JP6307838B2 - ロボット、ロボットシステムおよび制御装置 - Google Patents
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Description
この自動研磨装置においては、研磨工具に加わる研磨力を研磨力計測装置(力覚センサー)により計測し、計測した研磨力に基づいて研磨工具を移動させ、研磨力を一定に保つ動作が行われている(特許文献1の段落「0014」および図4参照)。
把持部を備えるアームと、を含み、固定されている加工工具に前記把持部により把持された加工対象物を接触させて加工する、ことを特徴とするロボットである。
この構成により、ロボットでは、力覚センサーを加工工具側にではなく、ロボット自身が有する。これにより、ロボットでは、ノイズが流入しない、力覚センサーの出力値に応じて加工対象物と加工工具との接触状態を保つので、加工対象物に加える力を精度よく一定に保つことができるロボットを提供することができる。
この構成により、力覚センサーの出力値が予め設定された所定値となるように、加工対象物と加工工具とを接触させた状態を保つ制御を行う。これにより、ロボットでは、加工対象物に加える力を精度よく所定値に一定に保つことができるロボットを提供することができる。
この構成により、ワークと研磨工具とを接触させた状態を保つ制御を行う。これにより、ワークに対して研磨工具から加える研磨力を精度よく一定に保つことができるロボットを提供することができる。例えば、予め設定された所定値を変更することにより、研磨量の大小を調整できるので、ワーク上に文字を表す場合にはその文字の濃淡を調整することができる。
この構成により、ロボットでは、力覚センサーを加工工具側にではなく、ロボット自身が有する。これにより、制御装置では、ノイズが流入しない、力覚センサーの出力値に応じて加工対象物と加工工具との接触状態を保つので、対象物に加える力を精度よく一定に保つことができるロボットシステムを提供することができる。
この構成により、ロボットでは、力覚センサーを加工工具側にではなく、ロボット自身が有する。これにより、制御装置では、ノイズが流入しない、力覚センサーの出力値に応じて加工対象物と加工工具との接触状態を保つので、対象物に加える力を精度よく一定に保つことができる制御装置を提供することができる。
また、本発明の一態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、力センサーと、把持部を備えるアームと、を含み、前記力センサーからの出力に基づいて、固定されている加工工具であって加工対象物を研磨する前記加工工具に前記把持部により把持された前記加工対象物を接触させて加工し、前記加工対象物を加工した後、前記加工対象物と、ふき取り部材とのいずれか一方を前記把持部により把持し、前記力センサーからの出力に基づいて、加工した前記加工対象物を前記ふき取り部材に接触させ、前記加工対象物と前記ふき取り部材とを接触させたまま摺動させる、ことを特徴とするロボットである。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記ふき取り部材は、布である、構成が用いられてもよい。
また、本発明の一態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、力センサーと、把持部を備えるアームと、を有するロボットと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記力センサーからの出力に基づいて、固定されている加工工具であって加工対象物を研磨する前記加工工具に前記把持部により把持された前記加工対象物を接触させて加工させ、前記加工対象物を加工させた後、前記加工対象物と、ふき取り部材とのいずれか一方を前記把持部により把持させ、前記力センサーからの出力に基づいて、加工させた前記加工対象物を前記ふき取り部材に接触させ、前記加工対象物と前記ふき取り部材とを接触させたまま摺動させる、ことを特徴とするロボットシステムである。
また、本発明の一態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、力センサーと、把持部を備えるアームと、を有するロボットに対して、前記力センサーからの出力に基づいて、固定されている加工工具であって加工対象物を研磨する前記加工工具に前記把持部により把持された前記加工対象物を接触させて加工させ、前記加工対象物を加工させた後、前記加工対象物と、ふき取り部材とのいずれか一方を前記把持部により把持させ、前記力センサーからの出力に基づいて、加工させた前記加工対象物を前記ふき取り部材に接触させ、前記加工対象物と前記ふき取り部材とを接触させたまま摺動させる、ことを特徴とする制御装置である。
これにより、本発明によれば、対象物に加える力を精度よく一定に保つことができるロボット、ロボットシステムおよび制御装置を提供することができる。
ロボット100は、ロボット制御装置61により制御される。ロボット100は、例えば、図1に示すように、ワークの把持などを行うアーム型のロボットである。ロボット100のアームは、例えば、複数のジョイント(関節)200と、複数のリンク210と、ハンド220(把持部)と、力覚センサー230(力センサー)とを備える。
なお、図1では6軸のアームが示されているが、軸数(ジョイント数)をさらに増加させてもよいし減らしてもよい。また、リンクの数を増減させてもよい。また、アーム、ハンド、リンク、ジョイント等の各種部材の形状、大きさ、配置、構造等も適宜変更してよい。また、力覚センサー230の位置なども適宜変更してもよい。
制御部101は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などを用いて構成されており、各種の演算処理を行う。制御部101が行う各種の演算処理とは、次の処理などである。
制御部101が行う演算処理のうち一つの処理は、ハンド220の移動を行う位置制御である。なお、ハンド220を含むロボット100の各部材の位置(X、Y、Z)は、図2に示すように、X軸、Y軸、Z軸に応じて、所定の位置(例えば、図2に示すワーク載置台302の中心)を原点として定められる。なお、位置制御の際、各部材の姿勢を示す値である姿勢(θX、θY、θZ)をさらに用いてもよい。
なお、位置制御に関しては、本実施形態では、三次元空間における各部材の動作が、位置(X、Y、Z)を用いて位置が設定され、その動作が制御されるものとするが、例えばビジュアルサーボの構成を前提として位置制御、姿勢制御を行ってもよい。すなわち、ロボット100のハンド220が把持する加工対象物を撮影するカメラを固定的、あるいは可動的に設置し、カメラの撮像画像とあらかじめ用意した参照画像とを比較することで、その比較結果に基づいてロボットの位置制御、姿勢制御を行ってもよい。
出力部104は、外部への出力を行う。出力部104は、例えば、ユーザーに対して各種の情報を画像で表示する画面(例えば、液晶ディスプレイ)や、ユーザーに対して音声の情報を出力するスピーカーなどを含んで構成される。また、出力部104は、例えば、外部の装置へ情報を出力する機能を含んで構成されてもよい。
ユーザーが、入力部103に作業開始を表す信号を入力すると、ロボット制御装置61はロボット100に対して制御信号を出力し、図3に示す処理が開始される。
まず、ロボット100は、ハンド220(把持部)をワーク載置台に向けて移動する(ステップS1)。
次に、ロボット100は、把持部によりワーク301を把持する(ステップS2)。
ロボット100は、把持したワーク301を研磨部材の近傍の所定位置(初期位置)に移動させる(ステップS3)。
ロボット100は、リューターの研磨部材に対して水平方向からワーク301を接近させ、ワーク301を初期位置から研磨部材側へ近づける(ステップS4)。
ロボット制御装置61は、ワーク301が研磨部材に接触したか否かを判定する(ステップS5)。制御部101は、力覚センサー230のセンサー値が予め設定された閾値以上となるか否かによって、この判定を行う。制御部101は、センサー値が予め設定された閾値以上になると、ワーク301が研磨部材に接触したと判定し(ステップS5−Yes)、ステップS6に進む。一方、制御部101は、センサー値が予め設定された閾値未満の場合、ステップS4に戻り(ステップS5−No)、ステップS5の条件が満たされるまで、ステップS4の処理を続ける。
ロボット100は、ワーク301が研磨部材312b接触した状態で、ワーク301を移動させる(ステップS7)。ワーク301の表面には文字が描かれる。
ロボット100は、逆向きの押付圧でワーク301を研磨部材312bから離す(ステップS8)。
なお、この後、ロボット100は、ワーク301に付着した研磨くずをふき取る動作を行ってもよい。例えば、ロボット100が、片腕ロボットの場合は、ハンド220によりワーク載置台302以外の作業台にワーク301を載置する。ロボット100は、スポンジまたは布などをハンド220により把持し、ワーク301に対してふき取り動作を行う構成としてよい。あるいは、当該作業台にスポンジまたは布などを載置し、載置したスポンジまたは布などに対して、ハンド220により把持したワーク301をこすり付けることにより、ふき取り動作を行う構成としてよい。また、ロボット100が、双腕ロボットの場合は、ワーク301を一方の腕のハンド220に把持した状態で、他方の腕のハンド220によりスポンジ等を把持し、一方のハンド220が把持したワーク301のふき取り動作を行う構成としてもよい。このようなふき取り動作時にも、力覚センサー230による力制御により、ワーク301に加わる力を制御することで、ワーク301の表面に研磨くずによる傷などをつけることなく、ワーク301の表面から研磨くずを取り除くことができる。
続いて、ロボット100は、研磨済のワーク301をワーク載置台へ移動させ、ワーク301を載置する(ステップS9)。なお、複数の文字をワーク表面に描く場合は、ステップS3に戻って次の文字がワーク301の表面に描かれる。
これにより、ワーク301を研磨部材312bに接触させた状態で、ワーク301を移動させることにより、ワーク301の表面に精度よく文字を書くことができる。また、予め一定値に設定される所定の押圧力をワーク301に各文字に対応して変更すれば、研磨の程度で濃淡を表現してワーク301の表面に文字を描くことができる。
本実施形態では、ロボットは、それぞれ腕(アーム)を構成する2本のマニピュレーター21、22を備える双腕ロボットである。ロボットは、ロボット制御装置461と一体に構成されており、ロボット制御装置461から入力された制御信号により動作が制御される。また、ロボットは、自己の状態等を示す信号を、ロボット制御装置461に出力してもよい。
なお、本実施形態に係るロボットは、人手により外力を加えることで、または、装置により自動的に、左側の車輪41および右側の車輪42を回転させて、移動させることが可能である。
格納部11には、ロボット制御装置461が格納されている。
なお、それぞれのマニピュレーター21、22の自由度は、任意の自由度であってもよく、例えば、3軸の自由度であってもよく、6軸の自由度であってもよく、7軸の自由度であってもよく、または、他の自由度であってもよい。
それぞれの把持部31、32は、把持する対象となる物体(対象物)を把持する。
本実施形態では、マニピュレーター21、22(および把持部31、32)を動作させることで、把持部31、32により把持される対象物を移動させること、つまり当該対象物の位置や姿勢を変化させることが可能である。
なお、ロボット制御装置461は、例えば、左腕のマニピュレーター21(および把持部31)と、右腕のマニピュレーター22(および把持部32)とを、同時に関連付けて制御してもよく、または、左腕のマニピュレーター21(および把持部31)と、右腕のマニピュレーター22(および把持部32)とを、それぞれ別個に制御してもよい。
なお、本構成例に係るロボットシステム401において行われる動作は、概略的に、図1に示される本実施形態に係るロボットシステム1において行われる動作と同様であるため、詳しい説明を省略する。例えば、把持部31および把持部32のうち一方の把持部を用いて、上述の研磨作業を行ってもよいし、把持部31および把持部32の両方の把持部を用いて、並列に研磨作業を行ってもよいし、右腕と左腕で交互に研磨作業を行ってもよい。
本実施形態に係るロボットシステム401によれば、把持部31、把持部32を有するので、図2、図3を参照して説明した研磨装置に適用すれば、ワークに対して文字を書き込む作業をより効率よく行うことができる。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
Claims (6)
- 力センサーと、
把持部を備えるアームと、を含み、
前記力センサーからの出力に基づいて、固定されている加工工具であって加工対象物を研磨する前記加工工具に前記把持部により把持された前記加工対象物を接触させて加工し、
前記加工対象物を加工した後、前記加工対象物と、ふき取り部材とのいずれか一方を前記把持部により把持し、
前記力センサーからの出力に基づいて、加工した前記加工対象物を前記ふき取り部材に接触させ、前記加工対象物と前記ふき取り部材とを接触させたまま摺動させる、
ことを特徴とするロボット。 - 前記ふき取り部材は、布である、
ことを特徴とする請求項1に記載のロボット。 - 前記力センサーの出力値が予め設定された所定値となるように、前記加工対象物と前記加工工具とを接触させた状態を保つ、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のロボット。 - 前記加工対象物は、前記ロボットの把持部が把持するワークであり、
前記加工工具は、回転工具であって、
当該回転工具の回転軸に取り付けられた研磨工具に前記加工対象物が接触される、
ことを特徴とする請求項1から3のうちいずれか一項に記載のロボット。 - 力センサーと、把持部を備えるアームと、を有するロボットと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記力センサーからの出力に基づいて、固定されている加工工具であって加工対象物を研磨する前記加工工具に前記把持部により把持された前記加工対象物を接触させて加工させ、
前記加工対象物を加工させた後、前記加工対象物と、ふき取り部材とのいずれか一方を前記把持部により把持させ、
前記力センサーからの出力に基づいて、加工させた前記加工対象物を前記ふき取り部材に接触させ、前記加工対象物と前記ふき取り部材とを接触させたまま摺動させる、
ことを特徴とするロボットシステム。 - 力センサーと、把持部を備えるアームと、を有するロボットに対して、
前記力センサーからの出力に基づいて、固定されている加工工具であって加工対象物を研磨する前記加工工具に前記把持部により把持された前記加工対象物を接触させて加工させ、
前記加工対象物を加工させた後、前記加工対象物と、ふき取り部材とのいずれか一方を前記把持部により把持させ、
前記力センサーからの出力に基づいて、加工させた前記加工対象物を前記ふき取り部材に接触させ、前記加工対象物と前記ふき取り部材とを接触させたまま摺動させる、
ことを特徴とする制御装置。
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