JP2000296487A - ロボット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボット装置による作業時間を短縮して作業
効率の向上を図ること。 【解決手段】 コンベア９で搬送されるワークｗを把持
するグリッパ８１、およびグリッパ８１を移動させてワ
ークｗをパレット７に積み換えるハンドリング装置８２
を有したパレタイズロボット８と、ハンドリング装置８
２の作動を制御するパレタイズロボットコントローラ５
と、ワークｗを撮影するカメラ３１を有した視覚ロボッ
ト３と、カメラ３１からの入力に基づいて、ワークｗの
予め設定された基準位置に対するずれ量を求め、パレタ
イズロボットコントローラ５に対してずれ量に基づく補
正値を出力するずれ量演算処理部１０と、を備え、視覚
ロボット３をパレタイズロボット８の作業実行位置より
も上流位置に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンベアなどの搬
送装置で送られてくるワークに対して、切削などの加工
やワークの移動などの所定の作業を実行するロボット装
置に関し、特にカメラなどの視覚入力手段を用いて送ら
れてくるワークのずれを補正する構成を有したロボット
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のような視覚入力手段によりワーク
のずれを補正可能に構成されたロボット装置として、例
えば、図３に示すようなものが知られている。このロボ
ット装置は、コンベア０９で搬送されるワーク０１をヘ
ッド部としてのワークグリッパ０６で把持してパレット
０７に移し換える装置であって、前記ワークグリッパ０
６はハンドリング装置０１０により任意に移動可能に構
成されている。ワーク０１は、形状を三次元的に形成さ
れており、穴等も設けられているため、正規把持位置が
予め設定されている。また、ワークグリッパ０６には、
視覚入力手段としての視覚カメラ０２が取り付けられて
いて、ワークグリッパ０６により把持する位置に送られ
てきたワーク０１を撮影する。そして、この視覚カメラ
０２が撮影したワーク０１の位置情報は、ロボットコン
トローラ０３に入力され、このロボットコントローラ０
３の補正部では、送られてきたワーク０１が予め設定さ
れている正規位置に対してどのくらいずれているかを演
算するよう構成されていた。さらに、コントローラ０３
は、ワークグリッパ０６によりワーク０１を把持する位
置を、予め設定されている正規把持位置に対して補正部
で求めたずれ量だけずらしてワーク０１を把持するよう
構成されていた。

【０００３】したがって、ワーク０１が、コンベア０９
に載せられたとき、あるいはコンベア０９により搬送さ
れる間に、正規の位置からずれても、ワークグリッパ０
６により常に正規の把持位置を把持して、正確にパレッ
ト０７に移し換えることができるというものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来技術にあっては、ワーク０１がワークグリッパ０６に
より把持する位置（図中０ｎで示す位置）に送られてき
てから視覚カメラ０２により撮影して補正部でずれ量を
演算し、その後、ハンドリング装置０１０によりワーク
グリッパ０６を移動させるとともに、ワークグリッパ０
６による把持作業を行うもので、ワーク０１が送られて
きてから作業を開始するまでに時間を要するもので、こ
れによりワーク０１の搬送可能な量も少なくなって、作
業効率が悪いという問題を有していた。加えて、ワーク
０１のずれ量の認識精度を高くするには、視覚カメラ０
２によるワーク０１のチェックポイント数を数多く設定
するのが好ましいが、このようにチェックポイント数を
増やすと、それだけ視覚カメラ０２により視覚情報を入
力する時間が長くなって、上記作業効率が悪いという問
題がよりいっそう顕著になるものであった。

【０００５】本発明は、上述のような従来の問題点に着
目してなされたもので、ロボット装置による作業時間を
短縮して、作業効率の向上を図ることを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明では、搬送手段により搬送される作業対象と
なるワークに対して、所定の作業を加えるヘッド部と、
このヘッド部を移動させるハンドリング装置と、このハ
ンドリング装置の作動を制御するコントローラと、前記
ワークを撮影する視覚入力手段と、この視覚入力手段か
らの入力に基づいて、ワークの予め設定された基準位置
に対するずれ量を求め、前記コントローラに対してずれ
量に基づく補正値を出力する補正手段と、を備えたロボ
ット装置において、前記視覚入力手段を、前記搬送手段
におけるヘッド部による作業実行位置よりも上流位置に
設けた。したがって、ワークがヘッド部による作業実行
位置に送られてくる前の段階において、ヘッド部ならび
にハンドリング装置により作業を実行している間に視覚
入力手段によりワークを撮影してずれ量を求めることが
できる。よって、ワークが作業実行位置に送られてきた
ら、即座に、作業を実行開始できる。

【０００７】なお、請求項２に記載のように、請求項１
記載のロボット装置において、前記搬送手段が、ヘッド
部による作業時間中搬送を停止して搬送・停止を繰り返
しながら順送りにワークを搬送するよう構成されている
場合、前記視覚入力手段を、ヘッド部による作業実行位
置の１回前の停止位置に配置するのが好ましい。この構
成では、視覚入力手段からの入力により補正手段におい
てワークのずれ量を求めた後、そのワークは、１回の送
り分で作業実行位置に達するため、ずれ量を認識した位
置から作業実行位置まで搬送される間にワークに新たに
ずれが生じ難く、作業実行位置と視覚入力位置が離れて
いても、高い作業精度を確保できる。

【０００８】また、請求項３に記載のように、請求項１
または２記載のロボット装置において、前記視覚入力手
段を、第２のハンドリング装置に支持し、前記ワークに
おいて、複数箇所に設定された基準位置を入力するよう
構成するのが好ましい。したがって、ワークのずれ量の
認識ポイント数が多くなって、ワークに対する作業精度
が向上する。また、多種類のワーク形状に対応可能とな
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。まず、構成を説明する。図１は
本発明の実施の形態を示す全体構成図であって、図にお
いて３は視覚ロボット、７はパレット、８はパレタイズ
ロボット、９はコンベアである。

【００１０】前記コンベア９は、ワークｗを搬送するも
のであり、前記パレタイズロボット８による作業時間だ
け停止して、順々にワークｗを搬送するものであり、図
においてワークｗを想像線で示す位置が各ワークｗの停
止位置である。

【００１１】前記パレタイズロボット８は、コンベア９
の端部、すなわち、図においてｎで示す位置まで送られ
たワークｗをパレット７に乗り換えさせる装置であっ
て、ワークｗを負圧により吸入して把持するヘッド部と
してのグリッパ８１と、このグリッパ８１を任意の位置
に３次元的に移動可能なハンドリング装置８２とを備え
ている。

【００１２】前記パレタイズロボット８の作動は、パレ
タイズロボットコントローラ５により制御されるもの
で、このパレタイズロボットコントローラ５は、図にお
いてｎで示す位置に送られてきたワークｗを、このワー
クｗの予め設定された正規把持位置でグリッパ８１によ
り把持するように構成されている。

【００１３】前記コンベア９において、パレタイズロボ
ット８が設けられている位置よりも１回送り分の上流位
置、すなわち、図においてｎ＋１で示されるワークｗの
位置には、視覚ロボット３が設けられている。この視覚
ロボット３は、視覚入力手段としてのカメラ３１と、こ
のカメラ３１を任意の位置に３次元的に移動させること
ができるハンドリング装置３２とで構成されているもの
で、ハンドリング装置３２によりカメラ３１を任意の位
置に移動させてワークｗの所定箇所を撮影可能に構成さ
れている。この視覚ロボット３の作動は、視覚ロボット
コントローラ４により制御されるよう構成されている。

【００１４】また、視覚ロボットコントローラ４には、
カメラ３１によりワークｗの所定位置を撮影して、ワー
クｗの予め設定された正規位置に対するずれ量を演算す
るずれ量演算処理部１０が設けられている。すなわち、
本実施の形態では、ワークｗとして形状を三次元的に形
成された自動車のドアを想定しており、このドアの４つ
の角部（図においてｅで示す）を撮影し、この４つの角
部の位置に基づいてワークｗの正規位置に対するずれ量
を認識するよう構成されている。

【００１５】また、前記ずれ量演算処理部１０で求めら
れたずれ量はパレタイズロボットコントローラ５に入力
され、ワークｗを把持する際に、正規把持位置からこの
ずれ量だけずれた位置でワークｗを把持する制御を実行
するよう構成されている。

【００１６】次に、視覚ロボットコントローラ４とパレ
タイズロボットコントローラ５による制御内容を説明す
る。図２は本発明の実施の形態の視覚ロボットコントロ
ーラ４とパレタイズロボットコントローラ５の処理の流
れを示す動作フローチャートであり、フローチャート上
部から下部へ向かって時系列順に作用を説明していく。

【００１７】まず、ステップ１００では、視覚ロボット
コントローラ４およびパレタイズロボット５の両方にお
いて、新たにワークｗが搬送されて来るのを待つ。次
に、ワークｗが到着したら、視覚ロボットコントローラ
４では、ステップ１０１において、パレタイズロボット
８による作業を行う位置ｎの１回分だけ上流のｎ＋１位
置で、視覚ロボット３のカメラ３１を、ワークｗの４カ
所の認識位置ｅの真上に移動させ、各角部の位置をとら
えることによりワークｗの位置を認識する。

【００１８】次に、ステップ１０２では、ステップ１０
１において認識したワークｗの位置によりワークｗの正
規位置に対するずれ量を演算する。すなわち、コンベア
９において、最上流ではワークｗを、例えば、コンベア
９の中心線に対して予め決められた位置に載せることに
なっており、この正規位置に対する平面的なずれ量をこ
こで演算するものである。

【００１９】上述のように、視覚ロボットコントローラ
４においてステップ１０１の処理を実行している間に、
パレタイズロボットコントローラ５にあっては、ステッ
プ３０１〜３０３の処理を実行する。ステップ３０１で
は、把持位置補正処理を実行する。すなわち、現時点で
ｎの位置に搬送されているワークｗが、ｎ＋１の位置に
あったときにずれ量演算処理部１０において演算された
ずれ量に基づいて、正規把持位置からずれ量分だけずれ
た位置を把持位置とする補正を実行する。ステップ３０
２では、グリッパ８１を把持位置に移動させるべくハン
ドリング装置８２を作動させた後、グリッパ８１により
ワークｗを吸引して把持する処理を実行する。ステップ
３０３では、ハンドリング装置８２によりワークｗをパ
レット７に移し換え、グリッパ８１による吸引を停止さ
せ、ワークｗをパレット７に積み込む処理を終える。

【００２０】上述したステップ１０２におけるずれ量の
演算、およびステップ３０３におけるパレット積込処理
が終了したら、再び、ステップ１００に進んでワークｗ
の搬送を待つ。ちなみに、実際には、ステップ１０２お
よびステップ３０３の処理が終了したら、コンベア９に
向けて信号を出力し、これによりコンベア９がワークｗ
を１回送り分だけ送る処理を実行し、この処理の終了を
待つものである。

【００２１】したがって、本実施の形態では、ワークｗ
が、コンベア９により１ステップずつ搬送されてきたと
きに、パレタイズロボット８が、図中ｎの位置のワーク
ｗを把持してパレット７に移し換える作動を実行してい
る間に、視覚ロボット３は、図中ｎ＋１の位置のワーク
ｗをカメラ３１で撮影して、ワークｗの正規位置からの
ずれ量を演算する。そして、このずれ量を求めたワーク
ｗがｎの位置に送られたときに、そのワークｗがｎ＋１
の位置にあるときに求めたずれ量に基づいて、パレタイ
ズロボット８による把持位置を補正する。

【００２２】よって、本実施の形態では、パレタイズロ
ボット８によりワークｗを把持する際に、ずれ量を認識
することを待つ必要が無く、ワークｗが送られてきたら
即座に把持して作業を行うことができ、従来よりも作業
時間を短縮して作業効率の向上を図ることができる。そ
して、本実施の形態では、ずれ量を認識するにあたっ
て、これをパレタイズロボット８が作業を実行する間に
行うことができるため、ずれ量の演算精度を高くするた
めに、撮影するポイント数を増やしても、この撮影を実
行するのに十分な時間があり、作業効率を低下させるこ
となく認識精度の向上を図ることができる。

【００２３】さらに、実施の形態では、カメラ３１を視
覚ロボット３に設けて、カメラ３１の撮影位置を任意に
移動させることができる構成としているため、精度向上
のために認識点を増加させるのが容易であるとともに、
コンベア９を流れるワークｗの種類が多くても、対応す
るのが容易である。

【００２４】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られ
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計の変更などがあっても本発明に含まれる。例え
ば、実施の形態では、視覚入力手段としてのカメラ３１
をハンドリング装置３２により任意に移動可能に構成し
たが、この視覚入力手段は、ロボット装置により所定の
作業を実行する位置よりも上流に設置するのであれば、
固定であってもよい。また、実施の形態では、搬送装置
としてのコンベア９は、１ステップずつワークｗを送る
ようにした例を示したが、搬送装置は、ワークを一定速
で送り、視覚入力手段を、その送り速度で移動するよう
構成し、移動しながら正規位置に対するずれ量を求める
ような構成としてもよい。例えば、図１においてＢで示
す範囲がヘッド部（パレタイズロボット８）による作業
範囲であり、図中Ａで示す範囲が、視覚入力手段により
撮影する範囲Ａとなる。また、実施の形態では、ロボッ
ト装置のヘッド部としてワークｗを把持するグリッパ８
１を示したが、その作業としては、ワークｗの把持に限
らず、切削などの他の加工を行うものでもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のロボット
装置にあっては、ワークがヘッド部による作業実行位置
に送られてくる前の段階において、ヘッド部ならびにハ
ンドリング装置により作業を実行している間に視覚入力
手段によりワークを撮影してずれ量を求めることがで
き、よって、ワークが作業実行位置に送られてきたら、
即座に、作業を実行開始できるものであり、作業時間を
短縮して作業効率を向上させることができるという効果
が得られる。また、請求項２に記載の発明では、ずれ量
を認識した位置から作業実行位置まで搬送される間にワ
ークに新たにずれが生じ難く、作業実行位置と視覚入力
位置が離れていても、高い作業精度を確保できるという
効果が得られる。また、請求項３に記載の発明では、ワ
ークのずれ量の認識ポイント数が多くなって、ワークに
対する作業精度を向上させたり、多種類のワーク形状に
対応可能となり、品質向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す全体図である。

【図２】本発明の実施の形態制御フロー図である。

【図３】従来技術を示す全体図である。

【符号の説明】

ｗ ワーク ３ 視覚ロボット ３１ カメラ（視覚入力手段） ３２ ハンドリング装置（第２のハンドリング装置） ４ 視覚ロボットコントローラ ５ パレタイズロボットコントローラ ７ パレット ８ パレタイズロボット ８１ グリッパ（ヘッド部） ８２ ハンドリング装置（第１のハンドリング装置） ９ コンベア（搬送装置）

フロントページの続き (72)発明者 四方 寿人 神奈川県平塚市天沼10番１号 日産車体株 式会社内 Ｆターム(参考） 3F059 AA02 AA06 AA13 BA02 BA08 BA09 BB02 DA02 DB05 FB12 FB16 FC01 FC04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送手段により搬送される作業対象とな
   るワークに対して、所定の作業を加えるヘッド部と、 このヘッド部を移動させるハンドリング装置と、 このハンドリング装置の作動を制御するコントローラ
   と、 前記ワークを撮影する視覚入力手段と、 この視覚入力手段からの入力に基づいて、ワークの予め
   設定された基準位置に対するずれ量を求め、前記コント
   ローラに対してずれ量に基づく補正値を出力する補正手
   段と、を備えたロボット装置において、 前記視覚入力手段が、前記搬送手段におけるヘッド部に
   よる作業実行位置よりも上流位置に設けられていること
   を特徴とするロボット装置。
2. 【請求項２】 前記搬送手段は、ヘッド部による作業時
   間中搬送を停止して搬送・停止を繰り返しながら順送り
   にワークを搬送するよう構成されており、前記視覚入力
   手段は、ヘッド部による作業実行位置の１回前の停止位
   置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のロ
   ボット装置。
3. 【請求項３】 前記視覚入力手段が、第２のハンドリン
   グ装置に支持され、前記ワークにおいて、複数箇所に設
   定された基準位置を入力するよう構成されていることを
   特徴とする請求項１または２記載のロボット装置。