CN114434419A - 机器人的控制方法 - Google Patents

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CN114434419A CN202111257342.8A CN202111257342A CN114434419A CN 114434419 A CN114434419 A CN 114434419A CN 202111257342 A CN202111257342 A CN 202111257342A CN 114434419 A CN114434419 A CN 114434419A
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Abstract

提供一种机器人的控制方法，可以准确且迅速地进行组装作业。一种机器人的控制方法，其特征在于，该机器人具有机械臂，所述机器人的控制方法具有：第一步骤，所述机械臂进行把持第一对象物，并一边改变所述第一对象物的位置或姿态，一边组装所述第一对象物和第二对象物的组装作业；以及第二步骤，根据所述第一步骤的作业中的所述第一对象物的位置或姿态的信息，设定作为开始改变所述第一对象物的位置或姿态，或者结束改变所述第一对象物的位置或姿态的基准的判定基准。

Description

机器人的控制方法
技术领域
本发明涉及一种机器人的控制方法。
背景技术
例如，如专利文献1所示，已知一种机器人，其具有：机械臂；以及力检测部，其检测施加于机械臂的力，其中，基于力检测部的检测结果进行驱动机械臂的力控制，由此进行规定的作业。在这样的机器人中，在进行作业时，通过预先设定移动方向、速度等会发生变化的、把持着的工件的位置或姿态，来实现各种作业。
专利文献1：日本特开平8-194521号公报
然而，在实际重复进行作业时，可以预想工件的尺寸偏差、工件的初始位置、工件的设置位置等各种要素在每次作业中都会产生偏差。在专利文献1所记载的方法中，由于这样的偏差的影响，作业所需的时间会变得比较长，或者有可能对工件施加过多的负载。
发明内容
本发明的机器人的控制方法的特征在于，所述机器人具有机械臂，所述机器人的控制方法具有：第一步骤，所述机械臂进行把持第一对象物，并一边改变所述第一对象物的位置或姿态，一边组装所述第一对象物和第二对象物的组装作业；以及第二步骤，根据所述第一步骤的作业中的所述第一对象物的位置或姿态的信息，设定作为开始改变所述第一对象物的位置或姿态，或者结束改变所述第一对象物的位置或姿态的基准的判定基准。
附图说明
图1是表示执行本发明的机器人的控制方法的机器人系统的整体构成的图。
图2是图1所示的机器人系统的框图。
图3是用于依次说明图1所示的机器人系统所执行的作业的一例的剖视图。
图4是用于依次说明图1所示的机器人系统所执行的作业的一例的剖视图。
图5是用于依次说明图1所示的机器人系统所执行的作业的一例的剖视图。
图6是用于依次说明图1所示的机器人系统所执行的作业的一例的剖视图。
图7是用于依次说明图1所示的机器人系统所执行的作业的一例的剖视图。
图8是用于依次说明图1所示的机器人系统所执行的作业的一例的剖视图。
图9是用于说明图1所示的机器人系统所执行的控制动作的流程图。
图10是显示按作业次数的作业结果的图表。
图11是用于以硬件为中心对机器人系统进行说明的框图。
图12是示出以机器人系统的硬件为中心的变形例1的框图。
图13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
1…机器人；3…控制装置；3A…目标位置设定部；3B…驱动控制部；3C…存储部；3D…判定基准设定部；4…示教装置；10…机械臂；11…基台；12…第一臂；13…第二臂；14…第三臂；15…第四臂；16…第五臂；17…第六臂；18…中继电缆；19…力检测部；20…末端执行器；30…位置控制部；31…坐标转换部；32…坐标转换部；33…校正部；34…力控制部；35…指令综合部；61…控制器；62…计算机；63…计算机；64…云；65…网络；66…计算机；100…机器人系统；100A…机器人系统；100B…机器人系统；100C…机器人系统；171…关节；172…关节；173…关节；174…关节；175…关节；176…关节；200…插入孔；351…执行部；O1…中心轴；O2…中心轴；P1…作业开始位置；P1’…作业开始位置；P2…位置；P4…结束位置；P4’…结束位置；CP…控制点；CP’…控制点；E1…编码器；E2…编码器；E3…编码器；E4…编码器；E5…编码器；E6…编码器；M1…电机；M2…电机；M3…电机；M4…电机；M5…电机；M6…电机；TCP…工具中心点；W1…工件；W2…工件。
具体实施方式
＜实施方式＞
图1是表示执行本发明的机器人的控制方法的机器人系统的整体构成的图。图2是图1所示的机器人系统的框图。图3～图8是用于依次说明图1所示的机器人系统所执行的作业的一例的剖视图。图9是用于说明图1所示的机器人系统所执行的控制动作的流程图。图10是显示按作业次数的作业结果的图表。
以下，基于附图所示的优选的实施方式对机器人的控制方法进行详细说明。另外，以下为了便于说明，将图1中的+Z轴方向即上侧也称为“上”，将-Z轴方向即下侧也称为“下”。此外，关于机械臂，将图1中的基台11侧也称为“基端”，将其相反侧即末端执行器侧也称为“前端”。此外，将图1中的Z轴方向即上下方向设为“铅垂方向”，将X轴方向和Y轴方向即左右方向设为“水平方向”。
如图1所示，机器人系统100具备：机器人1、控制机器人1的控制装置3以及示教装置4，并用于执行本发明的机器人的控制方法。
首先，对机器人1进行说明。
图1所示的机器人1在本实施方式中是单臂的六轴垂直多关节机器人，其具有基台11和机械臂10。此外，可以在机械臂10的前端部安装末端执行器20。末端执行器20可以是机器人1的构成要素，也可以不是机器人1的构成要素。
另外，机器人1并不限定于图示的构成，例如也可以是双臂型的多关节机器人。此外，机器人1也可以是水平多关节机器人。
基台11是从下侧可驱动地支承机械臂10的支承体，例如，固定在工厂内的地面上。机器人1的基台11经由中继电缆18与控制装置3电连接。另外，机器人1与控制装置3的连接并不限定于图1所示的构成那样的基于有线的连接，例如，也可以是基于无线的连接，进而，还可以经由因特网那样的网络而连接。
在本实施方式中，机械臂10具有：第一臂12、第二臂13、第三臂14、第四臂15、第五臂16以及第六臂17，这些臂从基台11侧起按该顺序连结。另外，机械臂10所具有的臂的数量并不限定于6个，例如，也可以是1个、2个、3个、4个、5个或者7个以上。此外，各臂的全长等的大小没有特别限定，可以分别适当地设定。
基台11与第一臂12经由关节171连结。并且，第一臂12可以相对于基台11以与铅垂方向平行的第一转动轴为转动中心，绕该第一转动轴转动。第一转动轴与固定基台11的地面的法线一致。
第一臂12和第二臂13经由关节172连结。并且，第二臂13可以相对于第一臂12以与水平方向平行的第二转动轴为转动中心转动。第二转动轴平行于与第一转动轴正交的轴。
第二臂13与第三臂14经由关节173连结。并且，第三臂14可以相对于第二臂13以与水平方向平行的第三转动轴为转动中心转动。第三转动轴与第二转动轴平行。
第三臂14和第四臂15经由关节174连结。并且，第四臂15可以相对于第三臂14以与第三臂14的中心轴方向平行的第四转动轴为转动中心转动。第四转动轴与第三转动轴正交。
第四臂15和第五臂16经由关节175连结。并且，第五臂16可以相对于第四臂15以第五转动轴为转动中心转动。第五转动轴与第四转动轴正交。
第五臂16和第六臂17经由关节176连结。并且，第六臂17可以相对于第五臂16以第六转动轴为转动中心转动。第六转动轴与第五转动轴正交。
此外，第六臂17成为机械臂10中位于最前端侧的机器人前端部。该第六臂17可以通过驱动机械臂10而使每个末端执行器20进行转动。
机器人1具备：作为驱动部的电机M1、电机M2、电机M3、电机M4、电机M5和电机M6；以及编码器E1、编码器E2、编码器E3、编码器E4、编码器E5和编码器E6。电机M1内置于关节171，使基台11与第一臂12相对旋转。电机M2内置于关节172，使第一臂12与第二臂13相对旋转。电机M3内置于关节173，使第二臂13与第三臂14相对旋转。电机M4内置于关节174，使第三臂14与第四臂15相对旋转。电机M5内置于关节175，使第四臂15与第五臂16相对旋转。电机M6内置于关节176，使第五臂16与第六臂17相对旋转。
此外，编码器E1内置于关节171，用于检测电机M1的位置。编码器E2内置于关节172，用于检测电机M2的位置。编码器E3内置于关节173，用于检测电机M3的位置。编码器E4内置于关节174，用于检测电机M4的位置。编码器E5内置于关节175，用于检测电机M5的位置。编码器E6内置于关节176，用于检测电机M6的位置。
编码器E1～编码器E6与控制装置3电连接，将电机M1～电机M6的位置信息、即旋转量作为电信号发送至控制装置3。并且，基于该信息，控制装置3经由未图示的电机驱动器驱动电机M1～电机M6。即，控制机械臂10是指对电机M1～电机M6进行控制。
此外，在机械臂10的前端设定控制点CP。控制点CP是作为进行机械臂10的控制时的基准的点。在机器人系统100中，掌握机器人坐标系中的控制点CP的位置，驱动机械臂10使控制点CP移动到期望的位置。
此外，在机器人1中，在机械臂10上可拆装地设置有检测力的力检测部19。并且，机械臂10可以在设置有力检测部19的状态下进行驱动。在本实施方式中，力检测部19是六轴力觉传感器。力检测部19检测相互正交的三个检测轴上的力的大小、和绕该三个检测轴的转矩的大小。即，检测相互正交的X轴、Y轴、Z轴的各轴向的力分量、绕X轴的Tx方向的力分量、绕Y轴的Ty方向的力分量、以及绕Z轴的Tz方向的力分量。另外，在本实施方式中，Z轴方向为铅垂方向。此外，也可以将各轴向的力分量称为“平移力分量”，将绕各轴的力分量称为“旋转力分量”。此外，力检测部19并不限定于六轴力觉传感器，也可以是其它构成。
在本实施方式中，力检测部19设置在第六臂17上。另外，作为力检测部19的设置位置，并不限定于第六臂17即位于最前端侧的臂，例如，也可以是其它臂或相邻的臂彼此之间或基台11的下方，也可以分别设置于全部关节。
可以将末端执行器20可拆装地安装在力检测部19上。末端执行器20由通过一对爪部接近或分离来把持物品的手部构成，但在本发明中并不限定于此，也可以具有两只以上的爪部。此外，也可以是通过吸附来把持物品的手部。
此外，在机器人坐标系中，在末端执行器20的前端的任意位置，优选在各爪部接近的状态下的前端设定有工具中心点TCP。如上所述，在机器人系统100中，掌握机器人坐标系中的控制点CP的位置，驱动机械臂10使控制点CP移动到期望的位置。此外，通过预先掌握末端执行器20的种类、特别是长度，可以掌握工具中心点TCP与控制点CP的偏移量。因此，可以通过机器人坐标系掌握工具中心点TCP的位置。因此，可以将工具中心点TCP作为控制的基准。
工件W1是横截面形状呈圆形的棒状体。另外，工件W1的横截面形状可以是三角形、四边形或其它多边形，也可以是电子设备的连接器、塑料外装件等。在本实施方式中，工件W2呈设有供工件W1插入的插入孔200的块状。
接着，对控制装置3和示教装置4进行说明。
控制装置3与机器人1分离地配置，可以由内置有作为处理器的一例的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)的计算机等构成。该控制装置3也可以内置于机器人1的基台11。
控制装置3通过中继电缆18与机器人1可通信地连接。此外，控制装置3可通过电缆或无线通信地与示教装置4连接。示教装置4可以是专用的计算机，也可以是安装有用于示教机器人1的程序的通用的计算机。例如，也可以使用用于示教机器人1的专用装置即示教器等来代替示教装置4。进一步地，控制装置3和示教装置4可以具备各自的壳体，也可以一体地构成。
此外，示教装置4中，也可以安装有用于对控制装置3生成以后述的目标位置姿态St和目标力fSt为自变量的执行程序并向控制装置3加载的程序。示教装置4具备显示器、处理器、RAM、ROM，这些硬件资源与示教程序协作生成执行程序。
如图2所示，控制装置3是安装有用于进行机器人1的控制的控制程序的计算机。控制装置3具备处理器、未图示的RAM、ROM，通过这些硬件资源与程序协作来控制机器人1。
此外，如图2所示，控制装置3具有目标位置设定部3A、驱动控制部3B、存储部3C以及判定基准设定部3D。存储部3C例如由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、拆装式的外部存储装置等构成。在存储部3C中存储有用于执行本发明的机器人的控制方法的程序等使机器人1工作的动作程序。
目标位置设定部3A设定用于对工件W1执行规定的作业的目标位置姿态St和动作路径。目标位置设定部3A基于从示教装置4输入的示教信息等，设定目标位置姿态St和动作路径。
驱动控制部3B控制机械臂10的驱动，具有位置控制部30、坐标转换部31、坐标转换部32、校正部33、力控制部34以及指令综合部35。
位置控制部30根据由预先创建的命令指定的目标位置，生成对机器人1的工具中心点TCP的位置进行控制的位置指令信号、即位置指令值。
在此，控制装置3可以通过力控制等来控制机器人1的动作。“力控制”是指对机器人1的动作的控制，其中，基于力检测部19的检测结果来改变末端执行器20的位置、即工具中心点TCP的位置或第一臂12～第六臂17的姿态。
力控制包括例如力触发控制和阻抗控制。在力触发控制中，由力检测部19进行力检测，使机械臂10进行移动或改变姿态的动作，直至由该力检测部19检测到规定的力为止。
阻抗控制包括仿形控制。在阻抗控制中，控制机械臂10的动作，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19检测出的规定方向的力尽可能地维持为目标力fSt。由此，例如当对机械臂10进行阻抗控制时，机械臂10针对对象物、从操作者施加的外力在所述规定方向上进行仿形动作。另外，目标力fSt也包括0。例如，作为仿形动作时的设定之一，可以将目标值设为“0”。另外，也可以将目标力fSt设为0以外的数值。该目标力fSt可以由作业者适当设定。
存储部3C存储电机M1～电机M6的旋转角度的组合与机器人坐标系中的工具中心点TCP的位置的对应关系。此外，控制装置3针对机器人1进行的作业的每个工序，基于命令将目标位置姿态St和目标力fSt中的至少一方存储于存储部3C。将目标位置姿态St和目标力fSt设为自变量、即参数的命令针对机器人1进行的作业的每个工序而设定。
驱动控制部3B控制第一臂12～第六臂17，以使所设定的目标位置姿态St和目标力fSt在工具中心点TCP一致。目标力fSt是应通过第一臂12～第六臂17的动作而实现的力检测部19的检测力和转矩。在此，字符“S”表示规定机器人坐标系的轴的方向(X，Y，Z)中的任意一个方向。此外，S也表示S方向的位置。例如，在S＝X的情况下，在机器人坐标系中设定的目标位置的X方向分量成为St＝Xt，目标力的X方向分量成为fSt＝fXt。
此外，在驱动控制部3B中，当取得电机M1～电机M6的旋转角度时，图2所示的坐标转换部31基于对应关系，将该旋转角度转换为机器人坐标系中的工具中心点TCP的位置姿态S。并且，坐标转换部32基于工具中心点TCP的位置姿态S和力检测部19的检测值，在机器人坐标系中确定实际作用于力检测部19的作用力fS。
作用力fS的作用点被定义为与工具中心点TCP分立的力检测原点。力检测原点对应于力检测部19检测力的点。另外，控制装置3对机器人坐标系中的每个工具中心点TCP的位置姿态S，存储有规定了力检测部19的传感器坐标系中的检测轴的方向的对应关系。因此，控制装置3可以基于机器人坐标系中的工具中心点TCP的位置姿态S和对应关系，来确定机器人坐标系中的作用力fS。此外，作用于机器人的转矩可以根据作用力fS和从接触点到力检测部19的距离来计算，并被确定为旋转力分量。另外，在末端执行器20与工件W1接触而进行作业的情况下，接触点可以视为工具中心点TCP。
校正部33对作用力fS进行重力补偿。重力补偿是指从作用力fS中除去由重力引起的力、转矩的成分。进行了重力补偿的作用力fS可以视为作用于机械臂10或者末端执行器20的重力以外的力。
此外，校正部33对作用力fS进行惯性补偿。惯性补偿是指从作用力fS中除去由惯性力引起的力、转矩的成分。进行了惯性补偿的作用力fS可以视为作用于机械臂10或者末端执行器20的惯性力以外的力。
力控制部34进行阻抗控制。阻抗控制是通过电机M1～电机M6来实现虚拟的机械阻抗的有源阻抗控制。控制装置3在进行嵌合作业、螺合作业、研磨作业等末端执行器20从对象物受到力的接触状态的工序、直接示教时执行这样的阻抗控制。另外，即使在这样的工序以外，例如，通过在人与机器人1接触时进行阻抗控制，也可以提高安全性。
在阻抗控制中，将目标力fSt代入后述的运动方程式而导出电机M1～电机M6的旋转角度。控制装置3控制电机M1～电机M6的信号是进行了PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)调制的信号。
此外，控制装置3在末端执行器20未受到外力的非接触状态的工序中，以从目标位置姿态St通过线性运算导出的旋转角度来控制电机M1～电机M6。将以从目标位置姿态St通过线性运算导出的旋转角度来控制电机M1～电机M6的模式称为位置控制模式。
控制装置3通过将目标力fSt和作用力fS代入阻抗控制的运动方程式，来确定力来源校正量ΔS。力来源校正量ΔS是指在工具中心点TCP受到机械阻抗的情况下，为了消除与目标力fSt之间的力偏差ΔfS(t)，工具中心点TCP应移动的位置姿态S的大小。下述式(1)是阻抗控制的运动方程式。
[公式1]
Figure BDA0003324305330000101
式(1)的左边由对工具中心点TCP的位置姿态S的二阶微分值乘以虚拟质量系数m(以下，称为“质量系数m”)而得到的第一项、对工具中心点TCP的位置姿态S的微分值乘以虚拟粘性系数d(以下，称为“粘性系数d”)而得到的第二项、以及对工具中心点TCP的位置姿态S乘以虚拟弹性系数k(以下，称为“弹性系数k”)而得到的第三项构成。式(1)的右边由从目标力fSt减去现实的力f而得到的力偏差ΔfS(t)构成。式(1)中的微分是指时间的微分。在机器人1进行的工序中，有时设定一定值作为目标力fSt，也有时设定时间的函数作为目标力fSt。
质量系数m是指工具中心点TCP虚拟地具有的质量，粘性系数d是指工具中心点TCP虚拟地受到的粘性阻力，弹性系数k是指工具中心点TCP虚拟地受到的弹力的弹簧常数。
随着质量系数m的值变大，动作的加速度变小，随着质量系数m的值变小，动作的加速度变大。随着粘性系数d的值变大，动作的速度变慢，随着粘性系数d的值变小，动作的速度变快。随着弹性系数k的值变大，弹性变大，随着弹性系数k的值变小，弹性变小。
这些质量系数m、粘性系数d以及弹性系数k可以按每个方向设定为不同的值，也可以不管方向如何都设定为共同的值。此外，质量系数m、粘性系数d以及弹性系数k可以由作业者在作业前适当地设定。
这样的质量系数m、粘性系数d以及弹性系数k是力控制参数。力控制参数是在机械臂10实际进行作业之前设定的值。力控制参数包括质量系数m、粘性系数d和弹性系数k、目标力等。
这样，在机器人系统100中，在执行力控制的过程中，根据力检测部19的检测值、预先设定的力控制参数以及预先设定的目标力来求出校正量。该校正量是上述的力来源校正量ΔS，是指受到外力的该位置与要将工具中心点TCP移动至的位置之差。
并且，指令综合部35对位置控制部30生成的位置指令值P加上力来源校正量ΔS。通过随时进行该处理，指令综合部35根据为了移动到受到外力的位置而使用的位置指令值P求出新的位置指令值P’。
并且，坐标转换部31将该新的位置指令值P’转换为机器人坐标，并由执行部351执行，从而使工具中心点TCP移动到考虑了力来源校正量ΔS的位置，对外力进行响应，可以缓和对与机器人1接触的对象物进一步施加负载。
根据这样的驱动控制部3B，可以驱动机械臂10在把持工件W1的状态下，一边使工具中心点TCP向目标位置姿态St移动，一边使工具中心点TCP移动直到目标力fSt成为预先设定的值。具体而言，可以进行插入作业直到工件W1被插入到工件W2的插入孔200中，并检测到预先设定的目标力fSt为止，完成插入作业。此外，在插入过程中，通过进行上述那样的力控制，可以防止或抑制对工件W1和工件W2施加过多的负载。
图2所示的判定基准设定部3D如后述那样，设定作为开始改变作业中的工件W1的位置或姿态，或者结束改变工件W1的位置或姿态的基准的判定基准。以下，对该情况进行说明，首先，对作业的一例进行说明。以下，以将工件W1插入到工件W2的插入孔200中的插入作业为例对该作业进行说明。但是，并不限定于插入作业，本发明的机器人的控制方法也可以应用于其它的组装作业、例如螺钉紧固等作业等。
另外，在以下的作业中，对如下情况进行说明：如图3～图8所示，将工件W1的位置掌握为工件W1的前端面即下端面的中点所设定的控制点CP’在机器人坐标系中的位置，将工件W1的姿态掌握为通过控制点CP’的中心轴O1的倾斜角度。由于把持工件W1的哪个位置是已知的，因此通过掌握从工具中心点TCP的偏移量，可以掌握控制点CP’在机器人坐标系中的位置。此外，可以根据机械臂10的各关节角度求出中心轴O1的角度。
机器人1进行把持工件W1并插入到工件W2中进行嵌合的作业。在此，“嵌合”不仅是狭义的嵌合，还在包括嵌入、卡合等的广泛的概念中使用。因此，根据工件W1和工件W2的构成，可以将“嵌合”改写为“嵌入”、“卡合”等。另外，也可以是把持工件W2而将工件W1插入到工件W2中的作业。
此外，插入作业具有如图3和图4所示的第一动作、如图5所示的第二动作、如图6所示的第三动作、如图7所示的第四动作、以及如图8所示的第五动作，并依次进行这些动作。此外，在进行这些动作之前，末端执行器20把持工件W1的预定位置，并使工件W2处于配置在水平面的预定的位置处的状态。工件W2的插入孔200的中心轴O2处于沿着铅垂方向的状态。并且，如图3所示，处于工件W1位于作业开始位置P1的状态。
第一动作是使工件W1从图3所示的作业开始位置P1开始下降直到图4所示，工件W1与工件W2接触为止的动作。第一动作通过力控制来进行。作业开始位置P1处的工件W1的姿态为中心轴O1相对于铅垂方向倾斜了规定角度的状态。此外，在工件W1位于作业开始位置P1的状态下，控制点CP’与工件W2分离规定距离。此外，控制点CP’为位于中心轴O2的一侧，在图示的构成中位于左侧的状态。
并且，如图4中箭头所示，当使工件W1从该状态向铅垂下方移动时，工件W1的下端面与工件W2的插入孔200的边缘部的比中心轴O2靠左侧的部分接触。
如图5所示，第二动作是一边维持倾斜状态一边使工件W1向插入孔200的中心轴O2侧移动的动作。第二动作的开始位置姿态是第一动作的结束位置姿态。第二动作通过力控制来进行。具体而言，进行第二动作，直到工件W1与工件W2的插入孔200的边缘部的比中心轴O2靠右侧的部分接触为止。
如图6所示，第三动作是改变工件W1的倾斜角度来消除工件W1的倾斜的动作。具体而言，是使工件W1旋转以使工件W1的中心轴O1与插入孔200的中心轴O2一致的动作。第三动作的开始位置姿态是第二动作的结束位置姿态。第三动作既可以通过力控制来进行，也可以通过位置控制来进行，还可以通过力控制以及位置控制来进行。当进行这样的第三动作时，可以使工件W1成为插入开始位置姿态。
如图7和图8所示，第四动作和第五动作是将工件W1插入到插入孔200直到完成插入为止的动作。
第四动作是通过力控制或位置控制，插入工件W1直到即将完成插入之前的动作。第四动作的开始位置姿态是第三动作的结束位置姿态。
第五动作是通过力控制，插入工件W1直到插入完成为止，即直到工件W1与插入孔200的底部接触为止的动作。第五动作的开始位置姿态是第四动作的结束位置姿态。
用多个工件W1和工件W2反复进行这样的作业，从而可以生产多个将工件W1插入工件W2而组装成的组装体。
在此，在反复进行上述那样的作业时，可以预想工件W1和工件W2的尺寸偏差、工件W1和工件W2的初始位置姿态、以及工件W1和工件W2的设置位置等各种要素在每次作业中都会产生偏差。因此，在第一次进行的作业中，切换各动作时的工件W1的位置姿态在下次及其以后的作业中不一定是适当的。因此，由于上述偏差的影响，作业所需的时间有可能变得比较长，或者可能对工件施加过多的负载。
因此，在本发明中，通过进行如以下那样的控制，解决了上述问题。以下，基于图9所示的流程图对该情况进行说明。
首先，开始第一次作业。另外，第一次作业既可以是试验性作业，也可以是通常的生产作业。具体而言，在步骤S101中，把持工件W1，使其移动到作业开始位置P1(参照图3)，在步骤S102中，开始第一动作，即使工件W1向图4中的箭头方向移动。接着，在步骤S103中，判断第一动作是否完成。根据机械臂10所受到的力的值是否达到规定值来进行该判断。进行第一动作，直到在步骤S103中判断为已完成为止。
接着，在步骤S104中，开始第二动作。即，从第一动作切换到第二动作。具体而言，使工件W1向图5中的箭头方向移动。接着，在步骤S105中，判断第二动作是否完成。根据机械臂10所受到的规定方向的力的值是否达到规定值来进行该判断。进行第二动作，直到在步骤S105中判断为已完成为止。
接着，在步骤S106中，开始第三动作。即，从第二动作切换到第三动作。具体而言，使工件W1向图6中的箭头方向移动，即改变姿态。接着，在步骤S107中，判断第三动作是否完成。根据机械臂10的姿态是否成为预先设定的姿态来进行该判断。进行该第三动作，直到在步骤S107中判断为已完成为止。
接着，在步骤S108中，开始第四动作。即，从第三动作切换到第四动作。具体而言，使工件W1向图7中的箭头方向移动。接着，在步骤S109中，判断第四动作是否完成。根据控制点CP’是否移动到预先设定的位置来进行该判断。进行该第四动作，直到在步骤S109中判断为已完成为止。
接着，在步骤S110中，开始第五动作。即，从第四动作切换到第五动作。具体而言，使工件W1向图8中的箭头方向移动。接着，在步骤S111中，判断第五动作是否完成。根据工件W1是否与插入孔200的底部接触、即施加于机械臂10的力是否达到规定值来进行该判断。进行该第五动作，直到在步骤S111中判断为已完成为止。
以上说明的步骤S102～步骤S111是第一步骤。
这样的第一动作～第五动作的作业结果，即动作切换时的工件W1的位置姿态按每个步骤存储于存储部3C。另外，存储目的地并不限定于存储部3C，也可以是示教装置4的存储部或经由网络的其它存储装置。
接着，在步骤S112中，基于步骤S102～步骤S111的作业中的工件W1的位置姿态的信息，设定作为开始改变工件W1的位置姿态，或者结束改变工件W1的位置姿态的基准的判定基准。该判定基准被用作在执行第二次及其以后的步骤S102～步骤S111时，切换动作的位置姿态的基准。
判定基准包括第一判定基准、第三判定基准和第四判定基准。
第一判定基准是与第二次及其以后的作业中的第一动作的开始位置相关的基准。第一判定基准基于第一次的第一动作结束时的工件W1的位置P2来设定。具体而言，存储图4所示的控制点CP’的位置，设定移动距离比从第一次的第一动作的开始位置到第一次的第一动作的结束位置的移动距离减少的作业开始位置P1’。即，将第一次的第一动作的作业开始位置P1与第一次的第一动作的结束位置之间的任意的位置设定为第一判定基准。并且，在第二次开始第一动作时，在使控制点CP’移动到作业开始位置P1’时，根据第一判定基准来判定移动是否完成。
通过设定这样的第一判定基准，并根据该设定开始第一动作，可以进一步减少第二次的第一动作的移动距离。因此，可以缩短作业时间。
这样，判定基准包括与第一动作的开始位置相关的第一判定基准。由此，在下次及其以后的第一动作中，可以将开始位置设定为更适当的位置。
此外，第一判定基准基于第一步骤即第一次作业中的第一动作结束时的第一对象物即工件W1的位置来设定。由此，可以考虑第一次的作业结果来进行第二次的作业。此外，可以使第二次的第一动作的开始位置接近第一次的作业结束位置。因此，可以缩短作业时间。
另外，在上述中，对将作业开始位置P1替换为作业开始位置P1’的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以构成为在第二次作业中，暂时以高速移动到作业开始位置P1，之后通过低速的位置控制使工件W1移动到作业开始位置P1。在该情况下，可以更可靠地防止工件W1与工件W2发生意外碰撞，并且可以缩短到作业开始为止的时间。
第三判定基准是与第二次及其以后的作业中的第三动作的结束姿态相关的基准。第三判定基准基于第一次的第三动作结束时的工件W1的姿态、即插入完成时的工件W1的姿态来设定。具体而言，存储图6所示的工件W1的姿态、即中心轴O1的角度，并以所存储的中心轴O1为中心设定规定角度的宽度。即，设定图6中阴影所示的区域。并且，在第二次的第三动作中，当工件W1的中心轴O1进入图8中阴影所示的区域时，判定为第三动作完成。
另外，第三判定基准并不限定于基于第一次的第三动作结束时的工件W1的姿态来设定的构成，也可以构成为基于第一次的第四动作结束时的工件W1的姿态来设定。
这样，判定基准包括与第三动作的结束姿态相关的第三判定基准。由此，在下次及其以后的第三动作中，可以通过结束姿态而设定为更适当的姿态。
此外，第三判定基准基于第一步骤即第一次作业中的插入完成时的第一对象物即工件W1的姿态来设定。由此，可以考虑第一次的作业结果来进行第二次的作业。因此，可以顺利地进行切换动作之后的动作。其结果，可以提高作业的准确性，并且可以缩短作业时间。
第四判定基准是与第二次及其以后的作业中的第四动作的结束位置相关的基准。第四判定基准基于第一次的第四动作结束时的工件W1的结束位置P4来设定。具体而言，存储图7所示的工件W1的控制点CP’的结束位置P4，设定第二次的第五动作中的移动距离比第一次的第五动作中的移动距离减少的结束位置P4’。即，将第一次的第四动作的结束位置P4与第一次的第五动作的结束位置之间的任意的位置设定为第四判定基准。并且，在第二次结束第四动作时，判定控制点CP’是否移动到结束位置P4’。该判定基准是第三判定基准。
这样，判定基准包括与第四动作的结束位置相关的第四判定基准。由此，在下次及其以后的第四动作中，可以通过结束姿态而设定为更适当的姿态。
此外，第四判定基准基于第一步骤中的所述第四动作结束时的第一对象物即工件W1的位置来设定。由此，可以考虑第一次的作业结果来进行第二次的作业。因此，可以顺利地进行切换动作之后的动作。其结果，可以提高作业的准确性，并且可以缩短作业时间。此外，可以减少第五动作中的移动距离，并且可以缩短作业时间。
设定这样的判定基准，即求出判定基准并存储于存储部3C的步骤S112是第二步骤。
接着，在步骤S113中，判断程序是否完成。即，判断是否执行了规定次数的上述组装作业。在步骤S113中，在判断为程序未完成的情况下，返回步骤S101，重复以后的步骤。
这样，在本实施方式中，基于第一次的作业结果，设定第二次作业时使用的判定基准。之后，如基于第二次的作业结果，设定第三次作业时使用的判定基准那样，也基于第n次(n为正整数)的作业结果，设定第n+1次的判定基准。根据这样的构成，每当作业次数增加时，即使作业环境发生变化，也可以根据前方紧邻的作业结果来重新设定判定基准。因此，可以配合作业环境的变化而适当地调整动作的切换定时，实现准确且迅速的作业。
另外，在上述中，说明了基于第n次的作业结果来设定第n+1次的判定基准的构成，但在本发明中并不限定于此，也可以构成为基于第一次至第m次(m为正整数)的作业结果来设定第m+1次的判定基准。即，也可以在第一步骤中进行多次组装作业，并基于这些作业结果来设定判定基准。在该情况下，可列举出如以下那样的模式1～模式3。
在模式1中，例如在设定与第一动作的开始位置相关的第一判定基准时，将对第一次至第m次的作业开始位置的平均加上规定的偏移量后的位置作为第一判定基准。由此，可以设定考虑了到目前为止的第一动作的开始位置的倾向的第一判定基准。
在模式2中，例如在设定与第三动作的结束姿态相关的第三判定基准时，将第一次至第m次的第三动作的结束姿态的平均姿态作为第三判定基准。由此，可以设定考虑了到目前为止的第三动作的结束姿态的倾向的第三判定基准。
在模式3中，例如在设定与第四动作的结束位置相关的第四判定基准时，将对第一次至第m次的第四动作的结束姿态的平均加上规定的偏移量后的位置作为第四判定基准。由此，可以设定考虑了到目前为止的第四动作的结束位置的倾向的第四判定基准。
另外，在模式1～模式3中，也可以基于第一次至第m次的作业结果中的最近的多次作业结果来设定判定基准。由此，在m的值变得比较大的情况下，可以避免使用过旧的过去的数据，而设定更准确的判定基准。
这样，也可以在第一步骤中，进行多次组装作业，在第二步骤中，基于由多次组装作业得到的信息来设定判定基准。由此，可以设定考虑了过去的作业内容的倾向的判定基准。因此，可以进行更准确且迅速的作业。
此外，图10是在设定与第一动作的开始位置相关的第一判定基准时，按作业次数描绘过去的开始位置的图表。在图10中，纵轴是作业开始位置，横轴是作业次数。如图10所示，由于从第八十次以后开始作业开始位置发生了较大的变化，因此有可能存在某些不良情况。通过显示这样的过去的数据，并向作业者报告，作业者可以进行阐明原因的作业。
这样，在由多次组装作业得到的信息的平均超过了规定的范围的情况下，通过报告超过了该范围的情况，作业者可以进行阐明原因的作业。
另外，在图10中，横轴是作业次数，但在本发明中并不限定于此，也可以是日期。在该情况下，例如对当天作业结果的平均进行描绘。
此外，也可以构成为即使不提示这样的数据，也不考虑变化量超过规定量的作业结果而设定判定基准。
如以上说明的那样，本发明的机器人的控制方法是具有机械臂10的机器人1的控制方法，其具有以下步骤：第一步骤，机械臂10进行把持第一对象物即工件W1，并一边改变工件W1的位置或姿态，一边组装工件W1和第二对象物即工件W2的作业；以及第二步骤，根据第一步骤的作业中的工件W1的位置或姿态的信息，设定作为开始改变工件W1的位置或姿态，或者结束改变工件W1的位置或姿态的基准的判定基准。由此，每当作业次数增加时，即使作业环境发生变化，也可以根据前方紧邻的作业结果重新设定判定基准。因此，可以配合作业环境的变化而适当地调整动作的切换定时，实现准确且迅速的作业。
此外，组装作业是向设置于第二对象物即工件W2的插入孔200插入第一对象物即工件W1的作业，其包括：第一动作，使工件W1在相对于插入孔200倾斜的倾斜状态下与工件W2的插入孔200的边缘部接触；第二动作，一边维持倾斜状态一边使工件W1移动到插入孔200的中心轴O2侧；第三动作，改变工件W1的倾斜角度；以及第四动作，向插入孔200的中心轴O2方向压入工件W1。在进行这样的复杂的作业的情况下，由于需要准确地设定各动作的切换定时，因此本发明的控制方法特别有效。
＜机器人系统的其它构成例＞
图11是用于以硬件为中心对机器人系统进行说明的框图。
在图11中示出了连接有机器人1、控制器61和计算机62的机器人系统100A的整体构成。机器人1的控制可以通过控制器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，可以将控制器61和计算机62中的任意一方或双方作为“控制装置”。
＜变形例1＞
图12是示出以机器人系统的硬件为中心的变形例1的框图。
在图12中示出了在机器人1上直接连接有计算机63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中的处理器读出存储器中的指令来直接执行。
因此，可以将计算机63作为“控制装置”。
＜变形例2＞
图13是示出以机器人系统的硬件为中心的变形例2的框图。
在图13中示出了机器人系统100C的整体构成，其中内置有控制器61的机器人1与计算机66连接，计算机66经由LAN等网络65与云64连接。机器人1的控制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来执行，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来执行。
因此，可以将控制器61、计算机66、云64中的任意一个、或者任意两个、或者三个作为“控制装置”。
以上，对图示的实施方式说明了本发明的机器人的控制方法，但本发明并不限定于此。此外，构成机器人系统的各部可以替换为可以发挥同样功能的任意的构成。此外，也可以增加任意的构成物。

Claims (10)

1.一种机器人的控制方法，其特征在于，所述机器人具有机械臂，所述机器人的控制方法具有：
第一步骤，所述机械臂进行把持第一对象物，并一边改变所述第一对象物的位置或姿态，一边组装所述第一对象物和第二对象物的组装作业；以及
第二步骤，根据所述第一步骤的作业中的所述第一对象物的位置或姿态的信息，设定作为开始改变所述第一对象物的位置或姿态，或者结束改变所述第一对象物的位置或姿态的基准的判定基准。
2.根据权利要求1所述的机器人的控制方法，其特征在于，
所述组装作业是向设置于所述第二对象物的插入孔插入所述第一对象物的作业，所述组装作业包括：
第一动作，使所述第一对象物在相对于所述插入孔倾斜的倾斜状态下与所述第二对象物的所述插入孔的边缘部接触；
第二动作，一边维持所述倾斜状态一边使所述第一对象物移动到所述插入孔的中心轴一侧；
第三动作，改变所述第一对象物的倾斜角度；以及
第四动作，向所述插入孔的所述中心轴方向压入所述第一对象物。
3.根据权利要求2所述的机器人的控制方法，其特征在于，
所述判定基准包括与所述第一动作的开始位置相关的第一判定基准。
4.根据权利要求3所述的机器人的控制方法，其特征在于，
所述第一判定基准基于所述第一步骤中的所述第一动作结束时的所述第一对象物的位置而设定。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的机器人的控制方法，其特征在于，
所述判定基准包括与所述第三动作的结束姿态相关的第三判定基准。
6.根据权利要求5所述的机器人的控制方法，其特征在于，
所述第三判定基准基于所述第一步骤中的完成所述插入时的所述第一对象物的姿态而设定。
7.根据权利要求2所述的机器人的控制方法，其特征在于，
所述判定基准包括与所述第四动作的结束位置相关的第四判定基准。
8.根据权利要求7所述的机器人的控制方法，其特征在于，
所述第四判定基准基于所述第一步骤中的所述第四动作结束时的所述第一对象物的位置而设定。
9.根据权利要求1所述的机器人的控制方法，其特征在于，
在所述第一步骤中，进行多次所述组装作业，
在所述第二步骤中，基于由多次所述组装作业而得到的信息来设定所述判定基准。
10.根据权利要求9所述的机器人的控制方法，其特征在于，
在由所述多次所述组装作业而得到的信息的平均超过了规定的范围的情况下，报告超过了该范围的情况。
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