JPS63120088A - 無人搬送車搭載ロボツトの位置補正方法 - 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】 ［産業上の利用分野」 この発明は、無人搬送車にロボットを搭載し、複数の離
れた場所に移動して作業を行えるようにした、無人搬送
車搭載ロボットの位置Ｍｉ正方法に関ずろ。

「従来の技術」 従来、無人搬送車搭載ロボットは、無人搬送車によって
ロボットを作業位置まで搬送し、続いてロボットが作業
をするという一連の動作を繰り返して、与えられた仕事
を完遂する。

この種のロボットの中には、ワークに関して予め教示さ
れた教示点を記憶し、この記憶をたどってプレイバック
するようになっているものがあり、ティーチング・プレ
イバック式のロボットとよばれている。

ティーディング・プレイバック式のロボットに作業を行
わせる場合、ロボットの操作点（一般にはアーム先端）
とワークとの相対位置を常時把握していなければならず
、このためには、無人搬送車をワークに対して一定の位
置に停止させなければならない。

これを実現する停止方法として、従来は次の２つの方法
が採られていた。

（１）無人搬送車の停止位置に、機械的位置決め装置、
たとえばレールやコーンに無人搬送車を押し付ける装置
を設け、これによって位置決めする。

（２）視覚センサを用いてワークの位置を確認し、ｆｌ
ｌ【人搬送車が正規の位置にあるときの位置とのずれ量
により、教示点を補正して動作させる。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上述した従来の位置補正方法では次のような
欠点があった。

（Ａ）上記１の方法では、無人搬送車はタイヤ駆動のた
め、横方向の位置決めが難しい。また、すべての作業位
置に位置決め装置を設置しなければならないため、スペ
ースと金額がかさむ。更に、位置決め装置を設置できな
い場所では、位置決めが不可能である。

（Ｂ）上記（２）での方法では、ワークの位置を精密に
把握できる視覚センサは、極めて高価になる。

また画像処理を行わなければならないため、高度の技術
力と投資とが必要になる。

この問題に対し出願人は、無人搬送車に搭載されたロボ
ットを作業位置に搬送し、あらかじめ教示された教示点
に従って、前記作業位置に置かれたワークに作業を為す
ようにした無人搬送車搭載ロボットにおいて、前記作業
位置の所定箇所に記録されたマークと、前記ロボットに
取り付けられた画像検出手段とを備え、前記無人搬送車
を前記作業位置近傍に停止した後、前記画像検出手段で
前記マークを検出し、この時のマーク位置と教示時のマ
ーク位置とのずれ爪に基て変換式を作り、この変換式に
より前記ロボットの教示点を補正することを特徴とする
無人搬送車搭載ロボットの位置補正方法をすでに提案し
出願している。（特願昭６１−３４４８２参照）・ この発明によれば、ロボットの位置に応じて教示点を補
正することが可能となるが、たとえばハンドリングを行
う握持部位置についての補正であり、ワークに対する上
記握持部のずれ量が補正により修正されるもので、ワー
クに対するハンド自体の向きは補正の対象とはされてい
ない。このためワークを握持するロボットの場合などで
は、作業時ワークを握持する際のワークに対するハンド
自体の向きが教示時のそれと異なったものとなり、ハン
ドリングに支障をきたす場合があるという問題があった
。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、本発
明の目的はワークに対するたとえばハンドリングの位置
のＮｌｉ正のみならず、ハンド自体の向きをら補正する
ことにより、作業時におけるワークに対するハンド自体
の向きを教示時と同一にすることのできる無人搬送車搭
載ロボットの位置補正方法を提供することを目的として
いる。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、無人搬送車に搭載されたロボットを作業位
置に搬送し、あらかじめ教示された教示点に従って、前
記作業位置に置かれたワークに作業を為すようにした無
人搬送車搭載ロボットにおいて、前記作業位置の所定箇
所に記録されたマークと、前記ロボットに取り付けられ
た画像検出手段とを備え、前記無人搬送車を前記作業位
置近傍に停止した後、前記画像検出手段で前記マークを
検出し、現在のマーク位置情報と教示時のマーク位置情
報とのずれｍおよび教示時のワークに対するハンドの方
向と現在のハンドの方向とのずれ量を規定する情報に基
いて変換式を作り、この変換式により前記ロボットの教
示点を補正するとともにワークに対するハンドの方向を
補正することにより上記問題点を解決する手段とする。

「作用」 上記構成によれば、現在のマーク位置と教示時のマーク
位置とのずれ量および教示時のハンドの方向と現在のハ
ンドの方向とのずれｍにもとすいてワークに対するハン
ドの方向を容易に補正することができる。

したがって、ワークに対するハンドの方向を教示時と同
一になるように修正し制御することができる。

「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。本実
施例に用いられている無人搬送車は、地上に布設された
誘導線に沿って走行する誘導無人車、あるいは誘導線を
持たずに走行する、いわゆる自立無人車のいずれであっ
てもよい。

無人搬送車Ｉには、ロボット２が搭載されている。ロボ
ット２は、水平旋回、前後回動および上下回動可能なア
ーム３を持っている。アーム３の先端位置には可動部３
ａを介して、画像入力装置４とハンド５とが一体に取り
付けられており、これらは、振り、ひねり動作が可能な
ように構成されている。画像入力装置４はＣＯＤ、（電
荷結合デバイス）等からなる固体撮像素子である。また
、ハンド５はワーク６を握持するものである。なお、ワ
ーク６はロボット２に比べて拡大して描いである。上記
ワーク６は、作業台７の上面中央部に形成された枠７ａ
に置かれ、ロボット２の作業を受けるようになっている
。この作業台７の隅には、２点８ａ、８ｂからなるマー
ク８が書き込まれている。

このような構成において、無人搬送車ｌは複数の作業台
７の間を走行し、作業を行う。゛この場合、無人搬送車
ｌの停止精度は低くつぎの手順で位置補正を行わなけれ
ばならない。

（１）まず作業に先立って為される教示のときにマーク
８の読み取り作業点を教示する。すなわち画像人力装置
４をマーク８の真上に移動し、この位置を教示するとと
もに、画像入力装置により取り込んだマーク８の画面上
の座標位置を作業動作と共に記憶する。この場合たとえ
ば、ロボット２の脚底部中央を原点とし、画像入力装置
４の水平走査線に平行な方向をＸ軸とする水平直行座標
系Ｘ−Ｙをとり、この座標系におけるマーク８の点８ａ
、８ｂの座標を各々（Ｘ　ａ、　Ｙ　ａ）、（ｘｂ、ｙ
ｂ）とする（第２図（ａ））。

（２）次に、無人搬送車ｌが上記作業点を目標に移動し
てきて停止した場合を考える。停止位置でロボットは教
示された手順で動作し、画像入力装置はマーク８を撮像
する。無人搬送車による位置決め精度は一般に低く、こ
の場合、上記Ｘ−Ｙ座標系での上記マーク８の位置座標
は（１）における教示時に記憶した点８ａ、８ｂの位置
座標（Ｘ　ａ、　Ｙ　ａ）、（Ｘｂ、Ｙｂ）と異なった
ものとなる。すなわち無人°搬送車ｌの位置決め誤差量
だけＸ軸、Ｙ軸上の座標が異なったものとなり、上記Ｘ
−Ｙ座標系は第２図（ａ）に示ずＵ−Ｖ座標系に移る。

したがって、Ｘ−Ｙ座標系で教示した教示点Ｐｉの座標
（Ｘ　ｉ。

Ｙｉ）をＵ−Ｖ座標系テノ座標（Ｕ　ｉ、　Ｖ　ｉ）ニ
変換すればワーク６に対し正しいハンドリング操作を行
うことができる。

以下、この変換方法について述べる。

なお、以下の説明において、Ｕ−Ｖ座標系におけるマー
ク８の点８ａの座標を（Ｕａ、　Ｖａ）、点８ｂの座標
を（ｕｂ、ｖｂ）とする。

このような設定において、第２図（ｂ）〜（ｄ）に示す
手順で変換方法を述べる。

（＋）点８ａを原点とし、Ｘ−Ｙ座標系に平行なＸ−Ｙ
座標系で教示点Ｐｉの座１１（ｘｉ、　ｙｉ）をもとめ
ると（第２図、ｂ参照） ｘｉ＝　Ｘ　ｉ　−Ｘ　ａ　　　ｙｉ＝　Ｙ　ｉ　−Ｙ
　ａこれをマトリックスであられすと ここでＺｉ、ｚｉは各々Ｘ　　Ｙｓ　ｘ　　ｙ各座標系
における点Ｐｉの高さ方向の座標であり、これらは不変
である。ここでＸ−Ｙ座標系とＸ−ｙ座標系との変換を
規定するマトリクスを八とする。

（２）次に、マーク８の点８ｂの、Ｋ−Ｙ座標系におけ
る座標を求めると、第２図（ｂ）のようになる。

すなわち（１）式より（Ｘｂ−ＸａＳ　Ｙｂ−Ｙａ）と
なる。

また、点８ｂを時計方向にΔ０回転した点の座標は（Ｕ
ｂ−ＵａＳＶｂ−Ｖａ）となる。これは、Ｕ−Ｖ・座標
系平行移動し、原点を（Ｕａ、Ｖａ）とした座標系（こ
れは、後述するＵ−Ｖ座標系に他ならない）での点８ｂ
の座標に一致する。

これら２つの座標（Ｘｂ−Ｘａ、　Ｙｂ−Ｙａ）、およ
び（Ｕｂ−Ｕａ、　ｂ−Ｖａ）と原点とを結ぶ直線がＸ
軸となす角をα、βとすると Ｌａｎａ　＝　（Ｙ　ｂ　−Ｙ　ａ）／　（Ｘ　ｂ　−
Ｘ　ａ）ｔａｎβ冨（ｖｂ−ｖａ）／（Ｕｂ−Ｕａ）・
・・・（４）またΔθ＝β−αより ｔａｎΔθ＝Ｓ／Ｔ ここで Ｓ　＝（Ｘｂ−Ｘａ）（Ｖｂ−Ｖａ） −（Ｙ　ｂ　−Ｙ　ａＸＵ　ｂ　−Ｕ　ａ）Ｔ　＝（Ｘ
ｂ　−Ｘａ）（Ｕｂ　−Ｕａ）−（Ｙ　ｂ−Ｙ　ａ）（
Ｖ　ｂ−Ｖ　ａ）したがって Δθ＝　Ａ　ｒｃｔａｎｓ　／　Ｔ （３）第２図（ｃ）に示すようにｘ−ｙ座標系をΔθ回
転させた場合の新たな座標系をｕ−１ｖとすると、座（
４）第２図（ｄ）に示すように、ｕ−ｖ座標系を平行８
移動して、Ｕ−Ｖ座標系とし、この座標系に置ける点Ｐ
ｉの座標（Ｕｉ、　Ｖｉ）ｌｉＵｉ＝ｕｉ＋Ｕａ Ｖｉ＝ｖｉ＋Ｖａ これより変換マトリクスは 以上のことより変換後の点Ｑｉの座標はＱｉ＝Ｃ−Ｂ−
Ａ−Ｐｉ でもとめることができる。

なお３次元の場合はマークの点を３次元的に独立な３点
として、これらを２つ以上の画像人力装置で読み取るよ
うにすればよい。そして２次元の場合に準じた演算を行
う。すなわち、各座標軸方向の平行移動量と傾斜量にも
とずいて変換式を求め、これらにもとすいて座標変換を
すればよい。

つぎに本実施例の動作について述べる。

まず、最初の教示時に第１図に示す教示点であるＡ点の
みならず、ロボットハンド基部（第１図に示すＢ点）の
位置座標も記憶しておく。そして、プレイバックの際に
上述した変換手段を用いて教示点Ｂに対し位置補正をお
こなう。次にロボットハンド握持部の教示点Ａにたいし
位置補正を行う。

このようにロボットハンドは２つの点によりワークにた
いし補正され位置決めされることになるので、ロボット
ハンドがワークを握持する場合のハンドリング点の位置
補正が為されるだけでなく、ワークにたいしてのロボッ
トハンドの方向を教示時と同一に補正し規定することが
できる。

本実施例においてはロボットハンドにおける２つの点、
すなわち握持部における教示点Ａ１およびハンド基部に
おける教示点Ｂおいて、ロボットハンドの位置補正がな
され、この結果ワークにたいするロボットハンドの方向
が規定されたが、他の実施例として、上記２つの教示点
Ａ、Ｈの代わりにハンド基部における教示点Ｂについて
は上記実施例と同様に位置補正を行い、それから先のハ
ンド方向の補正に方向余弦を用い、ワークに対するロボ
ットハンドの方向を補正制御するようにしてもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、ワークと係わ
りあうハンドの位置ずれを補正することが出来るできる
だけでなく、ワークに対するハンドの方向を教示時と同
一にすることができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す概略斜視図、
第２図は座標変換を説明するためのグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 無人搬送車に搭載されたロボットを作業位置に搬送し、
   あらかじめ教示された教示点に従って、前記作業位置に
   置かれたワークに作業を為すようにした無人搬送車搭載
   ロボットにおいて、前記作業位置の所定箇所に記録され
   たマークと、前記ロボットに取り付けられた画像検出手
   段とを備え、前記無人搬送車を前記作業位置近傍に停止
   した後、前記画像検出手段で前記マークを検出し、現在
   のマーク位置情報と教示時のマーク位置情報とのずれ量
   および教示時のワークに対するハンドの方向と現在のハ
   ンドの方向とのずれ量を規定する情報に基いて変換式を
   作り、この変換式により前記ロボットの教示点を補正す
   るとともにワークに対するハンドの方向を補正すること
   を特徴とする無人搬送車搭載ロボットの位置補正方法。