[发明专利]定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用了机器人的定位装置，特别是涉及一种利用使用视觉传感器的视觉反馈来将机器人作为高精度的定位装置使用的技术。

背景技术

一般的产业用机器人基于被称为示教再现(Teaching playback)的方式，能够准确地反复进行被教导的动作。因此，在设为使用机器人把持对象物并将对象物供给到规定的位置这种使用方法的情况下，能够将机器人视作一种定位装置。

作为与此相关的现有技术，例如专利第3702257号公报中记载了一种机器人手部连接装置，该机器人手部连接装置具有如下功能：在将机器人作为定位装置使用时，即使机器人手部把持的把持位置相对于对象物偏移，也能够通过使用视觉传感器测量/校正把持偏移来准确地对对象物进行定位。

另外，日本特开2015-150636号公报中记载了一种机器人系统，该机器人系统具备：机器人，其通过进行规定的作业的程序来对被放置于平面上的第一对象物位置的对象物进行控制；第一机器人位置存储部，其存储相对于第一对象物位置处于规定的相对的位置关系的臂前端部的位置；目标到达状态数据存储部，其存储照相机的图像上的对象物的特征量；机器人移动量计算部，其求出用于使被放置于第二对象物位置的对象物的特征量与目标到达状态数据的特征量一致的、相对于任意的初始位置的移动量；以及校正数据计算部，其基于第一机器人位置与基于移动量使臂前端部移动后的第二机器人位置之间的差异来计算程序的校正数据。

一般地，机器人是由金属等构成的构造物，因此会由于环境温度变化而臂、减速机发生热膨胀/收缩，从而尺寸发生变化。另外，减速机存在间隙，因此有可能由于到目标位置为止的路径的不同而停止位置发生误差。并且，间隙量由于磨损等经年变化而不固定。另外，在使用机器人来一边使弹性体变形一边对该弹性体进行定位的情况下，有可能由于从作为弹性体的对象物受到外力而定位的位置与本来意图的位置不同。

在以往的定位装置或定位方法中，多数情况下没有考虑因上述这种热变形、间隙、经年变化、外力等产生的误差。另一方面，难以制作不存在这种误差的机器人，也难以解析并且完全校正这种误差。

例如在专利第3702257号公报中，虽然将机器人作为定位治具使用，但是并没有意图到排除热变形等误差因素后的高精度的定位的程度。另一方面，在日本特开2015-150636号公报中，目的在于作业人员即使不考虑/识别机器人的坐标系也能够利用视觉反馈来简单地执行复杂路径的作业，而没有将机器人作为定位治具使用。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够排除热变形、间隙等机器人的误差因素来以比机器人本来所具备的定位精度更高的精度进行机器人的定位的定位装置。

为了实现上述目的，本申请发明提供一种定位装置，具备：机器人，其具备可动的臂；视觉上的特征部位，其设置于所述臂的前端部和所述机器人的外部的固定位置中的一方；多个视觉传感器，其设置于所述臂的所述前端部和所述机器人的外部的所述固定位置中的另一方，用于拍摄所述特征部位；特征量检测部，其检测由所述多个视觉传感器进行拍摄所得到的图像上的特征量，该特征量包含所述特征部位的位置、姿势以及大小中的至少一个；目标数据存储部，其将在所述臂的所述前端部定位于规定的指令位置的状态下由所述特征量检测部检测出的特征量作为第一特征量来进行存储；机器人移动量计算部，其基于第二特征量与存储于所述目标数据存储部中的所述第一特征量之间的差异，来计算用于在所述多个视觉传感器的所有视觉传感器中使所述第二特征量与所述第一特征量一致的机器人的第一指令移动量，该第二特征量是在与检测出所述第一特征量时不同的时刻，在所述臂的所述前端部定位于所述规定的指令位置或该指令位置的附近的状态下利用所述多个视觉传感器拍摄所述特征部位，并由所述特征量检测部检测出的特征量；指令移动量调整部，其基于所述第一指令移动量以及由所述机器人的机械特性决定的参数来计算第二指令移动量；以及移动指令部，其基于该第二指令移动量来使所述臂的所述前端部移动，其中，所述指令移动量调整部以及所述移动指令部构成为，重复进行所述第二指令移动量的计算以及所述臂的所述前端部基于所述第二指令移动量的移动，直到所述第一指令移动量为规定的阈值以下为止。

在优选的实施方式中，在所述第一指令移动量为由所述机器人的机械特性决定的参数以上的情况下，所述指令移动量调整部将所述第一指令移动量直接设为所述第二指令移动量，在所述第一指令移动量小于由所述机器人的机械特性决定的参数的情况下，所述指令移动量调整部将对所述第一指令移动量乘以小于1的系数所得到的值设为所述第二指令移动量。