CN111618845B - 机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够充分地确保承重能力的机器人系统。一种机器人系统，其特征在于，具备：机器人，具有臂；以及手爪，与所述臂连接，所述手爪具有：第一把持部，具有接近或分离的第一爪部和第二爪部；第二把持部，具有接近或分离的第三爪部和第四爪部；以及驱动部，驱动所述第一把持部和所述第二把持部，所述第一爪部与所述第三爪部连结，在所述驱动部使所述第一爪部与所述第二爪部接近时，所述第三爪部与所述第四爪部分离，在所述驱动部使所述第一爪部与所述第二爪部分离时，所述第三爪部与所述第四爪部接近。

Description

机器人系统

技术领域

本发明涉及机器人系统。

背景技术

例如在专利文献1中，公开有具备多关节机器人和控制多关节机器人的控制器的机器人系统。在该专利文献1所记载的多关节机器人中，具有机械臂和装配在机械臂的前端的末端执行器。另外，专利文献1的末端执行器具有两个作业部，由于各作业部能够进行不同种类的作业，所以能够省略按各个作业更换末端执行器。

专利文献1：日本专利特开2015-003374号公报

然而，在上述那样的结构中，与作业部的数量增加相应地，驱动部的数量也增加。因此，末端执行器的重量增加而导致承重能力下降。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题的至少一部分而完成的，可通过下述内容而实现。

本应用例的机器人系统其特征在于，具备第一机器人和手爪，所述第一机器人具有臂，所述手爪与所述臂连接，所述手爪具有第一把持部、第二把持部和驱动部，所述第一把持部具有相互接近或分离的第一爪部和第二爪部，所述第二把持部具有相互接近或分离的第三爪部和第四爪部，所述驱动部驱动所述第一把持部和所述第二把持部，所述第一爪部与所述第三爪部连结，所述第二爪部与所述第四爪部连结，所述第三爪部在所述第一爪部和所述第二爪部接近或分离的方向上延伸，所述第四爪部具有沿所述第三爪部延伸的方向延伸的第一部分，在所述第一爪部与所述第二爪部分离的方向上，所述第四爪部具有位于相比于所述第三爪部离所述第一爪部更远的位置的第二部分，在所述驱动部使所述第一爪部与所述第二爪部接近时，所述第三爪部与所述第四爪部分离，在所述驱动部使所述第一爪部与所述第二爪部分离时，所述第三爪部与所述第四爪部接近。

附图说明

图1是示出实施方式所涉及的机器人系统的图。

图2是图1所示的机器人的示意图。

图3是示出机器人系统的框图。

图4是示出控制装置对机器人的控制方法的流程图。

图5是图4所示的姿势调整步骤的详细流程图。

图6是示出装配在图1所示的机器人(第一机器人)上的手爪的立体图。

图7是示出装配在图1所示的机器人(第一机器人)上的手爪的立体图。

图8是示出装配在图1所示的机器人(第一机器人)上的手爪的动作的立体图。

图9是示出装配在图1所示的机器人(第一机器人)上的手爪的动作的立体图。

图10是示出装配在图1所示的机器人(第二机器人)上的手爪的立体图。

图11是示出装配在图1所示的机器人(第二机器人)上的手爪的立体图。

图12是用于说明图1所示的机器人系统的工作状态的侧视图。

图13是用于说明图1所示的机器人系统的工作状态的俯视图。

图14是用于说明图1所示的机器人系统的工作状态的侧视图。

图15是用于说明图1所示的机器人系统的工作状态的俯视图。

图16是示出姿势调整步骤的状态说明图。

图17是示出姿势调整步骤的状态说明图。

图18是示出姿势调整步骤的状态说明图。

图19是示出姿势调整步骤的状态说明图。

图20是示出姿势调整步骤的状态说明图。

图21是示出姿势调整步骤的状态说明图。

图22是示出姿势调整步骤的状态说明图。

图23是示出插入步骤的状态说明图。

图24是示出插入步骤的状态说明图。

图25是用于以硬件为中心对机器人系统进行说明的框图。

图26是示出以机器人系统的硬件为中心的变形例1的框图。

图27是示出以机器人系统的硬件为中心的变形例2的框图。

附图标记说明

100…机器人系统；100A…机器人系统；100B…机器人系统；100C…机器人系统；1A…机器人；1B…机器人；5…控制装置；10…机械臂；11…臂；12…臂；13…臂；14…臂；15…臂；16…臂；17…手爪；17A…第一把持部；17B…第二把持部；17C…驱动部；18…手爪；19…摄像部；20…机械臂；21…基座；22…第一臂；23…第二臂；24…作业头；25…驱动部；26…驱动部；27…驱动部；28…驱动部；29…角速度传感器；51…控制部；52…存储部；53…外部输入输出部；61…控制器；62…计算机；63…计算机；64…云；65…网络；66…计算机；91…基板；92…电缆；93…连接器；110…基座；120…力检测部；130…驱动部；140…位置传感器；171…第一爪部；172…第二爪部；173…第三爪部；174…第四爪部；174A…第一部分；174B…第二部分；181…夹持片；191…光源；251…电机；252…位置传感器；261…电机；262…位置传感器；271…电机；272…位置传感器；281…电机；282…位置传感器；401…显示装置；402…输入装置；911…插入孔；O6…轴；P1…位置；P2…位置。

具体实施方式

以下，基于附图所示的优选实施方式对本发明的机器人系统进行详细说明。

第一实施方式

在图1中，图示出相互正交的三个轴(X轴、Y轴以及Z轴)。另外，以下将与X轴平行的方向也称为“X轴方向”，将与Y轴平行的方向也称为“Y轴方向”，将与Z轴平行的方向也称为“Z轴方向”。另外，以下将图示的各箭头的前端侧称为“+(正)”，基端侧称为“-(负)”。另外，Z轴方向与“铅直方向”一致，与X-Y平面平行的方向与“水平方向”一致。另外，将Z轴的+(正)侧设为“上方”，将Z轴的-(负)侧设为“下方”。需要注意的是，在图2中省略了力检测部120的图示。

机器人系统

图1所示的机器人系统100例如用于进行将连接器93插入形成于基板91的插入孔911的作业，并具有：第一机器人即机器人1A、第二机器人即机器人1B以及控制机器人1A和机器人1B的驱动的控制装置5。

另外，在机器人系统100中，除此之外，如图4所示，具有监视器的显示装置401和由例如鼠标、键盘等构成的作为操作设备的输入装置402分别以能够进行通信的方式连接。

如图1所示，基板91呈矩形并载置于未图示的作业台上。另外，在基板91的+Y轴侧的侧面设有供连接器93插入的插入孔911。另外，在插入孔911的-Z轴侧设有具有可挠性的电缆92。在该电缆92的一端部装配有连接器93，另一端部成为固定于基板91的固定端。另一方面，电缆92的一端部即连接器93侧的端部为自由端。

电缆92例如是具有可挠性的长条状的FPC(Flexible Printed Circuits：柔性电路板)或FFC(Flexible Flat Cable：柔性扁平电缆)。需要注意的是，电缆92虽然具有可挠性，但在没有施加外力的状态下不会因自重而挠曲倒伏，而是具有能够维持连接器93朝向+Z轴侧的状态即立起状态的程度的刚度。

该连接器93是多面体，作为一例，图示出了为六面体的情况。该连接器93由机器人1A插入到插入孔911中。于是，在其插入状态下，电缆92与基板91的未图示的电路经由插入孔911内的未图示的端子而电连接。

机器人1A

如图1以及图2所示，机器人1A是所谓的六轴的垂直多关节机器人，具有基座110和与基座110连接的机械臂10。需要注意的是，机器人1A以及机器人1B分别是单臂型的多关节机器人，但不限定于此，例如它们中的一方或双方也可以是SCARA机器人，还可以是机器人1A和机器人1B一体化的所谓的双臂型的多关节机器人。

基座110是将机器人1A安装于任意的设置场所的部分。在本实施方式中，基座110例如设置于地板等。需要注意的是，基座110的设置场所不限于地板等，例如也可以是墙壁、天花板、可移动的台车上等。

如图1以及图2所示，机械臂10具有臂11、臂12、臂13、臂14、臂15、臂16。这些臂11～16从基端侧朝向前端侧依次连结。臂11～臂16相对于相邻的臂或基座110能够转动。这里，如图1所示，臂16呈圆盘状，相对于臂15可绕着轴O6转动。另外，如图2所示，在本实施方式中，也将臂16的前端面的中心说成规定点(规定部位)。

需要注意的是，机器人1A的机械臂10构成第一臂，机器人1B的机械臂构成第二臂。

另外，如图1所示，可以在机械臂10上安装手爪17，该手爪17是把持电缆92或连接器93的把持部或第一把持部。例如，机械臂10具有包括用于通过螺丝紧固、螺栓紧固等装配手爪17的内螺纹或外螺纹的结构、或者包括钩、L字槽那样的卡合部的未图示的安装部。由此，能够将手爪17简单地安装在适当的位置。对于手爪17的结构将在后面详细叙述。

另外，如图1所示，力检测部120设在臂16与手爪17之间，并且力检测部120相对于臂16和手爪17可拆装。力检测部120检测施加于手爪17的力。需要注意的是，该力也包括力矩。力检测部120例如由六轴力觉传感器、三轴力觉传感器等构成。另外，力检测部120将检测出的力检测信息输出至控制装置5。如后所述，该力检测部120作为检测手爪17与连接器93的接触的检测部发挥功能。通过作为该检测部的力检测部120为力觉传感器，从而如后所述，能够迅速且高精度地检测手爪17进行了第二把持。因此，能够防止或抑制向电缆92施加多余的张力。需要注意的是，作为检测部，不限于力检测部120，例如也可以是使用压敏传感器、接近传感器来检测连接器93与手爪17的接触的结构等。

如图3所示，机器人1A具有驱动部130，该驱动部130具备使一方的臂相对于另一方的臂或基座110转动的电机以及减速器等。作为电机，例如可以使用AC伺服电机、DC伺服电机等伺服电机。作为减速器，例如可以使用行星齿轮型的减速器、波动齿轮装置等。另外，机器人1A具有位置传感器140，该位置传感器140是检测电机或减速器的旋转轴的旋转角度的角度传感器。位置传感器140例如可以使用旋转编码器等。另外，驱动部130以及位置传感器140例如设于臂11～臂16各自上，在本实施方式中，机器人1A具有六个驱动部130以及六个位置传感器140。另外，各驱动部130例如经由内置于机器人1A的未图示的电机驱动器而与控制装置5电连接。另外，各位置传感器140也与控制装置5电连接。

机器人1B

如图1所示，机器人1B具备基座21、第一臂22、第二臂23以及作业头24。通过第一臂22、第二臂23以及作业头24等构成机械臂20。

另外，机器人1B具备：使第一臂22相对于基座21转动(驱动)的驱动部25、使第二臂23相对于第一臂22转动的驱动部26、使作业头24的轴相对于第二臂23转动的驱动部27、使轴相对于第二臂23在铅直方向上移动的驱动部28以及角速度传感器。

如图3所示，驱动部25内置于第一臂22的壳体内，并具有：产生驱动力的电机251、使电机251的驱动力减速的未图示的减速器、以及检测电机251或减速器的旋转轴的旋转角度的位置传感器252。

驱动部26内置于第二臂23的壳体，并具有：产生驱动力的电机261、使电机261的驱动力减速的未图示的减速器、以及检测电机261或减速器的旋转轴的旋转角度的位置传感器262。

驱动部27内置于第二臂23的壳体，并具有：产生驱动力的电机271、使电机271的驱动力减速的未图示的减速器、以及检测电机271或减速器的旋转轴的旋转角度的位置传感器272。

驱动部28内置于第二臂23的壳体，并具有：产生驱动力的电机281、使电机281的驱动力减速的未图示的减速器、以及检测电机281或减速器的旋转轴的旋转角度的位置传感器282。

作为电机251、电机261、电机271以及电机281，例如可以使用AC伺服电机、DC伺服电机等伺服电机。另外，作为减速器，例如可以使用行星齿轮型的减速器、波动齿轮装置等。另外，至于位置传感器252、位置传感器262、位置传感器272以及位置传感器282，例如可以使之为角度传感器。

驱动部25、驱动部26、驱动部27以及驱动部28分别与对应的未图示的电机驱动器连接，并经由电机驱动器而由控制装置5控制。需要注意的是，各减速器也可以省略。

另外，角速度传感器29(传感器)内置于第二臂23。因此，能够检测第二臂23的角速度。基于该检测到的角速度的信息，控制装置5进行机器人1B的控制。另外，角速度传感器29设置在比驱动部26～28离基座21更远的一侧。

基座21例如借助螺栓等而固定于未图示的地板面。第一臂22与基座21的上端部连结。第一臂22相对于基座21能够绕沿着铅直方向的第一转动轴转动。若使第一臂22转动的驱动部25进行驱动，则第一臂22相对于基座21绕着第一转动轴在水平面内转动。另外，通过位置传感器252，能够检测第一臂22相对于基座21的驱动(转动量)。

另外，第二臂23与第一臂22的前端部连结。第二臂23相对于第一臂22能够绕沿着铅直方向的第二转动轴转动。第一转动轴的轴向与第二转动轴的轴向相同。即，第二转动轴与第一转动轴平行。若使第二臂23转动的驱动部26进行驱动，则第二臂23相对于第一臂22绕着第二转动轴在水平面内转动。另外，通过位置传感器262，能够检测第二臂23相对于第一臂22的驱动(转动量)。

另外，第二臂23具有壳体，角速度传感器29、驱动部26、驱动部27以及驱动部28排列在该壳体的内部、即底板231上。

另外，在第二臂23的前端部设置有具有轴的作业头24。轴相对于第二臂23能够绕沿着铅直方向的第三转动轴转动、且能够在上下方向上移动(升降)。该轴为机械臂20的第三臂，是机械臂20的最前端的臂。

若使轴转动的驱动部27进行驱动，则轴绕着Z轴正反旋转(转动)。另外，通过位置传感器272，能够检测轴相对于第二臂23的旋转量。

另外，若使轴在Z轴方向上移动的驱动部28进行驱动，则轴在上下方向即Z轴方向上移动。另外，通过位置传感器282，能够检测轴相对于第二臂23在Z轴方向上的移动量。

另外，各种末端执行器可拆装地连结于轴的前端部即下端部。作为末端执行器，没有特别限定，例如可列举把持被输送物的末端执行器、加工被加工物的末端执行器、用于检查的末端执行器等。在本实施方式中，手爪18可拆装地进行连结。关于手爪18将在后面详细叙述。

需要注意的是，在本实施方式中，手爪18不是机器人1B的结构要素，但手爪18的局部或全部也可以成为机器人1B的结构要素。另外，在本实施方式中，手爪18不是机械臂20的结构要素，但手爪18的局部或全部也可以成为机械臂20的结构要素。

手爪17

如图1所示，在机器人1A的机械臂10的前端部装配有手爪17。手爪17具有把持在一端设置有连接器93的电缆92的功能。另外，手爪17通过臂16的旋转而能够绕着轴O6旋转。

如图6以及图7所示，手爪17具有第一把持部17A、第二把持部17B以及驱动它们的驱动部17C。驱动部17C例如是由气动卡盘、电机、螺线管等构成的驱动源，并与控制装置5电连接而被控制其动作。

第一把持部17A具有能够相互接近、分离的第一爪部171和第二爪部172。第一爪部171和第二爪部172分别构成为，呈在臂16的轴O6方向上延伸的板状，并且它们的相对的侧面相互接近、分离。

另外，第一爪部171和第二爪部172从设有后述的第二把持部17B的一侧起按照第一爪部171和第二爪部172的顺序而配置。第一爪部171和第二爪部172在最接近的状态下，既可以接触也可以分离。另外，第一爪部171和第二爪部172构成为在最分离的状态下，其分离距离比电缆92的最大外径大。

在本实施方式中，第一爪部171连接于驱动部17C，构成为通过驱动部17C而相对于第二爪部172接近、分离。即，在本实施方式中，构成为不使第二爪部172相对于驱动部17C的相对位置发生位移。

这样，在第一把持部17A中，第一爪部171和第二爪部172在与第一爪部171和第二爪部172接近或分离的方向交叉的方向上延伸。由此，如后所述，第一爪部171和第二爪部172能够在接近的状态下把持电缆92，并且若第一爪部171和第二爪部172从该状态分离，则能够解除电缆92的把持。

第二把持部17B从第一把持部17A的基端部在与轴O6交叉的方向即正交的方向上延伸。第二把持部17B具有相互接近、分离的第三爪部173和第四爪部174。

第三爪部173和第四爪部174构成为相互接近、分离。第三爪部173构成为能够沿其延伸方向移动。另一方面，第四爪部174具有沿第三爪部173延伸的第一部分174A和从第一部分174A的前端部向与第三爪部173延伸的方向交叉的方向突出的第二部分174B。

在本实施方式中，第三爪部173连接于驱动部17C，构成为通过驱动部17C而使第三爪部173沿其延伸方向移动，从而相对于第四爪部174的第二部分174B接近、分离。即，在本实施方式中，构成为不使第四爪部174相对于驱动部17C的相对位置发生位移。

这样，在第二把持部17B中，第三爪部173在第一爪部171和第二爪部172接近或分离的方向上延伸。另外，第四爪部174具有沿第三爪部173延伸的方向延伸的第一部分174A，第二部分174B从第一部分174A向与第三爪部173延伸的方向交叉的方向突出，第二部分174B与第三爪部173接近或分离。由此，如后所述，第三爪部173和第四爪部174能够在接近的状态下把持电缆92，并且若第三爪部173和第四爪部174从该状态分离，则能够解除电缆92的把持。

这里，第一爪部171与第三爪部173连结、即被固定，由第一爪部171和第三爪部173构成L字状部件。通过该L字状部件沿第三爪部173的延伸方向移动，从而第一把持部17A和第二把持部17B进行开闭。在第一把持部17A为打开状态时、即第一爪部171与第二爪部172为分离状态时，第二把持部17B为关闭状态，即第三爪部173与第四爪部174的第二部分174B成为关闭状态。另一方面，在第一把持部17A为关闭状态时、即第一爪部171与第二爪部172为接近状态时，第二把持部17B为打开状态，即第三爪部173与第四爪部174的第二部分174B成为分离状态。

这样，通过使一个驱动部17C驱动第一爪部171和第三爪部173连结而得的部件，从而能够分别驱动设在相互不同的方向上的两个把持部即第一把持部17A和第二把持部17B。即，在手爪17中，第一把持部17A和第二把持部17B联动地进行动作。由此，与以往那样按每个把持部各自设有驱动部的结构相比，能够实现手爪17的轻量化。因此，能够减轻手爪17的承重能力中手爪17的结构部位所占的重量，手爪17能够进行的作业增加。

另外，由于第一爪部171和第二爪部172接近或分离的方向与第三爪部173和第四爪部174的第二部分174B接近、分离的方向为相同方向，所以驱动部17C驱动第一爪部171与第三爪部173的连结体的方向仅为一个方向。因此，能够实现驱动部17C的结构的精简，有助于减轻手爪17的承重能力中手爪17的结构部位所占的重量。

另外，第一把持部17A和第二把持部17B能够分别进行第一把持和第二把持这两种把持。以下，对该情况进行说明。

如图8中实线所示，第一把持部17A能够进行把持电缆92的长边方向上的中途部分的第一把持。在第一把持中，用第一爪部171和第二爪部172夹持电缆92，但其夹持力比较弱，能够一面维持限制电缆92在其径向上移动的状态，一面使第一把持部17A沿着电缆92向连接器93侧滑动。

在进行了该第一把持的状态下向图8中箭头方向移动，并在第一爪部171和第二爪部172与连接器93进行了接触时停止移动。由此，一面用第一爪部171和第二爪部172把持电缆92，一面成为连接器93的电缆92侧的面与第一爪部171和第二爪部172的上表面接触而限制了连接器93的移动的状态。因此，成为通过第一把持部17A把持连接器93的状态。将该把持称为第二把持。

这样，第一把持部17A能够进行以可滑动的程度把持电缆92的第一把持以及把持连接器93的第二把持。

另一方面，如图9中实线所示，第二把持部17B能够进行把持电缆92的长边方向上的中途部分的第一把持。在第一把持中，用第三爪部173和第四爪部174的第二部分174B夹持电缆92，但其夹持力比较弱，能够一面维持限制电缆92在其径向上移动的状态，一面使第二把持部17B沿着电缆92向连接器93侧滑动。

在进行了该第一把持的状态下向图9中箭头方向移动，并在第三爪部173和第四爪部174与连接器93进行了接触时停止移动。由此，一面用第三爪部173和第四爪部174把持电缆92，一面成为连接器93的电缆92侧的面与第三爪部173和第四爪部174的上表面接触而限制连接器93的移动的状态。因此，成为通过第二把持部17B把持连接器93的状态。将该把持称为第二把持。

这样，第一把持部17A和第二把持部17B能够分别进行以可滑动的程度把持电缆92的第一把持和把持连接器93的第二把持。

在以上那样的手爪17的前端、即第一把持部17A和第二把持部17B中的至少一方的前端设定有工具点，在机器人1A中设定有以该工具点为原点的前端坐标系。

手爪18

如图1所示，在机器人1B的机械臂20的前端部装配有手爪18。另外，手爪18通过轴的旋转而能旋转。手爪18具有把持正由手爪17进行第二把持的连接器93并使连接器93旋转而调整连接器93的姿势的功能。在本实施方式中，如图10以及图11所示，手爪18具有构成为能够相互接触和分离的一对夹持片181。

各夹持片181与例如由气动卡盘等构成的驱动部连接而夹持片181的驱动受到控制。该驱动部与控制装置5电连接而其动作受到控制。另外，通过各夹持片181在接触方向上接近而能够在它们之间把持连接器93。通过各夹持片181相互分离，从而能够解除连接器93的把持。

需要注意的是，在图示的结构中，手爪18是通过一对夹持片181把持连接器93的结构，但不限定于此，也可以是由三条以上的夹持片把持连接器93的结构，还可以是通过吸引把持连接器93的结构。

另外，在手爪18的前端即夹持片181的前端设定有工具点，在机器人1B中设定有以该工具点为原点的前端坐标系。

摄像部19

如图1、图10以及图11所示，摄像部19设在机械臂20的前端部。摄像部19例如可以使用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)相机等。该摄像部19处于比手爪18的各夹持片181更缩进的状态，即位于更靠机械臂20侧的位置。由此，易于防止在各夹持片181把持连接器93时与连接器93发生干涉。

另外，摄像部19在其前端部即透镜的外周部具有光源191。由此，即使机器人1A和机器人1B进行作业的空间较暗，或因设置于所述空间的照明的位置而导致连接器93进入到机器人1A的背光处，也能够良好且清晰地进行连接器93的拍摄。

另外，摄像部19与控制装置5电连接，将其拍摄结果即图像发送至控制装置5。需要注意的是，在此所说的图像包括静态图像以及动态图像。此外，摄像部19不限定于CCD相机，也可以是分光相机。这种情况下，将分光数据即分光光谱发送至控制装置5。

另外，在摄像部19输出的图像中设定有图像坐标系。前述的手爪17的前端坐标系、手爪18的前端坐标系以及图像坐标系处于各自建立对应的状态、即已校准的状态。

控制装置

如图3所示，控制装置5具有控制机器人1A以及机器人1B等的驱动的功能，以能够通信的方式与机器人1A以及机器人1B连接。需要注意的是，它们分别可以是有线连接，也可以是无线连接。另外，在图示的结构中，控制装置5配置在与机器人1A以及机器人1B不同的位置，但也可以内置于机器人1A和机器人1B中的一方，还可以分别内置于双方中。

另外，在控制装置5上连接有具备未图示的监视器的显示装置401和例如具有键盘、鼠标、示教器等的输入装置402。

如图3所示，控制装置5包括具备处理器的控制部51、具备存储器等的存储部52以及具备外部接口(I/F)的外部输入输出部53。控制装置5的各结构要素经由各种总线以能够相互通信的方式连接。

控制部51具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等处理器，执行存储于存储部52的各种程序等。由此，能够实现机器人1A以及机器人1B的驱动的控制、各种运算以及判断等处理。

在存储部52中存储有可由控制部51执行的各种程序，例如用于执行后述的控制方法的程序、在控制动作中使用的基准数据、阈值、校准曲线等。另外，在存储部52中能够存储由外部输入输出部53接收到的各种数据。存储部52例如包括RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等易失性存储器、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等非易失性存储器等而构成。需要注意的是，存储部52不限于不可拆卸式，也可以是具有可拆卸式的外部存储装置(未图示)的结构。另外，存储部52也可以经由LAN(Local Area Network：局域网)等网络而设置于别的场所。

外部输入输出部53具备外部接口(I/F)，用于机器人1A及机器人1B、摄像部19、显示装置401及输入装置402的各连接。另外，外部输入输出部53作为接收与来自摄像部19的图像有关的信息的接收部发挥功能。

需要注意的是，控制装置5除了前述的结构之外，也可以进一步附加其它的结构。另外，保存在存储部52中的各种程序、数据等既可以预先存储在存储部52中，也可以存储在例如CD-ROM等记录介质中并从该记录介质提供，还可以经由网络等提供。

这里，控制装置5能够进行位置控制和力控制，来作为驱动机器人1A以及机器人1B的控制动作。

位置控制例如是指驱动机器人1A或机器人1B以使工具中心点位于规定坐标的控制。即，位置控制是指基于目标的位置信息和工具中心点的位置信息驱动机器人1A或机器人1B的控制。这样的位置控制是以到目标位置的路径上无障碍物为前提进行的控制，能够以比力控制更快的速度使机械臂移动，有助于迅速地进行作业。需要注意的是，位置控制中的机器人1A或机器人1B的速度可以是一定的，也可以不是一定的。

力控制是指基于力检测部120的检测结果驱动机器人1A的控制。力控制例如包括阻抗控制、力触发控制。

在力触发控制中，通过力检测部120进行力检测，并使机器人1A或机器人1B进行移动、姿势的变更动作，直到通过该力检测部120检测到规定的力为止。

阻抗控制包括仿形控制。首先，简单地说明的话，在阻抗控制中，控制机器人1A或机器人1B的动作，使得施加于机械臂10的前端部、手爪17的力尽可能地维持在规定的力，即通过力检测部120检测出的规定方向的力尽可能地维持在目标值。

控制方法

接下来，参照图12～图24对控制装置5进行的控制动作进行说明。

如图4以及图5所示，本控制方法是使用机器人1A以及机器人1B进行的控制方法，具有[1]准备步骤、[2]把持步骤、[3]摄像步骤、[4]姿势调整步骤以及[5]插入步骤。

[1]准备步骤

准备步骤是准备装配有手爪17的机器人1A和装配有手爪18及摄像部19的机器人1B的步骤。这里的“准备”是指，前述的各坐标系校准等在机器人系统100进行连接作业时使机器人系统100以能够进行动作的状态启动为止所作的准备。

另外，在准备步骤中，如图12以及图13所示，优选驱动机器人1B而使手爪18以及摄像部19移动到连接器93在自然状态下所位于的位置的+Z轴侧，并且手爪18以及摄像部19为朝向-Z轴侧的状态。由此，能够顺畅地进行[3]摄像步骤以及[4]姿势调整步骤。需要注意的是，该移动也可以与[1]准备步骤以及[2]把持步骤中任一步骤同时进行。

[2]把持步骤

图12以及图15所示的把持步骤具有第一把持步骤和第二把持步骤。

第一把持步骤是使手爪17进行把持电缆92以限制电缆92在电缆92的径向上移动的第一把持的步骤。具体而言，如图12以及图13所示，使手爪17移动到位置P1，并使第一把持部17A的第一爪部171和第二爪部172在分离的状态下靠近电缆92。

然后，通过使各第一爪部171和第二爪部172接近并与电缆92接触，从而第一把持部17A成为进行了第一把持的状态。需要注意的是，如上所述，在进行了第一把持的状态下，电缆92通过第一爪部171和第二爪部172而成为被限制向其径向移动的状态，但第一爪部171和第二爪部172的夹持力是能够在保持把持的状态下沿电缆92的长边方向移动或滑动的程度。

需要注意的是，该第一把持既可以通过力控制进行，也可以通过位置控制进行。在位置控制的情况下，通过将第一爪部171和第二爪部172最接近的距离设定为与电缆92的最大外径大致相同的值，从而能够进行第一把持。另外，在力控制的情况下，可构成为，预先设定目标值，并在第一爪部171和第二爪部172与电缆92接触时力检测部120检测出的力达到目标值时，停止第一爪部171和第二爪部172的驱动。

位置P1是预先存储在存储部52中的坐标，该坐标既可以由作业人员输入，也可以是基于摄像部19预先拍摄到的图像而确定的坐标。在本实施方式中，位置P1是电缆92的固定端附近的任意的坐标。

在进行了这样的第一把持步骤之后进行第二把持步骤。

如图14以及图15所示，通过从进行了第一把持的状态起使手爪17向+Z轴侧即连接器93侧移动来进行第二把持步骤。保持进行了第一把持的状态而使手爪17移动直到与连接器93接触。然后，如果力检测部120检测到与连接器93的接触，则使手爪17向+Z轴侧的移动停止。由此，成为一面以第一爪部171和第二爪部172把持电缆92，一面使连接器93的电缆92侧的面与第一爪部171和第二爪部172的上表面接触而限制连接器93的移动的状态，即成为进行了第二把持的状态。

这样，控制部51使第一爪部171和第二爪部172进行把持电缆92以限制电缆92向电缆92的径向移动的第一把持，在进行了第一把持的状态下，控制部51使第一爪部171和第二爪部172向连接器93移动，控制部51基于力检测部120的检测结果，使第一爪部171和第二爪部172的移动停止，并使第一爪部171和第二爪部172进行把持连接器93的第二把持。通过手爪17依次进行第一把持和第二把持，能够成为以稳定且简单的方法把持了连接器93的状态。由此，例如能够一面省略由摄像部19对连接器93进行拍摄来确定其位置再进行把持的繁杂的处理，一面稳定地把持连接器93。

需要注意的是，在正在进行该第二把持的状态下，连接器93的朝向、具体而言是电缆92的周向的朝向每次随机。即，在手爪17正在进行第二把持的状态下，并不知道连接器93在电缆92的周向上的姿势是否恰当。

[3]摄像步骤

如图14以及图15所示，摄像步骤是用摄像部19对手爪17正在进行第二把持的连接器93进行拍摄的步骤。另外，如上所述，在进行摄像步骤时，预先使手爪18位于图14以及图15所示的位置，所以当完成了所述把持步骤时，能够迅速地转移到本步骤。在本步骤中拍摄到的图像被发送至控制装置5。

[4]姿势调整步骤

姿势调整步骤是当正在进行第二把持的连接器93的姿势不是期望姿势时利用手爪18使手爪17以期望的姿势进行把持的步骤。如图5所示，姿势调整步骤具有以下的步骤[6A]～[6E]。

如图16所示，步骤[6A]是使手爪18把持正被进行第二把持的连接器93的步骤。即，在本步骤中，由手爪17的第一把持部17A以及手爪18把持连接器93。由此，在手爪17与手爪18之间移交连接器93时，能够防止连接器93意外掉落。

如图17所示，步骤[6B]一面维持手爪18把持了连接器93的状态，一面使手爪17向与手爪18分离的方向移动而解除第一把持部17A所进行的第二把持。由此，经过本步骤，成为仅有手爪18把持了连接器93的状态。

如图18所示，步骤[6C]是使手爪18绕着轴O6旋转而将连接器93的朝向调整为期望的姿势的步骤。在本步骤中，基于通过[3]摄像步骤得到的拍摄结果即图像而确定手爪18的旋转量。

具体而言，例如可以使用如下方法：提取拍摄到的图像中的多个特征点，并将该特征点的配置与预先存储于存储部52的期望姿势的连接器93的图像中的特征点的配置进行比较来计算旋转量。需要注意的是，也可以使用连接器93的端面的中心线与预先存储于存储部52的图像中的中心线进行比较而根据偏移量来求出旋转量的方法等其它方法。

经过这样的步骤[6C]，能够使连接器93成为期望的姿势。这里所说的期望的姿势是指，之后手爪17在把持了连接器93的状态下若沿着预定的路径则能够以期望的朝向将连接器93插入到插入孔911的姿势。

如图19～图21所示，步骤[6D]是使手爪17的第二把持部17B把持手爪18所把持着的期望姿势的连接器93的步骤。即，在本步骤中，由手爪17以及手爪18把持期望姿势的连接器93。由此，在手爪17与手爪18之间移交连接器93时，能够防止连接器93意外掉落。

具体而言，如图19所示，使第二把持部17B移动，以使第三爪部173与第四爪部174的第二部分174B之间的部分位于电缆92的-X轴侧，之后，使其向图19中箭头方向、即电缆92侧移动。然后，如图20所示，进行使第三爪部173向图20中箭头方向，即向第四爪部174的第二部分174B靠近而把持电缆92的第一把持。需要注意的是，在进行了该第一把持的状态下，如图21中双点划线所示，把持电缆92的与连接器93分离的位置。

在进行了第一把持的状态下，电缆92通过第三爪部173和第四爪部174而成为被限制向其径向移动的状态，但第三爪部173和第四爪部174的夹持力是能够在保持把持的状态下沿电缆92的长边方向移动的程度。需要注意的是，该第一把持与前述同样地，既可以通过力控制进行，也可以通过位置控制进行。

然后，如图21中箭头方向所示，从进行了第一把持的状态使手爪17向+Z轴侧即连接器93侧移动。即，在保持进行了第一把持的状态下使手爪17移动直到与连接器93接触。然后，如果力检测部120检测到与连接器93接触，则使手爪17向+Z轴侧的移动停止。由此，成为一面用第三爪部173和第四爪部174把持电缆92，一面使连接器93的电缆92侧的面与第三爪部173和第四爪部174的上表面接触而限制了连接器93的移动的状态，即成为进行了第二把持的状态。

然后，如图22所示，进行步骤[6E]，使手爪18解除连接器93的把持，并使手爪18向+Z轴侧避让。

控制部51使摄像部19对第一爪部171和第二爪部172所把持着的连接器93进行拍摄，并基于摄像部19的拍摄结果，使装配于第二机器人即机器人1B的手爪18把持连接器93。然后，控制部51基于摄像部19的拍摄结果，通过把持着连接器93的手爪18来调整连接器93的姿势。然后，在通过手爪18调整了连接器93的姿势的状态下，控制部51使第三爪部173和第四爪部174把持电缆。

即，通过进行[6A]～[6E]，能够从第一把持部17A进行着第二把持的状态将连接器93的姿势调整为期望的姿势并再次成为由第二把持部17B进行着第二把持的状态。因此，在之后的插入步骤中，能够通过简单的控制将连接器93插入到插入孔911中。

[5]插入步骤

如图22～图24所示，插入步骤是将连接器93插入到基板91的插入孔911的步骤。具体而言，首先使对期望姿势的连接器93进行着第二把持的手爪17的前端向图22中箭头方向移动至预先设定的位置P2。位置P2是在基板91的+Y轴侧且X轴方向上的位置与插入孔911的中心相同的坐标。如图23所示，在该移动时，调整姿势，以使连接器93的与电缆92侧相反一侧的端面面向插入孔911。

然后，如图24所示，通过力控制使手爪17向插入孔911侧移动。然后，在完成了连接器93向插入孔911的插入时，若施加于手爪17的力、即力检测部120所检测出的力达到规定值，则使手爪17的移动停止。

需要注意的是，在本步骤中使用的规定值是预先存储于存储部52的值，与如上所述在进行第二把持时用于检测手爪17与连接器93的接触的值是不同的值。

经过以上的步骤，完成连接器93向插入孔911的插入，机器人系统100的作业完成。

如上所述，机器人系统100具备机器人1A和手爪17，机器人1A作为第一机器人具有作为臂的机械臂10，手爪17与机械臂10连接。另外，手爪17具有第一把持部17A、第二把持部17B以及驱动部17C，第一把持部17A具有相互接近或分离的第一爪部171和第二爪部172，第二把持部17B具有相互接近或分离的第三爪部173和第四爪部174，驱动部17C驱动第一把持部17A和第二把持部17B，此外，第一爪部171与第三爪部173连结，第二爪部172与第四爪部174连结，在第一爪部与第二爪部172分离的方向上，第四爪部174具有位于相比于第三爪部173离第一爪部171更远的位置的第二部分174B，在驱动部17C使第一爪部171与第二爪部172接近时，第三爪部173与第四爪部174分离，在驱动部17C使第一爪部171与第二爪部172分离时，第三爪部173与第四爪部174接近。

这样，通过一个驱动部17C驱动第一爪部171与第三爪部173连结而成的部件，从而能够分别驱动第一把持部17A和第二把持部17B。即，在手爪17中，第一把持部17A和第二把持部17B联动地进行动作。由此，与以往那样按每个把持部各自设有驱动部的结构相比，能够实现手爪17的轻量化。因此，能够减轻手爪17的承重能力中手爪17的结构部位所占的重量，手爪17能够进行的作业增加。

另外，机器人系统100还具备检测设于电缆92的一端的连接器93与手爪17的接触的检测部即力检测部120以及控制机器人1A和手爪17的控制部51，从而在第一把持部17A或第二把持部17B进行的把持中，能够通过前述的力控制准确地进行把持。

机器人系统的其它结构例

图25是用于以硬件为中心对机器人系统进行说明的框图。

图25中示出了机器人1A、机器人1B、控制器61以及计算机62连接而成的机器人系统100A的整体结构。机器人1A和机器人1B的控制既可以通过控制器61中的处理器读出存储器中的指令来执行，也可以通过存在于计算机62中的处理器读出存储器中的指令并经由控制器61来执行。

因此，可将控制器61和计算机62中的任一方或双方视为“控制装置”。

变形例1

图26是示出以机器人系统的硬件为中心的变形例1的框图。

图26中示出了计算机63直接与机器人1A和机器人1B连接的机器人系统100B的整体结构。机器人1A和机器人1B的控制通过存在于计算机63中的处理器读出存储器中的指令而直接执行。

因此，可将计算机63视为“控制装置”。

变形例2

图27是示出以机器人系统的硬件为中心的变形例2的框图。

图27中示出了内置有控制器61的机器人1A和机器人1B与计算机66连接，并且计算机66经由LAN等网络65与云64连接的机器人系统100C的整体结构。机器人1A和机器人1B的控制既可以通过存在于计算机66中的处理器读出存储器中的指令而执行，也可以通过存在于云64上的处理器经由计算机66读出存储器中的指令而执行。

因此，可将控制器61、计算机66以及云64中的任一方、或者任两方或三方视为“控制装置”。

以上，基于图示的实施方式对本发明的机器人系统进行了说明，但本发明并非限定于此，各部的结构可以替换为具有同样功能的任意的结构。另外，也可以对本发明附加其它任意的结构物。

另外，在前述实施方式中，作为本发明的机器人系统所具有的机器人，例示了所谓的六轴的垂直多关节机器人以及SCARA机器人，但该机器人例如也可以是其它的机器人。另外，垂直多关节机器人不限于单臂机器人，例如也可以是双臂机器人等其它的机器人。因此，可动部的数量不限于一个，也可以是两个以上。另外，可动部具备的机械臂所具有的臂的数量不限于图示的结构。

Claims (7)

1.一种机器人系统，其特征在于，具备第一机器人和手爪，

所述第一机器人具有臂，

所述手爪与所述臂连接，

所述手爪具有第一把持部、第二把持部和驱动部，

所述第一把持部具有相互接近或分离的第一爪部和第二爪部，

所述第二把持部具有相互接近或分离的第三爪部和第四爪部，

所述驱动部驱动所述第一把持部和所述第二把持部，

所述第一爪部与所述第三爪部连结，

所述第二爪部与所述第四爪部连结，

所述第三爪部在所述第一爪部和所述第二爪部接近或分离的方向上延伸，

所述第四爪部具有沿所述第三爪部延伸的方向延伸的第一部分，在所述第一爪部与所述第二爪部分离的方向上，所述第四爪部具有位于相比于所述第三爪部离所述第一爪部更远的位置的第二部分，

在所述驱动部使所述第一爪部与所述第二爪部接近时，所述第三爪部与所述第四爪部分离，

在所述驱动部使所述第一爪部与所述第二爪部分离时，所述第三爪部与所述第四爪部接近；

所述第二部分从所述第一部分向与所述第三爪部延伸的方向交叉的方向突出，

所述第二部分与所述第三爪部接近或分离；

所述第一爪部和所述第二爪部接近或分离的方向与所述第三爪部和所述第四爪部接近或分离的方向为相同的方向。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，

所述第一爪部和所述第二爪部在与所述第一爪部和所述第二爪部接近或分离的方向交叉的方向上延伸。

3.根据权利要求1或2所述的机器人系统，其特征在于，所述机器人系统具备：

检测部，检测设置于电缆的一端的连接器与所述手爪的接触；以及

控制部，控制所述第一机器人和所述手爪。

4.根据权利要求3所述的机器人系统，其特征在于，

所述控制部使所述第一爪部和所述第二爪部进行把持所述电缆以限制所述电缆向所述电缆的径向移动的第一把持，

在进行了所述第一把持的状态下，所述控制部使所述第一爪部和所述第二爪部向所述连接器移动，

所述控制部基于所述检测部的检测结果，使所述第一爪部和所述第二爪部的移动停止，并使所述第一爪部和所述第二爪部进行把持所述连接器的第二把持。

5.根据权利要求4所述的机器人系统，其特征在于，

所述机器人系统具备第二机器人和设置于所述第二机器人的摄像部，

所述控制部使所述摄像部对由所述第一爪部和所述第二爪部所把持着的所述连接器进行拍摄，

所述控制部基于所述摄像部的拍摄结果，使所述第二机器人把持所述连接器。

6.根据权利要求5所述的机器人系统，其特征在于，

所述控制部基于所述摄像部的拍摄结果，使把持着所述连接器的所述第二机器人调整所述连接器的姿势。

7.根据权利要求6所述的机器人系统，其特征在于，

在通过所述第二机器人调整了所述连接器的姿势的状态下，所述控制部使所述第三爪部和所述第四爪部把持所述电缆。

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