JP2020203347A - Robot control device, and robot control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザセンサのセンシング結果に基づいて作業ツールを移動させるロボット制御装置等に関する。 The present invention relates to a robot control device or the like that moves a work tool based on a sensing result of a laser sensor.
ロボットによる溶接中、ワークの熱歪みによって狙い位置がずれ、溶接欠陥が発生することがある。そこで、レーザセンサによって継手の位置を検出し、ロボットによる狙い位置補正（溶接線倣い）を行うことによって、位置ずれを解消している。そのようなロボットによる狙い位置補正には、各種のパラメータの調整が必要である（例えば、特許文献１参照）。 During welding by a robot, the target position may shift due to thermal strain of the work, and welding defects may occur. Therefore, the position of the joint is detected by the laser sensor, and the target position is corrected (welding line copying) by the robot to eliminate the misalignment. In order to correct the target position by such a robot, it is necessary to adjust various parameters (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、作業ツールを有するロボットにおけるセンシング結果を用いた倣い制御におけるパラメータの調整には多くの工数が掛かり、作業者の負荷が大きくなるという問題があった。 However, there is a problem that it takes a lot of man-hours to adjust the parameters in the copying control using the sensing result in the robot having the work tool, and the load on the worker becomes large.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、レーザセンサのセンシング結果に基づいて作業ツールを移動させる制御において、パラメータを自動的に決定することができるロボット制御装置等を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a robot control device or the like capable of automatically determining parameters in control of moving a work tool based on a sensing result of a laser sensor. The purpose is.
上記目的を達成するため、本発明によるロボット制御装置は、教示データが記憶される記憶部と、作業ツール及び作業ツールの作業に先行して作業対象物の形状を検出するレーザセンサを備えたロボットにおける作業ツールの速度に応じて、レーザセンサのセンシング周期を決定する決定部と、メモリと、レーザセンサからセンシング結果を受け付け、センシング周期ごとのセンシング結果に応じた情報をメモリに蓄積する受付部と、教示データに基づいて作業ツールを移動させると共に、メモリで記憶されているセンシング結果に応じた情報によって作業ツールの移動を補正する制御部と、を備えたものである。
このような構成により、倣い制御のパラメータであるセンシング周期を自動的に決定することができるようになる。したがって、センシング周期を決定するための作業が不要になるというメリットがある。また、作業ツールの速度に応じた適切なセンシング周期を決定することによって、メモリの容量が足りなくなることがないように、センシング結果に応じた情報をメモリに蓄積することができるようになる。
In order to achieve the above object, the robot control device according to the present invention is a robot provided with a storage unit for storing teaching data and a work tool and a laser sensor for detecting the shape of a work object prior to the work of the work tool. A decision unit that determines the sensing cycle of the laser sensor according to the speed of the work tool in the above, a memory, and a reception unit that receives the sensing result from the laser sensor and stores information according to the sensing result for each sensing cycle in the memory. It is provided with a control unit that moves the work tool based on the teaching data and corrects the movement of the work tool by the information corresponding to the sensing result stored in the memory.
With such a configuration, the sensing cycle, which is a parameter of the copying control, can be automatically determined. Therefore, there is an advantage that the work for determining the sensing cycle becomes unnecessary. Further, by determining an appropriate sensing cycle according to the speed of the work tool, it becomes possible to store information according to the sensing result in the memory so that the memory capacity is not insufficient.
また、本発明によるロボット制御装置では、センシング周期は、次の算出式の値以上であってもよい。
算出式：先見距離／（記憶されるセンシング結果に応じた情報の数×作業ツールの速度）
（式中、先見距離は、作業ツールの作業位置と、レーザセンサのレーザ照射位置との距離である。）
このような構成により、作業ツールの速度に応じたセンシング周期を決定することによって、メモリの容量が不足しないようにすることができる。
Further, in the robot control device according to the present invention, the sensing cycle may be equal to or greater than the value of the following calculation formula.
Calculation formula: Foresight distance / (Number of information according to the stored sensing result x Speed of work tool)
(In the formula, the foresight distance is the distance between the working position of the work tool and the laser irradiation position of the laser sensor.)
With such a configuration, it is possible to prevent the memory capacity from becoming insufficient by determining the sensing cycle according to the speed of the work tool.
また、本発明によるロボット制御装置では、センシング周期は、算出式の値をレーザセンサの撮像周期の倍数に切り上げた値であってもよい。
このような構成により、実際のセンシングを行うことができる時間の単位で、センシング周期を決定することができるようになる。
Further, in the robot control device according to the present invention, the sensing cycle may be a value obtained by rounding up the value of the calculation formula to a multiple of the imaging cycle of the laser sensor.
With such a configuration, the sensing cycle can be determined in units of time during which actual sensing can be performed.
また、本発明によるロボット制御装置では、決定部は、作業ツールによる作業の開始から終了までにおける最低速度を用いてセンシング周期を決定してもよい。
このような構成により、作業ツールの速度が変化する場合であっても、作業の開始から終了まで、メモリの容量が不足しないようにすることができる。
Further, in the robot control device according to the present invention, the determination unit may determine the sensing cycle using the minimum speed from the start to the end of the work by the work tool.
With such a configuration, even if the speed of the work tool changes, it is possible to prevent the memory capacity from becoming insufficient from the start to the end of the work.
また、本発明によるロボット制御システムは、ロボット制御装置と、ロボット制御装置によって制御されるロボットと、を備えたものである。 Further, the robot control system according to the present invention includes a robot control device and a robot controlled by the robot control device.
本発明によるロボット制御装置等によれば、センシング周期を自動的に決定することができるようになり、センシング周期を決定するための作業が不要になるというメリットがある。また、作業ツールの速度に応じた適切なセンシング周期を決定することによって、メモリの容量が不足しないように、センシング結果に応じた情報をメモリに蓄積することができるようになる。 According to the robot control device or the like according to the present invention, there is an advantage that the sensing cycle can be automatically determined, and the work for determining the sensing cycle becomes unnecessary. Further, by determining an appropriate sensing cycle according to the speed of the work tool, it becomes possible to store information according to the sensing result in the memory so that the memory capacity is not insufficient.
以下、本発明によるロボット制御システム、及びロボット制御装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態によるロボット制御装置は、作業ツールの速度に応じたセンシング周期のセンシング結果に基づいて倣い制御を行うものである。 Hereinafter, the robot control system and the robot control device according to the present invention will be described with reference to embodiments. In the following embodiments, the components and steps having the same reference numerals are the same or equivalent, and the description thereof may be omitted again. The robot control device according to the present embodiment performs copying control based on the sensing result of the sensing cycle according to the speed of the work tool.
図１は、本実施の形態によるロボット制御システム１００の構成を示すブロック図である。本実施の形態によるロボット制御システム１００は、ロボット制御装置１と、ロボット２と、溶接電源３とを備える。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a robot control system 100 according to the present embodiment. The robot control system 100 according to the present embodiment includes a robot control device 1, a robot 2, and a welding power source 3.
ロボット制御装置１は、ロボット２及び溶接電源３を制御する。ロボット２は、モータによって駆動される関節によって連結された複数のアームを有するマニピュレータを有しており、そのマニピュレータの先端に、作業ツール４と、作業ツール４の作業に先行して作業対象物（ワーク）６の形状を検出するレーザセンサ５とを有している。ロボット２は、特に限定されるものではないが、例えば、垂直多関節ロボットであってもよい。レーザセンサ５は、作業対象物６にライン状のレーザ光を照射し、そのレーザ光を撮像することによって作業対象物６までの複数のサンプリング点の距離を測定するレーザセンサであってもよい。また、レーザセンサ５は、ライン状に走査を行うことによって作業対象物６までの複数のサンプリング点の距離を測定する走査型のレーザセンサであってもよい。レーザセンサ５によって、例えば、開先などの溶接箇所の形状を取得することができる。なお、本実施の形態では、作業ツール４が溶接トーチであり、作業ツール４によって行われる作業が溶接である場合について主に説明する。また、作業ツール４やレーザセンサ５を備えたロボット２の構成はすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。
The robot control device 1 controls the robot 2 and the welding power supply 3. The robot 2 has a manipulator having a plurality of arms connected by joints driven by a motor, and at the tip of the manipulator, a work tool 4 and a work object (a work object prior to the work of the work tool 4). It has a
溶接電源３は、溶接で用いられる高電圧を作業ツール（溶接トーチ）４とワーク６とに供給する。また、溶接に溶接ワイヤが用いられる場合には、溶接電源３は、溶接ワイヤの送給に関する制御を行ってもよい。なお、溶接電源３の構成はすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。 The welding power supply 3 supplies a high voltage used in welding to the work tool (welding torch) 4 and the work 6. When a welding wire is used for welding, the welding power source 3 may control the feeding of the welding wire. The configuration of the welding power source 3 is already known, and detailed description thereof will be omitted.
ロボット制御装置１は、レーザセンサ５によるセンシング結果に基づいて、倣い作業を行うようにロボット２を制御するものであり、図１で示されるように、記憶部１１と、受付部１２と、メモリ１３と、決定部１４と、制御部１５とを備える。
The robot control device 1 controls the robot 2 so as to perform a copying operation based on the sensing result by the
記憶部１１には、教示データが記憶される。教示データによって、ロボット２の作業ツール４の移動経路（例えば、位置や姿勢等）が示されるものとする。なお、教示データに、作業ツール４の移動速度も含まれていてもよい。また、教示データには、溶接の開始点や終了点、溶接電流や溶接電圧等の溶接条件に関する情報が含まれていてもよい。 Teaching data is stored in the storage unit 11. It is assumed that the teaching data indicates the movement path (for example, position, posture, etc.) of the work tool 4 of the robot 2. The teaching data may also include the moving speed of the work tool 4. In addition, the teaching data may include information on welding conditions such as a welding start point and an end point, a welding current, and a welding voltage.
記憶部１１に情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して情報が記憶部１１で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された情報が記憶部１１で記憶されるようになってもよく、または、入力デバイスを介して入力された情報が記憶部１１で記憶されるようになってもよい。例えば、ロボット制御装置１に接続されたティーチングペンダント等を用いて入力された教示データが記憶部１１で記憶されてもよい。記憶部１１での記憶は、ＲＡＭ等における一時的な記憶でもよく、または、長期的な記憶でもよい。記憶部１１は、所定の記録媒体（例えば、半導体メモリや磁気ディスクなど）によって実現されうる。 The process of storing information in the storage unit 11 does not matter. For example, the information may be stored in the storage unit 11 via the recording medium, the information transmitted via the communication line or the like may be stored in the storage unit 11, or The information input via the input device may be stored in the storage unit 11. For example, the teaching data input using the teaching pendant or the like connected to the robot control device 1 may be stored in the storage unit 11. The storage in the storage unit 11 may be temporary storage in RAM or the like, or long-term storage. The storage unit 11 can be realized by a predetermined recording medium (for example, a semiconductor memory, a magnetic disk, or the like).
受付部１２は、レーザセンサ５からセンシング結果を受け付け、決定部１４によって決定されたセンシング周期（後述する）ごとのセンシング結果に応じた情報をメモリ１３に蓄積する。レーザセンサ５によるセンシング結果は、例えば、作業対象物６に照射されたレーザ光の複数の点に関する高さ方向の距離（例えば、レーザセンサ５から作業対象物６までの距離）であってもよい。センシング結果は、２次元または３次元の撮像センサ（例えば、ＣＣＤアレイ等）によって取得されてもよい。センシング結果は、通常、作業対象物６の形状を示す複数のサンプリング点の情報であるため、受付部１２は、そのようなセンシング結果から、作業対象物６の形状を作成し、その作成した形状を用いて、作業ツール４によって作業が行われる位置、例えば、作業線（溶接線）の位置を取得してもよい。その位置を、以下、特徴点の位置と呼ぶこともある。例えば、重ね継手の溶接を行う場合には、センシング結果によって示される段差の位置が特徴点の位置となる。また、例えば、突き合わせ継手の溶接を行う場合には、センシング結果によって示される開先の位置が特徴点の位置となる。
The
また、センシング結果は、レーザセンサ５の座標系における位置を示すものであるため、受付部１２は、その座標系における位置を、所定の基準座標系における位置に変換してもよい。その基準座標系は、例えば、ロボット２の座標系であってもよい。そのため、受付部１２は、制御部１５から作業ツール４の基準座標系における位置及び姿勢を受け取り、その受け取った位置及び姿勢とセンシング結果とを用いて、基準座標系における特徴点の位置を取得してもよい。メモリ１３に蓄積される、センシング結果に応じた情報は、例えば、この基準座標系における特徴点の位置を示す情報であってもよく、センシング結果そのものであってもよく、センシング結果に応じたその他の情報であってもよい。本実施の形態では、センシング結果に応じた情報が、基準座標系における特徴点の位置を示す情報である場合について主に説明する。
Further, since the sensing result indicates the position of the
センシング結果は、例えば、後述するセンシング周期ごとにレーザセンサ５によって取得された情報であってもよく、または、センシング周期よりも短い周期で取得された情報であってもよい。後者の場合には、受付部１２は、例えば、レーザセンサ５からセンシング結果を受け付けてから、そのセンシング結果に応じた情報をメモリ１３に蓄積するまでに、センシング周期の情報となるように情報を間引く処理（ダウンサンプリング）を行ってもよい。例えば、レーザセンサ５から受け付けるセンシング結果が、２０（ｍｓ）ごとの情報であり、決定部１４によって決定されたセンシング周期が、４０（ｍｓ）である場合には、受付部１２は、レーザセンサ５から受け付けたセンシング結果を半分に間引いてから基準座標系における特徴点の位置を示す情報を取得し、メモリ１３に蓄積してもよい。そのような場合には、厳密には、レーザセンサ５によってセンシング結果が取得される周期（２０（ｍｓ））と、決定部１４によって決定された周期（４０（ｍｓ））とが異なることになるが、結果として、決定部１４によって決定された周期のセンシング結果に基づいて倣い作業が行われることになるため、決定部１４によって決定された周期をセンシング周期と呼ぶことにする。
The sensing result may be, for example, information acquired by the
メモリ１３では、倣い作業で用いられる情報が一時記憶される。具体的には、メモリ１３には、前述のように、センシング結果に応じた情報が記憶される。そのセンシング結果に応じた情報は、決定部１４によって決定されたセンシング周期ごとの情報である。
In the
決定部１４は、ロボット２における作業ツール４の速度に応じて、レーザセンサ５のセンシング周期を決定する。このセンシング周期は、メモリ１３の容量が足りなくなることがないように決定される。ここで、センシング周期の決定について図３を参照して説明する。
The
図３において、先見距離は、作業ツール４の作業位置と、レーザセンサ５のレーザ照射位置との距離である。メモリ１３には、レーザセンサ５のセンシング結果に応じた情報（ここでは、図中の検出点（特徴点）の位置であるとする）が保存されるが、その保存の期間は、作業ツール４の先端が、検出点に到達するまでである。したがって、検出点の情報の保存期間Ｔ１（ｓ）は、次式のようになる。
Ｔ１（ｓ）＝先見距離Ｄ（ｍｍ）／作業ツール４の速度Ｖ（ｍｍ／ｓ）
In FIG. 3, the foresight distance is the distance between the working position of the work tool 4 and the laser irradiation position of the
T1 (s) = Foresight distance D (mm) / Speed V (mm / s) of work tool 4
また、メモリ１３で記憶される情報の数Ｎと、検出点の情報の保存期間Ｔ１（ｓ）と、センシング周期Ｔ２（ｓ）との関係は、次式のようになる。
Ｎ＝Ｔ１（ｓ）／Ｔ２（ｓ）
Further, the relationship between the number N of information stored in the
N = T1 (s) / T2 (s)
したがって、速度Ｖが遅い場合には、保存期間Ｔ１が長くなるため、センシング周期Ｔ２が一定であれば、メモリ１３の容量が足りなくなり、センシング結果に応じた情報を保存できなくなって、適切な倣い制御を行うことができなくなる。そのことを回避するためには、例えば、先見距離を短くする、センシング周期を大きくする、メモリの容量を大きくするなどの方法が考えられる。しかしながら、先見距離を短くすることは、作業ツール４とレーザセンサ５との干渉が発生する可能性があり、また、作業ツール（溶接トーチ）４のアーク光がセンシングされてしまう可能性があるなどの物理的な制約のために、実現困難である。また、メモリの容量を大きくすることは実現可能ではあるが、コストの観点から回避したい。そのような事情から、本実施の形態によるロボット制御装置１では、センシング周期Ｔ２を大きくすることにする。
Therefore, when the speed V is slow, the storage period T1 becomes long, so if the sensing cycle T2 is constant, the capacity of the
上式より、センシング周期Ｔ２は、次の算出式の値となる。
算出式：先見距離Ｄ（ｍｍ）／（メモリ１３で記憶されるセンシング結果に応じた情報の数Ｎ×作業ツール４の速度Ｖ（ｍｍ／ｓ））
From the above formula, the sensing cycle T2 is the value of the following formula.
Calculation formula: Foresight distance D (mm) / (number of information according to sensing result stored in memory 13 N × speed V (mm / s) of work tool 4)
また、センシング周期Ｔ２ごとに検出点が存在することになるため、図３で示されるように、検出点の間隔（ｍｍ）は、「作業ツール４の速度Ｖ（ｍｍ／ｓ）×センシング周期Ｔ２（ｓ）」となる。また、センシング周期Ｔ２が上記算出式の値以上であれば、メモリ１３の容量が不足することはないため、決定部１４は、上記算出式の値以上となるように、先見距離、作業ツール４の速度、メモリ１３で記憶される情報の数を用いてセンシング周期Ｔ２を決定すればよいことになる。
Further, since a detection point exists for each sensing cycle T2, as shown in FIG. 3, the interval (mm) between the detection points is "speed V (mm / s) of the work tool 4 × sensing cycle T2". (S) ”. Further, if the sensing cycle T2 is equal to or more than the value of the above calculation formula, the capacity of the
このようにして、決定部１４は、作業ツール４の速度が大きい（小さい）ほど、短くなる（長くなる）周期を決定することになる。なお、決定部１４は、センシング周期Ｔ２を、上記算出式の値に決定してもよいが、レーザセンサ５においては、通常、最短の撮像周期が決まっている。したがって、センシング周期Ｔ２が、撮像周期の倍数以外の値に決定されたとしても、そのセンシング周期Ｔ２ごとのセンシングはできないことになる。そのため、決定部１４は、センシング周期Ｔ２を、上記算出式の値を、レーザセンサ５の撮像周期の倍数に切り上げた値に決定してもよい。すなわち、センシング周期Ｔ２は、上記算出式の値以上の値であって、レーザセンサ５の撮像周期の倍数である値のうち、最も小さい値に決定されてもよい。
In this way, the
具体的には、先見距離が５０（ｍｍ）であり、メモリ１３で記憶される情報の数が３００個であり、作業ツール４の速度が１０（ｍｍ／ｓ）であり、レーザセンサ５の撮像周期が２０（ｍｓ）である場合には、上記算出式の値は、１６．７（ｍｓ）となる。したがって、その算出式の値が、撮像周期の倍数に切り上げられることによって、センシング周期は２０（ｍｓ）に決定されてもよい。
Specifically, the foresight distance is 50 (mm), the number of information stored in the
なお、先見距離Ｄは、図示しない記録媒体にあらかじめ記憶されており、決定部１４は、その先見距離Ｄを読み出して用いてもよい。また、作業ツール４の速度は、作業ツール４が作業を行っている際の移動速度である。例えば、教示データに作業ツール４の速度が含まれる場合には、決定部１４は、教示データから作業ツール４の速度を取得してもよい。また、例えば、制御部１５によって作業ツール４の速度が決定される場合には、決定部１４は、制御部１５から作業ツール４の速度を取得してもよい。また、メモリ１３で記憶されるセンシング結果に応じた情報の数Ｎは、図示しない記録媒体にあらかじめ記憶されており、決定部１４は、その数Ｎを読み出して用いてもよい。また、実質的に同じ結果が得られるのであれば、決定部１４は、上記算出式とは異なる形の式を用いてセンシング周期を決定してもよい。
The foresight distance D is stored in advance in a recording medium (not shown), and the
また、センシング周期Ｔ２が決定されるタイミングは問わない。例えば、作業時における作業ツール４の速度が一定である場合には、決定部１４は、作業の開始前に１回だけ、センシング周期Ｔ２を決定し、そのセンシング周期Ｔ２が作業の開始から終了までにおいて用いられてもよい。また、例えば、決定部１４は、作業ツール４による作業が行われている際に、繰り返してセンシング周期Ｔ２を決定し、そのセンシング周期Ｔ２が、新たなセンシング周期Ｔ２の決定が行われるまで用いられてもよい。作業ツール４の速度が変化する可能性がある場合には、このようにセンシング周期Ｔ２の決定が繰り返されることが好適である。
Further, the timing at which the sensing cycle T2 is determined does not matter. For example, when the speed of the work tool 4 during work is constant, the
また、作業ツール４の速度が変化するとしても、作業の開始から終了までの作業ツール４の速度を知ることができる場合には、決定部１４は、作業ツール４による作業の開始から終了までにおける最低速度を用いてセンシング周期Ｔ２を決定し、そのセンシング周期Ｔ２が作業の開始から終了までにおいて用いられてもよい。すなわち、決定部１４は、作業ツール４の最低速度を、上記算出式の速度として用いて、センシング周期Ｔ２を決定してもよい。その決定は、例えば、作業に先行して１回だけ行われてもよい。そのように、最低速度を用いたセンシング周期Ｔ２の決定を行うことで、作業ツール４が最低速度で移動する場合に、メモリ１３の容量が足りなくなることがないようにすることができる。また、作業ツール４が最低速度よりも速い速度で移動している場合には、メモリ１３への蓄積よりも読み出しの方が速くなるため、当然、メモリ１３の容量が足りなくなることはないことになる。最低速度は、例えば、教示データに含まれる移動速度から特定されてもよく、または、作業の開始に先行して、作業の開始から終了までのすべての移動速度が制御部１５によって決定される場合には、その決定された移動速度から特定されてもよい。
Further, even if the speed of the work tool 4 changes, if the speed of the work tool 4 from the start to the end of the work can be known, the
また、作業ツール４の速度が変化するとしても、作業の開始から終了までの作業ツール４の速度を知ることができる場合には、決定部１４は、作業ツール４による作業の開始から終了までにおける複数の期間ごとに、それぞれセンシング周期Ｔ２を決定してもよい。その複数の期間は、作業ツール４の速度の範囲に応じた期間であってもよい。例えば、速度が遅い期間や、速度が速い期間、速度が中程度である期間などであってもよい。そして、受付部１２は、ある期間においては、その期間に対応するセンシング周期Ｔ２に応じてメモリ１３に情報を蓄積してもよい。
Further, even if the speed of the work tool 4 changes, if the speed of the work tool 4 from the start to the end of the work can be known, the
制御部１５は、記憶部１１で記憶されている教示データに基づいて作業ツール４を移動させると共に、メモリ１３で記憶されているセンシング結果に応じた情報によって作業ツール４の移動を補正する。このようにして、いわゆる倣い補正が行われることになる。より具体的には、制御部１５は、作業ツール４の移動に先行して、教示データに基づいて、作業ツール４の目標位置及び目標姿勢を算出する。その目標位置及び目標姿勢の算出は、例えば、教示データに含まれる教示位置や教示姿勢を補間することによって行われてもよい。この算出された目標位置や目標姿勢によって、作業ツール４の移動に関する情報、すなわち作業ツール４の位置及び姿勢の時間変化が示されることになる。また、制御部１５は、例えば、ロボット２のマニピュレータのエンコーダ等から読み出された各関節の角度に基づいて、作業ツール４の現在の位置及び姿勢を算出する。この情報は、上記のように、受付部１２に渡されてもよい。また、制御部１５は、メモリ１３からセンシング結果に応じた情報を読み出し、その読み出した情報に応じて、作業ツール４の目標位置及び目標姿勢を算出し、教示データから算出した目標位置及び目標姿勢を、センシング結果に応じた情報から算出した目標位置及び目標姿勢に置き換えてもよい。なお、現在の位置及び姿勢から、センシング結果に応じた情報に基づいて算出された目標位置及び目標姿勢まで移動させることが困難な場合（例えば、位置や姿勢の変化があらかじめ決められた閾値以上の変化となる場合など）には、教示データに基づいて算出された目標位置及び目標姿勢と、センシング結果に応じた情報に基づいて算出された目標位置及び目標姿勢との間の目標位置及び目標姿勢が新たに生成され、教示データに基づいて算出された目標位置及び目標姿勢が、その新たに生成された情報に置き換えられてもよい。また、制御部１５は、作業ツール４の現在の位置及び姿勢と、目標位置及び目標姿勢とを用いて、作業ツール４が目標位置及び目標姿勢となるようにロボット２を制御してもよい。このようにして、倣い補正が行われる。なお、結果として、センシング結果に基づいて倣い補正が行われるのであれば、上記した以外の方法によって倣い補正が行われてもよい。また、倣い補正についてはすでに公知であるため、その詳細な説明を省略する。また、制御部１５は、センシング結果に応じた情報をメモリ１３から読み出した場合に、その情報をメモリ１３から削除してもよい。また、制御部１５は、教示データに基づいて、溶接の開始や終了を溶接電源３に指示してもよく、また、溶接条件を溶接電源３に出力してもよい。
The
なお、記憶部１１と、メモリ１３とは、通常、異なる記録媒体によって実現されるが、そうでなくてもよい。例えば、記録媒体におけるある領域が記憶部１１として用いられ、他の領域がメモリ１３として用いられてもよい。その場合であっても、本実施の形態のようにセンシング周期が決定されることによって、メモリ１３の領域が、あらかじめ決められた以上の領域とならないように制御することができる。
The storage unit 11 and the
次に、ロボット制御装置１の動作について図２のフローチャートを用いて説明する。
（ステップＳ１０１）決定部１４は、先見距離Ｄ、メモリ１３で記憶されるセンシング結果に応じた情報の数Ｎ、作業ツール４の速度Ｖを用いて、センシング周期Ｔ２を決定する。
Next, the operation of the robot control device 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.
(Step S101) The
（ステップＳ１０２）受付部１２は、センシング結果を受け付けるかどうか判断する。そして、センシング結果を受け付ける場合には、レーザセンサ５からのセンシング結果を受け付けてステップＳ１０３に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０５に進む。なお、受付部１２は、例えば、ステップＳ１０１で決定されたセンシング周期Ｔ２ごとに、センシング結果を受け付けると判断してもよい。
(Step S102) The
（ステップＳ１０３）受付部１２は、レーザセンサ５から受け付けたセンシング結果に応じた情報を取得する。この情報は、例えば、基準座標系における特徴点の位置を示す情報であってもよい。
(Step S103) The
（ステップＳ１０４）受付部１２は、ステップＳ１０３で取得した情報をメモリ１３に蓄積する。そして、ステップＳ１０２に戻る。
(Step S104) The
（ステップＳ１０５）制御部１５は、作業ツール４を移動させるかどうか判断する。そして、作業ツール４を移動させる場合には、ステップＳ１０６に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０２に戻る。なお、制御部１５は、例えば、作業ツール４を移動させると定期的に判断してもよい。
(Step S105) The
（ステップＳ１０６）制御部１５は、記憶部１１で記憶されている教示データ、及びメモリ１３で記憶されているセンシング結果に応じた情報に基づいて、作業ツール４の移動の制御を行う。この制御に応じて、ロボット２の作業ツール４が、目的位置及び目的姿勢に移動されることになる。また、制御部１５は、作業ツール４の作業に関する制御を行ってもよい。具体的には、制御部１５は、溶接電源３を制御することによって、溶接の開始や終了、溶接電圧や溶接電流等を制御してもよい。そして、ステップＳ１０２に戻る。ステップＳ１０５，Ｓ１０６の処理が繰り返されることによって、作業対象物６に対する一連の作業が行われることになる。
(Step S106) The
なお、図２のフローチャートでは、センシング周期の決定を、作業の開始前に行う場合について説明したが、そうでなくてもよい。作業ツール４の移動に応じて繰り返して、センシング周期の決定を行うようにしてもよい。その場合には、ステップＳ１０２において、最新のセンシング周期に応じたセンシング結果の受け付けが行われてもよい。また、図２のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。例えば、作業ツール４による一連の作業が終了した際には、図２のフローチャートにおける処理は終了してもよい。 In the flowchart of FIG. 2, the case where the sensing cycle is determined before the start of the work has been described, but it is not necessary. The sensing cycle may be determined repeatedly according to the movement of the work tool 4. In that case, in step S102, the sensing result may be accepted according to the latest sensing cycle. Further, in the flowchart of FIG. 2, the processing is terminated by an interrupt of power off or processing termination. For example, when a series of work by the work tool 4 is completed, the process in the flowchart of FIG. 2 may be completed.
以上のように、本実施の形態によるロボット制御装置１によれば、センシング周期を自動的に決定することができるようになる。そのため、センシング周期を決定する作業が不要になるというメリットがある。また、作業ツール４の速度に応じた適切なセンシング周期が決定されることにより、メモリ１３の容量が足りなくなることがないようにすることができ、結果として、適切な倣い制御を行うことができるようになる。また、センシング周期を、上記算出式の値をレーザセンサ５の撮像周期の倍数に切り上げた値とすることによって、レーザセンサ５のセンシングのタイミングに合わせて、一定のセンシング周期を決定することが可能になる。また、作業ツール４の最低速度を用いてセンシング周期を決定する場合には、作業ツール４の移動速度が変化するとしても、１回算出したセンシング周期によって、作業の開始から終了までのセンシング結果に応じた情報の蓄積を、メモリ１３の容量が不足しないように行うことができる。
As described above, according to the robot control device 1 according to the present embodiment, the sensing cycle can be automatically determined. Therefore, there is an advantage that the work of determining the sensing cycle becomes unnecessary. Further, by determining an appropriate sensing cycle according to the speed of the work tool 4, it is possible to prevent the
なお、上記実施の形態では、センシング周期を、上記算出式の値をレーザセンサ５の撮像周期の倍数に切り上げた値とする場合について説明したが、そうでなくてもよい。上記算出式の値そのものを、センシング周期としてもよい。その場合には、センシング結果が存在しないセンシングのタイミングについては、例えば、直前のセンシング結果を用いるようにしてもよい。具体的には、レーザセンサ５から受け付けるセンシング結果が、２０（ｍｓ）ごとの情報であり、決定部１４によって決定されたセンシング周期が、３０（ｍｓ）である場合には、２回に１回のセンシングタイミングでは、１０（ｍｓ）以前のセンシング結果が用いられてもよい。したがって、この場合には、メモリ１３に蓄積されるセンシング結果に応じた情報の時間間隔は、２０（ｍｓ）と、４０（ｍｓ）とが交互に繰り返されたものとなってもよい。
In the above embodiment, the case where the sensing cycle is a value obtained by rounding up the value of the above calculation formula to a multiple of the imaging cycle of the
また、上記実施の形態では、レーザセンサ５の撮像周期と、決定部１４によって決定されたセンシング周期とが異なる場合に、受付部１２が、レーザセンサ５から受け付けたセンシング結果についてダウンサンプリングを行うと説明したが、そうでなくてもよい。撮像周期を変更できる場合には、レーザセンサ５は、決定部１４によって決定されたセンシング周期でのセンシングを行ってもよい。その場合には、受付部１２は、レーザセンサ５から受け付けたセンシング結果を、ダウンサンプリングを行うことなくそのまま用いてもよい。
Further, in the above embodiment, when the imaging cycle of the
また、上記実施の形態では、倣い作業が溶接である場合について説明したが、倣い作業は、溶接以外の作業であってもよい。溶接以外の倣い作業は特に限定されるものではないが、例えば、シーリングやバリ取りなどの線倣い作業を挙げることができる。倣い作業がシーリングである場合には、作業ツールは、シーリングガン（コーキングガン）等であってもよい。また、倣い作業がバリ取りである場合には、作業ツールは、バリ取りユニット等であってもよい。なお、倣い作業が溶接でない場合には、ロボット制御システム１００は、溶接電源３を備えていなくてもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the copying work is welding has been described, but the copying work may be a work other than welding. The copying work other than welding is not particularly limited, and examples thereof include line copying work such as sealing and deburring. When the copying work is sealing, the work tool may be a sealing gun (caulking gun) or the like. Further, when the copying work is deburring, the work tool may be a deburring unit or the like. If the copying operation is not welding, the robot control system 100 may not include the welding power supply 3.
また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、または、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。 Further, in the above embodiment, each process or each function may be realized by centralized processing by a single device or a single system, or distributed processing by a plurality of devices or a plurality of systems. It may be realized by.
また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、または、その情報の受け渡しを行う２個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。 Further, in the above embodiment, the transfer of information performed between the respective components depends on, for example, one of the components when the two components that transfer the information are physically different. It may be performed by outputting information and accepting information by the other component, or if the two components that pass the information are physically the same, one component. It may be performed by moving from the processing phase corresponding to the above to the processing phase corresponding to the other component.
また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いる閾値や数式、アドレス等の情報等は、上記説明で明記していなくても、図示しない記録媒体において、一時的に、または長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、または、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、または、図示しない読み出し部が行ってもよい。 Further, in the above embodiment, information related to the processing executed by each component, for example, information received, acquired, selected, generated, transmitted, or received by each component. In addition, information such as threshold values, mathematical formulas, and addresses used by each component in processing may be temporarily or for a long period of time in a recording medium (not shown) even if it is not specified in the above description. In addition, each component or a storage unit (not shown) may store information on a recording medium (not shown). Further, the information may be read from the recording medium (not shown) by each component or a reading unit (not shown).
また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いる閾値やアドレス、各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していなくても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、または、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。 Further, in the above embodiment, when the information used in each component or the like, for example, the information such as the threshold value and the address used in the processing by each component and various setting values may be changed by the user, the above The information may or may not be changed as appropriate by the user, even if not specified in the description. When the information can be changed by the user, the change is realized by, for example, a reception unit (not shown) that receives a change instruction from the user and a change unit (not shown) that changes the information in response to the change instruction. You may. The reception unit (not shown) may accept the change instruction from, for example, an input device, information transmitted via a communication line, or information read from a predetermined recording medium. ..
また、上記実施の形態において、ロボット制御装置１に含まれる２以上の構成要素が通信デバイスや入力デバイス等を有する場合に、２以上の構成要素が物理的に単一のデバイスを有してもよく、または、別々のデバイスを有してもよい。 Further, in the above embodiment, when two or more components included in the robot control device 1 have a communication device, an input device, or the like, even if the two or more components have a physically single device. Well, or may have separate devices.
また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、または、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。その実行時に、プログラム実行部は、記憶部や記録媒体にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。また、そのプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。また、そのプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、または分散処理を行ってもよい。 Further, in the above embodiment, each component may be configured by dedicated hardware, or a component that can be realized by software may be realized by executing a program. For example, each component can be realized by a program execution unit such as a CPU reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. At the time of execution, the program execution unit may execute the program while accessing the storage unit or the recording medium. Further, the program may be executed by being downloaded from a server or the like, or may be executed by reading a program recorded on a predetermined recording medium (for example, an optical disk, a magnetic disk, a semiconductor memory, etc.). Good. Further, this program may be used as a program constituting a program product. Further, the number of computers that execute the program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.
また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 Further, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made, and these are also included in the scope of the present invention.
以上より、本発明によるロボット制御装置等によれば、メモリの容量が不足することなく、倣い制御を行うことができるという効果が得られ、倣い作業に関する制御を行うロボット制御装置等として有用である。 From the above, according to the robot control device or the like according to the present invention, it is possible to obtain the effect that the copying control can be performed without running out of the memory capacity, and it is useful as the robot control device or the like that controls the copying work. ..
１ ロボット制御装置、２ ロボット、４ 作業ツール、５ レーザセンサ、６ 作業対象物（ワーク）、１１ 記憶部、１２ 受付部、１３ メモリ、１４ 決定部、１５ 制御部、１００ ロボット制御システム 1 Robot control device, 2 Robot, 4 Work tool, 5 Laser sensor, 6 Work object (work), 11 Storage unit, 12 Reception unit, 13 Memory, 14 Decision unit, 15 Control unit, 100 Robot control system
Claims (5)
作業ツール及び当該作業ツールの作業に先行して作業対象物の形状を検出するレーザセンサを備えたロボットにおける前記作業ツールの速度に応じて、前記レーザセンサのセンシング周期を決定する決定部と、
メモリと、
前記レーザセンサからセンシング結果を受け付け、前記センシング周期ごとの当該センシング結果に応じた情報を前記メモリに蓄積する受付部と、
前記教示データに基づいて前記作業ツールを移動させると共に、前記メモリで記憶されているセンシング結果に応じた情報によって前記作業ツールの移動を補正する制御部と、を備えたロボット制御装置。 A storage unit that stores teaching data and
A determination unit that determines the sensing cycle of the laser sensor according to the speed of the work tool and the robot equipped with the laser sensor that detects the shape of the work object prior to the work of the work tool.
With memory
A reception unit that receives sensing results from the laser sensor and stores information corresponding to the sensing results for each sensing cycle in the memory.
A robot control device including a control unit that moves the work tool based on the teaching data and corrects the movement of the work tool by information according to a sensing result stored in the memory.
算出式：先見距離／（記憶されるセンシング結果に応じた情報の数×作業ツールの速度）
（式中、先見距離は、作業ツールの作業位置と、レーザセンサのレーザ照射位置との距離である。）。 The robot control device according to claim 1, wherein the sensing cycle is equal to or greater than the value of the following calculation formula.
Calculation formula: Foresight distance / (Number of information according to the stored sensing result x Speed of work tool)
(In the formula, the foresight distance is the distance between the working position of the work tool and the laser irradiation position of the laser sensor.)
当該ロボット制御装置によって制御される前記ロボットと、を備えたロボット制御システム。 The robot control device according to any one of claims 1 to 4,
A robot control system including the robot controlled by the robot control device.
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