JPS6340802A - 座標変換方法 - 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） 本発明は、ロボットの作業時における精度向上のだめに
視覚装置固有の座標系とロボット固有の座標系を一致さ
せる座標変換方法に関する。

（従来の技術〉 最近では、各種の作業を行なうロボットの作業精度を向
上させるために、カメラを用いてワークの搬送位置を検
出し、このカメラからの情報に暴づいてロボットに所定
の作業をさせるようにしている。このように、カメラの
視覚情報によって動作するロボットは、カメラの座標系
とロボットの座標系を一致させる必要がある。このため
に、基準となるマークをカメラによって蹟像し、このマ
ークのカメラにおける座標を求め、また、このマークを
ロボットによって直接接触させてこのマークのロボット
における座標を求め、当該カメラにおける座標を当該ロ
ボットにおける座標に座標変換している。

このような座標変換機能を有する生産設備の一例が第４
図に示されている。

同図に示すように、この生産設備には、ロボット１と任
意の位置に固定された視覚装置としてのカメラ４が設け
られており、ロポツ１〜１のハンド及びカメラ４の下面
には、搬送されたワークを固定する作業台７が配設され
ている。そして、ロボット１には、このロボット１を総
括的に制御するロボット制御装置２が接続され、カメラ
４には、このカメラ４から出力された画像情報を解析し
、この結果をロボット１にフィードバックするキーボー
ド等の入力装置８を備えた視覚制御装置３が接続されて
いる。

そして、このように構成された生産設備に座標変換をさ
せるには次のようにして行なうことになる。

まず、作業台７の上に、例えば第５図に示すようなマー
クパターンを有するテンプレート５を載置し、これをカ
メラ４によって賊像し、その時の夫々のマーク６の視覚
装置系における座標を視覚制御装＠３によって算出する
。次に、ロボット１のモードを教示モードにし、ロボッ
ト１のハンドを夫々のマーク６の中心位置に合わせ、そ
の時の夫々のマーク６のロボット系に於ける座標をロボ
ット制御装置２に表示させる。そして、ロボット制御装
置２に表示された各マーク６の座標をキーボード８によ
って視覚制御装置３に入力し、視覚制御装置３内のプロ
グラムにより、視覚装置固有の座標系をロボット固有の
座標系に一致させている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、以上に示したような座標変換方法にあっ
ては、ロボット１を手動で操作し、テンプレート５にお
けるマーク６の夫々の位置座標をキーボード８によって
視覚制御装置３に入力しなければならず、また、テンプ
レート５の作業台７における載置位置をいつも同位置に
特定することが困難なために、座標変換時において、テ
ンプレート５の位置合わせやロボット制御装置２に表示
されたデータの入力の作業に時間がかかるばかりでなく
、このデータの入力時に入力ミスを起こすおそれも内在
している等の問題がめった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みて成されたも
のであり、゛簡単な操作によって自動的に座標変換が行
なわれる座標変換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） 前記目的を達成するために、本発明では、３点以上のマ
ークを有するテンプレートを予め定められた位置に固定
し、当該テンプレートの画像を任意の位置に固定された
視覚装置によって取込み、当該夫々のマークの当該視覚
装置にお（プる座標を算出し、次に、予め当該マークの
夫々の位置を教示したロボットを作動し、当該ロボット
が前記マークの夫々の位置に達した時に前記ロボットに
おける座標を順次前記視覚装置に出力し、前記視覚装置
によって算出された前記夫々のマークの座標と前記ロボ
ットから出力された前記夫々のマークの座標に基づいて
座標変換式を算出し、前記ロボットにおける座標と前記
視覚装置における座標とを一致させるようにしたことを
特徴とする。

（作用） 以下に、本発明の詳細な説明する。

テンプレート５は、予め定められた位置に固定されるよ
うになっているので、ロボット１には、マーク６の全数
についての座標を教示しておくことができる。そして、
座標変換時には、カメラ４によってテンプレート５を眼
像してマーク６の座標を算出すると共にロボット１をプ
レイバックし、ロボット１のハンドがマーク６の位置に
達した時に、このハンドの座標を視覚制御装置３に自動
的に送出することにより、座標変換を簡単に行なうこと
ができる。

（実施例） 以下に、本発明に係る座標変換方法を用いて座標変換す
る生産設備の概略構成図が第１図に示されている。

同図に示すように、この生産設備には、ロボット１と視
覚装置としてのカメラ４が設けられており、ロボット１
及びカメラ４の下面には、搬送されたワークを固定する
作業台７が配設されている。

そして、ロボット１には、このロボット１を総括的に制
御するロボット制御装置２が接続され、このロボット制
御装置２には通信線１１を介して視覚制御装置３が接続
されている。カメラ４には、このカメラ４から出力され
た画像情報を解析し、この結果をロボット１にフィード
バックする視覚制御装置３が接続され、この視覚制御装
置３には、座標変換をすべき命令を出力するスイッチを
備えた制御盤１０が接続されている。そして、第２図に
示したテンプレート５は、作業台７に設けられているロ
ケートピン９によって所定の位置に取付けられるように
なっている。

また、第２図には、第１図に示した各制御装置のブロッ
ク図が示されている。

ロボット制御装置２には、ロボット１のアーム等に設け
られている位置検出器から出力される情報を入力するロ
ボット座標入力部２Ａと、この情報を外部に出力する送
信部２Ｂとが設けられている。そして、視覚制御装置３
には、カメラ４から出力されたテンプレート５の画像情
報に基づいて、視覚装置における固有の座標を算出する
視覚座標算出部３Ａと、送信部２Ｂから出力された情報
を受信する受信部３Ｃと、視覚装置の座標系をロボット
の座標系に変換する座標変換部３Ｂとが設けられてあり
、送信部２Ｂと受信部３Ｃとは互いに接続されている。

このように構成された生産装置は、第３図に示すフロー
チャートに基づいて以下に記すように動作する。

ステップ１ 第１図に示した制御盤１０の座標変換をすべきスイッチ
を操作すると、ロボット制御装置内の座標変換に関する
プログラムと視覚制御装置３内の座標変換に関するプラ
グラムが夫々同時にスタートし、まず、ロボット１は、
予め教示されたデータに基づいて、ロボット１のハンド
を所定のマークの位置まで移動する。

ステップ２ 送信部２Ｂは、ロボット座標入力部２．へによって読込
んだロボット１のハンドの現在位置座標を受信部３Ｃに
出力する。

ステップ３ ０ボツト制御装置２は、送信部２Ｂからロボットが教示
した全ての座標についての送信が終了したかどうかの判
断を行なう。この判断の結果、全てのマークについての
座標が送信されていない時にはステップ１に戻り、全て
のマークについての座標が送信されている時にはステッ
プ４に進む。

ステップ４ ０ボツト制御装置２は、送信部２Ｂを介して終了信号を
出力する。

ステップ５ 視覚制御装置３は、受信部３Ｃを介してステップ２にお
いて出力されたデータを受信したかどうかの判断をする
。この結果、データが受信された場合にはステップ６に
進み、データが受信されない場合にはデータを受信する
まで待機する。

ステップ６ 受信部３Ｃを介して入力したデータを、視覚制御装置３
内に設けられている記憶装置内に格納する。

ステップ７ 視覚制御装置３は、テンプレート５に関するデータが全
て受信されたかどうかの判断がされる。

この判断の結果、テンプレート５に関する全てのデータ
を受信したと判断された場合には、ステップ８に進み、
全てのデータが受信されていないと判断された場合には
、ステップ５に戻り、以上の処理をくりかえす。

ステップ８ 視覚制御装置３内の視覚座標算出部３Ａは、カメラ４か
ら出力されたテンプレート５に関する画像情報により、
このカメラ４によって特定される視覚装置固有の座標系
を算出する。

ステップ９ 視覚制御装置３内の座標変換部３Ｂは、ステップ６にお
いて記憶したロボット１におけるテンプレート５のマー
ク６の位置座標と、視覚座標算出部３Ｂによって算出さ
れたカメラ４におけるテンプレート５のマーク６の位置
座標とから、座標系を一致させるだめの係数を求める。

すなわら、三次元座標変換を行なう。

以上のようにしてプログラムは処理されるが、このプロ
グラムにおいて、ステップ１からステップ４までは、ロ
ボット制御ａ１１装置２内で処理され、ステップ５から
ステップ９までは視覚制御装置３によって処理される。

そして、これらの装置内では前記したプログラムが信号
の授受をしつつ同期処理されるようになっている。

（発明の効果） 以上の説明により明らかなように、本発明の座標変換方
法によれば、常に同位置に精度良く固定できるテンプレ
ートに基づいてロボットを教示し、座標変換を要する場
合には、このロボットをプレイバックし、テンプレート
の各マーク位置の座標を視覚制御装置に出力するように
したので、外部から座標変換をすべき指令を与えるのみ
で、自動的に座標変換を行なうことができ、座標変換に
要する時間を大幅に短縮でき、ざらには、データの入力
ミスがなくなり、信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の座標変換方法を用いた生産設備の概
略構成図、第２図は、第１図に示した制御装置のブロッ
ク図、第３図は、第２図に示した各制御装置の動作フロ
ーチャート、第４図は、従来の生産設備の概略構成図、
第５図は、座標変換時に用いるテンプレートを示す図で
ある。 １・・・ロボット、　　　２・・・ロボット制御装置、
３・・・視覚制御装置、４・・・カメラ（視覚装置）、
５・・・テンプレート、６・・・マーク、７・・・作業
台、　　　８・・・キーボード、９・！・ロケートピン
、１０・・・操作盤、１１・・・通信線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３点以上のマークを有するテンプレートを予め定められ
   た位置に固定し、当該テンプレートの画像を任意の位置
   に固定された視覚装置によって取込み、当該夫々のマー
   クの当該視覚装置における座標を算出し、次に、予め当
   該マークの夫々の位置を教示したロボットを作動し、当
   該ロボットが前記マークの夫々の位置に達した時に前記
   ロボットにおける座標を順次前記視覚装置に出力し、前
   記視覚装置によつて算出された前記夫々のマークの座標
   と前記ロボットから出力された前記夫々のマークの座標
   に基づいて座標変換式を算出し、前記ロボットにおける
   座標と前記視覚装置における座標とを一致させるように
   した座標変換方法。