JPH07227784A - ビジョン装置と産業用ロボットとの座標合せ方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボット座標系とビジョン座標系との座標合
せ精度を向上させる。 【構成】 ３点にそれぞれ位置決めした状態で、産業用
ロボット２の手首軸のみを自転させて１８０°回転対称
位置におけるハンド部２ｂの座標値を得、両座標値に基
づいて手首回転軸のビジョン座標系上の座標値を得て、
ロボット座標系上の座標値とに基づいて座標変換行列を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はビジョン装置と産業用
ロボットとの座標合せ方法およびその装置に関し、さら
に詳細にいえば、ビジョン装置の視野内に産業用ロボッ
トのハンド部を位置させ、ハンド部の座標値をビジョン
装置により得てビジョン装置と産業用ロボットとの座標
合せを行なう方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、産業用ロボットを用いて処理
対象物のハンドリングを行なうシステムにおいては、ハ
ンドリング対象領域をビジョン装置の視野内に含めてお
き、ビジョン装置により処理対象物の座標値（ビジョン
座標系における座標値、以下、ビジョン座標値と称す
る）を得、ビジョン座標値を所定の変換行列に基づいて
産業用ロボットの座標系における座標値（以下、ロボッ
ト座標値と称する）に変換して産業用ロボットに動作指
令を与えるようにしている。したがって、産業用ロボッ
トにおいては、ビジョン装置から与えられた動作指令に
基づいて各軸を動作させることにより、処理対象物の把
持を達成することができる。

【０００３】以上の説明から明らかなように、上記シス
テムを何ら不都合なく動作させるためには、所定の変換
行列を予め得ておくこと、即ち、ビジョン装置と産業用
ロボットとの座標合せが必要である。そして、このよう
にビジョン装置と産業用ロボットとの座標合せを行なう
方法として、従来は、ビジョン装置の視野内において産
業用ロボットのハンド部を互に異なる３点に順次位置決
めし（これら３点のロボット座標値は位置決めのための
条件により得られる）、これら各点におけるハンド部の
ビジョン座標値（具体的には、例えば、ハンド部の所定
位置のビジョン座標値）を得、３点ずつのロボット座標
値およびビジョン座標値に基づいて変換行列を得る方法
が採用されていた。即ち、この方法を採用すれば、ビジ
ョン装置の視野内において処理対象物を支承する平面が
任意の３点により一意に定まるのであるから、処理対象
物を支承する平面の全範囲に関してビジョン装置と産業
用ロボットとの座標合せを達成することができるように
思われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際には、産
業用ロボットの手首軸の回転中心とハンド部の所定位置
との間には、寸法誤差等に起因するずれが存在している
ので、上記従来の方法により変換行列を得ても、変換行
列を用いてビジョン座標値からロボット座標値を算出し
た場合に、実際のロボット座標値からずれてしまう。そ
して、このずれ量を把握することは殆ど不可能であるか
ら、上記変換されたロボット座標値を中心とする所定の
領域内に処理対象物が存在していることが分るだけであ
り、到底正確な位置、姿勢（基準軸に対する角度）を得
ることはできない。

【０００５】このような不都合を解消するために、産業
用ロボット自体の寸法精度、組立精度等を高め、ハンド
部と手首軸の回転中心とを一致させることが考えられる
が、両者のずれを皆無にすることは殆ど不可能であり、
ハンド部が手首軸の回転中心に関して回転されることを
考慮すれば、図７に示すように、上記ずれの２倍のフレ
回りが生じてしまう。

【０００６】また、ハンド部に対してオフセットを持た
せた状態で位置検出用の治具を設け、手首軸を１８０°
回転させた状態でビジョン装置により治具の位置を検出
し、両検出位置の中心位置を算出して手首軸の回転中心
位置を正確に算出する方法を採用することも考えられる
が、手首軸とハンド部とのずれを十分に小さくすること
が困難であり、この結果、ある程度のフレ回りが発生し
てしまう。したがって、このフレ回りよりも小さいフレ
回りで（高精度に）処理対象物の位置決めを行なうこと
が要求されている場合には、別途、位置決め装置を設け
なければならない。

【０００７】さらに、例えば、産業用ロボットの座標が
非線形に歪んでいる場合には、ビジョン装置の視野内に
おける３点の座標値に基づいて変換行列を得ても、上記
３点から離れた位置において、変換後の座標値の精度が
低下してしまう。この結果、上記３点の近傍においては
高精度のロボット座標値を得ることができるが、上記３
点から大幅に離れると、比較的大きな誤差を含むロボッ
ト座標値しか得られなくなってしまうことがある。

【０００８】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、ビジョン座標系とロボット座標系との間
における座標変換を正確に達成することができるビジョ
ン装置と産業用ロボットとの座標合せ方法およびその装
置を提供することを第１の目的とし、ビジョン装置の視
野のほぼ全範囲にわたってビジョン座標系とロボット座
標系との間における座標変換をほぼ正確に達成すること
ができるビジョン装置と産業用ロボットとの座標合せ方
法およびその装置を提供することを第２の目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１のビジョン装置と産業用ロボットとの座
標合せ方法は、ビジョン装置の視野内に産業用ロボット
のハンド部を位置させ、ハンド部の座標値をビジョン装
置により得てビジョン装置と産業用ロボットとの座標合
せを行なう方法であって、産業用ロボットのハンド部
を、ビジョン装置の視野内において互に異なる少なくと
も３点に順次位置させ、各点にハンド部を位置させた状
態において産業用ロボットの手首軸のみを回転させて複
数の回転位置におけるハンド部の座標値をビジョン装置
により得、得られた複数の座標値に基づいて手首回転軸
の座標値を得、少なくとも３点における手首回転軸の、
得られた座標値および産業用ロボットによる座標値に基
づいて、産業用ロボットの座標系とビジョン装置の座標
系との間での座標変換のための行列を得る方法である。

【００１０】請求項２のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ方法は、各点にハンド部を位置させた状態
において産業用ロボットの手首軸のみを１８０°回転さ
せて２つの回転位置におけるハンド部の座標値をビジョ
ン装置により得、得られた２つの座標値に基づいて手首
回転軸の座標値を得る方法である。請求項３のビジョン
装置と産業用ロボットとの座標合せ方法は、産業用ロボ
ットのハンド部をビジョン装置の視野内において互に異
なる点に順次位置させる点数が４であり、３点における
手首回転軸の、得られた座標値および産業用ロボットに
よる座標値に基づいて、産業用ロボットの座標系とビジ
ョン装置の座標系との間での座標変換のための行列を
得、他の１点を得られた行列に基づいて座標変換して座
標変換誤差を得、座標変換誤差の１／２だけ誤差が少な
くなる方向に座標値を平行移動させるべく上記行列を補
正する方法である。

【００１１】請求項４のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ方法は、産業用ロボットのハンド部に、所
定形状の認識対象形状を有する補助具を予め設け、各点
にハンド部を位置させた状態において産業用ロボットの
手首軸のみを回転させて複数の回転位置における補助具
の認識対象形状の所定位置の座標値をビジョン装置によ
り得、得られた複数の座標値に基づいて手首回転軸の座
標値を得る方法である。

【００１２】請求項５のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置は、ビジョン装置の視野内に産業用ロ
ボットのハンド部を位置させ、ハンド部の座標値をビジ
ョン装置により得てビジョン装置と産業用ロボットとの
座標合せを行なう装置であって、産業用ロボットのハン
ド部を、ビジョン装置の視野内において互に異なる少な
くとも３点に順次位置させる第１位置決め手段と、第１
位置決め手段により各点にハンド部を位置させた状態に
おいて産業用ロボットの手首軸のみを回転させる第２位
置決め手段と、第２位置決め手段により位置決めされる
複数の回転位置におけるハンド部の座標値をビジョン装
置により得る第１座標値獲得手段と、第１座標値獲得手
段により得られた複数の座標値に基づいて手首回転軸の
座標値を得る第２座標値獲得手段と、少なくとも３点に
おける手首回転軸の、第２座標値獲得手段により得られ
た座標値および産業用ロボットによる座標値に基づい
て、産業用ロボットの座標系とビジョン装置の座標系と
の間での座標変換のための行列を得る変換行列獲得手段
とを含んでいる。

【００１３】請求項６のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置は、第２位置決め手段として、各点に
ハンド部を位置させた状態において産業用ロボットの手
首軸のみを１８０°回転させるものを採用したものであ
る。請求項７のビジョン装置と産業用ロボットとの座標
合せ装置は、産業用ロボットのハンド部をビジョン装置
の視野内において互に異なる点に順次位置させる点数が
４であり、変換行列獲得手段として、上記４点のうち、
３点における手首回転軸の、得られた座標値および産業
用ロボットによる座標値に基づいて、産業用ロボットの
座標系とビジョン装置の座標系との間での座標変換のた
めの行列を得るものを採用してあり、他の１点を得られ
た行列に基づいて座標変換して座標変換誤差を得る座標
変換誤差獲得手段と、座標変換誤差の１／２だけ誤差が
少なくなる方向に座標値を平行移動させるべく上記行列
を補正する変換行列補正手段とをさらに含んでいる。

【００１４】請求項８のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置は、産業用ロボットのハンド部に、所
定形状の認識対象形状を有する補助具を予め設けてあ
り、第１座標値獲得手段として、第２位置決め手段によ
り位置決めされる複数の回転位置における補助具の認識
対象形状の所定位置の座標値をビジョン装置により得る
ものを採用したものである。

【００１５】

【作用】請求項１のビジョン装置と産業用ロボットとの
座標合せ方法であれば、ビジョン装置の視野内に産業用
ロボットのハンド部を位置させ、ハンド部の座標値をビ
ジョン装置により得てビジョン装置と産業用ロボットと
の座標合せを行なうに当って、産業用ロボットのハンド
部を、ビジョン装置の視野内において互に異なる少なく
とも３点に順次位置させ、各点にハンド部を位置させた
状態において産業用ロボットの手首軸のみを回転させて
複数の回転位置におけるハンド部の座標値をビジョン装
置により得、得られた複数の座標値に基づいて手首回転
軸の座標値を得、少なくとも３点における手首回転軸
の、得られた座標値および産業用ロボットによる座標値
に基づいて、産業用ロボットの座標系とビジョン装置の
座標系との間での座標変換のための行列を得るのである
から、手首回転軸とハンド部との間にずれが存在してい
ても、複数の回転位置における座標値に基づいて手首回
転軸の座標値を得ることにより、上記ずれの影響を排除
することができ、高精度の座標合せを達成することがで
きる。

【００１６】請求項２のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ方法であれば、各点にハンド部を位置させ
た状態において産業用ロボットの手首軸のみを１８０°
回転させて２つの回転位置におけるハンド部の座標値を
ビジョン装置により得、得られた２つの座標値に基づい
て手首回転軸の座標値を得るのであるから、回転位置の
数を必要最小限にすることができるとともに、手首回転
軸の座標値の算出処理を簡単化することができる。

【００１７】請求項３のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ方法であれば、産業用ロボットのハンド部
をビジョン装置の視野内において互に異なる点に順次位
置させる点数が４であり、３点における手首回転軸の、
得られた座標値および産業用ロボットによる座標値に基
づいて、産業用ロボットの座標系とビジョン装置の座標
系との間での座標変換のための行列を得、他の１点を得
られた行列に基づいて座標変換して座標変換誤差を得、
座標変換誤差の１／２だけ誤差が少なくなる方向に座標
値を平行移動させるべく上記行列を補正するのであるか
ら、産業用ロボットの座標またはビジョン装置の座標が
非線形に歪んでいる場合に、上記３点の近傍の座標合せ
精度はやや低下するものの、上記３点から離れた位置に
おける座標合せ精度を高めることができ、ひいては、ビ
ジョン装置の視野の全範囲にわたって、座標合せ精度の
ばらつきを解消させることができる。

【００１８】請求項４のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ方法であれば、産業用ロボットのハンド部
に、所定形状の認識対象形状を有する補助具を予め設
け、各点にハンド部を位置させた状態において産業用ロ
ボットの手首軸のみを回転させて複数の回転位置におけ
る補助具の認識対象形状の所定位置の座標値をビジョン
装置により得、得られた複数の座標値に基づいて手首回
転軸の座標値を得るのであるから、手首回転軸の座標値
をサブピクセルオーダーで得ることができ、座標合せ精
度を一層高めることができる。

【００１９】請求項５のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置であれば、ビジョン装置の視野内に産
業用ロボットのハンド部を位置させ、ハンド部の座標値
をビジョン装置により得てビジョン装置と産業用ロボッ
トとの座標合せを行なうに当って、産業用ロボットのハ
ンド部を、第１位置決め手段により、ビジョン装置の視
野内において互に異なる少なくとも３点に順次位置さ
せ、第１位置決め手段により各点にハンド部を位置させ
た状態において、第２位置決め手段により、産業用ロボ
ットの手首軸のみを回転させ、第２位置決め手段により
位置決めされる複数の回転位置におけるハンド部のビジ
ョン座標系上の座標値を第１座標値獲得手段により得
る。そして、第１座標値獲得手段により得られた複数の
座標値に基づいて、第２座標値獲得手段により、手首回
転軸の座標値を得、少なくとも３点における手首回転軸
の、第２座標値獲得手段により得られた座標値および産
業用ロボットによるロボット座標系上の座標値に基づい
て、変換行列獲得手段により、産業用ロボットの座標系
とビジョン装置の座標系との間での座標変換のための行
列を得ることができる。即ち、座標合せを達成すること
ができる。したがって、手首回転軸とハンド部との間に
ずれが存在していても、複数の回転位置における座標値
に基づいて手首回転軸の座標値を得ることにより、上記
ずれの影響を排除することができ、高精度の座標合せを
達成することができる。

【００２０】請求項６のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置であれば、第２位置決め手段として、
各点にハンド部を位置させた状態において産業用ロボッ
トの手首軸のみを１８０°回転させるものを採用してい
るので、回転位置の数を必要最小限にすることができる
とともに、手首回転軸の座標値の算出処理を簡単化する
ことができる。

【００２１】請求項７のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置であれば、産業用ロボットのハンド部
をビジョン装置の視野内において互に異なる点に順次位
置させる点数が４であり、変換行列獲得手段として、上
記４点のうち、３点における手首回転軸の、得られた座
標値および産業用ロボットによる座標値に基づいて、産
業用ロボットの座標系とビジョン装置の座標系との間で
の座標変換のための行列を得るものを採用してあり、他
の１点を得られた行列に基づいて座標変換して座標変換
誤差を得る座標変換誤差獲得手段と、座標変換誤差の１
／２だけ誤差が少なくなる方向に座標値を平行移動させ
るべく上記行列を補正する変換行列補正手段とをさらに
含んでいるので、産業用ロボットの座標またはビジョン
装置の座標が非線形に歪んでいる場合に、上記３点の近
傍の座標合せ精度はやや低下するものの、上記３点から
離れた位置における座標合せ精度を高めることができ、
ひいては、ビジョン装置の視野の全範囲にわたって、座
標合せ精度のばらつきを解消させることができる。

【００２２】請求項８のビジョン装置と産業用ロボット
との座標合せ装置であれば、産業用ロボットのハンド部
に、所定形状の認識対象形状を有する補助具を予め設け
てあり、第１座標値獲得手段として、第２位置決め手段
により位置決めされる複数の回転位置における補助具の
認識対象形状の所定位置の座標値をビジョン装置により
得るものを採用しているので、手首回転軸の座標値をサ
ブピクセルオーダーで得ることができ、座標合せ精度を
一層高めることができる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図２はこの発明の座標合せ方法が適用される
ロボットシステムの一例を示す概略図であり、ロボット
コントローラ１からの動作指令に基づいて動作する産業
用ロボット２の手首軸２ａの所定位置にハンド部２ｂが
設けられている。そして、透光性のある板３の下方にビ
ディオカメラなどからなる画像取込み装置４が配置され
てあるとともに、画像取込み装置４により取込まれた画
像に基づいて所定の処理を行なうビジョン装置５が設け
られている。尚、ロボットコントローラ１とビジョン装
置５との間でデータ授受を行ない得るようにしてある。
また、ビジョン装置５が、ハンド部２ｂの座標値を得る
機能、１８０°回転対称位置におけるハンド部２ｂの座
標値に基づいて手首回転軸の座標値を算出する機能、３
点におけるビジョン座標系上の座標値およびロボット座
標系上の座標値に基づいて座標変換行列を得る機能、ビ
ジョン座標系上の座標値をロボット座標系上の座標値に
変換してロボットコントローラ１に供給する機能を有し
ているとともに、必要に応じて座標変換行列を補正する
機能を有している。

【００２４】図３は産業用ロボット２の手首回転軸とハ
ンド部２ｂとの関係を示す概略図であり、手首回転軸に
対してハンド部２ｂがずれた状態になっている。但し、
このずれ量は未知の値である。図１はこの発明の座標合
せ方法の一実施例を説明するフローチャートであり、ス
テップＳＰ１において、ロボットコントローラ１から動
作指令を与えることにより、ロボット座標系上における
既知の座標値の点まで産業用ロボット２を動作させ、ス
テップＳＰ２において、画像取込み装置４により取込ま
れたハンド部２ｂの画像に基づいてビジョン装置５によ
りビジョン座標系上におけるハンド部２ｂの座標値を
得、ステップＳＰ３において産業用ロボット２の手首軸
２ａのみを１８０°回転動作させ、ステップＳＰ４にお
いて、画像取込み装置４により取込まれたハンド部２ｂ
の画像に基づいてビジョン装置５によりビジョン座標系
上におけるハンド部２ｂの座標値を得、ステップＳＰ５
において、ステップＳＰ２およびステップＳＰ４におい
て得られた座標値に基づいて手首回転軸の座標値を得、
ステップＳＰ６において、３点に対応する手首回転軸の
座標値が得られたか否かを判別し、座標値が得られた点
数が３未満であれば、再びステップＳＰ１の処理を反復
する。逆に、座標値が得られた点数が３であれば、ステ
ップＳＰ７においてビジョン座標系上における３点の座
標値およびロボット座標系上における３点の座標値に基
づいて座標変換行列を算出し、そのまま一連の処理を終
了する。したがって、手首回転軸とハンド部２ｂとの間
に未知のずれが存在していても、手首軸のみを自転させ
て、互に１８０°ずれた位置におけるハンド部２ｂの座
標値を得、両座標値の中間点を手首回転軸の座標値とす
るのであるから、上記ずれの影響を排除することがで
き、誤差が著しく小さい座標変換行列を得ることができ
る。即ち、高精度の座標合せを達成することができる。

【００２５】

【実施例２】図４はこの発明の座標合せ方法に好適なハ
ンド用治具の一例を示す概略図であり、外形が方形の治
具２ｃの中央部に白色の円形領域２ｄを形成してある。
図５はこの実施例を説明するフローチャートであり、図
１のフローチャートと異なる点は、ステップＳＰ２、ス
テップＳＰ４において、画像取込み装置４により取込ま
れたハンド部２ｂの画像に基づいてビジョン装置５によ
りビジョン座標系上におけるハンド部２ｂの座標値を得
る代わりに、画像取込み装置４により取込まれた治具２
ｃの画像に、基づいてビジョン装置５によりビジョン座
標系上における白色の円形領域２ｄの重心位置、または
中心位置の座標値を得るようにした点のみである。

【００２６】したがって、この実施例の場合には、サブ
ピクセルオーダーで手首回転軸の座標値を得ることがで
き、実施例１よりも誤差が小さい座標変換行列を得るこ
とができる。

【００２７】

【実施例３】図６はこの発明の座標合せ方法のさらに他
の実施例を説明するフローチャートであり、図１のフロ
ーチャートと異なる点は、座標値が得られた点数が４に
なるまでステップＳＰ１からステップＳＰ５の処理を反
復する点、ステップＳＰ７において、４点のうち、何れ
かの３点の座標値に基づいて座標変換行列を得る点、ス
テップＳＰ７の処理が行なわれた後に、ステップＳＰ８
において、残りの１点のビジョン座標系上の座標値を座
標変換行列によりロボット座標系上の座標値に変換し、
ステップＳＰ９において変換された座標値と実際の座標
値とに基づいて差を算出し、ステップＳＰ１０におい
て、上記差を１／２にすべく（差の逆方向に、差の１／
２だけロボット座標系が平行移動するように）座標変換
行列を補正し、そのまま一連の処理を終了する点のみで
ある。

【００２８】したがって、この実施例の場合には、上記
３点の近傍における座標合せ精度がやや低下することに
なるが、ビジョン装置の視野の全範囲についてみれば、
座標合せ精度のばらつきを大幅に抑制することができ
る。具体的には、図７中にＰ１，Ｐ２，Ｐ３で示す３点
に基づいて座標変換行列を得た場合に、上記３点から離
れた点（例えば、図７中Ｐ４参照）において座標合せ精
度が低下することがあるが、この実施例によれば、図８
中にＸ´−Ｙ´で示すようにロボット座標系を平行移動
させることにより、座標合せ精度のばらつきを抑制する
ことができる。

【００２９】尚、この発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えば、手首軸２ａを１８０°回転させ
た状態でハンド部２ｂの座標値を得、両座標値に基づい
て手首回転軸の座標値を得る代わりに、手首軸２ａを９
０°ずつ、１２０°ずつのように任意の角度ずつ自転さ
せた状態でハンド部２ｂの座標値を得、これらの座標値
に基づいて手首回転軸の座標値を得ることが可能である
ほか、この発明の要旨を変更しない範囲内において種々
の設計変更を施すことが可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、手首回
転軸とハンド部との間にずれが存在していても、複数の
回転位置における座標値に基づいて手首回転軸の座標値
を得ることにより、上記ずれの影響を排除することがで
き、高精度の座標合せを達成することができるという特
有の効果を奏する。

【００３１】請求項２の発明は、回転位置の数を必要最
小限にすることができるとともに、手首回転軸の座標値
の算出処理を簡単化することができるという特有の効果
を奏する。請求項３の発明は、産業用ロボットの座標ま
たはビジョン装置の座標が非線形に歪んでいる場合に、
上記３点の近傍の座標合せ精度はやや低下するものの、
上記３点から離れた位置における座標合せ精度を高める
ことができ、ひいては、ビジョン装置の視野の全範囲に
わたって、座標合せ精度のばらつきを解消させることが
できるという特有の効果を奏する。

【００３２】請求項４の発明は、手首回転軸の座標値を
サブピクセルオーダーで得ることができ、座標合せ精度
を一層高めることができるという特有の効果を奏する。
請求項５の発明は、手首回転軸とハンド部との間にずれ
が存在していても、複数の回転位置における座標値に基
づいて手首回転軸の座標値を得ることにより、上記ずれ
の影響を排除することができ、高精度の座標合せを達成
することができるという特有の効果を奏する。

【００３３】請求項６の発明は、回転位置の数を必要最
小限にすることができるとともに、手首回転軸の座標値
の算出処理を簡単化することができるという特有の効果
を奏する。請求項７の発明は、産業用ロボットの座標ま
たはビジョン装置の座標が非線形に歪んでいる場合に、
上記３点の近傍の座標合せ精度はやや低下するものの、
上記３点から離れた位置における座標合せ精度を高める
ことができ、ひいては、ビジョン装置の視野の全範囲に
わたって、座標合せ精度のばらつきを解消させることが
できるという特有の効果を奏する。

【００３４】請求項８の発明は、手首回転軸の座標値を
サブピクセルオーダーで得ることができ、座標合せ精度
を一層高めることができるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の座標合せ方法の一実施例を説明する
フローチャートである。

【図２】この発明の座標合せ方法が適用されるロボット
システムの一例を示す概略図である。

【図３】産業用ロボットの手首回転軸とハンド部との関
係を示す概略図である。

【図４】この発明の座標合せ方法に好適なハンド用治具
の一例を示す概略図である。

【図５】この発明の座標合せ方法の他の実施例を説明す
るフローチャートである。

【図６】この発明の座標合せ方法のさらに他の実施例を
説明するフローチャートである。

【図７】図６の実施例の具体例を説明する概略図であ
る。

【図８】図６の実施例の具体例を説明する概略図であ
る。

【符号の説明】

１ ロボットコントローラ ２ 産業用ロボット ２ａ 手首軸 ２ｂ ハンド部 ２ｃ 治具 ２ｄ 白色の円形領域 ５ ビジョン装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｂ 19/4093

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビジョン装置（５）の視野内に産業用ロ
   ボット（２）のハンド部（２ｂ）を位置させ、ハンド部
   （２ｂ）の座標値をビジョン装置（２）により得てビジ
   ョン装置（５）と産業用ロボットとの座標合せを行なう
   方法であって、産業用ロボットのハンド部（２ｂ）を、
   ビジョン装置（５）の視野内において互に異なる少なく
   とも３点に順次位置させ、各点にハンド部（２ｂ）を位
   置させた状態において産業用ロボット（２）の手首軸
   （２ａ）のみを回転させて複数の回転位置におけるハン
   ド部（２ｂ）の座標値をビジョン装置（５）により得、
   得られた複数の座標値に基づいて手首回転軸の座標値を
   得、少なくとも３点における手首回転軸の、得られた座
   標値および産業用ロボット（２）による座標値に基づい
   て、産業用ロボット（２）の座標系とビジョン装置
   （５）の座標系との間での座標変換のための行列を得る
   ことを特徴とするビジョン装置と産業用ロボットとの座
   標合せ方法。
2. 【請求項２】 各点にハンド部（２ｂ）を位置させた状
   態において産業用ロボット（２）の手首軸（２ａ）のみ
   を１８０°回転させて２つの回転位置におけるハンド部
   （２ｂ）の座標値をビジョン装置（５）により得、得ら
   れた２つの座標値に基づいて手首回転軸の座標値を得る
   請求項１に記載のビジョン装置と産業用ロボットとの座
   標合せ方法。
3. 【請求項３】 産業用ロボット（２）のハンド部（２
   ｂ）をビジョン装置（５）の視野内において互に異なる
   点に順次位置させる点数が４であり、３点における手首
   回転軸の、得られた座標値および産業用ロボット（２）
   による座標値に基づいて、産業用ロボット（２）の座標
   系とビジョン装置（５）の座標系との間での座標変換の
   ための行列を得、他の１点を得られた行列に基づいて座
   標変換して座標変換誤差を得、座標変換誤差の１／２だ
   け誤差が少なくなる方向に座標値を平行移動させるべく
   上記行列を補正する請求項１または請求項２に記載のビ
   ジョン装置と産業用ロボットとの座標合せ方法。
4. 【請求項４】 産業用ロボット（２）のハンド部（２
   ｂ）に、所定形状の認識対象形状を有する補助具（２
   ｃ）を予め設け、各点にハンド部（２ｂ）を位置させた
   状態において産業用ロボット（２）の手首軸（２ａ）の
   みを回転させて複数の回転位置における補助具（２ｃ）
   の認識対象形状（２ｄ）の所定位置の座標値をビジョン
   装置（５）により得、得られた複数の座標値に基づいて
   手首回転軸の座標値を得る請求項１から請求項３の何れ
   かに記載のビジョン装置と産業用ロボットとの座標合せ
   方法。
5. 【請求項５】 ビジョン装置（５）の視野内に産業用ロ
   ボット（２）のハンド部（２ｂ）を位置させ、ハンド部
   （２ｂ）の座標値をビジョン装置（５）により得てビジ
   ョン装置（５）と産業用ロボット（２）との座標合せを
   行なう装置であって、産業用ロボット（２）のハンド部
   （２ｂ）を、ビジョン装置（５）の視野内において互に
   異なる少なくとも３点に順次位置させる第１位置決め手
   段（１）と、第１位置決め手段（１）により各点にハン
   ド部（２ｂ）を位置させた状態において産業用ロボット
   （２）の手首軸（２ａ）のみを回転させる第２位置決め
   手段（１）と、第２位置決め手段（１）により位置決め
   される複数の回転位置におけるハンド部（２ｂ）の座標
   値をビジョン装置（５）により得る第１座標値獲得手段
   （５）と、第１座標値獲得手段（５）により得られた複
   数の座標値に基づいて手首回転軸（２ｂ）の座標値を得
   る第２座標値獲得手段（５）と、少なくとも３点におけ
   る手首回転軸の、第２座標値獲得手段（５）により得ら
   れた座標値および産業用ロボット（２）による座標値に
   基づいて、産業用ロボット（２）の座標系とビジョン装
   置（５）の座標系との間での座標変換のための行列を得
   る変換行列獲得手段（５）とを含むことを特徴とするビ
   ジョン装置と産業用ロボットとの座標合せ装置。
6. 【請求項６】 第２位置決め手段（１）が、各点にハン
   ド部（２ｂ）を位置させた状態において産業用ロボット
   （２）の手首軸（２ａ）のみを１８０°回転させるもの
   である請求項５に記載のビジョン装置と産業用ロボット
   との座標合せ装置。
7. 【請求項７】 産業用ロボット（２）のハンド部（２
   ｂ）をビジョン装置（５）の視野内において互に異なる
   点に順次位置させる点数が４であり、変換行列獲得手段
   （５）が、上記４点のうち、３点における手首回転軸
   の、得られた座標値および産業用ロボット（２）による
   座標値に基づいて、産業用ロボット（２）の座標系とビ
   ジョン装置（５）の座標系との間での座標変換のための
   行列を得るものであり、他の１点を得られた行列に基づ
   いて座標変換して座標変換誤差を得る座標変換誤差獲得
   手段（５）と、座標変換誤差の１／２だけ誤差が少なく
   なる方向に座標値を平行移動させるべく上記行列を補正
   する変換行列補正手段（５）とをさらに含む請求項５ま
   たは請求項６に記載のビジョン装置と産業用ロボットと
   の座標合せ装置。
8. 【請求項８】 産業用ロボット（２）のハンド部（２
   ｂ）に、所定形状の認識対象形状（２ｄ）を有する補助
   具（２ｃ）を予め設けてあり、第１座標値獲得手段
   （５）が、第２位置決め手段（１）により位置決めされ
   る複数の回転位置における補助具（２ｃ）の認識対象形
   状（２ｄ）の所定位置の座標値をビジョン装置（５）に
   より得るものである請求項５から請求項７の何れかに記
   載のビジョン装置と産業用ロボットとの座標合せ装置。