JP2009285753A - ロボット制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 操作者が操作手段11のプログラム実行スイッチ11Bを押すと、ロボット2が手動運転モードから自動運転モードに切り換えられて、注ぎプログラムPが実行される。すなわち、グリッパ2Bにより待機位置Aの試験管3が把持されてから注入位置Bまで移送され、そこで試験管3が回転されて受け入れ容器5に液体が注ぎ入れられる。上記待機位置Aでグリッパ2Bが試験管3を把持する際の把持位置は位置演算部13Bによって検出されており、グリッパ2Bによる試験管3の把持位置が予め想定した基準位置とずれている場合には、そのずれ量だけ、その後のグリッパ2Bの移動軌跡が修正される。
【効果】 従来と比較して操作者の作業負担を軽減することができる。
【選択図】 図1
【効果】 従来と比較して操作者の作業負担を軽減することができる。
【選択図】 図1
Description
本発明はロボット制御システムに関し、より詳しくは、手動運転モードから自動運転モードに切り換えてロボットの作動を制御するようにしたロボット制御システムに関する。
従来、作業内容の違いに応じて手動運転モードと自動運転モードとに切り換えてロボットの作動を制御するようにしたロボット制御システムが提案されている(例えば特許文献1)。
こうした従来のシステムにおいては、例えば液体の入った複数の試験管をロボットハンドに設けたグリッパにより把持してから他の位置へ移送し、そこで試験管を回転させて受け入れ容器に液体を注ぎ入れる処理を行う。この場合には、先ず操作者が操作手段によってロボットを遠隔操作で作動させて、試験管に近接する位置までグリッパを移動させて停止させる。そして、その後のロボットの作動は、予め作成した注ぎプログラムPに基づいて制御装置によりロボットの作動が制御されるようになっている。上記注ぎプログラムPとしては、例えば試験管の上端開口から50mm下の位置をグリッパで把持した場合を想定して、その後の試験管の持ち上げから受け入れ容器の近傍までの移送およびそこで試験管を所要量だけ回転させるプログラムを作成することになる。
特開平8−267381号公報
こうした従来のシステムにおいては、例えば液体の入った複数の試験管をロボットハンドに設けたグリッパにより把持してから他の位置へ移送し、そこで試験管を回転させて受け入れ容器に液体を注ぎ入れる処理を行う。この場合には、先ず操作者が操作手段によってロボットを遠隔操作で作動させて、試験管に近接する位置までグリッパを移動させて停止させる。そして、その後のロボットの作動は、予め作成した注ぎプログラムPに基づいて制御装置によりロボットの作動が制御されるようになっている。上記注ぎプログラムPとしては、例えば試験管の上端開口から50mm下の位置をグリッパで把持した場合を想定して、その後の試験管の持ち上げから受け入れ容器の近傍までの移送およびそこで試験管を所要量だけ回転させるプログラムを作成することになる。
ところで、上述した従来のロボット制御システムにおいては、操作者が操作手段を用いて遠隔操作でロボットハンドを正確に動かすことが容易ではなく、特に注ぎプログラムPにおいて予め想定した試験管の所定高さ位置でロボットハンドを正確に停止させることが容易ではなかった。
そして、ロボットハンドのグリッパが試験管を把持した際にその把持位置が上記注ぎプログラムPで予め想定した把持位置とずれていた場合には、図7に示すように、上記注ぎプログラムPに基づいて制御装置がロボットを作動させると、試験管3を回転させて受け入れ容器5に液体を注ぎ入れる際に液体がこぼれるという問題があった。
そして、ロボットハンドのグリッパが試験管を把持した際にその把持位置が上記注ぎプログラムPで予め想定した把持位置とずれていた場合には、図7に示すように、上記注ぎプログラムPに基づいて制御装置がロボットを作動させると、試験管3を回転させて受け入れ容器5に液体を注ぎ入れる際に液体がこぼれるという問題があった。
上述した事情に鑑み、請求項1に記載した本発明は、所定の処理を行うロボットハンドを有するロボットと、操作者によって操作されて遠隔操作により上記ロボットを追従作動させるための操作手段と、操作者による上記操作手段の操作或いは予め作成した作動プログラムに基づいて上記ロボットの作動を制御する制御装置と、上記ロボットハンドの位置を検出して上記制御装置に入力する位置演算手段とを備えて、操作者が操作手段を操作することにより上記制御装置を介して上記ロボットハンドを上記処理を開始できる位置まで遠隔操作で移動させるとともに、上記作動プログラムを実行させるプログラム実行スイッチが操作者によって操作されると、上記制御装置は上記作動プログラムに基づいてロボットハンドを移動させるように構成されたロボット制御システムであって、
上記プログラム実行スイッチが操作者により操作された際に、上記作動プログラムにおいて予め想定したロボットハンドの基準位置と上記位置演算手段が検出したロボットハンドの位置とがずれていた場合には、そのずれ量に応じて上記処理におけるロボットハンドの移動軌跡が修正されるものである。
上記プログラム実行スイッチが操作者により操作された際に、上記作動プログラムにおいて予め想定したロボットハンドの基準位置と上記位置演算手段が検出したロボットハンドの位置とがずれていた場合には、そのずれ量に応じて上記処理におけるロボットハンドの移動軌跡が修正されるものである。
このような構成によれば、操作手段を操作者が操作して作動プログラムの実行を開始させる位置までロボットハンドを移動させて停止させる際に、ロボットハンドの停止位置を大まかな位置で停止させることができる。そのため、従来と比較して操作者の作業負担を軽減させることができる。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、図1において1はロボット制御システムであり、このロボット制御システム1は、ロボット2の作動を制御してそのロボットハンド2Aによって所要の処理を行わせるようになっている。すなわち、本実施例においては、先ず、ロボットハンド2Aに設けたグリッパ2Bにより待機位置Aの1つの試験管3を把持し、その後、ロボットハンド2Aを所要量だけ上昇させて支持台4から試験管3を抜き取り、次に試験管3を把持したロボットハンド2Aを注入位置Bの受け入れ容器5の近傍まで移動させ、その後そこでロボットハンド2Aにより試験管3を所要量だけ回転させることで、受け入れ容器5へ試験管3内の液体を注ぎ入れるようになっている。
後に詳述するが、待機位置Aの試験管3をグリッパ2Bが把持可能な近接位置までロボットハンド2Aを移動させる作動は、操作者が操作手段11を用いて遠隔操作で行うようになっている(手動運転モード)。そして、その後のロボット2の作動、つまりグリッパ2Bによる試験管3の把持から注入位置Bまでの移送とそこでの試験管3の回転作動は、予め作成した注ぎプログラムPに基づいて作動させるようになっている(自動運転モード)。このように、手動運転モードと自動運転モードとを切り換えてロボット2を作動させることで該ロボットハンド2Aに前述した一連の処理を行わせるようになっている。
ロボット制御システム1は、試験管3を把持するロボットハンド2Aを備えたロボット2と、このロボット2を遠隔操作で動かすために操作者が所持して操作する操作手段11と、この操作手段11の位置と姿勢を検出するセンサ12と、このセンサ12による検出結果又は予め記憶した注ぎプログラムPに基づいてロボット2の作動を制御する制御装置13とを備えている。
ロボット制御システム1は、試験管3を把持するロボットハンド2Aを備えたロボット2と、このロボット2を遠隔操作で動かすために操作者が所持して操作する操作手段11と、この操作手段11の位置と姿勢を検出するセンサ12と、このセンサ12による検出結果又は予め記憶した注ぎプログラムPに基づいてロボット2の作動を制御する制御装置13とを備えている。
ロボット2は従来公知の6軸型多関節ロボットであり、その先端部にロボットハンド2Aが設けられ、さらにそのロボットハンド2Aの先端部分には試験管3を把持するためのグリッパ2Bが設けられている。グリッパ2Bは、左右一対の把持部材からなり、それらの間隔が拡縮可能となっている。そして、図1および図4(c)に示すように、グリッパ2Bを構成する上記一対の把持部材には、対向位置にそれぞれ係合凹部2Cが形成されており、これら両係合凹部2Cによって試験管3の外周部を両側から安定して把持できるようになっている。
図2は、ロボット2を作動させるための第1軸R1から第6軸R6の配置状態を簡略化して示したものである。つまり、第1軸R1はロボット2の基部2D内に配置されており、この第1軸R1に連動するアーム部材2Eの一端と他端にそれぞれ第2軸R2と第3軸R3が設けられている。第3軸R3の隣接位置に第4軸R4が設けられ、また第4軸R4の隣接位置に第5軸R5が設けられ、さらに第5軸R5の隣接位置となる先端部分に第6軸R6が設けられている。前述したロボットハンド2Aは第6軸R6の先端に連結されており、グリッパ2Bは第6軸R6によって、該第6軸R6を回転中心として正逆に回転されるようになっている。
ロボット2の基本構成は従来公知のものと同じであり、ロボット2内には上記第1軸R1〜第6軸R6の駆動用のモータがそれぞれ配置されており、それら各モータの作動は制御装置13の作動制御部13Aによって制御されるようになっている。
図2は、ロボット2を作動させるための第1軸R1から第6軸R6の配置状態を簡略化して示したものである。つまり、第1軸R1はロボット2の基部2D内に配置されており、この第1軸R1に連動するアーム部材2Eの一端と他端にそれぞれ第2軸R2と第3軸R3が設けられている。第3軸R3の隣接位置に第4軸R4が設けられ、また第4軸R4の隣接位置に第5軸R5が設けられ、さらに第5軸R5の隣接位置となる先端部分に第6軸R6が設けられている。前述したロボットハンド2Aは第6軸R6の先端に連結されており、グリッパ2Bは第6軸R6によって、該第6軸R6を回転中心として正逆に回転されるようになっている。
ロボット2の基本構成は従来公知のものと同じであり、ロボット2内には上記第1軸R1〜第6軸R6の駆動用のモータがそれぞれ配置されており、それら各モータの作動は制御装置13の作動制御部13Aによって制御されるようになっている。
上記第4軸R4〜第6軸R6は、従来一般的に手首軸14と称されており、上記作動制御部13Aによって手首軸14 (第4軸R4〜第6軸R6)用のモータの作動を制御することで、ロボットハンド2Aの姿勢を調整できるようになっている。また、上記グリッパ2Bは、操作者が操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aを押した状態で閉鎖スイッチ11Cまたは開放スイッチ11Dを操作することで開閉作動されるようになっている (図3参照)。
ロボット2の上記各軸R1〜R6の駆動源となる各モータにはそれぞれエンコーダが取り付けてあり、各エンコーダがカウントしたパルス信号は制御装置13の位置演算部13Bに常時送信されるようになっている。これにより、制御装置13は、ロボットハンド2Aの位置と姿勢を常時認識できるようになってい
る。
ロボット2の上記各軸R1〜R6の駆動源となる各モータにはそれぞれエンコーダが取り付けてあり、各エンコーダがカウントしたパルス信号は制御装置13の位置演算部13Bに常時送信されるようになっている。これにより、制御装置13は、ロボットハンド2Aの位置と姿勢を常時認識できるようになってい
る。
次に、制御装置13は、ロボット2の作動を制御する作動制御部13Aと、ロボットハンド2Aの現在位置を演算して求める位置演算部13Bと、センサ12の検出結果を基に作動制御部13Aに作動指令を指示する指令出力部13Cと、後述する注ぎプログラムPを記憶したプログラム記憶部13Dと、注ぎプログラムPを実行させるように作動制御部13Aに制御指令を指示するプログラム実行部13Eとを備えている。
指令出力部13Cは、上記センサ12が検出した操作手段11の位置と姿勢の変化を基にして、ロボット2の駆動源である各モータの回転方向と回転量に関する制御指令を作動制御部13Aに指示するようになっている。操作者が操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aを押した状態で操作手段11を動かすと、センサ12は操作手段11の位置と姿勢を検出して指令出力部13Cに伝達するようになっている。すると、指令出力部13Cは作動制御部13Aに対してロボット2内の駆動源となる各モータに関する所要の制御指令を伝達するようになっている。
そして作動制御部13Aは指令出力部13Cからの制御指令に基づいて上記ロボット2の各モータを所要量だけ正逆に回転させるようになっている。それによって、操作者が操作手段11を動かした移動軌跡に追従するようにロボットハンド2Aが遠隔操作で移動されるようになっている。つまり、操作者が操作手段11を移動させる移動軌跡に倣って手動運転モードでロボットハンド2Aが移動されるようになっている。そして、このように移動される際のロボットハンド2Aの位置と姿勢は、位置演算部13Bによって検出されて作動制御部13Aに認識されるようになっている。
指令出力部13Cは、上記センサ12が検出した操作手段11の位置と姿勢の変化を基にして、ロボット2の駆動源である各モータの回転方向と回転量に関する制御指令を作動制御部13Aに指示するようになっている。操作者が操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aを押した状態で操作手段11を動かすと、センサ12は操作手段11の位置と姿勢を検出して指令出力部13Cに伝達するようになっている。すると、指令出力部13Cは作動制御部13Aに対してロボット2内の駆動源となる各モータに関する所要の制御指令を伝達するようになっている。
そして作動制御部13Aは指令出力部13Cからの制御指令に基づいて上記ロボット2の各モータを所要量だけ正逆に回転させるようになっている。それによって、操作者が操作手段11を動かした移動軌跡に追従するようにロボットハンド2Aが遠隔操作で移動されるようになっている。つまり、操作者が操作手段11を移動させる移動軌跡に倣って手動運転モードでロボットハンド2Aが移動されるようになっている。そして、このように移動される際のロボットハンド2Aの位置と姿勢は、位置演算部13Bによって検出されて作動制御部13Aに認識されるようになっている。
センサ12は、上記操作手段11の内部に配置された図示しない移動部15と、所定位置の支柱16に固定された原点部17と、上記移動部15と原点部17とを接続する本体部18とを備えている。本体部18からは原点部17に対して電力が供給されてそこに磁場を発生させてあり、操作手段11を操作者が動かした際に移動部15のコイルに生じた誘導電流を本体部18で検出することで、操作手段11の位置と姿勢を検出できるようになっている。
このセンサ12は、上記操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aが押されたままの状態において操作手段11が操作者により動かされると、操作手段11の位置と姿勢を検出して、その検出信号を制御装置13の指令出力部13Cへ伝達するようになっている。また、操作手段11に設けられたプログラム実行スイッチ11B、閉鎖スイッチ11Cおよび開放スイッチ11Dが押されると、それらが押されたことを検出して制御装置13の指令出力部13Cへ伝達するようになっている。センサ12は6自由度磁気センサであり、その基本構成は従来すでに公知であるため、センサ12に関するこれ以上の詳細な説明は省略する。
このセンサ12は、上記操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aが押されたままの状態において操作手段11が操作者により動かされると、操作手段11の位置と姿勢を検出して、その検出信号を制御装置13の指令出力部13Cへ伝達するようになっている。また、操作手段11に設けられたプログラム実行スイッチ11B、閉鎖スイッチ11Cおよび開放スイッチ11Dが押されると、それらが押されたことを検出して制御装置13の指令出力部13Cへ伝達するようになっている。センサ12は6自由度磁気センサであり、その基本構成は従来すでに公知であるため、センサ12に関するこれ以上の詳細な説明は省略する。
図3に拡大して示すように、操作手段11は、操作者が片手で所持して操作し易い縦長の直方体形状になっている。操作手段11の一つの側面に遠隔操作スイッチ11Aとプログラム実行スイッチ11Bが突出させて設けられるとともに、反対側の側面にロボットハンド2Aのグリッパ2Bを開閉させるための閉鎖スイッチ11Cと開放スイッチ11Dが突出させて設けられている。これらの各スイッチ11A〜11Dは、操作者がそれら各スイッチを指で押し込むとスイッチが入るようになっており、操作者が各スイッチから指を離すとばねによって元の突出位置に復帰してスイッチが切れるようになっている。
前述したように、操作者が操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aを押し込んだ状態(スイッチを入れた状態)で操作手段11を動かすと、該操作手段11の位置と姿勢はセンサ12によって検出され、センサ12によって検出された操作手段11の位置と姿勢は、制御装置13の指令出力部13Cに伝達される。すると、制御装置13の指令出力部13Cは、センサ12によって検出された操作手段11の位置と姿勢の変化を基にして作動制御部13Aに対してロボット2内の各モータの制御指令を伝達し、作動制御部13Aは制御指令に基づいて各モータを作動させてロボットハンド2Aを操作手段11の位置と姿勢に追従するように作動させるようになっている。このように、操作者が操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aを押した状態で操作手段11の動きに追従するようにロボット2を作動させる場合が手動運転モードとなる。
そして、操作者が遠隔操作スイッチ11Aから指を離してスイッチを切った状態から操作者がプログラム実行スイッチ11Bを押した場合、つまり自動運転モードに切り換えられた場合には、制御装置13のプログラム実行部13Eによりプログラム記憶部13Dから予め呼び出された注ぎプログラムPが実行され、該注ぎプログラムPに基づいてプログラム実行部13Eから作動制御部13Aに制御指令が伝達されてロボット2を作動させるようになっている。
そして、操作者が遠隔操作スイッチ11Aから指を離してスイッチを切った状態から操作者がプログラム実行スイッチ11Bを押した場合、つまり自動運転モードに切り換えられた場合には、制御装置13のプログラム実行部13Eによりプログラム記憶部13Dから予め呼び出された注ぎプログラムPが実行され、該注ぎプログラムPに基づいてプログラム実行部13Eから作動制御部13Aに制御指令が伝達されてロボット2を作動させるようになっている。
このように操作者が操作手段11により遠隔操作でロボットハンド2Aを移動させることができる構成を前提として、操作者が操作手段11のプログラム実行スイッチ11Bを押すと制御装置13により手動運転モードから自動運転モードに切り換えられ、注ぎプログラムPが実行されるようになっている。そのために、制御装置13にプログラム記憶部13Dを設けてあり、予め作成した注ぎプログラムPをプログラム記憶部13Dに記憶させている。
なお、注ぎプログラムPを作成するための前提として、待機位置Aの試験管3の寸法(全長、外径)は全て同一であり、上端開口3A近くまで液体が入った各試験管3は支持台4に鉛直方向に支持され、かつ隣合う試験管3同士は一直線上に支持されて所定間隔だけ離隔させてあるものとする。また、受け入れ容器5は、上端開口5Aを上にした空の状態で注入位置Bに置かれているものとする。また、試験管3の寸法(全長、外径)および支持台4に支持された状態の試験管3の上端開口3Aの高さは予め制御装置に13記憶させてあり、さらに注入位置Bとそこに置かれた受け入れ容器5の寸法(全長、上端開口5Aの高さおよびその外径)についても予め制御装置13に記憶させてあるものとする。
そして、注ぎプログラムPは、以下のような第1動作から第4動作を順次一連の動作としてロボット2に行わせるものである。つまり、待機位置Aにある試験管3の近接位置に水平状態で開放されたグリッパ2Bを閉鎖させて試験管3を把持する第1動作(把持動作)と、試験管3を把持したグリッパ2Bを鉛直上方へ所定高さだけ持ち上げて支持台4から試験管3を抜き取る第2動作と、抜き取った試験管3を注入位置Bの受け入れ容器5への注ぎ動作を開始させる位置へ移送する第3動作(移送動作)と、注入位置Bにおいて試験管3をその下端側が上方になるように回転させてから一時停止させ、その後、元の状態まで復帰させる第4動作(注ぎ動作)とを、順次円滑にロボット2に行わせるものである。
そして、注ぎプログラムPは、以下のような第1動作から第4動作を順次一連の動作としてロボット2に行わせるものである。つまり、待機位置Aにある試験管3の近接位置に水平状態で開放されたグリッパ2Bを閉鎖させて試験管3を把持する第1動作(把持動作)と、試験管3を把持したグリッパ2Bを鉛直上方へ所定高さだけ持ち上げて支持台4から試験管3を抜き取る第2動作と、抜き取った試験管3を注入位置Bの受け入れ容器5への注ぎ動作を開始させる位置へ移送する第3動作(移送動作)と、注入位置Bにおいて試験管3をその下端側が上方になるように回転させてから一時停止させ、その後、元の状態まで復帰させる第4動作(注ぎ動作)とを、順次円滑にロボット2に行わせるものである。
この注ぎプログラムPの第1動作において待機位置Aにおいて予め想定した試験管3の上端から所定距離下方の位置を基準位置とし、その基準位置をグリッパ2Bで把持して行う上記第1動作から第4動作を基準動作としている。基準動作として、例えば、上記第1動作としてグリッパ2Bが試験管3を把持する際には、基準位置として全長100mmの試験管3の上端開口3Aから50mm下方側の箇所を把持することを想定しており、そのようにグリッパ2Bが試験管3を把持した後、第2動作では試験管3を把持したグリッパ2Bを100mm上昇させ、第3動作では待機位置Aから注入位置Bまでグリッパ2Bを平行移動させながら30°試験管3を傾斜させて、試験管3の上端開口3Aの最下点Cを受け入れ容器5の開口の上方に位置させ、第4動作では試験管3の上端開口3Aの最下点Cを支点として、その位置を動かさないように試験管3の下端側を90°上方に回転させてから所定時間停止させ、その後反転させて元の傾斜状態に試験管3を復帰させるようになっている。
つまり、グリッパ2Bが試験管3を把持した際に、その把持位置が予め想定した基準位置であれば、予め想定した基準動作で上記第1動作から第4動作が行われるようにロボット2が制御されるようになっている。
つまり、グリッパ2Bが試験管3を把持した際に、その把持位置が予め想定した基準位置であれば、予め想定した基準動作で上記第1動作から第4動作が行われるようにロボット2が制御されるようになっている。
そして、グリッパ2Bで試験管3を把持した際に、その把持位置が予め想定した基準位置からずれている場合には、上記基準動作が修正されて上記第1動作から第4動作が得られるようにロボットハンド2Aを移動させるようになっている。
より詳細には、図5の中央に想像線で示すように、試験管3における上端開口3Aよりも30mm下方、つまり基準位置よりも20mm上方をグリッパ2Bが把持した場合には、その後の第2動作から第4動作において、試験管3を移送したり回転させたりする際のグリッパ2Bの高さ位置を上記基準動作の場合と比較して20mm上となるように注ぎプログラムP内の位置データを修正する。
これにより、プログラム実行スイッチ11Bが操作者によって入れられ注ぎプログラムPが実行される場合には、第2動作では試験管3を把持した位置からグリッパ2Bを100mm上昇させ、第3動作では待機位置Aから注入位置Bまでグリッパ2Bを平行移動させながら30°試験管3を傾斜させて、試験管3の上端開口3Aの最下点Cを受け入れ容器5の開口の上方に位置させ、さらに、最後の第4動作においては、基準動作の場合と比較してグリッパ2Bの高さが20mm上となっていることから、注入位置Bで回転される際のロボットハンド2Aのグリッパ2Bによる回転半径は基準動作より20mm短くなる。(図6参照)。
このように、本実施例においては、試験管3をロボットハンド2Aのグリッパ2Bで把持した際に、試験管3の把持位置が予め想定した基準位置である時には上記基準動作の移動軌跡に沿ってロボットハンド2Aが移動され、他方、試験管3の把持位置が基準位置からずれている場合にはそのずれ量に応じてロボットハンド2Aの移動軌跡が修正されるようになっている。
より詳細には、図5の中央に想像線で示すように、試験管3における上端開口3Aよりも30mm下方、つまり基準位置よりも20mm上方をグリッパ2Bが把持した場合には、その後の第2動作から第4動作において、試験管3を移送したり回転させたりする際のグリッパ2Bの高さ位置を上記基準動作の場合と比較して20mm上となるように注ぎプログラムP内の位置データを修正する。
これにより、プログラム実行スイッチ11Bが操作者によって入れられ注ぎプログラムPが実行される場合には、第2動作では試験管3を把持した位置からグリッパ2Bを100mm上昇させ、第3動作では待機位置Aから注入位置Bまでグリッパ2Bを平行移動させながら30°試験管3を傾斜させて、試験管3の上端開口3Aの最下点Cを受け入れ容器5の開口の上方に位置させ、さらに、最後の第4動作においては、基準動作の場合と比較してグリッパ2Bの高さが20mm上となっていることから、注入位置Bで回転される際のロボットハンド2Aのグリッパ2Bによる回転半径は基準動作より20mm短くなる。(図6参照)。
このように、本実施例においては、試験管3をロボットハンド2Aのグリッパ2Bで把持した際に、試験管3の把持位置が予め想定した基準位置である時には上記基準動作の移動軌跡に沿ってロボットハンド2Aが移動され、他方、試験管3の把持位置が基準位置からずれている場合にはそのずれ量に応じてロボットハンド2Aの移動軌跡が修正されるようになっている。
以上の構成において、上記ロボット制御システム1により、待機位置Aにおいてグリッパ2Bによって試験管3を把持して持ち上げてから他方の注入位置Bまで試験管3を移送し、そこで受け入れ容器5に液体を注ぎ入れる場合について説明する。なお、支持台4には、予め液体を貯溜した複数の試験管3が鉛直方向に支持されているものとし、また、注入位置Bには空の受け入れ容器5が予め設置されているものとする。
この場合、先ずロボットハンド2Aのグリッパ2Bが開放された状態において、操作者は、操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aを押し込んでそのスイッチを入れる。その状態のまま、操作者は操作手段11を所要方向に向けて動かす(図8のSl、S2)。これにより、操作手段11の位置と姿勢はセンサ12によって検出されるので、その検出信号を基にして制御装置13の指令出力部13Cと作動制御部13Aを介してロボットハンド2Aが操作手段11の動きに追従して移動され、ロボットハンド2A のグリッパ2Bが支持台4上の試験管3を把持できる近接位置まで移動される。 そして、操作者はグリッパ2Bを開閉させる際の中心部が試験管3の軸心と一致し、かつ開放状態のグリッパ2Bが水平となり、概ね長手方向中央部となるようにグリッパ2Bをできるだけ試験管3に近接させ、そこで停止させる(手動運転モード)。
この場合、先ずロボットハンド2Aのグリッパ2Bが開放された状態において、操作者は、操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aを押し込んでそのスイッチを入れる。その状態のまま、操作者は操作手段11を所要方向に向けて動かす(図8のSl、S2)。これにより、操作手段11の位置と姿勢はセンサ12によって検出されるので、その検出信号を基にして制御装置13の指令出力部13Cと作動制御部13Aを介してロボットハンド2Aが操作手段11の動きに追従して移動され、ロボットハンド2A のグリッパ2Bが支持台4上の試験管3を把持できる近接位置まで移動される。 そして、操作者はグリッパ2Bを開閉させる際の中心部が試験管3の軸心と一致し、かつ開放状態のグリッパ2Bが水平となり、概ね長手方向中央部となるようにグリッパ2Bをできるだけ試験管3に近接させ、そこで停止させる(手動運転モード)。
この後、操作者は操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aから指を離すことにより、遠隔操作スイッチ11Aを切ってからプログラム実行スイッチ11Bを押す(図8のS3、S4)。これにより、ロボット2は手動運転モードから自動運転モードに切り換えられて、プログラム実行部13Eによりプログラム記憶部13Dから上記注ぎプログラムPが呼び出されて、該注ぎプログラムPに基づいて制御装置13のプログラム実行部13Eは作動制御部13Aを介してロボット2を作動させる。
すなわち、プログラム実行部13Eは、先ず待機位置Aにおいてグリッパ2Bを閉鎖させて該グリッパ2Bにより試験管3を把持させる。そして、位置演算部13Bによる検出結果を基にして、グリッパ2Bによる試験管3の把持位置が基準位置からずれていることを制御装置13が認識すると、そのずれ量だけ上記基準動作の場合に対して第2動作から第4動作の移動軌跡が修正されるように作動制御部13Aはロボットハンド2Aを作動させる。つまり、試験管3を把持したグリッパ2Bを鉛直上方へ所定高さだけ持ち上げて支持台4から試験管3を抜き取る第2動作と、試験管3を把持したグリッパ2Bを待機位置Aから注入位置Bの受け入れ容器5の近傍まで移送してそこで30°傾斜させる第3動作と、注入位置Bにおいて試験管3を90°回転させてから一時停止させ、その後、元の傾斜状態まで復帰させて停止させる第4動作とが順次ロボット2によって行われる(図6(b)、図8のS4)。これにより、注入位置Bの受け入れ容器5に試験管3から液体が注ぎ入れられる。
この後、操作者は操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aを押してスイッチを入れて手動運転モードに切り換えて、その後、操作手段11を動かして注入位置Bから待機位置Aまで空の試験管3を把持したグリッパ2Bを移動させる。そしてさらに、最初に支持台4に支持された箇所に空の試験管3を支持させてから操作者は開放スイッチ11Dを押してグリッパ2Bによる試験管3の把持状態を開放する。また、その後、操作者は引き続き操作手段11を操作して、グリッパ2Bを第2の試験管3を把持できる近接位置まで移動させ、グリッパ2Bを概ね試験管3の長手方向中央部の高さで、かつ水平状態で停止させる。
この後、操作者は操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aを押してスイッチを入れて手動運転モードに切り換えて、その後、操作手段11を動かして注入位置Bから待機位置Aまで空の試験管3を把持したグリッパ2Bを移動させる。そしてさらに、最初に支持台4に支持された箇所に空の試験管3を支持させてから操作者は開放スイッチ11Dを押してグリッパ2Bによる試験管3の把持状態を開放する。また、その後、操作者は引き続き操作手段11を操作して、グリッパ2Bを第2の試験管3を把持できる近接位置まで移動させ、グリッパ2Bを概ね試験管3の長手方向中央部の高さで、かつ水平状態で停止させる。
この後、操作者は操作手段11の遠隔操作スイッチ11Aを切ってから再度プログラム実行スイッチ11Bを押すと(図8のS3、S4)、ロボットハンド2Aは再度手動運転モードから自動運転モードに切り換えられて、注ぎプログラムPに基づいて最初の試験管3と同様に注入位置Bの受け入れ容器5に第2の試験管3から液体が注ぎ入れられる。
上述した本実施例によれば、手動運転モードによりグリッパ2Bを待機位置Aの試験管3の近接位置まで移動させて停止させる際に、グリッパ2Bを概ね試験管3の上端開口3Aから所定高さ下方である基準位置の近くで停止させるだけでよい。つまり、従来のように予め想定した高さ位置となるように、操作者が遠隔操作で正確にグリッパ2Bの停止位置を決める必要がない。
そのため、従来と比較して操作手段を操作者が操作する際の作業負担を大幅に軽減させることができる。しかも、上述した注ぎプログラムPは、基準動作とそれを修正する動作が得られるようになっているので、注入位置Bで試験管3を回転させて受け入れ容器5に液体を注ぐ際に液体がこぼれるようなことなく、確実に受け入れ容器5に注ぎ入れることができる。
そのため、従来と比較して操作手段を操作者が操作する際の作業負担を大幅に軽減させることができる。しかも、上述した注ぎプログラムPは、基準動作とそれを修正する動作が得られるようになっているので、注入位置Bで試験管3を回転させて受け入れ容器5に液体を注ぐ際に液体がこぼれるようなことなく、確実に受け入れ容器5に注ぎ入れることができる。
上述した実施例においては、待機位置Aにおいて実際にグリッパ2Bが試験管3を把持した際に、予め想定した基準位置を把持しているか否かによって、注ぎプログラムPの内容を修正して実行させるようにしているが、第2実施例としてつぎのような処理を行う注ぎプログラムPであってもよい。
つまり、手動運転モードでグリッパ2Bを待機位置Aの試験管3を把持可能な位置に停止させた後、プログラム実行スイッチ11Bを入れた際に、そのときのロボットハンド2Aの位置を位置演算部13Bにより検出し、位置演算部13Bの検出結果を基にして、その時のロボットハンド2Aの停止位置が予め想定した基準位置から所定の距離以上ずれていることを制御装置13が認識した場合には、第1動作の直前に上記ずれ量だけグリッパ2Bの高さを移動させてからグリッパ2Bにより試験管3を把持するようにしても良い。
そのようにすることで、グリッパ2Bの停止位置、つまり把持位置が大きくずれていたとしても試験管3における基準位置を正確にグリッパ2Bにより把持することが可能となり、したがって、その後はグリッパ2Aを基準の移動軌跡に移動させればよい。
このような構成の第2実施例の注ぎプログラムPを採用することで、上記第1実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
つまり、手動運転モードでグリッパ2Bを待機位置Aの試験管3を把持可能な位置に停止させた後、プログラム実行スイッチ11Bを入れた際に、そのときのロボットハンド2Aの位置を位置演算部13Bにより検出し、位置演算部13Bの検出結果を基にして、その時のロボットハンド2Aの停止位置が予め想定した基準位置から所定の距離以上ずれていることを制御装置13が認識した場合には、第1動作の直前に上記ずれ量だけグリッパ2Bの高さを移動させてからグリッパ2Bにより試験管3を把持するようにしても良い。
そのようにすることで、グリッパ2Bの停止位置、つまり把持位置が大きくずれていたとしても試験管3における基準位置を正確にグリッパ2Bにより把持することが可能となり、したがって、その後はグリッパ2Aを基準の移動軌跡に移動させればよい。
このような構成の第2実施例の注ぎプログラムPを採用することで、上記第1実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
なお、上記実施例においては、操作手段11に上記プログラム実行スイッチ11Bを設けているが、必ずしも操作手段11に設ける必要はない。つまり、プログラム実行スイッチ11としては、制御装置13に接続した別の入力手段(例えばキーボードのキー)を兼用しても良い。
また、上記実施例においてはプログラム記憶部13Dを制御装置13に設けて、そこに予め作成した注ぎプログラムPを記憶させるようにしているが、記憶媒体に注ぎプログラムPを記憶させておき、ロボット制御システム1の作動直前に上記記憶媒体から制御装置13のプログラム記憶部13Dに注ぎプログラムPを読み込ませるようにしても良い。
また、上記実施例においては上記位置演算部13Bは制御装置13内に配置されているが、位置演算部13Bは制御装置13と独立させて配置しても良い。
さらに、上記実施例においては、ロボット2を作動させるためのプログラムとして上述した注ぎプログラムPを想定しているが、プログラムとしてはこれに限られるものではない。
また、上記実施例においてはプログラム記憶部13Dを制御装置13に設けて、そこに予め作成した注ぎプログラムPを記憶させるようにしているが、記憶媒体に注ぎプログラムPを記憶させておき、ロボット制御システム1の作動直前に上記記憶媒体から制御装置13のプログラム記憶部13Dに注ぎプログラムPを読み込ませるようにしても良い。
また、上記実施例においては上記位置演算部13Bは制御装置13内に配置されているが、位置演算部13Bは制御装置13と独立させて配置しても良い。
さらに、上記実施例においては、ロボット2を作動させるためのプログラムとして上述した注ぎプログラムPを想定しているが、プログラムとしてはこれに限られるものではない。
1‥ロボット制御システム 2‥ロボット
3‥試験管(物品) 5‥受け入れ容器(物品)
11‥操作手段 11A‥遠隔操作スイッチ
11B‥プログラム実行スイッチ 13‥制御手段
13B‥位置演算部 13D‥プログラム記憶部
13E‥プログラム実行部 A‥待機位置
B‥注入位置 P‥注ぎプログラム
3‥試験管(物品) 5‥受け入れ容器(物品)
11‥操作手段 11A‥遠隔操作スイッチ
11B‥プログラム実行スイッチ 13‥制御手段
13B‥位置演算部 13D‥プログラム記憶部
13E‥プログラム実行部 A‥待機位置
B‥注入位置 P‥注ぎプログラム
Claims (3)
- 所定の処理を行うロボットハンドを有するロボットと、操作者によって操作されて遠隔操作により上記ロボットを追従作動させるための操作手段と、操作者による上記操作手段の操作或いは予め作成した作動プログラムに基づいて上記ロボットの作動を制御する制御装置と、上記ロボットハンドの位置を検出して上記制御装置に入力する位置演算手段とを備えて、
操作者が操作手段を操作することにより上記制御装置を介して上記ロボットハンドを上記処理を開始できる位置まで遠隔操作で移動させるとともに、上記作動プログラムを実行させるプログラム実行スイッチが操作者によって操作されると、上記制御装置は上記作動プログラムに基づいてロボットハンドを移動させるように構成されたロボット制御システムであって、
上記プログラム実行スイッチが操作者により操作された際に、上記作動プログラムにおいて予め想定したロボットハンドの基準位置と上記位置演算手段が検出したロボットハンドの位置とがずれていた場合には、そのずれ量に応じて上記処理におけるロボットハンドの移動軌跡が修正されることを特徴とするロボット制御システム。 - 上記作動プログラムは、上記ロボットハンドに待機位置にある物品を把持させる把持動作と、物品を把持したロボットハンドを待機位置から他方の受け入れ位置まで移動させる移送動作と、受け入れ位置においてロボットハンドにより物品を回転させて該物品の内容物を受け入れ容器に移し替える回転動作とを行わせるプログラムであって、
上記プログラム実行スイッチが操作者により操作されてロボットハンドが上記把持動作を始める位置が上記作動プログラムにおいて予め想定した基準位置とずれていた場合には、そのずれ量だけ、上記作動プログラムの移送動作及び/または回転動作におけるロボットハンドの位置が調整されることを特徴とする請求項1に記載のロボット制御システム。 - 上記プログラム実行スイッチが操作者により操作された際のロボットハンドの位置が、上記作動プログラムにおいて予め想定した基準位置とずれている場合には、上記ロボットハンドを予め想定した基準位置に移動させてから処理を行うことを特徴とする請求項1に記載のロボット制御システム。
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- 2008-05-28 JP JP2008138980A patent/JP2009285753A/ja active Pending
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