JP5817144B2 - ロボット制御装置、ロボットシステム、及びロボット制御方法 - Google Patents
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Description
(a)トラッキング動作が開始されるときのワークの位置であるワーク初期位置P2に対して、その直上位置である目標位置P2aに向けて上昇位置P1aのエンドエフェクター55を移動させる水平動作。
(b)コンベヤー40上のワークWの進行方向にエンドエフェクター55を加速させて、該進行方向におけるエンドエフェクター55の速度とコンベヤー速度Cvとが等しくなるようにこれらを同調させる追従動作。
次に、上記合成動作と下降動作とをロボット50に行わせるときに、ロボットコントローラー60が行う処理について、該ロボットコントローラー60の構成を機能に基づいて示した図5を参照して説明する。
置P2が算出されて、該ワーク初期位置P2は軌道生成部64に出力される。また、エフェクター位置算出部63では、各モーター51a,53aのアームエンコーダー73から入力されるモーターの回転数に基づいて上記移動開始位置P1が算出されて、該移動開始位置P1もまた軌道生成部64に出力される。
以降ではコンベヤー速度Cvで推移する。
。そのため、エンドエフェクターと対象物との衝突が、より抑制されるようになる。
対象物の位置の上方にエンドエフェクターが到達するのに必要な第1の時間と、搬送方向におけるエンドエフェクターの速度と対象物の速度とが同調するのに必要な第2の時間とは、エンドエフェクターが移動している途中にて算出することが可能である。このような構成であれば、トラッキング動作以外の他の動作とトラッキング動作とを連続的に行うことが可能となる。しかし、エンドエフェクターが移動している途中にて該エンドエフェクターの位置を把握するとなれば、エンドエフェクターの速度を検出する構成や該検出結果の加味された第1の時間と第2の時間とを算出する構成など、これら第1の時間と第2の時間とを得るための構成が自ずと複雑なものとなる。また、エンドエフェクターが移動している途中にて該エンドエフェクターの位置を把握するため、エンドエフェクターの速度に起因する誤差が第1の時間と第2の時間とにおいて大きくなることも少なくない。この点、この発明によれば、エンドエフェクターが停止した状態で第1の時間と第2の時間とが算出されるため、上述した構成と比較して、簡単な構成によって第1の時間と第2の時間とを算出することが可能となる。また、第1の時間と第2の時間との精度も上述した構成と比較して高いものとなる。
この発明によれば、コンベヤー上の対象物をエンドエフェクターに保持させるときに、エンドエフェクターの下降の終了時が第1の時間と第2の時間との比較に基づき設定される。そのため、下降したエンドエフェクターが搬送方向に沿って対象物に近づくこと、ひいてはエンドエフェクターと対象物とが衝突することを抑制することができる。それゆえに、エンドエフェクターが対象物を保持することの可能な確率を高めることができる。
制御するロボット制御装置とを備えるロボットシステムであって、前記ロボット制御装置が、上述したロボット制御装置であることを要旨とする。
図1に示されるように、ロボットシステムを構成するロボットコントローラー10のトラッキング判断部11には、コンベヤー40上のワークWを検出するワーク検出部21が接続されている。ワーク検出部21は、トラッキング動作の対象となるワークWが所定の位置に到達したか否かを光学式のセンサーやカメラなどによって検出することで、ロボット50によるトラッキング動作が可能な領域に該ワークWが進入したか否かを検出する。そして、ワーク検出部21は、トラッキング動作の対象となるワークWがトラッキング動作の可能な領域に進入したことを検出すると、トラッキング判断部11とワーク位置算出部12とに対してワーク検出信号を出力する。
ェクター位置算出部13は、アームエンコーダー23から上記所定の演算周期ごとに取得したデータを用いてエンドエフェクター55の位置を算出するとともに、このようにして算出したエンドエフェクター55の位置を上記所定の演算周期で軌道生成部15に出力する。なお、この際、エフェクター位置算出部13は、軌道生成部15に出力するエンドエフェクター55の位置のうち、上記算出指令を受けたときから最新となるエンドエフェクター55の位置を移動開始位置P1として取り扱う。
軌道生成部15には、ワーク位置算出部12からその算出結果であるワークWの位置が所定の周期ごとに入力されるとともに、エフェクター位置算出部13からその算出結果であるエンドエフェクター55の位置が同じく所定の周期ごとに入力される。軌道生成部15は、上記所定の周期ごとに、これらワークの位置の直上位置とエンドエフェクター55の位置とを結ぶ軌道をエンドエフェクター55の軌道として生成するとともに、該軌道上の位置にエンドエフェクター55を移動させるためのアームの関節角度を算出する。そして、軌道生成部15は、その算出結果であるロボットの姿勢を再現するための各アームモーター32の回転角度を算出するとともに、該算出結果に基づく各アームモーター32の駆動量をアームモータードライバー31に出力する。
は定速度V1が速度パターンとして格納されている。そして、軌道生成部15は、上記ワーク初期位置P2の直上である目標位置P2aと上記移動開始位置P1の直上である上昇位置P1aとを結ぶ軌道を用い、上記速度パターンを参照して、該軌道に沿って水平動作することに要する時間を水平動作時間T1として算出する。そして、水平動作時間算出部15aは、算出した水平動作時間T1を下降設定部16に出力する。
上述したロボットシステムが上記トラッキング動作時に行う処理の手順について図2を参照して説明する。なお、図2には、トラッキング動作のうち、ロボット50のエンドエフェクター55によってコンベヤー40上のワークWを把持させる際の処理のみが示されている。
トローラー10がロボット50に行わせる動作の態様について図3を参照して説明する。なお、図3(a)(b)(c)は、それぞれ水平動作の方向、下降動作の方向、及び追従動作の方向におけるエンドエフェクターの速度の変更態様を示すタイミングチャートであって、先の図6に対応する図である。そのため、図6と同じく、上昇位置P1aから目標位置P2aに向かうエンドエフェクター55の速度を水平速度Vaとし、また、エンドエフェクター55の下降する速度を下降速度Vbとし、さらに、ワークWの搬送方向と平行な方向のエンドエフェクター55の速度を追従速度Vcとする。
(1)エンドエフェクター55がワークWの上方に移動することに先立って、ワークWの位置の上方である目標位置P2aにエンドエフェクター55が到達するのに要する水平動作時間T1と、エンドエフェクター55の追従速度Vcとコンベヤー速度Cvとが等しくなるのに要する追従動作時間T2とが算出される。そして、水平動作時間T1の長さと追従動作時間T2の長さを比較して、水平動作時間T1が追従動作時間T2よりも短い場合には、エンドエフェクター55に対する合成動作の開始時から追従動作時間T2の経過時以降がエンドエフェクター55の下降の終了時として設定される。
から近づくのではなく、ワークWの上方からエンドエフェクター55がワークWに接近するようになる。それゆえに、エンドエフェクター55とコンベヤー40上のワークWとの衝突を抑制することができる。
・上記エンドエフェクター55は、ワークWを把持することによって該ワークWの保持を行うものに限らず、ワークWを吸引したり、磁気によって吸着したりすること等によって、該ワークWの保持を行うものであってもよい。あるいは、上記エンドエフェクター5
5は、コンベヤー40上で搬送されるワークWに対して該ワークWの上方から所定の加工を施すものであってもよい。要は、上記エンドエフェクター55は、コンベヤー上で搬送される対象物に対して下降するものであればよい。
始されてもよい。
Claims (8)
- コンベヤーによって搬送されている対象物の上方に向けてエンドエフェクターを移動させながら、搬送方向における前記対象物の速度と前記エンドエフェクターの速度とを同調させて、前記対象物に向けて前記エンドエフェクターを下降させるロボット制御装置であって、
前記エンドエフェクターがトラッキング開始時の位置から前記対象物のトラッキング開始時の位置の上方に到達するために必要な第1の時間と、前記エンドエフェクターの前記搬送方向における速度がトラッキング開始時から前記対象物の速度に同調するために必要な第2の時間と、を算出する算出部と、
前記第1の時間と前記第2の時間とを比較し、前記エンドエフェクターの下降動作を設定する下降設定部と
を備え、
前記下降設定部は、
前記第1の時間が前記第2の時間よりも短い場合に、前記エンドエフェクターの下降の終了時を前記第2の時間の経過時以降に設定する
ことを特徴とするロボット制御装置。 - 前記下降設定部は、
前記第1の時間が前記第2の時間よりも短い場合に、前記エンドエフェクターの下降の開始時を前記第2の時間の経過時に設定する
請求項1に記載のロボット制御装置。 - 前記下降設定部は、
前記第1の時間が前記第2の時間以上である場合に、前記エンドエフェクターの下降の開始時を前記第1の時間の経過時以降に設定する
請求項1又は2に記載のロボット制御装置。 - 前記算出部は、
前記エンドエフェクターが停止した状態で前記第1の時間と前記第2の時間とを算出する
請求項1〜3のいずれか一項に記載のロボット制御装置。 - 前記対象物の上方に水平移動によって前記エンドエフェクターを移動させながら、前記対象物の速度と前記搬送方向における前記エンドエフェクターの速度とを同調させ、
前記第1の時間は、
前記水平移動に必要な時間である
請求項4に記載のロボット制御装置。 - 前記対象物に向けて前記エンドエフェクターを下降させて前記エンドエフェクターに前記対象物を保持させる
請求項1〜5のいずれか一項に記載のロボット制御装置。 - 対象物を搬送するコンベヤーと、
前記コンベヤーによって搬送されている対象物の上方に向けてエンドエフェクターを移動させながら、搬送方向における前記対象物の速度と前記エンドエフェクターの速度とを同調させて、前記対象物に向けて前記エンドエフェクターを下降させるロボットと、
前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置と
を備えるロボットシステムであって、
前記ロボット制御装置が、請求項1〜6のいずれか一項に記載のロボット制御装置であ
る
ことを特徴とするロボットシステム。 - コンベヤーによって搬送されている対象物の上方に向けてエンドエフェクターを移動させながら、搬送方向における前記対象物の速度と前記エンドエフェクターの速度とを同調させて、前記対象物に向けて前記エンドエフェクターを下降させるロボット制御方法であって、
前記エンドエフェクターがトラッキング開始時の位置から前記対象物のトラッキング開始時の位置の上方に到達するために必要な第1の時間と、前記エンドエフェクターの前記搬送方向における速度がトラッキング開始時から前記対象物の速度に同調するために必要な第2の時間と、を算出する工程と、
前記第1の時間と前記第2の時間とを比較し、前記エンドエフェクターの下降動作を設
定する工程と
を備え、
前記下降の終了時を設定する工程では、
前記第1の時間が前記第2の時間よりも短い場合に、前記エンドエフェクターの下降の終了時を前記第2の時間の経過時以降に設定する
ことを特徴とするロボット制御方法。
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