TW202313285A - 機器人系統 - Google Patents

Abstract

本發明之機器人系統(100、500)具備：機器人(10、520)；及機器人控制裝置(50、530)，其以基於感測器對於檢測對象之檢測結果，使機器人(10、520)執行特定作業之方式進行控制；且機器人控制裝置(50、530)具備異常檢測時處理部(153、636)，該異常檢測時處理部(153、636)相應於檢測到由感測器進行之檢測動作之異常，以使機器人(10、520)返回並停止至進行異常之要因之檢測之時點之位置之方式進行控制。

Description

機器人系統

本發明係關於一種機器人系統。

先前，業已知悉具備下述部分之機器人系統，即：搬送裝置，其搬送物品；機器人，其對所搬送之物品進行特定作業；機器人控制裝置；及攝像裝置，其用於檢測物品等(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻2關於在生產線中進行特定作業之作業機器人之控制裝置，曾記載「具有下述功能之作業機器人之控制裝置，即：於監視對工件進行特定作業之作業裝置之作業狀態之監視裝置辨識出對於作業狀態之異常時，將作業裝置暫時返回辨識出該異常之位置，並自該位置重啟作業」(第2頁右下欄第14列～第20列)。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2019-188508號公報 [專利文獻2]日本特開昭62-278610號公報

[發明所欲解決之問題]

考量如上述之具備下述部分之機器人系統之示教、調整之場景，即：搬送裝置、對所搬送之物品進行特定作業之機器人、機器人控制裝置、及攝像裝置。一般而言，於如此之機器人系統中，高速重複進行藉由攝像裝置拍攝物品或搬送裝置並檢測位置之處理，且機器人一面追隨物品，一面進行作業。於如此之過程中，操作者難以確認各位置處之處理是否無問題地進行。因此，對於產生問題時之示教、調整耗時費力，系統之啟動時間耗費長時間。 [解決問題之技術手段]

本揭示之一態樣之機器人系統具備：機器人；及機器人控制裝置，其以基於感測器對於檢測對象之檢測結果使前述機器人執行特定作業之方式進行控制；且前述機器人控制裝置具備異常檢測時處理部，該異常檢測時處理部相應於檢測到由前述感測器進行之檢測動作之異常，以使前述機器人返回並停止至進行前述異常之要因之檢測之時點之位置之方式進行控制。 [發明之效果]

根據上述構成，由於機器人返回並停止於進行異常之要因之檢測之時點之位置，故操作者可於無須要有將機器人移動至問題產生部位等負擔較重之作業下，進行問題產生部位處之示教、調整。因此，可大幅度減輕於機器人系統產生問題時之示教、調整之時間與勞力，縮短機器人系統啟動等所需之時間。

根據附圖所示之本發明之典型的實施形態之詳細說明，推量本發明之該等目的、特徵及優點以及其他目的、特徵及優點更明確。

其次，針對本揭示之實施形態，參照圖式進行說明。於參照之圖式中，對同樣之構成部分或功能部分賦予同樣之參考符號。為了易於理解，而該等圖式適宜變更比例尺。又，圖式所示之形態係用於實施本發明之一例，本發明並非係由圖示之形態限定者。

圖1係顯示一實施形態之機器人系統100之構成之圖。如圖1所示，機器人系統100具備：機器人10，其於臂前端部搭載有手部30；機器人控制裝置50，其控制機器人10；搬送裝置(輸送機25及輸送機控制裝置20)，其搬送物品；3台攝像裝置71-73；及上位控制裝置60。機器人控制裝置50及輸送機控制裝置20連接於上位控制裝置60，上位控制裝置60以於機器人系統100中執行特定作業之方式統括地控制機器人控制裝置50及輸送機控制裝置20。此外，如圖1所示，可於機器人控制裝置50連接示教裝置40。

上位控制裝置60係例如PLC(programmable logic controller，可程式邏輯控制器)，依照用於控制動作序列之控制程式，統括地控制機器人控制裝置50及輸送機控制裝置20之動作時序等。

攝像裝置71-73連接於機器人控制裝置50，於來自機器人控制裝置50之控制下動作。於本實施形態中，機器人控制裝置50具備：控制各攝像裝置之功能、及進行對於由各攝像裝置拍攝到之圖像資料之圖像處理之功能。攝像裝置71-73可為拍攝濃淡圖像或彩色圖像之相機、或可取得距離圖像或三維點群之立體攝影機或三維感測器。於本實施形態中，假設各攝像裝置係取得二維圖像之相機。

輸送機控制裝置20藉由對輸送機25之馬達26進行驅動控制，而控制輸送機25對工件之搬送。

示教裝置40例如被用於進行示教內容及程式之調整。示教裝置40例如可為示教操作面板、平板終端、智慧型手機及其他資訊處理裝置。

於機器人系統100中，機器人控制裝置50相應於檢測到由攝像裝置71-73進行之檢測之異常，以使機器人10返回並停止於檢測到異常之時點之位置之方式進行控制。藉此，操作者可於不將機器人移動下進行產生問題之位置處之調整。

本實施形態之構成可應用於可使用視覺感測器執行各種處理(檢測、判定等)之機器人系統，但此處，作為例示，記載機器人10進行固持靠於支架2之工件91並安裝於在輸送機25上搬送之工件81之作業之構成。作為例示，假設工件91係車輛之門，工件81係安裝門之車身。機器人10重複執行對於在輸送機25上向圖1中之箭頭方向一個接一個搬送之工件81安裝工件91之作業，其間，重複執行由攝像裝置71-73進行之檢測對象之攝像、檢測動作。

圖2係顯示上位控制裝置60及機器人控制裝置50之硬體構成例之圖。上位控制裝置60可具有對於處理器61經由匯流排連接有記憶體62(ROM、RAM、非揮發性記憶體等)、顯示部63、由鍵盤(或軟體鍵盤)等輸入裝置構成之操作部64、輸入輸出介面65等之作為一般電腦之構成。機器人控制裝置50可具有對於處理器51經由匯流排連接有記憶體52(ROM、RAM、非揮發性記憶體等)、輸入輸出介面53、包含各種操作開關之操作部54等之作為一般電腦之構成。又，示教裝置40亦可具備具有處理器、記憶體、顯示部、操作部、各種輸入輸出介面等之作為一般電腦之構成。

圖3係機器人控制裝置50及上位控制裝置60之功能方塊圖。如圖3所示，機器人控制裝置50具有：動作控制部151，其依照來自示教裝置40之指令或動作程式155來控制機器人10(及手部30)之動作；圖像處理部152，其執行攝像裝置71-73之控制以及對於攝像圖像之圖像處理；及異常檢測時處理部153，其相應於在由攝像裝置71-73之任一者進行之檢測中檢測到異常，以將機器人10返回檢測到異常之時點之位置之方式進行控制。資訊記錄部154取得並記錄檢測到異常之時點之機器人10之位置及其他資訊。異常檢測時處理部153亦具備下述功能，即：相應於在由攝像裝置71-73之任一者進行之檢測中檢測到異常，對於上位控制裝置60送出表示該意旨之信號。

上位控制裝置60具備：控制部161，其依照控制程式164，控制機器人控制裝置50及輸送機控制裝置20之動作序列；及異常時處理部162，其相應於自機器人控制裝置50接收到上述之檢測到異常之意旨之信號，以將輸送機25返回檢測到異常之時點之位置之方式進行控制。資訊記錄部163取得並記錄檢測到異常之時點之輸送機25之位置及其他資訊。

此處，針對於機器人10執行特定作業之間進行之由攝像裝置71-73進行之對象之檢測動作例，進行說明。攝像裝置71係固定相機，於機器人10固持靠於支架2之工件81時，僅拍攝一次該狀態，並檢測固持偏差。

攝像裝置72、73固定於機器人10之臂前端部。攝像裝置72、73分別以對機器人10將工件91對於工件81安裝時之安裝位置附近進行拍攝之方式，設定攝影方向。攝像裝置72、73於機器人10進行一面使工件91移動、一面安裝於工件81之作業之間，重複進行攝像。

針對作為如此之安裝作業之一環而執行之使用攝像裝置72或73之工件91對工件81之定位控制，進行說明。此處，針對使用攝像裝置72之攝像圖像之情形進行記載。於定位控制中，在使機器人10移動至可將工件91安裝於工件81之位置之階段中，藉由攝像裝置72拍攝該狀態，並執行調整機器人10之位置之控制。

於圖4中顯示機器人10位於可將工件91安裝於工件81之位置(此處，設為使工件91向鉛直下方移動且可將工件91之銷插入工件81之孔之位置)之情形之正常時之攝像裝置72之攝像圖像。該圖像由於係機器人10位於正確位置時之圖像，故以下亦稱為基準圖像261。

機器人控制裝置50之圖像處理部152具有於工件81、工件91中檢測預設之特徵性部分即特徵部位之特徵量之功能。又，圖像處理部152具有算出工件81之特徵量與工件91之特徵量之差作為相對量之功能。圖像處理部152基於所算出之相對量，產生使機器人10動作之指令。

於機器人系統100中，基於由攝像裝置72、73拍攝到之圖像，進行工件91對於由輸送機25搬送之工件81之定位。具體而言，進行對於工件81(車身)之突出部82及83之孔部82a及83a(參照圖6)插入工件91(門)之銷(未圖示)時之定位。

圖像處理部152於藉由機器人10進行實際之作業之前，利用如以下之步序(A1)至(A3)，算出基準圖像261中之相對位置量。 (A1)圖像處理部152檢測突出部82之上表面作為用於檢測工件81之位置之第1特徵部位，檢測工件91之突出部92之上表面作為用於檢測工件91之位置之第2特徵部位。此外，可採用工件之一部分、形成於工件之表面之圖案、記載於工件之表面之線或圖等，作為特徵部位。作為特徵部位之檢測方法，可預先準備成為各個工件81、91之基準之基礎圖像。可使用基礎圖像與利用攝像裝置72拍攝到之圖像，藉由樣板匹配等方法，檢測利用攝像裝置72拍攝到之圖像中之特徵部位。

(A2)其次，圖像處理部152檢測：與第1特徵部位之位置相關之第1特徵量、及與第2特徵部位之位置相關之第2特徵量。於由攝像裝置72拍攝到之圖像中設定螢幕座標系252。螢幕座標系252係將圖像中之任意點設定為原點時之座標系。螢幕座標系252具有相互正交之u軸及v軸，螢幕座標系252對應於攝像裝置72之視覺感測器座標系。本實施形態之與位置之相關之特徵量係圖像中之螢幕座標系252之u軸之座標值及v軸之座標值。圖像處理部152可基於在基準圖像261中檢測到之特徵部位，檢測設定於特徵部位之設定點P1、P2之位置。圖像處理部152檢測設定點P1之螢幕座標系252之座標值(u1b,v1b)，作為第1特徵量。又，特徵量檢測部檢測設定點P2之螢幕座標系252之座標值(u2b,v2b)，作為第2特徵量。

(A3)其次，圖像處理部152算出基準圖像中之第1特徵量與第2特徵量之間之相對量。圖像處理部152為了進行機器人10之位置之控制，而算出相對位置量作為相對量。相對位置量係第1特徵量與第2特徵量之差。例如，圖像處理部152算出第1特徵量之座標值與第2特徵量之座標值之差(u1b-u2b,v1b-v2b)，作為相對位置量。算出之基準圖像261中之相對位置量作為基準相對位置量而記憶。

如此，圖像處理部152可算出基準圖像261中之相對位置量。此外，於本實施形態中，假設基準圖像261中之相對位置量被預先算出且被記憶於記憶部。

於圖5中顯示定位控制之流程圖。本處理係於由機器人控制裝置50之處理器51進行之控制下執行。於機器人控制裝置50實施接近至可將工件91安裝於工件81之位置之控制之後，在步驟S101中，動作控制部151利用攝像裝置72拍攝工件81及91。

於圖6中顯示在步驟S101中由攝像裝置72拍攝到之圖像262。於圖像262中包含第1特徵部位即突出部82之上表面之圖像、及第2特徵部位即突出部92之上表面之圖像。於圖像262中，工件91對於工件81如箭頭201所示般向螢幕座標系252之u軸之正側偏移。

於步驟S102中，圖像處理部152檢測由攝像裝置72拍攝到之圖像262之第1特徵部位及第2特徵部位。此處，檢測工件81之突出部82之上表面作為第1特徵部位，檢測工件91之突出部92之上表面作為第2特徵部位。

其次，於步驟S103中，圖像處理部152檢測利用攝像裝置72拍攝到之圖像中之第1特徵量及第2特徵量。圖像處理部152檢測設定點P1之螢幕座標系252之座標值(u1m,v1m)作為與第1特徵部位相關之第1特徵量，算出設定點P2之螢幕座標系之座標值(u2m,v2m)作為與第2特徵部位相關之第2特徵量。

其次，於步驟S104中，圖像處理部152算出第1特徵量與第2特徵量之差作為相對位置量。利用攝像裝置72拍攝到之圖像262中之相對位置量為第1特徵量之座標值與第1特徵量之座標值之差(u1m-u2m,v1m-v2m)。

其次，於步驟S105中，圖像處理部152算出圖像262中之相對位置量與基準圖像261中之相對位置量之差即相對位置量之差。相對位置量之差可利用[(u1m-u2m)-(u1b-u2b),(v1m-v2m)-(v1b-v2b)]表示，來作為與各個u軸及v軸相關之值。

其次，於步驟S106中，判定相對位置量之差是否為預設之範圍內。於相對位置量之差為預設之範圍內時(S120：是)，視為工件91對於工件81之定位完成，而結束本處理。

另一方面，於相對位置量之差為預設之範圍外時(S120：否)，可判定為工件91對於工件81未到達所期望之位置。該情形下，將處理前進至步驟S107。

於步驟S107中，圖像處理部152基於相對位置量之差，設定機器人10之驅動方法。圖像處理部152設定基準座標系中之機器人之移動方向及移動量。於本實施形態中，基於螢幕座標系252與機器人10之基準座標系之相對位置關係，預設對於相對位置量之差之機器人10之位置之移動方向。例如，相對於螢幕座標系之u軸之正值或負值，如以下般於基準座標系中決定機器人之位置之移動方向。在與u軸相關之相對位置量之差為正值時，使用基準座標系之X軸、Y軸、及Z軸之座標值決定(1,1,0)之移動方向。又，在與y軸相關之相對位置量之差為正時，使用基準座標系之X軸、Y軸、及Z軸之座標值決定(0,0,1)之移動方向。

進而，對於相對位置量之差之機器人之位置之移動量之算出方法例如如以下般決定。與u軸對應之方向之機器人之位置之移動量可採用將與u軸相關之值((u1m-u2m)-(u1b-u2b))乘以預設之係數後之值。又，與v軸對應之方向之機器人之位置之移動量可採用將與v軸相關之值((v1m-v2m)-(v1b-v2b)乘以預設之係數後之值。如此，可在與螢幕座標系252之各軸對應之方向上算出機器人10之位置之移動量。

其次，於步驟S108中，基於如上述般算出之機器人之位置之移動方向及移動量，驅動機器人10。圖像處理部152基於機器人之位置之移動方向及移動量，產生驅動機器人10之移動指令。圖像處理部152將移動指令送出至動作控制部151。動作控制部151基於移動指令控制機器人10之位置。而後，重複進行自步驟S115起之處理。藉由如此之控制，可逐漸將工件91之位置接近所期望之位置。

圖像處理部152具有檢測由攝像裝置71-73之任一者進行之檢測動作之異常之功能。作為異常檢測之例，可能存在如以下之狀況。 (B1)圖像中未檢測到檢測對象(例如特徵部位)之狀態連續。 (B2)於連續拍攝具有移動之檢測對象時，產生檢測到之檢測對象之位置不連續(位於非預期之位置)之狀況。

圖7係顯示當在機器人系統100中由攝像裝置檢測到檢測之異常時執行之異常檢測時處理之流程圖。於異常檢測時處理中步驟S1至S6所示之流程係於機器人控制裝置50之處理器51之控制下執行，步驟S7至S10所示之流程係於由上位控制裝置60之處理器61進行之控制下執行。

假設因發生上述所例示之狀況(B1)或(B2)，而由攝像裝置71-73之任一者檢測到檢測之異常(步驟S1)。

於步驟S2中，機器人控制裝置50(異常檢測時處理部153)對於上位控制裝置60送出表示檢測到異常之信號。

其次，異常檢測時處理部153(資訊記錄部154)取得機器人10之當前位置(位置A)(步驟S3)。此外，機器人10之位置亦包含姿勢。而後，機器人控制裝置50(異常檢測時處理部153)為了使機器人10安全停止而減速停止(步驟S4)。

其次，機器人控制裝置50(異常檢測時處理部153)判定機器人10是否已停止(步驟S5)。機器人控制裝置50(異常檢測時處理部)等待機器人停止(S5：否)。

於機器人停止時(S5：是)，機器人控制裝置50(異常檢測時處理部153)使機器人10移動並停止於檢測到異常之時點之位置A。

於自機器人控制裝置50接收表示異常檢測之信號時，上位控制裝置60(資訊記錄部163)取得當前之輸送機之位置(位置B)資訊(步驟S7)。其次，上位控制裝置60(異常時處理部162)就安全方面進行考量，使輸送機25減速停止(步驟S8)。

其次，上位控制裝置60(異常時處理部162)判定輸送機25是否已停止(步驟S9)。上位控制裝置60(異常時處理部162)等待至輸送機25停止為止(D9：否)。於輸送機25停止時(S9：是)，上位控制裝置60(異常時處理部162)使輸送機25移動並停止於異常發生時之位置即位置B(步驟S10)。根據以上之處理，於檢測到攝像裝置之檢測動作之異常時，可將機器人10及輸送機25返回檢測到異常之時點之位置。

除了將機器人10及輸送機25返回檢測到異常之時點之位置以外，又可於機器人系統100中進一步進行如以下之動作(C1)至(C3)之1個以上。 (C1)於構成機器人系統之各機器返回檢測到異常之時點之狀態下，進行由各攝像裝置進行之攝像，並提示攝像圖像。 (C2)提示與異常之內容相關之資訊。 (C3)提示與檢測到異常之時點之機器人系統之動作條件相關之資訊。

上述動作(C1)可藉由當機器人10及輸送機25返回檢測到異常之時點之後，異常檢測時處理部153以經由圖像處理部152使各攝像裝置71-73作動，並使攝像圖像顯示於示教裝置40之顯示部41之方式動作，而實現。由於在如此之攝像圖像中可再現異常之狀態，故操作者可一面觀測如此之攝像圖像，一面使動作程式中之機器人10之位置之調整、機器人10之動作時序之調整、或攝像裝置之設置位置之調整等確實地進展。

上述動作(C2)例如可藉由機器人控制裝置50之資訊記錄部154與圖像處理部152或動作控制部151協作，藉此取得檢測到異常時之與異常之內容相關之資訊，異常檢測時處理部153將由資訊記錄部154取得之與異常之內容相關之資訊顯示於示教裝置40，而實現。圖8顯示將檢測到攝像裝置之檢測之異常時之異常之內容藉由異常檢測時處理部153顯示於示教裝置40之顯示畫面(顯示部41)之情形之例。於本例中，顯示提示在攝像裝置(於本例中為相機#2)中未檢測到對象物之意旨之訊息的錯誤顯示畫面145，作為異常之要因。該情形下，操作者可以此處提示之與異常之內容相關之資訊為線索，使動作程式中之機器人10之位置之調整、機器人10之動作時序之調整、攝像裝置之設置位置之調整等確實地進展。

亦即，如此，藉由採用對操作者提示與異常之內容相關之資訊之構成，而可令用於異常之回復之調整有效率地進展。

作為上述動作(C3)之例，機器人控制裝置50之資訊記錄部154可構成為記錄與檢測到異常之時點之機器人10之動作條件(例如，機器人之位置、姿勢、動作速度等)相關之資訊。又，上位控制裝置60之資訊記錄部163可構成為記錄與檢測到異常之時點之輸送機25之動作條件(位置、速度等)相關之資訊。針對與該等機器人10、輸送機25之動作條件相關之資訊，例如亦可顯示於示教裝置40之顯示部41。與如此之動作條件相關之資訊亦可使操作者之調整效率化。

此外，上述動作(C1)至(C3)之資訊之提示除了上述之例以外，亦可於在機器人系統100內具有顯示部之裝置(例如上位控制裝置60)上進行。

如以上所說明般，根據本實施形態，由於機器人返回並停止於進行異常之要因之檢測之時點之位置，故操作者可於無須要有將機器人移動至問題產生部位等負擔較重之作業下，進行問題產生部位處之示教、調整。因此，可大幅度減輕於機器人系統產生問題時之示教、調整之時間與勞力，縮短機器人系統啟動等所需之時間。

以上，使用典型的實施形態說明了本發明，但顯然可理解只要為熟悉此項技術者，即可於不脫離本發明之範圍下，對上述之各實施形態進行變更及各種其他變更、省略、追加。

圖1所示之機器人系統100之構成係例示，應理解為並非該構成要素全部為必須之構成要素。例如，亦可具有如自機器人系統100省略輸送機25及輸送機控制裝置20之系統構成。

上述之實施形態係關於一種藉由作為視覺感測器之攝像裝置檢測物體並執行特定作業之機器人系統，但本發明可應用於具有用於檢測物體之其他種類之感測器(接近感測器、距離感測器等)之機器人系統。此外，於在機器人系統中使用如此之其他種類之感測器之情形下，於上述動作(C1)中提示感測器之輸出結果。

可使將機器人或將各可動機體與機器人一起返回問題產生時之位置並進行各種調整之系統之啟動所需之時間縮短化的上述之實施形態所示之構成可應用於各種形態之機器人系統。

此處，參照圖9及圖10，針對另一實施形態進行說明。此處所示之實施形態係關於一種構成為藉由利用搭載於機器人之視覺感測器檢測配置於作業空間之標記，而可修正機器人對於作業空間之位置之機器人系統。圖9係顯示機器人系統500之機器構成之圖。機器人系統500包含：工具機510、機器人520、控制機器人520之機器人控制裝置530、及用於搬送機器人520及機器人控制裝置530之搬送裝置581。機器人520以搭載於搬送裝置581之狀態配置於工具機510前方之特定位置，並執行作業對象物(以下記載為工件)向工具機510內之裝載/卸載等特定作業。亦即，機器人系統500構成為藉由機器人520使工件向工具機510之裝載/卸載自動化之自動化系統。搬送裝置581例如係台車或AGV(Automated Guided Vehicle，自動導引車；無人搬送車)。

示教裝置550無線或有線連接於機器人控制裝置530，被用於對機器人520予以示教。此外，於機器人系統500之實際運用時，由於使用示教裝置550製作之控制程式為被登錄於機器人控制裝置530內之狀態，故示教裝置550可自機器人系統500省略。

於如圖9之機器人系統500中，在機器人520執行工件之裝載/卸載等作業時，搭載有機器人520之搬送裝置581之位置改變。因此，機器人520必須構成為可計測機器人520對於工具機510之位置偏移，並對於工具機510正確地進行作業。因此，於機器人520之臂前端部521搭載視覺感測器571，機器人520(機器人控制裝置530)構成為使用視覺感測器571檢測機器人520對於作業空間(工具機510)之位置偏移，修正該位置偏移並執行作業。

示教裝置550提供製作程式(以下，亦將如此之程式稱為計測程式)之功能，該程式藉由搭載於機器人520之臂前端部521之視覺感測器571，計測設置於作業空間(工具機510)之特定位置之標記504之三維位置，並計測與對於機器人520之作業空間之所期望之位置之位置偏移。包含使用示教裝置550製作之計測程式之控制程式被登錄於機器人控制裝置530，以後，機器人520(機器人控制裝置530)可以檢測與對於機器人520之作業空間之所期望之位置之位置偏移，進行位置修正並執行特定作業之方式動作。

視覺感測器571可為二維相機，或可為三維位置檢測器。於本實施形態中，假設視覺感測器571係二維相機。視覺感測器571連接於機器人控制裝置530。假設機器人控制裝置530具有：用於控制視覺感測器571之功能、及進行對於視覺感測器571拍攝到之圖像之各種圖像處理之功能等。又，假設包含表示以機器人520為基準之視覺感測器571之位置之資料的校準資料被預先記憶於機器人控制裝置530之記憶體。

圖10係機器人控制裝置530之功能方塊圖。如圖10所示，機器人控制裝置530具備：記憶控制程式及其他各種資訊之記憶部631、依照控制程式來控制機器人520之動作之動作控制部632、標記位置計測部633、相對位置計算部634、計測精度評估部635、及異常檢測時處理部636。

標記位置計測部133使用視覺感測器571計測標記504之三維位置。於本實施形態中，作為一例，標記位置計測部633使用作為二維相機之視覺感測器571藉由立體計測法進行標記504之位置計測。亦即，標記位置計測部633改變包含二維相機之視覺感測器571之位置而自2個不同之位置拍攝同一標記504，並算出該標記504之三維位置。該方法帶來藉由使用較廉價之二維相機，而可低成本地實現位置計測系統之優點。此外，可使用用於計測標記(亦被稱為目標標示或視覺標記)之位置的於本領域內所知悉之其他方法。

於記憶部631中記憶有表示以設定於機器人520之臂前端部521之座標系(機械式座標系)為基準之二維相機(視覺感測器571)之位置的校準資料。另一方面，機器人控制裝置530(標記位置計測部633)可掌握機器人520之動作時之臂前端部521之位置及姿勢。因此，機器人控制裝置530(標記位置計測部633)藉由相應於機器人520之動作，將機械式座標系轉換成機器人座標系，而可將二維相機(視覺感測器571)之攝像時之感測器座標系與機器人座標系建立對應關係。藉此，可於標記位置計測部633中，求得對象(標記504)之位置作為機器人座標系中之三維位置。

相對位置計算部634基於計測到之標記位置，求得作業空間(工具機510)與機器人520之相對位置(換言之，機器人520對於作業空間自所期望位置之偏移量)。

動作控制部632基於計算出之作業空間與機器人之相對位置關係(機器人520對於作業空間自所期望位置之偏移量))，以機器人520以自規定之位置及姿勢修正後之正確位置及姿勢執行作業之方式，控制機器人520。

計測精度評估部635具有對標記位置計測部633計測一個標記504之位置後之計測結果之精度予以評估之功能。

標記位置計測部633可構成為於計測精度評估部635評估為計測精度低時，使計測之標記數增加。作為一例，於使用3個標記進行計測時，如以下般進行。將3個標記配置於示教點周圍之位置。將計測到之第1個標記之位置設為原點位置，將計測到之第2個標記之位置設為X軸方向之位置，將計測到之第3個標記之位置設為位於XY平面上，而掌握座標系(作業空間之座標系)之位置、姿勢。

機器人控制裝置530當利用上述之方法掌握機器人520與作業空間(工具機510)之相對位置關係後，一面以將機器人520與作業空間之位置關係維持為所期望之位置關係之方式執行修正動作，一面使機器人1執行特定作業(工件向工具機510內之裝載/卸載等)。

異常檢測時處理部636於在機器人1執行特定作業之過程中，檢測到因使用標記之檢測結果之修正動作引起之異常時，控制機器人520，使視覺感測器571返回並停止至標記之攝像位置(亦即，進行異常要因之檢測之位置)。此處，因修正動作引起之異常例如係於機器人520配置工件時無法配置於正確位置之情形(就位錯誤等)。如此，於檢測到因修正動作引起之異常時，機器人520(視覺感測器571)自動返回攝像位置(亦即進行用於產生修正動作之攝像之位置)，故而操作者可迅速且容易地進行與標記之檢測功能相關之調整(參數調整等)。

參照上述之圖1至圖8所說明之機器人系統100、與參照圖9至圖10所說明之機器人系統500具備：機器人；及機器人控制裝置，其以基於感測器對於檢測對象之檢測結果使機器人執行特定作業之方式進行控制；且機器人控制裝置具備異常檢測時處理部，該異常檢測時處理部相應於檢測到由感測器進行之檢測動作之異常，以使機器人返回並停止至進行異常之要因之檢測之時點之位置之方式進行控制。

圖3、圖10所示之功能方塊圖之功能分配係例示，關於功能分配可能存在各種例子。例如，亦可能存在下述構成，即：將具有作為上述之實施形態之圖像處理部152之功能之視覺感測器控制裝置配置成與機器人控制裝置為個別構體之裝置。

圖3、圖10所示之機器人控制裝置及上位控制裝置之功能區塊可藉由該等裝置之處理器執行儲存於記憶裝置之各種軟體來實現，或可藉由以ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特定應用積體電路)等硬體為主體之構成來實現。

執行上述之實施形態之圖5之定位控制、圖7之異常檢測時處理等之各種處理之程式可記錄於電腦可讀取之各種記錄媒體(例如，ROM、EEPROM、快閃記憶體等半導體記憶體、磁性記錄媒體、CD-ROM、DVD-ROM等光碟)。

2:支架 10:機器人 20:輸送機控制裝置 25:輸送機 26:馬達 30:手部 40:示教裝置 41:顯示部 50:機器人控制裝置 51:處理器 52,62:記憶體 53:輸入輸出介面 54:操作部 60:上位控制裝置 61:處理器 63:顯示部 64:操作部 65:輸入輸出介面 71,72,73:攝像裝置 81,91:工件 82,83,92:突出部 82a,83a:孔部 100:機器人系統 145:錯誤顯示畫面 151:動作控制部 152:圖像處理部 153:異常檢測時處理部 154:資訊記錄部 155:動作程式 161:控制部 162:異常時處理部 163:資訊記錄部 164:控制程式 201:箭頭 252:螢幕座標系 261:基準圖像 262:圖像 500:機器人系統 504:標記 510:工具機 520:機器人 521:臂前端部 530:機器人控制裝置 550:示教裝置 571:視覺感測器 581:搬送裝置 631:記憶部 632:動作控制部 633:標記位置計測部 634:相對位置計算部 635:計測精度評估部 636:異常檢測時處理部 P1,P2:設定點 u,v:軸

圖1係顯示一實施形態之機器人系統之構成之圖。 圖2係顯示機器人控制裝置及上位控制裝置之硬體構成例之圖。 圖3係機器人控制裝置及上位控制裝置之功能方塊圖。 圖4係進行由攝像裝置進行之檢測之情形之基準圖像之例。 圖5係使用攝像裝置之定位控制之流程圖。 圖6係定位控制時之攝像圖像之例。 圖7係顯示異常發生時處理之流程圖。 圖8係顯示與異常之內容相關之資訊之例之圖。 圖9係顯示另一實施形態之機器人系統之構成之圖。 圖10係圖9之機器人系統之機器人控制裝置之功能方塊圖。

10:機器人

20:輸送機控制裝置

25:輸送機

40:示教裝置

50:機器人控制裝置

60:上位控制裝置

71,72,73:攝像裝置

151:動作控制部

152:圖像處理部

153:異常檢測時處理部

154:資訊記錄部

155:動作程式

161:控制部

162:異常時處理部

163:資訊記錄部

164:控制程式

Claims (9)

1. 一種機器人系統，其具備： 機器人；及 機器人控制裝置，其以基於感測器對於檢測對象之檢測結果使前述機器人執行特定作業之方式進行控制；且 前述機器人控制裝置具備異常檢測時處理部，該異常檢測時處理部相應於檢測到由前述感測器進行之檢測動作之異常，以使前述機器人返回並停止至進行前述異常之要因之檢測之時點之位置之方式進行控制。
2. 如請求項1之機器人系統，其中前述機器人控制裝置一面藉由前述感測器檢測前述檢測對象，一面使前述機器人執行前述特定作業；且 前述異常檢測時處理部相應於在由前述感測器進行之檢測動作中檢測到前述異常，以使前述機器人返回並停止至檢測到前述異常之時點之位置之方式進行控制。
3. 如請求項1或2之機器人系統，其進一步具備： 搬送裝置，其搬送物品；及 上位控制裝置，其控制前述搬送裝置及前述機器人控制裝置；且 前述異常檢測時處理部進一步相應於檢測到前述異常，對前述上位控制裝置輸出表示檢測到前述異常之信號； 前述上位控制裝置具備異常時處理部，該異常時處理部相應於接收前述信號，以使前述搬送裝置返回並停止至檢測到前述異常之時點之位置之方式進行控制。
4. 如請求項1至3中任一項之機器人系統，其進一步具備示教裝置，該示教裝置連接於前述機器人控制裝置，且用於對前述機器人予以示教。
5. 如請求項4之機器人系統，其中前述異常檢測時處理部於前述機器人返回檢測到前述異常之時點之位置之狀態下使前述感測器作動，使前述感測器之輸出結果顯示於前述示教裝置之顯示畫面。
6. 如請求項5之機器人系統，其中前述感測器係攝像裝置；且 前述輸出結果係前述攝像裝置之攝像圖像。
7. 如請求項4至6中任一項之機器人系統，其中前述異常檢測時處理部相應於檢測到前述異常，使與前述異常之內容相關之資訊顯示於前述示教裝置之顯示畫面。
8. 如請求項4至7中任一項之機器人系統，其中前述異常檢測時處理部使與檢測到前述異常之時點之前述機器人之動作條件相關之資訊顯示於前述示教裝置之顯示畫面。
9. 如請求項1之機器人系統，其中前述感測器係搭載於前述機器人之視覺感測器，且 前述機器人控制裝置構成為藉由利用前述視覺感測器檢測配置於作業空間之1個或複數個標記，而執行修正前述機器人對於前述作業空間之位置之修正動作； 前述異常係因前述修正動作引起者； 前述異常檢測時處理部相應於檢測到前述異常，以前述視覺感測器返回檢測到前述標記之位置之方式控制前述機器人。

Images