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公開番号2025110390
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-28
出願番号2025003822
出願日2025-01-10
発明の名称パレットまたは送り込みコンベヤに対してロボットを較正する方法
出願人ファナックアメリカコーポレイション
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B25J 9/10 20060101AFI20250718BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】ロボット参照座標系を計算するためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】方法は、第1位置に較正物、例えば箱を置く工程、較正物が第1位置にある時に較正物の中心に対してロボットを位置付けする工程、較正物が第1位置にある時に、ロボットにより較正物を把持する工程、および第1位置を識別する第1位置の値を記録する工程を含む。該方法はさらに、ロボットを使用して第1位置から第2位置まで較正物を移動させる工程、第2位置を識別する第2位置の値を記録する工程、および第1および第2位置の値を用いて第3位置の値を計算する工程を含む。該方法は同様に、第1、第2、および第3位置の値を用いて中間座標系を計算する工程、および中間座標系および較正物の寸法を用いて参照座標系を計算する工程も含んでいる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ロボットが取上げ物を取上げられるようにするＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を含む参照座標系を計算するための方法であって、
第１位置に較正物を置く工程と、
前記較正物が前記第１位置にある時に、前記較正物の中心に対して前記ロボットを位置付けする工程と、
前記較正物が前記第１位置にある時に、前記ロボットにより前記較正物を把持する工程と、
前記第１位置を識別する第１位置の値を記録する工程と、
前記ロボットを使用して前記第１位置から第２位置まで前記較正物を移動する工程と、
前記第２位置を識別する第２位置の値を記録する工程と、
前記第１位置の値および前記第２位置の値を用いて第３位置の値を計算する工程と、
前記第１位置の値、前記第２位置の値、および前記第３位置の値を用いてＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を含む中間座標系を計算する工程と、
前記中間座標系および前記較正物の寸法を用いて前記参照座標系を計算する工程と、を備える、方法。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
中間座標系を計算する工程は、ＦＲＡＭＥアルゴリズムを使用する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
中間座標系を計算する工程は、第４位置の値を使用する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１位置は、前記ロボットが前記取上げ物を取上げるコンベヤ上の取上げ位置であり、前記第２位置は、前記コンベヤ上の前記取上げ位置の上流側の位置であり、前記第３位置の値が前記コンベヤに対して空間的なところにある、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記較正物は較正箱であり、前記寸法は前記較正箱の幅、長さ、および高さである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記参照座標系は、前記コンベヤの前方右の角または前方左の角にある、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
中間座標系を計算する工程は、前記コンベヤの傾斜を補償する工程を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記第１位置はパレットの角にあり、前記第２位置は前記パレットの別の角にあり、前記第３位置の値は前記パレットのさらに別の角にある、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記較正物は較正箱であり、前記寸法は前記較正箱の幅、長さ、および高さである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
中間座標系を計算する工程は、前記パレットの傾斜を補償する工程を含む、請求項８に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２４年１月１２日出願の「パレットまたは送り込みコンベヤに対してロボットを較正する方法」なる名称の米国仮特許出願６３／６２０，３９２号の出願日の利益を主張するものである。
続きを表示（約 3,200 文字）【０００２】
本開示は、概して、ロボット用の較正参照座標系を決定するためのシステムおよび方法、そして、より特定的には、コンベヤおよびパレットに対するロボット用の較正参照座標系を決定するためのシステムおよび方法に関し、ここで、該方法は、単一の較正箱および該較正箱の２つの記録された位置を利用する。
【背景技術】
【０００３】
ロボットは、ピックアンドプレース動作を含めた多数の商業的タスクを行ない、ここでロボットは物を取上げて、１つの位置から別の位置まで移動させる。例えば、ロボットは、コンベヤから箱を取上げて、パレット上に箱を置くか、または、パレットから箱を取上げて、それらをコンベヤ上に置くことができる。ロボットが効果的に箱を取上げるためには、典型的にロボットは、安定した位置で箱を把持するように取り上げている箱の幅、長さ、高さ、および姿勢を知る必要がある。さらに、ロボットは、取り上げつつあるときに箱が位置付けされるかまたは位置付け時に関連付けされることになるコンベヤおよびパレット上の参照座標系または原点を知る必要がある。参照座標系の例示的な位置としては、コンベヤの前方左または前方右の角またはパレットの４つの角のうちの１つが含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
参照座標系を計算するためには、少なくとも３つの既知の空間的な点が必要である。参照座標系を計算するための公知の方法は、パレットおよびコンベヤ上の既知の位置に３つの箱を置き、次に各箱の中心にロボットを移動させてこれらの位置におけるロボットの位置を記録する工程を含み、ここでこれらの点から参照座標系が計算される。しかしながら、参照座標系の計算を行なうために多数の箱が必要であることには、複雑性、時間およびコストの面で明らかな欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下の論述では、ロボットが取上げ物、例えば箱を取上げられるようにするＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を含む参照座標系を計算するためのシステムおよび方法を開示し説明する。該方法は、第１位置に箱のような較正物を置く工程、較正物が第１位置にある時に較正物の中心に対してロボットを位置付けする工程、較正物が第１位置にある時にロボットにより較正物を把持する工程、および第１位置を識別する第１位置の値を記録する工程を含む。該方法はさらに、ロボットを使用して第１位置から第２位置まで較正物を移動させる工程、第２位置を識別する第２位置の値を記録する工程、および第１および第２位置の値を用いて第３位置の値を計算する工程を含む。該方法は同様に、第１、第２および第３位置の値を用いてＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を含む中間座標系を計算する工程および中間座標系および較正物の寸法を用いて参照座標系を計算する工程をも含んでいる。
【０００６】
本開示の追加の特徴は、添付図面と併せて以下の明細書および添付の請求項から明らかになるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、ロボット、送り込みコンベヤおよびパレットを含むロボットシステムの例である。
図２は、コンベヤ上の参照座標系を計算するために使用される２つの異なる箱の位置を識別するために、送り込みコンベヤ上の２つの異なる位置の単一の較正箱に対して位置付けされたロボットを示す、図１に描かれたロボットシステムの例である。
図３は、コンベヤ上の参照座標系を計算するために使用される２つの異なる箱の位置を識別するために、送り込みコンベヤ上の２つの異なる位置の単一の較正箱に対して位置付けされたロボットを示す、図１に描かれたロボットシステムの例である。
図４は、コンベヤ上の２つの異なる位置における較正箱を示す送り込みコンベヤの上面図である。
図５は、パレット上の参照座標系を計算するために使用される３つの異なる箱の位置を識別するために、パレット上の３つの異なる位置の単一の較正箱に対して位置付けされたロボットを示す、図１に描かれたロボットシステムの例である。
図６は、パレット上の参照座標系を計算するために使用される３つの異なる箱の位置を識別するために、パレット上の３つの異なる位置の単一の較正箱に対して位置付けされたロボットを示す、図１に描かれたロボットシステムの例である。
図７は、パレット上の参照座標系を計算するために使用される３つの異なる箱の位置を識別するために、パレット上の３つの異なる位置の単一の較正箱に対して位置付けされたロボットを示す、図１に描かれたロボットシステムの例である。
図８は、パレット上の３つの異なる位置にある箱を示すパレットの等角投影図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
コンベヤおよびパレットに対するロボット用の較正参照座標系を決定するためのシステムおよび方法に向けられた本開示の実施形態の以下の論述は、本来、単なる例にすぎず、いかなる形であれ本発明またはその利用分野または使用を限定することを意図したものではない。例えば、説明されるシステムおよび方法は、箱を取上げるロボットのための較正参照座標系を決定するために特定的に適用されるものである。ただし、このシステムおよび方法には他の適用があってよい。
【０００９】
図１は、送り込みコンベヤ１６から箱などの物を取上げて、それらをパレット１８上に置くように、またはパレット１８から物を取上げて、それらをコンベヤ１６上に置くように構成されている、吸着カップなどのグリッパ１４を有するロボット１２を含むロボットシステム１０の例である。システム１０は、本明細書中の論述のために適用可能である任意のタイプのロボットシステムを表わすように意図されており、ここでロボット１２は、その目的に好適である任意のロボットであり得る。箱は矩形であるが、さまざまな異なる幅、長さおよび高さを有していてよい。グリッパ１４は、箱が移動中に安定しているように中心またはその近くで箱を把持する必要があり、そのためにロボット１２は、コンベヤ１６上および／またはパレット１８上の箱の位置および姿勢を知る必要がある。コンベヤ１６上およびパレット１８上の箱の位置および姿勢を決定するためには、コンベヤ１６に対するＸ－Ｙ－Ｚ原点参照座標系２０およびパレット１８に対するＸ－Ｙ－Ｚ参照座標系２２を計算して、コンベヤ１６またはパレット１８から取り上げられる場合の箱に対する参照点を提供することが必要である。この非限定的実施形態において、参照座標系２０は、コンベヤ１６の右前方の角にあるものとして計算され、参照座標系２２は、パレット１８の右前方の角にあるものとして計算されている。しかしながら、参照座標系２０および２２を他の位置にあるものとして計算することが可能である。箱の長さは、Ｘ方向であり、箱の幅はＹ方向であり、箱の高さはＺ方向である。
【００１０】
以下は、それぞれコンベヤ１６およびパレット１８上の原点参照座標系２０および２２を計算するための技術の詳細な論述であり、ここでは、単一の較正箱のみが使用され、較正箱の２つの位置しか記録する必要がない。ロボット制御装置２４がロボット１２を制御し、本明細書中で論述されている原点参照座標系２０および２２を計算する。ひとたび較正が完了すると、ロボット１２に対する箱の位置および参照座標系２０または２２を３Ｄ表示部２８上で見ることができて精度を確認することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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