专利名称：离线示教装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在使用图像传感器进行的测量作业中所使用的离线示教装置。
背景技术：
近来，在对测量对象物进行测量时，准备测量对象物的实物，实际准备图像传感器以及摄像机来进行测量作业。例如，在特开平8-167800号公报中公开了一种零件安装装置，该装置通过将光照射到零件上的标记上，用图像传感器读入该反射光或者透过光来进行零件的识别。
现有的测定作业因为要在实际准备测量对象物和摄像机等机器，并设置在规定的位置之后来进行，所以需要非常多的作业时间。另外，在使用图像传感器的测定结果来对工业机器人等控制机器的动作进行修正时，准备实际的控制机器，根据实际的动作来进行测定结果正确与否的确认作业。而且，在现场试运行错误时，需要对测量对象物的检测参数进行调整等，在此类情况下，使用图像传感器的系统中的现场调整作业较多。
发明内容
因此，本发明的目的在于事先离线进行以现场的作业为中心的图像传感器的调整以及设置作业，大幅度地缩短现场的作业时间。
为了实现所述目的，本发明是对进行对象物测量的图像传感器离线地进行设置以及调整的离线示教装置，提供一种离线示教装置，其具有存储所述对象物的测量条件的存储部；显示所述图像传感器的图像和所述对象物的图像的显示部以及模拟部，该模拟部在所述显示部上生成所述图像传感器的图像以及所述对象物的图像的同时，根据所述测量条件求出所述图像传感器的所述对象物的测量用数据。
离线示教装置还可以具有根据显示所述对象物的形状和尺寸的数据，对所述图像传感器所具有的摄像机的光学条件的选择进行帮助的选择帮助部。
此外，离线示教装置还可以具有测量执行部，其根据所述测量用数据执行所述显示画面上的由所述图像传感器进行的测量；程序作成部，其根据所述测量执行部的测量结果，生成机器人程序，该机器人程序规定对所述对象物进行作业的机器人的修正动作。
所述图像传感器可以安装在所述机器人的可动部位，也可以设置在固定位置。
参照附图对以下的最佳实施方式进行说明，由此本发明的上述以及其它的目的、特征以及优点会变得更加明确。
图1是表示本发明的离线示教装置的基本结构的概略图。
图2是表示使用离线示教装置的图像传感器的示教方法的流程图。
图3表示设置了工件和机器人的离线示教装置的显示画面的一个例子。
图4表示在图3的显示画面中还设置了摄像机的状态。
图5表示进行模型示教时的离线示教装置的显示画面的一个例子。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明进行详细地说明。图1表示本发明的图像传感器用离线示教装置10的典型的结构例。示教装置10可以是个人计算机那样的处理装置，具有对表示测量对象物、进行工件的搬运、组装、焊接、去除飞边以及密封等各种作业的机器人以及对工件进行测量的图像传感器的形状以及尺寸的数据进行存储的ROM或者硬盘等存储装置12；根据存储装置12中存储的数据，对工件、机器人以及图像传感器的图像进行显示的显示器14。此外，示教装置10还可以在显示器14上配置工件、机器人以及图像传感器的图像的同时，把用于根据这些图像的配置求得图像传感器的测量用数据的模拟程序16和根据该测量用数据在显示器14上执行图像传感器的测量的传感器程序18存储在存储装置12等中。示教装置10还具有执行包含所述程序的执行在内的，作为示教装置的各种处理的CPU等处理装置19。此外，示教装置10还可以具有作业者用于进行输入的键盘(未图示)。
接下来，参照图2的流程图和图3～图5的画面显示例，对使用本发明的离线示教装置的图像传感器的示教流程进行说明。
首先，在示教装置10的显示器14上，配置作为测量对象物的工件和机器人(S1)。图3表示此时的显示器14的典型的显示例。在显示器14上显示的窗口即显示画面14a是执行所述模拟程序16的画面。如图3所示，在表示画面14a中对配置在作业台22上的工件20和机器人30的图像进行配置。这些图像可以使用作为CAD数据所预先存储的数据来表示。这些图像的配置可以是作业者通过键盘输入来指定的，也可以是预定的适当的初始配置。可以将工件20和机器人30的位置以及姿势(方向)的数据(图像数据)发送给传感器程序18。
然后，输入测量条件(例如工件上应该测量的部位，测量方式(2维或者3维)，测量精度等)(S2)。该输入可以由作业者从示教装置10的键盘等进行。
根据所述测量条件和作为CAD数据预先存储的表示对象物的形状以及尺寸的数据，决定应作为图像传感器使用的摄像机和其透镜的种类、视野范围、基准距等光学条件(S3)。光学条件和所述测量条件同样可以由作业者输入，但在示教装置10中预先安装了例如可以显示使作业者以人机交互方式输入或确认摄像机的种类和精度等的窗口的摄像机选择帮助程序，也可以使用该程序。这里，摄像机可以是设置在规定的固定位置上的固定式摄像机，也可以是安装在机器人30的手臂等可动部位上的可动式摄像机，可以选择适合所述测量条件的摄像机。一般，通过图像传感器对工件的位置和姿势进行测量，可以实现工件的判别和检查，还可以生成在机器人的基坐标系或刀具坐标系中的机器人的修正动作程序。
然后，求出所选择的摄像机预期得到的估计测量精度，将其与在S2中输入的测量条件中包含的期望测量精度进行比较(S4)。如果估计测量精度为高精度则进入到S5，否则返回到S2进行测量条件的修改。
然后，如图4所示，在显示画面14a的适当位置(能够粗略确认工件20的位置)配置参照符号40表示的所选择的摄像机(S5)。此时，通过执行传感器程序18，可以在显示画面14b上显示实际由摄像机40预期得到的工件20的测量图像，作业者可以通过视觉确认所选择的摄像机40的妥当性。
接下来，示教装置10使用所选择的摄像机40，在S6～S9中对各个测量部位进行模型示教。首先，如图5所示，在显示画面14a中，将摄像机40移动或配置到能够对摄像机40的摄像范围42内所包含的某测量部位(模型)进行测量的位置和姿势(S6)。此时，在该显示画面14b中，生成该测量部位的摄像机图像(S7)。这里，测量部位表示为显示画面14b中用线框26包围的或者由十字标记28表示的特征形状部位。此外，通过在摄像机40上还设置激光投光装置那样的投光装置44，可以对工件20和测量模型24的图像进行3维测量，另外还可以根据未图示的照明配置等的数据，在测量模型24上实施阴影处理。由此，如果判断为在显示画面14b上生成的图像作为测量模型是恰当的，则进行模型示教(S8)。在存在多个测量部位的情况下，重复进行S6～S8的作业与测量部位的数量相等的次数(S9)，由此得到与全部测量部分相对应的示教模型，此外还生成用于得到示教模型的测量程序(S10)。
示教装置10执行在S6～S10中得到的示教模型和测量程序(S11)，可以生成机器人动作程序(S12)，该程序包含用于对机器人30的修正动作进行模拟的修正动作程序。即，可以根据图像传感器的测量结果，对使用机器人30进行对工件20的作业时的机器人的位置和姿势进行修正。另外，示教装置10为了确认修正动作程序的恰当性，可以在显示画面14a中有意识地使测量模型24和摄像机40中的一方或双方进行一些移动或姿势的改变(旋转等)，由该状态执行修正动作程序来调查是否使机器人的修正动作变得合适。
如上所述得到的测量程序和修正动作程序可以作为用于在现场进行作业的程序或数据下载到主机中。通过使用由离线示教装置得到的程序和数据，可以降低或者排除现场的与图像传感器有关的试运行错误，可以大幅度地减少作业时间和工作量。另外，对机器人的修正动作也可以进行离线确认，即进行模拟，可以进一步减少现场的作业。
此外，在本实施例中，模拟程序16和传感器程序18虽然在同一装置内运行，在同一个显示器中显示执行结果，但也可以在各自不同的装置内运行，在不同的显示器中显示执行结果。
通过本发明的离线示教装置，可以在计算机上对测量对象物和图像传感器等进行配置，离线地进行图像传感器的示教和调整，可以大幅度地减少现场的程序调整等试运行错误的处理措施和时间。另外，也可以离线地进行对对象物进行作业的机器人的动作修正的确认。
参照为了进行说明而选择的特定的实施方式对本发明进行了说明，但对于本行业的从业者来说，显然，在不超出本发明的基本概念和范围的情况下，可以进行许多改变。
权利要求
1.一种离线示教装置，其对测量对象物的图像传感器(40)离线地进行设置和调整，其特征在于，具有存储部(12)，存储所述对象物(20)的测量条件；显示部(14)，显示所述图像传感器(40)的图像和所述对象物(20)的图像；模拟部(19)，其在所述显示部(14)上生成所述图像传感器(40)的图像以及所述对象物(20)的图像的同时，根据所述测量条件，求出所述图像传感器(40)的用于测量所述对象物(20)的数据。
2.根据权利要求1所述的离线示教装置，其特征在于，还具有选择帮助部(19)，其根据表示所述对象物(20)的形状和尺寸的数据，对所述图像传感器(40)所具有的摄像机的光学条件的选择进行帮助。
3.根据权利要求1所述的离线示教装置，其特征在于，其还具有测量执行部(19)，其根据所述测量用数据，执行所述显示画面(14)上的由所述图像传感器(40)进行的测量；程序作成部(19)，其根据所述测量执行部(19)的测量结果，生成机器人程序，该机器人程序规定对所述对象物(20)进行作业的机器人(30)的修正动作。
4.根据权利要求3所述的离线示教装置，其特征在于，所述图像传感器(40)被安装在所述机器人(30)的可动部位。
5.根据权利要求1至3的任意一项所述的离线示教装置，其特征在于，所述图像传感器(40)被设置在固定位置。
全文摘要
一种离线示教装置，其事先离线进行以现场作业为中心的图像传感器的调整和设置作业，可以大幅度地缩短现场的作业时间。离线示教装置具有对表示工件、机器人以及图像传感器的形状和尺寸的数据进行存储的存储装置；根据在存储装置中存储的数据，对工件、机器人以及图像传感器的图像进行显示的显示器。此外，示教装置还具有在显示器上配置工件、机器人以及图像传感器的图像的同时，用于根据这些图像的配置，求出图像传感器的测量用数据的模拟程序和根据该测量用数据，在显示器上执行图像传感器的测量的传感器程序。
文档编号B25J9/22GK1834835SQ20061005742
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月15日 优先权日2005年3月17日
发明者伴一训, 有松太郎, 十文字隆 申请人:发那科株式会社