本發(fā)明涉及設(shè)定坐標(biāo)系(特別是輸送帶坐標(biāo)系)的方法以及裝置。本發(fā)明還涉及具有坐標(biāo)系設(shè)定裝置的機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

已知有如下系統(tǒng)：通過傳感器(例如視覺傳感器)來檢測由輸送帶(conveyor)搬運(yùn)的物品的位置，機(jī)器人根據(jù)檢測出的位置從輸送帶拾取物品。此外，還已知有如下系統(tǒng)：通過傳感器(例如光電傳感器)來檢測由輸送帶搬運(yùn)的物品托盤的位置，機(jī)器人根據(jù)檢測出的位置將物品放置于物品托盤。在該種機(jī)器人系統(tǒng)中，一般地，作為為了定義輸送帶上的物品和物品托盤(在本申請中統(tǒng)稱為“物體”)的位置而提供給輸送帶的坐標(biāo)系，設(shè)定相對于機(jī)器人的基準(zhǔn)坐標(biāo)系具有預(yù)先設(shè)定的關(guān)系的坐標(biāo)系(在本申請中稱為“輸送帶坐標(biāo)系”)。

例如，日本特開平9-131683號公報(JPH9-131683A)公開了如下視覺傳感器機(jī)器人系統(tǒng)：通過視覺傳感器來識別由輸送帶搬運(yùn)的多個工件的位置，多臺機(jī)器人分別根據(jù)識別出的位置通過追蹤動作來拾取工件。在該系統(tǒng)中，作為定義輸送帶上的工件位置的坐標(biāo)系，設(shè)定以與輸送帶相同速度且在相同方向移動的追蹤坐標(biāo)系。追蹤坐標(biāo)系設(shè)定為：關(guān)于初始位置在比機(jī)器人的基準(zhǔn)坐標(biāo)系靠上游側(cè)預(yù)定距離處具有原點(diǎn)，其X軸與輸送帶的行進(jìn)方向一致。

另一方面，在包括機(jī)器人和輸送帶的機(jī)器人系統(tǒng)中，一旦對構(gòu)筑好的機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)器人或輸送帶的保養(yǎng)、將系統(tǒng)整體移設(shè)到其他場所等補(bǔ)充作業(yè)，結(jié)果有時在補(bǔ)充作業(yè)的實施前后機(jī)器人與輸送帶的位置關(guān)系發(fā)生變化。若機(jī)器人與輸送帶的位置關(guān)系發(fā)生變化，則需要在補(bǔ)充作業(yè)后對應(yīng)于位置關(guān)系的變化來修正補(bǔ)充作業(yè)之前示教給機(jī)器人的動作示教點(diǎn)。例如，日本特許第3733364號公報(JP3733364B)公開了如下示教位置修正方法：對移設(shè)前示教的機(jī)器人動作程序的示教點(diǎn)位置進(jìn)行修正，以便在移設(shè)機(jī)器人系統(tǒng)的前后，對于定義給作業(yè)對象物(工件)或者其保持裝置的三個以上部位通過視覺傳感器來計量它們的三維位置，根據(jù)計量出的位置數(shù)據(jù)補(bǔ)償移設(shè)前后的機(jī)器人與工件的相對位置的變化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

期望的是：對由輸送帶搬運(yùn)的物體(例如，物品、物品托盤等)的位置進(jìn)行檢測，機(jī)器人根據(jù)檢測出的位置針對物體進(jìn)行作業(yè)(例如，從輸送帶拾取物品的作業(yè)、將物品放置于物品托盤的作業(yè)等)，在這樣的系統(tǒng)中，能夠再現(xiàn)性良好且容易地設(shè)定用于定義輸送帶上的物體位置的輸送帶坐標(biāo)系。此外，期望的是：一旦對構(gòu)筑好的上述系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)或系統(tǒng)移設(shè)等補(bǔ)充作業(yè)時，能夠容易地實施補(bǔ)充作業(yè)后的輸送帶坐標(biāo)系的再設(shè)定。

本發(fā)明的一方式是一種坐標(biāo)系設(shè)定方法，是如下的方法：在對輸送帶搬運(yùn)的物體的位置進(jìn)行檢測并由機(jī)器人根據(jù)該位置針對該物體進(jìn)行作業(yè)的系統(tǒng)中，設(shè)定相對于機(jī)器人的基準(zhǔn)坐標(biāo)系具有預(yù)定關(guān)系的輸送帶坐標(biāo)系，來作為用于定義物體在輸送帶上的位置的坐標(biāo)系，其中，對輸送帶的進(jìn)行物體搬運(yùn)動作的可動部，設(shè)置彼此具有一定的位置關(guān)系的多個特征部，對機(jī)器人設(shè)置傳感器，該傳感器能夠以非接觸的方式檢測多個特征部各自的位置，在可動部處于第一動作位置時，通過傳感器對至少兩個特征部的位置進(jìn)行檢測，取得檢測出的該位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的至少兩個第一坐標(biāo)，使可動部從第一動作位置向第二動作位置執(zhí)行物體搬運(yùn)動作，在可動部處于第二動作位置時，通過傳感器對至少一個特征部的位置進(jìn)行檢測，取得檢測出的該位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的至少一個第二坐標(biāo)，根據(jù)物體搬運(yùn)動作的方向、至少兩個第一坐標(biāo)、至少一個第二坐標(biāo)，來決定輸送帶坐標(biāo)系。

上述的坐標(biāo)系設(shè)定方法可以構(gòu)成為：對輸送帶的不進(jìn)行物體搬運(yùn)動作的非可動部的預(yù)定部位，確定傳感器能夠以非接觸的方式檢測其位置的標(biāo)記，通過傳感器檢測出標(biāo)記的位置，取得檢測出的位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的第三坐標(biāo)，將第三坐標(biāo)作為輸送帶坐標(biāo)系的原點(diǎn)來決定輸送帶坐標(biāo)系。

本發(fā)明的另一方式是一種坐標(biāo)系設(shè)定裝置，是如下的裝置：在對輸送帶搬運(yùn)的物體的位置進(jìn)行檢測并由機(jī)器人根據(jù)該位置針對該物體進(jìn)行作業(yè)的系統(tǒng)中，設(shè)定相對于機(jī)器人的基準(zhǔn)坐標(biāo)系具有預(yù)定關(guān)系的輸送帶坐標(biāo)系，來作為用于定義物體在輸送帶上的位置的坐標(biāo)系，其中，坐標(biāo)系設(shè)定裝置具有：多個特征部，其設(shè)置于輸送帶的進(jìn)行物體搬運(yùn)動作的可動部上，彼此具有一定的位置關(guān)系；傳感器，其設(shè)置于機(jī)器人上，并能夠以非接觸的方式檢測多個特征部各自的位置；第一坐標(biāo)取得部，其在可動部處于第一動作位置時，使傳感器對至少兩個特征部的位置進(jìn)行檢測，取得檢測出的該位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的至少兩個第一坐標(biāo)；搬運(yùn)動作執(zhí)行部，其使可動部從第一動作位置向第二動作位置執(zhí)行物體搬運(yùn)動作；第二坐標(biāo)取得部，其在可動部處于第二動作位置時，使傳感器對至少一個特征部的位置進(jìn)行檢測，取得檢測出的該位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的至少一個第二坐標(biāo)；以及坐標(biāo)系決定部，其根據(jù)物體搬運(yùn)動作的方向、至少兩個第一坐標(biāo)、至少一個第二坐標(biāo)，來決定輸送帶坐標(biāo)系。

本發(fā)明的又一方式是一種機(jī)器人系統(tǒng)，機(jī)器人系統(tǒng)具有，輸送帶；物體檢測部，其對由輸送帶搬運(yùn)的物體的位置進(jìn)行檢測；機(jī)器人，其根據(jù)物體檢測部檢測出的位置針對物體進(jìn)行作業(yè)；以及如上所述的坐標(biāo)系設(shè)定裝置。

根據(jù)一方式涉及的坐標(biāo)系設(shè)定方法以及另一方式涉及的坐標(biāo)系設(shè)定方法，使設(shè)置了多個特征部的輸送帶執(zhí)行從第一動作位置向第二動作位置的物體搬運(yùn)動作，并且利用設(shè)置于機(jī)器人的傳感器僅檢測第一動作位置中的至少兩個特征部的位置以及第二動作位置中的至少一個特征部的位置，由此能夠設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系。因此不需要操作員熟練，就能再現(xiàn)性良好地且容易地設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系。

此外，在又一方式涉及的機(jī)器人系統(tǒng)中，通過具有上述的坐標(biāo)系設(shè)定裝置，不需要操作員熟練，就能再現(xiàn)性良好地且容易地設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系。

附圖說明

通過與附圖相關(guān)聯(lián)的以下的實施方式的說明，能夠進(jìn)一步明確本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)。這些附圖中：

圖1是示意性地表示機(jī)器人系統(tǒng)的一實施方式的結(jié)構(gòu)的俯視圖，

圖2是表示圖1的機(jī)器人系統(tǒng)具有的控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)的一例的框圖，

圖3是表示坐標(biāo)系設(shè)定裝置的一實施方式的結(jié)構(gòu)的功能框圖，

圖4是表示圖3的坐標(biāo)系設(shè)定裝置具有的特征部的一例的俯視圖，

圖5是表示坐標(biāo)系設(shè)定方法的一實施方式中的坐標(biāo)系設(shè)定過程的流程圖，

圖6是表示圖5的坐標(biāo)系設(shè)定過程中的位置檢測步驟的俯視圖，

圖7是示意性地表示執(zhí)行圖5的坐標(biāo)系設(shè)定過程的現(xiàn)場狀況的圖，

圖8是表示坐標(biāo)系設(shè)定裝置的其他實施方式的結(jié)構(gòu)的功能框圖，

圖9A是表示圖8的坐標(biāo)系設(shè)定裝置具有的標(biāo)記的一例的俯視圖，

圖9B是將圖9A的標(biāo)記與坐標(biāo)系一起進(jìn)行表示的圖，

圖10是表示坐標(biāo)系設(shè)定方法的其他實施方式中的坐標(biāo)系設(shè)定過程的流程圖，

圖11是表示圖10的坐標(biāo)系設(shè)定過程中的標(biāo)記檢測步驟的標(biāo)記檢測過程的流程圖，

圖12是示意性地表示圖11的標(biāo)記檢測過程中的校正量計算步驟的圖，

圖13是表示坐標(biāo)系設(shè)定方法的又一其他實施方式中的坐標(biāo)系設(shè)定過程的流程圖，

圖14是表示坐標(biāo)系設(shè)定方法的又一其他實施方式中的坐標(biāo)系設(shè)定過程的流程圖，

圖15是示意性地表示執(zhí)行圖14的坐標(biāo)系設(shè)定過程的現(xiàn)場狀況的圖，

圖16是表示坐標(biāo)系設(shè)定方法的又一其他實施方式中的坐標(biāo)系設(shè)定過程的流程圖，

圖17是表示坐標(biāo)系設(shè)定方法的又一其他實施方式中的坐標(biāo)系設(shè)定過程的流程圖，以及

圖18是示意性地表示圖17的坐標(biāo)系設(shè)定過程中的原點(diǎn)變換步驟的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。在附圖上，對對應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注共同的參照符號。

圖1示意性地表示本發(fā)明的一方式涉及的機(jī)器人系統(tǒng)的、一實施方式的結(jié)構(gòu)。一實施方式涉及的機(jī)器人系統(tǒng)10具有：輸送帶12、對由輸送帶12搬運(yùn)的物體的位置進(jìn)行檢測的物體檢測部14、以及根據(jù)物體檢測部14檢測出的物體位置針對物體進(jìn)行作業(yè)的機(jī)器人16。

在該實施方式中，輸送帶12是朝向機(jī)器人16的作業(yè)區(qū)域搬運(yùn)多個物品R(即物體)的物品供給用的輸送帶12。此外，物體檢測部14具有如下視覺傳感器的結(jié)構(gòu)：對由輸送帶12搬運(yùn)的物品R進(jìn)行拍攝通過圖像處理來檢測物品R的位置。此外，機(jī)器人16進(jìn)行如下作業(yè)：根據(jù)物體檢測部14檢測出的物品R的位置，從輸送帶12拾取物品R向其他場所移送。在機(jī)器人系統(tǒng)10中，兩臺機(jī)器人16A、16B配置成向輸送帶12的搬運(yùn)動作方向排列，作為各機(jī)器人16A、16B從輸送帶12拾取的物品R的移送目的地，兩臺排放輸送帶18A、18B(統(tǒng)稱為排放輸送帶18)設(shè)置成與輸送帶12相鄰。

輸送帶12具有：眾所周知的運(yùn)送部件(即可動部)，其通過適當(dāng)?shù)呐渲弥С卸鄠€物品R并且能夠向一個方向(圖中箭頭a方向)進(jìn)行搬運(yùn)；以及眾所周知的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其連續(xù)或者斷續(xù)地驅(qū)動搬運(yùn)部件。機(jī)器人系統(tǒng)10具有取得輸送帶12的動作位置等搬運(yùn)動作信息的輸送帶傳感器20。輸送帶傳感器20例如可以具有：編碼器，其能夠檢測出輸送帶12的搬運(yùn)部件或者驅(qū)動機(jī)構(gòu)的位置和速度。

排放輸送帶18A、18B分別具有：眾所周知的運(yùn)送部件(即可動部)，其對通過預(yù)先設(shè)定的配置能夠裝載物品R的物品托盤(未圖示)進(jìn)行支承并能夠向一個方向(圖中箭頭β方向)進(jìn)行輸送；以及眾所周知的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，其連續(xù)或者斷續(xù)地驅(qū)動搬運(yùn)部件。在該實施方式中，輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α與排放輸送帶18A、18B的搬運(yùn)動作方向β彼此大致正交。機(jī)器人系統(tǒng)10還具有：輸送帶傳感器(未圖示)，其取得各排放輸送帶18的動作位置等搬運(yùn)動作信息。輸送帶傳感器例如可以具有編碼器：其能夠?qū)Ω髋欧泡斔蛶?8的搬運(yùn)部件或者驅(qū)動機(jī)構(gòu)的位置和速度進(jìn)行檢測。

機(jī)器人16(第一機(jī)器人16A、第二機(jī)器人16B)可以具有：從多關(guān)節(jié)式、龍門式、并行連接式等眾所周知的各種機(jī)構(gòu)部(即機(jī)械手)適當(dāng)選擇出的機(jī)構(gòu)部(未圖示)，以及從吸附式、把握式等眾所周知的各種手部中適當(dāng)選擇出的手部(未圖示)。設(shè)置于輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α的上游側(cè)的第一機(jī)器人16A在預(yù)先設(shè)定的自身的作業(yè)區(qū)域使機(jī)構(gòu)部和手部動作，把持并拾取由輸送帶12搬運(yùn)的多個物品R中的任意物品R，將其移送至排放輸送帶18A。設(shè)置于輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α的下游側(cè)的第二機(jī)器人16B在預(yù)先設(shè)定的自身的作業(yè)區(qū)域使機(jī)構(gòu)部以及手部動作，把持并拾取由輸送帶12搬運(yùn)的多個物品R中的第一機(jī)器人16A沒有拾取的物品R，將其移送至排放輸送帶18B。移送到各排放輸送帶18的物品R以預(yù)定姿勢放置于排放輸送帶18搬運(yùn)的物品托盤(未圖示)的預(yù)定場所，向搬運(yùn)動作方向β被搬運(yùn)。

機(jī)器人系統(tǒng)10具有：控制第一機(jī)器人16A的第一控制裝置22A、以及控制第二機(jī)器人16B的第二控制裝置22B。第一控制裝置22A與第二控制裝置22B經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)集線器24以及有線的通信線纜26能夠彼此通信數(shù)據(jù)。另外，通信單元不限定于有線的通信線纜26。各控制裝置22A、22B(統(tǒng)稱為控制裝置22)的硬件結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況在后面進(jìn)行敘述。

物體檢測部14構(gòu)成為具有：CCD照相機(jī)等拍攝部28、以及對拍攝部28取得的二維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理的圖像處理部30。拍攝部28設(shè)置于在輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α來看在第一機(jī)器人16A的進(jìn)一步上游側(cè)，具有在輸送帶12的搬運(yùn)動作方向預(yù)定范圍擴(kuò)展的視野32(一點(diǎn)劃線所示)。拍攝部28從上方對存在于視野32內(nèi)的物品R以及輸送帶12的一部分進(jìn)行拍攝，取得它們的二維圖像數(shù)據(jù)。拍攝部28可以是數(shù)碼照相機(jī)，例如可以任意地設(shè)定清晰度和拍攝范圍。

圖像處理部30使拍攝部28拍攝視野32內(nèi)的物品R以及輸送帶12，對拍攝部28拍攝到的二維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)圖像處理，由此，檢測出物品R的存在，并且取得預(yù)先設(shè)定的三維坐標(biāo)系中的各物品R的位置(坐標(biāo)值)以及姿勢(旋轉(zhuǎn)角度)的信息。圖像處理部30取得的信息通常包括物品R的位置以及姿勢的信息，但是有時也可以不包括物品R的姿勢的信息。在本申請中，將物品R的位置以及姿勢的信息、和物品R的位置的信息都統(tǒng)稱為“位置信息”。

圖像處理部30構(gòu)成為第一控制裝置22A具有的一功能(硬件以及軟件)?；蛘邎D像處理部30能夠構(gòu)成為從第一控制裝置22A獨(dú)立的圖像處理裝置。在每一情況下都是，圖像處理部30從拍攝部28的二維圖像數(shù)據(jù)取得的物品R的位置信息隨時被第一控制裝置22A取得，并且經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)集線器24以及通信線纜26被第二控制裝置22B取得。另外同樣地，輸送帶傳感器20檢測出的輸送帶12的搬運(yùn)動作信息隨時被第一控制裝置22A取得，并且經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)集線器24以及通信線纜26被第二控制裝置22B取得。

圖2表示第一控制裝置22A的硬件結(jié)構(gòu)的一例。第一控制裝置22A具有由微處理器構(gòu)成的CPU34。在CPU34中經(jīng)由總線46分別連接ROM36、RAM38、SRAM40、數(shù)字信號處理器(DSP)用數(shù)據(jù)存儲器42以及數(shù)字信號處理器(DSP)44。在ROM36中存儲控制系統(tǒng)整體的程序，在RAM38中暫時存儲要由CPU34處理的數(shù)據(jù)。在SRAM40中存儲用于第一機(jī)器人16A的動作程序和設(shè)定數(shù)據(jù)。DSP44是用于處理輸送帶傳感器20的輸出信號的處理器，DSP用數(shù)據(jù)存儲器42對基于DSP44的處理數(shù)據(jù)和設(shè)定參數(shù)進(jìn)行存儲。DSP44經(jīng)由線纜48與輸送帶傳感器20連接，具有遵從CPU34的命令在任意時刻對輸送帶傳感器20的輸出進(jìn)行檢測、并寫入到DSP用數(shù)據(jù)存儲器42的預(yù)定區(qū)域的功能。

第一控制裝置22A具有用于控制第一機(jī)器人16A的軸控制部50。軸控制部50經(jīng)由伺服電路52與第一機(jī)器人16A連接。由此，第一控制裝置22A能夠?qū)Φ谝粰C(jī)器人16A的機(jī)構(gòu)部和手部的動作進(jìn)行控制。并且，第一控制裝置22A具有通信接口54以及I/O接口56，經(jīng)由這些，能夠與第二控制裝置22B和其他周邊裝置進(jìn)行通信。

第一控制裝置22A還作為圖像處理部30(圖1)的結(jié)構(gòu)要素而具有連接在外部設(shè)置的監(jiān)視器58的監(jiān)視器接口60、以及經(jīng)由線纜62連接拍攝部28的照相機(jī)接口64。監(jiān)視器接口60以及照相機(jī)接口64經(jīng)由總線46與CPU34連接。拍攝部28拍攝到的圖像經(jīng)由照相機(jī)接口64而存儲于RAM38。存儲于RAM38的數(shù)據(jù)通過CPU34而被解析，作為物品R的位置信息而被圖像處理部30取得。圖像處理部30能夠從存儲于RAM38的拍攝數(shù)據(jù)中取得物品R的形狀和顏色等外觀特征信息。在ROM36中，存儲有圖像處理部30中的各種設(shè)定信息和解析程序。這樣，CPU34、ROM36以及RAM38共享圖像處理部30和包括軸控制部50在內(nèi)的機(jī)器人控制部兩者。

第二控制裝置22B(圖1)除了不具有圖像處理部30這點(diǎn)之外，具有與第一控制裝置22A同樣的結(jié)構(gòu)。即，第二控制裝置22B具有：CPU34、ROM36、RAM38、SRAM40、DSP用數(shù)據(jù)存儲器42、DSP44、總線46、軸控制部50、伺服電路52、通信接口54以及I/O接口56。

如圖1所示，在輸送帶12中，作為用于定義輸送帶12上的物品R的位置的坐標(biāo)系，設(shè)定以搬運(yùn)動作方向α為X軸的三維輸送帶坐標(biāo)系66。輸送帶坐標(biāo)系66是伴隨著輸送帶12的搬運(yùn)動作而向X軸方向移動的坐標(biāo)系。另一方面，在機(jī)器人16(第一機(jī)器人16A、第二機(jī)器人16B)中設(shè)定用于定義機(jī)構(gòu)部和手部的位置和姿勢的三維基準(zhǔn)坐標(biāo)系68。通過預(yù)先求出輸送帶坐標(biāo)系66與基準(zhǔn)坐標(biāo)系68的位置以及姿勢的相對關(guān)系，第一控制裝置22A按照輸送帶坐標(biāo)系66的指令值使第一機(jī)器人16A在輸送帶坐標(biāo)系66動作，能夠使第一機(jī)器人16A拾取輸送帶12上的物品R，同樣地，第二控制裝置22B按照輸送帶坐標(biāo)系66的指令值使第二機(jī)器人16B在輸送帶坐標(biāo)系66動作，能夠使第二機(jī)器人16B拾取輸送帶12上的物品R。此外，物體檢出部14通過在輸送帶坐標(biāo)系66進(jìn)行拍攝部28的校準(zhǔn)，能夠在輸送帶坐標(biāo)系66表示檢測出的物品R的位置信息。

物體檢出部14以多個物品R全部被拍攝以及檢測這樣的周期T或者按一定搬運(yùn)距離G，來執(zhí)行因輸送帶12的物體搬運(yùn)動作而移動的多個物品R的拍攝以及檢測，從而在輸送帶坐標(biāo)系66取得所有的物品R各自的位置信息。周期T以及搬運(yùn)距離G分別是拍攝部28在視野32中能夠?qū)Ω魑锲稲的整體像至少進(jìn)行一次拍攝的周期以及搬運(yùn)距離。

列舉具體例，在視野32的在輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α觀察的(即輸送帶坐標(biāo)系66的X軸方向的)長度為400mm、物品R的從輸送帶12的上方觀察的平面形狀的最大寬度為100mm、輸送帶12的搬運(yùn)速度為200mm/s的結(jié)構(gòu)時，伴隨著輸送帶12的物體搬運(yùn)動作一個物品R整體從進(jìn)入到視野32的瞬間到該物品R一部分脫離視野32的期間，用于對該物品R進(jìn)行一次拍攝的周期T以及搬運(yùn)距離G分別如下所示。

T＝(400(mm)-100(mm))/200(mm/s)＝1.5(s)

G＝400(mm)-100(mm)＝300(mm)

物體檢測部14通過拍攝部28通過周期T或者按搬運(yùn)距離G來拍攝通過輸送帶12而被供給到第一以及第二機(jī)器人16A、16B的作業(yè)區(qū)域的多個物品R，圖像處理部30能夠在存在于視野32的期間檢測出全部的物品R，能夠取得這些物品R的各位置信息。

第一控制裝置22A同步于拍攝部28進(jìn)行的周期T或者每一搬運(yùn)距離G的物品R的拍攝動作，取得輸送帶傳感器20檢測出的輸送帶12的搬運(yùn)動作信息(動作位置等)，存儲于DSP用數(shù)據(jù)存儲器42。此外，第一控制裝置22A生成物品信息集，所述物品信息集匯總了通過周期T或者按搬運(yùn)距離G而檢測出的物品R的位置信息、同步于周期T或者每次的搬運(yùn)距離G而取得的輸送帶12的搬運(yùn)動作信息、通過物品R而用號碼表示的物品ID、以及根據(jù)需要從物體檢測部14以外的傳感器獲得的信息等。第一控制裝置22A通過將從輸送帶20實時輸送的隨時更新的搬運(yùn)動作信息與包含于物品信息集的周期T或者每次的搬運(yùn)距離G同步的搬運(yùn)動作信息進(jìn)行比較，能夠通過輸送帶坐標(biāo)系66知曉物品R的當(dāng)前位置。第一控制裝置22A生成用于第一機(jī)器人16A把持并拾取處于當(dāng)前位置的物品R的動作指令，通過該動作指令來控制第一機(jī)器人16A，由此，能夠使第一機(jī)器人16A拾取該物品R。第一控制裝置22A消除生成的物品信息集之中的、第一機(jī)器人16A拾取的物品R的位置信息，向第二控制裝置22B轉(zhuǎn)發(fā)第一機(jī)器人16A沒有拾取的物品R的位置信息。

第二控制裝置22B根據(jù)從第一控制裝置22A轉(zhuǎn)發(fā)的物品信息集，與第一控制裝置22A同樣地，通過將隨時更新的實際時間的搬運(yùn)動作信息與包含于物品信息集的周期T或者每次的搬運(yùn)距離G同步的搬運(yùn)動作信息進(jìn)行比較，能夠知曉第一機(jī)器人16A沒有拾取的物品R的當(dāng)前位置。第二控制裝置22B生成用于第二機(jī)器人16B把持并拾取處于當(dāng)前位置的物品R的動作指令，通過該動作指令來控制第二機(jī)器人16B，由此，能夠使第二機(jī)器人16B拾取該物品R。另外，第一機(jī)器人16A以及第二機(jī)器人16B進(jìn)行的物品R的把持以及拾取動作，也能夠作為跟隨于輸送帶12的物體搬運(yùn)動作的跟蹤動作來執(zhí)行，還能夠在使輸送帶12暫時停止的狀態(tài)下執(zhí)行。

機(jī)器人系統(tǒng)10除了上述結(jié)構(gòu)之外，具有設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66的坐標(biāo)系設(shè)定裝置70(圖3)，所述輸送帶坐標(biāo)系66用于定義由輸送帶12搬運(yùn)的物體(物品R)的輸送帶12上的位置。以下，參照圖1～圖4，對本發(fā)明的其他方式涉及的坐標(biāo)系設(shè)定裝置的、一實施方式(坐標(biāo)系設(shè)定裝置70)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

如圖3所示，坐標(biāo)系設(shè)定裝置70具有：多個特征部74，其設(shè)置于輸送帶12的進(jìn)行物體搬運(yùn)動作的可動部(即搬運(yùn)部件)72，相互具有一定的位置關(guān)系；傳感器76，其設(shè)置于機(jī)器人16，能夠以非接觸的方式檢測出多個特征部74各自的位置；第一坐標(biāo)取得部78，其在可動部72處于第一動作位置時，使傳感器76對至少兩個特征部74的位置進(jìn)行檢測，取得檢測出的位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系68(圖1)中的至少兩個第一坐標(biāo)；搬運(yùn)動作執(zhí)行部80，其使可動部72從第一動作位置向第二動作位置執(zhí)行物體搬運(yùn)動作；第二坐標(biāo)取得部82，其在可動部72處于第二動作位置時，使傳感器76對至少一個特征部74的位置進(jìn)行檢測，取得檢測出的位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系68中的至少一個第二坐標(biāo)；以及坐標(biāo)系決定部84，其根據(jù)物體搬運(yùn)動作的方向、至少兩個第一坐標(biāo)、至少一個第二坐標(biāo)，決定輸送帶坐標(biāo)系66(圖1)。

多個特征部74分別如圖4所示，可以具有傳感器76能夠檢測以及識別的輪廓、模樣、顏色等。這些特征部74能夠通過印刷、刻印、燒制等眾所周知的各種方法形成于例如平板狀的夾具86的表面的預(yù)定位置。在圖4的實施方式中，彼此具有相同的圓形輪廓以及其內(nèi)側(cè)的十字模樣和彼此不同顏色的兩個特征部74A、74B以彼此一定的位置關(guān)系形成于夾具86的表面。在坐標(biāo)系設(shè)定裝置70中，將具有兩個特征部74A、74B的夾具86固定地裝載于輸送帶12的可動部72的物品支承面來使用。另外，以能夠維持相互一定的位置關(guān)系為前提，能夠使用形成于彼此不同的部件的多個特征部74。

傳感器76可以構(gòu)成為能夠三維地檢測出各特征部74的位置的視覺傳感器。在坐標(biāo)系設(shè)定裝置70中，傳感器76通過眾所周知的三維計量方法檢測出裝載于輸送帶12的可動部72的夾具86的各特征部74A、74B的位置，作為從機(jī)器人16觀察的位置。以此為目的，傳感器76構(gòu)成為，具有：照相機(jī)88(圖1)，其例如具有USB照相機(jī)等裝卸自如的結(jié)構(gòu)，在設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66時，將照相機(jī)88安裝于機(jī)器人16的機(jī)構(gòu)部的頂端(例如手部安裝面)來使用?；蛘撸軌?qū)⒄障鄼C(jī)88永久地設(shè)置于不干涉機(jī)器人16的作業(yè)的機(jī)構(gòu)部的任意部位。

在圖1所示的機(jī)器人系統(tǒng)10中，照相機(jī)88選擇性地安裝于第一機(jī)器人16A與第二機(jī)器人16B中的某一個，并且經(jīng)由USB線纜92與具有USB接口的示教操作盤90連接。示教操作盤90經(jīng)由示教操作盤線纜94與安裝了照相機(jī)88的第一或者第二機(jī)器人16A、16B的第一或者第二控制裝置22A、22B連接。操作員使用示教操作盤90能夠?qū)Π惭b于機(jī)器人16的照相機(jī)88的拍攝動作進(jìn)行操作。照相機(jī)88拍攝到的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由示教操作盤90發(fā)送至第一或者第二控制裝置22A、22B。此外，示教操作盤90能夠具有如下結(jié)構(gòu)：操作員對輸送帶12指示物體搬運(yùn)動作或者對輸送帶傳感器20指示取得檢測值。

如圖2所示，第一控制裝置22A具有連接示教操作盤90的示教操作盤接口96。經(jīng)由示教操作盤90輸送的USB照相機(jī)88的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由示教操作盤接口96存儲于RAM38，并且通過CPU34而被解析，作為各特征部74的位置數(shù)據(jù)而被取得。這樣，第一控制裝置22A的CPU34、ROM36、RAM38以及示教操作盤接口96構(gòu)成將照相機(jī)88安裝于第一機(jī)器人16A時的傳感器76的圖像處理部。第二控制裝置22B也同樣地具有示教操作盤接口96。第二控制裝置22B的CPU34、ROM36、RAM38以及示教操作盤接口96構(gòu)成將照相機(jī)88安裝于第二機(jī)器人16B時的傳感器76的圖像處理部。

坐標(biāo)系設(shè)定裝置70的第一坐標(biāo)取得部78、第二坐標(biāo)取得部82以及坐標(biāo)系決定部84能夠構(gòu)成為控制裝置22(第一控制裝置22A、第二控制裝置22B)的CPU34的一個功能。此外，坐標(biāo)系設(shè)定裝置70的搬運(yùn)動作執(zhí)行部80能夠構(gòu)成為控制輸送帶12的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的控制裝置(未圖示)的CPU(或者示教操作盤90具有的CPU)的一個功能。

具有上述結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)系設(shè)定裝置70能夠執(zhí)行本發(fā)明的其他方式涉及的坐標(biāo)系設(shè)定方法。其他方式涉及的坐標(biāo)系設(shè)定方法是如下方法：通過對由輸送帶搬運(yùn)的物體的位置進(jìn)行檢測機(jī)器人根據(jù)其位置針對物體進(jìn)行作業(yè)的系統(tǒng)，設(shè)定相對于機(jī)器人的基準(zhǔn)坐標(biāo)系具有預(yù)定關(guān)系的輸送帶坐標(biāo)系，作為用于定義輸送帶上的物體的位置的坐標(biāo)系，上述方法具有如下步驟：在輸送帶的進(jìn)行物體搬運(yùn)動作的可動部設(shè)置彼此具有一定的位置關(guān)系的多個特征部的步驟；對機(jī)器人設(shè)置能夠以非接觸的方式檢測出多個特征部各自的位置的傳感器的步驟；在可動部處于第一動作位置時通過傳感器檢測出至少兩個特征部的位置，取得檢測出的位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的至少兩個第一坐標(biāo)的步驟；使可動部從第一動作位置向第二動作位置執(zhí)行物體搬運(yùn)動作的步驟；在可動部處于第二動作位置時，通過傳感器檢測出至少一個特征部的位置，取得檢測出的位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的至少一個第二坐標(biāo)的步驟；以及根據(jù)物體搬運(yùn)動作的方向、至少兩個第一坐標(biāo)、至少一個第二坐標(biāo)，決定輸送帶坐標(biāo)系的步驟。

以下，將圖5以及圖6與圖1～圖4一起進(jìn)行參照，對坐標(biāo)系設(shè)定裝置70執(zhí)行的坐標(biāo)系設(shè)定方法的一實施方式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

在圖5所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程中，首先在步驟S1中，將照相機(jī)88安裝于機(jī)器人16(第一機(jī)器人16A或者第二機(jī)器人16B)的預(yù)定部位，并且將夾具86裝載于停止中的輸送帶12的可動部72。將此時的可動部72的動作位置設(shè)為第一動作位置。這里，夾具86在照相機(jī)86能夠進(jìn)行的兩個特征部74A、74B的三維計量的范圍內(nèi)，放置于輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α的可及的上游側(cè)。此外，夾具86在兩個特征部74A、74B的整列方向配置于與輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α不一致的方向。例如如圖6所示，在兩個特征部74A、74B的整列方向與輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α大致正交的方向配置夾具86。

接下來，在步驟S2中，取得將夾具86裝載與可動部72時的輸送帶傳感器20(圖1)的值(也就是說第一動作位置)E1(第一坐標(biāo)取得部78的行為)。此外，在步驟S3中，利用傳感器76檢測出兩個特征部74A、74B各自的中心點(diǎn)(十字模樣的中心)的位置，取得這些位置而作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系68(圖1)的兩個第一坐標(biāo)P1(x1、y1、z1)、P2(x2、y2、z2)(第一坐標(biāo)取得部78的行為)。

接下來，在步驟S4中，使可動部72執(zhí)行從第一動作位置向α方向的物體搬運(yùn)動作，使夾具86在照相機(jī)88能夠進(jìn)行的兩個特征部74A、74B的三維計量的范圍內(nèi)向輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α可及的下游側(cè)移動，在該位置使可動部72停止(搬運(yùn)動作執(zhí)行部80的行為)。此時的可動部72的動作位置設(shè)為第二動作位置。

接下來，在步驟S5中，取得使夾具86向搬運(yùn)動作方向α移動之后的輸送帶傳感器20(圖1)的值(也就是說第二動作位置)E2(第二坐標(biāo)取得部82的行為)。此外，在步驟S6中，利用傳感器76檢測出一個特征部74A的中心點(diǎn)(十字模樣的中心)的位置，取得該位置而作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系68(圖1)的一個第二坐標(biāo)P3(x3、y3、z3)(第二坐標(biāo)取得部82的行為)。

接下來，在步驟S7中，根據(jù)物體搬運(yùn)動作的方向α、兩個第一坐標(biāo)P1、P2、一個第二坐標(biāo)P3，利用以下的方法決定輸送帶坐標(biāo)系66(坐標(biāo)系決定部84的行為)。首先，使用第一動作位置E1、第二動作位置E2、第一坐標(biāo)P1以及第二坐標(biāo)P3通過數(shù)學(xué)式1求出輸送帶傳感器20具有的編碼器的刻度(將編碼器的值換算為坐標(biāo)系的值的系數(shù))S。

對于輸送帶坐標(biāo)系66來說，首先使用第一坐標(biāo)P1以及第二坐標(biāo)P3通過數(shù)學(xué)式2求出X軸(基本矢量X)。這樣求出的X軸的正方向與可動部72的搬運(yùn)動作方向α一致(圖6)。

Y軸(基本矢量Y)以及Z軸(基本矢量Z)首先從第一坐標(biāo)P1以及P2通過數(shù)學(xué)式3求出矢量Y’。

然后通過外積，利用數(shù)學(xué)式4求出Z軸(基本矢量Z)，接下來利用數(shù)學(xué)式5求出Y軸(基本矢量Y)。

像這樣求出的Z軸的正方向是從圖6的紙面朝向前面的方向，Y軸的正方向是從圖6的下面向上面的方向。在像這樣求出XYZ各軸的基本矢量之后，例如通過將點(diǎn)P1(x1、y1、z1)設(shè)為輸送帶坐標(biāo)系66的原點(diǎn)，從而決定輸送帶坐標(biāo)系66。

在決定了輸送帶坐標(biāo)系66之后，在步驟S8中，從機(jī)器人16(第一機(jī)器人16A或者第二機(jī)器人16B)拆卸照相機(jī)88，并且從停止中的輸送帶12的可動部72拆除夾具86。由此，輸送帶坐標(biāo)系66的設(shè)定流程結(jié)束。

通過針對第一機(jī)器人16A實施上述的坐標(biāo)系設(shè)定流程，能夠設(shè)定第一控制裝置22A使第一機(jī)器人16A從輸送帶12拾取物品R的輸送帶坐標(biāo)系66，此外，通過針對第二機(jī)器人16B實施上述的坐標(biāo)系設(shè)定流程，能夠設(shè)定第二控制裝置22B使第二機(jī)器人16B從輸送帶12拾取物品R的輸送帶坐標(biāo)系66。

圖7示意性地表示實施上述的坐標(biāo)系設(shè)定方法時的現(xiàn)場狀況。在機(jī)器人16的機(jī)構(gòu)部的手部安裝面安裝照相機(jī)88，夾具86放置于輸送帶12的可動部72。操作員98使用示教操作盤90使照相機(jī)88拍攝夾具86的特征部74A、74B。

根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)系設(shè)定裝置70以及坐標(biāo)系設(shè)定方法，使設(shè)置有兩個特征部74A、74B的輸送帶12執(zhí)行從第一動作位置向第二動作位置的物體搬運(yùn)動作，并且通過設(shè)置于機(jī)器人16的傳感器76只檢測出第一動作位置的兩個特征部74A、74B的位置與第二動作位置的一個特征部74A的位置，能夠設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66。因此，不需要操作員的熟練，就能夠再現(xiàn)性良好地，且容易地設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66。

在上述結(jié)構(gòu)中，機(jī)器人系統(tǒng)10具有的機(jī)器人16、控制裝置22、排放輸送帶18的數(shù)量不限定于兩臺，也可以是一臺或者三臺以上。伴隨著機(jī)器人16數(shù)量的增加，能夠使從輸送帶12移送至排放輸送帶18的物品R的個數(shù)和移送處理速度增加。此外，坐標(biāo)系設(shè)定裝置70具有的特征部74的個數(shù)不限定于兩個，也可以是三個以上。伴隨著特征部74的個數(shù)的增加，能夠使輸送帶坐標(biāo)系66的設(shè)定精度提升。

圖8表示機(jī)器人系統(tǒng)10能夠具有的其他實施方式涉及的坐標(biāo)系設(shè)定裝置100。坐標(biāo)系設(shè)定裝置100除了具有用于規(guī)定輸送帶坐標(biāo)系66的原點(diǎn)標(biāo)記104這一點(diǎn)以外，具有與所述的坐標(biāo)系設(shè)定裝置70同樣的結(jié)構(gòu)。因此，對與坐標(biāo)系設(shè)定裝置70的結(jié)構(gòu)要素對應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的參照符號省略其詳細(xì)說明。

坐標(biāo)系設(shè)定裝置100與坐標(biāo)系設(shè)定裝置70同樣地，具有：多個特征部74，其設(shè)置于輸送帶12的可動部72；傳感器76，其設(shè)置于機(jī)器人16；第一坐標(biāo)取得部78，其取得可動部72處于第一動作位置時的至少兩個特征部74的位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系68(圖1)中的至少兩個第一坐標(biāo)；搬運(yùn)動作執(zhí)行部80，其使可動部72從第一動作位置向第二動作位置執(zhí)行物體搬運(yùn)動作；第二坐標(biāo)取得部82，其將可動部72處于第二動作位置時的至少一個特征部74的位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系68中的至少一個第二坐標(biāo)取得；以及坐標(biāo)系決定部84，其根據(jù)物體搬運(yùn)動作的方向、至少兩個第一坐標(biāo)、至少一個第二坐標(biāo)，決定輸送帶坐標(biāo)系66(圖1)。

坐標(biāo)系設(shè)定裝置100還具有：標(biāo)記104，其設(shè)定于所述的12的不進(jìn)行物體搬運(yùn)動作的非可動部(例如承載搬運(yùn)部件的框架結(jié)構(gòu))102的預(yù)定部位，傳感器76能夠以非接觸的方式檢測出其位置；以及第三坐標(biāo)取得部106，其使傳感器76檢測出標(biāo)記104的位置，取得檢測出的位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系68的第三坐標(biāo)。坐標(biāo)系決定部84以第三坐標(biāo)取得部106取得的第三坐標(biāo)為輸送帶坐標(biāo)系66的原點(diǎn)，決定輸送帶坐標(biāo)系66。另外，坐標(biāo)系設(shè)定裝置100的第三坐標(biāo)取得部106與第一坐標(biāo)取得部78、第二坐標(biāo)取得部82以及坐標(biāo)系決定部84同樣地，能夠構(gòu)成為控制裝置22(圖1)的CPU34的一功能。

標(biāo)記104如圖9A所示，可以具有傳感器76能夠檢測以及識別的輪廓、模樣、顏色等。此外，標(biāo)記104如圖6所示，能夠通過印刷、刻印、燒制等眾所周知的各種各樣的方法形成于非可動部102的表面的預(yù)定位置?；蛘?，能夠?qū)⒎强蓜硬?02在其表面上實質(zhì)具有的特征的部位(輪廓、模樣、顏色等)設(shè)定為標(biāo)記104。在圖9A的實施方式中，具有圓形輪廓以及其內(nèi)側(cè)的十字模樣、和在十字模樣標(biāo)注方向性的一個直線模樣的標(biāo)記104形成于非可動部102的表面。如圖9B所示，能夠虛擬地將具有V軸以及W軸的正交坐標(biāo)系應(yīng)用于具有二維的方向性的標(biāo)記104。

具有上述結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)系設(shè)定裝置100與坐標(biāo)系設(shè)定裝置70同樣地，能夠執(zhí)行本發(fā)明的其他方式涉及的坐標(biāo)系設(shè)定方法。以下，將圖10與圖8～圖9一起進(jìn)行參照，對坐標(biāo)系設(shè)定裝置100執(zhí)行的坐標(biāo)系設(shè)定方法的其他實施方式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

在圖10所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程中，步驟S21～S26與圖5的步驟S1～S6相同，在此期間，取得兩個特征部74A、74B的兩個第一坐標(biāo)P1(x1、y1、z1)、P2(x2、y2、z2)以及一個特征部74A的一個第二坐標(biāo)P3(x3、y3、z3)。接下來，在步驟S27中，利用傳感器76檢測出標(biāo)記104的位置，取得該位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系68中的第三坐標(biāo)P0(x0、y0、z0)(第三坐標(biāo)取得部106的行為)。

接下來，在步驟S28中，根據(jù)物體搬運(yùn)動作的方向α、兩個第一坐標(biāo)P1、P2、一個第二坐標(biāo)P3，通過所述的數(shù)學(xué)式1～數(shù)學(xué)式5決定輸送帶坐標(biāo)系66的X軸、Y軸、Z軸，以在步驟S27中求出的點(diǎn)P0(x0、y0、z0)為輸送帶坐標(biāo)系66的原點(diǎn)，由此，決定輸送帶坐標(biāo)系66(坐標(biāo)系決定部84的行為)。最后的步驟S29與圖5的步驟S8相同。由此，輸送帶坐標(biāo)系66的設(shè)定流程結(jié)束。

根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)系設(shè)定裝置100以及坐標(biāo)系設(shè)定方法，獲得與所述的坐標(biāo)系設(shè)定裝置70的效果相同的效果。并且，將標(biāo)記104設(shè)定于輸送帶12的非可動部102，通過傳感器76檢測出標(biāo)記104的位置，能夠設(shè)定以標(biāo)記104的第三坐標(biāo)P0為原點(diǎn)的輸送帶坐標(biāo)系66。如果將標(biāo)記104暫時規(guī)定于輸送帶12的非可動部102，則在設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66時不需要驗證原點(diǎn)位置，因此，能夠再現(xiàn)性良好地設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66。此外，由于標(biāo)記104的個數(shù)可以是一個，因此即使在機(jī)器人12的作業(yè)區(qū)域比較狹窄時，也能夠使照相機(jī)88適當(dāng)?shù)匾苿觼砼臄z特征部74和標(biāo)記104。

在圖10所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程中，設(shè)定為在步驟S27中檢測出標(biāo)記104的位置，但是在步驟S27中，也能夠通過傳感器76進(jìn)一步檢測出標(biāo)記104的姿勢。參照圖11以及圖12來說明步驟S27中的標(biāo)記104的位置以及姿勢的檢測過程。

在圖11所示的標(biāo)記檢測流程中，首先在步驟S41中，將照相機(jī)88(圖1)安裝于機(jī)器人16(第一機(jī)器人16A或者第二照相機(jī)16B)的預(yù)定部位(或者，通過圖10的步驟S21維持將照相機(jī)88安裝于機(jī)器人16狀態(tài))。接下來，在步驟S42中，使機(jī)器人16適當(dāng)動作，將照相機(jī)88針對標(biāo)記104在指定距離的位置與正面對置。這里，定義了如下的工具坐標(biāo)系：將照相機(jī)88的光軸設(shè)為Z軸、以標(biāo)記104的中心點(diǎn)(十字模樣的中心)的位置為原點(diǎn)。然后，在步驟S43中，將相對于工具坐標(biāo)系具有已知的關(guān)系的基準(zhǔn)坐標(biāo)系68(圖1)中的機(jī)器人16的位置以及姿勢記錄為當(dāng)前位置Q。

接下來，在步驟S44中，在照相機(jī)88的二維圖像中，檢測出標(biāo)記104的中心點(diǎn)的位置與V軸(圖9B)的正方向(也就是說標(biāo)記104的姿勢)并進(jìn)行記錄。關(guān)于標(biāo)記104的位置檢測，可以通過從照相機(jī)88拍攝到的圖像中檢索與預(yù)先登錄的模型圖案一致的圖案的歸一化相關(guān)法等眾所周知的圖案匹配方法來進(jìn)行。此外，對于V軸的正方向的檢測來說，例如在歸一化相關(guān)法中，通過在照相機(jī)88的二維圖像中的水平軸向與標(biāo)記104的V軸方向一致的狀態(tài)下示教模型圖案，能夠?qū)?biāo)記104的V軸方向與圖案匹配的檢測用參數(shù)即旋轉(zhuǎn)角度關(guān)聯(lián)起來。

接下來，在步驟S45中，使機(jī)器人16動作，以便在相對于基準(zhǔn)坐標(biāo)系68具有已知關(guān)系的工具坐標(biāo)系中照相機(jī)88向+X軸方向移動。此時，在工具坐標(biāo)系的+X軸方向與照相機(jī)圖像上的標(biāo)記104的+V軸方向不一致的情況下，如圖12所示，標(biāo)記104在照相機(jī)圖像上，相對于+V軸向非平行的方向移動(表示移動后的標(biāo)記104’)。接下來，在步驟S46中，通過與步驟S44相同的方法來檢測照相機(jī)上的移動后的標(biāo)記104’的中心點(diǎn)的位置并進(jìn)行記錄，在步驟S47中，根據(jù)步驟S44以及步驟S46所記錄的標(biāo)記104、104’的位置，計算出照相機(jī)圖像上的標(biāo)記104的移動方向。

接下來，在步驟S48中，從步驟S44所記錄的標(biāo)記104的姿勢和通過步驟S47而獲得的標(biāo)記104的移動方向，來計算工具坐標(biāo)系的繞+Z軸的校正量θ(圖12)，作為表示工具坐標(biāo)系的+X軸方向與照相機(jī)圖像上的標(biāo)記104的+V軸方向中的某一個的量。然后在步驟S49中，將校正量θ的絕對值與預(yù)先決定的閾值K進(jìn)行比較，如果比K小則結(jié)束標(biāo)記位置檢測流程。在校正量θ的絕對值是閾值K以上時，在步驟S50中，使機(jī)器人16從當(dāng)前位置Q移動校正量θ，使照相機(jī)88繞工具坐標(biāo)系的+Z軸旋轉(zhuǎn)角度θ。然后，返回到步驟S43，再次執(zhí)行步驟S44～步驟S49，判斷校正量θ的絕對值是否比閾值K小。在步驟S49的判斷結(jié)果為是之前，重復(fù)步驟S43～步驟S50。另外，理想的是校正量θ收斂于零，但是完全排除機(jī)器人16的動作等引起的誤差是困難的，因此，使用通過經(jīng)驗規(guī)則等決定的閾值K。

通過上述的標(biāo)記位置檢測流程，標(biāo)記104的中心點(diǎn)的坐標(biāo)P0(x0、y0、z0)不僅通過機(jī)器人16的基準(zhǔn)坐標(biāo)系68而被求出，在機(jī)器人16的當(dāng)前位置Q中標(biāo)記104的V軸方向與工具坐標(biāo)系的X軸方向?qū)嶋H上一致，由此，標(biāo)記104的姿勢與基準(zhǔn)坐標(biāo)系68的姿勢的關(guān)系已知。通過保持該關(guān)系，能夠隨時從照相機(jī)88的圖像中知曉標(biāo)記104即輸送帶12相對于機(jī)器人16配置成朝向那個方向。

在機(jī)器人16相對于輸送帶12進(jìn)行作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng)10中，如上所述，一旦對構(gòu)筑好的機(jī)器人系統(tǒng)10進(jìn)行輸送帶12和機(jī)器人16的保養(yǎng)、將系統(tǒng)整體移設(shè)到其他場所等補(bǔ)充作業(yè)，結(jié)果有時會輸送帶12與機(jī)器人16的位置關(guān)系在補(bǔ)充作業(yè)的實施前后發(fā)生變化。坐標(biāo)系設(shè)定裝置100構(gòu)成為一旦在對構(gòu)筑好的機(jī)器人系統(tǒng)10進(jìn)行了保養(yǎng)和系統(tǒng)移設(shè)等補(bǔ)充作業(yè)時進(jìn)行上述那樣的補(bǔ)充作業(yè)后的輸送帶坐標(biāo)系66的再設(shè)定。以下，將圖13與圖8一起進(jìn)行參照，對用于補(bǔ)充作業(yè)后的輸送帶坐標(biāo)系66的再設(shè)定的、坐標(biāo)系設(shè)定裝置100執(zhí)行的坐標(biāo)系設(shè)定方法的又一其他的實施方式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

圖13所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程在通過圖10所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程結(jié)束了輸送帶坐標(biāo)系66的設(shè)定(也就是說步驟S28的輸送帶坐標(biāo)系66的決定)之后，為了抵消補(bǔ)充作業(yè)(例如系統(tǒng)移設(shè))引起的輸送帶12與機(jī)器人16的位置關(guān)系的變化，再次設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66。首先，在步驟S61中，將照相機(jī)88安裝于機(jī)器人16(第一機(jī)器人16A或者第二機(jī)器人16B)的預(yù)定部位。在該坐標(biāo)系設(shè)定流程中，不進(jìn)行圖10的坐標(biāo)系設(shè)定流程中的夾具86的使用以及特征部74的檢測。

接下來，在步驟S62中，通過與圖11的步驟S44相同的方法，再次檢測出照相機(jī)88的二維圖像中的標(biāo)記104的位置以及姿勢。然后在步驟S63中，在通過步驟S62再次檢測出的標(biāo)記104的位置以及姿勢從補(bǔ)充作業(yè)前設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66時檢測出的(也就是說通過圖10的步驟S27檢測出的)標(biāo)記104的位置以及姿勢發(fā)生了變化時，根據(jù)標(biāo)記104的位置以及姿勢的變化量重新決定輸送帶坐標(biāo)系66。最后在步驟S64中，從機(jī)器人16拆除照相機(jī)88，輸送帶坐標(biāo)系66的再設(shè)定流程結(jié)束。

在步驟S63中，將表示由步驟S27檢測出的標(biāo)記104的位置以及姿勢的行列設(shè)為M1，將表示由步驟S28決定的輸送帶坐標(biāo)系66的行列設(shè)為C1，將表示由步驟S62檢測出的標(biāo)記104的位置以及姿勢的行列設(shè)為M2，將表示由步驟S63決定的輸送帶坐標(biāo)系66的行列設(shè)為C2，通過數(shù)學(xué)式6再次決定輸送帶坐標(biāo)系66。

C2＝(M2-M1^-1)-C1

···式6

根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)系設(shè)定裝置100以及坐標(biāo)系設(shè)定方法，除了上述的效果之外，只檢測標(biāo)記104的位置以及姿勢就能再設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66，因此，一旦在對構(gòu)筑好的機(jī)器人系統(tǒng)10進(jìn)行了保養(yǎng)和系統(tǒng)移設(shè)等補(bǔ)充作業(yè)時，能夠容易地實施補(bǔ)充作業(yè)后的輸送帶坐標(biāo)系66的再設(shè)定。

在機(jī)器人系統(tǒng)10相對于機(jī)器人16以一定的位置關(guān)系地具有對由輸送帶12搬運(yùn)的物體(物品R)的位置進(jìn)行檢測的物體檢測部14(特別是攝像部28)的結(jié)構(gòu)中，一旦對構(gòu)筑好的機(jī)器人系統(tǒng)10進(jìn)行了保養(yǎng)和系統(tǒng)移設(shè)等補(bǔ)充作業(yè)，結(jié)果有時會輸送帶12與拍攝部28的位置關(guān)系在補(bǔ)充作業(yè)的實施前后發(fā)生變化。在輸送帶12與拍攝部28的位置關(guān)系發(fā)生了變化時，需要在位置關(guān)系變化后重新確定通過在變換前利用輸送帶坐標(biāo)系66來進(jìn)行拍攝部28的校準(zhǔn)而決定出的拍攝部28的坐標(biāo)系(在本申請中稱為照相機(jī)坐標(biāo)系)。坐標(biāo)系設(shè)定裝置100能夠構(gòu)成為一旦在對構(gòu)筑好的機(jī)器人系統(tǒng)10進(jìn)行了保養(yǎng)和系統(tǒng)移設(shè)等補(bǔ)充作業(yè)時，進(jìn)行上述那樣的補(bǔ)充作業(yè)之后的拍攝部28的照相機(jī)坐標(biāo)系的再設(shè)定。以下，將圖14與圖8一起進(jìn)行參照，對用于再設(shè)定補(bǔ)充作業(yè)后的照相機(jī)坐標(biāo)系的、坐標(biāo)系設(shè)定裝置100執(zhí)行的坐標(biāo)系設(shè)定方法的又一其他實施方式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

關(guān)于圖14所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程，通過圖10所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程結(jié)束了輸送帶坐標(biāo)系66的設(shè)定(也就是說步驟S28的輸送帶坐標(biāo)系66的決定)之后，當(dāng)通過圖13所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程再設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66時，作為追加的工序，為了將補(bǔ)充作業(yè)(例如系統(tǒng)移設(shè))引起的輸送帶12與物體檢測部14(特別是拍攝部28)的位置關(guān)系的變化抵消，要再設(shè)定拍攝部28的照相機(jī)坐標(biāo)系。另外，在該實施方式中，稱為再設(shè)定拍攝部28的照相機(jī)坐標(biāo)系的事項與變更物體檢測部14(特別是拍攝部28)相對于輸送帶12的位置關(guān)系的事項同義。

在圖14所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程中，步驟S71～S78與圖10的步驟S21～S28相同，在此期間，再次取得兩個特征部74A、74B的兩個第一坐標(biāo)P1(x1、y1、z1)、P2(x2、y2、z2)、一個特征部74A的一個第二坐標(biāo)P3(x3、y3、z3)、標(biāo)記104的第三坐標(biāo)P0(x0、y0、z0)，再決定輸送帶坐標(biāo)系66。接下來，在步驟S79中，在通過步驟S78再決定的輸送帶坐標(biāo)系66從之前決定的(也就是說通過圖10的步驟S28決定的)輸送帶坐標(biāo)系66發(fā)送變化時，根據(jù)輸送帶坐標(biāo)系66的變化量，再設(shè)定拍攝部28的照相機(jī)坐標(biāo)系(也就是說變更物體檢測部14(特別是拍攝部28)相對于輸送帶12的位置關(guān)系)。最后的步驟S80與圖10的步驟S29相同。由此，輸送帶坐標(biāo)系66的再設(shè)定流程結(jié)束。

在步驟S79中，將表示補(bǔ)充作業(yè)前通過眾所周知的校準(zhǔn)方法而求出的拍攝部28的照相機(jī)坐標(biāo)系的行列設(shè)為L1，將表示由步驟S28決定的輸送帶坐標(biāo)系66的行列設(shè)為C1，將表示補(bǔ)充作業(yè)之后通過眾所周知的校準(zhǔn)方法而求出的拍攝部28的照相機(jī)坐標(biāo)系的行列設(shè)為L2，將表示由步驟S63決定的輸送帶坐標(biāo)系66的行列設(shè)為C2，通過數(shù)學(xué)式7再決定照相機(jī)坐標(biāo)系。

L2＝(C2^-1-C1)-L1

···式7

圖15示意性地表示實施上述的坐標(biāo)系設(shè)定方法時的現(xiàn)場的狀況。物體檢測部14的拍攝部28與機(jī)器人16的機(jī)構(gòu)部一起安裝于架臺108。機(jī)器人16的基準(zhǔn)坐標(biāo)系68與拍攝部28的照相機(jī)坐標(biāo)系110的位置以及姿勢的關(guān)系是一定的，但是有時在保養(yǎng)和系統(tǒng)移設(shè)等補(bǔ)充作業(yè)的前后，照相機(jī)坐標(biāo)系110與輸送帶坐標(biāo)系66的位置以及姿勢的關(guān)系發(fā)生變化。

根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)系設(shè)定裝置100以及坐標(biāo)系設(shè)定方法，除了上述的效果之外，由于只檢測特征部74的位置以及標(biāo)記104的位置就能對拍攝部28的照相機(jī)坐標(biāo)系進(jìn)行再設(shè)定，因此一旦在對構(gòu)筑好的機(jī)器人系統(tǒng)10進(jìn)行保養(yǎng)和系統(tǒng)移設(shè)等補(bǔ)充作業(yè)時，能夠容易地實施補(bǔ)充作業(yè)后的照相機(jī)坐標(biāo)系的再設(shè)定。

坐標(biāo)系設(shè)定裝置100能夠在圖13所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程中進(jìn)行拍攝部28的照相機(jī)坐標(biāo)系的再設(shè)定。圖16表示執(zhí)行那樣的流程的坐標(biāo)系設(shè)定方法的又一其他實施方式的結(jié)構(gòu)。在圖16所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程中，步驟S91～S93與圖13的步驟S61～S63相同，在此期間，檢測出標(biāo)記104的位置以及姿勢，根據(jù)標(biāo)記104的位置以及姿勢的變化量再決定輸送帶坐標(biāo)系66。接下來，在步驟S94中，根據(jù)標(biāo)記104的位置以及姿勢的變化量，再設(shè)定拍攝部28的照相機(jī)坐標(biāo)系(也就是說變更物體檢測部14(特別是拍攝部28)相對于輸送帶12的位置關(guān)系)。最后的步驟S95與圖13的步驟S64相同。由此，輸送帶坐標(biāo)系66的再設(shè)定流程結(jié)束。

在像機(jī)器人系統(tǒng)10那樣具有多臺機(jī)器人16的結(jié)構(gòu)中，能夠使輸送帶坐標(biāo)系66相對于在輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α的下游側(cè)設(shè)置的機(jī)器人16(在圖1中是第二機(jī)器人16B)的設(shè)定過程簡略化。以下，將圖17和圖18與圖8一起進(jìn)行參照，對坐標(biāo)系設(shè)定裝置100執(zhí)行的如下坐標(biāo)系設(shè)定方法的又一其他實施方式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明：針對在輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α的下游側(cè)設(shè)置的機(jī)器人16設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66。

關(guān)于圖17所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程，以對設(shè)置于輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α的最上游的機(jī)器人16(在圖1中是第一機(jī)器人16A)通過圖10所示的坐標(biāo)系設(shè)定流程設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66為前提，通過使用由圖10的步驟S27檢測出的標(biāo)記104的位置，針對設(shè)置于輸送帶12的搬運(yùn)動作方向α的下游側(cè)的機(jī)器人16(在圖1中是第二機(jī)器人16B)不用再次檢測標(biāo)記104的位置就能設(shè)定輸送帶坐標(biāo)系66。

進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)描述的話，本實施方式涉及的坐標(biāo)系設(shè)定方法是：機(jī)器人系統(tǒng)10具有多個機(jī)器人16，該多個機(jī)器人16針對由輸送帶12搬運(yùn)的多個物體分別進(jìn)行拾取任意物體的作業(yè)，在這樣的結(jié)構(gòu)中，作為決定輸送帶坐標(biāo)系66的步驟，決定最上游的機(jī)器人16(第一機(jī)器人16A)使用的第一輸送帶坐標(biāo)系66，并且決定下游側(cè)的機(jī)器人16(第二機(jī)器人16B)使用的第二輸送帶坐標(biāo)系66。本實施方式涉及的坐標(biāo)系設(shè)定方法還具有對輸送帶12的非可動部102的預(yù)定位置設(shè)定標(biāo)記104的步驟。本實施方式涉及的坐標(biāo)系設(shè)定方法具有如下結(jié)構(gòu)：在決定第一輸送帶坐標(biāo)系66時，通過傳感器76檢測標(biāo)記104的位置，取得檢測出的位置作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系68中的第三坐標(biāo)P0，并將第三坐標(biāo)P0作為第一輸送帶坐標(biāo)系66的原點(diǎn)；在決定第二輸送帶坐標(biāo)系66時，使用在決定第一輸送帶坐標(biāo)系66時的可動部72的第一動作位置和在決定第二輸送帶坐標(biāo)系66時的可動部72的第一動作位置，將第三坐標(biāo)P0變換成第二輸送帶坐標(biāo)系66的原點(diǎn)坐標(biāo)。

首先，在步驟S101中，在針對最上游的機(jī)器人16(第一機(jī)器人16A)決定了輸送帶坐標(biāo)系66之后，不通過圖10的步驟S29將夾具86從輸送帶12拆除而是使可動部72向搬運(yùn)動作方向α移動，在夾具86進(jìn)入到下游側(cè)的機(jī)器人16(第二機(jī)器人16B)的作業(yè)區(qū)域內(nèi)的位置使輸送帶12停止。接下來，在步驟S102中，將通過圖10的步驟S29從最上游的機(jī)器人16(第一機(jī)器人16A)拆除的照相機(jī)88安裝于下游側(cè)的機(jī)器人16(第二機(jī)器人16B)的預(yù)定部位。

圖17的坐標(biāo)系設(shè)定流程中的步驟S103～S107對應(yīng)于圖10的步驟S22～S26，在此期間，針對下游側(cè)的機(jī)器人16(第二機(jī)器人16B)，取得兩個特征部74A、74B的兩個第一坐標(biāo)P1(x1、y1、z1)、P2(x2、y2、z2)、一個特征部74A的一個第二坐標(biāo)P3(x3、y3、z3)。接下來，在步驟S108中，針對下游側(cè)的機(jī)器人16(第二機(jī)器人16B)代替通過傳感器76來檢測標(biāo)記104的位置而通過以下的計算來求出標(biāo)記104的位置。

將針對最上游的機(jī)器人16(第一機(jī)器人16A)通過圖10的步驟S22取得的輸送帶傳感器20(圖1)的值(也就是說第一動作位置)設(shè)為e1，將針對下游側(cè)的機(jī)器人16(第二機(jī)器人16B)通過圖17的步驟S103取得的輸送帶傳感器20(圖1)的值(也就是說第一動作位置)設(shè)為e2。通過使用這些值e1以及e2、和通過數(shù)學(xué)式1求出的輸送帶傳感器20的編碼器的刻度S，利用數(shù)學(xué)式8求出圖10的步驟S23中的夾具86(因此是特征部74A、74B)的位置與圖17的步驟S104中的夾具86(因此是特征部74A、74B)的位置之間的距離d。

d＝S-(e2-e1)

···式8

如圖18所示，將表示針對最上游的機(jī)器人16(第一機(jī)器人16A)在圖10的步驟S28決定的輸送帶坐標(biāo)系66的行列設(shè)為C1，將表示不把該輸送帶坐標(biāo)系66的原點(diǎn)作為標(biāo)記104而是作為在步驟S32檢測出的第一坐標(biāo)P1的坐標(biāo)系的行列設(shè)為J1，將表示針對下游側(cè)的機(jī)器人16(第二機(jī)器人16B)以圖17的步驟S107的結(jié)束時獲得的坐標(biāo)系的原點(diǎn)作為在步驟S104檢測出的第一坐標(biāo)P1的坐標(biāo)系的行列設(shè)為Jn，將行列向輸送帶坐標(biāo)系66的X軸方向偏置-d的變換行列設(shè)為D，通過數(shù)學(xué)式9求出表示以從下游側(cè)的機(jī)器人16(第二機(jī)器人16B)觀察的標(biāo)記104的位置作為原點(diǎn)的輸送帶坐標(biāo)系66的行列Cn。

Cn＝Jn-D-J1^-1-C1

···式9

這樣，不用針對下游側(cè)的機(jī)器人16(第二機(jī)器人16B)再次檢測標(biāo)記104的位置，就能對以標(biāo)記104的坐標(biāo)作為原點(diǎn)的輸送帶坐標(biāo)系66進(jìn)行設(shè)定。在機(jī)器人系統(tǒng)10具有三臺以上的機(jī)器人16時，除了最上游的機(jī)器人16以外，不用檢測標(biāo)記104的位置，就能對以標(biāo)記104的坐標(biāo)作為原點(diǎn)的輸送帶坐標(biāo)系66進(jìn)行設(shè)定。因此，根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)系設(shè)定裝置100以及坐標(biāo)系設(shè)定方法，除了上述的效果之外，還能使輸送帶坐標(biāo)系66相對于多臺機(jī)器人16的設(shè)定作業(yè)簡略化以及迅速化。

以上，說明了本發(fā)明的各種實施方式，但是本發(fā)明不限定于上述的實施方式。例如，在圖1所示的機(jī)器人系統(tǒng)10中，機(jī)器人16能夠進(jìn)行針對排放輸送帶18將物品放置于物品托盤(未圖示)的作業(yè)，作為用于定義排放輸送帶18上的物品托盤的位置的坐標(biāo)系，設(shè)定以搬運(yùn)動作方向β為X軸的三維的輸送帶坐標(biāo)系(未圖示)。圖3以及圖8所示的坐標(biāo)系設(shè)定裝置70、100通過針對排放輸送帶18執(zhí)行對應(yīng)于上述的各種坐標(biāo)系設(shè)定方法的坐標(biāo)系設(shè)定方法，能夠設(shè)定提供給排放輸送帶18的輸送帶坐標(biāo)系。另外，在該結(jié)構(gòu)中，檢測出物品托盤的位置的物體檢測部與所述的物體檢測部14的拍攝部28不同，能夠采用兼設(shè)給排放輸送帶18的光電傳感器(未圖示)等非接觸檢測裝置。

以上，對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行了說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，還可不脫離后述的權(quán)利要求書的公開范圍而進(jìn)行各種修正以及變更。