特開 2024-174733 位置補正方法、プログラム及び位置補正装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024174733

(43)【公開日】2024-12-17

(54)【発明の名称】位置補正方法、プログラム及び位置補正装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/10 20060101AFI20241210BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

B25J9/10 A

B25J13/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092720

(22)【出願日】2023-06-05

(71)【出願人】

【識別番号】391035603

【氏名又は名称】五洋商事株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(72)【発明者】

【氏名】津田 佳祐

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS07

3C707BS10

3C707KS03

3C707KT01

3C707KT05

3C707LT12

(57)【要約】

【課題】金型に対するハンド部の位置を容易に補正できる位置補正方法を提供する。
【解決手段】位置補正方法は、（ａ）金型６が適正位置に位置している場合に、金型６のマーク１８が撮影画像における所定の位置に位置するように、カメラ１０によりマーク１８を撮影するステップと、（ｂ）前記（ａ）でマーク１８を撮影した時の多関節ロボット８の位置を示すロボット座標に基づいて、マーク基準座標を算出するステップと、（ｃ）金型６が適正位置から変位位置に変位した場合に、多関節ロボット８がティーチングポイントに位置している状態で、カメラ１０によりマーク１８を撮影するステップと、（ｄ）前記（ｃ）で撮影した撮影画像における所定の位置からのマーク１８の変位量に基づいて、マーク変位座標を算出するステップと、（ｅ）マーク基準座標及びマーク変位座標に基づいて、金型６に対するハンド部２８の位置の補正値を算出するステップとを含む。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金型に対する多関節ロボットのハンド部の位置を補正するための位置補正方法であって、
（ａ）前記金型が適正位置に位置している場合に、前記ハンド部に配置されたカメラにより、前記金型の表面に配置されたマークが撮影画像における所定の位置に位置するように、前記マークを撮影するステップと、
（ｂ）前記（ａ）で前記マークを撮影した時の前記多関節ロボットの位置を示すロボット座標に基づいて、前記マークの基準位置を示すマーク基準座標を算出するステップと、
（ｃ）前記金型が前記適正位置から変位位置に変位した場合に、前記多関節ロボットが前記（ａ）で前記マークを撮影した時の前記多関節ロボットの位置であるティーチングポイントに位置している状態で、前記カメラにより前記マークを撮影するステップと、
（ｄ）前記（ｃ）で撮影した撮影画像における前記所定の位置からの前記マークの変位量に基づいて、前記マークの変位位置を示すマーク変位座標を算出するステップと、
（ｅ）前記マーク基準座標及び前記マーク変位座標に基づいて、前記金型に対する前記ハンド部の位置の補正値を算出するステップと、を含む
位置補正方法。

【請求項2】

前記多関節ロボットは、
アーム部と、
前記アーム部の先端部に配置され、前記アーム部に対して回転軸線を中心に回転可能な前記ハンド部と、を有し、
前記（ａ）では、（ｉ）前記ハンド部が前記アーム部に対して第１の回転位置にある時に、前記マークが第１の撮影画像における前記所定の位置に位置するように前記カメラにより前記マークを撮影し、その後、（ｉｉ）前記ハンド部が前記アーム部に対して第１の回転位置から所定の回転角度だけ回転した第２の回転位置にある時に、前記マークが第２の撮影画像における前記所定の位置に位置するように前記カメラにより前記マークを撮影し、
前記（ｂ）では、前記第１の撮影画像を撮影した時の前記多関節ロボットの位置を示す第１のロボット座標、前記第２の撮影画像を撮影した時の前記多関節ロボットの位置を示す第２のロボット座標、及び、前記所定の回転角度に基づいて、前記マーク基準座標を算出する
請求項１に記載の位置補正方法。

【請求項3】

前記金型は矩形状に形成され、
前記マークは、前記金型の前記表面における四隅にそれぞれ対応して配置された第１のマーク、第２のマーク、第３のマーク及び第４のマークを含み、
前記第１のマークと前記第４のマークとは対角状に配置され、且つ、前記第２のマークと前記第３のマークとは対角状に配置されており、
前記（ｅ）では、（ｉ）前記（ｃ）で撮影した前記撮影画像における前記所定の位置からの前記マークの互いに直交する二方向における変位量、及び、（ｉｉ）前記金型が前記適正位置に位置している状態での、前記第１のマークの基準位置を示す前記マーク基準座標と前記第４のマークの基準位置を示す前記マーク基準座標とを結ぶ第１の直線と、前記第２のマークの基準位置を示す前記マーク基準座標と前記第３のマークの基準位置を示す前記マーク基準座標とを結ぶ第２の直線との交点の位置を示す第１の交点座標を算出し、前記金型が前記適正位置から前記変位位置に変位している状態での、前記第１のマークの変位位置を示す前記マーク変位座標と前記第４のマークの変位位置を示す前記マーク変位座標とを結ぶ第３の直線と、前記第２のマークの変位位置を示す前記マーク変位座標と前記第３のマークの変位位置を示す前記マーク変位座標とを結ぶ第４の直線との交点の位置を示す第２の交点座標を算出し、前記第１の交点座標と前記第２の交点座標とが一致した状態で、前記第１の直線と前記第３の直線とのなす角度を、前記補正値として算出する
請求項１に記載の位置補正方法。

【請求項4】

前記マークは、前記金型の前記表面に複数配置されている
請求項１又は２に記載の位置補正方法。

【請求項5】

前記マークは、略円形状に形成されている
請求項１～３のいずれか１項に記載の位置補正方法。

【請求項6】

前記金型は、前記表面にインサート穴が形成されたインサート成形用の金型であり、
前記多関節ロボットの前記ハンド部は、前記インサート穴に挿入するためのインサート部品を把持可能である
請求項１～３のいずれか１項に記載の位置補正方法。

【請求項7】

請求項１に記載の位置補正方法をコンピュータに実行させる
プログラム。

【請求項8】

金型に対する多関節ロボットのハンド部の位置を補正するための位置補正装置であって、
プロセッサとメモリとを備え、
前記プロセッサは、前記メモリを用いて、
（ａ）前記金型が適正位置に位置している場合に、前記ハンド部に配置されたカメラにより、前記金型の表面に配置されたマークが撮影画像における所定の位置に位置するように、前記マークを撮影し、
（ｂ）前記（ａ）で前記マークを撮影した時の前記多関節ロボットの位置を示すロボット座標に基づいて、前記マークの基準位置を示すマーク基準座標を算出し、
（ｃ）前記金型が前記適正位置から変位位置に変位した場合に、前記多関節ロボットが前記（ａ）で前記マークを撮影した時の前記多関節ロボットの位置であるティーチングポイントに位置している状態で、前記カメラにより前記マークを撮影し、
（ｄ）前記（ｃ）で撮影した撮影画像における前記所定の位置からの前記マークの変位量に基づいて、前記マークの変位位置を示すマーク変位座標を算出し、
（ｅ）前記マーク基準座標及び前記マーク変位座標に基づいて、前記金型に対する前記ハンド部の位置の補正値を算出する制御を実行する
位置補正装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金型に対する多関節ロボットのハンド部の位置を補正するための位置補正方法、プログラム及び位置補正装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インサート成形における自動化装置では、多関節ロボットを備えた部品挿入装置が用いられていることが多い（例えば、特許文献１参照）。多関節ロボットは、多関節アーム部と、多関節アーム部の先端部に配置されたハンド部とを有している。この部品挿入装置では、まず、ハンド部によりインサート部品を把持し、次いで、成形機のダイプレート（以下、単に「ダイプレート」という）上の適正位置に着脱可能に取り付けられた金型に対してハンド部を水平方向（金型のパーティング面と平行な面方向）に移動させることにより、金型のパーティング面である上面に形成されたインサート穴の真上にインサート部品を位置させる。最後に、ハンド部を金型の上面に向けて下方に移動させることにより、インサート部品を金型のインサート穴に挿入する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－９４７１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した部品挿入装置では、金型をダイプレートから取り外して、金型のメンテナンス（例えば洗浄等）を行うことがある。金型のメンテナンスの完了後に、金型をダイプレートに再度取り付けた際に、金型のダイプレートに対する取り付け位置が上記適正位置から変位することがある。

【0005】

そのため、従来の部品挿入装置では、金型をダイプレートに対して着脱する毎に、多関節ロボットの動作プログラム又は教示位置を人手によって修正して、インサート部品のインサート位置（挿入位置）を補正する必要があり、大変手間が掛かるという課題が生じる。

【0006】

本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、その目的は、金型に対する多関節ロボットのハンド部の位置を容易に補正することができる位置補正方法、プログラム及び位置補正装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る位置補正方法は、金型に対する多関節ロボットのハンド部の位置を補正するための位置補正方法であって、（ａ）前記金型が適正位置に位置している場合に、前記ハンド部に配置されたカメラにより、前記金型の表面に配置されたマークが撮影画像における所定の位置に位置するように、前記マークを撮影するステップと、（ｂ）前記（ａ）で前記マークを撮影した時の前記多関節ロボットの位置を示すロボット座標に基づいて、前記マークの基準位置を示すマーク基準座標を算出するステップと、（ｃ）前記金型が前記適正位置から変位位置に変位した場合に、前記多関節ロボットが前記（ａ）で前記マークを撮影した時の前記多関節ロボットの位置であるティーチングポイントに位置している状態で、前記カメラにより前記マークを撮影するステップと、（ｄ）前記（ｃ）で撮影した撮影画像における前記所定の位置からの前記マークの変位量に基づいて、前記マークの変位位置を示すマーク変位座標を算出するステップと、（ｅ）前記マーク基準座標及び前記マーク変位座標に基づいて、前記金型に対する前記ハンド部の位置の補正値を算出するステップと、を含む。

【0008】

本態様によれば、金型が適正位置から変位位置に変位した場合に、人手により多関節ロボットの動作プログラム又は教示位置を修正する必要が無く、金型に対する多関節ロボットのハンド部の位置を容易に補正することができる。

【0009】

例えば、本発明の第２の態様に係る位置補正方法では、第１の態様において、前記多関節ロボットは、アーム部と、前記アーム部の先端部に配置され、前記アーム部に対して回転軸線を中心に回転可能な前記ハンド部と、を有し、前記（ａ）では、（ｉ）前記ハンド部が前記アーム部に対して第１の回転位置にある時に、前記マークが第１の撮影画像における前記所定の位置に位置するように前記カメラにより前記マークを撮影し、その後、（ｉｉ）前記ハンド部が前記アーム部に対して第１の回転位置から所定の回転角度だけ回転した第２の回転位置にある時に、前記マークが第２の撮影画像における前記所定の位置に位置するように前記カメラにより前記マークを撮影し、前記（ｂ）では、前記第１の撮影画像を撮影した時の前記多関節ロボットの位置を示す第１のロボット座標、前記第２の撮影画像を撮影した時の前記多関節ロボットの位置を示す第２のロボット座標、及び、前記所定の回転角度に基づいて、前記マーク基準座標を算出するように構成してもよい。

【0010】

本態様によれば、マーク基準座標を容易に且つ精度良く算出することができる。

【0011】

例えば、本発明の第３の態様に係る位置補正方法では、第１の態様又は第２の態様において、前記金型は矩形状に形成され、前記マークは、前記金型の前記表面における四隅にそれぞれ対応して配置された第１のマーク、第２のマーク、第３のマーク及び第４のマークを含み、前記第１のマークと前記第４のマークとは対角状に配置され、且つ、前記第２のマークと前記第３のマークとは対角状に配置されており、前記（ｅ）では、（ｉ）前記（ｃ）で撮影した前記撮影画像における前記所定の位置からの前記マークの互いに直交する二方向における変位量、及び、（ｉｉ）前記金型が前記適正位置に位置している状態での、前記第１のマークの基準位置を示す前記マーク基準座標と前記第４のマークの基準位置を示す前記マーク基準座標とを結ぶ第１の直線と、前記第２のマークの基準位置を示す前記マーク基準座標と前記第３のマークの基準位置を示す前記マーク基準座標とを結ぶ第２の直線との交点の位置を示す第１の交点座標を算出し、前記金型が前記適正位置から前記変位位置に変位している状態での、前記第１のマークの変位位置を示す前記マーク変位座標と前記第４のマークの変位位置を示す前記マーク変位座標とを結ぶ第３の直線と、前記第２のマークの変位位置を示す前記マーク変位座標と前記第３のマークの変位位置を示す前記マーク変位座標とを結ぶ第４の直線との交点の位置を示す第２の交点座標を算出し、前記第１の交点座標と前記第２の交点座標とが一致した状態で、前記第１の直線と前記第３の直線とのなす角度を、前記補正値として算出するように構成してもよい。

【0012】

本態様によれば、補正値を容易に且つ精度良く算出することができる。

【0013】

例えば、本発明の第４の態様に係る位置補正方法では、第１の態様～第３の態様のいずれか一態様において、前記マークは、前記金型の前記表面に複数配置されているように構成してもよい。

【0014】

本態様によれば、補正値をより精度良く補正することができる。

【0015】

例えば、本発明の第５の態様に係る位置補正方法では、第１の態様～第４の態様のいずれか一態様において、前記マークは、略円形状に形成されているように構成してもよい。

【0016】

本態様によれば、マークを撮影する際のカメラの向きを考慮する必要が無いため、金型に対する多関節ロボットのハンド部の位置をより容易に補正することができる。

【0017】

例えば、本発明の第６の態様に係る位置補正方法では、第１の態様～第５の態様のいずれか一態様において、前記金型は、前記表面にインサート穴が形成されたインサート成形用の金型であり、前記多関節ロボットの前記ハンド部は、前記インサート穴に挿入するためのインサート部品を把持可能であるように構成してもよい。

【0018】

本態様によれば、ハンド部により把持されたインサート部品のインサート位置を容易に補正することができる。

【0019】

例えば、本発明の第７の態様に係るプログラムは、第１の態様～第６の態様のいずれか一態様に係る位置補正方法をコンピュータに実行させる。

【0020】

また、本発明の第８の態様に係る位置補正装置は、金型に対する多関節ロボットのハンド部の位置を補正するための位置補正装置であって、プロセッサとメモリとを備え、前記プロセッサは、前記メモリを用いて、（ａ）前記金型が適正位置に位置している場合に、前記ハンド部に配置されたカメラにより、前記金型の表面に配置されたマークが撮影画像における所定の位置に位置するように、前記マークを撮影し、（ｂ）前記（ａ）で前記マークを撮影した時の前記多関節ロボットの位置を示すロボット座標に基づいて、前記マークの基準位置を示すマーク基準座標を算出し、（ｃ）前記金型が前記適正位置から変位位置に変位した場合に、前記多関節ロボットが前記（ａ）で前記マークを撮影した時の前記多関節ロボットの位置であるティーチングポイントに位置している状態で、前記カメラにより前記マークを撮影し、（ｄ）前記（ｃ）で撮影した撮影画像における前記所定の位置からの前記マークの変位量に基づいて、前記マークの変位位置を示すマーク変位座標を算出し、（ｅ）前記マーク基準座標及び前記マーク変位座標に基づいて、前記金型に対する前記ハンド部の位置の補正値を算出する制御を実行する。

【0021】

本態様によれば、金型が適正位置から変位位置に変位した場合に、人手により多関節ロボットの動作プログラム又は教示位置を修正する必要が無く、金型に対する多関節ロボットのハンド部の位置を容易に補正することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明の一態様に係る位置補正方法等によれば、金型に対する多関節ロボットのハンド部の位置を容易に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1A】実施の形態に係る部品挿入装置の外観を示す斜視図である。

【図1B】実施の形態に係る部品挿入装置の外観を示す概略図である。

【図2】実施の形態に係る部品挿入装置のハンド部及び金型を抜き出して示す概略斜視図である。

【図3】実施の形態に係る位置補正装置の構成を示すブロック図である。

【図4】実施の形態に係る位置補正装置の動作の流れを示すフローチャートである。

【図5】図４のフローチャートのステップＳ１０２の処理を説明するための図である。

【図6】図４のフローチャートのステップＳ１０３の処理を説明するための図である。

【図7】図４のフローチャートのステップＳ１０３の処理を説明するための図である。

【図8】図４のフローチャートのステップＳ１０３の処理を説明するための図である。

【図9】図４のフローチャートのステップＳ１０４の処理を説明するための図である。

【図10】図４のフローチャートのステップＳ１０４の処理を説明するための図である。

【図11】図４のフローチャートのステップＳ１０４の処理を説明するための図である。

【図12】図４のフローチャートのステップＳ１０５の処理を説明するための図である。

【図13】図４のフローチャートのステップＳ１０６の処理を説明するための図である。

【図14】図４のフローチャートのステップＳ１０６の処理を説明するための図である。

【図15】図４のフローチャートのステップＳ１０６の処理を説明するための図である。

【図16】図４のフローチャートのステップＳ１０６の処理を説明するための図である。

【図17】図４のフローチャートのステップＳ１０６の処理を説明するための図である。

【図18】図４のフローチャートのステップＳ１０６の処理を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0025】

（実施の形態）
［１．部品挿入装置の構成］
まず、図１Ａ～図３を参照しながら、実施の形態に係る部品挿入装置２の構成について説明する。図１Ａは、実施の形態に係る部品挿入装置２の外観を示す斜視図である。図１Ｂは、実施の形態に係る部品挿入装置２の外観を示す概略図である。図２は、実施の形態に係る部品挿入装置２のハンド部２８及び金型６を抜き出して示す概略斜視図である。図３は、実施の形態に係る位置補正装置１２の構成を示すブロック図である。

【0026】

なお、図１Ａ～図２において、金型６の左右方向をＸ軸方向、金型６の前後方向をＹ軸方向、金型６の上下方向をＺ軸方向として説明する。また、Ｚ軸方向のプラス側を「上」、Ｚ軸方向のマイナス側を「下」として説明する。

【0027】

実施の形態に係る部品挿入装置２は、射出成形の一種であるインサート成形における自動化装置に用いられる装置である。図１Ａに示すように、部品挿入装置２は、ダイプレート４と、金型６と、多関節ロボット８と、カメラ１０と、位置補正装置１２とを備えている。実際には、部品挿入装置２及び金型６は図１Ａに示すような構成を有しているが、以下では、理解を容易にするために、部品挿入装置２及び金型６の各構成を図１Ｂ及び図２に示すように簡略化して説明する。

【0028】

ダイプレート４は、金型６を着脱可能に取り付けるための台である。ダイプレート４の上面は、金型６を載置するために平坦状に形成されている。

【0029】

金型６は、インサート成形用の金型であり、例えばＸＹ平面視で矩形状の平板状に形成されている。金型６は、例えば複数のボルト（図示せず）で、ダイプレート４に着脱可能に取り付けられている。図２に示すように、金型６のパーティング面である表面６ａには、一対のインサート穴１４，１６が形成されている。一対のインサート穴１４，１６は、左右方向（Ｘ軸方向）に間隔を置いて配置されている。また、一対のインサート穴１４，１６の各々は、例えば断面円形状に形成されており、金型６の厚み方向（Ｚ軸方向）に沿って延在している。なお、一対のインサート穴１４，１６の各直径は、例えば約５ｍｍである。本実施の形態では、金型６に一対のインサート穴１４，１６が形成されるようにしたが、これに限定されず、１個又は３個以上のインサート穴が形成されるようにしてもよい。また、本実施の形態では、金型６が上下に開閉するタイプで説明するが、これに限定されず、金型６が左右に開閉するタイプであってもよい。

【0030】

また、金型６の表面６ａにおける四隅の各近傍にはそれぞれ、複数のマーク１８，２０，２２，２４（１８～２４）が配置されている。ここで、マーク１８は第１のマークの一例であり、マーク２０は第２のマークの一例であり、マーク２２は第３のマークの一例であり、マーク２４は第４のマークの一例である。マーク１８とマーク２４とは対角状に配置され、且つ、マーク２０とマーク２２とは対角状に配置されている。

【0031】

複数のマーク１８～２４の各々は、例えば略円形状である。複数のマーク１８～２４の各々は、金型６の表面６ａを切削加工で掘り込むことにより構成される。あるいは、複数のマーク１８～２４の各々は、例えば、印刷又は塗装することにより構成されてもよいし、金型６の表面６ａに粘着シールを貼り付けることにより構成されてもよい。

【0032】

多関節ロボット８は、多関節アーム部２６（アーム部の一例）と、ハンド部２８とを有している。

【0033】

多関節アーム部２６は、所定のワーキングエリア内において、ハンド部２８の位置をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に（すなわち、３次元的に）変更させる。多関節アーム部２６ａの先端部には、円板状のツールフランジ３０が回転可能に支持されている。

【0034】

ハンド部２８は、例えばＸＹ平面視で略Ｔ字状の平板状に形成されており、支持部２８ａと把持部２８ｂとを有している。支持部２８ａは、把持部２８ｂの長手方向における中央部から、側方に向けて延在している。なお、本実施の形態では、ハンド部２８をＸＹ平面視で略Ｔ字状の平板状に形成したが、これに限定されず、例えばＩ字状の平板状等、任意の形状に形成してもよい。

【0035】

ハンド部２８の支持部２８ａは、多関節アーム部２６の先端部に配置されている。より具体的には、ハンド部２８の支持部２８ａは、ツールフランジ３０を介して、多関節アーム部２６の先端部に回転軸線３２を中心に回転可能に支持されている。なお、回転軸線３２は、ツールフランジ３０の径中心を通り、且つ、上下方向に対して平行な直線である。ハンド部２８の把持部２８ｂの下面には、一対のインサート部品３４，３６を把持可能である。一対のインサート部品３４，３６の各々は、例えば、インサート成形に用いられる円柱形状の金属部品等である。なお、一対のインサート部品３４，３６の各直径はそれぞれ、金型６の一対のインサート穴１４，１６の各直径よりも小さい。

【0036】

インサート成形では、まず、図２に示すように、一対のインサート部品３４，３６がそれぞれ、各インサート位置である金型６の一対のインサート穴１４，１６の各真上に位置している状態から、多関節アーム部２６がハンド部２８を金型６の表面６ａに向けて下方に移動させる。これにより、一対のインサート部品３４，３６がそれぞれ、一対のインサート穴１４，１６に挿入される。次いで、金型６の表面６ａに成形用の樹脂を注入することにより、一対のインサート部品３４，３６と当該樹脂とが一体成形されたインサート成形品が作製される。

【0037】

なお、本実施の形態では、一対のインサート部品３４，３６の各々を円柱形状に形成したが、これに限定されず、例えば、四角柱形状に形成してもよいし、コネクタピン等のような複雑な形状に形成してもよい。この場合、金型６の一対のインサート穴１４，１６の各断面形状はそれぞれ、一対のインサート部品３４，３６の各断面形状と略同一である。実際には、インサート穴１４とインサート部品３４との間、及び、インサート穴１６とインサート部品３６との間にはそれぞれ、例えば０．０１～０．０３ｍｍ程度の隙間が形成されている。

【0038】

カメラ１０は、ハンド部２８の把持部２８ｂの側面に配置されている。カメラ１０は、ハンド部２８が金型６の表面６ａの上方に位置している際に、金型６の表面６ａを上方から撮影する。

【0039】

位置補正装置１２は、金型６に対する多関節ロボット８のハンド部２８の位置（すなわち、一対のインサート部品３４，３６の各インサート位置）を補正するための装置である。図３に示すように、位置補正装置１２は、プロセッサ３８と、メモリ４０とを有している。プロセッサ３８は、カメラ１０の撮影動作を制御する。また、プロセッサ３８は、カメラ１０で撮影された撮影画像を取得し、取得した撮影画像に基づいて、メモリ４０に記憶されたプログラムを実行することにより、金型６に対するハンド部２８の位置を補正するための補正値を算出する。そして、プロセッサ３８は、算出した補正値に基づいて、多関節ロボット８の駆動を制御する。

【0040】

［２．位置補正装置の動作］
［２－１．位置補正装置の全体動作］
次に、図４を参照しながら、実施の形態に係る位置補正装置１２の全体動作について説明する。図４は、実施の形態に係る位置補正装置１２の動作の流れを示すフローチャートである。

【0041】

図４に示すように、まず、カメラ１０を多関節ロボット８のハンド部２８に取り付ける（Ｓ１０１）。

【0042】

次いで、位置補正装置１２のプロセッサ３８は、カメラ１０で金型６を撮影した撮影画像から、マッチング画像と一致する箇所を特定する（Ｓ１０２）。

【0043】

次いで、プロセッサ３８は、多関節ロボット８の座標軸（以下、「ロボット座標軸」という）と、カメラ１０の座標軸（以下、「カメラ座標軸」という）とを一致させる（Ｓ１０３）。

【0044】

次いで、プロセッサ３８は、複数のマーク１８～２４の各々の基準位置をそれぞれ示す複数のマーク基準座標を算出する（Ｓ１０４）。

【0045】

次いで、プロセッサ３８は、複数のマーク１８～２４の各々の変位位置をそれぞれ示す複数のマーク変位座標を算出する（Ｓ１０５）。

【0046】

次いで、プロセッサ３８は、複数のマーク基準座標及び複数のマーク変位座標に基づいて、金型６に対するハンド部２８の位置を補正するための補正値を算出する（Ｓ１０６）。

【0047】

以下、上述したステップＳ１０１～Ｓ１０６の各処理について詳細に説明する。

【0048】

［２－２．ステップＳ１０１の処理］
図１Ｂを参照しながら、上述したステップＳ１０１の処理について説明する。図１Ｂに示すように、作業員等は、カメラ１０のレンズ面が金型６の表面６ａに対して平行となるように、且つ、カメラ１０の光軸が金型６の表面６ａに対して垂直となるように、カメラ１０を多関節ロボット８のハンド部２８の側面に取り付ける。

【0049】

なお、ステップＳ１０１～Ｓ１０４では、金型６は、ダイプレート４上の適正位置（すなわち、一対のインサート部品３４，３６がそれぞれ一対のインサート穴１４，１６に挿入可能な位置）に取り付けられているものとする。

【0050】

［２－３．ステップＳ１０２の処理］
図５を参照しながら、上述したステップＳ１０２の処理について説明する。図５は、図４のフローチャートのステップＳ１０２の処理を説明するための図である。

【0051】

プロセッサ３８は、図５の（ａ）に示すマッチング画像４２を予め登録しておく。マッチング画像４２は、マークのサンプルを示す画像である。

【0052】

次いで、プロセッサ３８は、カメラ１０から、金型６の表面６ａの一部を撮影した図５の（ｂ）に示す撮影画像４４を取得する。次いで、プロセッサ３８は、撮影画像４４から、図５の（ａ）に示すマッチング画像４２と一致する箇所（例えばマーク１８）を特定し、特定した箇所の中心の座標であるマッチング座標を取得する。

【0053】

［２－４．ステップＳ１０３の処理］
図６～図８を参照しながら、上述したステップＳ１０３の処理について説明する。図６～図８は、図４のフローチャートのステップＳ１０３の処理を説明するための図である。

【0054】

図６に示すように、ロボット座標軸は、ワールド座標軸（Ｘ１－Ｙ１座標軸）と、ツール座標軸（Ｘ２－Ｙ２座標軸）とを有している。ワールド座標軸は、多関節アーム部２６に基づく座標軸である。また、ツール座標軸は、ツールフランジ３０の回転角度に基づく座標軸である。ツールフランジ３０の回転角度が０°の場合には、ツール座標軸はワールド座標軸と一致する。一方、カメラ座標軸（Ｘ３－Ｙ３座標軸）は、例えばツールフランジ３０の回転角度等により変動する。

【0055】

このように、ロボット座標軸とカメラ座標軸とが互いに異なるため、以下のようにして両者を一致させる必要がある。

【0056】

まず、プロセッサ３８は、カメラ１０が金型６のマーク１８の上方まで移動するように、多関節アーム部２６を駆動し、カメラ１０にマーク１８を撮影させる。

【0057】

次いで、図７の（ａ）に示すように、プロセッサ３８は、マーク１８がカメラ１０により撮影された撮影画像４６における一端部に位置するように多関節アーム部２６を駆動し、この状態でマーク１８のマッチング座標を取得する。

【0058】

次いで、図７の（ｂ）に示すように、プロセッサ３８は、マーク１８がカメラ１０により撮影された撮影画像４８における他端部（上記一端部と反対側の端部）に位置するように多関節アーム部２６を駆動し、この状態でマーク１８のマッチング座標を取得する。

【0059】

次いで、図８の（ａ）に示すように、プロセッサ３８は、２つの撮影画像４６，４８からそれぞれ、２つのマーク１８の各マッチング座標を取得する。

【0060】

次いで、図８の（ｂ）に示すように、プロセッサ３８は、２つの撮影画像４６，４８を重ね合わせた状態で、２つのマッチング座標を結ぶ直線５０と、水平方向に延在する基準線５２とのなす角度φを算出する。

【0061】

次いで、図８の（ｃ）に示すように、プロセッサ３８は、直線５０が基準線５２と一致するように、カメラ座標軸を、算出した角度φだけ回転させる。これにより、カメラ座標軸をロボット座標軸のツール座標軸と一致させることができる。なお、以降の各ステップでは、プロセッサ３８は、内部処理で座標変換を行うことにより、カメラ座標軸とロボット座標軸のツール座標軸とが一致した各座標を取得する。

【0062】

［２－５．ステップＳ１０４の処理］
図９～図１１を参照しながら、上述したステップＳ１０４の処理について説明する。図９～図１１は、図４のフローチャートのステップＳ１０４の処理を説明するための図である。

【0063】

図９の（ａ）に示すように、プロセッサ３８は、カメラ１０が金型６のマーク１８の上方まで移動するように、多関節アーム部２６を駆動し、カメラ１０にマーク１８を撮影させる。この時、ハンド部２８は、多関節アーム部２６に対して第１の回転位置にあるものとする。プロセッサ３８は、カメラ座標軸（＝ロボット座標軸）において、マーク１８の座標から撮影画像５４の中心の座標までの、ｘ軸方向の距離ｘ１及びｙ軸方向の距離ｙ１を算出する。

【0064】

次いで、図９の（ｂ）に示すように、プロセッサ３８は、算出したｘ軸方向の距離ｘ１及びｙ軸方向の距離ｙ１に対応する距離だけ、カメラ１０を移動させるように多関節アーム部２６を駆動する。これにより、マーク１８は撮影画像５４（第１の撮影画像の一例）の中心（所定の位置の一例）に移動し、マーク１８の座標は撮影画像５４の中心の座標と一致するようになる。また、プロセッサ３８は、この時の多関節ロボット８の位置（具体的には、ツールフランジ３０の径中心の位置）を示す第１のロボット座標（ｘａ，ｙａ）を算出する。なお、プロセッサ３８は、算出した第１のロボット座標（ｘａ，ｙａ）を、ティーチングポイントとして記憶する。

【0065】

次いで、図１０に示すように、プロセッサ３８は、ハンド部２８を、多関節アーム部２６に対して第１の回転角度から第２の回転角度まで所定の回転角度Ａだけ回転させる。次いで、プロセッサ３８は、上述と同様にして、マーク１８が撮影画像５６（第２の撮影画像の一例）の中心に移動するように、多関節アーム部２６を駆動してカメラ１０を移動させる。また、プロセッサ３８は、この時の多関節ロボット８の位置（具体的には、ツールフランジ３０の径中心の位置）を示す第２のロボット座標を（ｘｂ，ｙｂ）を算出する。

【0066】

次いで、図１１に示すように、プロセッサ３８は、取得した第１のロボット座標（ｘａ，ｙａ）及び第２のロボット座標（ｘｂ，ｙｂ）と、ハンド部２８の回転角度Ａとを用いて、回転行列の演算を行うことにより、マーク１８の基準位置（すなわち、適正位置に位置している金型６におけるマーク１８の位置）を示すマーク基準座標を算出する。

【0067】

同様にして、プロセッサ３８は、他の３つのマーク２０，２２，２４についても、マーク２０の基準位置を示すマーク基準座標、マーク２２の基準位置を示すマーク基準座標、及び、マーク２４の基準位置を示すマーク基準座標を算出する。

【0068】

［２－６．ステップＳ１０５の処理］
図１２を参照しながら、上述したステップＳ１０５の処理について説明する。図１２は、図４のフローチャートのステップＳ１０５の処理を説明するための図である。

【0069】

プロセッサ３８は、多関節ロボット８をマーク１８に対応するティーチングポイントに位置させた状態で、カメラ１０にマーク１８を撮影させる。この時、金型６がダイプレート４上の適正位置に位置している場合には、マーク１８は、カメラ１０により撮影された撮影画像の中心に位置するようになる。

【0070】

一方、例えば金型６のメンテナンスのために、金型６をダイプレート４に対して着脱した場合には、図１２に示すように、金型６は、ダイプレート４上の適正位置（図１２において破線で示す位置）から変位位置（図１２において実線で示す位置）に変位することがある。この場合、マーク１８は、カメラ１０により撮影された撮影画像５８の中心から変位した位置に位置している。プロセッサ３８は、カメラ座標軸において、マーク１８の座標から撮影画像５８の中心の座標までの、Ｘ３軸方向の距離ｘ及びＹ３軸方向の距離ｙ（すなわち、互いに直交する二方向における変位量）を算出する。そして、プロセッサ３８は、算出したｘ及びｙを、補正値として取得する。

【0071】

同様にして、プロセッサ３８は、他の３つのマーク２０，２２，２４についても、補正値ｘ及びｙをそれぞれ算出する。

【0072】

次いで、プロセッサ３８は、マーク１８のマーク基準座標と、マーク１８に対応する補正値ｘ，ｙとに基づいて、マーク１８のマーク変位座標を算出する。また、プロセッサ３８は、マーク２０のマーク基準座標と、マーク２０に対応する補正値ｘ，ｙとに基づいて、マーク２０のマーク変位座標を算出する。また、プロセッサ３８は、マーク２２のマーク基準座標と、マーク２２に対応する補正値ｘ，ｙとに基づいて、マーク２２のマーク変位座標を算出する。また、プロセッサ３８は、マーク２４のマーク基準座標と、マーク２４に対応する補正値ｘ，ｙとに基づいて、マーク２４のマーク変位座標を算出する。

【0073】

［２－７．ステップＳ１０６の処理］
図１３～図１８を参照しながら、上述したステップＳ１０６の処理について説明する。図１３～図１８は、図４のフローチャートのステップＳ１０６の処理を説明するための図である。

【0074】

図１３の（ａ）に示すように、プロセッサ３８は、複数のマーク１８～２４の各々のマーク基準座標から、適正位置に位置している金型６の交点Ｇの位置を示す第１の交点座標を算出する。この交点Ｇは、金型６が適正位置に位置している状態での、マーク１８の基準位置を示すマーク基準座標とマーク２４の基準位置を示すマーク基準座標とを結ぶ第１の直線と、マーク２０の基準位置を示すマーク基準座標とマーク２２の基準位置を示すマーク基準座標とを結ぶ第２の直線との交点である。

【0075】

次いで、図１３の（ｂ）に示すように、プロセッサ３８は、複数のマーク１８～２４の各々のマーク変位座標から、変位位置に位置している金型６の交点Ｇの位置を示す第２の交点座標を算出する。この交点Ｇは、金型６が適正位置から変位位置に変位している状態での、マーク１８の変位位置を示すマーク変位座標とマーク２４の変位位置を示すマーク変位座標とを結ぶ第３の直線と、マーク２０の変位位置を示すマーク変位座標とマーク２２の変位位置を示すマーク変位座標とを結ぶ第４の直線との交点である。

【0076】

次いで、プロセッサ３８は、図１３の（ａ）に示す交点Ｇと図１３の（ｂ）に示す交点Ｇとが一致した状態で、図１３の（ａ）において破線で示す第１の直線と、図１３の（ｂ）において一点鎖線で示す第３の直線とのなす角度θを、補正値として算出する。なお、プロセッサ３８は、図１３の（ａ）に示す交点Ｇと図１３の（ｂ）に示す交点Ｇとが一致した状態で、図１３の（ａ）において破線で示す第２の直線と、図１３の（ｂ）において一点鎖線で示す第４の直線とのなす角度θを、補正値として算出してもよい。

【0077】

なお、本実施の形態では、プロセッサ３８は、第１の直線と第２の直線との交点Ｇの位置を示す第１の交点座標、及び、第３の直線と第４の直線との交点Ｇの位置を示す第２の交点座標を算出したが、これに限定されない。例えば、金型６の表面に配置されたマークの数が２個である場合には、プロセッサ３８は、２個のマークの中点の位置を示す中点座標を算出すればよい。また例えば、金型６の表面に配置されたマークの数が３個である場合には、プロセッサ３８は、３個のマークを各頂点とする三角形の重心の位置を示す重心座標を算出すればよい。

【0078】

ここで、図１４に示すように、ハンド部２８を多関節アーム部２６（図１Ｂ参照）に対して補正値θだけ回転させた場合、カメラ１０の位置は、ハンド部２８を回転させる前後で大きく移動する。これは、ＸＹ平面視で、カメラ１０がハンド部２８の回転中心である回転軸線３２から離隔しているためである。このことを考慮して、プロセッサ３８は、後述する補正値θｘｙを算出する。

【0079】

図１５に示すように、金型６がダイプレート４上の適正位置から変位位置に変位した場合には、ハンド部２８が補正前の位置（すなわち、予めプログラムされた、一対のインサート部品３４，３６のインサートを実行するための位置）（以下、「インサート実行位置」という）に移動すると、一対のインサート部品３４，３６の各インサート位置がそれぞれ一対のインサート穴１４，１６に対して変位するようになる。そのため、上述した補正値θと補正値ｘ，ｙとを用いて、金型６に対するハンド部２８のインサート実行位置を補正する必要がある。

【0080】

まず、図１６に示すように、プロセッサ３８は、多関節アーム部２６を駆動することにより、ツールフランジ３０の径中心（回転軸線３２）を中心に、金型６に対してハンド部２８を補正値θだけ回転させる。この時、一対のインサート部品３４，３６の各々はツールフランジ３０の径中心から離隔しているため、ハンド部２８の回転に伴う一対のインサート部品３４，３６の各移動量が大きくなる。そのため、この段階では、一対のインサート部品３４，３６の各インサート位置はそれぞれ、一対のインサート穴１４，１６と一致していない。

【0081】

次いで、図１７に示すように、プロセッサ３８は、多関節アーム部２６を駆動することにより、金型６に対してハンド部２８を補正値ｘ，ｙだけ水平方向に（すなわち、ＸＹ平面内で）移動させる。ここで、水平方向とは、金型６の表面６ａと平行な面方向である。この段階でも、一対のインサート部品３４，３６の各インサート位置はそれぞれ、一対のインサート穴１４，１６と一致していない。

【0082】

次いで、プロセッサ３８は、複数のマーク１８～２４のうち特定のマーク（例えば、マーク２４）と、図１７に示すように移動させたインサート位置とを結ぶ直線をＲとした時、直線Ｒと補正値θとを用いて座標軸変換を行う。次いで、プロセッサ３８は、移動させたインサート位置と座標軸変換を行った位置との差分を算出し、算出した当該差分を補正値θｘｙとして取得する。

【0083】

次いで、図１８に示すように、プロセッサ３８は、多関節アーム部２６を駆動することにより、特定のマーク（例えば、マーク２４）を中心に、金型６に対してハンド部２８を補正値θｘｙだけ回転させる。これにより、一対のインサート部品３４，３６の各インサート位置はそれぞれ、一対のインサート穴１４，１６と一致するようになり、金型６に対するハンド部２８のインサート実行位置の補正が完了する。

【0084】

なお、本実施の形態では、複数のマーク１８～２４のうち１つのマークに対して上記差分を算出して補正値θｘｙを取得したが、これに限定されず、複数のマーク１８～２４の各々に対して上記差分を算出して、これら複数の差分の平均値を補正値θｘｙとして取得してもよい。

【0085】

［３．効果］
本実施の形態では、金型６がダイプレート４上の適正位置から変位位置に変位した場合に、人手により多関節ロボット８の動作プログラム又は教示位置を修正する必要が無いため、金型６に対する多関節ロボット８のハンド部２８のインサート実行位置を容易に補正することができる。

【0086】

（変形例）
以上、本発明の実施の形態に係る位置補正装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

【0087】

上記実施の形態では、複数のマーク１８～２４の各々を略円形状に形成したが、これに限定されず、例えば楕円形状又は多角形状等、任意の形状に形成してもよい。

【0088】

また、上記実施の形態では、複数のマーク１８～２４をそれぞれ金型６の表面６ａにおける四隅の各近傍に配置したが、これに限定されず、金型６の表面６ａにおける任意の箇所に配置してもよい。

【0089】

また、上記実施の形態では、金型６の表面６ａに複数のマーク１８～２４を配置したが、これに限定されず、１つのマークのみを配置してもよい。

【0090】

なお、本発明は、上記第１の態様～第６の態様のいずれか一態様に係る位置補正方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムとしても良い。

【産業上の利用可能性】

【0091】

本発明は、例えばインサート成形に用いられる位置補正装置等として適用することができる。

【符号の説明】

【0092】

２ 部品挿入装置
４ ダイプレート
６ 金型
６ａ 表面
８ 多関節ロボット
１０ カメラ
１２ 位置補正装置
１４，１６ インサート穴
１８，２０，２２，２４ マーク
２６ 多関節アーム部
２８ ハンド部
２８ａ 支持部
２８ｂ 把持部
３０ ツールフランジ
３２ 回転軸線
３４，３６ インサート部品
３８ プロセッサ
４０ メモリ
４２ マッチング画像
４４，４６，４８，５４，５６，５８ 撮影画像
５０ 直線
５２ 基準線

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】