CN105458878B - 执行力控制的机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种执行力控制的机器人系统。机器人系统具备：进行移动从而使加工工具相对于工件进行移动的机器人；变更加工工具的位置的执行器以及控制机器人的控制装置。控制装置具备：机器人控制部，其按照预定的动作轨道使机器人动作；力检测部，其检测作用于加工工具与工件之间的力；位置检测部，其检测加工工具的当前位置；力控制部，其求出加工工具的目标位置，以使力检测部的检测值接近预定的值；以及位置修正部，其根据加工工具的目标位置，计算机器人的动作轨道的位置修正量和执行器的位置修正量。

Description

执行力控制的机器人系统

技术领域

本发明涉及一种一边以预定的力对工件按压加工工具，一边使这些加工工具和工件相对移动，由此对工件执行预定的加工工序的机器人系统。

背景技术

使用机器人执行工件的研磨或去毛刺的机器人系统是公知的。在这样的机器人系统中，一边使安装在机器人的腕部的加工工具(研磨机、打磨机等)对定位在机器人的可动范围内的工件的表面进行按压一边使机器人动作。或者，通过机器人抓持工件，一边对固定在机器人的可动范围内的加工工具按压工件，一边使机器人动作。但是，在工件的定位或机器人针对工件的抓持位置中产生误差。或者，因工件的个体差异或加工工具的磨损量等，有时在加工工具与工件的位置关系中产生误差。为了防止因这样的误差而导致加工品质下降，提出了各种方法。

在日本JP2009-172692A中公开了如下的方法，在机器人腕部与研磨或去毛刺用工具之间具备顺应机构的机器人中，示教机器人的动作轨道以使工具与工件接触。根据该公知技术，即使在存在工件的定位误差、抓持位置的误差，或者在工件的形状或尺寸中存在个体差异的情况下，只要在顺应机构的行程范围内，则能够吸收这些误差，能够恰当地执行工件的研磨或去毛刺。

在US5448146和JPH06-226671A中公开了如下的方法，在机器人腕部与研磨或去毛刺用工具之间安装了具备执行器的力控制机构的机器人中，示教机器人的动作轨道以使工具与工件接触。根据该公知技术，即使在存在工件的定位误差、抓持位置的误差或者在工件的形状或尺寸中存在个体差异的情况下，也可进行控制从而使工具与工件之间的接触力恒定。因此，如果在力控制机构的行程范围内，则能够吸收各种原因引起的误差。

在JPS60-155356A和JPH08-087336A中公开了如下的方法，在机器人腕部与研磨或去毛刺用工具之间具备力传感器的机器人中，示教机器人的动作轨道以使工具与工件接触。根据该公知技术，通过阻抗控制或混合控制等公知的方法进行力控制，对机器人进行控制以使工具与工件之间的接触力恒定。根据该公知技术，能够使工具从任意的方向对工件进行按压。此外，因为机器人的可动范围大，所以理论上能够吸收大的误差。

在JPH02-015956A中公开了如下的方法，使用在腕部具备顺应机构的机器人，示教机器人的动作轨道以使研磨或去毛刺用工具与工件接触。根据该公知技术，测定工具从工件受到的反作用力，并实时修正机器人轨道以使该反作用力成为预定的值。

在JP2011－041992A中公开了如下的方法，在具备力传感器和流体压力缸装置的机器人系统中，根据力传感器的检测数据，调整机器人的目标速度、目标轨道、流体压力缸装置的目标按压力、加工工具的目标动作速度中的至少一个。

在JP 2009-172692A所记载的方法中，当在顺应机构中包含柔软的部位的情况下，在顺应机构朝向水平方向时，或相对于铅垂方向倾斜时，顺应机构因重力而变形。结果，有时不能吸收位置误差或产生过渡的按压力。此外，在位置误差或工件的个体差异的总和大于顺应机构的行程的情况下，无法吸收误差。在通过弹簧构成顺应机构的情况下，位置误差的大小和按压力具有比例的关系，因此根据场所按压力变化，加工品质变得不稳定。

在US5448146和JPH06-226671A所记载的方法中，即使力控制机构朝向水平方向，或相对于铅垂方向倾斜，也不会存在机构部变形的问题。然而，与JP 2009-172692A所记载的方法同样地，无法吸收比顺应机构的行程大的误差。

在JPS60-155356A和JPH08-087336A所记载的方法中，通过机器人本体的动作进行按压力的控制，因此力控制的响应性受到机器人本体的质量、惯量和刚性以及驱动机器人的执行器的性能等的影响。一般，存在机构部的质量和惯量越大响应性越降低的倾向。因此，在大型的机器人中力控制的响应性不足，有时无法达成要求的加工品质。同样地，在JPH02-015956A所记载的方法中，按压力控制的响应性也受到机器人本体的质量、惯量和刚性以及驱动机器人的执行器的性能等的影响。

根据JP2011－041992A所记载的方法，测定流体压力缸的位移量，在该流体压力缸的位置达到机械上限时修正机器人的目标轨道。因此，能够吸收比流体压力缸的行程大的误差量。但是，行程达到上限后初次修正机器人的轨道，因此存在短时间工具与工件处于非接触状态或产生过剩的按压力的可能性。

因此，正在探讨即使存在定位误差或在工件的形状或尺寸中存在个体差异的情况下，也能够恰当地执行去毛刺或研磨等预定的加工工序的机器人系统。

发明内容

根据第1发明，在使用加工工具执行针对工件的加工工序的机器人系统中，具备：机器人，其保持所述加工工具和所述工件中的任意一方，并以所述加工工具和所述工件相互相对移动的方式进行动作；1自由度以上的执行器，其安装有所述加工工具或所述工件，与所述机器人协作来变更所述加工工具或所述工件的作用点的位置；以及控制装置，其控制所述机器人的动作，所述控制装置具备：机器人控制部，其按照预先决定的动作轨道使所述机器人动作；力检测部，其检测作用于所述加工工具与所述工件之间的力；位置检测部，其检测安装在所述执行器上的所述加工工具或所述工件的作用点的当前位置；力控制部，其求出安装在所述执行器上的所述加工工具或所述工件的作用点的目标位置，以使所述力检测部检测出的力接近预先决定的值；以及位置修正部，其根据所述加工工具或所述工件的作用点的所述目标位置，计算所述机器人的动作轨道的位置修正量和所述执行器的位置修正量。

根据第2发明，在第1发明的机器人系统中，将所述执行器和用于检测该执行器的位置的位置传感器设在所述机器人的腕部，将所述工件配置在所述机器人的可动范围内。

根据第3发明，在第1发明的机器人系统中，以能够保持所述工件的方式形成所述机器人，将所述执行器和用于检测该执行器的位置的位置传感器固定在所述机器人的可动范围内的预定位置。

根据第4发明，在第1发明的机器人系统中，将所述执行器和用于检测该执行器的位置的位置传感器设在所述机器人的腕部，将所述加工工具固定在所述机器人的可动范围内的预定位置。

根据第5发明，在第1发明的机器人系统中，将所述加工工具安装在所述机器人的腕部，将所述执行器和用于检测该执行器的位置的位置传感器固定在所述机器人的可动范围内的预定位置。

根据第6发明，在第1至第5中的任意一个发明的机器人系统中，将通过所述位置修正部在每个单位时间计算的所述机器人的动作轨道的位置修正量限制在预先决定的值以下。

根据第7发明，在第1至第6中的任意一个发明的机器人系统中，所述控制装置还具备执行部，其在到达所述执行器的可动范围的上限或下限时，执行以下的至少一方：使所述机器人警报停止，或者记录所述机器人的当前位置和姿势以及所述执行器的当前位置中的至少一方。

根据第8发明，在第1至第7中的任意一个发明的机器人系统中，所述控制装置还具备置换部，其将所述机器人的所述动作轨道置换成按照由所述位置修正部计算出的位置修正量进行修正后的机器人的动作轨道。

根据第9发明，在第1至第8中的任意一个发明的机器人系统中，将检测作用于所述加工工具与所述工件之间的力的力传感器安装在所述机器人的腕部。

根据第10发明，在第1至第8中的任意一个发明的机器人系统中，将检测作用于所述加工工具与所述工件之间的力的力传感器固定在所述机器人的可动范围内的预定位置。

参照附图所示的本发明的示例性的实施方式的详细说明，使这些以及其他目的、特征及优点更加明确。

附图说明

图1是表示一实施方式的机器人系统的概要结构的图。

图2是一实施方式的机器人系统的功能框图。

图3是表示具有1个自由度的执行器的加工工具的概要结构的图。

图4是表示具有2个自由度的执行器的加工工具的概要结构的图。

图5A是表示沿着机器人的动作轨道移动的加工工具的图。

图5B是表示沿着机器人的动作轨道移动的加工工具的图。

图6是表示在一实施方式的机器人系统中执行的处理的流程的流程图。

图7是表示其他实施方式的机器人系统的概要结构的图。

图8是表示其他实施方式的机器人系统的概要结构的图。

图9是表示其他实施方式的机器人系统的概要结构的图。

图10是表示其他实施方式的机器人系统的概要结构的图。

图11是表示其他实施方式的机器人系统的概要结构的图。

图12是其他实施方式的机器人系统的功能框图。

图13是其他实施方式的机器人系统的功能框图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。为了有助于本发明的理解，适当变更图示的各构成要件的比例。对相同或相应的构成要素使用相同的参照符号。

图1表示一实施方式的机器人系统的概要结构。在通过机器人2执行工件7的去毛刺或研磨等加工工序时使用机器人系统10。机器人2例如是图示的6轴多关节机器人。也可以使用具有其他结构的任意的公知的机器人2。机器人2可以按照经由通信电缆11等公知的通信单元从控制装置3发送的控制指令来变更位置和姿势。

在设置在机器人2的机械臂21的前端的腕部22上安装有力传感器4、执行器5以及加工工具6。设置在执行器5与腕部22之间的力传感器4检测对加工工具6作用的外力。即，力传感器4在执行针对工件7的加工时，能够检测作用于对工件7进行按压的加工工具6的反作用力。加工工具6例如是研磨机、打磨机等在去毛刺或研磨等加工中使用的公知的工具。

在执行器5上，在与腕部22相反侧的端部安装有加工工具6。执行器5与机器人2的动作机构独立地具有1个以上的自由度。例如以从伺服电动机、气缸、液压缸等接受动力的方式形成执行器5。例如，在通过伺服电动机驱动执行器5的情况下，经由滚珠丝杠等将旋转运动转换成直线运动。执行器5按照后述的力控制部33的力控制进行动作，能够调整加工工具6的作用点61的位置。加工工具6的作用点61是在加工工序中与工件7接触的位置。

执行器5具备用于检测执行器5的位置的位置传感器51。根据由位置传感器51检测出的执行器5的位置，计算加工工具6的作用点61的位置。位置传感器51例如是脉冲编码器、旋转变压器或线性标尺等。

图3表示使加工工具6移动的执行器5的结构例。图示的执行器5具有1个自由度，能够使加工工具6向箭头A3所示的方向(相对于X轴平行的方向)移动。在执行针对工件7的加工时，通过执行器5使加工工具6的作用点61向针对工件7的按压力成为预定值的目标位置移动。根据执行器5的滚珠丝杠的长度或缸体的可动范围等，决定基于执行器5的加工工具6的作用点61的可动范围。

图4表示使加工工具6移动的执行器5的其他结构例。图示的执行器5具有2个自由度，能够使加工工具6向箭头A41、A42所示的方向(相对于X轴和Y轴分别平行的方向)移动。该情况下，执行器5分别在X方向和Y方向按照力控制进行动作，由此，使加工工具6向作用于加工工具6与工件7之间的X-Y平面上的力成为预定值的目标位置移动。根据执行器5的滚珠丝杠的长度或缸体的可动范围等，决定X-Y平面中的加工工具6的作用点61的可动范围。

将工件7定位在机器人2的可动范围内的预定位置。或者，也可以将工件7设置在机器人2的可动范围内的未知位置。机器人系统10一边以预定力向工件7按压加工工具6，一边变更机器人2的位置和姿势，使加工工具6沿着工件7的表面7a的形成了毛刺的部位或研磨对象的部位移动，由此对工件7进行加工。

控制装置3是具有硬件结构的数字计算机，该硬件结构包含CPU、ROM、RAM、在输入装置和显示装置等外部装置之间收发信号和数据的接口。控制装置3以预先决定的控制周期执行后述的各种功能。

图2是机器人系统10的功能框图。如图所示，控制装置3具备：机器人控制部31、力检测部32、力控制部33、位置检测器34以及位置修正部35。

机器人控制部31生成针对机器人2的控制指令，以使设置在机器人2的腕部22上的加工工具6的作用点61沿着预先决定的动作轨道移动。按照由机器人控制部31生成的控制指令，向设置在机器人2的各关节轴的伺服电动机供给驱动电流。

力检测部32通过设置在机器人2的腕部22的力传感器4检测作用于加工工具6与工件7之间的力。力传感器4例如是利用应变仪的传感器、检测静电电容的变化来求出力的传感器，或光学检测变形的传感器等。力传感器4可以是任意公知的力传感器，并不局限于特定的检测原理。力传感器4可以是能够检测1个方向的力的传感器，或者根据需要也可以是检测相互正交的2个方向或3个方向的力的传感器。

力控制部33控制执行器5的位置以使作用于加工工具6与工件7之间的力接近预定值。力控制部33例如使用阻抗控制、阻尼控制、刚性控制、混合控制等来执行力控制。根据执行器5和其控制装置的性能、向执行器5施加的负载的大小等来决定力控制的响应性。在本实施方式中，向执行器5施加的负载主要是由加工工具6和加工工具6的安装部件引起的，因此比较小。因此，执行器5对力控制部具有良好的响应性。也可以与控制机器人2的控制装置3独立地设置控制执行器5的控制装置。该情况下，将力控制部33和后述的位置修正部35的部分功能安装在与控制装置3独立的计算机中。

位置检测部34从安装在执行器5上的位置传感器51检测执行器5的位置。并且，位置检测部34通过进一步运算可以根据执行器的位置求出加工工具6的作用点61。

接着，说明对机器人2和执行器5进行数字控制的方式。

根据阻抗控制，以满足以下的式(1)的方式以一定的控制周期Δt执行力控制。执行器5是图3所示的具有1个自由度的执行器，将执行器5的移动方向设为对位置传感器51设定的坐标系的X轴方向。

…式(1)

M：质量系数

D：减震器系数

K：弹簧系数

x：加工工具的作用点的X轴方向的实际位置

加工工具的作用点的X轴方向的实际速度

xd：加工工具的作用点的X轴方向的设定位置

加工工具的作用点的X轴方向的设定速度

加工工具的作用点的X轴方向的设定加速度

fx：力检测部检测出的X轴方向的力

fxd：X轴方向的力目标值

式(1)的质量系数、减震器系数以及弹簧系数、加工工具6的设定位置、设定速度和设定加速度以及力目标值是由操作员输入的设定值。加工工具6的作用点61的实际位置是位置检测部34的输出值。例如根据位置检测部34的输出值的差分求出加工工具6的作用点61的实际速度。

从式(1)得出用于求出加工工具6的作用点61的目标加速度的下式(2)。

…式(2)

加工工具的作用点的目标加速度

通过对式(2)的右边进行二阶积分，求出加工工具6的作用点61的目标位置。当假定在控制周期Δt的期间式(2)的右边的值恒定时，通过下式(3)表示Δt后的目标位置。

…式(3)

x0：加工工具的作用点的当前位置

v0：加工工具的作用点的当前速度

加工工具6的作用点61的当前位置是位置检测部34的输出值。通过计算，根据位置检测部34的输出值的差分求出加工工具6的作用点61的当前速度。

在使用参照图4说明的2个自由度的执行器时，对于位置传感器51的坐标系的X轴方向和Y轴方向，分别建立独立求出的式(1)(对于Y轴方向，将式中的“x”置换成“y”)。并且，与1个自由度的执行器的情况同样地，根据式(3)分别对X轴方向和Y轴方向求出加工工具6的作用点61的目标位置。

位置修正部35按照通过力控制部33求出的加工工具6的作用点61的目标位置，计算执行器5的位置修正量。因此，如上所述，根据执行器5的滚珠丝杠的长度或缸体的可动范围等，决定通过力控制部33控制的加工工具6的作用点61的行程。在图5A中表示了按照决定为直线状的动作轨道T5使机器人2动作时的加工工具6。对机器人2进行控制，例如使设定在腕部22的前端的基准点23通过动作轨道T5进行移动。机器人2的动作轨道并不限定于示例的直线状的动作轨道T5，考虑工件7的表面7a的形状等进行设定以便能够在执行器5的可动范围内执行加工。即，可以按照工件7的表面7a的形状弯曲。

但是，在工件7的定位误差超过预想的范围而变大，或者工件7的形状未知，或者工件7的形状或尺寸的个体差异变大的情况下，在力控制中作用点61的目标位置有可能偏离执行器5的可动范围。该情况下，在图5A中如虚线所示，加工工具6的作用点61无法到达工件7的表面7a，无法执行力控制。相反，有时加工工具6过于接近工件7，而在加工工具6与工件7之间发生过剩的按压力。

因此，在通过上述式(3)得到的加工工具6的作用点61的目标位置偏离与执行器5的可动范围对应的预定范围的情况下，除了基于力控制部33的执行器5的位置修正以外，位置修正部35还执行机器人2的动作轨道的位置修正。即，自动修正机器人2的动作轨道，除了执行器5的位置修正量以外还计算机器人2的位置修正量，由此实现通过式(3)求出的目标位置。图5B表示通过位置修正部35进行位置修正后的动作轨道T5’。在虚线所示的位置，对机器人2的动作轨道T5’进行修正使其接近工件7。因此，在执行器5的可动范围内，能够使加工工具6对工件7以预定的按压力进行按压。

作为在执行器5的可动范围内实现通过式(3)求出的加工工具6的作用点61的目标位置Pt的方法，可以采用如下的方法。以参照图3说明的1个自由度的执行器5为例进行说明，但在具有2个自由度的执行器中，分别对X轴方向和Y轴方向进行同样的计算即可。例如，在Pt＞Pm+Pr成立的情况下，位置修正部35将加工工具6的作用点61的目标位置修正成(Pt－Pc)。Pm是执行器5位于其可动范围的中心时的加工工具6的作用点61的位置。预先设定Pr以使Pm+Pr和Pm－Pr都包含在执行器5的可动范围内。Pr例如是零以上，且在执行器5的行程的一半以下的值，但为了在加工工序中不从执行器5的可动范围偏离，希望设定成比行程的一半足够小的值。目标位置Pt是在位置传感器51的坐标系中记述的值。并且，位置修正部35将机器人2的动作轨道在位置传感器51的坐标系的X轴方向(执行器5的动作方向)上修正Pc。Pc是固定值，例如可以根据机器人的机种进行设定。此外，也可以设定成随着Pt接近可动范围的界限Pc变大。

在Pt＜Pm－Pr成立的情况下，将加工工具6的作用点61的目标位置修正成(Pt+Pc)，并且将机器人2的动作轨道在位置传感器的坐标系的X轴方向上修正－Pc。

为了使机器人2不会不合理地动作，可以对1个控制周期Δt的机器人2的动作轨道的位置修正量Pc设定上限。该情况下，在位置修正量Pc超过预先决定的上限值时，将位置修正量Pc置换成该上限值。或者，也可以经由低通滤波器等，通过整数值Pc’置换位置修正量Pc。或者，也可以对1个控制周期Δt的位置修正量进行限制，并且在多个控制周期Δt之间执行位置修正。

在图4所示的2个自由度的执行器的情况下，与X轴方向独立地在Y轴方向求出机器人2的动作轨道的位置修正量即可。

参照图6，说明在一实施方式的机器人系统10中执行的处理的流程。在预定的控制周期Δt执行步骤S601～S607的处理。机器人系统10当开始加工工序时，在步骤S601中按照机器人控制部31预先示教或指定的动作轨道使机器人2动作。在步骤S602中，力检测部32检测作用于加工工具6与工件7之间的力。

接着，在步骤S603，位置检测部34检测执行器5的当前位置，并且根据执行器5的位置计算加工工具6的作用点61的当前位置。在步骤S604，力控制部33按照上述的式(3)计算执行器5的位置和加工工具6的作用点61的目标位置，以使在步骤S602取得的力接近预定的按压力。并且，计算与加工工具6的作用点61的目标位置对应的执行器5的目标位置。

在步骤S605中，判定在步骤S604求出的执行器5的目标位置是否在根据执行器5的可动范围预先决定的范围内。如上所述，在判定中使用的范围是具有某种程度裕度的范围，从而在到达执行器5的可动范围的界限前能够判定是否需要变更动作轨道。

在步骤S605的判定为否的情况下，在想要使加工工具6的作用点61向目标位置移动时，存在超过执行器5的可动范围的可能。因此，为了恰当地执行力控制，在步骤S606，位置修正部35计算对机器人2的动作轨道进行变更的位置修正量，以使加工工具6接近工件7或从工件7离开。然后，在步骤S607，位置修正部35计算从在步骤S604求出的执行器5的目标位置减去了在步骤S606求出的机器人2的动作轨道的位置修正量后的执行器5的位置修正量，以使加工工具6的作用点61到达目标位置。

另一方面，在步骤S605的判定为是的情况下，不需要变更机器人2的动作轨道，能够仅通过使执行器5动作来执行力控制。因此，绕过步骤S606而向步骤S607前进，位置修正部35按照在步骤S604求出的执行器5的目标位置计算执行器5的位置修正量。

根据本实施方式的机器人系统10，能够得到如下的优点。

(1)在按照力控制执行加工工序时，能够通过执行器5变更加工工具6与工件7的相对位置关系。因此，能够与机器人2的结构独立地，根据执行器5决定针对力控制的响应性。通常，向执行器5施加的负载小，且执行器能够实现良好的响应性，因此可以提供一种对力控制具有优越的响应性的机器人系统10。

(2)在加工工具6的作用点61的目标位置超过了执行器5的可动范围的情况下，自动地变更机器人2的动作轨道。由此，并不局限于执行器5的可动范围，因此即使在误差大的情况下，也能够恰当地执行加工工序。

(3)在由位置修正部35计算出的位置修正量超过预先决定的上限值的情况下，进行限制以使位置修正量成为该上限值。由此，能够防止机器人2或执行器5在1个控制周期Δt急剧地移动。

图7表示其他实施方式的机器人系统10的概要结构。在本实施方式中，在机器人2的腕部22安装有能够保持工件7的保持工具62。另一方面，经由支撑体12将加工工具6固定在机器人2的可动范围内。即，机器人2在通过保持工具62保持工件7的状态下变更位置和姿势，由此能够使工件7对于加工工具6相对地进行移动。保持工具62例如是具备进行开闭的爪的机械手、利用负压产生吸引力的吸着工具、磁性吸着工件7磁性工具等。在支撑体12与加工工具6之间设置力传感器4、位置传感器51以及执行器5。在本实施方式中，通过执行器5和机器人2使工件7的作用点和加工工具6的作用点61相互相对地移动，从而使工件7对加工工具6产生预定的按压力，由此执行加工工序。工件7的作用点是在应加工的工件7的表面7a决定的与加工工具6的接触点。控制装置3的功能结构与上述实施方式相同。

图8表示其他实施方式的机器人系统10的概要结构。在本实施方式中，在机器人2的腕部22安装有能够保持工件7的保持工具62、执行器5、位置传感器51以及力传感器4。另一方面，经由支撑体12将加工工具6固定在机器人2的可动范围内。在本实施方式中，通过执行器5和机器人2使工件7的作用点和加工工具6的作用点61相互相对地移动从而在工件7与加工工具6之间产生预定的按压力，由此执行加工工序。控制装置3的功能结构与上述的实施方式相同。

图9表示其他实施方式的机器人系统10的概要结构。在本实施方式中，机器人2在腕部22具备加工工具6。另一方面，在支撑体12设有力传感器4、位置传感器51、执行器5以及安装在执行器5上能够保持工件7的保持工具62。在本实施方式中，机器人2使加工工具6的作用点61移动以便在工件7与加工工具6之间产生预定的按压力，并且执行器5使通过保持工具62保持的工件7的作用点移动。控制装置3的功能结构与上述的实施方式相同。

图10表示其他实施方式的机器人系统10的概要结构。在本实施方式中，在机器人2的腕部22安装有位置传感器51、执行器5以及保持工具62。另一方面，在支撑体12固定了力传感器4和加工工具6。在本实施方式中，机器人2和执行器5协作来使加工工具6的作用点61和工件7的作用点相互进行相对移动，由此执行针对工件7的加工工序。控制装置3的功能结构与上述的实施方式相同。

图11表示其他实施方式的机器人系统10的概要结构。在本实施方式中，机器人2在腕部22具备力传感器4和加工工具6。另一方面，在支撑体12固定有位置传感器51、执行器5和保持工具62。在本实施方式中，机器人2和执行器5协作使加工工具6的作用点61和工件7的作用点相互进行相对移动，由此执行针对工件7的加工工序。控制装置3的功能结构与上述的实施方式相同。

图12是表示其他实施方式的机器人系统10的功能框图。根据本实施方式，控制装置3除了图2所示的结构外，还具备执行部36。执行部36在通过位置传感器51检测出的执行器5的位置达到执行器5的可动范围的上限值或下限值时，或充分接近上限值或下限值时，警报停止机器人2。即，在执行器5大致到达可动范围的界限时，机器人系统10能够向操作人员通知异常。对此，操作人员例如能够将对象的工件7作为不良品，与良品进行区别从而将其废弃或变更设定再次执行加工工序。

在其他的实施方式中，可以使执行部36记录执行器5大致到达可动范围的界限时的机器人2的当前位置和执行器5的当前位置中的至少一个。该情况下，机器人系统10不警报停止机器人2而执行加工工序，操作人员能够之后检查发生了异常的位置或变更设定而再次执行加工工序。

图13是表示其他实施方式的机器人系统10的功能框图。根据本实施方式，控制装置3除了图2所示的结构外，还具备置换部37。置换部37存储按照由位置修正部35计算出的位置修正量进行了修正后的动作轨道，并且将机器人控制部31所使用的机器人2的动作轨道置换成修正后的动作轨道。

例如，即使在不同的制造批次的工件中形状或尺寸的个体差异大的情况下，有时在相同制造批次内个体差异小。此时，如果存储在切换制造批次后初始执行的加工工序中修正后的机器人的动作轨道来作为新的动作轨道，则直到下次切换制造批次为止的期间，不需要对每个工件7每次修正机器人2的动作轨道。因此，能够进行更稳定的加工。

发明效果

根据本发明，即使在工件定位误差大或工件的形状或尺寸存在个体差异的情况下，也能够恰当地执行工件的去毛刺或研磨等加工工序。此外，根据与机器人独立地控制的1个自由度以上的执行器的性能决定力控制的响应性，因此与机器人的结构无关能够实现良好的加工品质。

以上，说明了本发明的各种实施方式，但如果是本技术领域的技术人员，则也可通过其他实施方式实现本发明想要实现的作用效果。尤其在不脱离本发明的范围的情况下，能够对上述的实施方式的结构要素进行删除或置换，并且还能够附加公知的单元。此外，本技术领域的技术人员应当明白通过任意地组合在本说明书中明示或暗示的多个实施方式的特征，也能够实施本发明。

Claims (9)

1.一种机器人系统，其使用加工工具执行针对工件的加工工序，其特征在于，具备：

机器人，其保持所述加工工具和所述工件中的任意一方，进行动作以使所述加工工具和所述工件相互相对地进行相对移动；

1个自由度以上的执行器，其安装有所述加工工具或所述工件，与所述机器人协作来变更所述加工工具或所述工件的作用点的位置；以及

控制装置，其控制所述机器人的动作，

所述控制装置具备：

机器人控制部，其按照预先决定的动作轨道使所述机器人动作；

力检测部，其检测作用于所述加工工具与所述工件之间的力；

位置检测部，其检测安装在所述执行器上的所述加工工具或所述工件的作用点的当前位置；

力控制部，其求出安装在所述执行器上的所述加工工具或所述工件的作用点的目标位置，以使所述力检测部检测出的力接近预先决定的值；以及

位置修正部，其根据所述加工工具或所述工件的作用点的所述目标位置，计算所述机器人的动作轨道的位置修正量和所述执行器的位置修正量，

将通过所述位置修正部在每个单位时间计算出的所述机器人的动作轨道的位置修正量限制在预先决定的值以下。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，

将所述执行器和用于检测该执行器的位置的位置传感器设置在所述机器人的腕部，

将所述工件配置在所述机器人的可动范围内。

3.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，

以能够保持所述工件的方式形成了所述机器人，

将所述执行器和用于检测该执行器的位置的位置传感器固定在所述机器人的可动范围内的预定位置。

4.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，

将所述执行器和用于检测该执行器的位置的位置传感器设置在所述机器人的腕部，

将所述加工工具固定在所述机器人的可动范围内的预定位置。

5.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，

将所述加工工具安装在所述机器人的腕部，

将所述执行器和用于检测该执行器的位置的位置传感器固定在所述机器人的可动范围内的预定位置。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的机器人系统，其特征在于，

所述控制装置还具备执行部，该执行部在达到所述执行器的可动范围的上限或下限时，执行以下的至少一方：警报停止所述机器人、或者、对所述机器人的当前的位置和姿势以及所述执行器的当前的位置中的至少一个进行记录。

7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的机器人系统，其特征在于，

所述控制装置还具备置换部，其将所述机器人的所述动作轨道置换成按照由所述位置修正部计算出的位置修正量进行修正后的机器人的动作轨道。

8.根据权利要求1至5中的任意一项所述的机器人系统，其特征在于，

将检测作用于所述加工工具与所述工件之间的力的力传感器安装在所述机器人的腕部。

9.根据权利要求1至5中的任意一项所述的机器人系统，其特征在于，

将检测作用于所述加工工具与所述工件之间的力的力传感器固定在所述机器人的可动范围内的预定位置。