(57)【要約】【課題】少ない工数にて容易にロボットのキャリブレーションを実行する。【解決手段】キャリブレーション装置１１は、エンドエフェクタ２の位置を特定するための像１２を投射する投射装置１３と、スクリーン１４と、スクリーン１４に投射された像１２を撮像してその画像データを取得する撮像装置１５と、ロボット１、投射装置１３及び撮像装置１５を制御する制御装置１６とを備える。制御装置１６は、エンドエフェクタ２が基準位置にある場合における画像データを基準画像データとして記憶する記憶部２１と、キャリブレーションのために撮像装置１５によって取得された画像データと基準画像データとを比較して、エンドエフェクタ２を基準位置に移動させるための補正値を算出する補正値算出部２２ａとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドエフェクタが接続されるロボットに対してキャリブレーションを実行するキャリブレーション装置であって、
前記エンドエフェクタの位置を特定するための像を、前記ロボット又は前記エンドエフェクタを介して投射する投射装置と、
前記像が投射されるスクリーンと、
前記スクリーンに投射された前記像を撮像してその画像データを取得する撮像装置と、
前記ロボット、前記投射装置、及び前記撮像装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記エンドエフェクタが基準位置にある場合における前記画像データを基準画像データとして記憶する記憶部と、
前記キャリブレーションのために前記撮像装置によって取得された前記画像データと前記基準画像データとを比較して、前記エンドエフェクタを前記基準位置に移動させるための補正値を算出する補正値算出部と、を備えることを特徴とするキャリブレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば多関節アームを含むロボットに対してキャリブレーションを実行するキャリブレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場等において生産性を向上させるべく、各種のロボットによる自動化が推進されている。このロボットとしては、例えば多関節アームを備えた多自由度のものが広く普及しており、その先端部に各種のエンドエフェクタを着脱自在に取り付けることで、多様な作業に対応できる構成となっている。
【０００３】
このロボットは、そのアームの長さ、エンドエフェクタの重量、自身の撓み等の影響により、要求された位置・姿勢とは異なる位置・姿勢になり、その精度が悪化し得る。ロボットの位置・姿勢に関する精度を高く維持するには、ロボットの状態が変わる度に、または定期的にキャリブレーション（校正）を行う必要がある。
【０００４】
従来、キャリブレーションを行うために、例えば三次元測定機によってロボットの実際の位置・姿勢が測定されている（例えば特許文献１参照）。この三次元測定機は、現場に持ち運び可能な支持台と、この支持台にされるとともに、その先端部に測定子を備えた多関節型アームと、この多関節型アームに組み込まれた角度センサと、角度センサからの角度信号に基づいて所定の演算を行う測定コントローラとを備えている。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２０１３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の三次元測定機を使用してロボットのキャリブレーションを行う場合には、この三次元測定機をロボットの近傍に移動させるとともに、測定者が測定子を操作して、ロボットの測定点（例えばエンドエフェクタ）に接触させる必要がある。このため、例えば工場において多数のロボットが配置されているような場合には、この作業をロボットの数だけ繰り返さなければならず、多大な工数が必要になってしまっていた。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、少ない工数にてロボットのキャリブレーションを容易に行うことが可能なキャリブレーション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、エンドエフェクタが接続されるロボットに対してキャリブレーションを実行するキャリブレーション装置であって、前記エンドエフェクタの位置を特定するための像を、前記ロボット又は前記エンドエフェクタを介して投射する投射装置と、前記像が投射されるスクリーンと、前記スクリーンに投射された前記像を撮像してその画像データを取得する撮像装置と、前記ロボット、前記投射装置、及び前記撮像装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記エンドエフェクタが基準位置にある場合における前記画像データを基準画像データとして記憶する記憶部と、前記キャリブレーションのために前記撮像装置によって取得された前記画像データと前記基準画像データとを比較して、前記エンドエフェクタを前記基準位置に移動させるための補正値を算出する補正値算出部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、エンドエフェクタが基準位置にある場合において、エンドエフェクタの位置を特定するための像を投射装置からスクリーンに投射し、この像を撮像装置によって撮像し、その画像データを基準画像データとして記憶部に記憶させることができる。キャリブレーションを実行する場合には、投射装置によって検査用の像をスクリーンに投射するとともに、撮像装置によって撮像することで、検査用の画像データを取得できる。キャリブレーション装置は、記憶部に保存されている基準画像データと、検査のために取得した画像データとを補正値算出部によって比較させるとともに、エンドエフェクタの基準位置からのずれ量を補正値として算出させる。キャリブレーション装置は、この補正値に基づいてエンドエフェクタを基準位置へと戻すことができる。
【００１０】
このように、キャリブレーション装置は、投射装置からの像をスクリーンに投射すること、撮像装置による像の撮像、及び補正値の算出を全て自動で行うことができる。したがって、本発明では、従来のように三次元測定機の測定子をロボットに接触させる必要はなく、スクリーン及び撮像装置を所定位置に設置するだけで即座にキャリブレーションを実行できる。したがって、本発明は、従来よりも少ない工数にてロボットのキャリブレーションを容易に行うことが可能になる。
【００１１】
さらに、多数のロボットに対してキャリブレーションを行う場合には、各ロボットに対応する投射装置からの像を纏めてスクリーンに投射することで、複数のロボットのキャリブレーションを併行して行うことが可能になる。これにより、キャリブレーションにかかる工数を一層低減でき、工場等における製品の製造コストを大幅に低減することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、少ない工数にてロボットのキャリブレーションを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】キャリブレーション装置の概念図である。
【図２】キャリブレーション装置の機能ブロック図である。
【図３】撮像装置によって取得される画像データの例を示す。
【図４】撮像装置によって取得される画像データの例を示す。
【図５】キャリブレーション装置が使用される組立ラインの例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るキャリブレーション装置を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１乃至図５は、本発明に係るキャリブレーション装置の一実施形態を示す。キャリブレーションの対象となるロボットとしては、例えば多軸多関節型のものが使用される。図１に示すように、ロボット１は、エンドエフェクタ２を接続（連結）可能なカップリング装置３と、このカップリング装置３に連結される第１関節４と、第１関節４に連結される第１アーム５と、第１アーム５を支持する第２アーム６と、第１アーム５と第２アーム６とを連結する第２関節７と、第２アーム６を支持する基台８と、第２アーム６と基台８とを連結する第３関節９とを備える。
【００１６】
本実施形態に係るロボット１は、第１関節４、第２関節７及び第３関節９を利用した６軸制御によりエンドエフェクタ２を三次元的に操作するものである。すなわち、ロボット１は、第３関節９による第２アーム６の揺動及び旋回（水平面内回転）の２軸、第２関節７による第１アーム５の揺動の１軸、及び第１関節４による３軸の制御によりエンドエフェクタ２を操作する。
【００１７】
本実施形態では、このロボット１のカップリング装置３に取り付けられるエンドエフェクタ２として、２枚の鋼板ＷＡ，ＷＢ（ワーク）を溶接する場合に、これらの位置決めを行う位置決めピンを例示する（以下、エンドエフェクタと位置決めピンとに共通符号２を用いる）。図１に示すように、２枚の鋼板ＷＡ，ＷＢには、位置決めのための貫通孔１０ａ，１０ｂが形成されており、位置決めピン２は、各貫通孔１０ａ，１０ｂに挿通されることで、これらの位置決めを行う。
【００１８】
ロボット１は、例えばエンドエフェクタ２の重量、自身の撓み等の影響により、エンドエフェクタ２が基準位置からずれた状態となり得る。本発明におけるキャリブレーションは、このようなエンドエフェクタ２のずれを補正するためのものである。ここで、「基準位置」とは、エンドエフェクタ２が所期の動作を行うことができる状態における任意の位置をいう。本発明におけるキャリブレーションは、エンドエフェクタ２が基準位置からどの程度ずれているか、そのずれ量を補正値として求め、この補正値に基づいて、エンドエフェクタ２を基準位置に戻すようにロボット１を制御するというものである。  
【００１９】
この基準位置については、例えば、エンドエフェクタ２が実際に作業を実行している状態、例えば、位置決めピン２が、２枚の鋼板ＷＡ，ＷＢの各貫通孔１０ａ，１０ｂに正しく挿通されている状態における、その位置決めピン２の位置（図１において二点鎖線で示す位置決めピン２の位置）を基準位置としてもよく、その直前の位置（図１において実線で示す位置決めピン２の位置）を基準位置としてもよい。基準位置は一箇所である必要はなく、複数箇所に設定されてもよい。
【００２０】
また、基準位置は、位置決め作業の際に位置決めピン２が実際に辿る軌跡上に設定される必要はなく、例えば、全てのアーム５，６及び位置決めピン２が直線状に伸びきった状態における位置決めピン２の位置を基準位置としてもよい。本実施形態の場合には、例えば位置決めピン２の先端部に対して基準位置が設定されることが望ましい。また、エンドエフェクタ２との位置の相関関係が正確に把握されていれば、ロボット１における任意の点をエンドエフェクタ２の基準位置（仮想基準位置）として設定してもよい。
【００２１】
図１に示すように、キャリブレーション装置１１は、所定形状の像１２を投射する投射装置１３と、この像１２が投射されるスクリーン１４と、このスクリーン１４に投射された像１２を撮像する撮像装置１５と、ロボット１、投射装置１３、及び撮像装置１５を制御する制御装置１６とを備える。
【００２２】
投射装置１３は、図１に示すように、ロボット１の任意の位置に固定されるが、可能な限りエンドエフェクタ２に近い位置に設けられることが望ましい。この観点から、投射装置１３は、ロボット１の先端部、すなわちカップリング装置３に取り付けられている。また、投射装置１３はエンドエフェクタ２に設けられていてもよい。投射装置１３は、光源（図示せず）と、この光源に近接して設けられるスリット１７（図２参照）とを有する。
【００２３】
本実施形態において、光源には、拡散レーザ光を放射可能なレーザ光源が採用されるが、これに限定されず、ＬＥＤ光源その他の各種光源が利用され得る。本実施形態において、スリット１７は十字形状に構成されており、このスリット１７を通過した拡散レーザ光は、十字形状の像１２となってスクリーン１４に投射される。この十字形状の像１２は、エンドエフェクタ２の位置を特定するためのものである。このために、予め投射装置１３とエンドエフェクタ２との位置関係（例えば距離等）が把握されることが望ましく、そのデータが制御装置１６に記録されていることが望ましい。
【００２４】
投射装置１３は、十字形状のスリット１７の他、十字形状の遮蔽部材に光を照射することにより、その影を、像１２としてスクリーン１４に投射（投影）することができる。光源は、必ずしもロボット１の先端部又はエンドエフェクタ２に固定される必要はなく、ロボット１から離れた位置から拡散レーザ光を遮蔽部材に照射してもよい。
【００２５】
以上のように、投射装置１３は、ロボット１又はエンドエフェクタ２を介して像１２をスクリーン１４に投射することになるが、これは、投射装置１３がロボット１又はエンドエフェクタ２に直接取り付けられている場合の他、上述のように、光源がロボット１又はエンドエフェクタ２から離れた位置にあり、この位置から、ロボット１又はエンドエフェクタ２に設けられたスリット１７又は遮蔽部材に光を照射する場合をも含む。また、投射装置１３からスクリーン１４に投射される像１２は、スリット１７を通過した光が直接スクリーン１４に投射されることによって形成されるものの他、遮蔽部材に光が照射されることにより、その影がスクリーン１４に映し出されることによって形成されるものをも含む。
【００２６】
スクリーン１４には、例えばロールスクリーンタイプのものや板状で折り畳みが可能なもの等、搬送が容易なものが採用される。また、スクリーン１４は、工場等の天井に懸架されて使用時に下降するように構成されてもよい。このスクリーン１４は、キャリブレーション実行時に、ロボット１から所定の距離をおいて設置される。スクリーン１４は、投射装置１３による像１２が投射される投射面１４ａを有する。投射面１４ａは、本実施形態において設定されるロボット１の座標系（直交座標系）において、ｙｚ方向に沿う面に対して平行となるように設置されている。
【００２７】
撮像装置１５には、ＣＣＤカメラ等の各種撮像カメラが使用される。撮像装置１５は、スクリーン１４全体を撮像可能な位置に設けられる。撮像装置１５は、スクリーン１４を撮像することにより、投射装置１３から投射された像１２を撮像し、その画像データとして記憶することができる。また、撮像装置１５は、この画像データを制御装置１６へと送信できる。
【００２８】
制御装置１６は、例えばパーソナルコンピュータにより構成され、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ドライバ、ディスプレイ、入出力インターフェース等の各種ハードウェアを実装している。また、この制御装置１６は、ロボット１の作業を制御するＮＣ制御装置に一体に組み込まれてもよい。
【００２９】
図２に示すように、制御装置１６は、ロボット１を制御するロボット制御部１８と、投射装置１３を制御する投射装置制御部１９と、撮像装置１５を制御する撮像装置制御部２０と、各種のプログラム及びデータ等を記憶する記憶部（ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等）２１と、各種の演算を行う演算部（ＣＰＵ等）２２とを備える。これらの構成要素１８〜２２は、バス（図示せず）により相互に接続されている。
【００３０】
ロボット制御部１８は、ロボット１に接続されるとともに、演算部２２から送信される信号（指令）により、ロボット１の各関節４，７，９を制御し、位置決めピン２による位置決め動作を実行させる。投射装置制御部１９は、演算部２２から送信される信号（指令）により、投射装置１３における光源のオン・オフ制御等を実行する。撮像装置制御部２０は、撮像装置１５により取得された画像データの処理を実行する画像処理部２０ａを含む。記憶部２１は、ロボット１、投射装置１３及び撮像装置１５を制御するための制御プログラム、キャリブレーションを実行するためのプログラム、各種データテーブル、撮像装置１５により取得された画像データ（基準画像データを含む）、及びロボット１の識別データ等を記憶する。
【００３１】
演算部２２は、記憶部２１に記憶された各種のプログラム及びデータを用いて、制御装置１６による制御に必要な演算処理を実行する。また、演算部２２は、ロボット１のキャリブレーションを実行する際に、ロボット１を基準位置へと移動させるために必要な補正値を算出する補正値算出部２２ａを備える。この補正値算出部２２ａは、投射装置１３によってスクリーン１４に投射された像１２を撮像装置１５によって撮像することで得られる画像データに基づいて、キャリブレーションに必要な補正値を算出する。
【００３２】
図３及び図４は、撮像装置１５によって取得される画像データの例を示す。図３（ａ）は、エンドエフェクタ２が基準位置にある場合に、投射装置１３からスクリーン１４に投射された像１２Ａを撮像装置１５によって撮像して得た画像データを示す。  
【００３３】
図３（ａ）に示すように、この像１２Ａは、縦ライン２３Ａと横ライン２４Ａとを有する十字形状に構成される。具体的には、この像１２Ａは、縦ライン２３Ａの長さＬＡ１と横ライン２４Ａの長さＬＡ２とが等しく、かつ縦ライン２３Ａが鉛直方向に沿い、横ライン２４Ａが水平方向を向いた正十字形状に構成される。この像１２Ａは、キャリブレーションを実行する際の基準となるものである（以下、この像を「基準像」という）。本実施形態では、この基準像１２Ａを含む画像データは、基準画像データとして制御装置１６の記憶部２１に記憶されている。キャリブレーションを実行する際には、撮像装置１５によって取得された検査用の画像データと、この基準画像データ（基準像１２Ａ）とが制御装置１６の演算部２２によって比較される。
【００３４】
図３（ｂ）〜（ｄ）及び図４（ａ）〜（ｃ）は、この比較の例を示すものである。撮像装置１５は、キャリブレーションを実行するために、スクリーン１４に投射された検査用の像(以下「検査像」という)１２Ｂの画像データを取得する。制御装置１６における撮像装置制御部２０の画像処理部２０ａは、検査像１２Ｂに係る画像データを基準画像データの基準像１２Ａと比較することができるように、画像処理によってこれらの合成画像データを生成する。この合成画像データでは、図３（ｂ）に示すように、基準像１２Ａと、検査像１２Ｂとの関係が示される（以下、図３（ｃ）（ｄ）及び図４において同じ）。
【００３５】
図３（ｂ）は、エンドエフェクタ２の位置が基準位置から座標系におけるｙ軸方向にずれている場合における合成画像データを示す。この例では、検査像１２Ｂが、座標系におけるｙ軸に沿って、基準像１２Ａよりも右側にずれることになる。この場合、検査像１２Ｂは、基準像１２Ａと同形（合同）であって、ロボット１の座標系におけるｚ軸方向の座標位置が基準像１２Ａと同じである。この例において、基準像１２Ａと、検査像１２Ｂとの距離がＤ１であったとすると、エンドエフェクタ２は、基準位置からｙ軸方向にこの距離Ｄ１だけ離れた位置にあることになる。したがって、この距離Ｄ１が判ればエンドエフェクタ２を基準位置へと戻すことができる。すなわち、この距離Ｄ１がキャリブレーションを実行する上での補正値となるのである。演算部２２は、記憶部２１及び画像処理部２０ａと連動して、補正値算出部２２ａにより、この補正値Ｄ１を求めることができる。
【００３６】
図３（ｃ）は、エンドエフェクタ２の位置が基準位置から座標系におけるｚ軸方向にずれている場合における、合成画像データの例を示す。この例では、検査像１２Ｂが、基準像１２Ａよりも座標系のｚ軸に沿ってずれた位置にある。検査像１２Ｂは、基準像１２Ａと同形（合同）であって、ロボット１の座標系におけるｙ軸方向の座標位置が基準像１２Ａと同じである。この例において、検査像１２Ｂが、基準像１２Ａよりもｚ軸方向において距離Ｄ２だけ離れていたとすると、この距離Ｄ２が補正値として補正値算出部２２ａにより求められる。  
【００３７】
図３（ｄ）は、エンドエフェクタ２の位置が、座標系におけるｘ軸において基準位置からずれている場合における合成画像データの例を示す。この例では、検査像１２Ｂは、座標系におけるｚ軸方向及びｙ軸方向における座標位置が、基準像１２Ａと同じである。
【００３８】
しかしながら、検査像１２Ｂは、基準像１２Ａよりも拡大された状態となっている。検査像１２Ｂが基像１２Ａと相似である場合には、エンドエフェクタ２の位置がｘ軸方向において、基準位置よりもスクリーン１４から離れてずれていることになる。補正値算出部２２ａは、基準像１２Ａと検査像１２Ｂとを比較して、その比率を求めることで、ｘ軸方向において、基準位置からのエンドエフェクタ２の離間距離（ずれ量）を補正値として求めることができる。
【００３９】
その他の例として、図４（ａ）に示すように、検査像１２Ｂが斜めになる場合（基準像１２Ａに対して角度θで傾斜する場合）や、図４（ｂ）に示すように、検査像１２Ｂにおける縦ライン２３Ｂの長さＬＢ１が基準像１２Ａにおける縦ライン２３Ａの長さＬＡ１よりも短くなる場合、図４（ｃ）に示すように、検査像１２Ｂにおける横ライン２４Ｂの長さＬＢ２が基準像１２Ａにおける横ライン２４Ａの長さＬＡ２よりも短くなる場合等が挙げられる。演算部２２の補正値算出部２２ａは、これらの場合においても、検査像１２Ｂを基準像１２Ａと比較することによって、エンドエフェクタ２を基準位置へと戻すために必要な補正値を算出することができる。
【００４０】
なお、以上の説明は、本発明に係るキャリブレーションに対する理解のために便宜的に用いたものであり、実際に制御装置１６のディスプレイに上記のような合成画像データが表示されてもよいし、合成画像データを表示することなく、制御装置１６内の演算のみによって補正値の算出が行なわれてもよい。
【００４１】
以下、上記構成のキャリブレーション装置１１を利用して実行される、ロボット１のキャリブレーション方法について説明する。
【００４２】
対象となるロボット１には、予め三次元測定機による零点調整（原点調整）が実施される。この際に、キャリブレーション装置１１を使用して基準画像データを取得することが望ましい。具体的には、スクリーン１４及び撮像装置１５を所定位置に配置し、エンドエフェクタ２の基準位置を定め、エンドエフェクタ２をこの基準位置に停止させた状態で、投射装置１３からスクリーン１４に像１２Ａを投射する。このとき、投射面１４ａに投射された基準像１２Ａがスクリーン１４とともに撮像装置１５により撮像され、これによって基準画像データが取得される。この基準画像データ（マスターデータ）は、基準像１２Ａの形状、この基準像１２Ａの座標位置等のデータが相互に関連付けられた状態で、制御装置１６の記憶部２１に保存される。
【００４３】
例えば、ロボット１が一定期間使用された後、キャリブレーション装置１１によって、ロボット１の検査及び補正が実施される。このとき、基準画像データを取得したときと同じ所定位置に、スクリーン１４及び撮像装置１５が設置される。
【００４４】
制御装置１６は、ロボット１のエンドエフェクタ２を基準位置へと移動させるための信号を、ロボット制御部１８を介してロボット１に送信する。この信号に従ってロボット１は、エンドエフェクタ２を移動させる。エンドエフェクタ２の移動が終了すると、制御装置１６は、検査像１２Ｂを投射するための信号を、投射装置制御部１９を介して投射装置１３へと送信する。投射装置１３は、この信号に従って光源をオンにし、検査像１２Ｂをスクリーン１４に向かって投射する。
【００４５】
さらに、制御装置１６は、スクリーン１４に投射された検査像１２Ｂを撮像するための信号を、撮像装置１５に送信する。この信号を受信すると、撮像装置１５は、スクリーン１４の投射面１４ａに投射された検査像１２Ｂを撮像し、この画像データを画像処理部２０ａへと送信する。画像処理部２０ａでは、基準画像データと、取得された検査用の画像データとの合成処理が実行される。これによる合成画像データは、撮像装置制御部２０から演算部２２へと送信されるとともに、補正値算出部２２ａによって解析される。
【００４６】
エンドエフェクタ２が基準位置からずれていない場合には、上記の合成処理において、基準像１２Ａと、検査像１２Ｂとが完全に一致するはずである。しかしながら、エンドエフェクタ２が基準位置からずれていると、取得された検査像１２Ｂは、基準像１２Ａと一致せず、その位置、形状、大きさ等が基準像１２Ａとは異なった状態で合成画像データに現れる（図３（ｂ）〜（ｄ）及び図４（ａ）〜（ｃ）参照）。
【００４７】
この場合、制御装置１６は、記憶部２１に保存されているキャリブレーションプログラム（補正プログラム）を演算部２２によって起動させ、エンドエフェクタ２を基準位置に復帰させるべく、必要となる補正値を、補正値算出部２２ａに算出させる。補正値が求まると、制御装置１６はこの補正値に係る信号を、ロボット制御部１８を通じてロボット１に送信する。
【００４８】
この信号を受信すると、ロボット１はエンドエフェクタ２を、指示された位置、すなわち基準位置へと移動させる。以上により、ロボット１のキャリブレーションが完了する。なお、このキャリブレーション方法では、一度のキャリブレーションにおいて、撮像装置１５による複数回の撮像、補正値算出部２２ａによる複数回の演算を行うようにしてもよい。
【００４９】
なお、上記の例では、一台のロボット１のキャリブレーションを実行する場合を説明したが、本発明はこれに限らず、同時に複数台のロボット１に対してキャリブレーションを実行できる。以下、図５を参照しながらこの点について説明する。
【００５０】
図５は、上記構成の位置決めロボット１を含む組立ラインＬの一例を示す。この例では、自動車の車体におけるサイドメンバ３０の組立ラインＬを示す。この組立ラインＬは、サイドメンバ３０の構成部品を仮組体３５として組み立てる仮組ステーション３１と、サイドメンバ３０の各構成部品を溶接固定する第１溶接ステーション３２及び第２溶接ステーション３３と、完成したサイドメンバ３０を搬出する搬出ステーション３４とを含む。サイドメンバ３０及び仮組体３５は、搬送手段としての台車３６に搭載された状態で各ステーション間を搬送される。
【００５１】
この組立ラインＬでは、仮組ステーション３１において、サイドメンバ３０を構成する各部品を仮組する仮組工程が実施される。これにより構成された仮組体３５は、台車３６により第１溶接ステーション３２まで搬送される。第１溶接ステーション３２には、溶接ロボット３７、位置決めロボット１、及びマテハンロボット３８が設けられている。
【００５２】
第１溶接ステーション３２では、位置決めロボット１により仮組体３５が所定の位置に位置決めされる。この状態で、マテハンロボット３８により、仮組体３５の構成部品に対する所定の操作が行われ、溶接ロボット３７により、仮組体３５の所定箇所に溶接が施される。その後、仮組体３５は、台車３６により第２溶接ステーション３３まで搬送される。
【００５３】
第２溶接ステーション３３には、溶接ロボット３７及び位置決めロボット１が設けられる。第２溶接ステーション３３では、位置決めロボット１で仮組体３５を位置決めした状態で、溶接ロボット３７により仮組体３５に対してさらなる溶接が施される。これにより、仮組体３５を構成する各部品が完全に溶接固定され、サイドメンバ３０が完成する。
【００５４】
完成したサイドメンバ３０は台車３６によって搬出ステーション３４まで搬送される。搬出ステーション３４では、搬出ロボット３９によりサイドメンバ３０が台車３６から持ち上げられて、図示しないストックエリアに搬出される。
【００５５】
上記のように、組立ラインＬには、各種作業のために複数種・複数台のロボット１，３７〜３９が使用されている。本発明に係るキャリブレーション装置１１は、これらのロボット１，３７〜３９に対して一度にキャリブレーションを実行することが可能である。例えば、図５に示すように、第２溶接ステーション３３において、組立ラインＬの一方の側に配置される３台のロボット（２台の溶接ロボット３７及び１台の位置決めロボット１）を、二点鎖線で示すようにスクリーン１４に対向させ、各ロボット１，３７に備えられる投射装置１３からスクリーン１４に検査像１２Ｂを投射し、これらの検査像１２Ｂを撮像装置１５によって撮像し、その画像データを取得する。このように、キャリブレーション装置１１は、複数台のロボット１，３７〜３９のキャリブレーションを併行して実施することが可能である。これにより、キャリブレーションにかかる工数を可及的に低減することができる。
【００５６】
以上説明した本実施形態に係るキャリブレーション装置１１によれば、記憶部２１に記憶された基準画像データ（基準像１２Ａ）と、撮像装置１５により取得される検査用の画像データ（検査像１２Ｂ）とを補正値算出部２２ａに比較させることで、エンドエフェクタ２における基準位置からのずれ量を補正値として算出することが可能になる。制御装置１６は、投射装置１３による像１２の投射、撮像装置１５による像１２の撮像、及び補正値の算出を全て自動的に行うことができる。
【００５７】
したがって、スクリーン１４及び撮像装置１５を所定位置に設置しさえすれば、即座にキャリブレーションを実行できる。このように、キャリブレーション装置１１を使用すれば、従来のように三次元測定機の測定子をロボット１に接触させる必要はなく、従来よりも少ない工数にてロボット１のキャリブレーションを容易に行うことが可能になる。
【００５８】
さらに、多数のロボット１，３７〜３９に対してキャリブレーションを行う場合には、各ロボット１，３７〜３９に対応する投射装置１３からの像１２を纏めてスクリーン１４に投射することで、これらのロボット１，３７〜３９のキャリブレーションを併行して行うことが可能になる。このようにすることで、キャリブレーションにかかる工数を一層低減でき、工場等における製品の製造コストを大幅に低減することが可能になる。
【００５９】
なお、本発明に係るキャリブレーション装置は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、本発明に係るキャリブレーション装置は、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明に係るキャリブレーション装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６０】
上記の実施形態では、投射装置１３から十字形状の像１２を投射する例を示したが、この像１２の形状は、これに限定されず、多角形状、楕円形状その他の各種形状を採用できる。
【００６１】
上記の実施形態では、投射装置１３から拡散レーザ光による像１２を投射する例を示したが、これに限定されない。例えば、直交座標系に係る一の座標軸（例えば上記の実施形態におけるｘ軸）において、エンドエフェクタ２の位置ずれが生じないか、又はその位置ずれを無視できるような場合には、拡散レーザ光ではなく、指向性の高いレーザ光による像を投射することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１     ロボット
２     エンドエフェクタ
１１   キャリブレーション装置
１２   像
１３   投射装置
１４   スクリーン
１５   撮像装置
１６   制御装置
２１   記憶部
２２ａ 補正値算出部
【図１】
2016187851.tif 000003
【図２】
2016187851.tif 000004
【図３】
2016187851.tif 000005
【図４】
2016187851.tif 000006
【図５】
2016187851.tif 000007