CN116806186A - 相机的位置偏移测定装置及位置偏移测定方法 - Google Patents

Abstract

相机的位置偏移测定装置使用外部相机对安装于机械臂的手持相机的位置偏移进行测定，并包括设置于外部相机的上方且具有上下贯通的第一测定用孔的检具部件。位置偏移测定装置利用外部相机对检具部件进行拍摄来取得第一测定用孔的位置，并使手持相机移动到所取得的位置而利用手持相机对检具部件进行拍摄来取得第一测定用孔的位置。并且，位置偏移测定装置使机器人的指尖移动到该取得的第一测定用孔的位置而利用外部相机对机器人的指尖进行拍摄，测定相机的位置偏移。

Description

相机的位置偏移测定装置及位置偏移测定方法

技术领域

本说明书公开相机的位置偏移测定装置及位置偏移测定方法。

背景技术

以往，提出了一种机器人系统，具备：机器人，具有机械臂和机器人相机；及外部相机，与机器人分开设置，机器人系统利用预先校正完毕的机器人相机对校正用图案进行拍摄并且利用外部相机对校正用图案进行拍摄而求出外部相机的校正数据(例如，参照专利文献1)。该系统利用机器人相机和外部相机分别对校正用图案进行拍摄而分别取得图案图像，并基于所取得的图案图像和针对机器人相机的已知的校正数据求出外部相机的校正数据。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-69493号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述专利文献1所记载的技术中，虽然对校正外部相机的情况进行了记载，但对校正机器人相机的情况没有任何提及。

本公开的主要目的在于适当地测定安装于机器人的臂的相机的偏移。

用于解决课题的技术方案

为了实现上述主要目的，本公开采用了以下技术方案。

本公开的相机的位置偏移测定装置在机器人系统中对手持相机的位置偏移进行测定，所述机器人系统具备：机器人，具有机械臂和安装于该机械臂的所述手持相机；及外部相机，设置于所述机器人的外部，其中，所述相机的位置偏移测定装置具备：检具部件，设置于所述外部相机的上方，并具有上下贯通的第一测定用孔；第一位置取得部，利用所述外部相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第一测定用孔的拍摄图像来取得所述第一测定用孔的位置；第二位置取得部，使所述手持相机移动到由所述第一位置取得部所取得的位置而利用所述手持相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第一测定用孔的拍摄图像来取得所述第一测定用孔的位置；及位置偏移测定部，使所述机器人的指尖移动到由所述第二位置取得部所取得的所述第一测定用孔的位置而利用所述外部相机对所述机器人的指尖进行拍摄，并根据所得到的拍摄图像来测定所述相机的位置偏移。

本公开的相机的位置偏移测定装置使用外部相机对安装于机械臂的手持相机的位置偏移进行测定，并包括设置于外部相机的上方且具有上下贯通的第一测定用孔的检具部件。而且，位置偏移测定装置利用外部相机对检具部件进行拍摄来取得第一测定用孔的位置，并使手持相机移动到所取得的位置而利用手持相机对检具部件进行拍摄来取得第一测定用孔的位置。并且，位置偏移测定装置使机器人的指尖移动到所取得的该第一测定用孔的位置而利用外部相机对机器人的指尖进行拍摄，测定相机的位置偏移。由此，能够适当地测定安装于机器人的臂的相机的位置偏移。

附图说明

图1是机器人系统的外观立体图。

图2是表示机器人与控制装置的电连接关系的框图。

图3是说明世界坐标系的说明图。

图4是说明基座坐标系、相机坐标系和机械接口坐标系的说明图。

图5是表示手持相机位置测定过程的说明图。

图6是带标记的末端执行器的外观图。

图7是表示手持相机位置测定用工件相机位置测定处理的流程图。

图8是表示对工件相机位置进行测定的情形的说明图。

图9是说明工件相机位置的偏移量的说明图。

图10是表示孔检具的安装的情形的说明图。

图11是表示手持相机位置测定用孔位置测定处理的一例的流程图。

图12是表示利用工件相机对孔检具的三点孔进行拍摄的情形的说明图。

图13是表示手持相机角度测定处理的一例的流程图。

图14是表示利用手持相机对孔检具进行拍摄的情形的说明图。

图15是表示由工件相机和手持相机分别测定出的三点孔的相位的说明图。

图16是表示手持相机位置测定处理的一例的流程图。

图17是表示利用工件相机对带标记的末端执行器进行拍摄的情形的说明图。

图18是说明从手持相机中心到中心孔为止的距离的说明图。

图19是表示标记销位置(平均值)、手持相机位置测定用孔中心位置与位置偏移量之间的关系的说明图。

具体实施方式

接下来，参照附图对用于实施本公开的方式进行说明。

图1是机器人的外观立体图。图2是表示机器人与控制装置的电连接关系的框图。

机器人系统1是作业机器人系统，例如拾取由工件供给部P供给的工件W(元件)并安装于基板S。如图1、2所示，该机器人系统1具备作业台2、机器人10、安装于机器人10的机械臂20的手持相机60、作为外部相机的工件相机70及对机器人10进行控制的控制装置90。在作业台2设置有沿铅垂方向延伸的主杆3a和以从主杆3a分离的方式沿铅垂方向延伸的副杆3b。

在本实施方式中，机器人10是SCARA机器人，具备基座11和机械臂20。

基座11固定于作业台2，并支承机械臂20的基端侧。机械臂20具备第一臂21、第一臂驱动部30、第二臂22、第二臂驱动部40、轴23及轴驱动部50。第一臂21的基端部经由第一关节轴J1而与基座11连结，第一臂21构成为通过第一关节轴J1的转动而能够相对于基座11在水平面内转动(水平旋转)。第二臂22的基端部经由第二关节轴J2而与第一臂21的前端部连结，第二臂22构成为通过第二关节轴J2的转动而能够相对于第一臂21在水平面内转动(水平旋转)。轴23经由第三关节轴J3而与第二臂22的前端部连结，并构成为能够相对于第二臂22绕第三关节轴J3的轴旋转且能够沿着第三关节轴J3的轴向升降。在本实施方式的机器人系统1中，在轴23的前端设置有拾取并保持工件W的工件保持部24作为末端执行器。另外，作为工件保持部24，例如可以举出利用负压吸附工件W的吸嘴、利用一对爪把持工件W的机械夹头、利用电磁铁吸附工件W的电磁夹头等。

第一臂驱动部30具备马达32和编码器34。马达32的旋转轴经由未图示的减速器而与第一关节轴J1连结。第一臂驱动部30通过对马达32进行驱动而经由减速器传递到第一关节轴J1的转矩，由此使第一臂21以第一关节轴J1为支点转动。编码器34安装于马达32的旋转轴，构成为对马达32的旋转位移量进行检测的旋转编码器。

第二臂驱动部40与第一臂驱动部30同样地具备马达42和编码器44。马达42的旋转轴经由未图示的减速器而与第二关节轴J2连结。第二臂驱动部40通过对马达42进行驱动而经由减速器传递到第二关节轴J2的转矩，由此使第二臂22以第二关节轴J2为支点转动。编码器44安装于马达42的旋转轴，构成为对马达42的旋转位移量进行检测的旋转编码器。

轴驱动部50具备马达52a、52b和编码器54a、54b。马达52a的旋转轴经由未图示的带而与轴23连接。轴驱动部50通过对马达52a进行驱动而使轴23绕轴旋转。马达52b的旋转轴经由未图示的滚珠丝杠机构而与轴23连接。轴驱动部50通过对马达52b进行驱动而利用滚珠丝杠机构将马达52b的旋转运动转换为直线运动，由此使轴23上下升降。编码器54a构成为对轴23的旋转位移量进行检测的旋转编码器。编码器54b构成为对轴23的升降位置进行检测的线性编码器。

如图2所示，控制装置90具备CPU91、存储处理程序的ROM92、作为工作存储器的RAM93、HDD、SSD等存储装置94及输入输出接口(未图示)。经由输入输出接口向控制装置90输入来自编码器34、44、54a、54b的位置信号、来自手持相机60的图像信号等。从控制装置90经由输入输出接口输出针对马达32、42、52a、52b的驱动信号等。

手持相机60安装于第二臂22的前端部。手持相机60从上方对工件供给部P的工件W进行拍摄，并将该拍摄图像向控制装置90输出。控制装置90通过对拍摄图像进行处理来识别工件W的位置。另外，由于手持相机60安装于第二臂22，所以在本实施方式中，机械臂20不能使手持相机60在上下方向上移动。

工件相机70设置在作业台2上的工件供给部P与基板S之间。工件相机70被收容于上部具有矩形的开口部71a的收容箱71。工件相机70从下方对机器人10的工件保持部24所保持的工件W进行拍摄，并将该拍摄图像向控制装置90输出。控制装置90通过对拍摄图像进行处理来判定工件W是否正常地保持于工件保持部24。

接着，对这样构成的机器人系统1的动作进行说明。机器人系统1的动作包括工件位置识别动作、拾取动作、拾取确认动作和安装动作。在工件位置识别动作中，利用手持相机60对工件W进行拍摄来识别工件W的位置。在拾取动作中，使机器人系统1的指尖(工件保持部24)移动到识别出的工件W的位置来拾取工件W。在拾取确认动作中，使指尖所拾取的工件W向工件相机70的上方移动并且利用工件相机70对工件W进行拍摄来确认工件W的拾取状态是否良好。在安装动作中，将所拾取的工件W安装于基板S。

在此，对机器人系统1的坐标系进行说明。在本实施方式中，如图2、图3所示，作为机器人系统1的坐标系，具有世界坐标系∑_w、基座坐标系∑_b、相机坐标系∑_c和机械接口坐标系∑_m。在世界坐标系∑_w中，原点设定于主杆3a的前端，X轴设定于通过主杆3a的前端和副杆3b的前端的方向，Z轴设定于铅垂方向，Y轴设定于与X轴和Z轴正交的方向。在基座坐标系∑_b中，原点设定于机器人10的基座11的底面，X轴、Y轴和Z轴分别设定为方向与世界坐标系∑_w的对应的轴一致。在机械接口坐标系∑_m中，原点设定于机械臂20的指尖，X轴、Y轴和Z轴分别设定为方向与世界坐标系∑_w的对应的轴一致。在相机坐标系∑_c中，原点设定于第二臂22的底面且第三关节轴J3的中心，X轴、Y轴和Z轴分别设定为方向与世界坐标系∑_w的对应的轴一致。世界坐标系∑_w、基座坐标系∑_b、相机坐标系∑_c和机械接口坐标系∑_m使用转换矩阵而相互转换。

在工件位置识别动作中，控制装置90的CPU91首先设定用于对从工件供给部P供给的工件W进行拍摄的从基座11(图1所示的基座坐标系∑_b)观察到的手持相机60的目标位置X_btag、Y_btag、Z_btag。接着，CPU91通过对手持相机60的目标位置X_btag、Y_btag、Z_btag求解逆运动学，由此计算出用于使手持相机60的位置与目标位置X_btag、Y_btag、Z_btag一致的第一关节轴J1的角度θ_J1和第二关节轴J2的角度θ_J2。

接着，CPU91考虑第一臂21的扭转、挠曲、第二臂22的挠曲等误差要因，基于第一关节轴J1的角度θ_J1和第二关节轴J2的角度θ_J2求解正运动学，由此计算出手持相机60的推定位置X_best、Y_best、Z_best。即，在假定为将通过逆运动学计算出的第一及第二关节轴J1、J2的角度θ_J1、θ_J2作为角度指令值进行控制以使手持相机60的位置与目标位置X_btag、Y_btag、Z_btag一致的情况下，CPU91计算由于第一臂21的扭转、挠曲、第二臂22的挠曲等误差要因而从目标位置X_btag、Y_btag、Z_btag偏离的位置即推定位置X_best、Y_best、Z_best。

CPU91在计算出推定位置X_best、Y_best、Z_best后，通过取得计算出的推定位置X_best、Y_best、Z_best与目标位置X_btag、Y_btag、Z_btag之间的差来计算位置偏移量Δ_Xb、Δ_Yb、Δ_Zb。接着，CPU91通过在使目标位置X_btag、Y_btag、Z_btag偏置位置偏移量Δ_Xb、Δ_Yb、Δ_Zb的量的基础上求解逆运动学，由此计算用于使手持相机60移动到目标位置X_btag、Y_btag、Z_btag的第一关节轴J1的角度指令值θ_J1*和第二关节轴J2的角度指令值θ_J2*。然后，CPU91通过反馈控制来控制对应的马达31、32，以使由编码器34检测出的第一关节轴J1的角度与计算出的角度指令值θ_J1*一致，并且使由编码器44检测出的第二关节轴J2的角度与计算出的角度指令值θ_J2*一致。

接着，CPU91利用手持相机60对从工件供给部P供给的工件W进行拍摄，并对拍摄图像实施图像处理，由此识别工件W的位置。然后，CPU91向拾取动作转移，在该拾取动作中，将用于拾取工件W的指尖(工件保持部24)的目标位置X_btag、Y_btag设定为识别出的工件W的位置，并使指尖移动到目标位置X_btag、Y_btag、Z_btag来进行拾取。目标位置X_btag、Y_btag的设定基于识别出的工件W的位置来进行。目标位置Z_btag的设定基于预先输入的工件W的高度信息来进行。

在拾取动作中，CPU91首先通过逆运动学计算用于使指尖移动到所设定的目标位置(X_btag，Y_btag，Z_btag)的第一关节轴J1的角度θ_J1、第二关节轴J2的角度θ_J2、轴23的角度(轴角度)θ_J4和轴23的升降位置Z_s。接着，CPU91考虑第一臂21的扭转、挠曲、第二臂22的挠曲等误差要因，基于计算出的θ_J1、θ_J2、θ_J4、Z_s，通过正运动学计算指尖的推定位置X_best、Y_best、Z_best。接着，CPU91通过取得指尖的推定位置X_best、Y_best、Z_best与目标位置X_btag、Y_btag、Z_btag之间的差来计算位置偏移量Δ_Xb、Δ_Yb、Δ_Zb。接着，CPU91通过在使目标位置X_btag、Y_btag、Z_btag偏移位置偏移量Δ_Xb、Δ_Yb、Δ_Zb的量的基础上求解逆运动学，由此计算用于使指尖移动到目标位置X_btag、Y_btag、Z_btag的第一关节轴J1的角度指令值θ_J1*、第二关节轴J2的角度指令值θ_J2*、轴23的角度指令值θ_J4*和轴23的升降位置指令值Z_s*。然后，CPU91基于各指令值通过反馈控制来控制对应的马达31、32、33a、33b。

这样，机器人系统1利用安装于机械臂20的手持相机60对工件W进行拍摄来识别工件W的位置，并使机械臂20的指尖移动到识别出的位置来拾取工件W。因此，如果未适当地掌握机器人系统1与手持相机60之间的位置关系，则不能通过手持相机60准确地识别工件W的位置。即，不能利用机器人系统1的指尖适当地拾取工件W。因此，在本实施方式中，预先测定手持相机60相对于设计位置的位置偏移量，并将测定出的位置偏移量反映到工件位置识别动作中的控制，由此能够准确地识别工件W的位置。另外，设为机器人系统1为已校正完毕。

图5是表示手持相机位置测定过程的说明图。在步骤S10中，将带标记的末端执行器EE(标记销)安装于轴23的前端。图6是带标记的末端执行器EE的外观图。带标记的末端执行器EE是在安装于轴23的状态下沿铅垂方向延伸的销状的部件。在带标记的末端执行器EE的销的前端设置有标记M。

在步骤S20中，使机器人系统1执行对工件相机70在世界坐标系∑_w中的位置(手持相机位置测定用工件相机位置X_wwc、Y_wwc、θ_wwc)进行测定的手持相机位置测定用工件相机位置测定处理。图7是表示由控制装置90的CPU91执行的手持相机位置测定用工件相机位置测定处理的一例的流程图。在手持相机位置测定用工件相机位置测定处理中，CPU91首先受理来自操作者的带标记的末端执行器EE的控制点Zm(固有值)的输入(步骤S100)。控制点Zm是轴23的前端与带标记的末端执行器EE的前端(标记M)之间的距离。带标记的末端执行器EE的前端的坐标被设定于从机械接口坐标系∑_m的原点向Z轴方向下方离开Zm的位置。接着，CPU91待机至由操作者按下工件相机位置测定按钮为止(步骤S110)。CPU91在判定为工件相机位置测定按钮被按下时，使带标记的末端执行器EE向工件相机70的上方移动(步骤S120)，并利用工件相机70对设置于带标记的末端执行器EE的前端面的标记M进行拍摄来测定工件相机70的位置(工件相机位置X_wwc、Y_wwc、θ_wwc)(步骤S130)。图8是表示对手持相机位置测定用工件相机位置进行测定的情形的说明图。如图所示，CPU91一边使带标记的末端执行器EE的前端分别在X轴方向和Y轴方向上移动以通过工件相机70的设计上的中心位置，一边利用工件相机70对标记M进行拍摄。CPU91取得显现于所得到的拍摄图像的标记M在X轴方向和Y轴方向上的移动轨迹。然后，如图9所示，CPU91在拍摄图像的X轴方向和Y轴方向上分别计算拍摄图像的图像中心与所取得的各移动轨迹的交点之间的差，由此求出工件相机70的位置偏移量Δx、Δy。然后，如图9所示，CPU91根据拍摄图像的X轴方向与移动轨迹的X轴方向在旋转方向上的差，计算工件相机70的旋转偏移量Δθ。然后，CPU91求出将工件相机70的设计上的中心位置偏置位置偏移量Δx、Δy后的位置作为工件相机位置X_wwc、Y_wwc，并且求出将工件相机70在旋转方向上偏置旋转偏移量Δθ后的角度作为工件相机位置θ_wwc。CPU91在这样测定出工件相机位置X_wwc、Y_wwc、θ_wwc后，将测定出的工件相机位置X_wwc、Y_wwc、θ_wwc登记到存储装置94(步骤S140)，并结束本处理。

在步骤S30中，在设置于收容箱71的上部的开口部71a安装手持相机位置测定用的孔检具80。图10是表示孔检具的安装的情形的说明图。如图所示，孔检具80在嵌合于收容箱71的开口部71a的状态下由固定件82固定。在孔检具80形成有中心孔81a和三点孔81b，该中心孔81a位于工件相机70的正上方并且上下贯通，该三点孔81b分别在周向上隔开间隔地位于中心孔81a的周围并且上下贯通。另外，三点孔81b的孔的数量并不限于三个，可以是两个，也可以是四个以上。

在步骤S40中，使机器人系统1执行利用工件相机70对孔检具80的中心孔81a在世界坐标系∑_w中的位置(中心孔位置X_wwv、Y_wwv、Z_wwv)进行测定的手持相机位置测定用孔位置测定处理。图11是表示由控制装置90的CPU91执行的手持相机位置测定用孔位置测定处理的一例的流程图。在手持相机位置测定用孔位置测定处理中，CPU91首先待机至由操作者按下手持相机位置测定按钮为止(步骤S200)。CPU91在判定为手持相机位置测定按钮被按下时，利用工件相机70对孔检具80进行拍摄，并根据所得到的拍摄图像对孔检具80的三点孔81b的距离a_m进行测定(步骤S210)。图12是表示利用工件相机对孔检具的三点孔进行拍摄的情形的说明图。三点孔81b的距离a_m的测定通过测定显现于拍摄图像的三点孔81b的孔间的距离来进行。然后，CPU91基于测定出的三点孔81b的距离a_m，通过下式(1)计算手持相机位置测定用中心孔位置Z_wwv(步骤S220)，并将计算出的中心孔位置Z_wwv登记到存储装置94(步骤S230)。式(1)中，a₀表示三点孔81b的设计上的距离，WD表示工件相机70的工作距离，Z表示工件相机70的拍摄高度。

[公式1]

接着，CPU91根据在步骤S210中得到的拍摄图像对孔检具80在世界坐标系∑_w中的中心孔位置X_wwv、Y_wwv进行测定(步骤S240)。然后，CPU91将测定出的中心孔位置X_wwv、Y_wwv登记到存储装置94(步骤S250)，并结束本处理。

在步骤S50中，使机器人系统1执行对手持相机60的角度(位置θ_ci)进行测定的手持相机角度测定处理。图13是表示由控制装置90的CPU91执行的手持相机角度测定处理的一例的流程图。在手持相机角度测定处理中，CPU91首先利用工件相机70对手持相机位置测定用的孔检具80进行拍摄来测定孔检具80的三点孔81b在世界坐标系∑_w中的相位θ_wwv(步骤S300)，并将测定出的三点孔相位θ_wwv登记到存储装置94(步骤S310)。三点孔相位θ_wwv的测定通过求出将显现于所得到的拍摄图像的三点孔81b的各孔连结而成的三角形相对于X轴的角度来进行。接着，如图14所示，CPU91使手持相机60的控制点移动到在步骤S20中所登记的手持相机位置测定用工件相机位置X_wwc、Y_wwc和在步骤S40中所登记的手持相机位置测定用中心孔位置Z_wwv(步骤S320)。接着，CPU91利用手持相机60对孔检具80进行拍摄，并基于所得到的拍摄图像与步骤S300同样地测定孔检具80的三点孔81b在世界坐标系∑_w中的相位θ_whv(步骤S330)。然后，CPU91基于在步骤S300、S310中使用工件相机70测定出的三点孔相位θ_wwv和在步骤S330中使用手持相机60测定出的三点孔相位θ_whv来计算手持相机位置θ_ci(步骤S340)，将计算出的手持相机位置θ_ci登记到存储装置94(步骤S350)，并结束本处理。图15是表示由工件相机和手持相机分别测定出的三点孔相位θ的说明图。如图所示，手持相机位置θ_ci的计算是通过对由工件相机70从下方测定出的三点孔相位θ_wwv与由手持相机60从上方测定出的三点孔相位θ_whv之间的差θe(＝θ_wwv-θ_whv)进行计算，并使设计上的手持相机位置(固有值)在旋转方向上偏置差θe的量来进行的。

在步骤S60中，使机器人系统1执行对手持相机60的位置(手持相机位置X_ci、Y_ci)进行测定的手持相机位置测定处理。图16是表示由控制装置执行的手持相机位置测定处理的一例的流程图。在手持相机位置测定处理中，CPU91首先待机至由操作者按下手持相机位置测定按钮为止(步骤S400)。CPU91在判定为手持相机位置测定按钮被按下时，使手持相机60的控制点移动到在步骤S20中所登记的手持相机位置测定用工件相机位置X_wwc、Y_wwc和在步骤S40中所登记的手持相机位置测定用中心孔位置Z_wwv(步骤S410)。接着，CPU91利用手持相机60对孔检具80进行拍摄，并根据所得到的拍摄图像测定中心孔位置X_whv、Y_whv(步骤S420)。接着，如图18所示，CPU91计算拍摄图像的图像中心与测定出的中心孔位置X_whv、Y_whv之间的距离L(步骤S430)。当以图像中心为原点、将中心孔位置X_whv设为a、将中心孔位置Y_whv设为b时，距离L能够通过下式(2)计算。然后，CPU91判定计算出的距离L是否为预先确定的容许值Lref以下(步骤S440)。CPU91在判定为距离L不为容许值Lref以下时，返回到步骤S410重复进行处理直到距离L成为容许值Lref以下为止，当距离L成为容许值Lref以下时，前进到步骤S450。另外，也可以不管距离L是否为容许值Lref以下，都前进到步骤S450。

[公式2]

CPU91在判定为距离L为容许值Lref以下时，使带标记的末端执行器EE(标记销)的控制点移动到在步骤S20中所登记的手持相机位置测定用工件相机位置X_wwc、Y_wwc和在步骤S40中所登记的手持相机位置测定用孔位置Z_wwv(步骤S450)。接着，CPU91使带标记的末端执行器EE分别旋转到0°、90°、180°、270°的角度，并在各角度下利用工件相机70对标记M进行拍摄来测定世界坐标系∑_w中的标记销位置(X0，y0)、(X90，Y90)、(X180，Y180)、(X270，Y270)(步骤S460)。接着，CPU91通过下式(3)计算标记销位置(X0，Y0)、(X90，Y90)、(X180，Y180)、(X270，Y270)的平均值X_mc、Y_mc。然后，CPU91通过下式(4)计算在步骤S40中由工件相机70测定出的手持相机位置测定用中心孔位置X_wwc、Y_wwc与标记销位置(平均值)X_mc、Y_mc之间的差，由此计算末端执行器中心从手持相机位置测定用孔中心位置X_wwv、Y_wwv的位置偏移量X_me、Y_me(步骤S190)。图19表示标记销位置(平均值)X_mc、Y_mc、手持相机位置测定用孔中心位置X_wwv、Y_wwv与位置偏移量X_me、Y_me之间的关系。

[公式3]

(X_me，Y_me)＝(X_mc-X_wwc，Y_mc-Y_wwc)…(4)

然后，CPU91将位置偏移量X_me、Y_me的坐标系从世界坐标系∑_w转换为相机坐标系∑_c，并计算将设计上的手持相机位置X_mo、Y_mo(固有值)偏置转换后的位置偏移量X_rme、Y_rme而得到的新的手持相机位置X_ci、Y_ci(步骤S470)。为了将位置偏移量X_me、Y_me的坐标系从世界坐标系∑_w向相机坐标系∑_c转换，只要使位置偏移量X_me、Y_me旋转世界坐标系∑_w与相机坐标系∑_c之间的相位差θrm的量即可。当将世界坐标系∑_w中的机器人10的基座原点的相位设为θ_rw、将利用手持相机60对孔检具81的中心孔81a进行了拍摄时的第一关节轴J1及第二关节轴J2的各旋转角设为θ_J1、θ_J2时，相位差θrm通过下式(5)计算。因此，转换后的位置偏移量X_rme、Y_rme能够使用下式(6)和式(7)的旋转矩阵来计算。新的手持相机位置X_mm、Y_mm能够使用作为固有值的手持相机位置X_mo、Y_mo通过下式(8)进行计算，其成为手持相机位置X_ci、Y_ci。CPU91在这样计算出新的手持相机位置X_ci、Y_ci后，将计算出的手持相机位置X_ci、Y_ci登记到存储装置94(步骤S480)。

[公式4]

θ_rm＝θ_rw+θ_J1+θ_J2…(5)

X_me＝X_mecos(-θ_rm)-Y_mesin(-θ_rm)…(6)

Y_me＝X_mesin(-θ_rm)+Yy_mecos(-θ_rm)…(7)

(X_mm，y_mm)＝(X_mo-X_rme，Y_mo-Y_rme)…(8)

然后，CPU91通过下式(9)计算手持相机位置变化量E(步骤S490)，并判定手持相机位置变化量E是否为预先确定的容许值Eref以下(步骤S500)。CPU91在判定为手持相机位置变化量E不为容许值Eref以下时，返回到步骤S400，在判定为手持相机位置变化量E为容许值Eref以下时，就此结束本处理。由此，在存储装置94存储了准确的手持相机位置X_ci、Y_ci、θ_ci。因此，CPU91通过使用存储在存储装置94中的手持相机位置X_ci、Y_ci、θ_ci来控制手持相机60的位置，能够准确地掌握由手持相机60拍摄到的工件W(对象物)的位置，因此能够更准确地进行对工件W的作业。

[公式5]

在步骤S70中，拆下带标记的末端执行器EE和手持相机位置测定用的孔检具80。由此，手持相机位置测定过程完成。

在此，对实施方式的主要要素与权利要求书所记载的本公开的主要要素之间的对应关系进行说明。即，在本实施方式中，机器人10相当于机器人，手持相机60相当于手持相机，工件相机70相当于外部相机，孔检具80相当于检具部件，中心孔81a相当于第一测定用孔，执行手持相机位置测定用孔位置测定处理的步骤S240、S250的处理的控制装置90的CPU91相当于第一位置取得部，执行手持相机位置测定处理的步骤S410、S420的处理的控制装置90的CPU91相当于第二位置取得部，执行手持相机位置测定处理的步骤S450～S480的处理的控制装置90的CPU91相当于位置偏移测定部。另外，执行手持相机位置测定用工件相机位置测定处理的控制装置90的CPU91相当于外部相机位置取得部，执行手持相机角度测定处理的步骤S300、S310的处理的控制装置90的CPU91相当于第一相位取得部，执行手持相机角度测定处理的步骤S320、S330的处理的控制装置90的CPU91相当于第二相位取得部，执行手持相机角度测定处理的步骤S340的处理的控制装置90的CPU91相当于相位偏移测定部。另外，执行手持相机位置测定用孔位置测定处理的步骤S210、S220的处理的控制装置90的CPU91相当于高度取得部。

另外，本公开并不限于上述实施方式，只要属于本公开的技术范围，可以通过各种方式来实施，这是不言而喻的。

例如，在上述的实施方式中，机器人10构成为水平多关节机器人(SCARA机器人)，但并不限定于此，例如也可以由垂直多关节机器人等其他任意的结构构成。

如以上说明的那样，本公开的相机的位置偏移测定装置在机器人系统中对手持相机的位置偏移进行测定，所述机器人系统具备：机器人，具有机械臂和安装于该机械臂的所述手持相机；及外部相机，设置于所述机器人的外部，其中，所述相机的位置偏移测定装置具备：检具部件，设置于所述外部相机的上方，并具有上下贯通的第一测定用孔；第一位置取得部，利用所述外部相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第一测定用孔的拍摄图像来取得所述第一测定用孔的位置；第二位置取得部，使所述手持相机移动到由所述第一位置取得部所取得的位置而利用所述手持相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第一测定用孔的拍摄图像来取得所述第一测定用孔的位置；及位置偏移测定部，使所述机器人的指尖移动到由所述第二位置取得部所取得的所述第一测定用孔的位置而利用所述外部相机对所述机器人的指尖进行拍摄，并根据所得到的拍摄图像来测定所述相机的位置偏移。

本公开的相机的位置偏移测定装置包括设置于外部相机的上方并具有上下贯通的第一测定用孔的检具部件。而且，位置偏移测定装置利用外部相机对检具部件进行拍摄来取得第一测定用孔的位置，并使手持相机移动到所取得的位置而利用手持相机对检具部件进行拍摄来取得第一测定用孔的位置。并且，位置偏移测定装置使机器人的指尖移动到所取得的该第一测定用孔的位置而利用外部相机对机器人的指尖进行拍摄，测定相机的位置偏移。由此，能够适当地测定安装于机器人的臂的相机的位置偏移。

在这样的本公开的相机的位置偏移测定装置中，也可以是，所述相机的位置偏移测定装置具备：检具部件，设置于所述外部相机的上方，并具有与所述第一测定用孔不同地上下贯通的多个第二测定用孔；外部相机位置取得部，使所述机器人的指尖移动到所述外部相机的上方而利用所述外部相机对所述指尖进行拍摄，并根据所得到的所述指尖的拍摄图像来取得所述外部相机的位置；第一相位取得部，利用所述外部相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第二测定用孔的拍摄图像来取得所述第二测定用孔的相位；第二相位取得部，使所述手持相机移动到由所述外部相机位置取得部所取得的所述外部相机的位置而利用所述手持相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第二测定用孔的拍摄图像来取得所述第二测定用孔的相位；及相位偏移测定部，基于由所述第一相位取得部和所述第二相位取得部分别取得的第二测定用孔的相位来测定所述手持相机的相位偏移。这样，使用检具部件和外部相机，除了手持相机的位置偏移之外，还能够适当地测定相位偏移。另外，第二测定用孔也可以在周向上隔开间隔地形成于检具部件的第一测定用孔的周围。

另外，在本公开的相机的位置偏移测定装置中，也可以是，所述相机的位置偏移测定装置具备：检具部件，设置于所述外部相机的上方，并具有与所述第一测定用孔不同地上下贯通的多个第二测定用孔；及高度取得部，利用所述外部相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第二测定用孔的拍摄图像来取得所述第一测定用孔的高度，所述第二位置取得部使所述手持相机移动到由所述第一位置取得部所取得的位置和由所述高度取得部所取得的高度。这样，即使检具部件的设置高度包含误差，也能够良好地测定手持相机的位置偏移。

并且，在本公开的相机的位置偏移测定装置中，也可以是，所述相机的位置偏移测定装置具备：检具部件，设置于所述外部相机的上方，并具有与所述第一测定用孔不同地上下贯通的多个第二测定用孔；及高度取得部，利用所述外部相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第二测定用孔的拍摄图像来取得所述第一测定用孔的高度，所述位置偏移测定部使所述手持相机移动到由所述第二位置取得部所取得的位置和由所述高度取得部所取得的高度。这样，即使检具部件的设置高度包含误差，也能够良好地测定手持相机的位置偏移。

另外，本公开是相机的位置偏移测定装置的方式，但也可以是相机的位置偏移测定方法的方式。

工业实用性

本公开能够利用于机器人系统的制造产业等。

附图标记说明

1机器人系统 2作业台 3a主杆 3b副杆 10机器人 11基座 20机械臂 21第一臂22第二臂 23轴 24工件保持部 30第一臂驱动部 31马达 32马达 33a马达 33b马达 34编码器 40第二臂驱动部 42马达 44编码器 50轴驱动部 52a马达 52b马达 54a编码器 54b编码器 60手持相机 70工件相机 71收容箱 71a开口部 80孔检具 81a中心孔 81b三点孔82固定件 90控制装置 91CPU 92ROM 93RAM 94存储装置 EE带标记的末端执行器 J1第一关节轴 J2第二关节轴 J3第三关节轴 M标记 P工件供给部 S基板

Claims (6)

1.一种相机的位置偏移测定装置，在机器人系统中对手持相机的位置偏移进行测定，所述机器人系统具备：机器人，具有机械臂和安装于该机械臂的所述手持相机；及外部相机，设置于所述机器人的外部，其中，

所述相机的位置偏移测定装置具备：

检具部件，设置于所述外部相机的上方，并具有上下贯通的第一测定用孔；

第一位置取得部，利用所述外部相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第一测定用孔的拍摄图像来取得所述第一测定用孔的位置；

第二位置取得部，使所述手持相机移动到由所述第一位置取得部所取得的位置而利用所述手持相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第一测定用孔的拍摄图像来取得所述第一测定用孔的位置；及

位置偏移测定部，使所述机器人的指尖移动到由所述第二位置取得部所取得的所述第一测定用孔的位置而利用所述外部相机对所述机器人的指尖进行拍摄，并根据所得到的拍摄图像来测定所述相机的位置偏移。

2.根据权利要求1所述的相机的位置偏移测定装置，其中，所述相机的位置偏移测定装置具备：

检具部件，设置于所述外部相机的上方，并具有与所述第一测定用孔不同地上下贯通的多个第二测定用孔；

外部相机位置取得部，使所述机器人的指尖移动到所述外部相机的上方而利用所述外部相机对所述指尖进行拍摄，并根据所得到的所述指尖的拍摄图像来取得所述外部相机的位置；

第一相位取得部，利用所述外部相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第二测定用孔的拍摄图像来取得所述第二测定用孔的相位；

第二相位取得部，使所述手持相机移动到由所述外部相机位置取得部所取得的所述外部相机的位置而利用所述手持相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第二测定用孔的拍摄图像来取得所述第二测定用孔的相位；及

相位偏移测定部，基于由所述第一相位取得部和所述第二相位取得部分别取得的第二测定用孔的相位来测定所述手持相机的相位偏移。

3.根据权利要求1或2所述的相机的位置偏移测定装置，其中，所述相机的位置偏移测定装置具备：

检具部件，设置于所述外部相机的上方，并具有与所述第一测定用孔不同地上下贯通的多个第二测定用孔；及

高度取得部，利用所述外部相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第二测定用孔的拍摄图像来取得所述第一测定用孔的高度，

所述第二位置取得部使所述手持相机移动到由所述第一位置取得部所取得的位置和由所述高度取得部所取得的高度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的相机的位置偏移测定装置，其中，所述相机的位置偏移测定装置具备：

检具部件，设置于所述外部相机的上方，并具有与所述第一测定用孔不同地上下贯通的多个第二测定用孔；及

高度取得部，利用所述外部相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第二测定用孔的拍摄图像来取得所述第一测定用孔的高度，

所述位置偏移测定部使所述手持相机移动到由所述第二位置取得部所取得的位置和由所述高度取得部所取得的高度。

5.一种相机的位置偏移测定方法，在机器人系统中对手持相机的位置偏移进行测定，所述机器人系统具备：机器人，具有机械臂和安装于该机械臂的所述手持相机；及外部相机，设置于所述机器人的外部，其中，

所述相机的位置偏移测定方法包括：

在所述外部相机的上方设置具有上下贯通的第一测定用孔的检具部件；及

利用外部相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第一测定用孔的拍摄图像来取得所述第一测定用孔的位置，使所述手持相机移动到所取得的该位置而利用所述手持相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第一测定用孔的拍摄图像来取得所述第一测定用孔的位置，使所述机器人的指尖移动到所取得的所述第一测定用孔的位置而利用所述外部相机对所述机器人的指尖进行拍摄，并根据所得到的拍摄图像来测定所述相机的位置偏移。

6.根据权利要求5所述的相机的位置偏移测定方法，其中，所述相机的位置偏移测定方法包括：

在所述外部相机的上方设置具有与所述第一测定用孔不同地上下贯通的多个第二测定用孔的检具部件；及

使所述机器人的指尖移动到所述外部相机的上方而利用所述外部相机对所述指尖进行拍摄，并根据所得到的所述指尖的拍摄图像来取得所述外部相机的位置，利用所述外部相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第二测定用孔的拍摄图像来取得所述第二测定用孔的相位，使所述手持相机移动到所取得的所述外部相机的位置而利用所述手持相机对所述检具部件进行拍摄，并根据所得到的所述第二测定用孔的拍摄图像来取得所述第二测定用孔的相位，基于利用所述外部相机和所述手持相机分别取得的第二测定用孔的相位来测定所述手持相机的相位偏移。