JPS6257884A - マニピユレ−タ装置 - Google Patents

マニピユレ−タ装置

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JPS6257884A
JPS6257884A JP19892185A JP19892185A JPS6257884A JP S6257884 A JPS6257884 A JP S6257884A JP 19892185 A JP19892185 A JP 19892185A JP 19892185 A JP19892185 A JP 19892185A JP S6257884 A JPS6257884 A JP S6257884A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
manipulator
gripping mechanism
imaging
position control
itv camera
Prior art date
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Pending
Application number
JP19892185A
Other languages
English (en)
Inventor
永島 純雄
博文 岸田
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP19892185A priority Critical patent/JPS6257884A/ja
Publication of JPS6257884A publication Critical patent/JPS6257884A/ja
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、位置認識しながら挿入等の組立て作業を行う
マニピュレータ装置に関する。
〔発明の技術的背景〕
位置認識しながら多関節マニピュレータ(以下、マニピ
ュレータと省略する)が所定の組立て作業行う場合、そ
の位置認識はITV(工業用テレビジョン)カメラの撮
像により得られた画像データによって行なわれている。
その例を説明すると第6図はマニピュレータ1とは別途
位置にITV(工業用テレビジョン)カメラ2を固定設
置し、このITVカメラ2から出力される画像信号をデ
ィジタル画像データとして記憶してこのデータからマニ
ピュレータにおける把持機構3の位置を判断し、この位
置に従ってマニピュレータ1の各アーム4.5.6.7
が移動して把持機構3を物体8の置かれている位置に移
動させる。そして、物体8の位置に到達したならば把持
機構3の各ハンド9.10等を作動させて物体8を把持
する。この後、各アーム4〜7を移動させて所定位置に
物体を移して組立て等の作業を実行する。また、第7図
はITVカメラ11を把持機構12の各ハンド13.1
4との間に設けたマニピュレータ15を示17ている。
したがって、このマニピュレータ15は、ITVカメラ
11の撮像により得られたディジタル画像データによっ
て把持機構12の位置を認識するとともに、物体16の
形状認識等を実行し、これら認識情報に従って各アーム
17.18.19.20が移動して物体16を把持する
ことになる。
〔背景技術の問題点〕
しかしながらITVカメラ2を固定設定してしまうと、
撮像視野も固定されてしまい任意の位置を撮像できなく
なる。このため、把持機構の移動範囲が限定され作業範
囲が限定されてしまうという問題がある。また、ハンド
13.14の間にITVカメラ11を設ければ任意の位
置で作業することが可能となるが、アーム17〜20や
ハンド13.14の姿勢により遮られて位置認識が出来
なくなる場合がある。さらに、物体16を把持すると、
必然的に撮像視野が全く遮られてしまう。
したがって、いずれの位置認識方法によってもマニピュ
レータの作業範囲が限定されてしまう。
〔発明の目的〕
本発明は上記実情に基づいてなされたしので、その目的
とするところは、アーム等がいかなる・さ勢にあっても
確実に位置認識ができる機能を偏えたマニピュレ−タ装
置首を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、物体を把持して所定位置に移す第1のマニピ
ュレータと撮像装置が取付けられた第2のマニピュレー
タとを設け、作業する際、位置制御手段から第2のマニ
ピュレータへ位置制御信号を送出して撮像装置の撮像が
第1のマニピュレータや他の物体に遮られないようにす
るマニピュレータ装置である。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図はマニピュレータ装置の全体構成図である。同図
において30は物体31を把持して所定位置に移して組
立て作業等を行う機能をもった第1のマニピュレータで
ある。その構成はアーム32.33.34.35が連結
され、このアーム35の先端にハンド36.37を有す
る把持機構38が回転可能に接続されて6軸多関節と成
っている。一方、40はITVカメラ41が取り付けら
れた第2のマニピュレータであって、第1のマニピュレ
ータ30と同様にアーム42.43.44が連結され、
アーム44の先端にITVカメラ41が取り付けられて
6軸多関節の構成となっている。そして、この第2のマ
ニピュレータ40は、位置制御装置50からの位置制御
信号を受けて駆動しITVカメラ41の撮像位置を変更
設定するものとなっている。さて、この位置制御装置5
0は、予め第1および第2のマニピュレータ30.40
の位置情報が設定され、ITVカメラ41と把持機構3
8とを結ぶ直線上に撮像を遮る特に第1のマニピュレー
タ30の各アーム32〜35が存在するかを判断する機
能をもったものである。具体的には第2図に示すように
第3図に示す撮像位置制御フローチャートに従って指令
を発する処理判断部51と、第1および第2のマニピュ
レータ30.40の位置や予め設定された把持機構38
の移動軌跡等の位置情報りを人力する位置情報人力部5
2と、入力された位置情報を第4図に示すような3次元
のメツシュとして記憶する3次元位置情報設定部53と
を有して構成されている。
次に上記の如く構成された装置の動作について第3図に
示す撮像位置制御フローチャートに従って説明する。動
作開始するとステップSlにおいて初jυ1処理が実行
されて、こめ後ステップS2において第1のマニピュレ
ータ30の位置情報および第2のマニピュレータ4−0
の位置情報りが取込まれる。なお、この位置情報りは、
第1のマニビュレータ30の動作か1作業について定め
られたものなので作業内容の変更があるまで変更されな
い。この位置情報りは位置情報人力部52を通って処理
判断部51の指令により3次元位置情報設定部53に送
られる。これによりステップS3において3次元位置情
報設定部52の3次元メツシュ]−の第1および第2の
マニピュレータ30.40に相当するアト1ノスにフラ
グが立てられる。
なお、第4図では「○」により第1のマニピュレータ3
0のフラグを示し、「Δ」により第2のマニピュレ−タ
40のフラグを示している。そうして把持機構38の位
置を示すフラグF1がステップS4において立てられる
と、次のステップS5においてこのフラグF1とITV
カメラ41の位置を示すフラグF2とを結ぶ直線Aが演
算して求められる。さて、この直線Aが求められると、
この直線A上にフラグが立っていないかがステップS6
において判断される。この判断の結果、直線A]二にフ
ラグが無ければステップS7に移って把持機構38の現
在位置をITVカメラ41により得られるディジタル画
像データから演算して求め、次のステップS8において
把持作業を実行させて物体31を把持させる。ところが
、ステップS6の判断において直線A上にフラグがあれ
ば、ITVカメラ41の画像は、第1のマニピュレータ
30のアーム32〜35等により遮られて把持機構38
が映し出されない状態であり、ステップS9において第
2のマニピュレータ40に微小距離移動させる位置制御
信号を送出する。これにより第2のマニピュレータ40
の各アーム42〜44が移動してITVカメラ41の撮
像位置が微小距離だけ移動する。ここで、再びステップ
S5に戻ってITVカメラ41の位置を示すフラグF2
と把持機構38の位置を示すフラグF1とを直線Aによ
り結んで、この直線A上にフラグが存在しないかを判断
する。そして、この判断の結果、フラグが無ければ把持
作業が実行される。そうして以上のような動作が作業終
了まで実行される。
このように上記一実施例においては、物体31を把持し
て所定位置に移す第1のマニピュレータ30とITVカ
メラ41が取付けられた第2のマニピュレータ40とを
設け、作業する際、位置制御装置50から第2のマニピ
ュレータ40へ位置制御信号を送出してITVカメラ4
1と把持機構38との間に遮るものがないかを判断して
ITVカメラ位置を制御する構成としたので、第1のマ
ニピュレータ30の各アーム32〜35がいかなる姿勢
にあっても把持機構38を確実に撮像できてその位置を
認識しながら作業を円滑に行うことかできる。したがっ
て、位置認識の自由度が大幅に向上17、第1のマニピ
ュレータ30の動作範囲か広くなって任意の位置で作業
することができる。
なお、第1と第2とのマニピュレータ30.40はそれ
ぞれ干渉しにくい位置に設置されるので、たとえ直線A
上のフラグがあってもITVカメラ41の位置変更は少
ない回数で終了する。
なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではない
。例えば、位置制御装置の制御作用を第5図に示す撮像
位置制御フローチャートに従って実行してもよい。すな
わち、ステップS10においてITVカメラにより把持
機構を撮像するようにし、この撮像によりその画面に内
に把持機構が在るかをステップSLIにおいて判断し、
この判断により撮像されていなければITVカメラの位
置移動が今までに何回行なわれたかをステップS12に
おいて判断する。この判断で所定回数以下であればステ
ップS13において再びITVカメラを微小距離だけ移
動させる。そして、ステップS14において微小距離移
動の回数を示すフラグNを加算する。なお、撮像画面に
把持機構が存在すれば把持作業を実行させ、まな所定回
数以上移動すれば把持機構が無いとしてエラー報知させ
る。
また、マニピュレータは6多量節のものではなく3軸直
交のものでも適用できる。
さらに、ITVカメラを取付けた第2のマニピュレータ
は1台のみでなく、複数台設けることによってさらに位
置認識の確実性を向上させることができる。
〔発明の効果〕
以上詳記したように本発明によれば、アーム等がいかな
る姿勢にあっても確実に位置認識ができる機能を備えた
マニピュレータ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わるマニピュレータ装置の一実施例
を示す構成図、第2図は本発明装置における位置制御装
置の機能ブロック図、第3図は本発明装置の撮像位置制
御フローチャート、第4図は本発明装置における3次元
位置情報設定部の模式図、第5図は本発明装置の撮像位
置制御フローチャートの他の例を示す図、第6図および
第7図は従来装置の構成図である。 30・・・第1のマニピュレータ、31・・・物体、3
8・・・把持機構、40・・・第2のマニピュレータ、
41・・・ITVカメラ、50・・・位置制御装置。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 5゜ 第2図 第3図 第4図 ■ = 第5図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)物体を把持する把持機構を有して前記物体を所定
    位置に移す第1のマニピュレータと、撮像装置が取り付
    けられ前記第1のマニピュレータにおける前記把持機構
    の移動に追従して撮像ならしめる少なくとも1つの第2
    のマニピュレータと、前記撮像装置により得られた画像
    が前記第1のマニピュレータおよび他の物体により遮ら
    れないように前記第2のマニピュレータに位置制御信号
    を送出する位置制御手段とを具備したことを特徴とする
    マニピュレータ装置。
  2. (2)位置制御手段は、予め少なくとも第1および第2
    のマニピュレータの位置情報が設定され、この位置情報
    から撮像装置と把持機構とを結ぶ直線上に遮るものがな
    いかを判断する機能を有する特許請求の範囲第(1)項
    記載のマニピュレータ装置。
  3. (3)位置制御手段は、撮像装置の撮像により得られた
    画像に把持機構が存在しない場合に前記撮像装置位置を
    微小距離移動させる特許請求の範囲第(1)項記載のマ
    ニピュレータ装置。
JP19892185A 1985-09-09 1985-09-09 マニピユレ−タ装置 Pending JPS6257884A (ja)

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