JPS6056884A - 視覚付組立ロボット - Google Patents

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】 ［発明の屈する技術分野］ 本発明は視覚センサとしてのビデオカメラを燥（’ＩＥ
　＆ｌｊｊに具備してなる組立ロボットにおける操作端
の位置決めを高精度に行い得る装置に関するものである
。

［従来技術とその問題点］ 第１図は従来の組立ロボットの一例を示すもので、第１
アーム１と第２アーム２とを持ち、第１アーム１ばＸ１
軸を中心として第１アーム旋回機構３により旋回駆動さ
せられるとともに、第１アーム上下用モータ４ならびに
同上下機構５によりガイド軸６に沿って昇降させられる
。第２アーム２は第１アーム１の先端の軸Ｘ２を中心に
して第２アーム旋回用モータ７および旋回機構８により
旋回駆動させられ、その先端には操作端としてのグリッ
プハンド９が設けられている。グリップハンド９は対象
とするワーク（図示せず）側からの要求または第２アー
ム旋回時にワークの向きを常に一定方向にするなどの要
求に応じてＸ３軸を中心に回動することができるように
、グリップハンド駆動機構１０により回転その他の駆動
が可能になされている。ビデオカメラ１１はワークの位
置やグリップハンド９の挿入位置などを視認するための
視覚センサであり、ワークおよびその近辺を周知のパタ
ーン認識技術により把握して図示しない制御装置に信号
を送り、操作端としてのグリップハンドを最適位置に移
動させる。図示のロボットは水平多関節型のもので、Ｘ
３軸を中心とするグリップハンドの回動を駆動機構１０
に依らずにモータ４．７などからベルト掛けで行わせる
などの変形例もすでに多数実施されているところである
。

さて、このような従来のロボットを、第２図に示すよう
にパレット２０上に無秩序に置かれたワーク２１を組立
場所２２に移動して加工を行う設備において利用しよう
とすると、以下に述べるような問題が住じる。

ずなわら、第２アーム２のパレット２ｏ上方への旋回は
ロボットとパレットの位置を予め制御装置に記憶させて
おくことによりさほどの困難なしに実行可能であるのに
対し、パレット２ｏ上にランダム配置されたワークへグ
リップハンドを正確に接近させるためには、まず第２７
−ム２をパレット上方で一定位置から走査させ、随伴す
るビデオカメラ１１によりワークの存在を確認したのち
当該ワークのグリップ位置にグリップハンドを正確に移
動させるというステップを踏まねばならない。ワークが
たとえば第２図に示すような中心に穴のあいたものであ
ってこの穴の中に精度良くグリップハンドを挿入するよ
うな場合には、ビデオカメラ１１はこの穴の中心を高精
度に検出できるように設計されるから、ワークそのもの
の存在を確認するというような粗い精度の検出を行わせ
ることは、たとえば高倍率の望遠鏡で比較的近傍の物体
を探す際に経験するごとく、著しい時間を要したり、場
合によっては不可能というケースも存し得る。

このために、ロボットに随伴しない固定配置のビデオカ
メラを用いてロボットに対し指令を発するという解決法
が考えられるが、このためにはきわめて高分解能のビデ
オカメラを用意せねばならず、またグリップハンドがワ
ークの上に到達した時点では、ワークがアームなどによ
り隠されてしまうため、ロボットの各アームその他の機
構の移動精度をきわめて高くしないと的確にワークをグ
リツジすることができなくなる恐れが生じる。

［発明の目的〕 そこで本発明は従来以上に高分解能のビデオカメラを必
要とすることなしに、広範囲に散在している対象物を操
作端が容易に操作できるようなロボットを提供すること
を目的とする。

［発明の要点］ 本発明は上記目的を、固定配置され広い視野を監視する
第１のビデオカメラと、ロボットの操作端に随伴配置さ
れ高精度で対象物゛の所望位置を検出できる第２のビデ
オカメラとを設け、第１のビデオカメラの出力信号に基
づいてロボットの操作端を対象物の所望位置上方に移動
させ、第２のビデオカメラの出力信号に基づいてロボッ
トの操作端を対象物の所望位置に高精度で到達させるこ
とにより達成しようとするものである。

［発明の実施例］ 第３図は本発明の実施例を示すもので、１〜８の符号を
付した部分は第１図と同等の部分であるので説明を省略
する。

第１図における第２アーム２はその一部がこの実施例で
は部分３４のところで水平軸を中心に回動できる第３ア
ーム３１として形成されており、その先端にグリップハ
ンド３３が取りつけられている。グリップハンド３３の
１８０°反対側にビデオカメラ３２が固着されており、
図の位置ではその視野は上方を向いている。ロボットの
移動範囲の上方にはスタンド３５の先端にビデオカメラ
３６と照明３７とが配置されている。３８はパレット、
３９は対象部品としてのワークである。

ビデオカメラ３６はロボットの動作領域内ではあるがロ
ボットのアームとは干渉しない高力の位置に配置され、
ロボットのアームが退避している状態でパレット３８全
体を視野におさめている。

したがって、パレット３８の上にワーク３９が整列され
ない状態で、いわゆるバラ置きされていたとしても、ビ
デオカメラ３６は全体の分布状態を把握できるので、公
知のパターン認識技術・全層いてその映像信号から個々
のワークの画像を独立のパターンとして識別し、それぞ
れの大体の中心点およびパレットの中心点を演算にてめ
、たとえばバレット中心から最大距離にあるワーク中心
を持つワークを選択して、その中心座標をロボットの駆
動機構に指令として与える。この技術は一般のロボット
の操作技術をそのまま流用可能である。

しかしながら、高所にあるビデオカメラ３６からの信号
を解析しただけではワークの中心座標を精密に算出する
ことはできないうえ、たとえできたとしても、−回の指
令を与えるのみで最終位置にグリップハンドが正確に位
置しうるよ・）に各アームの移動積度を出すことは実用
上は至って困難である。

そこで本発明では操作端としてのグリップハンド３３と
常に動作を共にするビデオカメラ３２を併用し、これを
図示位置から１８ｏ°反転させて下向きにし、このビデ
オカメラ３２によりワーク３９の穴の中心を精密にめる
ようにする。第３アーム３Ｉを水平軸中心に１８ｏ゛正
確に回動させ得るようにしておけば、ビデオカメラ３２
にてワーク中心をめたあと、図示のようにグリップハン
ド３３の方を下向きにしてワーク３９に向かわせること
により、グリップ先端を高精度でワーク３９の中心穴内
に挿入することが可能となる。

なお、ビデオカメラ３２は場合によっては第１図のよう
にグリップハンド３３と同方向を見るように取りつけて
もよい。

［発明の効果］ この発明によれば、振動式ポールフィーダやマガジンで
扱えない部品の供給が飛躍的にやりやすくなる。すなわ
ちこの種の部品は現在部品収納用バレットの中に位置決
め用のピンや枠や穴などを設け、これによりパレットの
中で位置を出しているため１．同種類の形状の部品でも
大きさが違うと収納効率が大きく変わったり、あるいは
ピンや枠の大きさを変えたりする段取りが極めて厄介で
あった。しかるに本発明では、部品の整列供給が本質的
に不要となるので、組立ロボットによる自動化の自由度
が一段と拡大され、顕著な効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の正面図、第２図はその一部の上面１
図、第３図は本発明の実施例の一部切欠正面図である。 工・・・＆ｉｙ−ム、３１・・・第３アーム、３２・・
・第２のビデオカメラ、３３・・・グリップハンド、３
６・・・ＪｊＳｌのビデオカメラ、３９・・・ワーク。 代理人弁理士　山　口 才　ｆ（５ Ｔ　２　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも水平に移動しうるアームの先端に対象物を操
   作するための操作端を具備してなる組立ロボットにおい
   て、固定配置され広い視野を有する第１のビデオカメラ
   と、前記操作端に随伴配置され高精度で対象物の所望位
   置を視野におさめる第２のビデオカメラとを設け、第１
   のビデオカメラの出力信号に基づいて前記操作端を対象
   物の所望位置上方に移動させ、第２のビデオカメラの出
   力信号に基づいて前記操作端を対象物の所望位置に高精
   度で到達させることを特徴とする視覚付組立ロボット。