JPS6218316B2 - - Google Patents

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JPS6218316B2
JPS6218316B2 JP55164432A JP16443280A JPS6218316B2 JP S6218316 B2 JPS6218316 B2 JP S6218316B2 JP 55164432 A JP55164432 A JP 55164432A JP 16443280 A JP16443280 A JP 16443280A JP S6218316 B2 JPS6218316 B2 JP S6218316B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
tip
deviation
image
respect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55164432A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5789583A (en
Inventor
Noryuki Uchiumi
Junichi Ikeda
Yukio Ootani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokico Ltd
Original Assignee
Tokico Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokico Ltd filed Critical Tokico Ltd
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Priority to US06/322,375 priority patent/US4468695A/en
Priority to DE19813145878 priority patent/DE3145878A1/en
Priority to GB8135006A priority patent/GB2088095B/en
Priority to PCT/JP1981/000349 priority patent/WO1982001681A1/en
Priority to FR818121787A priority patent/FR2494164B1/en
Publication of JPS5789583A publication Critical patent/JPS5789583A/en
Priority to SU3471849A priority patent/SU1261555A3/en
Publication of JPS6218316B2 publication Critical patent/JPS6218316B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工業用ロボツトに係る。[Detailed description of the invention] The present invention relates to industrial robots.

予じめ記憶された情報に基づいて動作し、複数
の可動部からなる可動腕部を有する工業用ロボツ
トすなわちテイーチング・プレイバツク型の工業
用ロボツトであつて、腕部の先端に固定された作
業部を有する工業用ロボツトは知られている。
An industrial robot that operates based on pre-stored information and has a movable arm consisting of a plurality of movable parts, that is, a teaching playback type industrial robot, and a working part fixed to the tip of the arm. Industrial robots having the following are known.

この種の工業用ロボツトを高精度に動作させる
必要がある場合、例えば、ロボツトの作業部をワ
ークに接触させながら目標となる作業線上を追従
させる自動車のシーリング作業にこのロボツトを
適用する場合、プレイバツク時におけるロボツト
の可動部相互の位置とテイーチング時における可
動部の相対位置すなわち可動部相互の位置との、
誤差、ワークの位置決め時の誤差、ワーク自体の
形状の誤差のために、プレイバツクの際、ロボツ
トの作業部のワークに対する軌跡に誤差が生ずる
恐れがある。
When it is necessary to operate this type of industrial robot with high precision, for example, when applying this robot to sealing work on automobiles where the robot's working part is in contact with the workpiece and follows the target work line, playback is required. The relative positions of the movable parts of the robot during teaching and the relative positions of the movable parts during teaching,
Due to errors, errors in positioning the workpiece, and errors in the shape of the workpiece itself, there is a risk that an error will occur in the trajectory of the robot's working part relative to the workpiece during playback.

ロボツトの作業部のワークに対する相対位置
(ズレ)を検出し、ズレを補正すべくロボツトの
可動腕部の可動部相互の位置を予じめ記憶された
データに基づいて設定された可動部相互の位置に
対して補正するようにしたいわゆるセンサタイプ
の工業用ロボツトも知られている。
The relative position (misalignment) of the working part of the robot with respect to the workpiece is detected, and in order to correct the deviation, the mutual positions of the movable parts of the movable arms of the robot are set based on pre-stored data. A so-called sensor-type industrial robot that corrects position is also known.

しかし乍ら、この種のロボツトでは、多数の自
由度を有する腕部の補正位置を求めるべく複雑な
計算(いわゆる座標変換演算)を行なう必要があ
りロボツトの位置制御に多くの時間を要するのみ
ならず、このような補正を加えることによつてロ
ボツト腕部の可動部相互の位置がテイーチング位
置からズレてしまうために、腕部のスムーズなプ
レイバツクが必ずしもなされ難い。
However, with this type of robot, it is necessary to perform complicated calculations (so-called coordinate transformation calculations) to find the corrected position of the arm, which has many degrees of freedom, and it takes a lot of time to control the robot's position. First, by applying such correction, the mutual positions of the movable parts of the robot arm deviate from the teaching position, so it is difficult to ensure smooth playback of the arm.

本発明は前記諸点に鑑みなされたものであつ
て、その目的とするところは、比較的高速で且つ
高確度に動作し得る工業用ロボツトを提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to provide an industrial robot that can operate at relatively high speed and with high accuracy.

本発明の目的は、予め記憶された情報に基づい
て変位動作する可動腕部と、腕部に対して可動に
腕部先端に設けられた作業部と、被作業体に対し
て作業する作業部の先端の第1の位置と被作業部
における作業されるべき第2の位置とのズレを検
出する手段と、作業部の被作業体に対する作業中
に、前記予め記憶された情報とは独立に、検出手
段によつて検出されたズレを補償すべく、前記ズ
レを検出する手段からのズレ信号自体によつて直
接作業部を腕部に対して変位させて前記第1の位
置と第2の位置とを一致させる手段とからなり、
前記ズレを検出する手段は、第2の位置を含む被
作業部に像を投影する光源と、光源から前記第2
の位置を含む被作業部に投影された像を撮像する
ためのテレビカメラと、このテレビカメラから得
られる像と基準像とを比較してズレ信号を生成す
る手段とからなる工業用ロボツトによつて達成さ
れる。
It is an object of the present invention to provide a movable arm that performs a displacement operation based on information stored in advance, a working part that is movable with respect to the arm and is provided at the tip of the arm, and a working part that works on a workpiece. means for detecting a deviation between a first position of the tip of the workpiece and a second position at which the work is to be performed on the workpiece; In order to compensate for the deviation detected by the detection means, the working part is directly displaced relative to the arm by the deviation signal itself from the deviation detection means, and the working part is moved between the first position and the second position. and a means for matching the position with the
The means for detecting the shift includes a light source that projects an image onto the workpiece including the second position, and a light source that projects an image onto the workpiece including the second position;
An industrial robot comprising a television camera for capturing an image projected onto the workpiece including the position of will be achieved.

次に本発明による好ましい一具体例を図面に基
づいて説明する。
Next, a preferred specific example of the present invention will be explained based on the drawings.

図中、1は基台2と可動腕部3とよりなるロボ
ツト本体である。可動腕部3は基台2に対してA
方向に回動自在なデイスク部4と、デイスク部4
に対してB方向に回動自在な第一アーム部5と、
第一アーム部5に対してC方向に回動自在な第二
アーム部6と、第二アーム部に対して三方向に回
動自在な、いわゆるエレフアントノーズタイプの
手首部7とからなる。ロボツト本体1の腕部3の
位置、すなわち、デイスク部4の基台2に対する
相対位置、第一アーム部5のデイスク部4に対す
る相対位置、第二アーム部6の第一アーム部5に
対する相対位置、手首部7の第二アーム部6に対
する相対位置は予じめ記憶装置(図示せず)に記
憶された一連のデータに基づいて順次設定され
る。
In the figure, reference numeral 1 denotes a robot body consisting of a base 2 and a movable arm 3. The movable arm part 3 is A with respect to the base 2.
a disk portion 4 that is rotatable in the direction;
a first arm portion 5 that is rotatable in the direction B relative to the first arm portion 5;
It consists of a second arm part 6 that is rotatable in the C direction with respect to the first arm part 5, and a so-called elephant nose type wrist part 7 that is rotatable in three directions with respect to the second arm part. The position of the arm section 3 of the robot body 1, that is, the relative position of the disk section 4 with respect to the base 2, the relative position of the first arm section 5 with respect to the disk section 4, and the relative position of the second arm section 6 with respect to the first arm section 5. The relative position of the wrist portion 7 with respect to the second arm portion 6 is sequentially set based on a series of data stored in advance in a storage device (not shown).

手首部7の円筒状先端部8には、ブラケツト9
が固定されており、ブラケツト9には、連結部材
10を介してもう一つのブラケツト12が補正回
転軸線11のまわりに、回動自在に設けられてい
る。ブラケツト12には、ワーク13のワーク面
13aにスリツト像14を投影するためのスリツ
ト光源15、ワーク面13上のスリツト像14を
撮像するための半導体イメージセンサ等を用いた
テレビカメラ16、ロボツト本体1の作業部17
が固定されている。18はブラケツト12のブラ
ケツト9に対する回動軸で、回動軸18は中央部
でカメラ16に固定されており、両端部でブラケ
ツト9の側方突出部9a,9bにより回動自在に
支持されている。回動軸18の一端部には更に歯
車19が固定されており、この歯車19にはブラ
ケツト9に固定されたコアレスモータ等応答性の
良いモータ20に連結された減速機21の出力軸
に固定されたもう一つの歯車22が噛合してい
る。従つてモータ20の回転に応じてスリツト光
源15、カメラ16及び作業部17が一体的に軸
線11のまわりで回動変位される。
A bracket 9 is attached to the cylindrical tip 8 of the wrist 7.
is fixed to the bracket 9, and another bracket 12 is provided on the bracket 9 via a connecting member 10 so as to be rotatable about the correction rotation axis 11. The bracket 12 includes a slit light source 15 for projecting the slit image 14 onto the work surface 13a of the work 13, a television camera 16 using a semiconductor image sensor or the like for capturing the slit image 14 on the work surface 13, and a robot body. 1 working part 17
is fixed. Reference numeral 18 denotes a rotation axis of the bracket 12 relative to the bracket 9. The rotation axis 18 is fixed to the camera 16 at the center, and is rotatably supported at both ends by the lateral protrusions 9a and 9b of the bracket 9. There is. A gear 19 is further fixed to one end of the rotating shaft 18, and a gear 19 is fixed to the output shaft of a reducer 21 connected to a highly responsive motor 20 such as a coreless motor fixed to the bracket 9. The other gear 22 that has been rotated is in mesh with it. Therefore, as the motor 20 rotates, the slit light source 15, the camera 16, and the working part 17 are rotated integrally around the axis 11.

23はブラケツト9に固定されたポテンシヨメ
ータであり、ポテンシヨメータ23はブラケツト
9とブラケツト12との間の距離D(モータ20
の回転角すなわち、軸線11のまわりでのブラケ
ツト12のブラケツト9に対する回転角に対応し
ている)を検出する。
23 is a potentiometer fixed to the bracket 9, and the potentiometer 23 is connected to the distance D between the bracket 9 and the bracket 12 (motor 20
(corresponding to the rotation angle of bracket 12 relative to bracket 9 about axis 11).

カメラ16の受光光軸24換言すればカメラ1
6の中心軸線24は手首7の円筒状先端部8の中
心軸線と一致しており、好ましくは回転軸線11
に直交している。スリツト光源15の光軸25は
光軸24に斜交しており、且つ好ましくは、回転
軸線11に斜交している。作業部17は、先端部
26でワーク面13aに軽く接触し、該先端部2
6からワーク13のシール部27に充填材28を
出すシーリングノズル29と、ノズル29をシー
ル方向Eに沿う方向(前後)及びこの方向に交差
する方向(左右)に変位可能に弾性支持する弾性
部材よりなるノズルホルダ30と、ノズルホルダ
30をブラケツト12に対して固定位置に保つ剛
性連結部31とよりなる。ノズルホルダ30はプ
レイバツクの際の先端26の上下方向の誤差をも
吸収し得る。ノズル29は軸線24,25と同一
平面内にあり、ノズル29の先端26は好ましく
は軸線24,25とほぼ同時に一点で交わる。
The light receiving optical axis 24 of the camera 16 In other words, the camera 1
The central axis 24 of 6 coincides with the central axis of the cylindrical tip 8 of the wrist 7, and preferably coincides with the rotational axis 11.
is perpendicular to The optical axis 25 of the slit light source 15 is oblique to the optical axis 24 and preferably oblique to the axis of rotation 11 . The working part 17 has a tip 26 that lightly contacts the work surface 13a, and the tip 26
a sealing nozzle 29 that dispenses a filler 28 from 6 to the sealing portion 27 of the workpiece 13; and an elastic member that elastically supports the nozzle 29 so that it can be displaced in the direction along the sealing direction E (front and back) and in the direction crossing this direction (left and right). The nozzle holder 30 consists of a rigid connecting portion 31 that maintains the nozzle holder 30 in a fixed position with respect to the bracket 12. The nozzle holder 30 can also absorb vertical errors of the tip 26 during playback. The nozzle 29 is in the same plane as the axes 24, 25, and the tip 26 of the nozzle 29 preferably intersects the axes 24, 25 at a point approximately simultaneously.

テイーチングの際には、ワーク13を所定位置
に設定し、リバシブルモータ20を初期位置に設
定し、ブラケツト9,12間の距離Dを初期距離
D0にして、軸線11をシール線27と平行に
し、ノズル29の先端部26、軸線24,25
を、軸線25がシール方向E前方に位置しノズル
29がシール方向Eの後方に位置するように、シ
ール部27に合わせ、且つ軸線24をワーク面1
3に直交するように位置せしめる。その後、距離
DをD0に保つたまま、シール部27をなぞるよ
うにE方向に先端部26を変位せしめる。このと
きの腕部3の位置がテイーチングデータとして記
憶装置(図示せず)に順次記憶される。
During teaching, the workpiece 13 is set at a predetermined position, the reversible motor 20 is set at the initial position, and the distance D between the brackets 9 and 12 is set to the initial distance.
D 0 , the axis 11 is parallel to the seal line 27, the tip 26 of the nozzle 29, the axes 24, 25
is aligned with the seal portion 27 so that the axis 25 is located in front of the sealing direction E and the nozzle 29 is located at the rear in the sealing direction E, and the axis 24 is aligned with the work surface 1.
Position it perpendicular to 3. Thereafter, the tip portion 26 is displaced in the E direction so as to trace the seal portion 27 while keeping the distance D at D 0 . The position of the arm portion 3 at this time is sequentially stored in a storage device (not shown) as teaching data.

シール部断面が上重ね32a、下重ね32b、
突き合わせ32c、V溝32d、上穴32eの場
合、テイーチング時の如く、光源15、カメラ1
6、ノズル17がワーク面に対して適正位置にあ
るならば、夫々、スリツト画像33a,33b,
33c,33d,33eがカメラ8で得られる。
尚矢印Fは光軸24,25の方向であり、34及
び35は夫々シール部及びシール部の画像であ
る。
The cross section of the seal portion is an upper overlap 32a, a lower overlap 32b,
In the case of the butt 32c, V groove 32d, and upper hole 32e, the light source 15 and camera 1 are
6. If the nozzle 17 is in the proper position with respect to the work surface, the slit images 33a, 33b,
33c, 33d, and 33e are obtained by camera 8.
Note that the arrow F is the direction of the optical axes 24 and 25, and 34 and 35 are the seal portion and the image of the seal portion, respectively.

プレイバツクの際、上重ねシール部27を有す
るワーク13の位置乃至ロボツト本体1の手首先
端部8の位置がズレている場合、作業部の先端の
第1の位置としてのノズル先端部26と、被作業
部における作業されるべき第2の位置としてのシ
ール線27上の点50との位置がズレて、カメラ
16では例えば第4図に示す如き画像36が得ら
れる。
During playback, if the position of the workpiece 13 having the overlapping seal portion 27 or the position of the wrist tip 8 of the robot body 1 is misaligned, the nozzle tip 26, which is the first position of the tip of the working part, and the covered The position of the point 50 on the seal line 27, which is the second position to be worked in the working section, is shifted, and the camera 16 obtains an image 36 as shown in FIG. 4, for example.

画像36では、スリツト像の映像37の曲折部
38の左端で表わされるシール線部映像39の画
面の上下方向に関する中央位置Y(ほぼノズル先
端26位置に対応する)からのズレ+Fによつて
ノズル先端26とシール線27との位置ズレが表
わされており、このズレの大きさは、ズレ信号を
生成する手段としての画像処理装置によつて検出
され、ズレ信号として出力される。
In the image 36, the nozzle is affected by the deviation +F from the center position Y (approximately corresponding to the position of the nozzle tip 26) in the vertical direction of the screen of the seal line portion image 39 represented by the left end of the bent portion 38 of the image 37 of the slit image. The positional deviation between the tip 26 and the seal line 27 is shown, and the magnitude of this deviation is detected by an image processing device as means for generating a deviation signal, and is output as a deviation signal.

尚、画像36の曲折部38の中央41の水平方
向での画面中央位置Xからの左方向へのズレGに
よつてノズル先端部26がワーク面13からやや
上方にズレていること、及び映像37が画面に対
して傾いていることによつて、軸線11がシール
線27に対して傾いていること、がわかる。
It should be noted that the nozzle tip 26 is slightly deviated upward from the work surface 13 due to the deviation G of the center 41 of the bending part 38 in the horizontal direction in the left direction from the screen center position X in the image 36, and the image 37 is tilted with respect to the screen, it can be seen that the axis line 11 is tilted with respect to the seal line 27.

このノズル先端部26のシール線27からのズ
レは、モータ20の回転によりノズル29を光源
15及びカメラ16と共に軸線11のまわりでH
方に回動変位させ、ノズル先端部26をシール線
方向Eと直角方向Jに変位させることによつて調
整される。
This deviation of the nozzle tip 26 from the seal line 27 is caused by the rotation of the motor 20 causing the nozzle 29 to move along the axis 11 along with the light source 15 and camera 16.
The adjustment is made by rotating the nozzle tip 26 in the direction J and displacing the nozzle tip 26 in the direction J perpendicular to the seal line direction E.

次にプレイバツクの際の補正制御機構42につ
いて更に詳細に説明する。
Next, the correction control mechanism 42 during playback will be explained in more detail.

補正制御機構42は二つのフイードバツクルー
プ43,44を有しており、大きいループ43に
よつてノズル先端26のシール線27に対する確
度の高い基本的な位置合わせが行なわれ、小さい
ループ44を大きいループ43と併用することに
よつて迅速且つ精確な位置合わせが確保される。
ループ43ではテイーチングデータKに基づいて
腕部3の位置が決定される。プレイバツク開始時
では、距離D=D0である故腕部3の位置に基づ
くノズル先端部26初期位置LがデータKによつ
て決定されている。
The correction control mechanism 42 has two feedback loops 43 and 44. The large loop 43 performs basic positioning of the nozzle tip 26 with respect to the seal line 27 with high accuracy, and the small loop 44 performs basic positioning with high accuracy. In combination with the large loop 43, fast and accurate alignment is ensured.
In loop 43, the position of arm 3 is determined based on teaching data K. At the start of playback, the initial position L of the nozzle tip 26 is determined based on the position of the dead arm 3 with the distance D=D 0 based on the data K.

ノズル先端部26が位置Lにある場合における
ノズル先端部26のシール線27に対する相対位
置はスリツト光源15と対をなすカメラ16で撮
像され、撮像された画像に基づいて、先端部26
からシール線27までのズレがあるならばズレの
方向及び大きさFはいくらであるかが画像処理装
置40によつて検出され、必要補正量データMと
して装置40から出力される。このデータMはサ
ーボアンプ45を介してモータ20に与えられ
る。アンプ45はデータMに基づいて所定方向に
モータ20を回転することによつて作業部17の
ノズル先端部26をシール線27に向つてシール
線と直角方向Jに変位せしめる。先端部26のJ
方向変位に伴なう先端部26のシール線27に対
する相対位置はカメラ16で撮像され、撮像され
た画像に基づいて装置40で基準位置からのズレ
Fの有無、方向、大きさが再度検出され、先端部
26がシール線27に一致するまで、ループ43
での処理が行われる。
The relative position of the nozzle tip 26 with respect to the seal line 27 when the nozzle tip 26 is at position L is imaged by the camera 16 paired with the slit light source 15, and the position of the nozzle tip 26 relative to the seal line 27 is determined based on the captured image.
If there is a deviation from 1 to the seal line 27, the direction and size F of the deviation are detected by the image processing device 40, and outputted from the device 40 as required correction amount data M. This data M is given to the motor 20 via the servo amplifier 45. The amplifier 45 rotates the motor 20 in a predetermined direction based on the data M, thereby displacing the nozzle tip 26 of the working part 17 toward the seal line 27 in a direction J perpendicular to the seal line. J of the tip 26
The relative position of the tip 26 with respect to the seal line 27 due to the directional displacement is imaged by the camera 16, and based on the imaged image, the presence, direction, and magnitude of the deviation F from the reference position are detected again by the device 40. , loop 43 until tip 26 coincides with seal line 27
processing is performed.

以上のループ43の補正動作速度が、シール線
方向Eでのノズル先端部26の移動速度、すなわ
ちシール作業速度に比較して十分大きければ、ル
ープ43のみでも、実際上、シール作業中、常時
先端部26をシール線27に沿つて動かすべく、
先端部26の位置の補正を行ない得る。
If the above correction operation speed of the loop 43 is sufficiently large compared to the moving speed of the nozzle tip 26 in the sealing line direction E, that is, the sealing work speed, then even just the loop 43 can actually keep the tip of the nozzle at all times during the sealing work. In order to move the portion 26 along the seal line 27,
Correction of the position of the tip 26 may be performed.

これは、先端部26の腕3に対する自由度を少
なくしているためのみならず、基台2に対する腕
部3の位置をテイーチングデータによつて制御
し、ノズル先端部26の実際の作業線27に対す
るズレFを補償するように、ノズル先端部26を
腕部3と独立に位置制御しているためである。
This is not only because the degree of freedom of the tip 26 with respect to the arm 3 is reduced, but also because the position of the arm 3 with respect to the base 2 is controlled by teaching data, and the actual working line 27 of the nozzle tip 26 is controlled. This is because the position of the nozzle tip 26 is controlled independently of the arm 3 so as to compensate for the deviation F relative to the arm 3.

しかし乍ら、通常の画像処理装置40は、画像
をデジタルデータに変換することによつてスリツ
ト像の映像パターンを認識し、ズレFを検出する
ように構成されるために、処理装置40での一つ
のサンプリング画像に対する処理時間に比較し
て、ノズル先端26の移動速度を比較的大きく
し、シール作業を高速で行なうことが必要な場合
がある。
However, the normal image processing device 40 is configured to recognize the video pattern of the slit image by converting the image into digital data and detect the deviation F. There are cases where it is necessary to make the moving speed of the nozzle tip 26 relatively large compared to the processing time for one sampling image, and to perform the sealing operation at high speed.

このような場合においても、補正機構42で
は、小フイードバツクループ44が設けられてい
るために、精確な補正が行なわれ得る。
Even in such a case, since the correction mechanism 42 is provided with the small feedback loop 44, accurate correction can be performed.

すなわち、一回のサンプリングに対する補正デ
ータMが装置40から出されると、このデータM
は一担比較器46内に保持される。比較器46で
保持された補正データMに基づいてアンプ45を
介してモータ20が回転され、作業部17の手先
部26がJ方向に動かされる。手先部26の変位
はブラケツト9,12間の距離Dの変化としてポ
テンシヨメータ23で検出され、比較器46で距
離Dの変化量がデータMに対応しているかどうか
比較される。
That is, when correction data M for one sampling is output from the device 40, this data M
is held in the one-way comparator 46. The motor 20 is rotated via the amplifier 45 based on the correction data M held by the comparator 46, and the hand portion 26 of the working unit 17 is moved in the J direction. The displacement of the hand portion 26 is detected by the potentiometer 23 as a change in the distance D between the brackets 9 and 12, and the comparator 46 compares whether the amount of change in the distance D corresponds to the data M.

尚、比較器46は、例えば、新たに補正データ
Mが装置40から入力されるごとに、ポテンシヨ
メータ23の検出現在値D1を保持し、且つ距離
データD1とノズル先端部26のJ方向変位と共
に新たにポテンシヨメータ22から出力されるブ
ラケツト9,12間の距離データD2(補正デー
タMが装置40から出された時点では、D2=D1
である)との差Nをとつて、この差NがMに対応
しているかどうかを比較する。
Note that, for example, the comparator 46 holds the current detection value D1 of the potentiometer 23 every time new correction data M is input from the device 40, and also stores the distance data D1 and J of the nozzle tip 26. Distance data D 2 between the brackets 9 and 12 newly output from the potentiometer 22 along with the directional displacement (at the time the correction data M is output from the device 40, D 2 =D 1
), and compare whether this difference N corresponds to M.

このループ44での処理はNがMに対応するま
で続けられるが、このループ44の応答速度を処
理装置40の処理速度、シール作業速度に比較し
て十分に速くし得るので、ノズル先端部26は実
際上、装置40によつて指定された位置に迅速に
変位され得る。次の画像のサンプリングに基づく
補正データMが装置40から出力されると、ルー
プ44は、高速で応答して、補正データMに基づ
いて先端部26を変位せしめることが繰返され
る。
The processing in this loop 44 continues until N corresponds to M, but since the response speed of this loop 44 can be made sufficiently faster than the processing speed of the processing device 40 and the sealing operation speed, the nozzle tip 26 can in fact be quickly displaced by the device 40 to a specified position. When the correction data M based on the sampling of the next image is output from the device 40, the loop 44 repeats in rapid response to displace the tip 26 based on the correction data M.

以上の如く構成された工業用ロボツトは、以下
の利点を有する。
The industrial robot configured as described above has the following advantages.

(1) テイーチング誤差、ワークの位置決め誤差、
ロボツトの繰り返し誤差によらず、プレイバツ
ク時の軌跡誤差を補正機構によつて決まる一定
の誤差以下にすることができる。
(1) Teaching error, workpiece positioning error,
Regardless of the repetition error of the robot, the trajectory error during playback can be kept below a certain error determined by the correction mechanism.

(2) センサをもたない通常の6自由度ロボツトの
手首に可動な作業部と作業部位置の検出制御手
段とを付加するだけで補正動作ができる。
(2) Correcting operations can be performed simply by adding a movable working part and a means for detecting and controlling the position of the working part to the wrist of a normal six-degree-of-freedom robot that does not have a sensor.

(3) センシングの結果をもとにロボツトの姿勢
(腕部の位置)を補正する方式でないので、座
標変換が不要である。このため高速演算機能お
よび膨大な座標変換プログラムが不要になる。
(3) Since this method does not correct the robot's posture (arm position) based on sensing results, coordinate transformation is not necessary. This eliminates the need for high-speed calculation functions and enormous coordinate conversion programs.

(4) センサで検出する対象をシール線からのシー
リングノズル先端までの距離のみにしたので、
センシング結果の処理時間を短かくできる。ま
た高速・大容量の画像処理装置が不要になる。
(4) Since the sensor detects only the distance from the seal line to the sealing nozzle tip,
The processing time for sensing results can be shortened. Furthermore, a high-speed, large-capacity image processing device is not required.

(5) テイーチング時にテンプレートとなる像を記
憶しないので従来のテイーチング・プレイバツ
クロボツトのメモリ容量と同程度にでき、必要
に応じてスリツト像を記憶する場合でも、テイ
ーチング1ポイントあたり3ビツト(例えば8
パターンまでの場合)増加でよい。
(5) Since images that serve as templates are not stored during teaching, the memory capacity can be the same as that of conventional teaching playback robots.
up to the pattern) may be increased.

尚、作業部17のノズル先端26の位置を補正
すべく、変位せしめるには、必ずしも軸線11を
中心とする回転変位を行なわしめる必要はなく、
例えば、ブラケツト9,12をピストンとシリン
ダとを含む油圧シリンダ装置等によつて連結し
て、ブラケツト12をブラケツト9に対して直線
的に、横方向に変位せしめるようにしてもよい。
また、変位方向は必ずしも一方向である必要はな
く、例えば、更に、ワーク面13aに対してノズ
ル先端26を進退せしめ得るようにシリンダ装置
等をブラケツト9と手首先端8との間に設けても
よい。
Incidentally, in order to displace the nozzle tip 26 of the working part 17 in order to correct its position, it is not necessarily necessary to perform a rotational displacement about the axis 11;
For example, the brackets 9 and 12 may be connected by a hydraulic cylinder device including a piston and a cylinder, so that the bracket 12 can be displaced linearly and laterally relative to the bracket 9.
Further, the direction of displacement does not necessarily have to be one direction; for example, a cylinder device or the like may be further provided between the bracket 9 and the wrist tip 8 so as to move the nozzle tip 26 forward and backward with respect to the work surface 13a. good.

尚、前記した工業用ロボツトは作業部の構成を
変えることによつてシール作業のみならず、他の
精度を要する工業用ロボツトとしても適用され得
ることは明らかであろう。
It is clear that the above-described industrial robot can be used not only for sealing work but also for other industrial robots that require precision by changing the configuration of the working part.

前記の如く本発明工業用ロボツトでは、予じめ
記憶された情報に基づいて動作する可動腕部と、
腕部に対して可動に腕部先端に設けられた作業部
と、作業部位置と被作業部位置とのズレを検出す
る手段と、検出手段によつて検出されたズレを補
償すべく作業部を変位せしめる手段とが設けられ
ているために、高速且つ高確度に動作し得る。
As mentioned above, the industrial robot of the present invention includes a movable arm that operates based on pre-stored information;
A working part movably provided at the tip of the arm with respect to the arm, means for detecting a deviation between the position of the working part and the position of the worked part, and a working part for compensating for the deviation detected by the detecting means. Since a means for displacing is provided, it can operate at high speed and with high accuracy.

本発明の工業用ロボツトにおいては、テイーチ
ングデータに基づいて作業部が被作業体に対して
作業を行いながら、作業部の先端の第1の位置と
被作業部における作業されるべき第2の位置との
ズレを検出手段によつて検出し、この検出された
ズレを補償するために、予め記憶された情報とは
独立に、前記ズレ検出手段から得られたズレ信号
自体によつて直接作業部を腕部に対して変化させ
て、前記第1の位置と第2の位置とを一致させる
手段を有している。
In the industrial robot of the present invention, while the working part performs work on the workpiece based on teaching data, the first position of the tip of the work part and the second position on the workpiece to be worked are determined. In order to compensate for the detected deviation, the deviation signal itself obtained from the deviation detection means is used to directly detect the deviation from the working part, independently of the pre-stored information. The arm has means for causing the first position and the second position to match by changing the position relative to the arm.

従つて、本発明の工業用ロボツトにおいては、
テイーチングデータに基づいて予め作業部の先端
を作業経路を移動させて、この経路各部において
被作業部の作業されるべき位置と作業部先端の位
置とのズレを検出し、このズレに基づいて作業部
先端の移動すべき経路を補正して、この補正によ
つて得られた修正作業経路を移動させて作業を行
わせる方式とは異なり、テイーチングデータに基
づいて作業を行いながら、被作業部の作業される
べき位置と作業部の先端との位置ズレを検出し、
このズレ量に基づく補正演算処理を行うことな
く、テイーチングデータとは無関係にこのズレ量
そのものに基づき作業部を腕部に対して変位させ
て、作業部の先端の位置と被作業部の作業される
べき位置とを一致させるように構成されているた
めに、比較的高速で作業を行いうるという利点を
有する。
Therefore, in the industrial robot of the present invention,
The tip of the working part is moved along the working path in advance based on the teaching data, and the deviation between the position of the work part to be worked and the position of the working part tip is detected at each part of this path, and the work is performed based on this deviation. Unlike the method of correcting the path that the tip of the part should move and moving the corrected work path obtained by this correction to perform the work, the work is performed based on the teaching data while the work part is being moved. Detects the misalignment between the position to be worked and the tip of the working part,
Without performing correction calculation processing based on this amount of deviation, the working part is displaced relative to the arm based on this amount of deviation itself, regardless of the teaching data, and the position of the tip of the working part and the working position of the part to be worked are determined. Since it is configured to match the desired position, it has the advantage of being able to perform work at relatively high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による好ましい一具体例の工業
用ロボツトの説明図、第2図a,bは第1図のロ
ボツトの作業部の説明図、第3図a乃至e及び第
4図はシール部乃至シール部のスリツト画像の説
明図、第5図は補正制御機構のブロツク図であ
る。 3……腕部、8……手首先端、11……回転軸
線、15……スリツト光源、16……カメラ、2
0……モータ、23……ポテンシヨメータ、40
……画像処理装置、F……ズレ。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an industrial robot according to a preferred embodiment of the present invention, FIGS. 2 a and b are explanatory diagrams of the working part of the robot in FIG. 1, and FIGS. 3 a to e and 4 are seals. FIG. 5 is a block diagram of the correction control mechanism. 3...Arm part, 8...Wrist tip, 11...Rotation axis line, 15...Slit light source, 16...Camera, 2
0... Motor, 23... Potentiometer, 40
...Image processing device, F...misalignment.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 予め記憶された情報に基づいて変位動作する
可動腕部と、腕部に対して可動に腕部先端に設け
られた作業部と、被作業体に対して作業する作業
部の先端の第1の位置と被作業部における作業さ
れるべき第2の位置とのズレを検出する手段と、
作業部の被作業体に対する作業中に、前記予め記
憶された情報とは独立に、検出手段によつて検出
されたズレを補償すべく、前記ズレを検出する手
段からのズレ信号自体によつて直接作業部を腕部
に対して変位させて前記第1の位置と第2の位置
とを一致させる手段とからなり、前記ズレを検出
する手段は、第2の位置を含む被作業部に像を投
影する光源と、光源から前記第2の位置を含む被
作業部に投影された像を撮像するためのテレビカ
メラと、このテレビカメラから得られる像と基準
像とを比較してズレ信号を生成する手段とからな
る工業用ロボツト。 2 作業部の腕部に対する可動方向が一方向であ
る特許請求の範囲第1項に記載の装置。
[Claims] 1. A movable arm that performs a displacement operation based on pre-stored information, a working unit that is movable with respect to the arm and is provided at the tip of the arm, and a work that performs work on a workpiece. means for detecting a deviation between a first position of the tip of the part and a second position to be worked on the part to be worked;
In order to compensate for the deviation detected by the detection means while the work unit is working on the workpiece, the deviation signal itself from the deviation detection means is used to compensate for the deviation detected by the detection means, independently of the pre-stored information. means for directly displacing the working part with respect to the arm to match the first position and the second position; a light source for projecting the image, a television camera for capturing the image projected from the light source onto the workpiece including the second position, and a deviation signal is obtained by comparing the image obtained from the television camera with a reference image. An industrial robot consisting of means for generating. 2. The device according to claim 1, wherein the working part moves in one direction with respect to the arm part.
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GB8135006A GB2088095B (en) 1980-11-20 1981-11-20 Robot
PCT/JP1981/000349 WO1982001681A1 (en) 1980-11-20 1981-11-20 Robot
FR818121787A FR2494164B1 (en) 1980-11-20 1981-11-20 INDUSTRIAL ROBOT
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