專利名稱：機器人控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對使用攝像裝置的機器人進行控制的機器人控制裝置，更詳細地說，涉及對為求機器人與作業(yè)對象物的相對位置并按照該相對位置修正機器人動作程序的示教點位置而使用攝像裝置的機器人進行控制的機器人控制裝置。
背景技術：
在產(chǎn)業(yè)用機器人領域中，一直以來廣泛采用將攝像機等攝像裝置作為機器人的眼睛來利用。這樣在產(chǎn)業(yè)用機器人中使用攝像裝置時，一般是在與機器人控制裝置一體、或獨立地設置的圖像處理裝置上連接攝像裝置，將圖像處理裝置及用于顯示圖像的圖像顯示裝置與機器人控制裝置設置為一體、或者設置在其附近。另外在工場中，為了確保工作人員的安全，普遍是利用安全柵等圈出機器人動作范圍，在與機器人保持足夠距離的安全柵外設置機器人控制裝置及圖像處理裝置。
這樣，大部分情況是圖像處理裝置及圖像顯示裝置的設置場所與機器人有一定距離，由此存在在機器人的示教作業(yè)中及圖像處理裝置或者攝像裝置的調(diào)整作業(yè)中，難以確認攝像裝置拍攝的圖像的問題。為了解決這樣的問題，例如在特開2000-135689號公報、特開2001-191285號公報以及特開2001-121458號公報中，提出了具有圖像顯示部且用于機器人或者圖像處理裝置的操作的可移動的示教操作盤。如果使用這樣的示教操作盤，則可以在工作人員手邊的示教操作盤上顯示攝像裝置拍攝的圖像，所以進行機器人手動操作的工作人員在機器人示教作業(yè)中及攝像裝置或者圖像處理裝置的調(diào)整作業(yè)中，可以在示教操作盤上確認圖像。
如上所述的產(chǎn)業(yè)用機器人的攝像裝置以及圖像處理裝置(以下，總括起來記載為視覺傳感器)作為機器人進行作業(yè)時的眼睛來工作，在使用機器人時持續(xù)地被使用。因此，一旦進行了設置，原則上就不會從機器人控制裝置卸下這樣的視覺傳感器。
但是，近年，僅在機器人系統(tǒng)的設置時，也出現(xiàn)了臨時使用視覺傳感器的事例。例如，特開2005-149299號公報公開了如下的示教位置修正裝置為了使在機器人系統(tǒng)移動時進行的機器人動作程序中的示教點修正作業(yè)省力化，而用臨時安裝到機器人上的攝像機，來測量在機器人系統(tǒng)移動前后可生成的機器人設置位置與作業(yè)對象物設置位置的相對位置關系的偏移，補正機器人動作程序的示教點位置。特開2005-149299號公報中記載的示教位置修正裝置100，如圖5所示，由與機器人控制裝置102連接的圖像處理裝置104、和通過攝像機連接電纜110與圖像處理裝置104連接的CCD攝像機112構(gòu)成，該示教位置修正裝置100，操作與機器人控制裝置102連接的示教操作盤108，并通過安裝到機器人106的作業(yè)工具114上的CCD攝像機112來進行攝像，用圖像處理裝置104對拍攝的圖像進行圖像處理，由此對設置到保持作業(yè)對象物116的保持裝置118上的3個位置的基準標記120的3維位置進行測量，根據(jù)在移動前后測量的基準標記120的位置，計算保持裝置118相對于機器人106的相對位置變化量，并將在機器人動作程序中確定的示教點位置補正該變化量。
在特開2005-149299號公報中記載的示教位置修正裝置100中使用的圖像處理裝置104，是與在特開2000-135689號公報、特開2001-191285號公報以及特開2001-121458號公報中記載的圖像處理裝置相同的裝置，該圖像處理裝置104被設置在機器人控制裝置102附近。并且在該圖像處理裝置104上連接有CCD攝像機112。
另一方面，由特開2005-149299號公報中記載的CCD攝像機112和圖像處理裝置104構(gòu)成的視覺傳感器，與現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)機器人用視覺傳感器不同，不是固定安裝在機器人106上而是僅為了在移動時測量基準標記120的位置而臨時使用，一般在多個機器人106間輪流使用1臺CDD攝像機112。因此，頻繁進行相對于機器人106以及其機器人控制裝置102的CCD攝像機112的安裝、拆卸作業(yè)。
但是，在利用一個機器人106的作業(yè)結(jié)束后開始利用其它機器人106的作業(yè)時，因為CDD攝像機112與圖像處理裝置104或者機器人控制裝置102間的連接變更，所以工作人員需要往返于機器人106與設置到與機器人相離的場所的機器人控制裝置102之間。尤其在實際的生產(chǎn)線上為了工作人員的安全用安全柵來包圍機器人106的周圍，在安全柵外設置機器人控制裝置102及圖像處理裝置104，所以一般機器人106與機器人控制裝置102是相互離開的。另外，根據(jù)工廠的布置，在與機器人106不同的層設置機器人控制裝置102的也不少。因此，往返于機器人106與機器人控制裝置102之間給工作人員造成很大的負擔。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是解決在現(xiàn)有技術中存在的問題，使在多個機器人間輪流使用1臺攝像裝置時的工作人員的負擔減輕。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明提供一種機器人控制裝置，其具有固定設置且與機器人連接的控制裝置主體、和與該控制裝置主體連接的可移動的示教操作盤，并可通過所述示教操作盤來操作機器人，其特征在于，將用于在所述示教操作盤上連接攝像裝置的攝像裝置連接部設置在所述示教操作盤上，可通過攝像裝置連接部將所述攝像裝置拍攝的圖像直接輸入到所述示教操作盤。
所述攝像裝置連接部，是用于連接從所述攝像裝置延伸的電纜的攝像裝置連接用端子，經(jīng)由所述電纜來有線傳送所述攝像裝置拍攝的圖像，并可以輸入到所述示教操作盤。
另外，所述攝像裝置連接部，是用于接收從所述攝像裝置發(fā)送的無線信號的無線接收器，無線傳送所述攝像裝置拍攝的圖像，并可以輸入到所述示教操作盤。
所述示教操作盤，可以具有用于處理輸入到所述示教操作盤的圖像的圖像處理部，所述控制裝置主體可以具有圖像處理部，將輸入到所述示教操作盤的圖像傳送至所述控制裝置主體的圖像處理部來進行圖像處理。
在本發(fā)明的機器人控制裝置的示教操作盤上，設有用于連接攝像機等攝像裝置的攝像裝置連接部，所以只要將攝像裝置連接在示教操作盤上，就可以經(jīng)由操作盤在控制裝置主體上連接攝像裝置并使用攝像裝置。因此，在機器人系統(tǒng)移動時臨時使用攝像裝置、并將使用過的攝像裝置從一個機器人系統(tǒng)替換到下一個機器人系統(tǒng)使用時，不需要為了連接、拆卸對于控制裝置主體的攝像裝置而往返于機器人與設置到與機器人遠離的場所的控制裝置主體之間，從而可減輕工作人員的負擔。


參照以下附圖，根據(jù)本發(fā)明最優(yōu)的實施方式對本發(fā)明上述以及其它的目的、特征、優(yōu)點進行更加詳細的說明。
圖1是具有本發(fā)明第1實施方式的機器人控制裝置的機器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1的機器人控制裝置的功能框圖。
圖3是具有本發(fā)明第2實施方式的機器人控制裝置的機器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明第3實施方式的機器人控制裝置的功能框圖。
圖5是現(xiàn)有技術的機器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發(fā)明機器人控制裝置的幾個實施方式進行說明。
首先，參照圖1以及圖2對本發(fā)明機器人控制裝置的第1實施方式進行說明。圖1是具有本發(fā)明第1實施方式的機器人控制裝置14的機器人系統(tǒng)10的整體結(jié)構(gòu)圖。機器人系統(tǒng)10由機器人臂12和控制機器人臂12動作的機器人控制裝置14構(gòu)成。在機器人臂12的前端安裝有作業(yè)工具16。在本實施方式中，作業(yè)工具16是點焊用的焊槍，機器人臂12對如固定到保持裝置(未圖示)等上的鈑金板這樣的作業(yè)對象物(未圖示)進行焊接作業(yè)(參照圖5)。另外，在安裝到機器人臂12的作業(yè)工具16上安裝作為攝像裝置的CCD攝像機18，用于根據(jù)在機器人系統(tǒng)10移動時產(chǎn)生的機器人臂12與作業(yè)對象物的相對位置偏移來補正機器人動作程序中的示教點位置。
該CCD攝像機18，在用于補正一個機器人系統(tǒng)的機器人動作程序中的示教點位置的作業(yè)完成時，還可以使用到其它機器人系統(tǒng)中。因此，CCD攝像機18通過磁鐵吸著、夾具等可容易裝卸的適宜的安裝方法安裝到作業(yè)工具16上。此外，這里作為攝像裝置使用了CCD攝像機18，不過，當然，也可以使用其它種類的攝像機等。
機器人控制裝置14，具有固定設置在與機器人臂12相離的位置上的控制裝置主體20、和通過示教操作盤連接電纜24與控制裝置主體20連接的可移動的示教操作盤22?？刂蒲b置主體20，包括控制處理器26，其生成對機器人臂12以及作業(yè)工具16的動作指令；和圖像處理部28，用于處理由CCD攝像機18等攝像裝置拍攝到的圖像?？刂铺幚聿?6和圖像處理部28可以是一體，也可以是相互獨立的單元。工作人員，移動示教操作盤22，由此可以在機器人臂12的附近通過示教操作盤22來進行機器人臂12以及圖像處理的操作。
該示教操作盤22，作為連接CCD攝像機18等攝像裝置的攝像裝置連接部，還具有攝像機連接用端子30，可以將從CCD攝像機18延伸的攝像機連接電纜32直接與示教操作盤22連接。由CCD攝像機18攝像的圖像通過攝像連接電纜32發(fā)送給示教操作盤22后，從示教操作盤22通過示教操作盤連接電纜24傳送到控制裝置主體20的圖像處理部28中，并進行提取預先設定的形狀或算出其位置等規(guī)定的處理。另外，示教操作盤22，為了還作為圖像處理部28的監(jiān)視器來工作，作為顯示裝置，具有液晶顯示器(LCD)60，可以顯示從CCD攝像機18輸入的圖像或圖像處理部28的處理結(jié)果等。
在移動了機器人系統(tǒng)10之后，機器人臂12與保持其作業(yè)對象物的保持裝置(參照圖5)的相對位置關系有時變化，所以需要在作業(yè)工具16上安裝CCD攝像機18，采用CCD攝像機18檢測基準標記的位置，根據(jù)檢測到的基準標記位置補正機器人動作程序中的示教點位置。但是，在采用現(xiàn)有的機器人控制裝置的情況下，CCD攝像機18通過攝像機連接電纜32連接到控制裝置主體20的圖像處理部28上。因此，在多個機器人系統(tǒng)10的機器人動作程序中的示教點位置補正作業(yè)中使用一個CCD攝像機18時，因為更換相對于機器人臂12以及該機器人控制裝置14的CCD攝像機18，所以必須往返于機器人臂12和控制裝置主體20之間，給予工作人員很大的負擔。
對此，本實施方式的機器人控制裝置14的示教操作盤22具有攝像機連接用端子30，可以將CCD攝像機18連接到位于機器人臂12附近的示教操作盤22上，而不是將其連接到設置在與機器人臂12相離的位置上的控制裝置主體20的圖像處理部28。因此，在將CCD攝像機18從一個機器人臂12更換到其它機器人臂12時，工作人員將CCD攝像機18安裝到其它機器人臂12上的同時，只要在位于該其它機器人臂12附近的該其它機器人臂12用的示教操作盤22上連接CCD攝像機18的攝像機連接電纜32，將CCD攝像機18通過示教操作盤22以及示教操作盤連接電纜24與機器人控制裝置14連接，由該其它機器人臂12用的機器人控制裝置14就可以利用CCD攝像機18。由此，因為連接機器人控制裝置14和攝像機連接電纜32，所以不需要往返于機器人臂12與設置到與機器人臂12相離的場所的控制裝置主體20之間，從而可減輕工作人員的負擔。
接著，參照圖2對本發(fā)明機器人控制裝置14進行更加詳細的說明。圖2是圖1所示的機器人控制裝置14的控制裝置主體20以及示教操作盤22的功能框圖。機器人控制裝置14具有由微處理器構(gòu)成的主CPU36、如ROM38及RAM40的存儲器、伺服控制電路42、用于與示教操作盤22通信的通信接口44、用于接收CCD攝像機18的圖像信號的攝像機接口46、圖像處理部28、和伺服放大器48，其中，ROM38、RAM40、伺服控制電路42、通信接口44、攝像機接口46以及圖像處理部28，互相并聯(lián)連接在與主CPU36連接的總線50上。伺服控制電路42根據(jù)來自主CPU36的指令生成對機器人臂12的動作指令信號，將該信號通過伺服放大器48放大后傳送給機器人臂12，并根據(jù)動作指令信號使機器人臂12動作。
示教操作盤22，具有由微處理器構(gòu)成的CPU52、如ROM54及RAM56的存儲器、圖形控制器58、與該圖形控制器58連接并顯示圖像信息的液晶顯示器60、鍵控制電路62、用于與控制裝置主體20的通信接口44連接并進行信號通信的通信接口64、和用于在示教操作盤22上作為攝像裝置連接CCD攝像機18的攝像機連接用端子30。其中，ROM54、RAM56、圖形控制器58、鍵控制電路62、通信接口64，互相并聯(lián)連接在與CPU52連接的總線68上，另一方面，攝像機連接用端子30，可不經(jīng)與CPU52連接的總線68，通過示教操作盤連接電纜24與控制裝置主體20的攝像機接口46連接，將來自CCD攝像機18的圖像信號原封不動地中繼到攝像機接口46。由CCD攝像機18輸出的圖像信號，既可以是以NTSC制式為代表的模擬圖像信號，也可以是數(shù)字信號。另外，作為用于CCD攝像機18與攝像機連接用端子30之間的通信的攝像機連接電纜32，可以使用USB2電纜、IEEE1394電纜、以太網(wǎng)(登錄商標)電纜等適宜的電纜。
在圖2所示的實施方式中，將來自CCD攝像機18的圖像信號經(jīng)由攝像機連接用端子30原封不動地中繼到攝像機接口46。可是，在示教操作盤連接電纜24的傳送距離長或者需要傳送高品質(zhì)的圖像信號時，可以將例如把模擬NTSC信號數(shù)字化的A/D轉(zhuǎn)換電路設置在示教操作盤22內(nèi)，將已數(shù)字化的圖像信號經(jīng)由示教操作盤連接電纜向控制裝置主體20傳送。另外，在示教操作盤22內(nèi)設有信號放大電路，可以在示教操作盤22中放大來自CCD攝像機18的信號之后傳送到控制裝置主體20。
接著，參照圖3對本發(fā)明機器人控制裝置的第2實施方式進行說明。圖3是具有本發(fā)明第2實施方式的機器人控制裝置14′的機器人系統(tǒng)10′的整體結(jié)構(gòu)圖。在圖3中，與圖1所示的機器人系統(tǒng)10′相同的部分以相同的參照符號來表示。
本實施方式的機器人系統(tǒng)10′，在CCD攝像機70與示教操作盤22之間無線傳送圖像信號這一點上與圖1所示的機器人系統(tǒng)10不同。在機器人臂12的作業(yè)工具16上，通過如上所述可容易裝卸的適宜安裝方法來安裝無線式CCD攝像機70，無線式CCD攝像機70，不通過攝像機連接電纜32、而是以無線方式將圖像信號傳送到外部。與此對應，在機器人控制裝置14′的示教操作盤22′上作為攝像裝置連接部設置有無線接收器72。其它部分與圖1所示的機器人系統(tǒng)10相同，這里不詳細地說明了。
這樣，在本實施方式的機器人系統(tǒng)10′中，從安裝到作業(yè)工具16的CCD攝像機70來的圖像信號以無線方式向示教操作盤22′的無線接收器72傳送，從示教操作盤22′通過示教操作盤連接電纜24以有線方式傳送到控制裝置主體20中。因此，不需要CCD攝像機70與示教操作盤22′之間的攝像機連接電纜32，所以在機器人臂12動作時沒有與攝像機連接電纜32接觸的危險，具有作業(yè)容易這樣的優(yōu)點。此外，無線方式一般不適合長距離的信號傳送，用于CCD攝像機70與控制裝置主體20之間的信號傳送是困難的?？墒牵谑窘厅c位置的補正作業(yè)時，一般由工作人員持有示教操作盤22′在機器人臂12附近操作機器人臂12，因為CCD攝像機70與示教操作盤22′的距離短，所以如果要進行CCD攝像機70與示教操作盤22′之間的信號傳送可以采用無線方式。
接著，參照圖4對本發(fā)明機器人控制裝置的第3實施方式進行說明。圖4是本發(fā)明第3實施方式的機器人控制裝置14″的功能框圖。在圖4中與圖2所示的機器人控制裝置14相同的部分由相同的參照符號來表示。
本實施方式的機器人控制裝置14″，在圖像處理部74以及攝像機接口76不是設置在控制裝置主體20″而是設置在示教操作盤22″中這一點上與圖2所示的機器人控制裝置14不同。示教操作盤22″除了與圖2所示的機器人控制裝置14同樣的、CPU52、如ROM54及RAM56的存儲器、圖形控制器58、液晶顯示器60、鍵控制電路62、通信接口64、攝像機連接用端子30之外，還具有用于取入CCD攝像機18的圖像信號的攝像機接口76和圖形處理部74。另外這些之中，ROM54、RAM56、圖形控制器58、鍵控制電路62、通信接口64、圖形處理部74、攝像機接口76，互相并聯(lián)地連接到CPU52的總線68，另一方面，攝像機連接用端子30不是與連接到CPU52的總線68連接，而是與攝像機接口76連接。因此，可以不經(jīng)過控制裝置主體20″將CCD攝像機18的圖像原封不動地顯示在液晶顯示器60中。其它結(jié)構(gòu)與圖2所示的機器人控制裝置14相同，這里不詳細地說明。
在本實施方式的機器人控制裝置14″中，輸入到攝像機連接用端子30的圖像信號，在示教操作盤22″內(nèi)經(jīng)由攝像機接口76以及總線68向圖像處理部74傳送并進行圖形處理。因此，從示教操作盤22″向控制裝置主體20″發(fā)送由圖形處理檢測出的對象物位置信息(例如，在攝像機圖像上的基準標記的位置)。當然，可以將CCD攝像機18拍攝的圖像顯示到液晶顯示器60中。
以上，根據(jù)圖示的實施方式對本發(fā)明的機器人控制裝置進行了說明，但是本發(fā)明并不限定于圖示的實施方式。例如，在圖4所示的機器人控制裝置14″中，還可以采用無線式CCD攝像機并且代替攝像機連接用端子采用無線接收器。
權(quán)利要求
1.一種機器人控制裝置(14、14′、14″)，具有固定設置且與機器人(12)連接的控制裝置主體(20、20″)、和與該控制裝置主體(20、20″)連接的可移動的示教操作盤(22、22′、22 ″)，并可以通過所述示教操作盤(22、22′、22″)來操作機器人(12)，其特征在于，將用于在所述示教操作盤(22、22′、22″)上連接攝像裝置(18、70)的攝像裝置連接部(30、72)設置在所述示教操作盤(22、22′、22″)上，可通過攝像裝置連接部(30、72)將由所述攝像裝置(18、70)拍攝的圖像直接輸入到所述示教操作盤(22、22′、22″)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人控制裝置，其中，所述攝像裝置連接部(30)是用于連接從所述攝像裝置(18)延伸的電纜(32)的攝像裝置連接用端子(30)，通過所述電纜(32)有線傳送由所述攝像裝置(18)拍攝的圖像，并輸入到所述示教操作盤(22、22″)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人控制裝置，其中，所述攝像裝置連接部是用于接收從所述攝像裝置(70)發(fā)送的無線信號的無線接收器(72)，無線傳送由所述攝像裝置(70)拍攝的圖像，并輸入到所述示教操作盤(22′)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的機器人控制裝置，其中，所述示教操作盤(22″)，具有用于處理輸入到所述示教操作盤(22″)的圖像的圖像處理部(74)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的機器人控制裝置，其中，所述控制裝置主體(20)具有圖像處理部(28)，輸入到所述示教操作盤(22、22′)的圖像被傳送至所述控制裝置主體(20)的圖像處理部(28)來進行圖像處理。
全文摘要
機器人控制裝置，具有固定設置且與機器人連接的控制裝置主體、和與該控制裝置主體連接的可移動的示教操作盤，并可以通過示教操作盤來操作機器人。在示教操作盤上，設有用于連接攝像裝置的攝像裝置連接部，可通過攝像裝置連接部將攝像裝置拍攝的圖像直接輸入到示教操作盤。
文檔編號G05B19/409GK101092035SQ20071010918
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月20日
發(fā)明者山田慎, 伴一訓, 瀧澤克俊 申請人:發(fā)那科株式會社