JP2011110629A - ロボット制御方法およびロボット制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボット制御方法の一実施形態では、ロボットハンド31の1つ以上の作業対象部品が搭載された部品供給トレイ5が、所定位置に載置された状態で、作業対象部品のすべてが含まれるように撮像し、撮像された画像データから作業対象部品それぞれを検出するとともに、検出された作業対象部品それぞれの正常位置に対する位置誤差が許容範囲内か否かを判定する。位置誤差が許容範囲内と判定された作業対象部品に対しては通常作業を実行するが、位置誤差が許容範囲内ではないと判定された作業対象部品に対しては通常作業を実行しない。
【選択図】図1
Description
<ロボット制御システム1の構成>
図1は本発明の第1実施形態に係るロボット制御システム1の平面概略図である。図2はこのロボット制御システム1で制御されるロボット3の側面斜視図である。図3はこのロボット3が有するロボットアーム30の先端に設けられるロボットハンド31の拡大斜視図である。図4はロボット制御システム1のティーチングに使用されるティーチングペンダント10の正面拡大図である。
第1実施形態に係るロボット制御システム1で、ロボット3によって行われる処理の流れは概ね次の通りである。
まず、複数の作業対象部品Pが搭載された部品供給トレイ5が、ロボットハンド31によって作業が行われるべき所定位置に置かれた状態で、ロボットハンド31を移動して、ロボットハンド31に取り付けられた小型カメラ34が、部品供給トレイ5の中心の真上に来るようにする。
小型カメラ34によって撮像された画像をパソコン110によって画像処理することによって、その画像データから各作業対象部品Pを検出する。そして、検出された各作業対象部品Pの実際の正確な位置を算出するとともに、それぞれの正常位置データとの比較によって各作業対象部品Pの位置誤差を算出する。
次に、部品供給トレイ5上に搭載された各作業対象部品Pに対して、ロボットハンド31による通常作業を順に実行する。
上述の第1実施形態や従来技術に限らず、「チョコ停」を未然防止するための各種対策を施したとしても、「チョコ停」の発生を完全に防止できるわけではない。例えば、気温・湿度などの季節変化による材質変化や,部品自体の形状異常,設備の劣化など、防ぐことが困難な要因もあり,どうしても「チョコ停」発生のリスクは残るからである。
(a)各工程における対象エリアの本来あるべき姿の事前学習
ロボット制御システム1によって制御されるロボット3やロボット4の各種作業の各工程において、その工程が行われている対象エリアの本来あるべき姿を、可搬型カメラ8によって撮像し、その画像データをパソコン110(のハードディスクなど)に保存するとともに検索などが容易にできるような登録を行っておく。つまり、各工程の正常時画像データの保存および登録をしておくことになる。
「チョコ停」には様々な要因が存在し得るが、自動復帰が可能な異常状態もあれば、自動復帰が原理的に不可能で作業者による復旧作業が不可欠な異常状態もある。そこで、自動復帰可能な異常状態について、復帰対象として事前学習させるとともにパソコン110に登録しておく。
・組立工程が施されていない部品が残存
・仕掛品が散乱
(c)復帰対象とする異常状態からの復帰動作の事前学習
自動復帰が可能な異常状態によっては、唯一の復帰動作しか存在しないものもあれば、複数の復帰動作が想定できるものもある。そこで、復帰対象とする異常状態のぞれぞれについて、いずれかを選択可能な1つ以上の復帰動作を事前学習させるとともにパソコン110に登録しておく。また、複数の復帰動作が選択可能な場合は、どのような基準で選択すべきかについても併せて登録しておくことが好ましい。
第2実施形態による「チョコ停」からの自動復帰は、専ら次の(1)〜(6)の各ステップによって行われる。
ロボット3やロボット4による組立などの工程中に「チョコ停」が発生した場合、その工程が行われていた発生箇所を、ロボット3、4の動作工程や各種センサーなどのエラー情報などに基づいて検出する。「チョコ停」が発生した工程・場所は、ロボット制御システム1の工程の進捗度合、異常検知の結果およびタイミングなどから大凡の見当がつくからである。
上記の(1)で検出された発生箇所およびその周辺が含まれるように、可搬型カメラ8によって撮像し、「チョコ停」発生後における発生箇所の現在の画像データ(現画像データ)を取得する。
上記の(2)で撮像された現画像データと、上記の(a)で事前学習して登録されている正常時画像データの中から選択した対応する画像データとの比較を行う。比較の結果、相対的に大きな差がある部分が存在するか否かを検索し、そのような部分が存在すれば異常エリアとして検出する。
上記の(3)で検出された異常エリアにおける異常が、上記の(b)で事前学習して登録されている自動復帰可能な異常状態のいずれに該当するかを識別する。
上記の(4)で該当すると識別された異常状態に応じた復帰動作を、上記の(c)で事前学習して登録されている対応する1つ以上の復帰動作のうちの最適なものに決定する。
上記の(3)で検出された異常エリアにおいて、上記の(4)で該当すると識別された異常状態についての計測を行う。
上記の(6)で計測された結果に基づいて、上記の(5)で決定された最適な復帰動作を実行する。これにより、上記の(3)で検出された異常エリアにおける異常状態が解消されることになる。
例えば、部品供給トレイ5からの作業対象部品Pの把持に失敗したことで「チョコ停」が発生し,その作業対象部品Pが落ちて裏返し状態になっている状況を想定する。また、復帰動作として、ロボットハンド31には作業対象部品Pを吸着するためのバキューム装置を取り付けていることにする。
2 ワークテーブル
3 ロボット
30 ロボットアーム
31 ロボットハンド
32 チャック部
33 支持台
34 小型カメラ
4 ロボット
40 ロボットアーム
41 ロボットハンド
44 小型カメラ
5 部品供給トレイ
6 部品供給トレイ
7 組立用治具
8 可搬型カメラ
10 ティーチングペンダント
11 タッチパネル式ディスプレイ
12 グリップ
13 グリップ
14 非常停止ボタン
15 イネーブルスイッチ
100 制御部
105 撤去装置
106 撤去装置
110 パソコン
A、B コントローラ
P 作業対象部品
Pn 次作業対象部品
W ワーク
Claims (6)
- 作業内容を制御可能なロボットハンドの1つ以上の作業対象物が搭載されたトレイが、前記ロボットハンドによって作業が行われるべき位置に載置された状態で、前記作業対象物のすべてが含まれるように撮像する撮像工程と、
この撮像工程で撮像された画像データから前記作業対象物それぞれを検出するとともに、検出された前記作業対象物それぞれの正常位置に対する位置誤差が許容範囲内か否かを判定する画像処理工程と、
この画像処理工程で前記位置誤差が前記許容範囲内と判定された前記作業対象物に対しては通常作業を実行するとともに、前記位置誤差が前記許容範囲内ではないと判定された前記作業対象物に対しては前記通常作業を実行しない作業実行工程と
を含むことを特徴とするロボット制御方法。 - 請求項1に記載のロボット制御方法において、
前記作業実行工程で前記通常作業を実行中に異常が発生した場合には、前記撮像工程および前記画像処理工程を再び順に行うことを特徴とするロボット制御方法。 - 請求項2に記載のロボット制御方法において、
前記異常とは、前記ロボットハンドが前記作業対象物を把持する際の不具合であることを特徴とするロボット制御方法。 - 作業内容を制御可能なロボットハンドを有するロボットと、
前記ロボットハンドの1つ以上の作業対象物が搭載されたトレイが、前記ロボットハンドによって作業が行われるべき位置に載置された状態で、前記作業対象物のすべてが含まれるように撮像する撮像部と、
この撮像部で撮像された画像データから前記作業対象物それぞれを検出するとともに、検出された前記作業対象物それぞれの正常位置に対する位置誤差が許容範囲内か否かを判定する画像処理部と、
この画像処理部で前記位置誤差が前記許容範囲内と判定された前記作業対象物に対しては通常作業を実行するとともに、前記位置誤差が前記許容範囲内ではないと判定された前記作業対象物に対しては前記通常作業を実行しないように前記ロボットハンドの作業の実行を制御する作業実行制御部と
を備えることを特徴とするロボット制御システム。 - 作業中の一時的な異常に起因する作業停止が発生したときの作業停止発生時工程が行われていた発生箇所を検出する作業停止検出工程と、
この作業停止検出工程で検出された前記発生箇所とその周辺とが含まれるように撮像する撮像工程と、
この撮像工程で撮像された現画像データと、前記作業停止発生時工程が正常に行われていたときに予め取得して記憶されている前記発生箇所の正常時画像データとを比較して、相対的に大きく異なっている部分を検索して異常領域として検出する異常領域検索工程と、
この異常領域検索工程で抽出した前記異常領域における異常が、予め記憶されている複数の異常状態のいずれに該当するかを識別する異常状態識別工程と、
この異常状態識別工程で該当すると識別された異常状態に応じた復帰動作を、前記複数の異常状態にそれぞれ対応して予め記憶されている1つ以上の復帰動作のいずれかに決定する復帰動作決定工程と、
前記異常領域検索工程で抽出した前記異常領域において、前記異常状態識別工程で該当すると識別された異常状態についての計測を行う異常領域計測工程と、
この異常領域計測工程で行われた計測結果に基づいて、前記復帰動作決定工程で決定された復帰動作を実行する復帰動作実行工程と
を含むことを特徴とするロボット制御方法。 - 請求項5に記載のロボット制御方法によって制御を行うことを特徴とするロボット制御システム。
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