JP2718249B2 - ロボットの位置ずれ検出装置 - Google Patents
ロボットの位置ずれ検出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はロボットの位置ずれ検出装置に係り、特に、
予め定められた基準位置に対する位置ずれおよび角度ず
れを定量的に検出できる装置に関するものである。
予め定められた基準位置に対する位置ずれおよび角度ず
れを定量的に検出できる装置に関するものである。
従来の技術 例えば、第12図の塗面検査装置は、縞模様の散乱光を
発する発光体10が塗装面12に映った像10′を、鏡14を介
してCCDカメラ16により撮像し、ビデオ18を介してモニ
タ20に写し出された縞模様の幅や間隔から、塗装面12の
平滑度などを検査するもので、上記発光体10,鏡14,およ
びCCDカメラ16はロボットハンド22に位置固定に配設さ
れ、そのロボットハンド22と共に予め記憶された教示位
置データに従って順次別の検査位置（教示点）へ移動さ
せられ、塗装面12の検査を行うようになっている。そし
て、このような塗装検査装置において上記教示位置デー
タをティーチングする際には、第13図に示されているよ
うに予め多数の教示点Ｔを塗装面12上に設定し、第14図
に示されているティーチング用プローブ24を用いて、前
記CCDカメラ16の撮像視野の中心に教示点Ｔが位置する
ように、プローブ24の先端を教示点Ｔと一致させるとと
もにプローブ24と塗装面12との成す角度βが予め定めら
れた設計値と一致するように行われる。
発する発光体10が塗装面12に映った像10′を、鏡14を介
してCCDカメラ16により撮像し、ビデオ18を介してモニ
タ20に写し出された縞模様の幅や間隔から、塗装面12の
平滑度などを検査するもので、上記発光体10,鏡14,およ
びCCDカメラ16はロボットハンド22に位置固定に配設さ
れ、そのロボットハンド22と共に予め記憶された教示位
置データに従って順次別の検査位置（教示点）へ移動さ
せられ、塗装面12の検査を行うようになっている。そし
て、このような塗装検査装置において上記教示位置デー
タをティーチングする際には、第13図に示されているよ
うに予め多数の教示点Ｔを塗装面12上に設定し、第14図
に示されているティーチング用プローブ24を用いて、前
記CCDカメラ16の撮像視野の中心に教示点Ｔが位置する
ように、プローブ24の先端を教示点Ｔと一致させるとと
もにプローブ24と塗装面12との成す角度βが予め定めら
れた設計値と一致するように行われる。
ところで、上記プローブ24はティーチング時に塗装面
12に傷を付けないように可撓性を持たせてあるため、正
確の位置決めが難しいとともに、塗装面12は複雑な曲面
を成していることから上記角度βの正確の計測も困難
で、必ずしも高精度のティーチングを行うことはできな
かった。このため、第15図に示されているように前記発
光体10に取り付けられる縞模様板26の中心、すなわちロ
ボットハンド22が正確にティーチングされた場合にCCD
カメラ16による撮像画像の中心に位置する部分に、前記
教示点Ｔや塗装面10に存在する欠陥と色や濃淡，形状等
において区別できるマークＭを設け、前記教示位置デー
タに従ってロボットハンド22を駆動した時に、前記モニ
タ20の画像上における教示点Ｔの位置からロボットハン
ド22の位置ずれを修正するとともに、モニタ20の画像上
におけるマークＭの位置からロボットハンド22の塗装面
10に対する角度ずれを修正することが考えられている。
12に傷を付けないように可撓性を持たせてあるため、正
確の位置決めが難しいとともに、塗装面12は複雑な曲面
を成していることから上記角度βの正確の計測も困難
で、必ずしも高精度のティーチングを行うことはできな
かった。このため、第15図に示されているように前記発
光体10に取り付けられる縞模様板26の中心、すなわちロ
ボットハンド22が正確にティーチングされた場合にCCD
カメラ16による撮像画像の中心に位置する部分に、前記
教示点Ｔや塗装面10に存在する欠陥と色や濃淡，形状等
において区別できるマークＭを設け、前記教示位置デー
タに従ってロボットハンド22を駆動した時に、前記モニ
タ20の画像上における教示点Ｔの位置からロボットハン
ド22の位置ずれを修正するとともに、モニタ20の画像上
におけるマークＭの位置からロボットハンド22の塗装面
10に対する角度ずれを修正することが考えられている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記CCDカメラによって撮像された画
像上における教示点ＴおよびマークＭの位置は、ロボッ
トハンドの位置ずれや角度ずれによって互いに独立に変
化するわけではなく互いに関連しているため、画像上に
おける教示点ＴおよびマークＭの位置ずれが共に無くな
るようにするには、例えば第16図のフローチャートに示
されているように、ロボットハンドの位置ずれの修正と
角度ずれの修正とを試行錯誤で交互に繰り返す必要があ
り、面倒で長時間を要するとともに、ずれ量の測定も作
業者がモニタの画面上で定規等を使って行うため、必ず
しも高い精度が得られないのである。
像上における教示点ＴおよびマークＭの位置は、ロボッ
トハンドの位置ずれや角度ずれによって互いに独立に変
化するわけではなく互いに関連しているため、画像上に
おける教示点ＴおよびマークＭの位置ずれが共に無くな
るようにするには、例えば第16図のフローチャートに示
されているように、ロボットハンドの位置ずれの修正と
角度ずれの修正とを試行錯誤で交互に繰り返す必要があ
り、面倒で長時間を要するとともに、ずれ量の測定も作
業者がモニタの画面上で定規等を使って行うため、必ず
しも高い精度が得られないのである。
なお、このようなロボットの位置ずれを定量的に検出
する装置として、例えば特開昭60−118907号公報にスリ
ット光を用いた光切断法によるものが開示されている
が、この場合には、三次元方向の位置ずれについては検
出し得るものの角度ずれまでは検出し得ないのである。
する装置として、例えば特開昭60−118907号公報にスリ
ット光を用いた光切断法によるものが開示されている
が、この場合には、三次元方向の位置ずれについては検
出し得るものの角度ずれまでは検出し得ないのである。
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、そ
の目的とするところは、CCDカメラ等の撮像装置によっ
て撮像された画像に基づいて、ロボットハンド等の可動
部のずれ寸法およびずれ角度を自動的に検出できる位置
ずれ検出装置を提供することにある。
の目的とするところは、CCDカメラ等の撮像装置によっ
て撮像された画像に基づいて、ロボットハンド等の可動
部のずれ寸法およびずれ角度を自動的に検出できる位置
ずれ検出装置を提供することにある。
課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためには、画像上における教示
点Ｔ（第１基準点）およびマークＭ（第２基準点）のず
れだけでなくそれ等の大きさの寸法誤差についても検出
するようにすれば良く、本発明は、光を反射する鏡面状
の基準面に対して相対移動させられるロボットの可動部
が、その基準面上に設けられた第１基準点に対して、そ
の基準面に対する姿勢を含めて予め定められた基準位置
に位置させられているか否かを検出する装置であって、
（ａ）予め定められた位置に第２基準点が設けられて、
その第２基準点が前記基準面に映るように前記可動部に
位置固定に配設された第２基準部材と、（ｂ）前記可動
部が前記基準位置の近傍へ移動させられることにより、
前記基準面に映っている前記第２基準点が前記第１基準
点と共に撮像視野内に入るように、その可動部に位置固
定に配設された撮像装置と、（ｃ）その撮像装置によっ
て撮像された画像上における前記第１基準点と、前記可
動部が前記基準位置に位置させられている場合にその画
像上においてその第１基準点が位置する予め定められた
第１目標位置とのずれ寸法を検出する第１位置ずれ検出
手段と、（ｄ）前記画像上における前記第２基準点と、
前記可動部が前記基準位置に位置させられている場合に
その画像上においてその第２基準点が位置する予め定め
られた第２目標位置とのずれ寸法を検出する第２位置ず
れ検出手段と、（ｅ）前記画像上における前記第１基準
点および第２基準点の少なくとも一方の大きさと、前記
可動部が前記基準位置に位置させられている場合のその
画像上におけるその一方の基準点の大きさとして予め定
められた目標寸法との誤差を検出する寸法誤差検出手段
と、（ｆ）前記第１位置ずれ検出手段，第２位置ずれ検
出手段，および寸法誤差検出手段によってそれぞれ検出
された前記画像上における位置ずれ寸法および大きさの
寸法誤差に基づいて、前記可動部の前記基準位置に対す
るずれ寸法およびずれ角度を求めるずれ量決定手段とを
有することを特徴とする。
点Ｔ（第１基準点）およびマークＭ（第２基準点）のず
れだけでなくそれ等の大きさの寸法誤差についても検出
するようにすれば良く、本発明は、光を反射する鏡面状
の基準面に対して相対移動させられるロボットの可動部
が、その基準面上に設けられた第１基準点に対して、そ
の基準面に対する姿勢を含めて予め定められた基準位置
に位置させられているか否かを検出する装置であって、
（ａ）予め定められた位置に第２基準点が設けられて、
その第２基準点が前記基準面に映るように前記可動部に
位置固定に配設された第２基準部材と、（ｂ）前記可動
部が前記基準位置の近傍へ移動させられることにより、
前記基準面に映っている前記第２基準点が前記第１基準
点と共に撮像視野内に入るように、その可動部に位置固
定に配設された撮像装置と、（ｃ）その撮像装置によっ
て撮像された画像上における前記第１基準点と、前記可
動部が前記基準位置に位置させられている場合にその画
像上においてその第１基準点が位置する予め定められた
第１目標位置とのずれ寸法を検出する第１位置ずれ検出
手段と、（ｄ）前記画像上における前記第２基準点と、
前記可動部が前記基準位置に位置させられている場合に
その画像上においてその第２基準点が位置する予め定め
られた第２目標位置とのずれ寸法を検出する第２位置ず
れ検出手段と、（ｅ）前記画像上における前記第１基準
点および第２基準点の少なくとも一方の大きさと、前記
可動部が前記基準位置に位置させられている場合のその
画像上におけるその一方の基準点の大きさとして予め定
められた目標寸法との誤差を検出する寸法誤差検出手段
と、（ｆ）前記第１位置ずれ検出手段，第２位置ずれ検
出手段，および寸法誤差検出手段によってそれぞれ検出
された前記画像上における位置ずれ寸法および大きさの
寸法誤差に基づいて、前記可動部の前記基準位置に対す
るずれ寸法およびずれ角度を求めるずれ量決定手段とを
有することを特徴とする。
作用および発明の効果 このようなロボットの位置ずれ検出装置においては、
撮像装置によって撮像された画像上における第１基準点
と第１目標位置とのずれ寸法，第２基準点と第２目標位
置とのずれ寸法，および第１基準点および第２基準点の
少なくとも一方の大きさと目標寸法との寸法誤差が、そ
れぞれ第１位置ずれ検出手段，第２位置ずれ検出手段，
および寸法誤差検出手段によって検出され、それ等の位
置ずれ寸法および寸法誤差に基づいて、ずれ量決定手段
により可動部の基準位置に対するずれ寸法およびずれ角
度が求められる。
撮像装置によって撮像された画像上における第１基準点
と第１目標位置とのずれ寸法，第２基準点と第２目標位
置とのずれ寸法，および第１基準点および第２基準点の
少なくとも一方の大きさと目標寸法との寸法誤差が、そ
れぞれ第１位置ずれ検出手段，第２位置ずれ検出手段，
および寸法誤差検出手段によって検出され、それ等の位
置ずれ寸法および寸法誤差に基づいて、ずれ量決定手段
により可動部の基準位置に対するずれ寸法およびずれ角
度が求められる。
このように、本発明の位置ずれ検出装置によれば、可
動部の第１基準点に対する位置ずれおよび基準面に対す
る角度ずれが定量的に検出されるため、例えばこのよう
にして検出されたずれ量に基づいて教示位置データを修
正することにより、作業者が試行錯誤で位置ずれや角度
ずれを修正していた従来の場合に比較して、教示位置デ
ータの修正が自動的に短時間でしかも高い精度で行われ
得るようになる。
動部の第１基準点に対する位置ずれおよび基準面に対す
る角度ずれが定量的に検出されるため、例えばこのよう
にして検出されたずれ量に基づいて教示位置データを修
正することにより、作業者が試行錯誤で位置ずれや角度
ずれを修正していた従来の場合に比較して、教示位置デ
ータの修正が自動的に短時間でしかも高い精度で行われ
得るようになる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。なお、以下の実施例で前記従来例と共通する部分
には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
する。なお、以下の実施例で前記従来例と共通する部分
には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
第１図において、ロボットハンド22はロボット30によ
って互いに直角なX,Y,Z軸方向へ三次元的に移動させら
れるとともに、Ｘ軸およびＹ軸まわりに回動させられて
その姿勢が変化させられるようになっている。ロボット
30は、前記プローブ24等を用いて行われたティーチング
処理により予めパソコン32に記憶された教示位置データ
がロボット制御装置34に取り込まれることにより、その
教示位置データに従ってロボットハンド22を複数の教示
点Ｔ上へ予め定められた姿勢で順次移動させるように制
御される。
って互いに直角なX,Y,Z軸方向へ三次元的に移動させら
れるとともに、Ｘ軸およびＹ軸まわりに回動させられて
その姿勢が変化させられるようになっている。ロボット
30は、前記プローブ24等を用いて行われたティーチング
処理により予めパソコン32に記憶された教示位置データ
がロボット制御装置34に取り込まれることにより、その
教示位置データに従ってロボットハンド22を複数の教示
点Ｔ上へ予め定められた姿勢で順次移動させるように制
御される。
上記教示位置データが正確であれば、ロボットハンド
22は各教示点Ｔに対してそれぞれCCDカメラ16の撮像視
野の中心に教示点Ｔおよび塗装面12に映った発光体10′
のマークＭが位置する基準位置に位置決めされ、CCDカ
メラ16の画像Ｐ上における教示点ＴおよびマークＭの像
Ｔ′およびＭ′はそれぞれ画像中心Ｏに位置させられる
が、X,Y,Z軸方向の位置ずれやＸ軸,Y軸まわりの角度ず
れがあると、像Ｔ′およびＭ′は第２図に示されている
ように画像Ｐの中心Ｏからずれる。また、本実施例のマ
ークＭは、第３図に示されているように四角形状を成し
ており、画像Ｐ上における像Ｍ′の大きさは上記ロボッ
トハンド22の位置ずれや角度ずれに応じて変化する。こ
のマークＭは、教示点Ｔや塗装面10に存在する欠陥と色
や濃淡，形状等において区別できるように縞模様板26に
設けられている。
22は各教示点Ｔに対してそれぞれCCDカメラ16の撮像視
野の中心に教示点Ｔおよび塗装面12に映った発光体10′
のマークＭが位置する基準位置に位置決めされ、CCDカ
メラ16の画像Ｐ上における教示点ＴおよびマークＭの像
Ｔ′およびＭ′はそれぞれ画像中心Ｏに位置させられる
が、X,Y,Z軸方向の位置ずれやＸ軸,Y軸まわりの角度ず
れがあると、像Ｔ′およびＭ′は第２図に示されている
ように画像Ｐの中心Ｏからずれる。また、本実施例のマ
ークＭは、第３図に示されているように四角形状を成し
ており、画像Ｐ上における像Ｍ′の大きさは上記ロボッ
トハンド22の位置ずれや角度ずれに応じて変化する。こ
のマークＭは、教示点Ｔや塗装面10に存在する欠陥と色
や濃淡，形状等において区別できるように縞模様板26に
設けられている。
この実施例では、塗装面12が光を反射する鏡面状の基
準面に相当し、CCDカメラ16が撮像装置に相当し、ロボ
ットハンド22がロボットの可動部に相当し、塗装面12に
設けられた教示点Ｔが第１基準点に相当し、縞模様板26
に設けられたマークＭが第２基準点に相当し、縞模様板
26が第２基準部材に相当し、画像Ｐの中心Ｏが第１目標
位置および第２目標位置に相当する。
準面に相当し、CCDカメラ16が撮像装置に相当し、ロボ
ットハンド22がロボットの可動部に相当し、塗装面12に
設けられた教示点Ｔが第１基準点に相当し、縞模様板26
に設けられたマークＭが第２基準点に相当し、縞模様板
26が第２基準部材に相当し、画像Ｐの中心Ｏが第１目標
位置および第２目標位置に相当する。
そして、CCDカメラ16から出力される前記画像Ｐを表
す画像信号は画像処理装置36に供給される。画像処理装
置36はマイクロコンピュータを含んで構成されており、
RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに記憶されたプログ
ラムに従って信号処理を行うもので、第４図に示されて
いるフローチャートに従って画像処理を行うことによ
り、画像Ｐ上における上記像Ｔ′およびＭ′のずれ寸法
や像Ｍ′の大きさからロボットハンド22の位置ずれ寸法
やずれ角度を検出するようになっている。
す画像信号は画像処理装置36に供給される。画像処理装
置36はマイクロコンピュータを含んで構成されており、
RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに記憶されたプログ
ラムに従って信号処理を行うもので、第４図に示されて
いるフローチャートに従って画像処理を行うことによ
り、画像Ｐ上における上記像Ｔ′およびＭ′のずれ寸法
や像Ｍ′の大きさからロボットハンド22の位置ずれ寸法
やずれ角度を検出するようになっている。
第４図において、ステップS1ではCCDカメラ16から画
像Ｐを表す画像信号を取り込み、ステップS2においてそ
の画像Ｐから教示点Ｔの像Ｔ′を抽出する。この抽出処
理では、微分などにより画像Ｐから縞模様や像Ｍ′を削
除して行われる。そして、次のステップS3では、上記像
Ｔ′の中心座標と画像中心Ｏとのずれ寸法δX1およびδ
Y1を算出し、パソコン32のメモリ38に記憶する。これ等
のずれ寸法δX1,δY1は、前記第２図から明らかなよう
にそれぞれＸ軸方向のずれ量,Y軸方向のずれ量を表して
いる。画像処理装置36による一連の信号処理のうち、上
記ステップS2およびS3を実行する部分が第１位置ずれ検
出手段に相当する。
像Ｐを表す画像信号を取り込み、ステップS2においてそ
の画像Ｐから教示点Ｔの像Ｔ′を抽出する。この抽出処
理では、微分などにより画像Ｐから縞模様や像Ｍ′を削
除して行われる。そして、次のステップS3では、上記像
Ｔ′の中心座標と画像中心Ｏとのずれ寸法δX1およびδ
Y1を算出し、パソコン32のメモリ38に記憶する。これ等
のずれ寸法δX1,δY1は、前記第２図から明らかなよう
にそれぞれＸ軸方向のずれ量,Y軸方向のずれ量を表して
いる。画像処理装置36による一連の信号処理のうち、上
記ステップS2およびS3を実行する部分が第１位置ずれ検
出手段に相当する。
続くステップS4では、微分などにより画像Ｐから縞模
様や像Ｔ′を削除してマークＭの像Ｍ′を抽出し、次の
ステップS5において、その像Ｍ′の中心座標と画像中心
Ｏとのずれ寸法δX2およびδY2を算出するとともにパソ
コン32のメモリ38に記憶する。これ等のずれ寸法δX2,
δY2は、前記第２図から明らかなようにそれぞれＸ軸方
向のずれ量,Y軸方向のずれ量を表している。画像処理装
置36による一連の信号処理のうち、これ等のステップS4
およびS5を実行する部分が第２位置ずれ検出手段に相当
する。
様や像Ｔ′を削除してマークＭの像Ｍ′を抽出し、次の
ステップS5において、その像Ｍ′の中心座標と画像中心
Ｏとのずれ寸法δX2およびδY2を算出するとともにパソ
コン32のメモリ38に記憶する。これ等のずれ寸法δX2,
δY2は、前記第２図から明らかなようにそれぞれＸ軸方
向のずれ量,Y軸方向のずれ量を表している。画像処理装
置36による一連の信号処理のうち、これ等のステップS4
およびS5を実行する部分が第２位置ずれ検出手段に相当
する。
また、次のステップS6においては、上記像Ｍ′のＸ軸
方向寸法aX′およびＹ軸方向寸法aY′を算出し、予め設
定された目標寸法aXおよびaYとの寸法誤差δaX（＝aX′
−aX），δaY（＝aY′−aY）を演算するとともに、それ
等の寸法誤差δaXおよびδaYをパソコン32のメモリ38に
記憶する。上記目標寸法aX,aYは、ロボットハンド22が
正確に基準位置に位置決めされた場合の画像Ｐ上におけ
るマークＭの像Ｍ′の寸法として予めROM等に記憶され
ている。画像処理装置36による一連の信号処理のうち、
このステップS6を実行する部分が寸法誤差検出手段に相
当する。
方向寸法aX′およびＹ軸方向寸法aY′を算出し、予め設
定された目標寸法aXおよびaYとの寸法誤差δaX（＝aX′
−aX），δaY（＝aY′−aY）を演算するとともに、それ
等の寸法誤差δaXおよびδaYをパソコン32のメモリ38に
記憶する。上記目標寸法aX,aYは、ロボットハンド22が
正確に基準位置に位置決めされた場合の画像Ｐ上におけ
るマークＭの像Ｍ′の寸法として予めROM等に記憶され
ている。画像処理装置36による一連の信号処理のうち、
このステップS6を実行する部分が寸法誤差検出手段に相
当する。
そして、ステップS7において、上記メモリ38に記憶さ
れたずれ寸法δX1,δY1,δX2,δY2,寸法誤差δaX,δaY
を取り込み、予め定められた演算式に従ってロボットハ
ンド22のＸ軸方向のずれ寸法ΔX,Y軸方向のずれ寸法Δ
Y,Z軸方向のずれ寸法ΔZ,X軸まわりのずれ角度αX,Y軸
まわりのずれ角度αＹを算出する。
れたずれ寸法δX1,δY1,δX2,δY2,寸法誤差δaX,δaY
を取り込み、予め定められた演算式に従ってロボットハ
ンド22のＸ軸方向のずれ寸法ΔX,Y軸方向のずれ寸法Δ
Y,Z軸方向のずれ寸法ΔZ,X軸まわりのずれ角度αX,Y軸
まわりのずれ角度αＹを算出する。
ここで、上記ロボットハンド22の位置ずれや角度ずれ
について具体的に説明すると、例えば第５図に示されて
いるように、Ｘ軸方向へのみ寸法ΔＸの位置ずれを有す
るとともに発光体10およびCCDカメラ16がＸ−Ｚ平面内
に位置させられている場合、画像Ｐ上における像Ｔ′は
第６図に示されているように中心ＯからＸ軸方向へδX1
だけずれる。このずれ寸法δX1は、CCDカメラ16の視野
角度をθ、CCDカメラ16の視野中心と教示点Ｔとのずれ
角度をδθ１、画像ＰのＸ軸方向寸法をPXとすると、そ
れ等との間に次式（１）で表される関係を有し、θおよ
びPXは既知であることからδX1によってずれ角度δθ１
が求められる。そして、このずれ角度δθ１に基づいて
CCDカメラ16と塗装面12との間の距離や撮像角度等から
ずれ寸法ΔＸを求めることができるのであり、結局、こ
の場合のずれ寸法ΔＸは、画像Ｐ上のずれ寸法δX1を変
数とする次式（２）に従って算出される。なお、Ｙ軸方
向のずれ寸法ΔＹについても、同様にして次式（３）に
従って算出される。
について具体的に説明すると、例えば第５図に示されて
いるように、Ｘ軸方向へのみ寸法ΔＸの位置ずれを有す
るとともに発光体10およびCCDカメラ16がＸ−Ｚ平面内
に位置させられている場合、画像Ｐ上における像Ｔ′は
第６図に示されているように中心ＯからＸ軸方向へδX1
だけずれる。このずれ寸法δX1は、CCDカメラ16の視野
角度をθ、CCDカメラ16の視野中心と教示点Ｔとのずれ
角度をδθ１、画像ＰのＸ軸方向寸法をPXとすると、そ
れ等との間に次式（１）で表される関係を有し、θおよ
びPXは既知であることからδX1によってずれ角度δθ１
が求められる。そして、このずれ角度δθ１に基づいて
CCDカメラ16と塗装面12との間の距離や撮像角度等から
ずれ寸法ΔＸを求めることができるのであり、結局、こ
の場合のずれ寸法ΔＸは、画像Ｐ上のずれ寸法δX1を変
数とする次式（２）に従って算出される。なお、Ｙ軸方
向のずれ寸法ΔＹについても、同様にして次式（３）に
従って算出される。
δX1/PX＝δθ1/θ ・・・（１） ΔＸ＝f1（δX1） ・・・（２） ΔＹ＝f2（δY1） ・・・（３） また、第７図に示されているように、Ｚ軸方向へのみ
寸法ΔＺの位置ずれを有するとともに発光体10およびCC
Dカメラ16がＸ−Ｚ平面内に位置させられている場合、
画像Ｐ上における像Ｔ′およびＭ′は第８図に示されて
いるように、それぞれ中心ＯからＸ軸方向へδX1,δX2
だけずれる。これ等のずれ寸法δX1,δX2は、CCDカメラ
16の視野中心からのずれ角度δθ1,δθ２にそれぞれ対
応する。また、CCDカメラ16から塗装面12に映った発光
体10℃のマークＭまでの距離ｌは、ずれ寸法ΔＺに対応
して変化するため、画像Ｐ上における像Ｍ′の寸法
aX′,aY′も目標寸法aX,aYから変化する。したがって、
この場合のずれ寸法ΔＺは、画像Ｐ上のずれ寸法δX1,
δX2,寸法誤差δaXを変数とする次式（４）に従って算
出される。なお、寸法誤差δaXの替わりにδaYを用いて
も良い。
寸法ΔＺの位置ずれを有するとともに発光体10およびCC
Dカメラ16がＸ−Ｚ平面内に位置させられている場合、
画像Ｐ上における像Ｔ′およびＭ′は第８図に示されて
いるように、それぞれ中心ＯからＸ軸方向へδX1,δX2
だけずれる。これ等のずれ寸法δX1,δX2は、CCDカメラ
16の視野中心からのずれ角度δθ1,δθ２にそれぞれ対
応する。また、CCDカメラ16から塗装面12に映った発光
体10℃のマークＭまでの距離ｌは、ずれ寸法ΔＺに対応
して変化するため、画像Ｐ上における像Ｍ′の寸法
aX′,aY′も目標寸法aX,aYから変化する。したがって、
この場合のずれ寸法ΔＺは、画像Ｐ上のずれ寸法δX1,
δX2,寸法誤差δaXを変数とする次式（４）に従って算
出される。なお、寸法誤差δaXの替わりにδaYを用いて
も良い。
ΔＺ＝f3（δX1,δX2,δaX） ・・・（４） また、第９図に示されているように、Ｙ軸まわりにの
みαＹの角度ずれを有するとともに発光体10およびCCD
カメラ16がＸ−Ｚ平面内に位置させられている場合、画
像Ｐ上における像Ｍ′は第10図に示されているように、
中心ＯからＸ軸方向へδX2だけずれる。このずれ寸法δ
X2は、CCDカメラ16の視野中心からのずれ角度δθ２に
対応する。また、塗装面12に映った発光体10′のCCDカ
メラ16に対する姿勢やマークＭとCCDカメラ16との間の
距離が変化し、画像Ｐ上における像Ｍ′の寸法aX′,
aY′は、ずれ角度αＹに対応して目標寸法aX,aYから変
化する。したがって、この場合のずれ角度αＹは、画像
Ｐ上のずれ寸法δX2,寸法誤差δaXを変数とする次式
（５）に従って算出される。なお、寸法誤差δaXの替わ
りにδaYを用いることもできるが、発光体10′の姿勢か
ら寸法誤差δaXの方が大きくなるため、δaXを用いるこ
とが望ましい。Ｘ軸まわりのずれ角度αＸについても、
同様にして次式（６）に従って算出される。
みαＹの角度ずれを有するとともに発光体10およびCCD
カメラ16がＸ−Ｚ平面内に位置させられている場合、画
像Ｐ上における像Ｍ′は第10図に示されているように、
中心ＯからＸ軸方向へδX2だけずれる。このずれ寸法δ
X2は、CCDカメラ16の視野中心からのずれ角度δθ２に
対応する。また、塗装面12に映った発光体10′のCCDカ
メラ16に対する姿勢やマークＭとCCDカメラ16との間の
距離が変化し、画像Ｐ上における像Ｍ′の寸法aX′,
aY′は、ずれ角度αＹに対応して目標寸法aX,aYから変
化する。したがって、この場合のずれ角度αＹは、画像
Ｐ上のずれ寸法δX2,寸法誤差δaXを変数とする次式
（５）に従って算出される。なお、寸法誤差δaXの替わ
りにδaYを用いることもできるが、発光体10′の姿勢か
ら寸法誤差δaXの方が大きくなるため、δaXを用いるこ
とが望ましい。Ｘ軸まわりのずれ角度αＸについても、
同様にして次式（６）に従って算出される。
αＹ＝f4（δX2,δaX） ・・・（５） αＸ＝f5（δY2,δaY） ・・・（６） 第11図は、ロボットハンド22の位置ずれおよび角度ず
れと、画像Ｐ上における像Ｔ′,M′の位置ずれおよび像
Ｍ′の寸法誤差との関係をまとめたものである。また、
上記（２）式〜（６）式は位置ずれΔX,ΔY,ΔＺや角度
ずれαX,αＹがそれぞれ単独で生じた場合のものである
が、実際にはそれ等の位置ずれや角度ずれは複合して生
じるため、それ等のずれ寸法ΔX,ΔY,ΔＺおよびずれ角
度αX,αＹは、それぞれ他のずれ寸法やずれ角度を考慮
して総合的に算出される。例えば画像Ｐ上の位置ずれδ
X1は、上記第11図からも明らかなようにＸ軸方向の位置
ずれΔＸおよびＺ軸方向の位置ずれΔＺに共通して生じ
るため、ずれ寸法ΔＸの算出に際しては、ずれ寸法δX1
だけでなくずれ寸法ΔＺをも考慮する必要がある。更
に、上記ずれ寸法δX1は、厳密には角度ずれαＹにも影
響されるため、ずれ寸法ΔＸをより高い精度で求める場
合には、そのずれ角度αＹをも考慮しなければならない
のである。
れと、画像Ｐ上における像Ｔ′,M′の位置ずれおよび像
Ｍ′の寸法誤差との関係をまとめたものである。また、
上記（２）式〜（６）式は位置ずれΔX,ΔY,ΔＺや角度
ずれαX,αＹがそれぞれ単独で生じた場合のものである
が、実際にはそれ等の位置ずれや角度ずれは複合して生
じるため、それ等のずれ寸法ΔX,ΔY,ΔＺおよびずれ角
度αX,αＹは、それぞれ他のずれ寸法やずれ角度を考慮
して総合的に算出される。例えば画像Ｐ上の位置ずれδ
X1は、上記第11図からも明らかなようにＸ軸方向の位置
ずれΔＸおよびＺ軸方向の位置ずれΔＺに共通して生じ
るため、ずれ寸法ΔＸの算出に際しては、ずれ寸法δX1
だけでなくずれ寸法ΔＺをも考慮する必要がある。更
に、上記ずれ寸法δX1は、厳密には角度ずれαＹにも影
響されるため、ずれ寸法ΔＸをより高い精度で求める場
合には、そのずれ角度αＹをも考慮しなければならない
のである。
画像処理装置36による一連の信号処理のうち、上記ス
テップS7を実行する部分がずれ量決定手段に相当する。
テップS7を実行する部分がずれ量決定手段に相当する。
そして、このようなステップS1〜S7がＮ回繰り返さ
れ、ずれ寸法ΔX,ΔY,ΔＺおよびずれ角度αX,αＹがそ
れぞれＮ個ずつ求められると、ステップS9において、そ
れ等の平均値や標準偏差などを求める統計処理が行わ
れ、Ｘ軸方向,Y軸方向,Z軸方向,Y軸まわり,X軸まわりの
教示位置修正データが作成される。その後、かかる教示
位置修正データを作業者がパソコン32によって確認し、
この教示位置修正データに従ってティーチングを修正す
る旨の判断が為されると、ステップS10において教示位
置修正データがロボット制御装置34へ出力され、その修
正データをロボット30の各軸のずれ量に換算してロボッ
トハンド22の位置や姿勢を修正するとともに、パソコン
32に記憶されている教示位置データが書き換えられる。
れ、ずれ寸法ΔX,ΔY,ΔＺおよびずれ角度αX,αＹがそ
れぞれＮ個ずつ求められると、ステップS9において、そ
れ等の平均値や標準偏差などを求める統計処理が行わ
れ、Ｘ軸方向,Y軸方向,Z軸方向,Y軸まわり,X軸まわりの
教示位置修正データが作成される。その後、かかる教示
位置修正データを作業者がパソコン32によって確認し、
この教示位置修正データに従ってティーチングを修正す
る旨の判断が為されると、ステップS10において教示位
置修正データがロボット制御装置34へ出力され、その修
正データをロボット30の各軸のずれ量に換算してロボッ
トハンド22の位置や姿勢を修正するとともに、パソコン
32に記憶されている教示位置データが書き換えられる。
このように、かかる本実施例の塗面検査装置において
は、CCDカメラ16によって撮像された画像Ｐ上における
教示点ＴおよびマークＭの像Ｔ′,M′の画像中心Ｏから
のずれ寸法δX1,δY1,δX2,δY2、および像Ｍ′の寸法
誤差δaX,δaYに基づいて、ロボットハンド22の基準位
置からのずれ寸法ΔX,ΔY,ΔＺやずれ角度αX,αＹを求
め、これに従ってロボットハンド22の位置ずれを修正す
るようになっているため、作業者が試行錯誤で位置ずれ
や角度ずれを修正していた従来の場合に比較して、その
修正が自動的に短時間でしかも高い精度で行われる得る
のである。
は、CCDカメラ16によって撮像された画像Ｐ上における
教示点ＴおよびマークＭの像Ｔ′,M′の画像中心Ｏから
のずれ寸法δX1,δY1,δX2,δY2、および像Ｍ′の寸法
誤差δaX,δaYに基づいて、ロボットハンド22の基準位
置からのずれ寸法ΔX,ΔY,ΔＺやずれ角度αX,αＹを求
め、これに従ってロボットハンド22の位置ずれを修正す
るようになっているため、作業者が試行錯誤で位置ずれ
や角度ずれを修正していた従来の場合に比較して、その
修正が自動的に短時間でしかも高い精度で行われる得る
のである。
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
したが、本発明は他の態様で実施することもできる。
したが、本発明は他の態様で実施することもできる。
例えば、前記実施例では本発明が塗装面12の平滑度な
どを検査する装置のティーチング修正に適用された場合
について説明したが、シーリングロボットや溶接ロボッ
トなどの他のロボットについても、ティーチング箇所に
適当な反射面を付与することにより、そのティーチング
修正に際して本発明を適用することができる。
どを検査する装置のティーチング修正に適用された場合
について説明したが、シーリングロボットや溶接ロボッ
トなどの他のロボットについても、ティーチング箇所に
適当な反射面を付与することにより、そのティーチング
修正に際して本発明を適用することができる。
また、本発明によればずれ寸法やずれ角度が定量的に
求められるため、それ等に基づいてロボットの位置決め
精度を評価したり、ロボットの移動に同期して第２基準
点を発光させる場合にその発光タイミングのずれを検出
したりするなど、ティーチング修正以外にも本発明は利
用され得る。
求められるため、それ等に基づいてロボットの位置決め
精度を評価したり、ロボットの移動に同期して第２基準
点を発光させる場合にその発光タイミングのずれを検出
したりするなど、ティーチング修正以外にも本発明は利
用され得る。
また、前記実施例ではロボットハンド22のずれ寸法Δ
X,ΔY,ΔＺやずれ角度αX,αＹが演算式によって算出さ
れるようになっているが、予め作成されたデータマップ
などから読み取るようにしても差し支えない。
X,ΔY,ΔＺやずれ角度αX,αＹが演算式によって算出さ
れるようになっているが、予め作成されたデータマップ
などから読み取るようにしても差し支えない。
また、前記実施例では縞模様板26に設けられたマーク
Ｍの像Ｍ′の寸法誤差δaX,δaYを検出するようになっ
ているが、教示点Ｔとして所定の寸法のものを設定し、
その教示点Ｔの像Ｔ′の寸法誤差を検出するようにして
も良い。
Ｍの像Ｍ′の寸法誤差δaX,δaYを検出するようになっ
ているが、教示点Ｔとして所定の寸法のものを設定し、
その教示点Ｔの像Ｔ′の寸法誤差を検出するようにして
も良い。
また、前記実施例では第２基準点としてのマークＭが
散乱光を発する発光体10の縞模様板26に設けられている
が、この第２基準点は、外部の環境等により少なくとも
塗装面10に映るように設けられれば良い。
散乱光を発する発光体10の縞模様板26に設けられている
が、この第２基準点は、外部の環境等により少なくとも
塗装面10に映るように設けられれば良い。
また、前記実施例では作業者の判断によりティーチン
グの修正を行うか否かが決定されるが、修正データに従
って自動的にティーチングの修正を行うようにしても差
支えない。
グの修正を行うか否かが決定されるが、修正データに従
って自動的にティーチングの修正を行うようにしても差
支えない。
また、前記実施例では発光体10およびCCDカメラ16が
Ｘ−Ｚ平面内に位置させられている場合の画像処理につ
いて説明したが、ロボットハンド22をＺ軸まわりに90゜
回転させて発光体10およびCCDカメラ16をＹ−Ｚ平面内
に位置させ、それ等の２位置で撮像した２種類の画像に
基づいてロボットハンド22の位置ずれや角度ずれを検出
するようにすることもできる。
Ｘ−Ｚ平面内に位置させられている場合の画像処理につ
いて説明したが、ロボットハンド22をＺ軸まわりに90゜
回転させて発光体10およびCCDカメラ16をＹ−Ｚ平面内
に位置させ、それ等の２位置で撮像した２種類の画像に
基づいてロボットハンド22の位置ずれや角度ずれを検出
するようにすることもできる。
また、前記実施例ではずれ寸法ΔX,ΔY,ΔＺおよびず
れ角度αX,αＹを検出するようになっているが、必ずし
もそれ等の総てを検出するように構成する必要はなく、
ロボットの種類によってはΔX,ΔＹおよびαＸのみなど
それ等の一部を検出するだけでも差支えない。
れ角度αX,αＹを検出するようになっているが、必ずし
もそれ等の総てを検出するように構成する必要はなく、
ロボットの種類によってはΔX,ΔＹおよびαＸのみなど
それ等の一部を検出するだけでも差支えない。
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に
基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施すること
ができる。
基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施すること
ができる。
第１図は本発明が適用された塗面検査装置の概略構成図
である。第２図は第１図の装置においてCCDカメラによ
り撮像された画像の一例を説明する図である。第３図は
第１図の装置の発光体に設けられた縞模様板を示す図で
ある。第４図は第１図の装置においてティーチングを修
正するための作動を説明するフローチャートである。第
５図は第１図の装置におけるＸ軸方向の位置ずれを説明
する図である。第６図は第５図の場合にCCDカメラによ
り撮像された画像を説明する図である。第７図は第１図
の装置におけるＺ軸方向の位置ずれを説明する図であ
る。第８図は第７図の場合にCCDカメラにより撮像され
た画像を説明する図である。第９図は第１図の装置にお
けるＹ軸まわりの角度ずれを説明する図である。第10図
は第９図の場合にCCDカメラにより撮像された画像を説
明する図である。第11図は第１図の装置におけるロボッ
トハンドの位置ずれおよび角度ずれと、画像上における
教示点およびマークの位置ずれおよび寸法誤差との関係
を示す図である。第12図は従来の塗面検査装置の概略構
成図である。第13図は塗装面に設けられた教示点を示す
図である。第14図は第12図の装置をティーチングする際
に用いられるプローブを示す図である。第15図は第12図
の装置の発光体に設けられる縞模様板を示す図である。
第16図は第12図の装置においてティーチングを修正する
際の作動を説明するフローチャートである。 12:塗装面（基準面） 16:CCDカメラ（撮像装置） 22:ロボットハンド（可動部） 26:縞模様板（第２基準部材） 30:ロボット、36:画像処理装置 T:教示点（第１基準点） M:マーク（第２基準点） P:画像 O:画像中心（第１目標位置，第２目標位置） Ｔ′：画像上の第１基準点 Ｍ′：画像上の第２基準点 ステップS2,S3:第１位置ずれ検出手段 ステップS4,S5:第２位置ずれ検出手段 ステップS6:寸法誤差検出手段 ステップS7:ずれ量決定手段
である。第２図は第１図の装置においてCCDカメラによ
り撮像された画像の一例を説明する図である。第３図は
第１図の装置の発光体に設けられた縞模様板を示す図で
ある。第４図は第１図の装置においてティーチングを修
正するための作動を説明するフローチャートである。第
５図は第１図の装置におけるＸ軸方向の位置ずれを説明
する図である。第６図は第５図の場合にCCDカメラによ
り撮像された画像を説明する図である。第７図は第１図
の装置におけるＺ軸方向の位置ずれを説明する図であ
る。第８図は第７図の場合にCCDカメラにより撮像され
た画像を説明する図である。第９図は第１図の装置にお
けるＹ軸まわりの角度ずれを説明する図である。第10図
は第９図の場合にCCDカメラにより撮像された画像を説
明する図である。第11図は第１図の装置におけるロボッ
トハンドの位置ずれおよび角度ずれと、画像上における
教示点およびマークの位置ずれおよび寸法誤差との関係
を示す図である。第12図は従来の塗面検査装置の概略構
成図である。第13図は塗装面に設けられた教示点を示す
図である。第14図は第12図の装置をティーチングする際
に用いられるプローブを示す図である。第15図は第12図
の装置の発光体に設けられる縞模様板を示す図である。
第16図は第12図の装置においてティーチングを修正する
際の作動を説明するフローチャートである。 12:塗装面（基準面） 16:CCDカメラ（撮像装置） 22:ロボットハンド（可動部） 26:縞模様板（第２基準部材） 30:ロボット、36:画像処理装置 T:教示点（第１基準点） M:マーク（第２基準点） P:画像 O:画像中心（第１目標位置，第２目標位置） Ｔ′：画像上の第１基準点 Ｍ′：画像上の第２基準点 ステップS2,S3:第１位置ずれ検出手段 ステップS4,S5:第２位置ずれ検出手段 ステップS6:寸法誤差検出手段 ステップS7:ずれ量決定手段
Claims (1)
- 【請求項１】光を反射する鏡面状の基準面に対して相対
移動させられるロボットの可動部が、該基準面上に設け
られた第１基準点に対して、該基準面に対する姿勢を含
めて予め定められた基準位置に位置させられているか否
かを検出する装置であって、 予め定められた位置に第２基準点が設けられて、該第２
基準点が前記基準面に映るように前記可動部に位置固定
に配設された第２基準部材と、 前記可動部が前記基準位置の近傍へ移動させられること
により、前記基準面に映っている前記第２基準点が前記
第１基準点と共に撮像視野内に入るように、該可動部に
位置固定に配設された撮像装置と、 該撮像装置によって撮像された画像上における前記第１
基準点と、前記可動部が前記基準位置に位置させられて
いる場合に該画像上において該第１基準点が位置する予
め定められた第１目標位置とのずれ寸法を検出する第１
位置ずれ検出手段と、 前記画像上における前記第２基準点と、前記可動部が前
記基準位置に位置させられている場合に該画像上におい
て該第２基準点が位置する予め定められた第２目標位置
とのずれ寸法を検出する第２位置ずれ検出手段と、 前記画像上における前記第１基準点および第２基準点の
少なくとも一方の大きさと、前記可動部が前記基準位置
に位置させられている場合の該画像上における該一方の
基準点の大きさとして予め定められた目標寸法との誤差
を検出する寸法誤差検出手段と、 前記第１位置ずれ検出手段，第２位置ずれ検出手段，お
よび寸法誤差検出手段によってそれぞれ検出された前記
画像上における位置ずれ寸法および大きさの寸法誤差に
基づいて、前記可動部の前記基準位置に対するずれ寸法
およびずれ角度を求めるずれ量決定手段と を有することを特徴とするロボットの位置ずれ検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18594390A JP2718249B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | ロボットの位置ずれ検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18594390A JP2718249B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | ロボットの位置ずれ検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0477806A JPH0477806A (ja) | 1992-03-11 |
| JP2718249B2 true JP2718249B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=16179599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18594390A Expired - Fee Related JP2718249B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | ロボットの位置ずれ検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718249B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004276151A (ja) * | 2003-03-13 | 2004-10-07 | Yaskawa Electric Corp | 搬送用ロボットおよび搬送用ロボットの教示方法 |
| JP5298919B2 (ja) * | 2009-02-16 | 2013-09-25 | トヨタ自動車株式会社 | ロボットハンドの位置補正方法、ロボットハンド、ロボット |
| JP5610211B2 (ja) * | 2010-09-24 | 2014-10-22 | 株式会社Ihi | 投影面情報提示装置と方法 |
| JP2014188617A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Seiko Epson Corp | ロボット制御システム、ロボット、ロボット制御方法及びプログラム |
| CN111102940B (zh) * | 2018-10-29 | 2022-07-05 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 叶片桨距角偏差的检测方法、装置、存储介质及系统 |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP18594390A patent/JP2718249B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477806A (ja) | 1992-03-11 |
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