DE102017128652B4

DE102017128652B4 - Robotersystem mit einer mehrzahl von robotern, robotersteuerung und robotersteuerverfahren

Info

Publication number: DE102017128652B4
Application number: DE102017128652.7A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Okamoto
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2037-12-05
Also published as: CN108214454B; DE102017128652A1; JP6484213B2; JP2018094649A; US20180161979A1; US10456917B2; CN108214454A

Abstract

Ein Robotersystem, eine Robotersteuerung und ein Robotersteuerverfahren, durch das eine koordinierte Steuerung einer Mehrzahl von Robotern eingelernt werden kann, während eine Positionsabweichung jedes Roboters in geeigneter Weise berücksichtigt wird. Eine Greiffehlausrichtung eines ersten Werkstücks in einem führenden Roboter wird erkannt, und dann wird ein erster Korrekturbetrag zum Korrigieren der Fehlausrichtung berechnet. Ferner wird eine Greiffehlausrichtung eines zweiten Werkstücks in einem folgenden Roboter erkannt, und dann wird ein zweiter Korrekturbetrag zum Korrigieren der Fehlausrichtung berechnet. Bei der koordinierten Steuerung wird eine eingelernte Position/Ausrichtung des führenden Roboters basierend auf dem ersten Korrekturbetrag korrigiert, und eine eingelernte Position/Ausrichtung des folgenden Roboters wird basierend auf sowohl dem ersten Korrekturbetrag als auch dem zweiten Korrekturbetrag korrigiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Robotersystem mit einer Mehrzahl von Robotern, eine Robotersteuerung in dem Robotersystem und ein Verfahren zum Steuern der Roboter.
Wenn eine Mehrzahl von Robotern in einer Produktionslinie usw. verwendet werden soll, kann eine koordinierte Steuerung ausgeführt werden, bei der die Position/Ausrichtung eines folgenden Roboters mit einem Arbeitswerkzeug entsprechend der Bewegung eines führenden Roboters gesteuert wird, der ein Werkstück ergreift. In der koordinierten Steuerung kann ein Benutzer basierend auf einem Koordinatensystem, das an einer Endachse des führenden Roboters fixiert oder für diese eingestellt ist, die relative Position und Geschwindigkeit des folgenden Roboters einlernen.
In einem kollaborativen Arbeitsablauf, bei dem eine Mehrzahl von Robotern verwendet wird, kann es notwendig sein, eine Positionsabweichung zwischen den Robotern zu erkennen und zu korrigieren, um einen Arbeitsablauf genau durchzuführen. Als relevantes Dokument des Standes der Technik offenbart JP 2010-274396 A eine Technik zum Erkennen und Korrigieren einer Positionsabweichung, die in einer koordinierten Steuerung zwischen einem Positionierungsroboter und einem Betriebsroboter erzeugt wird, unter Verwendung eines Trägheitssensors.
JP H09-207088 A offenbart ein Einstellverfahren zum einfachen Berechnen einer Koordinatenumwandlungsmatrix, die notwendig ist, um eine kollaborative Bewegung einer Mehrzahl von Robotern auszuführen; und ein Korrekturverfahren zum Korrigieren eines Fehlers, der beim Konvertieren der Matrix erzeugt wird.
JP 2004-114161 A offenbart eine Steuerung eines zweiarmigen Roboters, durch die ein relativer Fehler, der bei einer kollaborativen Bewegung des zweiarmigen Roboters erzeugt wird, begrenzt wird, wobei die kollaborative Bewegung schnell und korrekt ausgeführt wird.
Ferner offenbart JP 2004-249391 A eine Werkstückbeförderungsvorrichtung, die keinen speziellen Förderer aufweist, die konfiguriert ist, einen Zustand eines Werkstücks zu überwachen, das von einer Roboterhand ergriffen wird, ohne den Roboter anzuhalten. Dieses Dokument offenbart auch: ein Mittel zum vorherigen Speichern eines vorbestimmten Greifzustands des Werkstücks durch die Roboterhand; ein Mittel zum Vergleichen des vorbestimmten Greifzustands und eines Greifzustands, der von einem Sichtsensor erkannt wird, um einen Fehler dazwischen zu berechnen; und ein Mittel zum Korrigieren der Position eines Ortes, zu dem das Werkstück durch den Roboter transportiert werden soll, basierend auf dem Fehler.
EP 2 783 807 A2 beschreibt ein Robotersystem mit mehreren Robotern und einem Bearbeitungstisch, an dem die Roboter gemeinsam arbeiten, bei dem eine Kalibrierungsvorrichtung dafür eingerichtet ist, eine Koordinate eines Roboters basierend auf der Position eines anderen Roboters zu kalibrieren, der seinerseits eine Koordinate aufweist, die basierend auf seiner relativen Position zu dem Bearbeitungstisch kalibriert ist.
EP 2 116 340 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bearbeitung einer Konstruktion mit einem abgeschlossenen Raumbereich, bei dem ein erstes Robotersystem mit einem Endeffektor zu einer Bearbeitungsstelle in den abgeschlossenen Raumbereich bewegt wird und ein zweites Robotersystem mit einem zweiten Endeffektor zu einer Position über der Bearbeitungsstelle und außerhalb des abgeschlossenen Raumbereichs bewegt wird, die jeweiligen Ortsvektoren gespeichert werden und der erste und der zweite Endeffektor basierend auf den Ortsvektoren zu einer neuen Bearbeitungsstelle geführt werden.
EP 1 693 165 A2 beschreibt ein Robotersystem mit mehreren mehrachsigen Robotern, die dafür eingerichtet sind, gemeinsam einen Gegenstand zu verlagern. Dabei werden anhand einer vorgegebenen Trajektorie Bewegungspositionen für ein Greiforgan, wie eine Roboterhand, berechnet und die Stellmotoren der Roboter so angesteuert, dass sich deren Greiforgan entlang der Trajektorie bewegt. Hierbei kann einer der Roboter als Master und ein weiterer Roboter als Slave eingerichtet sein, dessen Bewegungspositionen in Abhängigkeit von den entsprechenden Bewegungspositionen des Master berechnet werden.
EP 1 642 690 A2 beschreibt ein System mit mehreren Robotern, die kooperativ gesteuert werden, wobei ein führender Roboter ein Werkzeug trägt und ein oder mehrere folgende Roboter ein Werkstück halten, das mit dem Werkzeug bearbeitet werden soll, wobei die Position und Orientierung eines folgenden Roboters auf der Grundlage einer Änderung der Lage und der Orientierung des führenden Roboters so gesteuert werden, dass die Position und Orientierung eines Koordinatensystems des führenden Roboters sich auf einer gewünschten Trajektorie in dem Koordinatensystem des folgenden Roboters bewegt.
US 8 761 936 B2 beschreibt ein Robotersystem, bei dem auf der Grundlage von drei Referenzpunkten, die zusammen eine Ebene definieren, und drei detektierten Positionen, die ebenfalls eine Ebene definieren, Korrekturwerte berechnet werden, welche die beiden Ebenen zur Deckung bringen, und auf dieser Grundlage korrigierte Referenzkoordinaten für die Bearbeitungsstellen bestimmt werden.
JP 07-020915 A beschreibt ein Robotersystem mit einem Master-Roboterarm und einem Slave-Roboterarm. Die Bewegung des Slave-Roboterarms wird auf der Grundlage der Bewegung des Master-Roboterarms und der relativen Position und Orientierung der beiden Roboterarme gesteuert.
In einem System mit einer Mehrzahl von Robotern kann die koordinierte Steuerung ausgeführt werden, bei der beispielsweise zwei Roboter unabhängig voneinander betrieben werden, um jeweilige Werkstücke zu ergreifen, und dann die beiden Roboter kooperativ betrieben werden, während eine relative Position und Ausrichtung zwischen den zwei Werkstücken aufrechterhalten wird. In dieser Hinsicht kann, wenn eine Positionsabweichung jedes Roboters unabhängig korrigiert wird, die Positionsbeziehung zwischen den zwei Robotern nach der Korrektur in der koordinierten Steuerung geändert werden. Zum Beispiel kann in dem Fall, dass jeder Roboter unabhängig eine Greiffehlausrichtung korrigiert, die erzeugt wird, wenn jeder Roboter das jeweilige Werkstück ergreift, die zuvor eingelernte Positionsbeziehung zwischen den Werkstücken geändert werden, wenn die koordinierte Steuerung gestartet wird.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Robotersystem, eine Robotersteuerung und ein Steuerverfahren für ein Robotersystem zur Verfügung zu stellen, die einen verbesserten koordinierten Betrieb zweier Roboter ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche 1 bis 3 gelöst.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Robotersystem bereit, das einen führenden Roboter und einen folgenden Roboter einschließt, wobei das Robotersystem konfiguriert ist, eine koordinierte Steuerung einzulernen, in welcher der folgende Roboter betrieben wird, während er einer Bewegung des führenden Roboters folgt, wobei das Robotersystem Folgendes umfasst: einen ersten Erkennungsabschnitt, der konfiguriert ist, eine erste Abweichung einer eingelernten Position/Ausrichtung des führenden Roboters in Bezug auf eine vorbestimmte erste Position/Ausrichtung zu erkennen; einen ersten Korrekturabschnitt, der konfiguriert ist, die Position/Ausrichtung des führenden Roboters basierend auf der ersten Abweichung zu korrigieren; einen zweiten Erkennungsabschnitt, der konfiguriert ist, eine zweite Abweichung einer eingelernten Position/Ausrichtung des folgenden Roboters in Bezug auf eine vorbestimmte zweite Position/Ausrichtung zu erkennen; und einen zweiten Korrekturabschnitt, der konfiguriert ist, die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters basierend auf mindestens der zweiten Abweichung zu korrigieren, wobei der zweite Korrekturabschnitt konfiguriert ist, die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters basierend auf sowohl der ersten Abweichung als auch der zweiten Abweichung zu korrigieren, wenn die koordinierte Steuerung ausgeführt wird.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine Robotersteuerung bereit, die in einem Robotersystem enthalten ist, das einen führenden Roboter und einen folgenden Roboter einschließt, wobei das Robotersystem konfiguriert ist, eine koordinierte Steuerung zu einzulernen, in welcher der folgende Roboter betrieben wird, während er einer Bewegung des führenden Roboters folgt, wobei die Robotersteuerung Folgendes umfasst: einen ersten Korrekturabschnitt, der konfiguriert ist, eine Position/Ausrichtung des führenden Roboters basierend auf einer ersten Abweichung einer eingelernten Position/Ausrichtung des führenden Roboters in Bezug auf eine vorbestimmte erste Position/Ausrichtung zu korrigieren; und einen zweiten Korrekturabschnitt, der konfiguriert ist, eine Position/Ausrichtung des folgenden Roboters basierend auf mindestens der zweiten Abweichung einer eingelernten Position/Ausrichtung des folgenden Roboters in Bezug auf eine vorbestimmte zweite Position/Ausrichtung zu korrigieren, wobei der zweite Korrekturabschnitt konfiguriert ist, die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters basierend auf sowohl der ersten Abweichung als auch der zweiten Abweichung zu korrigieren, wenn die koordinierte Steuerung ausgeführt wird.
Noch ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Steuerverfahren für ein Robotersystem bereit, das einen führenden Roboter und einen folgenden Roboter einschließt, wobei das Robotersystem konfiguriert ist, eine koordinierte Steuerung einzulernen, in welcher der folgende Roboter betrieben wird, während er einer Bewegung des führenden Roboters folgt, wobei das Steuerverfahren Folgendes umfasst: Erkennen einer ersten Abweichung einer eingelernten Position/Ausrichtung des führenden Roboters in Bezug auf eine vorbestimmte erste Position/Ausrichtung; Korrigieren der Position/Ausrichtung des führenden Roboters basierend auf der ersten Abweichung; Erkennen einer zweiten Abweichung einer eingelernten Position/Ausrichtung des folgenden Roboters in Bezug auf eine vorbestimmte zweite Position/Ausrichtung; und Korrigieren, wenn die koordinierte Steuerung ausgeführt wird, der Position/Ausrichtung des folgenden Roboters basierend sowohl auf der ersten Abweichung als auch der zweiten Abweichung.
Figurenliste
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen davon unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen stärker verdeutlicht, wobei:

1 eine schematische Konfiguration eines Robotersystems entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
2 ein Flussdiagramm ist, in dem ein Beispiel einer Verfahrensweise in dem Robotersystem aus 1 dargestellt ist; und
3 eine Ansicht ist, die ein Beispiel, in dem eine Position/Ausrichtung eines Roboters in Übereinstimmung mit einer Greiffehlausrichtung eines Werkstücks korrigiert wird, in dem Robotersystem aus 1 erläutert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGEN
1 zeigt eine schematische Konfiguration eines Robotersystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, um eine koordinierte Steuerung unter Verwendung einer Mehrzahl von Robotern (in der Zeichnung zwei) auszuführen. Das System 10 schließt einen führenden (ersten) Roboter 12 und einen folgenden (zweiten) Roboter 14 ein und ist konfiguriert, die koordinierte Steuerung auszuführen, in welcher der nachfolgende Roboter 14 betrieben wird, während er der Bewegung des führenden Roboters 12 folgt. Die Bewegung des führenden Roboters 12 kann durch eine erste Robotersteuerung 16 gesteuert werden, und die Bewegung des folgenden Roboters 14 kann durch eine zweite Robotersteuerung 18 gesteuert werden. Wenngleich 1 zeigt, dass die erste Robotersteuerung 16 und die zweite Robotersteuerung 18 voneinander getrennt sind, kann im Wesentlichen eine Steuerung sowohl den führenden Roboter 12 als auch den folgenden Roboter 14 steuern.
Der führenden Roboter 12 weist mindestens eine Antriebsachse auf. Zum Beispiel kann der führende Roboter 12 ein sechsachsiger Gelenkroboter mit einem um eine im Allgemeinen vertikale Achse drehbaren Drehkörper 20, einem drehbar an dem Drehkörper 20 angebrachten Oberarm 22, einem drehbar an dem Oberarm 22 angebrachten Unterarm 24 und einem Handgelenk 26 sein, das drehbar an einem vorderen Ende des Unterarms 24 angebracht ist. Durch Drehen jeder Achse des führenden Roboters 12 kann die Position eines vorderen Endes des führenden Roboters 12 bewegt und gesteuert werden. In der Ausführungsform entspricht die Handgelenkachse 26 einer Endachse (oder einer finalen Achse), und ein erstes Werkzeugkoordinatensystem 28 ist in Bezug auf die Endachse definiert.
Der folgende Roboter 14 weist mindestens eine Antriebsachse auf. Zum Beispiel kann der folgende Roboter 14 ein sechsachsiger Gelenkroboter mit einem um eine im Allgemeinen vertikale Achse drehbaren Drehkörper 30, einem drehbar an dem Drehkörper 30 angebrachten Oberarm 32, einem drehbar an dem Oberarm 32 angebrachten Unterarm 34 und einem Handgelenk 36 sein, das drehbar an einem vorderen Ende des Unterarms 34 angebracht ist. Durch Drehen jeder Achse des folgenden Roboters 14 kann die Position eines vorderen Endes des folgenden Roboters 14 bewegt und gesteuert werden. In der Ausführungsform entspricht die Handgelenkachse 36 einer Endachse (oder einer finalen Achse), und ein zweites Werkzeugkoordinatensystem 38 ist in Bezug auf die Endachse definiert. Außerdem kann die Werkzeugkoordinatenachse als ein Handkoordinatensystem bezeichnet werden.
Das Robotersystem 10 weist einen ersten Erkennungsabschnitt 42 auf, der konfiguriert ist, eine erste Abweichung einer eingelernten Position/Ausrichtung des führenden Roboters 12 in Bezug auf eine vorbestimmte erste Position/Ausrichtung basierend auf einem ersten Referenzkoordinatensystem (Basiskoordinatensystem) 40 zu erkennen, das an dem führenden Roboter 12 fixiert oder in Bezug auf diesen definiert ist. Zum Beispiel weist der erste Erkennungsabschnitt 42 eine zweidimensionale oder dreidimensionale Kamera auf, die an dem Vorderarm 24 des führenden Roboters 12 angebracht ist, und die erste Abweichung kann quantitativ durch Bildverarbeitung eines Erfassungsergebnisses (z. B. eines erfasstes Bildes) der Kamera berechnet werden. In dieser Hinsicht kann der erste Erkennungsabschnitt 42 beliebige Mittel wie einen Sensor oder eine Kamera usw. aufweisen, die an einer festen Position angeordnet sind, solange das Mittel die erste Abweichung erkennen kann. Das Robotersystem 10 weist auch einen ersten Korrekturabschnitt auf, der konfiguriert ist, die Position/Ausrichtung des führenden Roboters 12 basierend auf der erkannten ersten Abweichung zu korrigieren. Zum Beispiel kann der erste Korrekturabschnitt in der ersten Robotersteuereinheit 16 als eine CPU usw. enthalten sein.
Alternativ kann der erste Korrekturabschnitt eine andere Vorrichtung wie etwa ein Personal Computer sein, der von der Robotersteuereinheit getrennt ist.
Das Robotersystem 10 weist einen zweiten Erkennungsabschnitt 46 auf, der konfiguriert ist, eine zweite Abweichung einer eingelernten Position/Ausrichtung des folgenden Roboters 14 in Bezug auf eine vorbestimmte zweite Position/Ausrichtung basierend auf einem zweiten Referenzkoordinatensystem (Basiskoordinatensystem) 44 zu erkennen, das an dem folgenden Roboter 14 fixiert ist oder in Bezug auf diesen definiert ist. Zum Beispiel weist der zweite Erkennungsabschnitt 46 eine zweidimensionale oder dreidimensionale Kamera auf, die an dem Unterarm 34 des folgenden Roboters 14 angebracht ist, und die zweite Abweichung kann quantitativ durch Bildverarbeitung eines Erfassungsergebnisses (z. B. eines erfassten Bildes) der Kamera berechnet werden. In dieser Hinsicht kann der zweite Erkennungsabschnitt 46 beliebige Mittel wie einen Sensor oder eine Kamera usw. aufweisen, die an einer festen Position angeordnet sind, solange das Mittel die zweite Abweichung erkennen kann. Das Robotersystem 10 weist auch einen zweiten Korrekturabschnitt auf, der konfiguriert ist, die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters 14 basierend auf der erkannten zweiten Abweichung zu korrigieren. Zum Beispiel kann der zweite Korrekturabschnitt in der zweiten Robotersteuereinheit 18 als eine CPU usw. enthalten sein. Alternativ kann der zweite Korrekturabschnitt eine andere Vorrichtung wie etwa ein Personal Computer sein, der von der Robotersteuereinheit getrennt ist.
In der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Begriff „Position/Ausrichtung“ die Position und Ausrichtung eines Roboters (einen repräsentativen Punkt wie einen Werkzeugmittelpunkt). Wenn es jedoch nicht notwendig ist, die Ausrichtung des Roboters zu berücksichtigen, um die obige erste oder zweite Abweichung zu korrigieren, kann der Ausdruck „Position/Ausrichtung“ nur die Position bedeuten. Wenn es andererseits nicht notwendig ist, die Position des Roboters zu berücksichtigen, um die obige erste oder zweite Abweichung zu korrigieren, kann der Ausdruck „Position/Ausrichtung“ nur die Ausrichtung bedeuten.
Wenn die koordinierte Steuerung zwischen dem führenden Roboter 12 und dem folgenden Roboter 14 nicht ausgeführt wird, kann der zweite Korrekturabschnitt die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters 14 nur basierend auf der zweiten Abweichung korrigieren. Wenn andererseits die koordinierte Steuerung ausgeführt wird, korrigiert der zweite Korrekturabschnitt die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters 14 auf der Grundlage sowohl der ersten Abweichung als auch der zweiten Abweichung. Nachfolgend wird ein Detail davon unter Bezugnahme auf 2 und 3 erläutert.
In diesem Beispiel wird, wie in 1 dargestellt, ein Einlernvorgang ausgeführt, sodass die Bewegung des führenden Roboters 12 zum Halten eines ersten Werkstücks 50 und Bewegen zu einer ersten Position PL und die Bewegung des folgenden Roboters 14 zum Halten eines zweiten Werkstücks 52 und Bewegen zu einer zweiten Position PF unabhängig ausgeführt werden, und dann wird die koordinierte Steuerung ausgeführt, bei der sich die Roboter zur nächsten Position bewegen, während die relative Position/Ausrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Werkstück aufrechterhalten wird. In dieser Hinsicht kann der Ausdruck „Halten“ das Ergreifen durch eine Hand vom Grifftyp bedeuten und kann auch eine magnetische oder Vakuumadsorption bedeuten. Außerdem kann der Ausdruck „Aufrechterhalten der relativen Position/Ausrichtung zwischen den Werkstücken“ usw. bedeuten, dass eines der Werkstücke derart gehalten wird, dass ein Werkstück in Bezug auf das andere Werkstück nicht bewegt wird, während die Werkstücke einander berühren. Alternativ kann der Ausdruck bedeuten, dass eines der Werkstücke derart gehalten wird, dass ein Werkstück in Bezug auf das andere Werkstück nicht bewegt wird (d. h. die Position/Ausrichtung eines Werkstücks wird nicht geändert), während die Werkstücke voneinander getrennt sind.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Vorgehensweise (oder eines Robotersteuerverfahrens) zeigt, welches die koordinierte Steuerung in dem Robotersystem 10 einschließt. Zuerst werden der führende Roboter 12 und der folgende Roboter 14 zu einem i-ten Einlernpunkt P[i] (Schritt S1) bewegt und dann ergreift der führende Roboter 12 das erste Werkstück 50 und der nachfolgende Roboter 14 das zweite Werkstück 52 (Schritt S2). In dieser Hinsicht kann der Einlernpunkt P[i] durch eine Eingabe eines Benutzers in jede Steuerung usw. erzeugt oder eingelernt werden. Alternativ kann der Einlernpunkt P[i] automatisch von jeder Steuerung erzeugt oder eingelernt werden, nachdem die Steuerung ein vorbestimmtes Roboterprogramm usw. liest.
In der Ausführungsform wird angenommen, dass die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters 14 in der koordinierten Steuerung in Bezug auf das erste Werkzeugkoordinatensystem 28 eingelernt wird, das an der Endachse (oder finalen Achse) des führenden Roboters 12 fixiert (definiert) ist. In diesem Fall kann ein Einlernpunkt (Position) X des folgenden Roboters 14 aus der Gleichung (1) wie unten beschrieben berechnet werden. Zum Beispiel kann jede der Positionen X, PL und PF durch eine homogene Umwandlungsmatrix mit vier Zeilen und vier Spalten dargestellt werden. Ferner repräsentiert ein Zeichen „Inv“ in Gleichung (1) eine Inversionsmatrix. $X = Inv (PL) \cdot PF$
Als nächstes wird eine erste Abweichung (in der Ausführungsform eine Greiffehlausrichtung des ersten Werkstücks 50) des führenden Roboters 12 unter Verwendung des ersten Erkennungsabschnitts 42 und eine zweite Abweichung (in der Ausführungsform eine Greiffehlausrichtung des zweiten Werkstücks 52) des folgenden Roboters 14 erkannt, indem der zweite Erkennungsabschnitt 46 verwendet wird (Schritt S3). An diesem Punkt, wie in 3 dargestellt, wird angenommen, dass in mindestens einem des (in dem Beispiel aus 3, beide) führenden Roboters 12 und des folgenden Roboters 14 eine Greiffehlausrichtung zwischen dem Roboter und dem von dem Roboter ergriffenen Werkstück auftritt. In einem solchen Fall wird die erste Greiffehlausrichtung des ersten Werkstücks 50, das von dem führenden Roboter 12 erkannt wird, von dem ersten Erkennungsabschnitt 42 erkannt, und ein erster Korrekturbetrag TL zum Korrigieren der ersten Greiffehlausrichtung wird berechnet. In ähnlicher Weise wird die zweite Greiffehlausrichtung des zweiten Werkstücks 52, das von dem folgenden Roboter 14 ergriffen wird, von dem zweiten Erkennungsabschnitt 46 erkannt, und ein zweiter Korrekturbetrag TF zum Korrigieren der zweiten Greiffehlausrichtung wird berechnet (Schritt S4).
Als nächstes wird die Position/Ausrichtung des führenden Roboters 12 am Einlernpunkt P[i] korrigiert, indem der Korrekturbetrag TL verwendet wird, der im Schritt S4 erhalten wird (Schritt S7). Dann wird in Bezug auf den folgenden Roboter 14 beurteilt, ob der Einlernvorgang am Einlernpunkt P[i] Gegenstand der koordinierten Steuerung ist oder nicht (Schritt S8). Wenn der Einlernvorgang am Einlernpunkt P[i] nicht Gegenstand der koordinierten Steuerung ist, wird die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters 14 am Einlernpunkt P[i] korrigiert, indem der in Schritt S4 erhaltene Korrekturbetrag TF verwendet wird (Schritt S9). Wenn andererseits der Einlernvorgang am Einlernpunkt P[i] Gegenstand der koordinierten Steuerung ist, wird die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters 14 am Einlernpunkt P[i] korrigiert, indem die erhaltenen Korrekturwerte TL und TF verwendet werden, die in Schritt S4 (Schritt S10) erhalten werden. Mit anderen Worten, wenn die koordinierte Steuerung ausgeführt wird, wird die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters 14 in Bezug auf den (bzw. das Werkzeugkoordinatensystem 28 des) führenden Roboter(s) 12 korrigiert, indem beide Korrekturbeträge TL und TF verwendet werden.
Konkret kann die Position/Ausrichtung des führenden Roboters 12 nach Korrektur um den Korrekturbetrag TL als (PL • TL) dargestellt werden, und die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters 14 nach Korrektur um den Korrekturbetrag TF kann als (PF • TF) dargestellt werden. Daher kann ein Einlernpunkt X' des folgenden Roboters 14 in Schritt S10 durch die unten beschriebene Gleichung (2) berechnet werden. Zum Beispiel können die Beträge der Korrektur TL und TF durch eine homogene Umwandlungsmatrix mit vier Zeilen und vier Spalten dargestellt werden. $\begin{matrix} X = Inv (TL) \cdot X \cdot TF \\ = Inv (PL \cdot TL) \cdot (PF \cdot TF) \end{matrix}$
Schließlich wird in Schritt S11 jeder Roboter zum korrigierten Einlernpunkt P[i] bewegt (d. h. an die Position, die die Greiffehlausrichtung einnimmt). Die Vorgehensweise der Schritte S7 bis S11 wird wiederholt, bis der Parameter „i“ eine vorbestimmte Anzahl von Einlernpunkten „N“ erreicht (Schritt S5 und S6).
Wie in 1 dargestellt, wenn die Zielposition des folgenden Roboters 14 basierend auf dem Werkzeugkoordinatensystem 28 eingelernt wird, das an der Endachse (in diesem Fall der Handgelenkachse 26) des führenden Roboters 12 fixiert ist, ist der Korrekturbetrag basierend auf der Greiffehlausrichtung zum Einlernzeitpunkt unbekannt. Daher ist es für den Benutzer im Stand der Technik schwierig, einen Einlernpunkt zu erzeugen und gleichzeitig im Vorfeld die Greiffehlausrichtung in Betracht zu ziehen. Andererseits kann in der vorliegenden Ausführungsform der Einlernpunkt des folgenden Roboters 14 im Hinblick auf die Korrekturbeträge der beiden Roboter korrigiert oder modifiziert werden, wodurch die Beziehung zwischen den Werkstücken in der koordinierten Steuerung nach Korrektur der Greiffehlausrichtung als die gleiche Beziehung wie in dem Einlernvorgang aufrechterhalten werden kann.
Wenn im Stand der Technik ein führender Roboter und ein folgender Roboter konfiguriert sind, jeweilige Greiffehlausrichtungen unabhängig zu erkennen und zu korrigieren, können die Roboter die jeweiligen ergriffenen Werkstücke derart bewegen, dass sie problemlos einen vorbestimmten Zustand (z. B. einen Oberflächenanpassungszustand) bilden. Wenn jedoch danach die koordinierte Steuerung der Roboter ausgeführt wird, während der Oberflächenanpassungszustand (oder die Positionsbeziehung) der Werkstücke aufrechterhalten wird, kann der folgende Roboter der Bewegung des führenden Roboters nicht richtig folgen, da die Greiffehlausrichtung des führenden Roboters bei der Steuerung der Bewegung des folgenden Roboters nicht berücksichtigt wird. Dementsprechend kann die Positionsbeziehung zwischen den Robotern geändert werden, wodurch ein Problem auftreten kann (z. B. wird eine übermäßige Kraft auf das Werkstück ausgeübt und das Werkstück wird durch die Kraft beschädigt).
Andererseits kann in der vorliegenden Ausführungsform während der koordinierten Steuerung die Position/Ausrichtung (oder der Einlernpunkt) des folgenden Roboters 14 in Bezug auf den führenden Roboter 12 korrigiert werden, indem sowohl die Greiffehlausrichtung des folgenden Roboters 14 als auch gegebenenfalls die Greiffehlausrichtung des führenden Roboters 12 berücksichtigt wird. Selbst wenn die koordinierte Steuerung ausgeführt wird, kann daher der folgende Roboter 14 der Bewegung des führenden Roboters 12 folgen, während er den Oberflächenanpassungszustand usw. präzise aufrechterhält.
In der obigen Ausführungsform ergreifen der führende Roboter 12 und der folgende Roboter 14 jeweilige unterschiedliche Werkstücke. Bei der koordinierten Steuerung kann die vorliegende Erfindung jedoch auf einen Fall angewendet werden, bei dem der führende Roboter 12 und der folgende Roboter 14 zusammen ein Werkstück befördern, während die Roboter jeweilige unterschiedliche Abschnitte des Werkstücks ergreifen, oder einen Fall, bei dem einer des führenden Roboters 12 und des folgenden Roboters 14 ein (zu bearbeitendes) Werkstück ergreift und der andere Roboter ein Arbeitswerkzeug wie ein Polierwerkzeug ergreift, wobei dann das Werkstück durch das Arbeitswerkzeug usw. bearbeitet wird. In jedem der Fälle kann die Positionsbeziehung zwischen den Werkstücken oder den Robotern in geeigneter Weise aufrechterhalten werden, indem die Bewegung des folgenden Roboters basierend auf den Abweichungen der Position/Ausrichtung der beiden Roboter korrigiert wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die überschüssige Kraft auf das Werkstück ausgeübt wird, und/oder dass der Abschnitt des zu bearbeitenden Werkstücks von einer gewünschten Position abweicht.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters basierend sowohl auf der ersten Abweichung des führenden Roboters als auch der zweiten Abweichung des folgenden Roboters korrigiert werden. Daher kann selbst bei der koordinierten Steuerung, bei der ein Korrekturbetrag, der zum Zeitpunkt des Einlernens unbekannt ist, berücksichtigt werden sollte, der Einlernvorgang leicht und präzise ausgeführt werden.

Claims

Robotersystem (10), das einen führenden Roboter (12) und einen folgenden Roboter (14) einschließt, wobei das Robotersystem konfiguriert ist, eine koordinierte Steuerung einzulernen, in welcher der führende Roboter, der das erste Werkstück (50) ergreift und der nachfolgende Roboter, der das zweite Werkstück (52) ergreift, unabhängig in eine vorbestimmte Position bewegt werden und dann der folgende Roboter betrieben wird, während er einer Bewegung des führenden Roboters folgt, und dabei eine relative Position/Ausrichtung zwischen den dem ersten und zweiten Werkstück aufrechterhalten wird, wobei das Robotersystem Folgendes umfasst: einen ersten Erkennungsabschnitt (42), der konfiguriert ist, eine erste Greiffehlausrichtung einer eingelernten Position/Ausrichtung des führenden Roboters in Bezug auf eine vorbestimmte erste Position/Ausrichtung zu erkennen; einen ersten Korrekturabschnitt (16), der konfiguriert ist, die Position/Ausrichtung des führenden Roboters basierend auf der ersten Greiffehlausrichtung zu korrigieren; einen zweiten Erkennungsabschnitt (46), der konfiguriert ist, eine zweite Greiffehlausrichtung einer eingelernten Position/Ausrichtung des folgenden Roboters in Bezug auf eine vorbestimmte zweite Position/Ausrichtung zu erkennen; und einen zweiten Korrekturabschnitt (18), der konfiguriert ist, die Position/Ausrichtung des folgenden Roboters basierend auf mindestens der zweiten Greiffehlausrichtung zu korrigieren, wobei, wenn die koordinierte Steuerung ausgeführt wird, ein Einlernpunkt des folgenden Roboters berechnet wird basierend auf sowohl der Position/Ausrichtung des führenden Roboters, die von einem ersten Korrekturabschnitt korrigiert wird und der Position/Ausrichtung des folgenden Roboters, die durch den zweiten Korrekturabschnitt korrigiert wird.
Robotersteuerung (16, 18), die in einem Robotersystem (10) enthalten ist, das einen führenden Roboter (12) und einen folgenden Roboter (14) einschließt, wobei das Robotersystem konfiguriert ist, eine koordinierte Steuerung einzulernen, in welcher der führende Roboter, der das erste Werkstück (50) ergreift und der nachfolgende Roboter, der das zweite Werkstück (52) ergreift, unabhängig in eine vorbestimmte Position bewegt werden und dann der folgende Roboter betrieben wird, während er einer Bewegung des führenden Roboters folgt, und dabei eine relative Position/Ausrichtung zwischen dem ersten und zweiten Werkstück aufrechterhalten wird, wobei die Robotersteuerung Folgendes umfasst: einen ersten Korrekturabschnitt (16), der konfiguriert ist, eine Position/Ausrichtung des führenden Roboters basierend auf einer ersten Greiffehlausrichtung einer eingelernten Position/Ausrichtung des führenden Roboters in Bezug auf eine vorbestimmte erste Position/Ausrichtung zu korrigieren; und einen zweiten Korrekturabschnitt (18), der konfiguriert ist, eine Position/Ausrichtung des folgenden Roboters basierend auf mindestens der zweiten Greiffehlausrichtung einer eingelernten Position/Ausrichtung des folgenden Roboters in Bezug auf eine vorbestimmte zweite Position/Ausrichtung zu korrigieren, wobei, wenn die koordinierte Steuerung ausgeführt wird, ein Einlernpunkt des folgenden Roboters berechnet wird basierend auf sowohl der Position/Ausrichtung des führenden Roboters, die von einem ersten Korrekturabschnitt korrigiert wird und der Position/Ausrichtung des folgenden Roboters, die durch den zweiten Korrekturabschnitt korrigiert wird.
Steuerverfahren für ein Robotersystem (10), das einen führenden Roboter (12) und einen folgenden Roboter (14) einschließt, wobei das Robotersystem konfiguriert ist, eine koordinierte Steuerung einzulernen, in welcher der führende Roboter, der das erste Werkstück (50) ergreift und der nachfolgende Roboter, der das zweite Werkstück (52) ergreift, unabhängig in eine vorbestimmte Position bewegt werden und dann der folgende Roboter betrieben wird, während er einer Bewegung des führenden Roboters folgt, und dabei eine relative Position/Ausrichtung zwischen dem ersten und zweiten Werkstück aufrechterhalten wird, wobei das Steuerverfahren die folgenden Schritte umfasst: Erkennen einer ersten Greiffehlausrichtung einer eingelernten Position/Ausrichtung des führenden Roboters in Bezug auf eine vorbestimmte erste Position/Ausrichtung; Korrigieren der Position/Ausrichtung des führenden Roboters basierend auf der ersten Greiffehlausrichtung; Erkennen einer zweiten Greiffehlausrichtung einer eingelernten Position/Ausrichtung des folgenden Roboters in Bezug auf eine vorbestimmte zweite Position/Ausrichtung; Korrigieren der Position/Ausrichtung des folgenden Roboters basierend auf der zweiten Greiffehlausrichtung; Berechnen, wenn die koordinierte Steuerung ausgeführt wird, eines Einlernpunkts des folgenden Roboters basierend auf sowohl der Position/Ausrichtung des führenden Roboters, die von einem ersten Korrekturabschnitt korrigiert wird und der Position/Ausrichtung des folgenden Roboters, die durch den zweiten Korrekturabschnitt korrigiert wird.