JP2016187844A - ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のロボットは、力検出器と、マーカーと撮像部との位置関係を変化させる駆動部と、を備えるロボットであって、前記駆動部は、複数の前記位置関係において前記撮像部が前記マーカーを撮像した画像に基づいて、前記マーカーの位置を基準とする基準座標系と、前記駆動部の制御の基準となるロボット座標系との対応関係である座標関係を特定する校正処理が行われた場合に、前記座標関係と前記力検出器の検出値とに基づいて、異方性を持つように制御される。
【選択図】図4
Description
(1)第1実施形態:
(1−1)アームの制御について:
(1−1−1)校正処理を行った場合:
(1−1−2)校正処理を行っていない場合:
(1−2)教示処理について:
(1−3)校正処理について:
(2)他の実施形態:
本発明の第一実施例としてのロボットシステムは、図1に示すように、ロボット1と、撮像ユニット2と、教示端末3(ティーチングペンダント)と、制御端末4(コントローラー)と、を備えている。教示端末3と制御端末4とは、本発明のロボット制御装置を構成する。制御端末4は、本発明の制御部を構成する。教示端末3と制御端末4とは、それぞれ専用のコンピューターであってもよいし、ロボット1のためのプログラムがインストールされた汎用のコンピューターであってもよい。さらに、教示端末3と制御端末4とは、別々のコンピューターでなくてもよく、単一のコンピューターであってもよい。
(1−1−1)校正処理を行った場合:
図2は、ロボットシステムのブロック図である。制御端末4は、予め教示端末3にて設定された目標位置と目標力とがTCPにて実現するようにアームAを制御する。校正処理を行った場合、目標位置と目標力とは基準座標系において設定されていることとする。ここで、目標力とは、力覚センサーFSが検出すべき力である。ここで、目標位置と目標力との双方を実現するアームAの制御を力制御と表記する。校正処理を行った場合、Sの文字は、基準座標系を規定する軸の方向(X,Y,Z,RX,RY,RZ)のなかのいずれか1個の方向を表すこととする。例えば、S=Xの場合、基準座標系にて設定された目標位置のX方向成分がSt=Xtと表記され、目標力のX方向成分がfSt=fXtと表記される。また、Sは、S方向の位置も表すこととする。
図3は、ロボットシステムのブロック図である。図3においては、校正処理を行っていない場合のロボットシステムを示し、制御端末4には座標関係Vが記録されていない。校正処理を行っていない場合、目標位置Stと目標力fStとはロボット座標系において設定されていることとする。校正処理を行っていない場合、Sの文字は、ロボット座標系を規定する軸の方向(XR,YR,ZR,RXR,RYR,RZR)のなかのいずれか1個の方向を表すこととする。例えば、S=XRの場合、ロボット座標系にて設定された目標位置のXR方向成分がSt=XRtと表記され、目標力のX方向成分がfSt=fXRtと表記される。
教示端末3にはロボット1の各種設定を行うための教示プログラムがインストールされている。教示端末3は、プロセッサーやRAMやROMを備え、これらのハードウェア資源が教示プログラムと協働する。これにより、図2,図3に示すように、教示端末3は、機能構成として教示部33と校正部34とUI(User Interface)部35とを備えることとなる。図示しないが、教示端末3は、ユーザーからの指示を受け付ける入力装置(マウス、キーボード、タッチパネル等)と、ユーザーに各種情報を出力する出力装置(ディスプレイ、スピーカー等)を備える。以下、フローチャートの順にしたがって各機能構成を説明する。UI部35は本発明のユーザーインターフェイス部を構成する。
図6は、校正処理のフローチャートである。上述したように、校正処理は基準座標系とロボット座標系との対応関係を特定し、当該対応関係を座標関係Vとして作成する処理である。また、校正処理は教示端末3の校正部34が実行する処理である。図1に示すように、校正処理は、作業台WT上に校正ボード5が載置された状態で行われる。校正ボード5には複数のマーカーMKが配置されている。校正ボード5は水平な作業台WT上に配置されており、マーカーMKは水平面上に配置されている。マーカーMKは直交格子の格子点上に配置されており、図1においてマーカーMKが横方向に並ぶ方向が基準座標系のX方向を構成し、マーカーMKが縦方向に並ぶ方向が基準座標系のY方向を構成する。さらに、マーカーMKが配置されている水平面に直交する鉛直方向が基準座標系のZ方向を構成する。以上のように、基準座標系を規定する軸の方向はマーカーMKの位置を基準に設定されていることとなる。むろん、基準座標系におけるマーカーMKの位置は既知である。
前記実施形態において、撮像部としてのカメラCは、ロボット1に装着される撮像ユニット2に備えられたが、カメラCはロボット1の構成部品であってもよい。この場合、TCPとカメラCの位置との位置関係が既知の情報として用意されてもよい。また、撮像部は、マーカーMKとの位置関係が変化可能となるように構成されていればよく、必ずしもアームAによって移動しなくてもよい。例えば、作業台WTが撮像可能となるように撮像部が固定されていてもよく、当該作業台WT上においてアームAがマーカーMKを移動させてもよい。校正部34は、アームAがマーカーMKを移動させた際のロボット座標系におけるTCPの位置と、撮像部が撮像した校正画像に基づいて特定した基準座標系におけるTCPの位置との対応関係を座標関係Vとして特定すればよい。
Claims (15)
- 力検出器と、
マーカーと撮像部との位置関係を変化させる駆動部と、を備えるロボットであって、
前記駆動部は、
複数の前記位置関係において前記撮像部が前記マーカーを撮像した画像に基づいて、前記マーカーの位置を基準とする基準座標系と、前記駆動部の制御の基準となるロボット座標系との対応関係である座標関係を特定する校正処理が行われた場合に、前記座標関係と前記力検出器の検出値とに基づいて、異方性を持つように制御される、
ロボット。 - 前記撮像部を備える、
請求項1に記載のロボット。 - 前記駆動部は、前記校正処理が行われた場合に、前記駆動部によって移動可能な移動点の移動しやすさが、前記基準座標系における第1方向よりも前記基準座標系における第2方向において大きくなるように制御される、
請求項1または請求項2のいずれかに記載のロボット。 - 前記駆動部は、前記駆動部が実現する機械的インピーダンスが、前記基準座標系における第1方向よりも前記基準座標系における第2方向において大きくなるように制御される、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のロボット。 - 前記第2方向は前記基準座標系における単一平面上の2方向であり、前記第1方向は前記基準座標系において前記単一平面に直交する方向である、
請求項3または請求項4のいずれかに記載のロボット。 - 前記第2方向は前記基準座標系における単一軸に沿った方向であり、前記第1方向は前記基準座標系において前記単一軸に直交する平面上の2方向である、
請求項3または請求項4のいずれかに記載のロボット。 - 前記第1方向と前記第2方向の少なくとも一方は、前記基準座標系における所定方向の軸まわりの回転方向である、
請求項3または請求項4のいずれかに記載のロボット。 - 前記駆動部は、オペレーターがロボットを移動させてロボットの動作を教示する教示作業の際に、異方性を持つように制御される、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のロボット。 - 前記駆動部は、嵌合穴に対象物を嵌合する際に、前記基準座標系における嵌合方向と、当該嵌合方向以外の方向とで異方性を持つように制御される、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のロボット。 - 前記マーカーは、前記嵌合穴から所定距離以内の複数の位置に配置される、
請求項9に記載のロボット。 - 力検出器と、マーカーと撮像部との位置関係を変化させる駆動部と、を備えるロボットを制御するロボット制御装置であって、
複数の前記位置関係において前記撮像部が前記マーカーを撮像した画像に基づいて、前記マーカーの位置を基準とする基準座標系と、前記駆動部の制御の基準となるロボット座標系との対応関係である座標関係を特定する校正処理を行う校正部と、
前記校正処理が行われた場合に、前記座標関係と前記力検出器の検出値とに基づいて、異方性を持つように、前記駆動部を制御する制御部と、
を備える、
ロボット制御装置。 - 前記ロボットは、オペレーターがロボットを移動させてロボットの動作を教示する教示作業の際に、異方性を持つように前記駆動部を制御し、
前記教示作業の際に、異方性を持つように前記駆動部を制御するか否かの指定を受け付け、
前記校正処理が行われた場合に、前記教示作業の際に、異方性を持つように前記駆動部を制御する旨の指定を許可するユーザーインターフェイス部を備える、
請求項11に記載のロボット制御装置。 - 前記ユーザーインターフェイス部は、前記教示作業の際に、異方性を持つように前記駆動部を制御するためには、前記校正処理を行うことが必要であることを前記オペレーターに通知する、
請求項12に記載のロボット制御装置。 - 前記ユーザーインターフェイス部は、異方性を持たせる方向を、前記マーカーの位置を基準として前記オペレーターに通知する、
請求項12または請求項13のいずれかに記載のロボット制御装置。 - 力検出器と、駆動部とを備えるロボットと、
前記駆動部が駆動することによりマーカーとの位置関係が変化する撮像部と、
複数の前記位置関係において前記撮像部が前記マーカーを撮像した画像に基づいて、前記マーカーの位置を基準とする基準座標系と、前記駆動部の制御の基準となるロボット座標系との対応関係である座標関係を特定する校正処理を行う校正部と、
前記座標関係と前記力検出器の検出値とに基づいて、異方性を持つように前記駆動部を制御する制御部と、
を備える、
ロボットシステム。
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