JPS6198410A - ロボツトの教示方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は視覚装置と組合わせたロボットにおいて、視覚
座標系とロボット座標系とハンドの位置・基準向きとの
間の相対関係を決定する座標系の教示方法に関するもの
である。

〔発明の背景〕

産業用ロボット等のロボットでは、教示により人間が直
接的又は間接的に作業を教え込み、動作を記憶させた後
に、これを再生する方法が多い。

そして、例えばこのようなロボットでワークのハンドリ
ングを行う場合には、ハンドリングされるワークは、教
示時に定められた場所に正確に位置決めされる必要があ
るが、この作業は（大変であった。

＋１ ゝ　　　　このような問題を解決するためには、ロボッ
トに視覚装置を取付けて、ワークの位置・姿勢形状等を
認識してハンド１ノングを行うようにすればよく、ワー
クが視野内にあれば比較的簡単にハンドリングを行うこ
とができる。

この場合には、視覚装置の座標系とロボットの座標系と
の相対関係をあらかじめ与えておく必要があり、特開昭
５８−１１４８８７号公報に示されろように、マーク座
標の認識により視覚座標系とロボット座標系における原
点の相対位置。

座標軸の回転１倍率を求めろ方法が知られている。

しかしこの方法では、マーク位置を正確に求めでおく必
要がある。また、視覚装置をロボットのアームに取付け
た場合の視覚装置とハンドとの相対位置関係を求める方
法については示されていない。さらに、ハンドを回転し
てワークを所定の向きで把持てるような作業においては
、基準向きにあるハンド角度からの回転角度を指示して
やる必要があり、このハンドの基準角度　　　　１もあ
らかじめ与えておく必要がある。

〔発明の目的〕

本発明は、前記した従来技術の問題点を解決するために
、ロボット自体を測定装置として使用し、視覚座標系と
ロボット座標系とハンドの位置・基準向きとの間の相対
関係を簡単に求める方法の提′供を、その目的とするも
のである。

〔発明の概要〕

本発明は、前記目的を達成するために、少く・とも平面
座標におけるワークの図心位置と主軸角度を認識できる
視覚装置及び把持時のハンドとワークとの間の位置関係
及び角度関係が一義的に定まるワークを用いて、該ワー
クを基準方向を向いた／・ンドにより位置決めした後、
該視覚装置により、２点以上の教示点で該ワークの図心
位置を認識すると共に１点以上の教示点で該ワークの主
軸角度を認識することにより、これらの認識結果と該２
点以上の教示点に対応して求まるロボット移動量とから
、視覚座標系。

ロボット座標系及びハンドとの間の原点の相対位置、座
標軸の傾き、ハンドの基準角度９倍率（比寸法）等の相
対関係を容易に求めるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下１本発明を実施例によって詳細に説明する。

第１図は１本発明による一実施例を示し、視覚装置を移
動するアームに取付けた”　Ｉ　２１　ｚ方向に動（直
交座標型ロボット１の構成と動作を示す図である。この
図において、２は作業台、３はロボットの固定アーム、
４は固定アーム上でｚ、ｙ方向に移動可能な水平移動ア
ーム、５は水平移動アーム４゛に対して上Ｆ方向に移動
可能な上下移動アーム、８はワーク、６は上下移動アー
ム５の下潮に取付けられワーク８を把持するハンド、７
は水平移動アーム４の先端に取付けたビデオカメラ等を
利用した視覚装置である。また、９は作業台２上におけ
る視覚装置７の視野、（ＸＲ−ＯＲ−ＹＲ）はロボット
座標系、（Ｘｖ−Ｏｖ−Ｙｖ　）は視覚座標系であり、
水平移動アーム４の移動位置に対応して視覚座標系の原
点がＯｖａ　、　Ｏｖｂ　、　Ｏｖｃと変化し、これら
の各原点に対してそれぞれ視野９ａ、９ｂ、９ｃが対応
している。

さらにＰ点は、・・ンド６の原点を通り上下移動アーム
５に平行な直線ａ上の点であり、ノ・ンドリング基準点
である。

□　リング 次に第２図に、把持時の位置関係及び角度関係が一義的
に定まる一対のノ・ンド６ａと教示用ワーク８ａとの把
持状態の一具体例を示す。

この図においては、一対のノ・ンド６ａは把持面が互い
に平行で長方形断面をなす形状としてあり、教示用ワー
ク８ａは対称な１字状の形状としである。この結果、一
対のノ・ノド６３間の中心を結んだハンドの向きを示す
Ｉ・ンド方向線却とワーク８ａの主軸如とのなす角度θ
１工直角をなすような把持関派になる。また、Ｐ点はノ
・ンド６ａのハンドリング基準点、ＨＡはワーク８ａの
７Ｓンドリジ　　　／グ基準点、Ｃ点はワーク８ａの図
心であり、第２図の場合にはＰ点、Ｈ点、６点が一致し
た状態になる。

以上の構成において、ロボット１及び視覚装置７の動作
を第９図に示すフローチャートに基ついて説明する。

（１）ロボッ）＆Ｘ基準方向を向いたハンド６ａによリ
ワーク８ａを把持した後、その把持状態を保ったまま静
かに作業台２上に置く（同図・ｈ４この結果、ハンド６
ａのハンドリング基準点Ｐがワーク８ａのハンドリング
基準点Ｈ及び図心Ｃに一致すると同時にハンド方向゛線
Ｊ−Ｈとワーク主＠ＬＰとのなす角度θＨが直角をなす
ようにワーク８ａが位置決めされる。また、９ａはこの
時の視覚装置７の視野、Ｑｖａは視覚座標系の原点であ
る。

（２）ロボットを動作させ視覚装置７をロボット座標系
において△ＸＲ，、△ＹＲ，移動し、（１）で位置決め
したワーク８ａが視覚装置７の視野に入るようにして（
同図・凰）、ここで視覚装置７により視覚座標系におけ
るワークの図心座　　　。

凛（Ｘｖ、　、　Ｙｖ、　）及び主軸角度θを認識する
（同図・Ｊ）。９ｂはこの時の視覚装置７の視野であり
、Ｏｖｂは視覚座像系の原点でとる。

（３）視覚装置７を、ワーク８ａが視野に入る範囲で、
（２）の状態からさらにロボット座標系においてΔＸＲ
，、ΔＹＲ２移動した後（同図・ｋ）、再び視覚装置７
により視覚座標系におけるワークの図心座標（Ｘｖ２．
Ｙｖ、）を認識する（同図・Ｌ）。９Ｃはこの時の視覚
装置７の視野であり、Ｑｖｃは視覚座標系の原点である
。

（４）以上の操作により、ロボット移動′ｊ＃（ΔＸＲ
，。

ΔＹＲ，）、（ΔＸＲ，、ΔＹＲ，）と視覚装置で認識
１．　？、−図心座標（Ｘｖ、　、　ＹＶ、　）、（Ｘ
ｖ２．Ｙｖ２）及び主軸角度θとを用いて、教示データ
（座標系の相対関係）を求める（同図・ｍ）。

次に、上記（４）項の教示データ算出方法を説明する。

第３図に、第２図の長方形断面形状のハンド６ａ及びＩ
形影状のワーク８ａを用いた場合における上記（１）、
　（２）、　（３）の動作に対応した各座標系の関係を
示す図である。

尚、コノ図ニオイテ、Ｘｖ　ａ−Ｏｖ　ａ−Ｙｖ　ａ　
、　Ｘｖ　ｂ−Ｏｖｂ−Ｙｖｂ及びＸｖｃ−ＯＶＣ−Ｙ
ＶＣは各々（１）。

（２）　、（３）の動作における視覚座標系、ＸＲ−Ｏ
Ｒ−ＹＲはロボット座標系、ｐ、ａは（１）の動作にお
けるハンド６ａのハンドリング基壇点、ΔＸＨ，ΔＹＨ
は。

それぞれロボット座標系における視覚座標原点Ｑｖａに
対するＰ点の２座標、ｙ座標を表わす。

また、α、βは各々Ｚ、７方向の視覚座標系に対するロ
ボット座標系の匿率（比寸法）、θ。はロボット座標系
に対する視覚座標系の傾きである。

ここで、第３図の各座襟値に対して以下の関係式が成り
立つ。

・・・・・・■ ΔＸＲ２ｃｏｓ４−１−ΔＹＲ２ｓｉｎθｏ＝＝ａ（Ｘ
ｖ、−Ｘｖ２）　−＝■ΔＸＲ２ｓｉｎθ０−ΔＹＲ，
ＣＯ５θ。＝β　（Ｙｖ２−Ｙｖ、　　）　　−−−■
Δ崩＝ΔＸＲ，＋（α、Ｘｖ１ｃｏｓθ。−βＹｖ、ｓ
ｉｎθｏ）・叩・■ΔＹＨ＝ΔＹＲ，＋（αＸｖ、ｓｉ
ｎθ。＋βＹｖ、　ｃｏｓＯｏ）　、、、、、、■セし
て上記０〜０式よりα、β、θ。、ΔＸＨ，△ＹＨが求
まるが、■式中のβ／αは視覚装置のハード構造からも
求まる値である。

さらに、第４図は上記（１）、（２）　＠の動作に対応
した各座標系におけるハンドによるワーク把持時の角度
関係を示す図であり、ハンドの位置は（１）項の動作時
に対応している。この図において、第１図及び第２図と
同一記号を付したものは同一部分を示す。

また、θＳはハンドが基準方向を向いている場合のロボ
ット座標系におけるハンド方向線Ｊ−Ｈのなす角度であ
る。そして第４図の角度に対して次の関係式が成り立つ
。

θＳ＝θ＋θ。−θＨ・叩・■ この式において、前述のように、θ。は■〜■の関連式
から求まる値、θＨは既知の値（第４図においては第２
図の場合と同様にθＨ＝９０°）であることから、視覚
装置によりワーク８ａの主軸角１　　　　度θを認識す
ることによりθＳが求まる。

、１ １′ 従って、視覚座標系に対するロボット座標系のＩｆ率（
比寸法）α、β、ロボット座標系に対する視覚座標系の
傾きθ。、ロボット座標系における視覚座標原点に対す
るノ・ンドのノ・ンドリ／グ基準点ｙ’ｒ−、ｙ座凛（
ΔＸＨ，ΔＹＨ）、ロボット座標系における基準方向を
向いた・・ンドの・・ンド方向線の角度θＳ等の座標糸
の相対関係を求めろことができる。

ところで、以上に述べた■〜■の関係式は、第２図のよ
うな長方形断面のハンド６ａと１字状ワーク８ａの場合
についてだけでなく、例えば第５図に示すくさび形ハン
ド６ｂとこれに対応したワーク８ｂのように、ワークの
ハンドリング基漁点Ｈと図心Ｃとが一致し、さらにハン
ドのハンドリング基準点Ｐとが一致すると同時にハンド
方向線ＡＨとワークの主軸Ｊ−Ｐとのなす角度が一義的
に求まる場合にはすべて成立つ関係式である。

さらに第６図に示すように、ハンド６Ｃによりワーク８
Ｃを把持した時、ハンドとワークとの把持関係が一定に
定まる場合、すなわら第６図で　　　１０ボツト座標系
における基準方向を向いたハンド６Ｃのハンド方向線１
１（の角度θＳが既知でさらにハンド方向線ｊ−Ｈに対
してワーク８Ｃの王＠ＩＰのなす角度θＨ及びワーク８
Ｃにおけるハンドリング基準点Ｈと図）し・Ｃとの距離
ｅが求まっている場合にも、第１図、第９図と同様の操
作を行うことができる。

この場合には、前記した■、■、■、■式はそのまま成
立するが、■、（５）式に対応したロボット座標系にお
ける視覚座標原点に対するハンドのハンドリング基準点
のｚｙ方向のずれ（△ＸＨ”ムＹｗ”　）として、ワー
クのハンドリング基準点Ｈと図心Ｃとの位置関係を補正
した次式を用いろ必要がある。

△ＸＨ”＝　△Ｘｌ（−ｅ　ｃｏｓ　（θＳ＋θＨ）　
　−−−−−−■△Ｙ　Ｈ’＝△ＹＨ−ｅｓｉｎ（θＳ
＋θＨ）　　−而・■またさらに、０〜０式は、前記（
２）・（３）の操作により、視見袈＠７を移動して、一
定位置に置かれたワークの図心座標を２点で認識した場
合における視覚装置の移動量ムＸＲ２，ΔＹＲ２と該２
点での図心座標（Ｘｖ、　＋”ｖ＋　）　、　（Ｘｖ２
．Ｙｖ２）を用いているだけであり、前記（１）項の動
作から定まるハンドによるワークの把持状態とは無関係
である。

従って％　（２）　、　（３）の動作に対応した処理に
おいては、ワークは視覚ｇ置の視野内に入り、図心の認
識ができるものならどんな形状のものでもよい。この結
果、任意形状のワークを用いて、視野装置を所定量動か
して、一定位置に置かれた該任意ワークの図心座標を２
点で認識することにより、視覚座標系に対するロボット
座標系の倍率（比寸法）α、β及びロボット座標系に対
する視覚座標系の傾きθ。等の相対関係を求めることが
できろ。

次に、第７図は、本発明による他の実施例を示し、視覚
装置１１を”　＋　ｙ＋　１方向に動く直交座標形ロボ
ットの移動アームとは別に設けたロボット１０の構成と
動作を示す図である。こ６′ン図において、第１図と同
−府号を付したものは同一部分を示す。また、１２は視
覚装置１１を固定する固定具であり、視覚装＃１１は固
定具１２により一定位置に固定されろ。

すなわら、ロボット座標系ＸＲ−ＯＲ−ＹＲにおいて、
視覚座標系Ｘｖ−Ｏｖ−Ｙｖは一定の相対関係（原点の
位置ずれ、座標軸の傾き）に位置決めされる。そして、
１３はこの時の視覚装置１１の視野である。

以上の構成において、ロボット１０及び視覚装置１１の
動作を第１０図に示すフローチャートに基づいて説明す
る。

（ａ）　　ロボット１０ハ基準方向を向いたハンド６に
よりワーク８を把持した後ロボット座標系においてΔＸ
Ｒ，’、ΔＹＲ，’移動し、ワーク８を視野１３内に入
るＡ位置に置く（同図、ｒ）。そしてここで視覚装置１
１により視覚座標系におけるワーク８の図心座標ＣＸｖ
、、Ｙｖ、）及び主軸角度θを認識する（同図、５） （ｂ）　　さらに、ロボット１０により、ワーク８を口
Ｊ　　　　″）座標系にゝ７１°ゝ゛′°・°“′°移
動ゝ）１　　　　て視野１３内に入る別のＢ位置に置い
た後（同図、１）、再び視覚装置１１により、視覚座標
系におけるワーク８０図心座標（Ｘｖｔ、　Ｙｖ、）を
認識する（同図、ｕ）。

（Ｃ）　　以上の操作により、ロボット移動量（ΔＸＲ
１”。

ΔＹＲ，°）、（ムｘＲ２１、ΔＹ−°）と視覚装置で
認識１、　タ図心座ｍ　（Ｘｖ、　、　Ｙｖ、　）、（
Ｘｖ、　、　Ｙｖ、）及び主軸角度θとを用いて、教示
データ（座標系の相対関係）を求める（同図、ｖ）。

次に、上記（Ｃ）項の教示データ＞Ｊ−出方法を説明す
る。

さらに第８図は、ワークを把持する時のノ・ンドのハン
ドリング基準点Ｐの基準点をロボット座標系の原点ＯＲ
に置き、第２図の長方形断面のハフドロａと１字状ワー
ク８ａを用いた場合におけ石上記（ａ）、（ｂ）の動作
に対応した各座標系の関係を示す図である。この図にお
いて、Ｐ、　、Ｐ、点はそれぞれワークのＡ位置、Ｂ位
置における２、ンドのＩ・ンドリング基準点であり、Ｐ
、、Ｐ２ともワークのノ・ンドリング基準点Ｈ及び図心
Ｃと一致する。　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　！さらに、Ｏｖ（ΔＸｖ、ΔＹｖ）はロボ・ント坐
標系におけ今視覚座標原点の座標、Ｐｌ（ΔＸＲ，″、
ΔＹＲ，’）はＡ位置におけるワーク１１ａのノ・ンド
リング基準点Ｈの座像であり（ａ）項のロボット移動量
から末子ろ埴である。また第６図の場合と同様にα、β
は各々ｚ、ｙ方向の視覚座標系に対するロボット座標系
の倍率、θ０はロボット座標系に対する視覚座標系の傾
きである、 ここで第８図の各座標値に対して、以下の関係式が成立
する。

・・・・・・■ ΔＸＲ２ｃｏｓθ６　＋　△Ｙ　’Ｒ２Ｓｌｎθ。＝−
α（Ｘｖ、−ｘｖ２）−−−−−−＠ΔＸＲ，Ｓｉｎθ
。−ΔＹ　Ｒ２ＣＯ５θ。＝　−７２（Ｙｖ２−　Ｙ’
／、　＞−・・−・■ΔＸｖ＝ΔＸＲ，−（αＸｖ、　
ｃｏｓθ。−βＹｖ、　ｓｉｎθｏ）−叩６＠△Ｙｖ＝
ΔＹ　Ｒ，−（ａＸｖ、　ｓｉｎθ。十βＹｖ、　　ｃ
ｏｓθ。）・曲・０そして上記０〜０式よりα、β、θ
。、△Ｘｖ　、△Ｙｖが求１ろが、■式中７θ／αは、
第６図の場合と同様に、視覚装置のハード構造からも・
求まる値である。

ところで、０〜０式において。

ム人Ｒ，＝　　−△入Ｒ１ΔＩＲ，＝　　−ΔＸＲ。

ΔＸＲ２’＝−△ＸＲ，ΔＹＲ２’　ニー−△ＹＲ２Δ
Ｘｖ＝−ΔＸＨΔＹｖ　＝−△Ｙ　Ｈと正負の符号を逆
にして賃き換えろと、０〜０式は０〜０式と全く同じ式
になる。これは第１図と第７図において視覚装置とワー
クとの座標関係がロボットの移動に対して反対になるた
めである。

さらに、上記（ａ）項の動作に対応、して、・・ンドに
よるワーク把持時の各座標系における角度関係として、
第１図の場合と同様に％第４図の関係が成立ら、０式と
全く等しい次の［相］式が成立つ。

θＳ＝θ＋θ０−θＨ・・・・・・・・・［相］そして
、この式においては、θ。に■〜（１）式から求まる値
、θＨは既知の値（第４図においては第２図の場合と同
様にθＨ＝９０°）であることから。

視覚装置によりワーク８ａの主ｆｌＩｌ用度θを認識す
ることによりθＳが求まる。

従って、第７図の場合も第１図と同様の処理により、視
覚座標系に対するロボット座標系の倍率（比寸法）α、
β、ロボット座標系に対する視覚座標系の傾き先、ロボ
ット座標系における視覚ｉ襟原点位置の座標（ΔＸＶ、
△ＹＶ）、ロボット座標糸における基準方向を向いたハ
ンドのハンド方向線の角度θＳ等の座標系の相対関係を
求めることができる。

また、以上に述べた■〜［株］式は、第１図の場合と同
様に１例えば第５図に示すくさび状ハンド６ｂとこれに
対応したワーク８ｂのように、ワークのハンドリング基
準点Ｈと図心Ｃとが一致しさらにハンドのハンドリング
基準点Ｐが一致すると同時にハンド方向線ＬＨとワーク
の主軸ＬＰとのなす角度θＨが一義的に定まる場合には
すべて成立つ関係式である。

さらに第６図のように、ハンド６Ｃによりワーク８Ｃを
把持した時、ハンドとワークとの把持関係が一定に定ま
る場合にも、第１図及び第４図鑑 １！　　　　の場合と同様に、前記の０〜０式はそのま
ま成禿 立し、■と０式に対応したロボット座標系における視覚
座標原点の座標（ΔＸｖ’　、ΔＹｖ’　）もワークの
ハンドリング基準点Ｈと図心Ｃとのすれを補正した次式
によって求めることができろ。

△Ｘ　Ｖ　’　＝　ΔＸｖ　−４−ｅ　ｃｏｓ　（θＳ
＋θＨ）　　・・川◎ΔＹｖ’　＝ΔＹｖ　−４−ｅ　
ｓｉｎ　（θＳ＋θＨ）　　　−−−−−−ｔ＠ｒ尚第
７図の場合には、ロボットのハンドにより、ワークを２
回把持して移動するため、ハンドによりワークを把持し
た時の把持関係が一定に定まらないようなワークを用い
た時には、０〜６９式も成立しない。

ところでこれまでの説明では、第１図のロボット構成及
び第７図のロボット構成においても、２点の教示点での
視覚座標系における図心座標及びロボット座標系におけ
るロボット移動量と１点の教示点での視覚座標における
主軸角度とから、視覚座標系とロボット座標系さらには
ハンドの位置・基準角度との間の座標系の相対関係を求
めてきたが、これに限るものではなく。

第９図のに、Ｊ−を必要回（ｎ）又は第１０図ノｔ、　
　　　ＩＵを必要回（Ｗ）繰返すことにより、２点以上
の教示点を用いても同様に座標系の相対関係を求めるこ
とができる。

例えば、以下に教示点を３点とした場合（第９図でｎ　
＝　２又は１０図でＷ＝２）について述べる。

第１図及び第５図において、第３図の教示点での視覚座
標系における図心座標を（Ｘｖ３．　Ｙ　Ｖｓ　、）と
し、第２から第６の教示点への移動でのロボット座標系
における視覚装置の移動量をΔＸＲ，。

ΔＹＲ３とすると、さらに次の式が成立つ。

・・・・・・■ 従って、■及び０式よりα、βの値を求めることができ
る、 第７図及び第８図において、第３の教示点における視覚
座標系での図心座標を（Ｘｖ３．　Ｙｖ３）とし、第２
から第５の教示点への移動でのロボット座標系における
ワークの移動量をΔＸＲ，°、ΔＹａ、。

とすると、さらに次の式が成立つ、 ・・・・・・■ 従って、■及びＣ式よりα、βの値を求めることができ
る。

このことから、第１図及び第７図のロボット構成とも、
第３の教示点を用いることにより、α、βの値を求めや
すくなる。

また、これまでの説明では、第１図及び第７図のロボッ
ト構成とも、第９図のフローチャートにおけるｊ項及び
第１０図のフローチャートにおける５項に対応した時点
において、各々１回視覚座標系における主軸角度を測定
することによりハンドが基準方向を向いている時のロボ
ット座標系におけるハンド方向線の角度θＳを求めてき
たが、これに限るものではなく％第９図における１項及
び第１０図におけるＵ項に対応する時点において主軸角
度を測定してもよく、さらには各々複数回測定してそれ
を平均した値を用いてもよい。

ところで、実際のロボットによるワークハンドリング動
作は、事前に教示データを求めておき、この教示データ
を用いて視覚装置による認識結果からロボット動作量デ
ータ（）為ンドのＸａ。

ＹＲ方向移動量・回転角度）を求め、このデータに基づ
いてロボットを動作させることが考えられる。

この場合における全体システムの機器構成の一例を第１
１図に示す。第１１図において、１８はビデオカメラ等
の画１象入力装置１６と入力画像を処理する画像処理装
＃１７とから成る視覚装置、１９はロボット、２０はテ
ィーチングに用いるパソコン等の計算装置である。

以上の構成において、ティーチング時には。

通信線２１と２２を結び、計算装置２０からの指令によ
り、ロボットな動作させて、この時のロボット移動量を
計算装置２０に入力すると同時に視覚装置１８による認
識結果（図心、主軸角度）を計算装置２０に入力して、
計算装置２０により■〜貞　　［株］式の計算を行い、
教示データ（座標系の相対ヤ゛ 関係）を算出する、そして求まった教示データな画像処
理装置１７に転送して記憶しておく。

次に実際のワークハンドリング時には、計算装置２０を
取りはずし通信線２６のみを結んで、画像入力装置１６
から画像処理装置１７に映像を取込み、ここでワークの
図心や主軸角度等を認識すると同時に、ロボット動作量
データを算出しこのデータをロボット１９に転送してワ
ークの７１／ドリングを行う。

この結果、視覚装置１Ｂでの演算処理を軽減できると１
ｗ１時に、計算装置２０は教示時にのみ必要でワークハ
ンドリング時は不要となるため、視覚装置１Ｂとロボッ
ト１９との複数組の組合せに対して１個の計算装＃２０
ですみ、全体のシステムを安価に構成できることになる
。

尚、これまでの説明では、直交座標形ロボットについて
、平面座儒における視覚座標系とロボット座標系さらに
はノ・ンド位置・基準角度との相対関係を視覚装置によ
り自動測定する方法について述べてきたが１本方法はこ
れに限るも　　　　！のではなく１円筒座標系、極Ｐ！
ｌ！Ｗ糸、スカラ形。

摂関ＩＩｏ形等他の形態のロボットであっても　！。

ｙ方向の直交座標系で移動量を指示できるロボットであ
ればそのまま適用できること、さらには２方向も含む三
久元座標にまで拡張できることは明白である。

さらに以上の説明では、視覚装置と組合わせたロボット
において座標系の相対関係を求める方法を述べてきたが
１本方法はロボットに限らず、視覚装置と組合わせて動
作させる装置であれば、それらの間の座標の相対関係を
求める場合にも一般的に適用できることは明らかである
、〔発明の効果〕 以上詳細に述べたように、本発明によれば。

ロボットと組合わせて使用する視覚装置を測定装置とし
て用い、該視覚装置の視野内の２点以上でハンドに対す
る把持状態が一義的に定まるワークの図心座標を認識す
ると共に該視覚装置の視野内の１点以上で該ワークの主
軸角度を認識するという簡単な操作で、視覚座標系とロ
ボット座標系とハントの位置・基準角度との間の相対関
係を正確に求めろことができ、さらには採寸等の点でも
非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による視覚装置を取付けた
直交座標形ロボットの構成と動作を示す図、第２図は、
長方形断面を持つハンドと工学状ワークとの把持状態を
示す図、第５図は。 第１図のロボット動作における座標関係を示す図、第４
図は、第１図及び第７図（後述）のロボット動作におけ
る把持角度状態を示す図、第５図は、くさび状ハンドと
これに対むしたワークとの把持状態を示す（９）、第６
図は、ハント”　ＩＪ／グ基準点と図心とが一定の位置
関係にあるワークにおけるハンドとワークとの把持状態
？示す図、第７図は、本発明の他の実施例による視覚装
置を別置きにした直交座標形ロボットの構成と動作を示
す図、第８図は、第７図のロボット動作における座標関
係を示す図、第９図、第１０図は、ロボット及び視覚装
置の動作を示すフローチャート、第１１図は１本発明の
全体システムの機器構成の一例を示す図である。 符号の説明 １．１０・・・・・・ロボット、 ４・・・・・・水平移動アーム、 ５・・・・・・上下移動アーム。 ６．６ａ、６ｂ、６Ｃ−叩・ハンド、 ７．１１・・・・・・視覚装置、 ８．８ａ、８ｂ、８ｃ　・叩・’７−　り。 ｑ、９ａ、９ｂ、９ｃ、１Ｓ　−−−−−−視覚装置の
視野ＸＲ−ＯＲ−ＹＲ−・・ロボット座標系、Ｘｖ−Ｏ
ｖ−Ｙｖ−・視覚座標系、 Ｐ・・・・・・ハンドのハンドリング基準点。 Ｈ・・・・・・ワークのハンドリング基準点、Ｃ・・・
・・・ワークの図心。 ヒ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少くとも、平面座標におけるワークの図心位置と主
   軸角度を認識できる視覚装置と組合わせたロボットにお
   いて、ハンドにより把持した時にハンドとワークとの位
   置関係及び角度関係が一義的に定まる教示用のワークを
   用いて、該ハンドを基準の向きにして、該ロボットを移
   動して該視覚装置の視野内の２点以上の教示点で該ワー
   クの図心を認識すると同時に１点以上の教示点で該ワー
   クの主軸角度を認識することにより、この時に求まる視
   覚座標系における該２点以上の教示点での図心座標及び
   １点以上の教示点での主軸角度とロボット座標系におけ
   る該２点以上の教示点に対応したロボット移動量とから
   、該視覚座標系と該ロボット座標系、さらには上記ロボ
   ットのハンドの位置・基準向きとの間の相対関係を求め
   るようにしたことを特徴とするロボットの教示方法。 ２、上記視覚装置を上記ロボットの移動アームに取付け
   、上記ロボットの基準方向を向けたハンドにより上記教
   示用ワークを一旦把持した後離してそのまま位置決めし
   、次に上記視覚装置を動かすことにより、上記視覚座標
   系上における上記２点以上の教示点での図心座標及び上
   記１点以上の教示点での主軸角度を認識すると共に、上
   記ロボット座標系における視覚装置移動量を上記ロボッ
   ト移動量としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のロボットの教示方法。 ３、上記視覚装置を上記ロボットとは別に設置し、上記
   ロボットの基準方向を向けたハンドにより上記教示用ワ
   ークを移動することにより、上記視覚座標系上における
   上記２点以上の教示点での図心座標及び上記１点以上の
   教示点での主軸角度を認識すると共に、上記ロボット座
   標系におけるワーク移動量を上記ロボット移動量とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のロボット
   の教示方法。