(57)【要約】【課題】双腕ロボットの協調動作時に発生する相対誤差を抑制し、　協調動作をより高速に、　正確に実行する双腕ロボット装置の制御装置を提供する。【解決手段】スレーブアームもしくはマスターアームに位置計測用のマークを備え、もう一方のアームに前記マークを検出する検出手段を備え、　検出したマークからスレーブアームの位置を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置を制御するので、両アームの相対位置誤差を抑え、　煩雑な教示作業を行うことなく小さなコンプライアンスでより正確に容易に双腕を協調制御し、　同時動作を行うことができる。大きなコンプライアンスを設けることができない精度の必要な組立分解作業も行うことができる。【選択図】　　　　図１
2004114161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のアームをマスターアームとし、　他方のアームをスレーブアームとして、双腕を協調して共通の対象物を把持し操るための双腕同時動作を行う双腕ロボット装置の制御装置であって、
前記スレーブアームもしくは前記マスターアームに位置計測用のマークを備え、　もう一方のアームに前記マークを検出する検出手段を備え、　前記検出したマークから前記スレーブアームの位置を算出する演算手段を備え、　前記スレーブアームの位置を制御することを特徴とした双腕ロボット装置の制御装置。
【請求項２】
一方のアームをマスターアームとし、　他方のアームをスレーブアームとして、双腕を協調して共通の対象物を把持し操るための双腕同時動作を行う双腕ロボット装置の制御装置であって、
前記スレーブアームもしくは前記マスターアームに位置及び姿勢計測用のマークを備え、　もう一方のアームに前記マークを検出する検出手段を備え、　検出したマークから前記スレーブアームの位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　前記スレーブアームの位置及び姿勢を制御することを特徴とした双腕ロボット装置の制御装置。
【請求項３】
前記スレーブアームもしくは前記マスターアームに備えた位置計測用マークまたは位置及び姿勢計測用マーク、及びもう一方のアームに備えた前記マークを検出する検出手段は、６軸回転軸の先のリスト部分の双腕で対象物を把持した際に対向する面に設けることを特徴とする請求項１または２記載の双腕ロボット装置の制御装置。
【請求項４】
前記スレーブアームもしくは前記マスターアームに備えた位置及び姿勢計測用マークは３　点であり、もう一方のアームに３点のマークを同時に計測する撮像装置を備え、　撮像した３点のマークの画像から前記マスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　前記スレーブアームの位置及び姿勢を制御することを特徴とする請求項２記載の双腕ロボット装置の制御装置。
【請求項５】
前記スレーブアームもしくは前記マスターアームに位置及び姿勢計測用の正方形または正方形を表す４点のマークを備え、　もう一方のアームに正方形または正方形を表す４点のマークを計測する撮像装置を備え、撮像した正方形または正方形を表す４点のマークの画像から前記マスターアームと前記スレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　前記スレーブアームの位置及び姿勢を制御することを特徴とする請求項２記載の双腕ロボット装置の制御装置。
【請求項６】
前記スレーブアームもしくは前記マスターアームに位置及び姿勢計測用の真円形と横線のマークを備え、　もう一方のアームに真円形と横線のマークを計測する撮像装置を備え、撮像した真円形と横線のマークの画像から前記マスターアームと前記スレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　前記スレーブアームの位置及び姿勢を制御することを特徴とする請求項２記載の双腕ロボット装置の制御装置。
【請求項７】
一方のアームをマスターアームとし、　他方のアームをスレーブアームとして、双腕を協調して共通の対象物を把持し操るための双腕同時動作を行う双腕ロボット装置の制御装置であって、
前記マスターアームもしくは前記スレーブアームに投光手段と測距手段を備え、　もう一方のアームに投光手段からのレーザを受光して照射位置を検出する受光手段を備え、検出した位置及び距離から前記マスターアームと前記スレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　前記スレーブアームの位置及び姿勢を制御することを特徴とする双腕ロボット装置の制御装置。
【請求項８】
前記スレーブアームもしくは前記マスターアームに備えた投光手段と測距手段及びもう一方のアームに備えた投光手段からのレーザを受光して照射位置を検出する受光手段は、６軸回転軸の先のリスト部分の双腕で対象物を把持した際に対向する面に設けることを特徴とする請求項７記載の双腕ロボット装置の制御装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れか一項に記載の前記制御装置に基づいて動作することを特徴とする双腕ロボット装置。
【請求項１０】
一方のアームをマスターアームとし、　他方のアームをスレーブアームとして、双腕を協調して共通の対象物を把持し操るための双腕同時動作を行う双腕ロボット装置の制御方法であって、
前記スレーブアームもしくは前記マスターアームに備えた位置計測用のマークを、　もう一方のアームに備えた検出手段を用いて検出し、　検出したマークからスレーブアームの位置を算出し、　制御することを特徴とする双腕ロボット装置の制御方法。
【請求項１１】
一方のアームをマスターアームとし、　他方のアームをスレーブアームとして、双腕を協調して共通の対象物を把持し操るための双腕同時動作を行う双腕ロボット装置の制御方法であって、
前記スレーブアームもしくは前記マスターアームに備えた位置及び姿勢計測用のマークを、　もう一方のアームに備えた検出手段を用いて検出し、　検出したマークからスレーブアームの位置及び姿勢を算出し、　制御することを特徴とする双腕ロボット装置の制御方法。
【請求項１２】
一方のアームをマスターアームとし、　他方のアームをスレーブアームとして、双腕を協調して共通の対象物を把持し操るための双腕同時動作を行う双腕ロボット装置の制御方法であって、
前記マスターアームもしくは前記スレーブアームに備えた投光手段と測距手段と、　もう一方のアームに備えた投光手段からのレーザを受光して照射位置を検出する受光手段とからマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出し、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御することを特徴とする双腕ロボット装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２本のアームを有する双腕ロボット装置において、強調動作または同期動作により共同作業を行なう双腕ロボット装置の制御装置、双腕ロボット装置、及びその制御方法に関し、特に共通の対象物を双腕で把持し、移動、組立する双腕ロボット装置の制御装置、双腕ロボット装置、及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ロボットによる対象物の把持、移動、組立問うを行なうにあたり、対象物がローラ等長寸であったり、把持可能部分が限定されていたり、あるいは重量が大きいものである場合など双腕で把持し、移動、組立を行なう方法が有効である。しかし、実際に２本のアームを強調制御することは容易なことではない。
【０００３】
本発明と技術分野が類似する双腕ロボット装置の制御方法が以下の特許文献１〜３に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許番号第２５５４９６８号公報
【特許文献２】
特開平７−２０９１５号公報
【特許文献３】
特開平８−１８５２１８号公報
【０００５】
以下に、これらの特許文献に記載された発明について説明する。
【０００６】
特許文献１としての特許番号第２５５４９６８号公報に開示された発明では、同期を取って動作を開始し各ロボットの動作距離から計算した各ロボットの動作速度で同一の物品を移載し、また移送経路上に互いの距離が所定範囲内であるような各ボロットの経由転を設けることで複数のロボットを強調動作させている。
【０００７】
特許文献２としての特開平７−２０９１５号公報に開示された発明では、マスターアームに教示点データを教示し、教示点データに基づいて補間計算によりマスターアームが順次移動すべき通過点を決定する。この通過点データをスレーブアームに送信し、送信されたマスターアームの通過点のデータと予め定められたマスターアームとスレーブアームとの相対的な位置・姿勢関係を表すデータに基づいてスレーブアームが次に移動すべき点を決定し、マスターアームとスレーブアームをそれぞれ次に移動すべき点に同期的に移動させるようにしている。このマスターアームからスレーブアームへのデータの送信とマスターアームとスレーブアームの次の点への移動とを繰り返すことにより双腕の同期を取り双腕協調制御を行なっている。
【０００８】
特許文献３としての特開平８−１８５２１８号公報では、その教示の困難さを解消するためマスターロボットに投光手段と、測距手段を設け、マスターロボットの動作点を教示しスレーブロボットには受光手段を設け、投光手段から受光手段に照射された光の位置及び測距手段の検出距離が予め設定された原位置におけるそれらのデータと合致するようにスレーブロボットの動作点を教示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の各アームをそれぞれの教示プログラムに従って独立に制御し、　目標軌跡上に時間間隔ごとの両アームの整列をとるための教示点を設け、時間間隔毎に両アームの整列を取ることを繰り返す形で２本のアームの動きを同期させる制御方法においては、各整列時点では２　本のアームの協調制御関係は良好であるが、時間の経過とともに両アームの関係にずれが生じ、　相対位置、　相対姿勢に誤差が発生し、　対象物を制御できないばかりでなく、対象物を破壊してしまう危険性も生じる。また両アームの相対位置、　相対姿勢の誤差を抑えるには、　両アームの整列を取る間隔を短くする必要があるが、　大量の経由点を設けることは動作速度を低下させるうえ、教示点が増加し、教示作業が煩雑になるという問題があった。
【００１０】
特許番号２５５４９６８号公報では、同期を取って動作を開始し、　各ロボットの動作距離から計算した各ロボットの動作速度で同一物品を移載し、　また移送経路上に互いの距離が所定範囲内であるような各ロボットの経由転を設けることで複数のロボットを協調動作させている。しかし、厳密には距離に比例した動作速度で動作させてもその加減速時には両アーム間の相対位置誤差が発生する。また高速化を図る場合、　各軸モータを最大速度で回転させる自由軌跡制御においては動作速度の設定は困難である。
【００１１】
また、特開平７−２０９１５号公報では、マスターロボットの移動開始位置及び目標位置を教示し、この教示データから随時補間計算により通過点を算出しマスターロボットを制御すると同時に、算出した通過点データをスレーブロボットに随時送信し、　マスターロボットの通過点データと予め定められたマスターロボットとスレーブロボットとの相対的な位置・　姿勢関係を表すデータとからスレーブロボットの通過点を算出しスレーブロボットを制御することで、煩雑な教示作業を行うことなく双腕の協調制御を行っている。この方法によるとスレーブロボットの移動先が逐次補間点単位でマスータロボットの移動に応じて決定され、　かつ同期的に移動され、また通過点が補間計算により算出されるので教示する必要がなく、　煩雑な教示作業を回避することができ、マスターロボットの移動開始位置及び目標位置を教示するだけで両アーム間に動作ズレのない十分な精度で双腕協調を行うことができるとしている。しかしながら、　この方法では双腕動作中に随時通過点データを送信する必要があり、通信による遅れが発生する。これは組立等の位置精度が必要とされるような場合、把持精度も要求され、このような場合には通信の遅れによる両アーム間の相対位置誤差は無視できないものとなる。また高速化を図る場合には通信による時間の遅れによって発生する両アーム間の相対位置誤差はより大きなものとなり、高速化が難しい。
【００１２】
また、特開平８−１８５２１８号公報では、マスターロボットに投光手段と測距手段を設け、　マスターロボットの動作点を教示し、　スレーブロボットには受光手段を設け、　投光手段から受光手段に照射された光の位置および測距手段の検出距離が予め設定された原位置におけるそれらのデータと合致するようにスレーブロボットの動作点を教示している。が、　それは教示手段にのみ適用され、　実際の制御動作には適用されていない。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、双腕ロボットの協調動作時に発生する相対誤差を抑制し、　協調動作をより高速に、　正確に実行することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成するために請求項１記載の発明は、一方のアームをマスターアームとし、　他方のアームをスレーブアームとして、双腕を協調して共通の対象物を把持し操るための双腕同時動作を行う双腕ロボット装置の制御装置であって、スレーブアームもしくはマスターアームに位置計測用のマークを備え、　もう一方のアームにマークを検出する検出手段を備え、　検出したマークからスレーブアームの位置を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置を制御することを特徴とした。
【００１５】
請求項２記載の発明は、一方のアームをマスターアームとし、　他方のアームをスレーブアームとして、双腕を協調して共通の対象物を把持し操るための双腕同時動作を行う双腕ロボット装置の制御装置であって、スレーブアームもしくはマスターアームに位置及び姿勢計測用のマークを備え、　もう一方のアームにマークを検出する検出手段を備え、　検出したマークからスレーブアームの位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御することを特徴とした。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、スレーブアームもしくはマスターアームに備えた位置計測用マークまたは位置及び姿勢計測用マーク、及びもう一方のアームに備えたマークを検出する検出手段は、６軸回転軸の先のリスト部分の双腕で対象物を把持した際に対向する面に設けることを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、スレーブアームもしくはマスターアームに備えた位置及び姿勢計測用マークは３　点であり、もう一方のアームに３点のマークを同時に計測する撮像装置を備え、　撮像した３点のマークの画像からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御する。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項２記載の発明において、スレーブアームもしくはマスターアームに位置及び姿勢計測用の正方形または正方形を表す４点のマークを備え、　もう一方のアームに正方形または正方形を表す４点のマークを計測する撮像装置を備え、撮像した正方形または正方形を表す４点のマークの画像からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御することを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項２記載の発明において、スレーブアームもしくはマスターアームに位置及び姿勢計測用の真円形と横線のマークを備え、　もう一方のアームに真円形と横線のマークを計測する撮像装置を備え、撮像した真円形と横線のマークの画像からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の発明は、一方のアームをマスターアームとし、　他方のアームをスレーブアームとして、双腕を協調して共通の対象物を把持し操るための双腕同時動作を行う双腕ロボット装置の制御装置であって、マスターアームもしくはスレーブアームに投光手段と測距手段を備え、　もう一方のアームに投光手段からのレーザを受光して照射位置を検出する受光手段を備え、検出した位置及び距離からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、スレーブアームもしくはマスターアームに備えた投光手段と測距手段及びもう一方のアームに備えた投光手段からのレーザを受光して照射位置を検出する受光手段は、６軸回転軸の先のリスト部分の双腕で対象物を把持した際に対向する面に設けることを特徴とする。
【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項１から８の何れか一項に記載の制御装置に基づいて動作することを特徴とする。
【００２３】
請求項１０記載の発明は、一方のアームをマスターアームとし、　他方のアームをスレーブアームとして、双腕を協調して共通の対象物を把持し操るための双腕同時動作を行う双腕ロボット装置の制御方法であって、スレーブアームもしくはマスターアームに備えた位置計測用のマークを、　もう一方のアームに備えた検出手段を用いて検出し、　検出したマークからスレーブアームの位置を算出し、　制御することを特徴とする。
【００２４】
請求項１１記載の発明は、一方のアームをマスターアームとし、　他方のアームをスレーブアームとして、双腕を協調して共通の対象物を把持し操るための双腕同時動作を行う双腕ロボット装置の制御方法であって、スレーブアームもしくはマスターアームに備えた位置及び姿勢計測用のマークを、　もう一方のアームに備えた検出手段を用いて検出し、　検出したマークからスレーブアームの位置及び姿勢を算出し、　制御することを特徴とする。
【００２５】
請求項１２記載の発明は、　一方のアームをマスターアームとし、　他方のアームをスレーブアームとして、双腕を協調して共通の対象物を把持し操るための双腕同時動作を行う双腕ロボット装置の制御方法であって、マスターアームもしくはスレーブアームに備えた投光手段と測距手段と、　もう一方のアームに備えた投光手段からのレーザを受光して照射位置を検出する受光手段とからマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出し、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御することを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照しながら本発明の双腕ロボット装置の制御装置、双腕ロボット装置、その制御方法に係る実施の形態を詳細に説明する。図１〜図８を参照すると本発明の双腕ロボット装置の制御装置、双腕ロボット装置、その制御方法に係る実施の形態が示されている。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１に双腕ロボットと作業台、部品供給部の構成の一例を示す。ここでは２台のロボットとしているが、１台のロボットが２本のアームを有する形でもよく、作業台、部品供給部構成も特に限定するものではない。例えば、部品供給部３に置かれた対象物４（ここではローラとする）を部品供給部３のＡ点から作業台２のＢ点に移載する場合を考える。
【００２８】
対象物４の両端を各アームで把持し、双腕を協調制御し同時動作させて対象物を移動する、この場合、双腕の相対位置及び姿勢誤差により対象物に無理な力が加わり、把持、移動ができないばかりか対象物を破壊してしまう可能性がある。よって移動時の相対誤差を抑制する必要がある。ここではスレーブアームにマークを設け、マスターアームにマークを検出する手段を備えた場合について説明する。なお、マスターアームの動作点は教示されているものとする。
【００２９】
スレーブアームの先端に図２に示すマーク９を設ける。双腕でローラ等の対象物を把持する場合、６軸回転フランジ面８の先の双腕ハンドの位置関係は、図３のようになり、６軸回転フランジ面８の先に取り付けたハンド（ハンドリスト７とフィンガー６からなる）の向かい合う面が一意に決まる。
【００３０】
６軸回転フランジ面８の先のハンドリスト部７にマークを設ける。このマークを検出する検出手段はカメラと照明から構成され、　マスターアームにはマークを検出するためのカメラ及び照明を設ける。マスターアームも同様に双腕で対象物を把持する場合一意に決まる向かい合う面の６軸回転フランジ面８の先のハンドリスト部７にカメラを設ける。そうすることにより双腕協調制御による同時動作時には多少の相対誤差が発生してもマークがカメラ撮像領域からはずれることはない。
【００３１】
次に、図６に示されたフローチャートを参照しながら本実施形態の動作手順を説明する。
対象物毎に把持した状態のマーク画像、つまりスレーブアームとマスターアームの相対関係を示すマーク画像を予め記憶しておく。各アームが把持位置へ移動し、　対象物を把持すると協調制御により対象物を移動させる。初期の把持状態におけるマーク画像を取得し、　メモリ等のコントローラ内記憶手段に初期マーク画像を基準画像として記憶する。
【００３２】
双腕把持による同時動作開始に合わせ、　カメラによるマーク撮像を開始する（ステップＳ６０１）。撮像したマーク画像からマーク位置を検出して（ステップＳ６０２）マークの基準画像とを比較し（ステップＳ６０３）、　マーク位置を画像処理することによりスレーブアームの相対位置誤差が求まる（ステップＳ６０４）。この相対位置誤差をフィードバックして相対位置誤差を０とするようにスレーブアームを制御する（ステップＳ６０５）。この時アームリスト部にコンプライアンスを設け、　姿勢誤差はコンプライアンスにより吸収する。小さなコンプライアンスでより正確に制御可能となる。ここでは用いるマークは相対位置誤差が求められればよく、　３点でも４点でも、　特定の形状のマークでもよい。また基準となる初期マーク画像は対象物毎に予め記憶しておき、　対象物に合わせて読み出す。
【００３３】
このように本実施形態は、スレーブアームもしくはマスターアームに位置計測用のマークを備え、もう一方のアームに前記マークを検出する検出手段を備え、　検出したマークからスレーブアームの位置を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置を制御するので、両アームの相対位置誤差を抑え、　煩雑な教示作業を行うことなく小さなコンプライアンスでより正確に容易に双腕を協調制御し、　同時動作を行うことができる。大きなコンプライアンスを設けることができない精度の必要な組立分解作業も行うことができる。
【００３４】
また、スレーブアームもしくはマスターアームに備えた位置計測用マーク及びもう一方のアームに備えたマークを検出する検出手段は、６軸回転軸の先のリスト部分の双腕で対象物を把持した際に対向する面に設けるので、双腕把持動作中常にマークがカメラ撮像領域に収まり、　必要なマーク画像を取得することができる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
次に、添付図面を参照しながら本発明に係る第２の実施形態について説明する。
本実施形態は、上記と同様に各アームのハンドリスト部７に位置及び姿勢計測用マーク及び検出手段を設ける。ここではアームリスト部にコンプライアンスは設けず、検出手段により取得したマーク画像を画像処理することにより、　相対位置及び姿勢を求め、　制御する。
【００３６】
位置及び姿勢計測用のマークとして、上記と同様にスレーブアームのハンドリスト部７に３点のマークを設ける。３点のマークのうち１　点を、　例えば２点は丸、　１点は四角にする等識別できるようにしておく。対象物毎に把持した状態のマーク画像つまりスレーブアームとマスターアームの相対関係を示すマーク画像及び内部パラメータを予め求め、　記憶しておく。ここで内部パラメータは３点の位置及び重心位置、　辺周長（３点間の各辺の長さ）、面積である。
【００３７】
または、同様に正方形または正方形を表す４点のマークを設けてもよい。４点のマークのうち１点、　もしくは４つの頂点のうち１点を識別できるようにしておく。内部パラメータは４点の位置、　重心位置、　辺周長（　４点間の各辺の長さ）、マーク回転角度（　図４に示された角度ａ）　及び面積である。
【００３８】
または、同様に真円形と横線のマークを設けてもよい。マーク形状の一例を図５に示す。真円形に対する横線の位置長さは必ずしも図５に示すものではなく、　任意の位置、長さで構わない。横線の片側を識別できるようにしておく。内部パラメータは真円形状、　楕円率、　重心位置、　横線回転角度（　図５に示された角度ａ）　及び面積である。
【００３９】
次に、図７を参照しながら本実施形態の動作手順を説明する。
双腕把持による同時動作開始に合わせ、　カメラによるマーク撮像を開始する（ステップＳ７０１）。撮像画像からマーク位置、重心位置、辺周長、面積を算出し（ステップＳ７０２）、マークの基準画像の内部パラメータと比較し（ステップＳ７０３）、　画像処理及び演算することによりスレーブアームの相対位置誤差ΔＸ　、ΔＹ　、ΔＺおよび相対姿勢誤差Δα、　Δβ、　Δγが求まる（ステップＳ７０４）。この相対位置及び姿勢誤差をフィードバックして相対誤差を０　とするようにスレーブアームを制御する（ステップＳ７０５）。なお、基準となる初期マーク画像は対象物毎に予め記憶しておき、　対象物に合わせて読み出す。
【００４０】
このように本実施形態は、スレーブアームもしくはマスターアームに位置及び姿勢計測用のマークを備え、もう一方のアームに前記マークを検出する検出手段を備え、　検出したマークからスレーブアームの位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御するので、コンプライアンスを必要とせず、　両アームの相対位置及び姿勢誤差を抑制し、　煩雑な教示作業を行うことなくより正確に双腕を協調制御し、　同時動作を行うことができる。
【００４１】
また、スレーブアームもしくはマスターアームに備えた位置と姿勢計測用マーク、及びもう一方のアームに備えたマークを検出する検出手段を、６軸回転軸の先のリスト部分の双腕で対象物を把持した際に対向する面に設けるので、双腕把持動作中常にマークがカメラ撮像領域に収まり、　必要なマーク画像を取得することができる。
【００４２】
また、スレーブアームもしくはマスターアームに備えた位置及び姿勢計測用マークは３　点であり、もう一方のアームに３点のマークを同時に計測する撮像装置を備え、　撮像した３点のマークの画像からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御するのでマーク画像から両アームの相対位置及び姿勢を容易に且つ正確に取得することができる。
【００４３】
また、スレーブアームもしくはマスターアームに位置及び姿勢計測用の正方形もしくは正方形を表す４点のマークを備え、　もう一方のアームに正方形または正方形を表す４点のマークを同時に計測する撮像装置を備え、　撮像した正方形または正方形を表す４点のマークの画像からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御するので、マーク画像から両アームの相対位置及び姿勢を容易に且つ正確に取得することができる。
【００４４】
また、スレーブアームもしくはマスターアームに位置及び姿勢計測用の真円形と横線のマークを備え、　もう一方のアームに真円形と横線のマークを計測する撮像装置を備え、　撮像した真円形と横線のマークの画像からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御するので、マーク画像から両アームの相対位置及び姿勢を容易に且つ正確に取得することができる。
【００４５】
（第３の実施の形態）
次に添付図面を参照しながら本発明に係る第３の実施形態について説明する。
本実施形態は、マスターアームにはレーザビームを発射する投光手段としてのレーザ発振装置とスレーブ側との距離を光学的に計測する測距手段としての測距センサが備えられており、スレーブアームには受光手段としてレーザ受光用のＣＣＤセンサ及び測距センサ用の反射板が備えられている。測距センサは発射されたレーザが反射板により反射されて返ってくるまでの時間を計測してその距離を測定するものである。
【００４６】
双腕でローラ等の対象物を把持する場合、　双腕の位置関係は図３のようになり、６軸回転フランジ面８の先に取付けたハンド（　ハンドリスト７とフィンガー６から成る）　の向かい合う面が一意に決まる。６軸回転フランジ面８の先のハンドリスト部７にレーザ発振装置と測距センサを設ける。スレーブアームも同様に双腕で対象物を把持する場合一意に決まる向かい合う面の６軸回転フランジ面８の先のハンドリスト部７に受光用ＣＣＤセンサ及び反射板を設ける。そうすることにより双腕協調制御による同時動作時には多少の相対誤差が発生してもレーザ受光が遮られることはない。
【００４７】
次に、図８を参照しながら本実施形態の動作手順を説明する。
対象物毎に把持した状態の照射位置及び測距センサによる測定距離を予め基準値として記憶しておく。ここで各レーザ発振装置、　測距センサ、　ＣＣＤセンサを２つ設けることにより２点のレーザ照射位置、　及び測定距離を求めることができる。２点のレーザ照射位置、　及び測定距離からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢が求まる。
【００４８】
各アームが把持位置へ移動し、　対象物を把持すると協調制御により対象物を移動させる。双腕把持による同時動作開始に合わせ、　レーザを発振し、　受光を開始する（ステップＳ８０１）。レーザの発振、受光によりレーザ照射位置、測定距離を算出し（ステップＳ８０２）、求められた２点のレーザ照射位置、　及び測定距離を基準値と比較（ステップＳ８０３）、　演算することにより相対位置誤差ΔＸ　、ΔＹ　、ΔＺおよび相対姿勢誤差Δα、　Δβ、　Δγが求まる（ステップＳ８０４）。この相対位置及び姿勢誤差をフィードバックして相対誤差を０とするようにスレーブアームを制御する（ステップＳ８０５）。なお、基準となる初期状態の２点のレーザ照射位置、　及び測定距離は対象物毎に予め記憶しておき、　対象物に合わせて読み出す。
【００４９】
このように本実施形態は、マスターアームもしくはスレーブアームに投光手段と測距手段を備え、　もう一方のアームに投光手段からのレーザを受光して照射位置を検出する受光手段を備え、検出した位置及び距離からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御するので、レーザ照射位置及び測定距離から両アームの相対位置及び姿勢を容易に且つ正確に取得することができる。
【００５０】
スレーブアームもしくはマスターアームに備えた投光手段と測距手段及びもう一方のアームに備えた投光手段からのレーザを受光して照射位置を検出する受光手段は、６軸回転軸の先のリスト部分の双腕で対象物を把持した際に対向する面に設けるので、投光手段からのレーザを双腕把持動作に合わせて確実に受光し、　両アームの相対位置及び姿勢情報を取得することができる。
【００５１】
なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施の形態である。但し、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように請求項１、９記載の発明は、スレーブアームもしくはマスターアームに位置計測用のマークを備え、もう一方のアームに前記マークを検出する検出手段を備え、　検出したマークからスレーブアームの位置を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置を制御するので、両アームの相対位置誤差を抑え、　煩雑な教示作業を行うことなく小さなコンプライアンスでより正確に容易に双腕を協調制御し、　同時動作を行うことができる。大きなコンプライアンスを設けることができない精度の必要な組立分解作業も行うことができる。
【００５３】
請求項２、１０記載の発明は、スレーブアームもしくはマスターアームに位置及び姿勢計測用のマークを備え、もう一方のアームに前記マークを検出する検出手段を備え、　検出したマークからスレーブアームの位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御するので、コンプライアンスを必要とせず、　両アームの相対位置及び姿勢誤差を抑制し、　煩雑な教示作業を行うことなくより正確に双腕を協調制御し、　同時動作を行うことができる。
【００５４】
請求項３記載の発明は、スレーブアームもしくはマスターアームに備えた位置もしくは位置及び姿勢計測用マーク及びもう一方のアームに備えたマークを検出する検出手段は、６軸回転軸の先のリスト部分の双腕で対象物を把持した際に対向する面に設けるので、双腕把持動作中常にマークがカメラ撮像領域に収まり、　必要なマーク画像を取得することができる。
【００５５】
請求項４記載の発明は、スレーブアームもしくはマスターアームに備えた位置及び姿勢計測用マークは３点であり、もう一方のアームに３点のマークを同時に計測する撮像装置を備え、　撮像した３点のマークの画像からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御するので、マーク画像から両アームの相対位置及び姿勢を容易に且つ正確に取得することができる。
【００５６】
請求項５記載の発明は、スレーブアームもしくはマスターアームに位置及び姿勢計測用の正方形もしくは正方形を表す４点のマークを備え、　もう一方のアームに正方形または正方形を表す４点のマークを同時に計測する撮像装置を備え、　撮像した正方形または正方形を表す４点のマークの画像からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御するのでマーク画像から両アームの相対位置及び姿勢を容易に且つ正確に取得することができる。
【００５７】
請求項６記載の発明は、スレーブアームもしくはマスターアームに位置及び姿勢計測用の真円形と横線のマークを備え、　もう一方のアームに真円形と横線のマークを計測する撮像装置を備え、　撮像した真円形と横線のマークの画像からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御するので、マーク画像から両アームの相対位置及び姿勢を容易に且つ正確に取得することができる。
【００５８】
請求項７、１１記載の発明は、マスターアームもしくはスレーブアームに投光手段と測距手段を備え、　もう一方のアームに投光手段からのレーザを受光して照射位置を検出する受光手段を備え、検出した位置及び距離からマスターアームとスレーブアームの相対位置及び姿勢を算出する演算手段を備え、　スレーブアームの位置及び姿勢を制御するので、レーザ照射位置及び測定距離から両アームの相対位置及び姿勢を容易に且つ正確に取得することができる。
【００５９】
請求項８記載の発明は、スレーブアームもしくはマスターアームに備えた投光手段と測距手段及びもう一方のアームに備えた投光手段からのレーザを受光して照射位置を検出する受光手段は、６軸回転軸の先のリスト部分の双腕で対象物を把持した際に対向する面に設けるので、投光手段からのレーザを双腕把持動作に合わせて確実に受光し、　両アームの相対位置及び姿勢情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の構成を示す図である。
【図２】アーム先端のマークを示す図である。
【図３】双腕ロボットで対象物を把持する場合の双腕ハンドの位置関係を示す図である。
【図４】マークを用いた位置及び姿勢検出方法を説明するための図である。
【図５】マークを用いた位置及び姿勢検出方法を説明するための図である。
【図６】第１の実施形態の動作手順を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態の動作手順を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施形態の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
４　対象物
７　ハンドリスト部
８　６軸回転フランジ面
９　マーク
【図１】
2004114161.tif 000003
【図２】
2004114161.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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