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로봇에 장착 가능! 소형·고정밀도의 3차원 형상 계측 유닛을 개발
-로봇의 “눈”으로서 복잡한 형상이나 중첩된 대상물의 계측·인식이 가능-

기술2006년 12월 6일

주식회사 바카라 사이트(이사 사장 리시마 야스시)는, 하마마츠 포토닉스 주식회사(대표 이사 회장 겸 사장 치마 마키오)와 공동으로, 복잡한 형상이나 겹친 대상물의 위치나 자세를 계측·인식한 것이 가능한 3차원 형상 계측 유닛을 개발했다
제조업 분야에서는 부품의 선별이나 위치·자세의 계측, 검사 등에 화상 처리를 이용한 비전 장치가 많이 채용되어 이에 맞추어 동작할 수 있는 산업용 로봇의 도입이 진행되고 있습니다. 또한 최근에는 로봇의 도입이 진행되지 않았던 복잡한 형상 부품의 조립 작업에 로봇의 적용이 기대되고 있어, 3차원 형상의 계측·인식은 불가결한 것이 되고 있습니다.
또, 생활 지원 분야에서의 활약이 기대되는 차세대 로봇에 있어서도, 생활 환경에 있어서의 다양한 대상물의 인식과 위치·자세의 파악에는, 작업 대상물의 3차원 형상 계측·인식이 매우 중요해지고 있습니다.
이번에 개발한 3차원 형상 계측 유닛은, 주식회사 바카라 사이트의 로봇 기술, 형상 인식 기술과 하마마츠 포토닉스 주식회사의 광기술, 광 계측 기술을 융합시켜, 복잡한 형상이나 중첩된 대상물의 3차원 형상을 계측·인식할 수 있도록 한 것입니다. 이 유니트를 이용함으로써 기존에 할 수 없었던 조립 부분이 복잡한 형상의 부품 조립이나 장미 적재된 부품을 꺼내는 등의 작업이 가능합니다.
19_1

3차원 형상 측정 유닛의 외관

 

1. 주요 특징
 

(1)

레이저 슬릿광을 이용한 레이저 조사부, 그 반사광을 읽는 화상 처리부, 삼각 측량의 원리에 의해 3차원 형상을 계측해, 대상물의 종류나 위치, 자세를 인식하는 계측·인식 처리부가 하나의 유닛 안에 들어가 있어, 계측과 인식을 동시에 행할 수 있습니다.
  (2) 3차원 형상 측정을 통해 장미 쌓이거나 기울어진 공작물도 정확하게(±1.0mm) 인식할 수 있습니다.
  (3) 고속 화상 처리 칩의 채용에 의해, 계측을 4msec 주기, 3차원 형상 인식을 1sec 주기로 고속 처리가 가능합니다.
  (4) 유닛은 컴팩트한 사이즈(폭 190mm×깊이 120mm×높이 83mm)로 경량(약 1.4kg)을 실현해, 접속 케이블은 전원선과 신호선만으로 배선 절약을 실현했으므로, 로봇 암 등에 용이하게 탑재할 수 있습니다.
  (5) 상위 컨트롤러와의 연결 인터페이스에는 이더넷주1을 프로토콜로 CORBA주2

인터페이스를 준비하고 있으므로 상위 제어 장치에서 용도에 맞는 어플리케이션 소프트웨어를 개발할 수 있습니다.

주 1 이더넷은 미국 Xerox Corp.의 등록 상표입니다.
주 2 CORBA는 Object Management Group의 등록 상표입니다.
     

2. 구성 예
  로봇 암에 3차원 형상 측정 유닛을 설치한 경우의 구성은 다음과 같습니다
 
19_2
 
19_3
전체 구성

 

3. 사양
항목
사양
측정
 측정 방법 삼각 측량 광절단 방식
수광부 256×256 화소 고속 CMOS 센서
투광부 반도체 적색 레이저 660nm 32mW(슬릿 광)
레이저 클래스 3R
측정 거리 300mm
측정 범위 240(X)×240(Y)×200(Z)mm
정밀도 ±1.0mm 이하
처리 시간 1초(계측 점수: 256×256인 경우)
출력 데이터 3차원 좌표 데이터(X, Y, Z)
그레이스케일(256 계조) 이미지 데이터
인식
 처리 기능 모양 인식(면 추출, 구멍 감지, 모델 기반의 입체 인식 등)
이미지 인식(이진 이미지 처리, 상관 연산 처리 등)
처리 시간 형상 인식: 0.8sec (단순한 형상의 경우)
외부 메모리(옵션) CF 카드
상위와의 통신 이더넷 명령 방식(CORBA)
외형 치수 190(W)×120(D)×83(H) mm
대략 질량 1.4kg
전원 DC24 V±10% 최대 소비 전류 1A
사용 환경 주위 온도 0～＋40℃
습도 35~80%RH(결로가 없는 것)
진동/내충격 4.9 m/s2/19.6 m/s2
분위기 ··부식성 가스, 간섭, 금속 분말 등이 없는 것
·전기 노이즈 소스가 가까이 없는 것
 

4. 주요 용도
 
  • 빈 피킹용 계측 장치
  • 외관 검사용 계측 장치
  • 차세대 로봇의 '눈' 등
 

5. 향후 계획
  향후는 자사내에서의 필드 테스트를 통해 용도에 적합한 인식 기능의 충실을 도모해, 헤세이 19년도에 제품화를 계획하겠습니다. 또한 앞으로도 하마마츠 포토닉스 주식회사와 협력하여 제품 전개를 진행할 예정입니다.

 

[문의처]
주식회사 바카라 사이트
기술 개발 본부 개발 연구소
담당 계장 시라이시 일성
Tel. (093)571-6024
Fax. (093)571-6028
E-mail.kaikenrq@바카라 온라인co.jp

 

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