TW202327835A - 具備三維感測器的機器人裝置及機器人裝置的控制方法 - Google Patents

Abstract

機器人裝置具備：位置資訊生成部，其基於視覺感測器的輸出來生成工件的表面的三維位置資訊；及面推定部，其基於三維位置資訊來推定與包含工件的表面之面有關的面資訊。機器人將視覺感測器從第1位置移動到第2位置。補正量設定部設定用以驅動在第2位置的機器人之補正量，以使包含在第1位置檢測到之工件的表面之第1面、與包含在第2位置檢測到之工件的表面之第2面會一致。

Description

具備三維感測器的機器人裝置及機器人裝置的控制方法

發明領域

本發明是有關於一種具備三維感測器的機器人裝置及機器人裝置的控制方法。

發明背景

具備機器人及作業工具的機器人裝置可藉由變更機器人的位置及姿勢來進行各種作業。已知機器人為了以與工件的位置及姿勢相對應的位置及姿勢來進行作業，會以三維感測器來檢測出工件的位置(例如日本特開2004-144557號公報)。藉由基於以三維感測器所檢測到之工件的位置及姿勢來驅動機器人，機器人裝置可精度良好地進行作業。

藉由使用三維感測器，可在包含於計測區域的內部之工件的表面設定複數個三維點，並檢測出各個三維點的位置。進而，可基於複數個三維點的位置，來生成濃度會因應距離而不同的距離圖像等。

當工件相對於三維感測器的計測區域較大時，機器人裝置可一面使三維感測器移動，一面於複數個位置進行計測。可將於複數個位置配置三維感測器所取得之三維點雲合成。例如，將三維照相機固定於機器人裝置的手部。可變更機器人的位置及姿勢，在複數個位置進行攝像。然後，可將在各個位置所計測到的三維點雲合成以生成一個大的三維點雲。

或，當工件的表面有光澤時，有時因光的光暈(halation)而無法計測工件的一部分位置(例如日本特開2019-113895號公報)。當產生此類光暈時，可藉由一面改變三維感測器的位置，一面在複數個位置進行攝像，來填補無法計測位置的部分的三維點。 先行技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-144557號公報 專利文獻2：日本特開2019-113895號公報

發明概要 發明欲解決之課題

機器人裝置的控制裝置在算出設定於工件的表面之三維點的位置時，將設定於三維感測器的感測器座標系統中的位置，轉換成機器人座標系統中的位置。此時是基於機器人的位置及姿勢來轉換三維點的位置。但若機器人的位置及姿勢有誤差，此誤差有時會影響三維點的位置的精度。例如，有以下問題：因減速機的背隙(backlash)所造成之機器人的位置及姿勢的誤差，使機器人座標系統中之三維點的位置產生誤差。特別會有以下問題：在從複數個位置計測三維點並合成三維點雲的情況下，若基於合成的三維點雲來進行機器人裝置的控制，會有控制不正確的問題。 用以解決課題之手段

本揭示的態樣的機器人裝置具備：三維感測器，其用以檢測出工件的表面的位置；及機器人，其變更工件與三維感測器之相對的位置。機器人裝置具備：位置資訊生成部，其基於三維感測器的輸出來生成工件的表面的三維位置資訊；及面推定部，其基於三維位置資訊來推定與包含工件的表面之面有關的面資訊。機器人裝置具備補正量設定部，前述補正量設定部設定用以驅動機器人的補正量。機器人形成為將工件與三維感測器之相對的位置從第1相對位置，變更為與第1相對位置不同的第2相對位置。補正量設定部基於面資訊來設定用以驅動在第2相對位置的機器人之補正量，以使包含在第1相對位置檢測到之工件的表面之第1面、與包含在第2相對位置檢測到之工件的表面之第2面會一致。

本揭示的態樣之機器人裝置的控制方法包含以下程序：機器人將工件與三維感測器之相對的位置配置於第1相對位置；及位置資訊生成部基於三維感測器的輸出，來生成在第1相對位置之工件的表面的三維位置資訊。控制方法包含以下程序：機器人將工件與三維感測器之相對的位置，配置於與第1相對位置不同的第2相對位置；及位置資訊生成部基於三維感測器的輸出，來生成在第2相對位置之工件的表面的三維位置資訊。控制方法包含以下程序：面推定部基於各個相對位置的三維位置資訊，來推定與包含工件的表面之面有關的面資訊。控制方法包含以下程序：補正量設定部基於面資訊來設定用以驅動在第2相對位置的機器人之補正量，以使包含在第1相對位置檢測到之工件的表面之第1面、與包含在第2相對位置檢測到之工件的表面之第2面會一致。 發明效果

本揭示的態樣的機器人裝置及機器人裝置的控制方法可設定機器人的補正量，前述補正量可使從三維感測器的輸出所取得之三維位置資訊的誤差變小。

用以實施發明之形態

參考圖1至圖18，來說明實施形態的機器人裝置及機器人裝置的控制方法。本實施形態的機器人裝置具備三維感測器，前述三維感測器用以檢測出作為進行作業的對象物之工件的表面的位置。藉由處理三維感測器的輸出，來取得三維點的位置等三維位置資訊。首先說明第1機器人裝置，前述第1機器人裝置具備變更三維感測器的位置及姿勢之機器人。

圖1是本實施形態的第1機器人裝置的立體圖。圖2是本實施形態的第1機器人裝置的方塊圖。參考圖1及圖2，第1機器人裝置3搬送工件65。第1機器人裝置3具備用以把持第1工件65的作為作業工具之手部5、及移動手部5的作為移動機構之機器人1。機器人裝置3具備控制機器人1及手部5的控制裝置2。機器人裝置3具備作為三維感測器之視覺感測器30，前述視覺感測器30輸出用以檢測出工件65之表面的位置的訊號。

第1工件65是具有平面狀的表面65a之板狀的構件。工件65配置於作為載置構件之架台69的表面69a。在第1機器人裝置3，工件65的位置及姿勢是不動的。本實施形態的手部5藉由吸附來把持工件65。作業工具不限於此形態，可採用與機器人裝置3所進行的作業相應之任意的作業工具。例如，可採用進行熔接的作業工具或塗布密封材料的作業工具等。

機器人1是包含複數個關節部18的垂直多關節機器人。機器人1包含上部臂11及下部臂12。下部臂12支撐於旋繞基座13。旋繞基座13支撐於基座14。基座14固定於設置面。機器人1包含連結於上部臂11的端部的腕15。腕15包含將手部5固定的凸緣16。本實施形態的機器人具有6個驅動軸，但不限於此形態。機器人1可採用能移動作業工具之任意的機器人。

視覺感測器30透過支撐構件36來安裝於凸緣16。在第1機器人裝置3，視覺感測器30是以位置及姿勢會與手部5一同變化的方式支撐於機器人1。

本實施形態的機器人1包含機器人驅動裝置21，前述機器人驅動裝置21驅動上部臂11等機器人1的構成構件。機器人驅動裝置21包含用以驅動上部臂11、下部臂12、旋繞基座13及腕15的複數個驅動馬達。手部5包含驅動手部5的手部驅動裝置22。本實施形態的手部驅動裝置22是藉由氣壓來驅動手部5。手部驅動裝置22包含將減壓過的空氣供給至手部5之真空泵及電磁閥等。

控制裝置2具備包含作為處理器之CPU(Central Processing Unit(中央處理單元))的運算處理裝置24(電腦)。運算處理裝置24具有透過匯流排來相互連接於CPU的RAM(Random Access Memory(隨機存取記憶體))及ROM(Read Only Memory(唯讀記憶體))等。機器人裝置3的機器人1及手部5是基於動作程式41來驅動。機器人裝置3具有自動地搬送工件65的功能。

控制裝置2的運算處理裝置24包含記憶部42，前述記憶部42記憶與機器人裝置3的控制有關的資訊。記憶部42可藉由能記憶資訊的非暫時性記憶媒體來構成。例如，記憶部42可藉由揮發性記憶體、非揮發性記憶體、磁性記憶媒體或光記憶媒體等記憶媒體來構成。動作程式41記憶於記憶部42，前述動作程式41是為了進行機器人1的動作而預先製作。

運算處理裝置24包含送出動作指令的動作控制部43。動作控制部43將用以基於動作程式41來驅動機器人1的動作指令，送出至機器人驅動部44。機器人驅動部44包含將驅動馬達驅動的電路。機器人驅動部44基於動作指令，來將電力供給至機器人驅動裝置21。又，動作控制部43將驅動手部驅動裝置22的動作指令送出至手部驅動部45。手部驅動部45包含驅動泵等之電路。手部驅動部45根據動作指令，來將電力供給至手部驅動裝置22。

動作控制部43相當於按照動作程式41來驅動的處理器。處理器讀入動作程式41來實施決定於動作程式41的控制，藉此作為動作控制部43而發揮功能。

機器人1包含用以檢測出機器人1的位置及姿勢的狀態檢測器。本實施形態的狀態檢測器包含位置檢測器23，前述位置檢測器23安裝於機器人驅動裝置21之各驅動軸的驅動馬達。位置檢測器23是藉由例如編碼器來構成。藉由位置檢測器23的輸出，來檢測機器人1的位置及姿勢。

控制裝置2包含供作業者以手動操作機器人裝置3的作為操作盤之教示操作盤49。教示操作盤49包含輸入部49a，前述輸入部49a輸入有關機器人裝置3的資訊。輸入部49a是藉由鍵盤及刻度盤等操作構件來構成。教示操作盤49包含顯示部49b，前述顯示部49b顯示與機器人裝置3的控制有關的資訊。顯示部49b是以液晶顯示面板等顯示面板來構成。

於本實施形態的機器人裝置3，設定有機器人座標系統71，前述機器人座標系統71在機器人1的位置及姿勢變化時仍為不動的。在圖1所示之例中，於機器人1的基座14配置有機器人座標系統71的原點。機器人座標系統71亦稱為世界座標系統。機器人座標系統71之原點的位置固定，且座標軸的方向固定。本實施形態的機器人座標系統71設定為Z軸與鉛直方向呈平行。

於機器人裝置3設定有工具座標系統73，前述工具座標系統73具有設定在作業工具之任意位置的原點。工具座標系統73的位置及姿勢會與手部5一同變化。在本實施形態中，工具座標系統73的原點設定於工具前端點。機器人1的位置對應於工具前端點的位置(工具座標系統73的原點的位置)。又，機器人1的姿勢對應於工具座標系統73相對於機器人座標系統71的姿勢。

進而，於機器人裝置3，對視覺感測器30設定有感測器座標系統72。感測器座標系統72是原點固定於視覺感測器30的透鏡中心點等任意位置之座標系統。感測器座標系統72的位置及姿勢會與視覺感測器30一同變化。本實施形態的感測器座標系統72設定為Z軸與包含於視覺感測器30之照相機的光軸呈平行。

感測器座標系統72相對於設定在凸緣16的表面之凸緣座標系統或工具座標系統73的相對位置及相對姿勢是預先決定的。感測器座標系統72已經過校正，而能夠基於機器人1的位置及姿勢，由感測器座標系統72的座標值算出機器人座標系統71的座標值。

於各個座標系統決定有X軸、Y軸及Z軸。又，決定有繞著X軸的W軸、繞著Y軸的P軸及繞著Z軸的R軸。

於圖3表示本實施形態的視覺感測器的概略圖。本實施形態的視覺感測器是可取得對象物表面的三維位置資訊之三維照相機。參考圖2及圖3，本實施形態的視覺感測器30是包含第1照相機31及第2照相機32之立體照相機。各個照相機31、32是可拍攝二維的圖像之二維照相機。本實施形態的視覺感測器30包含投影機33，前述投影機33朝向工件65投影條紋紋樣等圖案光。照相機31、32及投影機33配置於殼體34的內部。

參考圖2，機器人裝置3的控制裝置2包含視覺感測器30。機器人1變更工件65與視覺感測器30之相對的位置。控制裝置2包含處理視覺感測器30的輸出之處理部51。處理部51包含位置資訊生成部52，前述位置資訊生成部52基於視覺感測器30的輸出，來生成工件65的表面的三維位置資訊。處理部51包含面推定部53，前述面推定部53基於三維位置資訊，來推定與包含工件的表面之面有關的面資訊。面資訊是特定出工件的表面的資訊。例如，當工件的表面為平面時，面資訊包含機器人座標系統中之表面的方程式。

處理部51包含補正量設定部55，前述補正量設定部55設定用以驅動機器人1的補正量。機器人1將工件65與視覺感測器30之相對的位置從第1相對位置，變更為與第1相對位置不同的第2相對位置。處理部51包含判定部54，前述判定部54判定包含在第1相對位置檢測到之工件65的表面之第1面、與包含在第2相對位置檢測到之工件65的表面之第2面，在預先決定的判定範圍內是否一致。補正量設定部55基於面資訊來設定用以驅動在第2相對位置的機器人之補正量，以使第1面與第2面會一致。例如，補正量設定部55基於面資訊來設定用以驅動在第2相對位置的機器人之補正量，以使第1面與第2面會在預先決定的範圍內一致。

處理部51具備合成部56，前述合成部56將在複數個相對位置取得之複數個工件的表面的三維位置資訊合成。在此之例中，合成部56將在第1相對位置檢測到的三維位置資訊及在第2相對位置檢測到的三維位置資訊合成。特言之，合成部56使用的是，在基於由補正量設定部55所設定的補正量補正過的第2相對位置生成的三維位置資訊。

處理部51包含攝像控制部57，前述攝像控制部57進行與視覺感測器30的攝像有關的控制。處理部51包含指令部58，前述指令部58送出對於機器人1的動作的指令。本實施形態的指令部58基於由補正量設定部55所設定之機器人1的動作的補正量，將機器人1的位置及姿勢的修正指令送出至動作控制部43。

上述處理部51相當於按照動作程式41來驅動的處理器。處理器實施決定於動作程式41的控制，藉此作為處理部51而發揮功能。又，包含於處理部51的位置資訊生成部52、面推定部53、判定部54、補正量設定部55及合成部56相當於按照動作程式41來驅動的處理器。又，攝像控制部57及指令部58相當於按照動作程式41來驅動的處理器。處理器實施決定於動作程式41的控制，藉此作為各個單元而發揮功能。

本實施形態的位置資訊生成部52基於以第1照相機31所拍攝的圖像與以第2照相機32所拍攝的圖像之視差，來算出從視覺感測器30到設定於對象物表面之三維點的距離。例如可就攝像元件的每個像素來設定三維點。位置資訊生成部52就每個三維點算出從視覺感測器30起算的距離。進而，位置資訊生成部52基於從視覺感測器30起算的距離，來算出感測器座標系統72中之三維點的位置的座標值。

於圖4表示用以說明三維點雲及距離圖像之例的視覺感測器及工件的立體圖。於此例中，於架台69的表面69a傾斜配置有工件65。架台69的表面69a相對於視覺感測器30的照相機31、32的光軸垂直地延伸。藉由處理以視覺感測器30的照相機31、32所拍攝的圖像，可檢測出如箭頭102、103所示，從視覺感測器30到設定於工件63的表面之三維點的距離。

於圖5表示由位置資訊生成部所生成之三維點的點雲的立體圖。在圖5中，以虛線表示工件65的輪廓及計測區域91的輪廓。三維點85配置於與視覺感測器30相對向之物體的表面上。位置資訊生成部52對計測區域91的內部所包含之物體的表面設定三維點85。在此，於工件65的表面65a配置有許多三維點85。又，於計測區域91的內部之架台69的表面69a配置有許多三維點85。

如此，位置資訊生成部52能以三維點雲來表示工件65的表面。位置資訊生成部52能以距離圖像或三維點的位置資訊(三維地圖)的形式，來生成對象物表面的三維位置資訊。距離圖像是藉由二維的圖像來表現出對象物表面的位置資訊。在距離圖像中，藉由各個像素的濃度或顏色，來表現從視覺感測器30到三維點的距離。另，三維地圖是以對象物表面之三維點的座標值(x,y,z)的集合，來表現出對象物表面的位置資訊。此類座標值能以機器人座標系統71或感測器座標系統72來表現。

於圖6表示藉由視覺感測器的輸出所得到的距離圖像之例。位置資訊生成部52可生成距離圖像81，前述距離圖像81因應從視覺感測器30到三維點85的距離而使顏色的濃度變化。在此之例中，生成從視覺感測器30起算的距離越遠，顏色會變得越濃的距離圖像81。在工件65的表面65a，越接近視覺感測器30，顏色變得越淡。在本實施形態中，雖使用三維點的位置作為對象物表面的三維位置資訊來說明，但使用距離圖像亦可實施同樣的控制。

再者，本實施形態的位置資訊生成部52雖配置於運算處理裝置24的處理部51，但不限於此形態。位置資訊生成部亦可配置於三維感測器的內部。亦即，亦可由三維感測器具備包含CPU等處理器的運算處理裝置，三維感測器之運算處理裝置的處理器作為位置資訊生成部而發揮功能。此情況下，從視覺感測器輸出三維地圖或距離圖像等三維位置資訊。

於圖7表示以第1機器人裝置將視覺感測器移動到第2位置時之機器人裝置及工件的立體圖。參考圖1及圖7，機器人裝置3以手部5來把持工件65的表面65a。機器人裝置3實施將工件65從架台69的表面69a，搬送到預先決定之預定的位置的控制。例如，機器人裝置3實施將工件65搬送到附近的輸送機(conveyor)或架子等之控制。

在本實施形態中，是在使機器人1成為預定的位置及姿勢時，計測具有面積比視覺感測器30的計測區域91大的表面65a之工件65。亦即，工件65具有無法以1次的攝像來拍攝表面65a全體之大小。表面65a比計測區域91大，具有超出計測區域91的部分。或，表面65a之預定的一個方向的長度比計測區域91之預定的一個方向的長度長。因此，在本實施形態中，改變視覺感測器30的位置(視點)而進行複數次攝像。機器人裝置3將工件65與視覺感測器之相對的位置從第1相對位置，變更為與第1相對位置不同的第2相對位置。藉由在各個位置拍攝，來針對工件65的表面65a全體生成三維位置資訊。在此，於工件65的表面65a全體設定三維點。然後，基於三維位置資訊，來算出以手部5把持工件65時之機器人1的位置及姿勢。

在圖1中，視覺感測器30配置於第1位置及姿勢(第1視點)。位置資訊生成部52在配置於計測區域91的內部的表面65a設定三維點。位置資訊生成部52在表面65a的一端部設定三維點。接著，機器人1變更位置及姿勢，以使視覺感測器30如箭頭101所示地移動。在此，將視覺感測器30往水平方向平行移動。在圖7中，視覺感測器30配置於第2位置及姿勢(第2視點)。位置資訊生成部52在表面65a的另一端部設定三維點。

在圖1所示之第1位置的視覺感測器30的計測區域91、與在圖7所示之第2位置的視覺感測器30的計測區域91有一部分重複。合成部56將在第1位置所取得的三維點雲及在第2位置所取得的三維點雲合成，藉此在表面65a全體設定三維點。在此之例中，可藉由視覺感測器30的2次攝像，在表面65a全體設定三維點。

然後，指令部58可基於設定於表面65a的三維點雲，來算出工件65的表面65a的位置及姿勢。指令部58可基於工件65的位置及姿勢，來算出用以把持工件65之機器人1的位置及姿勢。

用以進行工件65的表面的計測之視覺感測器30的第1位置及姿勢、及視覺感測器30的第2位置及姿勢，可藉由任意的控制來設定。例如，作業者可於教示操作盤49的顯示部49b，顯示以視覺感測器30的其中一個二維照相機所拍攝的圖像。然後，可一面查看顯示於顯示部49b的圖像一面操作輸入部49a，藉此調整機器人1的位置及姿勢。

作業者可調整機器人的位置及姿勢，以如圖1所示使得工件65的一側配置於計測區域91的內部。又，亦能以手動來調整機器人的位置及姿勢，以如圖7所示使得工件65的另一側配置於計測區域91的內部。作業者可將視覺感測器30配置於希望的位置及姿勢時之機器人的位置及姿勢，記憶於記憶部42。或，亦可藉由模擬裝置等來預先設定視覺感測器的位置及姿勢。

於圖8表示機器人理想地驅動時之視覺感測器及工件的概略剖面圖。本實施形態的架台69的表面69a為平面狀，往水平方向延伸。或，工件65的表面65a為平面狀，往水平方向延伸。視覺感測器30如箭頭105所示從第1位置P30a移動到第2位置P30b。在此之例中，視覺感測器30在不改變姿勢的情況下變化位置。視覺感測器30往與機器人座標系統71的Y軸呈平行的水平方向移動。

圖8表示實際的機器人1的位置及姿勢相對於機器人1的指令值沒有誤差的情況。三維點85a、85b由感測器座標系統72的座標值的位置表示。又，在實際的機器人的位置及姿勢沒有誤差的情況下，即使在將感測器座標系統72的座標值轉換成機器人座標系統71的座標值時，三維點85a、85b仍會配置於同一位置。

藉由配置於第1位置P30a之視覺感測器30的輸出，於工件65的表面65a及架台69的表面69a設定三維點85a。又，藉由配置於第2位置P30b之視覺感測器30的輸出，於表面65a及表面69a設定三維點85b。第1位置P30a的計測區域91a的一部分與第2位置P30b的計測區域91b的一部分互有重複。重複的區域配置有三維點85a及三維點85b。然而，由於機器人的位置及姿勢沒有誤差，因此設定於表面65a的三維點85a、85b為同一平面狀。因此，處理部51可將三維點85a的點雲及三維點85b的點雲合成，並且精度良好地推定工件65的位置及姿勢。

於圖9表示在將視覺感測器移動到第2位置時，機器人的位置及姿勢產生誤差的情況下之視覺感測器及工件的概略剖面圖。當驅動機器人時，有時相對於決定於動作程式的指令值，會產生實際的位置及姿勢的誤差。例如，有時會因變速機的背隙等在驅動機構所產生的移動誤差，而使實際的機器人的位置及姿勢相對於指令值而偏離。此情況下，機器人的移動誤差相當於三維點的位置的誤差。

於圖9所示之例中，與圖8同樣，生成使視覺感測器30往水平方向移動的指令值。但視覺感測器30如箭頭106所示，從第1位置P30a移動到往上側偏離的第2位置P30c。位置資訊生成部52以感測器座標系統72來檢測出三維點85a、85c。三維點85a的感測器座標系統72中之Z軸的座標值與三維點85c的感測器座標系統72中之Z軸的座標值不同。

於圖10表示當於包含誤差的第2位置檢測到三維點時，以機器人座標系統的座標值所表現的三維點的位置。處理部51假設視覺感測器30配置於第2位置P30b，將感測器座標系統72的座標值轉換成機器人座標系統71的座標值。使用第2位置P30b的機器人座標系統的座標值，來將感測器座標系統72的座標值轉換成機器人座標系統71的座標值。因此，會以視覺感測器30配置在第2位置P30b的條件，算出機器人座標系統71中之三維點85c的位置。

感測器座標系統72中之三維點85c的Z軸的座標值會變大，三維點85c會配置於從工件65的表面65a偏離的位置。在此之例中，三維點85c的位置被計算為比表面65a還要下側。

關於計測區域91a與計測區域91b重複的區域之三維點85a及三維點85c，可採用例如接近視覺感測器30的三維點85a。此情況下，如面99所示，會判定為於工件65的表面具有落差。如此，當有機器人的驅動的誤差時，會有無法就工件65的表面65a全體檢測出正確的三維點的位置的問題。

因此，本實施形態的處理部51會設定用以驅動機器人1的補正量，以便在要將視覺感測器30配置於第2位置時，視覺感測器30會配置於與機器人1的位置及姿勢的指令值相對應之第2位置P30b。

於圖11表示算出補正值並驅動了機器人時之視覺感測器及工件的概略圖。本實施形態的處理部51設定箭頭107所示的補正量，以使配置於第2位置P30c的視覺感測器30會配置於第2位置P30b。補正量可採用對於機器人的位置及姿勢的指令值之補正量。特別是，補正量設定部55會搜索如下的第2位置：在已將視覺感測器30配置於第2位置時，藉由在第1位置取得之第1三維點85a所決定的平面、與藉由在第2位置取得之第2三維點85c所決定的平面會成為同一平面狀的第2位置。亦即，實施使2個面一致的面對準控制。基於視覺感測器30之補正後的第2位置，來設定機器人的驅動的補正量。

於圖12表示本實施形態的第1機器人裝置的控制的流程圖。圖12所示的控制包含將第1面與第2面對準的面對準控制。第1面是包含在第1相對位置檢測到之工件65的表面之面，並且是面對準控制的基準面。第2面是包含在第2相對位置檢測到之工件65的表面之面。圖12所示的控制可於進行實際作業前之教示作業中實施。

參考圖9及圖12，於步驟111，設定用以進行工件的攝像之視覺感測器30的第1位置P30a及第2位置P30c。在本實施形態中，作業者藉由操作教示操作盤49來設定第1位置P30a及第2位置P30c。記憶部42記憶各個位置之機器人1的指令值。

在此是將視覺感測器的位置平行移動，以使在第1位置P30a的視覺感測器30的姿勢與在第2位置P30b的視覺感測器30的姿勢成為同一姿勢。例如，將視覺感測器往機器人座標系統71的Y軸的負側方向移動。但因機器人1的驅動機構的誤差等，視覺感測器30亦往Z軸的方向移動。

接著，於步驟112，指令部58驅動機器人1，以使視覺感測器30移動到第1位置P30a。在此之例中，機器人1被驅動成在將視覺感測器30配置於第1位置P30a時，實際的機器人1的位置及姿勢相對於機器人1的指令值沒有誤差。

於步驟113，攝像控制部57向視覺感測器30送出拍攝圖像的指令。視覺感測器30拍攝圖像。位置資訊生成部52基於第1照相機31的圖像及第2照相機32的圖像，就計測區域91a生成第1三維位置資訊。在此，於工件65的表面65a及架台69的表面69a設定第1三維點85a。位置資訊生成部52已被校正成可由感測器座標系統72的座標值轉換成機器人座標系統71的座標值。位置資訊生成部52算出感測器座標系統72中之三維點85a的位置。位置資訊生成部52將感測器座標系統72的座標值轉換成機器人座標系統71的座標值。作為第1三維位置資訊之第1三維點85a的位置是以機器人座標系統71的座標值來算出。

於步驟114，面推定部53算出與包含工件65的表面65a之第1面有關的面資訊。面推定部53將包含機器人座標系統71中之三維點85a的平面之方程式，作為第1面的面資訊來算出。面推定部53將取得之三維點85a當中，座標值與預定的判定值大不相同的三維點排除。在此，是將配置於架台69的表面69a之三維點85a排除。或，亦可於圖像中預先決定要推定平面的範圍。例如，在作業者以手動設定視覺感測器30的第1位置及姿勢時，亦可一面查看以二維照相機所拍攝的圖像，一面在圖像上指定要推定平面的範圍。面推定部53擷取要推定平面的範圍內的三維點85a。接著，面推定部53沿著三維點85a的點雲，以機器人座標系統71算出平面的方程式。例如，以最小平方法算出機器人座標系統71中之第1面的平面的方程式，以使相對於三維點的座標值的誤差變小。

接著，於步驟115，指令部58如箭頭106所示，將視覺感測器30從第1位置P30a移動到第2位置P30c。藉由驅動機器人1，視覺感測器30會移動。

於步驟116，攝像控制部57向視覺感測器30送出拍攝圖像的指令。視覺感測器30拍攝圖像。位置資訊生成部52設定與工件65的表面65a相對應的第2三維點85c。位置資訊生成部52算出三維點85c的位置來作為第2三維位置資訊。位置資訊生成部52以機器人座標系統71的座標值來算出第2三維點85c的位置。

接著，於步驟117，面推定部53算出包含工件65的表面65a之第2面的面資訊。面推定部53可將配置於架台69的表面69a之第2三維點85c排除。或，亦可於圖像中預先決定要推定平面的範圍。例如，在作業者以手動設定視覺感測器30的第2位置及姿勢時，亦可一面查看以二維照相機所拍攝的圖像，一面在畫面上指定要推定平面的範圍。面推定部53擷取要推定平面的範圍內的三維點85c。接著，面推定部53基於複數個第2三維點85c的位置來算出第2面的面資訊。面推定部53以最小平方法，利用機器人座標系統71算出包含三維點85c之第2面的平面的方程式。

接著，於步驟118，判定部54判定第1面與第2面在預先決定的判定範圍內是否一致。具體而言，判定部54算出第1面的位置及姿勢與第2面的位置及姿勢之差是否在判定範圍內。在此之例中，判定部54是基於利用第1三維點85a而得到之第1面的方程式，從機器人座標系統71的原點朝向第1面而算出法線向量。同樣地，判定部54基於利用第2三維點85c而得到之第2面的方程式，從機器人座標系統71的原點朝向第2面而算出法線向量。

判定部54就第1面及第2面，來比較法線向量的長度及法線向量的方向。然後，當法線向量的長度之差在預先決定的判定範圍內，且法線向量的方向之差在預先決定的判定範圍內時，可判定為第1面與第2面的位置及姿勢之差在判定範圍內。判定部54判定為第1面與第2面之一致度高。於步驟118，當第1面的位置及姿勢與第2面的位置及姿勢之差脫離判定範圍時，控制轉移到步驟119。再者，在變更視覺感測器與工件的相對位置時，有時視覺感測器與工件的相對姿勢不會變化。例如，如圖9所示，在將視覺感測器相對於工件移動時，有時預先知道視覺感測器的姿勢幾乎不會變化。在工件與視覺感測器的相對姿勢不會產生誤差的情況下，於步驟118，亦可不進行基於工件之第1面及第2面的相對姿勢的評估。例如，亦可不進行法線向量的方向的評估。

於步驟119，指令部58送出變更機器人1的位置及姿勢的指令。於此之例中，指令部58使機器人1的位置及姿勢以微小量來變化。指令部58可實施使機器人1的位置及姿勢往預先決定的方向稍微移動的控制。例如，實施使視覺感測器30稍微往鉛直方向的上側或下側移動的控制。或，指令部58亦可就各驅動軸實施將驅動馬達驅動的控制，以使構成構件往預先決定的方向、以預先決定的角度旋轉。再者，在變更視覺感測器與工件的相對位置時，當視覺感測器與工件的相對姿勢不用變化時，於步驟119，亦可不使機器人的姿勢變化。

在變更機器人1的位置及姿勢之後，控制返回到步驟116。處理部51重複從步驟116至步驟118的控制。如此，在圖12的控制中，實施一面變更視覺感測器30的位置，一面探索第1面與第2面會一致的視覺感測器30的位置的控制。於步驟118，當第1面與第2面的位置及姿勢之差在判定範圍內時，控制轉移到步驟120。此情況下，參考圖11，可判定為視覺感測器30正從第2位置P30c移動到第2位置P30b。

參考圖12，於步驟120，補正量設定部55設定用以將視覺感測器30從第2位置P30c移動到第2位置P30b之補正量。圖11所示之箭頭107相當於補正量。記憶部42記憶用以驅動機器人來將視覺感測器30配置於第2位置之補正量。本實施形態的補正量設定部55是設定對於機器人1的位置及姿勢的指令值之補正量。補正量不限於此形態，亦可藉由各個驅動軸之驅動馬達的旋轉角來決定。又，於步驟118，在不進行基於第1面及第2面之相對姿勢的評估的情況下，亦可不算出對於機器人的姿勢的指令值之補正量。

於上述實施形態中，是當第1面的位置及姿勢與第2面的位置及姿勢之差在判定範圍內時，判定為第1面與第2面的一致度高，但不限於此形態。亦可在以預先決定的次數變更機器人的位置之後，採用面的一致度最高之機器人的位置及姿勢。亦可基於此時之機器人1的位置及姿勢，來設定第2位置的補正量。

或，參考圖9，補正量設定部55亦可基於在第1位置P30a之感測器座標系統72的三維點85a的座標值、及在第2位置P30c之感測器座標系統72的三維點85c的座標值，來設定補正量。在此之例中，是基於第1三維點85a並藉由感測器座標系統72算出第1平面的方程式，基於第2三維點85c並藉由感測器座標系統72算出第2平面的方程式。然後，亦可基於第1平面與第2平面的位置之差及姿勢之差，來算出補正量。在此，是算出在感測器座標系統72的Z軸方向的補正量。然後，可將感測器座標系統72的補正量轉換成機器人座標系統71的補正量。

在圖8至圖11所示之例中，是在使視覺感測器30的姿勢維持在一定的情況下決定第2位置。亦即，是以在不改變視覺感測器30的姿勢的情況下平行移動視覺感測器30的方式來決定第2位置，但不限於此形態。本實施形態的機器人1是多關節機器人。機器人1可將工件65與視覺感測器30之相對的姿勢，從第1相對姿勢變更為第2相對姿勢。因此，亦可將視覺感測器的位置及姿勢，從第1位置及姿勢變更為第2位置及姿勢。處理部可與視覺感測器的位置的控制同樣地實施視覺感測器的姿勢的控制。補正量設定部可設定視覺感測器的第2位置的補正量及第2姿勢的補正量。亦即，補正量設定部除了設定位置的補正量以外，亦可設定姿勢的補正量。

於圖13表示實施搬送工件之實際作業時的控制的流程圖。在實際作業中，使用由補正量設定部55所設定的補正量，來將視覺感測器移動到第2位置。於步驟131，作業者或其他裝置將工件65配置於架台69的表面69a之預先決定的位置。在已將視覺感測器30在第1位置的計測區域與在第2位置的計測區域相加的計測區域的內部，配置工件。

於步驟132，動作控制部43驅動機器人1，以使視覺感測器30移動到第1位置。於步驟133，攝像控制部57以視覺感測器30拍攝圖像。位置資訊生成部52生成第1三維位置資訊。

接著於步驟134，動作控制部43使用在教示作業中由補正量設定部55所設定之機器人1的位置及姿勢的補正量，來驅動機器人1，以使視覺感測器30移動到補正後的第2位置。動作控制部43在已對於指令值反映出補正量之位置，配置視覺感測器。亦即，藉由以補正量補正過位置及姿勢的指令值(座標值)之指令值，來驅動機器人。參考圖11，補正量會如箭頭107所示地被適用，而使視覺感測器30配置於第2位置P30b。再者，有時已預先知道工件與視覺感測器的相對姿勢不會產生誤差，補正量設定部55算出機器人的位置的補正量，但不算出機器人的姿勢的補正量。此情況下，亦可只使用機器人的位置的補正量來移動視覺感測器30。

接著，於步驟135，攝像控制部57以視覺感測器30拍攝圖像。位置資訊生成部52從視覺感測器30取得圖像，並生成第2三維位置資訊。由於第2位置之機器人1的位置已被補正，因此可在機器人座標系統71精度良好地算出配置於工件65的表面65a的三維點。在此，在已補正對於第2位置之機器人的指令值的情況下，位置資訊生成部52使用補正前之機器人的指令值，來將以感測器座標系統72所表現之三維點的位置(座標值)，轉換成以機器人座標系統71所表現之三維點的位置(座標值)。

接著，於步驟136，合成部56將在第1位置取得的第1三維位置資訊及在第2位置取得的第2三維位置資訊合成。三維位置資訊是採用三維點的位置。於本實施形態中，關於在第1位置的視覺感測器的計測區域與在第2位置的視覺感測器的計測區域有重複的區域，是採用從視覺感測器30起算的距離較短的三維點的位置。或，亦可於重複的範圍中，算出在第1位置取得之三維點的位置與由第2位置取得之三維點的位置之平均的位置。或，亦可採用雙方的三維點。

接著，於步驟137，指令部58算出工件65的位置及姿勢。指令部58將取得之三維點當中座標值脫離預定的範圍之三維點排除。亦即，指令部58將配置於架台69的表面69a之三維點85a排除。指令部58藉由複數個三維點來推定工件65的表面65a的輪廓。指令部58算出手部5配置於工件65的表面65a的幾乎中央時之在表面65a的把持位置。進而，指令部58算出在把持位置之工件的姿勢。

於步驟138，指令部58算出機器人1的位置及姿勢，以使手部5配置於把持工件65的把持位置。於步驟139，指令部58將機器人1的位置及姿勢送出至動作控制部43。動作控制部43驅動機器人1，以手部5把持工件65。於此之後，動作控制部43基於動作程式41來驅動機器人1，以使工件65搬送到預先決定的位置。

如此，本實施形態之機器人裝置的控制方法包含以下程序：機器人將工件與視覺感測器之相對的位置配置於第1相對位置；及位置資訊生成部基於視覺感測器的輸出，來生成在第1相對位置之工件的表面的三維位置資訊。控制方法包含以下程序：機器人將工件及視覺感測器之相對的位置，配置於與第1相對位置不同的第2相對位置；及位置資訊生成部基於視覺感測器的輸出，來生成在第2相對位置之工件的三維位置資訊。然後，控制方法包含以下程序：面推定部基於三維位置資訊，來推定與包含工件的表面之面有關的面資訊。控制方法包含以下程序：補正量設定部基於面資訊，來設定用以驅動在第2相對位置的機器人之補正量。補正量設定部設定補正量，以使包含在第1相對位置檢測到之工件的表面之第1面、與包含在第2位置檢測到之工件的表面之第2面會一致。

於本實施形態中，在對1個工件以視覺感測器進行複數次計測的情況下，是設定機器人的驅動的補正量，以使由各個三維位置資訊所生成之面對準。因此，可設定從三維感測器的輸出所取得之三維位置資訊的誤差會變小之機器人的補正量。於實際作業中，藉由以設定的補正量來補正機器人的位置及姿勢，即使進行複數次計測，仍可於工件的表面精度良好地設定三維點。可精度良好地檢測出工件的表面，並且可精度良好地實施機器人裝置的作業。例如，在本實施形態中，精度良好地檢測出工件的位置及姿勢，可抑制機器人裝置把持工件失敗，或工件的把持不穩。或，即使在產生光暈時增補三維點的情況下，仍可精度良好地設定三維點。

再者，亦可預先調整，以使視覺感測器配置於第1位置時之機器人的位置及姿勢，會與機器人座標系統的位置及姿勢的指令值嚴密地一致。又，於上述實施形態中，機器人1將視覺感測器30移動到2個位置，藉此將工件65及視覺感測器30配置於2個相對的位置，但不限於此形態。機器人1亦可將工件與視覺感測器之相對的位置，變更為3個以上之互異的相對位置。例如，可將視覺感測器移動到3個以上的位置，並藉由視覺感測器進行計測。

此時，位置資訊生成部可生成在各個相對位置之工件的表面的三維位置資訊。面推定部可推定各個相對位置的面資訊。又，補正量設定部可至少設定用以驅動在1個相對位置的機器人之補正量，以使包含在複數個相對位置檢測到之工件的表面之面會在預先決定的判定範圍內一致。

例如，補正量設定部亦可基於在1個相對位置取得的三維位置資訊，來製作要作為基準的基準面，並補正其他相對位置，以使由在其他相對位置取得的三維位置資訊所生成之面會與基準面一致。

當使用了上述平板狀的第1工件65時，由設定於表面65a的三維點算出作為平面之第1面及第2面。然後，補正視覺感測器的位置，以使第1面及第2面會一致。或，亦可補正視覺感測器的姿勢，以使第1面及第2面會一致。但於第1面及第2面延伸的方向上，未特定出第2面相對於第1面之相對的位置。又，未特定出繞著第1面及第2面的法線方向的旋轉角度。

例如，參考圖11，可實施機器人座標系統71之Z軸的方向之工件65的位置的補正、及繞著W軸及P軸之工件65的姿勢的補正。但殘留有機器人座標系統71之X軸的方向及Y軸的方向之位置的誤差、及繞著R軸之姿勢的誤差。因此，亦可採用表面形成有特徵性形狀的特徵部分之工件，來進行視覺感測器及機器人的位置及姿勢的補正。

於圖14表示本實施形態的第2工件及視覺感測器的立體圖。第2工件66形成為板狀。工件66具有平面形狀為圓形的孔部66b。於第1位置P30a及第2位置P30c配置視覺感測器30並且計測，藉此檢測出工件66的表面66a的位置及姿勢。

於圖15表示本實施形態的第1機器人裝置的面推定部的變形例的方塊圖。參考圖14及圖15，於第1機器人裝置的變形例中，面推定部53具有特徵檢測部59。特徵檢測部59形成為可檢測出工件的特徵部分的位置。例如，特徵檢測部59形成為進行使用三維位置資訊之型樣匹配(pattern matching)。或，特徵檢測部59形成為進行利用二維圖像之型樣匹配。

於教示作業中設定機器人1的驅動的補正量的情況下，特徵檢測部59基於在第1位置P30a取得的第1三維位置資訊，來檢測出在計測區域91a之工件66的孔部66b的位置。又，特徵檢測部59基於在第2位置P30c取得的第2三維位置資訊，來檢測出在計測區域91c之工件66的孔部66b的位置。面推定部53推定第1面的面資訊及第2面的面資訊。

判定部54除了比較第1面及第2面的法線向量的長度及方向以外，還比較孔部66b的位置。可改變在第2位置之機器人的位置及姿勢，直到第1三維位置資訊中之孔部的位置與第2三維位置資訊中之孔部的位置之差在判定範圍內為止。

補正量設定部55設定補正量，以使第1面與第2面會在判定範圍內一致。進而，補正量設定部55可設定補正量，以使在第1位置取得的第1三維位置資訊中之孔部66b的位置、與在第2位置取得的第2三維位置資訊中之孔部66b的位置會在判定範圍內一致。藉由以此補正量來驅動機器人，可實施與第1面及第2面所延伸的方向呈平行的方向之三維點的對位。除了機器人座標系統71的W軸的方向、P軸的方向及Z軸的方向以外，還可將X軸的方向及Y軸的方向之三維點的位置對準。可設定機器人的位置及姿勢的補正量，以使第2工件66的孔部66b的位置吻合。

於圖16表示本實施形態的第3工件及視覺感測器的立體圖。作為第2工件66的特徵部分之孔部66b的平面形狀為圓形。孔部66b具有點對稱的平面形狀。相對於此，在第3工件67，平面形狀形成有不對稱的特徵部分。第3工件67形成為平板狀。於第3工件67，形成有具有三角形的平面形狀之孔部67b。特徵檢測部59可檢測出在計測區域的孔部67b的位置。

判定部54比較第1三維位置資訊中之孔部67b的位置、與第2三維位置資訊中之孔部67b的位置。然後，可改變在第2位置之機器人的位置及姿勢，直到孔部67b的位置之差在判定範圍內為止。補正量設定部55可設定補正量，以使在第1位置取得的三維位置資訊中之孔部67b的位置、與在第2位置取得的三維位置資訊中之孔部67b的位置會一致。

在第3工件67，形成有具有非對稱的平面形狀之特徵部分。因此，可實施繞著第1面及第2面的法線方向的對位。參考圖16，除了機器人座標系統71的W軸的方向、P軸的方向及Z軸的方向以外，還可將X軸的方向、Y軸的方向及R軸的方向之三維點的位置對準。可設定機器人1的位置及姿勢的補正量，以使第3工件67的孔部67b的位置及姿勢吻合。

在第3工件，說明了特徵部分的平面形狀不是點對稱，也不是線對稱之例。作為不對稱的特徵部分，亦可於工件之不對稱的複數個位置形成有特徵部分。例如，亦可於第3工件的孔部的三角形對應於頂點的部分，形成有突起部等特徵部分。

於前述實施形態中，雖說明工件的表面為平面狀的情況，但不限於該形態。當工件的表面為曲面狀時，亦可適用本實施形態的控制。

於圖17表示本實施形態的第4工件及視覺感測器的概略圖。第4工件68的表面68a形成為曲面狀。設定有第1三維點85a及第2三維點85c，前述第1三維點85a是藉由配置於第1位置P30a之視覺感測器30的輸出來設定，前述第2三維點85c是藉由配置於第2位置P30c之視覺感測器30的輸出來設定。

即使是此類曲面的情況，藉由與前述同樣的教示作業中之面對準的控制，補正量設定部55仍可設定用以驅動第2位置P30c的機器人1之補正量，以使包含在第1位置P30a檢測到之工件68的表面之第1面、與包含在第2位置P30c檢測到之工件68的表面之第2面會在預先決定的判定範圍內一致。於機器人裝置的實際作業中，可基於補正量來補正機器人的位置及姿勢，並檢測出三維位置資訊。

或，當工件的表面為曲面狀時，可於三維空間內預先設定要作為工件68的表面68a的基準之基準面。表面68a的形狀例如可基於從CAD(Computer Aided Design(電腦輔助設計))裝置輸出的三維形狀資料來生成。關於在機器人座標系統71之工件68的表面68a的位置，首先將工件68配置於架台。接著，於機器人1安裝觸碰筆(touch-up pen)，使觸碰筆接觸設定於工件68的表面68a的複數個位置之接觸點。以機器人座標系統71檢測出複數個接觸點的位置。可基於複數個接觸點的位置，來決定在機器人座標系統71的工件68的位置，並生成在機器人座標系統71的基準面。記憶部記憶已生成的工件68的基準面。

處理部可以與工件68的基準面的形狀及位置會一致的方式，調整視覺感測器30的第1位置及第2位置。補正量設定部55可以第1面會與基準面一致的方式算出機器人的位置及姿勢。又，補正量設定部55可以第2面會與基準面一致的方式算出機器人1的位置及姿勢。然後，補正量設定部55可算出用以於各個位置驅動機器人1的補正量。

在藉由CAD裝置的輸出等，預先生成與工件的表面相對應的基準面的情況下，第1位置的計測區域與第2位置的計測區域宜大致重疊。因此，適合於將光暈所造成之三維點的欠缺進行內插的控制。

在上述實施形態中，是以機器人變更視覺感測器的位置及姿勢，且工件的位置及姿勢是不動的，但不限於此形態。機器人裝置可採用變更工件與視覺感測器之相對的位置之任意形態。

於圖18表示本實施形態的第2機器人裝置的側視圖。在第2機器人裝置7，視覺感測器30的位置及姿勢被固定，機器人4變更工件64的位置及姿勢。第2機器人裝置7具備機器人4、及安裝於機器人4之作為作業工具的手部6。與第1機器人裝置3的機器人1同樣，機器人4是6軸的垂直多關節機器人。手部6具有互為對向的2個指部。手部6形成為藉由以指部夾住工件64來把持工件64。

與第1機器人裝置3同樣，第2機器人裝置7具備控制機器人4及手部6之控制裝置2。第2機器人裝置7具備作為三維感測器之視覺感測器30。視覺感測器30是藉由作為固定構件的架台35被固定位置及姿勢。

在本實施形態的第2機器人裝置7，實施工件64的表面64a的表面檢查。例如，處理部可基於工件64之合成的三維位置資訊，來實施工件64的表面之輪廓的形狀的檢查、及形成於工件64的表面之特徵部分的形狀的檢查等。處理部可判定各個變數是否在預先決定的判定範圍內。

在第2機器人裝置7，是基於視覺感測器30的輸出來生成工件64的表面64a的三維位置資訊。工件64的表面64a的面積比視覺感測器30的計測區域91大。因此，機器人裝置7將工件64配置於第1位置P70a，並生成第1三維位置資訊。又，機器人裝置7將工件64配置於第2位置P70c，並生成第2三維位置資訊。如此，機器人4將工件64從第1位置P70a移動到第2位置P70c，藉此將工件64與視覺感測器30之相對的位置從第1相對位置變更為第2相對位置。在此之例中，機器人4如箭頭108所示地往水平方向移動工件64。於第2位置P70c，有時會因機器人的驅動機構之驅動的誤差，造成第2位置P70c從希望的位置偏離。

第2機器人裝置的位置資訊生成部52基於拍攝配置於第1位置P70a之工件64的表面64a之視覺感測器30的輸出，來生成第1三維位置資訊。又，位置資訊生成部52基於拍攝配置於第2位置P70c之工件64的表面64a之視覺感測器30的輸出，來生成第2三維位置資訊。

面推定部53基於各個三維位置資訊，來生成與包含表面64a之第1面及第2面有關的面資訊。補正量設定部55可設定用以驅動在第2位置P70c的機器人4之補正量，以使由第1三維位置資訊推定出來的第1面、與由第2三維位置資訊推定出來的第2面會在預先決定的判定範圍內一致。於實際的檢查作業中，可基於由補正量設定部55所設定的補正量，來補正在第2位置之機器人的位置及姿勢。

於第2機器人裝置7，亦可抑制因機器人4的驅動誤差所造成的三維位置資訊的誤差。藉由於第2位置，基於用以驅動機器人4之補正量來驅動機器人4，機器人裝置7可進行正確的檢查。

關於第2機器人裝置的其他構成、作用及效果，由於與第1機器人裝置相同，因此在此不重複說明。

本實施形態的三維感測器雖是包含2台二維照相機的視覺感測器，但不限於此形態。三維感測器可採用能生成工件的表面的三維位置資訊之任意的感測器。例如，作為三維感測器，可採用基於光的飛行時間來取得三維位置資訊之TOF(Time of Flight(飛行時間))照相機。又，本實施形態之作為視覺感測器的立體照相機雖具備投影機，但不限於此形態。立體照相機亦可不具備投影機。

於本實施形態中，控制機器人的控制裝置是作為處理三維感測器的輸出之處理部而發揮功能，但不限於此形態。處理部亦可藉由與控制機器人的控制裝置不同的運算處理裝置(電腦)來構成。例如，亦可是作為處理部而發揮功能之平板終端連接於控制機器人的控制裝置。

本實施形態的機器人裝置雖實施工件的搬送或工件的檢查之作業，但不限於此形態。機器人裝置可進行任意的作業。又，本實施形態的機器人雖是垂直多關節機器人，但不限於此形態。可採用能移動工件之任意的機器人。例如，可採用水平多關節機器人。

上述實施形態可適當地組合。於上述各控制中，可在未變更功能及作用的範圍內，適當地變更步驟的順序。

於上述各圖，對同一或相等的部分附上同一符號。再者，上述實施形態為例示，並不限定發明。又，於實施形態中，包含申請專利範圍所示之實施形態的變更。

1,4:機器人 2:控制裝置 3,7:機器人裝置 5,6:手部 11:上部臂 12:下部臂 13:旋繞基座 14:基座 15:腕 16:凸緣 18:關節部 21:機器人驅動裝置 22:手部驅動裝置 23:位置檢測器 24:運算處理裝置 30:視覺感測器 31:第1照相機 32:第2照相機 33:投影機 34:殼體 35,69:架台 41:動作程式 42:記憶部 43:動作控制部 44:機器人驅動部 45:手部驅動部 49:教示操作盤 49a:輸入部 49b:顯示部 51:處理部 52:位置資訊生成部 53:面推定部 54:判定部 55:補正量設定部 56:合成部 57:攝像控制部 58:指令部 59:特徵檢測部 63,64,65,66,67,68:工件 64a,65a,66a,67a,68a,69a:表面 66b,67b:孔部 71:機器人座標系統 72:感測器座標系統 73:工具座標系統 81:距離圖像 85,85a,85b,85c:三維點 91,91a,91b:計測區域 99:面 101,102,103,105,106,107,108:箭頭 111~120,131~139:步驟 P30a,P30b,P30c,P70a,P70c:位置 P,R,W,X,Y,Z:軸

圖1是實施形態的工件及第1機器人裝置的立體圖。 圖2是實施形態的第1機器人裝置的方塊圖。 圖3是實施形態的視覺感測器的概略圖。 圖4是用以說明三維點雲及距離圖像的視覺感測器及工件的立體圖。 圖5是說明設定於工件的表面之三維點雲的立體圖。 圖6是基於視覺感測器的輸出所生成的距離圖像之例。 圖7是將視覺感測器移動到第2位置時之工件及第1機器人裝置的立體圖。 圖8是在將視覺感測器移動到第2位置時未產生第2位置的誤差的情況下之概略剖面圖。 圖9是在將視覺感測器移動到第2位置時產生第2位置的誤差的情況下之概略剖面圖。 圖10是說明在視覺感測器的第2位置產生了誤差時之機器人座標系統中之三維點雲的位置的概略剖面圖。 圖11是說明視覺感測器的位置的補正量之視覺感測器及工件的概略剖面圖。 圖12是在實施形態的機器人裝置的教示作業時所進行的控制的流程圖。 圖13是搬送實施形態的工件之作業的控制的流程圖。 圖14是實施形態的第2工件及視覺感測器的立體圖。 圖15是第1機器人裝置的變形例的面推定部的方塊圖。 圖16是實施形態的第3工件及視覺感測器的立體圖。 圖17是實施形態的第4工件及視覺感測器的概略剖面圖。 圖18是實施形態的第2機器人裝置的概略圖。

1:機器人

2:控制裝置

3:機器人裝置

5:手部

21:機器人驅動裝置

22:手部驅動裝置

23:位置檢測器

30:視覺感測器

31:第1照相機

32:第2照相機

33:投影機

41:動作程式

42:記憶部

43:動作控制部

44:機器人驅動部

45:手部驅動部

49:教示操作盤

49a:輸入部

49b:顯示部

51:處理部

52:位置資訊生成部

53:面推定部

54:判定部

55:補正量設定部

56:合成部

57:攝像控制部

58:指令部

Claims (7)

1. 一種機器人裝置，其具備： 三維感測器，其用以檢測出工件的表面的位置； 機器人，其變更前述工件與前述三維感測器之相對的位置； 位置資訊生成部，其基於前述三維感測器的輸出來生成前述工件的表面的三維位置資訊； 面推定部，其基於三維位置資訊，來推定與包含前述工件的表面之面有關的面資訊；及 補正量設定部，其設定用以驅動前述機器人的補正量， 前述機器人形成為將前述工件與前述三維感測器之相對的位置從第1相對位置，變更為與第1相對位置不同的第2相對位置， 前述補正量設定部基於前述面資訊來設定用以驅動在第2相對位置的前述機器人之補正量，以使包含在第1相對位置檢測到之前述工件的表面之第1面、與包含在第2相對位置檢測到之前述工件的表面之第2面會一致。
2. 如請求項1之機器人裝置，其中前述機器人形成為將前述工件與前述三維感測器之相對的姿勢從第1相對姿勢變更為第2相對姿勢。
3. 如請求項1或2之機器人裝置，其中前述三維感測器安裝於前述機器人， 前述工件配置成位置及姿勢為不動的， 前述機器人將前述三維感測器從第1位置移動到第2位置，藉此將前述工件與前述三維感測器之相對的位置從第1相對位置變更為第2相對位置。
4. 如請求項1或2之機器人裝置，其具備作業工具，前述作業工具安裝於前述機器人，並把持前述工件， 前述三維感測器是被固定構件固定位置及姿勢， 前述機器人將前述工件從第1位置移動到第2位置，藉此將前述工件與前述三維感測器之相對的位置從第1相對位置變更為第2相對位置。
5. 如請求項1或2之機器人裝置，其中前述機器人將前述工件與前述三維感測器之相對的位置，變更為3個以上之互異的相對位置， 前述位置資訊生成部生成在各個相對位置之前述工件的表面的三維位置資訊， 前述面推定部推定各個相對位置的前述面資訊， 前述補正量設定部至少設定用以驅動在1個相對位置的前述機器人之補正量，以使包含在複數個相對位置檢測到之前述工件的表面之面，會在預先決定的判定範圍內一致。
6. 如請求項1之機器人裝置，其具備合成部，前述合成部將在複數個相對位置取得之前述工件的表面的複數個三維位置資訊合成， 前述合成部將在第1相對位置生成的三維位置資訊、及在已基於由前述補正量設定部所設定的補正量補正過的第2相對位置生成的三維位置資訊合成。
7. 一種機器人裝置的控制方法，其包含以下程序： 機器人將工件與三維感測器之相對的位置配置於第1相對位置； 位置資訊生成部基於前述三維感測器的輸出，來生成在第1相對位置之前述工件的表面的三維位置資訊； 前述機器人將前述工件與前述三維感測器之相對的位置，配置於與第1相對位置不同的第2相對位置； 前述位置資訊生成部基於前述三維感測器的輸出，來生成在第2相對位置之前述工件的表面的三維位置資訊； 面推定部基於各個相對位置的三維位置資訊，來推定與包含前述工件的表面之面有關的面資訊；及 補正量設定部基於前述面資訊來設定用以驅動在第2相對位置的前述機器人之補正量，以使包含在第1相對位置檢測到之前述工件的表面之第1面、與包含在第2相對位置檢測到之前述工件的表面之第2面會一致。

Images