JP6521736B2 - ロボット装置、ロボット制御方法、プログラム、記録媒体及び組立部品の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係るロボット装置の全体構成を示す説明図である。ロボット装置500は、自動組立装置であるロボットセルである。複数のロボットセルを組み合わせることで、生産システムが構築される。
次に、本発明の第2実施形態に係るロボット装置によるロボット制御方法について説明する。図8は、本発明の第2実施形態に係るロボットのロボットハンドを第1押圧位置に移動させた状態を示す模式図である。図9は、本発明の第2実施形態に係るロボットのロボットハンドを第2押圧位置に移動させた状態を示す模式図である。なお、第2実施形態のロボット装置の構成は、上記第1実施形態のロボット装置と同様であり、各部構成については、同一符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第3実施形態に係るロボット装置によるロボット制御方法について説明する。図10は、本発明の第3実施形態に係るロボットのロボットハンドを押圧位置に移動させた状態を示す模式図である。なお、第3実施形態のロボット装置の構成は、上記第1実施形態のロボット装置と同様であり、各部構成については、同一符号を付して説明を省略する。
第1〜第3実施形態では、ロボットアーム101の動作量Dが、関節J2,J3,J5の角度変化量D2,D3,D5である場合について説明したが、これに限定するものではい。ロボットアーム101(図2参照)の複数の関節J1〜J6のうち2つ以上の関節の角度変化量であればどれでもよい。特に、全ての関節J1〜J6の角度変化量であれば、一部の関節の角度変化量について判定するよりも、暖機運転終了のタイミングの精度が向上する。
第1〜第3実施形態では、ロボットアーム101の動作量Dが、2つ以上の関節の角度変化量である場合について説明したが、これに限定するものではない。角度変化量が他の角度変化量よりも収束が遅いものが分かっていれば、その関節の角度変化量のみで判断してもよい。即ち、ロボットアーム101(図2参照)の動作量Dは、複数の関節J1〜J6のうち1つの関節、図7の例では、関節J2の単位時間当たりの角度変化量D2であってもよい。図7の例では、関節J2の角度変化量D2が許容値DS以下に収束するのが最も遅い。したがって、このようなことが予め実験等でわかっていれば、他の関節J1,J3〜J6についての角度変化量の判断を省略することができる。この場合、図5のステップS6では角度変化量D2を算出し、ステップS7では角度変化量D2が許容値DS以下であるか否かを判断すればよい。角度検知部は、関節J2のエンコーダ136(図3参照)である。そして、ステップS7の判断の結果、角度変化量D2が許容値DSを超えていれば、ステップS5の押し付け処理を継続し、角度変化量D2が許容値以下であれば、ステップS5の押し付け処理、即ち暖機運転を終了すればよい。この場合、判断対象が1つとなるので、計算が容易となり、CPU201の負荷が軽減される。
第1〜第3実施形態(変形例1,2も含む)では、角度検知部が、エンコーダ136である場合について説明したが、これに限定するものではない。角度検知部が、ステップS7の判断処理にて判断対象となる関節におけるモータ131(図3参照)の回転角度を検知するエンコーダ135であってもよい。
変形例3では、エンコーダ135の値を用いる場合について説明したが、エンコーダ135の値の代わりに、メイン制御装置230(図4参照)のCPU201から関節制御装置240のCPU251に指令する角度指令値を用いてもよい。即ち、CPU201は、ステップS5では、力制御による角度指令値を演算して、各関節制御装置240のCPU251に出力しているので、この角度指令値を用いてもよい。
第1〜第3実施形態では、ステップS5において、力覚センサ103による力検知値、即ち押圧力を目標範囲(略一定値)に収束させる場合について説明したが、これに限るものではない。例えば各関節J1〜J6のモータ131に対する駆動電流をそれぞれ時間的に一定とし、ロボットアーム101の熱変位によりロボットハンド102の押圧力が変動してもよい。即ち、ステップS5では、CPU201は、ロボットアーム101の動作を制御して、ロボットハンド102を押圧位置に保持した状態でロボットハンド102を架台503に押し付ければよい。この場合、角度指令値よりも、エンコーダ135又はエンコーダ136の値で角度変化量を求めた方が正確であり、更に、減速機133のねじれも考慮すると、エンコーダ136の値で角度変化量を求めたほうがより正確である。
Claims (27)
- 複数の関節を有するロボットアームと、
前記ロボットアームに取り付けられたエンドエフェクタと、
前記ロボットアームの動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ロボットアームの暖機運転として、
前記ロボットアームの動作を制御して、前記エンドエフェクタが被押圧体を押圧する押圧位置に、前記エンドエフェクタを移動させる移動処理と、
前記ロボットアームの動作を制御して、前記エンドエフェクタを前記押圧位置に保持した状態で前記エンドエフェクタを前記被押圧体に押し付ける押し付け処理と、
前記押し付け処理の最中に、単位時間当たりの前記ロボットアームの動作量が、予め設定した許容値以下であるか否かを判断する判断処理と、
前記判断処理の結果、前記動作量が前記許容値を超えていれば、前記押し付け処理を継続し、前記動作量が前記許容値以下であれば、前記押し付け処理を終了する押し付け継続終了処理と、を実行することを特徴とするロボット装置。 - 前記エンドエフェクタに作用する力を検知する力検知部を更に備え、
前記制御部は、前記押し付け処理として、前記ロボットアームの動作を制御して、前記力検知部により検知された力の値が予め設定された目標範囲内に収まるように前記エンドエフェクタを前記被押圧体に押し付けることを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。 - 前記力検知部は、前記ロボットアームと前記エンドエフェクタとの間に配置した力覚センサであることを特徴とする請求項2に記載のロボット装置。
- 前記動作量は、前記複数の関節のうち2つ以上の関節それぞれの前記単位時間当たりの角度変化量であり、
前記制御部は、
前記判断処理として、それぞれの前記角度変化量が前記許容値以下であるか否かを判断し、
前記押し付け継続終了処理として、前記判断処理の結果、前記2つ以上の関節に対する全ての前記角度変化量のうち1つでも前記許容値を超えていれば、前記押し付け処理を継続し、全ての前記角度変化量が前記許容値以下であれば、前記押し付け処理を終了することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のロボット装置。 - 前記動作量は、前記複数の関節のうち1つの関節の前記単位時間当たりの角度変化量であり、
前記制御部は、
前記判断処理として、前記角度変化量が前記許容値以下であるか否かを判断し、
前記押し付け継続終了処理として、前記判断処理の結果、前記角度変化量が前記許容値を超えていれば、前記押し付け処理を継続し、前記角度変化量が前記許容値以下であれば、前記押し付け処理を終了することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のロボット装置。 - 前記ロボットアームは、前記判断処理にて判断対象となる関節に配置され、該関節の角度に応じた信号を検知結果として前記制御部に出力する角度検知部を有し、
前記制御部は、前記角度変化量を求めるに際し、前記角度検知部から検知結果を取得することを特徴とする請求項4又は5に記載のロボット装置。 - 前記角度検知部は、前記判断処理にて判断対象となる関節の角度を検知するエンコーダであることを特徴とする請求項6に記載のロボット装置。
- 前記ロボットアームは、前記複数の関節それぞれに配置され、該関節を駆動する駆動部を有し、
前記駆動部は、電動モータと、前記電動モータの回転を減速する減速機と、を有し、
前記角度検知部は、前記判断処理にて判断対象となる関節における前記電動モータの回転角度を検知するエンコーダであることを特徴とする請求項6に記載のロボット装置。 - 前記制御部は、
前記暖機運転を、互いに異なる複数の前記押圧位置それぞれに対して順次実行することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のロボット装置。 - 前記複数の押圧位置には、第1押圧位置と、前記第1押圧位置に対して前記エンドエフェクタの姿勢が変わる第2押圧位置とが含まれていることを特徴とする請求項9に記載のロボット装置。
- 前記エンドエフェクタがロボットハンドであり、
前記制御部は、
前記移動処理において、前記ロボットハンドに治具を把持させ、
前記押し付け処理において、前記治具を介して前記被押圧体に前記ロボットハンドを押し付けることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のロボット装置。 - 前記治具が前記被押圧体に固定されていることを特徴とする請求項11に記載のロボット装置。
- ロボットが、複数の関節を有するロボットアームと、前記ロボットアームに取り付けられたエンドエフェクタとを有しており、制御部が、前記ロボットアームの暖機運転を行うに際し、前記ロボットアームの動作を制御するロボット制御方法であって、
前記制御部が、前記ロボットアームの動作を制御して、前記エンドエフェクタが被押圧体を押圧する押圧位置に、前記エンドエフェクタを移動させる移動工程と、
前記制御部が、前記ロボットアームの動作を制御して、前記エンドエフェクタを前記押圧位置に保持した状態で前記エンドエフェクタを前記被押圧体に押し付ける押し付け工程と、
前記制御部が、前記押し付け工程の最中に、単位時間当たりの前記ロボットアームの動作量が、予め設定した許容値以下であるか否かを判断する判断工程と、
前記制御部が、前記判断工程の結果、前記動作量が前記許容値を超えていれば、前記押し付け工程を継続し、前記動作量が前記許容値以下であれば、前記押し付け工程を終了する押し付け継続終了工程と、備えることを特徴とするロボット制御方法。 - 前記ロボットが、前記エンドエフェクタに作用する力を検知する力検知部を有しており、
前記押し付け工程では、前記制御部が、前記ロボットアームの動作を制御して、前記力検知部により検知された力の値が予め設定された目標範囲内に収まるように前記エンドエフェクタを前記被押圧体に押し付けることを特徴とする請求項13に記載のロボット制御方法。 - 前記力検知部が、前記ロボットアームと前記エンドエフェクタとの間に配置した力覚センサであることを特徴とする請求項14に記載のロボット制御方法。
- 前記動作量は、前記複数の関節のうち2つ以上の関節それぞれの前記単位時間当たりの角度変化量であり、
前記判断工程として、前記制御部が、それぞれの前記角度変化量が前記許容値以下であるか否かを判断し、
前記押し付け継続終了工程として、前記制御部が、前記判断工程の結果、前記2つ以上の関節に対する全ての前記角度変化量のうち1つでも前記許容値を超えていれば、前記押し付け工程を継続し、全ての前記角度変化量が前記許容値以下であれば、前記押し付け工程を終了することを特徴とする請求項13乃至15のいずれか1項に記載のロボット制御方法。 - 前記動作量は、前記複数の関節のうち1つの関節の前記単位時間当たりの角度変化量であり、
前記判断工程として、前記制御部が、前記角度変化量が前記許容値以下であるか否かを判断し、
前記押し付け継続終了工程として、前記制御部が、前記判断工程の結果、前記角度変化量が前記許容値を超えていれば、前記押し付け工程を継続し、前記角度変化量が前記許容値以下であれば、前記押し付け工程を終了することを特徴とする請求項13乃至15のいずれか1項に記載のロボット制御方法。 - 前記ロボットアームは、前記判断工程にて判断対象となる関節に配置され、該関節の角度に応じた信号を検知結果として前記制御部に出力する角度検知部を有し、
前記判断工程にて、前記制御部が、前記角度変化量を求めるに際し、前記角度検知部から検知結果を取得することを特徴とする請求項16又は17に記載のロボット制御方法。 - 前記角度検知部は、前記判断工程にて判断対象となる関節の角度を検知するエンコーダであることを特徴とする請求項18に記載のロボット制御方法。
- 前記ロボットアームは、前記複数の関節それぞれに配置され、該関節を駆動する駆動部を有し、
前記駆動部は、電動モータと、前記電動モータの回転を減速する減速機と、を有し、
前記角度検知部は、前記判断工程にて判断対象となる関節における前記電動モータの回転角度を検知するエンコーダであることを特徴とする請求項18に記載のロボット制御方法。 - 前記制御部が、前記暖機運転を、互いに異なる複数の前記押圧位置それぞれに対して順次実行することを特徴とする請求項13乃至20のいずれか1項に記載のロボット制御方法。
- 前記複数の押圧位置には、第1押圧位置と、前記第1押圧位置に対して前記エンドエフェクタの姿勢が変わる第2押圧位置とが含まれていることを特徴とする請求項21に記載のロボット制御方法。
- 前記エンドエフェクタがロボットハンドであり、
前記移動工程において、前記制御部が、前記ロボットハンドに治具を把持させ、
前記押し付け工程において、前記制御部が、前記治具を介して前記被押圧体に前記ロボットハンドを押し付けることを特徴とする請求項13乃至22のいずれか1項に記載のロボット制御方法。 - 前記治具が前記被押圧体に固定されていることを特徴とする請求項23に記載のロボット制御方法。
- コンピュータに、請求項13乃至24のいずれか1項に記載のロボット制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
- 請求項25に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 請求項13乃至24のいずれか1項に記載のロボット制御方法による前記ロボットアームの暖機運転終了後、前記ロボットアーム及び前記エンドエフェクタを動作させて組立部品を製造する組立部品の製造方法。
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