CN110385695A - 作业机器人系统以及作业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种作业机器人系统以及作业机器人，该作业机器人系统具备：作业机器人(10)以及作业机器人控制部(20)，作业机器人(10)以及作业机器人控制部(20)对由搬运装置(2)搬运的物品(100)的对象部(101)，进行作业；传感器(50)，其配置于预定位置，并且用于检测由搬运装置(2)搬运的物品(100)的检测对象(O)的位置；以及力检测部(32)，其在进行力觉控制之时被利用，所述作业机器人控制部(20)，在利用作业机器人(10)进行作业时，基于传感器(50)的检测结果进行作业机器人(10)的控制，同时进行力觉控制。

Description

作业机器人系统以及作业机器人

技术领域

本发明涉及作业机器人系统以及作业机器人。

背景技术

以往，当将零件组装于由搬运装置搬运的物品时，使搬运装置停止的情况较多。尤其，在将零件精密地组装于车身等较大的物品时，需要停止利用搬运装置搬运物品。这有时候会导致作业效率的下降。

另一方面，已知一种生产线，具备：机器人；搬运装置，其搬运物体；轨道，其沿着搬运装置而被设置；以及移动装置，其使机器人沿着轨道而移动(例如，参照专利文献1。)。在该生产线中，在由搬运装搬运物体时，机器人进行物体的缺欠检查以及研磨。另外，在进行缺欠检查以及研磨时，以与由搬运装置搬运物体的搬运速度相同的速度，移动装置使机器人沿着轨道而移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平08－72764号公报

发明内容

发明要解决的问题

在所述生产系统中，只进行缺欠检查以及研磨。另一方面，当进行机器人与物体能够干扰的作业的情况下，以防止机器人、搬运装置、以及物品等破损的目的，需要进行机器人的力觉控制。但是，存在由搬运装置移动的物品会进行无法预测的举动的可能性，因此若极其缩短力觉控制的控制周期，或者，不提高灵敏度，则难以实现防止上述破损。

但是，机器人只能在机器人的控制周期内进行反应，因此作为结果而言，力觉控制的控制周期无法短于机器人的控制周期。即，存在只要不变更机器人自身的性能，就难以实现防止上述破损的情况。另外，若提高力觉控制的灵敏度，则发生机器人的振荡的可能性变大。另外，在物品进行无法预测的举动的情况下，即使在连续的几个控制周期的期间进行力觉控制，也无法改善机器人与物体的接触的状态。即使在此时，发生机器人的振荡的可能性变大。

本发明是鉴于上述情况而做出。本发明的目的之一在于提供能够有效地实现防止机器人、搬运装置、以及物品等破损的作业机器人系统以及作业机器人。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明采用以下的方案。

本发明的第一方案的作业机器人系统具备：搬运装置，其搬运物品；作业机器人，其针对由所述搬运装置搬运的所述物品的对象部，进行预定的作业；作业机器人控制部，其控制所述作业机器人；传感器，其配置于预定位置，并且用于检测由所述搬运装置搬运的所述物品中的所述对象部或位置相对于所述对象部不发生变化的检测对象的位置；以及力检测部，其检测通过支撑于所述作业机器人的零件或工具与所述物品之间的接触而产生的力，当利用所述作业机器人进行所述预定的作业时，所述作业机器人控制部基于所检测出的所述对象部或所述检测对象的位置，进行所述作业机器人的控制，同时基于所述力检测部的检测值进行力觉控制。

在上述方案中，传感器配置于预定位置，检测出物品中的对象部或检测对象的位置。而且，利用如此检测出的对象部或检测对象的位置，控制作业机器人。因此，即使在没有力觉控制的状态下，作业机器人控制部也能够识别支撑于作业机器人的零件或工具与物品之间的位置关系，还存在能够识别两者有无接触的情况。例如，即使在没有力觉控制的状态下，作业机器人控制部也能够识别，对利用搬运装置搬运物品的移动量进行较大变动的搬运装置的异常。因此，无需过度缩短力觉控制的控制周期，而能够实现防止作业机器人、搬运装置、以及物品等破损，还控制作业机器人的振荡的发生。

在此，还存在如下思路：利用作业机器人的前端部、或与作业机器人不同的机器人的前端部支撑传感器，在机器人使传感器的位置以及姿态根据利用搬运装置的搬运而变化时，利用传感器的检测数据检测出对象部的位置的精度有所提高。但是，若利用机器人的前端部支撑传感器，则因机器人的校准的精度、机器人的挠曲的影响、机器人的绝对精度等，传感器的位置以及姿态存在不完全准确的情况。相对于此，在本实施方式中，传感器配置于预定位置。因此，与将传感器利用机器人的前端部支撑的情况相比，利用传感器的检测数据检测出对象部的位置的精度有所提高。

另外，当传感器与零件或工具一起支撑于作业机器人的前端部的情况下，存在传感器的检测范围被零件或工具遮挡的情况。当零件或工具与物品接触时，还存在利用传感器无法检测出对象部或其附近的情况。在所述方案中，传感器未支撑于作业机器人。因此，减少传感器的检测范围被零件或工具遮挡的可能性。

另外，在传感器与零件或工具一起支撑于作业机器人的前端部的情况下，在进行工具或作业机器人的清洗、修理等之时，需要从作业机器人拆卸传感器。在该情况下，在将传感器再次安装于作业机器人之时，需要进行传感器的校准。在所述方案中，由于传感器支撑于作业机器人，因此能够减少或消除传感器的校准的时间和劳力。

在上述方案中，优选地，所述作业机器人控制部利用所述传感器的所述检测结果，使由所述作业机器人支撑的所述零件或所述工具追随所述对象部，同时利用所述力检测部的检测值进行所述力觉控制。

如此，通过利用传感器的检测结果，作业机器人控制部使作业机器人的零件或工具追随对象部。因此，作业机器人控制部为，当由作业机器人进行预定的作业时，对由搬运装置搬运的物品的对象部，能够准确地控制支撑于作业机器人的零件或工具的位置以及姿态。这有利于不缩短力觉控制的控制周期、或不提高灵敏度，而实现防止作业机器人、搬运装置、以及物品等破损，还有利于抑制作业机器人的振荡的发生。

在上述方案中，优选地，所述作业机器人系统具备对所述搬运装置上的所述物品的至少位置进行检测的检测部，所述作业机器人控制部基于所述检测部的检测结果，使所述作业机器人的所述零件或所述工具接近所述对象部。此外，在接近之时，作业机器人还可以根据所述对象部的姿态改变所述零件或所述工具的姿态。

当作业机器人基于检测部的检测结果如此进行工作时，作业的效率提高。

在上述方案中，优选地，当所述对象部或所述检测对象的检测位置超过预定的基准而变动时，所述作业机器人控制部以及所述搬运装置中的至少一个进行异常对应工作。

在该方案中，在如上述那样识别支撑于作业机器人的零件或工具与物品的之间位置关系的状态下，作业机器人控制部以及所述搬运装置中的至少一个，还基于传感器的检测结果进行异常对应工作。该结构在切实地实现防止作业机器人、搬运装置、以及物品等破损时有利，还有利于抑制作业机器人的振荡的发生。

本发明的第二方案是一种作业机器人，其具备：臂，其对由搬运装置搬运的物品的对象部进行预定的作业；作业机器人控制部，其控制所述臂；以及力检测部，其检测通过支撑于所述臂的零件或工具与所述物品之间的接触而产生的力，所述作业机器人控制部从具有用于检测位置的传感器的计测装置，接收关于所述位置的数据，所述位置是由所述搬运装置移动的所述对象部或位置相对于所述对象部不发生变化的检测对象的位置，当利用所述臂进行所述预定的作业时，所述作业机器人控制部利用关于所述位置的数据进行所述臂的控制，同时基于所述力检测部的检测值进行力觉控制。

发明效果

根据本发明，能够有效地实现防止机器人、搬运装置、以及物品等破损。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的作业机器人系统的结构的图。

图2是本实施方式的作业机器人系统的作业机器人控制装置的框图。

图3是由本实施方式的计测机器人系统的传感器进行拍摄的图像数据的例子。

图4是表示本实施方式的控制系统的结构的另一个例子的图。

图5是表示本实施方式的作业机器人以及计测装置的控制装置的处理的例子的流程图。

图6是本实施方式的物品的对象部以及零件的安装部的俯视图。

图7是说明本实施方式的作业机器人系统中的跟踪控制的坐标系的图。

图8是表示本实施方式的作业机器人系统的变形例的结构的图。

附图标记说明：

2：搬运装置

2a：马达

3：辊

10：作业机器人

10a：臂

11：伺服马达

20：作业机器人控制装置

21：作业机器人控制部

22：显示装置

23：存储部

23a：系统程序

23b：作业动作程序

23c：力觉控制程序

23d：计测程序

30：手

32：力传感器(力检测部)

40：检测装置(检测部)

50：传感器

60：计测装置

63：轨道

64：滑块

65：伺服马达

100：物品

101：对象部

101a：孔

110：零件

111：安装部

111a：轴

具体实施方式

以下利用附图对本发明的第一实施方式的作业机器人系统进行说明。

如图1所示，本实施方式的作业机器人系统具备：搬运装置2，其搬运作为作业对象的物品100；作业机器人10，其对由搬运装置2搬运的物品100的对象部101进行预定的作业；作业机器人控制装置20，其具有作业机器人10；以及作为检测部的检测装置40。

检测装置40检测出物品100搬运至预定位置为止的情况。检测装置40还可以获取能够特定由搬运装置2搬运的物品100的对象部101的位置以及姿态的数据。作为检测装置40，能够利用具有如此功能的全部装置。在本实施方式中，检测装置40是光电传感器。在该情况下，检测装置40检测出物品100搬运至其设置位置为止的情况。检测装置40的检测结果既可以发送到各控制装置，也可以发送到下述的上一级控制装置80。

物品100不限于特定的种类，但在本实施方式中，作为一例，物品100是车身。搬运装置2通过利用马达2a驱动多个辊3之中多根而搬运物品100，在本实施方式中，搬运装置2朝向图1中的右侧搬运物品100。此外，马达2a还可以具备工作位置检测装置2b。工作位置检测装置2b依次检测马达2a的输出轴的旋转位置以及旋转量。工作位置检测装置2b例如是编码器，工作位置检测装置2b的检测值发送到作业机器人控制装置20。

对象部101是在物品100中由作业机器人10进行预定的作业的部分。在本实施方式中，作为预定的作业，作业机器人10的手30抬起零件110，作业机器人10将零件110的安装部111安装于对象部101。由此，例如，从零件110的安装部111向下方延伸的轴111a，与设置于物品100的对象部101的孔101a嵌合。

此外，在物品100由搬运装置2移动的状态下，作业机器人10将零件110的安装部111安装于对象部101。

作业机器人10不限于特定种类的机器人，但本实施方式的作业机器人10具备分别驱动多个可动部的多个伺服马达11(参照图2)。此外，作业机器人10的臂10a由多个可动部构成。各伺服马达11具有用于检测其工作位置的工作位置检测装置，作为一例，工作位置检测装置是编码器。工作位置检测装置的检测值发送到作业机器人控制装置20。

在作业机器人10的臂10a的前端部安装有手30。本实施方式的手30通过由多个卡爪进行把持而支撑零件110，但还可以采用利用磁力、空气的吸引、或这些的组合等支撑零件110的手。

手30具备驱动卡爪的伺服马达31(参照图2)。伺服马达31具有用于检测其工作位置的工作位置检测装置，作为一例，工作位置检测装置是编码器。工作位置检测装置的检测值发送到作业机器人控制装置20。

此外，作为各伺服马达11、31，能够利用旋转马达、直动马达等各种伺服马达。

在作业机器人10的臂10a的前端部，安装有作为力检测部的力传感器32。力传感器32检测例如图1所示的力传感器坐标系202的x轴方向、y轴方向、以及z轴方向的力，还检测围绕x轴、围绕y轴、以及围绕z轴的力。

在本实施方式中，使搬运装置2的搬运方向与图1的基准坐标系201的X轴方向一致，使竖直方向与图1的Z轴方向一致，使图1的Y轴方向与搬运装置2的宽度方向一致。

力传感器32能够检测对手30或对由手30把持的零件110施加的力的方向以及力的程度即可。因此，在本实施方式中，力传感器32设置于作业机器人10与手30之间，但力传感器32既可以设置于手30内，也可以设置于作业机器人10内。

如图2所示，作业机器人控制装置20具备：作业机器人控制部21，其具有CPU、RAM等；显示装置22；存储部23，其具有非易失性存储器、ROM等；多个伺服控制器24，其分别与作业机器人10的伺服马达11对应；伺服控制器25，其与手30的伺服马达31对应；以及输入部26，其与作业机器人控制装置20连接。即，作业机器人控制装置20控制作业机器人10的臂10a以及手30。在一例中，输入部26是能够由操作员携带的操作盘等输入装置。还存在由输入部26与作业机器人控制装置20进行无线通信的情况。

如图1所示，本实施方式的作业机器人系统具备多个计测装置60。各计测装置60具有传感器50。在本实施方式中利用两个计测装置60。计测装置60还可以是一个。

多个计测装置60的传感器50分别配置于预定的位置。在本实施方式中，如图1所示，两个计测装置60的传感器50在X轴方向上隔着间隔进行配置，两个传感器50分别利用支架51或框架52定位于预定位置。由支架51支撑的传感器50配置于物体100的侧方，由框架52支撑的传感器50配置于物体100的上方。

传感器50是二维摄像机、三维摄像机、三维距离传感器等。本实施方式的传感器50是二维摄像机，各传感器50将图像数据依次发送到作业机器人控制装置20。如下所述，作业机器人控制部21能够检测图像数据中的检测对象O的位置以及姿态。

在设定基准坐标系201时，设置于作业机器人10的前端部的设定工具触碰设置于搬运装置2上的某位置的校准夹具的多个预定部位。以此来设定基准坐标系201。在本实施方式中，基准坐标系201的X轴、Y轴、以及Z轴延伸的方向与图1所示的X轴、Y轴、以及Z轴延伸的方向一致，基准坐标系201的位置、即原点位置成为校准夹具上的预定的位置。

另外，将所述校准夹具安装于作业机器人的已知的位置并移动至两个传感器50之前，两个传感器50分别获取所述校准夹具的图像数据，将作业机器人10的基准坐标系201与传感器50的位置姿态(传感器坐标系203、204)关联起来。或在从两个传感器50能够看见的已知的位置设置所述校准夹具，两个传感器50分别获取所述校准夹具的图像数据，从而将作业机器人10的基准坐标系201与传感器50的位置姿态(传感器坐标系203、204)关联起来也可。

此外，在设定基准坐标系时，还可以利用与校准夹具不同的夹具。

在作业机器人控制装置20的存储部23保存有系统程序23a，系统程序23a承担作业机器人控制装置20的基本功能。另外，在存储部23保存有作业动作程序23b。另外，在存储部23保存有力觉控制程序23、和计测程序23d。

作业机器人控制部21，基于程序23a、23d，利用传感器50的检测数据，对对象部101的位置或移动量进行监控。另外，作业机器人控制部21，基于程序23a、23b、23c，将用于对物体100进行预定的作业的控制指令发送到各伺服控制器24、25。由此，作业机器人10以及手30对物体100进行预定的作业。

此外，如图4所示，作业机器人控制装置20以及各计测装置60还可以与上一级控制装置80连接。上一级控制装置80是具有处理器、RAM或硬盘等存储部、输入部、以及收发部的计算机。作业机器人10的运转状态、各计测装置60的运转状态等，发送到上一级控制装置80。由传感器50以及计测控制装置70监控的对象部101的位置以及移动量的数据、和关于这些数据的下述的数据，也依次发送到上一级控制装置80。另外，所述数据从上一级控制装置80依次发送到作业机器人控制装置20。另外，由上一级控制装置80接收的其他数据，也从上一级控制装置80发送到作业机器人控制装置20。

此外，当上一级控制装置80不存在的情况下，各个控制装置直接进行交换。

参照图5的流程图，对由作业机器人10对物体100进行预定的作业时的作业机器人控制部21的处理进行说明。此外，以下的控制在由搬运装置2搬运物品100的状态下进行。

首先，若接收到由检测装置40检测物品100的检测信号(步骤S1－1)，则作业机器人控制部21基于作业动作程序23b，将用于使由手30把持的零件110接近对象部101的控制指令，发送到各伺服控制器24(步骤S1－2)。

为了进行步骤S1－2的控制，作业机器人控制部21利用相对于物品100内的对象部101、检测对象O的机器人的位置的数据等。此外，在此既可以利用事先指定的大概的搬运装置2的搬运速度校正机器人的位置，或也可以使用由工作位置检测装置2b获取的搬运装置2的搬运速度校正机器人的位置。

另外，作业机器人控制部21基于计测程序23d，开始进行传感器50的检测数据的处理(步骤S1－3)。在本实施方式中，准备检测对象O分别用于两个传感器50，两个检测对象O之中的一个是设置于物体100的侧面的标记，另一个是设置于物体100的上表面的标记(图1)。

检测对象O相对于对象部101的位置以及姿态不变化即可。

接着，若在传感器50的视场角内存在检测对象(步骤S1－4)，则作业机器人控制部21，基于计测程序23d，作为第一处理，进行基于检测对象O的计测的对象部101的位置坐标以及姿态的校正数据的导出、以及利用校正数据的作业动作程序23b的校正(步骤S1－5)，同时或在第一处理之后立刻，作为第二处理，开始进行用于检测检测对象O的位置以及移动速度的控制(步骤S1－6)，或者，开始进行用于基准坐标系201的移动的控制(步骤S1－7)。

第一处理

作业机器人控制部21利用传感器50的图像数据，检测基准坐标系201中的检测对象O的位置、或位置以及姿态。而且，作业机器人控制部21，根据预先示教的基准与实际的检测结果的相对关系，求出第一处理的校正数据。各检测对象O的位置以及姿态相对于对象部101不发生变化，因此作为对象部101的校正数据，能够利用所述校正数据。

作业机器人控制部21，利用求出的位置坐标以及姿态的校正数据，对作业动作程序23b进行校正。此外，既能够仅对位置坐标进行校正，也能够仅对姿态进行校正。由此，在通过下述的控制，当将由手30支撑的零件110的轴111a与对象部101的孔101a嵌合时(图6)，能够提高该嵌合的精度。

第二处理

作为第二处理，为了进行步骤S1－6以及S1－7，例如能够利用下述的控制。在本实施方式中，下述的控制称为基于位置的方法。当然还能够利用此以外的控制进行步骤S1－6以及S1－7。在本实施方式中，在下述控制中，根据传感器50的检测数据检测出检测对象O的位置，但还可以根据传感器50的检测数据检测出检测对象O的位置以及姿态。

基于位置的方法的控制为，利用作为传感器50的检测数据而依次获取的图像数据，依次检测所固定的基准坐标系201上的物品100的特征形状和/或特征点的位置。在本实施方式中，基于位置以及姿态相对于对象部101不发生变化的检测对象O的位置的检测结果，依次检测出物品100的对象部101的位置。此外，同时还可以依次检测出对象部101的姿态。而且，作业机器人控制部21基于通过该基准坐标系201上的随着时间的流逝而移动的检测位置彼此的差(例如，当前的检测位置与过去的某时刻的检测位置的差)，使基准坐标系201依次移动。

在此，在第一处理中，为了检测进入到传感器50的检测范围内的检测对象O的位置，需要对检测范围的全区域进行图像处理，但在第二处理中，能够特定检测对象O的大体位置，因此对检测范围的一部分进行图像处理，由此能够实现处理速度的提高。

在本实施方式中，当进行基于位置的方法的控制时，检测对象O始终配置于传感器50的视场角内。

此外，从配置于物体100的上方的传感器50观察，在检测对象O向X轴方向以及Y轴方向移动时，基准坐标系201也向X轴方向以及Y轴方向移动。从配置于物体100的侧方的传感器50观察，在检测对象O向X轴方向以及Z轴方向移动时，基准坐标系201也向X轴方向以及Z轴方向移动。此外，在两个检测对象O的位置围绕沿Z轴方向、Y轴方向等延伸的轴线旋转时，基准坐标系201的姿态也围绕这些轴线旋转。

如此，当随着检测对象O的位置的移动而使基准坐标系201的设定位置、例如原点位置依次移动的情况下，作业机器人控制部21能够不校正作业动作程序23b而控制作业机器人10。

在上述控制中，作业机器人控制部21，例如如图7所示，在两个检测对象O的位置p11、p21分别向位置p12、p22、···移动的情况下，以最小二乗法等进行拟合，由此分别计算两个检测对象O的移动速度。或者，对两个检测对象O的移动速度进行平均，由此计算平均的移动速度。在所求出的移动速度乘上时间的值成为移动量。

还可以使用该移动量插补用于使基准坐标系201移动的设定位置。

另外，还能够将两个检测对象O的基准坐标系201中的中心位置，作为两个检测对象O的检测位置而利用。当存在三个以上的检测对象O的情况下，三个以上的检测对象O的重心位置能够作为这些检测对象O的检测位置被利用。利用多个检测对象O的中心位置或重心位置，由此能够降低物品100的检测误差的影响等。

而且，作业机器人控制部21基于作业动作程序23b，开始进行向各伺服控制器24发送控制指令，所述控制指令用于将零件110的轴111a与对象部101的孔101a进行嵌合(步骤S1－8)。

在此，本实施方式的作业动作程序23b在基准坐标系201中依次变更零件110的轴111a的位置以及姿态。

基准坐标系201的设定位置根据传感器50的检测结果而被依次调整，在这控制中，物品100的对象部101利用搬运装置2进行移动，但从基准坐标系201观察时对象部101是停止的。

在被如此控制的状态下，作业机器人控制部21基于力觉控制程序23c开始进行力觉控制(步骤S1－9)。作为力觉控制，能够利用众所周知的力觉控制。在本实施方式中，作业机器人10使零件110向从由力传感器32检测出的力避开的方向移动。其移动量为，由作业机器人控制部21根据力传感器32的检测值决定。

例如，在由手30把持的零件110的轴111a开始与物品100的孔101a进行嵌合的状况下，当与由搬运装置2搬运的搬运方向相反的方向的力被力传感器32检测出来时，则作业机器人10追随的同时使零件110向与搬运方向相反的方向略微移动从而从所检测出来的力避开。

接着，作业机器人控制部21，在检测对象O相对于传感器50的位置超过预定的基准而变动时(步骤S1－10)，进行第一异常对应工作(步骤S1－11)。超过预定的基准的变动为，图像数据内的检测对象O的较大的移动、比图像数据内的检测对象O的预定速度更快的移动、以及检测对象O在意外的时间消失等。在电力供给不稳定的情况下，存在马达2a的旋转速度急剧下降的情况，也存在马达2a的旋转速度发生较大变动的情况。在这些情况下，检测对象O相对于传感器50的位置超过所述预定的基准而变动。

此外，步骤S1－10、S1－11还可以在嵌合动作(步骤S1－8)的开始之前进行。

作为第一异常对应工作，作业机器人控制部21进行使力觉控制的控制周期变短的工作或提高灵敏度的工作、停止嵌合的行进的工作、中止嵌合作业的工作等。若使力觉控制的控制周期变短、或提高灵敏度，则相对于对零件110施加的力，能够使作业机器人10更敏感地移动。在本实施方式中，作业机器人控制部21进行中止、退避嵌合作业的工作、使搬运装置停止、或组合这些的工作等。

另外，作业机器人控制部21，在力传感器32的检测值超过预定的基准值时(步骤S1－12)，进行第二异常对应工作(步骤S1－13)。当力传感器32的检测值超过预定的基准值时，异常的力施加于零件110、物品100等的可能性较高。因此，作业机器人控制部21，作为第二异常对应工作，进行使作业机器人10退避、停止的工作、使作业机器人10以低速向从由力传感器32检测出来的力的方向避开的方向移动的工作、使搬运装置2停止的工作、使手30从零件110分离的工作、或组合这些的工作等。在本实施方式中，作业机器人控制部21进行使作业机器人10与搬运装置2停止的工作。

另一方面，作业机器人控制部21判断嵌合作业是否已结束(步骤S1－14)，在嵌合作业已结束的情况下，将控制指令发送到作业机器人10以及手30(步骤S1－15)。由此，手30从零件110分离，手30利用作业机器人10向待机位置或存放下一个零件110的场所移动。

根据步骤S1－6获取的检测对象O的移动速度，在由两个传感器50无法检测出检测对象O的位置的情况下也能够使用。例如，作业机器人控制部21，能够利用前一时刻检测出的两个检测对象O的位置、和在观察不到检测对象O之前计算出的移动速度，变更基准坐标系201的设定位置。

此外，加工工具支撑于作业机器人10的前端部，作为预定的作业，作业机器人10还可以对由搬运装置2搬运的物品100进行加工。在该情况下，加工工具是钻头、铣刀、钻孔攻螺纹复合刀具、去毛刺工具、以及其他工具等。即使在该情况下，在步骤S1－2中，加工工具也接近对象部101，在步骤S1－9中根据加工工具与对象部101的接触而进行力觉控制等，由此达到与上述相同的效果。

另外，另一个控制装置还可以适当进行步骤S1－5、步骤S1－6中的物品100的特征形状和/或特征点的位置的检测等。

另外，当在第二处理中依次对检测对象O的位置进行检测时，还能够求出第一处理的校正数据。在该情况下，不需要进行第一处理(步骤S1－4)。

如此，在本实施方式中，传感器50配置于预定位置，利用传感器50的检测数据，依次检测出物品100中的对象部101的位置。而且，如此利用依次检测出的对象部101的位置，控制作业机器人10。因此，即使在没有力觉控制的状态下，作业机器人控制部20能够识别支撑于作业机器人10的零件110或工具与物品100之间的位置关系，还存在能够识别两者有无接触的情况。例如，作业机器人控制部21在没有力觉控制的状态下也能够识别出，由搬运装置2搬运物品100的移动量发生较大变动的搬运装置2的异常。因此，无需过度缩短力觉控制的控制周期，即能够实现防止作业机器人10、搬运装置2、以及物品100等破损，也抑制作业机器人10的振荡的发生。

在此，还存在如下思路：传感器50被作业机器人10的前端部、或与作业机器人10不同的机器人的前端部支撑，在机器人使传感器50的位置以及姿态根据搬运装置2的搬运而变化时，利用传感器50的检测数据检测出对象部101的位置时的精度提高。但是，若利用机器人的前端部支撑传感器50，则由于机器人的校准的精度、机器人的挠曲的影响、机器人的绝对精度等，传感器50的位置以及姿态无法完全准确的情况较多。相对于此，在本实施方式中，传感器50利用支架51、框架52等的支撑部件配置于预定位置。因此，与利用机器人的前端部支撑传感器50的情况相比，利用传感器50的检测数据检测出对象部101的位置时的精度提高。

此外，还能够并用支撑于机器人的前端部的传感器50、和利用支架51、框架52等的支撑部件配置于预定位置的传感器50。例如，在本实施方式中，能够利用与作业机器人10不同的机器人，支撑由框架52支撑的传感器50。在该情况下，能够利用机器人，使其传感器50的位置以及姿态根据搬运装置2的搬运进行变化。当在由搬运装置2搬运的物品10存在发生X轴方向的移动速度的变动、Z轴方向的振动等的可能性的情况下，能够利用由支架51支撑的传感器50，准确地检测在对象部101中发生的移动速度的变动、振动等。即，通过具有由支架51支撑的传感器50，加强利用由机器人支撑的传感器50检测对象部101的位置的事项。

另外，当在传感器50与零件110或工具一起支撑于作业机器人10的前端部的情况下，存在传感器50的视场角(检测范围)被零件110或工具遮挡的情况。在零件110或工具与物品100接触时，还存在利用传感器50无法检测出对象部101或其附近的情况。在本实施方式中，传感器50未支撑于作业机器人10。因此，传感器50的检测范围被零件110或工具遮挡的可能性降低，还能够改善在零件110或工具与物品100接触时利用传感器检测对象部101或其附近的检测状态。

另外，当在传感器50与零件110或工具一起支撑于作业机器人10的前端部的情况下，在进行工具或作业机器人10的清洗、修理等时，需要从作业机器人10拆卸传感器50。在该情况下，在将传感器50再次安装于作业机器人10时，需要进行传感器50的校准。在本实施方式中，由于传感器50未支撑于作业机器人10，因此能够减少或消除传感器50的校准的时间和劳力。

另外，在本实施方式中，利用传感器50的检测结果，由此作业机器人控制部21使作业机器人10的零件110或工具追踪对象部101。因此，作业机器人控制部21为，在作业机器人10进行预定的作业时，对由搬运装置2搬运的物品100的对象部101，能够准确地控制支撑于作业机器人10的零件110或工具的位置以及姿态。这有利于在不缩短力觉控制的控制周期、或不提高灵敏度的情况下，实现防止作业机器人10、搬运装置2、以及物品100等的破损，还有利于抑制作业机器人10的振荡的发生。

另外，在本实施方式中，利用传感器50对位置相对于对象部101不发生变化的检测对象O进行检测，由此依次检测出对象部101的位置。因此，即使在对象部101被零件110、工具遮盖的情况下，也能够依次检测对象部101的位置，这极其有利于提高利用作业机器人10进行作业的精度。

另外，在本实施方式中，具有检测搬运装置2上的物品100的至少位置的检测装置40，作业机器人控制部21，基于检测装置40的检测结果，使作业机器人10的零件110或工具接近对象部101。此外，在接近时，作业机器人还可以根据所述对象部的姿态改变所述零件110或所述工具的姿态。

若作业机器人10基于检测装置40的检测结果如此工作，则作业的效率提高。此时，作业机器人控制部21还利用工作位置检测装置2b的检测结果，使支撑于作业机器人10的零件110接近对象部101，由此上述控制变得更准确。

另外，在本实施方式中，当在从传感器50观察到的对象部101或检测对象O的位置，超过预定的基准而变动时，作业机器人控制部21进行异常对应工作。

在该结构中，在支撑于作业机器人10的零件110、工具与物品100之间的位置关系被识别的状态下，作业机器人控制部2021还基于传感器50的检测结果进行异常对应工作。该结构有利于准确地实现防止作业机器人10、搬运装置2、以及物品100等破损，还有利于抑制作业机器人10的振荡的发生。

在本实施方式中，检测装置40是光电传感器，但检测装置40还可以是配置于搬运装置2的上方、侧方、或下方的二维摄像机、三维摄像机、三维距离传感器、以及将线光向对象物照射而测量形状的传感器等。当检测装置40是二维摄像机的情况下，还存在如下情况：作业机器人控制部21为，基于作为检测装置40的检测结果的图像数据，能够识别由搬运装置2搬运的物品100的对象部101的位置、姿态。因此，在步骤S1－2中，作业机器人控制部21能够使零件110的轴111a更准确地接近对象部101的孔101a。

另外，作为搬运装置2，既能够利用将物品100沿着曲线的轨迹而搬运的搬运装置，还能够利用将物品100沿着弯弯曲曲的轨迹而搬运的搬运装置。即使在这些情况下，作业机器人控制部21也能够利用传感器50的检测结果，使由作业机器人10支撑的零件110追随对象部101。另外，当在步骤S1－10中，检测对象O相对于传感器50的位置超过预定的基准而变动时，在步骤S1－11中，作业机器人控制部21能够进行第一异常对应动作。即，即使在利用所述搬运装置的情况下，也达到与上述相同的效果。

此外，步骤S1－10、S1－11还可以在开始进行嵌合动作(步骤S1－8)之前进行。

此外，步骤S1－6的位置的获取基于由传感器50拍摄的图像数据而计算。因此，位置的获取周期取决于传感器50的拍摄周期。相对于此，还能够基于传感器50的拍摄数据，插补依次获取的位置。例如，作业机器人控制部21为，利用连续的多个位置的检测结果，特定位置以及移动量的变动的倾向。而且，作业机器人控制部21能够沿着特定的倾向，在检测位置与检测位置之间设定插补位置。

在步骤S1－11中，作为第一异常对应工作，作业机器人控制部21还可以进行搬运装置2的马达2a的停止、以及搬运装置2的马达2a的减速等。

在本实施方式中，在作业机器人10的前端部安装有力传感器32。另一方面，还能够在手30内部、机器人10内部、搬运装置2与物体100之间、物体100的内部等，配置力传感器32。即使在该情况下，也能够基于力传感器32的检测值进行力觉控制，并达到与上述相同的效果。

另外，代替框架52，还可以利用使传感器50移动的移动装置61。例如，如图8所示，移动装置61具有：轨道63，其沿X轴方向延伸；滑块64，其支撑于轨道63；以及伺服马达65以及滚珠丝杠65a，伺服马达65以及滚珠丝杠65a使滑块64沿着轨道63而移动。在该情况下，在进行所述基于位置的方法的控制时，移动装置61能够固定传感器50的位置以及姿态。

此外，在本实施方式中，两个传感器50分别检测设置于物体100的上表面以及侧面的检测对象O。相对于此，还能够设置检测物体100的背面的检测对象O的传感器50。在该情况下，能够检测对象部101的三维的位置姿态。

此外，在本实施方式中，当在一个传感器50的检测因某些原因无法进行时，还可以仅利用另一个传感器50的检测数据进行上述基于位置的方法的控制。另外，传感器50还可以在搬运装置2的搬运方向上排列，适用于基于位置的方法的控制的传感器50被依次切换。

此外，作为利用两个传感器50分别检测检测对象O的代替，当利用两个或任一个传感器50检测对象部101的情况下，作业机器人控制部21适用众所周知的图像处理，由此能够利用例如图3的图像数据，特定两个对象部101的至少某一个的位置。另外，作业机器人控制部21为，能够基于图3的图像数据中的对象部101的特征形状或多个特征点，特定对象部101的姿态。

另外，在作为第二处理的一部分的步骤S1－7中，作为进行基准坐标系201的移动的代替，还可以进行动作程序23b的校正。在该情况下，作业机器人控制部21，基于基准坐标系201上的基准位置与实际的位置(检测位置)之差，相对于基准坐标系201依次校正预先示教的动作程序23b的示教点。即使在该情况下，也起到与上述相同的作用效果。

Claims (5)

1.一种作业机器人系统，其特征在于，具备：

搬运装置，其搬运物品；

作业机器人，其对由所述搬运装置搬运的所述物品的对象部，进行预定的作业；

作业机器人控制部，其控制所述作业机器人；

传感器，其配置于预定位置，并且用于检测由所述搬运装置搬运的所述物品中的所述对象部或位置相对于所述对象部不发生变化的检测对象的位置；以及

力检测部，其检测通过支撑于所述作业机器人的零件或工具与所述物品之间的接触而产生的力，

当利用所述作业机器人进行所述预定的作业时，所述作业机器人控制部基于所检测出的所述对象部或所述检测对象的位置，进行所述作业机器人的控制，同时基于所述力检测部的检测值进行力觉控制。

2.根据权利要求1所述的作业机器人系统，其特征在于，

所述作业机器人控制部利用所述传感器的所述检测结果，使由所述作业机器人支撑的所述零件或所述工具追随所述对象部，同时利用所述力检测部的检测值进行所述力觉控制。

3.根据权利要求1或2所述的作业机器人系统，其特征在于，

所述作业机器人系统具备对所述搬运装置上的所述物品的至少位置进行检测的检测部，

所述作业机器人控制部基于所述检测部的检测结果，使所述作业机器人的所述零件或所述工具接近所述对象部。

4.根据权利要求1或2所述的作业机器人系统，其特征在于，

当所述对象部或所述检测对象的检测位置超过预定的基准而变动时，所述作业机器人控制部以及所述搬运装置中的至少一个进行异常对应工作。

5.一种作业机器人，其特征在于，具备：

臂，其对由搬运装置搬运的物品的对象部进行预定的作业；

作业机器人控制部，其控制所述臂；以及

力检测部，其检测通过支撑于所述臂的零件或工具与所述物品之间的接触而产生的力，

所述作业机器人控制部从具有用于检测位置的传感器的计测装置，接收关于所述位置的数据，所述位置是由所述搬运装置移动的所述对象部或位置相对于所述对象部不发生变化的检测对象的位置，

当利用所述臂进行所述预定的作业时，所述作业机器人控制部利用关于所述位置的数据进行所述臂的控制，同时基于所述力检测部的检测值进行力觉控制。