JP6859992B2 - 制御方法、ロボット及びロボットシステム - Google Patents
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Description
本開示の他の形態によれば、ロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けられ、吐出物を吐出する吐出口を含むディスペンサーと、前記吐出口を挟んで配置される第1の距離センサーおよび第2の距離センサー、ならびに前記吐出口を挟んで配置される第3の距離センサーおよび第4の距離センサーを含み、前記吐出物が吐出される方向における対象との距離を検出する距離センサーと、を備えるロボットを制御する制御方法が提供される。この制御方法は、前記吐出口から前記吐出物を吐出させるために、前記第1から第4の距離センサーのいずれかが前記ディスペンサーに対して前方に配されるように、前記ロボットアームの姿勢を制御しつつ、前記ディスペンサーを移動させるロボットアーム姿勢制御工程と、前記ディスペンサーの移動方向の変更を行う場合に、前記ディスペンサーに対して移動方向の前方に配すべき距離センサーを選択する工程であって、前記第1から第4の距離センサーのうち、前記ディスペンサーに対して移動方向の前方に配すると仮定した場合に、前記ロボットアームの姿勢の変更量が最も小さい距離センサーと、前記ロボットアームの前記姿勢の変更量が2番目に小さい距離センサーと、のうち、前記ロボットアームの基準となる姿勢からの前記ロボットアームの姿勢の累積の変更量が小さい方の距離センサーを選択する、距離センサー選択工程と、を有する。前記ロボットアーム姿勢制御工程において、移動方向の前記変更に続いて行われる前記ディスペンサーの移動は、前記距離センサー選択工程で選択された距離センサーが前記ディスペンサーに対して前方に配されるように、前記ロボットアームの姿勢を制御して行われる。
図1は、ロボットシステムの一例を示す斜視図である。図2は、ロボット100と制御装置200の機能を示すブロック図である。以下では、図1及び図2を用いて、本実施形態に係るロボットシステムの構成について説明する。このロボットシステムは、ロボット100と、制御装置200と、教示装置300とを備えている。制御装置200は、ロボット100及び教示装置300とケーブル又は無線を介して通信可能に接続されている。
図10は、第2実施形態におけるニードル132と距離センサー134との位置関係を示す模式図である。第2実施形態におけるロボット400は、エンドエフェクター130に含まれる距離センサー134の数において、第1実施形態におけるロボット100と異なる。以下において、第1実施形態と同一の構成については、同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。エンドエフェクター130に含まれる距離センサー134の数は、5つ以上であっても良い。また、ニードル132を挟んで配置された2つの距離センサー134を3組以上含んでいても良い。例えば、本実施形態において、ロボット400は、8つの距離センサー134を備えている。本実施形態において、8つの距離センサー134は、4組の距離センサーである。4組の距離センサー134の各一組の距離センサー134は、ニードル132を挟んで配置された2つの距離センサー134から成る。8つの距離センサー134は、ニードル132を中心とした円周上に配置されている。また、距離センサー134は、等しい角度間隔をあけて配置されている。このため、各一組を成す2つの距離センサー134を結んだ場合に、結んだ方向が45度ずつずれるように距離センサー134が配置されている。
(1)図11は、複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される一例を示す概念図である。この例では、ロボット100およびその制御装置200の他に、パーソナルコンピューター500、510と、LANなどのネットワーク環境を介して提供されるクラウドサービス600とが描かれている。パーソナルコンピューター500、510は、それぞれプロセッサーとメモリーとを含んでいる。また、クラウドサービス600においてもプロセッサーとメモリーを利用可能である。プロセッサーは、コンピューター実行可能な命令を実行する。これらの複数のプロセッサーの一部または全部を利用して、制御装置200および教示装置300を含むロボット制御装置を実現することが可能である。また、各種の情報を記憶する記憶部も、これらの複数のメモリーの一部または全部を利用して、実現することが可能である。
D1.第1の他の実施形態
距離センサー134の配置は、上記形態において説明した配置に限定されない。距離センサー134の配置は、ニードル132の周囲である限りにおいて、適宜変更可能である。例えば、ロボット100は、それぞれニードル132を挟んだ2つの距離センサー134からなる2組以上の距離センサー134を備え、かつ、2組以上の距離センサー134のうち少なくとも2組の距離センサーの組を成す距離センサーを結ぶ方向が互いに交差していればよい。また、ロボット100に備えられた各距離センサー134とニードル132との距離は、同一でなくてもよい。
上記実施形態において、距離センサー134は、超音波センサーであるが、これに限定されない。例えば、距離センサー134は、レーザー光源と光センサーとからなるレーザーセンサーであってもよい。この場合において、レーザーセンサーは、パルスレーザー光が対象物に反射してくるまでに要する飛行時間を取得するために用いられてもよい。この場合には、制御部210は、飛行時間に基づいて対象物までの距離を算出する飛行時間解析を行うことによって、距離を取得しても良い。
上記実施形態において、力覚センサー190は、備えられていなくても良い。力覚センサー190が備えられていない場合には、制御装置200は、ロボット100に対して行った指示の内容に基づいて、ロボット100に備えられたアクチュエーターの駆動量を算出することによって、力覚センサー190の機能を補っても良い。また、ロボットシステムが、さらに、カメラ等の画像取得装置を備えている場合には、制御装置200は、画像取得装置から取得される画像データに基づいてロボット100の姿勢等を取得してもよい。
上記実施形態において、制御部210は、角度補正処理において、ニードル132と吐出面Sとが直交するように制御しているが、これに限定されない。例えば、制御部210は、ニードル132と吐出面Sとの成す角度が予め定められた角度になるように制御しても良い。より具体的には、例えば、制御部210は、ニードル132の移動方向において、ニードル132の基端部が先端部より前方になるようにニードル132を傾けるようにアーム120の姿勢を制御しても良い。この場合には、吐出物30がニードル132の移動方向の後ろ側に吐出されるので、ニードル132の先端と吐出面Sに吐出された吐出物30とが接触することを抑制できる。またこの場合において、制御部210は、2つの距離センサー134のみを用いてニードル132の傾きを制御しても良い。例えば、制御部210は、ニードル132の移動方向の前方に位置する距離センサー134と、この距離センサー134と組を成さない1つの距離センサー134と、の2つの距離センサー134の検出値が互いに異なる値になるように制御してもよい。この場合であっても、制御部210は、ニードル132と吐出面Sとが垂直にならないように制御できる。また、ニードル132の移動方向の前方に位置する距離センサー134の検出値が他の距離センサー134の検出値より小さくなるように制御された場合には、制御部210は、少なくともニードル132の基端部が先端部より前方になるようにニードル132を傾けるようにアーム120の姿勢を制御できる。
上記実施形態において、制御部210は、高さ補正処理と角度補正処理とを実行しているが、これに限定されない。例えば、制御部210は、高さ補正処理と角度補正処理との少なくとも一方を実行しなくてもよい。
上記実施形態において、制御部210は、教示データに応じて、各処理に用いる距離センサー134を選択しているが、距離センサー134の選択手段は、これに限定されない。例えば、エンドエフェクター130に移動方向をリアルタイムで取得可能な機構、例えば各位同方向に応じた加速度を取得可能な加速度センサーを有している場合には、制御部210は、取得される移動方向に応じて使用する距離センサー134を選択してもよい。
上記実施形態において、制御装置200は、距離センサー134から取得される検出値をさらに他の処理に用いても良い。例えば、制御装置200は、距離センサー134から出力される値を用いて、吐出面Sの外側に向けて吐出物30を吐出しないように制御しても良い。この場合には、例えば、制御装置200は、アーム120の移動方向における距離センサー134からの検出値が基準値を超えた値となった場合に、ニードル132の停止を指示してもよい。
上記形態において、ロボット100は、6軸ロボットであるが、これに限定されない。ロボット100が有する軸の数は、7軸以上でもよく、5軸以下であってもよい。具体的には、例えば、ロボット100は、1軸のロボットであるスカラロボットであってもよい。ロボット100がスカラロボットである場合であっても、制御装置200は、上記形態と同様に、吐出量の取得処理や高さ補正処理を実行することができる。
上記実施形態において、ロボット100に備えられたエンドエフェクター130は、吐出物を吐出するディスペンサーとしてニードル132を備えている。しかし、ディスペンサーは、ニードル132に限定されない。例えば、ロボット100は、ディスペンサーとしてジェットディスペンサーを備えていてもよい。
この形態の制御装置によれば、ディスペンサーの移動する方向に応じて、ロボットが備える2組の距離センサーを使い分けることが可能である。このため、ロボットに備えられた2組の距離センサーを使い分けることができない場合と比べて、ディスペンサーの移動方向を変更する際に、ロボットにおけるディスペンサーを中心とした姿勢の変更の程度を低減するように制御できる。これにより、ディスペンサーを中心とした姿勢の変更に伴って、ロボットに取り付けられた配線が引っ張られることによる、配線の損傷が抑制できる。
Claims (10)
- ロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けられ、吐出物を吐出する吐出口を含むディスペンサーと、前記吐出口を挟んで配置される第1の距離センサーおよび第2の距離センサー、ならびに前記吐出口を挟んで配置される第3の距離センサーおよび第4の距離センサーを含み、前記吐出物が吐出される方向における対象との距離を検出する距離センサーと、を備えるロボットを制御する制御方法であって、
前記吐出口から前記吐出物を吐出させるために、前記第1から第4の距離センサーのいずれかが前記ディスペンサーに対して前方に配されるように、前記ロボットアームの姿勢を制御しつつ、前記ディスペンサーを移動させるロボットアーム姿勢制御工程と、
前記ディスペンサーの移動方向の変更を行う場合に、前記ディスペンサーに対して移動方向の前方に配すべき距離センサーを選択する工程であって、前記第1から第4の距離センサーのうち、前記ディスペンサーに対して移動方向の前方に配すると仮定した場合に、前記ロボットアームの姿勢の変更量が最も小さい距離センサーと、前記ロボットアームの前記姿勢の変更量が2番目に小さい距離センサーと、のうち、前記ロボットアームの基準となる姿勢からの前記ロボットアームの姿勢の累積の変更量が小さい方の距離センサーを選択する、距離センサー選択工程と、を有し、
前記ロボットアーム姿勢制御工程において、移動方向の前記変更に続いて行われる前記ディスペンサーの移動は、前記距離センサー選択工程で選択された距離センサーが前記ディスペンサーに対して前方に配されるように、前記ロボットアームの姿勢を制御して行われる、制御方法。 - 請求項1に記載の制御方法であって、
前記ロボットアーム姿勢制御工程は、少なくとも一つの前記距離センサーによって検出される値に応じて前記ディスペンサーと前記対象の吐出面との距離を予め定められた距離になるように前記ロボットアームの姿勢を制御する高さ補正処理工程を有する、制御方法。 - 請求項2に記載の制御方法であって、
前記高さ補正処理工程は、前記ディスペンサーに対して移動方向の前方に配されている距離センサーによって検出される値に応じて前記ロボットアームの姿勢を制御する、制御方法。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の制御方法であって、
前記ロボットアーム姿勢制御工程は、少なくとも3つの前記距離センサーによって検出される値に応じて前記ディスペンサーと前記対象の吐出面とのなす角度があらかじめ定められた角度になるように前記ロボットアームの姿勢を制御する角度補正処理工程をさらに有する、制御方法。 - 請求項4に記載の制御方法であって、
前記角度補正処理工程は、前記第1から第4の距離センサーのうち、前記ディスペンサーに対して移動方向の後方に配されている距離センサー以外の距離センサーのそれぞれによって検出される値が同じ値になるように前記ロボットアームの姿勢を制御する、制御方法。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の制御方法であって、
前記距離センサー選択工程において選択された距離センサーと、前記選択された距離センサーに対して前記吐出口を挟んで配置される距離センサーと、が検出したそれぞれの値の差分を用いて、前記ディスペンサーから吐出された前記吐出物の吐出量を検出する、吐出量検出工程をさらに有する制御方法。 - ロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けられ、吐出物を吐出する吐出口を含むディスペンサーと、前記ディスペンサーの周囲に配置され、前記吐出物が吐出される方向における対象との距離を検出する複数の距離センサーと、を備えるロボットを制御する制御方法であって、
前記吐出口から前記吐出物を吐出させるために、前記複数の距離センサーのいずれかが前記ディスペンサーに対して前方に配されるように、前記ロボットアームの姿勢を制御しつつ、前記ディスペンサーを移動させる、ロボットアーム姿勢制御工程と、
前記ディスペンサーの移動方向の変更を行う場合に、前記ディスペンサーに対して移動方向の前方に配すべき距離センサーを選択する工程であって、前記複数の距離センサーのうち、前記ディスペンサーに対して移動方向の前方に配すると仮定した場合に、前記ロボットアームの姿勢の変更量が最も小さい距離センサーと、前記ロボットアームの前記姿勢の変更量が2番目に小さい距離センサーと、のうち、前記ロボットアームの基準となる姿勢からの前記ロボットアームの姿勢の累積の変更量が小さい方の距離センサーを選択する、距離センサー選択工程と、を有し、
前記ロボットアーム姿勢制御工程において、移動方向の前記変更に続いて行われる前記ディスペンサーの移動は、前記距離センサー選択工程で選択された距離センサーが前記ディスペンサーに対して前方に配されるように、前記ロボットアームの姿勢を制御して行われる、制御方法。 - ロボットアームと、
前記ロボットアームの先端に設けられ、吐出物を吐出する吐出口を含むディスペンサーと、
前記吐出口を挟んで配置される第1の距離センサーおよび第2の距離センサー、ならびに前記吐出口を挟んで配置される第3の距離センサーおよび第4の距離センサーを含み、前記吐出物が吐出される方向における対象との距離を検出する距離センサーと、を備え、
前記吐出口から前記吐出物を吐出させるために、前記第1から第4の距離センサーのいずれかが前記ディスペンサーに対して前方に配されるように、前記ロボットアームの姿勢を制御しつつ、前記ディスペンサーを移動させ、
移動方向の変更に続いて行われる前記ディスペンサーの移動を、選択距離センサーを前記ディスペンサーの前方に配した姿勢で行い、
前記選択距離センサーは、前記第1から第4の距離センサーのうち、前記ディスペンサーに対して移動方向の前方に配すると仮定した場合に、前記ロボットアームの姿勢の変更量が最も小さい距離センサーと、前記ロボットアームの前記姿勢の変更量が2番目に小さい距離センサーと、のうち、前記ロボットアームの基準となる姿勢からの前記ロボットアームの姿勢の累積の変更量が小さい方の距離センサーである、ロボット。 - 請求項8に記載のロボットであって、
前記距離センサーは、超音波センサーである、ロボット。 - ロボットシステムであって、
ロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けられ、吐出物を吐出する吐出口を含むディスペンサーと、前記ディスペンサーの周囲に配置され、前記吐出物が吐出される方向における対象との距離を検出する第1の距離センサー、第2の距離センサー、第3の距離センサー、および第4の距離センサーを有する距離センサーと、を有するロボットと、
前記ロボットアームの動作を制御するとともに、前記距離センサーによって検出された値を用いて、前記ディスペンサーから吐出された吐出物の吐出量を算出する制御部を有する制御装置と、を備え、
前記制御部は、
前記吐出口から前記吐出物を吐出させるために、前記第1から第4の距離センサーのいずれかが前記ディスペンサーに対して前方に配されるように、前記ロボットアームの姿勢を制御しつつ、前記ディスペンサーを移動させ、
前記ディスペンサーの移動方向の変更を行う場合に、前記ディスペンサーに対して移動方向の前方に配すべき距離センサーを選択する処理であって、前記第1から第4の距離センサーのうち、前記ディスペンサーに対して移動方向の前方に配すると仮定した場合に、前記ロボットアームの姿勢の変更量が最も小さい距離センサーと、前記ロボットアームの前記姿勢の変更量が2番目に小さい距離センサーと、のうち、前記ロボットアームの基準となる姿勢からの前記ロボットアームの姿勢の累積の変更量が小さい方の距離センサーを選択する、処理を実行し、
移動方向の前記変更に続いて行われる前記ディスペンサーの移動を、前記選択された距離センサーが前記ディスペンサーに対して前方に配されるように、前記ロボットアームの姿勢を制御して、行う、ロボットシステム。
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