JP4985135B2 - Cooperative robot system - Google Patents

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Description

本発明は部品の組み立て工程で必要とされる嵌合作業を自動化するための技術に関し、更に詳しく言えば、重量物の嵌合作業の自動化に用いられる協調ロボットシステムに関するものである。   The present invention relates to a technique for automating a fitting operation required in a part assembling process, and more particularly to a cooperative robot system used for automating a heavy object fitting operation.

勘合作業は多くの組立工程に含まれる基本的な作業の一つであり、ロボットを用いた嵌合作業の自動化も既に実施されている。ロボットを用いた嵌合作業においては、一方のワーク(嵌合ワーク)がロボットで把持され、他方のワーク(被嵌合ワーク)の所定部位(通常は凹部)に挿入される。嵌合ワークを把持するロボットには力制御ロボットが用いられることが多い。
力制御されたロボットが嵌合作業に好んで用いられるのは、嵌合ワーク/被嵌合ワーク間の位置姿勢の関係のばらつきを吸収し、挿入動作中の力あるいはモーメントを所定の条件で制御する機能があるからである。しかし、力制御されたロボットを用いても嵌合作業が円滑に行われない場合がある。例えば、被嵌め合いワーク側の凹部の形状・寸法と嵌合ワークの凸部の形状・寸法とが狭小すきまの関係にある場合、両ワークの接触面間の摩擦力が大きな場合、あるいは被嵌合ワークの弾性に抗して挿入動作を遂行しなければならない場合などにおいては、挿入動作時に作用する抵抗力が大きくなり、ロボットによる嵌合ワークの押し付け力が不足する事態が発生しやすくなる。このように、嵌合作業に用いられている従来のロボットシステムにおいては、挿入動作に必要な力は専ら嵌合ワークを把持した単独のロボットに求められていたため、挿入動作で必要と予測される力を確実に上回る力が出力可能なロボットを用意しなければならず、嵌合作業にロボットシステムを導入する際の難点となっていた。
そのような問題を解決するロボットシステムとして、2台のロボットで構成され1台のロボットが勘合作業を行い、他のロボットが作業を補助するものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。従来のロボットシステムは、2台のロボットで構成され、前記ロボットが嵌合ワークを把持し、嵌合部品を把持していない側のロボットが、先端に力センサを介して押しつけツールを装着し、ロボットが前記嵌合ワークを挿入する際に、前記ロボットが前記押しつけツールで押しつけて挿入支援をするものである。
特開平10−124121号公報
The mating operation is one of the basic operations included in many assembly processes, and automation of the mating operation using a robot has already been performed. In a fitting operation using a robot, one workpiece (fitting workpiece) is gripped by the robot and inserted into a predetermined portion (usually a recess) of the other workpiece (fitting workpiece). In many cases, a force control robot is used as a robot that holds a fitting workpiece.
Force-controlled robots are favorably used for mating work by absorbing variations in the position and orientation relationship between the mating workpiece and mating workpiece and controlling the force or moment during the insertion operation under specified conditions. Because there is a function to do. However, there are cases where the fitting operation is not smoothly performed even when a force-controlled robot is used. For example, when the shape / size of the concave part on the mating work and the shape / size of the convex part of the mating work are in a narrow gap, the frictional force between the contact surfaces of both works is large, or When the insertion operation must be performed against the elasticity of the combined workpiece, the resistance force acting during the insertion operation is increased, and a situation in which the pressing force of the fitting workpiece by the robot is insufficient is likely to occur. As described above, in the conventional robot system used for the mating operation, the force necessary for the insertion operation is exclusively required for the single robot that holds the mating workpiece, and thus is expected to be necessary for the insertion operation. A robot capable of outputting a force that surely exceeds the force had to be prepared, which was a difficulty in introducing the robot system in the mating operation.
As a robot system for solving such a problem, there is disclosed a system composed of two robots, in which one robot performs a mating work and another robot assists the work (for example, see Patent Document 1). . The conventional robot system is composed of two robots, the robot grips the mating work, and the robot on the side not gripping the mating part attaches a pressing tool to the tip via a force sensor, When the robot inserts the fitting workpiece, the robot supports the insertion by pressing with the pressing tool.
JP-A-10-124121

協調ロボットシステムを組立ラインに入れて、勘合作業を行う背景には、人手で行うよりも速く、正確に、連続的に行うことができることがあげられる。人手で重量物の勘合作業を行おうとすると、連続して作業をしていくうちに疲れにより集中力が低下するなどで作業効率が低下してくる。このために生産量の多いラインではロボットを適用するのである。人手に変わるロボットには、作業効率ではなくスループットの向上が要求される。
しかしながら、従来の協調ロボットシステムは、スレーブ側のロボットは、単に挿入動作に不足する押し付け力を補うことを主たる目的としており、実際の作業時間短縮を目的としてシステム導入される場合の実情に合わない。つまり、挿入のサポートのためだけでロボット1台を待機させるメリットはなく、人間の双腕のように両腕で、重量物であるワークをハンドリングしてきて、そのまま高速で挿入するといった作業要件を十分に満足できないため、嵌合作業に用いられている従来のロボットシステムにおいては、挿入動作に必要な力は専ら嵌合ワークを把持した単独のロボットに求められていたため、挿入動作で必要と予測される力を確実に上回る力が出力可能なロボットを用意しなければならず、嵌合作業にロボットシステムを導入する際の難点を解決できない状況であった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、高速協調ハンドリングしてきた嵌合ワークを滑らかに高速に挿入するための協調ロボットシステムを提供することである。
The reason why the collaborative robot system is put in the assembly line and the fitting work is performed is that it can be performed continuously faster, more accurately than manually. If it is attempted to manually handle heavy objects, the work efficiency decreases due to a decrease in concentration due to fatigue while working continuously. For this reason, robots are applied to lines with a large production volume. Robots that change to humans are required to improve throughput rather than work efficiency.
However, in the conventional cooperative robot system, the slave robot is mainly intended to compensate for the pressing force that is insufficient for the insertion operation, and does not match the actual situation when the system is introduced for the purpose of reducing the actual work time. . In other words, there is no merit to make one robot stand by just for support of insertion, and it has enough work requirements to handle a heavy work with both arms like a human double arm and insert it as it is at high speed. Therefore, in the conventional robot system used for mating work, the force required for the insertion operation is exclusively required for a single robot that grips the mating work, and is expected to be necessary for the insertion operation. It was necessary to prepare a robot capable of outputting a force that surely exceeded the required force, and could not solve the difficulties in introducing the robot system for the mating work.
The present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide a cooperative robot system for smoothly and rapidly inserting a fitting work that has been subjected to high-speed cooperative handling.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項1に記載の発明は、少なくとも2台のロボットで同時に1つのワークを保持して一の勘合作業を行なう際に互いの作業状況を力情報として監視しながら作業するロボットシステムであって、 前記2台のロボットにそれぞれ設けられた力センサと、 作業プログラムに基づいて前記2台のロボットの動作をそれぞれ制御する動作制御手段と、を有し、 前記動作制御手段は、前記力センサの信号に基づいて前記2台のロボットをそれぞれ力制御を行なう力制御手段と、を有するものである。
また、請求項2に記載の発明は、前記動作制御手段は、 前記2台のロボットが保持した前記1つのワークを被嵌合ワークに押し当てる動作を制御するための押し当て動作制御手段と、 前記2台のロボットが保持した前記1つのワークを同時に押し込む動作を行う押し込み動作制御手段と、 予め設定された条件で前記押し込み動作を終了する押し込み動作完了手段と、を備えたものである。
また、請求項3に記載の発明は、ロボットの力センサの情報をもとにした力制御監視手段を備えたものである。
また、請求項4に記載の発明は、前記力制御監視手段が、押し当て力が予め設定された閾値以上になってからの時間を、前記第1力制御手段の制御有効時間として定め制御するものである。
また、請求項5に記載の発明は、前記力制御監視手段が、動作速度に応じて前記制御有効時間を調整するものである。
また、請求項6に記載の発明は、前記力制御監視手段が、前記2台のロボットの何れか一方の前記力センサ信号が予め設定された閾値以上になった時点からの時間を制御有効時間として監視するものである。
また、請求項7に記載の発明は、前記押し当て動作制御手段は、前記力センサ信号が予め設定された前記閾値以上になった時点からの前記制御有効時間を越えた時は、前記力制御手段による力制御から予め位置制御に切り替えてその位置を保持するものである。
また、請求項8に記載の発明は、前記押し当て動作制御手段は、前記力センサ信号が予め設定された前記閾値以下の場合は、前記ロボットの前記押し当て力を大きくするように制御されたものである。
また、請求項9に記載の発明は、前記押し当て力の前記閾値と前記制御有効時間は、前記作業プログラムに記述されて前記動作制御手段に読み込まれるものである。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is a robot system that works while monitoring each other's work status as force information when holding one work at the same time with at least two robots and performing one fitting work , A force sensor provided in each of the two robots; and an operation control unit that controls the operations of the two robots based on a work program. The operation control unit includes a signal of the force sensor. And a force control means for performing force control on each of the two robots.
The invention according to claim 2 is characterized in that the operation control means includes a pressing operation control means for controlling an operation of pressing the one work held by the two robots against a work to be fitted; A pushing operation control means for simultaneously pushing the one workpiece held by the two robots, and a pushing action completion means for ending the pushing action under a preset condition are provided.
According to a third aspect of the present invention, there is provided force control monitoring means based on information of a robot force sensor.
According to a fourth aspect of the present invention, the force control monitoring means controls the time after the pressing force becomes equal to or greater than a preset threshold as the control effective time of the first force control means. Is.
According to a fifth aspect of the present invention, the force control monitoring unit adjusts the control effective time according to an operation speed.
Further, in the invention described in claim 6, the force control monitoring means determines the time from the time point when the force sensor signal of any one of the two robots is equal to or greater than a preset threshold value as a control effective time. Is to be monitored.
Further, in the invention according to claim 7, when the pressing operation control means exceeds the effective control time from the time when the force sensor signal becomes equal to or higher than a preset threshold, the force control is performed. By switching from force control by means to position control in advance, the position is held.
In the invention according to claim 8, the pressing operation control means is controlled to increase the pressing force of the robot when the force sensor signal is equal to or less than the preset threshold value. Is.
According to a ninth aspect of the invention, the threshold value of the pressing force and the control effective time are described in the work program and read into the operation control means.

請求項1記載の発明によると、2台以上のロボットを協調動作するために、各々のロボ ットの力センサの情報を各々のロボットの動作制御手段に取り込むことで、独立した2台以上のロボットが連携した動作をする際に互いの作業状況を力情報として監視しながら各々のロボットが作業できるので、2台以上のロボットが同時に作業することができるようになり、作業効率が向上する。
また、請求項2記載の発明によると、押し当て動作の作業状態を監視しながら押し当て、押し込み動作の作業状態を監視しながら押し込み動作を実行するため、所望の作業を確実に達成することが可能となる。
また、請求項3〜9記載の発明によると、接触してからの力制御の有効時間を監視して、力制御状態を解除して、位置制御状態への遷移を行うことができるため、高速動作で押し当てた状態で、発振することなく速やかに停止することができ、作業効率を格段に向上することが可能である。また、閾値以上の力が作用することが無いため、噛み込みなどの誤動作を防止することができる。
According to the first aspect of the present invention, in order to cooperatively operate two or more robots, the information of each robot's force sensor is taken into the operation control means of each robot, so that two or more independent robots can be operated. When the robots perform coordinated operations, each robot can work while monitoring each other's work status as force information, so that two or more robots can work simultaneously, improving work efficiency.
According to the second aspect of the present invention, the pushing operation is performed while monitoring the working state of the pushing operation, and the pushing operation is performed while monitoring the working state of the pushing operation, so that the desired work can be reliably achieved. It becomes possible.
According to the inventions of claims 3 to 9 , since the effective time of force control after contact can be monitored, the force control state can be canceled, and the transition to the position control state can be performed. In the state of being pressed by operation, it can be stopped quickly without oscillating, and the working efficiency can be greatly improved. In addition, since a force exceeding the threshold does not act, it is possible to prevent malfunction such as biting.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

以下に本発明の実施例を説明する。図1は、第1の実施例を示す協調ロボットシステムの全体構成図である。図1において、1はマスタとなる第1ロボットであり、2はスレーブとなる第2ロボットであり、第1ロボット1の先端には、力センサ3を介して第1ハンド5が取り付けられ、第2ロボット2の先端には、力センサ4を介して第2ハンド6が取り付けられている。
9は制御装置であり、第1ロボット1と第2ロボット2を制御するための制御装置で、不揮発性のメモリ上に格納された作業プログラム10と、前記作業プログラムを1ステップずつ解読しながら実行制御する、作業プログラム解読実行制御部11と、作業プログラム9のプログラミングパターンに基づいて実行される押し当て動作制御手段12と、押し込み動作制御手段13と、第1ロボットを力制御する第1力制御部14と、第2ロボット2を力制御する第2力制御部15と、第1ロボットを位置制御する第1位置速度制御部16と、第2ロボットを位置制御する第2位置速度制御部17と、第1位置速度制御部16の出力に応じて前記第1ロボットのサーボモータを駆動する第1サーボアンプ部18と、第2位置速度制御部17の出力に応じて第2ロボットのサーボモータを駆動する第2サーボアンプ部19とを備える。
第1のロボット1は、作業プログラム10に書かれた作業内容を作業プログラム解読実行制御部11で解読された制御指令が押し当て動作制御手段12に送られる。なお、この制御指令には、移動量、速度、押し当て力、動作方向と更に後述する力制御監視手段12Aの制御パラメータ(力制御有効時間TC、閾値FC)の情報が含まれている。送られた制御指令により前記押し当て動作制御手段12は、目標位置の生成と、前記第1力制御部14と前記第2力制御部15へ押し当て力を実現するための図3に示すインピーダンスモデル部612の制御パラメータを設定し、第1のロボット1および第2のロボット2でインピーダンス制御されるように動作する。押し込み動作が開始されると、前記押し当て動作制御手段12に備えられた図2に示す力制御監視手段が動作を開始する。
作業プログラム10に書かれた力制御有効時間TCと押し当て力の反力の閾値FCを作業プログラム解読実行制御部より取得する。この時、力制御有効時間は、作業プログラム10に書かれたロボットの動作速度に合わせて、速い動作速度であれば短い時間になるような相関関係を持つ時間が設定される。このように、力制御有効時間TCと押し当て力の反力の閾値FCが設定されてからワークを被勘合ワークに押し当て、押し込んでいる際の第1および第2のロボットの力センサからの力情報と比較して小さければ、第2のロボットへ押し込み力および第1のロボットの押し当て力を大きくするように力制御の出力処理を行い、力センサからの力情報が閾値FCよりも大きければ、力制御有効時間TCの間、第1および第2のロボットを力制御され、その後、力制御が無効化されるように動作する。無効化後は第1および第2のロボットは位置制御状態となり、その位置を保持する。ここでは、押し当て動作制御手段について説明したが、押し込み動作手段についても同様なプロセスの力制御監視手段13Aを備えている。
第1力制御部14と前記第2力制御部15は、図3に示す構成をなす。つまり、前記力センサ3からの出力を、センサ座標変換部611で制御点座標系での操作力に変換し、インピーダンスモデル部612に出力する。ここで前記インピーダンスモデル部612のインピーダンスモデルは式1で示される。
Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a cooperative robot system showing a first embodiment. In FIG. 1, 1 is a first robot serving as a master, 2 is a second robot serving as a slave, and a first hand 5 is attached to the tip of the first robot 1 via a force sensor 3. 2 A second hand 6 is attached to the tip of the robot 2 via a force sensor 4.
Reference numeral 9 is a control device for controlling the first robot 1 and the second robot 2, and executes the work program 10 stored in a non-volatile memory while decoding the work program step by step. The work program decoding execution control unit 11 to be controlled, the pressing operation control means 12 executed based on the programming pattern of the work program 9, the pushing operation control means 13, and the first force control for controlling the force of the first robot. Unit 14, a second force control unit 15 that controls the force of the second robot 2, a first position / speed control unit 16 that controls the position of the first robot, and a second position / speed control unit 17 that controls the position of the second robot. And the output of the first servo amplifier 18 that drives the servo motor of the first robot according to the output of the first position speed controller 16 and the output of the second position speed controller 17. And a second servo amplifier 19 for driving the servo motor of the second robot according.
In the first robot 1, a control command obtained by decoding the work content written in the work program 10 by the work program decoding execution control unit 11 is sent to the pressing operation control means 12. The control command includes information on the movement amount, speed, pushing force, operation direction, and control parameters (force control effective time TC, threshold FC) of the force control monitoring means 12A described later. According to the control command sent, the pressing operation control means 12 generates the target position and the impedance shown in FIG. 3 for realizing the pressing force to the first force control unit 14 and the second force control unit 15. The control parameter of the model unit 612 is set, and the first robot 1 and the second robot 2 operate so as to be impedance controlled. When the pushing operation is started, the force control monitoring unit shown in FIG. 2 provided in the pressing operation control unit 12 starts the operation.
The force control effective time TC written in the work program 10 and the threshold value FC of the reaction force of the pressing force are acquired from the work program decoding execution control unit. At this time, the force control effective time is set to a time that has a correlation so as to be short if the operation speed is high, in accordance with the operation speed of the robot written in the work program 10. As described above, the force control effective time TC and the reaction force threshold value FC of the pressing force are set, and then the workpiece is pressed against the work to be fitted, and the force sensor of the first and second robots when the workpiece is being pushed in. If the force information is smaller than the force information, force control output processing is performed so as to increase the pushing force to the second robot and the pushing force of the first robot, and the force information from the force sensor is greater than the threshold FC. For example, during the force control effective time TC, the first and second robots are force-controlled, and thereafter, the force control is invalidated. After invalidation, the first and second robots are in the position control state and hold their positions. Although the pushing operation control means has been described here, the pushing operation means is also provided with a force control monitoring means 13A of the same process.
The first force control unit 14 and the second force control unit 15 have the configuration shown in FIG. That is, the output from the force sensor 3 is converted into an operating force in the control point coordinate system by the sensor coordinate conversion unit 611 and output to the impedance model unit 612. Here, the impedance model of the impedance model unit 612 is expressed by Equation 1.




但し、F:Fd−Fr(Fd:目標力、Fr:力センサ出力)
M:慣性係数
B:粘性係数
K:バネ係数



However, F: Fd-Fr (Fd: target force, Fr: force sensor output)
M: Inertia coefficient B: Viscosity coefficient K: Spring coefficient

慣性係数Mと粘性係数B、バネ係数Kを調整することで、前記ロボット1のダイレクト操作性能を調整することが出来る。インピーダンス制御は公知技術であるため、これ以上の詳細な説明は割愛する。
インピーダンスモデル部612の出力を、今回のフィードバック位置から順変換614により算出した制御点位置に加算して、逆変換613で前記J1〜L6の各関節の目標パルスを算出し、前記位置速度サーボ系62に出力する。
次に、作業プログラム10に基づいて第1ロボット1と第2ロボット2が、第1ハンド5と第2ハンド6で把持した第1嵌合部品7を、第2嵌合部品8に押し当て挿入作業をする場合を例にして、本発明に関するロボットシステムについて説明する。
図5に、前記作業プログラム10のプログラムを示す。前記作業プログラム解読実行制御部11は、前記作業プログラム10を入力して、まず前記第1嵌合部品7を押し当てる初期位置に位置決めする。次のステップで、前記作業プログラム解読実行制御部11は、押し当て動作の動作コマンドを認識し、前記押し当て動作制御手段12に実行要求を出力し、閾値、インピーダンスパラメータを設定する。前記押し当て動作制御手段12は、前記設定された閾値に基づいて、前記力制御監視手段12aが、前記、力センサ3と力センサ4の出力を監視し、前記力センサ3と前記力センサ4のいずれか一方が閾値に到達すると、そこから、設定された時間の間、前記第1力制御手段14と前記第2力制御手段15の制御出力を継続して有効にし、設定時間に達した時点で、第1力制御手段14と前記第2力制御手段15の制御出力を無効にし、前記第1位置速度制御部16と前記第2位置速度制御部17の出力に基づいた位置制御状態となり停止する。図4にそのときの力と速度の応答波形を示す。通常の力制御のみの場合、ある速度以上になると、衝撃力により接触安定性保てなくなり発振現象が発生するが、本発明による制御装置だと発振の直前で位置制御に切り替えているためきわめて安定した応答を得ることができる。
By adjusting the inertia coefficient M, the viscosity coefficient B, and the spring coefficient K, the direct operation performance of the robot 1 can be adjusted. Since impedance control is a known technique, further detailed description is omitted.
The output of the impedance model unit 612 is added to the control point position calculated by the forward conversion 614 from the current feedback position, and the target pulse of each joint of J1 to L6 is calculated by the inverse conversion 613, and the position / velocity servo system To 62.
Next, based on the work program 10, the first robot 1 and the second robot 2 press and insert the first fitting component 7 held by the first hand 5 and the second hand 6 into the second fitting component 8. The robot system according to the present invention will be described with reference to the case of working.
FIG. 5 shows a program of the work program 10. The work program decoding execution control unit 11 inputs the work program 10 and first positions the first fitting component 7 at an initial position where it is pressed. In the next step, the work program decoding execution control unit 11 recognizes the operation command of the pressing operation, outputs an execution request to the pressing operation control means 12, and sets a threshold value and an impedance parameter. In the pressing operation control unit 12, the force control monitoring unit 12a monitors the outputs of the force sensor 3 and the force sensor 4 based on the set threshold, and the force sensor 3 and the force sensor 4 are monitored. When one of the threshold values reaches the threshold, the control outputs of the first force control means 14 and the second force control means 15 are continuously enabled for a set time, and the set time is reached. At the time, the control outputs of the first force control means 14 and the second force control means 15 are invalidated, and the position control state is set based on the outputs of the first position speed control section 16 and the second position speed control section 17. Stop. FIG. 4 shows a response waveform of the force and speed at that time. In the case of only normal force control, if the speed exceeds a certain level, contact stability cannot be maintained due to impact force and oscillation occurs, but the control device according to the present invention switches to position control immediately before oscillation, so it is extremely stable. Response can be obtained.

本発明は、本発明の目的は、高速協調ハンドリングしてきた嵌合ワーク、滑らかに高速に挿入するための協調ロボットシステムを提供することができる。   The object of the present invention is to provide a fitting robot that has been subjected to high-speed cooperative handling, and a cooperative robot system for smooth and high-speed insertion.

本発明の全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of this invention 本発明の力制御部の構成を示す図The figure which shows the structure of the force control part of this invention 本発明の実施例を示す図The figure which shows the Example of this invention 本発明の実施例を説明する作業状態の遷移図Transition diagram of working state for explaining an embodiment of the present invention 本発明の制御点位置変更手段の構成を示す図The figure which shows the structure of the control point position change means of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1ロボット
2 第2ロボット
3 力センサ
4 力センサ
5 第1ハンド
6 第2ハンド
7 第1嵌合部品
8 第2嵌合部品
9 制御装置
10 作業プログラム
11 作業プログラム解読実行制御部
12 押し当て動作制御手段
12A 力制御監視手段
13 押し込み動作制御手段
13A 力制御監視手段
14 第1力制御部
15 第2力制御部
16 第1位置速度制御部
17 第2位置速度制御部
18 第1サーボアンプ
19 第2サーボアンプ
611 センサ座標変換部
612 インピーダンスモデル部
613 逆変換
614 順変換

TC 力制御有効時間
FC 閾値
F1 力センサ3からの力情報
F2 力センサ4からの力情報
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st robot 2 2nd robot 3 Force sensor 4 Force sensor 5 1st hand 6 2nd hand 7 1st fitting component 8 2nd fitting component 9 Control apparatus 10 Work program 11 Work program decoding execution control part 12 Pushing Operation control means 12A Force control monitoring means 13 Pushing action control means 13A Force control monitoring means 14 First force control section 15 Second force control section 16 First position speed control section 17 Second position speed control section 18 First servo amplifier 19 Second servo amplifier 611 Sensor coordinate conversion unit 612 Impedance model unit 613 Inverse conversion 614 Forward conversion

TC Force control effective time FC Threshold value F1 Force information from force sensor 3 F2 Force information from force sensor 4

Claims (9)

少なくとも2台のロボットで同時に1つのワークを保持して一の勘合作業を行なう際に互いの作業状況を力情報として監視しながら作業するロボットシステムであって、
前記2台のロボットにそれぞれ設けられた力センサと、
作業プログラムに基づいて前記2台のロボットの動作をそれぞれ制御する動作制御手段と、を有し、
前記動作制御手段は、
前記力センサの信号に基づいて前記2台のロボットをそれぞれ力制御を行なう力制御手段と、を有する
ことを特徴とする協調ロボットシステム。
A robot system that works while monitoring each other's work status as force information when holding one work at the same time with at least two robots,
A force sensor provided in each of the two robots;
Operation control means for controlling the operations of the two robots based on a work program,
The operation control means includes
A cooperative robot system comprising force control means for performing force control on each of the two robots based on a signal from the force sensor.
前記動作制御手段は、
前記2台のロボットが保持した前記1つのワークを被嵌合ワークに押し当てる動作を制御するための押し当て動作制御手段と、
前記2台のロボットが保持した前記1つのワークを同時に押し込む動作を行う押し込み動作制御手段と、
予め設定された条件で前記押し込み動作を終了する押し込み動作完了手段と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の協調ロボットシステム。
The operation control means includes
A pressing operation control means for controlling an operation of pressing the one workpiece held by the two robots against a workpiece to be fitted;
Push-in operation control means for simultaneously pushing in the one workpiece held by the two robots;
The cooperative robot system according to claim 1 , further comprising: a pushing operation completion unit that finishes the pushing operation under a preset condition.
ロボットの力センサの情報をもとにした力制御監視手段を備えた
ことを特徴とする請求項1または2記載の協調ロボットシステム。
3. The cooperative robot system according to claim 1, further comprising force control monitoring means based on information from a force sensor of the robot.
前記力制御監視手段は、押し当て力が予め設定された閾値以上になってからの時間を、前記第1力制御手段の制御有効時間として定め制御する
ことを特徴とする請求項3記載の協調ロボットシステム。
4. The cooperation according to claim 3, wherein the force control monitoring means controls the time after the pressing force becomes equal to or greater than a preset threshold as a control effective time of the first force control means. Robot system.
前記力制御監視手段は、動作速度に応じて前記制御有効時間を調整する
ことを特徴とする請求項3または4記載の協調ロボットシステム。
5. The cooperative robot system according to claim 3, wherein the force control monitoring unit adjusts the control effective time according to an operation speed.
前記力制御監視手段は、前記2台のロボットの何れか一方の前記力センサ信号が予め設定された閾値以上になった時点からの時間を制御有効時間として監視する
ことを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の協調ロボットシステム。
4. The force control monitoring means monitors the time from when the force sensor signal of any one of the two robots becomes equal to or greater than a preset threshold as a control effective time. The cooperative robot system according to any one of?
前記押し当て動作制御手段は、
前記力センサ信号が予め設定された前記閾値以上になった時点からの前記制御有効時間を越えた時は、前記力制御手段による力制御から予め位置制御に切り替えてその位置を保持する
ことを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の協調ロボットシステム。
The pressing operation control means includes
When the control effective time from the time when the force sensor signal becomes equal to or greater than the preset threshold is exceeded, the position is maintained by switching from force control by the force control means to position control in advance. The cooperative robot system according to any one of claims 3 to 6.
前記押し当て動作制御手段は、
前記力センサ信号が予め設定された前記閾値
以下の場合は、前記ロボットの前記押し当て力を大きくするように制御された
ことを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載の協調ロボットシステム。
The pressing operation control means includes
The cooperation according to any one of claims 3 to 7, wherein when the force sensor signal is equal to or less than the preset threshold value, the pressing force of the robot is controlled to be increased. Robot system.
前記押し当て力の前記閾値と前記制御有効時間は、前記作業プログラムに記述されて前記動作制御手段に読み込まれる
ことを特徴とする請求項4〜8のいずれか1項に記載の協調ロボットシステム。
The cooperative robot system according to any one of claims 4 to 8, wherein the threshold value of the pressing force and the control effective time are described in the work program and read into the operation control unit.
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