CN112297002A - 进行多点嵌合的机器人控制系统 - Google Patents

进行多点嵌合的机器人控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112297002A
CN112297002A CN202010739853.2A CN202010739853A CN112297002A CN 112297002 A CN112297002 A CN 112297002A CN 202010739853 A CN202010739853 A CN 202010739853A CN 112297002 A CN112297002 A CN 112297002A
Authority
CN
China
Prior art keywords
point
robot
control
fitting
control system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010739853.2A
Other languages
English (en)
Inventor
大场雅文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN112297002A publication Critical patent/CN112297002A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1687—Assembly, peg and hole, palletising, straight line, weaving pattern movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697—Vision controlled systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/085—Force or torque sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B25J13/089—Determining the position of the robot with reference to its environment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00—Arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/021—Optical sensing devices
    • B25J19/023—Optical sensing devices including video camera means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/04—Viewing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161—Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633—Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1653—Programme controls characterised by the control loop parameters identification, estimation, stiffness, accuracy, error analysis
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40031—Dual peg in hole
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40032—Peg and hole insertion, mating and joining, remote center compliance
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40033—Assembly, microassembly
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40055—Wire stripping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明提供一种进行多点嵌合的机器人控制系统，其具备：相对关系计算部，其基于通过视觉传感器取得的数据来计算多点中的至少一点处的第一部件与第二部件的相对关系；接触点判定部，其基于计算的相对关系来判定第一部件与第二部件的接触点；控制点设定部，其基于判定的接触点来设定控制点；以及嵌合控制部，其基于设定的控制点来控制多点的嵌合。

Description

进行多点嵌合的机器人控制系统
技术领域
本发明涉及机器人控制系统，尤其涉及一种进行多点嵌合的机器人控制系统。
背景技术
在利用工业机器人进行部件彼此的组装作业时，如果部件之间的相对关系(即相对位置、相对姿态)发生变化则难以使部件彼此嵌合。在一方的部件静止的情况下，只要考虑另一方的部件的位置和姿态即可，但是在一方的部件持续移动的情况下，部件之间的相对关系会持续变化，因此嵌合的难度提高。在嵌合作业中广泛进行采用视觉传感器、力传感器的机器人控制。
国际公开第1998/017444号记载了一种力控制机器人系统，其基于通过视觉传感器得到的图像数据取得表示第一工件与第二工件之间的位置/姿态关系的工件位置/姿态，并基于取得的工件位置/姿态数据对机器人的位置和姿态进行修正，从而一边进行基于来自力传感器的输出的力控制一边执行嵌合动作。
在日本特开2010－89238号公报中记载了：预先将第一零件和第二零件接触的接触状态、与从各接触状态起向下一目标状态转变的转变信息关联起来进行存储，使用力传感器的检测值和拍摄装置的图像数据来判别接触状态，并基于判别的结果来选择转变信息，基于选择的转变信息来进行嵌合控制。
在日本特开2015－74058号公报中记载了：取得机器人的可动部的端点处于目标位置时的目标图像、端点处于当前位置时的当前图像，算出从当前位置到目标位置的距离，根据算出的距离对基于视觉伺服的指令値和基于力控制的指令値分别加权并进行合成而获得合成的指令値，利用该合成的指令值来控制机器人。
发明内容
在使部件彼此以多点进行嵌合的情况下，力传感器将各点处的来自部件的反作用力作为合力进行检测，因此难以确定接触点。另外，在通过力传感器取得的数据中混入有各种噪声，难以判别是一点接触还是多点接触。例如在对部件进行把持的刚性较低的情况下，会混入起因于刚性的噪声。并且，力传感器即使在仅向一方向作用力的情况下也可能产生在另一方向产生力的机构性的牵连噪声。此外，在力传感器的增益高的情况下，也可能从线缆等混入电气噪声。另外，也有可能发生由于力传感器的老化、侵蚀等所引起的噪声。结果是，在多点的嵌合作业中，难以仅通过力传感器来确定接触点的位置、接触点的数量，因此无法确定应该使部件向哪里移动，或者使部件向哪个方向倾斜，有可能将机器人控制为错误的位置或者姿态，导致嵌合失败。
因此需要一种控制进行多点嵌合的机器人的技术。
本公开的一个方案提供一种机器人控制系统，其具备：机器人；手，其安装于机器人的端部，并把持相对于第一部件以多点进行嵌合的第二部件；视觉传感器，其设置于手的附近或者与机器人独立的固定位置；相对关系计算部，其基于通过视觉传感器取得的数据，计算多点中的至少一点处的第一部件与第二部件的相对关系；接触点判定部，其基于计算的相对关系来判定第一部件与第二部件的接触点；控制点设定部，其基于判定的接触点来设定控制点；以及嵌合控制部，其基于设定的控制点来控制多点的嵌合。
附图说明
图1是表示一个实施方式的机器人控制系统的概要结构的侧视图。
图2A是表示视觉传感器的个数和视线方向的变形例的立体图。
图2B是表示视觉传感器的配置的变形例的立体图。
图3是表示一个实施方式的机器人控制系统的结构的框图。
图4A是表示从上方拍摄的部件之间的相对关系的图。
图4B是表示从上方拍摄的部件之间的相对关系的图。
图4C是表示从上方拍摄的部件之间的相对关系的图。
图5A是表示从侧方拍摄的部件之间的相对关系的图。
图5B是表示从侧方拍摄的部件之间的相对关系的图。
图5C是表示从侧方拍摄的部件之间的相对关系的图。
图6A是表示一点接触时的控制点的侧视图。
图6B是表示一点接触时的控制点的侧视图。
图6C是表示多点接触时的控制点的侧视图。
图7是表示力控制的探索范围的俯视图。
图8是表示一个实施方式的机器人控制系统的嵌合控制的概要流程图。
具体实施方式
以下参照附图对本公开的实施方式详细地进行说明。在各图中对于相同或类似的结构要素标记相同或类似的符号。另外，以下记述的实施方式不限定权利要求书记载的发明技术范围和用语的意义。
图1示出了本实施方式的机器人控制系统1的概要结构。机器人控制系统1具备：机器人10、安装于机器人10的端部的手11、设置于手11的附近的视觉传感器12、以及对机器人10和手11进行控制的机器人控制装置13。虽然机器人10是多关节机器人，但也可以是并联连杆型机器人等其它的工业机器人。虽然手11是具备多个爪部的手，但是也可以采用吸附式手等其它方式的手。视觉传感器12也可以是CCD(charge-coupled device：电荷耦合器件)摄像机等的二维传感器、或者TOF(time-of-flight：飞行时间)摄像机、激光扫描器等三维传感器等。
手11把持相对于第一部件15以多个嵌合点A、B进行嵌合的第二部件16，机器人10进行将第二部件16向第一部件15组装的组装作业。第一部件15与第二部件16是具备多个嵌合点的物品的结构部件，例如包括框架与窗、主体与盖、车辆与门等。嵌合点也可以不是两点而是三点以上。第一部件15可以通过输送装置14进行输送而持续移动，或者使输送装置14暂时停止而暂时静止。或者，第一部件15也可以通过固定装置(未图示)进行固定而始终静止。
机器人10进行的组装作业包括：使第二部件16的凸部16a、16b与第一部件15的凹部15a、15b对准的对准控制；使第二部件16向与第一部件15的嵌合方向17移动而使凸部16a、16b与凹部15a、15b嵌合的嵌合控制。此外，凸部16a、16b和凹部15a、15b也可以设置于彼此相反的部件。在第一部件15静止的情况下，只要考虑第二部件16的位置和姿态即可，但是在多点的嵌合中会由于部件之间的相对关系略微地偏移而导致嵌合失败。另外，在第一部件15持续移动的情况下，部件之间的相对关系会持续变化，因此嵌合的难度更高。因此，优选使用视觉传感器12算出部件之间的相对关系，根据相对关系来判定接触点，从而通过视觉控制来进行嵌合控制。
机器人控制系统1在机器人10与手11之间还具备力传感器19。力传感器19可以采用应变计式、压电式、电容式等的力传感器，并优选对三轴、六轴等的力和力矩进行检测。在凸部16a、16b与凹部15a、15b的相对尺寸(间隙)比较大的情况下，能够仅通过视觉传感器12而使嵌合成功，但是在凸部16a、16b与凹部15a、15b的相对尺寸比较小的情况下，有可能成为凸部16a、16b与凹部15a、15b的凹缘周面接触的状态，有时导致嵌合永远无法成功。因此，使用力传感器19来检测来自部件的反作用力，并基于检测的力来进行精密的嵌合控制，但是如上所述，在多点的嵌合中，难以仅通过力传感器19确定接触点的位置、接触点的数量，结果是，有可能将机器人控制为错误的位置或者姿态。因此，在凸部与凹部的相对尺寸比较小的情况下，使用视觉传感器12算出部件之间的相对关系，并根据相对关系来判定接触点，从而通过力控制来进行嵌合控制。
图2A－图2B示出了视觉传感器的变形例。图1示出了设置一个视觉传感器12并对多个嵌合点A、B中的至少一点进行拍摄的状态，但是各嵌合点A、B都有可能隐没于部件的阴影中而无法判别与哪里接触，因此如图2A－图2B所示，设置多个视觉传感器12a、12b并以不同的视线方向对多个嵌合点A、B中的至少一点进行拍摄。另外，为了判别在几个点进行接触，也可以配置能够对全部嵌合点A、B进行拍摄的视觉传感器12b。在本例中，一方的视觉传感器12a从上方对嵌合点A、B进行拍摄，另一方的视觉传感器12b从侧方对嵌合点A、B进行拍摄。
并且，如图2B所示，也可以将视觉传感器12a、12b设置于与机器人10独立的固定位置。在将视觉传感器12a、12b配置于例如固定柱22的情况下，以使得多个嵌合点A、B中的至少一个收敛在一方的视觉传感器12a的拍摄范围20内的方式将视觉传感器12a配置于固定柱22，并以使得多个嵌合点A、B中的至少一个收敛在另一方的视觉传感器12b的拍摄范围21内的方式来配置视觉传感器12b。
再次参照图1，机器人控制系统1能够将机器人坐标系C1的原点设定于机器人10的基座部18，并将工具坐标系C2的原点设定于手11或者第二部件16的附近。此时，将机器人10的位置作为工具坐标系C2的原点进行表示，将机器人10的姿态作为工具坐标系C2相对于机器人坐标系C1的朝向进行表示。机器人控制系统1构成为能够将这些坐标系中的任意的点相互地进行坐标变换。
图3示出了本实施方式的机器人控制系统1的结构。机器人控制装置13是具备CPU(central processing unit：中央处理单元)等处理器的控制装置，并通过预先示教的动作程序36对机器人10和手11进行控制。机器人控制装置13具备：对动作程序36等进行存储的存储部30、基于动作程序36对机器人10和手11的动作进行控制的动作控制部31、对机器人驱动马达34进行驱动的机器人驱动部32、以及对手驱动马达35进行驱动的手驱动部33。动作程序36是记述进行组装作业的机器人10和手11的基本动作指令的程序，动作控制部31基于动作程序36向机器人驱动部32和手驱动部33发送动作指令，机器人驱动部32和手驱动部33基于动作指令向机器人驱动马达34和手驱动马达35供电。
为了在第一部件偏移时、持续移动时也能够进行第一部件与第二部件的对准控制，机器人控制装置13可以进一步具备对动作指令进行修正的修正指令生成部40。也可以是，修正指令生成部40基于通过视觉传感器12取得的数据来计算第一部件的偏移量并向动作控制部31发送修正指令，或者在偏移量之外还根据各种历史数据来计算第一部件的移动预测量并向动作控制部31发送修正指令。动作控制部31基于修正指令向机器人驱动部32和手驱动部33发送动作指令。由此，进行将第二部件的凸部配置于第一部件15的凹部的正上方的对准控制。
为了能够在进行了对准控制之后或者在进行对准控制的同时进行多点的嵌合控制，机器人控制装置13还具备：计算部件之间的相对关系的相对关系计算部41、至少基于相对关系来判定接触点的接触点判定部42、基于接触点来设定控制点的控制点设定部43、以及对多点的嵌合进行控制的嵌合控制部44。相对关系计算部41基于通过视觉传感器12取得的数据来计算部件之间的相对关系。相对关系至少包括部件之间的相对位置，优选也包括部件之间的相对姿态。也可以是，接触点判定部42不仅基于相对关系而且基于通过力传感器19取得的数据来判定第一部件与第二部件的接触点。
图4A－图4C示出了从上方拍摄的部件之间的相对关系，图5A－图5C示出了从侧方拍摄的部件之间的相对关系。相对关系可以通过各种方法计算，例如可以是如后述那样进行计算。首先，从通过视觉传感器取得的数据中通过图案匹配来检测第一部件15的凹部15a和第二部件16的凸部16a。预先准备的图案可以是二维图案或者三维图案。使图案旋转、改变比例来进行模式匹配。在进行了凹部15a和凸部16a的检测之后，将特征点P1相对于特征点P2的位置作为相对位置进行计算。另外，也可以将绕从特征点P1延伸的正交三轴的各旋转角相对于绕从特征点P2延伸的正交三轴的各旋转角作为相对姿态进行计算。
将计算的相对位置与预定的阈值进行比较来判定有无接触点。或者，在相对位置之外还将相对姿态与预定的阈值进行比较来判定有无接触点。另外，在具有力传感器的情况下，也可以基于通过力传感器取得的数据来判定有无接触点。另外，也可以根据各判定结果而适当选择可靠性高的一方。图4A－图4B和图5A－图5B示出了无接触点的情况，图4C和图5C示出了有接触点的情况。在如图5C所示那样有接触点50的情况下，基于部件之间的相对关系来判定接触点50的位置。另外，在具有力传感器的情况下，也可以基于通过力传感器取得的数据来判定接触点50的位置。此外，优选不仅对一个嵌合点A而且也对另一嵌合点B进行接触点的判定，并判定接触点的数量。
再次参照图3，在判定为无接触点的情况下，嵌合控制部44基于部件之间的相对关系向动作控制部31发送修正指令，从而使部件之间的相对关系匹配。另一方面，在判定为有接触点的情况下，控制点设定部43基于接触点来设定控制点。图6A－图6B示出了一点接触时的控制点51。在第一部件15与第二部件16以一点进行接触的情况下，可以在接触点附近设定控制点51。在凸部16a的前端与凹部15a的凹缘周面接触的情况下，在其接触点设定控制点51，并如匹配方向52所示那样围绕控制点51来控制机器人的姿态。但是，在凸部16a的前端与凹部15a的外侧面接触的情况下，在位于接触点附近的凸部16a的前端(或者在机器人把持第一部件15时为嵌合点A)设定控制点51，并以使控制点51与目标位置匹配的方式来控制机器人的位置。
图6C示出了多点接触时的控制点51。在第一部件15与第二部件16以多点进行接触的情况下，可以在各接触点附近的中点设定控制点51。在凸部16a、16b的各前端与凹部15a、15b的各凹缘周面接触的情况下，在各接触点的中点设定控制点51，并以如匹配方向53所示那样使控制点51与目标位置匹配的方式来控制机器人的位置。另外，也可以在机器人的位置控制之外，以与目标姿态匹配的方式围绕控制点51来控制机器人的姿态。但是，在凸部16a、16b的各前端与凹部15a、15b的外侧面分别地接触的情况下，也可以在位于各接触点附近的凸部16a、16b的各前端的中点(或者在机器人把持第一部件15时为各嵌合点A、B的中点)设定控制点51，并以使控制点51与目标位置匹配的方式来控制机器人的位置。
再次参照图3，嵌合控制部44基于如上述那样设定的控制点向动作控制部31发送修正指令。即，嵌合控制部44在一点接触时向动作控制部31发送围绕控制点来控制机器人的姿态的修正指令，并在多点接触时向动作控制部31发送使控制点与目标位置匹配的修正指令。
在通过力控制来进行嵌合控制的情况下，机器人控制系统1可以还具备探索范围限制部45，该探索范围限制部45基于通过视觉传感器12取得的数据来限制力控制的探索范围。图7示出了力控制的探索范围54。探索范围可以通过各种方法设定，例如可以是如后述那样进行设定。首先，从通过视觉传感器12取得的数据中通过图案匹配来检测第一部件15的凹部15a，求出嵌合点A的位置。并且，将力控制的探索范围54限制于嵌合点A的周围的第一部件15的区域、即第一部件15的凹部15a的凹缘周面。
再次参照图3，嵌合控制部44向动作控制部31发送在限制的探索范围中扫描的修正指令，并基于通过力传感器取得的数据来计算控制点的力、力矩，向动作控制部31发送基于计算的力、力矩使控制点与目标位置精密地匹配的修正指令。
图8示出了本实施方式的机器人控制系统1的概要的嵌合控制。在步骤S10中，计算多个嵌合点中的至少一点处的第一部件与第二部件的相对关系。在步骤S11中，基于计算的相对关系来判定接触点。在判定为无接触点的情况下转入步骤S15，进行使部件之间的相对关系匹配的嵌合控制。在判定为有接触点的情况下，在步骤S12中，在一点接触时在接触点附近设定控制点，在多点接触时在各接触点附近的中点设定控制点。
进而在步骤S13中，在一点接触时围绕控制点来控制机器人的姿态。在多点接触时以使控制点与目标位置匹配的方式来控制机器人的位置。另外，在通过力控制来进行嵌合控制的情况下，在步骤S14中对力控制的探索范围进行限制。在步骤S15中，仅通过视觉控制来进行嵌合控制，或者在视觉控制之外还通过力控制来进行嵌合控制。
根据以上的实施方式，能够对进行多点嵌合的机器人10进行控制。此外需要注意的是：在图3中，修正指令生成部40、相对关系计算部41、接触点判定部42、控制点设定部43、嵌合控制部44和探索范围限制部45可以不是配置于机器人控制装置13，也可以配置于上位计算机装置。
通过上述的处理器执行的程序也可以记录于可计算机读取的非暂时的存储介质、例如CD－ROM等来提供。
在本说明书中对多种实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述的实施方式，可以在权利要求书记载的范围内进行各种变更。

Claims (12)

1.一种机器人控制系统，其特征在于，具备：
机器人；
手，其安装于所述机器人的端部，并把持相对于第一部件以多点进行嵌合的第二部件；
视觉传感器，其设置于所述手的附近或者与所述机器人独立的固定位置；
相对关系计算部，其基于通过所述视觉传感器取得的数据，计算所述多点中的至少一点处的所述第一部件与所述第二部件的相对关系；
接触点判定部，其基于计算的所述相对关系来判定所述第一部件与所述第二部件的接触点；
控制点设定部，其基于判定的所述接触点来设定控制点；以及
嵌合控制部，其基于设定的所述控制点来控制所述多点的嵌合。
2.根据权利要求1所述的机器人控制系统，其特征在于，
还具备力传感器，该力传感器配置在所述机器人与所述手之间，
所述嵌合控制部基于通过所述力传感器取得的数据对所述多点的嵌合进行力控制。
3.根据权利要求1或2所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述控制点设定部在所述接触点仅为一点的情况下，将控制点设定于所述接触点附近。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述控制点设定部在所述接触点为多点的情况下，将控制点设定于各接触点附近的中点。
5.根据权利要求3所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述嵌合控制部在所述接触点仅为一点的情况下，围绕所述控制点控制所述机器人的姿态。
6.根据权利要求4所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述嵌合控制部在所述接触点为多点的情况下，以使所述控制点与目标位置匹配的方式控制所述机器人的位置，或者在所述机器人的位置控制之外还以与目标姿态匹配的方式围绕所述控制点控制所述机器人的姿态。
7.根据权利要求2所述的机器人控制系统，其特征在于，
还具备探索范围限制部，该探索范围限制部基于通过所述视觉传感器取得的数据对所述力控制的探索范围进行限制。
8.根据权利要求7所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述探索范围限制于嵌合点周围的所述第一部件的区域。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述视觉传感器对所述多点中的至少一点进行拍摄。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述视觉传感器设置有多个并以不同的视线方向对所述多点中的至少一点进行拍摄。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述相对关系包含所述第一部件与所述第二部件的相对位置。
12.根据权利要求11所述的机器人控制系统，其特征在于，
所述相对关系还包含所述第一部件与所述第二部件的相对姿态。
CN202010739853.2A 2019-08-01 2020-07-28 进行多点嵌合的机器人控制系统 Pending CN112297002A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019142137A JP7351667B2 (ja) 2019-08-01 2019-08-01 複数点嵌合を行うロボット制御システム、制御方法、コンピュータのプログラム、および制御装置
JP2019-142137 2019-08-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112297002A true CN112297002A (zh) 2021-02-02

Family

ID=74165651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010739853.2A Pending CN112297002A (zh) 2019-08-01 2020-07-28 进行多点嵌合的机器人控制系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11584011B2 (zh)
JP (1) JP7351667B2 (zh)
CN (1) CN112297002A (zh)
DE (1) DE102020119701A1 (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013013987A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Canon Inc ロボットシステム
JP2014155994A (ja) * 2013-02-18 2014-08-28 Seiko Epson Corp ロボットおよびロボット制御装置
US20150100147A1 (en) * 2012-06-20 2015-04-09 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot system and method for manufacturing component
JP2015074058A (ja) * 2013-10-10 2015-04-20 セイコーエプソン株式会社 ロボット制御装置、ロボットシステム、ロボット、ロボット制御方法、及びプログラム
JP2015221490A (ja) * 2014-04-28 2015-12-10 キヤノン株式会社 ロボット装置の制御方法及びロボット装置
US20170151666A1 (en) * 2015-11-26 2017-06-01 Seiko Epson Corporation Robot and robot system
JP2018202608A (ja) * 2018-09-28 2018-12-27 キヤノン株式会社 ロボット装置、ロボット装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6141863A (en) 1996-10-24 2000-11-07 Fanuc Ltd. Force-controlled robot system with visual sensor for performing fitting operation
US6996456B2 (en) * 2002-10-21 2006-02-07 Fsi International, Inc. Robot with tactile sensor device
JP5265296B2 (ja) 2008-10-10 2013-08-14 本田技研工業株式会社 ワーク取り出し方法
EP2745999A1 (en) * 2011-08-19 2014-06-25 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot system, robot control device, robot hand and method for controlling robot
JP6378143B2 (ja) * 2015-07-16 2018-08-22 ファナック株式会社 エンドエフェクタの位置および姿勢を定めるガイド部を備えるロボットの教示装置
JP6208724B2 (ja) * 2015-09-09 2017-10-04 ファナック株式会社 物体の姿勢算出システム
NL2022351B1 (en) * 2019-01-07 2020-08-13 Vitestro Holding B V Contact sensor positioning system, cannula insertion system and method to position a contact sensor
US20210001486A1 (en) * 2019-07-01 2021-01-07 Volvo Truck Corporation Method for controlling an industrial robot

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013013987A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Canon Inc ロボットシステム
US20150100147A1 (en) * 2012-06-20 2015-04-09 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot system and method for manufacturing component
JP2014155994A (ja) * 2013-02-18 2014-08-28 Seiko Epson Corp ロボットおよびロボット制御装置
JP2015074058A (ja) * 2013-10-10 2015-04-20 セイコーエプソン株式会社 ロボット制御装置、ロボットシステム、ロボット、ロボット制御方法、及びプログラム
JP2015221490A (ja) * 2014-04-28 2015-12-10 キヤノン株式会社 ロボット装置の制御方法及びロボット装置
US20170151666A1 (en) * 2015-11-26 2017-06-01 Seiko Epson Corporation Robot and robot system
JP2018202608A (ja) * 2018-09-28 2018-12-27 キヤノン株式会社 ロボット装置、ロボット装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020119701A1 (de) 2021-02-04
JP2021024011A (ja) 2021-02-22
US11584011B2 (en) 2023-02-21
US20210031372A1 (en) 2021-02-04
JP7351667B2 (ja) 2023-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11090814B2 (en) Robot control method
US11541545B2 (en) Information processing apparatus, information processing method, and system
US10456917B2 (en) Robot system including a plurality of robots, robot controller and robot control method
US20190015988A1 (en) Robot control device, robot, robot system, and calibration method of camera for robot
US8855824B2 (en) Dual arm robot
US10532461B2 (en) Robot and robot system
US9884425B2 (en) Robot, robot control device, and robotic system
US20190015989A1 (en) Robot Control Device, Robot, Robot System, And Calibration Method Of Camera
US11040451B2 (en) Teaching device and teaching method
US20080027580A1 (en) Robot programming method and apparatus with both vision and force
US11833687B2 (en) Robot apparatus, control method for the robot apparatus, assembly method using the robot apparatus, and recording medium
US11679508B2 (en) Robot device controller for controlling position of robot
US20170203434A1 (en) Robot and robot system
CN110303474B (zh) 使用图像处理修正机器人的示教的机器人系统
US11691290B2 (en) Robot control method and robot system
US11123872B2 (en) Control apparatus that controls arm for gripping object
JPS6358505A (ja) ロボツト制御装置
WO2023037634A1 (ja) 指令値生成装置、方法、及びプログラム
CN112297002A (zh) 进行多点嵌合的机器人控制系统
JP4640499B2 (ja) 把持制御装置
JP2021045810A (ja) モーション情報生成装置、エンドエフェクタ、ロボット及びロボットシステム
US20210291377A1 (en) Calibration Method
EP3603904B1 (en) Robot system
US20230078238A1 (en) Teaching Method
US20220134564A1 (en) Robot Control Method And Robot System

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination