机器人、机器人控制装置以及机器人系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机器人、机器人控制装置以及机器人系统。机器人具备臂，该臂能够安装工具，并能够使上述工具移动到可通过拍摄部拍摄上述工具的位置，上述臂使用基于第一状态和第二状态而设定的上述参照点相对于上述臂的偏移来控制，上述第一状态中能够通过上述拍摄部拍摄安装于上述臂的工具的参照点位于图像的基准点的第一图像，上述第二状态中能够通过上述拍摄部拍摄使上述工具在上述参照点位于上述基准点的状态下以通过上述参照点的位置的旋转轴为中心地旋转而得的图像亦即第二图像，上述臂在从上述第一状态向上述第二状态的迁移的过程中，基于通过上述拍摄部进行拍摄且上述基准点未位于上述参照点的第三图像来进行控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人、机器人控制装置以及机器人系统。
技术介绍
以往，在使用安装于臂的工具对工件进行处理之前，进行设定工具相对于臂的偏移的处理。在专利文献1中公开了基于改变臂的姿势多次执行使安装于臂的工具对位到实际空间的基准点的操作而得的结果，导出工具相对于臂的偏移的方法。专利文献1：日本特开平8-85083号公报根据专利文献1所记载的技术，需要通过操作人员以用工具触碰基准点的方式操作臂来提示基准点的位置。但是，虽通过目视观察来确定臂触碰还是未触碰基准点的边界的状态，但准确地操作臂并不容易。即在专利文献1所记载的技术中，存在准确地示教基准点的位置不容易这样的问题。而且，存在虽准确地示教基准点的位置但若要设定工具的偏移，则设定所需要的所需时间拖长这样的问题，设定对象的机器人越增加，该问题越严重。
技术实现思路
用于解决上述课题的至少一个的第一机器人具备臂，该臂能够安装工具，并能够使上述工具移动到可通过拍摄部拍摄上述工具的位置，上述臂使用基于第一状态和第二状态而设定的上述参照点相对于上述臂的偏移来控制，上述第一状态中能够通过上述拍摄部拍摄安装于上述臂的工具的参照点位于图像的基准点的第一图像，上述第二状态中能够通过上述拍摄部拍摄使上述工具在上述第一状态下以通过上述参照点的位置的旋转轴为中心地旋转而得的图像亦即第二图像，在从上述第一状态向上述第二状态的迁移的过程中，基于通过上述拍摄部拍摄且上述参照点未位于上述基准点的第三图像来进行控制。另外用于实现上述目的第二机器人具备臂，该臂安装拍摄部，并能够在作业空间内移动，上述臂使用基于第一状态和第二状态而设定的上述拍摄部相对于上述臂的偏移来控制，上述第一状态中能够通过上述拍摄部拍摄上述作业空间内的参照点位于由上述拍摄部拍摄到的图像的基准点的第一图像，上述第二状态中能够通过上述拍摄部拍摄使上述拍摄部在上述第一状态下以通过上述参照点的位置的旋转轴为中心地旋转而得的图像亦即第二图像，上述臂在从上述第一状态向上述第二状态的迁移的过程中，基于通过上述拍摄部拍摄且上述参照点未位于上述基准点的第三图像来被控制。根据上述专利技术，由于基于由拍摄部拍摄到的图像，来自动地设定工具或者拍摄部相对于臂的偏移，所以偏移的设定很容易。在这里参照点是被固定于工具或者实际空间的点，只要是能够进行图像识别的点即可。另外图像内的基准点也可以是在图像坐标系中预先确定的点。应予说明，技术方案所记载的各单元的功能通过由结构本身确定功能的硬件资源、通过程序确定功能的硬件资源、或者它们的组合来实现。另外，这些各单元的功能并不限于通过各自在物理上相互独立的硬件资源来实现。附图说明图1A是本专利技术的实施方式所涉及的示意性立体图。图1B是本专利技术的实施方式所涉及的框图。图2是本专利技术的实施方式所涉及的俯视图。图3A是本专利技术的实施方式所涉及的示意性立体图，图3B是本专利技术的实施方式所涉及的俯视图，图3C是本专利技术的实施方式所涉及的说明图。图4是本专利技术的实施方式所涉及的流程图。图5A、图5B以及图5C是表示本专利技术的实施方式所涉及的图像的俯视图，图5D是本专利技术的实施方式所涉及的坐标图。图6A是本专利技术的实施方式所涉及的说明图，图6B是本专利技术的实
施方式所涉及的坐标图。图7是本专利技术的实施方式所涉及的示意性立体图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。另外，在各图中对于对应的构成部件标注相同的附图标记，省略重复的说明。1.概要作为本专利技术的第一实施例的机器人系统如图1所示，具备机器人1、拍摄部2、以及作为机器人控制装置的PC(Personal Computer：个人电脑)3。机器人1是臂具备6个旋转轴部件121、122、123、124、125、126的6轴机器人。将安装用于操作工件的各种工具的旋转轴部件126的前端的中心称为工具中心点(TCP)。TCP的位置和姿势成为各种工具的位置和姿势的基准。控制机器人1时所使用的机器人1的坐标系是分别由水平的x轴和y轴、以及将铅垂向下作为正方向的z轴确定的三维的正交坐标系。以下，将这样的机器人1的坐标系也称为机器人坐标系。而且用u表示绕z轴的旋转，用v表示绕y轴的旋转，用w表示绕x轴的旋转。机器人坐标系的长度的单位是毫米，角度的单位是度。拍摄部2是用于识别与z轴垂直的基准平面内的工件的大小、形状以及位置的照相机。将透镜201的光轴的远离透镜201的方向A称为拍摄方向。拍摄部2的坐标系是从拍摄部2输出的图像的坐标系，由将图像的水平向右作为正方向的B轴、和将图像的垂直向下作为正方向的C轴来确定。以下，将从拍摄部2输出的图像的坐标系也称为图像坐标系。拍摄部2的坐标系的长度的单位是像素，角度的单位是度。以通过拍摄部2拍摄的图像的重心与光学系统的中心对应的方式来确定区域图像传感器202与透镜201的位置关系。即透镜201的光轴上的点在图像的重心上成像。拍摄部2的坐标系是根据透镜201的光学特性(焦距、形变等)、区域图像传感器202的像素数以及大小，对与透镜201的光轴垂直的实际空间内的平面的坐标系进行了非线性转换后的二维的正交坐标系。因此，为了基于拍摄部2所输出的图像来识别基准平面内的工件
的大小、形状或者位置，并基于识别结果来控制机器人1，需要进行将图像坐标系与机器人坐标系建立关系的处理，即校正。PC3与机器人1和拍摄部2连接。PC3中安装有用于对机器人坐标系和图像坐标系进行校正的校正程序和用于设定工具的偏移的工具组装程序。根据以下说明的本专利技术的实施例，使用未进行校正的状态下的机器人视觉(通过拍摄部2拍摄的图像)，自动地导出并设定安装于臂11的工具的偏移，所以能够在短时间内容易地进行向机器人1安装并使用未知的工具之前的设定操作。2.结构如图1A中简化地表示那样，机器人1具备由第一臂111、第二臂112、第三臂113、第四臂114以及第五臂115构成的臂11、和基座110。基座110支承第一臂111的旋转轴部件121。第一臂111以旋转轴部件121的中心轴为中心与旋转轴部件121一起相对于基座110旋转。第一臂111支承第二臂112的旋转轴部件122。第二臂112以旋转轴部件122的中心轴为中心与旋转轴部件122一起相对于第一臂111旋转。第二臂112支承第三臂113的旋转轴部件123。第三臂113以旋转轴部件123的中心轴为中心与旋转轴部件123一起相对于第二臂112旋转。第三臂113支承第四臂114的旋转轴部件124。第四臂114以旋转轴部件124的中心轴为中心与旋转轴部件124一起相对于第三臂113旋转。第四臂114支承第五臂115的旋转轴部件125。第五臂115以旋转轴部件125的中心轴为中心与旋转轴部件125一起相对于第四臂114旋转。第五臂115支承安装工具的旋转轴部件126。在相当于臂11的前端的旋转轴部件126设置有在图2中示出了工具的安装面的工具卡盘1261。在工具卡盘1261安装用于操作工件的各种工具。如图2所示，工具卡盘1261的安装面被4等分，并向其中央部插入工具的棒状的安装部。工具卡盘1261的安装面的中心相当于TCP。在工具被准确地安装于工具卡盘1261的状态下，工具的安装部的中心轴与旋转轴部件126的旋转轴一致。在本实施例中，将图3A所示的工具T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人，其特征在于，具备臂，该臂能够安装工具，并能够使上述工具移动到可通过拍摄部拍摄上述工具的位置，上述臂使用基于第一状态和第二状态而设定的上述参照点相对于上述臂的偏移来控制，上述第一状态中能够通过上述拍摄部拍摄安装于上述臂的工具的参照点位于图像的基准点的第一图像，上述第二状态中能够通过上述拍摄部拍摄使上述工具在上述第一状态下以通过上述参照点的位置的旋转轴为中心地旋转而得的图像亦即第二图像，上述臂在从上述第一状态向上述第二状态的迁移的过程中，基于通过上述拍摄部拍摄且上述参照点未位于上述基准点的第三图像来被控制。

【技术特征摘要】
2015.03.30 JP 2015-0682731.一种机器人，其特征在于，具备臂，该臂能够安装工具，并能够使上述工具移动到可通过拍摄部拍摄上述工具的位置，上述臂使用基于第一状态和第二状态而设定的上述参照点相对于上述臂的偏移来控制，上述第一状态中能够通过上述拍摄部拍摄安装于上述臂的工具的参照点位于图像的基准点的第一图像，上述第二状态中能够通过上述拍摄部拍摄使上述工具在上述第一状态下以通过上述参照点的位置的旋转轴为中心地旋转而得的图像亦即第二图像，上述臂在从上述第一状态向上述第二状态的迁移的过程中，基于通过上述拍摄部拍摄且上述参照点未位于上述基准点的第三图像来被控制。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，上述臂具有多个旋转轴，并通过上述多个旋转轴中的任意一个进行旋转而从上述第一状态迁移到能够通过上述拍摄部拍摄上述第三图像的第三状态。3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，上述臂通过上述多个旋转轴中最接近上述工具的旋转轴旋转而从上述第一状态迁移到上述第三状态。4.根据权利要求1～3中任一项所述的机器人，其特征在于，上述臂基于由上述拍摄部拍摄到的多个图像，以从上述第三状态向上述第二状态迁移的方式被反馈控制。5.根据权利要求1～4中任一项所述的机器人，其特征在于，上述旋转轴与上述拍摄部的拍摄方向平行。6.根据权利要求1～4中任一项所述的机器人，其特征在于，上述旋转轴与上述拍摄部的拍摄方向非平行。7.一种机器人，其特征在于，具备臂，该臂安装拍摄部，并能够在作业空间内移动，上述臂使用基于第一状态和第二状态而设定的上述拍摄部相对于上述臂的偏移来控制，上述第一状态中能够通过上述拍摄部拍摄上述作业空间内的参照点位于由上述拍摄部拍摄到的图像的基准点的第一图像，上述第二状态中能够通过上述拍摄部拍摄使上述拍摄部在上述第一状态下以通过上述参照点的位置的旋转轴为中心地旋转而得的图像亦即第二图像，上述臂在从上述第一状态向上述第二状态的迁移的过程中，基于通过上述拍摄部拍摄且上述参照点未位于上述基准点的第三图像来被控制。8.根据权利要求1～6中任一项所述的机器人，其特征在于，上述机器人是选择顺应性装配机器手臂型。9.一种机器人系统，其特征在于，具备：拍摄部；臂，其能够在可被上述拍摄部拍摄的作业空间内移动；偏移设定部，其基于能够通过上述拍摄部拍摄安装于上述臂的工具的参照点位于由上述拍摄部拍摄到的图像的基准点的第一图像的第一状态，以及能够通过上述拍摄部拍摄使上述工具在上述参照点位于上...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口如洋，安田光一，松浦健治，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP