CN116940451A - 机器人系统以及工件供给方法 - Google Patents
机器人系统以及工件供给方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116940451A CN116940451A CN202280012380.3A CN202280012380A CN116940451A CN 116940451 A CN116940451 A CN 116940451A CN 202280012380 A CN202280012380 A CN 202280012380A CN 116940451 A CN116940451 A CN 116940451A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- workpiece
- posture
- holding mechanism
- robot device
- hand
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 87
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 57
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 10
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 84
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 53
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
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
- B25J9/1628—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
-
- 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
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39322—Force and position control
-
- 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
- G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
- G05B2219/39529—Force, torque sensor in wrist, end effector
-
- 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
- G05B2219/40582—Force sensor in robot fixture, base
-
- 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
- G05B2219/40586—6-DOF force sensor
-
- 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
- G05B2219/40599—Force, torque sensor integrated in joint
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
目的在于缩短修正工件的位置或姿势所需要的时间来实现缩短工件供给的周期时间。机器人系统具有用于向机床5供给工件W的机器人装置1、安装在机器人装置的臂前端的手2、用于检测施加在手上的外力的力觉传感器4以及控制机器人装置的机器人控制装置6。机器人控制装置具有动作控制部61和存储部65,动作控制部61基于力觉传感器的输出,控制机器人装置以修正手相对于机床的位置和姿势;存储部65存储与修正后的手的位置和姿势相关的数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人系统以及工件供给方法。
背景技术
在多数情况下,通过机器人装置向机床所装备的卡盘机构供给作为加工对象的工件。在机器人装置向卡盘机构供给工件时,机器人装置以事先教导的姿势移动到教导的位置,将工件与卡盘面抵接,等待夹紧完成。
但是,由于工件外形的公差,如果工件较大,则在机床的卡盘面与手把持的工件之间会产生过大的外力,如果工件较小,则在卡盘面与工件之间会产生间隙。另外,在手把持的工件的中心线与卡盘的中心线不一致的情况下,在关闭卡盘时,把持着工件的手会被按压,在机器人装置的臂的连杆及旋转关节、手、进而卡盘机构会产生过大的外力。由此,机器人装置的连杆及旋转关节、机器人手、机床的卡盘机构有可能损伤。另外,若卡盘面与工件之间有间隙,则在加工时工件会振动,也会产生不能进行高精度的加工的问题。
因此,存在一种用相机拍摄机器人的手所把持的工件并修正工件相对于卡盘面的姿势的方法。但是,在该修正方法中,由于工件是铸件等理由,在检测出的工件不是正圆的情况下,可以考虑卡盘的中心线与工件的中心线不一致的可能性。另外,由于从工件的把持位置到卡盘的抵接面的距离、工件的底面的倾斜度不能用相机准确地检测,因此有可能在卡盘面与工件之间产生过大的外力或间隙。
另外,还存在一种监视机器人机构部的马达的电流值并基于从电流值检测到的干扰值来修正机器人的姿势的方法。但是,在该修正方法中,在用马达的电流值检测工件的外力的情况下,由于包含一些误差,所以难以完全将手与卡盘之间的力控制在最小限度。另外,由于马达的电流值的检测容易度会根据机器人的姿势而变化,所以也存在只能以规定的姿势进行工件的保持的缺点。
一般地,在将工件设置在教导的接近位置或姿势后,使工件接近机床的卡盘机构,但此时需要调整工件相对于上述的卡盘面的位置或姿势,所以周期时间会根据调整时间而延长。
发明内容
发明要解决的问题
期望缩短修正工件的位置或姿势所需的时间来实现缩短工件供给的周期时间。
进一步地,期望减小手等由于手对工件的把持偏差及工件外形的公差而受到的外力,并降低工件相对于机床的卡盘面的间隙,提高两者的紧密接触性。
用于解决问题的手段
本公开的一形态的机器人系统具有:机器人装置,用于向机床供给工件,工件把持机构,安装在机器人装置的臂前端,力觉传感器,用于检测施加在工件把持机构上的外力,以及控制装置,控制机器人装置。控制装置具有控制部和存储部,所述控制部基于力觉传感器的输出控制机器人装置,以修正工件把持机构相对于机床的位置和姿势,所述存储部存储与修正后的工件把持机构的位置和姿势相关的数据。
发明的效果
根据本形态,存储与修正后的工件把持机构的位置和姿势相关的数据,所以能够再现该存储的位置和姿势,因此能够缩短位置和姿势的修正所花费的时间,实现周期时间的缩短。
附图说明
图1是一实施方式的机器人系统的机器人装置的立体图。
图2是将图1的手与工件及机床的卡盘机构一起示出的图。
图3是一实施方式的机器人系统的机构框图。
图4是示出基于图1的动作控制部的控制的工件供给步骤的流程图。
图5是图4的工序S2-S4的补充说明图。
图6是图4的工序S6-S12的补充说明图。
图7是图4的工序S13的补充说明图。
图8是作为本实施方式的变形例将力觉传感器设置在关节上的机器人装置的立体图。
图9是作为本实施方式的变形例将力觉传感器设置在基台上的机器人装置的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图对本公开的实施方式进行说明。在以下的说明中,对于具有大致相同的功能及结构的构成要素,赋予相同的附图标记,仅在必要的情况下进行重复说明。
如图1所示,构成本实施方式的机器人系统的机器人装置1具有多关节臂机构10。多关节臂机构10例如由具有6轴的自由度的垂直多关节型提供,在基台11上设置有回旋用的旋转关节12。旋转关节14、连杆13、旋转关节16、连杆15、旋转关节17以及手腕部18依次与该旋转关节12连接,手腕部18由正交的3轴的旋转关节18-1、18-2、18-3构成。作为多关节臂机构10,并不限于垂直多关节型,也可以是极坐标型或水平多关节型(SCARA type)等其他型的旋转关节机构。将以基台11为基准的坐标系称为机器人坐标系(X0,Y0,Z0)。
在手腕部18安装有支架20。在支架20上,经由力觉传感器4安装有作为末端执行器的工件把持机构(以下,称为手)2。
手2具有一对指部22、23和将一对指部22、23以联动且开闭自如的方式支撑的手主体21。在此,将以手2为基准的正交坐标系称为手坐标系(X1,Y1,Z1)。手坐标系(X1,Y1,Z1)例如以指部22、23的把持中心为其原点,将Z1轴规定为与手2的前后方向平行,将X1轴、Y1轴规定为与Z1轴正交的2个轴。
下述的动作控制部执行以下各种处理,例如,按照以机器人坐标系(X0,Y0,Z0)记述的任务程序计算旋转关节12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的位移角度以及指尖基准点(例如手坐标系的原点)的轨道并控制旋转关节12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的旋转,另外,控制卡盘机构3的卡盘开闭且将在手坐标系(X1,Y1,Z1)上的位置或姿势变换为在机器人坐标系(X0,Y0,Z0)上的表现等。任务程序中记述有工件供给步骤,例如,按下述顺序执行下述各个动作,即,工件W的拾取、向卡盘机构3的接近位置的移动及向接近姿势的姿势设定、向卡盘机构3的卡盘面34按压工件W、与手2一起进行工件W的姿势修正、卡盘机构3的卡盘关闭动作、工件W的位置修正、手2从卡盘机构3的脱离。
力觉传感器4将施加在手2上的外力分离为与X1轴平行地施加的外力分量、与Y1轴平行地施加的外力分量、与Z1轴平行地施加的外力分量而进行检测。力觉传感器4也可以检测围绕X1轴、Y1轴、Z1轴的各轴的力矩转矩来作为施加在手2上的外力。
上述的力觉传感器4不一定必须位于支架20与工件把持机构2之间,只要能够直接或者经由坐标变换处理间接地获取与后述的手坐标系的X1轴平行地施加的外力分量、与Y1轴平行地施加的外力分量、与Z1轴平行地施加的外力分量,就可以设置在多关节臂机构10的旋转关节12、14、16、17、18-1、18-3中的至少一个或者多个上,另外,也可以安装在基台11上。例如,如图8所示,力觉传感器4被分别设置在多关节臂机构10的旋转关节12、14、16、17、18-1、18-3的力传感器FS1-FS6的附近位置的一处或者多处。另外,如图9所示,力觉传感器4被安装在基台11上的力传感器FS7的附近位置。
如图2中的(a)、(b)、(c)所示,能够通过关闭指部22、23来把持工件W。用指部22、23把持的工件W通过多关节臂机构10的动作而移动,并被供给到机床5的卡盘机构3。卡盘机构3的3个爪部31、32、33与基座30联动而接近、远离自如地被基座30支撑。将以卡盘机构3为基准的正交坐标系称为卡盘坐标系(X2,Y2,Z2)。卡盘坐标系(X2,Y2,Z2)以3个爪部31、32、33的移动中心线交叉的中心为原点,将Y2轴规定为与卡盘面34垂直,将X2轴、Z2轴规定为在原点与Y2轴正交。为了便于说明,规定有以工件W为基准的工件坐标系(Xw,Yw,Zw)。例如,若工件W为圆柱形,则以工件W的中心为原点,以中心线为Zw轴,Xw轴、Yw轴被规定为与Zw轴正交。在此,为了便于说明,假设工件W为圆柱形。
在向机床5的卡盘机构3供给工件W时,理想的是,以工件W的Xw-Yw面与卡盘机构3的X2-Y2面平行,即工件W的端面与卡盘机构3的卡盘面34平行的姿势(接近姿势),使工件W的Zw轴移动到与卡盘机构3的Z2轴重叠的位置(接近位置),就这样与卡盘机构3的Z2轴平行地使手2与工件W一起接近卡盘机构3的卡盘面34,在将工件W的端面按压在卡盘面34上并使其紧密接触的状态下,关闭爪部31、32、33,用卡盘机构3限制住工件W。
在将工件W的端面按压在卡盘面34上时,当工件W的Xw-Yw面不与卡盘机构3的X2-Y2面平行时,通过力觉传感器4检测垂直于卡盘面34的与Z1轴平行地施加的外力分量EF(Z1)、与X1轴平行地施加的外力分量EF(X1)和与Y1轴平行地施加的外力分量EF(Y1)。通过基于外力分量EF(X1)使手2围绕与其正交的Y1轴旋转,基于外力分量EF(Y1)使手2围绕与其正交的X1轴旋转,能够减少外力分量EF(X1),或者减少外力分量EF(Y1)。典型地,修正手2的姿势,以使外力分量EF(X1)和外力分量EF(Y1)都为零值或者小于规定的阈值。
通过姿势修正,工件W的端面成为与卡盘面34平行的状态。在该状态下,将工件W的端面按压在卡盘面34上。此时,工件W的端面与卡盘面34紧密接触。然后,在使卡盘机构3的爪部31、32、33朝向中心联动移动(夹紧动作)时,当工件W的中心线(Zw轴)相对于与卡盘面34垂直的Z2轴偏离时,工件W不会被爪部31、32、33均等地按住,而是偏心地按住。因此,通过力觉传感器4检测与X1轴平行地施加的外力分量EF(X1)和与Y1轴平行地施加的外力分量EF(Y1)。通过基于外力分量EF(X1)使手2与X1轴平行地移动,能够减少外力分量EF(X1),通过基于外力分量EF(Y1)使手2与Y1轴平行地移动,能够减少外力分量EF(Z1)。典型地,修正手2的位置,以使外力分量EF(X1)和外力分量EF(Y1)都为零值或者小于规定的阈值。在该状态下,以正确的位置及姿势完成夹紧。
在本实施方式中,如上所述进行姿势修正,然后,进行位置修正,基于夹紧完成时的姿势(夹紧完成姿势)和夹紧完成时的位置(夹紧完成位置),计算手2的接近位置、接近姿势。在能够使工件W直线地与卡盘面34接近的简单的情况下,接近姿势与夹紧完成姿势一致,接近位置被计算为相对于夹紧完成位置与Z2轴平行地向远离卡盘面34的方向偏移仅规定距离的位置。
对于该工件W接下来应供给的工件W、进而之后的工件W,通过以基于夹紧完成姿势求出的接近姿势移动到基于夹紧完成位置求出的接近位置,并将工件W按压在卡盘面上,从而不需要修正手2的位置及姿势,或者与以教导的接近姿势移动到教导的接近位置后再修正手2的位置及姿势的情况相比,能够至少缩短这些修正所要的时间。因此,能够实现工件供给的周期时间的缩短。进一步地,能够减小施加于工件W、手2、多关节臂机构10以及卡盘机构3的外力,还能够降低工件W相对于机床5的卡盘面34间隙。
如图3所示,本实施方式的机器人系统包括上述的机器人装置1和控制机器人装置1的机器人控制装置6。机器人装置1具有多关节臂机构10、手2、力觉传感器4以及旋转编码器40。旋转编码器40对多关节臂机构10的旋转关节12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的旋转角进行单独地检测。能够通过前向运动学(forward kinematics)从用旋转编码器40检测出的旋转关节12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的旋转角计算机器人坐标系上的手坐标系的原点位置。在此,为了便于说明,将用旋转编码器40检测出的旋转关节12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的旋转角或者表示这些旋转角的数据组简称为位置数据。该位置数据被供给到控制多关节臂机构10的动作的动作控制部61。
动作控制部61按照记述有位置、姿势、轨道以及一系列动作的任务程序,在使用了位置数据以及力数据的反馈控制下,使旋转关节12、14、16、17、18-1、18-2、18-3旋转,并且使卡盘机构3开闭,所述一系列动作为:将手2移动到未图示的工件储料器,用手2把持工件W并从工件储料器中拾取工件W,将手2以接近姿势移动到接近位置,以将工件W按压在卡盘面34上的方式移动手2,进而关闭卡盘机构3的爪部31、32、33,然后从手2释放工件W,直到手2从卡盘机构3脱离为止。
另外,位置数据被供给到存储部65,附带有从动作控制部61供给的夹紧完成等状态代码,并被存储。接近位置姿势计算部64基于存储部65所存储的夹紧完成姿势和夹紧完成位置的数据计算手2的接近位置和接近姿势。
力觉传感器4针对正交3轴(X1,Y1,Z1)的每个轴检测施加在手2上的外力,输出表示该外力分量EF(X1)、EF(Y1)、EF(Z1)的数据(将它们统称为力数据)。力数据被供给到动作控制部61、姿势修正计算部62、位置修正计算部63。
姿势修正计算部62确定以下两个姿势修正数据并将其供给到动作控制部61,这两个姿势修正数据为:以使与X1轴平行地施加的外力分量EF(X1)减少的方式,使手2围绕与X1轴正交的Y1轴向与外力分量EF(X1)的极性对应的方向旋转仅微小的单位角度(ΔθY1)的姿势修正数据;以及同样地以使与Y1轴平行地施加的外力分量EF(Y1)减少的方式,使手2围绕与Y1轴正交的X1轴向与外力分量EF(Y1)的极性对应的方向旋转仅微小的单位角度(ΔθX1)的姿势修正数据。动作控制部61在维持机器人坐标系上的手坐标系的原点的状态下计算实现手2的ΔθY1的旋转及ΔθX1的旋转的旋转关节12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的旋转角,并控制各个旋转关节12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的致动器,以使旋转关节12、14、16、17、18-1、18-2、18-3旋转仅计算的旋转角度。重复单位角度(ΔθY1)以及单位角度(ΔθX1)的旋转,直到外力分量EF(X1)以及外力分量EF(Y1)为零值或者小于规定的阈值。
位置修正计算部63确定以下两个位置修正数据并将其供给到动作控制部61,这两个位置修正数据为:以使与X1轴平行地施加的外力分量EF(X1)减少的方式,使手2向与X1轴平行且施加外力分量EF(X1)的方向移动仅微小的单位距离(ΔX1)的位置修正数据;以及同样地以使与Y1轴平行地施加的外力分量EF(Y1)减少的方式,使手2向与Y1轴平行且施加外力分量EF(Y1)的方向移动仅微小的单位距离(ΔY1)的位置修正数据。动作控制部61为了使在机器人坐标系上的手坐标系并进,计算实现将手2移动ΔX1和移动ΔY1的旋转关节12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的旋转角,并控制各个旋转关节12、14、16、17、18、19的致动器,以使旋转关节12、14、16、17、18-1、18-2、18-3旋转仅计算的旋转角度。重复单位距离(ΔX1)及单位距离(ΔY1)的移动,直到外力分量EF(X1)及外力分量EF(Y1)为零值或者小于规定的阈值。
图4示出基于动作控制部61的工件供给的步骤。动作控制部61控制旋转关节12、14、16、17、18-1、18-2、18-3,将手2移动到未图示的工件储料器,并用手2把持工件W(S1)。如图5中的(a)所示,将手2以预先教导的接近姿势(θX00,θY00,θZ00)移动到预先教导的接近位置(X00,Y00,Z00)(S2)。如图5中的(b)所示,将手2与Z2轴平行地向接近卡盘面34的方向移动,并将工件W按压在卡盘面34上(S3)。此时,以与Z1轴平行地施加的外力分量EF(Z1)不超过危险阈值的方式实施力控制,以使工件W不会被过强的力按压在卡盘面34上。
在该按压时,动作控制部61将来自外力分量EF(Z1)、EF(X1)、EF(Y1)的与Z2轴平行的力(按压力)与设定为低于上述危险阈值的适当阈值进行比较,判定按压力是否为适当阈值以上。另外,计算工件W与卡盘机构3碰撞而使手2停止时的手2的位置与按压完成的预定位置之间的距离(抵接距离)D,判定抵接距离D是否在规定的允许范围内(S4)。当按压力未达到适当阈值时,设想为手2对工件W的把持角度比预定角度过大的情形、或工件W的形状尺寸等的公差过大的情形等。另外,当抵接距离D偏离规定的允许范围DA时,如图5中的(c)所例示的那样,设想为手2对工件W的把持位置比预定位置或角度过大的情形、或工件W的形状尺寸等的公差过大的情形。当判定为按压力未达到适当阈值、抵接距离D从允许范围DA偏离中的任一方或者双方时(S4:否),根据动作控制部61的控制,在未图示的显示器上显示工件W为NG等错误信息(S5),暂时结束该动作,并等待来自用户的重新启动的指示。当按压力为适当阈值以上且抵接距离D在允许范围DA内时(S4:是),转移到下一个工序S6。
在工序S6中,如图5中的(b)所例示的那样,当工件W的端面不与卡盘面34平行时,通过力觉传感器4检测与X1轴平行地施加的外力分量EF(X1)和与Y1轴平行地施加的外力分量EF(Y1)。在姿势修正计算部62中,以使与X1轴平行地施加的外力分量EF(X1)减少的方式,产生使手2围绕与X1轴正交的Y1轴向与外力分量EF(X1)的极性对应的方向旋转仅微小的单位角度(ΔθY1)的姿势修正数据,并供给到动作控制部61。动作控制部61按照所供给的姿势修正数据,控制多关节臂机构10,使手2围绕Y1轴旋转仅单位角度(ΔθY1)。同样地,在姿势修正计算部62中,以使与Y1轴平行地施加的外力分量EF(Y1)减少的方式,产生使手2围绕与Y1轴正交的X1轴向与外力分量EF(Y1)的极性对应的方向旋转仅微小的单位角度(ΔθX1)的姿势修正数据,并供给到动作控制部61。动作控制部61按照所供给的姿势修正数据,控制多关节臂机构10,使手2围绕X1轴旋转仅单位角度(ΔθX1)。重复该姿势修正的处理,直到外力分量EF(X1)以及外力分量EF(Y1)为零值或者小于规定的阈值。由此,如图6中的(a)所示,工件W的端面与卡盘面34平行,工件W的端面与卡盘面34紧密接触。
在接下来的工序S7中,从动作控制部61向卡盘机构3供给卡盘关闭的控制信号。由此,卡盘机构3的爪部31、32、33联动地朝向中心移动。此时,如图6中的(a)所示,当工件W相对于卡盘面34产生心偏移时,即,当工件W的中心线(Zw轴)相对于卡盘机构3的Z2轴偏离时,工件W不会被爪部31、32、33均等地按住,而是偏心地按住。由此,通过力觉传感器4检测与X1轴平行地施加的外力分量EF(X1)和与Y1轴平行地施加的外力分量EF(Y1)。在位置修正计算部63中,以使与X1轴平行地施加的外力分量EF(X1)减少的方式,产生使手2向与X1轴平行且施加外力分量EF(X1)的方向即吸收心偏移的方向移动仅微小的单位距离(ΔX1)的位置修正数据,并供给到动作控制部61。如图6中的(b)所示,动作控制部61按照所供给的位置修正数据控制多关节臂机构10,使手2与X1轴平行地移动仅单位距离(ΔX1)。同样地,在位置修正计算部63中,以使与Y1轴平行地施加的外力分量EF(Y1)减少的方式,产生使手2向与Y1轴平行且施加外力分量EF(Y1)的方向即吸收心偏移的方向移动仅微小的单位距离(ΔY1)的位置修正数据,并供给到动作控制部61。动作控制部61按照所供给的位置修正数据控制多关节臂机构10,使手2与Y1轴平行地移动仅单位距离(ΔY1)。重复该位置修正的处理,直到外力分量EF(X1)以及外力分量EF(Y1)为零值或者小于规定的阈值。由此,如图6中的(b)所示,工件W的中心线(Zw)与卡盘机构3的Z2轴一致。像这样,当心偏移被吸收,从卡盘机构3接收到卡盘关闭端的检测信号时(S9),动作控制部61判定工件W向卡盘机构3的供给完成(S10)。
当工件W向卡盘机构3的供给完成时,从动作控制部61向存储部65供给夹紧的状态代码。此时的位置数据附带有夹紧完成的状态代码,并被存储于存储部65(S11)。如图6中的(c)所示,动作控制部61控制手2,使工件W开放,并且控制多关节臂机构10,使被卡盘机构3限制住的工件W从手2脱离(S12)。
接着,在工序S13中,如图7所示,通过接近位置姿势计算部64,基于存储部65所存储的夹紧完成时的位置数据(关节角度数据组)求出机器人坐标系上的夹紧完成位置(X01,Y01,Z01)和夹紧完成姿势(θX01,Y01,Z01),并根据夹紧完成位置(X01,Y01,Z01)和夹紧完成姿势(θX01,Y01,Z01)计算手2的接近位置和接近姿势,并存储于存储部65。作为接近姿势,例如维持夹紧完成姿势(θX01,Y01,Z01),另外,作为接近位置,例如将夹紧完成位置(X01,Y01,Z01)计算为与垂直于卡盘面34的Z2轴平行地向远离卡盘面的方向偏移仅规定距离的位置。
在工序S14中,通过动作控制部61判定工件W的供给数是否达到预定数,若工件W的供给数达到预定数,则作为任务完成(S14:是),结束该处理。当工件W的供给数未达到预定数时(S14:否),用手2把持下一个工件W(S15)。例如,读取工件W的批号,判定该工件W是否为与姿势修正或位置修正后的最初的工件W相同的批号。相同的批号表示这些工件W是在相同条件下制造的,工件W的外形尺寸或原材料等比较均匀的可能性高。
当该下一个工件W为与姿势修正或位置修正后的最初的工件W相同的批号时(S16;YES),取代教导的接近位置及接近姿势,应用基于位置修正及姿势修正后的夹紧完成位置及夹紧完成姿势而在工序S13中计算的接近位置及接近姿势。把持工件W的手2以该计算的接近姿势移动到该计算的接近位置(S17)。然后,返回工序S3,手2从该位置及姿势接近卡盘面34,工件W被按压在卡盘面34上。
由于该下一个工件W与位置修正及姿势修正后的工件W为相同批次,所以外形尺寸的公差比较近似,另外,由于工件在储料器中以相同的状态整齐地排列,多数情况下把持偏差也近似,所以实质上不需要工序S6的姿势修正或工序S8的位置修正。或者,与在以教导的接近姿势移动到教导的接近位置之后修正手2的位置及姿势的情况相比,至少缩短了这些修正所需要的时间。因此,能够实现工件供给的周期时间的缩短。进一步地,即使在已进行了位置修正及姿势修正的情况下,与在以教导的接近姿势移动到教导的接近位置之后修正手2的位置及姿势相比,修正量也变小。由此,施加于工件W、手2、多关节臂机构10以及卡盘机构3的外力变小,能够抑制它们的消耗。另外,能够降低工件W相对于机床5的卡盘机构3的卡盘面34的间隙,从而消除加工精度的降低。
即,教导的接近姿势、教导的接近位置是使用主工件W预先设定的,不能保证用于教导的主工件W位于实际量产中使用的工件W的公差的中央,在主工件W不位于量产中使用的工件的公差的中央的情况下,在量产时需要每次都修正该误差,周期时间相应地被延长了该修正时间的长度。但是,在用工件W进行了位置修正及姿势修正之后,对于与其相同批次所制造的工件W,作为接近位置及接近姿势应用根据该修正后的夹紧完成位置及夹紧完成姿势计算出的接近位置及接近姿势,由此能够实现修正时间的缩短。
在工序S16中,当该工件W的批号与位置修正及姿势修正后的工件W的批号不同时,即,当以别的批次制造时,作为公差或把持偏差与针对位置修正及姿势修正后的工件W的公差或把持偏差不同的可能性高的工件,返回工序S2,以教导的接近姿势移动到教导的接近位置,执行基于这些位置及姿势的位置修正及姿势修正。
虽然对同一批次的工件W应用相同的接近姿势及接近位置,但不限于此,也可以基于上一个工件W的夹紧完成位置及夹紧完成姿势计算接近姿势及接近位置,将该接近姿势及接近位置应用于本次的工件W,像这样反复计算并应用接近姿势及接近位置。
对本发明的一些实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为示例而提出的,并非旨在限制发明的范围。这些实施方式可以以其他各种方式实施,在不脱离发明主旨的范围内,能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形与被包含在发明的范围或主旨中同样地,也被包含在权利要求书中记载的发明及其均等范围内。
附图标记说明
1:机器人装置、
2:手、
3:卡盘机构、
4:力觉传感器、
5:机床、
6:机器人控制装置、
10:多关节臂机构、
12、14、16、17、18-1、18-2、18-3:旋转关节、
8:手腕部、
61:动作控制部、
62:姿势修正计算部、
63:位置修正计算部、
64:接近位置姿势计算部、65:存储部。
Claims (6)
1.一种机器人系统,其中,具有:
机器人装置,用于向机床供给工件,
工件把持机构,安装在所述机器人装置的臂前端,
力觉传感器,用于检测施加于所述工件把持机构的外力,以及
控制装置,控制所述机器人装置;
所述控制装置具有控制部和存储部,
所述控制部基于所述力觉传感器的输出控制所述机器人装置,以修正所述工件把持机构相对于所述机床的位置和姿势,
所述存储部存储与所述修正后的所述工件把持机构的位置和姿势相关的数据。
2.根据权利要求1所述的机器人系统,其中,
所述控制装置还具有接近位置姿势计算部,所述接近位置姿势计算部基于所述存储的与所述工件把持机构的位置和姿势相关的数据,计算所述工件把持机构相对于所述机床的接近位置和接近姿势,
所述存储部存储与所述计算的接近位置和接近姿势相关的数据。
3.根据权利要求2所述的机器人系统,其中,
所述控制部控制所述机器人装置,以将所述存储的接近位置和接近姿势应用于所述工件之后的其他工件。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人系统,其中,
所述控制部基于所述力觉传感器的输出来控制所述机器人装置,一边与所述机床的卡盘机构的卡盘面的垂直中心线平行地移动所述工件把持机构并将所述工件以规定的力按压在所述卡盘面上,一边以减少施加于与所述垂直中心线正交的方向上的力的方式修正所述工件把持机构的姿势,且以随着所述卡盘机构的关闭动作而减少施加于与所述垂直中心线正交的方向上的力的方式沿着与所述垂直中心线正交的方向修正所述工件把持机构的位置。
5.一种工件供给方法,用于通过机器人系统向机床供给工件,所述机器人系统具有机器人装置、安装在所述机器人装置的臂前端的工件把持机构、用于检测施加于所述工件把持机构的外力的力觉传感器以及控制所述机器人装置的控制装置,其中,所述工件供给方法具有以下工序:
所述控制装置基于所述力觉传感器的输出控制所述机器人装置,与所述机床的卡盘机构的卡盘面的垂直中心线平行地移动所述工件把持机构并将所述工件以规定的力按压在所述卡盘面上;
所述控制装置基于所述力觉传感器的输出控制所述机器人装置,一边将所述工件按压在所述卡盘面上,一边以减少施加于与所述垂直中心线正交的方向上的力的方式修正所述工件把持机构的姿势;以及
所述控制装置基于所述力觉传感器的输出控制所述机器人装置,以随着所述卡盘机构的关闭动作而减少施加于与所述垂直中心线正交的方向上的力的方式沿着与所述垂直中心线正交的方向修正所述工件把持机构的位置。
6.根据权利要求5所述的工件供给方法,其中,还具有以下工序:
所述控制装置基于所述修正后的所述工件把持机构的位置和姿势,计算所述工件把持机构相对于所述机床的接近位置和接近姿势;以及
所述控制装置控制所述机器人装置,将所述计算的接近位置和接近姿势应用于所述工件之后的其他工件。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021-020699 | 2021-02-12 | ||
JP2021020699 | 2021-02-12 | ||
PCT/JP2022/004451 WO2022172873A1 (ja) | 2021-02-12 | 2022-02-04 | ロボットシステム及びワーク供給方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116940451A true CN116940451A (zh) | 2023-10-24 |
Family
ID=82837565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202280012380.3A Pending CN116940451A (zh) | 2021-02-12 | 2022-02-04 | 机器人系统以及工件供给方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2022172873A1 (zh) |
CN (1) | CN116940451A (zh) |
DE (1) | DE112022000313T5 (zh) |
TW (1) | TW202231424A (zh) |
WO (1) | WO2022172873A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024084665A1 (ja) * | 2022-10-20 | 2024-04-25 | ファナック株式会社 | ロボットの制御装置、制御方法及びシステム |
CN116175256B (zh) * | 2023-04-04 | 2024-04-30 | 杭州纳志机器人科技有限公司 | 一种推车式机器人上下料自动定位方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6231457B2 (ja) * | 2014-10-23 | 2017-11-15 | ファナック株式会社 | 除振装置及びロボットを搭載した位置決め装置 |
JP6504864B2 (ja) * | 2015-03-13 | 2019-04-24 | キヤノン株式会社 | ロボット制御方法、ロボット装置、プログラム、記録媒体及び物品の製造方法 |
JP7483321B2 (ja) * | 2018-02-13 | 2024-05-15 | キヤノン株式会社 | 制御装置、制御方法、ロボットシステム、物品の製造方法、表示装置、プログラム及び記録媒体 |
-
2022
- 2022-01-26 TW TW111103262A patent/TW202231424A/zh unknown
- 2022-02-04 JP JP2022580607A patent/JPWO2022172873A1/ja active Pending
- 2022-02-04 DE DE112022000313.8T patent/DE112022000313T5/de active Pending
- 2022-02-04 CN CN202280012380.3A patent/CN116940451A/zh active Pending
- 2022-02-04 WO PCT/JP2022/004451 patent/WO2022172873A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112022000313T5 (de) | 2023-10-12 |
WO2022172873A1 (ja) | 2022-08-18 |
JPWO2022172873A1 (zh) | 2022-08-18 |
TW202231424A (zh) | 2022-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108214454B (zh) | 机器人系统、机器人控制装置及机器人控制方法 | |
KR100522653B1 (ko) | 로봇 핸들링 장치 | |
CN109922931B (zh) | 机器人控制装置、机器人、机器人系统及机器人控制方法 | |
KR0185567B1 (ko) | 판금가공기계에서 금속시트의 위치를 결정하는 방법 | |
CN116940451A (zh) | 机器人系统以及工件供给方法 | |
JP2017035754A (ja) | 視覚センサおよび複数のロボットを備えるロボットシステム | |
EP3542969B1 (en) | Working-position correcting method and working robot | |
JP6153316B2 (ja) | ロボットシステム及びロボットシステムの制御方法 | |
WO2021039829A1 (ja) | 生産システム | |
WO2011077693A1 (en) | Robot system for reorienting a held workpiece | |
US20160257002A1 (en) | Robot system having robot operated in synchronization with bending machine | |
JP2011115877A (ja) | 双腕ロボット | |
JP7204354B2 (ja) | ロボットシステム、ロボットシステムの制御方法、ロボットシステムを用いた物品の製造方法、プログラム及び記録媒体 | |
JP7306937B2 (ja) | ロボットに支持された部材の位置を調整するロボット装置の制御装置 | |
US20230256615A1 (en) | Robot device controller for controlling position of robot | |
JP2015000455A (ja) | ロボット装置及びロボット装置の制御方法 | |
US10328582B2 (en) | Process system including robot that transfers workpiece to process machine | |
CN116423526B (zh) | 一种机械臂工具坐标的自动标定方法及系统、存储介质 | |
JPH05261682A (ja) | 産業用ロボットのキャリブレーション方式 | |
US7350389B2 (en) | Method and device for reshaping a work piece with automatic handling | |
JP3328414B2 (ja) | ロボットハンドの姿勢制御装置 | |
JP7384653B2 (ja) | ロボットの位置を制御するロボット装置の制御装置 | |
JP2023037769A (ja) | システム、及び自動搬送車 | |
JP2017127932A (ja) | ロボット装置、ロボット制御方法、部品の製造方法、プログラム及び記録媒体 | |
JP3577858B2 (ja) | ワーク搬送ロボットの制御方法 |
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 |