JP2014104528A - ロボットシステム及びロボットシステムの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロボットによりワークを目標位置姿勢に移動させる際に、ヒステリシスロス等によって発生する位置姿勢誤差を低減できるロボットシステムを提供する。
【解決手段】多関節アーム20と、多関節アーム20に支持され、多関節アーム20の動作により位置及び姿勢が調整されると共に、ワークに対して作業可能な作業部22を有するハンド21と、少なくとも多関節アーム20を制御する制御装置3と、を備えたロボットシステム1において、多関節アーム20の最先端の関節76と作業部22との間に配置されると共に、多関節アーム20に対する作業部22の位置及び姿勢の少なくとも一自由度を、制御装置3により調整する作業部調整機構23を備える。
【選択図】図2
【解決手段】多関節アーム20と、多関節アーム20に支持され、多関節アーム20の動作により位置及び姿勢が調整されると共に、ワークに対して作業可能な作業部22を有するハンド21と、少なくとも多関節アーム20を制御する制御装置3と、を備えたロボットシステム1において、多関節アーム20の最先端の関節76と作業部22との間に配置されると共に、多関節アーム20に対する作業部22の位置及び姿勢の少なくとも一自由度を、制御装置3により調整する作業部調整機構23を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、複数の関節が制御されることにより駆動する多関節アームを利用するロボットシステム及びロボットシステムの制御方法に関する。
従来、垂直多関節アーム及びエンドエフェクタ(例えばハンド)等を備えたロボットに所望の動作をさせるために、予めロボットが所望の位置姿勢となる教示点をロボットに記憶させ、その記憶した教示データに従ってロボットを動作させることが行われている。
この種のロボットでは、関節での減速機として主に波動歯車減速機が用いられているが、この波動歯車減速機は撓みや残留応力が発生し易く、内部にねじれが生じ、トルクをゼロに戻してもねじれ角が残留するヒステリシスロスが発生することがある。また、ロボットでは、ヒステリシスロスの他にも、バックラッシュやベルトの伸び等の特性がある。以下、これらヒステリシスロス、バックラッシュ、ベルトの伸び等の特性を総称して、ヒステリシスロス等と呼ぶ。
ヒステリシスロス等により、波動歯車減速機を用いたロボットでは、ロボットに目標となる位置姿勢に移動するよう指令を入力しても、その目標位置姿勢に向かう方向や速度によって、実際に到達する位置姿勢に誤差が生じてしまうことがある。特に、例えば6軸多関節アームを利用したロボットのように多軸のロボットでは、各関節で発生したヒステリシスロス等が累積して、目標位置姿勢に対する実際の位置姿勢の誤差が発生し易い。
そこで、ロボットの動作時の位置姿勢の誤差を軽減するために、目標位置姿勢に向けて互いに反対の2方向からロボットを移動させるロボット制御装置が開発されている(特許文献1参照)。このロボット制御装置(12)では、取得した正方向データ及び負方向データに基づいてキャリブレーションデータを作成し、得られたキャリブレーションデータを用いてロボット(11)の動作を補正して、ヒステリシスロス等を低減するようにしている。
しかしながら、特許文献1に記載されたロボット制御装置(12)では、教示時におけるロボットの動作の速度及び方向と、実際の動作時におけるロボットの動作の速度及び方向との違いは考慮されていない。
例えば、ティーチングペンダントを利用して教示する際には、操作性の都合上、低速でロボットを動かす必要がある。このため、図9に破線で示すように、ロボットは、教示治具を動作前の位置300から目標位置301に向けて低速で移動させ、目標位置301に合わせ込むために、ずれた方向と逆方向に移動させるという作業を繰り返す。そして、ロボットは、教示治具が正確に目標位置301に位置した時点でのロボットの教示データを取得し記憶する。
これに対し、実際のワークを移動させる際には、図9に実線で示すように、ロボットは、ワークを動作前の位置300から目標位置301に向けて、教示時の例えば10倍程度の高速で移動させる。この時、教示と実際の動作との移動速度や方向の違いに起因してロボットのヒステリシスロス等が発生してしまい、ワークは目標位置301とは異なった位置302に移動して位置誤差303を発生してしまうという課題がある。
また、図9に破線で示すように、教示治具を用いた教示では、教示治具が動作前の位置301に収束するまでに複数の不規則な方向から接近を図ることになる。このような動作は、特許文献1に記載されたロボット制御装置(12)のように目標位置に向けて反対の2方向から移動して収束するものではない。このため、複数の不規則な方向から接近するよう教示されるロボットに、特許文献1に記載された技術を適用することは困難であり、適用しても位置誤差303を低減できる効果は小さいという課題がある。
本発明は、ロボットによりワークを目標位置姿勢に移動させる際に、ヒステリシスロス等によって発生する位置姿勢誤差を低減できるロボットシステム及びロボットシステムの制御方法を提供することを目的とするものである。
本発明のロボットシステムは、多関節アームと、前記多関節アームに支持され、前記多関節アームの動作により位置及び姿勢が調整されると共に、ワークに対して作業可能な作業部を有するエンドエフェクタと、少なくとも前記多関節アームを制御する制御装置と、を備えたロボットシステムにおいて、前記多関節アームの最先端の関節と前記エンドエフェクタの前記作業部との間に配置されると共に、前記多関節アームに対する前記作業部の位置及び姿勢の少なくとも一自由度を、前記制御装置により調整する作業部調整機構を備えることを特徴とする。
また、本発明のロボットシステムの制御方法は、多関節アームと、前記多関節アームに支持され、前記多関節アームの動作により位置及び姿勢が調整されると共に、ワークに対して作業可能な作業部を有するエンドエフェクタと、前記多関節アームの最先端の関節と前記エンドエフェクタの前記作業部との間に配置されると共に、前記多関節アームに対する前記作業部の位置及び姿勢の少なくとも一自由度を調整する作業部調整機構と、前記多関節アーム及び前記作業部調整機構を制御する制御装置と、を備えたロボットシステムの制御方法において、前記制御装置が、前記作業部が第1の位置姿勢から第2の位置姿勢に移動するように前記多関節アーム及び前記作業部調整機構を再生させる際に、前記多関節アームの動作により生ずる前記作業部の前記第2の位置姿勢に対する誤差を、前記作業部調整機構の動作により補正する作業部調整機構動作工程を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ロボットは、多関節アームの最先端の関節とエンドエフェクタの作業部との間に、作業部調整機構を備えている。このため、ロボットによりワークを目標位置姿勢に向けて移動させる際に、多関節アームでのヒステリシスロス等に起因する位置姿勢誤差を作業部調整機構により補正できるので、ワークの位置姿勢誤差を低減することができる。
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
[第1実施形態]
図1及び図2に示すように、ロボットシステム1は、ロボット2と、ロボット2を制御する制御装置3と、を備えている。
図1及び図2に示すように、ロボットシステム1は、ロボット2と、ロボット2を制御する制御装置3と、を備えている。
ロボット2は、6軸の垂直多関節アーム(以下、アームと呼ぶ)20と、エンドエフェクタとしてのハンド21とを有している。本実施形態では、アーム20として6軸の垂直多関節アームを適用しているが、軸数は用途や目的に応じて適宜変更してもよい。また、本実施形態では、エンドエフェクタとしてハンド21を適用しているが、これに限られず、例えば、ナット締め具や溶接ガン等の他の用途のものを適用してもよい。
アーム20は、7つのリンク61〜67と、各リンク61〜67を揺動又は回動可能に連結する6つの関節71〜76とを備えている。各リンク61〜67としては、長さが固定されたものを採用している。但し、例えば、直動アクチュエータにより伸縮可能なリンクを採用してもよい。
各関節71〜76には、各関節71〜76を各々駆動するモータ、あるいは必要に応じて直動アクチュエータが、出力機器20bとして設けられている。各関節71〜76には、モータの回転角度を検知するエンコーダと、各モータに供給する電流を検知する電流センサと、各関節71〜76のトルクを検知するトルクセンサとが、入力機器20aとして設けられている。
ハンド21は、アーム20に支持され、アーム20の動作により位置及び姿勢の少なくとも一自由度が調整されると共に、作業部22と、作業部調整機構23とを備えている。作業部22は、作業部調整機構23を介して、アーム20の先端リンク67に取り付けられ、ワークに対して作業可能になっている。本実施形態では、エンドエフェクタとしてハンド21が採用されているので、作業部22は、ワークを把持可能な3本等の複数の指により構成されている。また、ハンド21には、作業部22を動作させるためのモータが出力機器22bとして内蔵されると共に、モータの回転角度を検知するエンコーダが入力機器22aとして内蔵されている。
図2に示すように、制御装置3は、コンピュータにより構成され、ロボット2を制御するようになっている。制御装置3を構成するコンピュータは、例えばCPU30と、各部を制御するためのプログラムを記憶するROM31と、データを一時的に記憶するRAM32と、入力インターフェース回路33と、出力インターフェース回路34とを備えている。
CPU30は、アーム制御部80と、作業部制御部81と、作業部調整機構制御部82と、動作データ取得部83と、再生部84と、を備えている。
アーム制御部80は、ROM31に記憶されたアーム制御ソフトウェアによりアーム20への指令値を算出し、アーム20との間でデータ通信を行うことにより、アーム20を制御するようになっている。
作業部制御部81は、アーム20の位置姿勢に基づき、ROM31に記憶された作業部制御ソフトウェアにより作業部22への指令値を算出し、作業部22との間でデータ通信を行うことにより、作業部22を制御するようになっている。
入力インターフェース回路33及び出力インターフェース回路34は、例えばCAN通信手段やRS−232C通信手段により構成されている。本実施形態では、アーム制御部80及び作業部制御部81は、CAN通信手段により通信を行うと共に、後述する作業部調整機構制御部82は、RS−232C通信手段により通信を行うようになっている。
制御装置3には、ロボット2を教示するためのティーチングペンダント4が接続可能になっている。ティーチングペンダント4が入力インターフェース回路33及び出力インターフェース回路34に接続されると共に、操作者がティーチングペンダント4を操作することで、ロボット2が動作されて教示されるようになっている。
次に、本実施形態に係るロボットシステム1の特徴的な部分について詳細に説明する。
図1に示すように、作業部調整機構23は、アーム20の最先端の関節としての第6関節76と作業部22との間に配置され、先端リンク67側に設けられたX軸並進機構90と、Y軸並進機構91と、作業部22側に設けられたZ軸回転機構92とを備えている。本実施形態では、作業部調整機構23は、ハンド21の一部として設けられている。
X軸並進機構90及びY軸並進機構91は、アーム20の先端リンク67のフランジ面67aと平行な面で互いに直交するX軸方向及びY軸方向に動作する並進移動機構となっている。X軸並進機構90及びY軸並進機構91は、精密なガイド及びボールねじを使用し、ボールねじをステッピングモータにより回転させることで駆動する並進2軸の構成とし、2軸の直交度は予め校正しておくようにする。
Z軸回転機構92は、先端リンク67のフランジ面67aと垂直なZ軸を中心に回転する回転駆動機構となっている。Z軸回転機構92としては、精密なウォームギア(減速機)を使用し、ステッピングモータにより回転させることで駆動する回転1軸の構成としている。
Z軸回転機構92が回転を行った際に、作業部22の把持するワークの中心位置がX軸方向及びY軸方向に変動しないように、ワークを把持する作業部22の回転中心と、Z軸回転機構92の回転中心とが同心になるように調整しておく。Z軸回転機構92の回転中心と作業部22の回転中心とのずれは、許容組付け公差より小さいものとする。但し、このような調整をしなくとも、予め中心同士の位置のずれを同定しておくことで、回転補正に伴うX軸方向及びY軸方向のずれを考慮して、X軸方向及びY軸方向の補正量を算出するようにしてもよい。
作業部調整機構23は、アーム20が目標の教示点に移動した後の微調整を行うものであることから、可動範囲は小さくて足り、例えばアーム20の0.2〜0.3mm程度の誤差を10〜20μm程度の誤差に調整するための可動範囲にすることができる。また、作業部調整機構23の移動は、アーム20の移動と並行に行うことも可能なので、速い速度は必要なく、更に耐荷重はハンド21とワークの重量に対応できるだけでよい。このように、作業部調整機構23は機能的な制約が少なく、波動歯車減速機は必要ないため、ヒステリシスロス等が小さい機構を採用することができる。そこで、作業部調整機構23は、アーム20の各関節71〜76よりもヒステリシスロス等が小さい機構とされている。ヒステリシスロス等が小さい機構としては、本実施形態の構成の他に、例えば、ピエゾ素子を用いたものなどがある。
本実施形態においては、作業部調整機構23は、回転1軸と並進2軸の3軸を有する機構になっている。これにより、例えば、円柱形状の部材を作業部22に保持して円筒形状の部材に位相を決めて挿入して組み付けたり(図4参照)、あるいは逆に円筒形状の部材を作業部22に保持して円柱形状の部材に位相を決めて嵌合して組み付けたりする場合に有効である。これらの場合は、作業部22に保持された部材の中心位置及び位相が正確に教示されるようにする。これにより、保持された部材に若干の傾き誤差や中心軸方向の教示誤差があっても、作業部22が保持された部材を相手部材に組み付けてから解放した際に、部材の重力によって相手部材に案内されるため、組み付けが正確になされる。従って、このような場合には、中心位置を合わすための並進の2自由度と、位相を合わすための回転の1自由度が必要となり、本実施形態のような3軸の機構が適切となる。
図2に示すように、CPU30の作業部調整機構制御部82は、アーム20の位置姿勢に基づき、ROM31に記憶された作業部調整機構制御ソフトウェアにより作業部調整機構23への指令値を算出するようになっている。そして、作業部調整機構制御部82は、作業部調整機構23との間でデータ通信を行うことにより、作業部調整機構23を制御するようになっている。
CPU30の動作データ取得部83は、アーム20及び作業部調整機構23が教示される際に各動作データを取得して、RAM32に記憶するようになっている。
アーム20は、操作者によるティーチングペンダント4の操作により、作業部22が第1の位置姿勢としての前教示点から、第2の位置姿勢としての目標教示点に移動するように、所定の基準速度以下の速度で移動されて、第1の教示として教示される。この時、動作データ取得部83は、アーム20のエンコーダ値等を、第1の動作データとして取得してRAM32に記憶する。
ここで、作業部22の目標教示点とは、例えば、作業部22が保持したワークに組立や加工等の作業を施す点としたり、あるいは他の装置を回避するための通過点等に設定することができる。また、作業部22の前教示点とは、目標教示点に到達する直前の教示点であり、例えば、他の部品の組立を行うための教示点であったり、組立対象となる部品をピッキングするための教示点であったり、治工具を回避するための教示点であったりする。更に、基準速度とは、ロボットシステム1により部品の組み立てを行う際の通常の再生時の速度としている。
また、操作者によるティーチングペンダント4の操作により、作業部調整機構23は、作業部22が前教示点から目標教示点に移動するように移動されて、第2の教示として教示される。この第2の教示では、作業部22は、作業部調整機構23によりX軸方向、Y軸方向、Z軸回転方向の3自由度において移動される。この時、動作データ取得部83は、作業部調整機構23のエンコーダ値等を、第2の動作データとして取得してRAM32に記憶する。
CPU30の再生部84は、第1の動作データに基づいてアーム20を再生し、また第2の動作データに基づいて作業部調整機構23を再生するようになっている。アーム20及び作業部調整機構23の再生は、本実施形態では同時に行われるようになっている。但し、アーム20及び作業部調整機構23の再生は、同時であることには限られず、前後して行われてもよい。アーム20及び作業部調整機構23の動作により、作業部22が前教示点から目標教示点に移動するようになっている。
また、再生部84は、ロボット2の教示時において、アーム20を前教示点から目標教示点に向けて、第1の動作データに基づき基準速度で再生するようになっている。この再生時には、アーム20には、第1の教示時との移動速度や方向の違いに起因するヒステリシスロス等が発生し、作業部22は目標教示点とは異なる位置姿勢に移動される。尚、位置姿勢とは、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向の値で決定される位置と、X軸回転方向、Y軸回転方向、Z軸回転方向の値で決定される姿勢との両方を含む意味としている。
上述したように、CPU30は、ロボット2の教示時には、第1の教示が行われ、動作データ取得部83が第1の動作データを取得し、再生部84が第1の動作データに基づいてアーム20を基準速度で動作させる。その後、第2の教示が行われ、動作データ取得部83が第2の動作データを取得するようになっている。
また、CPU30は、ロボット2の再生時には、再生部84が、アーム20を第1の動作データに基づき基準速度で再生すると共に、作業部調整機構23を第2の動作データに基づき再生するようになっている。
上述したロボットシステム1により教示及び再生を行った際の動作を、図3に示すフローチャートに沿って説明する。
ここでは、ロボット2に教示(ステップS1〜S3)が行われてから、続けて再生(ステップS4,S5)が行われる場合について説明している。しかしながら、教示と再生とは連続して行われる必要はなく、ロボット2に教示を行って動作データを記憶しておけば、続けて再生を行わなくても、一旦作業を中止した後に何度でも再生可能である。また、ここでは、ワークが前教示点から目標教示点に移動するように、ロボット2に教示すると共に再生させるようにしている。
まず、ティーチングペンダント4の操作によるインチング動作により、作業部22が前教示点から目標教示点に移動するように、アーム20が基準速度以下の速度で移動されて教示される(第1の教示)。動作データ取得部83は、この第1の教示におけるアーム20のエンコーダ値等を第1の動作データとして取得しRAM32に記憶する(ステップS1、第1のデータ取得工程)。尚、インチング動作の開始点を、シミュレーション等により前教示点の近くに予め設定しておいてもよい。
そして、再生部84は、第1の動作データに基づき、アーム20を基準速度で再生する(ステップS2、教示時動作工程)。ここで、アーム20には、第1の教示時との移動速度の違いに起因するヒステリシスロス等が発生し、作業部22は目標教示点とは異なる位置姿勢に移動される。
この再生後の時点では、作業部22が目標教示点に位置していないので、作業部調整機構23を動作させることにより、作業部22の位置姿勢を目標教示点に向けて調整する。このために、ティーチングペンダント4の操作により、作業部22が目標教示点に移動するように、作業部調整機構23が移動されて教示される(第2の教示)。動作データ取得部83は、この第2の教示における作業部調整機構23のエンコーダ値等を第2の移動データとして取得しRAM32に記憶する(ステップS3、第2のデータ取得工程)。
この第2の教示では、例えば、教示治具5を利用して、以下のように作業部調整機構23の教示を行っている。
図4(a)(b)に示すように、教示治具5として、例えば、筒状部材50と、固定側円柱状部材51と、移動側円柱状部材52とが利用される。筒状部材50は、Dカット面50aを有する断面略D字形状の透孔を備えている。固定側円柱状部材51は、外周にDカット面51aを備え、筒状部材50に回転不能で貫通可能な太さに形成されている。移動側円柱状部材52は、一方の端部において外周にDカット面52aを備え、Dカット面52aが形成された部位では筒状部材50に回転不能で挿入可能な太さに形成されている。
固定側円柱状部材51は、テーブル6の目標位置6bに載置される。筒状部材50は、固定側円柱状部材51の周囲に昇降可能に設けられている。移動側円柱状部材52は、Dカット面52aが形成された端部側を先端側にして、作業部22に把持されている。
ここでは、作業部22が移動側円柱状部材52を把持する際に、移動側円柱状部材52の回転軸と、Z軸回転機構92の回転軸とが平行になるように把持させる。ここで要求される平行度は、ワークを位置させる精度から設定される。このように平行に把持させることにより、Z軸回転機構92が作業部22を回転させた際に、移動側円柱状部材52のX軸方向及びY軸方向への回転、即ちZ軸に対する傾斜を抑えることができる。尚、作業部22が実際のワークを把持する際も、移動側円柱状部材52を把持する場合と同様に、ワークの回転軸と、Z軸回転機構92の回転軸とが平行になるように把持させるのは勿論である。
また、固定側円柱状部材51の載置される位置及びその鉛直軸(図中、一点鎖線)での角度(位相)は、作業部22の目標教示点の位置姿勢により設定される。具体的には、図4(b)に示すように、筒状部材50が固定側円柱状部材51の周囲から移動側円柱状部材52の周囲に移動可能になった時に、移動側円柱状部材52を把持する作業部22が目標教示点に位置するように設定する。
即ち、移動側円柱状部材52を鉛直方向に一致させ、移動側円柱状部材52の先端面を固定側円柱状部材51の上面に中心を一致させて突き当てることで、作業部22のX軸方向座標及びY軸方向座標が、目標教示点のX軸方向座標及びY軸方向座標に一致する。更に、移動側円柱状部材52及び固定側円柱状部材51の各Dカット面52a,51aが同一平面上になるように、移動側円柱状部材52及び固定側円柱状部材51の位相を一致させことで、作業部22のZ軸回転方向座標が目標教示点のZ軸回転方向座標に一致する。この時、移動側円柱状部材52を把持する作業部22が目標教示点に位置するように、作業部22に対する移動側円柱状部材52の位相と、固定側円柱状部材51が固定される位置及び位相とを設定する。
図4(a)に示すように、教示時動作工程では、第1の動作データに基づくアーム20の再生により、作業部22が目標教示点を目指して移動しながらも、ヒステリシスロス等によって目標教示点には到達しない。この時、移動側円柱状部材52は、固定側円柱状部材51から離隔しており、作業部22は目標教示点と位置及び姿勢に誤差を生じている。ここで、作業部22は、Z軸に対する傾斜は抑えられているので、作業部22の姿勢についてはZ軸回転方向のみを第2の教示の対象とすればよい。
また、図4(a)では移動側円柱状部材52は、固定側円柱状部材51からZ軸方向に大きく離隔しているが、これは説明上のためで、実際には最大で例えば0.5mm程度の離隔である。このため、Z軸方向の誤差ついては、第2の教示を行わなくても、作業部22が部品を解放することで重力によりZ軸方向に落下するので、ワークの組み立てあるいは設置等を行うことができる。従って、第2のデータ取得工程においては、X軸方向、Y軸方向、Z軸回転方向の3つの方向について第2の教示を行うものとする。
第2のデータ取得工程において、ティーチングペンダント4の操作により作業部調整機構23が駆動され、作業部22が目標教示点に向けて移動される。これにより、図4(b)に示すように、移動側円柱状部材52の下面と固定側円柱状部材51の上面とが対向して一致されると共に、位相が一致される。また、ここでは、作業部22のZ軸方向については、アーム制御部80によりアーム20が作業部22を鉛直に下方に移動させ、移動側円柱状部材52の下面を固定側円柱状部材51の上面に突き当てるようにしている。但し、アーム20の動作により移動側円柱状部材52と固定側円柱状部材51とを突き当てなくても、作業部22が把持したワークを解放することで重力によりZ軸方向に落下するので、ワークの組み立てや設置等は可能である。
図4(b)に示すように、移動側円柱状部材52の下面を固定側円柱状部材51の上面に中心を一致させて突き当てられ、かつ位相が一致しているので、筒状部材50が固定側円柱状部材51の周囲から移動側円柱状部材52の周囲に移動可能になる。操作者は、筒状部材50が固定側円柱状部材51の周囲から移動側円柱状部材52の周囲に移動可能になったと判断した時に、作業部22が目標教示点に到達したと判断する。そして、操作者は、ティーチングペンダント4を利用して動作データ取得部83を作動させ、動作データ取得部83は、作業部調整機構23のエンコーダ値を第2の動作データとして取得してRAM32に記憶する。また、アーム20をZ軸方向に移動した場合は、必要があればアーム20のエンコーダ値により第1の動作データを補正してもよい。
尚、教示治具5は、第1の教示及び第2の教示で同じ物を使用する。但し、同じ教示治具5を使用することには限られない。例えば、第1の教示で使用する場合は、比較的緩い嵌合公差の教示治具5を使用して教示時間を短縮すると共に、第2の教示で使用する場合は、組立精度を満たす嵌合公差の教示治具5を使用する等、適宜使い分けてもよい。
次に、再生部84が、アーム20を第1の動作データに基づき基準速度で再生する(ステップS4、アーム動作工程)。また、これと並行して、再生部84は、作業部調整機構23を第2の動作データに基づき再生する(ステップS5、作業部調整機構動作工程)。
ここでのアーム20の動作では、ヒステリシスロス等に起因する位置誤差が発生する。これに対し、作業部調整機構23は、その位置誤差を補正するように動作する。従って、アーム20でのヒステリシスロス等に起因する位置誤差が、作業部調整機構23により補正されるので、作業部22及び保持されたワークが目標教示点に高精度に移動する。
上述したように本実施形態のロボットシステム1によれば、アーム20に第1の教示を行い、実際の再生時と同じ基準速度で再生させ、その再生後の位置からアーム20よりヒステリシスロス等の少ない作業部調整機構23に第2の教示を行っている。そして、再生時には、アーム20を第1の教示データによって再生すると共に、作業部調整機構23を第2の教示データによって再生するので、ヒステリシスロス等によって発生する位置誤差を従来よりも低減することができる。これにより、ロボット2によるワークの移動の精度を向上できるので、例えば、ロボット2による部品組立の精度を向上することができる。
また、本実施形態のロボットシステム1によれば、作業部調整機構23は2軸並進及び1軸回転の3つの自由度を有しているので、例えば、円柱形状の部材と円筒形状の部材とを互いの位相を決めて組み立てる場合に、高精度な組み立てを実現できる。
また、本実施形態のロボットシステム1によれば、作業部調整機構23がハンド21の一部に設けられているので、エンドエフェクタの種類に応じて作業部調整機構23の構成を異ならせて設けたり、作業部調整機構23が不要であれば設けないようにもできる。例えば、エンドエフェクタがX軸方向及びY軸方向のみの調整で足りる場合は、作業部調整機構23はX軸並進機構90及びY軸並進機構91のみを有する構成にすることができる。また、エンドエフェクタが回転方向のみの調整で足りる場合は、作業部調整機構23はZ軸回転機構92のみを有する構成にすることができる。従って、エンドエフェクタの種類に応じて作業部調整機構23を選択することができ、エンドエフェクタの最適な制御を実現することができる。
上述した本実施形態のロボットシステム1では、実際のワークの移動の例として、位相を決めて円筒を円柱に組み付ける工程を想定したため、作業部調整機構23は並進2軸,回転1軸の3自由度を有するものとした。しかしながら、本発明に係るロボットシステムでは、これに限られず、例えば、円筒を円柱に組み付ける工程であっても位相合わせが不要な工程であれば、中心を合わせる2自由度で良いため、作業部調整機構23は並進2軸のみにすることができる。あるいは、作業部調整機構23が4自由度以上の自由度を設定可能な機構にしてもよい。このように、作業部調整機構23に要求される自由度は、実際の作業の工程に応じて適宜変更することができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係るロボットシステム101について説明する。このロボットシステム101が扱うワークやロボット102への教示方法については、第1実施形態と同様とする。
次に、本発明の第2実施形態に係るロボットシステム101について説明する。このロボットシステム101が扱うワークやロボット102への教示方法については、第1実施形態と同様とする。
第2実施形態は、第1実施形態と比較して、ハード構成としてハンド121の作業部調整機構123がZ軸回転機構92を有しない点でのみ構成を異にしている。図5に示すように、作業部調整機構123は、X軸並進機構90と、Y軸並進機構91とを備えている。それ以外の構成は、第1実施形態と同一符号を付して説明を省略する。
第1実施形態と同様に、第2の教示において必要な自由度数は3になる。これに対し、作業部調整機構123の自由度は2であるため、3自由度から2自由度を減算した1自由度については、その自由度と同数のアーム20の第6関節76を使用して第2の教示を実施する。このため、第6関節76の減速機の設計や選別においては、ヒステリシスロス等が小さくなるものを選択することが好ましい。
動作データ取得部83は、第2の教示において第6関節76及び作業部調整機構123が教示される際に、各動作データを取得して適宜処理するようになっている。
第2の教示では、第6関節76は、操作者によるティーチングペンダント4の操作により、現在の位相から目標教示点の位相まで回転され教示される。この第2の教示では、作業部22がZ軸回転方向に回転されて、作業部22のZ軸の位相が目標の位相と一致され、目標教示点にZ軸回転方向で一致する。動作データ取得部83は、第6関節76を教示して得られた第6関節76のエンコーダ値等を補正データとして取得して、この補正データにより第1の動作データを補正し、補正後の第1の動作データをRAM32に記憶する。
また、第2の教示では、作業部調整機構123は、操作者によるティーチングペンダント4の操作により、作業部22が前教示点から目標教示点に移動するように移動されて教示される。この第2の教示では、作業部22は、作業部調整機構123によりX軸方向及びY軸方向の2自由度において並進移動され、目標教示点にX軸方向及びY軸方向で一致する。動作データ取得部83は、作業部調整機構123のエンコーダ値等を、第2の動作データとして取得してRAM32に記憶する。
上述したロボットシステム101により教示及び再生を行った際の動作を、図6に示すフローチャートに沿って説明する。
ティーチングペンダント4の操作によるインチング動作により、作業部22が前教示点から目標教示点に移動するように、アーム20が基準速度以下の速度で移動されて教示される。動作データ取得部83は、この第1の教示におけるアーム20のエンコーダ値等を第1の動作データとして取得しRAM32に記憶する(ステップS11、第1のデータ取得工程)。尚、インチング動作の開始点を、シミュレーション等により前教示点の近くに予め設定しておいてもよい。
そして、再生部84は、第1の動作データに基づき、アーム20を基準速度で再生する(ステップS12、教示時動作工程)。ここで、アーム20には、第1の教示時との移動速度や方向の違いに起因するヒステリシスロス等が発生し、作業部22は目標教示点とは異なる位置姿勢に移動される。
この時点では、作業部22が目標教示点に位置していないので、第6関節76及び作業部調整機構123を動作させることにより、作業部22の位置姿勢を目標教示点に向けて調整する。ここで、作業部調整機構123は第6関節76よりも先端側に設けられているので、第6関節76による位相の回転補正により、作業部調整機構123の軸方向が回転する。このため、作業部調整機構123による補正に先立って、第6関節76による補正を実行する必要がある。
このために、ティーチングペンダント4の操作により、作業部22が目標教示点に移動するように、第6関節76が回転されて教示される。動作データ取得部83は、この第2の教示における第6関節76のエンコーダ値等を補正データとして取得する(ステップS13、補正工程)。動作データ取得部83は、補正データにより第1の動作データを補正し、補正後の第1の動作データをRAM32に記憶する(ステップS14、補正工程)。
そして、ティーチングペンダント4の操作により、作業部22が目標教示点に移動するように、作業部調整機構123がX軸方向及びY軸方向に並進移動されて教示される。動作データ取得部83は、この第2の教示における作業部調整機構123のエンコーダ値等を第2の動作データとして取得しRAM32に記憶する(ステップS15、第2のデータ取得工程)。
また、再生部84が、アーム20を第1の動作データに基づき基準速度で再生する(ステップS16、アーム動作工程)。また、これと並行して、再生部84は、作業部調整機構123を第2の動作データに基づき再生する(ステップS17、作業部調整機構動作工程)。これにより、アーム20でのヒステリシスロス等に起因する位置誤差が、作業部調整機構123により補正されるので、作業部22及び保持されたワークが目標教示点に高精度に移動する。
上述したように本実施形態のロボットシステム101によれば、再生時には、アーム20を第1の教示データによって再生し、作業部調整機構123を第2の教示データによって再生するので、ヒステリシスロス等により発生する位置誤差を従来よりも低減できる。これにより、ロボット102によるワークの移動の精度を向上できるので、例えば、ロボット102による部品組立の精度を向上することができる。
また、本実施形態のロボットシステム101によれば、作業部調整機構123がZ軸回転機構を有さないようにしているので、作業部調整機構123を軽量化及びコストダウンすることができる。作業部調整機構123を軽量化により、ワークの移動での位置姿勢の精度や速度を向上することができる。
また、本実施形態のロボットシステム101によれば、第2の教示において、アーム20の有する複数の関節の中で第6関節76を用いて教示を行っている。このため、アーム20の例えば第1関節71や第2関節72にように荷重が大きい関節や作業部22までの距離が長い関節に比べて、ヒステリシスロス等の発生を抑えることができる。従って、ヒステリシスロス等の発生を抑えながら、アーム20の関節を利用して第2の教示を実施できるので、ワークの移動での位置姿勢の精度を向上することができる。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係るロボットシステム201について説明する。このロボットシステム201が扱うワークやロボット202への教示方法については、第1実施形態と同様とする。
次に、本発明の第3実施形態に係るロボットシステム201について説明する。このロボットシステム201が扱うワークやロボット202への教示方法については、第1実施形態と同様とする。
第3実施形態は、第1実施形態と比較して、ハード構成としてハンド221の作業部調整機構223がZ軸回転機構92を有しないと共に、力覚センサ93を備えている点でのみ構成を異にしている。図7に示すように、作業部調整機構223は、X軸並進機構90と、Y軸並進機構91と、作業部22への加力を検出する力覚センサ93とを備えている。それ以外の構成は、第1実施形態と同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、動作データ取得部83は、実際のワーク移動を模した空間上でロボット202によるワークの組み立てが可能となるように、シミュレーションの演算によりアーム20の教示を行うようになっている。アーム20が、作業部22が前教示点から目標教示点に移動するように、シミュレーションにより移動されて教示される。動作データ取得部83は、アーム20のエンコーダ値等を、第1の動作データとして取得してRAM32に記憶する。
再生部84は、教示時において、第2の教示の前にアーム20を第1の動作データに基づき基準速度で再生するようになっている。本実施形態では、アーム20の動作における誤差の要因として、ヒステリシスロス等があることに加え、実機とシミュレーションとの差分もある。これにより、本実施形態のロボット202では、第1実施形態及び第2実施形態のように実機を利用して第1の教示を行った場合に比べて、移動後の作業部22の目標教示点に対する位置姿勢の誤差が大きくなることがある。このため、第2の教示においては、3自由度ではなく、例えば5自由度の教示を行うようにする。
ここで、説明のために、図4に示す固定側円柱状部材51の上面に座標系を定義する。固定側円柱状部材51の上面をXY平面とし、上面の中心を原点とする。また、上面に垂直な方向をZ軸方向とする。この上面に対し、真上から他の部材を組み付ける際には、Z軸方向は力覚センサ93が接触を検知した時点で組立完了とする。このため、教示すべき方向は、Z軸方向を除いたX軸方向、Y軸方向、X軸回転方向、Y軸回転方向、Z軸回転方向の5自由度とする。必要な自由度が5自由度であるのに対し、作業部調整機構223は2自由度であるため、その差である3自由度の調整にはアーム20の関節を利用する。本実施形態では、アーム20の第4関節74、第5関節75、第6関節76を使用して第2の教示を実施する。このため、第4関節74、第5関節75、第6関節76の減速機の設計や選別においては、ヒステリシスロス等が小さくなるものを選択することが好ましい
動作データ取得部83は、第2の教示において第4関節74、第5関節75、第6関節76、作業部調整機構223が教示される際に、各動作データを取得して適宜処理するようになっている。
第2の教示では、第4関節74及び第5関節75は、操作者によるティーチングペンダント4の操作により、現在の位相から目標教示点の位相まで回転され教示される。この第2の教示では、作業部22がX軸回転方向及びY軸回転方向に回転されて、作業部22のZ軸方向が目標の方向と平行になるようにする。動作データ取得部83は、第4関節74及び第5関節75を教示して得られた第4関節74及び第5関節75のエンコーダ値等を補正データとして取得して、この補正データにより第1の動作データを補正し、補正後の第1の動作データをRAM32に記憶する。
また、第2の教示では、第6関節76は、操作者によるティーチングペンダント4の操作により、現在の位相から目標教示点の位相まで回転され教示される。この第2の教示では、作業部22がZ軸回転方向に回転されて、作業部22のZ軸の位相が目標の位相と一致され、目標教示点にZ軸回転方向で一致する。動作データ取得部83は、第6関節76を教示して得られた第6関節76のエンコーダ値等を補正データとして取得して、この補正データにより第1の動作データを補正し、補正後の第1の動作データをRAM32に記憶する。
更に、第2の教示では、作業部調整機構223は、操作者によるティーチングペンダント4の操作により、作業部22が前教示点から目標教示点に移動するように移動されて教示される。この第2の教示では、作業部22は、作業部調整機構223によりX軸方向及びY軸方向の2自由度において並進移動され、目標教示点にX軸方向及びY軸方向で一致する。動作データ取得部83は、作業部調整機構223のエンコーダ値等を、第2の動作データとして取得してRAM32に記憶する。
更に、動作データ取得部83は、第6関節76及び作業部調整機構223が教示される際に、作業部22がX軸回転方向及びY軸回転方向に関して所望の範囲から外れてしまった場合は、第4関節74及び第5関節75の教示を再度行うようになっている。
上述したロボットシステム201により教示及び再生を行った際の動作を、図8に示すフローチャートに沿って説明する。
動作データ取得部83によるシミュレーションにより、作業部22が前教示点から目標教示点に移動するように、アーム20が移動されて教示される。動作データ取得部83は、シミュレーションで得られたアーム20のエンコーダ値等を第1の動作データとして取得しRAM32に記憶する(ステップS21、第1のデータ取得工程)。
そして、再生部84は、第1の動作データに基づき、アーム20を基準速度で再生する(ステップS22、教示時動作工程)。ここで、アーム20には、ヒステリシスロス等が発生すると共に、実機とシミュレーションとの差分も加わり、作業部22は目標教示点とは異なる位置姿勢に移動される。
この時点では、作業部22が目標教示点に位置していないので、第4関節74、第5関節75、第6関節76、作業部調整機構223を動作させることにより、作業部22の位置姿勢を目標教示点に向けて調整する。このために、ティーチングペンダント4の操作者による操作により、作業部22が目標教示点に移動するように、第4関節74及び第5関節75が回転されて教示される。
これにより、作業部22が、X軸回転方向及びY軸回転方向に回転されて、作業部22のZ軸が目標教示点のZ軸に平行になる。ここでの教示は、例えば、水準器を用いて固定側円柱状部材51及び移動側円柱状部材52を水準に合わせる方法や、角度計を用いて固定側円柱状部材51及び移動側円柱状部材52が同じ平面になるように調整する方法等がある。動作データ取得部83は、この第2の教示における第4関節74及び第5関節75のエンコーダ値等を補正データとして取得する(ステップS23、補正工程)。動作データ取得部83は、補正データにより第1の動作データを補正し、補正後の第1の動作データをRAM32に記憶する(ステップS24、補正工程)。
そして、ティーチングペンダント4の操作者による操作により、作業部22が目標教示点にZ軸回転方向の位相を一致させるように、第6関節76が回転されて教示される。動作データ取得部83は、この第2の教示における第6関節76のエンコーダ値等を補正データとして取得する(ステップS25、補正工程)。動作データ取得部83は、補正データにより第1の動作データを補正し、補正後の第1の動作データをRAM32に記憶する(ステップS26、補正工程)。
また、ティーチングペンダント4の操作者による操作により、作業部22が目標教示点に移動するように、作業部調整機構223がX軸方向及びY軸方向に並進移動されて教示される。動作データ取得部83は、この第2の教示における作業部調整機構223のエンコーダ値等を第2の動作データとして取得しRAM32に記憶する(ステップS27、第2のデータ取得工程)。なお、この際に、調整したい範囲が作業部調整機構223の可動範囲を超過している場合は、第1実施形態や第2実施形態と同様に教示治具などを用いて教示を行い、第1の動作データを更新する必要が生じる。
更に、動作データ取得部83は、ステップS25〜S27において第6関節76及び作業部調整機構223が教示される際に、作業部22がX軸回転方向及びY軸回転方向に関して所望の範囲内にあるか判断する(ステップS28)。動作データ取得部83が、作業部22がX軸回転方向及びY軸回転方向に関して所望の範囲内に無いと判断した場合は、第4関節74及び第5関節75の教示を再度行う(ステップS23)。
動作データ取得部83が、作業部22がX軸回転方向及びY軸回転方向に関して所望の範囲内にあると判断した場合は、再生部84が、アーム20を第1の動作データに基づき基準速度で再生する(ステップS29、アーム動作工程)。また、これと並行して、再生部84は、作業部調整機構23を第2の動作データに基づき再生する(ステップS30、作業部調整機構動作工程)。これにより、アーム20でのヒステリシスロス等やシミュレーションと実機との差分に起因する位置誤差が、作業部調整機構23により補正されるので、作業部22及び保持されたワークが目標教示点に高精度に移動する。
上述したように、本実施形態のロボットシステム201によれば、第1の教示の際に実機を用いずにシミュレーションにより行っているので、第1の教示を実機の製作等と並行して実施可能になり、リードタイムを短縮することができる。
また、作業部調整機構223に力覚センサ93が設けられているので、作業部22のZ軸方向については組立時の接触を検知することで作業を完了できる。これにより、作業部22のZ軸方向への教示が不要になるので、第2の教示の際の教示作業の煩雑化を抑制することができる。
また、本実施形態のロボットシステム201によれば、第2の教示においてアーム20の有する複数の関節の中で第4関節74、第5関節75、第6関節76も用いて教示を行っている。このため、アーム20の例えば第1関節71〜第3関節73にように荷重が大きい関節や作業部22までの距離が長い関節に比べて、ヒステリシスロス等の発生を抑えることができる。従って、ヒステリシスロス等の発生を抑えながら、アーム20の関節を利用して第2の教示を実施できるので、ワーク移動の高精度化を図ることができる。
上述した本実施形態のロボットシステム201では、第2の教示において5自由度の教示をする場合について説明した。しかしながら、本発明に係るロボットシステムでは、これに限られず、例えば、第2の教示においてZ軸方向も含めた6自由度の教示をするようにしてもよい。この場合、第2の教示において調整できる範囲が広くなるので、例えば、教示時動作工程におけるアーム20の再生で目標教示点に対して大きなずれが生じた場合でも、アーム20による位置誤差を第2の教示で調整できるようになる。また、力覚センサ93が不要になるので、作業部調整機構223の小型化を図ることができる。
上述した第1実施形態〜第3実施形態のロボットシステム1,101,201では、作業部調整機構23,123,223は、ハンド21,121,221の一部に設けられた構成としている。しかしながら、本発明に係るロボットシステムでは、これに限られず、作業部調整機構23,123,223は、アーム20の第6関節76と作業部22との間で、アーム20に対して作業部22の位置姿勢を調整可能なものであればよい。このため、作業部調整機構23,123,223としては、例えば、アーム20及びハンド21,121,221の間に介在される独立した別機構としたり、あるいはアーム20の先端リンク67の一部に設けられるようにしてもよい。
作業部調整機構23,123,223が、先端リンク67の一部に設けられている場合は、作業部調整機構23,123,223を共用化することでコスト増加を抑えることができると共に、従来からのエンドエフェクタをそのまま利用することができる。
また、上述した第1実施形態〜第3実施形態のロボットシステム1,101,201では、第1の動作工程及び第2の動作工程を並行して行う場合について説明した。しかしながら、本発明に係るロボットシステムでは、これに限られず、例えば、第1の動作工程を先に行い、その後に第2の動作工程を行うようにしたり、あるいはその逆であったり、更には両工程の一部だけを同時に行うようにしてもよい。
また、第1実施形態〜第3実施形態のロボットシステム1,101,201では、操作者によるティーチングペンダント4の操作及び教示治具5の利用により各教示を行う場合について説明した。しかしながら、本発明に係るロボットシステムでは、これに限られず、例えば、第1の教示及び前記第2の教示において前記作業部の位置姿勢を計測可能なセンサ手段を備えるようにしてもよい。この場合、第2のデータ取得工程は、動作データ取得部83が、センサ手段による計測結果に基づき、動作データを自動的に取得するようにする。これにより、操作者の手動操作を行うことなく、第1及び第2の教示を自動的に行うことができる。ここでのセンサ手段としては、例えば、ワークを撮影するカメラと、撮像を画像処理してワークの位置姿勢を検出する検出手段と、を利用することができる。
また、第1実施形態〜第3実施形態のロボットシステム1,101,201では、動作データ取得部83は教示により動作データを取得する場合について説明した。しかしながら、本発明に係るロボットシステムでは、これに限られず、例えば、既存のデータベースから動作データをダウンロードにより取得したり、あるいは動作データを計算により取得するようにしてもよい。
尚、以上述べた第1実施形態〜第3実施形態の各処理動作は具体的には制御装置3により実行されるものである。従って上述した機能を実現するソフトウェアのプログラムを記録した記録媒体を制御装置3に供給し、制御装置3のCPU30が記録媒体に格納されたプログラムを読み出し実行することによって達成されるようにしてもよい。この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した各実施の形態の機能を実現することになり、プログラム自体及びそのプログラムを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
また、各実施の形態では、コンピュータ読み取り可能な記録媒体がROM31であり、ROM31にプログラムが格納される場合について説明したが、これに限定するものではない。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。例えば、プログラムを供給するための記録媒体としては、HDD、外部記憶装置、記録ディスク等を用いてもよい。
1…ロボットシステム、2…ロボット、3…制御装置、20…多関節アーム(アーム)、21…エンドエフェクタ(ハンド)、22…作業部、23…作業部調整機構、76…最先端の関節(第6関節)、83…動作データ取得部、84…再生部、101…ロボットシステム、102…ロボット、121…エンドエフェクタ(ハンド)、123…作業部調整機構、201…ロボットシステム、202…ロボット、221…エンドエフェクタ(ハンド)、223…作業部調整機構
Claims (16)
- 多関節アームと、
前記多関節アームに支持され、前記多関節アームの動作により位置及び姿勢が調整されると共に、ワークに対して作業可能な作業部を有するエンドエフェクタと、
少なくとも前記多関節アームを制御する制御装置と、を備えたロボットシステムにおいて、
前記多関節アームの最先端の関節と前記エンドエフェクタの前記作業部との間に配置されると共に、前記多関節アームに対する前記作業部の位置及び姿勢の少なくとも一自由度を、前記制御装置により調整する作業部調整機構を備える、
ことを特徴とするロボットシステム。 - 前記制御装置は、
前記作業部が第1の位置姿勢から第2の位置姿勢に移動するように、前記多関節アームを動作させることと、
前記多関節アームの動作により生ずる前記作業部の前記第2の位置姿勢に対する誤差を補正するように、前記作業部調整機構を動作させることと、を実行する、
ことを特徴とする請求項1記載のロボットシステム。 - 前記制御装置は、
前記作業部が前記第1の位置姿勢から前記第2の位置姿勢に移動するように前記多関節アームを動作させる第1の動作データに基づき、前記多関節アームを所定の基準速度で動作させることと、
前記作業部が前記第1の位置姿勢から前記第2の位置姿勢に移動するように前記作業部調整機構を動作させる第2の動作データに基づき、前記作業部調整機構を動作させることと、を実行する、
ことを特徴とする請求項2記載のロボットシステム。 - 前記制御装置は、
前記作業部が前記第1の位置姿勢から前記第2の位置姿勢に移動するように前記多関節アームが前記基準速度以下の速度で第1の教示を行われることにより、前記第1の動作データを取得し、
前記第1の動作データに基づいて前記多関節アームを前記基準速度で動作させ、
前記作業部が前記第2の位置姿勢に移動するように前記作業部調整機構が第2の教示を行われることにより、前記第2の動作データを取得する、
ことを特徴とする請求項3記載のロボットシステム。 - 前記制御装置は、
前記第1の教示が行われる際には前記第1の動作データを取得し、前記第2の教示が行われる際には前記第2の動作データを取得する動作データ取得部と、
前記第1の動作データに基づいて前記多関節アームを再生し、前記第2の動作データに基づいて前記作業部調整機構を再生する再生部と、を有し、
教示時には、前記第1の教示が行われ前記動作データ取得部が前記第1の動作データを取得し、前記再生部が前記第1の動作データに基づいて前記多関節アームを前記基準速度で動作させ、前記第2の教示が行われ前記動作データ取得部が前記第2の動作データを取得し、
再生時には、前記再生部が、前記多関節アームを前記第1の動作データに基づき前記基準速度で再生することと、前記作業部調整機構を前記第2の動作データに基づき再生することと、を実行する、
ことを特徴とする請求項4記載のロボットシステム。 - 前記制御装置は、
前記第2の教示の前に、前記第1の動作データに基づいて前記多関節アームを前記基準速度で動作させた時、前記作業部を前記第2の位置姿勢に移動させるために必要な自由度数から、前記作業部調整機構の自由度数を減算した自由度数と同数の前記多関節アームの関節が動作されて教示されることにより、前記第1の動作データに対する補正データを取得し、前記補正データにより前記第1の動作データを補正する、
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載のロボットシステム。 - 前記制御装置は、前記第1の動作データをシミュレーションの演算により取得する、
ことを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載のロボットシステム。 - 前記第1の教示及び前記第2の教示において前記作業部の位置姿勢を計測可能なセンサ手段を備え、
前記制御装置は、前記センサ手段による計測結果に基づき、前記第2の動作データを自動的に取得する、
ことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載のロボットシステム。 - 多関節アームと、
前記多関節アームに支持され、前記多関節アームの動作により位置及び姿勢が調整されると共に、ワークに対して作業可能な作業部を有するエンドエフェクタと、
前記多関節アームの最先端の関節と前記エンドエフェクタの前記作業部との間に配置されると共に、前記多関節アームに対する前記作業部の位置及び姿勢の少なくとも一自由度を調整する作業部調整機構と、
前記多関節アーム及び前記作業部調整機構を制御する制御装置と、を備えたロボットシステムの制御方法において、
前記制御装置が、前記作業部が第1の位置姿勢から第2の位置姿勢に移動するように前記多関節アーム及び前記作業部調整機構を再生させる際に、前記多関節アームの動作により生ずる前記作業部の前記第2の位置姿勢に対する誤差を、前記作業部調整機構の動作により補正する作業部調整機構動作工程を備える、
ことを特徴とするロボットシステムの制御方法。 - 前記制御装置が、前記作業部が前記第1の位置姿勢から前記第2の位置姿勢に移動するように前記多関節アームを動作させる第1の動作データに基づき、前記多関節アームを所定の基準速度で動作させるアーム動作工程を備え、
前記作業部調整機構動作工程は、前記制御装置が、前記作業部が前記第1の位置姿勢から前記第2の位置姿勢に移動するように前記作業部調整機構を動作させる第2の動作データに基づき、前記作業部調整機構を動作させる、
ことを特徴とする請求項9記載のロボットシステムの制御方法。 - 前記制御装置が、前記作業部が前記第1の位置姿勢から前記第2の位置姿勢に移動するように前記多関節アームが前記基準速度以下の速度で第1の教示を行われることにより、前記第1の動作データを取得する第1のデータ取得工程と、
前記制御装置が、前記第1の動作データに基づいて前記多関節アームを前記基準速度で動作させる教示時動作工程と、
前記制御装置が、前記エンドエフェクタが前記第2の位置姿勢に移動するように前記作業部調整機構が第2の教示を行われることにより、前記第2の動作データを取得する第2のデータ取得工程と、を有する、
ことを特徴とする請求項10記載のロボットシステムの制御方法。 - 前記制御装置が、前記第2の教示の前に、前記第1の動作データに基づいて前記多関節アームを前記基準速度で動作させた時、前記作業部を前記第2の位置姿勢に移動させるために必要な自由度数から、前記作業部調整機構の自由度数を減算した自由度数と同数の前記多関節アームの関節が動作されて教示されることにより、前記第1の動作データに対する補正データを取得し、前記補正データにより前記第1の動作データを補正する補正工程を有する、
ことを特徴とする請求項11記載のロボットシステムの制御方法。 - 前記第1のデータ取得工程は、前記制御装置が前記第1の動作データをシミュレーションの演算により取得する、
ことを特徴とする請求項11又は請求項12に記載のロボットシステムの制御方法。 - 前記第1の教示及び前記第2の教示において前記作業部の位置姿勢を計測可能なセンサ手段を備え、
前記第2のデータ取得工程は、前記制御装置が、前記センサ手段による計測結果に基づき、前記動作データを自動的に取得する、
ことを特徴とする請求項11又は請求項12に記載のロボットシステムの制御方法。 - 請求項9乃至14のいずれか1項に記載のロボットシステムの制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項15に記載のロボットシステムの制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
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JP2012258270A Pending JP2014104528A (ja) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | ロボットシステム及びロボットシステムの制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014104528A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017226029A (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | キヤノン株式会社 | ロボット装置の制御方法、およびロボット装置 |
WO2021145490A1 (ko) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | 한국과학기술원 | 수술 로봇의 히스테리시스를 결정하는 방법, 이를 보상하는 방법 및 내시경 수술 장치 |
DE102021133572A1 (de) | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verfahren zum Steuern einer Ausgangswelle bei einer Antriebseinheit |
-
2012
- 2012-11-27 JP JP2012258270A patent/JP2014104528A/ja active Pending
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JP2017226029A (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | キヤノン株式会社 | ロボット装置の制御方法、およびロボット装置 |
WO2021145490A1 (ko) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | 한국과학기술원 | 수술 로봇의 히스테리시스를 결정하는 방법, 이를 보상하는 방법 및 내시경 수술 장치 |
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