JP2016030308A - ロボットシステム、ロボットシステム制御方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】専用の測定器を用いなくても、ロボットアームの先端軸とロボットハンドの把持中心軸とが一致するようロボットハンドの交換を可能とする。【解決手段】ロボットハンド300Bがロボットアームの先端部に着脱可能である。ロボットアームとロボットハンド300Bとの間には力覚センサ400Bが配置される。ハンド支持台600Bに配置された芯出し装置700Bは、円筒部材701と、円筒部材701の中心軸のずれ量に応じた抗力を円筒部材701に付与するばね702と、を有する。ロボットハンド300Bに円筒部材701を把持させて、ロボットハンド300Bを先端軸C1を中心に回転させたときの力覚センサ400Bにより検出された力検出結果に基づき、先端軸C1に対するロボットハンド300Bの把持中心軸C2の軸ずれを求めて、軸ずれの分、ロボットアームの先端部に対するロボットハンド300Bの位置を補正する。【選択図】図2
Description
本発明は、ロボットアームに対してロボットハンドを着脱可能としたロボットシステム、ロボットシステム制御方法、プログラム及び記録媒体に関する。
近年、小型で複雑な構造をした製品の組み立てに対して、ロボットシステムを利用した自動化の要求が高まってきている。製品の組み立てには、複雑な動作で正確な力制御を伴う組み立てが必要となる。このような要求に対し、以前から、垂直多関節型のロボットアームの先端に、物体を把持する可動機構部を備えるロボットハンドと、ロボットハンドに加わる力を検知する力覚センサとを搭載したロボットシステムが知られている(特許文献1参照)。
特許文献1に記載のロボットシステムでは、異なるサイズの部品を扱う場合、ロボットシステムに複数の種類のロボットハンドを用意し、把持したい部品に合わせてロボットハンドを自動で交換している。ロボットハンドを自動で交換するために、ロボットアームの先端に、ロボットハンドを装着し、ロボットアームに対してロボットハンドを接続する機能を持ったハンドチェンジャーを搭載している。
また、従来、ロボットが特定の位相を持った円筒部品同士を組み立てる場合、ロボットが円筒部品同士の位相を一致させてから嵌合作業を行う。具体的には、ロボットハンドで把持した円筒部品の中心軸と組み付け先の円筒部品の中心軸が一致するところまで、把持している円筒部品を移動する。その後、組み付け先の円筒部品の位相と一致するように、ロボットアームの先端軸を回転してから組立を行っている。
ところが、ロボットアームの先端の回転を伴う組立時、ロボットアームの先端軸(回転軸)とロボットハンドにて把持した円筒部品の中心軸とのずれ量が大きいと、部品同士の中心軸が、軸ずれ分だけずれてしまうため、組立が失敗してしまうことがある。なお、以降、ロボットアームの先端軸とロボットハンドにて把持した部品の中心軸とのずれを「軸ずれ」と呼ぶ。この軸ずれは、ロボットアームの先端に対してロボットハンドがずれて装着されることに起因する。つまり、軸ずれは、ロボットアームの先端軸に対するロボットハンドの把持中心軸のずれである。
そこで、同軸度を測定する専用の測定器をロボットシステム内に設け、ロボットアームの先端軸を回転させたときのロボットハンドの把持中心軸のずれを測定する方法が提案されている(特許文献2参照)。
特許文献2に記載の軸ずれ測定方法について更に具体的に説明する。まず、軸ずれ測定専用の測定器をロボットシステム内に配置する。次にコントローラが、ロボットシステムを測定モードに切り替える。ロボットシステムが測定モードに切り替わると、ロボットアームの先端を、ロボットハンドの軸ずれを測定可能なポイントまで動作させる。測定ポイントへの移動が完了したら、コントローラは、ロボットハンドのフィンガーを測定器に当接させる。測定器は、その時の値をコントローラに出力する。測定器からの出力信号を受け取ったコントローラは、その値をコントローラ内のメモリに保存する。各フィンガーで同様の動作を行う。測定結果の(最大値−最小値)を計算することで、ロボットアームに対するロボットハンドの軸ずれ方向と軸ずれ量を測定する。
更に、ロボットアームの先端とロボットハンドとの間に駆動源を持ったXYステージなどの位置補正機構を設け、軸ずれ方向と軸ずれ量を受け取ったコントローラが、位置補正機構にずれ方向とずれ量を吸収する方向に移動する指令を送る。指令を受け取った位置補正機構は軸ずれ方向を吸収する方向に軸ずれ量移動し、ロボットアームの先端軸とロボットハンドの把持中心軸の軸合わせを行う。
しかしながら、特許文献1には、軸ずれの補正方法については記載されていない。また、特許文献2に示された軸ずれ測定方法により軸ずれを測定した測定結果を用いて軸ずれを補正する方法には次の問題があった。
即ち、特許文献2では、軸ずれの測定のためには、軸ずれの測定のための専用の外部の測定器が必要となっていた。そのため、ロボットの作業対象のワークが位置決めされる近傍に、軸ずれの測定のための専用の測定器を設置する必要があり、ロボットの作業スペースが制限される。そして、スペースが制限されると、組み立てるワーク(部品)を置くスペースが少なくなるだけでなく、ロボットアームの選択できる姿勢が制限されることにもなり、ロボットの作業性が低下する要因となっていた。また、専用の外部の測定器が必要となるため、測定器とコントローラとを結合するために余分な配線も必要となっていた。また専用の測定器を必要とするため、コストが増大する要因となっていた。
そこで、本発明は、専用の測定器を用いることなく、ロボットアームの先端軸とロボットハンドの把持中心軸とが一致するよう、ロボットハンドの交換を可能とすることにある。
本発明のロボットシステムは、ロボットハンドと、先端軸を中心に回転可能に構成された先端部を有し、前記ロボットハンドが前記先端部に着脱可能に構成されたロボットアームと、前記ロボットハンドに作用する、前記先端軸の延びる方向に対して直交する方向の力を検出する力覚センサと、前記ロボットアームの先端部に対して取り外された前記ロボットハンドを支持可能なハンド支持台と、前記ハンド支持台に配置された芯出し装置と、前記ロボットハンド及び前記ロボットアームを制御する制御部と、を備え、前記芯出し装置は、前記ハンド支持台に支持された前記ロボットハンドによって把持可能な位置に配置された把持部材と、前記ロボットハンドにより前記把持部材が把持された際に、前記把持部材の中心軸のずれ量に応じた抗力を前記把持部材に付与する抗力付与部材と、を有し、前記制御部は、前記ハンド支持台に支持された前記ロボットハンドを前記ロボットアームの先端部に装着させ、前記ロボットハンドに前記把持部材を把持させて、前記ロボットハンドを前記先端軸を中心に回転させたときの前記力覚センサにより検出された力検出結果に基づき、前記先端軸に対する前記ロボットハンドの把持中心軸の軸ずれを求めて、軸ずれの分、前記ロボットアームの先端部に対する前記ロボットハンドの位置を補正することを特徴とする。
本発明によれば、ロボットアームとロボットハンドとの間に設けた力覚センサを有効活用することにより、ロボットハンドの軸ずれの計測が可能となる。そのため、ロボットハンドの軸ずれを計測するための専用の測定器が不要となる。また、ロボットハンドの軸ずれを計測するための専用の測定器が不要となるため、ロボットの周囲のスペースが制約されなくなり、ロボットの作業が妨げられず、生産性が向上する。さらに、専用の測定器が不要となるため、余分な機構、配線も不要となり、コストを下げることができる。
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。図1は、本発明の実施形態に係るロボットシステムを示す概略図である。ロボットシステム100は、ロボットアーム200と、複数のロボットハンド300A,300Bと、各ロボットハンド300A,300Bに取り付けられた力覚センサ400A,400Bと、を備えている。
本実施形態では、ロボットアーム200が6軸の垂直多関節のロボットアーム場合について説明するがこれに限定するものではない。例えば、ロボットアーム200が3軸直行型のロボットアームでもよいし、或いは、4軸水平多関節のロボットアームなど、ロボットハンド300A(300B)を移動可能なロボットであればよい。
ロボットアーム200は、基端部を構成するベース部201と、複数のリンク202〜206と、先端部を構成するハンドチェンジャー207とを有する。これらベース部201、複数のリンク202〜206及びハンドチェンジャー207が関節J1〜J6で連結されている。ロボットアーム200のベース部201は、架台800に固定(支持)されている。架台800は、ロボットアーム200を支持するのに十分な剛性、強度を持つ。例えば、光学定盤、作業用架台などが挙げられる。ロボットアーム200の先端部を構成するハンドチェンジャー207は、リンク206に対して関節J6で先端軸C1を中心に回転可能に連結されている。
ハンドチェンジャー207には、力覚センサ400A(400B)ごとロボットハンド300A(300B)が着脱可能(取り付け、取り外しが可能)となっている。図1では、ロボットアーム200のハンドチェンジャー207には、ロボットハンド300Aが装着されている。ロボットアーム200、並びにロボットアーム200に装着されたロボットハンド300A及び力覚センサ400Aによりロボットが構成されている。ロボットハンド300Aとロボットハンド300Bとは、互いに異なる種類(例えば、サイズや形状)のワークを把持可能に構成されており、ロボットハンド300Aは、図1に示すワークWを把持可能に構成されている。ワークWとは異なる種類のワークを把持させる場合には、ロボットアーム200からロボットハンド300Aを取り外し、ロボットアーム200にロボットハンド300Bを装着させる。つまり、ロボットハンドを付け替える。
また、ロボットシステム100は、ハンド支持台600A,600Bと、各ハンド支持台600A,600Bの内側に配置された芯出し装置700B(ハンド支持台600Aについては不図示)と、を備えている。
ハンド支持台600Aの内側に配置された不図示の芯出し装置、及びハンド支持台600Bの内側に配置された芯出し装置700Bは、架台800上に設置されている。芯出し装置700Bは、組立に使用していないロボットハンド300B、つまりハンド支持台600Bに支持されているロボットハンド300Bに対応して設置されている。ハンド支持台600Aの内側に配置された不図示の芯出し装置も同様に、ロボットハンド300Aに対応して設置されている。
ロボットシステム100では、ロボットアーム200の先端部とロボットハンド300Aとの間に力覚センサ400Aが配置されている。これにより、力覚センサ400Aは、ロボットハンド300Aに作用する、先端軸C1の延びる方向に対して直交する方向の力を検出する。なお、ハンドチェンジャー207にロボットハンド300Bが装着されている場合には、ロボットアーム200の先端部とロボットハンド300Bとの間に力覚センサ400Bが配置されていることとなる。これにより、力覚センサ400Bは、ロボットハンド300Bに作用する、先端軸C1の延びる方向に対して直交する方向の力を検出する。
また、ロボットシステム100は、ロボットアーム200、及びロボットアーム200の先端部に装着されたロボットハンド300A(300B)を制御する制御部である制御システム500を備えている。
制御システム500は、ワークWの組立作業を行う際には、力覚センサ400Aの検出結果に基づき、インピーダンス制御(力制御)を行う。なお、図1では、ロボットアーム200の先端部には、ロボットハンド300Aが装着されている。したがって、制御システム500は、ロボットハンド300Aを制御するが、ロボットアーム200の先端部にロボットハンド300Bが装着されている場合には、ロボットハンド300Bを制御する。
制御システム500は、上位コントローラ501と、上位コントローラ501の指令に従ってロボットアーム200(ハンドチェンジャー207を含む)の動作を制御する下位コントローラ502と、を有している。また、制御システム500は、上位コントローラ501の指令に従って、ロボットアーム200に装着されたロボットハンド300Aの動作を制御する下位コントローラ503を有している。また、制御システム500は、装着されている力覚センサ400Aに電流を供給して、力覚センサ400Aから検出力に対応する電気信号を入力する下位コントローラ504を有している。下位コントローラ502は、ロボットアーム200(ハンドチェンジャー207を含む)に配線で接続され、下位コントローラ503は、ロボットハンド300Aに配線で接続され、下位コントローラ504は、力覚センサ400Aに配線で接続されている。
上位コントローラ501は、コンピュータで構成されており、ロボットアーム200とロボットハンド300A(300B)のそれぞれの制御を統括する。
下位コントローラ502は、ロボットアーム200の筐体の内部又は外部に設置される。下位コントローラ502は、ロボットアーム200の各モータを駆動するための不図示のモータドライバ回路、ロボットアーム200のモータをサーボ制御する際に演算を行うための不図示のCPUを有する。また、下位コントローラ502は、ロボットアーム200の各モータに電力供給するための不図示の電源部を有する。
下位コントローラ502は、上位コントローラ501と通信する通信機能を備えている。下位コントローラ502は、上位コントローラ501から目標位置への移動の制御指令を受信すると、現在位置との差分を演算し、ロボットアーム200の先端部に設定した点(いわゆる、ツールセンターポイント)Pを目標位置へと動作させる。この点Pは、先端軸C1上に設定されている。目標位置到達後は、下位コントローラ502から次の制御指令を受信するまで、その位置を保持しつづける。
図2は、本発明の実施形態に係るロボットシステムのハンドチェンジャー、ロボットハンド、力覚センサ、ハンド支持台及び芯出し装置を示す説明図である。図3は、本発明の実施形態に係るロボットシステムのロボットハンド及び力覚センサを示す説明図である。図2ではロボットハンド300B、力覚センサ400B、ハンド支持台600B及び芯出し装置700Bについて図示し、図3ではロボットハンド300B及び力覚センサ400Bについて図示している。図3(a)は、ロボットハンド300Bの説明図、図3(b)は、力覚センサ400Bの説明図である。ロボットハンド300A、力覚センサ400A、ハンド支持台600A、及びハンド支持台600Aに配置した不図示の芯出し装置は、ロボットハンド300B、力覚センサ400B、ハンド支持台600B及び芯出し装置700Bと略同様の構成である。よって、ロボットハンド300A、力覚センサ400A、ハンド支持台600A、及びハンド支持台600Aに配置した不図示の芯出し装置については、説明を省略する。
図2及び図3に示すように、ロボットハンド300Bは、ロボットハンド300Bで物体を把持するための複数のフィンガー301,302,303と、全フィンガー301,302,303を駆動する駆動源304と、これらを支える支持部305とを有する。力覚センサ400Bは、底部306と支持部305との間に配置され、駆動源304を介して支持部305に支持されており、ロボットハンド300B、即ちフィンガー301,302,303に加わる外力を検出するように構成されている。
ロボットハンド300Bに電気的に接続された下位コントローラ503(図1)は、上位コントローラ501(図1)からの指令に従い、複数のフィンガー301,302,303の開閉動作を制御する。
支持部305は、ロボットハンド300Bの筐体である。駆動源304は、フィンガー301,302,303を駆動するための不図示の電磁モータや、モータの出力軸からフィンガー301,302,303にモータの動力を伝達するための不図示のギア及びカムなどで構成されている。不図示のカムは、駆動源304の回転力を直線動作に変換できるように、またフィンガー301,302,303が同期して動作するように設計されている。
また、ロボットハンド300Bはフィンガー301,302,303がロボットハンド300Bの把持中心軸C2を中心に120°の等間隔に配置されている。駆動源304は、単一のモータでフィンガー301,302,303が開閉運動をするように、フィンガー301,302,303を駆動する。例えば、モータの出力軸にカムを接続し、その先にフィンガー301,302,303を把持中心軸C2に対してのみ動作するように不図示のリニアガイドを連結し、リニアガイドの上に不図示のガイドブロックを接続する。そして、それぞれガイドブロックにフィンガー301,302,303が固定された構造が挙げられる。このような構造にすることで、モータを駆動させると、フィンガー301,302,303がロボットハンド300Bの把持中心軸C2に近接する把持方向又は把持中心軸C2から離間する解放方向に動作する。つまり、モータの回転の向きで把持中心軸C2に接近する把持方向の動きと、離間する解放方向の動きを制御することができる。
下位コントローラ503は、ロボットハンド300Bの筐体の内部又は外部に配置される。ロボットハンド300Bの外部に配置される場合、ロボットハンド300Bの筐体外周面に搭載されていてもよいし、ロボットハンド300Bが取り付けられたロボットアーム200に搭載されていてもよい。下位コントローラ503は、不図示のモータを駆動する不図示のモータドライバ回路、ロボットハンド300Bの不図示のモータをサーボ制御する際に演算を行う不図示のCPU、ロボットハンド300Bに電力供給する不図示の電源部を備える。更に下位コントローラ503は、上位コントローラ501と通信する通信機能を具備している。これらの構成によって、下位コントローラ503は、上位コントローラ501から位置、速度などの制御指令を受信すると、CPUはそれに従って必要な指令トルクを計算する。そして、これらの結果を不図示のモータドライバ回路により、指令トルクに対応した出力電流に変換することにより、ロボットハンド300Bのモータを駆動制御する。
軸ずれの測定結果は、下位コントローラ503の内部か、または上位コントローラ501の内部のメモリに保存される。また、下位コントローラ503又は上位コントローラ501はメモリ内に保存された数値同士を加算減算する機能が備えられている。
次に、力覚センサ400Bについて説明する。力覚センサ400Bは、例えば非接触の磁気式変位センサなどが用いられる。力覚センサ400Bが非接触の磁気式変位センサである場合、力覚センサ400Bは、力覚センサの筐体そのものである弾性体401を有する。弾性体401の一方の面が底部306に接続され、弾性体401の他方の面が支持部305(駆動源304)に接続されている。弾性体401は、例えばステンレスなど金属で形成される。また、弾性体401は中空構造となっており、弾性体401を介して対向する面のそれぞれに、磁石402とホール素子403が固定されている。
力覚センサ400Bの仕組みについて、図3(b)を用いて説明する。フィンガー301,302,303に外力が加わると、力覚センサ400Bの弾性体401が外力に比例した量を変形する。そして、弾性体401の変形によって、磁石402とホール素子403の相対位置が変化する。ホール素子403と磁石402の位置関係は、互いに逆であってもかまわない。ホール素子403は、磁石402との相対位置が変化したことによる磁束密度の変化を検出し電圧信号として出力する。このようにして弾性体401によって支えられたフィンガー301,302,303に加わった外力を弾性体401の変位として検出する。
なお、力覚センサ400Bは、非接触の磁気式変位センサに限定するものではなく、例えば歪みゲージを用いて弾性体の歪みを検出するもの等、別の検出方式により力を検出するものであってもよい。
力覚センサ400Bの力検出結果である出力信号は、下位コントローラ504の不図示のCPUに送信される。下位コントローラ504の不図示のCPUは、出力信号をA/D変換した後、演算処理によりフィンガー301,302,303に加わった外力の値として演算する。
部品組立作業時、上位コントローラ501は、下位コントローラ503が演算した力検出結果(外力の値)を取得する。そして、上位コントローラ501は、外力の値に基づき、ロボットアーム200の下位コントローラ502への指令値を調整して、ロボットハンド300Bの位置決めを行うべく、ロボットアーム200を駆動制御する。
図2に示すハンドチェンジャー207は、リンク206に対して先端軸C1まわりに回転駆動される本体210と、ロボットハンド300Bの底部306を保持するための爪211,212,213と、を備えている。各爪211,212,213は、本体210に揺動可能に支持されており、不図示の駆動源からの出力を不図示の駆動伝達機構を介して開閉駆動される。不図示の駆動源は、例えば電磁モータなどが挙げられる。不図示の駆動源は、下位コントローラ502から開閉の指令を受け取ると、指令に合わせて、爪211,212,213を開閉駆動する。更に、ハンドチェンジャー207は、先端軸C1に対する把持中心軸C2の軸ずれを吸収するのに十分なガタを持っている。また、ハンドチェンジャー207は、ロボットハンド300Bを保持(装着)している状態では、部品組立動作時にロボットハンド300Bに加わる力に対して十分な保持力を持っており、ずれることはない。例えば、ロボットハンド300Bに加わる水平方向の力が20[N]、ハンドチェンジャー207とロボットハンド300Bが接する面の摩擦係数が0.2とする。この場合、3本の爪211,212,213の合計で、少なくとも100[N]、垂直方向にロボットハンド300Bを保持する力が必要となる。なお、ここでは、電磁モータを用いて説明を行ったが、真空吸着や電磁力による固定など、ロボットアーム200に対して、ロボットハンド300B(300A)を着脱可能な機構であればよい。
各ハンド支持台600A,600Bは、略ボックス形状に形成され、架台800に載置され、上面において対応するロボットハンド300A,300Bを支持可能に構成されている。つまり、ハンド支持台600Aにはロボットハンド300A、ハンド支持台600Bにはロボットハンド300Bが支持可能となっている。図1では、ロボットハンド300Aはロボットアーム200のハンドチェンジャー207に装着されているので、ロボットアーム200のハンドチェンジャー207に対して取り外されたロボットハンド300Bは、ハンド支持台600Bに支持されている。
ロボットハンド300Bは、底部306が上を向き、且つ把持中心軸C2が架台800の面に対して垂直となるように、ハンド支持台600Bに支持される。具体的には、ハンド支持台600Bの上面には、開口部が形成されており、ロボットハンド300Bの支持部305が、ハンド支持台600Bの上面に支持され、フィンガー301,302,303がハンド支持台600Bの開口部を通じて内側に垂下する。その際、ロボットハンド300Bは、ハンド支持台600Bの開口部との隙間の分、ハンド支持台600Bに対して水平方向に移動自在となっている。
芯出し装置700Bは、架台800上であって、ロボットハンド300Bを支持するハンド支持台600Bの内側に配置されている。芯出し装置700Bは、把持部材である円筒部材701と、抗力付与部材であり弾性部材でもあるばね702と、支持機構であるオルダム機構703と、を有している。
円筒部材701は、外周面が円筒形状であり、内部は中実でも中空でもどちらでも構わない。円筒部材701は、ハンド支持台600Bに支持されたロボットハンド300B(フィンガー301,302,303)によって把持可能な位置に配置されている。つまり、円筒部材701は、ロボットハンド300Bをハンド支持台600Bに設置した際に、フィンガー301,302,303の把持面の内側に位置するように配置されている。円筒部材701は、ロボットハンド300Bが下位コントローラ503から把持の指令を受け、閉じ方向(把持方向)にフィンガー301,302,303が移動した際に、円筒部材701を安定して把持可能な位置に配置されている。
オルダム機構703は、円筒部材701が中心軸C3を中心に自転可能(回転可能)なように円筒部材701の下部を支持する、深溝玉軸受や円筒コロ軸受などの軸受704を有する。
また、オルダム機構703は、架台800に対して水平方向であるY軸方向に直動可能なスライダ(第1スライダ)705を有する。また、オルダム機構703は、スライダ705の直動方向であるY軸方向に対して交差(直交)する水平方向であるX軸方向に直動可能なスライダ(第2スライダ)706を有する。2つのスライダ705,706は、互いに直交方向となるように配置されている。
ここで、オルダム機構703の原点として、水平方向にX軸及びY軸が規定され、X軸及びY軸に直交する垂直方向にZ軸が規定されている。
スライダ706は、軸受704を支持することで、円筒部材701を、円筒部材701の中心軸C3を中心に回転自在に軸受704を介して支持する。これにより、オルダム機構703は、円筒部材701の水平方向(X軸方向及びY軸方向)のずれを吸収することができる。
このように、オルダム機構703は、円筒部材701の中心軸C3を中心に回転可能に円筒部材701を支持する。また、オルダム機構703は、ロボットハンド300Bにより円筒部材701が把持された際に中心軸C3と把持中心軸C2とが一致するよう中心軸C3の延びる方向に対して直交するX軸方向及びY軸方向にスライド可能に円筒部材701を支持する。
また、スライダ705に対してスライダ706のスライドするX軸方向に抗力(弾性力)が働くように、スライダ706にばね702の一端が接続され、スライダ705にばね702の他端が接続されている。このばね702は、スライダ705がY軸方向にスライドした際には変位しないが、一軸方向であるX軸方向の基準位置(X=0)に対するスライダ706のスライド量に応じた伸縮量(変位量)で伸縮(変位)する。即ち、ばね702は、X軸方向の基準位置(X=0)に対するスライダ706のX軸方向のスライド量(移動量)に比例した抗力(弾性力)を発生する。
ばね702の抗力(弾性力)は、スライダ706を介して円筒部材701に付与され、円筒部材701を把持しているロボットハンド300Bに付与される。よって、力覚センサ400Bは、ロボットハンド300Bが円筒部材701を把持した際に、ばね702のX軸方向の基準位置(X=0)に対する伸縮量に応じた抗力(弾性力)を検出することとなる。
円筒部材701、即ちばね702にかかる負荷(力)が0のとき、円筒部材701の中心軸C3はZ軸に重なり、そのときの中心軸C3のX,Yの位置は、X=0,Y=0、即ちオルダム機構703の座標系の原点となる。
ばね702は、X軸方向の基準位置(X=0)に対する中心軸C3の軸ずれ分の変位をばね702に与えたときに、力覚センサ400Bで十分に力検出可能なばね定数(弾性定数)を持つ。例えば、起こりえる最大の軸ずれ量が0.5[mm]であり、力覚センサ400Bの最大検出力が0〜20[N]とすると、ばね定数は0.5mm/20Nである。また、ばね702は、ロボット及び芯出し装置700Bに対して十分に剛性が低い。
このように、ばね702は、一軸方向であるX軸方向、即ちスライダ706の直動方向と平行な方向に、スライダ706を付勢する。具体的には、ばね702は、円筒部材701がスライドした際の円筒部材701のX軸方向のスライド量に応じた伸縮量で伸縮して、この伸縮量に応じた抗力(弾性力)を円筒部材701に付与する。これにより、ばね702は、ロボットハンド300Bにより円筒部材701が把持された際に、円筒部材701の中心軸C3の軸ずれに応じた抗力を円筒部材701に付与する。
次に、制御システム500の上位コントローラ501の構成について説明する。図4は、本発明の実施形態に係るロボットシステム100の上位コントローラ501の概略構成を示すブロック図である。図4に示す上位コントローラ501はコンピュータで構成されている。上位コントローラ501は、演算部(制御部)としてのCPU(Central Processing Unit)511を備えている。また、上位コントローラ501は、記憶部として、ROM(Read Only Memory)512、RAM(Random Access Memory)513、HDD(Hard Disk Drive)514を備えている。また、上位コントローラ501は、記録ディスクドライブ515及び各種のインタフェース521〜524を備えている。
CPU511には、ROM512、ROM513、HDD514、記録ディスクドライブ515及びインタフェース521〜524が、バス520を介して接続されている。ROM512には、BIOS等の起動プログラムが格納されている。RAM513は、CPU511の演算処理結果等、各種データを一時的に記憶する記憶装置である。
HDD514には、プログラム531が格納(記録)されている。そして、CPU511がプログラム531を読み出して実行することにより、後述するロボットシステム制御方法の各工程を実行する。
記録ディスクドライブ515は、記録ディスク532に記録された各種データやプログラム等を読み出すことができる。
インタフェース521には、下位コントローラ502が接続され、CPU511は、ロボットアーム200の動作を制御することができる。
インタフェース522には、下位コントローラ503が接続され、CPU511は、ロボットアーム200に装着されたロボットハンド300Bの動作を制御することができる。
インタフェース523には、下位コントローラ504が接続され、CPU511は、ロボットアーム200に接続された力覚センサ400Bから、ロボットハンド300Bに作用する力の力検出結果を取得することができる。
インタフェース524には、USBメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリ、或いは外付けHDD等の外部記憶装置900が接続されている。
次に、制御システム500によるロボットシステム制御方法について説明する。上位コントローラ501のCPU511は、プログラム531を読み出して実行することにより、下位コントローラ502〜504と協働して、以下に説明する処理を実行する。
図5及び図6は、本発明の実施形態に係るロボットシステムの制御システムによる制御動作を示すフローチャートである。
まず、ロボットアーム200には、ロボットハンド300Aが装着されおり、ロボットハンド300Bは、ハンド支持台600Bに支持されているものとする。
なお、図示は省略しているが、上位コントローラ501のHDD514や外部記憶装置900等のメモリには、ロボット言語で作成されたロボットプログラムが格納されている。
CPU511は、ロボットプログラムを読み出し、ロボットプログラムの各ステップの指令に従ってロボットアーム200及びロボットハンド300Aを制御し、ロボットアーム200及びロボットハンド300Aに組立動作(通常動作)を行わせる(S1)。例えば、部品が置かれている位置にロボットハンド300Aを移動させる動作を行う。
CPU511は、実行しようとするロボットプログラムのステップがハンド交換実行指令であるか否かを判断する(S2)。
CPU511は、ハンド交換実行指令ではない場合(S2:No)、ステップS1の処理に戻る。
CPU511は、ハンド交換実行指令である場合(S2:Yes)、ロボットハンド300Aをロボットハンド300Bに交換するロボットハンド交換モードに移行して、ロボットハンド300Bに組み替える(S3)。その後、CPU511は、ロボットプログラムに従って動作する組立動作(通常動作)に戻る。
以下、ロボットハンド交換モードの動作について詳細に説明する。CPU511は、下位コントローラ502に指令を送り、ロボットアーム200の点Pを、指令された位置(ハンド支持台600Aの上方)に移動させる(S11)。
次に、CPU511は、下位コントローラ502に指令を送り、指令された方向、即ち爪211,212,213を開く方向にハンドチェンジャー207を動作させる(S12)。これにより、ロボットハンド300Aからロボットアーム200を切り離し、ロボットハンド300Aをハンド支持台600Aに設置する。
次に、CPU511は、下位コントローラ502に指令を送り、ロボットアーム200の点Pを、指令された位置(ハンド支持台600Bの上方)に移動させる(S13)。
次に、CPU511は、下位コントローラ502に指令を送り、指令された方向、即ち爪211,212,213を閉じる方向にハンドチェンジャー207を動作させる(S14)。これにより、CPU511は、ハンド支持台600Bに支持されたロボットハンド300Bをロボットアーム200のハンドチェンジャー207に接続(装着)させる。
次に、CPU511は、下位コントローラ503に指令を送り、ロボットハンド300Bのフィンガー301,302,303を閉方向(把持方向)に動作させ、芯出し装置700Bの円筒部材701を把持させる(S15)。
図7は、本発明の実施形態に係るロボットシステムにおいてロボットアームに対するロボットハンドの装着位置を補正する前の状態を示す説明図である。ステップS15においてフィンガー301,302,303により円筒部材701を把持させた場合、円筒部材701がX,Y軸方向にスライドして、ロボットハンド300Bの把持中心軸C2と円筒部材701の中心軸C3とが一致する。このとき、ロボットアーム200の先端軸C1に対する把持中心軸C2(中心軸C3)のずれ量をLaとする。
次に、CPU511は、ロボットアーム200の先端部であるハンドチェンジャー207を、先端軸C1を中心に所定角度(例えば10[°])回転させる(S16)。つまり、円筒部材701を把持した状態でロボットハンド300Bを先端軸C1を中心に回転させる。
図8は、先端軸C1を中心に円筒部材701即ちロボットハンド300Bを回転させた場合の説明図である。図8(a)は、ロボットハンド300Bに円筒部材701を把持させた初期状態を示す説明図である。図8(b)は、ロボットハンド300Bを先端軸C1を中心に回転させて検出した力が最大値となった状態を示す説明図である。図8(c)は、ロボットハンド300Bの回転によって得られる、回転角度に対し、力覚センサ400Bにより検出された力を示すグラフである。
円筒部材701の中心軸C3(把持中心軸C2)は、ロボットアーム200の先端軸C1に対するずれの分、偏芯している。そのため、ロボットアーム200の先端軸C1を中心にロボットハンド300Bを回転させると、オルダム機構703のスライダ705,706がX,Y軸方向にスライドしながら、円筒部材701がX,Y軸方向に移動する。つまり、ロボットハンド300Bの把持中心軸C2(円筒部材701の中心軸C3)が先端軸C1を中心に回転(公転)する。図8(a)及び図8(b)では、この中心軸C2,C3の軌跡を、LCで図示している。この軌跡LCは、先端軸C1を中心とする円で表され、その半径は、先端軸C1に対する把持中心軸C2の軸ずれ量であり、Laとする。つまり、この軌跡LCの半径を求めることで、軸ずれ量Laが求まる。
オルダム機構703のスライダ706がスライドすると、ばね702は、引っ張られ又は圧縮されて、抗力を発生する。抗力が発生すると、力覚センサ400Bの弾性体401は、図3(b)に示すように弾性変形を引き起こす。なお、図3(b)では弾性体401が極端に変形しているものとして図示されているが、実際は数μオーダーの変形量である。弾性体401が弾性変形を引き起こすと、変形量に応じて力覚センサ400Bから上位コントローラ501に抗力の値を示すデータ(力検出結果)が出力される。抗力は、ロボットアーム200、ロボットハンド300B、ハンドチェンジャー207の許容荷重よりも十分に小さい力である。例えば数N程度の力を指す。
次に、CPU511は、ロボットアーム200の先端軸C1の位相(角度)θに対応する力覚センサ400Bの出力値Fを取得し、HDD514や外部記憶装置900等の記憶部に記録する(S17)。
ステップS16とステップS17を、ロボットアーム200のハンドチェンジャー207が先端軸C1を中心に1回転するまで繰り返す。ここでは一度の測定で10°ずつ回転させているため、36回繰り返す。
本実施形態では、所定角度10°等間隔に測定しているが、これに限らず、測定精度を上げるために可能な限り測定点を増やしてもよい。
以上の動作により、CPU511は、ロボットハンド300Bを先端軸C1を中心に1回転以下回転させて、例えば図8(c)に示すような、先端軸C1の回転角度θに対応する力覚センサ400Bの力検出結果Fを取得する。
次に、力検出結果Fに基づく軸ずれベクトル(La,θa)の計算方法について説明する。
まず、CPU511は、仮想の座標平面上に、横軸にロボットアーム200の先端軸C1の位相(角度)θ、縦軸に力覚センサ400Bの出力値Fのグラフを作成する。その際、CPU511は、ロボットアーム200の先端軸C1の位相θ1、θ2、…、θ36と力覚センサ400Bの出力値F1、F2、…、F36を仮想の座標平面上にプロットする(図8(c)参照)。即ち、CPU511は、ロボットハンド300Bを先端軸C1を中心に回転させた際に、先端軸C1の回転角度θと、その時の力覚センサ400Bの力検出結果Fとを示す座標空間(仮想の座標平面空間)における座標点(θ,F)を複数取得する。
次に、CPU511は、プロットした点を結ぶ近似曲線を求める。近似曲線の種類は問わないが、通常、ロボットアーム200の先端軸C1を360°回転した際のずれ量の推移は、1回転分の正弦波に近い形となるため、正弦波に近い曲線となるような近似式を使用する。例えば、近似曲線の種類としては、3次以上の多項式近似式が挙げられる。この近似式のことを先端軸回転量と力覚センサ出力の関係式でF(θ)とする。
次に、CPU511は、関係式F(θ)より、力覚センサ400Bの出力値が最大となったときの値(最大値)Fmaxを求める。同様に、CPU511は、力覚センサ400Bの出力値が最小となったときの最小値Fminを求める(S18)。即ち、CPU511は、力覚センサ400Bの力検出結果から、力が最大となる最大値Fmax及び力が最小となる最小値Fminを求める(抽出する)。
CPU511は、最大値Fmax、最小値Fmin、及びばね702のばね定数(弾性定数)kを用いて、先端軸C1に対する把持中心軸C2の軸ずれ量Laを求める(S19)。
ここで、ばね702の伸縮量Lと力覚センサ400Bの出力値Fとの間には、F=k×Lの関係が成り立つ。
ばね702を、先端軸C1の位置からX軸方向の正の方向に軸ずれ量Laに相当する伸縮量だけ伸長させると、最大値Fmaxとなり、逆に負の方向に軸ずれ量Laに相当する伸縮量だけ圧縮させると、最小値Fminとなる。軸ずれ量Laは正の値であるので、F=k×Lの関係式から、|Fmax−Fmin|/2=k×Laであり、その結果、La=|Fmax−Fmin|/(2×k)となる。
よって、CPU511は、|Fmax−Fmin|/(2×k)より、軸ずれ量Laを算出する(S19)。
次に、CPU511は、作成したロボットアーム200の先端軸C1の位相と軸ずれ量の関係式F(θ)において、力覚センサ400Bの出力値が最大値Fmaxとなったときの先端軸C1の回転角度θbを求める(抽出する)(S20)。次に、CPU511は、軸ずれベクトルの位相成分(軸ずれ方向)θaを、θa=θb×(−1)の関係式から求める(S21)。つまり、CPU511は、最大値Fmaxとなる先端軸C1の角度θbから軸ずれ方向(角度)θaを求める。
これらステップS20,S21により、2次元の軸ずれベクトル(La,θa)が求まる。つまり、CPU511は、取得した力検出結果Fに基づき、先端軸C1に対する把持中心軸C2の軸ずれ量La及び軸ずれ方向θaを求める。以上、CPU511は、力覚センサ400Bにより検出された力検出結果Fに基づき、先端軸C1に対する把持中心軸C2の軸ずれ(本実施形態では、2次元の軸ずれベクトル(La,θa))を求める。
CPU511は、軸ずれベクトル(La,θa)をHDD514や外部記憶装置900等のメモリに記録する(S22)。CPU511は、ロボットアーム200の先端軸C1の軸中心を原点とする横軸x,縦軸yの平面を作成し、軸ずれベクトル(La,θa)を描く。
次に、CPU511は、この軸ずれの分(軸ずれベクトル(La,θa)の分)、以下の各工程によりロボットアーム200のハンドチェンジャー207に対するロボットハンド300Bの位置を補正する。
以上、ロボットアーム200とロボットハンド300Bとの間に設けた力覚センサ400Bを有効活用することにより、ロボットハンド300Bの軸ずれの計測が可能となる。そのため、ロボットハンド300Bの軸ずれを計測するための専用の測定器が不要となる。また、ロボットハンド300Bの軸ずれを計測するための専用の測定器が不要となるため、ロボットの周囲のスペースが制約されなくなり、ロボットの作業が妨げられず、生産性が向上する。さらに、専用の測定器が不要となるため、余分な機構、配線も不要となり、コストを下げることができる。
なお、ロボットアーム200とロボットハンド300Bとの間にXYスライダを配置して、軸ずれベクトル(La,θa)の分、ロボットハンド300Bの位置を補正するように構成してもよいが、本実施形態では、別の方法をとる。即ち、本実施形態では、ロボットアーム200(即ち、ロボット)の軽量化を図るため、XYスライダを省略している。
まず、CPU511は、ロボットアーム200の先端軸C1まわりの位相を、軸ずれ測定開始時の位相θ=0°に戻す(S23)。つまり、ステップS14でロボットアーム200のハンドチェンジャー207にロボットハンド300Bを装着したときの初期状態に戻す。
次に、CPU511は、ロボットハンド300B、即ちフィンガー301,302,303が円筒部材701を解放するようフィンガー301,302,303を開方向に動作させる。この際、軸ずれベクトルの大きさ(軸ずれ量La)よりもフィンガー301,302,303を十分大きく開く。次に、CPU511は、ハンドチェンジャー207の爪211,212,213を開く方向に動作させる(S24)。これにより、ロボットハンド300Bをロボットアーム200のハンドチェンジャー207から取り外す。
次に、CPU511は、ロボットアーム200のハンドチェンジャー207がロボットハンド300Bから離れる方向でかつ垂直方向に、わずかに動くようロボットアーム200を動作させる(S25)。
次に、CPU511は、ロボットアーム200の先端軸C1が軸ずれベクトル(La,θa)分修正した位置に移動するよう、ロボットアーム200を動作させる(S26)。つまり、CPU511は、軸ずれ量及び軸ずれ方向を修正した位置にロボットアーム200の先端部に設定した点Pを移動させる。
この動作の間、ロボットアーム200のハンドチェンジャー207はロボットハンド300Bから離れる方向且つ垂直方向に事前に移動しているため、ロボットアーム200がロボットハンド300Bに干渉(衝突)することはない。
次に、CPU511は、ロボットアーム200のハンドチェンジャー207がロボットハンド300Bに近づく方向且つ垂直方向に移動してロボットハンド300Bに接触するよう、ロボットアーム200を動作させる(S27)。
次に、CPU511は、ハンドチェンジャー207の爪211,212,213を閉方向に動作させ、再び、ロボットハンド300Bをハンドチェンジャー207に接続(装着)させる(S28)。
なお、ロボットハンド300Bからロボットハンド300Aに付け替える場合も同様に動作すればよい。
以上の動作により、ロボットアーム200の先端軸C1を軸ずれベクトル分移動させ、ロボットハンド300Bをハンドチェンジャー207でつかみ直すことで、ロボットハンド300Bの軸ずれを補正することができる。よって、ロボットアーム200とロボットハンド300Bとの間に軸ずれの補正を行うための専用の位置補正機構を設ける必要がない。これにより、ロボットアーム200の先端が軽くなるので、例えば直線動作時の振動などが発生するのを抑制でき、部品組み立てに重要な性能である、ロボットアーム200の静定時間を短くすることができる。このように、ロボットアーム200及びロボットハンド300Bによる作業性が向上するので、ロボットシステム100による生産性が向上する。
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
上記実施形態では、力覚センサ400A(400B)がロボットハンド300A(300B)とハンドチェンジャー207の間に配置されてい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。例えば、力覚センサを、ロボットアーム200の先端とハンドチェンジャー207との間など、ロボットアーム200の先端を回転させた際に、ばねの力の変化を検知することが可能な位置であればよい。つまり、ロボットアーム200に力覚センサが設けられている場合であってもよい。
また、上記実施形態では、軸ずれを測定する際、ロボットアーム200の先端軸C1を360°回転させているが、正弦波の山と谷の両方が検出できた時点、つまり180°回転した時点で測定を終了してもよい。
また、上記実施形態では、把持部材が円筒部材701である場合について説明したが、正多角形柱部材など、軸受の回転中心軸とロボットハンドの把持中心軸が一致する形状であればよい。
また、上記実施形態では、弾性部材がばねである場合について説明したが、これに限定するものではなく、ゴム等、他の弾性部材であってもよい。また、把持部材に抗力を付与することができる抗力付与部材であれば、弾性部材以外の部材であってもよい。
また、上記実施形態では、ばねが1つの場合について説明したが、これに限定するものではなく、一軸方向に力を付与するものであれば、複数のばね(抗力付与部材)であてもよい。
また、複数のばね(抗力付与部材)で互いに直交(交差)する方向に力を付与するようにしてもよい。
上記実施形態の各処理動作は具体的にはCPU511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プログラムを記録した記録媒体を上位コントローラに供給し、上位コントローラを構成するコンピュータ(CPUやMPU)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実施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、上記実施形態では、コンピュータ読み取り可能な記録媒体がHDD514であり、HDD514にプログラム531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、図4に示すROM512、記録ディスク532、外部記憶装置900等を用いてもよい。具体例を挙げて説明すると、記録媒体として、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、書き換え可能な不揮発性のメモリ(例えばUSBメモリ)、ROM等を用いることができる。
また、上記実施形態におけるプログラムを、ネットワークを介してダウンロードしてコンピュータにより実行するようにしてもよい。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施形態の機能が実現されるだけに限定するものではない。そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれてもよい。そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
また、上記実施形態では、コンピュータがHDD等の記録媒体に記録されたプログラムを実行することにより、処理を行う場合について説明したが、これに限定するものではない。プログラムに基づいて動作する演算部の一部又は全部の機能をASICやFPGA等の専用LSIで構成してもよい。なお、ASICはApplication Specific Integrated Circuit、FPGAはField-Programmable Gate Arrayの頭字語である。
100…ロボットシステム、200…ロボットアーム、207…ハンドチェンジャー(先端部)、300A,300B…ロボットハンド、400A,400B…力覚センサ、500…制御システム(制御部)、600A,600B…ハンド支持台、700B…芯出し装置、701…円筒部材(把持部材)、702…ばね(抗力付与部材,弾性部材)、703…オルダム機構(支持機構)、800…架台、C1…先端軸、C2…把持中心軸、C3…中心軸
Claims (11)
- ロボットハンドと、
先端軸を中心に回転可能に構成された先端部を有し、前記ロボットハンドが前記先端部に着脱可能に構成されたロボットアームと、
前記ロボットハンドに作用する、前記先端軸の延びる方向に対して直交する方向の力を検出する力覚センサと、
前記ロボットアームの先端部に対して取り外された前記ロボットハンドを支持可能なハンド支持台と、
前記ハンド支持台に配置された芯出し装置と、
前記ロボットハンド及び前記ロボットアームを制御する制御部と、を備え、
前記芯出し装置は、
前記ハンド支持台に支持された前記ロボットハンドによって把持可能な位置に配置された把持部材と、
前記ロボットハンドにより前記把持部材が把持された際に、前記把持部材の中心軸のずれ量に応じた抗力を前記把持部材に付与する抗力付与部材と、を有し、
前記制御部は、
前記ハンド支持台に支持された前記ロボットハンドを前記ロボットアームの先端部に装着させ、前記ロボットハンドに前記把持部材を把持させて、前記ロボットハンドを前記先端軸を中心に回転させたときの前記力覚センサにより検出された力検出結果に基づき、前記先端軸に対する前記ロボットハンドの把持中心軸の軸ずれを求めて、軸ずれの分、前記ロボットアームの先端部に対する前記ロボットハンドの位置を補正することを特徴とするロボットシステム。 - 前記芯出し装置は、前記把持部材の中心軸を中心に回転可能に、かつ前記ロボットハンドにより前記把持部材が把持された際に前記把持部材の中心軸と前記ロボットハンドの把持中心軸とが一致するよう前記把持部材の中心軸の延びる方向に対して直交する方向にスライド可能に、前記把持部材を支持する支持機構を有し、
前記抗力付与部材は、一軸方向に前記把持部材を付勢し、前記把持部材がスライドした際の前記把持部材の前記一軸方向のスライド量に応じた伸縮量で伸縮して、該伸縮量に応じた弾性力を前記把持部材に付与する弾性部材であり、
前記制御部は、前記ロボットハンドを前記先端軸を中心に回転させて回転角度に対応する前記力覚センサの力検出結果を取得し、前記力検出結果に基づき、前記先端軸に対する前記把持中心軸の軸ずれ量及び軸ずれ方向を求め、前記軸ずれ量及び前記軸ずれ方向の分、前記ロボットアームの先端部に対する前記ロボットハンドの位置を補正することを特徴とする請求項1に記載のロボットシステム。 - 前記制御部は、前記ロボットアームの先端部に対する前記ロボットハンドの位置を補正するに際し、前記ロボットハンドを前記ロボットアームの先端部から取り外され、前記軸ずれ量及び前記軸ずれ方向を修正した位置に前記ロボットアームの先端部を移動させ、再び、前記ハンド支持台に支持された前記ロボットハンドを前記ロボットアームの先端部に装着させることを特徴とする請求項1又は2に記載のロボットシステム。
- 前記制御部は、前記力覚センサの力検出結果から、力が最大となる最大値、及び力が最小となる最小値を求め、前記最大値、前記最小値、及び前記弾性部材の弾性定数を用いて、前記軸ずれ量を求め、前記最大値となる前記先端軸の角度から前記軸ずれ方向を求めることを特徴とする請求項2又は3に記載のロボットシステム。
- 前記制御部は、前記ロボットハンドを前記先端軸を中心に回転させた際に、前記先端軸の回転角度と、その時の前記力覚センサの力検出結果とを示す座標空間における座標点を、前記先端軸の回転角度を変化させて複数取得し、該複数の座標点を結ぶ近似曲線を求め、該近似曲線を用いて前記最大値と前記最小値とを求めることを特徴とする請求項4に記載のロボットシステム。
- 前記ハンド支持台が架台に載置され、
前記支持機構は、
前記架台に対して水平方向に直動可能な第1スライダと、
前記第1スライダの直動方向に対して交差する水平方向に直動可能であり、前記把持部材の中心軸を中心に回転自在に軸受を介して前記把持部材を支持する第2スライダと、を有し、
前記弾性部材は、前記一軸方向として、前記第2スライダの直動方向と平行な方向に、前記第2スライダを付勢することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載のロボットシステム。 - 前記弾性部材がばねであることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載のロボットシステム。
- 前記力覚センサが前記ロボットハンドに設けられていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のロボットシステム。
- ロボットハンドと、先端軸を中心に回転可能に構成された先端部を有し、前記ロボットハンドが前記先端部に着脱可能に構成されたロボットアームと、前記ロボットハンドに作用する、前記先端軸の延びる方向に対して直交する方向の力を検出する力覚センサと、前記ロボットアームの先端部に対して取り外された前記ロボットハンドを支持可能なハンド支持台と、前記ハンド支持台に配置された芯出し装置と、を備えたロボットシステムを、制御部により制御するロボットシステム制御方法であって、
前記芯出し装置は、
前記ハンド支持台に支持された前記ロボットハンドによって把持可能な位置に配置された把持部材と、
前記ロボットハンドにより前記把持部材が把持された際に、前記把持部材の中心軸のずれ量に応じた抗力を前記把持部材に付与する抗力付与部材と、を有しており、
前記制御部が、前記ハンド支持台に支持された前記ロボットハンドを前記ロボットアームの先端部に装着させる工程と、
前記制御部が、前記ロボットハンドに前記把持部材を把持させて前記ロボットハンドを前記先端軸を中心に回転させたときの前記力覚センサにより検出された力検出結果を取得する工程と、
前記制御部が、前記力検出結果に基づき、前記先端軸に対する前記ロボットハンドの把持中心軸の軸ずれを求めて、軸ずれの分、前記ロボットアームの先端部に対する前記ロボットハンドの位置を補正する工程と、を備えたことを特徴とするロボットシステム制御方法。 - コンピュータに、請求項9に記載のロボットシステム制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
- 請求項10に記載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。
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2014
- 2014-07-28 JP JP2014152809A patent/JP2016030308A/ja active Pending
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