CN105269582B - 机器人、机器人系统以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机器人、机器人系统以及控制方法。机器人包括作业执行部和控制作业执行部的控制部，控制部通过作业执行部将作业部件组装到组装位置，并且基于包含组装位置的拍摄图像来判定组装的状态。

Description

机器人、机器人系统以及控制方法
技术领域
本发明涉及机器人、机器人系统、控制装置以及控制方法。
背景技术
正在对使机器人进行使用了工具的作业的情况进行研究、开发。
与此相关，提出了在机器人的手臂直接连接末端执行器作为上述的工具(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2012－35391号公报
然而，在以往的机器人中，存在当通过机器人在组装位置组装作业部件时，在上述的组装失败的情况下，虽然上述的组装失败但是机器人仍进行下一个作业，所以上述的下一个作业失败的情况。更具体而言，以往的机器人在当通过被机器人把持的螺丝刀将螺钉拧紧于螺孔时上述的拧紧失败的情况下，有时螺钉保持被供料的状态不变地留在上述的螺丝刀的前端。在这种情况下，以往的机器人例如即使欲将下一个新的螺钉供料至螺丝刀的前端，但由于在前端存在保持被供料状态不变的螺钉，所以新的螺钉的供料失败。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述以往技术问题而完成的，提供能够根据作业部件的组装状态将处于被供料至作业执行部的状态的作业部件除料的机器人、机器人系统、控制装置以及控制方法。
本发明的一方式是机器人，包括：作业执行部；以及控制部，其控制上述作业执行部，上述控制部在通过上述作业执行部将作业部件组装到组装位置之后，基于包含上述组装位置的拍摄图像来判定上述组装的状态，并且在判定为处于上述组装失败的状态的情况下，进行从上述作业执行部将上述作业部件除料的动作。
根据该构成，机器人在通过作业执行部将作业部件组装到组装位置之后，基于包含组装位置的拍摄图像来判定组装的状态，并且在判定为处于组装失败的状态的情况下，进行从作业执行部将作业部件除料的动作。由此，机器人能够根据作业部件的组装的状态对处于被供料至作业执行部的状态的作业部件进行除料。
另外，本发明的其它方式也可以在机器人中使用如下的构成：上述控制部根据在拍摄图像中的组装位置是否检测出作业部件来判定组装的状态。
根据该构成，机器人根据在拍摄图像上的组装位置是否检测出作业部件来判定组装的状态。由此，机器人能够在拍摄图像上的组装位置检测到作业部件的情况下和在拍摄图像上的组装位置未检测到作业部件的情况下进行不同的动作。
另外，本发明的其它方式也可以在机器人中使用如下的构成：上述控制部通过上述作业执行部将把持对象把持，并通过上述把持对象将上述作业部件组装到上述组装位置。
根据该构成，机器人通过作业执行部将把持对象把持，并通过把持对象将作业部件组装到组装位置。由此，机器人能够进行与基于把持对象的作业履行状态对应的动作。
另外，本发明的其它方式也可以在机器人中使用如下的构成：上述控制部根据图案匹配并基于上述拍摄图像来判定上述组装的状态。
根据该构成，机器人根据图案匹配并基于拍摄图像来判定组装的状态。由此，机器人能够使用图案匹配来判定组装的状态。
另外，本发明的其它方式也可以在机器人中使用如下的构成：上述控制部在进行了上述除料的动作的情况下，通过上述作业执行部将上述作业部件或者新的作业部件重新组装到上述组装位置。
根据该构成，机器人在进行了除料的动作的情况下，通过作业执行部将在上述的组装中使用的作业部件或者新的作业部件重新组装到位置组装。由此，机器人例如不需要由用户进行的附加的作业，就能够再次进行作业部件向组装位置的组装。
另外，本发明的其它方式是机器人系统，包含：机器人，其具备作业执行部；以及拍摄部，其拍摄包含作业部件被组装的组装位置的拍摄图像，上述机器人在通过上述作业执行部将上述作业部件组装到上述组装位置之后，基于包含上述组装位置的拍摄图像来判定上述组装的状态，并且在判定为处于上述组装失败的状态的情况下，进行从上述作业执行部将上述作业部件除料的动作。
根据该构成，机器人系统在通过作业执行部将作业部件组装到组装位置之后，基于包含组装位置的拍摄图像来判定组装的状态，并且在判定为处于组装失败的状态的情况下，进行从作业执行部将作业部件除料的动作。由此，机器人系统能够根据作业部件的组装的状态对处于被供料至作业执行部的状态的作业部件进行除料。
另外，本发明的其它方式是使具备作业执行部的机器人动作的控制装置，控制装置在通过上述作业执行部使作业部件组装到组装位置之后，基于包含上述组装位置的拍摄图像来判定上述组装的状态，并且在判定为处于上述组装失败的状态的情况下，使上述机器人进行从上述作业执行部将上述作业部件除料的动作。
根据该构成，控制装置在通过作业执行部使作业部件组装到组装位置之后，基于包含组装位置的拍摄图像来判定组装的状态，并且在判定为处于组装失败的状态的情况下，使机器人进行从作业执行部将作业部件除料的动作。由此，控制装置能够根据作业部件的组装的状态对处于被供料至作业执行部的状态的作业部件进行除料。
另外，本发明的其它方式是使具备作业执行部的机器人动作的控制方法，在该控制方法中，在通过上述作业执行部使作业部件组装到组装位置之后，基于包含上述组装位置的拍摄图像来判定上述组装的状态，并且在判定为处于上述组装失败的状态的情况下，使上述机器人进行从上述作业执行部将上述作业部件除料的动作。
根据该构成，控制方法在通过作业执行部使作业部件组装到组装位置之后，基于包含组装位置的拍摄图像来判定组装的状态，并且在判定为处于组装失败的状态的情况下，使机器人进行从作业执行部将作业部件除料的动作。由此，控制方法能够根据作业部件的组装的状态对处于被供料至作业执行部的状态的作业部件进行除料。
根据以上，机器人、机器人系统、控制装置以及控制方法在通过作业执行部将作业部件组装到组装位置之后，基于包含组装位置的拍摄图像来判定组装的状态，并且在判定为处于组装失败的状态的情况下，进行从作业执行部将作业部件除料的动作。由此，机器人、机器人系统、控制装置以及控制方法能够根据作业部件的组装的状态对处于被供料至作业执行部的状态的作业部件进行除料。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的机器人系统1的构成的图。
图2是表示在状态拍摄位置由第二移动拍摄部22拍摄包含螺纹紧固位置SH的范围的情况的一个例子的图。
图3是表示控制装置30的硬件构成的一个例子的图。
图4是表示控制装置30的功能构成的一个例子的图。
图5是表示通过控制装置30判定作业履行状态的处理的流程的一个例子的流程图。
图6是分别例示每个作业履行状态的第二移动拍摄图像的图。
具体实施方式
(实施方式)
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式所涉及的机器人系统1的构成的图。机器人系统1具备机器人20以及控制装置30，该机器人20具备四个拍摄部(第一固定拍摄部11、第二固定拍摄部12、第一移动拍摄部21、第二移动拍摄部22)。
机器人系统1通过第一固定拍摄部11和第二固定拍摄部12拍摄机器人20进行作业的范围。这里，机器人系统1通过第一固定拍摄部11和第二固定拍摄部12进行上述的拍摄。机器人系统1基于由第一固定拍摄部11和第二固定拍摄部12拍摄到的拍摄图像，通过机器人20将第一物体P1和通过螺纹固定而组装于第一物体P1的第二物体P2重合地配置。另外，机器人系统1在进行上述的配置时，以第一物体P1的螺孔和第二物体P2的螺孔在从螺孔的正上方向正下方观察时一致的方式重合地配置在夹具Tb(在图1所示的一个例子中，是桌子形状的夹具)上。在以下，将此时的螺孔的位置称为规定的螺纹紧固位置SH进行说明。螺纹紧固位置SH是组装位置的一个例子。
此外，第一物体P1例如是板状的金属部件，但也可以代替此而为塑料部件、木制部件等，对于形状，也可以代替板状，只要是能够通过螺纹固定与第二物体P2进行组装的形状，则也可以是其它形状。另外，第二物体P2例如是板状的金属部件，但也可以代替此而为塑料部件、木制部件等，对于形状，也可以代替板状，只要是能够通过螺纹固定与第一物体P1进行组装的形状，则也可以是其它形状。
在上述的夹具Tb上配置了第一物体P1和第二物体P2之后，机器人系统1从由第一固定拍摄部11和第二固定拍摄部12拍摄到的拍摄图像检测设置电动螺丝刀T的位置，基于检测出的位置来使机器人20把持电动螺丝刀T。然后，机器人系统1利用被机器人20把持的电动螺丝刀T从供料装置SB将螺钉O供料至电动螺丝刀T的前端SC。
供料至电动螺丝刀T的前端SC意味着使螺钉O吸附于电动螺丝刀T的前端SC。具体而言，将螺钉O供料至电动螺丝刀T的前端SC包含将螺钉O磁吸附于电动螺丝刀T的前端SC、使用空气将螺钉O吸附于电动螺丝刀T的前端SC等在现有的技术中所能够采用的所有方式。在本实施方式中，作为其一个例子，对将螺钉O磁吸附于电动螺丝刀T的前端SC的情况进行说明。供料装置SB是每当从图1所示的位置SPP对螺钉O进行除料后，将储存在内部的螺钉O配置(供料)到位置SPP的装置。
机器人系统1在螺钉O被供料到电动螺丝刀T的前端SC之后，通过电动螺丝刀T使所供料的螺钉O移动到螺纹紧固位置SH，进行螺纹紧固。在以下，对进行该螺纹紧固之后的由机器人系统1进行的动作进行说明。
机器人系统1在进行上述的螺纹紧固之后，从能够拍摄包含螺纹紧固位置SH的范围的位置且在螺钉O被拧紧的情况下能够拍摄螺钉O的螺钉头的位置(以下，称为状态拍摄位置)进行拍摄，并基于拍摄到的拍摄图像根据螺钉O的有无来判定表示螺钉O是否被拧紧在螺纹紧固位置SH(即，是否履行了作业)的作业履行状态。作业履行状态在该一个例子中，是螺钉O被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态和由于某种原因而螺钉O未被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态中的任意一个状态。此外，上述的拧紧是组装的一个例子。另外，作业履行状态是组装的状态的一个例子。
换句话说，机器人系统1在从上述的拍摄图像检测到螺钉O的螺钉头的情况下，判定为作业履行状态是螺钉O被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态，在从上述的拍摄图像未检测出螺钉O的螺钉头的情况下，判定为作业履行状态是螺钉O未被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态。此外，机器人系统1利用第一固定拍摄部11、第二固定拍摄部12、第一移动拍摄部21、第二移动拍摄部22中的任意一个以上来拍摄上述的拍摄图像即可。在本实施方式中，作为一个例子，对利用第二移动拍摄部22拍摄上述的拍摄图像的情况进行说明。
机器人系统1在判定为作业履行状态是螺钉O被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态的情况下，例如结束作业。机器人系统1在判定为作业履行状态是螺钉O未被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态的情况下，进行从电动螺丝刀T的前端SC对螺钉O进行除料的动作。通过该动作，即使在拧紧至螺纹紧固位置SH失败了的螺钉O留在电动螺丝刀T的前端SC的情况下，机器人系统1也能够对上述的螺钉O进行除料，并重新将下一个新的螺钉O供料至电动螺丝刀T的前端SC。机器人系统1在进行从电动螺丝刀T的前端SC对螺钉O进行除料的动作之后，控制机器人20，以重新将新的螺钉O供料至电动螺丝刀T的前端SC，并再次向螺纹紧固位置SH拧紧螺钉O。
在以下，为了方便说明，将作业履行状态是螺钉O被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态的情况称为螺钉O被拧紧在螺纹紧固位置SH来进行说明。另外，将作业履行状态是螺钉O未被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态的情况称为螺钉O未被拧紧在螺纹紧固位置SH来进行说明。
此外，在机器人系统1中，是机器人20把持电动螺丝刀T的构成，但也可以代替此而是其它的人能够使用的工具(刀具)，也可以是其它的机器人专用的工具。人能够使用的工具例如是棘爪手柄、扳手等。在上述的工具为棘爪手柄的情况下，供料的对象代替螺钉O而为棘轮套筒等，在上述的工具为扳手的情况下，供料的对象代替螺钉O而为螺栓、螺母等。另外，机器人专用的工具是在机器人的机械手作为末端执行器而具备的电动螺丝刀等。电动螺丝刀T(即，上述的工具)是把持对象的一个例子。另外，螺钉O是作业部件的一个例子。
机器人20是具备拍摄部10、第一移动拍摄部21、第二移动拍摄部22、力传感器23、把持部HND1、把持部HND2、机械手MNP1、机械手MNP2以及未图示的多个致动器的双臂机器人。双臂机器人表示具有由把持部HND1和机械手MNP1构成的臂(以下，称为第一臂)和由把持部HND2和机械手MNP2构成的臂(以下，称为第二臂)这两条臂的机器人。
此外，机器人20也可以代替双臂机器人而为单臂机器人。单臂机器人表示具有一条臂的机器人，例如，表示具有上述的第一臂和第二臂中任意一方的机器人。另外，机器人20还内置有控制装置30，由内置的控制装置30控制。此外，机器人20也可以为通过设置在外部的控制装置30进行控制的构成，来代替为内置控制装置30的构成。
第一臂分别为六轴垂直多关节型，能够通过支承台、机械手MNP1、把持部HND1基于致动器的协作动作来进行六轴的自由度的动作。另外，第一臂具备第一移动拍摄部21和力传感器23。
第一移动拍摄部21例如是具备作为将所聚光的光转换为电信号的拍摄元件的CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合元件)、CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)等的相机。
第一移动拍摄部21通过电缆以能够通信的方式与控制装置30连接。经由电缆的有线通信例如根据以太网(注册商标)、USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)等标准进行。此外，第一移动拍摄部21和控制装置30也可以是通过根据Wi－Fi(注册商标)等通信标准进行的无线通信而连接的构成。
如图1所示，第一移动拍摄部21在构成第一臂的机械手MNP1的一部分被具备，能够通过第一臂的动作而移动。第一移动拍摄部21在由把持部HND2把持电动螺丝刀T的情况下，通过第一臂的动作移动到状态拍摄位置，并从状态拍摄位置拍摄包含螺纹紧固位置SH的范围的静止图像作为第一移动拍摄图像。此外，第一移动拍摄部21是拍摄静止图像作为第一移动拍摄图像的构成，但也可以代替该构成而为拍摄动态图像作为第一移动拍摄图像的构成。
在第一臂的把持部HND1与机械手MNP1之间具备第一臂所具备的力传感器23。力传感器23检测作用到把持部HND1(或者被把持部HND1把持的电动螺丝刀T)的力、力矩。力传感器23通过通信将表示检测出的力、力矩的信息输出给控制装置30。表示由力传感器23检测出的力、力矩的信息例如使用于基于控制装置30的机器人20的顺应运动控制。
第二臂分别为六轴垂直多关节型，能够通过支承台、机械手MNP2、把持部HND2基于致动器的协作的动作来进行六轴的自由度的动作。另外，第二臂具备第二移动拍摄部22和力传感器23。
第二移动拍摄部22例如是具备作为将所聚光的光转换为电信号的拍摄元件的CCD、CMOS等的相机。
第二移动拍摄部22通过电缆以能够通信的方式与控制装置30连接。经由电缆的有线通信例如根据以太网(注册商标)、USB等标准进行。此外，第二移动拍摄部22和控制装置30也可以是通过根据Wi－Fi(注册商标)等通信标准进行的无线通信而连接的构成。
第二移动拍摄部22如图1所示在构成第二臂的机械手MNP2的一部分被具备，能够通过第二臂的动作而移动。第二移动拍摄部22在由把持部HND1把持电动螺丝刀T的情况下，通过第二臂的动作移动到状态拍摄位置，并从状态拍摄位置拍摄包含螺纹紧固位置SH的范围的静止图像作为第二移动拍摄图像。此外，第二移动拍摄部22是拍摄静止图像作为第二移动拍摄图像的构成，但也可以代替该构成而为拍摄动态图像作为第二移动拍摄图像的构成。第二移动拍摄图像是拍摄图像的一个例子。
在第二臂的把持部HND2与机械手MNP2之间具备第二臂所具备的力传感器23。力传感器23检测作用于把持部HND2(或者被把持部HND2把持的电动螺丝刀T)的力、力矩。力传感器23通过通信将表示检测出的力、力矩的信息输出到控制装置30。表示由力传感器23检测出的力、力矩的信息例如使用于基于控制装置30的机器人20的顺应运动控制。
此外，第一臂和第二臂也可以分别是以五自由度(五轴)以下进行动作的臂，也可以是以七自由度(七轴)以上进行动作的臂。以下，对通过第一臂和第二臂进行的机器人20的动作进行说明。另外，机器人20的把持部HND1以及把持部HND2具备能够把持物体的爪部。由此，机器人20能够通过把持部HND1和把持部HND2中的任意一方或者双方把持电动螺丝刀T。
拍摄部10具备第一固定拍摄部11和第二固定拍摄部12，是由这两台拍摄部构成的立体拍摄部。此外，对于拍摄部10而言，也可以代替由两台拍摄部构成而由三台以上的拍摄部构成，也可以是通过一台相机拍摄二维图像的构成。在本实施方式中，如图1所示，拍摄部10作为机器人20的一部分设置在机器人20的头顶部，但也可以代替此而构成为与机器人20分体地设置在与机器人20不同的位置。
第一固定拍摄部11例如是具备作为将所聚光的光转换为电信号的拍摄元件的CCD、CMOS等的相机。第一固定拍摄部11通过电缆以能够进行通信的方式与控制装置30连接。经由电缆的有线通信例如根据以太网(注册商标)、USB等标准进行。此外，第一固定拍摄部11和控制装置30也可以是通过根据Wi－Fi(注册商标)等通信标准进行的无线通信而连接的构成。
第一固定拍摄部11被设置在能够拍摄包含供料装置SB的范围(以下，称为作业区域)来作为机器人20进行作业的范围的位置。以下，将由第一固定拍摄部11拍摄的静止图像称为第一固定拍摄图像来进行说明。此外，虽然第一固定拍摄部11是拍摄静止图像作为第一固定拍摄图像的构成，但也可以代替该构成而为拍摄动态图像作为第一固定拍摄图像的构成。另外，在通过第一固定拍摄部11拍摄包含螺纹紧固位置SH的范围的情况下，第一固定拍摄部11被设置在能够拍摄包含作业区域的范围的位置，即能够拍摄包含螺纹紧固位置SH的范围的位置。
第二固定拍摄部12例如是具备作为将所聚光的光转换为电信号的拍摄元件的CCD、CMOS等的相机。第二固定拍摄部12通过电缆以能够进行通信的方式与控制装置30连接。经由电缆的有线通信例如根据以太网(注册商标)、USB等标准进行。此外，第二固定拍摄部12和控制装置30也可以是通过根据Wi－Fi(注册商标)等通信标准进行的无线通信而连接的构成。
第二固定拍摄部12被设置在能够拍摄与第一固定拍摄部11相同的拍摄范围(作业区域)的位置。以下，将由第二固定拍摄部12拍摄的静止图像称为第二固定拍摄图像来进行说明。此外，第二固定拍摄部12为拍摄作业区域的静止图像作为第二固定拍摄图像的构成，但也可以代替该构成而为拍摄作业区域的动态图像作为第二固定拍摄图像的构成。另外，在通过第二固定拍摄部12拍摄包含螺纹紧固位置SH的范围的情况下，第二固定拍摄部12被设置在能够拍摄与第一固定拍摄部11相同的拍摄范围(作业区域)的位置，即能够拍摄包含螺纹紧固位置SH的范围的位置。以下，为了方便说明，将第一固定拍摄图像和第二固定拍摄图像集中称为立体拍摄图像来进行说明。
机器人20例如通过电缆以能够进行通信的方式与内置在机器人20中的控制装置30连接。经由电缆的有线通信例如根据以太网(注册商标)、USB等标准进行。此外，机器人20和控制装置30也可以通过根据Wi－Fi(注册商标)等通信标准进行的无线通信来连接。
在本实施方式中，以机器人20从内置在机器人20中的控制装置30获取控制信号，并基于获取到的控制信号，通过由机器人20的把持部HND1把持的电动螺丝刀T从供料装置SB供料螺钉O，并在螺纹紧固位置SH拧紧所供料的螺钉O为例进行说明。而且，机器人20通过第二臂使第二移动拍摄部22移动到上述的状态拍摄位置，并通过第二移动拍摄部22拍摄第二移动拍摄图像。
这里，参照图2，对状态拍摄位置处的第二移动拍摄部22的拍摄进行说明。图2是表示在状态拍摄位置通过第二移动拍摄部22拍摄包含螺纹紧固位置SH的范围的情况的一个例子的图。此外，在图2中仅截出第二臂的拍摄部的一部分来描绘第二移动拍摄部22。
机器人20通过使第二臂动作来使第二移动拍摄部22移动到状态拍摄位置。所谓的状态拍摄位置，更具体而言例如是图2所示那样从沿着螺纹紧固位置SH的中心轴CA的铅垂上方朝向铅垂下方拍摄的位置，但也可以代替此位置而为能够拍摄螺钉O的螺钉头的位置，即相对于朝向螺纹紧固位置SH的铅垂上方的中心轴倾斜角度θ的方向的延长线DA上的位置等、能够拍摄螺钉O的螺钉头的其它位置。
在控制装置30基于从状态拍摄位置通过第二移动拍摄部22拍摄到的第二移动拍摄图像判定为螺钉O未被拧紧在螺纹紧固位置SH的情况下，机器人20基于来自控制装置30的控制信号进行从电动螺丝刀T的前端SC对螺钉O进行除料的动作。然后，机器人20基于来自控制装置30的控制信号，重新从供料装置SB供料螺钉O，并在螺纹紧固位置SH拧紧重新供料的螺钉O。
此外，在以下的说明中，第一臂进行的动作也可以由第二臂进行，第二臂进行的动作也可以由第一臂进行。换句话说，对于机器人20而言，也可以代替为由把持部HND1把持电动螺丝刀T的构成，而为由把持部HND2把持电动螺丝刀T的构成。该情况下，设第一臂和第二臂进行的动作在以下的说明中能够替换。
控制装置30基于由拍摄部10拍摄到的立体拍摄图像来检测供料装置SB的位置。此外，控制装置30也可以代替为基于立体拍摄图像来检测供料装置SB的位置的构成，而为基于由第一固定拍摄部11和第二固定拍摄部12中的任意一方拍摄到的第一固定拍摄图像和第二固定拍摄图像中任意一方来检测供料装置SB的位置的构成。另外，控制装置30也可以是基于通过第一移动拍摄部21和第二移动拍摄部22中任意一方拍摄作业区域而得到的第一移动拍摄图像和第二移动拍摄图像中的任意一方来检测供料装置SB的位置的构成。
控制装置30基于检测到的供料装置SB的位置来控制机器人20，以通过由第一臂的把持部HND1把持的电动螺丝刀T的前端SC供料螺钉O。然后，在由电动螺丝刀T的前端SC供料螺钉O之后，控制装置30控制机器人20，在螺纹紧固位置SH拧紧螺钉O。
然后，控制装置30通过控制机器人20使第二臂移动，来使第二移动拍摄部22移动到状态拍摄位置。控制装置30使第二移动拍摄部22在状态拍摄位置拍摄第二移动拍摄图像，并基于拍摄到的第二移动拍摄图像来判定作业履行状态。此时，控制装置30例如通过根据图案匹配等而是否从第二移动拍摄图像上的螺纹紧固位置SH检测到螺钉O的螺钉头来进行上述的判定。
作为上述的判定的结果，控制装置30在检测到螺钉头的情况下，判定为作业履行状态是螺钉O被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态，例如，控制机器人20，以使电动螺丝刀T移动到规定的待机位置，并结束处理。另一方面，作为上述的判定的结果，控制装置30在未检测到螺钉头的情况下，判定为作业履行状态是螺钉O未被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态，控制机器人20，以进行从电动螺丝刀T的前端SC对螺钉O进行除料的动作。
此外，虽然控制装置30为根据是否从第二移动拍摄图像上的螺纹紧固位置SH检测到螺钉O的螺钉头来判定作业履行状态的构成，但也可以代替该构成而为检测螺钉O的前端、螺钉O的轴等螺钉O所涉及的形状的一部分或者全部，并基于检测到的螺钉O所涉及的形状的一部分或者全部来判定作业履行状态的构成。该情况下，机器人系统1通过拍摄部(例如相机)、光电二极管来确认螺钉O的位置状态。
控制装置30在机器人20进行从电动螺丝刀T的前端SC对螺钉O进行除料的动作之后，重新将螺钉O供料至电动螺丝刀T的前端SC，并控制机器人20，以使在螺纹紧固位置SH拧紧供料的螺钉O。此外，控制装置30也可以代替为在进行了从电动螺丝刀T的前端SC对螺钉O进行除料的动作之后，重新将螺钉O供料至电动螺丝刀T的前端SC，并在螺纹紧固位置SH拧紧所供料的螺钉O的构成，而为进行其它的动作(例如，停止动作等)的构成。
此外，控制装置30例如是通过视觉伺服和顺应运动控制以不破坏供料装置SB、螺钉O的方式进行从供料装置SB的螺钉O的供料、螺钉O的在螺纹紧固位置SH的螺纹紧固、从电动螺丝刀T的前端SC的螺钉O的除料等动作的构成，但也可以代替此构成，而为不进行顺应运动控制的构成，也可以是通过视觉伺服以外的其它方法控制机器人20的构成。此外，把持部HND1和把持部HND2中任意一方或者双方、和电动螺丝刀T分别为作业执行部的一个例子。
接下来，参照图3对控制装置30的硬件构成进行说明。图3是表示控制装置30的硬件构成的一个例子的图。控制装置30例如具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)31、存储部32、输入接受部33以及通信部34，经由通信部34与机器人20进行通信。这些构成要素经由总线Bus以能够相互通信的方式连接。CPU31执行储存于存储部32的各种程序。
存储部32例如包含HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid StateDrive：固态硬盘)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read－Only Memory：电可擦可编程只读存储器)、ROM(Read－Only Memory：只读存储器)、RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)等，储存控制装置30处理的各种信息、图像、程序。此外，存储部32也可以代替内置于控制装置30，而为通过USB等数字输入输出端口等连接的外置型存储装置。
输入接受部33例如是键盘、鼠标、触摸板、其它输入装置。此外，输入接受部33也可以作为显示部发挥作用，并且，也可以作为触摸面板构成。
通信部34例如包含USB等数字输入输出端口、以太网端口等而构成。
接下来，参照图4对控制装置30的功能构成进行说明。图4是表示控制装置30的功能构成的一个例子的图。控制装置30具备存储部32、图像获取部35以及控制部36。控制部36具备的功能部中的一部分或者全部例如通过CPU31执行存储于存储部32的各种程序来实现。另外，这些功能部中一部分或者全部也可以是LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等硬件功能部。
图像获取部35从机器人20获取由拍摄部10拍摄到的立体拍摄图像。图像获取部35将所获取的立体拍摄图像输出给控制部36。另外，图像获取部35从机器人20获取由第一移动拍摄部21拍摄到的第一移动拍摄图像。图像获取部35将所获取的第一移动拍摄图像输出给控制部36。另外，图像获取部35从机器人20获取由第二移动拍摄部22拍摄到的第二移动拍摄图像。图像获取部35将所获取的第二移动拍摄图像输出给控制部36。
控制部36具备拍摄控制部41、作业履行状态判定部43以及机器人控制部45。
拍摄控制部41控制拍摄部10，以使拍摄立体拍摄图像。更具体而言，拍摄控制部41控制第一固定拍摄部11来拍摄第一固定拍摄图像，并控制第二固定拍摄部12来拍摄第二固定拍摄图像。另外，拍摄控制部41控制第一移动拍摄部21来拍摄第一移动拍摄图像。另外，拍摄控制部41控制第二移动拍摄部22来拍摄第二移动拍摄图像。
作业履行状态判定部43读取预先由存储部32存储的图像亦即螺钉O被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态的图像(拍摄图像、CG(Computer Graphics：计算机动画)等)。然后，作业履行状态判定部43基于读取的图像并通过图案匹配来判定是否从第一移动拍摄图像或者第二移动拍摄图像检测到螺钉O的螺钉头，从而判定螺钉O是否被拧紧在螺纹紧固位置SH(作业履行状态)。此外，对于作业履行状态判定部43而言，也可以代替为通过图案匹配检测螺钉头的构成，而例如为通过边缘检测等来检测螺钉O的螺钉头的构成等、通过其它方法检测螺钉O的螺钉头的构成。
机器人控制部45根据通过基于由拍摄部10拍摄到的立体拍摄图像的图案匹配等而检测出的螺钉O的位置，例如通过视觉伺服等控制机器人20，以使由电动螺丝刀T的前端SC供料螺钉O。机器人控制部45在通过电动螺丝刀T供料螺钉O之后，控制机器人20，使把持电动螺丝刀T的臂(第一臂或者第二臂)动作，由此通过电动螺丝刀T在螺纹紧固位置SH拧紧螺钉O。另外，机器人控制部45在通过作业履行状态判定部43判定为作业履行状态是螺钉O未被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态的情况下，控制机器人20进行从电动螺丝刀T的前端SC对螺钉O进行除料的动作。机器人控制部45在机器人20进行从电动螺丝刀T的前端SC对螺钉O进行除料的动作之后，控制机器人20，通过电动螺丝刀T的前端SC重新供料螺钉O，并在螺纹紧固位置SH拧紧供料的螺钉O。
以下，参照图5对通过控制装置30判定作业履行状态的处理进行说明。图5是表示通过控制装置30判定作业履行状态的处理的流程的一个例子的流程图。
首先，拍摄控制部41控制拍摄部10拍摄作业区域的立体拍摄图像。然后，控制部36通过图像获取部35获取由拍摄部10拍摄到的立体拍摄图像(步骤S100)。
接下来，机器人控制部45基于在步骤S100获取到的立体拍摄图像，控制机器人20来通过电动螺丝刀T的前端SC供料螺钉O(步骤S110)。此外，机器人控制部45也可以代替为基于立体拍摄图像来通过电动螺丝刀T的前端SC供料螺钉O的构成，而为基于第一固定拍摄图像和第二固定拍摄图像中的任意一方来通过电动螺丝刀T的前端SC供料螺钉O的构成。该情况下，在步骤S100中，拍摄控制部41控制第一固定拍摄部11和第二固定拍摄部12中的任意一方，来拍摄作业区域的第一固定拍摄图像和第二固定拍摄图像中的任意一方。然后，控制部36通过图像获取部35获取由第一固定拍摄部11和第二固定拍摄部12中的任意一方拍摄到的第一固定拍摄图像和第二固定拍摄图像中的任意一方。另外，控制装置30也可以是基于通过第一移动拍摄部21和第二移动拍摄部22中的任意一方拍摄作业区域而得到的第一移动拍摄图像和第二移动拍摄图像中的任意一方来通过电动螺丝刀T的前端SC供料螺钉O的构成。
接下来，机器人控制部45控制机器人20，在螺纹紧固位置SH拧紧在步骤S110中所供料的螺钉O(步骤S120)。接下来，机器人控制部45通过使机器人20的第一臂移动来使在前端SC被供料有螺钉O的电动螺丝刀T移动到规定的位置(例如，第二移动拍摄部22从状态拍摄位置拍摄第二移动拍摄图像时，第一臂与第二臂不接触的位置等)。之后，机器人控制部45控制机器人20，以使第二移动拍摄部22移动到状态拍摄位置。然后，拍摄控制部41控制第二移动拍摄部22，来拍摄包含螺纹紧固位置SH的范围作为第二移动拍摄图像(步骤S130)。
接下来，控制部36从图像获取部35获取在步骤S130拍摄到的第二移动拍摄图像。然后，作业履行状态判定部43通过图案匹配来判定是否从获取到的第二移动拍摄图像检测到螺钉O，由此判定作业履行状态(步骤S140)。在判定为作业履行状态是螺钉O未被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态的情况下(步骤S140：否)，机器人控制部45控制机器人20，进行从电动螺丝刀T的前端SC对螺钉O进行除料的动作(步骤S150)，之后，返回到步骤S110，通过电动螺丝刀T的前端SC重新供料螺钉O。另一方面，在判定为作业履行状态是螺钉O被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态的情况下(步骤S140－是)，机器人控制部45例如使第二臂移动到初始位置，并结束处理。
这里，参照图6，对基于第二移动拍摄图像判定的作业履行状态进行说明。图6是分别例示每个作业履行状态的第二移动拍摄图像的图。图6的(A)示出了作业履行状态为在螺纹紧固位置SH拧紧有螺钉O的状态的情况下的第二移动拍摄图像的一个例子。该情况下，如图6的(A)所示，在第二移动拍摄图像中，在第一物体P1与第二物体P2的螺孔一致的位置(螺纹紧固位置SH)拍摄到螺钉O的螺钉头。因此，作业履行状态判定部43通过图案匹配检测到上述的螺钉头，从而判定为作业履行状态是螺钉O被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态。
另一方面，图6的(B)示出了作业履行状态为螺钉O未被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态的情况下的第二移动拍摄图像的一个例子。该情况下，如图6的(B)所示，在第二移动拍摄图像中，在第一物体P1与第二物体P2的螺孔一致的位置(螺纹紧固位置SH)未拍摄到螺钉O，而拍摄到螺纹紧固位置SH的螺孔。因此，作业履行状态判定部43通过图案匹配未检测到上述的螺钉头，从而判定为作业履行状态是螺钉O未被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态。
此外，作业履行状态为螺钉O被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态(即，履行了作业的状态)和螺钉O未被拧紧在螺纹紧固位置SH的状态(即，未履行作业的状态)中的任意一个，但也可以代替此而为三个以上的多个状态中的任意一个。该情况下，机器人系统1也可以按照每个所判定的作业履行状态(或者它们的任意的组合)来进行不同的动作。
如以上所说明的那样，本实施方式所涉及的机器人系统1在通过把持部HND1或者把持部HND2将螺钉O拧紧在螺纹紧固位置SH之后，基于包含螺纹紧固位置SH的第二移动拍摄图像判定拧紧的状态，在判定为处于拧紧失败的状态的情况下，进行从把持部HND1或者把持部HND2将螺钉O除料的动作。由此，机器人系统1能够根据螺钉O的拧紧的状态对处于被供料至把持部HND1或者把持部HND2的状态的螺钉O进行除料。
另外，机器人系统1根据是否在第二移动拍摄图像中的螺纹紧固位置SH检测到螺钉O来判定拧紧的状态。由此，机器人系统1能够在第二移动拍摄图像中的螺纹紧固位置SH检测到螺钉O的情况下和在第二移动拍摄图像中的螺纹紧固位置SH未检测到螺钉O的情况下，进行不同的动作。
另外，机器人系统1通过把持部HND1或者把持部HND2把持电动螺丝刀T，并通过电动螺丝刀T将螺钉O拧紧在螺纹紧固位置SH。由此，机器人系统1能够进行基于电动螺丝刀T的与作业履行状态对应的动作。
另外，机器人系统1通过图案匹配并基于第二移动拍摄图像来判定螺钉O向螺纹紧固位置SH的拧紧的作业履行状态。由此，机器人系统1能够使用图案匹配来判定作业履行状态。
另外，机器人系统1在进行了从电动螺丝刀T的前端SC对螺钉O进行除料的动作的情况下，重新将螺钉O拧紧至螺纹紧固位置SH。由此，机器人系统1即使例如在将螺钉O拧紧在螺纹紧固位置SH的作业失败了的情况下，也不需要由用户进行的附加的作业，而能够再次进行螺钉O向螺纹紧固位置SH的拧紧。
以上，参照附图对该发明的实施方式进行了详述，但具体的构成并不限定于该实施方式，只要不脱离该发明的主旨，也能够进行变更、置换、删除等。
另外，也可以在计算机能够读取的记录介质记录用于实现以上所说明的装置(例如，机器人系统1的控制装置30)中的任意构成部的功能的程序，使计算机系统读取该程序并执行。此外，这里所说的“计算机系统”是指包含OS(Operating System：操作系统)、周边设备等硬件的系统。另外，所谓的“计算机能够读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、CD(Compact Disk：光盘)－ROM等便携式介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。并且“计算机能够读取的记录介质”也包含像经由因特网等网络、电话线路等通信线路发送程序的情况下的成为服务器、客户端的计算机系统内部的非易失性存储器(RAM：Random Access Memory：随机存取存储器)那样以一定时间保持程序的记录介质。
另外，上述的程序也可以从在存储装置等中储存了该程序的计算机系统，经由传输介质或者通过传输介质中的传输波，传输到其它的计算机系统。这里，传输程序的“传输介质”是指如因特网等网络(通信网)、电话线路等通信线路(通信线)那样具有传输信息的功能的介质。
另外，上述的程序也可以是用于实现上述的功能的一部分的程序。并且，上述的程序也可以是能够通过与已经记录于计算机系统的程序的组合来实现上述的功能的程序，即所谓的差分文件(差分程序)。
附图标记说明：1…机器人系统，10…拍摄部，11…第一固定拍摄部，12…第二固定拍摄部，20…机器人，21…第一移动拍摄部，22…第二移动拍摄部，23…力传感器，30…控制装置，31…CPU，32…存储部，33…输入接受部，34…通信部，35…图像获取部，36…控制部，41…拍摄控制部，43…作业履行状态判定部，45…机器人控制部。

Claims (9)

1.一种机器人，其特征在于，包括：
作业执行部，其设置于第一机械手；
固定拍摄部；
移动拍摄部，其设置于第二机械手；以及
控制部，其控制所述作业执行部，
所述控制部取得由所述固定拍摄部拍摄的包含组装位置的第一拍摄图像，基于所述第一拍摄图像来利用所述作业执行部将作业部件组装至所述组装位置，通过所述第二机械手使所述移动拍摄部向所述组装位置的铅垂上方移动，并取得由所述移动拍摄部从所述组装位置的铅垂上方朝向铅垂下方拍摄的包含所述组装位置的第二拍摄图像，基于所述第二拍摄图像来判定所述组装的状态，并且在判定为处于所述组装失败的状态的情况下，进行从所述作业执行部将所述作业部件除料的动作。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
所述控制部根据是否在所述第二拍摄图像中的所述组装位置检测出所述作业部件来判定所述组装的状态。
3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
所述控制部通过所述作业执行部将把持对象把持，并通过所述把持对象将所述作业部件组装到所述组装位置。
4.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，
所述控制部通过所述作业执行部将把持对象把持，并通过所述把持对象将所述作业部件组装到所述组装位置。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的机器人，其特征在于，
所述控制部根据图案匹配并基于所述第二拍摄图像来判定所述组装的状态。
6.根据权利要求1～4中任意一项所述的机器人，其特征在于，
所述控制部在进行了所述除料的动作的情况下，通过所述作业执行部将所述作业部件或者新的作业部件重新组装到所述组装位置。
7.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，
所述控制部在进行了所述除料的动作的情况下，通过所述作业执行部将所述作业部件或者新的作业部件重新组装到所述组装位置。
8.一种机器人系统，其特征在于，包括：
机器人，其具备设置于第一机械手的作业执行部；
固定拍摄部；以及
移动拍摄部，其设置于第二机械手，
所述机器人取得由所述固定拍摄部拍摄的包含组装位置的第一拍摄图像，基于所述第一拍摄图像来利用所述作业执行部将作业部件组装至所述组装位置，通过所述第二机械手使所述移动拍摄部向所述组装位置的铅垂上方移动，并取得由所述移动拍摄部从所述组装位置的铅垂上方朝向铅垂下方拍摄的包含所述组装位置的第二拍摄图像，基于所述第二拍摄图像来判定所述组装的状态，并且在判定为处于所述组装失败的状态的情况下，进行从所述作业执行部将所述作业部件除料的动作。
9.一种控制方法，其特征在于，所述控制方法是使具备设置于第一机械手的作业执行部、固定拍摄部、以及设置于第二机械手的移动拍摄部的机器人进行动作的控制方法，
在所述控制方法中，取得由所述固定拍摄部拍摄的包含组装位置的第一拍摄图像，基于所述第一拍摄图像来利用所述作业执行部将作业部件组装至所述组装位置，通过所述第二机械手使所述移动拍摄部向所述组装位置的铅垂上方移动，并取得由所述移动拍摄部从所述组装位置的铅垂上方朝向铅垂下方拍摄的包含所述组装位置的第二拍摄图像，基于所述第二拍摄图像来判定所述组装的状态，并且在判定为处于所述组装失败的状态的情况下，使所述机器人进行从所述作业执行部将所述作业部件除料的动作。
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