JP2019018339A - Robot system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットシステムに関するものである。 The present invention relates to a robot system.
従来、コンベヤによって搬送されてくる物品やコンベヤに付されたマークを撮像して、得られた画像からコンベヤによって搬送される物品の移動速度を検出し、物品の移動に同期してロボットハンドの位置を制御することにより、移動している物品をロボットハンドによって把持するロボットシステムが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, images of the articles conveyed by the conveyor and marks attached to the conveyor are imaged, and the movement speed of the articles conveyed by the conveyor is detected from the obtained images, and the position of the robot hand is synchronized with the movement of the articles. There is known a robot system that grips a moving article with a robot hand by controlling (for example, see Patent Document 1).
また、コンベヤの搬送経路における移動量を検出するエンコーダからの信号に同期して視覚センサにより取得された画像により、コンベヤ上のワークを識別し、ロボットの先端のハンドを識別されたワークに位置決めして取り扱うロボットシステムが知られている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, the workpiece on the conveyor is identified by the image acquired by the visual sensor in synchronization with the signal from the encoder that detects the amount of movement in the conveyor transport path, and the robot's tip hand is positioned on the identified workpiece. There is known a robot system that is handled (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、コンベヤの移動量を、エンコーダに匹敵する分解能で、視覚センサにより取得された画像から検出するには、1ms程度の高周期で物品の位置を検出する必要がある一方、コンベヤにより搬送されてくる物品の形状や姿勢を高精度に認識するには、パターンマッチング等の負荷の大きな処理のために膨大な計算が必要となり、高周期で処理することができないという不都合がある。 However, in order to detect the amount of movement of the conveyor from the image acquired by the visual sensor with a resolution comparable to that of the encoder, it is necessary to detect the position of the article at a high cycle of about 1 ms, while being conveyed by the conveyor. In order to recognize the shape and posture of the coming article with high accuracy, enormous calculation is required for processing with a large load such as pattern matching, and there is an inconvenience that processing cannot be performed at a high cycle.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、視覚センサにより検出された視覚情報に基づいて、搬送装置によって搬送されている対象の搬送速度および位置の少なくとも一方の検出と、対象の位置の高精度な検出とを行って、搬送装置により搬送されている対象に対してロボットにより適正な作業を施すことができるロボットシステムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and based on visual information detected by a visual sensor, detection of at least one of a transport speed and a position of a target being transported by a transport device, An object of the present invention is to provide a robot system that can detect a position with high accuracy and perform an appropriate operation by a robot on an object being conveyed by a conveying device.
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、対象を搬送する搬送装置と、前記搬送装置により搬送されている前記対象に対して処理を行うロボットと、前記搬送装置により搬送されてきた前記対象の視覚情報を取得する視覚センサと、該視覚センサにより取得された前記視覚情報を第1周期で処理して前記搬送装置によって搬送されている前記対象の搬送速度および位置の少なくとも一方を検出する高周期処理部と、前記視覚センサにより取得された前記視覚情報を前記第1周期より長い第2周期で処理して前記対象の位置を検出する低周期処理部と、前記高周期処理部により検出された前記対象の前記搬送速度および前記位置の少なくとも一方、および、前記低周期処理部により検出された前記対象の位置に基づいて前記ロボットを制御する制御部とを備えるロボットシステムを提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
One embodiment of the present invention acquires a transport device that transports a target, a robot that performs processing on the target transported by the transport device, and visual information of the target transported by the transport device. A visual sensor, and a high-cycle processing unit that processes the visual information acquired by the visual sensor in a first cycle to detect at least one of a conveyance speed and a position of the object being conveyed by the conveyance device; A low-cycle processing unit that detects the position of the target by processing the visual information acquired by a visual sensor in a second cycle longer than the first cycle, and the conveyance of the target detected by the high-cycle processing unit A robot that includes at least one of a speed and a position, and a control unit that controls the robot based on the position of the target detected by the low-cycle processing unit. To provide a door system.
本態様によれば、搬送装置によって複数の対象が一方向に搬送されてくると、視覚センサによって対象の視覚情報が取得され、取得された複数の視覚情報が高周期処理部および低周期処理部に送られる。高周期処理部においては視覚センサにより取得された視覚情報が第1周期で処理されることにより、比較的小さい処理負荷により算出可能な対象の搬送速度および位置の少なくとも一方が、高周期の第1周期で検出される。これにより、エンコーダと同等の分解能で物品の搬送速度および位置の少なくとも一方を検出することができる。 According to this aspect, when a plurality of targets are transported in one direction by the transport device, the visual information of the target is acquired by the visual sensor, and the acquired plurality of visual information is the high cycle processing unit and the low cycle processing unit. Sent to. In the high cycle processing unit, the visual information acquired by the visual sensor is processed in the first cycle, so that at least one of the conveyance speed and position of the target that can be calculated with a relatively small processing load is the first in the high cycle. Detected with a period. Thereby, at least one of the conveyance speed and the position of the article can be detected with a resolution equivalent to that of the encoder.
一方、低周期処理部においては、第1周期より長い第2周期で視覚情報を処理するので、膨大な計算を必要とする処理を実施することが可能となり、高精度に対象の位置を検出することができる。
これにより、高周期処理部により検出された対象の搬送速度および位置の少なくとも一方に基づいてロボットを移動させて搬送装置によって搬送されている対象にロボットを追従させ、低周期処理部により検出された対象の位置に基づいてロボットにより、搬送装置によって搬送されている対象に対し精度よく処理を施すことができる。
On the other hand, in the low cycle processing unit, visual information is processed in a second cycle longer than the first cycle, so that it is possible to perform a process that requires enormous calculation, and the target position is detected with high accuracy. be able to.
As a result, the robot is moved based on at least one of the conveyance speed and position of the target detected by the high cycle processing unit so that the robot follows the target being conveyed by the conveyance device, and is detected by the low cycle processing unit. Based on the position of the target, the robot can accurately process the target being transported by the transport device.
また、上記態様においては、前記高周期処理部が、前記視覚センサにより取得された前記視覚情報の一部を前記第1周期で処理してもよい。
このようにすることで、高周期処理部により処理される視覚情報の情報量を低減して、高周期で対象の移動速度および位置の少なくとも一方を検出し易くすることができる。
In the above aspect, the high cycle processing unit may process a part of the visual information acquired by the visual sensor in the first cycle.
By doing in this way, the amount of visual information processed by the high cycle processing unit can be reduced, and at least one of the moving speed and position of the target can be easily detected at a high cycle.
上記態様においては、前記視覚センサが、前記搬送装置上の前記対象の画像を前記視覚情報として取得してもよい。
このようにすることで、視覚センサにより異なる時刻に取得された対象の画像を処理して対象の搬送速度を第1周期で検出することができ、視覚センサにより取得された対象の画像にパターンマッチング等の膨大な計算を必要とする処理を第2周期で施して、高精度の対象の位置を検出することができる。
In the above aspect, the visual sensor may acquire the target image on the transport device as the visual information.
In this way, the target image acquired at different times by the visual sensor can be processed to detect the conveyance speed of the target in the first period, and pattern matching is performed on the target image acquired by the visual sensor. It is possible to detect the position of the target with high accuracy by performing a process that requires enormous calculation such as in the second period.
また、上記態様においては、前記搬送装置が、前記対象と同一速度で移動させられるマークを備えていてもよい。
このようにすることで、搬送装置により対象が搬送されてこない状態であっても、搬送装置によって移動するマークの視覚情報を取得することにより、対象の搬送速度を精度よく検出することができる。
Moreover, in the said aspect, the said conveying apparatus may be provided with the mark moved at the same speed as the said object.
By doing in this way, even if the target is not transported by the transport device, it is possible to accurately detect the transport speed of the target by acquiring the visual information of the mark moving by the transport device.
また、上記態様においては、前記高周期処理部が、前記対象の前記搬送速度および大まかな位置および姿勢を検出してもよい。
このようにすることで、高周期処理部が、対象の搬送速度に加えて、大まかな位置および姿勢を検出する。高周期処理部は、高周期で視覚情報を処理するため高精度の位置および姿勢を検出することは困難であるが、大まかな位置および姿勢を検出することは可能であり、対象に対して処理を行うロボットの初期動作のための情報として使用して動作効率を向上することができる。
Moreover, in the said aspect, the said high cycle process part may detect the said conveyance speed and the rough position and attitude | position of the said object.
By doing in this way, a high cycle processing part detects a rough position and posture in addition to a target conveyance speed. Since the high-cycle processing unit processes visual information at a high cycle, it is difficult to detect a highly accurate position and orientation, but it is possible to detect a rough position and orientation, and to process the target. It can be used as information for the initial motion of the robot that performs the operation efficiency.
また、上記態様においては、前記ロボットが、前記搬送装置により搬送されている前記対象を追いかけながら作業してもよい。
このようにすることで、高周期処理部により検出された対象の搬送速度を用いて、搬送されている対象を追従するようにロボットを移動させ、低周期処理部により精度よく検出された対象の位置を用いて、搬送されている対象を誤りなく搬送装置から取り出すことができる。
Moreover, in the said aspect, the said robot may work while chasing the said object currently conveyed by the said conveying apparatus.
By doing so, the robot is moved so as to follow the object being transported using the transport speed of the object detected by the high-cycle processing unit, and the target detected accurately by the low-cycle processing unit Using the position, the object being transported can be removed from the transport device without error.
また、上記態様においては、前記視覚センサが、外部からのトリガにより該トリガを受信した直前または直後の前記視覚情報を出力してもよい。
このようにすることで、視覚センサの外部の高周期処理部、低周期処理部あるいはその他の機器からのトリガにより、必要に応じて視覚情報を出力し、高精度な位置・姿勢の検出、視覚センサの調整や実行状態の確認等に用いることができる。
In the above aspect, the visual sensor may output the visual information immediately before or immediately after receiving the trigger by an external trigger.
In this way, visual information is output as required by a trigger from a high-cycle processor, low-cycle processor, or other equipment outside the visual sensor, and highly accurate position / posture detection, visual It can be used for sensor adjustment and execution status confirmation.
本発明によれば、視覚センサにより検出された視覚情報に基づいて、搬送装置によって搬送されている対象の搬送速度および位置の少なくとも一方の検出と、対象の位置の高精度な検出とを行って、搬送装置により搬送されている対象に対してロボットにより適正な作業を施すことができるという効果を奏する。 According to the present invention, based on the visual information detected by the visual sensor, detection of at least one of the conveyance speed and position of the object being conveyed by the conveyance device and high-precision detection of the position of the object are performed. There is an effect that an appropriate work can be performed by the robot on the object being transported by the transport device.
本発明の一実施形態に係るロボットシステム1について、図面を参照しながら以下に説明する。
本実施形態に係るロボットシステム1は、図1に示されるように、対象である物品Oを搬送するコンベヤ(搬送装置)2と、コンベヤ2の近傍に設置されたロボット3と、ロボット3よりも搬送方向の上流側のコンベヤ2の上方に下向きに設置された2次元カメラ(視覚センサ)4と、2次元カメラ4により取得された画像を処理する画像処理部5と、画像処理部5により処理された結果に基づいてロボット3を制御する制御部6とを備えている。
A
As shown in FIG. 1, the
コンベヤ2は、例えば、ベルトコンベヤであって、物品Oを搭載して一方向に搬送するベルト7を備えている。ベルト7はモータ(図示略)により駆動されるようになっている。
ロボット3は、平置き型あるいは天吊り型等、任意の形式のものでよいが、例えば、手首先端に物品Oを把持可能なロボットハンド8を備えている。
The
The
2次元カメラ4は、コンベヤ2上の搬送方向の一部の領域に固定された視野を有し、コンベヤ2上を搬送されてくる物品Oの2次元画像を取得するようになっている。2次元カメラ4は、例えば、1msの高周期(第1周期)で2次元画像(視覚情報)を取得して画像処理部5に出力するとともに、外部から入力されてくるトリガに応じて2次元画像を出力するようになっている。
The two-
画像処理部5は、図2に示されるように、第1周期で取得された2次元画像の一部を画像処理する高周期処理部9と、第1周期よりも長い第2周期で取得された2次元画像を画像処理する低周期処理部10とを備えている。
高周期処理部9は、第1周期で送られてきた各2次元画像内に含まれる物品Oの重心位置を算出し、異なる時刻に取得された2次元画像内の物品Oの重心位置の変位に基づいて、コンベヤ2による物品Oの搬送速度を算出するようになっている。
As shown in FIG. 2, the
The high-
低周期処理部10は、2次元カメラ4から出力された2次元画像に対しパターンマッチング等の画像処理を施して、2次元画像内に含まれている物品Oの位置および姿勢を検出するようになっている。
The low-
制御部6は、異なる時刻に取得された画像に基づいて高周期処理部9において認識された同一物品Oの位置から算出されたコンベヤ2による物品Oの搬送速度と、低周期処理部10において検出された物品Oの位置および姿勢に基づいてロボット3を制御する駆動信号(駆動指令)を生成するようになっている。
The
例えば、制御部6は、低周期処理部10で物品Oの位置および姿勢を検出した時点から高周期処理部9により算出されたコンベヤ2による物品Oの搬送速度を用いて1ms毎にコンベヤ2の移動量を逐次積算して物品Oの現在位置を求め、物品Oの現在位置に応じた駆動信号をロボット3に出力する。
もし物品Oが認識されないことが一時的にあった場合は、直前のコンベヤ2による物品Oの搬送速度を用いてコンベヤ2の移動量を算出する。
For example, the
If the article O is temporarily not recognized, the moving amount of the
制御部6は、予め教示された動作プログラムに従ってロボット3を動作させるとともに、高周期処理部9において算出された搬送速度に基づいて、コンベヤ2上の物品Oを追従するトラッキングを実施し、低周期処理部10において検出された物品Oの位置および姿勢に合わせてロボットハンド8の姿勢を変更し、コンベヤ2によって移動している物品Oをロボットハンド8によって把持させ、コンベヤ2から取り上げさせる処理を行わせるようになっている。
The
さらに具体的には、高周期処理部9は、例えば、図3に示されるように、第1周期の時間間隔Δtをあけて異なる時刻t1,t2,t3に同一視野において3枚の画像が取得されたときに、処理負荷が小さい簡単な画像処理(例えば、重心位置検出処理やブロブ検出処理)を行って物品Oの位置を検出し、検出された物品Oの重心の座標位置d1,d2,d3を算出するようになっている。図中、速度Vは物品Oの搬送速度である。
More specifically, as shown in FIG. 3, for example, the high
そして、高周期処理部9は、時間軸方向に隣接して取得された画像内の搬送方向に直交する方向の同じ座標に配置されている重心を有する物品Oを同一物品Oであると認識し、各物品Oの重心の搬送方向の座標値の差分を撮影の時間間隔Δtで除算することにより搬送速度を算出するようになっている。同一物品Oについて搬送速度が複数回算出されたときにはその平均値あるいは最小自乗法等によってフィッティングされた値を搬送速度として出力するようになっている。
Then, the high
この場合において、高周期処理部9は、第1周期で繰り返し行われる物品Oの重心位置検出処理において、いずれか1つの物品Oを包含する部分領域を画定し、2次元カメラ4から送られてくる画像全体ではなく、部分領域によって制限された画像の一部のみについて画像処理を行って重心位置を順次検出するようになっている。もちろん画像全体を使うことも可能である。この場合、処理の負荷は画像の一部を用いるよりも大きくなる。
In this case, the high-
一方、低周期処理部10は、2次元カメラ4から送られてくる画像に対して、負荷処理が大きい画像処理(例えば、物品Oの輪郭からパターンマッチングにより物品Oの位置および姿勢を検出する処理)を行って、検出された物品Oの位置および姿勢を制御部6に出力するようになっている。
On the other hand, the low-
このように構成された本実施形態に係るロボットシステム1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るロボットシステム1によれば、コンベヤ2によって物品Oが搬送されてくると、2次元カメラ4によって物品Oが第1周期で撮影される。撮影により取得された画像は、画像処理部5の高周期処理部9に順次に送られるとともに、低周期処理部10から第2周期で出力されるトリガに応じて低周期処理部10にもトリガを受信した直前(または直後)の画像が送られる。
The operation of the
According to the
高周期処理部9においては、2次元カメラ4から送られてきた各画像に対し、処理負荷が比較的小さい画像処理が施されることにより、物品Oが認識され、物品Oの周囲の部分的な画像から物品Oの重心の座標位置d1,d2,d3が検出される。そして、図3に示されるように、所定時間間隔Δtをあけて異なる時刻t1,t2,t3に取得された画像から検出された同一物品Oの重心の座標位置d1,d2,d3に基づいて、第1周期でコンベヤ2による物品Oの搬送速度が算出され、制御部6に入力される。2次元カメラ4とロボット3とは所定の距離だけ離れて配置されているので、当該距離を搬送速度で除算した時間後に物品Oがロボット3の動作範囲内に移動する。
In the high-
また、低周期処理部10においては、トリガに応じて2次元カメラ4から送られてきた各画像に対し、第1周期よりも長い第2周期で、パターンマッチング等の負荷処理が大きな画像処理が施されることにより、全体画像から物品Oの位置および姿勢が精度よく検出され、制御部6に入力される。
Further, in the low
制御部6は、物品Oが画像内に存在するいずれかの時点で物品Oの位置および姿勢を認識することによりトラッキング座標系TFを設定し、第1周期(例えば、1ms)の単位でコンベヤ2による物品Oの搬送速度からコンベヤ2の移動量を求めてそれを積算することにより物品Oを認識した時点から現在時刻までの物品Oの重心位置の移動量を算出する。そして、その移動量を成分とする座標変換行列をトラッキング座標系TFに乗算することにより、現在のトラッキング座標系TF′を算出する。
TF′=T・TF
そして、制御部6は、算出されたトラッキング制御系TF′を基準としてコンベヤ2によって搬送されている物品Oに追従してロボットハンド8を移動させるとともに、認識した物品Oの位置および姿勢に合わせてロボットハンド8の位置および姿勢を設定し、物品Oを把持してコンベヤ2から取り上げることができる。
The
TF '= T · TF
The
この場合において、ロボット3がロボットハンド8をコンベヤ2上の物品Oに追従させるように駆動されているときには、2次元カメラ4が後続の物品Oを撮影し、高周期処理部9により新たな搬送速度が算出されているので、制御部6は新たに算出された搬送速度を用いてロボット3を制御する。これにより、コンベヤ2による搬送速度が変動しても物品Oを正しく取り上げることができる。
In this case, when the
このように、本実施形態に係るロボットシステム1によれば、処理負荷の比較的小さい処理により検出可能な物品Oの移動速度については、高周期の第1周期により、エンコーダと同等の分解能で検出することができ、搬送されている物品Oに対するロボット3のトラッキング動作を精度よく行わせることができる。また、処理負荷の比較的大きい処理を必要とする物品Oの位置および姿勢の検出については、第1周期より長い第2周期により実施することにより、精度よく検出することができ、ロボットハンド8の姿勢を物品Oの姿勢に精度よく一致するように調整して、より確実に把持させることができるという利点がある。
Thus, according to the
そして、このようにして、単一の2次元カメラ4を用いて物品Oの移動速度と位置および姿勢とを検出するので、コストを低減することができるという利点がある。
また、高周期処理部9において物品Oの移動速度を検出するために2次元カメラ4から送られてきた画像の一部を使用することにより、処理負荷をより軽減して、高周期での処理を容易にすることもできる。
In this manner, since the moving speed, position, and posture of the article O are detected using the single two-
Further, by using a part of the image sent from the two-
その結果、図2にカッコ書きで示されるように、高周期処理部9において物品Oの大まかな位置および姿勢を検出することも可能となる。例えば、物品Oの長手軸方向やブロブの大まかな形状等である。そして、このようにして検出された物品Oの大まかな位置および姿勢についても制御部6に入力することにより、制御部6が低周期処理部10から第2周期で送られてくる物品Oの高精度の位置および姿勢の情報を待つことなく、高周期処理部9から第1周期で送られてきた物品Oの大まかな位置および姿勢の情報に基づいてロボット3の動作を開始させることができ、トラッキングをより容易にすることができるという利点がある。
As a result, as shown in parentheses in FIG. 2, it is possible to detect the rough position and posture of the article O in the high
2次元カメラ4から送られてきた画像の一部として、物品Oを含む部分領域を用いることとしたが、これに代えて、2次元カメラ4から送られてきた画像から画素を間引くことにより情報量を低減してもよい。
また、本実施形態においては、視覚情報を取得する視覚センサとして2次元カメラ4を例示したが、これに限定されるものではなく、3次元カメラ、その他の視覚センサを用いてもよい。
As a part of the image sent from the two-
Moreover, in this embodiment, although the two-
また、本実施形態においては、コンベヤ2によって搬送されてきた物品Oの位置の変化によりコンベヤ2の搬送速度を算出することとしたが、これに代えて、コンベヤ2の表面に適当な間隔でマークを設けておき、2次元カメラ4により取得された画像内に含まれるマークを認識することで、マークの位置の変化によって搬送速度を算出することにしてもよい。
この場合には、マークは物品Oよりも確実に絶え間なく2次元カメラ4の視野内に供給されるので、移動速度を算出するために有用である。
In this embodiment, the conveyance speed of the
In this case, since the mark is more reliably supplied into the field of view of the two-
また、本実施形態においては、画像内に単一の物品Oが検出される場合について説明したが、これに代えて、図4に示されるように、複数の物品a1,a2,a3が同時に2次元カメラ4の視野内に配置される場合にも適用することができる。
すなわち、画像内に複数の物品a1,a2,a3が認識された場合には、各物品a1,a2,a3について、異なる時刻に取得された画像内の物品a1,a2,a3との同一性を識別し、識別された同一物品a1,a2,a3間での移動距離に基づいてそれぞれ算出した速度V1,V2,V3を平均することにより搬送速度を算出することにしてもよい。
In the present embodiment, the case where a single article O is detected in the image has been described. Instead, as shown in FIG. 4, a plurality of articles a1, a2, and a3 are simultaneously 2 The present invention can also be applied to the case where the
That is, when a plurality of articles a1, a2, and a3 are recognized in the image, each article a1, a2, and a3 has the same identity as the articles a1, a2, and a3 in the image acquired at different times. The conveyance speed may be calculated by identifying and averaging the speeds V1, V2, and V3 calculated based on the movement distances between the identified same articles a1, a2, and a3.
この場合、同一物品a1,a2,a3間での移動距離は、所定時間間隔Δtをあけて異なる時刻t1,t2,t3に取得された画像から算出された同一物品a1,a2,a3の重心の座標位置d11,d12,d13,d22,d23,d24,d33,d34の差分により求められる。 In this case, the moving distance between the same articles a1, a2, a3 is the center of gravity of the same articles a1, a2, a3 calculated from images acquired at different times t1, t2, t3 with a predetermined time interval Δt. It is obtained from the difference between the coordinate positions d11, d12, d13, d22, d23, d24, d33, d34.
また、本実施形態においては、2次元カメラ4から出力される画像を処理する画像処理部5を別体として設ける場合を例示したが、これに代えて、図5に示されるように、高周期処理部9については2次元カメラ4内に配置し、低周期処理部10については制御部6内に配置してもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the
高周期処理部9を2次元カメラ4内に組み込むことにより、通信遅れの発生を防止して、より確実に高周期でコンベヤ2による物品Oの搬送速度を検出することができる。低周期処理部10は高速な処理が不要なので、制御部6に組み込むことが好ましい。制御部6の制御周期が高周期処理部9による第1周期より長い場合には、制御部6の制御周期でまとまった単位で高周期処理部9から物品Oの重心位置情報を送信することが好ましい。例えば、第1周期が1ms、制御部6の制御周期が8msの場合、8msの周期で、高周期処理部9の8ms分の8個の重心位置情報を一度に制御部6に送ればよい。
By incorporating the high
また、本実施形態においては、単一のロボット3を制御する場合を例示したが、これに代えて、図6に示されるように、コンベヤ2の搬送方向に沿って複数台のロボット3が配置され、これらの制御部6が上位のセル制御装置11に接続されていてもよい。
複数台のロボット3で同一のコンベヤ2によって搬送されてきた物品Oに対し作業をする場合に、1つの2次元カメラ4で撮影した画像に基づいて算出されたコンベヤ2の搬送速度を1箇所で管理することができる。
Moreover, in this embodiment, although the case where the
When working with articles O conveyed by the
各ロボット3の制御部6によりコンベヤ2の搬送速度を管理する場合、制御部6間で同期させる必要があり、通信遅れ等の影響により誤差が生じる可能性があるが、セル制御装置11によって管理することでそのような不都合の発生を防止することができる。
また、通信遅れの影響をさらに抑えるために、高周期処理部9については2次元カメラ4内に配置し、低周期処理部10についてはセル制御装置11に配置した例を示しているが、これに限定されるものではない。例えば、高周期処理部9についてもセル制御装置11内に配置してもよい。
When the transport speed of the
Further, in order to further suppress the influence of communication delay, an example in which the high
また、本実施形態においては、コンベヤ2によって搬送されている物品Oを把持して取り上げる場合を例示して説明したが、これに代えて、搬送されている物品Oに対して他の任意の処理を施す場合に適用してもよい。
また、図7に示されるように、必要に応じて制御部6から2次元カメラ4にトリガを出力し、2次元カメラ4がトリガに応じて画像を制御部6に出力し、制御部6において、表示部12に表示することによって画像を確認することができるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the article O being conveyed by the
Further, as shown in FIG. 7, a trigger is output from the
なお、前述のように高周期処理部9によって高周期で検出された物品Oの位置に基づき、制御部6がコンベヤ2上の物品Oの位置を逐次計算し、計算により得られた物品Oの位置に応じた駆動信号をロボット3に出力してもよい。また、このように計算により得られた物品Oの位置に基づいて、コンベヤ2上の物品Oに追従する前記トラッキングが行われてもよい。この場合でも、前述と同様の効果が達成される。
As described above, the
また、2次元カメラ4がロボット3の先端部に取付けられていてもよい。この場合、制御部6において、ロボット3の制御に用いる座標系である基準座標系と2次元カメラ4の位置および姿勢(センサ座標系)とが対応付けられている。これにより、ロボット3の先端部の位置が変化しても、制御部6は2次元カメラ4の位置および姿勢を知ることができ、これにより、2次元カメラ4で得られた画像に基づく物品Oの位置および姿勢の検出結果を、基準座標系から見た物体Oの位置および姿勢に精度よく変換することができる。
Further, the two-
このように2次元カメラ4がロボット3の先端部に取付けられている場合、2次元カメラ4の視野内には、ロボット3が追従している物品O、当該物品Oの近傍の物品O等が存在している。この場合でも、高周期処理部9によって物品Oの位置を高周期で検出することができるので、前述と同様の効果を達成可能である。
When the two-
また、フレーム、スタンド等によって2次元カメラ4がロボット3の近傍に固定され、2次元カメラ4の視野内に、ロボット3が追従している物品O、当該物品Oの近傍の物品O等が存在していてもよい。この場合、制御部6において、ロボット3の基準座標系と2次元カメラ4の位置および姿勢(センサ座標系)とが対応付けられおり、制御部6は、2次元カメラ4で得られた画像に基づく物品Oの位置および姿勢の検出結果を、基準座標系から見た物体Oの位置および姿勢に精度よく変換することができる。この場合でも、高周期処理部9によって物品Oの位置を高周期で検出することができるので、前述と同様の効果を達成可能である。
Further, the two-
なお、前記実施形態は、物品Oを検出するための単一の2次元カメラ4を有するものであるが、物品Oの検査、到達検知等を行うための他の2次元カメラが設けられてもよく、物品Oを検出するための2次元カメラ4が複数存在していても前記高周期処理および前記低周期処理が可能である。
The embodiment has the single two-
また、コンベヤ2の代わりに、物品OをX軸方向だけではなくY軸方向にも移動させる搬送装置によって物品Oを搬送することも可能である。なお、X軸およびY軸は水平方向に延びており、X軸はY軸と直交している。この場合でも、高周期処理部9は物品Oの位置を高周期で検出することができ、また、高周期処理部9は高周期で物品OのX軸方向の搬送速度およびY軸方向の搬送速度を算出することができるので、前述と同様の作用効果を達成可能である。なお、搬送装置が物品OをZ軸方向に移動させる場合も同様である。
Further, instead of the
また、コンベヤ2の代わりに他のロボットを用いて物品Oを搬送してもよい。さらに、搬送する物品Oが自動車の車体等である場合は、物品Oがエンジン、車輪等によって搬送されてもよい。また、物品Oが重力によって滑り落ちる、転がり落ちる、又は落下するシューターを用いて物品Oを搬送してもよい。これらの場合、他のロボット、エンジン、車輪、シューター等が搬送装置として機能する。
Further, the article O may be transported using another robot instead of the
1 ロボットシステム
2 コンベヤ(搬送装置)
3 ロボット
4 2次元カメラ(視覚センサ)
6 制御部
9 高周期処理部
10 低周期処理部
O,a1,a2,a3 物品(対象)
1
3
6
Claims (6)
前記搬送装置により搬送されている前記対象に対して処理を行うロボットと、
前記搬送装置により搬送されてきた前記対象の視覚情報を取得する視覚センサと、
該視覚センサにより取得された前記視覚情報を第1周期で処理して前記搬送装置によって搬送されている前記対象の搬送速度および位置の少なくとも一方を検出する高周期処理部と、
前記視覚センサにより取得された前記視覚情報を前記第1周期より長い第2周期で処理して前記対象の位置を検出する低周期処理部と、
前記高周期処理部により検出された前記対象の前記搬送速度および前記位置の少なくとも一方、および、前記低周期処理部により検出された前記対象の位置に基づいて前記ロボットを制御する制御部とを備えるロボットシステム。 A transport device for transporting the object;
A robot that performs processing on the object being transported by the transport device;
A visual sensor for obtaining visual information of the object conveyed by the conveying device;
A high-cycle processing unit that processes the visual information acquired by the visual sensor in a first cycle and detects at least one of a conveyance speed and a position of the object being conveyed by the conveyance device;
A low-cycle processing unit that detects the position of the object by processing the visual information acquired by the visual sensor in a second cycle longer than the first cycle;
A control unit that controls the robot based on at least one of the conveyance speed and the position of the target detected by the high cycle processing unit, and the position of the target detected by the low cycle processing unit. Robot system.
The robot system according to any one of claims 1 to 5, wherein the visual sensor outputs the visual information immediately before or immediately after the trigger is received by an external trigger.
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