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JPH066271B2 - Robot control method with visual sensor - Google Patents
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JPH066271B2 - Robot control method with visual sensor - Google Patents

Robot control method with visual sensor

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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
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hand
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visual sensor
robot
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聡 棚橋
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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。
The present invention relates to a control method for a robot with a visual sensor that operates a robot based on image data that mainly handles two-dimensional information.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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。
Conventionally, when controlling a hand of this type of robot, for example, as shown in FIG. 3, a visual sensor (camera) 1 is used.
The moving target position P 2 (x 1 , y 1 , z 1 ) of the robot hand is visually detected. Since image data is originally two-dimensional information,
The preset height H 0 of the camera 1 and the two-dimensional information (2
Calculate P 2 using the angle of view information).

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。
Also, when moving the robot, in order to avoid interference between the robot and the object during movement, the position P 1 (x 1 , y 1 , z 1 ) on the camera side should be sufficient (at a distance h) from point P 2 above. 1- h) is calculated. When the robot is moved, the robot hand is first moved horizontally to the point P 1 as indicated by the arrow A, and then moved to the point P 2 in the optical axis direction as indicated by the arrow B.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

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。
Here, there is no problem when the distance H 0 does not change, but in general, the work in the pallet often changes.

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。
Two-dimensional information based on images is actually three-dimensional information.
The information amount is a two-dimensional view angle (α,
β) (only α in FIG. 3 is entered), so that one point (x 1 , y 1 ) on the screen has a meaning as a straight line l (x 1 , y 1 ) in space.

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。
Therefore, if H 0 has an error of ΔH, the robot positioning error is Becomes

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。
Conventionally, α and β are not so large due to the layout, so this error is ignored, the movement from P 1 point to P 2 point is delayed, and it is checked whether or not the hand touches the work. I was trying to solve the problem.

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。
However, when ΔH is large or when α and β are large (when the camera has a wide field of view), this error becomes large and it becomes difficult to allow the error in the design of the hand.

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。
For example, considering a case where a robot performs bundling of a cylindrical bush B as a target work as shown in FIG. 5, the bushes B appropriately placed in the pallet 2 are at various heights. Even if the controller is given the data of the number of stages, a maximum height error of 100 mm occurs.

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。
Therefore, as shown in the equation (1), the larger the peripheral portion of the pallet 2, that is, the larger the angle of view (α, β), the larger the error becomes, and as shown in FIG. 5, δ x = 20 mm in the x direction.
May reach.

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。
The robot hand can handle an error of ± 10 mm, but the conventional control method described above could handle only about 75%.

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。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a control method for a robot with a visual sensor that can reliably move the robot to the target work even if the distance between the visual sensor and the target work changes. The purpose is to

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

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。
According to the present invention, in a control method for a robot with a visual sensor, which comprises a sensor for detecting proximity of a target work, and controls movement of a robot hand to the target work whose distance from the visual sensor varies, the target work is imaged by the visual sensor. A first straight line path from the visual sensor to the target work is obtained based on the two-degree-of-freedom view angle information obtained from the captured image.
And a position on the straight line path at which the distance from the visual sensor is closer than the distance to the target work and the distance from the visual sensor is farther than the distance to the target work. In the second step of obtaining the position coordinates of the second point, and after the robot hand is moved from the standby point to the first point, the hand is moved from the first point along the obtained straight line path. And a third step of moving the hand at a low speed, and when the sensor detects the proximity of the target work during the low speed movement of the hand, the movement of the hand is stopped and the hand holds the target work at this position, and A fourth step of executing a predetermined error process when the target work is not detected by the sensor up to the second point, and a step of holding the target work and then moving upward from the gripping position. Distance to move the hand to the third point spaced further from the third point to comprise a fifth step of moving the hand to a predetermined workpiece moving position.

〔作用〕[Action]

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。
By moving along the straight line, the target work is inevitably met, and the target work can be accurately moved regardless of the distance between the visual sensor and the target work.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

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。
FIG. 1 is a diagram showing an example of handling a work by using the control method for a robot with a visual sensor according to the present invention.

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。
In FIG. 1, first, the proximity switch 11 is arranged at an appropriate position of the robot hand 10. The proximity switch 11 detects the work 12, and when the proximity switch 11 detects the work 12, the movement of the robot is stopped, and the work 12 can be gripped by closing the hand 10.

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。
This robot hand 10 has teaching points P 0 → P 1 → P 3
→ P 4 → P 5
Carry from 3 to conveyor 14. The teaching point P 2 is not necessarily the point where the hand 10 passes, but it is necessary to teach.

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。
Of the teaching points P 0 to P 5 , P 1 , P 2 , P 3 , and P 4 are not points that can be taught in advance, and are determined by the image data of the camera 15 or while the robot is moving. Now, let these points be tentative positions, P 1 = (x 1 ′, y 1 ′, z 1 ), P 2 = (x 2 ′, y 2 ′, z 2 ) P 3 = (x 3 ′, y 3 ', z 3'), P 4 = (x 3 ', y 3', z 3 '-50
Teaching with 0). As is clear from the above tentative position, the z-coordinates of P 1 and P 2 are known values as shown in FIG. 1, Z 2 is the position of the bottom of the pallet 13, and Z 1 is It is an arbitrary position above the position of at least the uppermost work on the camera 15 side with respect to Z 2 and where interference between the hand 10 and the pallet 13 does not occur during movement of the hand 10. Also, P 4 is a point 500 mm above P 3 .

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。
Now, when the camera 13 takes an image of the work 12 to be carried and the angle of view (α, β) of the work 12 is read, P 1 , P 2
The coordinates of α, β, z 1 → P 1 (x 1 , y 1 , z 1 ) α, β, z 2 → P 2 (x 2 , y 2 , z 2 ) are calculated. As a result, the correct positions of P 1 and P 2 are taught.

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。
Next, the operation of the robot will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

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。
First, the angle of view (α, β) is read from the camera 15 (step 100), and P 1 and P 2 are calculated (step 101).
Next, the hand 10 is moved from P 0 to P 1 .

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。
Subsequently, linear interpolation is performed from P 1 to P 2 to move at low speed (step 103), and the proximity sensor 11
Determines whether the workpiece 12 is detected (step 1
04). When the proximity switch 11 does not detect the work 12, it is judged whether or not the hand 10 has reached P 2 (step 105), and when it has not reached, it moves toward P 2 again.

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
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)。
When the work 12 is detected by the proximity switch 11 during the movement to P 2 , the movement of the robot is stopped, teaching is performed at this point as P 3 (step 106), and the hand 10 is closed and the work 12 is gripped. (Step 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)。
Next, teach point P 4 (This is the above teaching point.
P 3 raises the hand 10 to 500mm above the point) than (step 108), followed by moving to P 5, opening the hand 10 reaches the P 5 (step 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。
When the work 12 is placed on the conveyor 14 by the above operation, the work 12 is moved to P 0 again (step 110), whereby the handling of one work 12 is completed.

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。
On the other hand, the proximity switch 11 cannot detect the work 12
When reaching P 2 , raise 500 mm above P 2 (Step 1
11) While moving from this position directly to P 0 (step 112), “error” is displayed on the display unit (not shown) of the controller, and the operation ends.

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。
The sensor for detecting the work attached to the hand 10 is not limited to the proximity switch, and various sensors such as a sensor for detecting the time of contact with the work can be considered. The method of the present invention is not limited to the movement mode of the present embodiment, and may be any method including at least the step of moving along the straight line connecting the target work from the visual sensor.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

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。
As described above, according to the present invention, even if the target work position changes with respect to the visual sensor, the robot hand is moved along a straight line toward the target work detected by the visual sensor. It is possible to meet the target work without fail and move the hand to the target work reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

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。
FIG. 1 is a diagram showing an example of handling a work by using the method of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the robot operation in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a problem of a conventional control method for a robot with a visual sensor. FIG. 4 is a diagram used for explanation, FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between the camera and the target work and dimensions in FIG. 3, and FIG. 5 is a maximum error due to conventional visual detection of the target work in FIG. It is a figure. 10 ... Robot hand, 11 ... Proximity switch, 12 ... Work, 13 ... Pallet, 14 ... Conveyor, 15 ... Camera.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A control method for a robot with a visual sensor, comprising a sensor for detecting the proximity of a target work, and controlling movement of a robot hand to the target work whose distance from the visual sensor fluctuates. Then, a first step of obtaining a straight line path from the visual sensor to the target work based on the two-degree-of-freedom view angle information obtained from the captured image; and a distance from the visual sensor on the straight line path to the target work to the target work. A second step of obtaining the position coordinates of a first point located closer than the distance and a second point located farther from the visual sensor than the distance to the target work; From the first point to the first point, and then moving the hand at a low speed from the first point along the determined straight line path; During the low speed movement of, when the proximity of the target work is detected by the sensor, the movement of the hand is stopped and the hand grips the target work at this position,
If a target work is not detected by the sensor up to the second point, a predetermined error process is executed.
After the target work is gripped, the hand is moved to a third point that is upwardly separated from the gripping position by a predetermined distance, and then the hand is moved from the third point to a predetermined work movement position. A fifth method, and a method for controlling a robot with a visual sensor, comprising:
JP59197661A 1984-09-20 1984-09-20 Robot control method with visual sensor Expired - Lifetime JPH066271B2 (en)

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