JP2024000289A - Control method and control device of robot system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットシステムの制御方法および制御装置に関する。 The present invention relates to a control method and a control device for a robot system.
例えば、特許文献1に記載されているロボットのトラッキング制御方法は、コンベアによって搬送されるワークをコンベアの直上に配置されているカメラで連続撮像し、その撮像結果に基づいてワークの位置および搬送速度を検出するステップと、ワークの搬送速度とロボットの動作時間から繰り返し計算によってトラッキング動作の目標位置を推定するステップと、を含んでいる。
For example, in the robot tracking control method described in
しかしながら、特許文献1では、コンベアで搬送されるワークに対してロボットがトラッキングを開始できたとしても、その後、ロボットがワークをピックアップし、ピックアップしたワークを目標位置まで搬送することができるとは限らない。特に、ピックアップ後の搬送経路が予め決められている場合には、搬送経路の始点に対してピックアップ後の搬送を開始する実際の位置がずれると、そのずれがそのまま目標位置からのずれに繋がるという問題がある。
However, in
本発明のロボットシステムの制御方法は、搬送装置により搬送される対象物を保持し、保持した前記対象物を目標位置まで搬送するロボットシステムの制御方法であって、
前記目標位置への前記対象物の搬送を開始する予測位置を求める搬送開始位置予測ステップと、
前記予測位置から前記目標位置までの前記対象物の搬送経路を生成する搬送経路生成ステップと、
保持した前記対象物の前記目標位置までの搬送を開始する搬送開始ステップと、
前記搬送を開始した開始位置と前記予測位置との差を用いて、前記搬送経路を補正する補正ステップと、を含んでいる。
A method for controlling a robot system according to the present invention is a method for controlling a robot system that holds an object to be transported by a transport device and transports the held object to a target position, the method comprising:
a transport start position predicting step of determining a predicted position to start transporting the object to the target position;
a transport route generation step of generating a transport route for the object from the predicted position to the target position;
a transport start step of starting transport of the held object to the target position;
The method includes a correction step of correcting the transport route using a difference between the start position at which the transport is started and the predicted position.
本発明の制御装置は、搬送装置により搬送される対象物を保持し、保持した前記対象物を目標位置まで搬送するロボットシステムの制御装置であって、
前記目標位置への前記対象物の搬送を開始する予測位置を求める搬送開始位置予測ステップと、
前記予測位置から前記目標位置までの前記対象物の搬送経路を生成する搬送経路生成ステップと、
保持した前記対象物の前記目標位置までの搬送を開始する搬送開始ステップと、
前記搬送を開始した開始位置と前記予測位置との差を用いて、前記搬送経路を補正する補正ステップと、を実行する。
The control device of the present invention is a control device for a robot system that holds a target object transported by a transport device and transports the held target object to a target position, comprising:
a transport start position predicting step of determining a predicted position to start transporting the object to the target position;
a transport route generation step of generating a transport route for the object from the predicted position to the target position;
a transport start step of starting transport of the held object to the target position;
A correction step of correcting the transport route using the difference between the start position at which the transport was started and the predicted position is executed.
以下、本発明のロボットシステムの制御方法および制御装置を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A robot system control method and control device according to the present invention will be described in detail below based on embodiments shown in the accompanying drawings.
図1は、好適な実施形態に係るロボットシステムの全体構成図である。図2は、ロボットシステムの制御方法を示すフローチャートである。図3は、搬送装置によるワークの搬送が開始された状態を示す正面図である。図4は、撮像部がワークを撮像する様子を示す正面図である。図5は、生成された搬送経路を示す上面図である。図6は、ロボットがワークを保持する様子を示す正面図である。図7は、目標位置の位置ずれが生じる様子を示す上面図である。図8は、補正用搬送経路を示す上面図である。図9は、第1補正方法で補正された搬送経路を示す上面図である。図10は、第2補正方法で補正された搬送経路を示す上面図である。図11は、第3補正方法で補正された搬送経路を示す上面図である。図12は、グラフィックインターフェースの一例を示す図である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of a robot system according to a preferred embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing a method of controlling the robot system. FIG. 3 is a front view showing a state in which the transport device has started transporting the workpiece. FIG. 4 is a front view showing how the imaging section images the workpiece. FIG. 5 is a top view showing the generated transport route. FIG. 6 is a front view showing how the robot holds a workpiece. FIG. 7 is a top view showing how the target position shifts. FIG. 8 is a top view showing the correction conveyance path. FIG. 9 is a top view showing the conveyance path corrected by the first correction method. FIG. 10 is a top view showing the conveyance path corrected by the second correction method. FIG. 11 is a top view showing the conveyance path corrected by the third correction method. FIG. 12 is a diagram showing an example of a graphic interface.
図1に示すロボットシステム1は、ロボット2と、撮像部3と、制御装置4と、搬送装置6と、表示装置8と、を有している。なお、ロボット2、撮像部3および搬送装置6のキャリブレーションは済んでおり、それぞれお互いの相対的な位置関係が既知の状態となっている。
The
ロボットシステム1では、搬送装置6が対象物としてのワークWを搬送方向Aに沿って搬送し、制御装置4が撮像部3で取得される画像GとワークWの搬送速度とに基づいてワークWの搬送状況を検出し、検出した搬送状況に基づいてロボット2が搬送中のワークWに対して並走(トラッキング)しながらワークWを保持し、保持したワークWを目標位置まで搬送する。なお、本実施形態では、図1に示すように、箱状のケースCに収容された状態でワークWが搬送される。ただし、これに限定されず、例えば、剥き出しの状態でワークWが搬送されてもよい。
In the
図1に示すように、ロボット2は、駆動軸を6つ有する6軸垂直多関節ロボットであり、基体21と、基体21に回動自在に連結されているロボットアーム22と、ロボットアーム22の先端に装着されているエンドエフェクター23と、を有している。ロボットアーム22は、複数のアーム221、222、223、224、225、226が回動自在に連結されたロボティックアームであり、6つの関節J1~J6を備えている。このうち、関節J2、J3、J5は、曲げ関節であり、関節J1、J4、J6は、ねじり関節である。エンドエフェクター23は、目的の作業に応じて適宜選択される。なお、図示の構成では、エンドエフェクター23は、エアチャックによりワークWを吸着保持する構成となっている。
As shown in FIG. 1, the robot 2 is a six-axis vertical articulated robot having six drive axes, and includes a
また、関節J1、J2、J3、J4、J5、J6には、それぞれ、モーターMと、モーターMの回転量を検出するエンコーダーEとが設置されている。制御装置4は、ロボットシステム1の運転中、各関節J1~J6について、エンコーダーEの出力が示す関節J1~J6の回転角度を制御目標に一致させるサーボ制御(フィードバック制御)を実行する。
Furthermore, a motor M and an encoder E for detecting the amount of rotation of the motor M are installed at each of the joints J1, J2, J3, J4, J5, and J6. During operation of the
搬送装置6は、ベルトコンベアであり、ベルト62と、ベルト62を送る搬送ローラー63と、搬送ローラー63を駆動するモーター61と、ベルト62の回転量に応じた信号を制御装置4に出力するエンコーダー64と、を有している。制御装置4は、ロボットシステム1の運転中、エンコーダー64の出力が示すワークWの搬送速度を制御目標である目標搬送速度に一致させるサーボ制御(フィードバック制御)を実行する。
The
撮像部3は、搬送装置6の上方からワークWを撮像し、撮像した画像を制御装置4に出力するカメラである。撮像部3の撮像エリアは、ロボット2の作業エリアよりも搬送方向Aの上流側に位置する。撮像部3から出力される画像における各画素の位置は、制御装置4によって搬送経路における位置と関連付けられる。したがって、撮像部3の画角内にワークWが存在する場合、撮像部3の画像内におけるワークWの位置に基づいて、当該画像を撮像した時刻(以下、「画像取得時刻Ti」ともいう。)におけるワークWの座標(位置)を特定することができる。
The
制御装置4は、ロボット2、撮像部3および搬送装置6の駆動をそれぞれ制御する。制御装置4は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー(CPU)と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部装置との接続を行う外部インターフェースと、を有する。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。なお、制御装置4の構成要素の一部または全部は、ロボット2の筐体の内側に配置されてもよい。また、制御装置4は、複数のプロセッサーにより構成されてもよい。
The control device 4 controls the driving of the robot 2, the
以上、ロボットシステム1の構成について簡単に説明した。このようなロボットシステム1は、次のように稼働する。まず、制御装置4は、搬送装置6を稼働し、エンコーダー64の出力に基づいて検出されるワークWの搬送速度が目標搬送速度となるように制御装置4の駆動を制御する。この状態で、搬送装置6にワークWが供給され、搬送装置6によるワークWの搬送が開始される。次に、制御装置4は、撮像部3で撮像エリアを通過中のワークWを撮像し、ワークWが写った画像Gを取得する。次に、制御装置4は、画像Gから画像Gを取得した時刻におけるワークWの座標を検出する。次に、制御装置4は、画像Gを取得した時刻におけるワークWの座標とワークWの搬送速度とから未来の各時刻におけるワークWの位置を算出し、算出した位置に基づいてロボット2に対する制御信号を算出する。そして、制御装置4は、算出した制御信号でロボット2を駆動し、ロボット2に搬送中のワークWに対して所定の作業を行わせる。
The configuration of the
次に、所定の作業について説明する。本実施形態では、前記所定の作業として、搬送装置6により搬送されるワークWを保持(ピック)する保持工程と、保持したワークWを目標位置Peまで搬送する搬送工程と、を含んでいる。このような作業を行う際のロボットシステム1の制御方法は、搬送装置6でワークWを搬送するワーク搬送ステップS1と、目標位置PeへのワークWの搬送を開始する予測位置Psを求める搬送開始位置予測ステップS2と、予測位置Psから目標位置PeまでのワークWの搬送経路E1を生成する搬送経路生成ステップS3と、ワークWを保持するワーク保持ステップS4と、保持したワークWの目標位置Peまでの搬送を開始する搬送開始ステップS5と、搬送開始ステップS5において実際にワークWの搬送を開始した開始位置Ps’と搬送開始位置予測ステップS2で予測した予測位置Psとの差を用いて搬送経路E1を補正する補正ステップS6と、を含んでいる。以下、図2に示すフローチャートに基づいて、これら各工程S1~S6について詳細に説明する。
Next, the predetermined work will be explained. In this embodiment, the predetermined work includes a holding step of holding (picking) the workpiece W transported by the transporting
[ワーク搬送ステップS1]
まず、制御装置4は、搬送装置6の駆動を開始し、エンコーダー64の出力が示すワークWの搬送速度Vsを目標搬送速度に一致させる。これにより、図3に示すように、搬送装置6上に載置されたワークWが目標搬送速度で搬送される。なお、搬送装置6へのワークWの供給方法は、特に限定されず、例えば、ロボット、パーツフィーダー等を用いて行うことができる。また、作業員が手作業で供給してもよい。
[Workpiece conveyance step S1]
First, the control device 4 starts driving the
[搬送開始位置予測ステップS2]
搬送装置6によるワークWの搬送が開始されると、制御装置4は、撮像エリアを通過するワークWを撮像部3によって撮像し、ワークWが写った画像Gを取得する。次に、制御装置4は、取得した画像Gに基づいて画像Gを取得した時刻、すなわち画像取得時刻TiにおけるワークWの位置(座標)を求める。次に、図4に示すように、制御装置4は、画像取得時刻Ti、画像取得時刻TiでのワークWの位置、搬送速度Vs、ワーク保持ステップS4に要する時間等に基づいて、搬送開始ステップS5を開始する位置である予測位置Psを求める。なお、予測位置Psは、ロボット2の位置を言い、より具体的には、例えば、ロボットアーム22の先端に設定されているTCP(ツールセンターポイント)の位置を言う。
[Transportation start position prediction step S2]
When the
ただし、予測位置Psを求める方法としては、特に限定されない。例えば、上述の方法では、ワークWの搬送速度Vsとして予め設定された目標搬送速度を用いているが、これに限定されない。例えば、制御装置4は、ワークWが撮像エリアを通過する間、ワークWを撮像部3によって所定のフレームレートで連続撮像し、ワークWが写った複数の画像を取得する。次に、制御装置4は、各画像でのワークWの位置を求め、画像間でのワークWのずれ量(ワークWが進んだ距離)とフレームレートと、によりワークWの搬送速度Vsを求めてもよい。
However, the method for determining the predicted position Ps is not particularly limited. For example, in the above-described method, a preset target transport speed is used as the transport speed Vs of the workpiece W, but the present invention is not limited thereto. For example, the control device 4 continuously images the workpiece W at a predetermined frame rate using the
[搬送経路生成ステップS3]
搬送経路生成ステップS3では、制御装置4は、図5に示すように、搬送開始位置予測ステップS2で求めた予測位置Psから目標位置PeまでのワークWの搬送経路E1を生成すると共に、搬送開始ステップS5を開始する動作開始時刻Tsを設定する。搬送経路E1は、ワークWの状態、ロボット2の可動域、ロボット2の周辺環境(障害物の有無等)等に基づいて適宜設定することができる。また、搬送経路E1は、ロボット2の移動方向と移動距離とを規定するパラメーターである。
[Transport route generation step S3]
In the transport route generation step S3, the control device 4 generates a transport route E1 for the workpiece W from the predicted position Ps obtained in the transport start position prediction step S2 to the target position Pe, as shown in FIG. An operation start time Ts for starting step S5 is set. The transport route E1 can be appropriately set based on the state of the workpiece W, the range of motion of the robot 2, the surrounding environment of the robot 2 (presence or absence of obstacles, etc.), and the like. Further, the transport route E1 is a parameter that defines the moving direction and moving distance of the robot 2.
[ワーク保持ステップS4]
ワーク保持ステップS4では、制御装置4は、図6に示すように、ロボット2の駆動を制御して、搬送装置6上を搬送されるワークWをエンドエフェクター23で保持する。具体的には、エンドエフェクター23をワークWに並走させつつワークWの直上に位置させるステップと、エンドエフェクター23を降下してワークWに当接させるステップと、エンドエフェクター23によりワークWを吸着保持するステップと、を行うことによりワークWを保持する。なお、前述したように、ワークWがケースCに収容されていることから、ワークWを保持した後もエンドエフェクター23をワークWに並走させ続ける。仮に、並走を止めてしまうと、ワークWがケースCにぶつかってしまい、ワークWの破損、作業エラー等が生じるおそれがある。
[Work holding step S4]
In the workpiece holding step S4, as shown in FIG. 6, the control device 4 controls the drive of the robot 2 to hold the workpiece W transported on the transporting
[搬送開始ステップS5]
搬送開始ステップS5では、制御装置4は、まず、動作開始時刻Tsになったかを判定し、動作開始時刻Tsになった場合には、搬送経路生成ステップS3で生成した搬送経路E1に沿ってワークWが移動するようにロボット2の駆動制御を開始する。しかしながら、制御装置4の計算処理にかかる時間のばらつき、各部間における通信にかかる時間のばらつき、目標搬送速度に対する搬送速度Vsのばらつき等の各種原因により、図7に示すように、本ステップS5を実際に開始した開始位置Ps’が搬送開始位置予測ステップS2で予測した予測位置Psに対してずれるおそれがある。特に、本実施形態のように、ケースCとワークWとの接触を避けるために、ロボット2をワークWに対して並走させた状態から次の動作すなわちワークWの目標位置Peまでの搬送を開始するような場合には、開始位置Ps’が予測位置Psに対してずれ易くなる。
[Transportation start step S5]
In the transport start step S5, the control device 4 first determines whether the operation start time Ts has arrived, and if the operation start time Ts has arrived, the control device 4 moves the workpiece along the transport route E1 generated in the transport route generation step S3. Drive control of the robot 2 is started so that W moves. However, due to various causes such as variations in the time required for calculation processing by the control device 4, variations in the time required for communication between various parts, and variations in the conveyance speed Vs with respect to the target conveyance speed, as shown in FIG. There is a possibility that the actual start position Ps' may deviate from the predicted position Ps predicted in the transport start position prediction step S2. In particular, as in the present embodiment, in order to avoid contact between the case C and the workpiece W, the next operation, that is, transporting the workpiece W to the target position Pe, is performed from the state in which the robot 2 runs parallel to the workpiece W. In such a case, the starting position Ps' is likely to deviate from the predicted position Ps.
このように予測位置Psに対して開始位置Ps’がずれてしまうと、そのずれがそのまま目標位置Peにおいて生じてしまう。つまり、予測位置Psに対する開始位置Ps’のずれと同じだけ実際の搬送位置Pe’が目標位置Peからずれてしまう。したがって、精度のよい搬送作業を行うことができない。そこで、制御装置4は、搬送位置Pe’が目標位置Peと一致するように、予測位置Psと開始位置Ps’との差ΔPs(ずれ)に基づいて搬送経路E1を補正する補正ステップS6を行う。 If the starting position Ps' deviates from the predicted position Ps in this way, the deviation will continue to occur at the target position Pe. In other words, the actual transport position Pe' deviates from the target position Pe by the same amount as the deviation of the start position Ps' from the predicted position Ps. Therefore, accurate conveyance work cannot be performed. Therefore, the control device 4 performs a correction step S6 in which the transport path E1 is corrected based on the difference ΔPs (displacement) between the predicted position Ps and the start position Ps' so that the transport position Pe' matches the target position Pe. .
[補正ステップS6]
補正ステップS6では、制御装置4は、まず、搬送開始ステップS5を開始した開始位置Ps’を求める。開始位置Ps’を求める方法は、特に限定されないが、本実施形態では、ロボット2の各関節J1、J2、J3、J4、J5、J6が有するエンコーダーEからの出力に基づいて求める。このような方法によれば、簡単かつ高い精度で開始位置Ps’を求めることができる。次に、制御装置4は、図8に示すように、ワークWを開始位置Ps’から予測位置Psに移動させるための補正用搬送経路E2を生成する。次に、制御装置4は、補正用搬送経路E2を用いて、以下に示す3つの方法のいずれかで搬送経路E1を補正する。このように、補正用搬送経路E2を用いて搬送経路E1を補正することにより、簡単に、予測位置Psと開始位置Ps’との差ΔPsをキャンセルすることができる。
[Correction step S6]
In the correction step S6, the control device 4 first determines the start position Ps' at which the conveyance start step S5 is started. Although the method for determining the starting position Ps' is not particularly limited, in this embodiment, the starting position Ps' is determined based on the output from the encoder E of each joint J1, J2, J3, J4, J5, and J6 of the robot 2. According to such a method, the starting position Ps' can be found easily and with high accuracy. Next, as shown in FIG. 8, the control device 4 generates a correction transport path E2 for moving the workpiece W from the starting position Ps' to the predicted position Ps. Next, the control device 4 uses the correction transport path E2 to correct the transport path E1 in one of the following three methods. In this way, by correcting the conveyance path E1 using the correction conveyance path E2, the difference ΔPs between the predicted position Ps and the starting position Ps' can be easily canceled.
-第1補正方法-
第1補正方法では、制御装置4は、図9に示すように、搬送経路E1と補正用搬送経路E2とを合成、すなわち、搬送経路E1と補正用搬送経路E2とを足し合わせて、新たな搬送経路E3を生成する。このとき、ロボット2は、すでに搬送経路E1に基づいて移動を開始している。そのため、搬送経路E3は、ロボット2がワークWを搬送しながら少しずつ生成され、ロボット2は、生成された搬送経路E3を受け取るたびに搬送経路E3を更新し、ワークWを搬送する。これにより、予測位置Psと開始位置Ps’との差ΔPsがキャンセルされ、ワークWを目標位置Peに搬送することができる。
-First correction method-
In the first correction method, as shown in FIG. 9, the control device 4 combines the conveyance path E1 and the correction conveyance path E2, that is, adds the conveyance path E1 and the correction conveyance path E2, and creates a new A transport route E3 is generated. At this time, the robot 2 has already started moving based on the transport path E1. Therefore, the transport route E3 is generated little by little while the robot 2 transports the work W, and the robot 2 updates the transport route E3 and transports the work W every time it receives the generated transport route E3. Thereby, the difference ΔPs between the predicted position Ps and the starting position Ps' is canceled, and the workpiece W can be transported to the target position Pe.
このような第1補正方法によれば、後述する第2、第3補正方法と比べてワークWの総移動距離を短くすることができ、搬送に要する時間(タクトタイム)を短縮することができる。 According to such a first correction method, the total moving distance of the workpiece W can be shortened compared to the second and third correction methods described later, and the time required for transportation (takt time) can be shortened. .
-第2補正方法-
第2補正方法では、制御装置4は、図10に示すように、搬送経路E1でのワークWの搬送を行う前に、補正用搬送経路E2でのワークWの搬送を行う。つまり、制御装置4は、搬送経路E1の前に補正用搬送経路E2を追加する補正を行い、新たな搬送経路E3を生成する。これにより、予測位置Psと開始位置Ps’との差ΔPsがキャンセルされ、ワークWを目標位置Peに搬送することができる。
-Second correction method-
In the second correction method, as shown in FIG. 10, the control device 4 transports the workpiece W on the correction transport path E2 before transporting the workpiece W on the transport path E1. That is, the control device 4 performs a correction that adds the corrective transport route E2 before the transport route E1, and generates a new transport route E3. Thereby, the difference ΔPs between the predicted position Ps and the starting position Ps' is canceled, and the workpiece W can be transported to the target position Pe.
このような第2補正方法によれば、目標位置Peへのアプローチ方向が変わらず、例えば、三方が壁に囲まれている等、目標位置Peへのアプローチ方向に制限がある場合等でも適切な搬送を行うことができる。また、ユーザーが経路を予測することが容易となり、例えば、搬送中に障害物に接触する等の不具合を事前に回避し易い。 According to such a second correction method, the approach direction to the target position Pe does not change, and even when there are restrictions on the approach direction to the target position Pe, such as when the target position Pe is surrounded by walls on three sides, an appropriate Transport can be carried out. Further, it becomes easier for the user to predict the route, and it is easier for the user to avoid problems such as coming into contact with obstacles during transportation, for example.
-第3補正方法-
第3補正方法では、制御装置4は、図11に示すように、搬送経路E1でのワークWの搬送を行った後に、補正用搬送経路E2でのワークWの搬送を行う。つまり、制御装置4は、搬送経路E1の後に補正用搬送経路E2を追加する補正を行い、新たな搬送経路E3を生成する。これにより、予測位置Psと開始位置Ps’との差ΔPsがキャンセルされ、ワークWを目標位置Peに搬送することができる。
-Third correction method-
In the third correction method, as shown in FIG. 11, the control device 4 transports the workpiece W along the transport path E1, and then transports the work W along the correction transport path E2. That is, the control device 4 performs a correction that adds the corrective transport route E2 after the transport route E1, and generates a new transport route E3. Thereby, the difference ΔPs between the predicted position Ps and the starting position Ps' is canceled, and the workpiece W can be transported to the target position Pe.
このような第3補正方法によれば、開始位置Ps’からの動き出し方向が搬送経路E1と変わらず、例えば、三方が壁に囲まれている等、動き出し方向に制限がある場合等でも適切な搬送を行うことができる。また、経路の予測が容易となり、例えば、搬送中に障害物に接触する等の不具合を事前に回避し易い。 According to such a third correction method, the direction of movement from the start position Ps' is the same as the conveyance path E1, and even when there are restrictions on the direction of movement, such as when surrounded by walls on three sides, an appropriate Transport can be carried out. In addition, it becomes easier to predict the route, and it is easier to avoid problems such as coming into contact with obstacles during transportation, for example.
制御装置4は、以上のような3つの補正方法のいずれかにより搬送経路E1の補正を行った後、補正後の搬送経路E3に沿ってワークWが搬送されるようにロボット2の駆動を制御する。このような制御方法によれば、予測位置Psに対する開始位置Ps’のずれが生じても、ワークWの搬送中にそのずれがキャンセルされ、ワークWを目標位置Peに搬送することができる。そのため、優れた精度でワークWを搬送することができる。 After correcting the transport path E1 using one of the three correction methods described above, the control device 4 controls the drive of the robot 2 so that the workpiece W is transported along the corrected transport path E3. do. According to such a control method, even if a deviation occurs between the start position Ps' and the predicted position Ps, the deviation is canceled during transport of the workpiece W, and the workpiece W can be transported to the target position Pe. Therefore, the workpiece W can be transported with excellent accuracy.
図2に戻って、このような補正ステップS6では、制御装置4は、まず、ステップS61として、ロボット2の各関節J1、J2、J3、J4、J5、J6が有するエンコーダーEからの出力に基づいて開始位置Ps’を求める。次に、制御装置4は、ステップS62として、予測位置Psと開始位置Ps’との差ΔPsを求める。次に、制御装置4は、ステップS63として、差ΔPsと、予め設定された許容範囲とを比較した結果に基づいて、搬送経路E1を補正するかを判定する。予め設定された許容範囲とは、ユーザーが設定した許容範囲、ロボットが出荷時から記憶部等に記憶している許容範囲、機械学習によりロボットが記憶部に記憶した最適な許容範囲、等があげられる。 Returning to FIG. 2, in such a correction step S6, the control device 4 first performs correction based on the output from the encoder E of each joint J1, J2, J3, J4, J5, and J6 of the robot 2 in step S61. to find the starting position Ps'. Next, in step S62, the control device 4 calculates the difference ΔPs between the predicted position Ps and the starting position Ps'. Next, in step S63, the control device 4 determines whether to correct the transport path E1 based on the result of comparing the difference ΔPs with a preset tolerance range. Preset tolerance ranges include tolerance ranges set by the user, tolerance ranges stored in the robot's memory from the time of shipment, optimal tolerance ranges stored by the robot in its memory through machine learning, etc. It will be done.
ステップS63において、搬送経路E1を補正しないと判定した場合、搬送経路E1の補正を行うことなく、搬送経路E1に沿ってワークWが移動するようにロボット2の駆動を制御する。例えば、差ΔPsが許容範囲内である場合には、制御装置4は、ステップS64として、搬送経路E1の補正を行うことなく、搬送経路E1に沿ってワークWが移動するようにロボット2の駆動を制御する。このように、差ΔPsが許容範囲内である場合には搬送経路E1を補正しないことにより、速やかにワークWを目標位置Peまで搬送することができ、搬送に要する時間(タクトタイム)を短縮することができる。 In step S63, if it is determined that the transport path E1 is not to be corrected, the drive of the robot 2 is controlled so that the workpiece W moves along the transport path E1 without correcting the transport path E1. For example, if the difference ΔPs is within the allowable range, the control device 4 drives the robot 2 so that the workpiece W moves along the transport path E1 without correcting the transport path E1 in step S64. control. In this way, by not correcting the transport path E1 when the difference ΔPs is within the allowable range, the workpiece W can be quickly transported to the target position Pe, and the time required for transport (takt time) is shortened. be able to.
これに対して、ステップS63において、搬送経路E1を補正すると判定した場合、制御装置4は、ステップS65として、ワークWを開始位置Ps’から予測位置Psに搬送するための補正用搬送経路E2を生成する。例えば、差ΔPsが許容範囲外の場合には、制御装置4は、ステップS65として、ワークWを開始位置Ps’から予測位置Psに搬送するための補正用搬送経路E2を生成する。次に、制御装置4は、ステップS66として、搬送経路E1を補正する方法として、上述した第1、第2、第3補正方法から1つを選択する。選択方法としては、特に限定されないが、本実施形態では、事前にユーザーに選択させる構成となっている。 On the other hand, when it is determined in step S63 that the conveyance path E1 is to be corrected, the control device 4, in step S65, sets the correction conveyance path E2 for conveying the workpiece W from the starting position Ps' to the predicted position Ps. generate. For example, if the difference ΔPs is outside the allowable range, the control device 4 generates a correction transport path E2 for transporting the workpiece W from the starting position Ps' to the predicted position Ps in step S65. Next, in step S66, the control device 4 selects one of the above-described first, second, and third correction methods as a method for correcting the transport path E1. The selection method is not particularly limited, but in this embodiment, the user is required to make a selection in advance.
例えば、本実施形態では、表示装置8に、図12に示すようなグラフィックインターフェース80を表示し、グラフィックインターフェース80を介してユーザーからの入力を受け付けることができる構成となっている。グラフィックインターフェース80には、補正方法を第1補正方法、第2補正方法、第3補正方法から1つ選択する欄が表示されている。そのため、ユーザーは、作業内容、作業環境等を考慮して第1補正方法、第2補正方法、第3補正方法から1つ選択することができる。ただし、これに限定されず、作業内容、作業環境等に基づいて制御装置4が自動で設定してもよい。このように、補正方法を選択できる構成とすることにより、状況に適した方法により搬送経路E1を補正することができるため、ワークWの搬送作業をより確実に行うことができる。
For example, in this embodiment, a
第1補正方法が選択された場合、制御装置4は、ステップS671として、搬送経路E1と補正用搬送経路E2とを合成して新たな搬送経路E3を生成する。次に、制御装置4は、ステップS672として、搬送経路E3に沿ってワークWが移動するようにロボット2の駆動を制御する。以上により、ワークWが目標位置Peに搬送される。このような方法によれば、開始位置Ps’が予測位置Psからずれても、予測位置Psと開始位置Ps’との差ΔPsがキャンセルされ、ワークWを目標位置Peに搬送することができる。 When the first correction method is selected, the control device 4 generates a new transport route E3 by combining the transport route E1 and the correction transport route E2, in step S671. Next, in step S672, the control device 4 controls the drive of the robot 2 so that the workpiece W moves along the transport path E3. Through the above steps, the workpiece W is transported to the target position Pe. According to such a method, even if the starting position Ps' deviates from the predicted position Ps, the difference ΔPs between the predicted position Ps and the starting position Ps' is canceled, and the workpiece W can be transported to the target position Pe.
第2補正方法が選択された場合、制御装置4は、ステップS681として、補正用搬送経路E2に沿ってワークWが移動するようにロボット2の駆動を制御する。次に、制御装置4は、ステップS682として、搬送経路E1に沿ってワークWが移動するようにロボット2の駆動を制御する。以上により、ワークWが目標位置Peに搬送される。このような方法によれば、開始位置Ps’が予測位置Psからずれても、予測位置Psと開始位置Ps’との差ΔPsがキャンセルされ、ワークWを目標位置Peに搬送することができる。 If the second correction method is selected, the control device 4 controls the drive of the robot 2 in step S681 so that the workpiece W moves along the correction transport path E2. Next, in step S682, the control device 4 controls the drive of the robot 2 so that the workpiece W moves along the transport path E1. Through the above steps, the workpiece W is transported to the target position Pe. According to such a method, even if the starting position Ps' deviates from the predicted position Ps, the difference ΔPs between the predicted position Ps and the starting position Ps' is canceled, and the workpiece W can be transported to the target position Pe.
第3補正方法が選択された場合、制御装置4は、ステップS691として、搬送経路E1に沿ってワークWが移動するようにロボット2の駆動を制御する。次に、制御装置4は、ステップS692として、補正用搬送経路E2に沿ってワークWが移動するようにロボット2の駆動を制御する。以上により、ワークWが目標位置Peに搬送される。このような方法によれば、開始位置Ps’が予測位置Psからずれても、予測位置Psと開始位置Ps’との差ΔPsがキャンセルされ、ワークWを目標位置Peに搬送することができる。 When the third correction method is selected, the control device 4 controls the drive of the robot 2 so that the workpiece W moves along the transport path E1 in step S691. Next, in step S692, the control device 4 controls the drive of the robot 2 so that the workpiece W moves along the correction transport path E2. Through the above steps, the workpiece W is transported to the target position Pe. According to such a method, even if the starting position Ps' deviates from the predicted position Ps, the difference ΔPs between the predicted position Ps and the starting position Ps' is canceled, and the workpiece W can be transported to the target position Pe.
以上、ロボットシステム1について説明した。このようなロボットシステム1の制御方法は、前述したように、搬送装置6により搬送される対象物としてのワークWを保持し、保持したワークWを目標位置Peまで搬送するロボットシステム1の制御方法であって、目標位置PeへのワークWの搬送を開始する予測位置Psを求める搬送開始位置予測ステップS2と、予測位置Psから目標位置PeまでのワークWの搬送経路E1を生成する搬送経路生成ステップS3と、保持したワークWの目標位置Peまでの搬送を開始する搬送開始ステップS5と、搬送を開始した開始位置Ps’と予測位置Psとの差ΔPsを用いて、搬送経路E1を補正する補正ステップS6と、を含んでいる。このような制御方法によれば、予測位置Psに対する開始位置Ps’のずれが生じても、ワークWの搬送中にそのずれがキャンセルされ、ワークWを目標位置Peに搬送することができる。そのため、優れた精度でワークWを搬送することができる。
The
また、前述したように、ロボットシステム1の制御方法では、補正ステップS6は、前記差ΔPsと予め設定された許容範囲とを比較した結果に基づいて実行される。例えば、差ΔPsが許容範囲外のときに、搬送経路E1を補正し、差ΔPsが許容範囲内のときに、搬送経路E1を補正しない。このように、前記差ΔPsと予め設定された許容範囲とを比較した結果、搬送経路E1を補正する場合は、予測位置Psと開始位置Ps’との差ΔPsをキャンセルしてワークWを目標位置Peまで搬送することができ、搬送経路E1を補正しない場合は、速やかにワークWを目標位置Peまで搬送することができ、搬送に要する時間(タクトタイム)を短縮することができる。
Further, as described above, in the control method for the
また、前述したように、補正ステップS6では、開始位置Ps’から予測位置Psまでの補正用搬送経路E2を生成し、補正用搬送経路E2を用いて搬送経路E1を補正する。これにより、簡単に、予測位置Psと開始位置Ps’との差ΔPsをキャンセルすることができる。 Furthermore, as described above, in the correction step S6, the correction transport path E2 from the start position Ps' to the predicted position Ps is generated, and the transport path E1 is corrected using the correction transport path E2. Thereby, the difference ΔPs between the predicted position Ps and the starting position Ps' can be easily canceled.
また、前述したように、補正ステップS6では、搬送経路E1と補正用搬送経路E2とを合成することにより搬送経路E1を補正する。このような補正方法によれば、第2、第3補正方法と比べてワークWの総移動距離を短くすることができ、搬送に要する時間(タクトタイム)を短縮することができる。 Furthermore, as described above, in the correction step S6, the conveyance path E1 is corrected by combining the conveyance path E1 and the correction conveyance path E2. According to such a correction method, the total moving distance of the workpiece W can be shortened compared to the second and third correction methods, and the time required for transport (takt time) can be shortened.
また、前述したように、補正ステップS6では、搬送経路E1の後に補正用搬送経路E2を追加することにより搬送経路E1を補正する。このような補正方法によれば、開始位置Ps’からの動き出し方向が搬送経路E1と変わらず、例えば、三方が壁に囲まれている等、動き出し方向に制限がある場合等でも適切な搬送を行うことができる。また、経路の予測が容易となり、例えば、搬送中に障害物に接触する等の不具合を事前に回避し易い。 Furthermore, as described above, in the correction step S6, the conveyance path E1 is corrected by adding the correction conveyance path E2 after the conveyance path E1. According to such a correction method, the direction of movement from the starting position Ps' remains the same as the transport path E1, and appropriate transport can be carried out even when there are restrictions on the direction of movement, such as when surrounded by walls on three sides, for example. It can be carried out. In addition, it becomes easier to predict the route, and it is easier to avoid problems such as coming into contact with obstacles during transportation, for example.
また、前述したように、補正ステップS6では、搬送経路E1の前に補正用搬送経路E2を追加することにより搬送経路E1を補正する。このような補正方法によれば、目標位置Peへのアプローチ方向が変わらず、例えば、三方が壁に囲まれている等、目標位置Peへのアプローチ方向に制限がある場合等でも適切な搬送を行うことができる。また、経路の予測が容易となり、例えば、搬送中に障害物に接触する等の不具合を事前に回避し易い。 Furthermore, as described above, in the correction step S6, the conveyance path E1 is corrected by adding the correction conveyance path E2 before the conveyance path E1. According to such a correction method, the approach direction to the target position Pe does not change, and even when there are restrictions on the approach direction to the target position Pe, such as when the target position Pe is surrounded by walls on three sides, appropriate transportation can be carried out. It can be carried out. In addition, it becomes easier to predict the route, and it is easier to avoid problems such as coming into contact with obstacles during transportation, for example.
また、前述したように、搬送経路E1を補正する方法を複数備え、補正ステップS6では、複数の方法から予め選択された1つの方法を用いて搬送経路E1を補正する。このように、補正方法を選択できる構成とすることにより、状況に適した方法により搬送経路E1を補正することができるため、ワークWの搬送作業をより確実に行うことができる。 Furthermore, as described above, there are a plurality of methods for correcting the transport path E1, and in the correction step S6, one method selected in advance from the plurality of methods is used to correct the transport path E1. In this way, by having a configuration in which the correction method can be selected, the transport path E1 can be corrected using a method suitable for the situation, so that the transport work of the workpiece W can be performed more reliably.
また、前述したように、制御装置4は、搬送装置6により搬送される対象物としてのワークWを保持し、保持したワークWを目標位置Peまで搬送するロボットシステム1の制御装置であって、目標位置PeへのワークWの搬送を開始する予測位置Psを求める搬送開始位置予測ステップS2と、予測位置Psから目標位置PeまでのワークWの搬送経路E1を生成する搬送経路生成ステップS3と、保持したワークWの目標位置Peまでの搬送を開始する搬送開始ステップS5と、搬送を開始した開始位置Ps’と予測位置Psとの差ΔPsを用いて、搬送経路E1を補正する補正ステップS6と、を実行する。このような制御装置4によれば、予測位置Psに対する開始位置Ps’のずれが生じても、ワークWの搬送中にそのずれがキャンセルされ、ワークWを目標位置Peに搬送することができる。そのため、優れた精度でワークWを搬送することができる。
Further, as described above, the control device 4 is a control device for the
以上、本発明のロボットシステムの制御方法および制御装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。 Although the control method and control device for a robot system of the present invention have been described above based on the illustrated embodiments, the present invention is not limited thereto, and the configuration of each part may be any configuration having similar functions. It can be replaced with Moreover, other arbitrary components may be added to the present invention.
1…ロボットシステム、2…ロボット、21…基体、22…ロボットアーム、221…アーム、222…アーム、223…アーム、224…アーム、225…アーム、226…アーム、23…エンドエフェクター、3…撮像部、4…制御装置、6…搬送装置、61…モーター、62…ベルト、63…搬送ローラー、64…エンコーダー、8…表示装置、80…グラフィックインターフェース、A…搬送方向、C…ケース、E…エンコーダー、E1…搬送経路、E2…補正用搬送経路、E3…搬送経路、G…画像、J1…関節、J2…関節、J3…関節、J4…関節、J5…関節、J6…関節、M…モーター、Pe…目標位置、Pe’…搬送位置、Ps…予測位置、Ps’…開始位置、S1…ワーク搬送ステップ、S2…搬送開始位置予測ステップ、S3…搬送経路生成ステップ、S4…ワーク保持ステップ、S5…搬送開始ステップ、S6…補正ステップ、S61…ステップ、S62…ステップ、S63…ステップ、S64…ステップ、S65…ステップ、S66、S671…ステップ、S672…ステップ、S681…ステップ、S682…ステップ、S691…ステップ、S692…ステップ、Ti…画像取得時刻、Ts…動作開始時刻、W…ワーク、ΔPs…差
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記目標位置への前記対象物の搬送を開始する予測位置を求める搬送開始位置予測ステップと、
前記予測位置から前記目標位置までの前記対象物の搬送経路を生成する搬送経路生成ステップと、
保持した前記対象物の前記目標位置までの搬送を開始する搬送開始ステップと、
前記搬送を開始した開始位置と前記予測位置との差を用いて、前記搬送経路を補正する補正ステップと、を含んでいることを特徴とするロボットシステムの制御方法。 A method for controlling a robot system that holds an object to be transported by a transport device and transports the held object to a target position, the method comprising:
a transport start position predicting step of determining a predicted position to start transporting the object to the target position;
a transport route generation step of generating a transport route for the object from the predicted position to the target position;
a transport start step of starting transport of the held object to the target position;
A method of controlling a robot system, comprising: a correction step of correcting the transport path using a difference between the start position at which the transport is started and the predicted position.
前記補正ステップでは、複数の前記補正する方法から予め選択された1つの前記補正する方法を用いて前記搬送経路を補正する請求項1に記載のロボットシステムの制御方法。 A plurality of methods for correcting the conveyance path are provided,
2. The method of controlling a robot system according to claim 1, wherein, in the correction step, the transport path is corrected using one of the correction methods selected in advance from a plurality of the correction methods.
前記目標位置への前記対象物の搬送を開始する予測位置を求める搬送開始位置予測ステップと、
前記予測位置から前記目標位置までの前記対象物の搬送経路を生成する搬送経路生成ステップと、
保持した前記対象物の前記目標位置までの搬送を開始する搬送開始ステップと、
前記搬送を開始した開始位置と前記予測位置との差を用いて、前記搬送経路を補正する補正ステップと、を実行することを特徴とする制御装置。 A control device for a robot system that holds an object conveyed by a conveyance device and conveys the held object to a target position, the control device comprising:
a transport start position predicting step of determining a predicted position to start transporting the object to the target position;
a transport route generation step of generating a transport route for the object from the predicted position to the target position;
a transport start step of starting transport of the held object to the target position;
A control device characterized by executing a correction step of correcting the transport route using a difference between a start position at which the transport is started and the predicted position.
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