(57)【要約】【解決手段】  ロボット制御装置は、プログラムにより自動制御されるロボットハンド２の動きに対して動作確認を行うカメラ（撮像手段）７を備えており、このカメラから入力された画像に基づいて作動確認を行うことができるようになっている。上記ロボット制御装置は、上記カメラの撮像領域を変更する撮像領域変更手段８と、上記ロボットハンドの位置を検出する位置検出手段１２とを備えており、位置検出手段が検出したロボットハンドの位置に応じて、上記撮像領域変更手段によりカメラの撮像領域を変更することができるようになっている。【効果】  上記ロボットハンドの位置に追従してカメラの撮像領域を変更することができるので、１台のカメラであっても広い撮像領域を確保することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラムにより自動制御されるロボットハンドの動きに対して動作確認を行う撮像手段を備え、この撮像手段から入力された画像に基づいて上記作動確認を行うようにしたロボット制御装置において、
上記撮像手段による撮像領域を変更する撮像領域変更手段と、上記ロボットハンドの位置を検出する位置検出手段とを設け、該位置検出手段が検出したロボットハンドの位置に応じて、上記撮像領域変更手段により撮像手段の撮像領域を変更することを特徴とするロボット制御装置。
【請求項２】
上記撮像領域変更手段は、撮像手段の向きを変更して撮像領域を変更させ、又は撮像手段を移動させて撮像領域を変更させ、又は撮像手段に設けたズーム機構を作動させて撮像領域を変更させることを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項３】
上記ロボットハンドは複数のサーボモータによってその位置が変更されるようになっており、上記位置検出手段は、各サーボモータに設けたエンコーダの数値を入力して、ロボットハンドの位置を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロボット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロボット制御装置に関し、より詳しくは、撮像手段から入力された画像に基づいてロボットの作動確認を行うようにしたロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プログラムにより自動制御されるロボットハンドの動きに対して動作確認を行う撮像手段を備え、この撮像手段から入力された画像に基づいて上記作動確認を行うようにしたロボット制御装置は公知である（特許文献１の図８）。
【特許文献１】特開２００７−４０９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記撮像手段から入力された画像に基づいて作動確認を行うようにした場合には、その画像処理により、複数箇所における個々の作動についての作動確認を行うことができるため、個々の作動確認を行うためにそれぞれに光電センサや接触センサを設ける場合に比較して、構成を簡素化できるという効果がある。
しかしながら、ロボットハンドの作業領域が広い場合には、１台の撮像手段の撮像領域ではその領域全てをカバーすることが困難となることがあり、この場合には複数台の撮像手段を設けたり、撮像手段とは別に多数の光電センサや接触センサを設ける必要があり、構成の簡素化に限界があった。
本発明はこのような事情に鑑み、従来に比較してより構成の簡素化を図ることができるロボット制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
すなわち本発明は、プログラムにより自動制御されるロボットハンドの動きに対して動作確認を行う撮像手段を備え、この撮像手段から入力された画像に基づいて上記作動確認を行うようにしたロボット制御装置において、
上記撮像手段による撮像領域を変更する撮像領域変更手段と、上記ロボットハンドの位置を検出する位置検出手段とを設け、該位置検出手段が検出したロボットハンドの位置に応じて、上記撮像領域変更手段により撮像手段の撮像領域を変更することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
上記構成によれば、上記位置検出手段によってロボットハンドの位置が検出されたら、そのロボットハンドの位置に応じて、上記撮像領域変更手段により撮像手段の撮像領域を変更することができる。
したがって、ロボットハンドの作業領域が広くて１台の撮像手段の撮像領域ではその領域全てをカバーすることが困難な場合であっても、上記ロボットハンドの位置に追従して撮像手段の撮像領域を変更することができるので、１台の撮像手段であっても広い撮像領域を確保することができる。これは複数台の撮像手段を設けなければならない場合であっても同様にその撮像手段の数を減少させることができ、したがって従来に比較して構成をより簡素化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下図示実施例より本発明を説明すると、図１において、多関節型のロボット１は図示しないクリーンルーム内に配置されており、該ロボット１は物品を把持可能なロボットハンド２を備えている。
上記クリーンルーム内には、予め所定の作業位置Ａに空の容器３がセットされ、またそれぞれ異なる液体を貯溜した複数本の試験管４が上記容器３とは異なる作業位置Ｂにセットされている。さらに上記クリーンルーム内には、上記空の容器３を移送して、そこで各試験管４内の液体を容器３内に注入するための作業位置Ｃが設けられている。
【０００７】
上記クリーンルーム内には撮像手段としてのカメラ７が設けられ、このカメラ７は撮像領域変更手段８によってその向きが変えられて撮像領域が変更されるようになっている。
この撮像領域変更手段８としては、図示しないが、上記カメラ７が取り付けられる鉛直方向の回転軸とこの回転軸を回転駆動するサーボモータとから構成してあり、そのサーボモータによって回転軸を回転させてカメラ７を水平面内で往復揺動させることにより、該カメラ７の向きを上記各作業位置Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれに向けることができるようにしてある。
【０００８】
上記ロボット１は、クリーンルーム外に設けた制御手段１１のプログラムに従って自動制御されるようになっており、また撮像領域変更手段８も制御手段１１によって自動制御されるようになっている。
上記制御手段１１は、ロボットハンド２の位置を検出する位置検出手段１２を備えており、この位置検出手段１２によってロボットハンド２が所定位置に位置したことを検出した際に、撮像領域変更手段８によってカメラ７の向きを変向させることができるようになっている。
上記位置検出手段１２は、図示しないが、本実施例では多関節型のロボット１を構成するサーボモータのそれぞれに設けられたエンコーダからの信号を入力し、その値と、ロボットハンド２が所定位置に位置した際に各エンコーダから得られる値とを比較して、ロボットハンド２が所定位置に位置したか否かを検出することができるようになっている。
【０００９】
さらに上記カメラ７からの画像は制御手段１１に入力されるようになっており、この制御手段１１の作動確認手段１３に予め記憶された画像とカメラ７からの画像とを比較して、ロボットハンド２が容器３や試験管４を把持したことを、或いはその把持を解放したことを検出することができるようにしてある。
【００１０】
以上の構成において、上記クリーンルーム内には、予め人手により上記作業位置Ａに空の容器３がセットされ、また作業位置Ｂにそれぞれ異なる液体を貯溜した複数本の試験管４がセットされる。
この状態で、作業者によって制御手段１１に運転開始指令が与えられると、該制御手段１１はプログラムに従ってロボット１を制御し、ロボットハンド２を上記作業位置Ａに近接した位置に移動させる。
ロボットハンド２が作業位置Ａに近接した位置に移動されると、位置検出手段１２によってそのことが検出され、これにより撮像領域変更手段８がカメラ７を作業位置Ａに向けるようになる。カメラ７が作業位置Ａに向けられたら、制御手段１１によりカメラ７が操作されて、作業位置Ａにセットされた容器３を撮影して、その画像が制御手段１１に入力される。
これにより制御手段１１の作動確認手段１３は、撮影された画像と、予め記憶されている作業位置Ａに容器３のある画像とを比較し、両者が一致すれば作業位置Ａに容器３が存在するとして、ロボットハンド１により容器３を把持させる。
他方、両画像が一致しない場合には、作業位置Ａに容器３が無いと判断して、警告を発するとともに、以後の作業を中止する。
【００１１】
ロボットハンド１が作業位置Ａの容器３を把持したら、該ロボットハンド１によって容器３を持ち上げさせる。ロボットハンド１が容器を持ち上げた位置となったら、位置検出手段１２によってそのことが検出され、これによって制御手段１１は再びカメラ７を操作して、上記作業位置Ａを撮影させる。
そして制御手段１１は入力された画像と、予め記憶されている作業位置Ａに容器３の無い画像とを比較し、両者が一致すればロボットハンド２が容器３を把持したと判断して次の工程に移行する。
他方、両者が一致しない場合には、又はカメラ７から入力された画像が、作業位置Ａに容器３のある画像と一致した場合には、ロボットハンド１による容器３の把持が失敗したとして、ロボットハンド２による容器３の把持を再度試みる。
複数回ロボットハンド２による容器３の把持を試みてもロボットハンド２が容器３を把持できない場合には、警告を発するとともに、以後の作業を中止する。なお、最初の失敗で直ちに警告を発して以後の作業を中止してもよいことは勿論である。
【００１２】
上記ロボットハンド２が容器３を把持したら、該ロボットハンド２により容器３を上記作業位置Ｃの近傍まで移動させる。ロボットハンド２の位置が作業位置Ｃの近傍となったことを位置検出手段１２によって検出したら、制御手段１１は先ず撮像領域変更手段８によってカメラ７を作業位置Ｃに向けさせ、次にカメラ７が作業位置Ｃに向けられたらカメラ７を操作して、上記作業位置Ｃを撮影させる。
上記制御手段１１は、カメラ７から入力された画像と、予め記憶されている作業位置Ｃに容器３の無い画像とを比較し、両者が一致すればロボットハンド２により容器３を作業位置Ｃに移動させて、容器３の把持を解放させる。
他方、両者が一致しない場合には、上記作業位置Ｃに他の容器などの障害物が存在すると判断し、直ちに警告を発して以後の作業を中止する。
【００１３】
ロボットハンド２が作業位置Ｃにおいて容器３の把持を解放し、引き続きロボットハンド２が作業位置Ｃから所定距離はなれた位置となったら、制御手段１１は再びカメラ７を操作して、上記作業位置Ｃを撮影させる。
そして制御手段１１は入力された画像と、予め記憶されている作業位置Ｃに容器３のある画像とを比較し、両者が一致すればロボットハンド２が容器３の把持を解放したと判断して、次の工程に移行する。
他方、両者が一致しない場合には、又はカメラ７から入力された画像が、作業位置Ｃに容器３の無い画像と一致した場合には、ロボットハンド１による容器３の把持の解放が失敗したとして、ロボットハンド２による容器３の把持の解放を再度試みる。
複数回ロボットハンド２による容器３の把持の解放を試みてもロボットハンド２が容器３を解放できない場合には、警告を発するとともに、以後の作業を中止する。なおこの場合にも、最初の失敗で直ちに警告を発して以後の作業を中止してもよいことは勿論である。
【００１４】
上述のようにしてロボットハンド２が容器３を作業位置Ｃに供給したら、次に該ロボットハンド２は、試験管４をセットした作業位置Ｂに近接した位置まで移動される。
ロボットハンド２が作業位置Ｂに近接した位置に移動されると、位置検出手段１２によってそのことが検出され、これにより撮像領域変更手段８がカメラ７を作業位置Ｂに向けるようになる。そしてカメラ７が作業位置Ｂに向けられたら、制御手段１１によりカメラ７が操作されて、作業位置Ｂにセットされた複数の試験管４を撮影して、その画像が制御手段１１に入力される。
制御手段１１は、撮影された画像から把持すべき第１番目の試験管４の有無を判定し、第１番目の試験管４がある場合にはロボットハンド１により当該試験管４を把持させる。
他方、第１番目の試験管４が無い場合には、警告を発するとともに、以後の作業を中止する。
【００１５】
ロボットハンド１が第１番目の試験管４を把持して該試験管４を持ち上げたら、位置検出手段１２によってそのことが検出され、これによって制御手段１１は再びカメラ７を操作して、上記作業位置Ｃを撮影させる。
そして制御手段１１は、入力された画像から作業位置Ｃにおける第１番目の試験管４が無いこと確認したら、ロボットハンド１が第１番目の試験管４を把持したと判断して、次の工程に移行する。
他方、作業位置Ｃに第１番目の試験管４が存在する場合には、ロボットハンド１による第１番目の試験管４の把持が失敗したとして、ロボットハンド２による試験管４の把持を再度試みる。複数回ロボットハンド２による試験管４の把持を試みてもロボットハンド２が試験管４を把持できない場合には、警告を発するとともに、以後の作業を中止する。なお、この場合も、最初の失敗で直ちに警告を発して以後の作業を中止してもよいことは勿論である。
【００１６】
上記ロボットハンド２が第１番目の試験管４を把持したら、該ロボットハンド２により試験管４を上記作業位置Ｃの近傍まで移動させる。ロボットハンド２の位置が作業位置Ｃの近傍となったことを位置検出手段１２によって検出したら、制御手段１１は再び撮像領域変更手段８によってカメラ７を作業位置Ｃに向けさせる。
カメラ７が作業位置Ｃに向けられたら、制御手段１１はカメラ７を操作して、ロボットハンド２に把持された試験管４を撮影させる。
これにより制御手段１１は、カメラ７から入力された画像から試験管４内に液体が存在することを確認する。
次に制御手段１１はロボット１を制御してロボットハンド２を容器３により近接させるとともに、ロボットハンド２に把持された試験管４を傾かせて、その内部の液体を作業位置Ｃの容器３内に注入させる。
【００１７】
試験管４の内の液体を容器３内に注入したら試験管４を元の鉛直状態に戻すとともに、ロボットハンド２を上記カメラ７で撮影した作業位置Ｃの近傍位置まで戻し、そのことが位置検出手段１２によって検出されたら、再びカメラ７によってロボットハンド２に把持された試験管４を撮影させる。
これにより制御手段１１は、カメラ７から入力された画像から試験管４内に液体が無いことを確認する。
試験管４から容器３に液体を注入する前に試験管内に液体が存在しない場合や、試験管４から容器３に液体を注入した後に試験管内に液体が存在する場合には、直ちに警告を発して以後の作業を中止する。
【００１８】
試験管４内の液体を容器３内に注入したことが確認されたら、ロボットハンド２は空の試験管４を作業位置Ｂに近接した位置まで戻す。
そしてロボットハンド２が作業位置Ｂに近接した位置に移動されると、位置検出手段１２によってそのことが検出され、これにより撮像領域変更手段８がカメラ７を作業位置Ｂに向けられるようになり、次にロボットハンド２は第１番目の試験管４を元の位置に戻す。この際にもロボットハンド２が第１番目の試験管４の把持を解放したか否かの確認が行われる。
【００１９】
以後、第２番目以降の各試験管４について上述したのと同様な作業が行われ、順次、全ての試験管４内の液体が容器３内に注入されたら、作業位置Ｃの容器３が作業位置Ａに戻されて、全ての作業が終了する。
容器３が作業位置Ｃから作業位置Ａに戻される際には、上述したのと同様にして、ロボットハンド２による容器３の把持の確認、把持の解放の確認、さらにはカメラ７の向きの変更が行われることは勿論である。
【００２０】
以上のように、本実施例では、１台の撮像手段７の向きを変更することにより、作業位置Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれを撮像領域とすることができる。したがって、従来のように各作業位置Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれに撮像手段を設けた場合に比較して、構成を簡素化することができることは明らかである。
【００２１】
なお、上記実施例ではロボットによるクリーンルーム内における作業について説明したが、これに限定されるものではなく、種々の作業に本発明を適用できることは勿論である。
また、上記実施例における撮像領域変更手段８では、撮像手段７を水平面内で往復揺動させるようになっているが、これに限定されるものでもない。撮像手段７を上下左右に往復揺動させたり、撮像手段７を移動させて撮像領域を変更させてもよいし、或いは従来公知のズーム機構を単独で又は併用して撮像領域を変更させてもよい。さらに、撮像手段７を連続的にロボットハンドの位置に追従させてもよい。
また、撮像領域変更手段８を設けても１台の撮像手段７で全ての領域をカバーできないときには、当然に複数台の撮像手段７を設ければよく、この場合には、１台の撮像手段に、又は複数台の撮像手段に撮像領域変更手段８を設ければよい。
さらに、上記位置検出手段１２は、上記実施例では多関節型のロボット１を構成するサーボモータのそれぞれに設けられたエンコーダからの信号によってロボットハンド２の位置を検出しているが、より直接に、光電センサや直接近接センサなどによってロボットハンド２の位置を検出してもよい。これとは逆に、ロボット１を制御するプログラムを解析することによってロボットハンド２の位置を検出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００２３】
１  ロボット                        ２  ロボットハンド
３  容器                            ４  試験管
７  カメラ（撮像手段）              ８  撮像領域変更手段
１１  制御手段                      １２  位置検出手段
１３  作動確認手段
【図１】
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