CN110394790A - 机器人控制装置、机器人及机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供机器人控制装置、机器人及机器人系统,可以在进行将线缆的一端部连接于第一连接器、将线缆的另一端部连接于第二连接器的作业时,高效地进行该作业。机器人控制装置控制机器人,末端执行器安装于该机器人,机器人控制装置使机器人执行:第一动作,用末端执行器保持线缆的一端部侧,并将该一端部插入第一连接器;第二动作,存储向第一连接器的插入完成时的特定点的位置和姿势;第三动作,一面用末端执行器保持线缆,一面基于向线缆的另一端部的移动量以及位置和姿势,使末端执行器向对象物的另一端部侧移动,并保持该另一端部侧;以及第四动作,依旧用末端执行器保持线缆的另一端部侧并将其另一端部插入第二连接器。
Description
技术领域
本发明涉及机器人控制装置、机器人及机器人系统。
背景技术
已知有具备基台以及具有多个臂(连杆)的机械臂的机器人(例如,参照专利文献1)。机械臂的相邻的两个臂中的一个臂通过关节部以能够转动的方式与另一个臂连结,最基端侧(最上游侧)的臂通过关节部以能够转动的方式连结于基台。关节部被电机驱动,通过该关节部的驱动,臂进行转动。此外,作为末端执行器,例如手爪以能够安装拆卸的方式安装于最前端侧(最下游侧)的臂。并且,该机器人可以进行通过手爪来把持作为第一对象物的连接器、将该连接器连接于作为第二对象物的其它连接器的作业。
专利文献1:日本专利特开2016-209967号公报
在专利文献1中公开了通过把持爪把持着线缆插入连接器的机器人。线缆的一端例如通过相机而被定位,被把持爪所把持。但是,在把持线缆的两端的情况下,由于线缆具有可挠性,即便是一端被定位,但是,另一端的位置总是不确定。因此,在进行了一端的定位之后,还需要进行另一端的定位,为了进行两端的定位需要花费时间。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题而做出的发明,可以作为以下方面来实现。
本发明的机器人控制装置,其特征在于,控制机器人,所述机器人具有机械臂,末端执行器安装于所述机械臂,所述机器人用所述末端执行器保持具有可挠性的线缆,将所述线缆的一端部连接于第一连接器,并将所述线缆的另一端部插入第二连接器,所述机器人控制装置使所述机器人执行:第一动作,用所述末端执行器保持所述线缆的一端部侧,并将所述线缆的一端部插入所述第一连接器;第二动作,存储所述线缆的一端部插入所述第一连接器的插入完成时的所述线缆上或所述末端执行器上的特定点的位置和姿势;第三动作,一面用所述末端执行器引导所述线缆,一面基于预先存储的向所述线缆的另一端部的移动量以及所述位置和所述姿势,使所述末端执行器沿着所述线缆向所述线缆的另一端部侧移动,并用所述末端执行器保持所述线缆的另一端部侧;以及第四动作,依旧用所述末端执行器保持所述线缆的另一端部侧而将所述线缆的另一端部插入所述第二连接器。
本发明的机器人其特征在于,具有机械臂,并由本发明的机器人控制装置所控制。
本发明的机器人系统其特征在于,具备:具有机械臂的机器人;以及控制所述机器人的本发明的机器人控制装置。
附图说明
图1是示出本发明的机器人系统的第一实施方式中的机器人的立体图(包括框图)。
图2是图1所示的机器人的概略图。
图3是示出本发明的机器人系统的第一实施方式的主要部分的框图。
图4是示出安装于图1所示的机器人的末端执行器的立体图。
图5是图4中的单点划线所包围的区域[A]的放大图。
图6是图4中的单点划线所包围的区域[A]的分解图。
图7是图4中的单点划线所包围的区域[A]的分解图。
图8是图4所示的末端执行器具备的吸附块的立体图。
图9是示出本发明的机器人系统的第一实施方式中的机器人控制装置的控制动作的流程图。
图10是示出作为本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的対象的线缆的侧视图。
图11是从图10中的箭头B方向观察时的图(平面图)。
图12是用于依次说明本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的局部垂直截面图。
图13是用于依次说明本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的局部垂直截面图。
图14是用于依次说明本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的局部垂直截面图。
图15是用于依次说明本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的局部垂直截面图。
图16是用于依次说明本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的局部垂直截面图。
图17是用于依次说明本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的局部垂直截面图。
图18是示出图12至图13所示的作业的过程中通过力检测部检测到的力的历时变化、且作业成功的情况的图表(一个例子)。
图19是示出本发明的机器人系统的第二实施方式中的机器人控制装置的控制动作的流程图。
图20是示出本发明的机器人系统的第三实施方式中的机器人控制装置的控制动作的流程图。
图21是用于依次说明本发明的机器人系统的第四实施方式中的作业的局部垂直截面图。
图22是用于依次说明本发明的机器人系统的第四实施方式中的作业的局部垂直截面图。
图23是用于依次说明本发明的机器人系统的第四实施方式中的作业的局部垂直截面图。
图24是用于依次说明本发明的机器人系统的第四实施方式中的作业的局部垂直截面图。
图25是用于依次说明本发明的机器人系统的第四实施方式中的作业的局部垂直截面图。
图26是图25中的C-C线截面图。
图27是用于关于第一实施方式~第四实施方式、以硬件(处理器)为中心进行说明的框图。
图28是示出本发明的机器人系统的其它例子1(变形例1)的框图。
图29是示出本发明的机器人系统的其它例子2(变形例2)的框图。
附图标记说明
1机器人;2臂主体;3驱动机构;4密封单元;5显示装置;7力检测部;9输入装置;10机械臂;11基台;12第一臂;13第二臂;14第三臂;15第四臂;16机械腕;17第五臂;18第六臂;19末端执行器;191支承基板;192第一吸附单元;193第二吸附单元;194接头;20机器人控制装置(控制装置);201控制部;202力控制部;203位置控制部;206判断部;207接收部;208存储部;209显示控制部;30可动部;61控制器;62计算机;63计算机;64云;65网络;66计算机;71基部;711中空部(流道);72接头;73接头;74接头;75吸附垫;76吸附垫;81基部;82吸附块;821吸附孔;822第一吸附孔群;823第二吸附孔群;824第三吸附孔群;825第四吸附孔群;827中空部(流道);828中空部(流道);829抵接部;83接头;84接头;85支承板;851倾斜部;86第一卡合部件;87第二卡合部件;871爪部;89弹性片;91线缆;91A第一部件;91B第一部件;92配线部;93第一连接器(第一阳型连接器);931凹部(缺损部);932凸部;933凸部;94第二连接器(第二阳型连接器);941凹部(缺损部);942凸部;95对象物;95A第二部件;95B第二部件;96电路基板;97第一连接器(第一阴型连接器);971卡合部;972盖部;973卡合部;98第二连接器(第二阴型连接器);981卡合部;100机器人系统;100A机器人系统;100B机器人系统;100C机器人系统;101地板;102作业台;111螺栓;171关节;172关节;173关节;174关节;175关节;176关节;301电机驱动器;302电机驱动器;303电机驱动器;304电机驱动器;305电机驱动器;306电机驱动器;401第一驱动源;401M电机;402第二驱动源;402M电机;403第三驱动源;403M电机;404第四驱动源;404M电机;405第五驱动源;405M电机;406第六驱动源;406M电机;411第一角度传感器;412第二角度传感器;413第三角度传感器;414第四角度传感器;415第五角度传感器;416第六角度传感器;O1第一转动轴;O2第二转动轴;O3第三转动轴;O4第四转动轴;O5第五转动轴;O6第六转动轴;P1特定点;S101~S104步骤;S201~S206步骤;t0时间;t1时间;t2时间;t3时间;α箭头。
具体实施方式
下面,基于附图所示的优选实施方式对本发明的机器人控制装置、机器人及机器人系统进行详细说明。
<第一实施方式>
图1是示出本发明的机器人系统的第一实施方式中的机器人的立体图(包括框图)。图2是图1所示的机器人的概略图。图3是示出本发明的机器人系统的第一实施方式的主要部分的框图。图4是示出安装于图1所示的机器人的末端执行器的立体图。图5是图4中的单点划线所包围的区域[A]的放大图。图6是图4中的单点划线所包围的区域[A]的分解图。图7是图4中的单点划线所包围的区域[A]的分解图。图8是图4所示的末端执行器具备的吸附块的立体图。图9是示出本发明的机器人系统的第一实施方式中的机器人控制装置的控制动作的流程图。图10是示出作为本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的対象的线缆的侧视图。图11是从图10中的箭头B方向观察时的图(平面图)。图12是用于依次说明本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的局部垂直截面图。图13是用于依次说明本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的局部垂直截面图。图14是用于依次说明本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的局部垂直截面图。图15是用于依次说明本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的局部垂直截面图。图16是用于依次说明本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的局部垂直截面图。图17是用于依次说明本发明的机器人系统的第一实施方式中的作业的局部垂直截面图。图18是示出图12至图13所示的作业的过程中通过力检测部检测到的力的历时变化、且作业成功的情况的图表(一个例子)。
需要说明的是,在图1中示意性地示出了末端执行器。此外,在图2中省略了末端执行器及力检测部的图示。
此外,下面为了便于说明,有时将图1、图2、图4~图7、图12~图17(关于图21~图25也是同样的)中的上侧称为“上”或“上方”、将下侧称为“下”或“下方”。此外,图1、图2、图4~图7、图12~图17(关于图21~图25也是同样的)中的上下方向为铅直方向。
此外,有时将图1及图2中的基台侧称为“基端”或“上游”、将其相反侧称为“前端”或“下游”。
此外,在本说明书中,“水平”不仅包括完全水平的情况,而且还包括相对于水平在±5°以内倾斜的情况。同样地,在本说明书中,“铅直”不仅包括完全铅直的情况,而且还包括相对于铅直在±5°以内倾斜的情况。此外,在本说明书中,“平行”不仅包括两条线(包括轴)或面彼此完全平行的情况,而且还包括在±5°以内倾斜的情况。此外,在本说明书中,“正交”不仅包括两条线(包括轴)或面彼此完全正交的情况,而且还包括在±5°以内倾斜的情况。
此外,在对机器人系统中的作业进行说明时,为了便于说明,如图12~图17所示,设置由彼此正交的X轴、Y轴以及Z轴构成的坐标系。
本发明的机器人控制装置(下面仅称为“控制装置”)20控制机器人1,该机器人1具有末端执行器19所安装于的机械臂10,通过末端执行器19保持作为具有可挠性的线缆91的第一部件91A,将第一部件91A的第一连接器93(线缆91的一端部)连接于第二部件95A的第一连接器97,并将第一部件91A的第二连接器94(线缆91的另一端部)插入第二部件95A的第二连接器98。
控制装置20使(控制)所述机器人1执行:第一动作,用末端执行器19保持第一部件91A的第一连接器93(线缆91的一端部)侧,并将第一连接器93(线缆的一端部)插入第一连接器97;第二动作,在第一动作之后,存储第一连接器93(线缆91的一端部)向第一连接器97的插入完成时的第一部件91A(线缆91)上或末端执行器19上的特定点P1位置和姿势;第三动作,在第二动作之后,一面用末端执行器19保持第一部件91A(线缆91),一面基于预先存储于存储部208的向第一部件91A的第二连接器94(线缆91的另一端部)的移动量以及特定点P1的位置和姿势,使末端执行器19沿着第一部件91A(线缆91)的长边方向向第二连接器94(线缆91的另一端部)侧移动,并用末端执行器19保持第二连接器94(线缆91的另一端部)侧;以及第四动作,在第三动作之后,依旧用末端执行器19保持第二连接器94(线缆的另一端部)侧而将第二连接器94(线缆91的另一端部)插入第二连接器98。
根据这样的本发明,如后所述,由于在进行将第一部件91A的第一连接器93连接于第二部件95A的第一连接器97、将第一部件91A的第二连接器94连接于第二部件95A的第二连接器98的作业时,在插入了第一连接器93之后,可以基于第一连接器93的插入完成位置,保持第二连接器94,因此可以短时间地进行连接作业。
本发明的机器人1具有机械臂10,并由本发明的控制装置(机器人控制装置)20所控制。
由此,可以获得发挥前述的控制装置20的优点的机器人1。
本发明的机器人系统100具备具有机械臂10的机器人1、以及控制机器人1的本发明的控制装置(机器人控制装置)20。
由此,可以获得具有前述的控制装置20的优点的机器人系统100。
图1及图3所示的机器人系统100具备机器人1、控制机器人1的控制装置20、显示装置5(显示部)以及输入装置9(输入部)。该机器人系统100的用途并没有特别的限定,例如可以用于电子元器件及电子设备等的工件(对象物)的保持、运送、组装及检查等各作业。
此外,机器人1和控制装置20通过线缆而电连接(下面,也仅称为“连接”)。此外,控制装置20与显示装置5及输入装置9分别通过线缆而电连接。
需要说明的是,机器人1和控制装置20并不限定于有线方式,例如也可以省略线缆,以无线方式进行通信。此外,控制装置20其一部分或全部也可以内置于机器人1中。
此外,显示装置5和控制装置20并不限定于有线方式,例如也可以省略线缆,以无线方式进行通信。
此外,输入装置9和控制装置20并不限定于有线方式,例如也可以省略线缆,以无线方式进行通信。
控制装置20例如可以由内置有作为处理器的一个例子的CPU(CentralProcessingUnit:中央处理单元)的计算机(PC)等构成。该控制装置20具备进行机器人1的后述的第一驱动源401、第二驱动源402、第三驱动源403、第四驱动源404、第五驱动源405、第六驱动源406和末端执行器19的驱动(动作)的控制等的控制部201、判断部206、接收部207、存储部208(存储器)以及显示控制部209。
控制部201具有对机器人1进行力控制的力控制部202、以及对机器人1进行位置控制的位置控制部203。控制部201进行力控制、位置控制等,具有控制机器人1的驱动、即机械臂10及末端执行器19等的驱动的功能。该控制部201(力控制部202、位置控制部203)例如具备CPU(处理器)、RAM、存储有程序的ROM等。此外,控制部201(力控制部202、位置控制部203)的功能例如可以通过CPU执行各种程序来实现。
显示控制部209具有使显示装置5显示各种图像(包括窗口等各种画面等)、字符等的功能。即、显示控制部209具有控制显示装置5的驱动的功能。该显示控制部209的功能例如可以通过GPU(处理器)、CPU(处理器)等实现。
存储部208具有存储各种信息(包括数据、程序等)的功能。该存储部208的功能例如可以通过RAM、ROM等的半导体存储器、硬盘装置、外部存储装置等实现。
判断部206具有进行各判断的功能。该判断部206的功能例如可以通过CPU(处理器)等实现。
接收部207具有接收来自于输入装置9的输入的功能。该接收部207的功能例如可以通过接口电路实现。需要说明的是,例如采用触摸面板时,接收部207具有作为感测用户的手指对触摸面板的接触等的输入感测部的功能。
显示装置5例如具备由液晶显示器、EL显示器等构成的监控器(未图示),例如,显示各种图像(包括窗口等各种画面等)、字符等。
输入装置9例如可以由鼠标、键盘等构成。用户可以通过操作输入装置9,对控制装置20进行各种处理等的指示(输入)。
具体而言,用户可以通过利用输入装置9的鼠标对显示于显示装置5的各种画面(窗口等)进行点击的操作、通过输入装置9的键盘输入字符、数字等的操作,进行对于控制装置20的指示。下面,也将该用户的采用了输入装置9的指示(基于输入装置9的输入)称为“操作指示”。该操作指示包括通过输入装置9从显示于显示装置5的内容中选择期望的内容的选择操作、通过输入装置9输入字符、数字等的输入指示等。此外,输入也包括选择。
需要说明的是,在本实施方式中,也可以取代显示装置5及输入装置9而设置兼具显示装置5及输入装置9(显示部及输入部)的显示输入装置(未图示)。作为显示输入装置,例如可以采用触摸面板(静电式触摸面板、感压式触摸面板)等。此外,输入装置9是识别声音(包括语音)的构成。
如图1及图2所示,机器人1具备基台11以及机械臂10。机械臂10具备第一臂12、第二臂13、第三臂14、第四臂15、第五臂17和第六臂18、以及第一驱动源401、第二驱动源402、第三驱动源403、第四驱动源404、第五驱动源405和第六驱动源406。此外,由第五臂17及第六臂18构成机械腕16,在第六臂18的前端,例如能够以可安装拆卸的方式装配(安装)手爪等末端执行器19,可以通过该末端执行器19保持(把持)线缆91。作为由末端执行器19所保持的线缆91,并没有特别的限定,例如可以列举出电子元器件、电子设备等各种物体。
这里,“末端执行器19安装(连接)于机械臂10(第六臂18)”并不限定于末端执行器19直接安装于机械臂10的情况,如本实施方式所示,也包括末端执行器19安装于力检测部7的情况等间接地安装于机械臂10的情况。
在本实施方式中,力检测部7(力检测装置)可安装拆卸地安装(连接)于机械臂10的第六臂18的前端,末端执行器19可安装拆卸地安装(连接)于力检测部7。即、力检测部7设置于第六臂18与末端执行器19之间。此外,通过机械臂10、力检测部7以及末端执行器19构成可动部30。
需要说明的是,力检测部7可安装拆卸地连接于第六臂18,末端执行器19可安装拆卸地连接于力检测部7,但是,并不限定于此,例如也可以不可脱离地设置力检测部7,此外,还可以不可脱离地设置末端执行器19。
力检测部7检测施加于末端执行器19的力(包括平移力、扭矩)。作为力检测部7,并没有特别的限定,但是,在本实施方式中,采用能够检测彼此正交的三轴各自的轴方向的力分量(平移力分量)以及该三轴各自的绕轴的力分量(扭矩分量)的六轴力觉传感器等。需要说明的是,力检测部7也可以是其它的构成。
机器人1是从基端侧向先端侧依次连结有基台11、第一臂12、第二臂13、第三臂14、第四臂15、第五臂17、以及第六臂18的单臂的六轴垂直多关节机器人。下面,也将第一臂12、第二臂13、第三臂14、第四臂15、第五臂17、第六臂18、机械腕16分别称为“臂”。此外,也将第一驱动源401、第二驱动源402、第三驱动源403、第四驱动源404、第五驱动源405及第六驱动源406分别称为“驱动源”。需要说明的是,第一臂12、第二臂13、第三臂14、第四臂15、第五臂17及第六臂18各臂的长度各自并没有特别的限定,可以适当地设定。
基台11与第一臂12通过关节(joint)171而连结。并且,第一臂12可以将与铅直方向平行的第一转动轴O1作为转动中心,相对于基台11绕该第一转动轴O1转动。第一转动轴O1与作为基台11的设置面的地板101的上表面的法线一致。此外,第一转动轴O1是位于机器人1的最上游侧的转动轴。该第一臂12通过具有电机(第一电机)401M及减速器(未图示)的第一驱动源401的驱动而进行转动。此外,电机401M通过电机驱动器301而被控制装置20控制。需要说明的是,也可以省略所述减速器。
第一臂12与第二臂13通过关节(joint)172而连结。并且,第二臂13可以将与水平方向平行的第二转动轴O2作为转动中心,相对于第一臂12进行转动。第二转动轴O2平行于与第一转动轴O1正交的轴。该第二臂13通过具有电机(第二电机)402M及减速器(未图示)的第二驱动源402的驱动而进行转动。此外,电机402M通过电机驱动器302而被控制装置20控制。需要说明的是,也可以省略所述减速器。此外,第二转动轴O2也可以与第一转动轴O1正交。
第二臂13与第三臂14通过关节(joint)173而连结。并且,第三臂14可以将与水平方向平行的第三转动轴O3作为转动中心,相对于第二臂13绕该第三转动轴O3进行转动,第三转动轴O3与第二转动轴O2平行。该第三臂14通过具有电机(第三电机)403M及减速器(未图示)的第三驱动源403的驱动而进行转动。此外,电机403M通过电机驱动器303而被控制装置20控制。需要说明的是,也可以省略所述减速器。
第三臂14与第四臂15通过关节(joint)174而连结。并且,第四臂15可以将与第三臂14的中心轴方向平行的第四转动轴O4作为转动中心,相对于第三臂14绕该第四转动轴O4进行转动。第四转动轴O4与第三转动轴O3正交。该第四臂15通过具有电机(第四电机)404M及减速器(未图示)的第四驱动源404的驱动而进行转动。此外,电机404M通过电机驱动器304而被控制装置20控制。需要说明的是,也可以省略所述减速器。此外,第四转动轴O4也可以平行于与第三转动轴O3正交的轴。
第四臂15与机械腕16的第五臂17通过关节(joint)175而连结。并且,第五臂17可以将第五转动轴O5作为转动中心,相对于第四臂15绕该第五转动轴O5进行转动。第五转动轴O5与第四转动轴O4正交。该第五臂17通过具有电机(第五电机)405M及减速器(未图示)的第五驱动源405的驱动而进行转动。此外,电机405M通过电机驱动器305而被控制装置20控制。需要说明的是,也可以省略所述减速器。此外,第五转动轴O5也可以平行于与第四转动轴O4正交的轴。
机械腕16的第五臂17与第六臂18通过关节(joint)176而连结。并且,第六臂18可以将第六转动轴O6作为转动中心,相对于第五臂17绕该第六转动轴O6进行转动。第六转动轴O6与第五转动轴O5正交。该第六臂18通过具有电机(第六电机)406M及减速器(未图示)的第六驱动源406的驱动而进行转动。此外,电机406M通过电机驱动器306而被控制装置20控制。需要说明的是,也可以省略所述减速器。此外,第六转动轴O6也可以平行于与第五转动轴O5正交的轴。
在第一驱动源401~第六驱动源406中,在各自的电机或减速器中设置有第一角度传感器411、第二角度传感器412、第三角度传感器413、第四角度传感器414、第五角度传感器415、第六角度传感器416。下面,也将第一角度传感器411、第二角度传感器412、第三角度传感器413、第四角度传感器414、第五角度传感器415、第六角度传感器416分别称为“角度传感器”。作为这些角度传感器,并没有特别的限定,例如可以采用旋转编码器等编码器等。并且,通过这些第一角度传感器411~第六角度传感器416,可以检测第一驱动源401~第六驱动源406的电机或减速器的旋转轴(转动轴)的旋转(转动)角度。
此外,作为第一驱动源401~第六驱动源406的电机各自并没有特别的限定,但是,优选采用例如AC伺服电机、DC伺服电机等伺服电机。
机器人1与控制装置20电连接。即、第一驱动源401~第六驱动源406、第一角度传感器411~第六角度传感器416分别与控制装置20电连接。
此外,控制装置20可以分别使第一臂12~第四臂15、机械腕16独立地进行动作,即、可以通过电机驱动器301~电机驱动器306,分别独立地控制第一驱动源401~第六驱动源406。在这种情况下,控制装置20通过第一角度传感器411~第六角度传感器416、力检测部7进行检测,基于该检测结果(检测信息),分别控制第一驱动源401~第六驱动源406的驱动、例如角速度、旋转角度等。该控制程序预先存储于控制装置20的存储部208。
在本实施方式中,基台11位于机器人1的铅直方向的最下方,是固定(设置)于设置空间的地板101等的部分。作为该固定方法,并没有特别的限定,例如在本实施方式中,采用了利用多根螺栓111的固定方法。此外,固定有基台11的部分的地板101是与水平面平行的平面(面),但是,并不限定于此。
在基台11中,例如容纳有电机401M、电机驱动器301~电机驱动器306等。需要说明的是,电机驱动器301~电机驱动器306也可以设置于控制装置20。
第一臂12~第四臂15分别具有:中空的臂主体2;容纳于臂主体2内并具备电机的驱动机构3;以及密封臂主体2内的密封单元4。需要说明的是,在附图中,也将第一臂12具有的臂主体2、驱动机构3、密封单元4分别标记为“2a”、“3a”、“4a”,也将第二臂13具有的臂主体2、驱动机构3、密封单元4分别标记为“2b”、“3b”、“4b”,也将第三臂14具有的臂主体2、驱动机构3、密封单元4分别标记为“2c”、“3c”、“4c”,也将第四臂15具有的臂主体2、驱动机构3、密封单元4分别标记为“2d”、“3d”、“4d”。
下面,对机器人系统100中的控制的基本情况进行说明。
控制装置20在作业当中,基于第一角度传感器411~第六角度传感器416、力检测部7的输出、即第一角度传感器411~第六角度传感器416的检测结果(检测到的角度)、力检测部7的检测结果(检测到的力)等,通过位置控制、力控制等对机器人1的驱动(动作)进行控制。
位置控制是指如下所述的机器人1的动作的控制:基于与机器人1的末端执行器19的位置、姿势相关的信息,使末端执行器19进行移动,以使其在目标的位置成为目标的姿势。也可以是机械臂10的前端部、末端执行器19把持的线缆91等而取代所述末端执行器19。此外,可以基于第一角度传感器411~第六角度传感器416的检测结果等求得与末端执行器19的位置、姿势相关的信息。
此外,力控制是指如下所述的机器人1的动作的控制:基于力检测部7的检测结果,变更末端执行器19的位置、姿势,此外,或推压或牵拉末端执行器19、或使末端执行器19旋转等。力控制例如包括阻抗控制以及强制触发控制。
在强制触发控制中,通过力检测部7进行检测,使机械臂10进行移动(也包括姿势的变更)、即进行动作,直至通过该力检测部7检测到规定的力。
阻抗控制包括仿形控制。首先,进行简单的说明,在阻抗控制中,以将施加于机械臂10的前端部的力尽可能地维持为规定的力、即将由力检测部7检测的规定方向的力尽可能地维持为目标值(也包含零)的方式,对机械臂10(机器人1)的动作进行控制。由此,例如在对机械臂10进行阻抗控制时,在机械臂10中,由末端执行器19所把持的线缆91相对于其它对象物95,就所述规定方向进行仿形动作。
此外,如果详细地进行说明,则机器人1的阻抗控制的模型例如可以通过下述(A)式所示的运动方程式来表示。
f(t)=mx”+cx’+kx…(A)
在所述(A)式中,m是质量(惯性)、c是粘性系数、k是弹性(刚性)系数、f(t)是力、x是距离目标位置的位移(位置)。此外,x的一阶微分、即x’对应于速度,x的二阶微分、即x”对应于加速度。需要说明的是,下面也将m、c及k分别简称为“参数”。
在阻抗控制中,构成用于使机械臂10的前端部具有所述(A)式的特性的控制系统。即、进行控制,以使机械臂10的前端部宛如具有所述(A)式所表示的虚拟质量、虚拟粘性系数、虚拟弹性系数。
此外,所述(A)式中的参数m、c及k各自并没有特别的限定,基于各种条件适当进行设定。即、参数m、c及k分别对应于机器人1进行的作业而被设定为恰当的值。
如图4所示,末端执行器19具备支承基板191、由支承基板191所支承的第一吸附单元192、以及被支承于支承基板191的和第一吸附单元不同的位置的第二吸附单元193。
支承基板191由呈板状的部件构成。支承基板191的图4中的左侧的端部被力检测部7悬臂支承,在自由端侧(图4中的右侧)支承有第一吸附单元192,在固定端侧(图4中的左侧)支承有第二吸附单元193。此外,接头194连接于支承基板191。
第一吸附单元192是通过吸附来保持(把持)线缆91的单元。该第一吸附单元192具有呈长条的板状的基部71、连接于基部71的侧面的接头72、连接于基部71的下表面的接头73、连接于基部71的侧面的接头74、连接于接头72的吸附垫75、以及连接于接头73的吸附垫76。
基部71沿图4中的左右方向而配置,例如通过螺栓固定于支承基板191的下表面。
接头72和接头73沿基部71的长边方向、即图4中的左右方向而分开配置。吸附垫75面向下方而与接头72连接,吸附垫76面向下方而与接头73连接。
此外,接头72和接头73通过形成于基部71的内部的中空部(流道)711与接头74连通。接头74例如与未图示的排出器(下面称为“第一排出器”)连接。并且,通过第一排出器的动作可以使吸附垫75及吸附垫76产生吸附线缆91吸引力。此外,由于第一排出器中的真空破坏,从而吸引力消失,可以解除对于线缆91的吸附。
第二吸附单元193是通过吸附来保持(把持)被第一吸附单元192所保持并被传送到规定部位之后的线缆91的单元。第二吸附单元193具有呈板状的基部81、支承于基部81的下部的吸附块82、连接于吸附块82的接头83、连接于吸附块82的不同于接头83的位置的接头84、设置为覆盖吸附块82的下表面的支承板85、固定于吸附块82的图4中的右侧面的第一卡合部件86、以及固定于吸附块82的图4中的左侧面的第二卡合部件87。
基部81例如通过螺栓被固定于支承基板191的下表面的与第一吸附单元192的基部71相反的一侧。
吸附块82例如通过螺栓被固定于基部81的下部。如图8所示,吸附块82在其下表面上开口形成有多个吸附孔821。这些吸附孔821被配置为行列状,在图8所示的构成中,在图中的左右方向上配置有四行,在图中的上下方向上配置有五列。下面,将属于图8中最右侧的列的五个吸附孔821称为“第一吸附孔群822”,从第一吸附孔群822向左方依次称为“第二吸附孔群823”、“第三吸附孔群824”、“第四吸附孔群825”。第一吸附孔群822的各吸附孔821与第二吸附孔群823的各吸附孔821通过形成于吸附块82的内部的中空部(流道)827与接头83连通。此外,第三吸附孔群824的各吸附孔821与第四吸附孔群825的各吸附孔821通过形成于吸附块82的内部的中空部(流道)828与接头84连通。需要说明的是,各吸附孔821呈圆形,其直径例如优选为1mm以上5mm以下,更优选为2mm以上4mm以下。
此外,接头83例如与未图示的排出器(下面称为“第二排出器”)连接。于是,通过第二排出器的动作,可以使第一吸附孔群822的各吸附孔821以及第二吸附孔群823的各吸附孔821产生吸附线缆91的吸引力。此外,由于第二排出器中的真空破坏,从而吸引力消失,可以解除对线缆91的吸附。
和接头83相同,接头84例如与未图示的排出器(下面称为“第三排出器”)连接。于是,通过第三排出器的动作,使第三吸附孔群824的各吸附孔821以及第四吸附孔群825的各吸附孔821产生吸附线缆91的吸引力。此外,由于第三排出器中的真空破坏,从而吸引力消失,可以解除对线缆91的吸附。
这样构成的吸附块82例如在线缆91比较细、即宽度较小时,可以采用第一吸附孔群822和第二吸附孔群823吸附该线缆91,并维持该吸附状态。此外,例如在线缆91比较粗、即宽度较大时,可以采用第一吸附孔群822~第四吸附孔群825吸附该线缆91,并维持该吸附状态。此外,在任一种情况下,均可以防止吸附状态的线缆91非本意地产生变形。
此外,在吸附块82的下表面的边缘部突出形成有线缆91抵接的抵接部829。于是,通过吸附状态的线缆91与抵接部829抵接,可以防止在机器人1的作业时线缆91产生偏离。
如图6、图7所示,在吸附块82的下表面上固定有弹性片89。需要说明的是,弹性片89是与各吸附孔821对应的部分开口而防止堵塞各吸附孔821的构成。该弹性片89由聚氨酯等这样的低摩擦材料构成,可以和抵接部829一起防止吸附状态的线缆91在机器人1的作业时产生偏离(滑动)。
需要说明的是,图6是从图5所示的状态中省略(分解、去除)了支承板85的状态的图。此外,图7是从图6所示的状态中省略(分解、去除)了线缆91的状态的图。
如图5所示,支承板85配置为隔着间隙面对弹性片89,在与弹性片89之间插入了线缆91时,从下方支承成为吸附状态的线缆91。由此,可以防止吸附状态的线缆91从吸附块82(第二吸附单元193)脱落。此外,在支承板85的图5中左侧的边缘部形成有相对于线缆91的插入方向(图5中的向右方向)倾斜的倾斜部851。由此,在将线缆91插入支承板85与弹性片89之间时,可以容易地进行该插入。
如图4所示,第一卡合部件86设置为向图中的右侧突出。关于该第一卡合部件86的功能、即使用形态,将在后述的第四实施方式中进行说明。
第二卡合部件87设置为向图4中的左侧突出。此外,第二卡合部件87具有向下方突出的爪部871。关于该第二卡合部件87的功能、即使用形态,将在后述的第四实施方式中进行说明。
作为如上所述构成的末端执行器19所保持的线缆91,并没有特别的限定,例如可以列举出电子元器件、电子设备等各种物体,在本实施方式中,为具有可挠性的长条状的FPC(Flexible Printed Circuits:柔性印刷电路板)或FFC(Flexible Flat Cable:柔性扁平线缆)。下面,将该线缆91称为“第一部件91A”。
如图10、图11所示,作为线缆91的第一部件91A具有呈带状的配线部92、设置于配线部92的一端部(图中的左端部)的第一连接器(第一阳型连接器)93、以及设置于配线部92的另一端部(图中的右端部)的第二连接器(第二阳型连接器)94。
配线部92具有配置于内部并具有导电性的多条配线(未图示)。
第一连接器93具有配置于内部并与配线部92的各配线连接的端子(未图示)。该第一连接器93呈板状,在第一部件91A的宽度方向的两侧分别形成有凹部(缺损部)931。此外,在第一连接器93上,凸部932形成于比凹部931更靠配线部92侧的部分。凸部932分别形成于第一部件91A的宽度方向的两侧。
第二连接器94具有配置于内部并与配线部92的各配线连接的端子(未图示)。该第二连接器94呈板状,在第一部件91A的宽度方向的两侧分别形成有凹部(缺损部)941。此外,在第二连接器94上,凸部942形成于比凹部941更靠配线部92侧的部分。凸部942分别形成于第一部件91A的宽度方向的两侧。
此外,如图12~图17所示,具有作为与第一部件91A连接的对象物95的第二部件95A。第二部件95A具有电路基板96、搭载于电路基板96上的第一连接器(第一阴型连接器)97、以及搭载于电路基板96上的不同于第一连接器97的位置的第二连接器(第二阴型连接器)98。
电路基板96是设置有规定的电路图案(未图示)的基板。
第一连接器97是所谓的“单向(one action)式的连接器”。该第一连接器97由供第一部件91A的第一连接器93插入的中空体构成。另外,第一连接器97具有在第一连接器93的插入完成时与第一连接器93的所述端子连接的端子(未图示)。此外,第一连接器97具有在第一连接器93的插入完成时与第一连接器93的凹部931卡合的卡合部971。通过该卡合部971的卡合,可以防止第一连接器93非本意地从第一连接器97拔出、即脱离。
第二连接器98是所谓的“单向式的连接器”。该第二连接器98由供第一部件91A的第二连接器94插入的中空体构成。另外,第二连接器98具有在第二连接器94的插入完成时与第二连接器94的所述端子连接的端子(未图示)。此外,第二连接器98具有在第二连接器94的插入完成时与第二连接器94的凹部941卡合的卡合部981。通过该卡合部981的卡合,可以防止第二连接器94非本意地从第二连接器98拔出、即脱离。
此外,机器人1可以在控制装置20的控制下,用末端执行器19保持第一部件91A,进行将第一部件91A的第一连接器93连接于第二部件95A的第一连接器97、将第一部件91A的第二连接器94连接于第二部件95A的第二连接器98的连接作业(图12~图17参照)。下面,对该连接作业进行说明。
如图9所示,控制装置20的控制部201可以依次控制第一动作(步骤S101)、第二动作(步骤S102)、第三动作(步骤S103)、以及第四动作(步骤S104)。该控制程序预先存储于存储部208。于是,基于该控制程序进行连接作业。
需要说明的是,在连接作业中,第二部件95A例如预先载置于作业台102。此外,处于该载置状态的第二部件95A被配置为电路基板96平行于XY平面。此外,第二部件95A在本实施方式中为第一连接器97面向Z方向正侧、第二连接器98面向X方向负侧的构成,但是,并不限定于此。
此外,进行连接作业时第二部件95A的第一连接器97的位置及姿势(面向Z方向正侧的情况)以及第二连接器98的位置及姿势(面向X方向负侧的情况)预先存储于存储部208。
此外,如图12~图17所示,特定点P1设定于第一部件91A(线缆91)上或末端执行器19。特定点P1是在第三动作中作为末端执行器19开始沿着第一部件91A的长边方向的移动时的基准的点。特定点P1的位置及姿势被位置控制部203掌握,存储于存储部208。特定点P1的位置是指特定点P1在X轴、Y轴及Z轴各轴上的位置信息。特定点P1的姿势是指例如关于特定点P1朝向X方向正侧(或负侧)、Y方向正侧(或负侧)、Z方向正侧(或负侧)哪个方向的信息。
需要说明的是,特定点P1也可以设定于末端执行器19上,但是,优选设定于第一部件91A(线缆91)的第一连接器93的前端上。由此,例如可以与末端执行器19的种类或构成无关地、稳定地设定特定点P1。
[1]第一动作
首先,如图12所示,机器人1通过末端执行器19的第二吸附单元193(吸附块82)保持第一部件91A的第一连接器93侧。然后,机器人1在维持该保持状态的状态下,传送第一部件91A,使之为特定点P1(第一连接器93)面对第二部件95A的第一连接器97的状态。
接着,如图13所示,机器人1使第一连接器93连同末端执行器19一起向Z方向负侧下降,直至力检测部7检测到规定的力。由此,将第一连接器93插入第二部件95A的第一连接器97的第一动作完成(成功)。需要说明的是,特定点P1的移动距离是到第一部件91A的第一连接器93的凹部931与第二部件95A的第一连接器97的卡合部971卡合为止的距离。
这里,参照图18对第一动作成功时由力检测部7所检测到力的历时变化(一个例子)进行说明。
需要说明的是,力控制部202按照第一力控制、第二力控制的顺序对机器人1进行向第一连接器97的插入方向(Z方向负侧)的目标力为第一力的第一力控制以及向第一连接器97的插入方向(Z方向负侧)的目标力为大于第一力的第二力的第二力控制。作为第一力,只要是配线部92不会弯曲的力即可,例如优选为1N以上5N以下,更优选为2N以上4N以下。作为第二力,只要是第一连接器93能够插入第一连接器97即可,并没有特别的限定,例如优选为6N以上15N以下,更优选为9N以上11N以下。
从开始第一连接器93的下降(时间t0)到该第一连接器93的前端抵接于第二部件95A的第一连接器97的卡合部971(时间t2)为止,力检测部7所检测到的力为零。这是因为第一连接器93顺畅地插入到第一连接器97,力检测部7通过第一连接器93从第一连接器97受到的反作用力为零。
需要说明的是,优选在从时间t0到时间t2的中途的时间t1,将力控制从第一力控制切换为第二力控制。即、优选从时间t0到时间t1进行第一力控制,时间t1之后进行第二力控制。
然后,由力检测部7所检测到的力增加,直到第一连接器93的前端越过第二部件95A的第一连接器97的卡合部971(时间t3)为止。这是因为力检测部7通过第一连接器93从第一连接器97受到的反作用力增加。
在第一连接器93的前端越过了第二部件95A的第一连接器97的卡合部971之后,第一连接器93的凹部931与第二部件95A的第一连接器97的卡合部971卡合。此时,力检测部7所检测到的力一度减少,但是,之后,转为增加。
这样,在第一动作成功了的情况下,力的历时变化历经图18的图表所示的变化。
相对于此,在第一动作失败了的情况下,力的历时变化作为与图18的图表偏离的变化而被力检测部7检测。在这种情况下,例如使第一连接器93暂时退出第一连接器97,即、向Z方向正侧移动,进行第一连接器93的X方向、Y方向的位置的微调,可以再次执行第一动作。
这样,在控制装置20(机器人系统100)中,在进行第一动作时,可以执行对于向第二部件95A的第一连接器97的插入方向(Z方向负侧)的按压控制(力控制)(图9参照)。由此,可以一面防止第一连接器93由于向第一连接器97的压入力而导致非本意的变形,一面适度地将第一连接器93插入第一连接器97。
此外,控制装置20在进行第一动作时,可以执行在与向第二部件95A的第一连接器97的插入方向交叉的方向(X方向及Y方向)上使作用于第一部件91A(线缆91)的第一连接器93的力接近于零的仿形控制(控制)(图9参照)。如前所述,阻抗控制包括仿形控制。通过该仿形控制,第一连接器93在向第一连接器97插入的过程中,可以仿照第一连接器97的内侧的形状,向X方向、Y方向移动。由此,可以一面防止第一连接器93非本意地变形,一面顺畅且迅速地进行第一连接器93向第一连接器97的插入。
[2]第二动作
控制部201在第一动作之后将第一部件91A的第一连接器93的插入完成时(第一动作完成时)、即图13所示状态下的特定点P1的位置及姿势存储于存储部208。由此,执行第二动作。
[3]第三动作
控制部201在第二动作之后,如图14所示,一面用末端执行器19保持第一部件91A,一面使该末端执行器19向上方、即箭头α方向移动。需要说明的是,也可以使末端执行器19向第一部件91A的配线部92弯曲的方向移动。然后,如图15所示,在其移动目的地,控制部201使末端执行器19停止,使该末端执行器19保持第二连接器94侧。此时,成为特定点P1(第一连接器93)面对第二部件95A的第二连接器98的状态,第三动作完成。
需要说明的是,使末端执行器19向箭头α方向移动时末端执行器19对于第一部件91A的保持力由支承板85维持。
此外,使末端执行器19向箭头α方向移动时末端执行器19的移动量(移动距离)预先存储于存储部208。作为该移动量,只要是能够将第二连接器94插入第二连接器98的位置即可,并没有特别的限定,例如优选为第一部件91A的全长的70%以上100%以下,更优选为80%以上90%以下。
此外,末端执行器19朝向箭头α方向进行移动,该箭头α方向是指将特定点P1的位置作为基准从该位置起而与特定点P1所朝向的方向相反的方向。
于是,可以基于向该第二连接器94的移动量以及特定点P1的位置及姿势,使末端执行器19向第二连接器94准确地进行移动。
[4]第四动作
控制部201在第三动作之后,如图16所示,依旧用末端执行器19保持第一部件91A的第二连接器94侧,使第二连接器94连同末端执行器19一起向X方向正侧进行移动。由此,将第二连接器94插入第二部件95A的第二连接器98的第四动作完成(成功)。此外,在第四动作完成时,第一部件91A的第二连接器94的凹部941可以与第二部件95A的第二连接器98的卡合部981卡合。
接着,如图17所示,解除末端执行器19对于第一部件91A的保持力,连带着该末端执行器19使机器人1离开第一部件91A。
这里,第四动作成功时由力检测部7所检测到的力的历时变化与前述的第一动作成功时由力检测部7所检测到的力的历时变化相同。
因此,在第四动作失败了的情况下,与第一动作失败的情况相同,例如使第二连接器94暂时退出第二连接器98,即、使其向X方向负侧移动,进行第二连接器94的Y方向、Z方向的位置的微调,可以再次执行第四动作。
于是,控制装置20在进行第四动作时,也和第一动作时相同,可以执行对于向第二部件95A的第二连接器98的插入方向(X方向正侧)的按压控制(力控制)(图9参照)。由此,可以一面防止第二连接器94由于向第二连接器98的压入力而导致非本意的变形,一面适度地将第二连接器94插入第二连接器98。
此外,控制装置20在进行第四动作时,也和第一动作时相同,可以执行在与向第二部件95A的第二连接器98的插入方向交叉的方向(Y方向及Z方向)上使作用于第一部件91A(线缆91)的第二连接器94的力接近于零的仿形控制(控制)(图9参照)。通过该仿形控制,第二连接器94在向第二连接器98插入的过程中,可以仿照第二连接器98的内侧的形状,向Y方向、Z方向移动。由此,可以一面防止第二连接器94非本意地产生变形,一面顺畅且迅速地进行第二连接器94向第二连接器98的插入。
通过如上所述的控制,以一种(一个)末端执行器19,即无需更换多种末端执行器19即可将第一部件91A的第一连接器93连接于第二部件95A的第一连接器97,之后,还无需使末端执行器19离开第一部件91A即可连续地进行直至将第一部件91A的第二连接器94连接于第二部件95A的第二连接器98为止的连接作业。由此,可以高效、迅速地进行连接作业。
此外,在通过第三动作使末端执行器19向箭头α方向移动时,可以无需改变末端执行器19相对于第一部件91A的朝向地原样进行移动。由此,可以与末端执行器19的方向无关地采用该末端执行器19进行连接作业。
<第二实施方式>
图19是示出本发明的机器人系统的第二实施方式中的机器人控制装置的控制动作的流程图。
下面,参照该图对本发明的机器人控制装置、机器人及机器人系统的第二实施方式进行说明,但是,以和前述的实施方式的不同点为中心进行说明,相同的事项则省略其说明。
本实施方式除了进行连接作业时的控制装置的控制不同之外,均与所述第一实施方式相同。
如图19所示,在本实施方式中,在进行第一动作(步骤S101)及第四动作(步骤S104)各动作(按压控制)时,可以执行扭矩控制。扭矩控制是仿形控制包括的控制。
第一动作中的扭矩控制是如下所述的控制:在将第一部件91A的第一连接器93插入第二部件95A的第一连接器97时,在第一连接器93相对于第一连接器97倾斜而与该第一连接器97冲突时,使作用于第一连接器93的扭矩接近于零。该扭矩是绕平行于第一部件91A的厚度方向的轴的扭矩。于是,该扭矩控制与第一动作中的仿形控制互起作用,可以更顺畅且迅速地进行第一连接器93向第一连接器97的插入。
第四动作中的扭矩控制是如下所述的控制:在将第一部件91A的第二连接器94插入第二部件95A的第二连接器98时,在第二连接器94相对于第二连接器98倾斜而与该第二连接器98碰撞时,使作用于第二连接器94的扭矩接近于零。该扭矩是绕平行于第一部件91A的厚度方向的轴的扭矩。于是,该扭矩控制与第四动作中的仿形控制互起作用,可以更顺畅且迅速地进行第二连接器94向第二连接器98的插入。
需要说明的是,关于第一动作及第四动作,分别是在本实施方式中在双方的动作中都进行了扭矩控制,但是,并不限定于此,例如也可以省略一方的动作中的扭矩控制。
<第三实施方式>
图20是示出本发明的机器人系统的第三实施方式中的机器人控制装置的控制动作的流程图。
下面,参照该图,对本发明的机器人控制装置、机器人及机器人系统的第三实施方式进行说明,但是,以和前述的实施方式的不同点为中心进行说明,相同的事项则省略其说明。
本实施方式除了进行连接作业时的控制装置的控制不同之外,均与所述第一实施方式相同。
如图20所示,在本实施方式中,控制装置20的控制部201可以依次控制第一动作(步骤S201)、第二动作(步骤S202)、第一检查(步骤S203)、第三动作(步骤S204)、第四动作(步骤S205)、以及第二检查(步骤S206)。需要说明的是,步骤S201与所述第一实施方式中的步骤S101相同。步骤S202与所述第一实施方式中的步骤S102相同。步骤S204与所述第一实施方式中的步骤S103相同。步骤S205与所述第一实施方式中的步骤S104相同。
第一检查是判断(确认)第一部件91A的第一连接器93是否正确地插入到第二部件95A的第一连接器97的检查。该第一检查是通过末端执行器19向与对第一连接器97插入的方向相反的方向牵拉第一连接器93来进行的。于是,此时,在第一连接器93移动了规定距离的情况下,判断为第一连接器93的插入不正确。此外,与此相反,在第一连接器93未移动规定距离时,判断为第一连接器93的插入正确。需要说明的是,第一检查中的所述规定距离作为第一阈值存储于存储部208。第一阈值只要是插入到第一连接器97之后,第一连接器93的移动在容许的范围内即可,并没有特别的限定,例如优选为0.5mm以上5mm以下,更优选为1mm以上2mm以下。
第二检查是判断(确认)第一部件91A的第二连接器94是否正确地插入到第二部件95A的第二连接器98的检查。该第二检查是通过末端执行器19向与对第二连接器98插入的方向相反的方向牵拉第二连接器94来进行的。于是,此时,在第二连接器94移动了规定距离的情况下,判断为第二连接器94的插入不正确。此外,与此相反,在第二连接器94未移动规定距离的情况下,判断为第二连接器94的插入正确。需要说明的是,第二检查中的所述规定距离作为第二阈值存储于存储部208。第二阈值只要是插入到第二连接器98之后,第二连接器94的移动在允许的范围内即可,并没有特别的限定,例如优选为0.5mm以上5mm以下,更优选为1mm以上2mm以下。
需要说明的是,第一检查及第二检查分别在本实施方式中通过牵拉第一部件91A来进行,但是并不限定于此,例如也可以通过相机等这样的摄像设备拍摄第一部件91A来进行。
此外,进行第一检查的定时在本实施方式中是在第二动作与第三动作之间,但是,并不限定于此,例如也可以接在第四动作之后。
此外,进行第二检查的定时在本实施方式中是接在第四动作之后,但是,并不限定于此,例如在第一检查接在第四动作之后进行的情况下,第二检查的定时也可以接在该第一检查之后。
<第四实施方式>
图21是用于依次说明本发明的机器人系统的第四实施方式中的作业的局部垂直截面图。图22是用于依次说明本发明的机器人系统的第四实施方式中的作业的局部垂直截面图。图23是用于依次说明本发明的机器人系统的第四实施方式中的作业的局部垂直截面图。图24是用于依次说明本发明的机器人系统的第四实施方式中的作业的局部垂直截面图。图25是用于依次说明本发明的机器人系统的第四实施方式中的作业的局部垂直截面图。图26是图25中的C-C线截面图。
下面,参照这些附图对本发明的机器人控制装置、机器人及机器人系统的第四实施方式进行说明,以和前述的实施方式的不同点为中心进行说明,关于相同的事项,则省略其说明。
本实施方式除了第一部件及第二部件的构成(形状)不同之外,均与所述第一实施方式相同。
在本实施方式中,作为被机器人1的末端执行器19所保持的线缆91列举出了第一部件91B。此外,作为连接于第一部件91B的对象物95列举出了第二部件95B。
如图26所示,在第一部件91B中,设置于配线部92的一端部(图中的左端部)的第一连接器(第一阳型连接器)93在第一部件91B的宽度方向的两侧分别形成有凸部933。需要说明的是,虽然省略了图示,但是,第一部件91B在第一连接器93的相反侧具有与本实施方式中的第一连接器93相同构成(形状)的第二连接器。
如图21~图25所示,在第二部件95B中,搭载于电路基板96上的第一连接器(第一阴型连接器)97是所谓的“双向式的连接器”。该第一连接器97具有盖部972,该盖部972可以通过绕平行于Y方向的轴进行旋转来开闭。此外,第一连接器97具有在第一连接器93的插入完成时与第一连接器93的凸部933卡合的卡合部973。通过该卡合部973的卡合,可以防止第一连接器93非本意地从第一连接器97拔出、即脱离(参照图26)。需要说明的是,虽然省略了图示,但是,第二部件95B在与第一连接器97相反的一侧具有与本实施方式中的第一连接器97相同的构成(形状)的第二连接器。
这样构成的第一部件91B与第二部件95B如下所述地连接。需要说明的是,第一部件91B的第一连接器93与第二部件95B的第一连接器97的连接过程(第一动作)和第一部件91B的第二连接器与第二部件95B的第二连接器的连接过程(第四动作)相同,因此,下面代表性地对前者的连接过程进行说明。
首先,如图21所示,机器人1使末端执行器19的第一卡合部件86卡合于第二部件95B的第一连接器97的盖部972。然后,如图22所示,通过末端执行器19就那样提起盖部972。由此,盖部972成为打开状态。
接着,如图23所示,机器人1用末端执行器19的第二吸附单元193(吸附块82)保持第一部件91B的第一连接器93侧。然后,使第一连接器93连同末端执行器19一起相对于XY平面倾斜规定角度,并使其向Z方向负侧且X方向负侧移动。需要说明的是,此时的倾斜角度并没有特别的限定,但是,例如优选为5度以上30度以下,更优选为15度以上20度以下。
接着,在第一连接器93抵接于第一连接器97时,如图24所示,使第一连接器93的姿势逐渐与XY平面平行。
接着,使末端执行器19的第二卡合部件87的爪部871卡合于打开状态下的第一连接器97的盖部972。然后,如图25所示,通过末端执行器19将盖部972就那样向X方向正侧按压。由此,盖部972成为关闭状态,将第一连接器93插入第一连接器97的第一动作完成(成功)。
此外,在第一动作之后,如前述第一实施方式中所述,依次进行第二动作及之后的动作。
图27是用于针对第一实施方式~第四实施方式以硬件(处理器)为中心进行说明的框图。
在图27中,示出了机器人1、控制器61和计算机62连接的机器人系统100A的整体构成。机器人1的控制也可以通过控制器61中的处理器读出存储器中的指令来执行,还可以通过存在于计算机62的处理器读出存储器中的指令,经由控制器61来执行。
因此,可以将控制器61和计算机62中任一方或双方看作“机器人控制装置(控制装置)”。
<变形例1>
图28是示出本发明的机器人系统的其它例子1(变形例1)的框图。
在图28中,示出了计算机63直接连接于机器人1的机器人系统100B的整体构成。机器人1的控制通过存在于计算机63的处理器读出存储器中的指令而直接执行。
因此,可以将计算机63看作“机器人控制装置(控制装置)”。
<变形例2>
图29是示出本发明的机器人系统的其它例子2(变形例2)的框图。
在图29中,示出内置有控制器61的机器人1与计算机66连接、计算机66通过LAN等网络65与云64连接的机器人系统100C的整体构成。机器人1的控制也可以通过存在于计算机66的处理器读出存储器中的指令来执行,还可以通过存在于云64上的处理器经由计算机66读出存储器中的指令来执行。
因此,可以将控制器61、计算机66和云64中任意一个、或者任意两个、或者三个(整体)看作“机器人控制装置(控制装置)”。
以上,关于图示的实施方式对本发明的机器人控制装置、机器人及机器人系统进行了说明,但是,本发明并不限定于此,构成机器人控制装置、机器人及机器人系统的各部可以替换为能够发挥相同功能的任意的构成。此外,也可以添加任意的构成物。
此外,本发明的机器人控制装置、机器人及机器人系统也可以组合所述各实施方式中的任意两个以上的构成(特征)。
此外,在所述实施方式中,存储部是控制装置的构成部分,但是,在本发明中,存储部也可以不是控制装置的构成部分,而是与控制装置分开设置。
此外,在所述实施方式中,机器人的基台的固定部位例如是设置空间中的地板,但是,在本发明中,并不限定于此,除此之外,例如可以列举出天花板、墙壁、作业台、地面上等。此外,基台自身也可以移动。
此外,在本发明中,机器人也可以设置于小屋内。在这种情况下,作为机器人的基台的固定部位,例如可以列举出小屋的地板部、天花板部、壁部、作业台等。
此外,在所述实施方式中,作为固定机器人(基台)的平面(面)的第一面是与水平面平行的平面(面),但是,在本发明中,并不限定于此,例如也可以是相对于水平面或铅直面倾斜的平面(面),此外,还可以是与铅直面平行的平面(面)。即、第一转动轴相对于铅直方向或水平方向倾斜,此外,也可以与水平方向平行,还可以与铅直方向平行。
此外,在所述实施方式中,机械臂的转动轴的数量是六个,但是,在本发明中,并不限定于此,机械臂的转动轴的数量例如可以是两个、三个、四个、五个或七个以上。即、在所述实施方式中,臂(连杆)的数量是六只,但是,在本发明中,并不限定于此,臂的数量例如可以是两只、三只、四只、五只或七只以上。在这种情况下,例如在所述实施方式的机器人中,通过在第二臂和第三臂之间增加臂,可以实现臂的数量是七只的机器人。
此外,在所述实施方式中,机械臂的数量是一只,但是,在本发明中,并不限定于此,机械臂的数量例如可以是两只以上。即、机器人(机器人主体)例如也可以是双臂机器人等多臂机器人。
此外,在本发明中,机器人也可以是其它形式的机器人。作为具体例,例如可以列举出具有足部的足式步行(行走)机器人、SCARA机器人等水平多关节机器人等。
此外,处理器也可以由一个装置构成,此外,还可以由多个装置构成,即、也可以分为多个单位处理器。
具体而言,处理器例如也可以由第一处理器以及第二处理器构成,该第一处理器能够基于由力检测部所检测到的力,通过力控制对机器人进行控制,该第二处理器能够判断机器人保持线缆并使该线缆嵌合于被对象物的嵌合作业的结果的优劣。此外,处理器还可以具有第三处理器。
Claims (8)
1.一种机器人控制装置,其特征在于,控制机器人,所述机器人具有机械臂,末端执行器安装于所述机械臂,所述机器人用所述末端执行器保持具有可挠性的线缆,将所述线缆的一端部连接于第一连接器,并将所述线缆的另一端部插入第二连接器,所述机器人控制装置使所述机器人执行:
第一动作,用所述末端执行器保持所述线缆的一端部侧,并将所述线缆的一端部插入所述第一连接器;
第二动作,存储所述线缆的一端部插入所述第一连接器的插入完成时的所述线缆上或所述末端执行器上的特定点的位置和姿势;
第三动作,一面用所述末端执行器引导所述线缆,一面基于预先存储的向所述线缆的另一端部的移动量以及所述位置和所述姿势,使所述末端执行器沿着所述线缆向所述线缆的另一端部侧移动,并用所述末端执行器保持所述线缆的另一端部侧;以及
第四动作,依旧用所述末端执行器保持所述线缆的另一端部侧而将所述线缆的另一端部插入所述第二连接器。
2.根据权利要求1所述的机器人控制装置,其特征在于,
在进行所述第一动作时,所述机器人控制装置执行对于向所述第一连接器的插入方向的力控制。
3.根据权利要求1或2所述的机器人控制装置,其特征在于,
在进行所述第四动作时,所述机器人控制装置执行对于向所述第二连接器的插入方向的力控制。
4.根据权利要求1所述的机器人控制装置,其特征在于,
在进行所述第一动作时,所述机器人控制装置执行在与向所述第一连接器的插入方向交叉的方向上使作用于所述线缆的力接近于零的控制。
5.根据权利要求1所述的机器人控制装置,其特征在于,
在进行所述第四动作时,所述机器人控制装置执行在与向所述第二连接器的插入方向交叉的方向上使作用于所述线缆的力接近于零的控制。
6.根据权利要求1所述的机器人控制装置,其特征在于,
所述特定点设定于所述线缆上。
7.一种机器人,其特征在于,
具有机械臂,并由权利要求1至6中任一项所述的机器人控制装置所控制。
8.一种机器人系统,其特征在于,具备:
具有机械臂的机器人;以及
控制所述机器人的权利要求1至6中任一项所述的机器人控制装置。
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