坐标系设定方法、坐标系设定装置以及机器人系统专利检索-坐标系工业自动化和数控机床专利检索查询-专利查询网

坐标系设定方法、坐标系设定装置以及 机器人系统

阅读：811发布：2020-05-13

专利汇可以提供坐标系设定方法、坐标系设定装置以及机器人系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供坐标系设定方法、坐标系设定装置以及机器人系统。在机器人系统中设定输送带坐标系的装置具有：多个特征部，其设置于输送带的可动部上；传感器，其设置于机器人上；第一坐标取得部，其在可动部处于第一动作位置时使传感器对两个特征部的位置进行检测并取得机器人的基准坐标系中的两个第一坐标；搬运动作执行部，其使可动部执行从第一动作位置向第二动作位置的搬运动作；第二坐标取得部，其在可动部处于第二动作位置时使传感器对一个特征部的位置进行检测并取得基准坐标系中的一个第二坐标；坐标系决定部，其根据搬运动作方向、两个第一坐标、一个第二坐标，来决定输送带坐标系。，下面是坐标系设定方法、坐标系设定装置以及机器人系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种坐标系设定方法，其特征在于，在对输送带搬运的物体的位置进行检测并由机器人根据该位置针对该物体进行作业的系统中，设定相对于机器人的基准坐标系具有预定关系的输送带坐标系，来作为用于定义物体在输送带上的位置的坐标系，其中，对所述输送带的进行物体搬运动作的可动部，设置彼此具有一定的位置关系的多个特征部，
对所述机器人设置传感器，该传感器能够以非接触的方式检测所述多个特征部各自的位置，
在所述可动部处于第一动作位置时，通过所述传感器对至少两个所述特征部的位置进行检测，取得检测出的该位置作为所述基准坐标系中的至少两个第一坐标，使所述可动部从所述第一动作位置向第二动作位置执行所述物体搬运动作，在所述可动部处于所述第二动作位置时，通过所述传感器对至少一个所述特征部的位置进行检测，取得检测出的该位置作为所述基准坐标系中的至少一个第二坐标，根据所述物体搬运动作的方向、所述至少两个第一坐标、所述至少一个第二坐标，来决定所述输送带坐标系。
2.根据权利要求1所述的坐标系设定方法，其特征在于，
对所述输送带的不进行物体搬运动作的非可动部的预定部位，确定所述传感器能够以非接触的方式检测其位置的标记，
通过所述传感器对所述标记的位置进行检测，取得检测出的该位置作为所述基准坐标系中的第三坐标，
将所述第三坐标作为所述输送带坐标系的原点来决定所述输送带坐标系。
3.根据权利要求2所述的坐标系设定方法，其特征在于，
还通过所述传感器来检测所述标记的姿势，求出并保持检测出的该姿势与所述基准坐标系的姿势之间的关系。
4.根据权利要求3所述的坐标系设定方法，其特征在于，
在决定了所述输送带坐标系之后，
再次通过所述传感器来检测所述标记的位置以及姿势，
当再次检测出的所述标记的位置以及姿势从决定了所述输送带坐标系时的所述标记的位置以及姿势发生变化时，根据所述标记的位置以及姿势的变化量重新决定所述输送带坐标系。
5.根据权利要求4所述的坐标系设定方法，其特征在于，
所述系统具有对由所述输送带搬运的物体的位置进行检测的物体检测部，该物体检测部相对于所述机器人有一定的位置关系，在这样的结构中，
根据所述标记的位置以及姿势的所述变化量，变更所述物体检测部相对于所述输送带的位置关系。
6.根据权利要求2或3所述的坐标系设定方法，其特征在于，
所述系统具有对由所述输送带搬运的物体的位置进行检测的物体检测部，该物体检测部相对于所述机器人有一定的位置关系，在这样的结构中，
在决定了所述输送带坐标系之后，
再次取得所述第一坐标、所述第二坐标以及所述第三坐标，再次决定所述输送带坐标系，
当再次决定的所述输送带坐标系从之前决定的所述输送带坐标系发生变化时，根据所述输送带坐标系的变化量，变更所述物体检测部相对于所述输送带的位置关系。
7.根据权利要求1所述的坐标系设定方法，其特征在于，
具有如下结构：所述系统具有多个所述机器人，该多个机器人针对由所述输送带搬运的多个物体分别进行拾取任意物体的作业，
在决定所述输送带坐标系时，
决定在所述输送带的搬运动作方向的上游侧设置的第一机器人使用的第一输送带坐标系，并且
决定在所述第一机器人的所述搬运动作方向的下游侧设置的第二机器人使用的第二输送带坐标系，
进而，对所述输送带的不进行物体搬运动作的非可动部的预定部位，确定所述传感器能够以非接触的方式检测其位置的标记，
在决定所述第一输送带坐标系时，
通过所述传感器检测所述标记的位置，取得检测出的该位置作为所述基准坐标系中的第三坐标，将该第三坐标作为所述第一输送带坐标系的原点，
在决定所述第二输送带坐标系时，
使用在决定了所述第一输送带坐标系时的所述可动部的所述第一动作位置、以及在决定了所述第二输送带坐标系时的所述可动部的所述第一动作位置，来将所述第三坐标变换为所述第二输送带坐标系的原点坐标。
8.一种坐标系设定装置，其特征在于，在对输送带搬运的物体的位置进行检测并由机器人根据该位置针对该物体进行作业的系统中，设定相对于机器人的基准坐标系具有预定关系的输送带坐标系，来作为用于定义物体在输送带上的位置的坐标系，其中，所述坐标系设定装置具有：
多个特征部，其设置于所述输送带的进行物体搬运动作的可动部上，彼此具有一定的位置关系；
传感器，其设置于所述机器人上，并能够以非接触的方式检测所述多个特征部各自的位置；
第一坐标取得部，其在所述可动部处于第一动作位置时，使所述传感器对至少两个所述特征部的位置进行检测，取得检测出的该位置作为所述基准坐标系中的至少两个第一坐标；
搬运动作执行部，其使所述可动部从所述第一动作位置向第二动作位置执行所述物体搬运动作；
第二坐标取得部，其在所述可动部处于所述第二动作位置时，使所述传感器对至少一个所述特征部的位置进行检测，取得检测出的该位置作为所述基准坐标系中的至少一个第二坐标；以及
坐标系决定部，其根据所述物体搬运动作的方向、所述至少两个第一坐标、所述至少一个第二坐标，来决定所述输送带坐标系。
9.根据权利要求8所述的坐标系设定装置，其特征在于，
所述坐标系设定装置还具有：
标记，其被确定在所述输送带的不进行物体搬运动作的非可动部的预定部位，所述传感器能够以非接触的方式检测其位置；以及
第三坐标取得部，其使所述传感器检测所述标记的位置，取得检测出的该位置作为所述基准坐标系中的第三坐标，
所述坐标系决定部将所述第三坐标作为所述输送带坐标系的原点来决定所述输送带坐标系。
10.一种机器人系统，其特征在于，所述机器人系统具有，
输送带；
物体检测部，其对由所述输送带搬运的物体的位置进行检测；
机器人，其根据所述物体检测部检测出的所述位置针对所述物体进行作业；以及如权利要求8或9所述的坐标系设定装置。

说明书全文

坐标系设定方法、坐标系设定装置以及 机器人系统

技术领域

[0001] 本发明涉及设定坐标系(特别是输送带坐标系)的方法以及装置。本发明还涉及具有坐标系设定装置的机器人系统。

背景技术

[0002] 已知有如下系统：通过传感器(例如视觉传感器)来检测由输送带(conveyor)搬运的物品的位置，机器人根据检测出的位置从输送带拾取物品。此外，还已知有如下系统：通过传感器(例如光电传感器)来检测由输送带搬运的物品托盘的位置，机器人根据检测出的位置将物品放置于物品托盘。在该种机器人系统中，一般地，作为为了定义输送带上的物品和物品托盘(在本申请中统称为“物体”)的位置而提供给输送带的坐标系，设定相对于机器人的基准坐标系具有预先设定的关系的坐标系(在本申请中称为“输送带坐标系”)。

[0003] 例如，日本特开平9-131683号公报(JPH9-131683A)公开了如下视觉传感器机器人系统：通过视觉传感器来识别由输送带搬运的多个工件的位置，多台机器人分别根据识别出的位置通过追踪动作来拾取工件。在该系统中，作为定义输送带上的工件位置的坐标系，设定以与输送带相同速度且在相同方向移动的追踪坐标系。追踪坐标系设定为：关于初始位置在比机器人的基准坐标系靠上游侧预定距离处具有原点，其X轴与输送带的行进方向一致。

[0004] 另一方面，在包括机器人和输送带的机器人系统中，一旦对构筑好的机器人系统进行机器人或输送带的保养、将系统整体移设到其他场所等补充作业，结果有时在补充作业的实施前后机器人与输送带的位置关系发生变化。若机器人与输送带的位置关系发生变化，则需要在补充作业后对应于位置关系的变化来修正补充作业之前示教给机器人的动作示教点。例如，日本特许第3733364号公报(JP3733364B)公开了如下示教位置修正方法：对移设前示教的机器人动作程序的示教点位置进行修正，以便在移设机器人系统的前后，对于定义给作业对象物(工件)或者其保持装置的三个以上部位通过视觉传感器来计量它们的三维位置，根据计量出的位置数据补偿移设前后的机器人与工件的相对位置的变化。

发明内容

[0005] 期望的是：对由输送带搬运的物体(例如，物品、物品托盘等)的位置进行检测，机器人根据检测出的位置针对物体进行作业(例如，从输送带拾取物品的作业、将物品放置于物品托盘的作业等)，在这样的系统中，能够再现性良好且容易地设定用于定义输送带上的物体位置的输送带坐标系。此外，期望的是：一旦对构筑好的上述系统进行保养或系统移设等补充作业时，能够容易地实施补充作业后的输送带坐标系的再设定。

[0006] 本发明的一方式是一种坐标系设定方法，是如下的方法：在对输送带搬运的物体的位置进行检测并由机器人根据该位置针对该物体进行作业的系统中，设定相对于机器人的基准坐标系具有预定关系的输送带坐标系，来作为用于定义物体在输送带上的位置的坐标系，其中，对输送带的进行物体搬运动作的可动部，设置彼此具有一定的位置关系的多个特征部，对机器人设置传感器，该传感器能够以非接触的方式检测多个特征部各自的位置，在可动部处于第一动作位置时，通过传感器对至少两个特征部的位置进行检测，取得检测出的该位置作为基准坐标系中的至少两个第一坐标，使可动部从第一动作位置向第二动作位置执行物体搬运动作，在可动部处于第二动作位置时，通过传感器对至少一个特征部的位置进行检测，取得检测出的该位置作为基准坐标系中的至少一个第二坐标，根据物体搬运动作的方向、至少两个第一坐标、至少一个第二坐标，来决定输送带坐标系。

[0007] 上述的坐标系设定方法可以构成为：对输送带的不进行物体搬运动作的非可动部的预定部位，确定传感器能够以非接触的方式检测其位置的标记，通过传感器检测出标记的位置，取得检测出的位置作为基准坐标系中的第三坐标，将第三坐标作为输送带坐标系的原点来决定输送带坐标系。

[0008] 本发明的另一方式是一种坐标系设定装置，是如下的装置：在对输送带搬运的物体的位置进行检测并由机器人根据该位置针对该物体进行作业的系统中，设定相对于机器人的基准坐标系具有预定关系的输送带坐标系，来作为用于定义物体在输送带上的位置的坐标系，其中，坐标系设定装置具有：多个特征部，其设置于输送带的进行物体搬运动作的可动部上，彼此具有一定的位置关系；传感器，其设置于机器人上，并能够以非接触的方式检测多个特征部各自的位置；第一坐标取得部，其在可动部处于第一动作位置时，使传感器对至少两个特征部的位置进行检测，取得检测出的该位置作为基准坐标系中的至少两个第一坐标；搬运动作执行部，其使可动部从第一动作位置向第二动作位置执行物体搬运动作；第二坐标取得部，其在可动部处于第二动作位置时，使传感器对至少一个特征部的位置进行检测，取得检测出的该位置作为基准坐标系中的至少一个第二坐标；以及坐标系决定部，其根据物体搬运动作的方向、至少两个第一坐标、至少一个第二坐标，来决定输送带坐标系。

[0009] 本发明的又一方式是一种机器人系统，机器人系统具有，输送带；物体检测部，其对由输送带搬运的物体的位置进行检测；机器人，其根据物体检测部检测出的位置针对物体进行作业；以及如上所述的坐标系设定装置。

[0010] 根据一方式涉及的坐标系设定方法以及另一方式涉及的坐标系设定方法，使设置了多个特征部的输送带执行从第一动作位置向第二动作位置的物体搬运动作，并且利用设置于机器人的传感器仅检测第一动作位置中的至少两个特征部的位置以及第二动作位置中的至少一个特征部的位置，由此能够设定输送带坐标系。因此不需要操作员熟练，就能再现性良好地且容易地设定输送带坐标系。

[0011] 此外，在又一方式涉及的机器人系统中，通过具有上述的坐标系设定装置，不需要操作员熟练，就能再现性良好地且容易地设定输送带坐标系。附图说明

[0012] 通过与附图相关联的以下的实施方式的说明，能够进一步明确本发明的目的、特征以及优点。这些附图中：

[0013] 图1是示意性地表示机器人系统的一实施方式的结构的俯视图，

[0014] 图2是表示图1的机器人系统具有的控制装置的硬件结构的一例的框图，[0015] 图3是表示坐标系设定装置的一实施方式的结构的功能框图，

[0016] 图4是表示图3的坐标系设定装置具有的特征部的一例的俯视图，

[0017] 图5是表示坐标系设定方法的一实施方式中的坐标系设定过程的流程图，[0018] 图6是表示图5的坐标系设定过程中的位置检测步骤的俯视图，

[0019] 图7是示意性地表示执行图5的坐标系设定过程的现场状况的图，

[0020] 图8是表示坐标系设定装置的其他实施方式的结构的功能框图，

[0021] 图9A是表示图8的坐标系设定装置具有的标记的一例的俯视图，

[0022] 图9B是将图9A的标记与坐标系一起进行表示的图，

[0023] 图10是表示坐标系设定方法的其他实施方式中的坐标系设定过程的流程图，[0024] 图11是表示图10的坐标系设定过程中的标记检测步骤的标记检测过程的流程图，[0025] 图12是示意性地表示图11的标记检测过程中的校正量计算步骤的图，

[0026] 图13是表示坐标系设定方法的又一其他实施方式中的坐标系设定过程的流程图，[0027] 图14是表示坐标系设定方法的又一其他实施方式中的坐标系设定过程的流程图，[0028] 图15是示意性地表示执行图14的坐标系设定过程的现场状况的图，

[0029] 图16是表示坐标系设定方法的又一其他实施方式中的坐标系设定过程的流程图，[0030] 图17是表示坐标系设定方法的又一其他实施方式中的坐标系设定过程的流程图，以及

[0031] 图18是示意性地表示图17的坐标系设定过程中的原点变换步骤的图。

具体实施方式

[0032] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在附图上，对对应的结构要素标注共同的参照符号。

[0033] 图1示意性地表示本发明的一方式涉及的机器人系统的、一实施方式的结构。一实施方式涉及的机器人系统10具有：输送带12、对由输送带12搬运的物体的位置进行检测的物体检测部14、以及根据物体检测部14检测出的物体位置针对物体进行作业的机器人16。

[0034] 在该实施方式中，输送带12是朝向机器人16的作业区域搬运多个物品R(即物体)的物品供给用的输送带12。此外，物体检测部14具有如下视觉传感器的结构：对由输送带12搬运的物品R进行拍摄通过图像处理来检测物品R的位置。此外，机器人16进行如下作业：根据物体检测部14检测出的物品R的位置，从输送带12拾取物品R向其他场所移送。在机器人系统10中，两台机器人16A、16B配置成向输送带12的搬运动作方向排列，作为各机器人16A、16B从输送带12拾取的物品R的移送目的地，两台排放输送带18A、18B(统称为排放输送带
18)设置成与输送带12相邻。

[0035] 输送带12具有：众所周知的运送部件(即可动部)，其通过适当的配置支承多个物品R并且能够向一个方向(图中箭头a方向)进行搬运；以及众所周知的驱动机构，其连续或者断续地驱动搬运部件。机器人系统10具有取得输送带12的动作位置等搬运动作信息的输送带传感器20。输送带传感器20例如可以具有：编码器，其能够检测出输送带12的搬运部件或者驱动机构的位置和速度。

[0036] 排放输送带18A、18B分别具有：众所周知的运送部件(即可动部)，其对通过预先设定的配置能够装载物品R的物品托盘(未图示)进行支承并能够向一个方向(图中箭头β方向)进行输送；以及众所周知的驱动机构，其连续或者断续地驱动搬运部件。在该实施方式中，输送带12的搬运动作方向α与排放输送带18A、18B的搬运动作方向β彼此大致正交。机器人系统10还具有：输送带传感器(未图示)，其取得各排放输送带18的动作位置等搬运动作信息。输送带传感器例如可以具有编码器：其能够对各排放输送带18的搬运部件或者驱动机构的位置和速度进行检测。

[0037] 机器人16(第一机器人16A、第二机器人16B)可以具有：从多关节式、龙门式、并行连接式等众所周知的各种机构部(即机械手)适当选择出的机构部(未图示)，以及从吸附式、把握式等众所周知的各种手部中适当选择出的手部(未图示)。设置于输送带12的搬运动作方向α的上游侧的第一机器人16A在预先设定的自身的作业区域使机构部和手部动作，把持并拾取由输送带12搬运的多个物品R中的任意物品R，将其移送至排放输送带18A。设置于输送带12的搬运动作方向α的下游侧的第二机器人16B在预先设定的自身的作业区域使机构部以及手部动作，把持并拾取由输送带12搬运的多个物品R中的第一机器人16A没有拾取的物品R，将其移送至排放输送带18B。移送到各排放输送带18的物品R以预定姿势放置于排放输送带18搬运的物品托盘(未图示)的预定场所，向搬运动作方向β被搬运。

[0038] 机器人系统10具有：控制第一机器人16A的第一控制装置22A、以及控制第二机器人16B的第二控制装置22B。第一控制装置22A与第二控制装置22B经由网络集线器24以及有线的通信线缆26能够彼此通信数据。另外，通信单元不限定于有线的通信线缆26。各控制装置22A、22B(统称为控制装置22)的硬件结构的详细情况在后面进行叙述。

[0039] 物体检测部14构成为具有：CCD照相机等拍摄部28、以及对拍摄部28取得的二维图像数据进行图像处理的图像处理部30。拍摄部28设置于在输送带12的搬运动作方向α来看在第一机器人16A的进一步上游侧，具有在输送带12的搬运动作方向预定范围扩展的视野32(一点划线所示)。拍摄部28从上方对存在于视野32内的物品R以及输送带12的一部分进行拍摄，取得它们的二维图像数据。拍摄部28可以是数码照相机，例如可以任意地设定清晰度和拍摄范围。

[0040] 图像处理部30使拍摄部28拍摄视野32内的物品R以及输送带12，对拍摄部28拍摄到的二维图像数据进行适当图像处理，由此，检测出物品R的存在，并且取得预先设定的三维坐标系中的各物品R的位置(坐标值)以及姿势(旋转角度)的信息。图像处理部30取得的信息通常包括物品R的位置以及姿势的信息，但是有时也可以不包括物品R的姿势的信息。在本申请中，将物品R的位置以及姿势的信息、和物品R的位置的信息都统称为“位置信息”。

[0041] 图像处理部30构成为第一控制装置22A具有的一功能(硬件以及软件)。或者图像处理部30能够构成为从第一控制装置22A独立的图像处理装置。在每一情况下都是，图像处理部30从拍摄部28的二维图像数据取得的物品R的位置信息随时被第一控制装置22A取得，并且经由网络集线器24以及通信线缆26被第二控制装置22B取得。另外同样地，输送带传感器20检测出的输送带12的搬运动作信息随时被第一控制装置22A取得，并且经由网络集线器24以及通信线缆26被第二控制装置22B取得。

[0042] 图2表示第一控制装置22A的硬件结构的一例。第一控制装置22A具有由微处理器构成的CPU34。在CPU34中经由总线46分别连接ROM36、RAM38、SRAM40、数字信号处理器(DSP)用数据存储器42以及数字信号处理器(DSP)44。在ROM36中存储控制系统整体的程序，在RAM38中暂时存储要由CPU34处理的数据。在SRAM40中存储用于第一机器人16A的动作程序和设定数据。DSP44是用于处理输送带传感器20的输出信号的处理器，DSP用数据存储器42对基于DSP44的处理数据和设定参数进行存储。DSP44经由线缆48与输送带传感器20连接，具有遵从CPU34的命令在任意时刻对输送带传感器20的输出进行检测、并写入到DSP用数据存储器42的预定区域的功能。

[0043] 第一控制装置22A具有用于控制第一机器人16A的轴控制部50。轴控制部50经由伺服电路52与第一机器人16A连接。由此，第一控制装置22A能够对第一机器人16A的机构部和手部的动作进行控制。并且，第一控制装置22A具有通信接口54以及I/O接口56，经由这些，能够与第二控制装置22B和其他周边装置进行通信。

[0044] 第一控制装置22A还作为图像处理部30(图1)的结构要素而具有连接在外部设置的监视器58的监视器接口60、以及经由线缆62连接拍摄部28的照相机接口64。监视器接口60以及照相机接口64经由总线46与CPU34连接。拍摄部28拍摄到的图像经由照相机接口64而存储于RAM38。存储于RAM38的数据通过CPU34而被解析，作为物品R的位置信息而被图像处理部30取得。图像处理部30能够从存储于RAM38的拍摄数据中取得物品R的形状和颜色等外观特征信息。在ROM36中，存储有图像处理部30中的各种设定信息和解析程序。这样，CPU34、ROM36以及RAM38共享图像处理部30和包括轴控制部50在内的机器人控制部两者。

[0045] 第二控制装置22B(图1)除了不具有图像处理部30这点之外，具有与第一控制装置22A同样的结构。即，第二控制装置22B具有：CPU34、ROM36、RAM38、SRAM40、DSP用数据存储器
42、DSP44、总线46、轴控制部50、伺服电路52、通信接口54以及I/O接口56。

[0046] 如图1所示，在输送带12中，作为用于定义输送带12上的物品R的位置的坐标系，设定以搬运动作方向α为X轴的三维输送带坐标系66。输送带坐标系66是伴随着输送带12的搬运动作而向X轴方向移动的坐标系。另一方面，在机器人16(第一机器人16A、第二机器人16B)中设定用于定义机构部和手部的位置和姿势的三维基准坐标系68。通过预先求出输送带坐标系66与基准坐标系68的位置以及姿势的相对关系，第一控制装置22A按照输送带坐标系66的指令值使第一机器人16A在输送带坐标系66动作，能够使第一机器人16A拾取输送带12上的物品R，同样地，第二控制装置22B按照输送带坐标系66的指令值使第二机器人16B在输送带坐标系66动作，能够使第二机器人16B拾取输送带12上的物品R。此外，物体检出部
14通过在输送带坐标系66进行拍摄部28的校准，能够在输送带坐标系66表示检测出的物品R的位置信息。

[0047] 物体检出部14以多个物品R全部被拍摄以及检测这样的周期T或者按一定搬运距离G，来执行因输送带12的物体搬运动作而移动的多个物品R的拍摄以及检测，从而在输送带坐标系66取得所有的物品R各自的位置信息。周期T以及搬运距离G分别是拍摄部28在视野32中能够对各物品R的整体像至少进行一次拍摄的周期以及搬运距离。

[0048] 列举具体例，在视野32的在输送带12的搬运动作方向α观察的(即输送带坐标系66的X轴方向的)长度为400mm、物品R的从输送带12的上方观察的平面形状的最大宽度为100mm、输送带12的搬运速度为200mm/s的结构时，伴随着输送带12的物体搬运动作一个物品R整体从进入到视野32的瞬间到该物品R一部分脱离视野32的期间，用于对该物品R进行一次拍摄的周期T以及搬运距离G分别如下所示。

[0049] T＝(400(mm)-100(mm))/200(mm/s)＝1.5(s)

[0050] G＝400(mm)-100(mm)＝300(mm)

[0051] 物体检测部14通过拍摄部28通过周期T或者按搬运距离G来拍摄通过输送带12而被供给到第一以及第二机器人16A、16B的作业区域的多个物品R，图像处理部30能够在存在于视野32的期间检测出全部的物品R，能够取得这些物品R的各位置信息。

[0052] 第一控制装置22A同步于拍摄部28进行的周期T或者每一搬运距离G的物品R的拍摄动作，取得输送带传感器20检测出的输送带12的搬运动作信息(动作位置等)，存储于DSP用数据存储器42。此外，第一控制装置22A生成物品信息集，所述物品信息集汇总了通过周期T或者按搬运距离G而检测出的物品R的位置信息、同步于周期T或者每次的搬运距离G而取得的输送带12的搬运动作信息、通过物品R而用号码表示的物品ID、以及根据需要从物体检测部14以外的传感器获得的信息等。第一控制装置22A通过将从输送带20实时输送的随时更新的搬运动作信息与包含于物品信息集的周期T或者每次的搬运距离G同步的搬运动作信息进行比较，能够通过输送带坐标系66知晓物品R的当前位置。第一控制装置22A生成用于第一机器人16A把持并拾取处于当前位置的物品R的动作指令，通过该动作指令来控制第一机器人16A，由此，能够使第一机器人16A拾取该物品R。第一控制装置22A消除生成的物品信息集之中的、第一机器人16A拾取的物品R的位置信息，向第二控制装置22B转发第一机器人16A没有拾取的物品R的位置信息。

[0053] 第二控制装置22B根据从第一控制装置22A转发的物品信息集，与第一控制装置22A同样地，通过将随时更新的实际时间的搬运动作信息与包含于物品信息集的周期T或者每次的搬运距离G同步的搬运动作信息进行比较，能够知晓第一机器人16A没有拾取的物品R的当前位置。第二控制装置22B生成用于第二机器人16B把持并拾取处于当前位置的物品R的动作指令，通过该动作指令来控制第二机器人16B，由此，能够使第二机器人16B拾取该物品R。另外，第一机器人16A以及第二机器人16B进行的物品R的把持以及拾取动作，也能够作为跟随于输送带12的物体搬运动作的跟踪动作来执行，还能够在使输送带12暂时停止的状态下执行。

[0054] 机器人系统10除了上述结构之外，具有设定输送带坐标系66的坐标系设定装置70(图3)，所述输送带坐标系66用于定义由输送带12搬运的物体(物品R)的输送带12上的位置。以下，参照图1～图4，对本发明的其他方式涉及的坐标系设定装置的、一实施方式(坐标系设定装置70)的结构进行说明。

[0055] 如图3所示，坐标系设定装置70具有：多个特征部74，其设置于输送带12的进行物体搬运动作的可动部(即搬运部件)72，相互具有一定的位置关系；传感器76，其设置于机器人16，能够以非接触的方式检测出多个特征部74各自的位置；第一坐标取得部78，其在可动部72处于第一动作位置时，使传感器76对至少两个特征部74的位置进行检测，取得检测出的位置作为基准坐标系68(图1)中的至少两个第一坐标；搬运动作执行部80，其使可动部72从第一动作位置向第二动作位置执行物体搬运动作；第二坐标取得部82，其在可动部72处于第二动作位置时，使传感器76对至少一个特征部74的位置进行检测，取得检测出的位置作为基准坐标系68中的至少一个第二坐标；以及坐标系决定部84，其根据物体搬运动作的方向、至少两个第一坐标、至少一个第二坐标，决定输送带坐标系66(图1)。

[0056] 多个特征部74分别如图4所示，可以具有传感器76能够检测以及识别的轮廓、模样、颜色等。这些特征部74能够通过印刷、刻印、烧制等众所周知的各种方法形成于例如平板状的夹具86的表面的预定位置。在图4的实施方式中，彼此具有相同的圆形轮廓以及其内侧的十字模样和彼此不同颜色的两个特征部74A、74B以彼此一定的位置关系形成于夹具86的表面。在坐标系设定装置70中，将具有两个特征部74A、74B的夹具86固定地装载于输送带12的可动部72的物品支承面来使用。另外，以能够维持相互一定的位置关系为前提，能够使用形成于彼此不同的部件的多个特征部74。

[0057] 传感器76可以构成为能够三维地检测出各特征部74的位置的视觉传感器。在坐标系设定装置70中，传感器76通过众所周知的三维计量方法检测出装载于输送带12的可动部72的夹具86的各特征部74A、74B的位置，作为从机器人16观察的位置。以此为目的，传感器
76构成为，具有：照相机88(图1)，其例如具有USB照相机等装卸自如的结构，在设定输送带坐标系66时，将照相机88安装于机器人16的机构部的顶端(例如手部安装面)来使用。或者，能够将照相机88永久地设置于不干涉机器人16的作业的机构部的任意部位。

[0058] 在图1所示的机器人系统10中，照相机88选择性地安装于第一机器人16A与第二机器人16B中的某一个，并且经由USB线缆92与具有USB接口的示教操作盘90连接。示教操作盘90经由示教操作盘线缆94与安装了照相机88的第一或者第二机器人16A、16B的第一或者第二控制装置22A、22B连接。操作员使用示教操作盘90能够对安装于机器人16的照相机88的拍摄动作进行操作。照相机88拍摄到的图像数据经由示教操作盘90发送至第一或者第二控制装置22A、22B。此外，示教操作盘90能够具有如下结构：操作员对输送带12指示物体搬运动作或者对输送带传感器20指示取得检测值。

[0059] 如图2所示，第一控制装置22A具有连接示教操作盘90的示教操作盘接口96。经由示教操作盘90输送的USB照相机88的图像数据经由示教操作盘接口96存储于RAM38，并且通过CPU34而被解析，作为各特征部74的位置数据而被取得。这样，第一控制装置22A的CPU34、ROM36、RAM38以及示教操作盘接口96构成将照相机88安装于第一机器人16A时的传感器76的图像处理部。第二控制装置22B也同样地具有示教操作盘接口96。第二控制装置22B的CPU34、ROM36、RAM38以及示教操作盘接口96构成将照相机88安装于第二机器人16B时的传感器76的图像处理部。

[0060] 坐标系设定装置70的第一坐标取得部78、第二坐标取得部82以及坐标系决定部84能够构成为控制装置22(第一控制装置22A、第二控制装置22B)的CPU34的一个功能。此外，坐标系设定装置70的搬运动作执行部80能够构成为控制输送带12的驱动机构的控制装置(未图示)的CPU(或者示教操作盘90具有的CPU)的一个功能。

[0061] 具有上述结构的坐标系设定装置70能够执行本发明的其他方式涉及的坐标系设定方法。其他方式涉及的坐标系设定方法是如下方法：通过对由输送带搬运的物体的位置进行检测机器人根据其位置针对物体进行作业的系统，设定相对于机器人的基准坐标系具有预定关系的输送带坐标系，作为用于定义输送带上的物体的位置的坐标系，上述方法具有如下步骤：在输送带的进行物体搬运动作的可动部设置彼此具有一定的位置关系的多个特征部的步骤；对机器人设置能够以非接触的方式检测出多个特征部各自的位置的传感器的步骤；在可动部处于第一动作位置时通过传感器检测出至少两个特征部的位置，取得检测出的位置作为基准坐标系中的至少两个第一坐标的步骤；使可动部从第一动作位置向第二动作位置执行物体搬运动作的步骤；在可动部处于第二动作位置时，通过传感器检测出至少一个特征部的位置，取得检测出的位置作为基准坐标系中的至少一个第二坐标的步骤；以及根据物体搬运动作的方向、至少两个第一坐标、至少一个第二坐标，决定输送带坐标系的步骤。

[0062] 以下，将图5以及图6与图1～图4一起进行参照，对坐标系设定装置70执行的坐标系设定方法的一实施方式的结构进行说明。

[0063] 在图5所示的坐标系设定流程中，首先在步骤S1中，将照相机88安装于机器人16(第一机器人16A或者第二机器人16B)的预定部位，并且将夹具86装载于停止中的输送带12的可动部72。将此时的可动部72的动作位置设为第一动作位置。这里，夹具86在照相机86能够进行的两个特征部74A、74B的三维计量的范围内，放置于输送带12的搬运动作方向α的可及的上游侧。此外，夹具86在两个特征部74A、74B的整列方向配置于与输送带12的搬运动作方向α不一致的方向。例如如图6所示，在两个特征部74A、74B的整列方向与输送带12的搬运动作方向α大致正交的方向配置夹具86。

[0064] 接下来，在步骤S2中，取得将夹具86装载与可动部72时的输送带传感器20(图1)的值(也就是说第一动作位置)E1(第一坐标取得部78的行为)。此外，在步骤S3中，利用传感器76检测出两个特征部74A、74B各自的中心点(十字模样的中心)的位置，取得这些位置而作为基准坐标系68(图1)的两个第一坐标P1(x1、y1、z1)、P2(x2、y2、z2)(第一坐标取得部78的行为)。

[0065] 接下来，在步骤S4中，使可动部72执行从第一动作位置向α方向的物体搬运动作，使夹具86在照相机88能够进行的两个特征部74A、74B的三维计量的范围内向输送带12的搬运动作方向α可及的下游侧移动，在该位置使可动部72停止(搬运动作执行部80的行为)。此时的可动部72的动作位置设为第二动作位置。

[0066] 接下来，在步骤S5中，取得使夹具86向搬运动作方向α移动之后的输送带传感器20(图1)的值(也就是说第二动作位置)E2(第二坐标取得部82的行为)。此外，在步骤S6中，利用传感器76检测出一个特征部74A的中心点(十字模样的中心)的位置，取得该位置而作为基准坐标系68(图1)的一个第二坐标P3(x3、y3、z3)(第二坐标取得部82的行为)。

[0067] 接下来，在步骤S7中，根据物体搬运动作的方向α、两个第一坐标P1、P2、一个第二坐标P3，利用以下的方法决定输送带坐标系66(坐标系决定部84的行为)。首先，使用第一动作位置E1、第二动作位置E2、第一坐标P1以及第二坐标P3通过数学式1求出输送带传感器20具有的编码器的刻度(将编码器的值换算为坐标系的值的系数)S。

[0068]

[0069] 对于输送带坐标系66来说，首先使用第一坐标P1以及第二坐标P3通过数学式2求出X轴(基本矢量X)。这样求出的X轴的正方向与可动部72的搬运动作方向α一致(图6)。

[0070]

[0071] Y轴(基本矢量Y)以及Z轴(基本矢量Z)首先从第一坐标P1以及P2通过数学式3求出矢量Y’。

[0072]

[0073] 然后通过外积，利用数学式4求出Z轴(基本矢量Z)，接下来利用数学式5求出Y轴(基本矢量Y)。

[0074]

[0075]

[0076] 像这样求出的Z轴的正方向是从图6的纸面朝向前面的方向，Y轴的正方向是从图6的下面向上面的方向。在像这样求出XYZ各轴的基本矢量之后，例如通过将点P1(x1、y1、z1)设为输送带坐标系66的原点，从而决定输送带坐标系66。

[0077] 在决定了输送带坐标系66之后，在步骤S8中，从机器人16(第一机器人16A或者第二机器人16B)拆卸照相机88，并且从停止中的输送带12的可动部72拆除夹具86。由此，输送带坐标系66的设定流程结束。

[0078] 通过针对第一机器人16A实施上述的坐标系设定流程，能够设定第一控制装置22A使第一机器人16A从输送带12拾取物品R的输送带坐标系66，此外，通过针对第二机器人16B实施上述的坐标系设定流程，能够设定第二控制装置22B使第二机器人16B从输送带12拾取物品R的输送带坐标系66。

[0079] 图7示意性地表示实施上述的坐标系设定方法时的现场状况。在机器人16的机构部的手部安装面安装照相机88，夹具86放置于输送带12的可动部72。操作员98使用示教操作盘90使照相机88拍摄夹具86的特征部74A、74B。

[0080] 根据具有上述结构的坐标系设定装置70以及坐标系设定方法，使设置有两个特征部74A、74B的输送带12执行从第一动作位置向第二动作位置的物体搬运动作，并且通过设置于机器人16的传感器76只检测出第一动作位置的两个特征部74A、74B的位置与第二动作位置的一个特征部74A的位置，能够设定输送带坐标系66。因此，不需要操作员的熟练，就能够再现性良好地，且容易地设定输送带坐标系66。

[0081] 在上述结构中，机器人系统10具有的机器人16、控制装置22、排放输送带18的数量不限定于两台，也可以是一台或者三台以上。伴随着机器人16数量的增加，能够使从输送带12移送至排放输送带18的物品R的个数和移送处理速度增加。此外，坐标系设定装置70具有的特征部74的个数不限定于两个，也可以是三个以上。伴随着特征部74的个数的增加，能够使输送带坐标系66的设定精度提升。

[0082] 图8表示机器人系统10能够具有的其他实施方式涉及的坐标系设定装置100。坐标系设定装置100除了具有用于规定输送带坐标系66的原点标记104这一点以外，具有与所述的坐标系设定装置70同样的结构。因此，对与坐标系设定装置70的结构要素对应的结构要素标注相同的参照符号省略其详细说明。

[0083] 坐标系设定装置100与坐标系设定装置70同样地，具有：多个特征部74，其设置于输送带12的可动部72；传感器76，其设置于机器人16；第一坐标取得部78，其取得可动部72处于第一动作位置时的至少两个特征部74的位置作为基准坐标系68(图1)中的至少两个第一坐标；搬运动作执行部80，其使可动部72从第一动作位置向第二动作位置执行物体搬运动作；第二坐标取得部82，其将可动部72处于第二动作位置时的至少一个特征部74的位置作为基准坐标系68中的至少一个第二坐标取得；以及坐标系决定部84，其根据物体搬运动作的方向、至少两个第一坐标、至少一个第二坐标，决定输送带坐标系66(图1)。

[0084] 坐标系设定装置100还具有：标记104，其设定于所述的12的不进行物体搬运动作的非可动部(例如承载搬运部件的框架结构)102的预定部位，传感器76能够以非接触的方式检测出其位置；以及第三坐标取得部106，其使传感器76检测出标记104的位置，取得检测出的位置作为基准坐标系68的第三坐标。坐标系决定部84以第三坐标取得部106取得的第三坐标为输送带坐标系66的原点，决定输送带坐标系66。另外，坐标系设定装置100的第三坐标取得部106与第一坐标取得部78、第二坐标取得部82以及坐标系决定部84同样地，能够构成为控制装置22(图1)的CPU34的一功能。

[0085] 标记104如图9A所示，可以具有传感器76能够检测以及识别的轮廓、模样、颜色等。此外，标记104如图6所示，能够通过印刷、刻印、烧制等众所周知的各种各样的方法形成于非可动部102的表面的预定位置。或者，能够将非可动部102在其表面上实质具有的特征的部位(轮廓、模样、颜色等)设定为标记104。在图9A的实施方式中，具有圆形轮廓以及其内侧的十字模样、和在十字模样标注方向性的一个直线模样的标记104形成于非可动部102的表面。如图9B所示，能够虚拟地将具有V轴以及W轴的正交坐标系应用于具有二维的方向性的标记104。

[0086] 具有上述结构的坐标系设定装置100与坐标系设定装置70同样地，能够执行本发明的其他方式涉及的坐标系设定方法。以下，将图10与图8～图9一起进行参照，对坐标系设定装置100执行的坐标系设定方法的其他实施方式的结构进行说明。

[0087] 在图10所示的坐标系设定流程中，步骤S21～S26与图5的步骤S1～S6相同，在此期间，取得两个特征部74A、74B的两个第一坐标P1(x1、y1、z1)、P2(x2、y2、z2)以及一个特征部74A的一个第二坐标P3(x3、y3、z3)。接下来，在步骤S27中，利用传感器76检测出标记104的位置，取得该位置作为基准坐标系68中的第三坐标P0(x0、y0、z0)(第三坐标取得部106的行为)。

[0088] 接下来，在步骤S28中，根据物体搬运动作的方向α、两个第一坐标P1、P2、一个第二坐标P3，通过所述的数学式1～数学式5决定输送带坐标系66的X轴、Y轴、Z轴，以在步骤S27中求出的点P0(x0、y0、z0)为输送带坐标系66的原点，由此，决定输送带坐标系66(坐标系决定部84的行为)。最后的步骤S29与图5的步骤S8相同。由此，输送带坐标系66的设定流程结束。

[0089] 根据具有上述结构的坐标系设定装置100以及坐标系设定方法，获得与所述的坐标系设定装置70的效果相同的效果。并且，将标记104设定于输送带12的非可动部102，通过传感器76检测出标记104的位置，能够设定以标记104的第三坐标P0为原点的输送带坐标系66。如果将标记104暂时规定于输送带12的非可动部102，则在设定输送带坐标系66时不需要验证原点位置，因此，能够再现性良好地设定输送带坐标系66。此外，由于标记104的个数可以是一个，因此即使在机器人12的作业区域比较狭窄时，也能够使照相机88适当地移动来拍摄特征部74和标记104。

[0090] 在图10所示的坐标系设定流程中，设定为在步骤S27中检测出标记104的位置，但是在步骤S27中，也能够通过传感器76进一步检测出标记104的姿势。参照图11以及图12来说明步骤S27中的标记104的位置以及姿势的检测过程。

[0091] 在图11所示的标记检测流程中，首先在步骤S41中，将照相机88(图1)安装于机器人16(第一机器人16A或者第二照相机16B)的预定部位(或者，通过图10的步骤S21维持将照相机88安装于机器人16状态)。接下来，在步骤S42中，使机器人16适当动作，将照相机88针对标记104在指定距离的位置与正面对置。这里，定义了如下的工具坐标系：将照相机88的光轴设为Z轴、以标记104的中心点(十字模样的中心)的位置为原点。然后，在步骤S43中，将相对于工具坐标系具有已知的关系的基准坐标系68(图1)中的机器人16的位置以及姿势记录为当前位置Q。

[0092] 接下来，在步骤S44中，在照相机88的二维图像中，检测出标记104的中心点的位置与V轴(图9B)的正方向(也就是说标记104的姿势)并进行记录。关于标记104的位置检测，可以通过从照相机88拍摄到的图像中检索与预先登录的模型图案一致的图案的归一化相关法等众所周知的图案匹配方法来进行。此外，对于V轴的正方向的检测来说，例如在归一化相关法中，通过在照相机88的二维图像中的水平轴向与标记104的V轴方向一致的状态下示教模型图案，能够将标记104的V轴方向与图案匹配的检测用参数即旋转角度关联起来。

[0093] 接下来，在步骤S45中，使机器人16动作，以便在相对于基准坐标系68具有已知关系的工具坐标系中照相机88向+X轴方向移动。此时，在工具坐标系的+X轴方向与照相机图像上的标记104的+V轴方向不一致的情况下，如图12所示，标记104在照相机图像上，相对于+V轴向非平行的方向移动(表示移动后的标记104’)。接下来，在步骤S46中，通过与步骤S44相同的方法来检测照相机上的移动后的标记104’的中心点的位置并进行记录，在步骤S47中，根据步骤S44以及步骤S46所记录的标记104、104’的位置，计算出照相机图像上的标记104的移动方向。

[0094] 接下来，在步骤S48中，从步骤S44所记录的标记104的姿势和通过步骤S47而获得的标记104的移动方向，来计算工具坐标系的绕+Z轴的校正量θ(图12)，作为表示工具坐标系的+X轴方向与照相机图像上的标记104的+V轴方向中的某一个的量。然后在步骤S49中，将校正量θ的绝对值与预先决定的阈值K进行比较，如果比K小则结束标记位置检测流程。在校正量θ的绝对值是阈值K以上时，在步骤S50中，使机器人16从当前位置Q移动校正量θ，使照相机88绕工具坐标系的+Z轴旋转角度θ。然后，返回到步骤S43，再次执行步骤S44～步骤S49，判断校正量θ的绝对值是否比阈值K小。在步骤S49的判断结果为是之前，重复步骤S43～步骤S50。另外，理想的是校正量θ收敛于零，但是完全排除机器人16的动作等引起的误差是困难的，因此，使用通过经验规则等决定的阈值K。

[0095] 通过上述的标记位置检测流程，标记104的中心点的坐标P0(x0、y0、z0)不仅通过机器人16的基准坐标系68而被求出，在机器人16的当前位置Q中标记104的V轴方向与工具坐标系的X轴方向实际上一致，由此，标记104的姿势与基准坐标系68的姿势的关系已知。通过保持该关系，能够随时从照相机88的图像中知晓标记104即输送带12相对于机器人16配置成朝向那个方向。

[0096] 在机器人16相对于输送带12进行作业的机器人系统10中，如上所述，一旦对构筑好的机器人系统10进行输送带12和机器人16的保养、将系统整体移设到其他场所等补充作业，结果有时会输送带12与机器人16的位置关系在补充作业的实施前后发生变化。坐标系设定装置100构成为一旦在对构筑好的机器人系统10进行了保养和系统移设等补充作业时进行上述那样的补充作业后的输送带坐标系66的再设定。以下，将图13与图8一起进行参照，对用于补充作业后的输送带坐标系66的再设定的、坐标系设定装置100执行的坐标系设定方法的又一其他的实施方式的结构进行说明。

[0097] 图13所示的坐标系设定流程在通过图10所示的坐标系设定流程结束了输送带坐标系66的设定(也就是说步骤S28的输送带坐标系66的决定)之后，为了抵消补充作业(例如系统移设)引起的输送带12与机器人16的位置关系的变化，再次设定输送带坐标系66。首先，在步骤S61中，将照相机88安装于机器人16(第一机器人16A或者第二机器人16B)的预定部位。在该坐标系设定流程中，不进行图10的坐标系设定流程中的夹具86的使用以及特征部74的检测。

[0098] 接下来，在步骤S62中，通过与图11的步骤S44相同的方法，再次检测出照相机88的二维图像中的标记104的位置以及姿势。然后在步骤S63中，在通过步骤S62再次检测出的标记104的位置以及姿势从补充作业前设定输送带坐标系66时检测出的(也就是说通过图10的步骤S27检测出的)标记104的位置以及姿势发生了变化时，根据标记104的位置以及姿势的变化量重新决定输送带坐标系66。最后在步骤S64中，从机器人16拆除照相机88，输送带坐标系66的再设定流程结束。

[0099] 在步骤S63中，将表示由步骤S27检测出的标记104的位置以及姿势的行列设为M1，将表示由步骤S28决定的输送带坐标系66的行列设为C1，将表示由步骤S62检测出的标记104的位置以及姿势的行列设为M2，将表示由步骤S63决定的输送带坐标系66的行列设为C2，通过数学式6再次决定输送带坐标系66。

[0100] C2＝(M2-M1-1)-C1

[0101] ···式6

[0102] 根据具有上述结构的坐标系设定装置100以及坐标系设定方法，除了上述的效果之外，只检测标记104的位置以及姿势就能再设定输送带坐标系66，因此，一旦在对构筑好的机器人系统10进行了保养和系统移设等补充作业时，能够容易地实施补充作业后的输送带坐标系66的再设定。

[0103] 在机器人系统10相对于机器人16以一定的位置关系地具有对由输送带12搬运的物体(物品R)的位置进行检测的物体检测部14(特别是摄像部28)的结构中，一旦对构筑好的机器人系统10进行了保养和系统移设等补充作业，结果有时会输送带12与拍摄部28的位置关系在补充作业的实施前后发生变化。在输送带12与拍摄部28的位置关系发生了变化时，需要在位置关系变化后重新确定通过在变换前利用输送带坐标系66来进行拍摄部28的校准而决定出的拍摄部28的坐标系(在本申请中称为照相机坐标系)。坐标系设定装置100能够构成为一旦在对构筑好的机器人系统10进行了保养和系统移设等补充作业时，进行上述那样的补充作业之后的拍摄部28的照相机坐标系的再设定。以下，将图14与图8一起进行参照，对用于再设定补充作业后的照相机坐标系的、坐标系设定装置100执行的坐标系设定方法的又一其他实施方式的结构进行说明。

[0104] 关于图14所示的坐标系设定流程，通过图10所示的坐标系设定流程结束了输送带坐标系66的设定(也就是说步骤S28的输送带坐标系66的决定)之后，当通过图13所示的坐标系设定流程再设定输送带坐标系66时，作为追加的工序，为了将补充作业(例如系统移设)引起的输送带12与物体检测部14(特别是拍摄部28)的位置关系的变化抵消，要再设定拍摄部28的照相机坐标系。另外，在该实施方式中，称为再设定拍摄部28的照相机坐标系的事项与变更物体检测部14(特别是拍摄部28)相对于输送带12的位置关系的事项同义。

[0105] 在图14所示的坐标系设定流程中，步骤S71～S78与图10的步骤S21～S28相同，在此期间，再次取得两个特征部74A、74B的两个第一坐标P1(x1、y1、z1)、P2(x2、y2、z2)、一个特征部74A的一个第二坐标P3(x3、y3、z3)、标记104的第三坐标P0(x0、y0、z0)，再决定输送带坐标系66。接下来，在步骤S79中，在通过步骤S78再决定的输送带坐标系66从之前决定的(也就是说通过图10的步骤S28决定的)输送带坐标系66发送变化时，根据输送带坐标系66的变化量，再设定拍摄部28的照相机坐标系(也就是说变更物体检测部14(特别是拍摄部28)相对于输送带12的位置关系)。最后的步骤S80与图10的步骤S29相同。由此，输送带坐标系66的再设定流程结束。

[0106] 在步骤S79中，将表示补充作业前通过众所周知的校准方法而求出的拍摄部28的照相机坐标系的行列设为L1，将表示由步骤S28决定的输送带坐标系66的行列设为C1，将表示补充作业之后通过众所周知的校准方法而求出的拍摄部28的照相机坐标系的行列设为L2，将表示由步骤S63决定的输送带坐标系66的行列设为C2，通过数学式7再决定照相机坐标系。

[0107] L2＝(C2-1-C1)-L1

[0108] ···式7

[0109] 图15示意性地表示实施上述的坐标系设定方法时的现场的状况。物体检测部14的拍摄部28与机器人16的机构部一起安装于架台108。机器人16的基准坐标系68与拍摄部28的照相机坐标系110的位置以及姿势的关系是一定的，但是有时在保养和系统移设等补充作业的前后，照相机坐标系110与输送带坐标系66的位置以及姿势的关系发生变化。

[0110] 根据具有上述结构的坐标系设定装置100以及坐标系设定方法，除了上述的效果之外，由于只检测特征部74的位置以及标记104的位置就能对拍摄部28的照相机坐标系进行再设定，因此一旦在对构筑好的机器人系统10进行保养和系统移设等补充作业时，能够容易地实施补充作业后的照相机坐标系的再设定。

[0111] 坐标系设定装置100能够在图13所示的坐标系设定流程中进行拍摄部28的照相机坐标系的再设定。图16表示执行那样的流程的坐标系设定方法的又一其他实施方式的结构。在图16所示的坐标系设定流程中，步骤S91～S93与图13的步骤S61～S63相同，在此期间，检测出标记104的位置以及姿势，根据标记104的位置以及姿势的变化量再决定输送带坐标系66。接下来，在步骤S94中，根据标记104的位置以及姿势的变化量，再设定拍摄部28的照相机坐标系(也就是说变更物体检测部14(特别是拍摄部28)相对于输送带12的位置关系)。最后的步骤S95与图13的步骤S64相同。由此，输送带坐标系66的再设定流程结束。

[0112] 在像机器人系统10那样具有多台机器人16的结构中，能够使输送带坐标系66相对于在输送带12的搬运动作方向α的下游侧设置的机器人16(在图1中是第二机器人16B)的设定过程简略化。以下，将图17和图18与图8一起进行参照，对坐标系设定装置100执行的如下坐标系设定方法的又一其他实施方式的结构进行说明：针对在输送带12的搬运动作方向α的下游侧设置的机器人16设定输送带坐标系66。

[0113] 关于图17所示的坐标系设定流程，以对设置于输送带12的搬运动作方向α的最上游的机器人16(在图1中是第一机器人16A)通过图10所示的坐标系设定流程设定输送带坐标系66为前提，通过使用由图10的步骤S27检测出的标记104的位置，针对设置于输送带12的搬运动作方向α的下游侧的机器人16(在图1中是第二机器人16B)不用再次检测标记104的位置就能设定输送带坐标系66。

[0114] 进一步进行详细描述的话，本实施方式涉及的坐标系设定方法是：机器人系统10具有多个机器人16，该多个机器人16针对由输送带12搬运的多个物体分别进行拾取任意物体的作业，在这样的结构中，作为决定输送带坐标系66的步骤，决定最上游的机器人16(第一机器人16A)使用的第一输送带坐标系66，并且决定下游侧的机器人16(第二机器人16B)使用的第二输送带坐标系66。本实施方式涉及的坐标系设定方法还具有对输送带12的非可动部102的预定位置设定标记104的步骤。本实施方式涉及的坐标系设定方法具有如下结构：在决定第一输送带坐标系66时，通过传感器76检测标记104的位置，取得检测出的位置作为基准坐标系68中的第三坐标P0，并将第三坐标P0作为第一输送带坐标系66的原点；在决定第二输送带坐标系66时，使用在决定第一输送带坐标系66时的可动部72的第一动作位置和在决定第二输送带坐标系66时的可动部72的第一动作位置，将第三坐标P0变换成第二输送带坐标系66的原点坐标。

[0115] 首先，在步骤S101中，在针对最上游的机器人16(第一机器人16A)决定了输送带坐标系66之后，不通过图10的步骤S29将夹具86从输送带12拆除而是使可动部72向搬运动作方向α移动，在夹具86进入到下游侧的机器人16(第二机器人16B)的作业区域内的位置使输送带12停止。接下来，在步骤S102中，将通过图10的步骤S29从最上游的机器人16(第一机器人16A)拆除的照相机88安装于下游侧的机器人16(第二机器人16B)的预定部位。

[0116] 图17的坐标系设定流程中的步骤S103～S107对应于图10的步骤S22～S26，在此期间，针对下游侧的机器人16(第二机器人16B)，取得两个特征部74A、74B的两个第一坐标P1(x1、y1、z1)、P2(x2、y2、z2)、一个特征部74A的一个第二坐标P3(x3、y3、z3)。接下来，在步骤S108中，针对下游侧的机器人16(第二机器人16B)代替通过传感器76来检测标记104的位置而通过以下的计算来求出标记104的位置。

[0117] 将针对最上游的机器人16(第一机器人16A)通过图10的步骤S22取得的输送带传感器20(图1)的值(也就是说第一动作位置)设为e1，将针对下游侧的机器人16(第二机器人16B)通过图17的步骤S103取得的输送带传感器20(图1)的值(也就是说第一动作位置)设为e2。通过使用这些值e1以及e2、和通过数学式1求出的输送带传感器20的编码器的刻度S，利用数学式8求出图10的步骤S23中的夹具86(因此是特征部74A、74B)的位置与图17的步骤S104中的夹具86(因此是特征部74A、74B)的位置之间的距离d。

[0118] d＝S-(e2-e1)

[0119] ···式8

[0120] 如图18所示，将表示针对最上游的机器人16(第一机器人16A)在图10的步骤S28决定的输送带坐标系66的行列设为C1，将表示不把该输送带坐标系66的原点作为标记104而是作为在步骤S32检测出的第一坐标P1的坐标系的行列设为J1，将表示针对下游侧的机器人16(第二机器人16B)以图17的步骤S107的结束时获得的坐标系的原点作为在步骤S104检测出的第一坐标P1的坐标系的行列设为Jn，将行列向输送带坐标系66的X轴方向偏置-d的变换行列设为D，通过数学式9求出表示以从下游侧的机器人16(第二机器人16B)观察的标记104的位置作为原点的输送带坐标系66的行列Cn。

[0121] Cn＝Jn-D-J1-1-C1

[0122] ···式9

[0123] 这样，不用针对下游侧的机器人16(第二机器人16B)再次检测标记104的位置，就能对以标记104的坐标作为原点的输送带坐标系66进行设定。在机器人系统10具有三台以上的机器人16时，除了最上游的机器人16以外，不用检测标记104的位置，就能对以标记104的坐标作为原点的输送带坐标系66进行设定。因此，根据具有上述结构的坐标系设定装置100以及坐标系设定方法，除了上述的效果之外，还能使输送带坐标系66相对于多台机器人
16的设定作业简略化以及迅速化。

[0124] 以上，说明了本发明的各种实施方式，但是本发明不限定于上述的实施方式。例如，在图1所示的机器人系统10中，机器人16能够进行针对排放输送带18将物品放置于物品托盘(未图示)的作业，作为用于定义排放输送带18上的物品托盘的位置的坐标系，设定以搬运动作方向β为X轴的三维的输送带坐标系(未图示)。图3以及图8所示的坐标系设定装置70、100通过针对排放输送带18执行对应于上述的各种坐标系设定方法的坐标系设定方法，能够设定提供给排放输送带18的输送带坐标系。另外，在该结构中，检测出物品托盘的位置的物体检测部与所述的物体检测部14的拍摄部28不同，能够采用兼设给排放输送带18的光电传感器(未图示)等非接触检测装置。

[0125] 以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本领域技术人员应当知道，还可不脱离后述的权利要求书的公开范围而进行各种修正以及变更。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种测量星敏感器测量坐标系与棱镜坐标系关系的方法	2020-05-12	330
基于建筑坐标系的施工坐标系基础轴线测定方法	2020-05-12	609
星敏感器测量坐标系与载体坐标系转换矩阵的标定方法	2020-05-12	67
坐标系建立装置及方法	2020-05-11	162
用于统一惯性传感器坐标系和参考坐标系的方法和系统	2020-05-13	615
平面直角坐标系展示仪	2020-05-11	159
坐标系配准	2020-05-11	462
天体坐标系	2020-05-11	568
一种导航模块坐标系与机器人坐标系的转换方法	2020-05-13	917
坐标系用尺	2020-05-11	585

坐标系设定方法、坐标系设定装置以及机器人系统

坐标系设定方法、坐标系设定装置以及机器人系统

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：