JP7259247B2 - Controllers, robot systems, and robots - Google Patents
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本開示は、制御装置、ロボットシステム、及びロボットに関する。 The present disclosure relates to controllers, robot systems, and robots.
ノズルと、ノズルから接着剤をガラス基板に塗布する塗布シリンジと、ガラス基板の高さをレーザーセンサーで計測するとともに、ノズルを所定の高さで設けられたロードセルに接触させてノズルの高さを設定する接着剤塗布装置が知られている(例えば、特許文献1)。この接着剤塗布装置では、設定された高さに応じて、ガラス基板とノズルとのギャップが一定の値になるようにノズルの位置を調整している。 The height of the nozzle, the syringe that applies the adhesive from the nozzle to the glass substrate, and the height of the glass substrate are measured with a laser sensor. An adhesive application device for setting is known (for example, Patent Literature 1). In this adhesive application device, the position of the nozzle is adjusted so that the gap between the glass substrate and the nozzle is a constant value according to the set height.
この接着剤塗布装置において、例えばノズル、すなわちニードル先端とガラス基板とのギャップが一定の値になるようにニードルの位置を調整したとしても、ニードルが傾いている場合、塗布不良が発生するという課題があった。 In this adhesive application device, even if the position of the needle is adjusted so that the gap between the tip of the needle and the glass substrate is constant, for example, if the needle is tilted, defective application occurs. was there.
本開示の一形態によれば、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、吐出面に対して吐出物を吐出するニードルと、信号を発信する発信部と、前記信号を検出する検出部と、を備えるロボットを制御する制御装置が提供される。この制御装置は、前記検出部によって検出される信号強度に応じて、前記ロボットアームの動作と前記ニードルからの前記吐出物の吐出とを制御する制御部を備え、前記検出部と前記発信部との間に、前記ニードルが配置され、前記制御部は、前記発信部から前記検出部へ向いた方向である第1の方向に沿って、前記発信部から前記検出部に前記第1信号を発信させ、前記第1信号に応じて前記検出部から出力される第1検出値が、前記ニードルが前記吐出面に対して傾いていないことを示す場合、前記ニードルから前記吐出物の吐出を実行させ、前記第1信号に応じて前記検出部から出力される第1検出値が、前記ニードルが前記吐出面に対して傾いていることを示す場合、前記ニードルから前記吐出物の吐出を停止させる。
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、吐出面に対して吐出物を吐出するニードルと、第1信号を発信する発信部と、前記第1信号を検出する検出部と、を備えるロボットを制御する制御装置が提供される。この制御装置は、前記検出部の出力に応じて、前記ロボットアームの動作と、前記ニードルからの前記吐出物の吐出と、を制御する制御部を備える。前記検出部と前記発信部との間に、前記ニードルが配置されている。前記制御部は、前記発信部から前記検出部に向かって前記第1信号を発信させ、前記第1信号に応じて前記検出部から出力される第1検出値が、前記ニードルが前記吐出面に対して傾いていないことを示す場合、前記ニードルから前記吐出物の吐出を実行させ、前記第1検出値が、前記ニードルが前記吐出面に対して傾いていることを示す場合、前記ニードルからの前記吐出物の吐出を停止させる。前記発信部は、前記ニードルの先端から前記ニードルに沿って延びる方向と前記吐出面との交点から前記ニードルの移動方向にずれた第1位置に向かう方向に、第2信号を発信し、前記吐出面に向かって第3信号を発信し、前記吐出面で反射した第3信号を受信する。前記発信部は、超音波センサーアレイであり、入射した超音波の信号の向きを変えて前記第1信号、前記第2信号、および前記第3信号を射出する超音波レンズを備える。前記検出部は、前記吐出面で反射した第2信号を受信し、前記発信部が第3信号を発信する方向と平行な方向に沿って第4信号を発信し、前記吐出面で反射した第4信号を受信する。前記制御部は、前記第2信号が発信されてから受信されるまでの時間があらかじめ定められた時間となるように前記ロボットアームの高さ補正処理を実行し、かつ、前記第3信号が発信されてから受信されるまでの時間と、前記第4信号が発信されてから受信されるまでの時間と、の差分が、あらかじめ定められた範囲内となるように、前記ロボットアームの角度補正処理を実行する。
According to one aspect of the present disclosure, a robot arm, a needle provided at the tip of the robot arm that ejects a material to be ejected onto an ejection surface, a transmitter that transmits a signal, and a detector that detects the signal and a control device for controlling a robot comprising: This control device comprises a control section for controlling the operation of the robot arm and the discharge of the discharge material from the needle according to the signal strength detected by the detection section, wherein the detection section and the transmission section The needle is arranged between the transmitter and the controller, and the controller transmits the first signal from the transmitter to the detector along a first direction that is a direction from the transmitter to the detector. and when the first detection value output from the detection unit in response to the first signal indicates that the needle is not inclined with respect to the ejection surface, the needle is caused to eject the ejection material. and, when the first detection value output from the detection unit in response to the first signal indicates that the needle is inclined with respect to the ejection surface, the ejection of the ejection material from the needle is stopped.
According to another aspect of the present disclosure, a robot arm, a needle provided at the tip of the robot arm for ejecting a material to be ejected onto an ejection surface, a transmitter for transmitting a first signal, and the first signal A control device for controlling a robot is provided, which includes a detection unit for detecting The control device includes a control section that controls the operation of the robot arm and the discharge of the discharge material from the needle according to the output of the detection section. The needle is arranged between the detection section and the transmission section. The controller transmits the first signal from the transmitter to the detector, and the first detection value output from the detector in response to the first signal indicates that the needle is on the ejection surface. When the needle is not tilted with respect to the discharge surface, the discharge is executed from the needle, and when the first detection value indicates that the needle is tilted with respect to the discharge surface, the needle is discharged. Discharge of the discharge material is stopped. The transmitting section transmits a second signal in a direction toward a first position shifted in the movement direction of the needle from an intersection of a direction extending from the tip of the needle along the needle and the ejection surface, and the ejection is performed. A third signal is transmitted toward the surface and a third signal reflected from the ejection surface is received. The transmission unit is an ultrasonic sensor array, and includes an ultrasonic lens that changes the direction of an incident ultrasonic wave signal to emit the first signal, the second signal, and the third signal. The detection section receives a second signal reflected by the ejection surface, transmits a fourth signal along a direction parallel to a direction in which the transmission section transmits the third signal, and transmits a fourth signal reflected by the ejection surface. 4 receive the signal. The control unit executes a height correction process of the robot arm so that the time from when the second signal is transmitted to when it is received is a predetermined time, and when the third signal is transmitted. angle correction processing of the robot arm so that the difference between the time from when the fourth signal is received until it is received and the time between when the fourth signal is transmitted and when it is received is within a predetermined range. to run .
A.第1実施形態
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。
A. First Embodiment FIG. 1 is a perspective view showing an example of a robot system. FIG. 2 is a block diagram showing functions of the
ロボット100は、予め作成された教示データに応じて作業を実行する。また、ロボット100は、ロボットシステムに備えられたセンサーから取得される検出値に応じた動作の調整が可能である。図1に示す様に、ロボット100は、基台110と、ロボットアーム120と、を備える。以下において、ロボットアーム120は、単にアーム120とも記載される。
The
アーム120は複数の関節を備える。アーム120の先端には、力覚センサー190が設置され、力覚センサー190の先端側にはエンドエフェクター130が装着されている。図1の例では、図示の便宜上、エンドエフェクター130を単純な形状で描いている。アーム120の軸数は、6軸である。これにより、アーム120は、制御装置200からの指示に応じてエンドエフェクター130を任意の位置に移動させることができる。
The
本実施形態において、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のニードル132と、複数の超音波センサーアレイ134と、を含む。超音波センサーアレイは、信号としての超音波を発信でき、また信号としての超音波を受信できる複数の薄膜状の素子によって形成され、超音波を発信している。エンドエフェクター130は、アーム120と配線140を介して電気的に接続されている。この配線140は、ロボット100の外部から目視可能な状態で取り付けられている。
In the present embodiment, the
力覚センサー190は、エンドエフェクター130に加えられる外力を計測する6軸の力覚センサーである。なお、力覚センサー190は、6軸の力覚センサーに限定されない。例えば、5軸以下の力覚センサーであってもよい。また、本実施形態において、力覚センサー190は、アーム120の先端に設けられているが、これに限定されない。例えば、力覚センサー190は、アーム120のいずれかの関節に設けられていても良い。
The
図2に示す様に、制御装置200は、プロセッサー210と、メインメモリー220と、不揮発性メモリー230と、表示制御部240と、表示部250と、I/Oインターフェース260とを有している。これらの各部は、バスを介して接続されている。プロセッサー210は、例えばマイクロプロセッサー又はプロセッサー回路であり、ロボット100の動作を制御するための制御部として機能する。以下において、プロセッサー210は、制御部210とも記載される。制御装置200は、I/Oインターフェース260を介してロボット100と教示装置300に接続される。なお、制御装置200は、ロボット100の内部に収納されていてもよい。本実施形態において、制御装置200は、エンドエフェクター130の先端を中心としたツール座標系を用いて、ロボット100を制御することができる。ツール座標系の原点であるツールセンターポイントは、エンドエフェクター130の一部であるニードル132の先端中心である。また、ツール座標系のZ軸は、ニードル132の開口方向に沿った方向に延びる軸である。Z軸方向におけるプラス方向である+Z軸方向は、ニードル132による吐出物の吐出方向である。また、X軸及びY軸は、互いに直交し、またZ軸とも直交する方向に延びる。
As shown in FIG. 2 , the
制御装置200は、メインメモリー220に記憶された教示データと超音波センサーアレイ134から出力される値とに応じて、アクチュエーターを駆動させることによって、アーム120を移動させる。制御装置200の各種機能の実現には、不揮発性メモリー230に予め格納されたプログラムが用いられる。
The
なお、制御装置200の構成は、適宜変更可能であり、図2に示した構成に限定されない。例えば、プロセッサー210とメインメモリー220とは、制御装置200と通信可能な他の装置に設けられていても良い。この場合には、制御装置200と他の装置とが、ロボット100の制御装置として機能する。また、制御装置200は、複数のプロセッサー210を備えていても良い。
Note that the configuration of the
教示装置300は、ロボット100の作業のための教示データを含む制御プログラムを作成する際に利用される。教示装置300は、「ティーチングペンダント」とも呼ばれる。なお、ティーチングペンダントの代わりに、教示処理のアプリケーションプログラムを有するパーソナルコンピューターが用いられても良い。教示装置300は、作成した教示データを制御装置200と送信する。送信された教示データは、制御装置200のメインメモリー220に記憶される。
The
図3は、吐出物30を吐出する際のロボット100の様子を示す模式図である。以下では、図3を用いて、制御装置200によって実行されるロボット100の制御内容の概要を説明する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing how the
ロボット100は、ニードル132から吐出物30として接着剤を吐出することによって、接着剤を吐出面Sに塗布する。吐出面Sは、例えば、スマートフォン用のケースや、液晶パネルや、射出成形機で完成されたカメラモジュール等を含む種々の製造品の加工面である。なお、吐出物30は、接着剤に限定されない。例えば、吐出物30は、粘性を有する液状の物質やジェル状の物質やゲル状の物質であればよく、ロボット100の用途に応じて適宜変更可能である。より具体的には、例えば、吐出物30は、塗料や、シール部材や緩衝材等として用いられる樹脂であってもよい。
The
吐出物30を吐出面Sに塗布する際において、アーム120は、制御装置200からの制御に応じて、ニードル132が予め定められ塗布軌道Rに沿って移動するように駆動する。また、吐出物30を吐出面Sに塗布する際には、制御装置200は、種々の制御を実行している。例えば、制御装置200は、高さ補正制御や、角度補正制御を実行する。高さ補正制御とは、ニードル132と吐出面Sとの距離が予め設定された距離になるようにする制御である。また、角度補正制御とは、ニードル132と吐出面Sとの角度が予め設定された角度となるようにする制御である。高さ補正制御及び角度補正制御には、超音波センサーアレイ134から出力される値が用いられる。また、制御装置200は、超音波センサーアレイ134の検出値を用いて、ニードル132の傾きの有無を判定する。
When applying the
図4は、ニードル132と超音波センサーアレイ134との位置関係を示す模式図である。図4は、ニードル132の先端側から見た場合における、エンドエフェクター130の正面図を模式的に示している。図4では、図3に示したロボット100の姿勢における、移動方向d1が示されている。以下において、ニードル132及び超音波センサーアレイ134の位置は、ニードル132の先端側から見た場合における位置関係を用いて説明される。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the positional relationship between the
本実施形態において、エンドエフェクター130は、超音波センサーアレイ134として、ニードル132の周囲に配置された2つの超音波センサーアレイ1341、1342を含んでいる。以下では、説明の便宜のため、2つの超音波センサーアレイ1341、1342を、それぞれ第1の超音波センサーアレイ1341及び第2の超音波センサーアレイ1342とも記載する。
In this embodiment, the
具体的には、第1の超音波センサーアレイ1341と第2の超音波センサーアレイ1342は、組を成し、ニードル132を挟んで配置されている。本実施形態において、2つの超音波センサーアレイ1341、1342のニードル132からの距離は同一である。つまり、2つの超音波センサーアレイ1341~1344は、ニードル132を中心に対称となるように配置されている。なお、ニードル132からの距離が同一とは、2つの超音波センサーアレイにおいて、ニードル132からの距離の差が、2つの超音波センサーアレイのうちニードル132から遠い超音波センサーアレイとニードル132との距離の±5%以下である場合を含む。なお、本実施形態において、ニードル132から各超音波センサーアレイ1341、1342までの距離は、ニードル132の先端側から基端側に向かってエンドエフェクター130を平面視した場合における、ニードル132の開口1322の中心から各超音波センサーアレイ1341、1342までの最短距離である。
Specifically, the first ultrasonic sensor array 1341 and the second
超音波センサーアレイ134は、信号としての超音波を送信する発信部として用いられるとともに、超音波を検出する検出部としても用いられる。信号として超音波を用いる場合には、例えば信号として光を用いる場合と比べて、信号の処理が容易である。例えば、光を用いた場合と比べて、超音波では発信されてから受信されるまでの時間が長い。このため、光を用いた場合と比べて、超音波を用いる場合には、必要となる応答速度や時間分解能が小さい。本実施形態において、超音波センサーアレイは、複数の超音波発生素子が配列されている。超音波センサーアレイ134は、超音波発生素子の撓み変形に応じて生じる超音波を測定対象へと照射する。また、超音波センサーアレイは、超音波を受信することによって電気信号である検出信号を出力する。超音波センサーアレイは、位相操作が可能である。これによって、超音波センサーアレイは、制御部210からの操作に怖じた位相差シフト駆動が可能である。位相差シフト駆動とは、各超音波発生素子の駆動タイミングをずらすことによって、各超音波発生素子から発生する超音波同士の位相差を調整する駆動方法を意味する。これにより、超音波センサーアレイは、位相差に応じて生じる超音波間の干渉を用いて、超音波の発信方向を任意に変更可能である。このため、超音波センサーアレイ134として位相差シフト駆動が可能な超音波センサーアレイを用いる場合には、発信方向を調整するための機構を別途設ける必要が無いため、超音波センサーアレイ134の小型化が容易である。この場合には、超音波センサーアレイ134として他の構成を用いる場合と比べて、設計における自由度が高い。本実施形態において、超音波発生素子には、圧電素子が用いられている。圧電素子には、例えば、膜状に成膜された、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)やチタン酸鉛(PbTiO3)やジルコン酸鉛(PbZrO3)やチタン酸鉛ランタン((Pb、La)TiO3)を用いることができる。本実施形態において、圧電素子には、膜状に成膜されたPZTが用いられている。
The
図5は、図4における5-5断面の様子を示す模式図である。図5では、第1の超音波センサーアレイ1341及び第2の超音波センサーアレイ1342によって出力される超音波の発信方向D1~D4が示されている。図5で示された発信方向D1~D4は、ニードル132の移動方向d1に沿った方向から平面視した場合における様子を模式的に示しており、5-5断面における断面図には厳密に対応していない。本実施形態において、第1の超音波センサーアレイ1341は、第1の発信方向D1と第2の発信方向D2と第3の発信方向との3つの発信方向に超音波を発信できる。第2の超音波センサーアレイ1342は、第4の発信方向D4に超音波を発信できる。第1の超音波センサーアレイ1341は、3つの方向D1~D3に同時に発信できる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the state of the 5-5 cross section in FIG. In FIG. 5, transmission directions D1 to D4 of ultrasonic waves output by the first ultrasonic sensor array 1341 and the second
第1の発信方向D1は、第1の超音波センサーアレイ1341から第2の超音波センサーアレイ1342に向かう方向である。第1の発信方向D1に向かって超音波が発信された場合、超音波が伝達される経路には、ニードル132が配置されている。第1の発信部として機能する第1の超音波センサーアレイ1341から第1の発信方向D1に向かって発信された超音波は、第1の検出部として機能する第2の超音波センサーアレイ1342によって検出される。以下において、第1の発信方向D1に発信される超音波は、第1信号S1とも記載される。
A first transmission direction D1 is a direction from the first ultrasonic sensor array 1341 toward the second
第2の発信方向D2は、第1の超音波センサーアレイ1341から吐出面Sのうちの第1位置P1に向かう方向である。第1位置P1は、第1の超音波センサーアレイ1341から吐出面Sに対して垂直な方向から平面視したときのうちニードル132の延長線上ではないと重ならない吐出面S上の位置である。図3に示す様に、第1位置P1は、ニードル132の先端から延びる方向と吐出面Sとが重なる位置からずれた位置である。さらに、本実施形態において、第1位置P1は、ニードル132の移動方向d1の前方に位置する。このため、第1位置P1には、吐出物30が吐出されていない。図5に示す様に、第1の発信部として機能する第1の超音波センサーアレイ1341から第2の発信方向D2に向かって発信された超音波は、第1位置P1で反射された後に、第1の検出部として機能する第2の超音波センサーアレイ1342によって検出される。以下において、第2の発信方向D2に発信される超音波は、第2信号S2とも記載される。
The second transmission direction D2 is the direction from the first ultrasonic sensor array 1341 toward the first position P1 on the ejection surface S. As shown in FIG. The first position P1 is a position on the ejection surface S that does not overlap unless it is on an extension line of the
第3の発信方向D3は、第1の超音波センサーアレイ1341から吐出面Sのうち第1位置P1とは異なる第2位置P2に向かう方向である。第2位置P2は、第1の超音波センサーアレイ1341から吐出面Sに対しておろした垂直な線と吐出面Sと重なる位置である。本実施形態において、第3の発信方向D3は、ニードル132の延びる方向と平行な方向である。第1の発信部として機能する第1の超音波センサーアレイ1341から第3の発信方向D3に向かって発信された超音波は、第2位置P2で反射された後に、第2の検出部として機能する第1の超音波センサーアレイ1341によって検出される。以下において、第3の発信方向D3に発信される超音波は、第3信号S3とも記載される。
A third transmission direction D3 is a direction from the first ultrasonic sensor array 1341 toward a second position P2 on the ejection surface S, which is different from the first position P1. A second position P2 is a position where the ejection surface S overlaps with a line perpendicular to the ejection surface S drawn from the first ultrasonic sensor array 1341 . In this embodiment, the third transmission direction D3 is parallel to the direction in which the
第4の発信方向D4は、第3の発信方向D3に平行な方向であり、第2の超音波センサーアレイ1342から吐出面Sのうち第1位置P1及び第2位置P2と異なる第3位置P3に向かう方向である。第3位置P3は、第2の超音波センサーアレイ1342から吐出面Sに対しておろした垂直な線と吐出面Sと重なる位置である。本実施形態において、第4の発信方向D4は、ニードル132の延びる方向と平行な方向である。第2の発信部として機能する第2の超音波センサーアレイ1342から第4の発信方向D4に向かって発信された超音波は、第3位置P3で反射された後に、第1の検出部として機能する第2の超音波センサーアレイ1342によって検出される。以下において、第4の発信方向D4に発信される超音波は、第4信号S4とも記載される。
A fourth transmission direction D4 is a direction parallel to the third transmission direction D3, and is a direction from the second
図6は、第1実施形態において実行されるニードル132の傾きの判定と、その結果に応じた処理におけるフローチャートである。図6に示したニードル132の傾きの判定処理は、制御装置200の制御部210によって実行される。制御装置200は、教示データに応じた吐出面Sへの吐出物30の吐出がロボット100に指示された際に、吐出を開始する前に、ニードル132の傾きの判定を実行する。ニードル132の傾きの判定を開始すると、制御部210は、ステップS101を開始する。
FIG. 6 is a flow chart of determination of the inclination of the
ステップS101では、制御部210は、第1の超音波センサーアレイ1341に第1信号S1を発信させる。
In step S101, the
ステップS102では、制御部210は、第1信号S1の発信に応じた第2の超音波センサーアレイ1342の検出値が予め定めた閾値以下であるか否かを判定する。検出値は、第1の超音波センサーアレイ1341と第2の超音波センサーアレイ1342との間における超音波の減衰に応じて、小さくなる。アレイ予め定めた閾値は、第1信号S1の伝達経路に障害物となる物体が存在しない場合に想定される検出値の最大値よりも十分に小さく、かつ、第1信号S1の伝達経路にニードル132が配置されている場合に想定される検出値である想定値よりも十分に大きい値であることが好ましい。具体的には、例えば、予め定めた閾値は、第1信号S1の伝達経路に障害物となる物体が存在しない場合と、ニードル132が配置されている場合と、を比べた際に想定される検出値の差を用いて設定されている。予め定めた閾値は、検出値の最大値から想定される検出値の差の8分の1を減じた値より小さい値であることが好ましく、検出値の最大値から想定される検出値の差の4分の1を減じた値より小さいことがより好ましい。また、予め定めた閾値は、検出値の想定値に想定される検出値の差の8分の1を加えた値より大きい値であることが好ましく、検出値の想定値に想定される検出値の差の4分の1を加えた値より大きい値であることがより好ましい。
At step S102, the
ステップS102の処理において、検出値が予め定められた閾値より大きい場合、つまりステップS102における判定の結果がNoである場合には、検出値はニードル132が傾いていることを表す。このため、制御部210は、ニードル132が正常な位置にないと判断する。ニードル132が正常な位置にない場合には、例えば、ニードル132が傾いている場合である。この場合には、ニードル132の先端は、想定された方向とは異なる方向を向いている。これによりロボット100が教示データに応じた動作をした場合であっても、吐出物30が本来想定された位置とは異なる位置に吐出されるおそれがある。制御部210は、ステップS102の処理の結果がNoである場合には、ステップS111を実行する。
In the processing of step S102, if the detected value is greater than the predetermined threshold value, that is, if the determination result in step S102 is No, the detected value indicates that the
ステップS111の処理では、制御部210は、ニードル132からの吐出物30の吐出を含むロボット100の動作を停止させる。ステップS111の処理を事項した後、制御部210は、図6に示す処理を終了する。
In the processing of step S<b>111 , the
一方、ステップS102の処理において、検出値が予め定められた閾値以下である場合、つまりステップS102における判定の結果がYesである場合には、検出値は、ニードル132が傾いていないことを表す。このため、制御部210は、ニードル132が正常な位置にあると判断する。制御部210は、ステップS102の処理の結果がYesである場合には、ステップS103を実行する。
On the other hand, in the process of step S102, when the detected value is equal to or less than the predetermined threshold value, that is, when the determination result in step S102 is Yes, the detected value indicates that the
ステップS103の処理では、制御部210は、ロボット100に教示データに沿って吐出物30の吐出を実行させる。ステップS103の処理を事項した後、制御部210は、図6に示す処理を終了する。
In the process of step S103, the
制御部210は、図6に示すステップS103の処理において、ニードル132からの吐出物30の吐出を実行させた場合には、ニードル132の高さ補正と、角度補正と、吐出不良の有無の判定と、を実行する。以下では、本実施形態において実行される、ニードル132の高さ補正と、角度補正と、吐出不良の有無の判定と、を説明する。
In the process of step S103 shown in FIG. 6, when the
制御部210は、ニードル132と吐出面Sとの距離が予め定められた距離になるように、アーム120の姿勢を制御する高さ補正処理を実行する。ここで、ニードル132と吐出面Sとの距離とは、ニードル132の先端から延びる方向におけるニードル132と吐出面Sとの距離である。この高さ補正処理は、吐出物30の吐出と並行して実行される。このため、ニードル132と吐出面Sとの距離は、リアルタイムで補正される。この高さ補正処理において、制御部210は、第2信号S2が第1の超音波センサーアレイ1341から発信されてから、第2の超音波センサーアレイ1342に検出されるまでに要した時間に応じて、ニードル132の高さを補正する。具体的には、第2信号S2が発信されてから検出されるまでの時間が予め定めた時間になるように、制御部210は、エンドエフェクター130の位置を制御する。これにより、ロボット100は、制御部210の制御に応じて、ニードル132と吐出面Sとの距離を予め定められた距離に保つことができる。
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、アーム120の姿勢を制御する角度補正処理を実行する。この角度補正処理は、吐出物30の吐出と並行して実行される。このため、ニードル132と吐出面Sとの成す角度は、リアルタイムで補正される。この角度補正処理において、制御部210は、第3信号S3が発信されてから受信されるまでに要する第1の時間と、第4信号S4が発信されてから受信されるまでに要する第2の時間と、を用いる。第1の時間は、図5に示した第3の発信方向D3に第3信号S3である超音波が第1の超音波センサーアレイ1341から発信されてから、第1の超音波センサーアレイ1341に受信されるまでに要する時間である。第2の時間は、図5に示した第4の発信方向D4に第4信号S4である超音波が第2の超音波センサーアレイ1342から発信されてから、第2の超音波センサーアレイ1342に受信されるまでに要する時間である。本実施形態において、第1の時間と前記第2の時間との差分は、所定の範囲とになるように、ニードル132の傾きを制御されている。なお、所定の範囲は、制御部210による制御を実行する上で第1の時間と第2の時間とが同一として扱うことができる程度に小さな値であり、ニードル132の動作において求められる動作精度に応じて定められる範囲である。本実施形態において、具体的には、制御部210は、第1の時間と第2の時間との両方が予め定められた時間になるように、エンドエフェクター130の位置及び向きを制御する。このため、第1の超音波センサーアレイ1341から吐出面Sまでの距離と第2の超音波センサーアレイ1342から吐出面Sまでの距離とは、同じ距離になるように維持されている。また、高さ補正処理によって、ニードル132と吐出面Sとの距離が一定に保たれているため、ニードル132と吐出面Sとの成す角度は、予め定められた角度に保たれる。
The
図7は、ニードル132が曲がった状態において吐出物の吐出が実行されている場合における様子を示す模式図である。図7では、破線によって、傾きが生じていない場合におけるニードル132が示されている。図7に示す場合には、ニードル132の基端側は正しい位置にある。このため、図6の処理において、ニードル132は、傾いていないと判定される。ニードル132が曲がっている場合には、想定されていない位置である第1位置P1に吐出物30が吐出されるおそれがある。この場合には、第2の超音波センサーアレイ1342によって取得される検出値が、通常の検出値と異なる。制御部210は、吐出物の吐出が想定されていない第1位置P1に吐出物が吐出されている場合に、吐出を停止させる。このため、制御装置200は、吐出不良が発生している状態で吐出面Sへの吐出を継続することによって生じ得る吐出対象の品質低下を抑制できる。また、高さ補正処理に用いる第2信号S2を利用するため、吐出不良を検出するための検出信号を別に取得する場合と比べて、制御を簡略化できる。なお、図7では、ニードル132が曲がっている場合を例として説明したが、曲がり以外にも、例えば、ニードル132に亀裂が生じた場合や開口1322の一部が異物等によって閉塞した場合にも、吐出不良は発生しうる。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which the material is discharged while the
以上説明した第1実施形態の制御装置200によれば、制御部210は、第1信号S1に応じて検出部である第2の超音波センサーアレイ1342から出力される第1検出値を用いて、ニードル132の傾きの有無を判定できる。また、制御部210は、ニードル132が傾いていないと判定した場合には、ニードル132からの吐出を実行させる。このため、ニードル132が傾いていた状態で吐出面Sに吐出物30を吐出させる可能性が低減する。従って、制御装置200は、ロボット100における吐出不良の発生を抑制できる。
According to the
B.第2実施形態
図8は、第2実施形態における超音波センサーアレイ134を示す模式図である。第2実施形態に係るロボットシステムは、超音波センサーアレイ134の構造において、第1実施形態と異なる。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。第2実施形態では、超音波センサーアレイ134には、超音波を屈折させる超音波レンズ136が取り付けられている。超音波レンズ136は、音響レンズとも呼ばれる。
B. Second Embodiment FIG. 8 is a schematic diagram showing an
図8に示すように、超音波レンズ136は、第1の発信方向D1と第2の発信方向D2と第3の発信方向D3とに超音波が発信されるように第1の超音波センサーアレイ1341に取り付けられている。この場合には、超音波センサーアレイ134は、位相シフト駆動を行うことなく、3つの発信方向D1~D3に超音波を発信できる。また、本実施形態では、第2の超音波センサーアレイ1342にも同様に超音波レンズが取り付けられている。
As shown in FIG. 8, the
以上説明した第2実施形態によれば、第1実施形態と同様の構成を有する点において、第1実施形態と同様の効果を奏する。さらに、第2実施形態によれば、超音波センサーアレイ134から発信される信号の発信方向は超音波レンズ136によって調節される。このため、位相シフト駆動等を実行する場合と比べて、制御部210における処理の負荷が低減される。
According to the second embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment are obtained in terms of having the same configuration as that of the first embodiment. Furthermore, according to the second embodiment, the direction of transmission of signals emitted from the
C.第3実施形態
(1)図9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。
C. Third Embodiment (1) FIG. 9 is a conceptual diagram showing an example in which a robot control device is configured by a plurality of processors. In this example, in addition to the
(2)図10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他の例を示す概念図である。この例では、ロボット100の制御装置200が、ロボット100の中に格納されている点が図9と異なる。この例においても、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、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。
(2) FIG. 10 is a conceptual diagram showing another example in which a robot control device is configured by a plurality of processors. This example differs from FIG. 9 in that the
D.他の実施形態
D1.第1の他の実施形態
上記実施形態において、超音波センサーアレイ134は、発信部としての機能と検出部としての機能を有している。しかし、超音波センサーアレイ134は、発信部と検出部との一方の機能のみを有していてもよい。例えば、超音波センサーアレイ134が発信部としてのみ機能する場合には、超音波センサーアレイ134とは別に検出部を有している必要がある。この場合において、検出部は、超音波を検出可能な超音波センサーであればよく、超音波センサーアレイに限定されない。また、超音波センサーアレイ134が検出部としてのみ機能する場合には、超音波センサーアレイ134とは別の発信部を有している必要がある。この場合において、発信部は、超音波を発生可能な発信源であればよく、超音波センサーアレイに限定されない。
D. Other Embodiments D1. First Alternative Embodiment In the above embodiment, the
D2.第2の他の実施形態
上記実施形態において、発信部と検出部との間で用いられる信号には、超音波が用いられている。しかし、信号は、これに限定されない。例えば、光りであっても良い。第1信号S1を発信する発信部には、例えば、レーザー光を発信するレーザー光源や拡散光を発信するハロゲン光源等、種々の光源を用いることができる。第1信号S1を検出する検出部には、光り強度を検出可能な種々の光センサーを用いることができる。また、時間分解による解析が必要な、第2信号S2や第3信号S3や第4信号S4の光源には、パルスレーザーの発信可能な光源を用いてもよい。この場合において、時間分解による解析は、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、信号が発信されてから検出されるまでに要する時間を取得しても良い。
D2. Second Alternative Embodiment In the above embodiment, ultrasonic waves are used as signals used between the transmitter and the detector. However, the signal is not limited to this. For example, it may be light. Various light sources, such as a laser light source that emits laser light and a halogen light source that emits diffused light, can be used for the transmitter that emits the first signal S1. Various optical sensors capable of detecting light intensity can be used for the detection unit that detects the first signal S1. A light source capable of emitting a pulse laser may be used as the light source for the second signal S2, the third signal S3, and the fourth signal S4, which require time-resolved analysis. In this case, time-resolved analysis may be used to obtain the flight time required for the pulsed laser light to reflect off the object. In this case, the
D3.第3の他の実施形態
上記実施形態において、第1の超音波センサーアレイ1341と第2の超音波センサーアレイ1342とは、ニードル132を中心に対称に配置されているが、これに限定されない。第1の超音波センサーアレイ1341と第2の超音波センサーアレイ1342との配置関係は、ニードル132を挟んで配置されている限りにおいて、適宜変更可能である。
D3. Third Alternative Embodiment In the above embodiment, the first ultrasonic sensor array 1341 and the second
D4.第4の他の実施形態
上記実施形態において、ニードル132の傾きの有無を判定した結果、ニードル132に傾きがない場合において、制御部210は、ロボット100に吐出物30の吐出を実行させている。しかし、ニードル132に傾きがない場合において、制御部210は、必ずしもロボット100に吐出物30の吐出を実行させなくてもよい。例えば、制御部210は、さらにニードル132の状態を検査する工程を実行してもよい。この場合には、制御部210は、ニードル132に異常が発見されなかった場合にのみロボット100に吐出物30の吐出を実行させ、異常が発見されなかった場合にはロボット100に吐出物30の吐出を実行させなくてもよい。
D4. Fourth Alternative Embodiment In the above-described embodiment, if the
D5.第5の他の実施形態
上記実施形態において、第3信号S3を発信する第3の発信方向D3と第4信号S4を発信する第4の発信方向D4は、ニードル132の伸びる方向に平行な方向であるが、方向はこれに限定されない。第3の発信方向D3と第4の発信方向D4とは、互いに平行であり、かつ、吐出面Sに反射した後に発信した超音波センサーアレイ134に検出される方向であれば、任意に変更可能である。
D5. Fifth Alternative Embodiment In the above embodiment, the third transmission direction D3 for transmitting the third signal S3 and the fourth transmission direction D4 for transmitting the fourth signal S4 are parallel to the direction in which the
D6.第6の他の実施形態
上記実施形態において、角度補正処理を実行する際に、制御部210は、第1の時間と第2の時間とが予め定めた時間になるように、アーム120の姿勢を制御する。しかし、制御部210は、角度補正処理を実行する際に、異なる制御を実行してもよい。例えば、制御部210は、第1の時間と第2の時間とが単に互いに同じ時間になるように、アーム120の姿勢を制御してもよい。この場合であっても、角度補正制御が行われない場合に比べて、アーム120の姿勢が安定する。
D6. Sixth Alternative Embodiment In the above embodiment, when executing the angle correction process, the
D7.第7の他の実施形態
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吐出不良の発生の有無の判定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、上記3つの処理のうち少なくとも1つを実行しなくてもよい。
D7. Seventh Alternative Embodiment In the above embodiments, the
D8.第8の他の実施形態
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、ニードル132の傾きの有無の判定を実行することができる。
D8. Eighth Alternative Embodiment In the above embodiments, the
D9.第9の他の実施形態
上記実施形態において、ロボット100に備えられた超音波センサーアレイ134は、1つの組をなる2つの超音波センサーアレイ1341、1342であるが、超音波センサーアレイ134の数は2つに限定されない。例えば、ロボット100は、ニードル132を挟んで配置された2つの超音波センサーアレイ134からなる1組の超音波センサーアレイ134を2組以上備えても良い。この場合には、制御部210は、2組以上の超音波センサーアレイ134から1組以上の超音波センサーアレイ134を選択し、上記実施形態に記載の処理を実行してもよい。また、この場合において、制御部210は、ニードル132の傾きの有無の判定と高さ補正処理と角度補正処理と吐出不良の発生の有無の判定とで別々の組の超音波センサーアレイ134を用いても良い。
D9. Ninth Alternative Embodiment In the above embodiment, the
D10.第10の他の実施形態
上記実施形態において、超音波センサーアレイ134は、3つの方向D1~D3に同時に超音波を発信しているが、同時に発信できなくてもよい。また、超音波センサーアレイ134は、3つの発信方向D1~D3に超音波を発信しているが、2つ以下の発信方向にしか発信できなくてもよい。この場合には、ロボット100は、各発信方向に超音波を発信可能な超音波センサーアレイをそれぞれ備えても良い。
D10. Tenth Alternative Embodiment In the above embodiments, the
D11.第11の他の実施形態
上記実施形態において、制御部210は、図6に示す処理におけるステップS102において、検出値を予め定めた閾値と比較している。しかし、制御部210は、異なる処理を実行してよい。例えば、過去に取得された検出信号と新たに取得した検出信号とを比較してもよい。
D11. Eleventh Alternative Embodiment In the above embodiment, the
以上説明した第1から第11の他の実施形態であっても、上記実施形態と同様の構成を有する点において、同様の効果を奏する。 The first to eleventh embodiments described above also have the same effect in that they have the same configuration as the above-described embodiment.
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various configurations without departing from the scope of the present disclosure. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in the respective modes described in the Summary of the Invention column may be used to solve some or all of the above problems, or Substitutions and combinations may be made as appropriate to achieve part or all. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.
(1)本開示の一形態によれば、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、吐出面に対して吐出物を吐出するニードルと、信号を発信する発信部と、前記信号を検出する検出部と、を備えるロボットを制御する制御装置が提供される。この制御装置は、前記検出部によって検出される信号強度に応じて、前記ロボットアームの動作と前記ニードルからの前記吐出物の吐出とを制御する制御部を備え、前記検出部と前記発信部との間に、前記ニードルが配置され、前記制御部は、前記発信部から前記検出部へ向いた方向である第1の方向に沿って、前記発信部から前記検出部に前記第1信号を発信させ、前記第1信号に応じて前記検出部から出力される第1検出値が、前記ニードルが前記吐出面に対して傾いていないことを示す場合、前記ニードルから前記吐出物の吐出を実行させ、前記第1信号に応じて前記検出部から出力される第1検出値が、前記ニードルが前記吐出面に対して傾いていることを示す場合、前記ニードルから前記吐出物の吐出を停止させる。
この形態の制御装置によれば、制御部は、第1信号に応じて検出部から出力される第1検出値を用いて、ニードルの傾きの有無を判定し、ニードルが傾いる合には、ニードルからの吐出を実行させない。このため、ニードルが傾いていた状態で吐出面に吐出物を吐出させる可能性が低減する。従って、制御装置は、吐出不良の発生を抑制できる。
(1) According to one aspect of the present disclosure, a robot arm, a needle provided at the tip of the robot arm for ejecting a material to be ejected onto an ejection surface, a transmitter for transmitting a signal, and detecting the signal A control device for controlling a robot is provided. This control device comprises a control section for controlling the operation of the robot arm and the discharge of the discharge material from the needle according to the signal strength detected by the detection section, wherein the detection section and the transmission section The needle is arranged between the transmitter and the controller, and the controller transmits the first signal from the transmitter to the detector along a first direction that is a direction from the transmitter to the detector. and when the first detection value output from the detection unit in response to the first signal indicates that the needle is not inclined with respect to the ejection surface, the needle is caused to eject the ejection material. and, when the first detection value output from the detection unit in response to the first signal indicates that the needle is inclined with respect to the ejection surface, the ejection of the ejection material from the needle is stopped.
According to the control device of this aspect, the control section uses the first detection value output from the detection section in response to the first signal to determine whether or not the needle is tilted. Do not dispense from the needle. Therefore, the possibility of ejecting the material onto the ejection surface while the needle is tilted is reduced. Therefore, the control device can suppress the occurrence of ejection failure.
(2)上記形態の制御装置において、前記制御部は、前記ニードルが傾いていないことを表す場合として、前記第1検出値が前記閾値以下である場合には、前記吐出を実行してもよい。
この形態の制御装置によれば、制御部は、例えば過去の検出値と比較する場合と比べて徐々にニードルが傾いた場合であってもニードルの傾きを発見できる。
(2) In the control device of the above aspect, the control unit may execute the discharge when the first detection value is equal to or less than the threshold value as a case indicating that the needle is not tilted. .
According to the control device of this aspect, the control section can find the inclination of the needle even when the needle is gradually inclined compared to the case of comparing with the past detection value, for example.
(3)上記形態の制御装置において、前記制御部は、前記発信部から前記吐出面に対して垂直な方向から平面視したとき前記ニードルと重ならない前記吐出面上の第1位置に向かう方向である第2の方向に沿って、前記発信部から前記第1位置に第2信号を発信させ、前記第2信号が発信されてから前記第1位置で反射して前記検出部に検出されるまでに要する時間を用いて、前記ニードルと前記吐出面との距離を予め定めた距離にするように前記ロボットアームを制御してもよい。
この形態の制御装置によれば、ニードルと吐出面との距離を予め定めた距離に維持できるため、ニードルと吐出面との距離が変動することによる吐出面への吐出が不安定になるのを抑制できる。
(3) In the control device of the above aspect, the control section is arranged in a direction from the transmission section toward a first position on the ejection surface that does not overlap the needle when viewed from the direction perpendicular to the ejection surface. A second signal is transmitted from the transmitting section to the first position along a certain second direction, and from when the second signal is transmitted until it is reflected at the first position and detected by the detecting section. may be used to control the robot arm so that the distance between the needle and the discharge surface is a predetermined distance.
According to the control device of this aspect, the distance between the needle and the ejection surface can be maintained at a predetermined distance, so that the ejection onto the ejection surface can be prevented from becoming unstable due to fluctuations in the distance between the needle and the ejection surface. can be suppressed.
(4)上記形態の制御装置において、前記制御部は、前記第2信号に応じた検出部による検出値を用いて、前記第1位置に前記吐出物があるか否かを判定し、前記第1位置に前記吐出物があると判定した場合には、前記ニードルからの前記吐出物の吐出を停止させてもよい。
この形態の制御装置によれば、吐出物の吐出が想定されていない第1位置に吐出物が吐出されている場合に、吐出を停止させることができる。この場合いは、想定外の位置への吐出である吐出不良が発生している状態で吐出面への吐出が継続することによる吐出対象の品質低下を抑制できる。また、高さの補正に用いる検出信号を利用するため、吐出不良を検出するための検出信号を別に取得する場合と比べて、制御を簡略化できる。
(4) In the control device of the above aspect, the control section determines whether or not there is the discharge material at the first position by using the detection value of the detection section corresponding to the second signal. When it is determined that there is the discharge material at position 1, the discharge of the discharge material from the needle may be stopped.
According to the control device of this aspect, the ejection can be stopped when the ejection material is ejected to the first position where ejection of the ejection material is not expected. In this case, it is possible to suppress deterioration in the quality of the ejection target due to continued ejection to the ejection surface in a state where an ejection failure, which is ejection to an unexpected position, has occurred. Moreover, since the detection signal used for correcting the height is used, the control can be simplified as compared with the case where the detection signal for detecting the ejection failure is acquired separately.
(5)上記形態の制御装置において、前記ロボットは、前記発信部である第1発信部及び前記検出部である第1検出部に加えて、第2発信部及び第2検出部を備え、前記第2発信部は、前記第1発信部の間に、前記ニードルが配置され、前記第2検出部は、前記第1検出部に対して前記ニードルを挟んだ位置に設けられ、前記制御部は、前記第1発信部から前記吐出面に対しておろした垂直な線と前記吐出面と重なる第2位置に向かう第3の方向に沿って、前記第1発信部から前記吐出面に第3信号を発信させ、前記第2発信部から前記吐出面に対しておろした垂直な線と前記吐出面と重なる第3位置に向かう第4の方向に沿って、前記第2発信部から前記吐出面に第4信号を発信させ、前記第1発信部から前記第3信号が発信されてから前記吐出面上の前記第2位置で反射して第1検出部に検出されるまでの第1の時間と、前記第2発信部から前記第4信号が発信されてから前記吐出面上の前記第3位置で反射して第2検出部に検出されるまでの第2の時間と、を比較し、前記第1の時間と前記第2の時間の差分が所定の範囲となるように、前記ニードルの傾きを制御させてもよい。
この形態の制御装置によれば、ニードルと吐出面との成す角度の変動を抑制できる。これにより、ニードルと吐出面との成す角度が変動することによって、吐出が不安定になることを抑制できる。
(5) In the control device of the above aspect, the robot includes a second transmitter and a second detector in addition to the first transmitter that is the transmitter and the first detector that is the detector. The second transmitting section has the needle arranged between the first transmitting sections, the second detecting section is provided at a position sandwiching the needle with respect to the first detecting section, and the control section comprises , a third signal from the first transmitting portion to the ejection surface along a third direction toward a second position overlapping the ejection surface with a line perpendicular to the ejection surface from the first transmission portion; is transmitted from the second transmission portion to the ejection surface along a fourth direction toward a third position overlapping the ejection surface with a line perpendicular to the ejection surface from the second transmission portion. a first time period from when the fourth signal is transmitted and when the third signal is transmitted from the first transmitting section to when it is reflected at the second position on the ejection surface and detected by the first detecting section; and a second time from when the fourth signal is transmitted from the second transmitter to when it is reflected at the third position on the ejection surface and detected by the second detector, and The inclination of the needle may be controlled so that the difference between the first time and the second time is within a predetermined range.
According to the control device of this form, it is possible to suppress fluctuations in the angle formed by the needle and the ejection surface. As a result, it is possible to prevent the ejection from becoming unstable due to variations in the angle formed by the needle and the ejection surface.
(6)上記形態の制御装置において、前記第1発信部及び前記第2検出部として機能する第1の超音波センサーアレイと、前記第2発信部及び前記第1検出部として機能する第2の超音波センサーアレイと、を備え、前記信号は、超音波である、前記ロボットを制御してもよい。
この形態の制御装置によれば、検出部と発信部とを超音波センサーアレイにできるため、制御の内容に応じて超音波センサーアレイの機能を切り替えて用いることができる。
(6) In the control device of the above aspect, a first ultrasonic sensor array functioning as the first transmitting unit and the second detecting unit, and a second ultrasonic sensor array functioning as the second transmitting unit and the first detecting unit and an ultrasonic sensor array, wherein the signals are ultrasonic waves.
According to the control device of this aspect, the ultrasonic sensor array can be used as the detection unit and the transmission unit, so that the functions of the ultrasonic sensor array can be switched according to the content of the control.
(7)上記形態の制御装置において、前記第1の超音波センサーアレイは、前記超音波を屈折させる超音波レンズを有し、前記超音波レンズを用いて、前記第1発信方向に加えて、前記第1発信方向以外の発信方向に向けて前記超音波を発信可能であってもよい。
この形態の制御装置によれば、ニードルと吐出面との成す角度の変動を抑制できる。これにより、ニードルと吐出面との成す角度が変動することによって、吐出が不安定になることを抑制できる。
(7) In the control device of the above aspect, the first ultrasonic sensor array has an ultrasonic lens that refracts the ultrasonic wave, and using the ultrasonic lens, in addition to the first transmission direction, The ultrasonic waves may be transmitted in a transmission direction other than the first transmission direction.
According to the control device of this form, it is possible to suppress fluctuations in the angle formed by the needle and the ejection surface. As a result, it is possible to prevent the ejection from becoming unstable due to variations in the angle formed by the needle and the ejection surface.
(8)上記形態の制御装置において、前記第1の超音波センサーアレイは、位相操作によって、前記第1発信方向、前記第2発信方向、並びに前記第3発信方向に前記超音波を発信してもよい。
この形態の制御装置によれば、ニードルと吐出面との成す角度の変動を抑制できる。これにより、ニードルと吐出面との成す角度が変動することによって、吐出が不安定になることを抑制できる。
(8) In the control device of the above aspect, the first ultrasonic sensor array emits the ultrasonic waves in the first transmission direction, the second transmission direction, and the third transmission direction by phase manipulation. good too.
According to the control device of this form, it is possible to suppress fluctuations in the angle formed by the needle and the ejection surface. As a result, it is possible to prevent the ejection from becoming unstable due to variations in the angle formed by the needle and the ejection surface.
本開示は、制御装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、制御装置によって制御されるロボットや制御装置及びロボットを備えるロボットシステムやロボットの制御方法やロボットを制御するための制御プログラム等の形態で実現することができる。 The present disclosure can also be implemented in various forms other than the control device. For example, it can be implemented in the form of a robot controlled by a control device, a robot system including the control device and the robot, a control method for the robot, a control program for controlling the robot, or the like.
30…吐出物、100…ロボット、110…基台、120…ロボットアーム、120…アーム、130…エンドエフェクター、132…ニードル、134…超音波センサーアレイ、136…超音波レンズ、140…配線、190…力覚センサー、200…制御装置、210…制御部、220…メインメモリー、230…不揮発性メモリー、240…表示制御部、250…表示部、260…I/Oインターフェース、300…教示装置、500…パーソナルコンピューター、600…クラウドサービス、1322…開口、1341…第1の超音波センサーアレイ、1342…第2の超音波センサーアレイ、D1…第1の発信方向、D2…第2の発信方向、D3…第3の発信方向、D4…第4の発信方向、P1…第1位置、P2…第2位置、P3…第3位置、R…塗布軌道、S…吐出面、S1…第1信号、S2…第2信号、S3…第3信号、d1…移動方向
30... Discharge 100...
Claims (6)
前記検出部の出力に応じて、前記ロボットアームの動作と、前記ニードルからの前記吐出物の吐出と、を制御する制御部を備え、
前記検出部と前記発信部との間に、前記ニードルが配置されており、
前記制御部は、
前記発信部から前記検出部に向かって前記第1信号を発信させ、
前記第1信号に応じて前記検出部から出力される第1検出値が、前記ニードルが前記吐出面に対して傾いていないことを示す場合、前記ニードルから前記吐出物の吐出を実行させ、
前記第1検出値が、前記ニードルが前記吐出面に対して傾いていることを示す場合、前記ニードルからの前記吐出物の吐出を停止させ、
前記発信部は、
前記ニードルの先端から前記ニードルに沿って延びる方向と前記吐出面との交点から前記ニードルの移動方向にずれた第1位置に向かう方向に、第2信号を発信し、
前記吐出面に向かって第3信号を発信し、
前記吐出面で反射した第3信号を受信し、
前記発信部は、超音波センサーアレイであり、入射した超音波の信号の向きを変えて前記第1信号、前記第2信号、および前記第3信号を射出する超音波レンズを備え、
前記検出部は、
前記吐出面で反射した第2信号を受信し、
前記発信部が第3信号を発信する方向と平行な方向に沿って第4信号を発信し、
前記吐出面で反射した第4信号を受信し、
前記制御部は、
前記第2信号が発信されてから受信されるまでの時間があらかじめ定められた時間となるように前記ロボットアームの高さ補正処理を実行し、かつ、
前記第3信号が発信されてから受信されるまでの時間と、前記第4信号が発信されてから受信されるまでの時間と、の差分が、あらかじめ定められた範囲内となるように、前記ロボットアームの角度補正処理を実行する、制御装置。 a robot arm; a needle provided at the tip of the robot arm for ejecting a substance to be ejected onto a ejection surface; a transmitter provided at the tip of the robot arm for sending a first signal; A control device for controlling a robot, comprising: a detection unit provided at a tip for detecting the first signal,
a control unit that controls the operation of the robot arm and the discharge of the discharge material from the needle according to the output of the detection unit;
The needle is arranged between the detection unit and the transmission unit,
The control unit
transmitting the first signal from the transmission unit toward the detection unit;
when the first detection value output from the detection unit in response to the first signal indicates that the needle is not inclined with respect to the ejection surface, causing the needle to eject the ejection material;
when the first detection value indicates that the needle is tilted with respect to the ejection surface, stopping ejection of the ejection material from the needle;
The transmission unit is
transmitting a second signal in a direction toward a first position shifted in the moving direction of the needle from the intersection of the direction extending along the needle from the tip of the needle and the discharge surface;
transmitting a third signal toward the ejection surface;
receiving a third signal reflected by the ejection surface;
The transmitting unit is an ultrasonic sensor array, and includes an ultrasonic lens that changes the direction of an incident ultrasonic wave signal to emit the first signal, the second signal, and the third signal,
The detection unit is
receiving a second signal reflected by the ejection surface;
transmitting a fourth signal along a direction parallel to the direction in which the transmitting unit transmits the third signal;
receiving a fourth signal reflected by the ejection surface;
The control unit
performing a height correction process for the robot arm so that the time from when the second signal is transmitted to when it is received is a predetermined time; and
so that the difference between the time from when the third signal is transmitted until it is received and the time between when the fourth signal is transmitted and when it is received is within a predetermined range. A control device that executes angle correction processing for a robot arm.
前記制御部は、前記第1検出値が閾値以下であることを、前記ニードルが傾いていないことを示す場合とする、制御装置。 The control device according to claim 1,
The control device, wherein the control unit indicates that the needle is not tilted when the first detection value is equal to or less than a threshold value.
前記制御部は、前記第2信号に応じた前記検出部による検出値を用いて、前記第1位置に前記吐出物があるか否かを判定し、
前記第1位置に前記吐出物があると判定した場合には、前記ニードルからの前記吐出物の吐出を停止させる、制御装置。 The control device according to claim 1 or 2,
The control unit determines whether or not there is the discharge material at the first position using a value detected by the detection unit according to the second signal,
A control device that stops the discharge of the discharge material from the needle when it is determined that the discharge material is present at the first position.
前記検出部は、超音波センサーアレイである、制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 3,
The control device, wherein the detection unit is an ultrasonic sensor array.
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、吐出物を吐出するニードルと、前記ニードルの周囲に配置され、信号を発信する発信部と、前記ニードルの周囲に配置され、前記信号を検出する検出部と、を備えるロボットと、
請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の制御装置であって、前記ロボットを制御する制御装置と、を備える、
ロボットシステム。 a robot system,
a robot arm, a needle provided at the tip of the robot arm for ejecting a discharge material, a transmitter disposed around the needle for transmitting a signal, and a transmitter disposed around the needle for detecting the signal. a robot comprising a detector; and
The control device according to any one of claims 1 to 4, comprising a control device that controls the robot,
robot system.
制御装置からの制御に応じて駆動するロボットアームと、
前記ロボットアームの先端に設けられ、吐出面に対して吐出物を吐出するニードルと、
前記ロボットアームの前記先端において前記ニードルの周囲に配置され、信号を発信する発信部と、
前記ロボットアームの前記先端において前記ニードルの周囲に配置され、前記信号を検出する検出部と、を備え、
前記検出部と前記発信部との間に、前記ニードルが配置されており、
前記発信部は、前記制御装置の制御に応じて、前記検出部に向かって第1信号を発信し、
前記ロボットは、
前記第1信号に応じて前記検出部から出力される第1検出値が、前記ニードルが前記吐出面に対して傾いていないことを示す場合、前記ニードルから前記吐出物の吐出を実行し、
前記第1検出値が、前記ニードルが前記吐出面に対して傾いていることを示す場合、前記ニードルから前記吐出物の吐出を停止し、
前記発信部は、
前記ニードルの先端から前記ニードルに沿って延びる方向と前記吐出面との交点から前記ニードルの移動方向にずれた位置に向かう方向に、第2信号を発信し、
前記吐出面に向かって第3信号を発信し、
前記吐出面で反射した第3信号を受信し、
前記発信部は、超音波センサーアレイであり、入射した超音波の信号の向きを変えて前記第1信号、前記第2信号、および前記第3信号を射出する超音波レンズを備え、
前記検出部は、
前記吐出面で反射した第2信号を受信し、
前記発信部が第3信号を発信する方向と平行な方向に沿って第4信号を発信し、
前記吐出面で反射した第4信号を受信し、
前記ロボットは、
前記第2信号が発信されてから受信されるまでの時間があらかじめ定められた時間となるように前記ロボットアームの高さ補正処理を実行し、かつ、
前記第3信号が発信されてから受信されるまでの時間と、前記第4信号が発信されてから受信されるまでの時間と、の差分が、あらかじめ定められた範囲内となるように、前記ロボットアームの角度補正処理を実行する、ロボット。 A robot controlled by a controller,
a robot arm driven according to control from a control device;
a needle provided at the tip of the robot arm for ejecting a material to be ejected onto the ejection surface;
a transmitter that is arranged around the needle at the distal end of the robot arm and that transmits a signal;
a detection unit arranged around the needle at the tip of the robot arm and detecting the signal;
The needle is arranged between the detection unit and the transmission unit,
The transmission unit transmits a first signal toward the detection unit under the control of the control device,
The robot is
when the first detection value output from the detection unit in response to the first signal indicates that the needle is not tilted with respect to the ejection surface, discharging the material to be discharged from the needle;
when the first detection value indicates that the needle is tilted with respect to the ejection surface, stopping ejection of the ejection material from the needle;
The transmission unit is
transmitting a second signal in a direction toward a position shifted in the moving direction of the needle from the intersection of the direction extending along the needle from the tip of the needle and the ejection surface;
transmitting a third signal toward the ejection surface;
receiving a third signal reflected by the ejection surface;
The transmitting unit is an ultrasonic sensor array, and includes an ultrasonic lens that changes the direction of an incident ultrasonic wave signal to emit the first signal, the second signal, and the third signal,
The detection unit is
receiving a second signal reflected by the ejection surface;
transmitting a fourth signal along a direction parallel to the direction in which the transmitting unit transmits the third signal;
receiving a fourth signal reflected by the ejection surface;
The robot is
performing a height correction process for the robot arm so that the time from when the second signal is transmitted to when it is received is a predetermined time; and
so that the difference between the time from when the third signal is transmitted until it is received and the time between when the fourth signal is transmitted and when it is received is within a predetermined range. A robot that performs angle correction processing for the robot arm.
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