JP2003071760A - Assembly robot - Google Patents

Assembly robot

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Publication number
JP2003071760A
JP2003071760A JP2001264803A JP2001264803A JP2003071760A JP 2003071760 A JP2003071760 A JP 2003071760A JP 2001264803 A JP2001264803 A JP 2001264803A JP 2001264803 A JP2001264803 A JP 2001264803A JP 2003071760 A JP2003071760 A JP 2003071760A
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JP
Japan
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arm
error
reaction force
end effector
posture
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001264803A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyasu Hirasawa
友康 平澤
Tomiko Takahashi
斗美子 高橋
Takuya Uchida
拓也 内田
Tadakatsu Harada
忠克 原田
Kenichi Yoshimura
研一 吉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control movements such as position and attitude with high precision without receiving the influence of error of position and attitude in an arm tip part. SOLUTION: The arm tip part of an assembly robot 100 is provided with a position attitude sensor 106 detecting position and attitude of the tip part and a compensation mechanism 109 capable of compensating by moving position and attitude of an end effector 102. A hand tip error computing part 107 computes an error for the position and attitude detected by the position attitude sensor 106 when driving and controlling an arm to a target position and the position of the arm tip part required when working. A compensation mechanism target position computing part 108 determines a control target value of position and attitude for the compensation mechanism 109 to compensate the position of the end effector 102 by the obtained error value to drive and control the robot. At this time, the form of the arm is not changed, and the position and attitude can be compensated with high precision.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、製品の組立およ
び分解に使用する組立ロボット関し、より詳しくは、ロ
ボットアームの動作時の位置・姿勢の誤差を修正してよ
り高精度の作業をおこなうことができる組立ロボット、
さらには、その制御方法、およびその方法をコンピュー
タに実行させるプログラム、並びにそのプログラムを記
録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an assembling robot used for assembling and disassembling products, and more particularly to correcting position / orientation error during operation of a robot arm for more highly accurate work. Assembly robot that can
Furthermore, the present invention relates to a control method thereof, a program for causing a computer to execute the method, and a computer-readable recording medium recording the program.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、生産システムに多関節ロボットを
配置して組立や分解をする場合、必要とされる手先の位
置・姿勢あるいは動作軌跡からロボットの各関節の角度
位置を算出する。算出された値は、各関節を駆動するサ
ーボモータの目標値として各関節が個別のサーボ系によ
り駆動され、位置決め制御することによって多自由度の
動作をおこなう。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a multi-joint robot is placed in a production system for assembly or disassembly, the angular position of each joint of the robot is calculated from the required position / orientation of the hand or movement locus. The calculated value serves as a target value of the servo motor that drives each joint, and each joint is driven by an individual servo system, and positioning control is performed to perform a multi-degree-of-freedom operation.

【0003】しかし、このような多関節ロボットでは、
サーボモータの減速機のバックラッシュやアーム構造部
の弾性変形により、モータの角度位置の位置決めが正確
であっても、アーム先端のエンドエフェクタの位置と姿
勢に誤差が生じてしまう。アーム先端の加速度とアーム
根元の位置を測定しそれらの値を基にアーム先端の振動
を抑制する方法として、特開平8−47882「制振装
置」がある。
However, in such an articulated robot,
Due to the backlash of the reducer of the servo motor and the elastic deformation of the arm structure, even if the angular position of the motor is accurate, an error occurs in the position and orientation of the end effector at the end of the arm. As a method of measuring the acceleration of the arm tip and the position of the arm root and suppressing the vibration of the arm tip based on these values, there is JP-A-8-47882 "vibration damping device".

【0004】この制振装置は、制御対象のロボットアー
ムの先端部に取付けた加速度計と、アームの根元に取付
けたアーム根元位置センサと、アーム根元に取付けたア
クチュエータとを備え、上記加速度計および根元位置セ
ンサからの検出値と、アーム先端速度設定値およびアー
ム先端位置設定値とを比較して得られた値に基づいてア
ームを目標位置に移動させる指令を演算した結果を、上
記アクチュエータへの制御信号として用いることでアー
ム先端の振動を低減するものである。
This vibration damping device comprises an accelerometer attached to the tip of the robot arm to be controlled, an arm root position sensor attached to the base of the arm, and an actuator attached to the arm base. The result of calculating the command to move the arm to the target position based on the value obtained by comparing the detection value from the root position sensor with the arm tip speed setting value and the arm tip position setting value is sent to the actuator. The vibration at the tip of the arm is reduced by using it as a control signal.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、アーム先端部の振動による誤差を低減することは可
能であるが、アームの姿勢によって変化する静的なたわ
みやモータの減速機のバックラッシュによる誤差を修正
することは困難である。
However, this method can reduce the error due to the vibration of the tip of the arm, but the static deflection and the backlash of the reducer of the motor which change depending on the attitude of the arm. It is difficult to correct the error due to.

【0006】この発明は、上述した従来技術による問題
点を解消するため、多関節のロボットを用いた組立、分
解作業時に、各関節を駆動するサーボモータの減速機の
バックラッシュやアーム構造部の弾性変形に基づき発生
するアーム先端部の位置、姿勢等の誤差の影響を受けず
に高精度な位置、姿勢等の動作制御が可能な組立ロボッ
ト、さらにはその制御方法、およびその方法をコンピュ
ータに実行させるプログラム、並びにそのプログラムを
記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供す
ることを目的とする。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention eliminates the backlash of the reducer of the servo motor and the arm structure portion of the servo motor that drives each joint during assembly and disassembly work using a multi-joint robot. An assembly robot capable of highly accurate motion control of position, posture, etc. without being affected by errors in the position, posture, etc. of the arm tip portion caused by elastic deformation, a control method therefor, and a computer for the method. It is an object to provide a program to be executed and a computer-readable recording medium recording the program.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、請求項1の発明にかかる組立ロボ
ットは、作業時に必要なアーム先端部の位置、姿勢、あ
るいはその軌跡からアームを構成する各関節の各駆動モ
ータの目標位置を算出し、各駆動モータを個々に位置決
めして組立あるいは分解作業をおこなう多関節の組立ロ
ボットにおいて、前記アーム先端部に設けられ、該先端
部を目標位置に位置決め制御した際における該先端部の
位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の出
力によりアーム先端部の位置を検出し、作業時に必要な
アーム先端部の位置に対する誤差を算出する手先誤差演
算手段と、前記アーム先端部と、該アーム先端部に配置
されたエンドエフェクタとの間に設けられ、エンドエフ
ェクタの位置を補正すべく移動可能な補正手段と、前記
手先誤差演算手段で算出された誤差値に基づき、前記エ
ンドエフェクタの位置を補正するために前記補正手段に
対し位置の制御目標値を決定し駆動制御する補正機構目
標位置演算手段と、を備えたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object, an assembly robot according to the invention of claim 1 calculates a target position of each drive motor of each joint forming an arm from the position, posture, or locus of the arm tip portion necessary for work, In a multi-joint assembling robot that positions each drive motor individually to perform assembly or disassembly work, the position of the tip is detected when the arm is provided at the tip of the arm and the tip is position-controlled to a target position. Position detecting means, a hand end error calculating means for detecting the position of the arm tip portion based on the output of the position detecting means, and calculating an error with respect to the position of the arm tip portion necessary for working, the arm tip portion, and the arm tip. Correction means, which is provided between the end effector and the end effector and is movable to correct the position of the end effector, and the hand error calculation means. Correction mechanism target position calculation means for determining a position control target value for the correction means and drivingly controlling the position of the end effector based on the calculated error value. .

【0008】この請求項1の発明によれば、組立ロボッ
トのアーム構造等に起因するアーム先端部の位置の誤差
をアーム先端部に配置された補正手段で補正できるた
め、誤差の修正のためにアームの形態を変化させる必要
がなく新たな位置の誤差を発生しない。このため、組立
ロボットを駆動させる減速機のバックラッシュ、アーム
の弾性変形等による位置の誤差の影響を受けずに、アー
ム先端部を高精度に位置決め制御できる。
According to the invention of claim 1, an error in the position of the arm tip portion due to the arm structure of the assembly robot or the like can be corrected by the correction means arranged at the arm tip portion. There is no need to change the form of the arm and no new position error occurs. Therefore, the arm tip portion can be highly accurately positioned and controlled without being affected by the position error due to the backlash of the speed reducer that drives the assembly robot, the elastic deformation of the arm, or the like.

【0009】また、請求項2の発明にかかる組立ロボッ
トは、請求項1に記載の発明において、前記アーム先端
部を目標位置に位置決め制御するために該アームの先端
がとるべき位置が設定される手先位置設定手段を備え、
前記手先誤差演算手段は、前記手先位置設定手段で設定
された前記エンドエフェクタの位置と、前記位置検出手
段により検出された位置に基づき位置の誤差を演算する
ことを特徴とする。
Further, in the assembly robot according to the invention of claim 2, in the invention according to claim 1, the position to be taken by the tip of the arm is set in order to control the positioning of the tip of the arm to a target position. Equipped with hand position setting means,
It is characterized in that the hand error calculation means calculates a position error based on the position of the end effector set by the hand position setting means and the position detected by the position detection means.

【0010】この請求項2の発明によれば、あらかじめ
アームを目標位置に位置決め制御した際の位置が設定さ
れており、この位置を読み出して検出された位置との誤
差を得ることができ、簡単に高精度な位置決め制御がお
こなえる。
According to the second aspect of the present invention, the position when the positioning control of the arm to the target position is set in advance, and an error from the detected position can be obtained by reading this position, which is simple. Highly accurate positioning control can be performed.

【0011】また、請求項3の発明にかかる組立ロボッ
トは、請求項1、2のいずれか一つに記載の発明におい
て、前記アーム先端部に設けられ、該先端部を目標位置
に位置決め制御した際における該先端部の姿勢を検出す
る姿勢検出手段を備え、前記手先誤差演算手段は、前記
姿勢検出手段の出力によりアーム先端部の姿勢を検出
し、作業時に必要なアーム先端部の姿勢に対する誤差を
算出し、前記補正手段は、前記エンドエフェクタの姿勢
を補正すべく移動可能であり、前記補正機構目標位置演
算手段は、前記手先誤差演算手段で算出された誤差値に
基づき、前記エンドエフェクタの姿勢を補正するために
前記補正手段に対し姿勢の制御目標値を決定し駆動制御
させることを特徴とする。
The assembly robot according to a third aspect of the present invention is the assembly robot according to any one of the first and second aspects, wherein the arm is provided at the tip of the arm, and the tip is positioned and controlled to a target position. In this case, the hand end error calculation means detects the posture of the arm tip portion based on the output of the posture detection means, and an error with respect to the posture of the arm tip portion necessary for work is provided. And the correction means is movable to correct the attitude of the end effector, and the correction mechanism target position calculation means calculates the end effector of the end effector based on the error value calculated by the hand error calculation means. In order to correct the attitude, the correction means determines the attitude control target value and controls the drive.

【0012】この請求項3の発明によれば、組立ロボッ
トのアーム構造等に起因するアーム先端部の姿勢の誤差
をアーム先端部に配置された補正手段で補正できるた
め、誤差の修正のためにアームの形態を変化させる必要
がなく新たな姿勢の誤差を発生しない。このため、組立
ロボットを駆動させる減速機のバックラッシュ、アーム
の弾性変形等による姿勢の誤差の影響を受けずに、アー
ム先端部を高精度に姿勢制御できる。
According to the third aspect of the present invention, since the error in the posture of the arm tip portion due to the arm structure of the assembly robot or the like can be corrected by the correction means arranged at the arm tip portion, the error can be corrected. There is no need to change the form of the arm and no new posture error occurs. Therefore, the posture of the arm tip can be controlled with high accuracy without being affected by the posture error caused by the backlash of the speed reducer that drives the assembly robot and the elastic deformation of the arm.

【0013】また、請求項4の発明にかかる組立ロボッ
トは、請求項3に記載の発明において、前記アーム先端
部を目標位置に位置決め制御するために該アームの先端
がとるべき姿勢が設定される手先姿勢設定手段を備え、
前記手先誤差演算手段は、前記手先姿勢設定手段で設定
された前記エンドエフェクタの姿勢と、前記姿勢検出手
段により検出された姿勢に基づき姿勢の誤差を演算する
ことを特徴とする。
Further, in the assembly robot according to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the third aspect, the posture to be taken by the tip of the arm is set in order to position and control the tip portion of the arm to a target position. Equipped with hand posture setting means,
The hand end error calculation means may calculate a position error based on the attitude of the end effector set by the hand end attitude setting means and the attitude detected by the attitude detection means.

【0014】この請求項4の発明によれば、あらかじめ
アームを目標位置に位置決め制御した際の姿勢が設定さ
れており、この姿勢を読み出して検出された姿勢との誤
差を得ることができ、簡単に高精度な姿勢制御がおこな
える。
According to the invention of claim 4, the posture when the positioning control of the arm to the target position is set in advance, and the posture can be read to obtain an error from the detected posture, which is simple. Highly accurate posture control is possible.

【0015】また、請求項5の発明にかかる組立ロボッ
トは、請求項1〜4のいずれか一つに記載の発明におい
て、前記アームの先端部を目標位置に位置決め制御した
際に、前記エンドエフェクタに対して発生する作業時の
反力を検出する力覚検出手段と、前記力覚検出手段の出
力により前記エンドエフェクタに発生する反力を検出
し、あらかじめ設定したエンドエフェクタに加わる反力
に対する誤差を算出する反力誤差演算手段とを備え、前
記補正機構目標位置演算手段は、前記反力誤差演算手段
で算出された誤差値に基づき、前記エンドエフェクタに
加わる反力が前記設定値になるよう前記補正手段に対し
反力の制御目標値を決定し駆動制御させることを特徴と
する。
The assembly robot according to a fifth aspect of the present invention is the assembly robot according to any one of the first to fourth aspects, wherein the end effector is controlled when the tip of the arm is positionally controlled to a target position. To the reaction force applied to the end effector set in advance by detecting the reaction force generated in the end effector by the output of the force detection means and the force detection means for detecting the reaction force generated during the work And a correction mechanism target position calculating means for adjusting the reaction force applied to the end effector to the set value based on the error value calculated by the reaction force error calculating means. It is characterized in that the correction means determines a control target value of the reaction force and controls the drive.

【0016】この請求項5の発明によれば、組立ロボッ
トのエンドエフェクタで所定の方向から所定の大きさの
力を発生させる必要の作業時に、アーム構造等に起因す
るアーム先端部に掛かる反力の誤差をアーム先端部に配
置された補正手段で補正できるため、誤差の修正のため
にアームの形態を変化させる必要がなく新たな反力の誤
差を発生しない。このため、組立ロボットを駆動させる
減速機のバックラッシュ、アームの弾性変形等による反
力の誤差の影響を受けずに、アーム先端部を高精度に所
定の反力となるよう駆動制御できる。
According to the fifth aspect of the present invention, the reaction force exerted on the arm tip portion due to the arm structure or the like at the time of work that requires the end effector of the assembly robot to generate a force of a predetermined magnitude from a predetermined direction. Since the error can be corrected by the correction means arranged at the tip of the arm, it is not necessary to change the form of the arm to correct the error, and a new reaction force error is not generated. Therefore, the tip of the arm can be driven and controlled with high accuracy to a predetermined reaction force without being affected by the reaction force error due to the backlash of the speed reducer that drives the assembly robot or the elastic deformation of the arm.

【0017】また、請求項6の発明にかかる組立ロボッ
トは、請求項5に記載の発明において、前記アームの先
端部を目標位置に位置決め制御した際に、前記エンドエ
フェクタに対して発生する作業時の反力をあらかじめ設
定するための反力設定手段を備え、前記反力誤差演算手
段は、前記反力設定手段で設定された前記エンドエフェ
クタの反力と、前記力覚検出手段により検出された反力
とに基づき反力の誤差を演算することを特徴とする。
The assembly robot according to a sixth aspect of the present invention is the assembly robot according to the fifth aspect of the invention, when the end effector generates a work when the tip end portion of the arm is positionally controlled to a target position. Reaction force setting means for presetting the reaction force of the end effector, and the reaction force error calculating means detects the reaction force of the end effector set by the reaction force setting means and the force sense detecting means. It is characterized in that an error of the reaction force is calculated based on the reaction force.

【0018】この請求項6の発明によれば、あらかじめ
アームを目標位置に位置決め制御した際の反力が設定さ
れており、この反力を読み出して検出された反力との誤
差を得ることができ、所望の反力が必要な作業を簡単か
つ高精度に駆動制御できる。
According to the sixth aspect of the present invention, the reaction force when the arm is positionally controlled at the target position is set in advance, and the reaction force can be read to obtain an error from the detected reaction force. Therefore, the work requiring the desired reaction force can be easily and highly accurately driven and controlled.

【0019】また、請求項1〜6のいずれか一つに記載
の発明において、前記補正手段が、前記アーム先端部に
固定されるアーム固定ベースと、前記エンドエフェクタ
に固定されるエンドエフェクタベースと、前記アーム固
定ベースと、エンドエフェクタベースとの間に複数本連
設され、各々伸縮自在な可動リンクと、を備え並進方向
および回転方向に複数の自由度を有することを特徴とす
るものであってもよい。
Further, in the invention according to any one of claims 1 to 6, the correction means includes an arm fixing base fixed to the arm tip portion, and an end effector base fixed to the end effector. A plurality of movable links, each of which is connected between the arm fixed base and the end effector base and is expandable and contractible, each having a plurality of degrees of freedom in a translational direction and a rotational direction. May be.

【0020】この発明によれば、補正手段に複数の伸縮
自在な可動リンクを用いたので、動作中に慣性力や作業
反力がかかっても誤差の発生を抑制できるため、高精度
な位置、姿勢、及び反力の補正制御が可能となる。
According to the present invention, since a plurality of expandable and contractible movable links are used for the correction means, it is possible to suppress the occurrence of error even if an inertial force or a work reaction force is applied during operation. The posture and reaction force correction control is possible.

【0021】また、作業時に必要なアーム先端部の位
置、姿勢、あるいはその軌跡からアームを構成する各関
節の各駆動モータの目標位置を算出し、各駆動モータを
個々に位置決めして組立あるいは分解作業をおこなうも
ので、アームの先端部とエンドエフェクタとの間に位置
および姿勢を変更駆動可能な補正手段を備えた多関節の
組立ロボットにおける制御方法であって、前記各駆動モ
ータを前記目標位置に位置決め駆動させた状態で、アー
ムの先端の位置を検出する位置検出工程と、あらかじめ
設定されたアーム先端の位置と、前記検出された位置に
基づき、作業時に必要なアーム先端部の位置誤差を算出
する位置誤差算出工程と、前記算出された位置誤差に基
づいて、前記補正手段に対しエンドエフェクタの位置を
補正制御する位置補正工程と、を備えたことを特徴とす
る方法であってもよい。
Further, the target position of each drive motor of each joint forming the arm is calculated from the position, posture, or locus of the arm tip portion required during work, and each drive motor is individually positioned to assemble or disassemble. A control method in an articulated assembly robot, which is for performing work, comprising a correction means capable of changing position and attitude between an end of an arm and an end effector. The position detection step of detecting the position of the tip of the arm in a state of being driven to position, the position of the arm tip set in advance, and the position error of the arm tip required during the work based on the detected position. A position error calculating step for calculating, and a position correction for correcting and controlling the position of the end effector with respect to the correction means based on the calculated position error. Or a method characterized by comprising the steps, a.

【0022】この発明によれば、組立ロボットのアーム
構造等に起因するアーム先端部の位置の誤差をアーム先
端部の補正手段に対する制御で補正するため、誤差の修
正のためにアームの形態を変化させる必要がなく新たな
位置の誤差を発生しない。このため、組立ロボットを駆
動させる減速機のバックラッシュ、アームの弾性変形等
による位置の誤差の影響を受けずに、アーム先端部を高
精度に位置決め制御できる。
According to the present invention, the position error of the arm tip portion due to the arm structure of the assembling robot is corrected by the control of the correcting means of the arm tip portion, so that the form of the arm is changed to correct the error. There is no need to do so and no new position error occurs. Therefore, the arm tip portion can be highly accurately positioned and controlled without being affected by the position error due to the backlash of the speed reducer that drives the assembly robot, the elastic deformation of the arm, or the like.

【0023】また、上記発明において、前記各駆動モー
タを前記目標位置に位置決め駆動させた状態で、アーム
の先端の姿勢を検出する姿勢検出工程と、あらかじめ設
定されたアーム先端の姿勢と、前記検出された姿勢に基
づき、作業時に必要なアーム先端部の姿勢誤差を算出す
る姿勢誤差算出工程と、前記算出された姿勢誤差に基づ
いて、前記補正手段に対しエンドエフェクタの姿勢を補
正制御する姿勢補正工程と、を含むことを特徴とする方
法であってもよい。
Further, in the above invention, a posture detecting step of detecting the posture of the tip of the arm in a state where the drive motors are positioned and driven to the target position, a preset posture of the tip of the arm, and the detection. A posture error calculation step of calculating a posture error of the arm tip portion necessary for work based on the calculated posture, and a posture correction for correcting and controlling the posture of the end effector with respect to the correction means based on the calculated posture error. The method may include a step.

【0024】この発明によれば、組立ロボットのアーム
構造等に起因するアーム先端部の姿勢の誤差をアーム先
端部の補正手段に対する制御で補正するため、誤差の修
正のためにアームの形態を変化させる必要がなく新たな
姿勢の誤差を発生しない。このため、組立ロボットを駆
動させる減速機のバックラッシュ、アームの弾性変形等
による姿勢の誤差の影響を受けずに、アーム先端部を高
精度に姿勢制御できる。
According to the present invention, the posture error of the arm tip portion due to the arm structure of the assembly robot is corrected by the control of the correcting means of the arm tip portion, so that the form of the arm is changed to correct the error. There is no need to do this, and no new posture error occurs. Therefore, the posture of the arm tip can be controlled with high accuracy without being affected by the posture error caused by the backlash of the speed reducer that drives the assembly robot and the elastic deformation of the arm.

【0025】また、上記発明において、前記各駆動モー
タを前記目標位置に位置決め駆動させた状態で、前記エ
ンドエフェクタに対して発生する作業時の反力を検出す
る力覚検出工程と、あらかじめ設定したエンドエフェク
タに加わる反力と、前記検出された反力に基づき、反力
の誤差を算出する反力誤差算出工程と、前記算出された
反力誤差に基づいて、前記補正手段に対しエンドエフェ
クタに加わる反力が前記設定値になるように駆動制御す
る反力補正工程と、を含むことを特徴とする方法であっ
てもよい。
Further, in the above invention, a force sense detecting step of detecting a reaction force generated at the work with respect to the end effector in a state in which each drive motor is positioned and driven to the target position is preset. A reaction force error calculating step of calculating a reaction force error based on the reaction force applied to the end effector and the detected reaction force, and an end effector to the correction means based on the calculated reaction force error. A reaction force correction step of controlling the drive so that the applied reaction force reaches the set value may be included.

【0026】この発明によれば、組立ロボットのエンド
エフェクタで所定の方向から所定の大きさの力を発生さ
せる必要がある作業時に、アーム構造等に起因するアー
ム先端部に掛かる反力の誤差をアーム先端部に配置され
た補正手段に対する制御で補正できるため、誤差の修正
のためにアームの形態を変化させる必要がなく新たな反
力の誤差を発生しない。このため、組立ロボットを駆動
させる減速機のバックラッシュ、アームの弾性変形等に
よる反力の誤差の影響を受けずに、アーム先端部を高精
度に所定の反力となるよう駆動制御できる。
According to the present invention, when the end effector of the assembly robot needs to generate a force of a predetermined magnitude from a predetermined direction, the error of the reaction force applied to the arm tip portion due to the arm structure or the like is eliminated. Since the correction can be performed by the control of the correction means arranged at the tip of the arm, it is not necessary to change the form of the arm to correct the error, and a new reaction force error is not generated. Therefore, the tip of the arm can be driven and controlled with high accuracy to a predetermined reaction force without being affected by the reaction force error due to the backlash of the speed reducer that drives the assembly robot or the elastic deformation of the arm.

【0027】また、上記発明において、前記補正手段
が、前記アームの先端部とエンドエフェクタとの間に設
けられ、複数本のリンク長が可変自在な可動リンクを有
してなり、前記位置補正工程、前記姿勢補正工程、前記
反力補正工程で得られた各補正の制御値に対応して、前
記補正手段の各可動リンクのリンク長をそれぞれ可変制
御させる駆動指令工程と、を含むことを特徴とする方法
であってもよい。
Further, in the above invention, the correcting means is provided between the tip end portion of the arm and the end effector, and has a plurality of movable links having variable link lengths, and the position correcting step is performed. And a drive command step of variably controlling the link length of each movable link of the correction means in accordance with the control values of the corrections obtained in the posture correction step and the reaction force correction step. May be used.

【0028】この発明によれば、補正手段による誤差の
補正時に複数の可動リンクを制御値に応じて制御する構
成により、動作中に慣性力や作業反力がかかっても補正
手段での誤差の発生を抑制して、高精度な位置、姿勢、
及び反力の補正制御が可能となる。
According to the present invention, the plurality of movable links are controlled in accordance with the control value when the error is corrected by the correcting means, so that even if an inertial force or a work reaction force is applied during the operation, the error in the correcting means is corrected. Suppress the occurrence of high-precision position, posture,
Also, the correction control of the reaction force becomes possible.

【0029】また、上記のいずれかに記載された方法を
コンピュータに実行させることを特徴とするコンピュー
タプログラムであってもよい。
It may also be a computer program characterized by causing a computer to execute any one of the methods described above.

【0030】この発明によれば、上記のいずれかに記載
された方法をコンピュータに実行させることができ、コ
ンピュータを用いて組立ロボットのアーム先端部の位置
と姿勢、および反力の補正制御を実行できるようにな
り、アームの駆動制御の高精度化が図れるようになる。
According to the present invention, the method described in any one of the above can be executed by the computer, and the correction control of the position and posture of the arm tip portion of the assembly robot and the reaction force can be executed using the computer. As a result, the accuracy of the arm drive control can be improved.

【0031】また、上記に記載されたプログラムを記録
したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録
媒体であってもよい。
Further, it may be a computer-readable recording medium characterized by recording the above-mentioned program.

【0032】この発明にかかる記録媒体は、上記に記載
されたコンピュータに実行させるプログラムを記録した
ことで、そのプログラムを機械読み取り可能となり、こ
れによって、上記発明の動作をコンピュータによって実
現することができる。
The recording medium according to the present invention records the program to be executed by the computer described above, so that the program can be machine-readable, whereby the operation of the invention can be realized by the computer. .

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる組立ロボットとその制御方法、およびその
方法をコンピュータに実行させるプログラム、並びにそ
のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記
録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Referring to the accompanying drawings, an assembly robot according to the present invention, a control method therefor, a program for causing a computer to execute the method, and a computer-readable recording medium recording the program are described. A preferred embodiment will be described in detail.

【0034】〔実施の形態1〕図1は、本発明に係わる
組立ロボットの実施の形態1を示す全体構成図である。
ロボット100は、複数のアーム100aが複数の関節
100bで接続されてなり、自由端のアームの先端には
エンドエフェクタ102が設けられてなる。このロボッ
ト100は、駆動制御手段115により駆動制御され
る。
[First Embodiment] FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of an assembly robot according to the present invention.
In the robot 100, a plurality of arms 100a are connected by a plurality of joints 100b, and an end effector 102 is provided at the tip of the free end arm. The robot 100 is drive-controlled by the drive control means 115.

【0035】駆動制御手段115は、アーム先端に設け
られたエンドエフェクタ102がとるべき位置・姿勢の
値を設定する手先位置姿勢設定部101と、ロボット1
00の各関節の駆動モータの目標位置を算出するモータ
目標位置演算部103と、駆動モータの目標位置データ
に基づいてロボット100の各関節の駆動モータを駆動
する駆動指令部104を有する。
The drive control means 115 has a hand position / posture setting unit 101 for setting the position / posture values to be taken by the end effector 102 provided at the tip of the arm, and the robot 1.
00 has a motor target position calculation unit 103 for calculating the target position of the drive motor of each joint, and a drive command unit 104 for driving the drive motor of each joint of the robot 100 based on the target position data of the drive motor.

【0036】また、ロボット100のアーム先端には、
位置姿勢センサ106と、補正機構109が設けられ
る。位置姿勢センサ106は、アーム先端のエンドエフ
ェクタ102の位置と姿勢を検出する。この位置姿勢セ
ンサ106は、3次元レーザ位置センサや、3次元磁気
センサとジャイロセンサの組合せ等、によって構成され
る。この位置姿勢センサ106は、例えば、位置検出に
かかる構成と、姿勢にかかる構成を複合させた構成のも
のを用いて位置信号と姿勢信号を独立して出力可能に構
成してもよい。補正機構109は、アーム先端部の姿
勢、位置を補正するアクチュエータで構成される。
Further, at the tip of the arm of the robot 100,
A position / orientation sensor 106 and a correction mechanism 109 are provided. The position and orientation sensor 106 detects the position and orientation of the end effector 102 at the tip of the arm. The position / orientation sensor 106 is configured by a three-dimensional laser position sensor, a combination of a three-dimensional magnetic sensor and a gyro sensor, or the like. The position / orientation sensor 106 may be configured to be able to output a position signal and an attitude signal independently by using, for example, a configuration in which a configuration related to position detection and a configuration related to orientation are combined. The correction mechanism 109 is composed of an actuator that corrects the posture and position of the arm tip portion.

【0037】手先誤差演算部107は、手先位置姿勢設
定部101で設定されたアーム先端のエンドエフェクタ
102の位置・姿勢と、位置姿勢センサ106により検
出された位置・姿勢との誤差を演算する。補正機構目標
位置演算部108は、手先誤差演算部107で求められ
た誤差に基づいて補正機構109に対する制御目標値を
決定する。補正駆動指令部110は、補正機構109の
アクチュエータを駆動し、アーム先端のエンドエフェク
タ102の位置・姿勢の誤差を修正する。
The hand error calculation unit 107 calculates an error between the position / posture of the end effector 102 at the arm tip set by the hand position / posture setting unit 101 and the position / posture detected by the position / posture sensor 106. The correction mechanism target position calculation unit 108 determines a control target value for the correction mechanism 109 based on the error calculated by the hand error calculation unit 107. The correction drive command unit 110 drives the actuator of the correction mechanism 109 to correct the position / orientation error of the end effector 102 at the arm tip.

【0038】上記構成の組立ロボットの動作について、
図2のフローチャートを用いて説明する。まず、手先位
置姿勢設定部101では、ロボットの作業手続きや作業
対象との相対的な位置関係からロボット100のアーム
先端のエンドエフェクタ102がとるべき位置・姿勢を
設定する(ステップS201)。つぎに、モータ目標位
置演算部103は、アームの先端のエンドエフェクタ1
02が必要とする位置・姿勢をとるために、ロボット1
00の各関節の駆動モータの目標位置を算出する(ステ
ップS202)。
Regarding the operation of the assembling robot having the above configuration,
This will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the hand position / orientation setting unit 101 sets the position / orientation to be taken by the end effector 102 at the arm tip of the robot 100 based on the work procedure of the robot and the relative positional relationship with the work target (step S201). Next, the motor target position calculation unit 103 uses the end effector 1 at the tip of the arm.
Robot 1 to take the position and posture that 02 requires
The target position of the drive motor of each joint of No. 00 is calculated (step S202).

【0039】つぎに、算出された駆動モータ目標位置デ
ータに基づいて駆動指令部104がロボット100の各
関節の駆動モータを駆動する(ステップS203)。こ
の際、位置姿勢センサ106は、ロボット100のアー
ム先端部の位置と姿勢を検出し(ステップS204)、
手先誤差演算部107において手先位置姿勢設定部10
1で設定されたアームの先端部のエンドエフェクタ10
2の位置・姿勢と、位置姿勢センサ106により検出さ
れた位置・姿勢との誤差を演算する(ステップS20
5)。
Next, the drive command unit 104 drives the drive motor of each joint of the robot 100 based on the calculated drive motor target position data (step S203). At this time, the position and orientation sensor 106 detects the position and orientation of the arm tip portion of the robot 100 (step S204),
In the hand error calculation unit 107, the hand position / posture setting unit 10
End effector 10 at the tip of the arm set in 1.
The error between the position / orientation of No. 2 and the position / orientation detected by the position / orientation sensor 106 is calculated (step S20).
5).

【0040】つぎに、求められた誤差に基づいて補正機
構目標位置演算部108は、補正機構109に対する制
御目標値を決定し(ステップS206)、補正駆動指令
部110により補正機構109のアクチュエータを駆動
し、アーム先端のエンドエフェクタ102の位置・姿勢
の誤差を修正する(ステップS207)。
Then, the correction mechanism target position calculation unit 108 determines a control target value for the correction mechanism 109 based on the obtained error (step S206), and the correction drive command unit 110 drives the actuator of the correction mechanism 109. Then, the position / orientation error of the end effector 102 at the tip of the arm is corrected (step S207).

【0041】つぎに、図3は、前述した補正機構109
を示す斜視図である。図示のように本実施の形態では、
補正機構109の具体的構成例として高剛性なパラレル
リンク機構300を用いる。
Next, FIG. 3 shows the above-mentioned correction mechanism 109.
FIG. As shown, in the present embodiment,
A highly rigid parallel link mechanism 300 is used as a specific configuration example of the correction mechanism 109.

【0042】このパラレルリンク機構300は、ロボッ
ト100のアーム先端部において、基端側に設けられる
アーム固定ベース301と、アーム先端、すなわちエン
ドエフェクタ102側に設けられるエンドエフェクタベ
ース302と、これらアーム固定ベース301とエンド
エフェクタベース302との間に連設された6本の可動
リンク303により構成される。アーム固定ベース30
1、エンドエフェクタベース302は円盤状に形成さ
れ、6本の可動リンク303は円盤の縁に沿って等間隔
に配置される。
The parallel link mechanism 300 includes an arm fixing base 301 provided at the base end side, an arm fixing base 301 provided at the arm tip end of the robot 100, that is, an end effector base 302 provided at the end effector 102 side, and these arm fixings. The base 301 and the end effector base 302 are composed of six movable links 303 connected in series. Arm fixed base 30
1. The end effector base 302 is formed in a disk shape, and the six movable links 303 are arranged at equal intervals along the edge of the disk.

【0043】可動リンク303は、所定長さのアーム3
03aと、アーム303aの両端にそれぞれ設けられた
球面ガイド304(304a、304b)を備えて、ア
ーム固定ベース301とエンドエフェクタベース302
に接続されている。アーム303aは、内蔵された直動
アクチュエータの伸縮により、リンク長が変化するよう
構成されている。
The movable link 303 is an arm 3 having a predetermined length.
03a and spherical guides 304 (304a, 304b) respectively provided at both ends of the arm 303a, the arm fixing base 301 and the end effector base 302.
It is connected to the. The arm 303a is configured so that the link length changes as the built-in linear motion actuator expands and contracts.

【0044】これら6本の可動リンク303のリンクの
長さを変化させることにより、アーム固定ベース301
に対するエンドエフェクタベース302(エンドエフェ
クタ102)の相対位置と姿勢を、合計6自由度(並進
方向3自由度、回転方向3自由度)の範囲で移動させる
ことができる。
By changing the link length of these six movable links 303, the arm fixing base 301
The relative position and the posture of the end effector base 302 (end effector 102) with respect to can be moved within a range of a total of 6 degrees of freedom (3 degrees of freedom in translation direction, 3 degrees of freedom in rotation direction).

【0045】以上説明した構成によれば、組立ロボット
100のアーム機構の構造に起因する先端部の位置と姿
勢の誤差を、該アームの先端部にある補正機構109に
より補正することができる。この際、誤差の修正のため
にアームの姿勢等形態を変化させる必要がなく、補正機
構による新たな誤差が発生しない。このため、各関節を
駆動するサーボモータの減速機のバックラッシュや、ア
ーム構造部の弾性変形による誤差の影響を受けずにアー
ム先端部のエンドエフェクタ102を動作制御可能とな
る。
According to the configuration described above, the error in the position and orientation of the tip portion due to the structure of the arm mechanism of the assembly robot 100 can be corrected by the correction mechanism 109 at the tip portion of the arm. At this time, it is not necessary to change the form such as the posture of the arm to correct the error, and no new error is generated by the correction mechanism. Therefore, the operation of the end effector 102 at the tip of the arm can be controlled without being affected by the backlash of the speed reducer of the servo motor that drives each joint and the error due to the elastic deformation of the arm structure.

【0046】また、アームの先端に位置姿勢センサ10
6を配置した構成により、アーム先端の位置を直接検出
することができ、アーム先端部の位置の誤差を精度よく
検出することができる。これにより、補正機構109に
よるアーム先端のエンドエフェクタ102の位置と姿勢
を高精度に補正できる。
The position and orientation sensor 10 is attached to the tip of the arm.
With the configuration in which 6 is arranged, the position of the arm tip can be directly detected, and the error in the position of the arm tip can be accurately detected. Accordingly, the position and orientation of the end effector 102 at the arm tip can be corrected with high accuracy by the correction mechanism 109.

【0047】また、補正機構109に高剛性のパラレル
リンク機構300を用い、複数、例えば6自由度の補正
が可能なことにより、動作中に慣性力や作業反力がかか
っても補正機構109での誤差の発生を低減化でき、ア
ーム先端のエンドエフェクタ102を高精度に位置、姿
勢補正させて動作制御可能となる。
Further, by using the highly rigid parallel link mechanism 300 as the correction mechanism 109, it is possible to correct a plurality of, for example, 6 degrees of freedom, so that even if an inertial force or a work reaction force is applied during operation, the correction mechanism 109 It is possible to reduce the occurrence of error, and it is possible to accurately control the position and orientation of the end effector 102 at the end of the arm to control the operation.

【0048】〔実施の形態2〕図4は、本発明に係わる
組立ロボットの実施の形態2を示す全体構成である。前
述した第1の実施の形態と同一の構成要素には同一の符
号を附してある。この実施の形態2では、組立ロボット
100の作業時における作業反力を検出し、エンドエフ
ェクタ102の位置と姿勢を補正するものである。
[Embodiment 2] FIG. 4 is an overall configuration showing Embodiment 2 of an assembly robot according to the present invention. The same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals. In the second embodiment, the work reaction force during the work of the assembly robot 100 is detected, and the position and orientation of the end effector 102 are corrected.

【0049】駆動制御手段400は、ロボットの作業手
続きや作業対象との相対的な位置関係からエンドエフェ
クタ102がとるべき位置・姿勢を設定する手先位置姿
勢設定部101と、エンドエフェクタ102が必要とす
る位置・姿勢をとるために、アームの各関節の駆動モー
タの目標位置を算出するモータ目標位置演算部103
と、この駆動モータの目標位置データに基づいてロボッ
ト100の各関節の駆動モータを駆動する駆動指令部1
04を有して構成されている。
The drive control means 400 requires the hand position / orientation setting unit 101 and the end effector 102 for setting the position / orientation to be taken by the end effector 102 from the work procedure of the robot and the relative positional relationship with the work target. Motor target position calculation unit 103 that calculates the target position of the drive motor of each joint of the arm in order to obtain the desired position / orientation.
And a drive command unit 1 for driving the drive motor of each joint of the robot 100 based on the target position data of the drive motor.
It is configured to have 04.

【0050】また、ロボット100のアーム先端部に
は、力覚センサ401と、補正機構109が設けられ
る。力覚センサ401は、ロボット100の作業時にエ
ンドエフェクタ102に発生する組立反力を検出する。
反力設定部402には、組立や分解作業が正常におこな
われた際にエンドエフェクタに102に発生する反力が
あらかじめ設定されている。反力誤差演算部403は、
反力設定部402にあらかじめ設定された反力と、力覚
センサ401が検出した反力の誤差を算出する。
A force sensor 401 and a correction mechanism 109 are provided at the arm tip of the robot 100. The force sensor 401 detects an assembly reaction force generated in the end effector 102 when the robot 100 is working.
In the reaction force setting unit 402, the reaction force generated in the end effector 102 when the assembly and disassembly work is normally performed is set in advance. The reaction force error calculation unit 403
An error between the reaction force preset in the reaction force setting unit 402 and the reaction force detected by the force sensor 401 is calculated.

【0051】補正機構目標位置演算部108は、反力誤
差演算部403で求められた誤差に基づいて補正機構1
09の制御目標値を決定する。補正駆動指令部110
は、補正機構109のアクチュエータを駆動し、アーム
先端のエンドエフェクタ102の組立反力が設定値にな
るように修正する。
The correction mechanism target position calculation unit 108 uses the correction mechanism 1 based on the error calculated by the reaction force error calculation unit 403.
The control target value of 09 is determined. Correction drive command unit 110
Drives the actuator of the correction mechanism 109 and corrects the assembly reaction force of the end effector 102 at the end of the arm to a set value.

【0052】上記構成の組立ロボットの動作について、
図5のフローチャートを用いて説明する。まず、手先位
置姿勢設定部101には、ロボット100の作業手続き
や、作業対象との相対的な位置関係からエンドエフェク
タ102がとるべき位置・姿勢が設定される(ステップ
S501)。つぎに、モータ目標位置演算部103は、
エンドエフェクタ102が必要とする位置・姿勢をとる
ために、アームの各関節の駆動モータの目標位置を算出
する(ステップS502)。
Regarding the operation of the assembling robot having the above configuration,
This will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the hand position / orientation setting unit 101 sets the position / orientation that the end effector 102 should take from the work procedure of the robot 100 and the relative positional relationship with the work target (step S501). Next, the motor target position calculation unit 103
In order to obtain the position / posture required by the end effector 102, the target position of the drive motor of each joint of the arm is calculated (step S502).

【0053】つぎに、この駆動モータの目標位置データ
に基づいて駆動指令部104がロボット100の各関節
の駆動モータを駆動する(ステップS503)。この
際、力覚センサ401は、ロボット100の作業により
エンドエフェクタ102に掛かる組立反力を検出する
(ステップS504)。
Next, the drive command unit 104 drives the drive motor for each joint of the robot 100 based on the target position data of the drive motor (step S503). At this time, the force sensor 401 detects the assembly reaction force applied to the end effector 102 by the work of the robot 100 (step S504).

【0054】そして、反力誤差演算部403は、反力設
定部402にあらかじめ設定された組立や分解作業が正
常におこなわれた際にエンドエフェクタに102に発生
する反力と、力覚センサ401が検出した反力の誤差を
演算する(ステップS505)。
Then, the reaction force error calculation unit 403 detects the reaction force generated in the end effector 102 when the assembly or disassembly work preset in the reaction force setting unit 402 is normally performed, and the force sensor 401. The error of the reaction force detected by is calculated (step S505).

【0055】つぎに、求められた誤差に基づいて補正機
構目標位置演算部108は、補正機構109の制御目標
値を決定し(ステップS506)、補正駆動指令部11
0により補正機構109のアクチュエータを駆動し、ア
ーム先端のエンドエフェクタ102の組立反力が設定値
になるように修正する(ステップS507)。
Next, the correction mechanism target position calculation unit 108 determines the control target value of the correction mechanism 109 based on the obtained error (step S506), and the correction drive command unit 11
When 0, the actuator of the correction mechanism 109 is driven, and the assembly reaction force of the end effector 102 at the end of the arm is corrected to a set value (step S507).

【0056】以上の構成によれば、アーム先端にかかる
作業反力を検出して、補正機構109によりエンドエフ
ェクタ102の位置と姿勢を補正することができ、各関
節を駆動するサーボモータの減速機のバックラッシュ
や、アーム機構の構造的な弾性変形による誤差の影響を
受けずに高精度に所望の動作をおこなうことが可能とな
る。
According to the above configuration, the work reaction force applied to the tip of the arm can be detected, and the position and orientation of the end effector 102 can be corrected by the correction mechanism 109, and the speed reducer of the servo motor that drives each joint. It is possible to perform a desired operation with high accuracy without being affected by the backlash and the error due to the structural elastic deformation of the arm mechanism.

【0057】なお、補正機構目標位置演算部108は、
上記の反力誤差の補正に加えて、実施の形態1で説明し
た位置と姿勢を補正すべく補正機構109の制御目標値
を決定、出力する構成にもできる。
The correction mechanism target position calculation unit 108
In addition to the above-described correction of the reaction force error, the control target value of the correction mechanism 109 may be determined and output to correct the position and orientation described in the first embodiment.

【0058】以上説明した実施の形態の組立ロボット1
00は、部品を組み立てる組立作業、および部品の分解
作業のいずれにも用いることができ、いずれの場合にお
いても、アーム先端の位置と姿勢を補正して高精度な動
作制御が実行できるようになる。
The assembly robot 1 of the embodiment described above
00 can be used for both assembling work for assembling parts and disassembling work for parts, and in any case, the position and orientation of the arm tip can be corrected to perform highly accurate motion control. .

【0059】すなわち、本実施の形態によれば、組立ロ
ボットのアーム構造等に起因するアーム先端部の位置の
誤差をアーム先端部に配置された補正手段で補正できる
ため、誤差の修正のためにアームの形態を変化させる必
要がなく新たな位置の誤差を発生しない。このため、組
立ロボットを駆動させる減速機のバックラッシュ、アー
ムの弾性変形等による位置の誤差の影響を受けずに、ア
ーム先端部を高精度に位置決め制御することができる。
That is, according to the present embodiment, since the error in the position of the arm tip portion due to the arm structure of the assembly robot or the like can be corrected by the correcting means arranged at the arm tip portion, the error can be corrected. There is no need to change the form of the arm and no new position error occurs. Therefore, the arm tip can be controlled with high accuracy without being affected by the position error due to the backlash of the speed reducer that drives the assembly robot, the elastic deformation of the arm, and the like.

【0060】また、本実施の形態によれば、あらかじめ
アームを目標位置に位置決め制御した際の位置が設定さ
れており、この位置を読み出して検出された位置との誤
差を得ることができ、簡単に高精度な位置決め制御をお
こなうことができる。
Further, according to the present embodiment, the position when the arm is positionally controlled to the target position is set in advance, and it is possible to read this position and obtain an error from the detected position, which is simple. Highly accurate positioning control can be performed.

【0061】また、本実施の形態によれば、組立ロボッ
トのアーム構造等に起因するアーム先端部の姿勢の誤差
をアーム先端部に配置された補正手段で補正できるた
め、誤差の修正のためにアームの形態を変化させる必要
がなく新たな姿勢の誤差を発生しない。
Further, according to the present embodiment, the error in the posture of the arm tip portion due to the arm structure of the assembly robot or the like can be corrected by the correction means arranged at the arm tip portion, so that the error can be corrected. There is no need to change the form of the arm and no new posture error occurs.

【0062】また、本実施の形態によれば、あらかじめ
アームを目標位置に位置決め制御した際の姿勢が設定さ
れており、この姿勢を読み出して検出された姿勢との誤
差を得ることができ、簡単に高精度な姿勢制御がおこな
えるという効果を奏する。
Further, according to the present embodiment, the posture when the arm is positionally controlled at the target position is set in advance, and it is possible to read this posture and obtain an error from the detected posture, which is simple. The effect is that highly precise posture control can be performed.

【0063】また、本実施の形態によれば、組立ロボッ
トのエンドエフェクタで所定の方向から所定の大きさの
力を発生させる必要の作業時に、アーム構造等に起因す
るアーム先端部に掛かる反力の誤差をアーム先端部に配
置された補正手段で補正できるため、誤差の修正のため
にアームの形態を変化させる必要がなく新たな反力の誤
差を発生しない。
Further, according to the present embodiment, the reaction force exerted on the arm tip portion due to the arm structure or the like at the time of work that requires the end effector of the assembly robot to generate a force of a predetermined magnitude from a predetermined direction. Since the error can be corrected by the correction means arranged at the tip of the arm, it is not necessary to change the form of the arm to correct the error, and a new reaction force error is not generated.

【0064】また、本実施の形態によれば、あらかじめ
アームを目標位置に位置決め制御した際の反力が設定さ
れており、この反力を読み出して検出された反力との誤
差を得ることができ、所望の反力が必要な作業を簡単か
つ高精度に駆動制御できるという効果を奏する。
Further, according to the present embodiment, the reaction force when the arm is positionally controlled at the target position is set in advance, and the reaction force can be read to obtain an error from the detected reaction force. Therefore, it is possible to easily and precisely control the work requiring the desired reaction force.

【0065】また、本実施の形態によれば、補正手段に
複数の伸縮自在な可動リンクを用いたので、動作中に慣
性力や作業反力がかかっても誤差の発生を抑制できるた
め、高精度な位置、姿勢、及び反力の補正制御が可能と
なる。
Further, according to the present embodiment, since a plurality of expandable and contractible movable links are used for the correction means, it is possible to suppress the occurrence of errors even if an inertial force or a work reaction force is applied during the operation, which is high. It is possible to perform accurate position, orientation, and reaction force correction control.

【0066】なお、本実施の形態で説明した制御方法
は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コ
ンピュータ等のコンピュータで実行することにより実現
することができる。このプログラムは、ハードディス
ク、フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROM、
MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒
体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み
出されることによって実行される。またこのプログラム
は、上記記録媒体を介して、インターネット等のネット
ワークを介して配布することができる。
The control method described in the present embodiment can be realized by executing a program prepared in advance on a computer such as a personal computer. This program is a hard disk, floppy (registered trademark) disk, CD-ROM,
It is executed by being recorded in a computer-readable recording medium such as MO or DVD and being read from the recording medium by the computer. The program can be distributed via the recording medium and a network such as the Internet.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、作業時に必要なアーム先端部の位置、姿
勢、あるいはその軌跡からアームを構成する各関節の各
駆動モータの目標位置を算出し、各駆動モータを個々に
位置決めして組立あるいは分解作業をおこなう多関節の
組立ロボットにおいて、前記アーム先端部に設けられ、
該先端部を目標位置に位置決め制御した際における該先
端部の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手
段の出力によりアーム先端部の位置を検出し、作業時に
必要なアーム先端部の位置に対する誤差を算出する手先
誤差演算手段と、前記アーム先端部と、該アーム先端部
に配置されたエンドエフェクタとの間に設けられ、エン
ドエフェクタの位置を補正すべく移動可能な補正手段
と、前記手先誤差演算手段で算出された誤差値に基づ
き、前記エンドエフェクタの位置を補正するために前記
補正手段に対し位置の制御目標値を決定し駆動制御する
補正機構目標位置演算手段とを備えた構成としたので、
組立ロボットのアーム構造等に起因するアーム先端部の
位置の誤差をアーム先端部に配置された補正手段で補正
できるため、誤差の修正のためにアームの形態を変化さ
せる必要がなく新たな位置の誤差を発生しない。このた
め、組立ロボットを駆動させる減速機のバックラッシ
ュ、アームの弾性変形等による位置の誤差の影響を受け
ずに、アーム先端部を高精度に位置決め制御できるとい
う効果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the target of each drive motor of each joint forming an arm is determined based on the position, posture, or locus of the arm tip portion required during work. In a multi-joint assembly robot that calculates the position, positions each drive motor individually, and performs assembly or disassembly work, the robot is provided at the tip of the arm,
Position detecting means for detecting the position of the tip portion when the tip portion is positioned and controlled at a target position, and the position of the arm tip portion detected by the output of the position detecting means, and the position of the arm tip portion necessary for working A hand error calculation means for calculating an error with respect to the arm, a correction means provided between the arm tip portion and an end effector arranged at the arm tip portion, the correction means movable to correct the position of the end effector, A configuration including a correction mechanism target position calculation unit that determines a position control target value for the correction unit to drive and control the position of the end effector based on the error value calculated by the hand error calculation unit. Because,
Since an error in the position of the arm tip portion due to the arm structure of the assembly robot or the like can be corrected by the correction means arranged at the arm tip portion, it is not necessary to change the shape of the arm to correct the error, and a new position No error is generated. Therefore, there is an effect that the tip end portion of the arm can be controlled with high accuracy without being affected by the position error due to the backlash of the speed reducer that drives the assembly robot, the elastic deformation of the arm, and the like.

【0068】また、請求項2の発明によれば、請求項1
に記載の発明において、前記アーム先端部を目標位置に
位置決め制御するために該アームの先端がとるべき位置
が設定される手先位置設定手段を備え、前記手先誤差演
算手段は、前記手先位置設定手段で設定された前記エン
ドエフェクタの位置と、前記位置検出手段により検出さ
れた位置に基づき位置の誤差を演算する構成としたの
で、あらかじめアームを目標位置に位置決め制御した際
の位置が設定されており、この位置を読み出して検出さ
れた位置との誤差を得ることができ、簡単に高精度な位
置決め制御がおこなえるという効果を奏する。
According to the invention of claim 2, claim 1
In the invention described in (3) above, there is provided a hand position setting means for setting a position to be taken by the tip of the arm in order to control the positioning of the arm tip portion to a target position, and the hand error calculation means is the hand position setting means. Since the position error is calculated based on the position of the end effector set in step 1 and the position detected by the position detecting means, the position when the arm is positionally controlled to the target position is set in advance. Further, it is possible to obtain an error from the detected position by reading this position, and it is possible to easily perform highly accurate positioning control.

【0069】また、請求項3の発明によれば、請求項
1、2のいずれか一つに記載の発明において、前記アー
ム先端部に設けられ、該先端部を目標位置に位置決め制
御した際における該先端部の姿勢を検出する姿勢検出手
段を備え、前記手先誤差演算手段は、前記姿勢検出手段
の出力によりアーム先端部の姿勢を検出し、作業時に必
要なアーム先端部の姿勢に対する誤差を算出し、前記補
正手段は、前記エンドエフェクタの姿勢を補正すべく移
動可能であり、前記補正機構目標位置演算手段は、前記
手先誤差演算手段で算出された誤差値に基づき、前記エ
ンドエフェクタの姿勢を補正するために前記補正手段に
対し姿勢の制御目標値を決定し駆動制御させる構成とし
たので、組立ロボットのアーム構造等に起因するアーム
先端部の姿勢の誤差をアーム先端部に配置された補正手
段で補正できるため、誤差の修正のためにアームの形態
を変化させる必要がなく新たな姿勢の誤差を発生しな
い。このため、組立ロボットを駆動させる減速機のバッ
クラッシュ、アームの弾性変形等による姿勢の誤差の影
響を受けずに、アーム先端部を高精度に姿勢制御できる
という効果を奏する。
According to a third aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first and second aspects, when the arm is provided at the tip portion and the tip portion is positionally controlled to a target position. The hand tip error calculating means detects the posture of the arm tip portion based on the output of the posture detecting means, and calculates an error with respect to the posture of the arm tip portion necessary for work. The correction means is movable so as to correct the attitude of the end effector, and the correction mechanism target position calculation means calculates the attitude of the end effector based on the error value calculated by the hand error calculation means. Since the correction means determines the posture control target value and performs drive control for correction, the posture error of the arm tip portion due to the arm structure of the assembling robot, etc. Since can be corrected by the correcting means disposed on the arm tip, does not generate an error in the new attitude is not necessary to change the form of arms for error correction. Therefore, there is an effect that the posture of the tip end portion of the arm can be controlled with high accuracy without being affected by the posture error caused by the backlash of the speed reducer that drives the assembly robot, the elastic deformation of the arm, and the like.

【0070】また、請求項4の発明によれば、請求項3
に記載の発明において、前記アーム先端部を目標位置に
位置決め制御するために該アームの先端がとるべき姿勢
が設定される手先姿勢設定手段を備え、前記手先誤差演
算手段は、前記手先姿勢設定手段で設定された前記エン
ドエフェクタの姿勢と、前記姿勢検出手段により検出さ
れた姿勢に基づき姿勢の誤差を演算する構成としたの
で、あらかじめアームを目標位置に位置決め制御した際
の姿勢が設定されており、この姿勢を読み出して検出さ
れた姿勢との誤差を得ることができ、簡単に高精度な姿
勢制御がおこなえるという効果を奏する。
According to the invention of claim 4, claim 3
In the invention described in (3) above, there is provided a hand posture setting means for setting a posture that the tip of the arm should take in order to position and control the tip portion of the arm, and the hand error calculation means is the hand posture setting means. Since the posture error is calculated based on the posture of the end effector set in step 6 and the posture detected by the posture detection means, the posture when the arm is positionally controlled to the target position is set in advance. Further, there is an effect that an error from the detected posture can be obtained by reading out this posture, and highly accurate posture control can be easily performed.

【0071】また、請求項5の発明によれば、請求項1
〜4のいずれか一つに記載の発明において、前記アーム
の先端部を目標位置に位置決め制御した際に、前記エン
ドエフェクタに対して発生する作業時の反力を検出する
力覚検出手段と、前記力覚検出手段の出力により前記エ
ンドエフェクタに発生する反力を検出し、あらかじめ設
定したエンドエフェクタに加わる反力に対する誤差を算
出する反力誤差演算手段とを備え、前記補正機構目標位
置演算手段は、前記反力誤差演算手段で算出された誤差
値に基づき、前記エンドエフェクタに加わる反力が前記
設定値になるよう前記補正手段に対し反力の制御目標値
を決定し駆動制御させる構成としたので、組立ロボット
のエンドエフェクタで所定の方向から所定の大きさの力
を発生させる必要の作業時に、アーム構造等に起因する
アーム先端部に掛かる反力の誤差をアーム先端部に配置
された補正手段で補正できるため、誤差の修正のために
アームの形態を変化させる必要がなく新たな反力の誤差
を発生しない。このため、組立ロボットを駆動させる減
速機のバックラッシュ、アームの弾性変形等による反力
の誤差の影響を受けずに、アーム先端部を高精度に所定
の反力となるよう駆動制御できるという効果を奏する。
According to the invention of claim 5, claim 1
In the invention according to any one of claims 4 to 4, force sense detecting means for detecting a reaction force generated at the end effector during work when the tip end portion of the arm is positionally controlled to a target position, And a reaction force error calculating means for detecting a reaction force generated in the end effector by the output of the force sense detecting means and calculating an error with respect to a reaction force applied to the end effector set in advance. Is a configuration for deciding the control target value of the reaction force to the correction means so that the reaction force applied to the end effector becomes the set value, based on the error value calculated by the reaction force error calculation means, and performing drive control. Therefore, when the end effector of the assembly robot needs to generate a force of a predetermined magnitude from a predetermined direction, the end of the arm caused by the arm structure etc. Since the error of the reaction force can be corrected by arranged the correction means to the arm tip portion that does not generate an error of a new reaction force is not necessary to change the form of arms for error correction. For this reason, the effect that the arm tip can be drive-controlled with high precision to a predetermined reaction force without being affected by the reaction force error due to the backlash of the reduction gear that drives the assembly robot, the elastic deformation of the arm, and the like. Play.

【0072】また、請求項6の発明によれば、請求項5
に記載の発明において、前記アームの先端部を目標位置
に位置決め制御した際に、前記エンドエフェクタに対し
て発生する作業時の反力をあらかじめ設定するための反
力設定手段を備え、前記反力誤差演算手段は、前記反力
設定手段で設定された前記エンドエフェクタの反力と、
前記力覚検出手段により検出された反力とに基づき反力
の誤差を演算する構成としたので、あらかじめアームを
目標位置に位置決め制御した際の反力が設定されてお
り、この反力を読み出して検出された反力との誤差を得
ることができ、所望の反力が必要な作業を簡単かつ高精
度に駆動制御できるという効果を奏する。
According to the invention of claim 6, claim 5
In the invention described in (1) above, there is provided a reaction force setting means for presetting a reaction force generated at the time of the work on the end effector when the tip portion of the arm is positionally controlled to a target position, The error calculation means is a reaction force of the end effector set by the reaction force setting means,
Since the error of the reaction force is calculated based on the reaction force detected by the force detection means, the reaction force when the arm is positioned and controlled at the target position is set in advance, and this reaction force is read out. It is possible to obtain an error from the reaction force detected by the operation, and it is possible to easily and precisely control the work requiring a desired reaction force.

【0073】また、他の発明によれば、請求項1〜6の
いずれか一つに記載の発明において、前記補正手段が、
前記アーム先端部に固定されるアーム固定ベースと、前
記エンドエフェクタに固定されるエンドエフェクタベー
スと、前記アーム固定ベースと、エンドエフェクタベー
スとの間に複数本連設され、各々伸縮自在な可動リンク
と、を備え並進方向および回転方向に複数の自由度を有
する構成としたので、補正手段に複数の伸縮自在な可動
リンクを用いたので、動作中に慣性力や作業反力がかか
っても誤差の発生を抑制できるため、高精度な位置、姿
勢、及び反力の補正制御が可能な効果を奏する。
Further, according to another invention, in the invention described in any one of claims 1 to 6, the correction means comprises:
A plurality of arm fixed bases fixed to the arm tip, end effector bases fixed to the end effector, a plurality of arm fixed bases, and end effector bases, each of which is extendable and movable, are movable links. Since it is configured to have a plurality of degrees of freedom in the translational direction and the rotational direction, a plurality of expandable telescopic movable links are used for the correction means, so that even if an inertial force or a work reaction force is applied during operation, an error may occur. Since it is possible to suppress the occurrence of the above, there is an effect that the correction control of the position, the posture, and the reaction force can be performed with high accuracy.

【0074】また、他の発明によれば、作業時に必要な
アーム先端部の位置、姿勢、あるいはその軌跡からアー
ムを構成する各関節の各駆動モータの目標位置を算出
し、各駆動モータを個々に位置決めして組立あるいは分
解作業をおこなうもので、アームの先端部とエンドエフ
ェクタとの間に位置および姿勢を変更駆動可能な補正手
段を備えた多関節の組立ロボットにおける制御方法であ
って、前記各駆動モータを前記目標位置に位置決め駆動
させた状態で、アームの先端の位置を検出する位置検出
工程と、あらかじめ設定されたアーム先端の位置と、前
記検出された位置に基づき、作業時に必要なアーム先端
部の位置誤差を算出する位置誤差算出工程と、前記算出
された位置誤差に基づいて、前記補正手段に対しエンド
エフェクタの位置を補正制御する位置補正工程とを備え
た構成としたので、組立ロボットのアーム構造等に起因
するアーム先端部の位置の誤差をアーム先端部の補正手
段に対する制御で補正するため、誤差の修正のためにア
ームの形態を変化させる必要がなく新たな位置の誤差を
発生しない。このため、組立ロボットを駆動させる減速
機のバックラッシュ、アームの弾性変形等による位置の
誤差の影響を受けずに、アーム先端部を高精度に位置決
め制御できるという効果を奏する。
According to another aspect of the invention, the target position of each drive motor of each joint forming the arm is calculated from the position, posture, or locus of the arm tip portion required during work, and each drive motor is individually calculated. A control method in a multi-joint assembly robot having a correction means capable of changing the position and orientation between the tip of the arm and the end effector, the assembly method or the disassembly work being performed by positioning the A position detection step of detecting the position of the tip of the arm in a state where each drive motor is positionally driven to the target position, a preset position of the arm tip, and a position necessary for the work based on the detected position. A position error calculating step of calculating a position error of the arm tip portion, and a position of the end effector with respect to the correcting means based on the calculated position error. Since the configuration is provided with the position correction process for positive control, the position error of the arm tip portion due to the arm structure of the assembly robot or the like is corrected by the control of the correction means of the arm tip portion. There is no need to change the form of the arm, and no new position error occurs. Therefore, there is an effect that the tip end portion of the arm can be controlled with high accuracy without being affected by the position error due to the backlash of the speed reducer that drives the assembly robot, the elastic deformation of the arm, and the like.

【0075】また、他の発明によれば、上記の発明にお
いて、前記各駆動モータを前記目標位置に位置決め駆動
させた状態で、アームの先端の姿勢を検出する姿勢検出
工程と、あらかじめ設定されたアーム先端の姿勢と、前
記検出された姿勢に基づき、作業時に必要なアーム先端
部の姿勢誤差を算出する姿勢誤差算出工程と、前記算出
された姿勢誤差に基づいて、前記補正手段に対しエンド
エフェクタの姿勢を補正制御する姿勢補正工程とを含む
構成としたので、組立ロボットのアーム構造等に起因す
るアーム先端部の姿勢の誤差をアーム先端部の補正手段
に対する制御で補正するため、誤差の修正のためにアー
ムの形態を変化させる必要がなく新たな姿勢の誤差を発
生しない。このため、組立ロボットを駆動させる減速機
のバックラッシュ、アームの弾性変形等による姿勢の誤
差の影響を受けずに、アーム先端部を高精度に姿勢制御
できるという効果を奏する。
According to another invention, in the above invention, a posture detecting step of detecting the posture of the tip of the arm in a state in which each of the drive motors is positionally driven to the target position, and the preset posture is preset. A posture error calculation step of calculating a posture error of the arm tip portion required during work based on the posture of the arm tip and the detected posture, and an end effector for the correction means based on the calculated posture error. Since it is configured to include a posture correction step for correcting and controlling the posture of the robot, the posture error of the arm tip portion due to the arm structure of the assembly robot is corrected by the control of the correction means of the arm tip portion. Therefore, there is no need to change the form of the arm, and a new posture error does not occur. Therefore, there is an effect that the posture of the tip end portion of the arm can be controlled with high accuracy without being affected by the posture error caused by the backlash of the speed reducer that drives the assembly robot, the elastic deformation of the arm, and the like.

【0076】また、他の発明によれば、上記の発明にお
いて、前記各駆動モータを前記目標位置に位置決め駆動
させた状態で、前記エンドエフェクタに対して発生する
作業時の反力を検出する力覚検出工程と、あらかじめ設
定したエンドエフェクタに加わる反力と、前記検出され
た反力に基づき、反力の誤差を算出する反力誤差算出工
程と、前記算出された反力誤差に基づいて、前記補正手
段に対しエンドエフェクタに加わる反力が前記設定値に
なるように駆動制御する反力補正工程とを含む構成とし
たので、組立ロボットのエンドエフェクタで所定の方向
から所定の大きさの力を発生させる必要がある作業時
に、アーム構造等に起因するアーム先端部に掛かる反力
の誤差をアーム先端部に配置された補正手段に対する制
御で補正できるため、誤差の修正のためにアームの形態
を変化させる必要がなく新たな反力の誤差を発生しな
い。このため、組立ロボットを駆動させる減速機のバッ
クラッシュ、アームの弾性変形等による反力の誤差の影
響を受けずに、アーム先端部を高精度に所定の反力とな
るよう駆動制御できるという効果を奏する。
According to another invention, in the above invention, a force for detecting a reaction force generated at the time of operation with respect to the end effector in a state where each drive motor is positionally driven to the target position. Sense detection step, a reaction force applied to a preset end effector, based on the detected reaction force, a reaction force error calculation step of calculating an error of the reaction force, and based on the calculated reaction force error, Since the reaction force correction step of driving and controlling the reaction force applied to the end effector to the correction means to the set value is included, the end effector of the assembly robot has a force of a predetermined magnitude from a predetermined direction. Since the error of the reaction force applied to the arm tip portion due to the arm structure or the like can be corrected by the control of the correction means arranged at the arm tip portion when the work that needs to generate Does not generate an error of a new reaction force is not necessary to change the form of arms for error correction. For this reason, the effect that the arm tip can be drive-controlled with high precision to a predetermined reaction force without being affected by the reaction force error due to the backlash of the reduction gear that drives the assembly robot, the elastic deformation of the arm, and the like. Play.

【0077】また、他の発明によれば、上記の発明にお
いて、前記補正手段は、前記アームの先端部とエンドエ
フェクタとの間に設けられ、複数本のリンク長が可変自
在な可動リンクを有してなり、前記位置補正工程、前記
姿勢補正工程、前記反力補正工程で得られた各補正の制
御値に対応して、前記補正手段の各可動リンクのリンク
長をそれぞれ可変制御させる駆動指令工程とを含む構成
としたので、補正手段による誤差の補正時に複数の可動
リンクを制御値に応じて制御する構成により、動作中に
慣性力や作業反力がかかっても補正手段での誤差の発生
を抑制して、高精度な位置、姿勢、及び反力の補正制御
が可能な効果を奏する。
According to another invention, in the above invention, the correcting means is provided between the tip end portion of the arm and the end effector, and has a plurality of movable links with variable link lengths. A drive command for variably controlling the link length of each movable link of the correction means in accordance with the correction control values obtained in the position correction step, the attitude correction step, and the reaction force correction step. Since the configuration including the process includes a configuration in which a plurality of movable links are controlled according to the control value when the error is corrected by the correction unit, even if an inertial force or a work reaction force is applied during operation, the error in the correction unit It is possible to suppress the occurrence of the generation and to perform highly accurate correction control of the position, posture, and reaction force.

【0078】また、他の発明によれば、上記の発明に記
載された方法をコンピュータに実行させる構成としたの
で、コンピュータを用いて組立ロボットのアーム先端部
の位置と姿勢、および反力の補正制御を実行できるよう
になり、アームの駆動制御の高精度化が図れるようにな
るという効果を奏する。
According to another invention, since the method described in the above invention is configured to be executed by a computer, the position and posture of the arm tip of the assembly robot and the reaction force are corrected using the computer. As a result, the control can be executed, and the precision of the arm drive control can be improved.

【0079】また、他の発明によれば、上記に記載され
たプログラムを記録した構成としたので、そのプログラ
ムを機械読み取り可能となり、これによって、上記の動
作をコンピュータによって実現することができるという
効果を奏する。
According to another aspect of the invention, the above-mentioned program is recorded, so that the program can be read by a machine, whereby the above-described operation can be realized by a computer. Play.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の組立ロボットの実施の形態1による
全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram according to a first embodiment of an assembly robot of the present invention.

【図2】この発明の組立ロボットの実施の形態1にかか
る駆動制御内容を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing drive control contents according to the first embodiment of the assembly robot of the present invention.

【図3】この発明の組立ロボットに用いられる補正機構
を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a correction mechanism used in the assembly robot of the present invention.

【図4】この発明の組立ロボットの実施の形態2を示す
全体構成図である。
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing a second embodiment of an assembly robot of the present invention.

【図5】この発明の組立ロボットの実施の形態2にかか
る駆動制御内容を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing drive control contents according to the second embodiment of the assembly robot of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 ロボット 100a アーム 100b 関節 101 手先位置姿勢設定部 102 エンドエフェクタ 103 モータ目標位置演算部 104 駆動指令部 106 位置姿勢センサ 107 手先誤差演算部 108 補正機構目標位置演算部 109 補正機構 110 補正駆動指令部 115 駆動制御手段 300 パラレルリンク機構 301 アーム固定ベース 302 エンドエフェクタベース 303 可動リンク 303a アーム 304(304a,304b) 球面ガイド 400 駆動制御手段 401 力覚センサ 402 反力設定部 403 反力誤差演算部 100 robots 100a arm 100b joint 101 Hand position / posture setting unit 102 End effector 103 Motor target position calculation unit 104 Drive command section 106 Position and orientation sensor 107 Minus error calculator 108 correction mechanism target position calculation unit 109 correction mechanism 110 Correction drive command unit 115 Drive control means 300 parallel link mechanism 301 Arm fixed base 302 End effector base 303 Movable link 303a arm 304 (304a, 304b) spherical surface guide 400 drive control means 401 force sensor 402 Reaction force setting section 403 Reaction force error calculator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 拓也 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 原田 忠克 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 吉村 研一 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 3C007 AS06 BS10 KS05 KS17 KS20 KS34 LT14 MT04    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Takuya Uchida             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh (72) Inventor Tadakatsu Harada             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh (72) Inventor Kenichi Yoshimura             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh F-term (reference) 3C007 AS06 BS10 KS05 KS17 KS20                       KS34 LT14 MT04

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 作業時に必要なアーム先端部の位置、姿
勢、あるいはその軌跡からアームを構成する各関節の各
駆動モータの目標位置を算出し、各駆動モータを個々に
位置決めして組立あるいは分解作業をおこなう多関節の
組立ロボットにおいて、 前記アーム先端部に設けられ、該先端部を目標位置に位
置決め制御した際における該先端部の位置を検出する位
置検出手段と、 前記位置検出手段の出力によりアーム先端部の位置を検
出し、作業時に必要なアーム先端部の位置に対する誤差
を算出する手先誤差演算手段と、 前記アーム先端部と、該アーム先端部に配置されたエン
ドエフェクタとの間に設けられ、エンドエフェクタの位
置を補正すべく移動可能な補正手段と、 前記手先誤差演算手段で算出された誤差値に基づき、前
記エンドエフェクタの位置を補正するために前記補正手
段に対し位置の制御目標値を決定し駆動制御する補正機
構目標位置演算手段と、を備えたことを特徴とする組立
ロボット。
1. A target position of each drive motor of each joint forming an arm is calculated from the position, posture, or locus of the arm tip portion required during work, and each drive motor is individually positioned to assemble or disassemble. In a multi-joint assembly robot for performing work, position detection means is provided at the tip of the arm and detects the position of the tip when the tip is positioned and controlled at a target position, and the output of the position detection means Provided between the hand error calculation means for detecting the position of the arm tip and calculating an error with respect to the position of the arm tip required at the time of operation, the arm tip and the end effector arranged at the arm tip. Correction means movable to correct the position of the end effector, and the end effector based on the error value calculated by the hand end error calculating means. The correction means to position the assembly robot, characterized in that to determine the control target value and a correction mechanism target position calculating means for controlling driving of the in order to correct the position of the connectors.
【請求項2】 前記アーム先端部を目標位置に位置決め
制御するために該アームの先端がとるべき位置が設定さ
れる手先位置設定手段を備え、 前記手先誤差演算手段は、前記手先位置設定手段で設定
された前記エンドエフェクタの位置と、前記位置検出手
段により検出された位置に基づき位置の誤差を演算する
ことを特徴とする請求項1に記載の組立ロボット。
2. A hand position setting means for setting a position to be taken by the tip of the arm in order to control the position of the arm tip portion to a target position, wherein the hand error calculation means is the hand position setting means. The assembly robot according to claim 1, wherein a position error is calculated based on the set position of the end effector and the position detected by the position detection means.
【請求項3】 前記アーム先端部に設けられ、該先端部
を目標位置に位置決め制御した際における該先端部の姿
勢を検出する姿勢検出手段を備え、 前記手先誤差演算手段は、前記姿勢検出手段の出力によ
りアーム先端部の姿勢を検出し、作業時に必要なアーム
先端部の姿勢に対する誤差を算出し、 前記補正手段は、前記エンドエフェクタの姿勢を補正す
べく移動可能であり、 前記補正機構目標位置演算手段は、前記手先誤差演算手
段で算出された誤差値に基づき、前記エンドエフェクタ
の姿勢を補正するために前記補正手段に対し姿勢の制御
目標値を決定し駆動制御させることを特徴とする請求項
1、2のいずれか一つに記載の組立ロボット。
3. A posture detecting means, which is provided at a tip portion of the arm, for detecting a posture of the tip portion when the tip portion is position-controlled to a target position, and the hand error calculating means comprises the posture detecting means. The posture of the arm tip portion is detected from the output of the above, and an error with respect to the posture of the arm tip portion necessary for work is calculated, and the correction means is movable to correct the posture of the end effector. The position calculation means is characterized in that, based on the error value calculated by the hand error calculation means, in order to correct the attitude of the end effector, the correction means determines a control target value of the attitude and controls the drive. The assembly robot according to claim 1.
【請求項4】 前記アーム先端部を目標位置に位置決め
制御するために該アームの先端がとるべき姿勢が設定さ
れる手先姿勢設定手段を備え、 前記手先誤差演算手段は、前記手先姿勢設定手段で設定
された前記エンドエフェクタの姿勢と、前記姿勢検出手
段により検出された姿勢に基づき姿勢の誤差を演算する
ことを特徴とする請求項3に記載の組立ロボット。
4. A hand posture setting means for setting a posture to be taken by the tip of the arm in order to control the position of the tip of the arm to a target position, wherein the hand error calculation means is the hand posture setting means. The assembly robot according to claim 3, wherein an attitude error is calculated based on the set attitude of the end effector and the attitude detected by the attitude detecting means.
【請求項5】 前記アームの先端部を目標位置に位置決
め制御した際に、前記エンドエフェクタに対して発生す
る作業時の反力を検出する力覚検出手段と、 前記力覚検出手段の出力により前記エンドエフェクタに
発生する反力を検出し、あらかじめ設定したエンドエフ
ェクタに加わる反力に対する誤差を算出する反力誤差演
算手段とを備え、 前記補正機構目標位置演算手段は、前記反力誤差演算手
段で算出された誤差値に基づき、前記エンドエフェクタ
に加わる反力が前記設定値になるよう前記補正手段に対
し反力の制御目標値を決定し駆動制御させることを特徴
とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の組立ロボッ
ト。
5. A force sense detecting means for detecting a reaction force generated at the end effector when the arm is positioned and controlled to a target position, and an output of the force sense detecting means. Reaction force error calculating means for detecting a reaction force generated in the end effector and calculating an error with respect to a reaction force applied to the end effector set in advance, wherein the correction mechanism target position calculating means is the reaction force error calculating means. The control target value of the reaction force is determined and drive-controlled by the correction means so that the reaction force applied to the end effector becomes the set value, based on the error value calculated in step 4. The assembly robot according to any one of 1.
【請求項6】 前記アームの先端部を目標位置に位置決
め制御した際に、前記エンドエフェクタに対して発生す
る作業時の反力をあらかじめ設定するための反力設定手
段を備え、 前記反力誤差演算手段は、前記反力設定手段で設定され
た前記エンドエフェクタの反力と、前記力覚検出手段に
より検出された反力とに基づき反力の誤差を演算するこ
とを特徴とする請求項5に記載の組立ロボット。
6. A reaction force setting means for setting in advance a reaction force generated at the end effector when working when positioning the tip of the arm to a target position is controlled, and the reaction force error is provided. The calculation means calculates a reaction force error based on the reaction force of the end effector set by the reaction force setting means and the reaction force detected by the force sense detection means. The assembly robot described in 1.
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