特許 7015949 貼着位置測定装置及びこれを備えた工作機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-26

(45)【発行日】2022-02-14

(54)【発明の名称】貼着位置測定装置及びこれを備えた工作機械

(51)【国際特許分類】

   B23Q 17/24 20060101AFI20220127BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20220127BHJP

【ＦＩ】

B23Q17/24 Z

B25J13/08 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021041410

(22)【出願日】2021-03-15

【審査請求日】2021-03-17

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104662

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 智司

(74)【代理人】

【識別番号】100184631

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 隆

(72)【発明者】

【氏名】長末 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】大場 勇太

【審査官】小川 真

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７１０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３６７４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２１６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１９４０７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３１２９１８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｑ １７／２４

Ｂ２５Ｊ １３／０８、１９／０４

Ｂ２３Ｂ １５／００

Ｂ２３Ｑ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

識別図形が描画された単体のシールの、支持部材への貼着位置を測定する装置であって、
前記支持部材を保持する保持部と、
前記保持部に保持され、前記シールが貼着された支持部材を撮像するカメラと、
前記カメラによって撮像された前記支持部材及びシールを含む画像を処理して、前記支持部材に設定された基準部位を基準とした、前記単体のシールに描画された識別図形に関する位置情報を算出する位置情報算出部とを備え、
前記位置情報は、前記基準部位を基準として前記支持部材の貼着面に設定された第１軸及び第２軸の直交２軸方向における前記識別図形の位置、前記第１軸及び第２軸と直交する第３軸方向における前記識別図形の位置、前記第１軸回りの前記識別図形の回転角度、前記第２軸回りの前記識別図形の回転角度、並びに前記第３軸回りの前記識別図形の回転角度に関する情報を含んでいることを特徴とする貼着位置測定装置。

【請求項2】

前記請求項１に記載の貼着位置測定装置を備えた工作機械。

【請求項3】

前記保持部には、前記工作機械を構成する、工具を保持する工具主軸、心押装置、タレット、チャックの近傍に設けられた構造物、又はツールプリセッタの構成物であるタッチセンサ支持部材の内の少なくともいずれかが割り当てられ、
前記カメラには、加工領域内を撮像するために機内に設けられた機内カメラが割り当てられ、
前記位置情報算出部は、工作機械の制御装置内に構築されていることを特徴とする請求項２記載の工作機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、識別図形が貼着された支持部材において、当該識別図形の貼着位置を測定する測定装置、及びこの測定装置を備えた工作機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特開２０１７－１３２００２号公報（下記特許文献１）に開示されるような生産システムが知られている。この生産システムは、ロボット及びこれを搭載した無人搬送車から構成されるロボットシステムを備えており、無人搬送車を所定の工作機械に経由させた後、当該ロボットにより、工作機械に対してワークの着脱等の作業を行うように構成されている。

【0003】

前記無人搬送車は、一般的に、車輪によって自走するように構成されており、工作機械に対する位置決め精度は必ずしも高いものとは言えない。このため、ロボットが工作機械に対して作業を行う際に、当該作業が正確に行われるように、無人搬送車を工作機械に対して位置決めした際に生じる誤差を補正する必要がある。

【0004】

また、無人搬送車は、弾性を有する車輪によって移動するように構成されているため、ロボットの先端部（ハンド部）を工作機械内に進入させたときに、当該ロボットの姿勢が傾き易いという特性を有している。このため、工作機械内で作業を行う際のロボットの姿勢を正確に補正する必要がある。

【0005】

そこで、従来、工作機械内で作業を行う際のロボットの姿勢を正確に補正する手法として、工作機械の機内に識別用の図形（識別図形）を配置し、この識別図形をロボットの先端部に設けたカメラによって撮像し、得られた識別図形の画像に基づいて、ロボットの姿勢を補正する方法が提案されている。

【0006】

具体的には、この補正手法では、まず、ティーチング操作によってロボットの各作業姿勢を設定する際に、工作機械に対して予定された作業位置に前記無人搬送車を移動させた後、ロボットの先端部を工作機械の機内に進入させて、当該工作機械の機内に配置された識別用の図形（識別図形）を、ロボットの先端部に装着されたカメラにより基準画像として撮像するとともに、このティーチング時のロボットの姿勢（撮像姿勢）及び基準画像に係るデータを記憶する。

【0007】

そして、ロボットシステムを自動運転させる際には、工作機械に対して設定された作業位置に無人搬送車を移動させた後、まず、ロボットに前記撮像姿勢を取らせて、工作機械の機内に配置された識別用の図形（識別図形）を、ロボットの先端部に装着されたカメラにより撮像する。ついで、得られた識別図形の画像及びティーチング操作時に得られた基準画像に基づいて、ティーチング時の撮像姿勢と、現在の撮像姿勢との間の姿勢誤差量を算出し、得られた誤差量に基づいて、続いて実行されるロボットの各作業姿勢を補正する。

【0008】

尚、この補正手法では、前記識別図形を工作機械の機内に配置する態様として、識別図形が描画されたシールを適宜支持部材に貼着し、当該シールが貼着された支持部材を工作機械の機内に配設する態様が取られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２０１７－１３２００２号公報

【文献】特開２０１６－２２１６２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ところで、上記のような補正手法では、ロボットシステムが工作機械に対して作業を行う都度、前記識別図形を用いた補正が行われるため、この識別図形が貼着された支持部材は、高い頻度で加工領域内に配置されることになる。そして、このように高い頻度で識別図形を使用すると、識別図形が描かれたシールが加工領域内に存在する切屑やクーラント等と接触する確率が高まるため、このような切屑やクーラント等との接触によって、当該シールが損傷することがあり、また、経年劣化等によって前記シールに損傷が生じることもある。

【0011】

斯くして、このようにしてシールに損傷を生じると、ロボットの作業姿勢を正確に補正することができなくなるため、正確な補正に支障をきたす程度にシールが損傷した場合には、当該シールを新たなものと交換する必要がある。

【0012】

ところが、支持部材に貼着されたシールを交換する場合に、その支持部材におけるシールの貼着位置を、交換前の貼着位置に対して、厳密に一致させるのは困難であるため、ロボットの作業姿勢の正確な補正を実現するためには、再度、前記ティーチング操作を実行して、以前に設定されたティーチング時の撮像姿勢を再設定するとともに、識別画像を再度撮像して、基準となるティーチング時の撮像画像を更新する必要がある。

【0013】

しかしながら、シールを交換するたびに、ティーチング操作によって、撮像姿勢を再設定するとともに、基準となる撮像画像を更新するようにしたのでは、シール交換作業が煩雑なものとなり、また、生産システム全体の稼働率の低下を招くことになって、生産効率上、好ましくない。

【0014】

一方、支持部材に貼着されたシールの当該支持部材における正確な位置情報が分かれば、貼り替え前の旧シールの貼着位置と、新たなシールの貼着位置との間の位置誤差量を算出することができる。そして、位置誤差量を算出することができれば、この位置誤差量に基づいて、ティーチング操作時に得られた旧シールの基準画像を補正することにより、現在の新たなシールを用いた状態での基準画像、即ち、ロボットがティーチング操作時の撮像姿勢を取ったときに、新たなシールをカメラにより撮像することで得られるであろう基準画像を生成することができる。

【0015】

斯くして、支持部材に貼着されたシールを交換した際に、煩雑なティーチング操作による再設定を行わなくても、上記のようにして補正された基準画像を用いることで、自動運転時におけるロボットの姿勢誤差量を算出することができ、得られた姿勢誤差量に基づいて、ロボットの各作業姿勢を補正することができ、これにより、生産システムの稼働率が低下するのを防止することができる。

【0016】

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、識別図形が描画されたシールの、支持部材への貼着位置を測定することができる貼着位置測定装置、及びこれを備えた工作機械の提供を、その目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記課題を解決するための本発明は、
識別図形が描画されたシールの、支持部材への貼着位置を測定する装置であって、
前記支持部材を保持する保持部と、
前記保持部に保持され、前記シールが貼着された支持部材を撮像するカメラと、
前記カメラによって撮像された前記支持部材及びシールを含む画像を処理して、前記支持部材に設定された基準部位を基準とした前記識別図形の位置情報を算出する位置情報算出部とを備えた貼着位置測定装置に係る。

【0018】

この貼着位置測定装置によれば、まず、シールが貼着された支持部材を保持部により保持する。その際、支持部材は保持部に対して一定の保持関係が保証されるように、当該保持部に保持される。また、保持部及びカメラは、相互に一定の位置関係が保証されるように配置されている。

【0019】

次に、保持部に保持された支持部材をカメラにより撮像して、当該支持部材及びシールを含む画像を取得する。そして、このカメラにより撮像された支持部材及びシールを含む画像が前記位置情報算出部によって処理され、当該支持部材に設定された基準部位を基準にした前記識別図形の位置情報が算出される。

【0020】

斯くして、この貼着位置測定装置によれば、支持部材及びシールを含む画像から、支持部材に設定された基準部位を基準とした識別図形の位置情報が算出される。

【0021】

尚、前記識別図形は何らその形状が限定されるものでは無いが、一例として、矩形状をしたものが例示され、他の例としては、複数の正方形をした画素が二次元に配列されたマトリクス構造を有するものを例示することができる。

【0022】

また、識別図形の位置情報は、例えば、前記基準部位を基準として前記支持部材の貼着面に設定された第１軸及び第２軸の直交２軸方向における識別図形の位置、並びに第１軸及び第２軸と直交する第３軸回りの識別図形の回転角度が含まれる。そして、第１軸及び第２軸方向における識別図形の位置は、例えば、識別図形に対して設定された所定部位が、第１軸及び第２軸を基準軸とした座標系において位置する座標値として定義される。

【0023】

或いは、前記位置情報には、更に、第１軸及び第２軸方向に加えて、これらと直交する第３軸方向における識別図形の位置、並びに第１軸回りの識別図形の回転角度、及び第２軸回りの識別図形の回転角度を含めることができる。これにより、３次元空間内における識別図形の位置情報を得ることができる。

【0024】

そして、上記構成の貼着位置測定装置は、これを工作機械に組み込むことができる。その際、前記保持部として、工作機械を構成する、工具を保持する工具主軸、心押装置、タレット、チャックの近傍に設けられた構造物、又はツールプリセッタの構成物であるタッチセンサ支持部材の内の少なくともいずれかを割り当てることができる。また、前記カメラとして、工作機械の加工領域内を撮像するために機内に設けられた機内カメラを割り当てることができる。また、前記位置情報算出部は、これを工作機械の制御装置内に構築することができる。

【0025】

このようにすれば、特別に作製された測定装置を用いることなく、生産システムの一部を構成する工作機械であって、ロボットシステムの作業対象である工作機械において、その姿勢補正に使用されるシールの支持部材に対する貼着位置を測定することができ、更に、その測定結果を用いることにより、当該工作機械におけるロボットの作業姿勢を補正することができる。したがって、支持部材に貼着されたシールを交換した場合であっても、煩わしいティーチング操作による再設定を行うことなく、自動運転時のロボットの作業姿勢を補正することができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明に係る貼着位置測定装置によれば、支持部材、及び識別画像が描画されたシールを含む画像から、支持部材に設定された基準部位を基準とした識別図形の位置情報を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施形態に係る貼着位置測定装置が適用される生産システムの概略構成示した平面図である。

【図2】図１の生産システムの構成を示したブロック図である。

【図3】生産システムを構成する工作機械の主要部を示した斜視図である。

【図4】生産システムを構成するロボットシステムを示した斜視図である。

【図5】本実施形態に係る貼着位置測定装置を示した斜視図である。

【図6】本実施形態に係るシールを示した正面図である。

【図7】本実施形態の位置誤差量算出方法について説明するための説明図である。

【図8】本実施形態の位置誤差量算出方法について説明するための説明図である。

【図9】本実施形態の位置誤差量算出方法について説明するための説明図である。

【図10】本実施形態の位置誤差量算出方法について説明するための説明図である。

【図11】本実施形態の位置誤差量算出方法について説明するための説明図である。

【図12】本実施形態の位置誤差量算出方法について説明するための説明図である。

【図13】本実施形態の位置誤差量算出方法について説明するための説明図である。

【図14】本実施形態の位置誤差量算出方法について説明するための説明図である。

【図15】本実施形態の位置誤差量算出方法について説明するための説明図である。

【図16】本実施形態の位置誤差量算出方法について説明するための説明図である。

【図17】本実施形態の位置誤差量算出方法について説明するための説明図である。

【図18】本実施形態の位置誤差量算出方法について説明するための説明図である。

【図19】本発明の他の実施形態に係る貼着位置測定装置を示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の具体的な実施の形態ついて、図面を参照しながら説明する。

【0029】

（生産システムの概要）
まず、本発明に係る貼着位置測定装置が適用される生産システムの概要について説明する。図１及び図２に示すように、一例としての本例の生産システム１は、ロボットシステム２４、工作機械１０、周辺装置としての材料ストッカ２０及び製品ストッカ２１などから構成され、前記ロボットシステム２４は、無人搬送車３５、この無人搬送車３５に搭載されるロボット２５、並びにロボット２５及び無人搬送車３５を制御する制御装置４０などから構成される。

【0030】

前記工作機械１０は、数値制御装置（図示せず）によって制御される複合加工型のＮＣ工作機械であって、図３に示すように、工具を保持して回転させる工具主軸１５、それぞれの中心軸が同軸に設けられ、且つ相互に対向するように配設された第１主軸１１及び第２主軸１３、複数の工具を装着可能なタレット１８、並びにこのタレット１８を回転自在に保持する刃物台１７などから構成される。尚、図３では、説明の都合上、工具主軸１５には、工具が装着された状態ではなく、シールＳが貼着された支持部材としてのホルダ１６が装着された状態を示している。また、シールＳには、図６に示すような識別図形が描画されている。この識別図形は、矩形状をした黒色の図柄であり、図６では、黒色をした矩形部に斜線を付している。

【0031】

工具主軸１５は、図示しない数値制御装置による制御の下で、同じく図示しない第１Ｘ_ｍ軸送り機構、第１Ｙ_ｍ軸送り機構及び第１Ｚ_ｍ軸送り機構によって、相互に直交するＸ_ｍ軸、Ｙ_ｍ軸及びＺ_ｍ軸方向に移動し、同様にして、刃物台１７は、図示しない第２Ｘ_ｍ軸送り機構及び第２Ｚ_ｍ軸送り機構によって、Ｘ_ｍ軸及びＺ_ｍ軸方向に移動する。尚、Ｚ_ｍ軸は前記第１主軸１１及び第２主軸１３の軸線と平行な送り軸であり、Ｘ_ｍ軸は水平面内でＺ軸に直交する送り軸であり、Ｙ_ｍ軸は鉛直方向の送り軸である。

【0032】

また、第１主軸１１には第１チャック１２が装着されるとともに、第２主軸１３には第２チャック１４が装着されており、これら第１チャック１２及び第２チャック１４によって、加工前ワークＷや加工済ワークＷ’の両端が把持される。そして、この状態で、前記数値制御装置（図示せず）による制御の下、第１主軸１１及び第２主軸１３がその軸線回りに回転し、且つ前記工具主軸１５や刃物台１７がＸ_ｍ軸、Ｙ_ｍ軸及びＺ_ｍ軸方向に適宜移動することで、工具主軸１５に装着された工具やタレット１８に装着された工具によって、加工前ワークＷが加工される。ここで、Ｘ_ｍ軸、Ｙ_ｍ軸及びＺ_ｍ軸を基準軸とした座標系を機械座標系という。

【0033】

尚、本例では、図３に示すように、前記タレット１８の外周面に、加工済ワークＷ’を支持する支持具１９が設けられており、前記ロボットシステム２４によって、加工済ワークＷ’を取り外す際に、この支持具１９に加工済ワークＷ’が仮置きされる。また、図３では、上述したように、シールＳが貼着されたホルダ１６を工具主軸１５に装着した状態を図示しているが、このホルダ１６は、工作機械１０によって加工が行われるときには、工具収容部である工具マガジン（図示せず）に格納されており、ロボットシステム２４の位置決め精度を測定する際に、工具マガジン（図示せず）から取り出されて工具主軸１５に装着される。尚、ホルダ１６は、工具主軸１５の保持穴に装着されるテーパシャンク部と、このテーパシャンク部に接続される直方体状のシール貼着部１６ａとからなり、前記シールＳはシール貼着部１６ａの一つの側面に貼着されている。

【0034】

前記材料ストッカ２０は、図１において工作機械１０の左隣に配設され、当該工作機械１０で加工される加工前ワークＷ（材料）をストックする装置である。また、前記製品ストッカ２１は、図１において工作機械１０の右隣に配設され、当該工作機械１０で加工された加工済ワークＷ’（製品又は半製品）をストックする装置である。

【0035】

図１及び図４に示すように、前記無人搬送車３５は、その上面である載置面３６に前記ロボット２５が搭載され、また、オペレータが携帯可能な操作盤３７が付設されている。尚、この操作盤３７は、データの入出力を行う入出力部、当該無人搬送車３５及びロボット２５を手動操作する操作部、並びに画面表示可能なディスプレイなどを備えている。

【0036】

また、無人搬送車３５は、工場内における自身の位置を認識可能なセンサ（例えば、レーザ光を用いた距離計測センサ）を備えており、前記制御装置４０による制御の下で、前記工作機械１０、材料ストッカ２０及び製品ストッカ２１が配設される領域を含む工場内を無軌道で走行するように構成され、本例では、前記工作機械１０、材料ストッカ２０及び製品ストッカ２１のそれぞれに対して設定された各作業位置に経由する。尚、本例では、前記制御装置４０は、この無人搬送車３５内に配設されている。

【0037】

前記ロボット２５は、マニピュレータ部である第１アーム２６、第２アーム２７及び第３アーム２８の３つのアームを備えた多関節型のロボットであり、第３アーム２８の先端部には支持軸２９が取り付けられ、また、この支持軸２９には、エンドエフェクタとしてのハンド３０が装着されている。更に、前記支持軸２９には、支持バー３１が取り付けられ、この支持バー３１には、同じくエンドエフェクタとしてのカメラ３２が装着されている。そして、ロボット２５は、前記制御装置４０による制御の下で、これらハンド３０及びカメラ３２をｘ_ｒ軸，ｙ_ｒ軸及びｚ_ｒ軸の直交３軸で定義される３次元空間内で移動させる。尚、ｘ_ｒ軸，ｙ_ｒ軸及びｚ_ｒ軸の直交３軸で定義される座標系をロボット座標系と称する。また、本例では、ｘ_ｒ軸は無人搬送車３５の前面とほぼ平行に設定されている。

【0038】

前記制御装置４０は、図２に示すように、動作プログラム記憶部４１、移動位置記憶部４２、動作姿勢記憶部４３、マップ情報記憶部４４、基準画像記憶部４５、手動運転制御部４６、自動運転制御部４７、マップ情報生成部４８、位置認識部４９、補正量算出部５０及び入出力インターフェース５１から構成される。そして、制御装置４０は、この入出力インターフェース５１を介して、前記工作機械１０、材料ストッカ２０、製品ストッカ２１、ロボット２５、カメラ３２、無人搬送車３５及び操作盤３７に接続している。

【0039】

尚、制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成され、前記手動運転制御部４６、自動運転制御部４７、マップ情報生成部４８、位置認識部４９、補正量算出部５０及び入出力インターフェース５１は、コンピュータプログラムによってその機能が実現され、後述する処理を実行する。また、動作プログラム記憶部４１、移動位置記憶部４２、動作姿勢記憶部４３、マップ情報記憶部４４及び基準画像記憶部４５はＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成される。

【0040】

前記手動運転制御部４６は、オペレータにより前記操作盤３７から入力される操作信号に従って、前記無人搬送車３５及びロボット２５を動作させる機能部である。即ち、オペレータは、この手動運転制御部４６による制御の下で、操作盤３７を用いた、前記無人搬送車３５及びロボット２５の手動操作を実行することができる。

【0041】

具体的には、手動運転制御部４６は、前記操作盤３７から、例えば、前記無人搬送車３５を、水平面内で当該無人搬送車３５に対して設定された直交２軸（ｘ_ｒ軸、ｙ_ｒ軸）の各方向に移動させる信号が入力されると、入力された信号に対応する方向に、対応する距離だけ、当該無人搬送車３５を移動させ、前記ｘ_ｒ軸及びｙ_ｒ軸と直交するｚ_ｒ軸（鉛直軸）回りに旋回させる信号が入力されると、入力された信号に応じて当該無人搬送車３５を旋回させる。

【0042】

また、操作盤３７から、前記ロボット２５の先端部を、前記ｘ_ｒ軸、ｙ_ｒ軸及びｚ_ｒ軸の各方向に移動させる信号が入力されると、手動運転制御部４６は、入力された信号に対応する方向に、対応する距離だけ、ロボット２５の先端部を移動させる。また、手動運転制御部４６は、操作盤３７から前記ハンド３０を開閉させる信号が入力されると、これに応じて当該ハンド３０を開閉させ、操作盤３７から前記カメラ３２を動作させる信号が入力されると、これに応じて当該カメラ３２を動作させる。

【0043】

前記動作プログラム記憶部４１は、自動生産時に前記無人搬送車３５及び前記ロボット２５を自動運転するための自動運転用プログラム、並びに後述する工場内のマップ情報を生成する際に前記無人搬送車３５を動作させるためのマップ生成用プログラムを記憶する機能部である。自動運転用プログラム及びマップ生成用プログラムは、例えば、前記操作盤３７に設けられた入出力部から入力され、当該動作プログラム記憶部４１に格納される。

【0044】

尚、この自動運転用プログラムには、無人搬送車３５が移動する目標位置としての移動位置、移動速度及び無人搬送車３５の向きに関する指令コードが含まれ、また、ロボット２５が順次動作する当該動作に関する指令コード、及び前記カメラ３２の操作に関する指令コードが含まれる。また、マップ生成用プログラムは、前記マップ情報生成部４８においてマップ情報を生成できるように、無人搬送車３５を無軌道で工場内を隈なく走行させるための指令コードが含まれる。

【0045】

前記マップ情報記憶部４４は、無人搬送車３５が走行する工場内に配置される機械、装置、機器など（装置等）の配置情報を含むマップ情報を記憶する機能部であり、このマップ情報は前記マップ情報生成部４８によって生成される。

【0046】

前記マップ情報生成部４８は、前記制御装置４０の自動運転制御部４６による制御の下で、前記動作プログラム記憶部４１に格納されたマップ生成用プログラムに従って無人搬送車３５を走行させた際に、前記センサによって検出される距離データから工場内の空間情報を取得するとともに、工場内に配設される装置等の平面形状を認識し、例えば、予め登録された装置等の平面形状を基に、工場内に配設された具体的な装置、本例では、工作機械１０、材料ストッカ２０及び製品ストッカ２１の位置、平面形状等（配置情報）を認識する。そして、マップ情報生成部４８は、得られた空間情報及び装置等の配置情報を工場内のマップ情報として前記マップ情報記憶部４４に格納する。

【0047】

前記位置認識部４９は、前記センサによって検出される距離データ、及び前記マップ情報記憶部４４に格納された工場内のマップ情報を基に、工場内における無人搬送車３５の位置及び姿勢を認識する機能部であり、この位置認識部４９によって認識される無人搬送車３５の位置及び姿勢に基づいて、当該無人搬送車３５の動作が前記自動運転制御部４７によって制御される。

【0048】

前記移動位置記憶部４２は、前記無人搬送車３５が移動する具体的な目標位置としての移動位置であって、前記動作プログラム中の指令コードに対応した具体的な移動位置を記憶する機能部であり、この移動位置には、上述した工作機械１０、材料ストッカ２０及び製品ストッカ２１に対して設定される各作業位置が含まれる。尚、この移動位置は、例えば、前記手動運転制御部４６による制御の下、前記操作盤３７により前記無人搬送車３５を手動運転して、目標とする各位置に移動させた後、前記位置認識部４９によって認識される位置データを前記移動位置記憶部４２に格納する操作によって設定される。この操作は所謂ティーチング操作と呼ばれる。

【0049】

前記動作姿勢記憶部４３は、前記ロボット２５が所定の順序で動作することによって順次変化するロボット２５の姿勢（動作姿勢）であって、前記動作プログラム中の指令コードに対応した動作姿勢に係るデータを記憶する機能部である。この動作姿勢に係るデータは、前記手動運転制御部４５による制御の下で、前記操作盤３７を用いたティーチング操作により、当該ロボット２５を手動運転して、目標とする各姿勢を取らせたときの、当該各姿勢におけるロボット２５の各関節（モータ）の回転角度データであり、この回転角度データが動作姿勢に係るデータとして前記動作姿勢記憶部４３に格納される。

【0050】

ロボット２５の具体的な動作姿勢は、前記材料ストッカ２０、工作機械１０及び製品ストッカ２１において、それぞれ設定される。例えば、材料ストッカ２０では、当該材料ストッカ２０に収納された加工前ワークＷを取り出すための各作業姿勢（各取出姿勢）が設定される。また、工作機械１０では、加工済ワークＷ’を取出して、加工前ワークＷを第１チャック１２及び第２チャック１４に装着するための各作業姿勢が設定されるが、ロボット２５が工作機械１０内で行う作業姿勢を補正するために、工作機械１０内にハンド３０を進入させたときに、カメラ３２により、工具主軸１５に装着されたシールＳを撮像させる姿勢（撮像姿勢）が設定される。また、前記製品ストッカ２１では、工作機械１０から取り出した加工済ワークＷ’を当該製品ストッカ２１内に収納するための各作業姿勢が設定される。

【0051】

前記自動運転制御部４７は、前記動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラム及びマップ生成用プログラムの何れかを用い、当該プログラムに従って無人搬送車３５、ロボット２５、ハンド３０及びカメラ３２を動作させる機能部である。その際、前記移動位置記憶部４２及び動作姿勢記憶部４３に格納されたデータが必要に応じて使用される。

【0052】

前記基準画像記憶部４５は、ティーチング操作時に、無人搬送車３５が工作機械１０に対して設定された作業位置に在り、ロボット２５が撮像姿勢にあるときに、前記カメラ３２によって撮像された識別図形の画像を基準画像として記憶する機能部である。

【0053】

前記補正量算出部５０は、前記自動運転制御部４７による制御の下で、前記動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラムに従って前記ロボット２５が自動運転される際に、当該ロボット２５が撮像姿勢にあるときに、前記カメラ３２によって識別図形が撮像されると、当該自動運転時に得られた識別図形の画像と、前記基準画像記憶部４５に格納されたティーチング時の基準画像とを基に、ティーチング時におけるロボット２５の撮像姿勢と、自動運転時におけるロボット２５の撮像姿勢との間の誤差量を推定し、推定された誤差量に基づいて、工作機械１０に対して設定されたロボット２５の各作業姿勢に対する補正量を算出する。

【0054】

一例として、図７（ａ）にティーチング時に撮像された識別図形の画像（基準画像）を示し、図７（ｂ）に自動運転時に撮像された識別図形の画像を示している。これらの画像を解析することで、ティーチング時のロボット２５の撮像姿勢と、自動運転時のロボット２５の撮像姿勢との間の並進誤差量を推定することができる。例えば、カメラ３２のフレームに対して設定されたｘ_ｃ軸－ｚ_ｃ軸平面において、識別図形に対して設定された基準位置Ｐ_ｃ１を、各画像について検出して、その差分を算出することにより、ティーチング時と現在との間の識別図形の並進誤差量Δｘ_ｃ，Δｚ_ｃを算出することができる。即ち、
Δｘ_ｃ＝ｘ_ｃ１－ｘ_ｃ１’
Δｚ_ｃ＝ｚ_ｃ１－ｚ_ｃ１’

【0055】

尚、カメラ３２のフレームに対して設定されたｘ_ｃ軸，ｚ_ｃ軸及びこれらと直交するｙ_ｃ軸を基準軸とする座標系をカメラ座標系という。ｘ_ｃ軸－ｚ_ｃ軸平面内における座標値は、カメラ３２の結像面に配置される撮像素子の位置に対応する。また、本例では、図７（ａ）に示すように、識別図形の４隅を、基準位置Ｐ_ｃ１、Ｐ_ｃ２，Ｐ_ｃ３，Ｐ_ｃ４に設定している。

【0056】

また、図８（ａ）に示すように、識別図形に対して設定された２つの基準部位Ｐ_ｃ１，Ｐ_ｃ２を結ぶ直線（Ｐ_ｃ１－Ｐ_ｃ２）が基準軸、例えば、ｚ_ｃ軸となす角度θ_ｃｙを算出することにより、ティーチング時と現在との間の識別図形のｙ_ｃ軸回りの回転誤差Δθ_ｃｙを算出することができる。図８（ａ）はティーチング時に撮像された識別図形の画像であり、図８（ｂ）は自動運転時に撮像された識別図形の画像である。
θ_ｃｙ＝ｔａｎ^－１（（ｘ_ｃ２－ｘ_ｃ１）／（ｚ_ｃ２－ｚ_ｃ１））
θ_ｃｙ ^’＝ｔａｎ^－１（（ｘ_ｃ２’－ｘ_ｃ１’）／（ｚ_ｃ２’－ｚ_ｃ１’））
Δθ_ｃｙ＝θ_ｃｙ－θ_ｃｙ ^’

【0057】

また、図９（ａ）に示すように、例えば、識別図形に対して設定された２つの基準位置Ｐ_ｃ１，Ｐ_ｃ２間のｚ_ｃ軸方向の距離ｄ_ｃ１を算出し、得られた距離ｄ_ｃ１、並びに識別図形の距離ｄ_ｃ１に対応する部位の距離Ａ、及びカメラ３２の結像面と識別図形との間の距離Ｌ_ｃから、ティーチング時と現在との間の識別図形のｙ_ｃ軸方向の位置誤差Δｙ_ｃを算出することができる。図９（ａ）はティーチング時に撮像された識別図形の画像、図９（ｂ）は自動運転時に撮像された識別図形の画像、図９（ｃ）は位置誤差Δｙ_ｃの算出に関する説明図である。
ｄ_ｃ１＝ｚ_ｃ２－ｚ_ｃ１
ｄ_ｃ１’＝ｚ_ｃ２’－ｚ_ｃ１’
（Ａ－ｄ_ｃ１）／Ｌ_ｃ＝（ｄ_ｃ１－ｄ_ｃ１’）／Δｙ_ｃ
Δｙ_ｃ＝Ｌ_ｃ（ｄ_ｃ１－ｄ_ｃ１’）／（Ａ－ｄ_ｃ１）

【0058】

また、図１０（ａ）に示すように、例えば、識別図形に対して設定された基準位置Ｐ_ｃ１，Ｐ_ｃ２間のｚ_ｃ軸方向の距離ｄ_ｃ１、基準位置Ｐ_ｃ２，Ｐ_ｃ３間のｘ_ｃ軸方向の距離ｄ_ｃ２、及び基準位置Ｐ_ｃ３，Ｐ_ｃ４間の距離ｚ_ｃ軸方向のｄ_ｃ３、並びに識別図形の距離ｄ_ｃ３に対応する部位の距離Ａ、及びカメラ３２の結像面と識別図形との間の距離Ｌ_ｃからから、識別図形がｘ_ｃ軸となす角度θ_ｃｚを算出することにより、ティーチング時と現在との間の識別図形のｚ_ｃ軸回りの回転誤差量Δθ_ｃｚを算出することができる。図１０（ａ）はティーチング時に撮像された識別図形の画像、及び回転誤差量Δθ_ｃｚの算出を説明するための図であり、図１０（ｂ）は自動運転時に撮像された識別図形の画像、及び回転誤差量Δθ_ｃｚの算出を説明するための図である。
ｄ_ｃ１＝ｚ_ｃ２－ｚ_ｃ１
ｄ_ｃ３＝ｚ_ｃ３－ｚ_ｃ４
Δｙ_ｃ＝Ｌ_ｃ（ｄ_ｃ３－ｄ_ｃ１）／（Ａ－ｄ_ｃ３）
ｄ_ｃ２＝ｘ_ｃ３－ｘ_ｃ２
θ_ｃｚ＝ｔａｎ^－１（Ｌ_ｃ（ｄ_ｃ３－ｄ_ｃ１）／（（Ａ－ｄ_ｃ３）（ｘ_ｃ３－ｘ_ｃ２）））
ｄ_ｃ１’＝ｚ_ｃ２’－ｚ_ｃ１’
ｄ_ｃ３’＝ｚ_ｃ３’－ｚ_ｃ４’
Δｙ_ｃ’＝Ｌ_ｃ（ｄ_ｃ３’－ｄ_ｃ１’）／（Ａ－ｄ_ｃ３’）
ｄ_ｃ２’＝ｘ_ｃ３’－ｘ_ｃ２’
θ_ｃｚ’＝ｔａｎ^－１（Ｌ_ｃ（ｄ_ｃ３’－ｄ_ｃ１’）／（（Ａ－ｄ_ｃ３’）（ｘ_ｃ３’－ｘ_ｃ２’）））
Δθ_ｃｚ＝θ_ｃｚ－θ_ｃｚ’

【0059】

また、図１１（ａ）に示すように、例えば、識別図形に対して設定された基準位置Ｐ_ｃ１，Ｐ_ｃ２間のｚ_ｃ軸方向の距離ｄ_ｃ１、基準位置Ｐ_ｃ２，Ｐ_ｃ３間のｘ_ｃ軸方向距離のｄ_ｃ２、及び基準位置Ｐ_ｃ１，Ｐ_ｃ４間のｘ_ｃ軸方向の距離ｄ_ｃ４、並びに識別図形の距離ｄ_ｃ２に対応する部位の距離Ａ、及びカメラ３２の結像面と識別図形との間の距離Ｌ_ｃからから、識別図形がｚ_ｃ軸となす角度θ_ｃｘを算出することにより、ティーチング時と現在との間の識別図形のｘ_ｃ軸回りの回転誤差量Δθ_ｃｘを算出することができる。図１１（ａ）はティーチング時に撮像された識別図形の画像、及び回転誤差量Δθ_ｃｘの算出を説明するための図であり、図１１（ｂ）は自動運転時に撮像された識別図形の画像、及び回転誤差量Δθ_ｃｘの算出を説明するための図である。
ｄ_ｃ２＝ｘ_ｃ３－ｘ_ｃ２
ｄ_ｃ４＝ｘ_ｃ４－ｘ_ｃ１
Δｙ_ｃ＝Ｌ_ｃ（ｄ_ｃ２－ｄ_ｃ４）／（Ａ－ｄ_ｃ２）
ｄ_ｃ１＝ｚ_ｃ２－ｚ_ｃ１
θ_ｃｘ＝ｔａｎ^－１（Ｌ_ｃ（ｄ_ｃ２－ｄ_ｃ４）／（（Ａ－ｄ_ｃ２）（ｚ_ｃ２－ｚ_ｃ１）））
ｄ_ｃ２’＝ｘ_ｃ３’－ｘ_ｃ２’
ｄ_ｃ４’＝ｘ_ｃ４’－ｘ_ｃ１’
Δｙ_ｃ’＝Ｌ_ｃ（ｄ_ｃ２’－ｄ_ｃ４’）／（Ａ－ｄ_ｃ２’）
ｄ_ｃ１’＝ｚ_ｃ２’－ｚ_ｃ１’
θ_ｃｘ’＝ｔａｎ^－１（Ｌ_ｃ（ｄ_ｃ２’－ｄ_ｃ４’）／（（Ａ－ｄ_ｃ２’）（ｚ_ｃ２’－ｚ_ｃ１’）））
Δθ_ｃｘ＝θ_ｃｘ－θ_ｃｘ’

【0060】

そして、前記補正量算出部５０は、以上のようにして算出したカメラ座標系における識別図形の並進誤差量Δｘ_ｃ，Δｙ_ｃ及びΔｚ_ｃ、並びに回転誤差量Δθ_ｃｘ，Δθ_ｃｙ及びΔθ_ｃｚをロボット座標系に変換して、当該ロボット座標系における並進誤差量Δｘ_ｒ，Δｙ_ｒ及びΔｚ_ｒ、並びに回転誤差量Δθ_ｒｘ，Δθ_ｒｙ及びΔθ_ｒｚを算出し、算出された並進誤差量Δｘ_ｒ，Δｙ_ｒ及びΔｚ_ｒ、並びに回転誤差量Δθ_ｒｘ，Δθ_ｒｙ及びΔθ_ｒｚに基づいて、ロボットの各作用姿勢を補正する。尚、上記の図７～図１１では、説明の便宜上、貼着部１６ａに係る画像部分については、その図示を省略している。また、図７～図１１では、意図する誤差等が理解し易いような撮像画像を示しており、実際には、これらが複合された画像が撮像される。

【0061】

前記自動運転制御部４６は、前記動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラム及びマップ生成用プログラムの何れかを用い、当該プログラムに従って無人搬送車３５及びロボット２５を動作させる機能部である。その際、前記移動位置記憶部４２及び動作姿勢記憶部４３に格納されたデータが必要に応じて使用される。

【0062】

斯くして、以上の構成を備えた本例の生産システム１によれば、前記制御装置４０の自動運転制御部４６による制御の下で、前記動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラムが実行され、この自動運転用プログラムに従って、無人搬送車３５及びロボット２５が動作されて、無人の自動生産が実行される。

【0063】

（貼着位置測定装置）
次に、本実施形態に係る貼着位置測定装置について説明する。図５に示すように、本例の貼着位置測定装置１００は、シールＳが貼着されたホルダ（支持部材）１６を保持する保持部１０１と、この保持部１０１と所定間隔を空けて配設された支持ブロック１０３と、この支持ブロック１０３上に固設されて、シールＳが貼着された前記ホルダ１６を撮像するカメラ１０２と、カメラ１０２によって撮像されたホルダ１６の貼着部及びシールＳを含む画像を処理して、ホルダ１６に設定された基準部位を基準とした識別図形の位置情報を算出する位置情報算出部１０５とを備えている。尚、位置情報算出部１０５はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成される。

【0064】

前記保持部１０１は前記工具主軸１５と同様に、内面がテーパ面となった保持穴を備えており、前記ホルダ１６はそのテーパシャンク部がこの保持穴に嵌入された状態で保持され、また、適宜位置決め部材によって、その軸回りの回転が制止される。尚、この時、ホルダ１６の貼着部１６ａに貼着されたシールＳは、カメラ１０２と対向している。

【0065】

位置情報算出部１０５は、カメラ１０２によって撮像されたホルダ１６の貼着部１６ａ及びシールＳを含む画像を当該カメラ１０２から受信し、受信した画像を処理して、ホルダ１６に設定された基準部位を基準とした識別図形（言い換えれば、シールＳ）の位置情報を算出する。

【0066】

例えば、図１２及び図１３に示すように、位置情報算出部１０５は、シールＳが貼着されたホルダ１６の貼着面の左下角部を基準部位に設定し、当該左下角部を原点としたホルダ座標系（ｘ_ｈ軸、ｙ_ｈ軸及びｚ_ｈ軸）を設定する。このホルダ座標系は、前記カメラ座標系を前記貼着面の左下角部（基準部位）にシフトしたものである。

【0067】

尚、図１２は、前記基準画像記憶部４５に格納された基準画像に対応する識別図形（シールＳ）が貼着されたホルダ１６を、前記保持部１０１に保持した状態で、前記カメラ１０２により撮像して得られた基準となる画像であり、この画像が予め撮像され、位置情報算出部１０５に保持されている。尚、このシールＳは基準時のシールであり、基準シールＳｒと称する。そして、位置情報算出部１０５は、図１２に示した基準画像（識別図形の画像）の４つの角部を基準位置として、基準位置Ｐ_ｈ１（ｘ_ｈ１，ｚ_ｈ１），Ｐ_ｈ２（ｘ_ｈ２，ｚ_ｈ２），Ｐ_ｈ３（ｘ_ｈ３，ｚ_ｈ３），Ｐ_ｈ４（ｘ_ｈ４，ｚ_ｈ４）の情報をカメラ座標系から取得するとともに、基準位置Ｐ_ｈ１，Ｐ_ｈ２間のｚ_ｈ軸方向の距離ｄ_ｈ１、基準位置Ｐ_ｈ２，Ｐ_ｈ３間のｘ_ｈ軸方向の距離ｄ_ｈ２、基準位置Ｐ_ｈ３，Ｐ_ｈ４間のｚ_ｈ軸方向の距離ｄ_ｈ３、及び基準位置Ｐ_ｈ４，Ｐ_ｈ１間のｘ_ｈ軸方向の距離ｄ_ｈ４を算出して、これらを基準シールＳｒの位置情報として予め保持する。
ｄ_ｈ１＝ｚ_ｈ２－ｚ_ｈ１
ｄ_ｈ２＝ｘ_ｈ３－ｘ_ｈ２
ｄ_ｈ３＝ｚ_ｈ３－ｚ_ｈ４
ｄ_ｈ４＝ｘ_ｈ４－ｘ_ｈ１

【0068】

また、図１３は、現在のシールＳａが貼着された現在のホルダ１６を、前記保持部１０１に保持し状態で、前記カメラ１０２によって撮像して得られた画像である。位置情報算出部１０５は、上記同様にして、図１３に示した現在の画像（識別図形の画像）の４つの角部を基準位置として、基準位置Ｐ_ｈ１’（ｘ_ｈ１’，ｚ_ｈ１’），Ｐ_ｈ２’（ｘ_ｈ２’，ｚ_ｈ２’），Ｐ_ｈ３’（ｘ_ｈ３’，ｚ_ｈ３’），Ｐ_ｈ４’（ｘ_ｈ４’，ｚ_ｈ４’）の情報（前記位置情報）をカメラ座標系から取得するとともに、基準位置Ｐ_ｈ１’，Ｐ_ｈ２’間のｚ_ｈ軸方向の距離ｄ_ｈ１’、基準位置Ｐ_ｈ２’，Ｐ_ｈ３’間のｘ_ｈ軸方向の距離ｄ_ｈ２’、基準位置Ｐ_ｈ３’，Ｐ_ｈ４’間のｚ_ｈ軸方向の距離ｄ_ｈ３’、及び基準位置Ｐ_ｈ４’，Ｐ_ｈ１’間のｘ_ｈ軸方向の距離ｄ_ｈ４’を前記位置情報としてそれぞれ算出する。
ｄ_ｈ１’＝ｚ_ｈ２’－ｚ_ｈ１’
ｄ_ｈ２’＝ｘ_ｈ３’－ｘ_ｈ２’
ｄ_ｈ３’＝ｚ_ｈ３’－ｚ_ｈ４’
ｄ_ｈ４’＝ｘ_ｈ４’－ｘ_ｈ１’

【0069】

そして、位置情報算出部１０５は、現在の識別図形の位置情報として、基準位置Ｐ_ｈ１’（ｘ_ｈ１’，ｚ_ｈ１’）を認識するとともに、上述した図７における処理と同様にして、基準シールＳｒの識別図形と現在のシールＳａの識別図形との間のｘ_ｈ軸－ｚ_ｈ軸平面における位置ずれ量Δｘ_ｈ，Δｚ_ｈを、現在のシールＳａの識別図形の位置情報として、下式により算出する（図１４参照）。
Δｘ_ｈ＝ｘ_ｈ１－ｘ_ｈ１’
Δｚ_ｈ＝ｚ_ｈ１－ｚ_ｈ１’

【0070】

また、位置情報算出部１０５は、上述した図８における処理と同様にして、下式により、現在のシールＳａ（識別図形）のｙ_ｈ軸回りの回転角θ_ｈｙ’を前記位置情報として算出するとともに、同様にして算出される基準シールＳｒ（識別図形）の回転角θ_ｈｙとの差分であるｙ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｙを前記位置情報として算出する（図１５参照）。
θ_ｈｙ＝ｔａｎ^－１（（ｘ_ｈ２－ｘ_ｈ１）／（ｚ_ｈ２－ｚ_ｈ１））
θ_ｈｙ ^’＝ｔａｎ^－１（（ｘ_ｈ２’－ｘ_ｈ１’）／（ｚ_ｈ２’－ｚ_ｈ１’））
Δθ_ｈｙ＝θ_ｈｙ－θ_ｈｙ ^’

【0071】

また、位置情報算出部１０５は、上述した図９における処理と同様にして、下式により、基準シールＳｒ（識別図形）に対する現在のシールＳａ（識別図形）のｙ_ｈ軸方向の位置誤差Δｙ_ｈを算出する。ここで、図９におけるＡは識別図形の距離ｄ_ｈ１に対応した部位の長さであり、Ｌ_ｈはカメラ３２の結像面とシールＳ（Ｓａ，Ｓｒ）との間の距離である（図１６参照）。
Δｙ_ｈ＝Ｌ_ｈ（ｄ_ｈ１－ｄ_ｈ１’）／（Ａ－ｄ_ｈ１）

【0072】

また、位置情報算出部１０５は、上述した図１０における処理と同様にして、下式により、現在のシールＳａ（識別図形）のｘ_ｈ軸となす角度θ_ｈｚ’を算出するとともに、同様にして算出される基準シールＳｒ（識別図形）の回転角θ_ｈｚとの差分であるｚ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｚを前記位置情報として算出する（図１７参照）。
Δｙ_ｈ＝Ｌ_ｈ（ｄ_ｈ３－ｄ_ｈ１）／（Ａ－ｄ_ｈ３）
θ_ｈｚ＝ｔａｎ^－１（Ｌ_ｈ（ｄ_ｈ３－ｄ_ｈ１）／（（Ａ－ｄ_ｈ３）（ｘ_ｈ３－ｘ_ｈ２）））
Δｙ_ｈ’＝Ｌ_ｈ（ｄ_ｈ３’－ｄ_ｈ１’）／（Ａ－ｄ_ｈ３’）
θ_ｈｚ’＝ｔａｎ^－１（Ｌ_ｈ（ｄ_ｈ３’－ｄ_ｈ１’）／（（Ａ－ｄ_ｈ３’）（ｘ_ｈ３’－ｘ_ｈ２’）））
Δθ_ｈｚ＝θ_ｈｚ－θ_ｈｚ’

【0073】

更に、位置情報算出部１０５は、上述した図１１における処理と同様にして、下式により、現在のシールＳａ（識別図形）のｚ_ｈ軸となす角度θ_ｈｘ’を算出するとともに、同様にして算出される基準シールＳｒ（識別図形）の回転角θ_ｈｘとの差分であるｘ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｘを前記位置情報として算出する（図１８参照）。
Δｙ_ｈ＝Ｌ_ｈ（ｄ_ｈ２－ｄ_ｈ４）／（Ａ－ｄ_ｈ２）
θ_ｈｘ＝ｔａｎ^－１（Ｌ_ｈ（ｄ_ｈ２－ｄ_ｈ４）／（（Ａ－ｄ_ｈ２）（ｚ_ｈ２－ｚ_ｈ１）））
Δｙ_ｈ’＝Ｌ_ｈ（ｄ_ｈ２’－ｄ_ｈ４’）／（Ａ－ｄ_ｈ２’）
θ_ｈｘ’＝ｔａｎ^－１（Ｌ_ｈ（ｄ_ｈ２’－ｄ_ｈ４’）／（（Ａ－ｄ_ｈ２’）（ｚ_ｈ２’－ｚ_ｈ１’）））
Δθ_ｈｘ＝θ_ｈｘ－θ_ｈｘ’

【0074】

前記位置情報算出部１０５は、以上のようにして、ホルダ１６に貼着されたシールＳ、言い換えれば識別図形の位置情報として、基準位置Ｐ_ｈ１’，Ｐ_ｈ２’，Ｐ_ｈ３’及びＰ_ｈ４’、基準位置Ｐ_ｈ１’，Ｐ_ｈ２’間のｚ_ｈ軸方向の距離ｄ_ｈ１’、基準位置Ｐ_ｈ２’，Ｐ_ｈ３’間のｘ_ｈ軸方向の距離ｄ_ｈ２’、基準位置Ｐ_ｈ３’，Ｐ_ｈ４’間のｚ_ｈ軸方向の距離ｄ_ｈ３’及び基準位置Ｐ_ｈ４’，Ｐ_ｈ１’間のｘ_ｈ軸方向の距離ｄ_ｈ４’、基準シールＳｒの識別図形に対するｘ_ｈ軸方向の位置ずれ量Δｘ_ｈ，ｙ_ｈ軸方向の位置ずれ量Δｙ_ｈ及びｚ_ｈ軸方向の位置ずれ量Δｚ_ｈ、ｘ_ｈ軸回りの回転角θ_ｈｘ’、ｙ_ｈ軸回りの回転角θ_ｈｙ’及びｚ_ｈ軸回りの回転角θ_ｈｚ’、並びに、基準シールＳｒの識別図形に対するｘ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｘ、ｙ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｙ及びｚ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｚを算出する。

【0075】

そして、位置情報算出部１０５は算出した位置情報を適宜出力装置によって外部に出力するとともに、現在のシールＳｒが貼着されたホルダ１６が、前記生産システム１の工作機械１０に配備されて、これが使用される際には、適宜通信手段によって、前記生産システム１の制御装置４０に入力する。尚、上述した図７～図１１と同様に、図１２～図１８では、意図する誤差等が理解し易いような撮像画像を示しており、実際には、これらが複合された画像が撮像される。

【0076】

一方、前記補正量算出部５０は、前記位置情報算出部１０５から位置情報を受信すると、例えば、基準シールＳｒの識別図形（言い換えれば基準画像）に対するｘ_ｈ軸方向の位置ずれ量Δｘ_ｈ，ｙ_ｈ軸方向の位置ずれ量Δｙ_ｈ及びｚ_ｈ軸方向の位置ずれ量Δｚ_ｈ、並びに、基準シールＳｒの識別図形（言い換えれば基準画像）に対するｘ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｘ、ｙ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｙ及びｚ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｚに基づいて、前記基準画像記憶部４５に格納された基準画像を、各位置ずれ量Δｘ_ｈ、Δｙ_ｈ及びΔｚ_ｈ分だけ位置ずれさせるとともに、各回転角度差Δθ_ｈｘ、Δθ_ｈｙ及びΔθ_ｈｚだけ回転させた調整基準画像を生成し、生成した調整基準画像を初期の基準画像とともに、基準画像記憶部４５に格納する。

【0077】

そして、前記補正量算出部５０は、現在のシールＳｒが貼着されたホルダ１６が、前記生産システム１の工作機械１０で使用される際には、自動運転時に、生成した前記調整基準画像を用いてカメラ座標系における識別図形の並進誤差量Δｘ_ｃ，Δｙ_ｃ及びΔｚ_ｃ、並びに回転誤差量Δθ_ｃｘ，Δθ_ｃｙ及びΔθ_ｃｚを算出し、ついでこれらをロボット座標系に変換して、当該ロボット座標系における並進誤差量Δｘ_ｒ，Δｙ_ｒ及びΔｚ_ｒ、並びに回転誤差量Δθ_ｒｘ，Δθ_ｒｙ及びΔθ_ｒｚを算出し、算出された並進誤差量Δｘ_ｒ，Δｙ_ｒ及びΔｚ_ｒ、並びに回転誤差量Δθ_ｒｘ，Δθ_ｒｙ及びΔθ_ｒｚに基づいて、ロボットの各作用姿勢を補正する。

【0078】

上述したように、ホルダ１６に貼着されたシールＳを、当該シールＳの劣化等によって交換する場合、ホルダ１６におけるシールＳの貼着位置を、交換前の貼着位置に対して、厳密に一致させるのは困難であるため、ロボット２５の作業姿勢の正確な補正を実現するためには、再度、前記ティーチング操作を実行して、以前に設定されたティーチング時の撮像姿勢を再設定するとともに、識別画像を再度撮像して、基準となるティーチング時の撮像画像を更新する必要がある。

【0079】

しかしながら、シールＳを交換するたびに、ティーチング操作によって、撮像姿勢を再設定するとともに、基準となる撮像画像を更新するようにしたのでは、シール交換作業が煩雑なものとなり、また、生産システム全体の稼働率の低下を招くことになって、生産効率上、好ましくない。

【0080】

本実施形態に係る貼着位置測定装置１００によれば、ホルダ１６に貼着されたシールＳをカメラ１０２によって撮像し、得られた画像を位置情報算出部１０５によって解析することにより、ホルダ１６に設定された基準部位を基準としたシールＳ（言い換えれば、識別図形）の位置情報を算出することができる。そして、当該ホルダ１６におけるシールＳの正確な位置情報が分かれば、例えば、貼り替え前の基準シールＳｒの貼着位置と、新たなシールＳａの貼着位置との間の誤差量（位置ずれ量Δｘ_ｈ，Δｙ_ｈ及びΔｚ_ｈ、並びに、回転角度差Δθ_ｈｘ、回転角度差Δθ_ｈｙ及び回転角度差Δθ_ｈｚ）を算出することができる。そして、この位置誤差量を算出することができれば、当該位置誤差量に基づいてティーチング操作時に得られた基準シールＳｒの基準画像を補正することにより、ロボットが前記ティーチング操作時における撮像姿勢と同じ姿勢を取って、現在の新たなシールＳａをカメラ３２により撮像したときに得られるであろう基準画像、即ち、調整基準画像を生成することができる。

【0081】

斯くして、本例の貼着位置測定装置１００によれば、ホルダ１６に貼着されたシールＳを交換した際に、煩雑なティーチング操作による再設定を行わなくても、上記のようにして補正された調整基準画像を用いることで、自動運転時におけるロボットの姿勢誤差量を算出することができ、得られた姿勢誤差量に基づいて、ロボットの各作業姿勢を補正することができ、これにより、生産システムの稼働率が低下するのを防止することができる。

【0082】

以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものでは無い。

【0083】

例えば、上例では、前記位置情報算出部１０５により、位置情報として、基準シールＳｒに対するｘ_ｈ軸方向の位置ずれ量Δｘ_ｈ，ｙ_ｈ軸方向の位置ずれ量Δｙ_ｈ及びｚ_ｈ軸方向の位置ずれ量Δｚ_ｈ、並びに、基準シールＳｒに対するｘ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｘ、ｙ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｙ及びｚ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｚを算出するようにしたが、これに限られるものではなく、位置情報算出部１０５は、位置情報として、少なくとも、基準シールＳｒに対するｘ_ｈ軸方向の位置ずれ量Δｘ_ｈ及びｚ_ｈ軸方向の位置ずれ量Δｚ_ｈ、並びに、基準シールＳｒに対するｙ_ｈ軸回りの回転角度差Δθ_ｈｙを算出するように構成されていれば良い。このような態様でも、実用可能な精度の調整基準画像を生成することができる。

【0084】

また、上例では、貼着位置測定装置１００を工作機械１０とは別に設けたが、これに限定されるものではなく、この貼着位置測定装置１００を工作機械１０に組み込んだ態様としても良い。この場合、カメラ１０２には、工作機械１０の加工領域内を撮像する既存のカメラを適用することができる。また、ホルダ１６を保持する保持部には、工具を保持する工具主軸１５の他、心押装置、タレット、チャックの近傍に設けられた構造物、又はツールプリセッタの構成物であるタッチセンサ支持部材の内のいずれかを割り当てることができる。また、前記位置情報算出部１０５は、工作機械１０の制御装置内に構築することができる。

【0085】

このような態様によれば、特別に作製された測定装置を用いることなく、生産システム１の一部を構成する工作機械１０であって、ロボットシステム２４の作業対象である工作機械１０において、その姿勢補正に使用されるシールＳのホルダ１６に対する貼着位置を測定することができ、安価な設備でこのような測定を行うことができる。また、測定結果を用いることで、当該工作機械１０におけるロボット２５の作業姿勢を補正することができる。したがって、ホルダ１６に貼着されたシールＳを交換した場合であっても、煩わしいティーチング操作による再設定を行うことなく、自動運転時のロボット２５の作業姿勢を補正することができる。

【0086】

この態様の一例を図１９に示す。この態様では、図３に示した工作機械１０において、その第１主軸１１の上方に、加工領域に対して進退可能にカメラ１０２を配設し、ホルダ１６を保持する保持部として工具主軸１５を割り当てている。位置情報算出部１０５は、工作機械１０の制御装置内に構築されている。尚、カメラ１０２が収納される収納部は、その開口がシャッタ（図示せず）によって開閉されるようになっている。

【0087】

また、ロボットの作業姿勢を補正するための補正量の算出手法は、図７－図１１を用いて説明した算出手法に限られるものではなく、識別図形の撮像画像を用いて補正量を算出することができれば、当然に他の算出手法を適用することができる。

【0088】

繰り返しになるが、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

【符号の説明】

【0089】

１ 生産システム
１０ 工作機械
１１ 第１主軸
１３ 第２主軸
１５ 工具主軸
１６ ホルダ
１７ 刃物台
１８ タレット
２０ 材料ストッカ
２１ 製品ストッカ
２４ ロボットシステム
２５ ロボット
３２ カメラ
３５ 無人搬送車
３７ 操作盤
４０ 制御装置
４１ 動作プログラム記憶部
４２ 移動位置記憶部
４３ 動作姿勢記憶部
４４ マップ情報記憶部
４５ 基準画像記憶部
４６ 手動運転制御部
４７ 自動運転制御部
４８ マップ情報生成部
４９ 位置認識部
５０ 補正量算出部
５１ 入出力インターフェース
１００ 貼着位置測定装置
１０１ 保持部
１０２ カメラ
１０３ 支持ブロック
Ｓ，Ｓａ，Ｓｒ シール

【要約】

【課題】識別図形が描画されたシールの、支持部材への貼着位置を測定する貼着位置測定装置、及びこれを備えた工作機械を提供する。
【解決手段】識別図形が描画されたシールＳの、支持部材１６への貼着位置を測定する装置１００である。支持部材１６を保持する保持部１０１と、この保持部１０１に保持され、シールＳが貼着された支持部材１６を撮像するカメラ１０２と、カメラ１０２によって撮像された支持部材１６及びシールＳを含む画像を処理して、支持部材１６に設定された基準部位を基準とした識別図形の位置情報を算出する位置情報算出部１０５とを備える。
【選択図】図５

【図1】

【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】

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【図18】

【図19】