JPS60229109A - 視覚カメラによる位置補正システム - Google Patents

視覚カメラによる位置補正システム

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JPS60229109A
JPS60229109A JP8376984A JP8376984A JPS60229109A JP S60229109 A JPS60229109 A JP S60229109A JP 8376984 A JP8376984 A JP 8376984A JP 8376984 A JP8376984 A JP 8376984A JP S60229109 A JPS60229109 A JP S60229109A
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JP
Japan
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robot
camera
visual camera
center
socket
Prior art date
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Pending
Application number
JP8376984A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihisa Hosoe
細江 喜久
Shoichi Irie
正一 入江
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60229109A publication Critical patent/JPS60229109A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はロボット用の位置補正システムに係り、特に、
視覚カメラによる位置補正システムに関するものである
〔発明の背景〕
従来におけるロボット用の位置補正システムでは、視覚
カメラにより対象ワークの映像情報を得、画像処理部に
おいてその対象ワークの絶対位置を認識してその情報を
ロボット制御部にインプットし、ロボット制御部におい
てその絶対位置情報を用いて位置補正演算処理を行った
後、ロボットに直接作業ツールを対象ワークの位置まで
持って行かせ、設定された作業を行わせていた。
すなわち、従来の位置補正システムでは、ロボットを限
定し、画像処理部及びロボット制御部をそれぞれ専用化
し、絶対位置(相対位置認識の場合もある@)の認識を
行ない、その情報を用いて演算処理をしロボットの位置
補正を行なっていた。
このように従来の位置補正システムでは、絶対位置の認
識で行っているため、大容量の情報を扱うことになり、
そのため、画像処理部がコスト高となるといった欠点が
あった。又、ロボット制御部においては、各種ロボット
においてそれぞれ制御系統が異なる為、絶対位置情報を
用いた位置補正演算処理はそのロボットに合わせた処理
を行う必要があり、ソフトウェアの異なるロボット毎に
演算処理ソフトウェアを開発する必要があった。しかし
、ロボットの取り扱い、メンテ、プログラム変更が難か
しく、困難を極め、制御部のコスト高につながる等の欠
点があったO 〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除去し、市
販のどの組立ロボットにも容易に接続でき、しかも、低
コストにて容易に実現可能な視覚カメラによる位置補正
システムを提供することにある〇 〔発明の概要〕 上記した目的を達成する為、本発明では、移動方向及び
段階的移動量をそれぞれあらかじめ記憶しているロボッ
トと、該ロボットの可動部に一定距離を置いて一体固定
された視覚カメラと、該視覚カメラが前記ロボットによ
り基準位置に移動された後、前記視覚カメラを介して対
象物を認識し、該対象物と前記基準位置との相対的位置
関係を検出し、その検出結果により前記移動方向及び段
階的移動量の中からそれぞれ所要のものを選択して前記
ロボットの入力端子に0N10FF信号として入力する
手段とを少なくも具備し、前記ロボットを前記0N10
FF信号により制御して前記相対的位置関係を補正する
ようにしたものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を、ロボットにプラグ挿入を行
わせる場合を例にとり説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図であるO 第1図において、1はロボットアーム、2はハンド、5
はプラグ保持治具、4はソケット、5はプラグ、6は視
覚カメラ(I TVカメラ)、7はパソコン(パーソナ
ルコンピュータ)、である。
例えば、パソコン生産工程における品質管理チェック、
即ち、パソコン内部のソフトウェアをチェックする作業
において、外部よりチェックする為に、パソコン7のソ
ケット4に外部からプラグ5を挿入する必要がある・こ
のプラグ挿入をロボットに行わせる場合、本実施例では
、まず、視覚カメラ乙の出力を画像処理部(図示してい
ない0)に接続し、画像処理部において、視覚カメラ6
からの画像情報が受けられるようにしておく。
次に、ロボットが駆動して、第1図に示す様に、ロボッ
トアーム1に一定距離を隔てて一体固定された視覚カメ
ラ6が、あらかじめティーチング(教示)により設定さ
れた基準位置(ソケット4の中心付近)まで移動する。
視覚カメラ6が基準位置に移動すると、視覚カメラ6は
ソケット4の中心付近の画像情報を画像処理部に伝え、
画像処理部では、その画像情報によりソケット4の中心
と視覚カメラ6の中心との相対的位置関係を検出する。
第2図は本発明における画像処理部の動作を説明するた
めの説明図であり、視覚カメラ6から見たソケットの中
心付近の画像を示している。
第2図において、Y軸とY軸との交点イは視覚カメラ6
の中心、口は視覚カメラ6がとらえたソケット4の中心
である。
ところで、ロボットの駆動を制御するロボット制御部(
図示していない。)には、あらかじめ、ティーチングに
よってロボットの移動方向及び段階的移動量(不連続な
値)がそれぞれ記憶きれており、ロボットはその記憶さ
れている移動方向及び段階的移動量しか駆動できない。
従って、第2図に示す様に視覚カメラの中心イもロボッ
トの駆動により黒丸(ティーチングポイント)の位置に
しか移動できない。尚、本実施例では、ティーチングポ
イントは0.3龍置きになっており、これは、ソケット
とプラグとの相対位置が±0,3龍以内であれば挿入で
きることがすでに判明しているためである。
今、第2図に示す様に、視覚カメラ6からの画像情報に
おいて、視覚カメラ6の中心イとソケット4の中心口と
の相対的な位置ずれが、X−〇85龍、Y=0.5mm
であるとすると、画像処理部では、ティーチングポイン
)a、b、c、dの内いずれかを選択する0この例では
、Cを選択した。
この様に、画像処理部では、視覚カメラ6の中心イが移
動できる移動方向(X方向及びY方向)と移動iff 
(0−3mmの整数倍)とがあらかじめわかっており、
前述の位置ずれを補正する為に、それらのティーチング
ポイントの中からソケット4の中心口に比較的近いa、
b、c、dのうぢひとつを選択する。但し、画像処理部
は、この図で示すように必ずしも最も近いポイントを選
ぶとはかぎらない。画像の状態により、どれを選ぶかは
、画像処理次第である・いずれにせよ必ず0.3u以内
即ち、a、b、c、dのいずれかを選択することになっ
ている。
以上の様に選択したティーチングポイントCの位置に視
覚カメラ6の中心イを移動して位置補正を行うには、画
像処理部からロボット制御部に対し指令を出しロボット
をそのように駆動する必要がある。すなわち、今の視覚
カメラ6の基準位置から、視覚カメラ6がX方向プラス
側にo、6.、Y方向プラス側に0.3順移動するよう
ロボット制御部に指令を出す0口ボット制御部はその指
令を受け指令内容を認識すると、ロボットアーム1を駆
動して、視覚カメラ6を基準位置からX−+0.6酩、
 Y=+0.3 、、だけ移動させ位置補正を行う。
では、次に、画像処理部からロボット制御部への指令の
伝達について説明する。
第3図及び第4図はそれぞれ本発明の一実施例における
動作を説明するための説明図である。
これら図において、8はロボット、9は画像処理部、9
aはその入出力端子、10はロボット制御部、10aは
その入出力端子である。
まず、画像処理部9の入出力端子9aとロボット制御部
10の入出力端子10aとをそれぞれ1対1に対応する
よう接続し、0N10FF信号により信号の授受が可能
となるようにする〇ところで、一般に、ロボット制御部
10の入出力端子10aというのは、第3図又は第4図
に示す様に、その端子数が最大でも15点と非常に少な
く、しかも、指令は0N10FF信号にて送くらなけれ
ばならない為、画像処理部9からロボット制御部10に
対し前述した様な指令を一度に送ることは不可能である
。従って、本実施例では、前記指令を大きく2段階に分
け、すなわち、移動方向(ズレ方向)を第1指令、段階
的移動(ズレ量)を第2指令とするとともに、最初、X
方向のみについて第1及び塩2指令を出し、次にY方向
のみについて第1及び第2指令を出すようにしている。
また、ロボット制御部においては、各指令が人力される
毎に画像処理部9に対し受信確認のためのCLEAR信
号な出すようにしている。
画像処理部9及びロボット制御部10には、各指令毎に
必要な限りの指令内容(例えば、第1指令であれば、「
プラス方向(ト)」 「マイナス方向←)」「プラスマ
イナスゼロ(+0)〔ズレ量零〕」。
第2指令であれば、[0,3HJ 「n、6酩」・・・
等・)があらかじめプログラム(第3図及び第4図に示
すロボット制御部10を参照)されている。
そして、ある指令を送るときは、プログラムされている
その指令の指令内容と、各入出力端子9a 、 10a
 のうちの所定の端子とが、対応するようになっている
。例えば、第3VIJに示す様に第1指令を送くるとき
は、プログラムされている指令内容のうち、「プラス方
向(ト)」は入出力端子1番(画像処理部の入出力端子
1番及びロボット制御部の入出力端子1番)と対応し、
″「マイナス方向(→」は入出力端子2番と対応し、「
プラスマイナスゼロ(+0)は入出力端子3番と対応す
るようになっている。また、第1指令から第2指令に変
わった様な場合は、それに合わせて、第4図に示す様に
、各入出力端子9a。
10aと対応するものも変わるようになっている。
では、前述した指令X = + 06m 、 y=+o
、 31mを送る場合を例にとり具体的に動作を説明す
る。
まず、X方向について第1指令を送る。送る指令は「プ
ラス方向」であるから、第3図に示す様に、画像処理部
9において、「プラス方向」と対応している入出力端子
9aの1番を選び出しONさせる。すると、第1指令は
ロボット制御部10に伝えられ、ロボット制御部10に
おいては、入出力端子10aの1番と対応しているのが
「プラス方向」であることから、X方向はプラスである
ことを認識する。そして、それと同時に受信確認のため
のCL E A R信号を出力する。
次に、X方向について第2指令を送る。前述した様に第
1指令から第2指令に変わったので、各入出力端子9a
、IDa と対応するものは第4図に示す様に変更され
る。送る指令は「0.6 mu Jであるので、第4図
に示す様に、画像処理部9において、[0,6mtJと
対応している入出力端子9aの2番を選び出しONさせ
る。すると、第2指令はロボット制御部10に伝えられ
、ロボット制御部10においては、入出力端子10aの
2番と対応しているのがr 0.6 xx J である
ことから、X方向の移動量(ズレ量)は0.6 、、で
あることを認識する。そして、それと同時に受信確認の
ためのCLEAR信号を出力する〇 以下、同様にして、Y方向についても、Y−+ 0.3
 mという指令を第1及び第2指令に分けて伝え、ロボ
ット制御部10に認識させる。
第5図は本発明の一実施例における指令伝達動作を示す
概念図である〇 以上の様にして、指令を移動方向(ズレ方−及び段階的
移動量(ズレ量)に分けて伝えて、プログラムされてい
る指令内容の中からX−〇、6龍、Y=0.3..であ
ることをロボット制御部に認識させる。そして、前述し
た様にロボットアーム1を駆動して位置補正を行う。
第6図は品質管理チェック作業に本発明を適用した場合
のフローチャートチアル。
では、本実施例を前述したパソコン生産工程における品
質管理チェック作業に用いた場合の一連の動作について
簡単に説明する。
第6図に示す様に、ステップ■で、ロボットアーム1が
原点からプラグ保持治具待機位置に移動する。その待機
位置には、プラグ5と一体固定しているプラグ保持治具
3 (第1図参照)が、1個又は複数個待機しており、
生産工程を流れてくるパソコンの様々な機種に対応(機
種の違いによって挿入するプラグの種類も異ってくる。
)できるようになっている。次に、ステップ■で、所要
のプラグ保持治具3(即ち、今からチェックを行うべき
パソコン7の機種に対応した保持治具)をハンド2が把
持する。
そして、ステップ■から前述した様な位置補正のための
動作が開始され、ステップ@にて終了する・この時点で
視覚カメラ6の中心とソケット4の中心との相対位置は
±0.5 、、以内となっているので、この視覚カメラ
6の中心位置にプラグ5の中心が来るように移動してや
れば、ソケット4とプラグ5との相対位置は±0.3u
以内となり、前述した様に挿入可能な状態になる(ステ
ップ@、[相])。
次に、ステップ■で前述の如くパソコンの品質チェック
が行われ、チェック終了後、プラグ5をソケット4より
抜去しくステップo)、元の待機位置までプラグ保持治
具を戻して、ロボットアームは原点に復帰する(ステッ
プO1[相]。
■)。
〔発明の効果〕
本発明によれば、画像処理部とロボット処理部とは、単
純に入出力端子が接続されているだけであるから、シス
テム完成后でも容易にロボットの交換が可能となり、市
販の安価なロボットでも自由に選択でき、また、検討位
置認識のため、低コストの視覚認識ユニットで済む等の
効果があるー
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す斜視図、第2図は本発
明における画像処理部の動作を説明するための説明図、
第3図及び第4図はそれぞれ本発明の一実施例における
動作を説明するための説明図、第5図は本発明の一実施
例における指令伝達動作を示す概念図、第6図は品質管
理チェック作業に本発明を適用した場合のフローチャー
トである〇 符号説明 1・・・pボットアーム、 2・・・ハント、3・・・
プラグ保持治具、4・・・ソケット、5・・・プラグ、
 6・・・視覚カメラ、7・・・ノぐソコン、 8・・
・ロボット、9・・・画像処理部、 10・・・ロボッ
ト制御部、9a 、 10a・・・入出力端子。 代理人弁理士 高 橋 明 夫 第 1 口 4 Y δ 第 2虐 第 3膓 (αう 第40 (0−) /ρ 第Sη 第 60

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)移動方向及び段階的移動量をそれぞれあらかじめ記
    憶しているロボットと、該ロボットの可動部に一定距離
    を置いて一体固定された視覚カメラと、該視覚カメラが
    前記ロボットにより基準位置に移動された後、前記視覚
    カメラを介して対象物を認識し、該対象物と前記基準位
    置との相対的位置関係を検出し、その検出結果により前
    記移動方向及び段階的移動量の中からそれぞれ所要のも
    のを選択して前記ロボットの入力端子に0N10FF信
    号として入力する手段とを少なくとも具備し、前記ロボ
    ットを前記ON10 F F信号により制御して前記相
    対的位置関係を補正するようにしたことを特徴とする視
    覚カメラによる位置補正システム。
JP8376984A 1984-04-27 1984-04-27 視覚カメラによる位置補正システム Pending JPS60229109A (ja)

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JPS60229109A true JPS60229109A (ja) 1985-11-14

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JP (1) JPS60229109A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6358505A (ja) * 1986-08-29 1988-03-14 Fanuc Ltd ロボツト制御装置
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DE102010037067B4 (de) * 2009-08-19 2020-10-15 Denso Wave Inc. Robotersteuervorrichtung und Verfahren zum Teachen eines Roboters

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