CN116890333A - 机器人控制装置、机器人控制方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供能够设定符合各作业内容的控制参数的机器人控制装置、机器人控制方法及存储介质。机器人控制装置具有使机器人进行作业的控制部，在所述机器人控制装置中，所述控制部基于规定了使所述机器人进行的所述作业的作业内容与所述机器人的控制参数的级别的对应关系的表来确定所述控制参数，在表中，作为控制参数，包括表示对于位置指令的机器人的跟踪性的指令跟踪性、以及表示判定机器人的动作结束的基准的动作结束判定基准，能够分别变更指令跟踪性的级别及动作结束判定基准的级别。

Description

机器人控制装置、机器人控制方法及存储介质

技术领域

本发明涉及机器人控制装置、机器人控制方法及存储介质。

背景技术

工业用机器人需要根据各作业者的作业来进行动作。但是，作业内容根据作业者而不同，因此，用于使机器人动作的参数作为初始值，一般被设定为能够广泛应对所有作业区域(机器人的可动范围)的通用的值。这样，当设定为通用的参数时，具有可以对所有作业区域同样地进行机器人动作的优点，但相反地，难以实现在某特定的作业区域中提高机器人动作的精度等、局部地提高精度。鉴于此，在专利文献1中公开了能够对特定的作业区域设定专用的参数的机器人控制装置。

专利文献1：日本特开2009-142903号公报

但是，根据机器人进行的作业的种类，是优先速度、还是优先减振等作业者要求的控制参数也不同。因此，在机器人控制装置中，要求设定符合作业者的期望的控制参数。在专利文献1的机器人控制装置中，则难以应对这一点。

发明内容

本发明的机器人控制装置的特征在于，所述机器人控制装置具有使机器人进行作业的控制部，在所述机器人控制装置中，

所述控制部基于规定了使所述机器人进行的所述作业的作业内容与所述机器人的控制参数的级别的对应关系的表来确定所述控制参数，

在所述表中，作为所述控制参数，包括表示对于位置指令的所述机器人的跟踪性的指令跟踪性、以及表示判定所述机器人的动作结束的基准的动作结束判定基准，

能够分别变更所述指令跟踪性的级别及所述动作结束判定基准的级别。

本发明的机器人控制方法的特征在于，基于规定了使所述机器人进行的作业内容与所述机器人的控制参数的级别的对应关系的表来确定所述控制参数，

在所述表中，作为所述控制参数，包括表示对于位置指令的所述机器人的跟踪性的指令跟踪性、以及表示判定所述机器人的动作结束的基准的动作结束判定基准，

能够分别变更所述指令跟踪性的级别及所述动作结束判定基准的级别。

本发明的机器人控制程序的特征在于，基于规定了使所述机器人进行的作业内容与所述机器人的控制参数的级别的对应关系的表来确定所述控制参数，

在所述表中，作为所述控制参数，包括表示对于位置指令的所述机器人的跟踪性的指令跟踪性、以及表示判定所述机器人的动作结束的基准的动作结束判定基准，

能够分别变更所述指令跟踪性的级别及所述动作结束判定基准的级别。

附图说明

图1是示出优选的实施方式所涉及的机器人系统的整体构成的立体图。

图2是示出表的图。

图3是示出控制参数的速度的图表。

图4是示出控制参数的指令跟踪性的图表。

图5是示出控制参数的动作结束判定基准的图表。

图6是示出控制参数的动作结束判定基准的图表。

附图标记说明

1…机器人系统，2…机器人，21…基台，22…机械臂，221…第一臂，222…第二臂，231…驱动装置，232…驱动装置，233…驱动装置，234…驱动装置，24…作业头，241…花键螺母，242…滚珠丝杠螺母，243…花键轴，25…末端执行器，26…有效负载，27…惯性传感器，3…机器人控制装置，30…控制部，4…显示装置，5…输入装置，C…控制器，E…编码器，J1…第一轴，J2…第二轴，J3…第三轴，M…电机，P0…当前位置，P1…目的位置，Pt…机器人控制程序，Sd…位置指令，T…表，W…对象物，Δt…作业时间，Δt1…时间，Δt2…时间，Δp…差。

具体实施方式

下面，基于附图所示的优选的实施方式对本发明的机器人控制装置、机器人控制方法及机器人控制程序进行详细说明。

图1是示出优选的实施方式所涉及的机器人系统的整体构成的立体图。图2是示出表的图。图3是示出控制参数的速度的图表。图4是示出控制参数的指令跟踪性的图表。图5是示出控制参数的动作结束判定基准的图表。图6是示出控制参数的动作结束判定基准的图表。

图1所示的机器人系统1具有机器人2、控制机器人2的驱动的机器人控制装置3、以及与机器人控制装置3连接的显示装置4及输入装置5。

机器人2

机器人2是水平多关节机器人(SCARA机器人)，例如，在电子部件等工件的保持、输送、组装及检查等各作业中使用。但是，机器人2的用途并没有特别的限定。此外，机器人2并不限定于水平多关节机器人，例如，也可以是6轴垂直多关节机器人。

机器人2具有固定于地面的基台21、以及与基台21连接的机械臂22。此外，机械臂22具有：第一臂221，基端部与基台21连接，可以相对于基台21绕第一轴J1转动；以及第二臂222，基端部与第一臂221的前端部连接，可以相对于第一臂221绕与第一轴J1平行的第二轴J2转动。此外，在第二臂222的前端部设置有作业头24。

作业头24具有：同轴地配置于第二臂222的前端部的花键螺母241和滚珠丝杠螺母242、以及插通在花键螺母241及滚珠丝杠螺母242中的花键轴243。花键轴243相对于第二臂222可以绕作为其中心轴的第三轴J3进行旋转，并且，可以在沿着第三轴J3的方向上升降。需要指出，第三轴J3与第一轴J1及第二轴J2平行。

在花键轴243的下端部设置有用于安装末端执行器25的有效负载26。作为安装于有效负载26的末端执行器25并没有特别的限定，能够根据作业内容适当选择，但是，在本实施方式中，使用了吸附把持对象物W的手爪。

此外，在有效负载26中配置有惯性传感器27，能够对施加于机械臂22的前端的加速度及角速度进行检测。

此外，基台21内设置有能够使第一臂221相对于基台21绕第一轴J1进行转动的驱动装置231。此外，在第二臂222内设置有：驱动装置232，使第二臂222相对于第一臂221绕第二轴J2进行转动；驱动装置233，使花键螺母241旋转并使花键轴243绕第三轴J3旋转；以及驱动装置234，使滚珠丝杠螺母242旋转并使花键轴243在沿着第三轴J3的方向上升降。

各驱动装置231、232、233、234具有作为驱动源的电机M、控制电机M的驱动的控制器C、以及检测电机M的旋转量的编码器E，通过反馈编码器E的输出的伺服控制来驱动电机M。

机器人控制装置3

机器人控制装置3具有控制部30，该控制部30例如基于来自未图示的主计算机的位置指令Sd分别单独地控制驱动装置231、232、233、234及末端执行器25的驱动，使机器人2进行预定的作业。

机器人控制装置3例如由计算机构成，具有对信息进行处理的处理器、以可通信的方式与处理器的连接的存储器、以及进行与外部装置的连接的外部接口。存储器中保存可以通过处理器来执行的机器人控制程序Pt，处理器读入存储器中存储的机器人控制程序Pt并执行下面说明的控制方法。

这里，为了使机器人2进行动作，需要预先设定机械臂22的可动范围、速度、指令跟踪性、动作结束判定基准等、机器人2的控制所需的各种控制参数。在机器人领域，一般情况下，厂商方会考虑安全性、操作性等在出厂时适当设定这些控制参数，但是，使机器人2进行的作业的内容由于各作业者而不同，最佳的控制参数也根据作业内容而不同。于是，一般情况下，厂商方为了可以广泛应用于各种的作业而将通用的控制参数设定为初始值。

但是，在通用的控制参数中，存在作业者所要求的作业的精度不足的可能性。于是，机器人控制装置3可以将控制参数存储为表T，可以根据来自作业者的请求变更控制参数。由此，能够通过符合作业者的期望的控制参数使机器人2进行动作。

如图2所示，作为作业内容，表T包括输送对象物W的输送作业、以及组装对象物W的组装作业。这样，通过包括输送作业和组装作业作为作业内容，能够覆盖由机器人2进行的大部分的作业。因此，成为便利性高的机器人控制装置3。需要指出，作为组装作业，并没有特别的限定，但是，例如可以列举出通过螺纹固定、螺丝接合、嵌合等将对象物W组装于其它部件的作业、通过钻头等在对象物W上形成孔的作业、通过压印、折弯等使对象物W变形的作业等。

此外，在表T中，作为输送作业，包括输送小于预定重量值的对象物W的第一输送作业、以及输送预定重量值以上的对象物W的第二输送作业。由此，能够细化输送作业，能够容易地设定根据作业者的作业内容而特定化的控制参数。需要指出，关于预定重量值，能够基于机器人2的特性、特别是可输送重量来设定，例如，能够设为可输送重量的50％。

此外，在表T中，关于第一、第二输送作业及组装，分别设定有适于作业的控制参数。此外，作为控制参数，包括速度、指令跟踪性、以及动作结束判定基准，分别从“高”、“中”、“低”的三个级别中选择。即、在表T中规定了作业内容与控制参数的级别的对应关系。但是，但是，级别的数量并没有特别的限定，也可以是两个，也可以是四个以上，还可以是实质上没有级别阶段。

控制参数所包含的速度表示机械臂22的速度，如图3所示，级别越高，机械臂22的速度越快。因此，速度的级别越高，机器人2从当前位置P0至到达目的位置P1的时间Δt1越短。需要指出，所述速度包括绝对速度、加速度、减速度、角加速度、角减速度中的至少一种。

此外，指令跟踪性表示对于位置指令Sd的机器人2的跟踪性，如图4所示，级别越高，对于位置指令Sd的机器人2的跟踪性越高。因此，指令跟踪性的级别越高，向目的位置P1移动中的基于位置指令Sd的位置与现实的位置的差Δp越小，机械臂22从当前位置P0至到达目的位置P1的时间Δt1越短。

此外，动作结束判定基准表示判定机器人2的一个动作的结束的基准，在机械臂22到达目的位置P1之后残余的振动(下面，也称为“残余振动”。)的振幅为预定值以下的情况下，判定为动作已结束。也就是说，如图5所示，动作结束判定基准的级别越高，振幅越小，从机械臂22到达目的位置P1之后到得出动作结束的判定为止的时间Δt2越长。

作为机械臂22的实际的位置及残余振动的检测方法，并没有特别的限定。例如，能够基于惯性传感器27的输出进行检测。此外，能够基于来自驱动装置231、232、233、234具有的编码器E的输出进行检测。通过这样的检测方法，能够容易且精度优良地检测机械臂22的实际的位置、残余振动。

这样，机器人2的一个动作所花费的作业时间Δt根据从当前位置P0至到达目的位置P1的时间Δt1、以及从到达目的位置P1之后到判定为动作结束的时间Δt2的合计来确定。也就是说，Δt＝Δt1+Δt2。需要指出，越提高速度、指令跟踪性的级别，机器人2的速度越快，因此，时间Δt1变短，另一方面，由于残余振动变大，具有时间Δt2变长的趋势。相反地，越是降低速度、指令跟踪性的级别，机器人2的速度越慢，因此，时间Δt1变长，另一方面，由于残余振动变小，具有时间Δt2变短的趋势。

需要指出，动作结束判定基准并不限定于上述的残余振动的振幅，也可以在目标位置P1与实际的位置的差Δp为预定值以下的情况下，判定为动作已结束。也就是说，如图6所示，动作结束判定基准的级别越高，差Δp越小，作业时间Δt越长。通过这样的检测方法，也能够容易且精度优良地检测机械臂22的实际的位置、残余振动。

根据作业内容，存在与位置精度相比优先作业时间Δt的情况，在这种情况下，优选提高速度、指令跟踪性的级别并降低动作结束判定基准的级别。此外，根据作业内容，存在与作业时间Δt相比优先位置精度的情况，在这种情况下，优选降低速度、指令跟踪性的级别并提高动作结束判定基准的级别。这样，根据作业内容从而优选的控制参数不同。

在第一输送作业中，很多情况下要求高的作业速度。因此，分别提高速度及指令跟踪性的级别是有效的。由此，能够缩短作业时间Δt，能够以短的时间间隔多次反复进行输送作业。此外，在第一输送作业中，很多情况下在把持对象物W时及载置所把持的对象物W时分别需要高的位置精度。因此，在避免作业时间Δt过长的同时，关于动作结束判定基准的级别也一定程度地提高，这是有效的。通过上述处理，如图2所示，在第一输送作业的控制参数中，作为初始值，为速度“高”、指令跟踪性“中”、动作结束判定基准“中”。

在第二输送作业中，由于对象物W的重量比第一输送作业重，从而很多情况下不要求高的位置精度。因此，优选降低动作结束判定基准的级别，以实现作业时间Δt的缩短。此外，由于残余振动的影响小，因此，优选提高速度及指令跟踪性的级别，以实现作业时间Δt的缩短。通过以上处理，如图2所示，在第二输送作业的控制参数中，作为初始值，设定为速度“高”、指令跟踪性“高”、动作结束判定基准“低”。

在组装作业中，位置偏差会直接导致组装精度的降低，因而很多情况下要求高的指令跟踪性。因此，提高指令跟踪性的级别是有效的。由此，位置指令Sd与实际的位置的差Δp变小，能够以优异的精度进行组装作业。此外，在组装作业中，为了组装精度提高而降低速度的级别、使机器人2缓慢地动作是有效的。此外，在组装作业中，为了组装精度提高而提高动作结束判定基准的级别、在残余振动更少的状态下使机器人2进行下一个动作是有效的。通过以上处理，如图2所示，在组装作业的控制参数中，作为初始值，设定为速度“低”、指令跟踪性“高”、动作结束判定基准“高”。

以上，对表T进行了说明。机器人控制装置3基于这样的表T来确定控制参数。代表性地，将表T与从作业者接收到的作业内容进行比较来确定控制参数。机器人控制装置3在监视器等显示装置4上显示图形接口，作业者根据来自输入装置5的输入通过该图形接口选择作业内容。在通过图形接口从作业者接收到作业内容的情况下，机器人控制装置3将所选择的作业内容的控制参数设定为机器人2的控制参数。

但是，控制参数的确定方法并没有特别的限定。例如，机器人控制装置3也可以基于作业者所创建的动作程序来选择作业内容，将所选择的作业内容的控制参数设定为机器人2的控制参数。

此外，关于输送作业，例如，也可以基于作业者通过图形接口而输入的对象物W的重量选择第一、第二输送作业中的一方，将所选择的一方作业的控制参数设定为机器人2的控制参数。此外，也可以使机器人2实际地输送对象物W，基于来自此时的惯性传感器27的输出计测对象物W的重量，根据该计测结果选择第一、第二输送作业中的一方，将所选择的一方作业的控制参数设定为机器人2的控制参数。

根据这样的机器人控制装置3，能够设定符合各作业内容的控制参数。因此，能够高效地进行各作业。此外，仅通过从预先设定的多个作业内容选择目标作业内容或接近目标作业内容的作业内容，即自动地设定适于该作业的控制参数，因此，即便是关于机器人控制的知识不足的作业者，也能够容易地设定适于作业内容的控制参数。

如前所述，在机器人控制装置3中，关于第一、第二输送作业及组装作业的各作业，预先设定了优选的控制参数，但是，根据作业者，为了实现所要求的作业内容，有时也会微调控制参数的各项目。于是，在机器人控制装置3中，关于根据来自作业者的请求而存储于表T中的各作业内容，能够将控制参数的各项目、即速度、指令跟踪性及作业结束判定基准的级别分别变更为“高”、“中”、“低”中的任一种。

作为变更方法，并没有特别的限定，但是，例如作业者能够使用输入装置5，通过显示装置4上显示的图形接口请求变更控制参数的各项目的级别。机器人控制装置3根据来自作业者的请求，变更各项目的级别。通过这样的构成，能够设定通过作业者的作业内容而特定化的控制参数。因此，能够更加可靠地实现作业者要求的作业内容。

特别是，在本实施方式中，从“高”、“中”、“低”的三个级别中选择控制参数的各项目，因此，即便是关于机器人控制的知识不足的作业者也能够直观且容易地变更控制参数。需要指出，控制参数的变更也可以是机器人控制装置3基于机器人2的作业结果而自动地进行的。

以上，对机器人系统1进行了说明。这样的机器人系统1具有的机器人控制装置3具有使机器人2进行作业的控制部30。另外，控制部30基于规定了使机器人2进行的作业的作业内容与机器人2的控制参数的级别的对应关系的表T来确定控制参数。此外，在表T中，作为控制参数，包括表示对于位置指令Sd的机器人2的跟踪性的指令跟踪性、以及表示判定机器人2的动作结束的基准的动作结束判定基准。另外，能够分别变更指令跟踪性的级别及动作结束判定基准的级别。

由此，能够分别以适当的控制参数进行表T中所包含的各作业。此外，指令跟踪性的级别及动作结束判定基准的级别分别可以变更，因此，能够设定通过作业者的作业内容而特定化的控制参数。因此，能够更加可靠地实现作业者所要求的作业内容。

此外，如前所述，在表T中，作为控制参数，还包括机器人2的速度，能够变更速度的级别。由此，能够设定通过作业者的作业内容而特定化的控制参数。因此，能够更加可靠地实现作业者所要求的作业内容。

此外，如前所述，在表T中，作为作业内容，包括输送对象物W的输送作业、以及组装对象物W的组装作业。由此，能够覆盖由机器人2进行的大部分的作业。因此，成为便利性高的机器人控制装置3。

此外，如前所述，在表T中，作为输送作业，还包括输送小于预定重量值的对象物的第一输送作业、以及输送预定重量值以上的对象物的第二输送作业。由此，能够细化输送作业，容易地设定通过作业者的作业内容而特定化的控制参数。需要指出，关于预定重量值，能够基于机器人2的特性、特别是可输送重量来设定，例如，能够设为可输送重量的50％。

此外，如前所述，动作结束判定基准基于根据位置指令Sd的目标位置P1与实际的位置的差Δp，动作结束判定基准的级别越高，差Δp越小。由此，能够分别根据适当的控制参数进行输送作业及组装作业。

此外，如前所述，动作结束判定基准基于残余振动的振幅，动作结束判定基准的级别越高，振幅越小。由此，能够分别根据适当的控制参数进行输送作业及组装作业。

此外，如前所述，机器人控制方法基于规定了使机器人2进行的作业内容与机器人2的控制参数的级别的对应关系的表T来确定控制参数。此外，在表T中，作为控制参数，包括表示对于位置指令Sd的机器人2的跟踪性的指令跟踪性、以及表示判定机器人2的动作结束的基准的动作结束判定基准。另外，能够分别变更指令跟踪性的级别及动作结束判定基准的级别。

由此，能够分别以适当的控制参数进行表T中包含的各作业。此外，指令跟踪性的级别及动作结束判定基准的级别分别可以变更，因此，能够设定通过作业者的作业内容而特定化的控制参数。因此，能够更加可靠地实现作业者所要求的作业内容。

此外，如前所述，机器人控制程序Pt基于规定了使机器人2进行的作业内容与机器人2的控制参数的级别的对应关系的表T来确定控制参数。此外，在表T中，作为控制参数，包括表示对于位置指令Sd的机器人2的跟踪性的指令跟踪性、以及表示判定机器人2的动作结束的基准的动作结束判定基准。另外，能够分别变更指令跟踪性的级别及动作结束判定基准的级别。

由此，能够分别通过适当的控制参数进行表T中所包含的各作业。此外，指令跟踪性的级别及动作结束判定基准的级别分别可以变更可能，因此，能够设定通过作业者的作业内容而特定化的控制参数。因此，能够更加可靠地实现作业者所要求的作业内容。

以上，基于图示的实施方式对本发明的机器人控制装置、机器人控制方法及机器人控制程序进行了说明，但是，本发明并不限定于此，各部的构成能够替换为具有同样功能的任意的构成。此外，本发明中也可以添加其它任意的构成物。

Claims (8)

1.一种机器人控制装置，其特征在于，

所述机器人控制装置具有使机器人进行作业的控制部，

所述控制部基于规定了使所述机器人进行的所述作业的作业内容与所述机器人的控制参数的级别的对应关系的表来确定所述控制参数，

在所述表中，作为所述控制参数，包括表示对于位置指令的所述机器人的跟踪性的指令跟踪性、以及表示判定所述机器人的动作结束的基准的动作结束判定基准，

能够分别变更所述指令跟踪性的级别及所述动作结束判定基准的级别。

2.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，

在所述表中，作为所述控制参数，还包括所述机器人的速度，

能够变更所述速度的级别。

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，

在所述表中，作为所述作业内容，包括输送对象物的输送作业、以及组装所述对象物的组装作业。

4.根据权利要求3所述的机器人控制装置，其特征在于，

在所述表中，作为所述输送作业，还包括输送小于预定重量值的对象物的第一输送作业、以及输送所述预定重量值以上的对象物的第二输送作业。

5.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述动作结束判定基准基于根据所述位置指令的目标位置与实际的位置的差，

所述动作结束判定基准的级别越高，所述差越小。

6.根据权利要求1所述的机器人控制装置，其特征在于，

所述动作结束判定基准基于残余振动的振幅，

所述动作结束判定基准的级别越高，所述振幅越小。

7.一种机器人控制方法，其特征在于，

基于规定了使所述机器人进行的作业内容与所述机器人的控制参数的级别的对应关系的表来确定所述控制参数，

在所述表中，作为所述控制参数，包括表示对于位置指令的所述机器人的跟踪性的指令跟踪性、以及表示判定所述机器人的动作结束的基准的动作结束判定基准，

能够分别变更所述指令跟踪性的级别及所述动作结束判定基准的级别。

8.一种存储介质，其特征在于，存储机器人控制程序，

所述机器人控制程序基于规定了使所述机器人进行的作业内容与所述机器人的控制参数的级别的对应关系的表来确定所述控制参数，

在所述表中，作为所述控制参数，包括表示对于位置指令的所述机器人的跟踪性的指令跟踪性、以及表示判定所述机器人的动作结束的基准的动作结束判定基准，

能够分别变更所述指令跟踪性的级别及所述动作结束判定基准的级别。