JPH066271B2 - 視覚センサ付ロボツトの制御方法 - Google Patents
視覚センサ付ロボツトの制御方法Info
- Publication number
- JPH066271B2 JPH066271B2 JP59197661A JP19766184A JPH066271B2 JP H066271 B2 JPH066271 B2 JP H066271B2 JP 59197661 A JP59197661 A JP 59197661A JP 19766184 A JP19766184 A JP 19766184A JP H066271 B2 JPH066271 B2 JP H066271B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target work
- hand
- point
- visual sensor
- robot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主に２次元情報を取り扱う画像データに基づい
てロボットを動作させる視覚センサ付ロボットの制御方
法に関する。
てロボットを動作させる視覚センサ付ロボットの制御方
法に関する。
従来、この種のロボットのハンドを制御する場合、例え
ば第３図に示すように視覚センサ（カメラ）１により、
ロボットハンドの移動目標位置P2（x1，y1，z1）を視覚
検出する。なお、画像データは本来２次元情報のため、
予め設定されたカメラ１の高さH0と上記２次元情報（２
自由度画角情報）を用いてP2を算出する。
ば第３図に示すように視覚センサ（カメラ）１により、
ロボットハンドの移動目標位置P2（x1，y1，z1）を視覚
検出する。なお、画像データは本来２次元情報のため、
予め設定されたカメラ１の高さH0と上記２次元情報（２
自由度画角情報）を用いてP2を算出する。
また、ロボットを移動させる場合には、移動時のロボッ
トと物体との干渉を避けるために、上記P2点より充分に
（距離ｈだけ）カメラ側の位置P1（x1，y1，z1−ｈ）を
求める。そして、ロボットを移動させる際には、まずロ
ボットハンドを矢印Ａに示すように水平に点P1まで移動
させ、次に矢印Ｂに示すように光軸方向に点P2まで移動
させる。
トと物体との干渉を避けるために、上記P2点より充分に
（距離ｈだけ）カメラ側の位置P1（x1，y1，z1−ｈ）を
求める。そして、ロボットを移動させる際には、まずロ
ボットハンドを矢印Ａに示すように水平に点P1まで移動
させ、次に矢印Ｂに示すように光軸方向に点P2まで移動
させる。
ここで、距離H0が不変の場合は問題はないが、パレット
内ワークなど一般的には変動することが多い。
内ワークなど一般的には変動することが多い。
画像による２次元情報とは、実際には３次元のものを２
次元化したものであり、情報量は２自由度画角（α，
β）（第３図ではαのみ記入）だけであるため、画面上
の１点（x1，y1）は空間では直線ｌ（x1，y1）としての
意味をもつ。
次元化したものであり、情報量は２自由度画角（α，
β）（第３図ではαのみ記入）だけであるため、画面上
の１点（x1，y1）は空間では直線ｌ（x1，y1）としての
意味をもつ。
したがって、H0がΔHだけ誤差を持つと、ロボットの位
置決め誤差は、 となる。
置決め誤差は、 となる。
従来は、レイアウトの関係でα，βがあまり大きくない
ため、この誤差は無視し、P1点からP2点への移動を遅く
し、かつハンドがワークに接触したかどうかをチェック
することにより問題解決を図っていた。
ため、この誤差は無視し、P1点からP2点への移動を遅く
し、かつハンドがワークに接触したかどうかをチェック
することにより問題解決を図っていた。
しかし、ΔＨが大きい場合やα，βが大きい場合（カメ
ラが広い視野を持つ場合）には、この誤差が大きくな
り、ハンドの設計で誤差を許容しようとしても困難とな
る。
ラが広い視野を持つ場合）には、この誤差が大きくな
り、ハンドの設計で誤差を許容しようとしても困難とな
る。
例えば、対象ワークとして第５図に示すように円筒状の
ブッシュＢのバンドリングをロボットで行なう場合につ
いて考えると、パレット２の中に適当に入れられたブッ
シュＢはいろいろな高さにある。何段目にあるかをデー
タとしてコントローラに与えても、最大１００mmの高さ
の誤差を生じる。
ブッシュＢのバンドリングをロボットで行なう場合につ
いて考えると、パレット２の中に適当に入れられたブッ
シュＢはいろいろな高さにある。何段目にあるかをデー
タとしてコントローラに与えても、最大１００mmの高さ
の誤差を生じる。
したがって、上記第(1)式に示すようにパレット２の周
辺部、すなわち画角（α，β）が大きくなる程、誤差が
大きくなり、第５図に示すようにｘ方向でδx＝２０mm
に達する場合がある。
辺部、すなわち画角（α，β）が大きくなる程、誤差が
大きくなり、第５図に示すようにｘ方向でδx＝２０mm
に達する場合がある。
ロボットハンドは±１０mmの誤差には対応できるもので
あるが、上記従来の制御方法では約７５％しかハンドリ
ングできなかった。
あるが、上記従来の制御方法では約７５％しかハンドリ
ングできなかった。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、視覚センサ
と対象ワークとの距離が変動しても、確実にその対象ワ
ークにロボットを移動させることができる視覚センサ付
ロボットの制御方法を提供することを目的とする。
と対象ワークとの距離が変動しても、確実にその対象ワ
ークにロボットを移動させることができる視覚センサ付
ロボットの制御方法を提供することを目的とする。
この発明では、対象ワークの近接を検出するセンサを備
え、視覚センサとの距離が変動する対象ワークまでロボ
ットのハンドを移動制御する視覚センサ付ロボットの制
御方法において、視覚センサによって対象ワークを撮像
し、該撮像画像から得られる２自由度画角情報によって
視覚センサから対象ワークに至る直線経路を求める第１
の工程と、前記直線経路上であって視覚センサからの距
離が前記対象ワークまでの距離よりも近い位置にある第
１の点および視覚センサからの距離が前記対象ワークま
での距離よりも遠い位置にある第２の点の位置座標を求
める第２の工程と、ロボットハンドを待機点から前記第
１の点まで移動させた後、該第１の点から前記求めた直
線経路に沿って前記ハンドを低速で移動させる第３の工
程と、前記ハンドの低速移動中、前記センサによって対
象ワークの近接が検出されると、ハンドの移動を停止さ
せこの位置でハンドによって対象ワークを把持するとと
もに、前記第２の点に至るまで前記センサによって対象
ワークが検出されない場合は所定のエラー処理を実行す
る第４の工程と、前記対象ワークを把持した後、該把持
位置から上方に所定距離だけ離間した第３の点までハン
ドを移動させ、更にこの第３の点から所定のワーク移動
位置までハンドを移動させる第５の工程とを具えるよう
にする。
え、視覚センサとの距離が変動する対象ワークまでロボ
ットのハンドを移動制御する視覚センサ付ロボットの制
御方法において、視覚センサによって対象ワークを撮像
し、該撮像画像から得られる２自由度画角情報によって
視覚センサから対象ワークに至る直線経路を求める第１
の工程と、前記直線経路上であって視覚センサからの距
離が前記対象ワークまでの距離よりも近い位置にある第
１の点および視覚センサからの距離が前記対象ワークま
での距離よりも遠い位置にある第２の点の位置座標を求
める第２の工程と、ロボットハンドを待機点から前記第
１の点まで移動させた後、該第１の点から前記求めた直
線経路に沿って前記ハンドを低速で移動させる第３の工
程と、前記ハンドの低速移動中、前記センサによって対
象ワークの近接が検出されると、ハンドの移動を停止さ
せこの位置でハンドによって対象ワークを把持するとと
もに、前記第２の点に至るまで前記センサによって対象
ワークが検出されない場合は所定のエラー処理を実行す
る第４の工程と、前記対象ワークを把持した後、該把持
位置から上方に所定距離だけ離間した第３の点までハン
ドを移動させ、更にこの第３の点から所定のワーク移動
位置までハンドを移動させる第５の工程とを具えるよう
にする。
上記直線に沿って移動すれば、必らず対象ワークにめぐ
り会うことになり、視覚センサと対象ワークとの距離に
かかわらず正確に対象ワークまで移動することができ
る。
り会うことになり、視覚センサと対象ワークとの距離に
かかわらず正確に対象ワークまで移動することができ
る。
以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明による視覚センサ付ロボットの制御方法
を用いてワークをハンドリングする一例を示す図であ
る。
を用いてワークをハンドリングする一例を示す図であ
る。
第１図において、まずロボットハンド１０の適所に近接
スイッチ１１を配設する。この近接スイッチ１１は、ワ
ーク１２を検出するもので、近接スイッチ１１がワーク
１２を検出したときにロボットの移動を停止し、ハンド
１０を閉じればワーク１２を把持できるようになってい
る。
スイッチ１１を配設する。この近接スイッチ１１は、ワ
ーク１２を検出するもので、近接スイッチ１１がワーク
１２を検出したときにロボットの移動を停止し、ハンド
１０を閉じればワーク１２を把持できるようになってい
る。
このロボットハンド１０は、ティーチング点P0→P1→P3
→P4→P5の示す経路で移動し、ワーク１２をパレット１
３の中からコンベア１４まで運ぶ。なお、ティーチング
点P2は必ずしもハンド１０が通過する点ではないが、テ
ィーチングする必要がある。
→P4→P5の示す経路で移動し、ワーク１２をパレット１
３の中からコンベア１４まで運ぶ。なお、ティーチング
点P2は必ずしもハンド１０が通過する点ではないが、テ
ィーチングする必要がある。
上記ティーチング点P0〜P5のうち、P1，P2，P3，P4は予
め教示することができる点ではなく、カメラ１５の画像
データにより、あるいはロボットの移動中に定まる。い
ま、これらの点を仮の位置、 P1＝(x1′，y1′，z1)，P2＝(x2′，y2′，z2) P3＝(x3′，y3′，z3′)，P4＝(x3′，y3′，z3′−50
0) でティーチングしておく。なお、上記仮の位置からも明
らかなように、P1とP2のｚ座標はそれぞれ第１図に示す
ように既知の値で、Z2はパレット１３の底部の位置であ
り、Z1はZ2よりもカメラ１５側で少なくとも最も上にあ
るワークの位置よりも上方で、かつハンド１０の移動中
にハンド１０とパレット１３との干渉が生じない任意の
位置である。また、P4はP3よりも５００mmだけ真上の点
である。
め教示することができる点ではなく、カメラ１５の画像
データにより、あるいはロボットの移動中に定まる。い
ま、これらの点を仮の位置、 P1＝(x1′，y1′，z1)，P2＝(x2′，y2′，z2) P3＝(x3′，y3′，z3′)，P4＝(x3′，y3′，z3′−50
0) でティーチングしておく。なお、上記仮の位置からも明
らかなように、P1とP2のｚ座標はそれぞれ第１図に示す
ように既知の値で、Z2はパレット１３の底部の位置であ
り、Z1はZ2よりもカメラ１５側で少なくとも最も上にあ
るワークの位置よりも上方で、かつハンド１０の移動中
にハンド１０とパレット１３との干渉が生じない任意の
位置である。また、P4はP3よりも５００mmだけ真上の点
である。
さて、カメラ１３が運ぶべきワーク１２を撮像し、その
ワーク１２の画角（α，β）が読み込まれると、P1，P2
の座標、 α，β，z1→P1（x1，y1，z1） α，β，z2→P2（x2，y2，z2） を計算する。これにより、P1，P2の正しい位置がティー
チングされる。
ワーク１２の画角（α，β）が読み込まれると、P1，P2
の座標、 α，β，z1→P1（x1，y1，z1） α，β，z2→P2（x2，y2，z2） を計算する。これにより、P1，P2の正しい位置がティー
チングされる。
次に、第２図に示すフローチャートにしたがってロボッ
トの動作を説明する。
トの動作を説明する。
まず、カメラ１５から画角（α，β）を読み込み（ステ
ップ１００）、P1，P2を計算する（ステップ１０１）。
次に、ハンド１０をP0からP1へ移動させる。
ップ１００）、P1，P2を計算する（ステップ１０１）。
次に、ハンド１０をP0からP1へ移動させる。
続いて、P1からP2に向かって直線補間を行ない低速で移
動させるとともに（ステップ１０３）、近接センサ１１
がワーク１２を検出したか否かを判断する（ステップ１
０４）。近接スイッチ１１がワーク１２を検出しない場
合には、ハンド１０がP2に到達したか否かを判断し（ス
テップ１０５）、到達しない場合には再びP2へ向って移
動する。
動させるとともに（ステップ１０３）、近接センサ１１
がワーク１２を検出したか否かを判断する（ステップ１
０４）。近接スイッチ１１がワーク１２を検出しない場
合には、ハンド１０がP2に到達したか否かを判断し（ス
テップ１０５）、到達しない場合には再びP2へ向って移
動する。
上記P2への移動中に、近接スイッチ１１でワーク１２を
検出すると、ロボットの移動を停止させ、この点をP3と
してティーチングするとともに（ステップ１０６）、ハ
ンド１０を閉じてワーク１２を把持する（ステップ１０
７）。
検出すると、ロボットの移動を停止させ、この点をP3と
してティーチングするとともに（ステップ１０６）、ハ
ンド１０を閉じてワーク１２を把持する（ステップ１０
７）。
次に、ティーチング点P4（この点は上記ティーチング点
P3よりも５００mm上方の点）にハンド１０を上昇させ
（ステップ１０８）、続いてP5に移動させ、P5に到達す
るとハンド１０を開ける（ステップ１０９）。
P3よりも５００mm上方の点）にハンド１０を上昇させ
（ステップ１０８）、続いてP5に移動させ、P5に到達す
るとハンド１０を開ける（ステップ１０９）。
上記動作によりワーク１２をコンベア１４上に載置する
と、再びP0に移動させ（ステップ１１０）、これにより
１個のワーク１２のハンドリングが終了する。
と、再びP0に移動させ（ステップ１１０）、これにより
１個のワーク１２のハンドリングが終了する。
一方、近接スイッチ１１でワーク１２の検出ができずに
P2に到達すると、P2より５００mm上昇させ（ステップ１
１１）、この位置より直接P0に移動させるとともに（ス
テップ１１２）、コントローラの表示部（図示せず）に
「エラー」の表示を行ない動作が終了する。
P2に到達すると、P2より５００mm上昇させ（ステップ１
１１）、この位置より直接P0に移動させるとともに（ス
テップ１１２）、コントローラの表示部（図示せず）に
「エラー」の表示を行ない動作が終了する。
なお、ハンド１０に取り付けるワーク検出用のセンサ
は、近接スイッチに限らず、ワークとの接触時を検出す
るセンサ等、種々のものが考えられる。また、本発明方
法は、本実施例の移動態様に限らず、少なくとも視覚セ
ンサから対象ワークを結ぶ直線に沿って移動するステッ
プを含めばいかなるものでもよい。
は、近接スイッチに限らず、ワークとの接触時を検出す
るセンサ等、種々のものが考えられる。また、本発明方
法は、本実施例の移動態様に限らず、少なくとも視覚セ
ンサから対象ワークを結ぶ直線に沿って移動するステッ
プを含めばいかなるものでもよい。
以上説明したように本発明によれば、視覚センサに対し
て対象ワーク位置が変動しても、視覚センサが検出して
いる対象ワークに向う直線に沿ってロボットハンドを移
動させるようにしているため、必ず対象ワークにめぐり
会い、ハンドを確実に対象ワークまで移動させることが
できる。
て対象ワーク位置が変動しても、視覚センサが検出して
いる対象ワークに向う直線に沿ってロボットハンドを移
動させるようにしているため、必ず対象ワークにめぐり
会い、ハンドを確実に対象ワークまで移動させることが
できる。
第１図は本発明方法を用いてワークをハンドリングする
一例を示す図、第２図は第１図におけるロボット動作を
示すフローチャート、第３図は従来の視覚センサ付ロボ
ットの制御方法の問題点を説明するために用いた図、第
４図は第３図におけるカメラと対象ワークとの位置関係
および寸法を示す図、第５図は第４図における対象ワー
クの従来の視覚検出による最大誤差を示す図である。 １０…ロボットハンド、１１…近接スイッチ、１２…ワ
ーク、１３…パレット、１４…コンベア、１５…カメ
ラ。
一例を示す図、第２図は第１図におけるロボット動作を
示すフローチャート、第３図は従来の視覚センサ付ロボ
ットの制御方法の問題点を説明するために用いた図、第
４図は第３図におけるカメラと対象ワークとの位置関係
および寸法を示す図、第５図は第４図における対象ワー
クの従来の視覚検出による最大誤差を示す図である。 １０…ロボットハンド、１１…近接スイッチ、１２…ワ
ーク、１３…パレット、１４…コンベア、１５…カメ
ラ。
Claims (1)
- 【請求項１】対象ワークの近接を検出するセンサを備
え、視覚センサとの距離が変動する対象ワークまでロボ
ットのハンドを移動制御する視覚センサ付ロボットの制
御方法において、 視覚センサによって対象ワークを撮像し、該撮像画像か
ら得られる２自由度画角情報によって視覚センサから対
象ワークに至る直線経路を求める第１の工程と、 前記直線経路上であって視覚センサからの距離が前記対
象ワークまでの距離よりも近い位置にある第１の点およ
び視覚センサからの距離が前記対象ワークまでの距離よ
りも遠い位置にある第２の点の位置座標を求める第２の
工程と、 ロボットハンドを待機点から前記第１の点まで移動させ
た後、該第１の点から前記求めた直線経路に沿って前記
ハンドを低速で移動させる第３の工程と、 前記ハンドの低速移動中、前記センサによって対象ワー
クの近接が検出されると、ハンドの移動を停止させこの
位置でハンドによって対象ワークを把持するとともに、
前記第２の点に至るまで前記センサによって対象ワーク
が検出されない場合は所定のエラー処理を実行する第４
の工程と、 前記対象ワークを把持した後、該把持位置から上方に所
定距離だけ離間した第３の点までハンドを移動させ、更
にこの第３の点から所定のワーク移動位置までハンドを
移動させる第５の工程と、 を具える視覚センサ付ロボットの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59197661A JPH066271B2 (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 視覚センサ付ロボツトの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59197661A JPH066271B2 (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 視覚センサ付ロボツトの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6176291A JPS6176291A (ja) | 1986-04-18 |
| JPH066271B2 true JPH066271B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=16378217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59197661A Expired - Lifetime JPH066271B2 (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 視覚センサ付ロボツトの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH066271B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4565023B2 (ja) | 2008-07-04 | 2010-10-20 | ファナック株式会社 | 物品取り出し装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58217284A (ja) * | 1982-06-10 | 1983-12-17 | 労働省産業安全研究所長 | マニピュレ−タの制御方法 |
-
1984
- 1984-09-20 JP JP59197661A patent/JPH066271B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6176291A (ja) | 1986-04-18 |
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