(57)【要約】  エンドエフェクタ較正組立体が、電子制御装置と、電子制御装置に通信可能に結合される第１のカメラ組立体と、電子制御装置に通信可能に結合される第２のカメラ組立体とを有する。第１のカメラ組立体の第１の画像捕捉経路が第２のカメラ組立体の第２の画像捕捉経路と交差する。電子制御装置が、第１のカメラ組立体から画像データを受信し、第２のカメラ組立体から画像データを受信し、第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいてロボットエンドエフェクタの位置を較正する。【選択図】なし
2020536753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドエフェクタ較正組立体であって、前記エンドエフェクタ較正組立体が：
電子制御装置と；
前記電子制御装置に通信可能に結合される第１のカメラ組立体と；
前記電子制御装置に通信可能に結合される第２のカメラ組立体と、
を備え、
前記第１のカメラ組立体の第１の画像捕捉経路が前記第２のカメラ組立体の第２の画像捕捉経路と交差し、前記電子制御装置が：
前記第１のカメラ組立体から画像データを受信し；
前記第２のカメラ組立体から画像データを受信し；
前記第１のカメラ組立体および前記第２のカメラ組立体から受信した前記画像データに基づいてロボットエンドエフェクタの位置を較正する、
エンドエフェクタ較正組立体。
【請求項２】
前記第１の画像捕捉経路が前記第２の画像捕捉経路と直角に交差するように方向付けられる、請求項１に記載のエンドエフェクタ較正組立体。
【請求項３】
ハウジングをさらに備え、前記ハウジングが：
第１の側壁と；
前記第１の側壁に結合される第２の側壁であって、
前記第１のカメラ組立体が前記第１の側壁に設置される、
第２の側壁と；
を備え、
前記第２のカメラ組立体が前記第２の側壁に設置され、前記第１のカメラ組立体に対して直角となるように配置される、
請求項１に記載のエンドエフェクタ較正組立体。
【請求項４】
前記ハウジングが、開口部を通して前記エンドエフェクタを受けるように構成される前記開口部を有するエンクロージャを備える、請求項３に記載のエンドエフェクタ較正組立体。
【請求項５】
前記第１の画像捕捉経路および前記第２の画像捕捉経路のうちの少なくとも一方の方に光を向けるように位置決めされる１つまたは複数のバックライト組立体をさらに備える、請求項１に記載のエンドエフェクタ較正組立体。
【請求項６】
第１の光が前記第１の画像捕捉経路に沿って方向付けられるように、前記第１のカメラ組立体の反対側に配置される第１のバックライト組立体と；
第２の光が前記第２の画像捕捉経路に沿って方向付けられるように、前記第２のカメラ組立体の反対側に配置される第２のバックライト組立体と
をさらに備える、請求項１に記載のエンドエフェクタ較正組立体。
【請求項７】
前記電子制御装置が、前記第１のカメラ組立体および前記第２のカメラ組立体から受信した前記画像データに基づいて特定のロボットエンドエフェクタを特定する、請求項１に記載のエンドエフェクタ較正組立体。
【請求項８】
エンドエフェクタ較正システムであって、前記エンドエフェクタ較正システムが：
電子制御装置と；
前記電子制御装置に通信可能に結合されるロボットアームと；
前記ロボットアームの端部に結合されるロボットエンドエフェクタと；
前記電子制御装置に通信可能に結合される第１のカメラ組立体と；
前記電子制御装置に通信可能に結合される第２のカメラ組立体と
を備え、
前記第１のカメラ組立体の第１の画像捕捉経路が前記第２のカメラ組立体の第２の画像捕捉経路と交差し、前記電子制御装置が；
前記ロボットエンドエフェクタを前記第１の画像捕捉経路および前記第２の画像捕捉経路の中に配置するように前記ロボットアームを移動させ；
前記第１のカメラ組立体から画像データを受信し；
前記第２のカメラ組立体から画像データを受信し；
前記第１のカメラ組立体および前記第２のカメラ組立体から受信した前記画像データに基づいて前記ロボットエンドエフェクタの位置を較正する、
エンドエフェクタ較正システム。
【請求項９】
前記電子制御装置が、前記ロボッドエンドエフェクタの複数の向きの画像データを捕捉するために前記ロボットアームを用いて前記ロボットエンドエフェクタの位置を調整する、請求項８に記載のエンドエフェクタ較正システム。
【請求項１０】
前記第１の画像捕捉経路が前記第２の画像捕捉経路と直角に交差するように方向付けられる、請求項８に記載のエンドエフェクタ較正システム。
【請求項１１】
ハウジングをさらに備え、前記ハウジングが：
第１の側壁と；
前記第１の側壁に結合される第２の側壁であって、
前記第１のカメラ組立体が前記第１の側壁に設置され；
前記第２のカメラ組立体が前記第２の側壁に設置され、前記第１のカメラ組立体に対して直角となるように配置される、
第２の側壁と、
を備える、請求項８に記載のエンドエフェクタ較正システム。
【請求項１２】
前記ハウジングが、開口部を通して前記エンドエフェクタを受けるように構成される前記開口部を有するエンクロージャを備える、請求項１１に記載のエンドエフェクタ較正システム。
【請求項１３】
前記第１の画像捕捉経路および前記第２の画像捕捉経路のうちの少なくとも一方の方に光を向けるように位置決めされる１つまたは複数のバックライト組立体をさらに備える、請求項８に記載のエンドエフェクタ較正システム。
【請求項１４】
第１の光が前記第１の画像捕捉経路に沿って方向付けられるように、前記第１のカメラ組立体の反対側に配置される第１のバックライト組立体と；
第２の光が前記第２の画像捕捉経路に沿って方向付けられるように、前記第２のカメラ組立体の反対側に配置される第２のバックライト組立体と
をさらに備える、請求項８に記載のエンドエフェクタ較正システム。
【請求項１５】
前記電子制御装置が、前記第１のカメラ組立体および前記第２のカメラ組立体から受信した前記画像データに基づいて特定のロボットエンドエフェクタを特定する、請求項８に記載のエンドエフェクタ較正システム。
【請求項１６】
ロボットエンドエフェクタの位置を較正するための方法であって、前記方法が；
前記ロボットエンドエフェクタを第１のカメラ組立体の第１の画像捕捉経路内および第２のカメラ組立体の第２の画像捕捉経路内に同時に配置するステップと；
前記第１のカメラ組立体および前記第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいて前記ロボットエンドエフェクタの位置を較正するステップと
を含む、
方法。
【請求項１７】
前記第１のカメラ組立体および前記第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいて前記ロボットエンドエフェクタの位置を較正するステップが：
前記第１の画像捕捉経路に対して垂直な第１の平面において前記ロボットエンドエフェクタの第１の位置を判断するために前記第１のカメラ組立体からの画像データを処理するステップと；
前記第２の画像捕捉経路に対して垂直な第２の平面において前記ロボットエンドエフェクタの第２の位置を判断するために前記第２のカメラ組立体からの画像データを処理するステップと
を含む、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の画像捕捉経路および前記第２の画像捕捉経路内で前記ロボットエンドエフェクタの位置を調整するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
１つまたは複数のバックライト組立体を用いて前記ロボットエンドエフェクタに後方から光を当てるステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のカメラ組立体および前記第２のカメラ組立体から受信した前記画像データに基づいて特定のロボットエンドエフェクタを特定するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]本出願は、２０１７年１０月６日付け出願の発明の名称を「Ｃａｍｅｒａ Ｂａｓｅｄ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｈａｖｉｎｇ Ｓｉｘ Ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆ Ｆｒｅｅｄｏｍ（６自由度を有する、カメラベースの物体検出および較正システム）」とする米国仮特許出願第６２／５６８，８６９号の利益を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]本明細書は、一般に、ロボットエンドエフェクタの較正に関し、より詳細には、ロボットエンドエフェクタを較正するための、組立体、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]最初の産業用ロボットは１９５０年代に開発された。過去半世紀にわたり、ロボットテクノロジは、速度の向上、精度の向上、例えば３軸ガントリシステムから６軸および７軸ロボットアーム組立体へといったような可動性の向上により、様々な点で改善され続けている。上記ロボットシステムの運動および制御はより複雑になっており、これらの複雑な動きをプログラムするための、さらにはそれに加えてロボットの実際のロケーションおよび軌道ならびにロボットの担持している物を確認および実証するためのプロセスおよびワークフローを決定するための、方法を決定することを技術者チームに求める。ロボットアームに取り付けられるエンドエフェクタを採用するロボットアームの用途には、限定しないが：構造的用途（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）のための正確で再現性のある溶接のためには溶接用ワイヤの端部を把握しなければならないようなＭＩＧ溶接と、印刷回路基板の組み立てプロセスにおいてＣＭＯＳチップを正確に位置決めするのを必要とするピックアンドプレースグリッパと、印刷ステージおよび他の印刷構造を基準としてニードル先端部を正確に位置決めするのを必要とする分配ニードル（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ  ｎｅｅｄｌｅ）と、生体試料からの組織を切断して分離するために正確な位置決めを必要とする外科用メスとが含まれる。
【０００４】
[0004]したがって、考えられるエンドエフェクタの用途を考慮すると、所望される幾何学形状または形状のファクタに関係なく、エンドエフェクタ先端部のロケーションおよび向きを較正する方法の需要が存在する。適切に較正することで、エンドエフェクタ先端部のロケーションおよび向きを把握することと、空間情報を翻訳して、予めプログラムされたロボット座標系へと幾何学的に変換するのを可能にすることと、を保証することができる。
【０００５】
[0005]従来の較正テクニックには、赤外線ビームを遮断するためにエンドエフェクタに赤外線ビームを通過させることが含まれる。ビームを遮断する場所に基づき、エンドエフェクタの位置が決定され得る。しかし、このプロセスは、エンドエフェクタの位置を適切に較正するまでに、赤外線ビームを複数回通過することを必要とする可能性がある。したがって、このプロセスは、時間を要するものであり面倒である可能性がある。したがって、これらの問題に対処する新しいエンドエフェクタ較正の組立体、システム、および方法が所望される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]一実施形態で、エンドエフェクタ較正組立体が、電子制御装置と、電子制御装置に通信可能に結合される第１のカメラ組立体と、電子制御装置に通信可能に結合される第２のカメラ組立体とを有する。第１のカメラ組立体の第１の画像捕捉経路が第２のカメラ組立体の第２の画像捕捉経路と交差する。電子制御装置が、第１のカメラ組立体から画像データを受信し、第２のカメラ組立体から画像データを受信し、第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいてロボットエンドエフェクタの位置を較正する。
【０００７】
[0007]別の実施形態で、エンドエフェクタ較正組立体が、電子制御装置と、電子制御装置に通信可能に結合されるロボットアームと、ロボットアームの端部に結合されるロボットエンドエフェクタと、電子制御装置に通信可能に結合される第１のカメラ組立体と、電子制御装置に通信可能に結合される第２のカメラ組立体とを有する。第１のカメラ組立体の第１の画像捕捉経路が第２のカメラ組立体の第２の画像捕捉経路と交差する。電子制御装置が、ロボットエンドエフェクタを第１の画像捕捉経路および第２の画像捕捉経路内に配置するように、ロボットアームを移動させ、第１のカメラ組立体から画像データを受信し、第２のカメラ組立体から画像データを受信し、第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいてロボットエンドエフェクタの位置を較正する。
【０００８】
[0008]別の実施形態で、ロボットエンドエフェクタの位置を較正するための方法が、ロボットエンドエフェクタを第１のカメラ組立体の第１の画像捕捉経路および第２のカメラ組立体の第２の画像捕捉経路の中に同時に配置することと；第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいてロボットエンドエフェクタの位置決めを較正することと、を含む。
【０００９】
[0009]本明細書で説明される実施形態によって提供されるこれらのおよび追加の特徴が、図面と併せて以下の詳細な説明を参照することにより、より完全に理解される。
【００１０】
[0010]図面に記載される実施形態は本質的に説明的および例示的であり、特許請求の範囲によって定義される主題を限定することを意図しない。例示の実施形態の以下の詳細な説明は、同様の構造を同様の参照符号で示している以下の図面と併せて読むことにより、理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態によるエンドエフェクタ較正システムを示す図である。
【図２】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による、図１のエンドエフェクタ較正システムを概略的に示す図である。
【図３】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態によるエンドエフェクタ較正組立体を示す斜視図である。
【図４】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による図３のエンドエフェクタ組立体を示す上面図である。
【図５】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による図３のエンドエフェクタ組立体を示す分解図である。
【図６】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による図３のエンドエフェクタ組立体を示す正面図である。
【図７Ａ】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による、分離した状態のカメラ組立体を示す正面斜視図である。
【図７Ｂ】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による図７Ａのカメラ組立体を示す背面斜視図である。
【図７Ｃ】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による図７Ａのカメラ組立体を示す分解図である。
【図８Ａ】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による、分離した状態のバックライト組立体を示す正面斜視図である。
【図８Ｂ】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による図８Ａのバックライト組立体を示す背面斜視図である。
【図８Ｃ】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による図８Ａのバックライト組立体を示す分解図である。
【図９】図９Ａは、本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による、分離した状態のバックライト組立体を示す正面斜視図である。            図９Ｂは、本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による図９Ａのバックライトを示す分解図である。
【図１０】本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態によるロボットエンドエフェクタを較正するための方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１Ａは、本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による、図１のエンドエフェクタ較正システム内に配置されるエンドエフェクタの先端部を示す斜視図である。図１１Ｂは、本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による図１１Ａの側面図である。
【図１２】図１２Ａは、本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による、第１のカメラ組立体からの、ロボットエンドエフェクタを較正するための画像データを示す図である。図１２Ｂは、本明細書で示されて説明される１つまたは複数の実施形態による、第２のカメラ組立体からの、ロボットエンドエフェクタを較正するための画像データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0030]本開示の実施形態は、エンドエフェクタ較正の組立体、システム、および方法を対象とする。例えば、エンドエフェクタ較正システムが、限定しないが、第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体を有することができ、ここでは、第１のカメラ組立体の第１の画像捕捉経路が第２のカメラ組立体の第２の画像捕捉経路と交差する。第１および第２のカメラ組立体から受信される画像データが、電子制御装置により、ロボットエンドエフェクタの、また特にはロボットエンドエフェクタの先端部の、位置を迅速かつ効果的に較正するのを可能にすることができる。いくつかの事例では、電子制御装置がさらに、ツールの種類を認識することができ、それに応じて較正計算を調整することができる。また、いくつかの事例では、電子制御装置が、エンドエフェクタの摩損、ロボットアームに対してのロボットエンドエフェクタの適切な組み付け、またはロボットエンドエフェクタの他の特性を判断するために画像データを処理するように構成され得る。これらのおよび追加の特徴を以下でさらに詳細に考察する。
【００１３】
[0031]ここで図１を参照すると、エンドエフェクタ較正システム１００が概略的に描かれている。図１では、エンドエフェクタ較正システム１００が、例えば、ケンタッキー州、ルーイビルにあるＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ  Ｌｉｆｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓによって生産されるＢｉｏＡｓｓｅｍｂｌｙＢｏｔ（登録商標）などの、３−Ｄプリンタ１０に組み込まれて示されている。しかし、エンドエフェクタ較正システムが、ロボットエンドエフェクタを利用する任意のロボット組立体と共に使用され得る。これは例えば、ロボット溶接システム、ロボットピックアンドプレースシステム、ロボット手術システムなどである。エンドエフェクタ較正システム１００は、全体として、電子制御装置１０４と、ロボットアーム１１０と、エンドエフェクタ較正組立体１２０とを有する。本明細書でさらに詳細に説明されるように、電子制御装置１０４が、ロボットエンドエフェクタ１１４の位置を較正するために、ロボットエンドエフェクタ１１４をエンドエフェクタ較正組立体１２０の中に配置するようにロボットアーム１１０を制御することができる。
【００１４】
[0032]ロボットアーム１１０が、予めプログラムされるロボット座標系に沿う種々のモーションのために構成され得る。例えば、ロボットアーム１１０が、５軸モーション、６軸モーション、７軸モーション、またはそれ以上のモーションのために構成され得る。ロボットアーム１１０が、ロボットアーム１１０に取り付けられるロボットエンドエフェクタ１１４を有するように構成され得る。例えば、ロボットエンドエフェクタ１１４がロボットアーム１１０の遠位端１１２に結合され得る。図１１Ａ、１１Ｂを簡単に参照すると、ロボットアーム１１０の端部１１２が、ロボットアーム１１０の端部１１２にロボットエンドエフェクタ１１４が取り付けられた状態で全体的に描かれている。例えば、ロボットアーム１１０がロボットマニピュレータ１１３を有することができ、ロボットマニピュレータ１１３にエンドエフェクタが取り付けられる。ロボットマニピュレータ１１３が、ロボットアーム１１０を移動させることができる種々の位置のための、把握されている／計算される（例えば、電子制御装置１０４により）ツールセンターポイント（ＴＣＰ：ｔｏｏｌ  ｃｅｎｔｅｒ  ｐｏｉｎｔ）を有する。エンドエフェクタの先端部１１６がＴＣＰ内に位置合わせされ得るが、多くの事例でエンドエフェクタの先端部１１６がいくらかの程度でオフセットされることから、それに応じて、種々のタスク（例えば、３−Ｄプリンティング、切断、ピックアンドプレースオペレーション、溶接など）を実施するためにロボットアーム１１０を用いてのエンドエフェクタの適切な位置決めを判断するためには、エンドエフェクタの先端部１１６のロケーションが較正されなければならない。本明細書で説明されるエンドエフェクタ較正システム１００はこの問題を対象としているものであり、この問題を解決するものである。
【００１５】
[0033]図２が、電子制御装置１０４と、ロボットアーム１１０と、エンドエフェクタ較正組立体１２０とを有するエンドエフェクタ較正システム１００を概略的に示している。図２の図では、エンドエフェクタ較正システム１００の種々の構成要素の間の通信が、通信経路１０２を介して実現され得る。
【００１６】
[0034]電子制御装置１０４が、プロセッサ１０５と、メモリ１０６とを有することができる。プロセッサ１０５が、非一時的なコンピュータ可読媒体に保存される機械可読命令を実行することができる任意のデバイスを有することができる。したがって、プロセッサ１０５が、制御装置、集積回路、マイクロチップ、コンピュータ、および／または任意の他の計算デバイスを有することができる。メモリ１０６が通信経路１０２を介してプロセッサ１０５に通信可能に結合される。メモリ１０６が揮発性メモリおよび／または不揮発性メモリとして構成され得、したがって、ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、および／または他の種類のＲＡＭを含む）、フレッシュメモリ、セキュアデジタル（ＳＤ：ｓｅｃｕｒｅ  ｄｉｇｉｔａｌ）メモリ、レジスタ、コンパクトディスク（ＣＤ：ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ：ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｃ）、および／または他の種類の非一時的なのコンピュータ可読媒体を有することができる。特定の実施形態に応じて、これらの非一時的なコンピュータ可読媒体がエンドエフェクタ較正システム１００の中に存在してよく、および／またはエンドエフェクタ較正システム１００の外部にあってよい。メモリ１０６が、エンドエフェクタ較正システム１００の種々の構成要素を制御するための１つまたは複数の論理を保存するように構成され得る。本明細書で説明される実施形態は、本明細書で説明される論理の任意の部分を実施するために分散型の計算構成を利用することができる。
【００１７】
[0035]したがって、電子制御装置１０４は、限定しないが、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットなどを含めた、任意の計算デバイスであってよい。電子制御装置１０４が、通信経路１０２を介して、エンドエフェクタ較正システム１００の他の構成要素に通信可能に結合され得、通信経路１０２が、エンドエフェクタ較正システム１００の種々の構成要素の間で信号の相互接続性を実現する。本明細書で使用される「通信可能に結合される」という用語は、結合される構成要素が互いにデータ信号をやりとりすることができ、例えば、導電性媒体を介して電気信号をやりとりすること、空気を介して電磁信号をやりとりすること、光導波管を介して光学信号をやりとりすること、などを行うことができる、ことを意味する。
【００１８】
[0036]したがって、通信経路１０２が、例えば、導電性ワイヤ、導電性トレース、または光導波管などの、信号を送信することができる任意の媒体から形成され得る。いくつかの実施形態では、通信経路１０２が、ＷｉＦｉおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの、無線信号の送信を容易にすることができる。また、通信経路１０２は、信号を送信することができる媒体の組合せから形成されてもよい。一実施形態では、通信経路１０２が、プロセッサ、メモリ、センサ、入力デバイス、出力デバイス、および通信デバイスなどの構成要素に電気データ信号を送信するのを可能にするために協働する、導電性トレース、導電性ワイヤ、コネクタ、およびバス、の組合せを備えることができる。したがって、通信経路１０２が、例えば、ＬＩＮバス、ＣＡＮバス、およびＶＡＮバスなどの、ビークルバスを含むことができる。また、「信号」という用語が、媒体を通って移動することができる、ＤＣ、ＡＣ、正弦波、三角波、方形波、および振動などの、波形（例えば、電気波形、光波形、磁気波形、機械的波形、または電磁波形）を意味することに留意されたい。
【００１９】
[0037]本明細書でさらに詳細に説明されるように、電子制御装置１０４が、ロボットエンドエフェクタ（例えば、ロボットエンドエフェクタの先端部）のロケーションを較正するためにロボットアーム１１０およびエンドエフェクタ較正組立体１２０の動作を制御することができ、その結果、ロボットエンドエフェクタの運動に対しての正確な制御が達成され得る。ロボットエンドエフェクタの位置を較正するために、エンドエフェクタ較正組立体１２０が第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂを有する。第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂが、通信経路１０２を介して、電子制御装置１０４に通信可能に結合される。しかし、エンドエフェクタ較正組立体１２０がより多くのカメラ組立体を有することができることも企図される。例えば、エンドエフェクタ較正組立体が第３のカメラ組立体を有することができる。加えて、エンドエフェクタ較正組立体１２０が、１つまたは複数のバックライト組立体１５０をさらに有することができる。いくつかの事例では、１つまたは複数のバックライト組立体１５０が電子制御装置１０４に通信可能に結合され得、その結果、電子制御装置１０４が、例えば較正手順中に、１つまたは複数のバックライト組立体１５０を動作させるための論理を実行することができる。
【００２０】
[0038]再び図１を参照すると、エンドエフェクタ較正組立体１２０が３Ｄプリンタ１０に組み込まれて示されている。示される実施形態で、エンドエフェクタ較正組立体１２０が印刷ステージ２０に隣接して配置される。印刷ステージ２０が、昇降式プラットフォーム２１と３Ｄプリンタ１０のベース表面１２との間で昇降式プラットフォーム２１の周縁部の周りを延在するスカート２２を有する昇降式プラットフォーム２１として示されている。しかし、上で述べたように、エンドエフェクタ較正組立体１２０が他のロボットシステムに組み込まれてもよい。したがって、エンドエフェクタ較正組立体１２０が、ロボットエンドエフェクタの位置を較正するために、ロボットエンドエフェクタを取り付けているロボットアームによりロボットエンドエフェクタをエンドエフェクタ較正組立体１２０の中に挿入することができるような任意の場所に配置され得る。例えば、エンドエフェクタ較正組立体１２０が印刷ステージ２０の中に埋設され得る。
【００２１】
[0039]図３が、分離した状態の、印刷ステージ２０のスカート２２に取り付けられたエンドエフェクタ較正組立体１２０の斜視図を示す。エンドエフェクタ較正組立体１２０が、エンドエフェクタ較正組立体１２０の種々の構成要素を構造的に支持するためのハウジング１６０を有することができる。例えば、ハウジング１６０が、第１のカメラ組立体１３０ａ、第２のカメラ組立体１３０ｂ、および１つまたは複数のバックライト組立体１５０を支持することができる。例えば、ハウジング１６０が、第１の側壁１６２と、第１の側壁１６２に結合される第２の側壁１６４とを有することができる。第１のカメラ組立体１３０ａが第１の側壁１６２に設置され得、第２のカメラ組立体１３０ｂが第２の側壁１６４に設置され得、それにより第１のカメラ組立体１３０ａを基準として第２のカメラ組立体１３０ｂが位置決めされる。第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂが、図１および２に表示されるような予めプログラムされるロボット座標系（例えば、Ｘ−Ｙ座標系）を用いて位置合わせされるように設置され得る。例えば、第１のカメラ組立体１３０ａがロボット座標系のＹ軸を用いて位置合わせされ得、第２のカメラ組立体１３０ｂがロボット座標系のＸ軸を用いて位置合わせされ得る。ハウジング１６０が概して正方形形状または長方形形状を有するものとして説明されるが、ハウジング１６０が、第１の側壁および第２の側壁を湾曲させて一方からもう一方へ滑らかに移行することができるような、円筒形形状を有することができることも企図される。
【００２２】
[0040]図４がエンドエフェクタ較正組立体１２０の上面図を示す。示される実施形態では、第１のカメラ組立体１３０ａが第１の画像捕捉経路１３３ａを有し、第２のカメラ組立体１３０ｂが第２の画像捕捉経路１３３ｂを有する。第１のカメラ組立体１３０ａの第１の画像捕捉経路１３３ａが第２のカメラ組立体１３０ｂの第２の画像捕捉経路１３３ｂと交差する。例えば、第１の画像捕捉経路１３３ａが第２の画像捕捉経路１３３ｂと直角に交差するように方向付けられ得る。第２の画像捕捉経路１３３ｂに対して直角となるように第１の画像捕捉経路１３３ａを方向付けるために、第２のカメラ組立体１３０ｂを第１のカメラ組立体１３０ａに対して直角となるように配置するように、第１のカメラ組立体１３０ａがハウジング１６０の第１の側壁１６２に設置され得、第２のカメラ組立体１３０ｂが第２の側壁１６４に設置され得る。
【００２３】
[0041]図５がエンドエフェクタ較正組立体１２０の分解図を示す。示される実施形態では、ハウジング１６０が、主ハウジング部分１７０、バックライトハウジング部分１８０、およびベースワイヤハウジング部分１９０を有する。一体に組み立てられている状態では、図３および４に示されるように、ハウジング１６０が、そこを通してロボットエンドエフェクタを受けるように構成される開口部１６３を有するエンクロージャ１６１を形成する。種々の構成要素が、固定具（例えば、ねじ式固定具、ブッシュ、など）を使用することなどの任意の従来の結合テクニックを介して互いに結合され得る。いくつかの実施形態では、種々の構成要素が、溶接またはろう付けなどを介して互いに固定され得る。上で述べたように、ハウジング１６０は正方形構造または長方形構造を概して有するものとして示されているが、代わりに、ハウジングの種々の構成要素が円形形状または円筒形形状を有してもよい。したがって、エンクロージャが、任意の多角形形状または非多角形形状を有することができる（例えば、円形、正方形、長方形、など）。
【００２４】
[0042]主ハウジング部分１７０が第１の側壁１６２および第２の側壁１６４を有する。第１の側壁１６２および第２の側壁１６４が、図２に示されるように、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂにインターフェース接続されるように、および第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂを制御ユニットに電気的にかつ通信可能に結合するように、形成される電気接続部を有することができる。例えば、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂがＵＳＢなどの電気接続部を有することができ、第１および第２の側壁が受けポートを有することができ、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂがこれらの受けポートの中に差し込まれ得る。カメラ組立体は図７Ａ〜７Ｃに関連して後でさらに詳細に説明される。カメラ組立体が、例えば、より高いピクセル数、より高いズーム機能などを有するカメラ組立体と容易に交換され得ることに留意されたい。したがって、カメラ組立体は、迅速な交換性を得るために主ハウジング部分１７０に容易に接続されたりまたは主ハウジング部分１７０から容易に外されたりされ得るモジュールユニットであってよい。
【００２５】
[0043]バックライトハウジング部分１８０が、１つまたは複数のバックライト組立体１５０を構造的に支持することができる。例えば、バックライトハウジング部分１８０が、エンクロージャ１６１を形成するために主ハウジング部分１７０の第１の側壁１６２および第２の側壁の両方に結合され得る壁１８１を有することができる。例えば、壁１８１が、第１の壁部分１８２を基準として角度をつけられる第１の壁部分１８２および第２の壁部分１８４を有することができる。例えば、第２の壁部分１８４が第２の壁部分１８４に対して直角に配置され得る。接続壁部分１８５が、主ハウジング部分１７０の第２の側壁１６４に結合されるように第１の壁部分１８２から延在することができる。接続壁部分１８５が第１の壁部分１８２を基準として角度をつけられ得る。例えば、接続壁部分１８５が、図５に示されるように、第１の壁部分１８２から直角にかつ第２の壁部分１８４に平行に延在することができる。
【００２６】
[0044]１つまたは複数のバックライト組立体１５０がバックライトハウジング部分１８０上に設置され得、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂの方に方向付けられ得る。１つまたは複数のバックライト組立体１５０が、第１の画像捕捉経路１３３ａおよび第２の画像捕捉経路１３３ｂのうちの少なくとも一方の方に光を向けるように位置決めされ得る。例えば、第１のバックライト組立体１５０ａは、第１の光が第１の画像捕捉経路１３３ａに沿わって方向付けられるように、第１のカメラ組立体１３０ａの反対側に配置され得る。したがって、第１のバックライト組立体１５０ａがバックライトハウジング部分１８０の第１の壁部分１８２に結合され得る。同様に、第２のバックライト組立体１５０ｂは、第２の光が第２の画像捕捉経路１３３ｂに沿って方向付けられるように、第２のカメラ組立体１３０ｂの反対側に配置され得る。例えば、第２のバックライト１５０ｂがバックライトハウジング部分１８０の第２の壁部分１８２に結合され得る。したがって、ロボットエンドエフェクタがハウジング１６０によって画定されるエンクロージャ内に配置される場合、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂによって捕捉される画像データが後方から光を当てられ得る。いくつかの実施形態では、各々のカメラ組立体の専用のバックライトの代わりに、単一のバックライト組立体（例えば、フレキシブルＬＥＤアレイのソリッドシート）がエンドエフェクタ較正組立体１２０に含まれるすべてのカメラ組立体の視角全体を包含することができることも企図される。カメラ１４０の組立体と同様に、１つまたは複数のバックライト組立体１５０が、より強力であるか、より集中的であるか、またはより多くの色を有するバックライトと容易に交換可能となり得る。したがって、１つまたは複数のバックライト組立体１５０は、迅速な交換性を得るためにバックライトハウジング部分１８０に容易に接続されたりまたはバックライトハウジング部分１８０から容易に外されたりされ得るモジュールユニットであってよい。
【００２７】
[0045]いくつかの実施形態では、背面照明に加えてまたは背面照明の代わりに、前景照明が実現されてもよいことが企図される。例えば、較正されているロボットエンドエフェクタに対して前景照明を実現するために、光源がカメラ組立体のうちの１つまたは複数のカメラ組立体の近傍に（例えば、隣に）配置され得る。１つまたは複数のバックライト１５０に関して後でより詳細に説明するように、前景照明および／または背面照明が、いずれも、特定のロボットエンドエフェクタのために多様な照明シナリオを実現するように多色ライト（例えば、ＬＥＤ）を使用することができる。種々の実施形態で、電子制御装置が、エンドエフェクタ較正組立体１００内での照明効果を個別に制御するために、種々のバックライト組立体／フォアグラウンドライトにおいて個別のバックライト組立体／フォアグラウンドライトおよび／またはゾーンを制御することができる。したがって、より良好に照明を制御することで、エンドエフェクタ較正組立体１００の中に配置されるロボットエンドエフェクタのより良好な画像捕捉を実現することができる。
【００２８】
[0046]ベースワイヤハウジング部分１９０がバックライトハウジング部分１８０のベースに接続されてチャンネル１９２を提供することができ、チャンネル１９２を通して、１つまたは複数のバックライト組立体１５０からのワイヤが主ハウジング部分１７０の中まで誘導される。ベースワイヤハウジング部分１９０が主ハウジング部分１７０に結合され得る。
【００２９】
[0047]第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂならびに１つまたは複数のバックライト組立体１５０からの配線が、主ハウジング部分１７０に結合される電力／データ・コネクタ１９５までルーティングされ得る。電力／データ・コネクタ１９５が、例えば、エンドエフェクタ較正組立体１２０を印刷ステージ２０のスカート２２に結合することができる。電力／データ・コネクタ１９５が、スカート２２に結合され得る（例えば、固定具または同様の機械的結合手段を使用する）コネクタハウジング１９７を有することができる。スカート２２内の開口部がエンドエフェクタ較正組立体１２０の電気／データ・ポート１９６（例えば、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂのための電気／データ・ポート１９６、ならびに／あるいは１つまたは複数のバックライト組立体１５０のための電気／データ・ポート１９６）を露出することができる。電気／データ・ポート１９６が、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂならびに１つまたは複数のバックライト組立体１５０に対しての電力供給を可能にすることができる。電気／データ・ポート１９６は図２に示される通信経路１０２の一部分のためのものであってもよく、電気制御装置１０４と第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂならびに１つまたは複数のバックライト組立体１５０との間のデータ交換性を可能にする。
【００３０】
[0048]図６が、電力／データ・コネクタ１９５を用いて印刷ステージ２０のスカート２２に組み付けられたエンドエフェクタ較正組立体１２０の正面図を示す。スカート２２内の開口部がエンドエフェクタ較正組立体１２０の電気／データ・ポート１９６を露出することができる。電子制御装置１０４からの配線が、図１および２に示される電子制御装置１０４とエンドエフェクタ較正組立体１２０との間の通信を実現するために電気／データ・ポート１９６からルーティングされ得る。
【００３１】
[0049]図７Ａ〜７Ｃが１つまたは複数の実施形態によるカメラ組立体１３０を示す。図７Ａが正面斜視図を示し、図７Ｂが背面斜視図を示し、図７Ｃがカメラ組立体１３０の分解図を示す。第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂの各々の構造はカメラ組立体１３０に実質的に等しくてよい。しかし、カメラ組立体１３０の変形形態も企図され得、可能である。
【００３２】
[0050]図７Ａ〜７Ｃをまとめて参照すると、カメラ組立体１３０が、カメラ組立体１３０の電子構成要素を収容するように構成されるカメラハウジング１３２を有することができる。カメラハウジング１３２が、メインボディ１３４、レンズカバー１３６、およびバックプレート１３８を有することができる。カメラ１４０（図３Ｃに示される）がカメラハウジング１３２内に収容される。カメラ１４０は、紫外線波長域、可視光線波長域、または赤外線波長域の放射線を検出することができる感知素子のアレイ（例えば、ピクセル）を有する任意のデバイスであってよい。カメラ１４０が任意の解像度を有することができる。いくつかの実施形態では、ミラー、魚眼レンズ、または任意の他の種類のレンズなどの、１つまたは複数の光学構成要素が、カメラ１４０に光学的に結合され得る。
【００３３】
[0051]図７Ｃを参照すると、カメラハウジング１３２のメインボディ１３４が、カメラ１４０を着座させる空洞１３１を画定することができる。例えば、示される実施形態では、メインボディ１３４が、その中でカメラ１４０を延在させることができる突出部分１３５を有する。したがって、ハウジング１６０のメインボディ１３４の中への挿入時、カメラ１４０のレンズ１４２が突出部分１３５内に着座することができ、それによりカメラ１４０のレンズ１４２に平行な平面の画像データを捕捉することができる。
【００３４】
[0052]カメラハウジング１３２が防水環境を提供することができ、その中でカメラ１４０が動作することができる。例えば、レンズカバー１３６が、不注意によるカメラ１４０の方への流体のしぶきからカメラ１４０を保護することができる。レンズカバー１３６が、例えばねじ係合を介して、メインボディ１３４の突出部分１３５に結合され得る。レンズカバー１３６が窓（例えば、透明ガラスまたはプラスチック、など）を提供することができ、この窓を通してカメラ１４０のレンズ１４２が画像データを捕捉することができる。いくつかの実施形態では、突出部分１３５がＯリング溝１３７を有することができ、その結果、Ｏリングが、レンズカバー１３６とメインボディ１３４との間に流体シールを提供するように配置され得る。
【００３５】
[0053]継続して図７Ｃを参照すると、カメラ１４０がバックプレート１３８に設置され得る。例えば、カメラ１４０が、接着剤、固定具、または他の従来の結合テクニックを使用して、バックプレート１３８に設置され得る。図７Ｂを参照すると、カメラ１４０が、バックプレート１３８を通って延在する電気接続部１４４（例えば、ＵＳＢベース、ＧＩＧｅベース、またはイーサネットベース）を有することができる。電気接続部１４４が、図２に示される通信経路１０２を用いての接続および通信を可能にすることができる。バックプレート１３８が、固定具などを介してメインボディ１３４に結合され得る。第２のＯリング溝１３９がバックプレート１３８とメインボディ１３４との間に形成され得、第２のＯリング溝１３９の中にＯリングが挿入され得る。Ｏリングがバックプレート１３８とメインボディ１３４との間に流体シールを提供することができる。カメラハウジング１３２が特定の形状を有するように示されているが、本開示の範囲から逸脱することなく他の形状が企図され、可能である、ことに留意されたい。
【００３６】
[0054]図８Ａ〜８Ｃがバックライト組立体１５０の種々の図を示す。バックライト組立体１５０は上述した第１のバックライト組立体１５０ａおよび第２のバックライト組立体１５０ｂと等しくてよい。図８Ａが正面斜視図を示し、図８ｂが背面斜視図を示し、図８Ｃが分解図を示す。特に図８Ｃを参照すると、バックライト組立体１５０が、光ディフューザ１５２、光源１５４、バッキングプレート１５６、およびバックライト１５８を有することができる。いくつかの実施形態では、バックライト組立体１５０が、光源１５４を減光するための、光源１５４に通信可能に結合されるトリムポテンショメータを有することができる。
【００３７】
[0055]光ディフューザ１５２は、光源１５４からの光を光源１５４の特定のポイントに集中させないようにするために光を拡散または散乱させる任意の材料であってよい。いくつかの実施形態では、光ディフューザ１５２が不透明であってよい。
【００３８】
[0056]光ディフューザ１５２の後方に光源１５４が存在してよい。光源１５４は可視光を出力する任意のデバイスであってよい。いくつかの実施形態では、光源１５４が光源のアレイであってよい（例えば、ＬＥＤアレイ）。光源１５４が任意の有色光源を有することができる。いくつかの実施形態では、光源１５４が、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂの感度を基準として個別に選択される色であってよい。例えば、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂが、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂの画像捕捉に干渉するような白色のアンビエント照明を回避するように青色光に対して感応性を有してよい。いくつかの実施形態では、第１のバックライト組立体１５０ａの光源１５４（例えば、白色光源）が、第２のバックライト組立体１５０ｂの光源１５４（例えば、赤色光源）とは異なっていてよい。
【００３９】
[0057]バッキングプレート１５６が光源１５４を構造的に支持することができる。いくつかの実施形態では、バッキングプレート１５６が、バックライト組立体１５０によって出力された光を向上させるために反射性であってよい。
【００４０】
[0058]バックライトハウジング１５８がバックライト組立体１５０の種々の構成要素を構造的に支持することができ、エンドエフェクタ組立体１２０のバックライトハウジング部分１８０に結合され得る。例えば、バックライトハウジング１５８が、ねじ式固定具または接着剤などを使用してバックライトハウジング部分１８０に結合され得る。バックライトハウジング１５８が、バックライト組立体１５０の周りに液密シールを提供するためにＯリングを挿入するためのＯリング溝１５９を画定することができる。
【００４１】
[0059]図９Ａおよび９Ｂが代替のバックライト組立体１５０’を示す。図９Ａが正面斜視図を示し、図９Ｂが分解図を示す。示される実施形態では、バックライト組立体１５０’が、光ディフューザ１５２’（光ディフューザ１５２と同様）、光源１５４の代わりであるＰＣＢ  ＬＥＤアレイ１５４’、およびバックライトハウジング１５８’（バックライトハウジング１５８と同様）を有する。したがって、ＰＣＢ  ＬＥＤアレイ１５４’がより一様なバックライトを提供することができる。
【００４２】
[0060]図１０が、ロボットアーム１１０に結合されるロボットエンドエフェクタ１１４の位置を較正するための方法を描写するフローチャート２００を示す。ステップが特定の順所で示されたり特定のステップ数で示されたりしているが、本開示の範囲から逸脱することなく、多様な順序でのより多くのまたはより少ないステップも企図され、可能である。この方法が、ステップ２０２で、第１の画像捕捉経路１３３ａ内にかつ第２の画像捕捉経路１３３ｂ内に同時にロボットエンドエフェクタ１１４を配置することを含む。定位置にある状態で、この方法が、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂを用いてエンドエフェクタの画像データを捕捉することを含むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、上述したように、１つまたは複数のバックライト組立体１５０を用いてロボットエンドエフェクタに後方から光を当てるステップが含まれ得る。バックライトが、ロボットエンドエフェクタおよび背景の画像により良好なコントラストを提供することができる。図１１Ａおよび１１Ｂが、ロボットアーム１１０の端部１１２に結合されるロボットエンドエフェクタ１１４を示す。エンドエフェクタ１１４の先端部１１６が、エンドエフェクタ較正組立体１２０によって画定されるエンクロージャ内に配置される。ステップ２０４で、この方法が、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂから受信される画像データに基づいてロボットエンドエフェクタ１１４の位置を較正することをさらに含む。具体的には、ロボットエンドエフェクタ１１４の先端部１１６の位置が較正され得る。図１２Ａおよび１２Ｂが、第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂからそれぞれ捕捉される画像データを示す。
【００４３】
[0061]ステップ２０６でロボットエンドエフェクタ１１４の位置を較正するために、電子制御装置１０４が第１のカメラ組立体１３０ａからの画像データを処理して、第１の画像捕捉経路１３３ａに対して垂直な第１の平面において（例えば、Ｙ軸に沿って）ロボットエンドエフェクタ１１４の位置を判断することができる（例えば、エッジ認識処理を使用してロボットエンドエフェクタ１１４の先端部１１６の位置を判断することができる）。ステップ２０８で、電子制御装置１０４が、同様に、第２のカメラ組立体１３０ｂからの画像データを処理して、第２の画像捕捉経路１３３ｂに対して垂直な第２の平面において（例えば、Ｘ軸に沿って）ロボットエンドエフェクタ１１４の（例えば、ロボットエンドエフェクタ１１４の先端部１１６）の第２の位置を判断することができる。これらの位置が、上で考察したように、ロボットマニピュレータ１１３のＴＣＰと共に記録され得る。次いで、このプロセスが、異なるＴＣＰを用いて、複数回繰り返され得る（例えば、１回または複数回の繰り返し手順、２回以上の繰り返し手順、４回以上の繰り返し手順、１０回以上の繰り返し手順、２０回以上の繰り返し手順、３０回以上の繰り返し手順、など）。つまり、ロボットエンドエフェクタ１１４の位置が第１の画像捕捉経路１３３ａ内でかつ第２の画像捕捉経路１３３ｂ内で調整され得（ステップ２１０）、それにより、電子制御装置１０４によって計算および／または検索され得る新しいＴＣＰが得られる。したがって、各々のＴＣＰでの繰り返し手順において、第１の画像捕捉経路１３３ａ内でのかつ第２の画像捕捉経路１３３ｂ内でのエンドエフェクタ１１４の位置が決定され得る。所定の回数の繰り返し手順の後（例えば、１回または複数回の繰り返し手順、２回以上の繰り返し手順、４回以上の繰り返し手順、１０回以上の繰り返し手順、２０回以上の繰り返し手順、３０回以上の繰り返し手順、など）、電子制御装置によって数学的変換が決定され得、その結果、各ＴＣＰに対して変換が適用され、ロボット座標系でのロボットエンドエフェクタ１１４の得られるロケーションが決定され得る。したがって、電子制御装置１０４が、任意のＴＣＰにおいてのロボットエンドエフェクタ１１４の正確なロケーションおよび向きを決定するための方程式を決定することができる。
【００４４】
[0062]いくつかの実施形態では、新しいロボットエンドエフェクタの装着後、ロボットエンドエフェクタの較正が自動で行われ得る。いくつかの実施形態では、較正が、ロボットアーム１１０およびロボットエンドエフェクタ１１４によって実施されるいかなる仕事よりも先に行われ得、それにより、動作前にロボットエンドエフェクタ１１４を適切に位置決めすることが保証される。
【００４５】
[0063]いくつかの実施形態では、ステップ２１２で、電子制御装置１０４が、エンドエフェクタの個別の種類を特定するために第１のカメラ組立体１３０ａおよび第２のカメラ組立体１３０ｂから受信される画像データを処理することができる。したがって、電子制御装置１０４が、ツールの個別の特性を決定することにおいて有用となり得るようなエンドエフェクタの種類の個別の特徴を決定することが可能となり得る。例えば、電子制御装置１０４がツールの種類を特定することができ、ツールの摩損、不適切な装着、ツールの長さ、ツールの形状、表面汚染などを判断すること可能となり得る。
【００４６】
[0064]実施形態では、較正が、従来の較正テクニックよりも大幅に高速となり得る。例えば、いくつかの実施形態では、６次元の先端部の較正を実施するのに、較正が、３０秒未満、２０秒未満、または１０秒未満で行われ得る。
【００４７】
[0065]以下の番号を付される項を参照して実施形態を説明することができ、ここでは従属する項に好適な特徴が明記される。
【００４８】
[0066]１．エンドエフェクタ較正組立体であって、このエンドエフェクタ較正組立体が：電子制御装置と；電子制御装置に通信可能に結合される第１のカメラ組立体と；電子制御装置に通信可能に結合される第２のカメラ組立体と、を備え、第１のカメラ組立体の第１の画像捕捉経路が第２のカメラ組立体の第２の画像捕捉経路と交差し、電子制御装置が：第１のカメラ組立体から画像データを受信し；第２のカメラ組立体から画像データを受信し；第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいてロボットエンドエフェクタの位置を較正する。
【００４９】
[0067]２．項１のエンドエフェクタ較正組立体において、第１の画像捕捉経路が第２の画像捕捉経路と直角に交差するように方向付けられる。
【００５０】
[0068]３．項１のエンドエフェクタ較正組立体において、ハウジングをさらに備え、ハウジングが：第１の側壁と；第１の側壁に結合される第２の側壁とを備え、第１のカメラ組立体が第１の側壁に設置され；第２のカメラ組立体が第２の側壁に設置され、第１のカメラ組立体に対して直角となるように配置される。
【００５１】
[0069]４．項３のエンドエフェクタ較正組立体において、ハウジングが、開口部を通してエンドエフェクタを受けるように構成される開口部を有するエンクロージャを備える。
【００５２】
[0070]５．項１のエンドエフェクタ較正組立体において、第１の画像捕捉経路および第２の画像捕捉経路のうちの少なくとも一方の方に光を向けるように位置決めされる１つまたは複数のバックライト組立体をさらに備える。
【００５３】
[0071]６．項１のエンドエフェクタ較正組立体において、第１の光が第１の画像捕捉経路に沿って方向付けられるように、第１のカメラ組立体の反対側に配置される第１のバックライト組立体と；第２の光が第２の画像捕捉経路に沿って方向付けられるように、第２のカメラ組立体の反対側に配置される第２のバックライト組立体とをさらに備える。
【００５４】
[0072]７．項１のエンドエフェクタ較正組立体において、電子制御装置が、第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいて特定のロボットエンドエフェクタを特定する。
【００５５】
[0073]８．エンドエフェクタ較正システムであって、このエンドエフェクタ較正システムが：電子制御装置と；電子制御装置に通信可能に結合されるロボットアームと；ロボットアームの端部に結合されるロボットエンドエフェクタと；電子制御装置に通信可能に結合される第１のカメラ組立体と；電子制御装置に通信可能に結合される第２のカメラ組立体とを備え、第１のカメラ組立体の第１の画像捕捉経路が第２のカメラ組立体の第２の画像捕捉経路と交差し、電子制御装置が；ロボットエンドエフェクタを第１の画像捕捉経路および第２の画像捕捉経路の中に配置するようにロボットアームを移動させ；第１のカメラ組立体から画像データを受信し；第２のカメラ組立体から画像データを受信し；第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいてロボットエンドエフェクタの位置を較正する。
【００５６】
[0074]９．項８のエンドエフェクタ較正システムにおいて、電子制御装置が、ロボッドエンドエフェクタの複数の向きの画像データを捕捉するためにロボットアームを用いてロボットエンドエフェクタの位置を調整する。
【００５７】
[0075]１０．項８のエンドエフェクタ較正システムにおいて、第１の画像捕捉経路が第２の画像捕捉経路と直角に交差するように方向付けられる。
【００５８】
[0076]１１．項８のエンドエフェクタ較正システムにおいて、ハウジングをさらに備え、ハウジングが：第１の側壁と；第１の側壁に結合される第２の側壁とを備え、第１のカメラ組立体が第１の側壁に設置され；第２のカメラ組立体が第２の側壁に設置され、第１のカメラ組立体に対して直角となるように配置される。
【００５９】
[0077]１２．項１１のエンドエフェクタ較正システムにおいて、ハウジングが、開口部を通してエンドエフェクタを受けるように構成される開口部を有するエンクロージャを備える。
【００６０】
[0078]１３．項８のエンドエフェクタ較正システムにおいて、第１の画像捕捉経路および第２の画像捕捉経路のうちの少なくとも一方の方に光を向けるように位置決めされる１つまたは複数のバックライト組立体をさらに備える。
【００６１】
[0079]１４．項８のエンドエフェクタ較正システムにおいて、第１の光が第１の画像捕捉経路に沿って方向付けられるように、第１のカメラ組立体の反対側に配置される第１のバックライト組立体と；第２の光が第２の画像捕捉経路に沿って方向付けられるように、第２のカメラ組立体の反対側に配置される第２のバックライト組立体とをさらに備える。
【００６２】
[0080]１５．項８のエンドエフェクタ較正システムにおいて、電子制御装置が、第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいて特定のロボットエンドエフェクタを特定する。
【００６３】
[0081]１６．ロボットエンドエフェクタの位置を較正するための方法であって、この方法が；ロボットエンドエフェクタを第１のカメラ組立体の第１の画像捕捉経路内および第２のカメラ組立体の第２の画像捕捉経路内に同時に配置することと；第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいてロボットエンドエフェクタの位置を較正することとを含む。
【００６４】
[0082]１７．項１６の方法において、第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいてロボットエンドエフェクタの位置を較正することが：第１の画像捕捉経路に対して垂直な第１の平面においてロボットエンドエフェクタの第１の位置を判断するために第１のカメラ組立体からの画像データを処理することと；第２の画像捕捉経路に対して垂直な第２の平面においてロボットエンドエフェクタの第２の位置を判断するために第２のカメラ組立体からの画像データを処理することとを含む。
【００６５】
[0083]１８．項１７の方法において、第１の画像捕捉経路および第２の画像捕捉経路内でロボットエンドエフェクタの位置を調整することをさらに含む。
【００６６】
[0084]１９．項１７の方法において、１つまたは複数のバックライト組立体を用いてロボットエンドエフェクタに後方から光を当てることをさらに含む。
【００６７】
[0085]２０．項１９の方法において、第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体から受信した画像データに基づいて特定のロボットエンドエフェクタを特定することをさらに含む。
【００６８】
[0086]本開示の実施形態が、エンドエフェクタの較正の、組立体、システム、および方法を対象にすることを理解されたい。具体的には、エンドエフェクタ較正システムが、限定しないが、第１のカメラ組立体および第２のカメラ組立体を有することができ、第１のカメラ組立体の第１の画像捕捉経路が第２のカメラ組立体の第２の画像捕捉経路と交差する。第１および第２のカメラ組立体から受信される画像データが、電子制御装置により、ロボットエンドエフェクタの、また特にはロボットエンドエフェクタの先端部の、位置を迅速かつ効果的に較正するのを可能にすることができる。いくつかの事例では、電子制御装置がさらに、ツールの種類を認識することができ、それに応じて較正計算を調整することができる。また、いくつかの事例では、電子制御装置が、エンドエフェクタの摩損、ロボットアームに対してのロボットエンドエフェクタの適切な組み付け、またはロボットエンドエフェクタの他の特性を判断するために画像データを処理するように構成され得る。
【００６９】
[0087]「実質的に」または「約」という用語が、本明細書において、任意の定量的比較、値、測定、または他の表記法に起因する可能性のある固有の不確実性の程度を表すのに利用され得ることに留意されたい。これら用語はまた、本明細書において、検討する主題の基本的機能を変化させることなく、ある定量的表現が、記載される基準から逸脱する場合の許容される程度を表すのにも利用される。
【００７０】
[0088]本明細書で特定の実施形態を示して説明してきたが、特許請求される主題の精神および範囲から逸脱することなく、多様な他の変形形態および変更形態が作られ得ることを理解されたい。また、特許請求される主題の種々の態様が本明細書で説明されるが、これらの態様は組合せで利用されることを必要としない。したがって、添付の特許請求の範囲は、特許請求される主題の範囲内にあるようなすべての変形形態および変更形態を包含することが意図される。
【図１】
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【図２】
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【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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