CN117940859A - 机器人系统 - Google Patents

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CN117940859A
CN117940859A CN202180102110.7A CN202180102110A CN117940859A CN 117940859 A CN117940859 A CN 117940859A CN 202180102110 A CN202180102110 A CN 202180102110A CN 117940859 A CN117940859 A CN 117940859A
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CN202180102110.7A
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古贺健太郎
宫崎航
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Fanuc Corp
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    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/06Safety devices
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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Abstract

一种机器人系统(100、500),具有:机器人(10、520);以及机器人控制装置(50、530),其基于传感器对检测对象的检测结果进行控制,以使机器人(10、520)执行规定的作业,机器人控制装置(50、530)具有:异常检测时处理部(153、636),其与检知到与传感器的检测动作有关的异常的情况对应地进行控制,以使机器人(10、520)返回至进行了成为异常的原因的检测的时间点的位置而停止。

Description

机器人系统
技术领域
本发明涉及机器人系统。
背景技术
以往,已知一种机器人系统,具有:搬送物品的搬送装置、对被搬送的物品进行规定的作业的机器人、机器人控制装置以及用于检测物品等的拍摄装置(例如,参照专利文献1)。
专利文献2涉及在生产线中进行规定的作业的作业机器人的控制装置,记载“一种作业机器人的控制装置,具有在监视对工件进行规定的作业的作业装置的作业状态的监视装置识别出相对于作业状态的异常的情况下,使作业装置暂时返回到识别出该异常的位置,从该位置重新开始作业的功能”(第二页右下栏第十四行~第二十行)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-188508号公报
专利文献2:日本特开昭62-278610号公报
发明内容
发明要解决的课题
考虑上述那样的具有搬送装置、对被搬送的物品进行规定的作业的机器人、机器人控制装置以及拍摄装置的机器人系统中的示教、调整的场景。一般而言,在这样的机器人系统中,高速地反复进行通过拍摄装置拍摄物品或者搬送装置并检测位置的处理,机器人一边追随物品一边进行作业。在这样的过程中,操作员难以确认各位置处的处理是否没有问题地进行。因此,产生问题的情况下的示教、调整花费工夫,系统的启动时间长。
用于解决课题的手段
本公开的一方式是一种机器人系统,具有:机器人;以及机器人控制装置,其基于传感器对检测对象的检测结果进行控制,以使所述机器人执行规定的作业,所述机器人控制装置具有:异常检测时处理部,其与检知到与所述传感器的检测动作有关的异常的情况对应地进行控制,以使所述机器人返回到进行了成为所述异常的原因的检测的时间点的位置并停止。
发明效果
根据上述结构,机器人返回到进行了成为异常的原因的检测的时间点的位置并停止,因此,操作员能够在不需要使机器人移动到问题产生部位这样的负担较重的作业的情况下进行问题产生部位处的示教、调整。因此,能够大幅减轻机器人系统产生问题的情况下的示教、调整的工夫,缩短机器人系统启动等所需的时间。
根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明,本发明的这些目的、特征和优点以及其他目的、特征和优点将变得更加明确。
附图说明
图1是表示一实施方式的机器人系统的结构的图。
图2是表示机器人控制装置以及上位控制装置的硬件结构例的图。
图3是机器人控制装置以及上位控制装置的功能框图。
图4是进行基于拍摄装置的检测的情况下的基准图像的例子。
图5是使用了拍摄装置的位置对准控制的流程图。
图6是位置对准控制时的拍摄图像的例子。
图7是表示异常产生时处理的流程图。
图8是表示显示了与异常的内容相关的信息的例子的图。
图9是表示其他实施方式的机器人系统的结构的图。
图10是图9的机器人系统中的机器人控制装置的功能框图。
具体实施方式
接着,参照附图对本公开的实施方式进行说明。在参照的附图中,对一样的结构部分或功能部分标注一样的参照符号。为了容易理解,这些附图适当变更了比例尺。另外,附图所示的方式是用于实施本发明的一个例子,本发明并不限定于图示的方式。
图1是表示一实施方式的机器人系统100的结构的图。如图1所示,机器人系统100具有:在臂前端部搭载了机械手30的机器人10、控制机器人10的机器人控制装置50、搬送物品的搬送装置(输送机25以及输送机控制装置20)、三台拍摄装置71-73以及上位控制装置60。机器人控制装置50以及输送机控制装置20与上位控制装置60连接,上位控制装置60以在机器人系统100中执行规定的作业的方式统一控制机器人控制装置50以及输送机控制装置20。此外,如图1所示,机器人控制装置50也可以与示教装置40连接。
上位控制装置60例如是PLC(可编程逻辑控制器),按照用于控制动作序列的控制程序统一控制机器人控制装置50以及输送机控制装置20的动作定时等。
拍摄装置71-73与机器人控制装置50连接,在来自机器人控制装置50的控制下动作。在本实施方式中,机器人控制装置50具有控制各拍摄装置的功能和进行针对由各拍摄装置拍摄到的图像数据的图像处理的功能。拍摄装置71-73可以为拍摄浓淡图像、彩色图像的照相机,也可以为能够取得距离图像、三维点群的立体照相机、三维传感器。在本实施方式中,各拍摄装置是取得二维图像的照相机。
输送机控制装置20通过驱动控制输送机25的马达26来控制输送机25对工件的搬送。
示教装置40例如用于进行示教内容、程序的调整。示教装置40例如也可以是示教操作盘、平板终端、智能手机等信息处理装置。
在机器人系统100中,机器人控制装置50与检知到基于拍摄装置71-73的检测的异常的情况对应地进行控制,以使机器人10返回到检知到异常的时间点的位置并停止。由此,操作员能够在不使机器人移动的情况下进行产生问题的位置处的调整。
本实施方式的结构能够应用于能够使用视觉传感器执行各种处理(检测、判定等)的机器人系统,但在此,作为例示,记载了如下结构:机器人10进行握持立靠于支架2的工件91,安装于在输送机25上被搬送的工件81的作业。作为例示,工件91是车辆的门,工件81是安装门的车身。机器人10反复执行对在输送机25上被向图1中的箭头方向依次搬送来的工件81安装工件91的作业,在此期间,反复执行基于拍摄装置71-73的检测对象的拍摄/检测动作。
图2是表示上位控制装置60以及机器人控制装置50的硬件结构例的图。上位控制装置60也可以具有存储器62(ROM、RAM、非易失性存储器等)、显示部63、由键盘(或软件键)等输入装置构成的操作部64、输入输出接口65等经由总线与处理器61连接的作为一般的计算机的结构。机器人控制装置50也可以具有存储器52(ROM、RAM、非易失性存储器等)、输入输出接口53、包含各种操作开关的操作部54等经由总线与处理器51连接的作为一般的计算机的结构。另外,示教装置40也可以具有具备处理器、存储器、显示部、操作部、各种输入输出接口等的作为一般的计算机的结构。
图3是机器人控制装置50以及上位控制装置60的功能框图。如图3所示,机器人控制装置50具有:动作控制部151,其按照来自示教装置40的指令或者动作程序155来控制机器人10(以及机械手30)的动作;图像处理部152,其执行拍摄装置71-73的控制以及针对拍摄图像的图像处理;以及异常检测时处理部153,其与在基于拍摄装置71-73的任一个的检测中检知到异常的情况对应地进行控制,以使机器人10返回到检测到异常的时间点的位置。信息记录部154取得并记录检测到异常的时间点的机器人10的位置及其他信息。异常检测时处理部153还具有如下功能:与在基于拍摄装置71-73的任一个的检测中检知到异常的情况对应地,对上位控制装置60送出表示该主旨的信号。
上位控制装置60具有:控制部161,其按照控制程序164来控制机器人控制装置50和输送机控制装置20的动作序列;以及异常时处理部162,其与从机器人控制装置50接收到检知到上述异常的主旨的信号的情况对应地进行控制,以使输送机25返回到检测到异常的时间点的位置。信息记录部163取得并记录检测到异常的时间点的输送机25的位置及其他信息。
这里,对在机器人10执行规定的作业的期间进行的基于拍摄装置71-73的对象的检测动作例进行说明。拍摄装置71是固定照相机,在机器人10把持立靠于支架2的工件81时,仅拍摄一次该状态,检测把持偏差。
拍摄装置72、73固定于机器人10的臂前端部。拍摄装置72、73分别以对机器人10将工件91安装于工件81时的安装位置附近进行摄影的方式设定摄影方向。拍摄装置72、73在机器人10进行一边使工件91移动一边安装于工件81的作业的期间,反复进行拍摄。
对作为这样的安装作业的一环而执行的、使用了拍摄装置72或者73的、工件91相对于工件81的位置对准控制进行说明。在此,对使用拍摄装置72的拍摄图像的情况进行记载。在位置对准控制中,在使机器人10移动到能够将工件91安装于工件81的位置的阶段,通过拍摄装置72拍摄该状态,执行调整机器人10的位置的控制。
图4表示机器人10位于能够将工件91安装于工件81的位置(在此,设为使工件91向铅垂下方移动而能够将工件91的销插入到工件81的孔的位置)的情况下的、正常时的、拍摄装置72的拍摄图像。该图像是机器人10位于正确的位置的情况下的图像,因此,以下也称为基准图像261。
机器人控制装置50的图像处理部152具有在工件81、工件91中检测作为预先确定的特征性部分的特征部位的特征量的功能。另外,图像处理部152具有计算工件81的特征量与工件91的特征量之差作为相对量的功能。图像处理部152根据计算出的相对量,生成使机器人10动作的指令。
在机器人系统100中,根据由拍摄装置72、73拍摄到的图像,进行工件91相对于由输送机25搬送的工件81的位置对准。具体而言,进行将工件91(门)的销(未图示)插入到工件81(车身)的凸出部82以及83的孔部82a以及83a(参照图6)时的位置对准。
图像处理部152在通过机器人10进行实际的作业之前,通过以下那样的过程(A1)至(A3),计算基准图像261中的相对位置量。
(A1)图像处理部152检测凸出部82的上表面作为用于检测工件81的位置的第一特征部位,检测工件91的凸出部92的上表面作为用于检测工件91的位置的第二特征部位。此外,作为特征部位,能够采用工件的一部分、形成于工件的表面的图案、记载于工件的表面的线或图等。作为特征部位的检测方法,也可以预先准备成为各个工件81、91的基准的基础图像。使用基础图像和由拍摄装置72拍摄到的图像,通过模板匹配等方法,能够检测由拍摄装置72拍摄到的图像中的特征部位。
(A2)接着,图像处理部152检测与第一特征部位的位置相关的第一特征量和与第二特征部位的位置相关的第二特征量。对由拍摄装置72拍摄到的图像设定屏幕坐标系252。屏幕坐标系252是将图像中的任意的点设定为原点时的坐标系。屏幕坐标系252具有相互正交的u轴以及v轴,屏幕坐标系252与拍摄装置72的视觉传感器坐标系对应。本实施方式中的与位置相关的特征量是图像中的屏幕坐标系252的u轴的坐标值以及v轴的坐标值。图像处理部152能够根据在基准图像261中检测出的特征部位,检测设定于特征部位的设定点P1、P2的位置。图像处理部152检测设定点P1的屏幕坐标系252的坐标值(u1b,v1b)作为第一特征量。另外,特征量检测部检测设定点P2的屏幕坐标系252的坐标值(u2b,v2b)作为第二特征量。
(A3)接着,图像处理部152计算基准图像中的第一特征量与第二特征量之间的相对量。图像处理部152为了进行机器人10的位置的控制,计算相对位置量作为相对量。相对位置量是第一特征量与第二特征量之差。例如,图像处理部152计算第一特征量的坐标值与第二特征量的坐标值之差(u1b-u2b,v1b-v2b)作为相对位置量。计算出的基准图像261中的相对位置量被存储为基准相对位置量。
这样,图像处理部152能够计算基准图像261中的相对位置量。此外,在本实施方式中,预先计算基准图像261中的相对位置量并存储在存储部中。
图5表示位置对准控制的流程图。本处理在机器人控制装置50的处理器51的控制下执行。在机器人控制装置50实施了使工件91接近至能够安装于工件81的位置的控制之后,在步骤S101中,动作控制部151通过拍摄装置72拍摄工件81以及91。
图6表示在步骤S101中由拍摄装置72拍摄到的图像262。图像262包含作为第一特征部位的凸出部82的上表面的图像和作为第二特征部位的凸出部92的上表面的图像。在图像262中,工件91相对于工件81如箭头201所示那样向屏幕坐标系252的u轴的正侧偏移。
在步骤S102中,图像处理部152检测由拍摄装置72拍摄到的图像262的第一特征部位以及第二特征部位。在此,检测工件81的凸出部82的上表面作为第一特征部位,检测工件91的凸出部92的上表面作为第二特征部位。
接下来,在步骤S103中,图像处理部152检测由拍摄装置72拍摄到的图像中的第一特征量以及第二特征量。图像处理部152检测设定点P1的屏幕坐标系252的坐标值(u1m,v1m)作为与第一特征部位相关的第一特征量,计算设定点P2的屏幕坐标系的坐标值(u2m,v2m)作为与第二特征部位相关的第二特征量。
接着,在步骤S104中,图像处理部152计算第一特征量与第二特征量之差作为相对位置量。由拍摄装置72拍摄到的图像262中的相对位置量为第一特征量的坐标值与第一特征量的坐标值之差(u1m-u2m,v1m-v2m)。
接着,在步骤S105中,图像处理部152计算图像262中的相对位置量与基准图像261中的相对位置量之差即相对位置量之差。相对位置量之差作为分别与u轴以及v轴相关的值能够由[(u1m-u2m)-(u1b-u2b),(v1m-v2m)-(v1b-v2b)]表示。
接着,在步骤S106中,判定相对位置量之差是否在预先确定的范围内。在相对位置量之差在预先确定的范围内的情况下(S120:是),视为工件91相对于工件81的位置对准完成,结束本处理。
另一方面,在相对位置量之差在预先确定的范围外的情况下(S120:否),能够判定为工件91相对于工件81未到达期望的位置。该情况下,使处理进入到步骤S107。
在步骤S107中,图像处理部152根据相对位置量之差来设定机器人10的驱动方法。图像处理部152设定基准坐标系中的机器人的移动方向以及移动量。在本实施方式中,根据屏幕坐标系252与机器人10的基准坐标系的相对位置关系,预先确定针对相对位置量之差的机器人10的位置的移动方向。例如,相对于屏幕坐标系的u轴的正值或者负值,机器人的位置的移动方向如以下那样由基准坐标系确定。在与u轴相关的相对位置量之差为正值的情况下,使用基准坐标系的X轴、Y轴以及Z轴的坐标值来确定(1,1,0)的移动方向。另外,在与y轴相关的相对位置量之差为正的情况下,使用基准坐标系的X轴、Y轴以及Z轴的坐标值来确定(0,0,1)的移动方向。
并且,针对相对位置量之差的机器人的位置的移动量的计算方法例如如以下那样确定。与u轴对应的方向上的机器人的位置的移动量能够采用对与u轴相关的值((u1m-u2m)-(u1b-u2b))乘以预先确定的系数所得的值。另外,与v轴对应的方向上的机器人的位置的移动量能够采用对与v轴相关的值((v1m-v2m)-(v1b-v2b))乘以预先确定的系数所得的值。这样,在与屏幕坐标系252的各轴对应的方向上,能够计算机器人10的位置的移动量。
接下来,在步骤S108中,根据如上述那样计算出的机器人的位置的移动方向以及移动量来驱动机器人10。图像处理部152根据机器人的位置的移动方向以及移动量,生成驱动机器人10的移动指令。图像处理部152向动作控制部151送出移动指令。动作控制部151根据移动指令来控制机器人10的位置。并且,反复进行从步骤S115起的处理。通过这样的控制,能够使工件91的位置逐渐接近期望的位置。
图像处理部152具有检知基于拍摄装置71-73中的任一个的检测动作中的异常的功能。作为异常检知的例子,可能有以下那样的状况。
(B1)在图像中未检测到检测对象(例如特征部位)的状态连续。
(B2)在连续地拍摄有移动的检测对象的情况下,产生被检测的检测对象的位置不连续的(处于未预期的位置)状况。
图7是表示在机器人系统100中检知到基于拍摄装置的检测的异常的情况下执行的异常检测时处理的流程图。在异常检测时处理中,步骤S1至S6所示的流程在机器人控制装置50的处理器51的控制下执行,步骤S7至S10所示的流程在上位控制装置60的处理器61的控制下执行。
因上述例示的状况(B1)或(B2)的产生,检知到基于拍摄装置71-73中的任一个的检测的异常(步骤S1)。
在步骤S2中,机器人控制装置50(异常检测时处理部153)向上位控制装置60送出表示检知到异常的信号。
接着,异常检测时处理部153(信息记录部154)取得机器人10的当前位置(位置A)(步骤S3)。此外,机器人10的位置也包含姿势。并且,机器人控制装置50(异常检测时处理部153)为了使机器人10安全地停止而使其减速停止(步骤S4)。
接着,机器人控制装置50(异常检测时处理部153)判定机器人10是否停止(步骤S5)。机器人控制装置50(异常检测时处理部)等待机器人停止(S5:否),
当机器人停止时(S5:是),机器人控制装置50(异常检测时处理部153)使机器人10移动到检知到异常的时间点的位置A并停止。
当从机器人控制装置50接收到表示异常的检知的信号时,上位控制装置60(信息记录部163)取得当前的输送机的位置(位置B)信息(步骤S7)。接着,上位控制装置60(异常时处理部162)考虑到安全方面,使输送机25减速停止(步骤S8)。
接着,上位控制装置60(异常时处理部162)判定输送机25是否停止(步骤S9)。上位控制装置60(异常时处理部162)等待直至输送机25停止(D9:否)。当输送机25停止时(S9:是),上位控制装置60(异常时处理部162)使输送机25移动到异常产生时的位置即位置B并停止(步骤S10)。通过以上的处理,在检知到拍摄装置的检测动作中的异常的情况下,能够使机器人10以及输送机25返回到检知到异常的时间点的位置。
除了使机器人10以及输送机25返回到检知到异常的时间点的位置之外,也可以在机器人系统100中进一步进行如下那样的动作(C1)至(C3)中的一个以上。
(C1)在构成机器人系统的各设备返回到检知到异常的时间点的状态下,进行各拍摄装置的拍摄,提示拍摄图像。
(C2)提示与异常的内容相关的信息。
(C3)提示与检知到异常的时间点的机器人系统的动作条件相关的信息。
在机器人10和输送机25返回到检知到异常的时间点之后,异常检测时处理部153进行动作,以经由图像处理部152使各拍摄装置71-73工作,使拍摄图像显示于示教装置40的显示部41,由此,能够实现上述动作(C1)。在这样的拍摄图像中能够再现异常的状态,因此,操作员能够一边观测这样的拍摄图像,一边准确地进行动作程序中的机器人10的位置的调整、机器人10的动作定时的调整、或者拍摄装置的设置位置的调整等。
例如,通过机器人控制装置50的信息记录部154与图像处理部152或者动作控制部151协作来取得与检知到异常时的异常的内容相关的信息,异常检测时处理部153将由信息记录部154取得的与异常的内容相关的信息显示于示教装置40,由此,能够实现上述动作(C2)。图8表示通过异常检测时处理部153将检知到拍摄装置的检测的异常的情况下的异常的内容显示于示教装置40的显示画面(显示部41)的情况的例子。在本例中,作为异常的原因,显示有提示在拍摄装置(在本例中为照相机#2)中未检测到对象物的主旨的消息的错误显示画面145。该情况下,操作员能够将在此提示的与异常的内容相关的信息作为线索,准确地进行动作程序中的机器人10的位置的调整、机器人10的动作定时的调整、拍摄装置的设置位置的调整等。
即,这样,设为将与异常的内容相关的信息提示给操作员的结构,由此,能够高效地进行异常的恢复用的调整。
作为上述动作(C3)的例子,机器人控制装置50的信息记录部154也可以构成为记录与检知到异常的时间点的机器人10的动作条件(例如,机器人的位置、姿势、动作速度等)相关的信息。另外,上位控制装置60的信息记录部163也可以构成为记录与检知到异常的时间点的输送机25的动作条件(位置、速度等)相关的信息。与这些机器人10、输送机25的动作条件相关的信息,例如也可以显示于示教装置40的显示部41。与这样的动作条件相关的信息也能够使操作员的调整高效化。
此外,基于上述动作(C1)至(C3)的信息的提示除了上述的例子以外,也可以在机器人系统100内具有显示部的装置(例如,上位控制装置60)上进行。
如以上说明的那样,根据本实施方式,机器人返回到进行了成为异常的原因的检测的时间点的位置并停止,因此,操作员能够在不需要使机器人移动到问题产生部位这样的负担重的作业的情况下进行问题产生部位处的示教、调整。因此,能够大幅减轻机器人系统产生问题的情况下的示教、调整的工夫,缩短机器人系统启动等所需的时间。
以上,使用典型的实施方式对本发明进行了说明,但只要是本领域技术人员就能够理解,在不脱离本发明的范围的情况下,能够对上述的各实施方式进行变更以及各种其他变更、省略、追加。
图1所示的机器人系统100的结构是例示,应该理解其构成要素的全部不是必须的构成要素。例如,也可以是从机器人系统100中省略输送机25以及输送机控制装置20的系统结构。
上述的实施方式涉及通过作为视觉传感器的拍摄装置检测物体并执行规定的作业的机器人系统,但本发明也可以应用于具有用于检测物体的其他种类的传感器(非接触式传感器、距离传感器等)的机器人系统。此外,在机器人系统中使用这样的其他种类的传感器的情况下,在上述动作(C1)中提示传感器的输出结果。
将机器人或与机器人一起将各可动机体返回到问题产生时的位置来进行各种调整能够缩短系统的启动所需的时间这样的、上述实施方式所示的结构能够应用于各种方式的机器人系统。
在此,参照图9及图10对其他实施方式进行说明。这里所示的实施方式涉及一种机器人系统,构成为通过搭载于机器人的视觉传感器来检测配置于作业空间的标记,由此,能够校正机器人相对于作业空间的位置。图9是表示机器人系统500的设备结构的图。机器人系统500包含:机床510、机器人520、控制机器人520的机器人控制装置530、用于搬送机器人520以及机器人控制装置530的搬送装置581。机器人520在搭载于搬送装置581的状态下配置于机床510之前的规定的位置,执行作业对象物(以下,记载为工件)向机床510内的装载/卸载等规定的作业。即,机器人系统500构成为通过机器人520使工件向机床510的装载/卸载自动化的自动化系统。搬送装置581例如是台车或AGV(Automated Guided Vehicle;无人搬送车)。
示教装置550与机器人控制装置530无线或有线连接,用于示教机器人520。此外,在机器人系统500的实际运用时,使用示教装置550制作出的控制程序成为登记在机器人控制装置530内的状态,因此,也可以从机器人系统500中省略示教装置550。
在图9那样的机器人系统500中,当机器人520执行工件的装载/卸载等作业时,搭载有机器人520的搬送装置581的位置产生变化。因此,机器人520需要构成为能够测量机器人520相对于机床510的位置偏移,对机床510正确地进行作业。因此,构成为在机器人520的臂前端部521搭载视觉传感器571,机器人520(机器人控制装置530)使用视觉传感器571检测机器人520相对于作业空间(机床510)的位置偏移,校正该位置偏移来执行作业。
示教装置550提供制作一种程序(以下,也将这样的程序称为测量程序)的功能,该程序通过搭载于机器人520的臂前端部521的视觉传感器571,测量设置于作业空间(机床510)的规定的位置的标记504的三维位置,测量机器人520相对于作业空间的从期望位置的位置偏移。包含使用示教装置550制作出的测量程序的控制程序登记在机器人控制装置530中,之后,机器人520(机器人控制装置530)能够以如下方式进行动作:检测机器人520相对于作业空间的从期望位置的位置偏移,进行位置校正,执行规定的作业。
视觉传感器571可以是二维照相机,或者也可以是三维位置检测器。在本实施方式中,视觉传感器571是二维照相机。视觉传感器571与机器人控制装置530连接。机器人控制装置530具有用于控制视觉传感器571的功能、进行针对视觉传感器571拍摄到的图像的各种图像处理的功能等。另外,包含表示以机器人520为基准的视觉传感器571的位置的数据在内的校准数据预先存储在机器人控制装置530的存储器中。
图10是机器人控制装置530的功能框图。如图10所示,机器人控制装置530具有:存储控制程序及其他各种信息的存储部631、按照控制程序控制机器人520的动作的动作控制部632、标记位置测量部633、相对位置计算部634、测量精度评价部635以及异常检测时处理部636。
标记位置测量部133使用视觉传感器571来测量标记504的三维位置。在本实施方式中,作为一例,标记位置测量部633使用作为二维照相机的视觉传感器571,通过立体测量法进行标记504的位置测量。即,标记位置测量部633改变由二维照相机构成的视觉传感器571的位置,从两个不同的位置拍摄同一标记504,计算该标记504的三维位置。该方法具有通过使用比较廉价的二维照相机能够以低成本实现位置测量系统这样的优点。此外,也可以使用用于测量标记(也称为目标标记、视觉标记)的位置的本领域中公知的其他方法。
在存储部631中存储有校准数据,该校准数据表示以对机器人520的臂前端部521设定的坐标系(机械接口坐标系)为基准的二维照相机(视觉传感器571)的位置。另一方面,机器人控制装置530(标记位置测量部633)能够掌握机器人520动作时的臂前端部521的位置以及姿势。因此,机器人控制装置530(标记位置测量部633)根据机器人520的动作将机械接口坐标系变换为机器人坐标系,由此,能够将二维照相机(视觉传感器571)拍摄时的传感器坐标系与机器人坐标系对应起来。由此,能够在标记位置测量部633中,求出对象(标记504)的位置作为机器人坐标系中的三维位置。
相对位置计算部634根据测量出的标记位置,求出作业空间(机床510)与机器人520的相对位置(换言之,机器人520相对于作业空间的从期望位置的偏移量)。
动作控制部632根据计算出的作业空间与机器人的相对位置关系(机器人520相对于作业空间的从期望的位置的偏移量)),控制机器人520,以使机器人520以根据规定的位置以及姿势校正后的正确的位置以及姿势执行作业。
测量精度评价部635具有评价标记位置测量部633测量一个标记504的位置的测量结果的精度的功能。
标记位置测量部633也可以构成为在测量精度评价部635评价为测量精度低的情况下使要测量的标记数增加。作为一例,在使用3个标记进行测量的情况下,以如下方式进行。将3个标记配置在示教点的周围的位置。将测量出的第一个标记的位置设为原点位置,将测量出的第二个标记的位置设为X轴方向的位置,将测量出的第三个标记的位置设为XY平面状,从而掌握坐标系(作业空间的坐标系)的位置/姿势。
机器人控制装置530在通过上述方法掌握了机器人520与作业空间(机床510)的相对位置关系之后,一边以将机器人520与作业空间的位置关系维持为期望的位置关系的方式执行校正动作,一边使机器人1执行规定的作业(工件向机床510内的装载/卸载等)。
异常检测时处理部636在机器人1执行规定的作业的过程中,在检知到由使用了标记的检测结果的校正动作引起的异常的情况下,控制机器人520使视觉传感器571返回到标记的拍摄位置(即,进行了成为异常的原因的检测的位置)并停止。在此,由校正动作引起的异常例如是指机器人520配置工件时无法配置于正确的位置的情况(落座错误等)。这样,在检测到由校正动作引起的异常的情况下,机器人520(视觉传感器571)自动地返回到拍摄位置(即,进行了用于生成校正动作的拍摄的位置),因此,操作员能够迅速且容易地进行与标记的检测功能相关的调整(参数调整等)。
能够将参照上述的图1至图8说明的机器人系统100和参照图9至图10说明的机器人系统500定位为一种机器人系统,具有:机器人;以及机器人控制装置,其基于传感器对检测对象的检测结果进行控制以使机器人执行规定的作业,机器人控制装置具有:异常检测时处理部,其与检知到与传感器的检测动作有关的异常的情况对应地进行控制,以使机器人返回到进行了成为异常的原因的检测的时间点的位置并停止。
图3、图10所示的功能框图中的功能分配是例示,关于功能分配也可以有各种例子。例如,也可以有如下结构:将具有作为上述实施方式中的图像处理部152的功能的视觉传感器控制装置配置为与机器人控制装置分体的装置。
图3、图10所示的机器人控制装置、上位控制装置的功能块可以通过这些装置的处理器执行储存于存储装置的各种软件来实现,或者也可以通过以ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)等硬件为主体的结构来实现。
执行上述的实施方式中的图5的位置对准控制、图7的异常检测时处理等各种处理的程序能够记录于计算机可读取的各种记录介质(例如,ROM、EEPROM、闪存等半导体存储器、磁记录介质、CD-ROM、DVD-ROM等光盘)。
符号说明
10 机器人
20 输送机控制装置
25 输送机
30 机械手
40 示教装置
41 显示部
50 机器人控制装置
51 处理器
52 存储器
53 输入输出接口
54 操作部
60 上位控制装置
61 处理器
62 存储器
63 显示部
64 操作部
65 输入输出接口
71、72、73拍摄装置
81、91 工件
100 机器人系统
151 动作控制部
152 图像处理部
153 异常检测时处理部
154 信息记录部
155 动作程序
161 控制部
162 异常时处理部
163 信息记录部
164 控制程序
500 机器人系统
504 标记
510 机床
520 机器人
530 机器人控制装置
550 示教装置
571 视觉传感器
631 存储部
632 动作控制部
633 标记位置测量部
634 相对位置计算部
635 测量精度评价部
636 异常检测时处理部。

Claims (9)

1.一种机器人系统,其特征在于,具有:
机器人;以及
机器人控制装置,其基于传感器对检测对象的检测结果进行控制,以使所述机器人执行规定的作业,
所述机器人控制装置具有:异常检测时处理部,其与检知到与所述传感器的检测动作有关的异常的情况对应地进行控制,以使所述机器人返回到进行了成为所述异常的原因的检测的时间点的位置并停止。
2.根据权利要求1所述的机器人系统,其特征在于,
所述机器人控制装置一边通过所述传感器检测所述检测对象一边使所述机器人执行所述规定的作业,
所述异常检测时处理部与在所述传感器的检测动作中检知到所述异常的情况对应地进行控制,以使所述机器人返回到检知到所述异常的时间点的位置并停止。
3.根据权利要求1或2所述的机器人系统,其特征在于,
所述机器人系统还具有:
搬送装置,其搬送物品;以及
上位控制装置,其控制所述搬送装置以及所述机器人控制装置,
所述异常检测时处理部还与检知到所述异常的情况对应地,对所述上位控制装置输出表示检知到所述异常的信号,
所述上位控制装置具有:异常时处理部,其与接收到所述信号的情况对应地进行控制,以使所述搬送装置返回至检知到所述异常的时间点的位置而停止。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的机器人系统,其特征在于,
所述机器人系统还具有:示教装置,其与所述机器人控制装置连接,用于对所述机器人进行示教。
5.根据权利要求4所述的机器人系统,其特征在于,
所述异常检测时处理部在所述机器人返回到检知到所述异常的时间点的位置的状态下使所述传感器工作,使所述传感器的输出结果显示于所述示教装置的显示画面。
6.根据权利要求5所述的机器人系统,其特征在于,
所述传感器是拍摄装置,
所述输出结果是所述拍摄装置的拍摄图像。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的机器人系统,其特征在于,
所述异常检测时处理部与检知到所述异常的情况对应地,使与所述异常的内容相关的信息显示于所述示教装置的显示画面。
8.根据权利要求4~7中任一项所述的机器人系统,其特征在于,
所述异常检测时处理部使与检测到所述异常的时间点的所述机器人的动作条件相关的信息显示于所述示教装置的显示画面。
9.根据权利要求1所述的机器人系统,其特征在于,
所述传感器是搭载于所述机器人的视觉传感器,
所述机器人控制装置构成为通过所述视觉传感器检测配置于作业空间的一个或多个标记,由此,执行对所述机器人相对于所述作业空间的位置进行校正的校正动作,
所述异常由所述校正动作引起,
所述异常检测时处理部与检知到所述异常的情况对应地控制所述机器人返回到所述视觉传感器检测到所述标记的位置。
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