JP2019098469A - ロボット装置、およびロボット装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)ロボット装置の構成の説明
図1は、本発明の実施形態1に係るロボット装置を示す斜視図である。ロボット装置100は、ロボット200と、ロボット200の動作を制御する制御部としての制御装置300と、ユーザーの操作によりロボット200の動作を教示する教示部としてのティーチングペンダント400と、を備えている。ロボット200は、多軸の垂直多関節型のロボットアーム201と、ロボットアーム201の先端に取り付けられた、エンドエフェクタとしてのロボットハンド202と、を備える。
図3は、ロボットアーム201の関節J2の部分断面を示している。関節駆動部230は、電磁モータである回転モータ(以下、単に「モータ」という)231と、このモータ231の回転軸232の回転を減速する減速機233(変速機)と、を備える。モータ231は、例えばACサーボモータのようなサーボモータから構成することができる。
図2は、ロボット装置100の制御装置300の構成を示している。同図の制御装置300は、制御部(演算部)としてのCPU(Central Processing Unit)301を備えている。また、制御装置300は、記憶部として、ROM(Read Only Memory)302、RAM(Random Access Memory)303、HDD(Hard Disk Drive)304を備えている。また、制御装置300は、記録ディスクドライブ305および各種のインターフェース311〜315を備えている。
出力軸エンコーダ236は関節J1〜J6にそれぞれ配置される。図4に出力軸エンコーダ236の構造の例を示す。スケールトラック605には円周方向に反射膜のあるスケールの部位と、反射膜の無い部位が交互に並んだゼブラパターンが形成されており、センサユニット604でこれを読み取ると、センサユニット604にはパルス信号が得られる。例えば、センサユニット604が出力したパルス信号の数をカウントすることにより現在の角度(位置)情報を得ることができる。なお、ここでは、出力軸エンコーダ236に言及してエンコーダの構成を説明しているが、入力軸エンコーダ235にも、同等の構成を適用することができる。
図8は、本実施形態の関節駆動系と、そのエンコーダ廻りの制御系の構成の一例を示している。図8の各制御ブロックは、例えば、CPU301(図2)側の制御系として実装することができる。
以上に示したように、本実施形態1によれば、ロボット関節の出力軸エンコーダ236(第2のエンコーダ)のスケール上にごみ、塵埃や傷が存在し、エンコーダ(読み取り)エラーが生じた場合でも、絶対位置(角度)の再検出(再取得)が可能である。本実施形態では、この絶対位置(角度)の再検出(再取得)は、入力軸エンコーダ235(第1のエンコーダ)で減速機233の入力を調節しつつロボットアーム201の関節を(微小量)動作させることにより行う。その際、関節が動いたか否かの確認(図9ステップS805)は、出力軸エンコーダ236のインクリメント出力を利用して行う。このような制御によって、本実施形態によれば、スケール上にごみ、塵埃や傷などの無い位置まで関節が動作した時点で、出力軸エンコーダ236の絶対位置情報を再取得することができる。本実施形態によれば、出力軸エンコーダ236(第2のエンコーダ)でエンコーダ(読み取り)エラーが生じたからといって、ロボットアーム201をエラー停止させる必要がない。このため、出力軸エンコーダ236の絶対位置情報を再取得することができ、物品などの製造の工程を遅滞させることがない。
上記実施形態1では、出力軸エンコーダ236でエンコーダエラーが生じた場合、関節位置(角度)の絶対(アブソリュート)値の再取得を行うために、ロボット、特に当該の関節を動作させる基本制御を示した。実施形態1では、エンコーダ再取得のためにアブソリュートトラック(図6:607)の1ないし数個分の関節動作によって、スケール上のごみや傷を回避し、スケール上の絶対座標を再取得できる可能性があることを示した。そのエンコーダ再取得のためのロボット動作の態様の細部については、いくつかの異なる構成が考えられる。本実施形態2以降では、エンコーダ再取得のためのロボット動作の態様の細部について、種々の構成例を示す。
実施形態2ではエンコーダ読み取りエラー判定部706でエンコーダ読み取りエラーを生じた場合、ロボットアーム201を、教示軌道に沿って次の教示点へ移動し、教示点位置で出力軸エンコーダ236の再読み込みを試行する。本実施形態3では、ある教示点と次(直近)の教示点の間の教示軌道上で、出力軸エンコーダ236の再読み込みを試行する例を示す。教示点間でロボットアーム201を動作させる軌道は、何らかの補間動作によって生成される場合が多いが、ランダムに関節を動作させて再取得を行う場合より、アーム周囲の障害物との干渉を生じる可能性は大きく低下する。
上記実施形態1〜3では、エンコーダ読み取りエラーを生じた場合の絶対位置(角度)の再検出(再取得)では、ロボットアーム201を移動させた後、停止させてから出力軸エンコーダ236の再読み込みを試行する。特に実施形態2、3では、教示点や中間軌道点を目標位置としてロボットアーム201を移動させた後、停止させてから出力軸エンコーダ236の再読み込みを試行している。しかしながら、(例えば物品製造などのための本来の)ロボット軌道でロボットアーム201を移動させている間、出力軸エンコーダ236の絶対位置(角度)の再検出(再取得)の試行を(例えば繰り返し)行うことも考えられる。このような制御を行うことにより、例えば物品製造などのために意図された本来の停止位置とは異なる位置で、出力軸エンコーダ236の絶対位置(角度)の再検出(再取得)のためにロボットを停止させなくて済む。これにより、物品製造などのためのロボット動作を遅滞なく行え、効率よく物品製造などの本来の動作を効率よく行いつつ、エンコーダエラーに対処できる。
Claims (13)
- 関節および前記関節により連結されたリンクを備えたロボットアームと、
前記関節に配置され、パターンが形成された被読取領域を有するスケールと、前記スケールに対して相対的に移動し、該移動した位置において前記被読取領域のパターンを読み取る検出部と、を有し、前記関節の位置情報を検出する第1および第2のエンコーダと、
前記第1および第2のエンコーダの検出結果に基づき前記ロボットアームの関節の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第2のエンコーダの検出部の読み取りエラーが発生した場合、前記第1のエンコーダの検出結果に基づいて前記ロボットアームの前記関節を駆動して前記第2のエンコーダの位置情報を再検出するエンコーダ再検出処理を実行するロボット装置。 - 請求項1に記載のロボット装置において、前記制御部は、前記エンコーダ再検出処理において、前記第1のエンコーダの検出結果に基づいて前記ロボットアームの前記関節を駆動して、前記第2のエンコーダの検出部の読み取りエラーが発生せずに前記第2のエンコーダの位置情報を検出できるまで前記第2のエンコーダの位置情報の読み取りを試行する、再検出処理を行うロボット装置。
- 請求項1または2に記載のロボット装置において、前記第1のエンコーダが前記関節を駆動する変速機の入力側に配置された入力軸エンコーダであり、前記第2のエンコーダが前記変速機の出力側に配置された出力軸エンコーダであるロボット装置。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載のロボット装置において、前記第1または第2のエンコーダが、アブソリュートエンコーダの機能と、インクリメントエンコーダの機能と、を備えるロボット装置。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載のロボット装置において、前記第2のエンコーダが、アブソリュートエンコーダの機能と、インクリメントエンコーダの機能と、を備え、
前記制御部は、前記第2のエンコーダのアブソリュートエンコーダの検出結果に読み取りエラーが有る場合に、前記エンコーダ再検出処理において、前記第1のエンコーダの検出結果と、前記第2のエンコーダのインクリメントエンコーダの検出結果を用いて前記関節を駆動し、前記第2のエンコーダの位置情報を再検出するロボット装置。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のロボット装置において、前記制御部は、前記エンコーダ再検出処理において、前記第1のエンコーダの検出結果と、前記ロボットアームの位置姿勢を制御するための教示点情報と、を用いて前記関節を駆動し、前記教示点情報が含む特定の教示点に相当する前記関節の位置において、前記第2のエンコーダの位置情報を再検出するロボット装置。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載のロボット装置において、前記制御部は、前記エンコーダ再検出処理において、前記第1のエンコーダの検出結果と、前記ロボットアームの位置姿勢を制御するための教示点情報と、を用いて前記関節を駆動し、前記教示点情報に含まれる教示点を結ぶロボット軌道上の前記ロボットアームの特定の位置姿勢に相当する前記関節の位置において、前記第2のエンコーダの位置情報を再検出するロボット装置。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載のロボット装置において、前記制御部は、前記エンコーダ再検出処理において、前記第1のエンコーダの検出結果と、前記ロボットアームの位置姿勢を制御するための教示点情報と、を用いて前記関節を駆動し、前記ロボットアームが前記教示点情報に含まれる教示点を結ぶロボット軌道に沿って移動している間に前記第2のエンコーダの位置情報を再検出するロボット装置。
- 関節および前記関節により連結されたリンクを備えたロボットアームと、
前記関節に配置され、パターンが形成された被読取領域を有するスケールと、前記スケールに対して相対的に移動し、該移動した位置において前記被読取領域のパターンを読み取る検出部と、を有し、前記関節の位置情報を検出する第1および第2のエンコーダと、
前記第1および第2のエンコーダの検出結果に基づき前記ロボットアームの関節の動作を制御する制御部と、を備えたロボット装置の制御方法において、
前記制御部が、前記第2のエンコーダの検出部で読み取りエラーが発生したか否かを判定するエラー判定処理と、
前記エラー判定処理により前記読み取りエラーが発生した場合、前記第1のエンコーダの検出結果に基づいて前記ロボットアームの前記関節を駆動し、前記第2のエンコーダの位置情報を再検出するエンコーダ再検出処理と、を実行するロボット装置の制御方法。 - 請求項9に記載の制御部に、前記各処理を実行させるための制御プログラム。
- 請求項10に記載の制御プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載のロボット装置が配置され、前記ロボット装置によって物品を製造する生産システム。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載のロボット装置が配置された生産システムによって物品を製造する製造方法。
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