の実位置を取得する。実位置は通常の三次元位置
であり、Ｘ，Ｙ，Ｚのデータを持つ。例えば、（Ｘr,Ｙ
r,Ｚr）＝（１１００，０，３００）ｍｍである。 （ステップ６）撮像時のコンベアパルス数とロボットで
ワーク５を指示した時のコンベアのパルス数の差（前記
の例では９００−１００＝８００）を求め、あらかじめ
設定しておいたコンベアパルスのロボット座標系上での
変化量の関係を掛け合わせることによりコンベア動作に
よるワークの移動量を算出する。すなわち、コンベアの
エンコーダの１パルスがロボットＹ座標の１ｍｍに相当
するとすれば、（０，１，０）ｍｍ/パルス×８００パ
ルス＝（０，８００，０）ｍｍとなる。 （ステップ７）ステップ６で算出したコンベア動作距離
をもとにコンベア動作前（ステップ１の状態）のワーク
のロボット座標での位置を算出する。上記の例では、
（１１００，０，３００）ｍｍ−（０，８００，０）＝
（１１００，−８００，０）ｍｍとなる。
【０００９】（ステップ８）上記作業を繰り返し、３次
元上で平面を決定するのに必要な３組の位置データを作
成する。例えば次のようなデータとなる。 画像上の位置データ（Ｘv,Ｙv） ロボットの位置データ（Ｘr,Ｙr,Ｚr） ２００，２００ １１００，−８００，３００ ４００，２００ １１００，−９００，３００ ４００，４００ １０００，−９００，３００ 上記３組の位置データより、座標変換の式を作成する。 Ｘr＝１２００−Ｙv×０．５ Ｙr＝−７００−Ｘv×０．５ Ｚr＝３００ この座標変換の式を作成することが、キャリブレーショ
ンである。この式を作成しておけば、以降、画像検出に
より、画像上の位置を算出し、座標変換式に代入すれば
ロボットでの座標を算出できるので、ロボットを人手で
指示することなく、ワーク位置まで移動させられる。前
記のステップ８の座標変換の式は、通常マトリックス計
算により算出される。
元上で平面を決定するのに必要な３組の位置データを作
成する。例えば次のようなデータとなる。 画像上の位置データ（Ｘv,Ｙv） ロボットの位置データ（Ｘr,Ｙr,Ｚr） ２００，２００ １１００，−８００，３００ ４００，２００ １１００，−９００，３００ ４００，４００ １０００，−９００，３００ 上記３組の位置データより、座標変換の式を作成する。 Ｘr＝１２００−Ｙv×０．５ Ｙr＝−７００−Ｘv×０．５ Ｚr＝３００ この座標変換の式を作成することが、キャリブレーショ
ンである。この式を作成しておけば、以降、画像検出に
より、画像上の位置を算出し、座標変換式に代入すれば
ロボットでの座標を算出できるので、ロボットを人手で
指示することなく、ワーク位置まで移動させられる。前
記のステップ８の座標変換の式は、通常マトリックス計
算により算出される。
【００１０】図９に、本発明に係る移動物体のハンドリ
ング方法の実施例の処理フローを示し、図３に示すシス
テムの動作方法について説明する。 （ステップ１１）画像処理開始時刻であるかどうかを判
定する。これはコンベアパルスが一定量以上変化したか
どうかを調査し、変化していれば画像処理開始時刻であ
るとする。変化していなければステップ１６へ処理を移
す。具体的には、コンベア３は動作しているので、コン
ベア３上のワークの位置データも常に変化している。し
かし、位置データをコンベア３の動作にあわせて時々刻
々修正する必要はないので、一定間隔でデータ修正を行
う。図１０は時刻Ｔでのコンベア３とワーク５の状況を
撮像したものであり、図１１は時刻Ｔ+ｔでの状況を撮
像したものである。この例では、コンベア３がＹr方向
で３００ｍｍ動作する毎にデータを更新する状況を示し
ている。取得/更新したデータは、「位置データ一覧」
リストに格納する。 （ステップ１２）コンベアのワーク位置を取得するた
め、コンベアを撮像できるカメラを使って画像入力を行
い、画像解析を行って、現時刻でのコンベア上に存在す
るワークの位置（Ｘv,Ｙv）を算出する。 （ステップ１３）ステップ１２で算出したカメラ座標系
でのワーク位置を、あらかじめ算出しておいた変換式を
使い、ロボットが動作できる３次元座標系へ変換する。
ング方法の実施例の処理フローを示し、図３に示すシス
テムの動作方法について説明する。 （ステップ１１）画像処理開始時刻であるかどうかを判
定する。これはコンベアパルスが一定量以上変化したか
どうかを調査し、変化していれば画像処理開始時刻であ
るとする。変化していなければステップ１６へ処理を移
す。具体的には、コンベア３は動作しているので、コン
ベア３上のワークの位置データも常に変化している。し
かし、位置データをコンベア３の動作にあわせて時々刻
々修正する必要はないので、一定間隔でデータ修正を行
う。図１０は時刻Ｔでのコンベア３とワーク５の状況を
撮像したものであり、図１１は時刻Ｔ+ｔでの状況を撮
像したものである。この例では、コンベア３がＹr方向
で３００ｍｍ動作する毎にデータを更新する状況を示し
ている。取得/更新したデータは、「位置データ一覧」
リストに格納する。 （ステップ１２）コンベアのワーク位置を取得するた
め、コンベアを撮像できるカメラを使って画像入力を行
い、画像解析を行って、現時刻でのコンベア上に存在す
るワークの位置（Ｘv,Ｙv）を算出する。 （ステップ１３）ステップ１２で算出したカメラ座標系
でのワーク位置を、あらかじめ算出しておいた変換式を
使い、ロボットが動作できる３次元座標系へ変換する。
【００１１】（ステップ１４）画像処理によりコンベア
追従を行うシステムでは、カメラによる撮像を行う位置
から、ロボットが動作できる位置までが離れていること
が多く、その間に存在しているワークの位置データを
「位置データ一覧」リストに保持しているが、この「位
置データ一覧」リストに対し、ステップ１３で算出した
ロボット座標でのワーク位置を追加する処理を行う。 （ステップ１５）前回のリストデータ更新時と比較し、
現在のワーク位置はコンベア動作量分（３００ｍｍ）移
動しているので、このコンベア移動量分を加算し、位置
データ一覧リストを現時刻のものに更新する。この作業
のためには、前回のリストデータ更新時と現時刻でのコ
ンベアパルス量を算出し、あらかじめ算出しておいたコ
ンベア１パルスあたりのロボット座標での変化量に掛け
合わせることでロボット座標系での移動量（３００ｍ
ｍ）とし、位置データ一覧リストの位置データＹｒに加
算すればよい
追従を行うシステムでは、カメラによる撮像を行う位置
から、ロボットが動作できる位置までが離れていること
が多く、その間に存在しているワークの位置データを
「位置データ一覧」リストに保持しているが、この「位
置データ一覧」リストに対し、ステップ１３で算出した
ロボット座標でのワーク位置を追加する処理を行う。 （ステップ１５）前回のリストデータ更新時と比較し、
現在のワーク位置はコンベア動作量分（３００ｍｍ）移
動しているので、このコンベア移動量分を加算し、位置
データ一覧リストを現時刻のものに更新する。この作業
のためには、前回のリストデータ更新時と現時刻でのコ
ンベアパルス量を算出し、あらかじめ算出しておいたコ
ンベア１パルスあたりのロボット座標での変化量に掛け
合わせることでロボット座標系での移動量（３００ｍ
ｍ）とし、位置データ一覧リストの位置データＹｒに加
算すればよい
【００１２】（ステップ１６）位置データ一覧リストデ
ータを検索し、図１２に示すように、ロボット１の動作
範囲にあるワークが存在しているかを確認する。存在し
ていなければ、ステップ１１へ戻る。これは、本システ
ムでは、カメラによる撮像範囲とロボット位置が離れて
いることが多いため、位置データ一覧にデータがあった
としても直ちにロボットが動作できるわけではなく、ロ
ボットの動作範囲内にワークが存在するかどうかを位置
データ一覧リストを使用してチェックする。動作範囲内
にワークがあれば、そのうちの１つを今回対象のワーク
にする。 （ステップ１７）位置データ一覧リストの位置データの
うち、今回の作業対象として抽出したワークについて、
コンベアの移動速度は一定であるとして、ロボットの動
作領域を外れる限界位置と、その位置に到達するまでの
現時刻からの時間を算出する（図１３参照）。すなわ
ち、コンベア進行方向は一定であるので、対象ワークが
動作範囲を外れる位置を算出し、両者間の距離を算出す
る。例えば、 現在位置（Ｘr，Ｙr，Ｚr）＝（２００，４００，３０
０）ｍｍ 動作領域を外れる位置（２００，１００，３００）ｍｍ 両者間の距離（２００，４００，３００）−（２００，
１００，３００）＝（０，３００，０） コンベア動作速度は通常一定であるので、動作範囲を外
れる位置まで移動する時間を算出する。例えば、 コンベア速度＝（０，３０，０）ｍｍ/sec 移動時間＝（０３００，０）ｍｍ/（０，３０，０）ｍ
ｍ/sec＝１０sec
ータを検索し、図１２に示すように、ロボット１の動作
範囲にあるワークが存在しているかを確認する。存在し
ていなければ、ステップ１１へ戻る。これは、本システ
ムでは、カメラによる撮像範囲とロボット位置が離れて
いることが多いため、位置データ一覧にデータがあった
としても直ちにロボットが動作できるわけではなく、ロ
ボットの動作範囲内にワークが存在するかどうかを位置
データ一覧リストを使用してチェックする。動作範囲内
にワークがあれば、そのうちの１つを今回対象のワーク
にする。 （ステップ１７）位置データ一覧リストの位置データの
うち、今回の作業対象として抽出したワークについて、
コンベアの移動速度は一定であるとして、ロボットの動
作領域を外れる限界位置と、その位置に到達するまでの
現時刻からの時間を算出する（図１３参照）。すなわ
ち、コンベア進行方向は一定であるので、対象ワークが
動作範囲を外れる位置を算出し、両者間の距離を算出す
る。例えば、 現在位置（Ｘr，Ｙr，Ｚr）＝（２００，４００，３０
０）ｍｍ 動作領域を外れる位置（２００，１００，３００）ｍｍ 両者間の距離（２００，４００，３００）−（２００，
１００，３００）＝（０，３００，０） コンベア動作速度は通常一定であるので、動作範囲を外
れる位置まで移動する時間を算出する。例えば、 コンベア速度＝（０，３０，０）ｍｍ/sec 移動時間＝（０３００，０）ｍｍ/（０，３０，０）ｍ
ｍ/sec＝１０sec
【００１３】（ステップ１８）ステップ1７で算出した
今回の作業対象ワークがロボットの動作領域を外れる限
界位置まで、ロボットが移動し規定の姿勢をとるまでに
要する時間、例えば１０ｓｅｃを算出する（図１４参
照）。このときの計算式や移動速度は、各ロボット固有
に設定されたものを使用してもよい。因みに、ロボット
の動作は、手首軸の回転を含めて直線動作を行うと、最
速とはならない。ロボットに最速な動作をさせるために
は、各軸毎に独立に動作させる必要がある。各軸毎独立
に動作させると、直線動作にも一定速度にもならない。 （ステップ１９）ステップ１７で算出したワークの移動
時間とステップ１８で算出したロボットの移動時間を比
較する。ロボットの移動時間の方が短いのであれぱ、ロ
ボットがワ−クに追い付くことが可能であるから、ステ
ップ２０に処理を移しワークへの規定操作を行う。逆
に、ロボットの移動時間の方が長いのであれば、ワーク
がロボット動作領域内にある間にロボットがワークヘ追
い付くことはできないので、このワークへの操作をあき
らめ、ステップ１６に戻り、他のワークを検索する。 （ステップ２０）ステップ１９でロボットの移動時間が
短い方のワークに対して、規定の操作、例えばワークつ
かみ動作を実施する。
今回の作業対象ワークがロボットの動作領域を外れる限
界位置まで、ロボットが移動し規定の姿勢をとるまでに
要する時間、例えば１０ｓｅｃを算出する（図１４参
照）。このときの計算式や移動速度は、各ロボット固有
に設定されたものを使用してもよい。因みに、ロボット
の動作は、手首軸の回転を含めて直線動作を行うと、最
速とはならない。ロボットに最速な動作をさせるために
は、各軸毎に独立に動作させる必要がある。各軸毎独立
に動作させると、直線動作にも一定速度にもならない。 （ステップ１９）ステップ１７で算出したワークの移動
時間とステップ１８で算出したロボットの移動時間を比
較する。ロボットの移動時間の方が短いのであれぱ、ロ
ボットがワ−クに追い付くことが可能であるから、ステ
ップ２０に処理を移しワークへの規定操作を行う。逆
に、ロボットの移動時間の方が長いのであれば、ワーク
がロボット動作領域内にある間にロボットがワークヘ追
い付くことはできないので、このワークへの操作をあき
らめ、ステップ１６に戻り、他のワークを検索する。 （ステップ２０）ステップ１９でロボットの移動時間が
短い方のワークに対して、規定の操作、例えばワークつ
かみ動作を実施する。
【００１４】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明のハンドリ
ング方法は、視覚装置を備えたロボット装置を介し、コ
ンベア等によって搬送される移動物体を操作する方法に
おいて、視覚装置によりワークの位置および角度を検出
し、コンベアの移動平均速度をもとに前記ワークがロボ
ットの動作領域の限界点に達する位置と移動に要する時
間を算出し、ロボットが現在位置から前記限界点で前記
ワークに対して既定の操作を行うために必要な姿勢をと
るための時間を算出し、前記ロボットの動作時間が、前
記ワークの移動時間よりも長い時には、前記ワークへの
既定の動作を行うことが不可能であるから、これを予め
判定し、行わなくしたので、ロボットの無駄な動作を省
略することができ、システムをより効率的に動作させる
ことができる。
ング方法は、視覚装置を備えたロボット装置を介し、コ
ンベア等によって搬送される移動物体を操作する方法に
おいて、視覚装置によりワークの位置および角度を検出
し、コンベアの移動平均速度をもとに前記ワークがロボ
ットの動作領域の限界点に達する位置と移動に要する時
間を算出し、ロボットが現在位置から前記限界点で前記
ワークに対して既定の操作を行うために必要な姿勢をと
るための時間を算出し、前記ロボットの動作時間が、前
記ワークの移動時間よりも長い時には、前記ワークへの
既定の動作を行うことが不可能であるから、これを予め
判定し、行わなくしたので、ロボットの無駄な動作を省
略することができ、システムをより効率的に動作させる
ことができる。
【００１５】また、本発明のキャリブレーション方法
は、まず、前記移動物体を前記視覚装置の検出範囲に設
置し、前記視覚装置により検出を行って前記移動物体の
前記画像の座標系における位置を取得し、次に、前記移
動物体に対しロボットにより作業が行える位置までコン
ベアを動作させ、その時のコンベアの動作量とあらかじ
め設定しておいたコンベア動作量とロボット座標値の変
化量の関係に基づいて前記移動物体の移動量を求めると
ともに、実作業を行う前記移動物体の位置を取得し、最
後に、取得した前記移動物体の実作業を行う位置から算
出した前記移動物体の移動量を差し引いて前記視覚装置
による取得位置における前記移動物体の位置を算出する
ことにより、視覚装置上の位置と実作業位置のキャリブ
レーションを実行するようにしたので、特別なツール等
を用意することなく、簡単で正確なキャリブレーション
の実行を可能とすることができる。
は、まず、前記移動物体を前記視覚装置の検出範囲に設
置し、前記視覚装置により検出を行って前記移動物体の
前記画像の座標系における位置を取得し、次に、前記移
動物体に対しロボットにより作業が行える位置までコン
ベアを動作させ、その時のコンベアの動作量とあらかじ
め設定しておいたコンベア動作量とロボット座標値の変
化量の関係に基づいて前記移動物体の移動量を求めると
ともに、実作業を行う前記移動物体の位置を取得し、最
後に、取得した前記移動物体の実作業を行う位置から算
出した前記移動物体の移動量を差し引いて前記視覚装置
による取得位置における前記移動物体の位置を算出する
ことにより、視覚装置上の位置と実作業位置のキャリブ
レーションを実行するようにしたので、特別なツール等
を用意することなく、簡単で正確なキャリブレーション
の実行を可能とすることができる。
【図１】本発明のキャリブレーション方法の実施例を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図２】従来のシステム例の説明図である。
【図３】現在のシステム例の説明図である。
【図４】ロボットが一定速度で動作する場合の追従予測
位置算出の説明図である。
位置算出の説明図である。
【図５】図１のフローチャートの各ステップの説明図で
ある。
ある。
【図６】図１のフローチャートの各ステップの説明図で
ある。
ある。
【図７】図１のフローチャートの各ステップの説明図で
ある。
ある。
【図８】図１のフローチャートの各ステップの説明図で
ある。
ある。
【図９】本発明のハンドリング方法の実施例を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図１０】図６のフローチャートの各ステップの説明図
である。
である。
【図１１】図６のフローチャートの各ステップの説明図
である。
である。
【図１２】図６のフローチャートの各ステップの説明図
である。
である。
【図１３】図６のフローチャートの各ステップの説明図
である。
である。
【図１４】図６のフローチャートの各ステップの説明図
である。
である。
１ ロボット、２ 制御盤、３ コンベア、４ コンベ
ア動作量を検知するためのエンコーダ、５ ワーク、６
近接スイッチ、７ カメラ、８ 画像処理装置、９
ロボット動作範囲、１０ 現在時刻でのワーク位置、１
１ 動作領域限界点に達する時のワーク位置、１２ 現
在時刻でのロボット位置、１３ 動作領域限界点でワー
クに追い付いた時のロボット位置、１４ ロボット速度
一定時での、時間の経過に伴うロボット位置、１５ 時
間の経過に伴うワーク位置、１６ロボット速度が一定で
ない時のロボット動作経路例
ア動作量を検知するためのエンコーダ、５ ワーク、６
近接スイッチ、７ カメラ、８ 画像処理装置、９
ロボット動作範囲、１０ 現在時刻でのワーク位置、１
１ 動作領域限界点に達する時のワーク位置、１２ 現
在時刻でのロボット位置、１３ 動作領域限界点でワー
クに追い付いた時のロボット位置、１４ ロボット速度
一定時での、時間の経過に伴うロボット位置、１５ 時
間の経過に伴うワーク位置、１６ロボット速度が一定で
ない時のロボット動作経路例
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 幸博 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内 (72)発明者 重広 禎充 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内
Claims (2)
- 【請求項１】 コンベア等によって搬送される移動物体
を視覚装置を備えたロボットにより操作する移動物体の
ハンドリング方法において、 前記視覚装置により前記移動物体の位置および角度を検
出し、前記コンベアの移動平均速度に基づいて前記移動
物体が前記ロボットの動作領域の限界点に達する位置と
移動に要する時間を算出し、前記ロボットが現在位置か
ら前記限界点の範囲内で、前記移動物体に対して既定の
操作を行うために必要な位置と姿勢をとるための時間を
算出し、前記ロボットの動作時間が、前記移動物体の移
動時間よりも長い時には、前記移動物体への既定の動作
を行わないことを特徴とする移動物体のハンドリング方
法。 - 【請求項２】 コンベア等によって搬送される移動物体
を視覚装置により検出し、その検出結果およびコンベア
動作分の補正を行いながら前記移動物体に対しロボット
が規定の作業を行うシステムにおける、前記視覚装置で
検出される移動物体の画像の座標系と前記ロボットの座
標系のキャリブレーションを行う方法において、 まず、前記移動物体を前記視覚装置の検出範囲に設置
し、前記視覚装置により検出を行って前記移動物体の前
記画像の座標系における位置を取得し、次に、前記移動
物体に対しロボットにより作業が行える位置までコンベ
アを動作させ、その時のコンベアの動作量とあらかじめ
設定しておいたコンベア動作量とロボット座標値の変化
量の関係に基づいて前記移動物体の移動量を求めるとと
もに、実作業を行う前記移動物体の位置を取得し、最後
に、取得した前記移動物体の実作業を行う位置から算出
した前記移動物体の移動量を差し引いて前記視覚装置に
よる取得位置における前記移動物体の位置を算出するこ
とにより、視覚装置上の位置と実作業位置のキャリブレ
ーションを実行することを特徴とする移動物体のハンド
リング装置におけるキャリブレーション方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17497597A JPH1119891A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 移動物体のハンドリング方法及び移動物体のハンドリング装置におけるキャリブレーション方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17497597A JPH1119891A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 移動物体のハンドリング方法及び移動物体のハンドリング装置におけるキャリブレーション方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1119891A true JPH1119891A (ja) | 1999-01-26 |
Family
ID=15988026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17497597A Pending JPH1119891A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 移動物体のハンドリング方法及び移動物体のハンドリング装置におけるキャリブレーション方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1119891A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005111607A (ja) * | 2003-10-07 | 2005-04-28 | Fanuc Ltd | ロボット物流トラッキング装置 |
| JP2007030087A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Fanuc Ltd | 物流トラッキング装置 |
| WO2008109801A1 (en) * | 2007-03-07 | 2008-09-12 | Kmt Robotic Solutions, Inc. | System and method of locating relative positions of objects |
| CN105775726A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-07-20 | 英华达（南京）科技有限公司 | 拾取和放置装置及其应用方法 |
| EP3020517A3 (en) * | 2011-03-09 | 2016-08-03 | Omron Corporation | Method for calibration of a conveyor tracking system, and guidance apparatus |
| KR20190011855A (ko) * | 2017-07-25 | 2019-02-08 | 전자부품연구원 | 정적 작업 분배 장치, 시스템 및 방법 |
| CN109384027A (zh) * | 2017-08-09 | 2019-02-26 | 发那科株式会社 | 机器人系统 |
| KR20200138551A (ko) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 한국전자기술연구원 | 캘리브레이션 장치 및 이를 포함하는 캘리브레이션 시스템 |
| CN114559427A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-05-31 | 贝隆精密科技股份有限公司 | 一种机械手和导轨智能联动系统及其控制方法 |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP17497597A patent/JPH1119891A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005111607A (ja) * | 2003-10-07 | 2005-04-28 | Fanuc Ltd | ロボット物流トラッキング装置 |
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| US10442633B2 (en) | 2017-08-09 | 2019-10-15 | Fanuc Corporation | Robot system |
| KR20200138551A (ko) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 한국전자기술연구원 | 캘리브레이션 장치 및 이를 포함하는 캘리브레이션 시스템 |
| CN114559427A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-05-31 | 贝隆精密科技股份有限公司 | 一种机械手和导轨智能联动系统及其控制方法 |
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Legal Events
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Effective date: 20060217 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060413 |
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Effective date: 20060714 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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