CN114786885B - 位置检测方法、控制装置以及机器人系统 - Google Patents

位置检测方法、控制装置以及机器人系统 Download PDF

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Abstract

位置检测方法包含：(a)使机器人(100)的臂(120A、120B)，将上述臂的接触部(140)位于相对于对象物的至少两个被检测部(150a)中的第一被检测部的水平方向上的侧方；(b)使上述臂的上述接触部与上述第一被检测部的表面的至少三个部位接触；(c)检测在上述至少三个部位分别接触时的上述接触部相对于上述机器人的位置；(d)使用至少三个上述位置，检测上述第一被检测部相对于上述机器人的位置；(e)对其他上述被检测部也进行与处理(a)～(d)同样的处理；以及(f)使用上述至少两个被检测部相对于上述机器人的位置、和上述至少两个被检测部相对于上述对象物的位置，检测上述机器人相对于上述对象物的位置。

Description

位置检测方法、控制装置以及机器人系统
相关申请的交叉引用
本申请要求主张在2019年12月13日于日本专利局申请的特愿2019-225623号的优先权，通过参照引用其整体作为本申请的一部分。
技术领域
本公开涉及位置检测方法、控制装置以及机器人系统。
背景技术
以往，对机器人示教机器人与作业对象物的位置关系。例如，专利文献1公开有一种使用触觉传感器向机器人教授作业环境内的位置的方法。上述机器人在臂的末端执行器具有包含触摸感应面的触觉传感器设备。机器人使触摸感应面与对象物接触，触觉传感器设备产生表示相对于触摸感应面的接触位置的信号。并且，使用包含所产生的信号的信息，对机器人示教与作业环境接触的位置。
专利文献1：日本特表2006-503721号公报
在专利文献1中，为了检测机器人与作业对象物的位置关系，而使用包含触摸感应面的触觉传感器设备。若要求高的位置精度，则需要高精度的触觉传感器设备，产生成本增加以及设备的复杂化。并且，若机器人在安装有触觉传感器设备的状态下进行作业，则有可能触觉传感器设备的精度降低并且需要校准。因此，用于上述检测的作业变得复杂。
发明内容
本公开的目的在于，提供一种能够简易地检测机器人与对象物的位置关系的位置检测方法、控制装置以及机器人系统。
为了实现上述目的，本公开的一形态所涉及的位置检测方法是对具备臂的机器人相对于对象物的位置进行检测的位置检测方法，包含：(a)使上述臂，将配置于上述臂的接触部相对于配置于上述对象物的至少两个被检测部中的第一被检测部位于水平方向上的侧方；(b)使上述臂，将上述接触部向上述侧方移动，而使上述接触部与上述第一被检测部的表面的至少三个部位接触；(c)检测在上述至少三个部位分别接触时的上述接触部相对于上述机器人的位置；(d)使用检测到的上述接触部的至少三个位置，检测上述第一被检测部相对于上述机器人的位置；(e)对上述至少两个被检测部中的除上述第一被检测部以外的上述被检测部，也进行与处理(a)～(d)同样的处理；以及(f)使用上述至少两个被检测部相对于上述机器人的位置、和上述至少两个被检测部相对于上述对象物的位置，检测上述机器人相对于上述对象物的位置。
根据本公开的技术，能够简易地检测机器人与对象物的位置关系。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的机器人系统的结构的一个例子的图。
图2是表示实施方式所涉及的机器人的结构的一个例子的侧视图。
图3是表示实施方式所涉及的末端执行器的结构的一个例子的侧视图。
图4是表示具有检测孔的部件的一个例子的俯视图。
图5是表示实施方式所涉及的控制装置以及其周边的结构的一个例子的框图。
图6是表示实施方式所涉及的控制装置的功能性结构的一个例子的框图。
图7是表示实施方式所涉及的机器人系统的动作的一个例子的流程图。
图8是表示实施方式所涉及的插入体在检测孔内的移动动作的一个例子的俯视图。
图9是表示实施方式所涉及的插入体与检测孔的三个接触状态的一个例子的俯视图。
图10是表示实施方式所涉及的机器人系统的动作的另一个例子的流程图。
图11是表示实施方式的变形例所涉及的接触部与被检测部的接触状态的一个例子的俯视图。
具体实施方式
首先，对本公开的各形态例进行说明。本公开的一形态所涉及的位置检测方法是对具备臂的机器人相对于对象物的位置进行检测的位置检测方法，包含：(a)使上述臂，将配置于上述臂的接触部相对于配置于上述对象物的至少两个被检测部中的第一被检测部位于水平方向上的侧方；(b)使上述臂，将上述接触部向上述侧方移动，而使上述接触部与上述第一被检测部的表面的至少三个部位接触；(c)检测在上述至少三个部位分别接触时的上述接触部相对于上述机器人的位置；(d)使用检测到的上述接触部的至少三个位置，检测上述第一被检测部相对于上述机器人的位置；(e)对上述至少两个被检测部中的除上述第一被检测部以外的上述被检测部，也进行与处理(a)～(d)同样的处理；以及(f)使用上述至少两个被检测部相对于上述机器人的位置、和上述至少两个被检测部相对于上述对象物的位置，检测上述机器人相对于上述对象物的位置。
根据上述形态，对于各被检测部，检测在至少三个部位分别接触时的接触部相对于机器人的位置，由此检测各被检测部相对于机器人的位置。并且，使用各被检测部相对于机器人的位置，检测机器人相对于对象物的位置。上述那样的位置检测能够通过向机器人的臂配置接触部、和上述那样的机器人的动作来实现。因此，机器人与对象物的位置关系的检测变得简易。
在本公开的一形态所涉及的位置检测方法中，也可以为，上述至少两个被检测部是凹陷部和能够插入到上述凹陷部的突出部中的一方，上述接触部是上述凹陷部和上述突出部中的另一方，在处理(a)中，通过以向上述凹陷部插入上述突出部的方式移动上述接触部，而使上述接触部位于上述第一被检测部的上述侧方。根据上述形态，在处理(b)中，以突出部插入到凹陷部的状态，接触部向侧方移动。由于接触部的移动范围被凹陷部限制，因此用于使接触部与检测部接触的臂的动作变得简易且迅速。
在本公开的一形态所涉及的位置检测方法中，也可以为，在处理(f)中，检测上述机器人相对于上述对象物的位置以及朝向。根据上述形态，机器人与对象物的精密的位置关系的检测变得简易。
在本公开的一形态所涉及的位置检测方法中，也可以为，上述臂至少包含两个关节，在处理(b)中，针对上述至少三个部位的每一个部位，在通过使上述至少两个关节中的第一关节动作而使上述接触部与上述第一被检测部的表面接触的第一动作之后，进行通过使上述至少两个关节中的第二关节动作而使上述接触部与上述第一被检测部的表面接触的第二动作。根据上述形态，在第一动作中，接触部的移动量变多，接触部有可能与被检测部的表面碰撞而反弹。在第二动作中，接触部的移动量少即可，能够使接触部与被检测部的表面抵接。在第一动作以及第二动作中，由于第一关节以及第二关节分别进行动作的同时使接触部与被检测部接触，因此减少第一关节以及第二关节处的机械式的晃动(例如，齿隙等)对动作带来的影响。因此，能够进行接触时臂的各部的正确位置的检测。另外，由于第一关节以及第二关节独立地进行动作，所以达到接触部与被检测部的接触的各关节的移动量的检测变得容易。
在本公开的一形态所涉及的位置检测方法中，也可以为，上述第一关节以及上述第二关节能够进行使上述接触部向上述侧方移动的上述臂的动作。根据上述形态，减少第一关节的动作因第二关节处的机械式的晃动(齿隙等)受到的影响，并减少第二关节的动作因第一关节处的机械式的晃动(齿隙等)受到的影响。
在本公开的一形态所涉及的位置检测方法中，也可以为，在上述第一动作中，使驱动上述第二关节的第二伺服马达的增益比驱动上述第一关节的第一伺服马达的增益低，在上述第二动作中，使上述第一伺服马达的增益比上述第二伺服马达的增益低。根据上述形态，在第一动作中，用于维持第二关节的状态的第二伺服马达的驱动力对由第一伺服马达驱动的第一关节的动作带来的影响减少。在第二动作中，用于维持第一关节的状态的第一伺服马达的驱动力对由第二伺服马达驱动的第二关节的动作带来到的影响降低。
本公开的一形态所涉及的位置检测方法也可以还包含：(g)使上述臂进行表示与各对象物对应的控制中的处于执行中的控制的种类的动作。根据上述形态，机器人的用户能够通过视觉识别机器人所执行中的处理。
本公开的一形态所涉及的位置检测方法也可以还包含：a1)使上述臂，将上述接触部位于上述第一被检测部的周围的表面亦即周围面的上方；(b1)使上述臂，将上述接触部下降，而使上述接触部在至少一个部位与上述周围面接触；(c1)检测在上述至少一个部位分别接触时的上述接触部相对于上述机器人的高度方向的位置即高度位置；(d1)使用检测到的上述接触部的至少一个高度位置，检测上述第一被检测部相对于上述机器人的高度位置；以及(e1)使用上述第一被检测部相对于上述机器人的高度位置，检测上述机器人相对于上述对象物的高度位置。根据上述形态，机器人相对于对象物的高度位置的检测，能够通过向机器人的臂配置接触部、和上述那样的机器人的动作来实现。
本公开的一形态所涉及的控制装置是执行本公开的一形态所涉及的位置检测方法的控制装置，按照从对上述机器人输入手动操作后的上述机器人的操作装置输出的操作信息，执行处理(a)，按照程序自动执行处理(b)～处理(f)。根据上述形态，即使被检测部相对于机器人的大致位置不明，控制装置也能够执行处理(a)～处理(f)。
本公开的一形态所涉及的控制装置是执行本公开的一形态所涉及的位置检测方法的控制装置，也可以按照程序自动执行处理(a)～处理(f)。根据上述形态，控制装置能够自动执行处理(a)～处理(f)。
本公开的一形态所涉及的机器人系统具备：控制装置，执行本公开的一形态所涉及的位置检测方法，且控制上述机器人的动作；和上述机器人。根据上述形态，能够得到与本公开的一形态所涉及的控制装置同样的效果。
在本公开的一形态所涉及的机器人系统中，也可以为，上述控制装置按照从对上述机器人输入手动操作后的上述机器人的操作装置输出的操作信息，执行处理(a)，并按照程序自动执行处理(b)～处理(f)。根据上述形态，能够得到与本公开的一形态所涉及的控制装置同样的效果。
在本公开的一形态所涉及的机器人系统中，也可以为，上述控制装置按照程序自动执行处理(a)～处理(f)。根据上述形态，能够得到与本公开的一形态所涉及的控制装置同样的效果。
(实施方式)
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。此外，以下说明的实施方式均表示总括性或具体的例子。另外，在以下实施方式的构成要素中，对于未记载于表示最上位概念的独立权利要求中的构成要素，作为任意的构成要素进行说明。另外，所附的附图中的各图是示意性的图，未必是严格图示的。并且，在各图中，对实质上相同的构成要素标注相同的附图标记，有时省略或简化重复的说明。另外，在本说明书以及权利要求书中，所谓“装置”，不仅可以指一个装置，还可以指由多个装置构成的系统。
[机器人系统的结构]
对实施方式所涉及的机器人系统1的结构进行说明。图1是表示实施方式所涉及的机器人系统1的结构的一个例子的图。如图1所示，机器人系统1具备机器人100、操作输入装置200、控制装置300、拍摄装置400、以及提示装置500。但并不限定于此，在本实施方式中，机器人系统1构成为使机器人100在不同的位置以自动运转进行两个作业。
例如，机器人100在作业场所WPA中，将通过带式输送机601A搬运来的物品WA装箱到载置台602A上的收容箱603A中，并将已装箱的收容箱603A载置于另外的带式输送机604A并搬运到其他作业场所。另外，机器人100在作业场所WPB中，将通过带式输送机601B搬运来的物品WB装箱到载置台602B上的收容箱603B中，并将已装箱的收容箱603B载置于另外的带式输送机604B并搬运到其他作业场所。在作业场所WPA以及WPB之间，机器人100需要移动。每当机器人100移动时，需要进行机器人100的位置的示教。具体而言，在作业场所WPA中，需要将机器人100与带式输送机601A等的相对位置存储于控制装置300，在作业场所WPB中，需要将机器人100与带式输送机601B等的相对位置存储于控制装置300。
在本实施方式中，控制装置300分别在作业场所WPA以及WPB中，基于上述的相对位置，按照程序，使机器人100自动执行装箱作业等规定的作业。其中，机器人100所进行的作业并不限定于本实施方式中例示的作业，也可以是任何作业。控制装置300通过按照程序使机器人100自动动作的自动操纵、和按照与经由操作输入装置200输入的操作对应的操作信息使机器人100动作的手动操纵来控制机器人100的动作。
图2是表示实施方式所涉及的机器人100的结构的一个例子的侧视图。如图1以及图2所示，机器人100在本实施方式中为工业用机器人，但并不限定于此。机器人100具备末端执行器110A以及110B、臂120A以及120B、基台130、以及插入体140。末端执行器110A以及110B对物品WA以及WB等工件施加作用，臂120A以及120B分别移动末端执行器110A以及110B以便执行该作用。臂120A以及120B为机器人臂。臂120A以及120B由基台130支承为能够转动。基台130配置于搬运装置等能够移动的装置，构成为能够移动。搬运装置的例子为车轮、AGV(无人搬运车：Automated Guided Vehicle)等。插入体140分别配置于末端执行器110A以及110B，即，配置于臂120A以及120B的末端，在检测机器人100的位置的动作中使用。
虽然臂120A以及120B只要是能够使各自的末端的末端执行器110A以及110B移动的结构即可，并不特别限定，但在本实施方式中，为水平多关节型臂。臂120A以及120B例如也可以为垂直多关节型、极坐标型、圆柱坐标型、直角坐标型、或其他类型的机器人臂。臂120A以及120B能够在以铅垂方向的第一轴S1为中心的同轴上在水平面内转动。臂120A配置为相对于臂120B在第一轴S1的方向上向下方错开。机器人100构成同轴双臂机器人。
臂120A包含连杆121A～124A、关节JA1～JA4、以及驱动装置DA1～DA4。臂120B包含连杆121B～124B、关节JB1～JB4、以及驱动装置DB1～DB4。驱动装置DA1～DA4以及DB1～DB4包含将电力作为动力源的电动马达等，在本实施方式中包含伺服马达。驱动装置DA1～DA4以及DB1～DB4分别在控制装置300的控制下驱动关节JA1～JA4以及JB1～JB4。因此，臂120A以及120B相互独立地动作。其中，臂120A以及120B的关节的数量并不限定于四个，也可以为五个以上或三个以下。
连杆121A以及121B分别经由旋转关节JA1以及JB1，以第一轴S1为中心在水平面内能够转动地与基台130连接。连杆122A以及122B分别经由旋转关节JA2以及JB2，以铅垂方向的第二轴S2a以及S2b为中心在水平面内能够转动地与连杆121A以及121B的末端连接。连杆123A以及123B分别经由直动关节JA3以及JB3，能够沿铅垂方向的第三轴S3a以及S3b升降地与连杆122A以及122B的末端连接。连杆124A以及124B分别经由旋转关节JA4以及JB4，以连杆123A以及123B的长度方向的第四轴S4a以及S4b为中心能够转动地与连杆123A以及123B的下端连接。第四轴S4a以及S4b为铅垂方向的轴。连杆124A以及124B分别构成用于与末端执行器110A以及110B连接的机械接口。
这里，“水平方向”是指在机器人100配置于水平的地面等水平的表面上的情况下的水平方向，也是与上述表面平行的方向。“铅垂方向”是指在同样的情况下的铅垂方向，是与上述表面垂直的方向。“上方”是指在同样的情况下的从下方朝向上方的方向，“下方”是指在同样的情况下的从上方朝向下方的方向。“侧方”是指在同样的情况下的沿着上述表面的方向。
图3是表示实施方式所涉及的末端执行器110A的结构的一个例子的侧视图。如图2以及图3所示，末端执行器110A以及110B的结构是同样的。因此，仅对末端执行器110A的结构进行说明，而省略末端执行器110B的结构的说明。末端执行器110A包含连接部111、支承部112、驱动部113、以及把持部114。
支承部112沿与第四轴S4a垂直的方向延伸。在支承部112的延伸方向的一端配置有连接部111，在另一端配置有驱动部113，连接部111经由插入体140与连杆124A的机械接口连接。驱动部113与把持部114的两个把持爪114a机械式连接，能够使把持爪114a向相互接近的方向以及分离的方向移动。把持爪114a沿与第四轴S4a交叉的方向延伸，在本实施方式中，沿垂直的方向延伸。把持爪114a通过以相互接近的方式移动，来把持物品WA以及WB等工件，通过以相互分离的方式移动，来解除上述把持。驱动部113包含将电力作为动力源的电动马达等，在本实施方式中包含伺服马达。驱动部113在控制装置300的控制下驱动把持爪114a。
插入体140包含轴部141和连接部142。虽然在本实施方式中，轴部141以及连接部142由一个部件构成，但也可以分割。连接部142与连杆124A的机械接口连接。连接部142具有与机械接口的表面同样具备圆状的表面的圆板状的形状。连接部142在上述圆状的表面包含突起142a。突起142a可以与连接部142一体化，也可以能够装卸。突起142a是俯视形状与形成于机械接口的表面的环状的槽124Aa同样的环状的突起，能够与槽124Aa嵌合。连接部142通过使突起142a与槽124Aa嵌合，而相对于机械接口的表面被定位在一定的位置。突起142a以及槽124Aa的形状并不限定于环状，只要能够通过嵌合进行定位即可。上述的突起以及槽也可以分别配置于连杆124A以及连接部142。
轴部141在与连接部142的圆状的表面垂直的方向且与突起142a相反的方向上，贯通末端执行器110A的连接部111以及支承部112而向下方延伸。轴部141从支承部112向下方突出。虽然不限定于此，但在本实施方式中，轴部141不比末端执行器110A的驱动部113以及/或把持部114向下方突出。在通过突起142a与槽124Aa的嵌合而对连接部142进行了定位时，轴部141与第四轴S4a在同轴上延伸。即，轴部141的轴心与第四轴S4a一致。
另外，连接部142在与突起142a相反一侧的圆状的表面包含环状的槽142b。末端执行器110A的连接部111在与支承部112相反侧的表面包含突起111a。突起111a既可以与连接部111一体化，也可以能够装卸。突起111a是俯视形状与槽142b同样的环状的突起，能够与槽142b嵌合。末端执行器110A的连接部111通过使突起111a与槽142b嵌合，而相对于插入体140以及连杆124A被定位在一定的位置。突起111a以及槽142b的形状并不限定于环状，只要能够通过嵌合进行定位即可。上述的突起以及槽也可以分别配置于连接部142以及连接部111。
上述那样的插入体140以连接部142被连杆124A和末端执行器110A夹着的状态直接固定于连杆124A。机器人100能够在插入体140安装于连杆124A的状态下进行作业。此外，插入体140也可以构成为直接固定于末端执行器110A，并经由末端执行器110A间接固定于连杆124A。插入体140是接触部的一个例子，且是突出部的一个例子。
另外，机器人系统1在作业场所WPA以及WPB分别具有为了检测机器人100的位置而供插入体140的轴部141插入的检测孔150a(参照图4)。检测孔150a沿铅垂方向延伸。例如，形成有检测孔150a的部件配置于作业场所WPA以及WPB的规定的位置。上述规定的位置可以是其正确的位置是已知的或能够检测的位置。
图4是表示具有检测孔的部件的一个例子的俯视图。如图4所示，例如，在作业场所WPA中，也可以将形成有检测孔150a的夹具150配置于带式输送机604A。在图4中，检测孔150a的形状是具有圆形截面的圆筒形状，但并不限定于此。例如，检测孔150a的形状只要是如下形状即可，即，若检测出检测孔150a的内壁面上的任意的至少三个位置，则能够使用该三个位置检测出检测孔150a的中心或轴心等基准位置或截面形状等。例如，检测孔150a的形状也可以是具有椭圆截面、长圆截面、多边形截面等的柱状形状。
夹具150也可以配置于作业场所WPA的带式输送机601A以及载置台602A等要求与机器人100的相对位置的各构成要素。在构成要素间的相对位置是已知的或能够检测的情况下，也可以在至少一个构成要素配置有夹具150。在作业场所WPA以及WPB分别配置有至少两个夹具150即至少两个检测孔150a。检测孔150a是被检测部的一个例子，且是凹陷部的一个例子。
如图1所示，拍摄装置400分别配置于作业场所WPA以及WPB。在各个作业场所WPA以及WPB中，拍摄装置400拍摄载置台602A以及602B、和其周边的带式输送机601A、604A、601B以及604B的至少一部分。拍摄装置400既可以配置于作业场所WPA以及WPB的各构成要素，也可以配置于机器人100。虽然在本实施方式中，拍摄装置400包含能够拍摄可视图像即数字图像的动态图像的可视照相机，但并不限定于此。拍摄装置400例如按照控制装置300的指令进行拍摄动作，并将拍摄到的图像的信号等发送到控制装置300。
提示装置500向机器人系统1的用户P提示从控制装置300接收的用于使机器人系统1动作的图像以及声音等。提示装置500的例子是液晶显示器(Liquid Crystal Display)以及有机或无机EL显示器(Electro-Luminescence Display)等，但并不限定于这些。提示装置500也可以具备发出声音的扬声器。例如，提示装置500将由拍摄装置400拍摄到的图像提示给对操作输入装置200进行操作的用户P。
操作输入装置200受理各种信息、数据以及指令等的输入，并将受理的信息等输出到控制装置300。例如，操作输入装置200也可以具备控制杆、按钮、触摸面板、操纵杆、动作捕捉器等公知的输入单元。例如，操作输入装置200构成为受理用户P对机器人100进行的手动操作的输入，并将与受理的操作对应的操作信息输出到控制装置300。操作输入装置200既可以经由上述输入单元受理操作，也可以具备用于受理操作的专用的输入单元。
图5是表示实施方式所涉及的控制装置300以及其周边的结构的一个例子的框图。如图5所示，控制装置300与机器人100、操作输入装置200、拍摄装置400以及提示装置500可通信地连接。通信的形式也可以是有线通信以及无线通信中的任意通信形式。控制装置300响应操作输入装置200所受理的指令而使机器人100动作。控制装置300将由拍摄装置400拍摄到的图像等输出到提示装置500。
控制装置300分别经由驱动电路C1～C8(在图5中表述为“SC”)，与机器人100的臂120A以及120B的驱动装置DA1～DA4以及DB1～DB4的伺服马达M1～M8(在图5中表述为“SM”)电连接。驱动电路C1～C8分别按照控制装置300的指令，调节向伺服马达M1～M8供给的电流的电流值。控制装置300与驱动装置DA1～DA4以及DB1～DB4的编码器等旋转传感器E1～E8(在图5中表述为“EN”)电连接。控制装置300分别经由驱动电路C9以及C10，与末端执行器110A以及110B的驱动部113的伺服马达M9以及M10电连接。驱动电路C9以及C10分别按照控制装置300的指令，调节向伺服马达M9以及M10供给的电流的电流值。控制装置300与末端执行器110A以及110B的驱动部113的旋转传感器E9以及E10电连接。旋转传感器E1～E10检测伺服马达M1～M10的旋转量(例如，旋转角)，并将检测结果向控制装置300输出。
控制装置300由具有处理器以及存储器等的运算器构成。运算器进行与包含操作输入装置200在内的其他装置之间的信息、数据以及指令等的收发。运算器进行来自各种传感器的检测信号的输入以及向各控制对象的控制信号的输出。存储器由易失性存储器以及非易失性存储器等半导体存储器、硬盘以及SSD(Solid State Drive)等存储装置构成。例如，存储器存储运算器所执行的程序、以及各种固定数据等。
运算器的功能也可以通过由CPU(Central Processing Unit)等处理器、RAM(Random Access Memory)等易失性存储器以及ROM(Read-Only Memory)等非易失性存储器等构成的计算机系统(省略图示)来实现。运算器的功能的一部分或全部也可以通过CPU使用RAM作为工作区域而执行记录在ROM的程序来实现。此外，运算器的功能的一部分或全部可以通过上述计算机系统来实现，也可以通过电子电路或集成电路等专用的硬件电路来实现，还可以通过上述计算机系统以及硬件电路的组合来实现。
这样的控制装置300例如也可以由微控制器、MPU(Micro Processing Unit)、LSI(Large Scale Integration：大规模集成电路)、系统LSI、PLC(Programmable LogicController)、逻辑电路等构成。控制装置300的多个功能既可以通过单独地单芯片化来实现，也可以通过以包含一部分或全部的方式单芯片化来实现。另外，电路分别可以是通用的电路，也可以是专用的电路。作为LSI，也可以利用在LSI制造后可编程的FPGA(FieldProgrammable Gate Array)、可重构LSI内部的电路单元的连接以及/或设定的可重构处理器、或面向特定用途将多个功能的电路汇总为一个的ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)等。
控制装置300既可以构成为通过基于单一装置进行的集中控制来执行各处理，也可以构成为通过基于多个装置的配合进行的分散控制来执行各处理。
[控制装置的功能性结构]
图6是表示实施方式所涉及的控制装置300的功能性结构的一个例子的框图。如图6所示，控制装置300包含拍摄控制部311、信息处理部312、动作指令部313以及314、动作控制部315、位置运算部316、以及存储部317，来作为功能性构成要素。除了存储部317以外的上述功能性构成要素的功能通过计算机系统以及/或硬件电路来实现。存储部317由存储器实现。上述功能性构成要素并非全部都是必须的。
信息处理部312从操作输入装置200接收并处理各种信息、数据以及指令等，并输出到对应的功能性构成要素。例如，信息处理部312从操作输入装置200接收使作业场所WPA或WPB的拍摄装置400拍摄的指令，并输出到拍摄控制部311。信息处理部312从操作输入装置200接收对机器人100的动作模式进行指定的指令，并输出到动作指令部313以及314等。
例如，动作模式包含：以自动操纵使机器人100执行作业的自动运转模式；以手动操纵使机器人100执行作业的手动运转模式；以及检测机器人100的位置的检测模式等。自动运转模式也可以在机器人100的作业的一部分中包含手动操纵下的机器人100的作业。检测模式也可以包含：以自动操纵使机器人100执行在该模式下的机器人100的所有的动作的第一检测模式；和以手动操纵使机器人100执行在该模式下的机器人100的动作的至少一部分，并且以自动操纵执行另一部分的第二检测模式。例如，作业可由用于对对象物进行目标处理的机器人100的多个动作构成。
拍摄控制部311按照从信息处理部312接收的指令，使相应的拍摄装置400进行拍摄动作。拍摄控制部311从该拍摄装置400接收拍摄到的图像的信号，根据所接收的信号生成可显示画面的图像数据，并输出到提示装置500进行显示。
第一动作指令部313在手动运转模式以及第二检测模式下发挥功能。第一动作指令部313生成用于按照从操作输入装置200接收的操作信息使机器人100动作的指令亦即手动动作指令，并输出到动作控制部315。具体而言，手动动作指令可包含按照操作信息使臂120A以及120B移动末端执行器110A以及110B的位置以及姿势的指令、和使末端执行器110A以及110B的驱动部113驱动的指令等。手动动作指令是用于使末端执行器110A以及110B进行与由用户P输入到操作输入装置200的操作对应的动作的指令。
这里，动作指令包含位置指令以及力指令中的至少一个，在本实施方式中，包含位置指令。位置指令在末端执行器110A以及110B等控制对象的位置、姿势、和位置以及姿势的速度等目标值中至少包含位置的目标值。上述位置以及其速度也可以表示三维空间内的位置(以下，也表述为“三维位置”)以及速度，上述姿势以及其速度也可以表示三维空间内的姿势(以下，也表述为“三维姿势”)以及速度。并且，位置指令也可以包含位置指令的执行时刻。另外，力指令在控制对象所施加的力的大小以及方向的目标值中至少包含力的大小的目标值。力的方向也可以表示三维空间内的方向。力指令也可以包含力指令的执行时刻。在本说明书以及权利要求书中，“位置”可以指包含三维空间内的位置、位置的速度、姿势以及姿势的速度中的至少三维空间内的位置。
第二动作指令部314在自动运转模式以及第一检测模式下发挥功能。第二动作指令部314生成用于按照存储于存储部317的自动动作信息使机器人100动作的指令亦即自动动作指令，并输出到动作控制部315。自动动作指令是用于使末端执行器110A以及110B进行与预先设定的自动动作信息对应的动作的指令。第二动作指令部314为了生成自动动作指令，而使用存储于存储部317中的机器人100相对于作业场所的位置以及姿势的信息、以及/或机器人100相对于作业场所的构成要素的位置以及姿势的信息。上述姿势也可以为水平方向的机器人100的朝向即方位。
例如，自动动作信息既可以包含包含末端执行器110A以及110B的动作内容以及顺序的信息，也可以包含包含用于按该动作内容以及顺序使末端执行器110A以及110B动作的臂120A以及120B的驱动装置DA1～DA4以及DB1～DB4、及末端执行器110A以及110B的驱动部113的动作内容以及顺序的信息。例如，自动动作信息也可以包含末端执行器110A以及110B的位置、姿势、位置以及姿势的移动速度、上述位置、姿势以及驱动部113的动作等的执行顺序、及上述位置、姿势以及驱动部113的动作等的执行时刻等。
例如，与自动运转模式对应的自动动作信息也可以是示教数据。与第一检测模式对应的自动动作信息，既可以是与示教数据同样的数据，也可以是在编程中预先设定的数据。
动作控制部315按照从动作指令部313或314接收的手动动作指令或自动动作指令，决定向各伺服马达M1～M10供给的电流值，并控制电流的供给，以驱动机器人100的各伺服马达M1～M10。并且，动作控制部315在上述控制中也可以将伺服马达M1～M10的旋转传感器E1～E10以及电流传感器(省略图示)等的检测值用作反馈信息。此外，动作控制部315也可以将驱动电路C1～C10向伺服马达M1～M10供给的电流的指令值用作反馈信息。这样的动作控制部315进行伺服控制。其结果，臂120A以及120B使末端执行器110A以及110B进行与操作信息或自动动作信息对应的动作。电流传感器检测伺服马达M1～M10的电流值，并将检测结果输出到控制装置300。
位置运算部316在第一以及第二检测模式下发挥功能。在各检测模式中，位置运算部316检测机器人100的水平方向的位置以及铅垂方向的位置中的至少一个。例如，在水平方向的位置的检测中，机器人100从上方向两个夹具150的检测孔150a分别插入末端执行器110A或110B的插入体140，使插入体140沿水平方向移动而与检测孔150a的内壁面的至少三个位置接触。位置运算部316检测插入体140与上述内壁面接触时的插入体140相对于机器人100的位置。具体而言，位置运算部316根据将插入体140插入到检测孔150a的臂120A或120B的各关节JA1～JA4或JB1～JB4的驱动量，即旋转传感器E1～E8的检测值，来检测插入体140相对于机器人100的位置。相对于机器人100的位置，也可以是第一轴S1与基台130的上表面的交点等相对于机器人100被固定的基准位置的位置。
位置运算部316针对各个检测孔150a使用插入体140在三个接触位置处的位置，检测该检测孔150a相对于机器人100的水平方向的位置。此时，位置运算部316使用存储于存储部317的检测孔150a的信息。并且，位置运算部316使用检测孔150a的信息中所包含的检测孔150a的截面形状以及尺寸中的至少截面形状的信息、和插入体140相对于机器人100的位置的信息，检测穿过三个接触位置处的插入体140的轴心且具有上述截面形状的水平截面的圆筒的轴心，将该轴心的水平方向的位置决定为检测孔150a的水平方向的位置。
并且，位置运算部316使用两个检测孔150a相对于机器人100的水平方向的位置的信息、和存储于存储部317中的检测孔150a相对于配置有夹具150的作业场所的构成要素的位置的信息，检测机器人100相对于构成要素的水平方向的位置以及姿势。水平方向的姿势也可以是水平方向的朝向(方位)。位置运算部316既可以检测机器人100相对于至少一个构成要素的水平方向的位置以及姿势，也可以检测机器人100相对于所有构成要素的水平方向的位置以及姿势。例如，在所有的构成要素分别配置有至少两个夹具150的情况下，位置运算部316也可以检测机器人100相对于各构成要素的水平方向的位置以及姿势。在构成要素间的位置关系是已知的情况下，位置运算部316也可以检测机器人100相对于一个构成要素的水平方向的位置以及姿势。并且，位置运算部316也可以使用存储于存储部317中的各作业场所中的各构成要素的位置的信息，检测机器人100相对于作业场所的水平方向的位置以及姿势。位置运算部316将检测到的机器人100的水平方向的位置以及姿势存储于存储部317。
上述作业场所是配置具有上述检测孔150a的夹具150以及机器人100的作业场所。上述构成要素是在上述作业场所中配置上述夹具150的带式输送机等的构成要素。检测孔150a相对于上述构成要素的位置也可以是夹具150相对于上述构成要素的位置。上述构成要素也可以是作业场所本身，检测孔150a相对于上述构成要素的位置也可以是检测孔150a相对于作业场所的位置。
另外，在铅垂方向的位置的检测中，机器人100使末端执行器110A或110B的插入体140从上方与一个夹具150的检测孔150a的周围的上表面150b(参照图4)上的至少一个位置接触。位置运算部316检测插入体140与上表面150b接触时的插入体140相对于机器人100的位置。位置运算部316使用上述插入体140的位置，检测该检测孔150a的上端开口相对于机器人100的铅垂方向的位置。此时，位置运算部316使用存储于存储部317的夹具150以及检测孔150a的信息。
并且，位置运算部316使用检测孔150a的上端开口相对于机器人100的铅垂方向的位置的信息、和存储于存储部317的检测孔150a相对于配置有夹具150的作业场所的构成要素的位置的信息，检测机器人100相对于构成要素的铅垂方向的位置。位置运算部316可以检测机器人100相对于至少一个构成要素的铅垂方向的位置，也可以检测机器人100相对于所有构成要素的铅垂方向的位置。并且，位置运算部316也可以使用存储于存储部317的各作业场所中的各构成要素的位置的信息，检测机器人100相对于作业场所的铅垂方向的位置。位置运算部316将检测到的机器人100的铅垂方向的位置存储于存储部317。
存储部317能够储存即存储各种信息，且能够读出所储存的信息。例如，存储部317也可以存储机器人100的自动动作信息、机器人100的插入体140的信息、夹具150的信息、以及检测孔150a的信息等。存储部317也可以存储各作业场所中的各构成要素的位置的信息、以及各构成要素间的相对位置的信息等。存储部317也可以存储机器人100相对于各作业场所中的各构成要素的位置以及姿势的设计值或目标值等。另外，存储部317也可以储存用于实现控制装置300的各功能的程序。例如，用于执行第一以及第二检测模式中的任一个的程序，也可以针对作业场所WPA以及WPB等的每个作业场所、或每个构成要素进行制成，并存储于存储部317。上述信息等可以预先存储于存储部317，也可以通过使用操作输入装置200的输入而存储于存储部317。
插入体140的信息也可以包含插入体140相对于臂120A以及120B的连杆124A以及124B的接口面的位置、插入体140所延伸的方向、及插入体140的形状以及尺寸等信息。夹具150的信息也可以包含夹具150相对于作业场所的位置、夹具150相对于配置有夹具150的构成要素的位置、夹具150的形状以及尺寸、夹具150中的检测孔150a的数量、位置以及延伸方向等信息。检测孔150a的信息也可以包含检测孔150a的截面形状以及尺寸等信息。
[机器人系统的动作]
对实施方式所涉及的机器人系统1的动作进行说明。具体而言，对第一检测模式下的动作进行说明。图7是表示实施方式所涉及的机器人系统1的动作的一个例子的流程图。图7示出检测机器人100的水平方向的位置的情况。
如图7所示，在步骤S101中，用户P向机器人系统1的操作输入装置200输入在第一检测模式下检测机器人100的水平方向的位置的指令、和配置有机器人100的作业场所的信息，控制装置300受理该指令以及信息。在本例中，输入作业场所WPA的信息。
例如，为了换产调整等而机器人100从作业场所WPA向作业场所WPB或向其相反方向移动的情况下，用户P为了使控制装置300记住机器人100的正确的位置，而执行检测模式。无论是在以人力移动机器人100的情况下还是在通过AGV等搬运装置移动机器人100的情况下，机器人100的配置位置都相对于目标位置具有距离以及方向的误差。控制装置300使这样的误差反映到目标位置。
接着，在步骤S102中，控制装置300读入并执行存储于存储部317的与作业场所WPA对应的第一检测模式的程序。
接着，在步骤S103中，控制装置300读出存储于存储部317的机器人100在作业场所WPA的目标配置位置的信息、作业场所WPA的两个夹具150的信息、以及检测孔150a的信息。在本例中，如图4所示，两个夹具150配置于带式输送机604A。并且，控制装置300根据上述信息检测机器人100相对于各检测孔150a的目标位置。并且，控制装置300基于上述目标位置来推定各检测孔150a的位置。
接着，在步骤S104中，控制装置300基于上述推定位置使机器人100动作，从而使插入体140从上方插入到两个检测孔150a中的尚未检测到检测孔150a的位置的检测孔150a。即，机器人100使插入体140在检测孔150a内位于相对于该检测孔150a的水平方向上的侧方的位置。在本例中，控制装置300使臂120B的插入体140插入。
接着，在步骤S105中，控制装置300使臂120B的旋转关节JB1动作，而使插入体140在检测孔150a内沿水平方向即相对于检测孔150a的侧方移动。此时，控制装置300使旋转关节JB1的驱动装置DB1的伺服马达M5的增益比较低，而使旋转转矩的上升以及响应稳定。例如，伺服马达M5的增益也可以是伺服马达M5能够使连杆121B与从臂120B的连杆121B起的末端侧的部分一起转动的程度的增益。
并且，控制装置300使除旋转关节JB1以外的旋转关节的驱动装置的伺服马达的增益比伺服马达M5的增益低。具体而言，使旋转关节JB2的驱动装置DB2的伺服马达M6的增益比伺服马达M5的增益低。伺服马达M6的增益也可以是在连杆121B的转动时维持旋转关节JB2的状态而不使旋转关节JB2转动的程度的增益。例如，伺服马达M6的增益也可以是如下程度：当在连杆121B的转动中从连杆122B起的末端侧的部分与其他物体接触时，伺服马达M6被推开而允许旋转关节JB2的转动的程度。
图8是表示实施方式所涉及的插入体140在检测孔150a内的移动动作的一个例子的俯视图。如图8所示，控制装置300使旋转关节JB1向可转动的方向的两个方向d1a以及d1b转动，当检测到插入体140与检测孔150a的内壁面的接触时，停止旋转关节JB1的转动。控制装置300也可以根据驱动装置DB1的旋转传感器E1以及电流传感器(省略图示)的检测值的偏差，来判定上述接触的有无。在驱动装置DB1对连杆121B赋予使其转动的驱动力且驱动装置DB2对连杆122B赋予使其维持状态的驱动力的同时，插入体140与检测孔150a的内壁面接触。因此，在接触时以及刚接触后，能够抑制由旋转关节JB1以及JB2处的晃动(例如，齿隙等)引起的连杆121B以及122B的移动。
接着，在步骤S106中，控制装置300使臂120B的除旋转关节JB1以外的旋转关节亦即旋转关节JB2动作，而使插入体140在检测孔150a内向水平方向即相对于检测孔150a的侧方移动。此时，控制装置300使驱动装置DB2的伺服马达M6的增益与步骤S105中的伺服马达M5同样地比较低。进一步，控制装置300使除旋转关节JB2以外的旋转关节亦即旋转关节JB1的驱动装置DB1的伺服马达M5的增益，与步骤S105中的伺服马达M6同样地比伺服马达M6的增益低。图8所示，控制装置300使旋转关节JB2向可转动的方向的两个方向d2a以及d2b转动，当检测到插入体140与检测孔150a的内壁面的接触时，停止旋转关节JB2的转动。
例如，在步骤S105中，存在经过了旋转关节JB1直到插入体140接触为止持续转动的时间，而使得伺服马达M5的转矩上升的可能性。在该情况下，插入体140有可能在检测孔150a的内壁面反弹。在步骤S106中，由于旋转关节JB2在插入体140接近检测孔150a的内壁面的状态下开始转动，所以直到插入体140接触为止的伺服马达M6的转矩的上升低。并且，基于旋转关节JB2进行的插入体140的移动方向与基于旋转关节JB1进行的插入体140的移动方向为交叉的方向等不同的方向。因此，在检测到插入体140与检测孔150a的内壁面的接触时，能够在插入体140与该内壁面抵接的状态下停止旋转关节JB2的转动。因此，插入体140的水平方向的位置能够与内壁面的水平方向的位置对应。其中，步骤S105以及S106的顺序也可以相反。
接着，在步骤S107中，控制装置300检测插入体140与检测孔150a的内壁面接触时的插入体140相对于机器人100的位置。即，控制装置300检测停止了旋转关节JB2的转动时的上述位置。具体而言，位置运算部316根据臂120B的旋转传感器E5～E8的检测值来检测末端执行器110B的接口面的位置以及姿势。位置运算部316基于接口面的位置以及姿势的信息、和存储于存储部317的插入体140的信息，例如，如图9所示，检测插入体140的轴心140C相对于机器人100的位置。在步骤S105以及S106中，由于只有旋转关节JB1或JB2转动，所以用于上述检测的运算简易。图9是表示实施方式所涉及的插入体140与检测孔150a的三个接触状态的一个例子的俯视图。
接着，在步骤S108中，控制装置300判定检测到的插入体140的位置的数量是否为三个，在三个的情况下(在步骤S108为是)进入步骤S109，在不足三个的情况下(在步骤S108为否)，反复进行步骤S105～S107。
在步骤S109中，控制装置300使用插入体140相对于机器人100的三个位置的信息、和存储于存储部317的检测孔150a的信息，而对检测孔150a相对于机器人100的水平方向的位置进行检测。具体而言，如图9所示，将检测孔150a的轴心150Ca的水平方向的位置，作为穿过插入体140的轴心140C的三个位置的圆筒的轴心的水平方向的位置进行检测。
接着，在步骤S110中，控制装置300对所有的检测孔150a，判定相对于机器人100的水平方向的位置的检测是否完成，在已完成的情况下(在步骤S110为是)进入步骤S111，在未完成的情况下(在步骤S110为否)返回步骤S104，对未完成检测的检测孔150a，反复进行步骤S104以后的处理。在本例中，对所有的检测孔150a使用相同的臂120B以及插入体140。由此，降低由臂120A以及120B各自的特性以及性能等引起的各检测结果的误差。
在步骤S111中，控制装置300使用两个检测孔150a相对于机器人100的水平方向的位置的信息，检测机器人100相对于两个检测孔150a的水平方向的位置以及姿势。控制装置300也可以基于该检测结果，检测机器人100相对于带式输送机604A以及/或作业场所WPA的水平方向的位置以及姿势。控制装置300将检测结果存储于存储部317。
通过步骤S101～S111的处理，控制装置300能够检测机器人100相对于作业场所WPA以及/或作业场所WPA的构成要素的水平方向的位置以及姿势。若在构成要素分别配置有两个以上的夹具150，则控制装置300能够检测机器人100相对于各构成要素的水平方向的位置以及姿势。其中，步骤S101～S111的处理也可以使用臂120A来进行。在步骤S101～S111的处理中，也可以使用臂120A进行对一个检测孔150a的处理，使用臂120B进行对另一个检测孔150a的处理。也可以对一个检测孔150a，使用在四个以上的部位与检测孔150a接触的插入体140的位置，来检测该检测孔150a的水平方向的位置。可以对三个以上的检测孔150a进行步骤S104～S110的处理，也可以使用三个以上的检测孔150a的水平方向的位置，检测机器人100的位置以及姿势。
另外，在第二检测模式中，控制装置300虽然进行与第一检测模式同样的处理，但也可以构成为，在步骤S104中，按照与由用户P输入的操作对应地由操作输入装置200输出的操作信息，以手动操纵使机器人100动作，而省略步骤S102以及S103的处理。在第二检测模式下控制装置300所执行的程序也可以不是与作业场所对应的程序。
图10是表示实施方式所涉及的机器人系统1的动作的另一个例子的流程图。图10示出检测机器人100的铅垂方向的位置的情况。如图10所示，在步骤S201中，用户P向操作输入装置200输入在第一检测模式下检测机器人100的铅垂方向的位置的指令、和配置有机器人100的作业场所WPA的信息，控制装置300受理该指令以及信息。
步骤S202以及S203的处理与步骤S102以及S103同样。此外，在机器人100的铅垂方向的位置的检测中所使用的检测孔150a的数量也可以为至少一个，在本例中为一个。
接着，在步骤S204中，控制装置300基于检测孔150a的推定位置，使机器人100的臂120B动作，从而使插入体140向夹具150的该检测孔150a的上端开口周围的上表面150b的上方移动。并且，控制装置300通过使直动关节JB3动作，而从上方向上表面150b上使插入体140下降。在本例中，控制装置300使臂120B的插入体140移动。控制装置300当检测到插入体140与夹具150的上表面150b的接触时，停止直动关节JB3的下降。
此外，控制装置300在直动关节JB3的下降动作时，使驱动装置DB3的伺服马达M7的增益比较低。例如，伺服马达M7的增益也可以是与图7的步骤S105中的旋转关节JB1的伺服马达M5相同程度的增益。例如，伺服马达M7的增益也可以是当下降的连杆123B或末端执行器110B与其他物体接触时伺服马达M7停止旋转的程度的增益。
接着，在步骤S205中，控制装置300检测在插入体140与夹具150的上表面150b接触时的插入体140相对于机器人100的位置。控制装置300检测在停止了直动关节JB3的下降时的上述位置。
接着，在步骤S206中，控制装置300判定检测到的插入体140的位置的数量是否为三个，在三个的情况下(在步骤S206为是)进入步骤S207，在不足三个的情况下(在步骤S206为否)反复进行步骤S204以及S205。
在步骤S207中，控制装置300根据插入体140相对于机器人100的三个位置，检测夹具150的上表面150b相对于机器人100的铅垂方向的位置。例如，控制装置300也可以通过对上述的插入体140的三个位置实施平均化，来检测上表面150b的铅垂方向的位置。上表面150b的铅垂方向的位置与检测孔150a的上端开口的铅垂方向的位置对应。
接着，在步骤S208中，控制装置300使用检测孔150a的上端开口相对于机器人100的铅垂方向的位置的信息、和存储于存储部317的夹具150以及带式输送机604A的信息，来检测机器人100相对于带式输送机604A的铅垂方向的位置。并且，控制装置300也可以检测机器人100相对于作业场所WPA的铅垂方向的位置。控制装置300将检测结果存储于存储部317。
通过步骤S201～S208的处理，控制装置300能够检测机器人100相对于作业场所WPA以及/或作业场所WPA的构成要素的铅垂方向的位置。若在构成要素分别配置有夹具150，则控制装置300能够检测机器人100相对于各构成要素的铅垂方向的位置。其中，步骤S201～S208的处理也可以使用臂120A来进行。对一个检测孔150a，也可以使用在一个部位、两个部位或四个以上的部位与检测孔150a的周围接触的插入体140的位置，来检测该检测孔150a的上端开口的铅垂方向的位置。可以对两个以上的检测孔150a进行步骤S204～207的处理，也可以使用两个以上的检测孔150a的铅垂方向的位置，来检测机器人100的铅垂方向的位置。
另外，在第二检测模式中，控制装置300进行与第一检测模式同样的处理，但也可以构成为，在步骤S204中，按照与由用户P输入的操作对应地由操作输入装置200输出的操作信息，以手动操纵使机器人100动作，而省略步骤S202以及S203的处理。
(其他实施方式)
以上，对本公开的实施方式的例子进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式。即，可以在本公开的范围内进行各种变形以及改进。例如，对实施方式施加了各种变形而成的形态、以及组合不同实施方式中的构成要素而构建的形态也包含在本公开的范围内。
例如，在实施方式中，控制装置300也可以构成为，在第一以及第二检测模式中，使机器人100进行表示与机器人100的位置的比较对象分别对应的控制中的处于执行中的控制的种类即当前比较对象的动作。例如，上述比较对象的例子是作业场所WPA以及WPB、及分别配置于作业场所WPA以及WPB的带式输送机以及载置台等构成要素。
控制装置300也可以根据机器人100插入插入体140的检测孔150a的顺序，表示比较对象的种类。或者，也可以配置不用于检测机器人100的位置的至少一个附加的检测孔150a。例如，也可以将向附加的检测孔150a插入插入体140的动作的有无、供插入体140插入的附加的检测孔150a的数量、进行插入体140向所有的检测孔150a中的附加的检测孔150a插入的顺序等与比较对象建立关联，而设定针对比较对象的检测模式的程序。由此，用户P通过观察机器人100的动作，能够识别执行中的程序以及/或与该程序对应的比较对象，能够判定是否执行适当的程序。因此，抑制机器人100的位置的误检测。
实施方式所涉及的机器人系统1用于检测使机器人100移动时的机器人100的位置，但并不限定于此。机器人系统1也可以用于机器人100配置于规定位置的任何的情况。机器人系统1也可以用于要求检测对象物与机器人100的相对位置的任何的情况。
在实施方式中，作为臂120A以及120B的接触部，例示了从末端执行器110A以及110B向下方突出的突出部亦即插入体140，作为被检测部，例示了配置于作业场所的夹具150的凹陷部亦即检测孔150a，但并不限定于此。例如，接触部也可以与末端执行器110A以及110B或臂120A以及120B的连杆124A以及124B形成一体化而不是单独的部件。被检测部也可以与作业场所的带式输送机等构成要素形成一体化而不是单独的部件。
例如，也可以是接触部为凹陷部，被检测部为突出部。在该情况下，也可以是臂120A以及/或120B具备具有孔等凹陷部的部件，在作业场所配置有具有轴等突出部的夹具150等部件。例如，在检测机器人100的水平方向的位置的情况下，控制装置300也可以使臂120A或120B向侧方移动凹陷部，以使将朝向上方的突出部向朝向下方的凹陷部插入而使凹陷部的内壁面的至少三个部位与突出部接触。在检测机器人100的铅垂方向的位置的情况下，控制装置300也可以使臂120A或120B向下方移动凹陷部，以使得凹陷部的周围的表面的至少一个部位与突出部接触。
或者，也可以是接触部为突出部，被检测部为突出部。也可以是臂120A以及/或120B具备具有插入体140等突出部的部件，在作业场所配置有具有轴等突出部的夹具150等部件。在检测机器人100的水平方向的位置的情况下，例如，如图11所示，控制装置300也可以使臂120A或120B向侧方移动接触部140A，以使朝向下方的圆柱状的接触部140A与朝向夹具150A的上方的圆柱状的被检测部150Aa的外周面上的至少三个部位接触。在检测机器人100的铅垂方向的位置的情况下，控制装置300也可以使臂120A或120B向下方移动接触部140A，以使接触部140A与夹具150A的被检测部150Aa周围的上表面150Ab的至少一个部位接触。图11是表示实施方式的变形例所涉及的接触部140A与被检测部150Aa的接触状态的一个例子的俯视图。
在实施方式中，作为能够应用本公开的技术的机械装置，例示了工业用机器人100，但本公开的技术也可以应用于除工业用机器人以外的机械装置。例如，该机械装置也可以是服务机器人以及类人(humanoid)等。服务机器人是在护理、医疗、清扫、警备、引导、救助、烹调、商品提供等各种服务业中使用的机器人。
另外，本公开的技术也可以是位置检测方法。例如，本公开的一形态所涉及的位置检测方法对具备臂的机器人相对于对象物的位置进行检测，该位置检测方法包含：(a)使上述臂，将配置于上述臂的接触部相对于配置于上述对象物的至少两个被检测部中的第一被检测部，位于水平方向上的侧方；(b)使上述臂，将上述接触部向上述侧方移动，而使上述接触部与上述第一被检测部的表面的至少三个部位接触；(c)检测在上述至少三个部位分别接触时的上述接触部相对于上述机器人的位置；(d)使用检测到的上述接触部的至少三个位置，检测上述第一被检测部相对于上述机器人的位置；(e)对上述至少两个被检测部中的除上述第一被检测部以外的上述被检测部，也进行与处理(a)～(d)同样的处理；以及(f)使用上述至少两个被检测部相对于上述机器人的位置、和上述至少两个被检测部相对于上述对象物的位置，检测上述机器人相对于上述对象物的位置。上述位置检测方法也可以通过CPU、LSI等电路、IC卡或单体模块等来实现。
另外，本公开的技术可以是用于执行上述位置检测方法的程序，也可以是记录有上述程序的非临时性计算机可读记录介质。另外，上述程序当然可以经由网络等传送介质而流通。
附图标记说明
1...机器人系统；100...机器人；110A、110B...末端执行器；120A、120B...臂；140...插入体(接触部)；140A...接触部；150a...检测孔(被检测部)；150Aa...被检测部；300...控制装置。

Claims (23)

1.一种位置检测方法，检测具备臂的机器人相对于对象物的位置，其中，
所述位置检测方法包含：
处理a，使所述臂，将配置于所述臂的接触部相对于配置于所述对象物的至少两个被检测部中的第一被检测部位于水平方向上的侧方；
处理b，使所述臂，将所述接触部向所述侧方移动，而使所述接触部与所述第一被检测部的表面的至少三个部位接触；
处理c，检测在所述至少三个部位分别接触时的所述接触部相对于所述机器人的位置；
处理d，使用检测到的所述接触部的至少三个位置，计算所述第一被检测部相对于所述机器人的位置；
处理e，对所述至少两个被检测部中的除所述第一被检测部以外的所述被检测部，也进行与处理a～处理d同样的处理；以及
处理f，使用所述至少两个被检测部相对于所述机器人的位置、和所述至少两个被检测部相对于所述对象物的位置，计算所述机器人相对于所述对象物的位置，
所述臂至少包含两个关节，
在处理b中，针对所述至少三个部位的每一个部位，在通过使所述至少两个关节中的第一关节动作而使所述接触部与所述第一被检测部的表面接触的第一动作之后，进行通过使所述至少两个关节中的第二关节动作而使所述接触部与所述第一被检测部的表面接触的第二动作，
在所述第一动作中，使驱动所述第二关节的第二伺服马达的增益比驱动所述第一关节的第一伺服马达的增益低，
在所述第二动作中，使所述第一伺服马达的增益比所述第二伺服马达的增益低。
2.根据权利要求1所述的位置检测方法，其中，
所述至少两个被检测部是凹陷部和能够插入到所述凹陷部的突出部中的一方，
所述接触部是所述凹陷部和所述突出部中的另一方，
在处理a中，通过以向所述凹陷部插入所述突出部的方式移动所述接触部，而使所述接触部位于所述第一被检测部的所述侧方。
3.根据权利要求1或2所述的位置检测方法，其中，
在处理f中，检测所述机器人相对于所述对象物的位置以及朝向。
4.根据权利要求1或2所述的位置检测方法，其中，
所述第一关节以及所述第二关节能够进行使所述接触部向所述侧方移动的所述臂的动作。
5.根据权利要求1或2所述的位置检测方法，其中，
还包含：
处理g，使所述臂进行表示与各对象物对应的控制中的处于执行中的控制的种类的动作。
6.根据权利要求1或2所述的位置检测方法，其中，
还包含：
处理a1，使所述臂，将所述接触部位于所述第一被检测部的周围的表面亦即周围面的上方；
处理b1，使所述臂，将所述接触部下降，而使所述接触部在至少一个部位与所述周围面接触；
处理c1，检测在所述至少一个部位分别接触时的所述接触部相对于所述机器人的高度方向的位置即高度位置；
处理d1，使用检测到的所述接触部的至少一个高度位置，检测所述第一被检测部相对于所述机器人的高度位置；以及
处理e1，使用所述第一被检测部相对于所述机器人的高度位置，检测所述机器人相对于所述对象物的高度位置。
7.一种控制装置，该控制装置执行权利要求1～6中任一项所述的位置检测方法，其中，
按照从对所述机器人输入手动操作后的所述机器人的操作装置输出的操作信息，执行处理a，
按照程序自动执行处理b～处理f。
8.一种控制装置，该控制装置执行权利要求1～6中任一项所述的位置检测方法，其中，
按照程序自动执行处理a～处理f。
9.一种机器人系统，其中，
所述机器人系统具备：
控制装置，执行权利要求1～6中任一项所述的位置检测方法，且控制所述机器人的动作；和
所述机器人。
10.根据权利要求9所述的机器人系统，其中，
所述控制装置按照从对所述机器人输入手动操作后的所述机器人的操作装置输出的操作信息，执行处理a，
并且按照程序自动执行处理b～处理f。
11.根据权利要求9所述的机器人系统，其中，
所述控制装置按照程序自动执行处理a～处理f。
12.一种位置检测方法，检测具备臂的机器人相对于对象物的位置，其中，
所述位置检测方法包含：
处理a，使所述臂，将配置于所述臂的接触部相对于配置于所述对象物的至少两个被检测部中的第一被检测部位于水平方向上的侧方；
处理b，使所述臂，将所述接触部向所述侧方移动，而使所述接触部与所述第一被检测部的表面的至少三个部位接触；
处理c，检测在所述至少三个部位分别接触时的所述接触部相对于所述机器人的位置；
处理d，使用检测到的所述接触部的至少三个位置，计算所述第一被检测部相对于所述机器人的位置；
处理e，对所述至少两个被检测部中的除所述第一被检测部以外的所述被检测部，也进行与处理a～处理d同样的处理；
处理f，使用所述至少两个被检测部相对于所述机器人的位置、和所述至少两个被检测部相对于所述对象物的位置，计算所述机器人相对于所述对象物的位置；以及
处理g，使所述臂进行表示与各对象物对应的控制中的处于执行中的控制的种类的动作。
13.根据权利要求12所述的位置检测方法，其中，
所述至少两个被检测部是凹陷部和能够插入到所述凹陷部的突出部中的一方，
所述接触部是所述凹陷部和所述突出部中的另一方，
在处理a中，通过以向所述凹陷部插入所述突出部的方式移动所述接触部，而使所述接触部位于所述第一被检测部的所述侧方。
14.根据权利要求12或13所述的位置检测方法，其中，
在处理f中，检测所述机器人相对于所述对象物的位置以及朝向。
15.根据权利要求12或13所述的位置检测方法，其中，
所述臂至少包含两个关节，
在处理b中，针对所述至少三个部位的每一个部位，在通过使所述至少两个关节中的第一关节动作而使所述接触部与所述第一被检测部的表面接触的第一动作之后，进行通过使所述至少两个关节中的第二关节动作而使所述接触部与所述第一被检测部的表面接触的第二动作。
16.根据权利要求15所述的位置检测方法，其中，
所述第一关节以及所述第二关节能够进行使所述接触部向所述侧方移动的所述臂的动作。
17.根据权利要求16所述的位置检测方法，其中，
在所述第一动作中，使驱动所述第二关节的第二伺服马达的增益比驱动所述第一关节的第一伺服马达的增益低，
在所述第二动作中，使所述第一伺服马达的增益比所述第二伺服马达的增益低。
18.根据权利要求12或13所述的位置检测方法，其中，
还包含：
处理a1，使所述臂，将所述接触部位于所述第一被检测部的周围的表面亦即周围面的上方；
处理b1，使所述臂，将所述接触部下降，而使所述接触部在至少一个部位与所述周围面接触；
处理c1，检测在所述至少一个部位分别接触时的所述接触部相对于所述机器人的高度方向的位置即高度位置；
处理d1，使用检测到的所述接触部的至少一个高度位置，检测所述第一被检测部相对于所述机器人的高度位置；以及
处理e1，使用所述第一被检测部相对于所述机器人的高度位置，检测所述机器人相对于所述对象物的高度位置。
19.一种控制装置，该控制装置执行权利要求12～18中任一项所述的位置检测方法，其中，
按照从对所述机器人输入手动操作后的所述机器人的操作装置输出的操作信息，执行处理a，
按照程序自动执行处理b～处理f。
20.一种控制装置，该控制装置执行权利要求12～18中任一项所述的位置检测方法，其中，
按照程序自动执行处理a～处理f。
21.一种机器人系统，其中，
所述机器人系统具备：
控制装置，执行权利要求12～18中任一项所述的位置检测方法，且控制所述机器人的动作；和
所述机器人。
22.根据权利要求21所述的机器人系统，其中，
所述控制装置按照从对所述机器人输入手动操作后的所述机器人的操作装置输出的操作信息，执行处理a，
并且按照程序自动执行处理b～处理f。
23.根据权利要求21所述的机器人系统，其中，
所述控制装置按照程序自动执行处理a～处理f。
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