專利名稱：離線示教裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在使用圖像傳感器進行的測量作業(yè)中所使用的離線示教裝置。
背景技術(shù)：
近來，在對測量對象物進行測量時，準(zhǔn)備測量對象物的實物，實際準(zhǔn)備圖像傳感器以及攝像機來進行測量作業(yè)。例如，在特開平8-167800號公報中公開了一種零件安裝裝置，該裝置通過將光照射到零件上的標(biāo)記上，用圖像傳感器讀入該反射光或者透過光來進行零件的識別。
現(xiàn)有的測定作業(yè)因為要在實際準(zhǔn)備測量對象物和攝像機等機器，并設(shè)置在規(guī)定的位置之后來進行，所以需要非常多的作業(yè)時間。另外，在使用圖像傳感器的測定結(jié)果來對工業(yè)機器人等控制機器的動作進行修正時，準(zhǔn)備實際的控制機器，根據(jù)實際的動作來進行測定結(jié)果正確與否的確認(rèn)作業(yè)。而且，在現(xiàn)場試運行錯誤時，需要對測量對象物的檢測參數(shù)進行調(diào)整等，在此類情況下，使用圖像傳感器的系統(tǒng)中的現(xiàn)場調(diào)整作業(yè)較多。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于事先離線進行以現(xiàn)場的作業(yè)為中心的圖像傳感器的調(diào)整以及設(shè)置作業(yè)，大幅度地縮短現(xiàn)場的作業(yè)時間。
為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明是對進行對象物測量的圖像傳感器離線地進行設(shè)置以及調(diào)整的離線示教裝置，提供一種離線示教裝置，其具有存儲所述對象物的測量條件的存儲部；顯示所述圖像傳感器的圖像和所述對象物的圖像的顯示部以及模擬部，該模擬部在所述顯示部上生成所述圖像傳感器的圖像以及所述對象物的圖像的同時，根據(jù)所述測量條件求出所述圖像傳感器的所述對象物的測量用數(shù)據(jù)。
離線示教裝置還可以具有根據(jù)顯示所述對象物的形狀和尺寸的數(shù)據(jù)，對所述圖像傳感器所具有的攝像機的光學(xué)條件的選擇進行幫助的選擇幫助部。
此外，離線示教裝置還可以具有測量執(zhí)行部，其根據(jù)所述測量用數(shù)據(jù)執(zhí)行所述顯示畫面上的由所述圖像傳感器進行的測量；程序作成部，其根據(jù)所述測量執(zhí)行部的測量結(jié)果，生成機器人程序，該機器人程序規(guī)定對所述對象物進行作業(yè)的機器人的修正動作。
所述圖像傳感器可以安裝在所述機器人的可動部位，也可以設(shè)置在固定位置。


參照附圖對以下的最佳實施方式進行說明，由此本發(fā)明的上述以及其它的目的、特征以及優(yōu)點會變得更加明確。
圖1是表示本發(fā)明的離線示教裝置的基本結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖2是表示使用離線示教裝置的圖像傳感器的示教方法的流程圖。
圖3表示設(shè)置了工件和機器人的離線示教裝置的顯示畫面的一個例子。
圖4表示在圖3的顯示畫面中還設(shè)置了攝像機的狀態(tài)。
圖5表示進行模型示教時的離線示教裝置的顯示畫面的一個例子。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明進行詳細(xì)地說明。圖1表示本發(fā)明的圖像傳感器用離線示教裝置10的典型的結(jié)構(gòu)例。示教裝置10可以是個人計算機那樣的處理裝置，具有對表示測量對象物、進行工件的搬運、組裝、焊接、去除飛邊以及密封等各種作業(yè)的機器人以及對工件進行測量的圖像傳感器的形狀以及尺寸的數(shù)據(jù)進行存儲的ROM或者硬盤等存儲裝置12；根據(jù)存儲裝置12中存儲的數(shù)據(jù)，對工件、機器人以及圖像傳感器的圖像進行顯示的顯示器14。此外，示教裝置10還可以在顯示器14上配置工件、機器人以及圖像傳感器的圖像的同時，把用于根據(jù)這些圖像的配置求得圖像傳感器的測量用數(shù)據(jù)的模擬程序16和根據(jù)該測量用數(shù)據(jù)在顯示器14上執(zhí)行圖像傳感器的測量的傳感器程序18存儲在存儲裝置12等中。示教裝置10還具有執(zhí)行包含所述程序的執(zhí)行在內(nèi)的，作為示教裝置的各種處理的CPU等處理裝置19。此外，示教裝置10還可以具有作業(yè)者用于進行輸入的鍵盤(未圖示)。
接下來，參照圖2的流程圖和圖3～圖5的畫面顯示例，對使用本發(fā)明的離線示教裝置的圖像傳感器的示教流程進行說明。
首先，在示教裝置10的顯示器14上，配置作為測量對象物的工件和機器人(S1)。圖3表示此時的顯示器14的典型的顯示例。在顯示器14上顯示的窗口即顯示畫面14a是執(zhí)行所述模擬程序16的畫面。如圖3所示，在表示畫面14a中對配置在作業(yè)臺22上的工件20和機器人30的圖像進行配置。這些圖像可以使用作為CAD數(shù)據(jù)所預(yù)先存儲的數(shù)據(jù)來表示。這些圖像的配置可以是作業(yè)者通過鍵盤輸入來指定的，也可以是預(yù)定的適當(dāng)?shù)某跏寂渲??？梢詫⒐ぜ?0和機器人30的位置以及姿勢(方向)的數(shù)據(jù)(圖像數(shù)據(jù))發(fā)送給傳感器程序18。
然后，輸入測量條件(例如工件上應(yīng)該測量的部位，測量方式(2維或者3維)，測量精度等)(S2)。該輸入可以由作業(yè)者從示教裝置10的鍵盤等進行。
根據(jù)所述測量條件和作為CAD數(shù)據(jù)預(yù)先存儲的表示對象物的形狀以及尺寸的數(shù)據(jù)，決定應(yīng)作為圖像傳感器使用的攝像機和其透鏡的種類、視野范圍、基準(zhǔn)距等光學(xué)條件(S3)。光學(xué)條件和所述測量條件同樣可以由作業(yè)者輸入，但在示教裝置10中預(yù)先安裝了例如可以顯示使作業(yè)者以人機交互方式輸入或確認(rèn)攝像機的種類和精度等的窗口的攝像機選擇幫助程序，也可以使用該程序。這里，攝像機可以是設(shè)置在規(guī)定的固定位置上的固定式攝像機，也可以是安裝在機器人30的手臂等可動部位上的可動式攝像機，可以選擇適合所述測量條件的攝像機。一般，通過圖像傳感器對工件的位置和姿勢進行測量，可以實現(xiàn)工件的判別和檢查，還可以生成在機器人的基坐標(biāo)系或刀具坐標(biāo)系中的機器人的修正動作程序。
然后，求出所選擇的攝像機預(yù)期得到的估計測量精度，將其與在S2中輸入的測量條件中包含的期望測量精度進行比較(S4)。如果估計測量精度為高精度則進入到S5，否則返回到S2進行測量條件的修改。
然后，如圖4所示，在顯示畫面14a的適當(dāng)位置(能夠粗略確認(rèn)工件20的位置)配置參照符號40表示的所選擇的攝像機(S5)。此時，通過執(zhí)行傳感器程序18，可以在顯示畫面14b上顯示實際由攝像機40預(yù)期得到的工件20的測量圖像，作業(yè)者可以通過視覺確認(rèn)所選擇的攝像機40的妥當(dāng)性。
接下來，示教裝置10使用所選擇的攝像機40，在S6～S9中對各個測量部位進行模型示教。首先，如圖5所示，在顯示畫面14a中，將攝像機40移動或配置到能夠?qū)z像機40的攝像范圍42內(nèi)所包含的某測量部位(模型)進行測量的位置和姿勢(S6)。此時，在該顯示畫面14b中，生成該測量部位的攝像機圖像(S7)。這里，測量部位表示為顯示畫面14b中用線框26包圍的或者由十字標(biāo)記28表示的特征形狀部位。此外，通過在攝像機40上還設(shè)置激光投光裝置那樣的投光裝置44，可以對工件20和測量模型24的圖像進行3維測量，另外還可以根據(jù)未圖示的照明配置等的數(shù)據(jù)，在測量模型24上實施陰影處理。由此，如果判斷為在顯示畫面14b上生成的圖像作為測量模型是恰當(dāng)?shù)?，則進行模型示教(S8)。在存在多個測量部位的情況下，重復(fù)進行S6～S8的作業(yè)與測量部位的數(shù)量相等的次數(shù)(S9)，由此得到與全部測量部分相對應(yīng)的示教模型，此外還生成用于得到示教模型的測量程序(S10)。
示教裝置10執(zhí)行在S6～S10中得到的示教模型和測量程序(S11)，可以生成機器人動作程序(S12)，該程序包含用于對機器人30的修正動作進行模擬的修正動作程序。即，可以根據(jù)圖像傳感器的測量結(jié)果，對使用機器人30進行對工件20的作業(yè)時的機器人的位置和姿勢進行修正。另外，示教裝置10為了確認(rèn)修正動作程序的恰當(dāng)性，可以在顯示畫面14a中有意識地使測量模型24和攝像機40中的一方或雙方進行一些移動或姿勢的改變(旋轉(zhuǎn)等)，由該狀態(tài)執(zhí)行修正動作程序來調(diào)查是否使機器人的修正動作變得合適。
如上所述得到的測量程序和修正動作程序可以作為用于在現(xiàn)場進行作業(yè)的程序或數(shù)據(jù)下載到主機中。通過使用由離線示教裝置得到的程序和數(shù)據(jù)，可以降低或者排除現(xiàn)場的與圖像傳感器有關(guān)的試運行錯誤，可以大幅度地減少作業(yè)時間和工作量。另外，對機器人的修正動作也可以進行離線確認(rèn)，即進行模擬，可以進一步減少現(xiàn)場的作業(yè)。
此外，在本實施例中，模擬程序16和傳感器程序18雖然在同一裝置內(nèi)運行，在同一個顯示器中顯示執(zhí)行結(jié)果，但也可以在各自不同的裝置內(nèi)運行，在不同的顯示器中顯示執(zhí)行結(jié)果。
通過本發(fā)明的離線示教裝置，可以在計算機上對測量對象物和圖像傳感器等進行配置，離線地進行圖像傳感器的示教和調(diào)整，可以大幅度地減少現(xiàn)場的程序調(diào)整等試運行錯誤的處理措施和時間。另外，也可以離線地進行對對象物進行作業(yè)的機器人的動作修正的確認(rèn)。
參照為了進行說明而選擇的特定的實施方式對本發(fā)明進行了說明，但對于本行業(yè)的從業(yè)者來說，顯然，在不超出本發(fā)明的基本概念和范圍的情況下，可以進行許多改變。
權(quán)利要求
1.一種離線示教裝置，其對測量對象物的圖像傳感器(40)離線地進行設(shè)置和調(diào)整，其特征在于，具有存儲部(12)，存儲所述對象物(20)的測量條件；顯示部(14)，顯示所述圖像傳感器(40)的圖像和所述對象物(20)的圖像；模擬部(19)，其在所述顯示部(14)上生成所述圖像傳感器(40)的圖像以及所述對象物(20)的圖像的同時，根據(jù)所述測量條件，求出所述圖像傳感器(40)的用于測量所述對象物(20)的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離線示教裝置，其特征在于，還具有選擇幫助部(19)，其根據(jù)表示所述對象物(20)的形狀和尺寸的數(shù)據(jù)，對所述圖像傳感器(40)所具有的攝像機的光學(xué)條件的選擇進行幫助。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離線示教裝置，其特征在于，其還具有測量執(zhí)行部(19)，其根據(jù)所述測量用數(shù)據(jù)，執(zhí)行所述顯示畫面(14)上的由所述圖像傳感器(40)進行的測量；程序作成部(19)，其根據(jù)所述測量執(zhí)行部(19)的測量結(jié)果，生成機器人程序，該機器人程序規(guī)定對所述對象物(20)進行作業(yè)的機器人(30)的修正動作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離線示教裝置，其特征在于，所述圖像傳感器(40)被安裝在所述機器人(30)的可動部位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項所述的離線示教裝置，其特征在于，所述圖像傳感器(40)被設(shè)置在固定位置。
全文摘要
一種離線示教裝置，其事先離線進行以現(xiàn)場作業(yè)為中心的圖像傳感器的調(diào)整和設(shè)置作業(yè)，可以大幅度地縮短現(xiàn)場的作業(yè)時間。離線示教裝置具有對表示工件、機器人以及圖像傳感器的形狀和尺寸的數(shù)據(jù)進行存儲的存儲裝置；根據(jù)在存儲裝置中存儲的數(shù)據(jù)，對工件、機器人以及圖像傳感器的圖像進行顯示的顯示器。此外，示教裝置還具有在顯示器上配置工件、機器人以及圖像傳感器的圖像的同時，用于根據(jù)這些圖像的配置，求出圖像傳感器的測量用數(shù)據(jù)的模擬程序和根據(jù)該測量用數(shù)據(jù)，在顯示器上執(zhí)行圖像傳感器的測量的傳感器程序。
文檔編號B25J9/22GK1834835SQ20061005742
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月17日
發(fā)明者伴一訓(xùn), 有松太郎, 十文字隆 申請人:發(fā)那科株式會社