JPS62191904A - 無人搬送車搭載ロボツトの位置補正方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、無人搬送車にロボットを搭載することによ
り、複数の離れた場所へ移動して作業を行えるようにし
た、無人搬送車搭載ロボ・ソトの位置補正方法に関する
。

［従来の技術］ 無人搬送車搭載ロボットは、無人搬送車によってロボッ
トを作業位置まで搬送し、続いてロボ・ソトが作業をす
るという一連の動作を繰り返して、与えられた仕事を完
遂する。

この種のロボットの中には、ワークに関して予め教示さ
れた教示点を記憶し、この記憶をたどってプレイバック
するようになっているらのがあり、ティーチング・プレ
イバック式のロボットと呼ばれている。

ティーチング・プレイバック式のロボットに作業を行わ
せる場合、・ロボットの操作点（一般にはアーム先端）
とワークとの相対位置を常時把握していなければならず
、このためには、無人搬送車をワークに対して一定の位
置に停止させなければならない。

これを実現する停止方法として、従来は次の２つの方法
がとられていた。

（］）無人搬送車の停止位置に、機械的位置決め装置、
例えば、レールやコーンに無人搬送車を押し付ける装置
を設け、これによって位置決めする。

（２）視覚センサを用いてワークの位置を確認し、無人
搬送車が正規の位置にあるときの位置とのずれ里により
、教示点を補正して動作させる。

［発明が解決しようとする問題点コ ところで、上述した従来の位置補正方法では、次のよう
な欠点があった。

（Ａ）上記（１）の方法では、無人搬送車はタイヤ駆動
のため、横方向の位置決めが難しい。また、すべての作
業位置に位置決め装置を設置しなければならないため、
スペースと金額がかさむ。更に、位置決め装置を設置で
きない所では、位置決めが不可能である。

（Ｂ）上記（２）での方法では、ワークの位置を精密に
把握できる視覚センサは、極めて高価になる。

また、画像処理を行わなければならないため、高度の技
術力と投資とが必要になる。

この発明は、このような背景の下になされた乙ので、機
成的な位置決め装置を用いず、また、複雑な画像処理を
行イつなくて済む、無人搬送車搭載ロボットの位置補正
方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためにこの発明は、無人搬送車に
搭載されたロボットを作業位置に搬送し、予め教示され
た教示点に従って、前記作業位置に置かれたワークに作
業をなすようにした無人搬送車搭載ロボットにおいて、
前記作業位置の所定箇所に記録されたマークと、前記ロ
ボットに取り付けられた画像検出手段とを備え、前記無
人搬送車を前記作業位置近傍に停止した後、前記画像検
出手段で前記マークを検出し、このときのマーク位置と
教示時のマーク位置とのずれ量に基づいて変換式を作り
、この変換式により前記ロボットの教示点を補正するこ
とを特徴とする。

［作用コ 上記構成によれば、画像検出手段は、簡単なマーク（例
えば２点）を取り込めるものであればよい。

また、マークを基準として位置補正が簡単にできる。従
って、曳雑な画像処理をしなくても位置補正ができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図において、ｌは無人搬送車である。この無人搬送
車は、地上に敷設された誘導線に沿って走行する誘導無
人車、あるいは誘導線を持たずに走行する、いイつゆる
自立無人車のいずれでもよい。

無人搬送車Ｉには、ロボット２が搭載されている。ロボ
ット２は、水平旋回、前後回動および上下回動可能なア
ーム３を持っている。アーム３の先端位置には、画像入
力装置４とハンド５とが一体に取り付けられ、これらは
、振り、ひねり可能になっている。画像入力装置４は、
Ｃ０Ｄ（電荷結合デバイス）等からなる固体撮影像素子
である。

また、ハンド５は、ワーク６を把持するものであＸ　　
？Ｊ−Ｕ　　ｒｙ　　）ｙＱ（＋　　ｎＪ−＋に’）Ｉ
ｌ＋へ７ｊｌ；ｌｊして描いである。

上記ワーク６は、作業台７の上面中央部に形成された枠
７ａに置かれ、ロボット２の作業を受けるようになって
いる。この作業台７の隅には、２点８　ａ、　８　ｂか
らなるマーク８が書き込まれている。

このような構成において、無人搬送車Ｉは、（隻数の作
業台７の間を走行し、作業を行う。この場合、無人搬送
車ｌの停止精度は低くく、次の手順で位置補正を行わな
ければならない。

（１）まず、作業に先立ってなされる、教示のときに、
マーク８の読み取りを教示する。すなわち、画像入力装
置４をマーク８の真上に移動し、この位置を教示する。

この場合、例えば、ロボット２の脚底部中央を原点とし
、画像入力装置４の水平走査線に平行な方向をＸ軸とす
る水平直交座標−系Ｘ−Ｙをとり、この座標系における
マーク８の点８　ａ、　８　ｂの座標を各々（Ｘ　ａ、
　Ｙ　ａ）、（Ｘｂ、Ｙｂ）とする（第２図（ａ））。

（２）次に、無人搬送車ｌが停止したときの位置で、上
で教示された読み取りのプレイバックを行い、マーク８
を読み取る。この場合、無人搬送車ｌに対するアーム３
の位置、姿態は、教示のときと同一である。しかし、無
人搬送車ｌの停止位置は教示のときとは異なり、上記Ｘ
−Ｙ座標系は、第２図（ａ）に示すＵ−■座標系に移る
。従って、Ｘ−Ｙ座標系で教示した教示点Ｐｉの座標（
Ｘ　ｉ、Ｙ　ｉ）をＵ−Ｖ座標系での座標（Ｕ　ｉ、　
Ｖ　ｉ）に変換すれば、ワーク６に対する正しい制御を
行うことができる。

以下、この変換方法について詳述する。なお、以下の説
明においては、Ｕ−Ｖ座標系におけるマーク８の点８ａ
の座標を（Ｕａ、Ｖａ）、点８ｂの座標を（Ｕｂ、Ｖｂ
）とする。

このような設定において、第２図（ｂ）〜（ｄ）に示す
手順で、教示点ＰｉのＵ−Ｖ座標系での座標を求めるこ
ととする。

（１）点８ａを原点とし、かつＸ−Ｙ座標系に平行なｘ
−ｙ座標系で、点Ｐｉの座標（ｘｉ、ｙｉ）を求めると
、次のようになる（第２図（ｂ））。

ｘｉ＝Ｘｉ−Ｘａ　　　ｙｉ＝Ｙｉ−Ｙａ−（１）これ
を、行列式の形で表現すると、 となる。ここて、Ｚｉ、ｚｉは各々、Ｘ−Ｙ、ｘ−ｙ各
座標系における点Ｐｉの高さ方向の座標であり、これら
は不変である。上記（２）式の行列式をＡとおく。すな
わち、 （ＩＩ）次に、マーク８の点８ｂの、Ｘ−ｙ座標系にお
ける座標を求めると、第２図（ｂ）のようになる。

すなわち、（１）式より、（Ｘｂ　−Ｘａ、Ｙｂ　−Ｙ
ａ）となる。また、点８ｂを時計方向にΔθ回転した点
の座標は、（Ｕｂ　−Ｕａ、Ｖｂ　−Ｖａ）となる。こ
れは、Ｕ−Ｖ座標系を平行移動し、原点を（Ｕａ、Ｖａ
）とした座標系（これは、後述するｕ−ｖ座標系に他な
らない）での、点８ｂの座標に一致する。

これら２つの座標（Ｘｂ　−Ｘａ、Ｙｂ　−Ｙａ）、お
よび（Ｕｂ　−Ｕａ、Ｖｂ−Ｖａ）と、原点とを結ぶ直
線が、Ｘ軸となす角をα、βとすれば、 ｔａｎα＝　（Ｙ　ｂ　−Ｙ　ａ）／　（Ｘ　ｂ　−Ｘ
　ａ）ｔａｎβ＝（Ｖｂ−Ｖａ）／（Ｕｂ−Ｕａ）−−
（４）が得られる。また、Δθ＝β−αであるから、正
接の加法定理を用いて、ｔａｎΔθを求めれば、次のよ
うになる。

ｔａｎΔθ＝Ｓ／Ｔ・・・・・・・・・・・・（５）こ
こで、 Ｓ　＝（Ｘｂ−ＸａＸＶｂ−Ｖａ） −（Ｙ　ｂ　−Ｙ　ａ）（Ｕ　ｂ　−Ｕ　ａ）Ｔ　＝　
（Ｘ　ｂ　−Ｘ　ａ）（Ｕｂ　−Ｕａ）（Ｙ　ｂ　−Ｙ
　ａ）（Ｖ　ｂ　−Ｖ　ａ）これから、角度ずれ撥Δθ
を、次の式によって求めることができる。

Δθ＝　Ａ　ｒｃｔａｎｓ　／　Ｔ　−−（６）（Ｉ）
第２図（Ｃ）に示すように、ｘ−ｙ座標系を、角度ずれ
量Δθ回転し、新たな座標系ｕ−ｖとする。

このＵ−Ｖ座標系における点Ｐｉの座標（ｕｉ、ｖｉ）
は、ｕｉ＝　（ｃｏｓΔθ）ｘｉ−（ｓｉｎΔθ）ｙｉ
ｖｉ＝（ｓｉｎΔ０　）ｘｉ＋　（ｃｏｓΔθ）ｙｉ−
−（７）となる。この変換を上と同様に行列式で表せば
、次のようになる。

（ＩＶ）第２図（ｄ）に示すように、ｕ−ｖ座標系を平
行移動して、Ｕ−Ｖ座標系とし、この座標系における点
Ｐｉの座標（Ｕ　ｉ、Ｖ　ｉ）を求めると、次のように
なる。

Ｕｉ＝ｕｉ＋Ｕａ Ｕ　ｉ＝　ｖｉ＋　Ｖ　ａ・・・・・・・・・・・・（
９）この変換を行列式で表現すると、 となる。

（Ｖ）上記行列式を使って、教示点Ｐｉを変換する。

変換後の点Ｑｉの座標は、 Ｑｉ＝Ｃ−Ｂ−ＡＰｉ・・・・・（ＩＩ）で求めること
ができる。

なお、３次元の場合は、マークの点を３次元的に独立な
３点とし、これらを２つ以上の画像人力装置で読み取る
ようにすればよい。そして、２次元の場合に塾じた演算
を行う。すなわち、各座標軸方向の位置ずれ虫と、角度
ずれ量に基づいて、変換式を得、これらに基づいて座標
変換をすれば良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、無人搬送車に搭載さ
れたロボットを作業位置に搬送し、予め教示された教示
点に従って、前記作業位置に置かれたワークに作業をな
すようにした無人搬送車搭載ロボットにおいて、前記作
業位置の所定箇所に記録されたマークと、前記ロボット
に取り付けられた画像検出手段とを備え、前記無人搬送
車を前記作業位置近傍に停止した後、前記画像検出手段
阜１ で前記マークを検出し、このときのマーク位置と教示時
のマーク位置とのずれ量に基づいて変換式を作り、この
変換式により前記ロボットの教示点を補正するようにし
たので、次の効果を得ることができる。

（１）外的な位置決め装置が要らなくなる。

（２）複雑な画像処理を行わなくても、高精度な位置補
正ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す概略斜視図、
第２図は座標変換を説明するためのグラフである。 ｌ・・・・・・無人搬送車、２・・・・・・ロボット、
４・・・・・・画像入力装置、６・・・・・・ワーク、
８・・・・・・マーク。 １３辺 ７ｐ＋ 凶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 無人搬送車に搭載されたロボットを作業位置に搬送し、
   予め教示された教示点に従って、前記作業位置に置かれ
   たワークに作業をなすようにした無人搬送車搭載ロボッ
   トにおいて、前記作業位置の所定箇所に記録されたマー
   クと、前記ロボットに取り付けられた画像検出手段とを
   備え、前記無人搬送車を前記作業位置近傍に停止した後
   、前記画像検出手段で前記マークを検出し、このときの
   マーク位置と教示時のマーク位置とのずれ量に基づいて
   変換式を作り、この変換式により前記ロボットの教示点
   を補正することを特徴とする無人搬送車搭載ロボットの
   位置補正方法。