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.

特開平5-345160号公報JP-A-5-345160

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 .

ロボットシステムの一例を示す斜視図。1 is a perspective view showing an example of a robot system; FIG. ロボットと制御装置の機能を示すブロック図。A block diagram showing the functions of a robot and a control device. 吐出物を吐出する際のロボットの様子を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing how the robot discharges the substance. ニードルと超音波センサーアレイとの位置関係を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing the positional relationship between a needle and an ultrasonic sensor array; 図4における5-5断面の様子を示す模式図。FIG. 5 is a schematic diagram showing the state of the 5-5 cross section in FIG. 4; 第1実施形態において実行されるニードルの傾きの判定におけるフローチャート。4 is a flow chart of needle inclination determination performed in the first embodiment. ニードルが傾い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。FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a substance is discharged with the needle tilted; 第2実施形態における超音波センサーアレイを示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing an ultrasonic sensor array in a second embodiment; 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。FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of a robot control device configured by a plurality of processors; 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。FIG. 2 is a conceptual diagram showing another example in which a robot control device is configured by a plurality of processors;

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 robot 100 and the control device 200. As shown in FIG. The configuration of the robot system according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. This robot system includes a robot 100 , a control device 200 and a teaching device 300 . The control device 200 is communicably connected to the robot 100 and the teaching device 300 via cables or wirelessly.

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 robot 100 performs work according to pre-created teaching data. In addition, the robot 100 can adjust the motion according to the detection values obtained from the sensors provided in the robot system. As shown in FIG. 1, the robot 100 includes a base 110 and a robot arm 120. As shown in FIG. In the following, robot arm 120 is also simply referred to as arm 120 .

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 arm 120 has multiple joints. A force sensor 190 is installed at the tip of the arm 120 , and an end effector 130 is attached to the tip of the force sensor 190 . In the example of FIG. 1, the end effector 130 is drawn in a simple shape for convenience of illustration. The arm 120 has six axes. Thereby, the arm 120 can move the end effector 130 to any position according to the instruction from the control device 200 .

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 end effector 130 includes a needle 132 as a dispenser for ejecting an ejected substance and a plurality of ultrasonic sensor arrays 134 . The ultrasonic sensor array is formed by a plurality of thin-film elements capable of transmitting ultrasonic waves as signals and capable of receiving ultrasonic waves as signals, and transmits ultrasonic waves. The end effector 130 is electrically connected to the arm 120 via wiring 140 . The wiring 140 is attached so as to be visible from the outside of the robot 100 .

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 force sensor 190 is a 6-axis force sensor that measures the external force applied to the end effector 130 . Note that the force sensor 190 is not limited to a six-axis force sensor. For example, it may be a force sensor with five axes or less. Moreover, in the present embodiment, the force sensor 190 is provided at the tip of the arm 120, but is not limited to this. For example, force sensor 190 may be provided at any joint of arm 120 .

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 control device 200 has a processor 210 , a main memory 220 , a nonvolatile memory 230 , a display control section 240 , a display section 250 and an I/O interface 260 . These units are connected via a bus. The processor 210 is, for example, a microprocessor or processor circuit, and functions as a controller for controlling the motion of the robot 100 . In the following, processor 210 is also described as controller 210 . Control device 200 is connected to robot 100 and teaching device 300 via I/O interface 260 . Note that the control device 200 may be housed inside the robot 100 . In this embodiment, the control device 200 can control the robot 100 using a tool coordinate system centered on the tip of the end effector 130 . The tool center point, which is the origin of the tool coordinate system, is the tip center of the needle 132 that is part of the end effector 130 . Also, the Z-axis of the tool coordinate system is an axis extending along the opening direction of the needle 132 . The +Z-axis direction, which is the positive direction in the Z-axis direction, is the direction in which the needle 132 ejects the ejected material. Also, the X-axis and the Y-axis extend in a direction orthogonal to each other and also orthogonal to the Z-axis.

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 control device 200 moves the arm 120 by driving the actuator according to the teaching data stored in the main memory 220 and the values output from the ultrasonic sensor array 134 . Programs stored in advance in the nonvolatile memory 230 are used to implement various functions of the control device 200 .

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 control device 200 can be changed as appropriate, and is not limited to the configuration shown in FIG. For example, processor 210 and main memory 220 may reside in another device that can communicate with controller 200 . In this case, control device 200 and another device function as a control device for robot 100 . Also, the control device 200 may include a plurality of processors 210 .

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 teaching device 300 is used when creating a control program including teaching data for work of the robot 100 . Teaching device 300 is also called a “teaching pendant”. A personal computer having an application program for teaching processing may be used instead of the teaching pendant. Teaching device 300 transmits the created teaching data to control device 200 . The transmitted teaching data is stored in main memory 220 of control device 200 .

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 robot 100 discharges the discharge material 30. As shown in FIG. The outline of the control contents of the robot 100 executed by the control device 200 will be described below with reference to FIG.

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 robot 100 applies the adhesive to the ejection surface S by ejecting the adhesive as the ejection material 30 from the needle 132 . The ejection surface S is a processed surface of various products including, for example, cases for smartphones, liquid crystal panels, camera modules completed by an injection molding machine, and the like. Note that the ejected material 30 is not limited to an adhesive. For example, the ejected matter 30 may be a viscous liquid substance, a gel-like substance, or a gel-like substance. More specifically, for example, the ejected matter 30 may be paint, or resin used as a sealing member, a cushioning material, or the like.

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 ejection material 30 to the ejection surface S, the arm 120 drives the needle 132 to move along the predetermined application track R under the control of the control device 200 . Further, when applying the ejection material 30 to the ejection surface S, the control device 200 performs various controls. For example, the control device 200 executes height correction control and angle correction control. The height correction control is control so that the distance between the needle 132 and the ejection surface S becomes a preset distance. Further, the angle correction control is a control for adjusting the angle between the needle 132 and the ejection surface S to a preset angle. Values output from the ultrasonic sensor array 134 are used for height correction control and angle correction control. Also, the control device 200 determines whether or not the needle 132 is tilted using the detection value of the ultrasonic sensor array 134 .

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 needle 132 and the ultrasonic sensor array 134. As shown in FIG. FIG. 4 schematically shows a front view of the end effector 130 when viewed from the distal end side of the needle 132. As shown in FIG. FIG. 4 shows the moving direction d1 in the posture of the robot 100 shown in FIG. The positions of the needle 132 and the ultrasonic sensor array 134 will be described below using the positional relationship when viewed from the distal end side of the needle 132 .

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 end effector 130 includes two ultrasonic sensor arrays 1341 and 1342 arranged around the needle 132 as the ultrasonic sensor array 134 . In the following, for convenience of explanation, the two ultrasonic sensor arrays 1341 and 1342 are also referred to as the first ultrasonic sensor array 1341 and the second ultrasonic sensor array 1342, respectively.

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 ultrasonic sensor array 1342 form a pair and are arranged with the needle 132 interposed therebetween. In this embodiment, the two ultrasonic sensor arrays 1341, 1342 are the same distance from the needle 132. FIG. That is, the two ultrasonic sensor arrays 1341 to 1344 are arranged symmetrically with the needle 132 as the center. The same distance from the needle 132 means that, in the two ultrasonic sensor arrays, the difference in the distance from the needle 132 is the ultrasonic sensor array farthest from the needle 132 and the needle 132 among the two ultrasonic sensor arrays. Including cases where it is ±5% or less of the distance. In this embodiment, the distance from the needle 132 to each of the ultrasonic sensor arrays 1341 and 1342 is the opening 1322 of the needle 132 when the end effector 130 is viewed from the distal end side of the needle 132 to the proximal end side. is the shortest distance from the center of the to each ultrasonic sensor array 1341 , 1342 .

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(PbTiO)やジルコン酸鉛(PbZrO)やチタン酸鉛ランタン((Pb、La)TiO)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 ultrasonic sensor array 134 is used as a transmitter that transmits ultrasonic waves as a signal, and is also used as a detector that detects ultrasonic waves. When ultrasonic waves are used as signals, signal processing is easier than when light is used as signals, for example. For example, compared to the case of using light, ultrasonic waves take a longer time from being transmitted to being received. Therefore, the required response speed and time resolution are smaller when using ultrasonic waves than when using light. In this embodiment, the ultrasonic sensor array is arranged with a plurality of ultrasonic wave generating elements. The ultrasonic sensor array 134 irradiates an object to be measured with ultrasonic waves generated according to bending deformation of the ultrasonic wave generating element. Also, the ultrasonic sensor array outputs a detection signal, which is an electrical signal, by receiving ultrasonic waves. Ultrasonic sensor arrays are capable of phase manipulation. Accordingly, the ultrasonic sensor array can be driven with a phase difference shift regardless of the operation from the control unit 210 . Phase difference shift driving means a driving method that adjusts the phase difference between ultrasonic waves generated from each ultrasonic wave generating element by shifting the driving timing of each ultrasonic wave generating element. Thereby, the ultrasonic sensor array can arbitrarily change the transmission direction of the ultrasonic waves by using the interference between the ultrasonic waves generated according to the phase difference. Therefore, when an ultrasonic sensor array that can be driven with a phase difference shift is used as the ultrasonic sensor array 134, there is no need to separately provide a mechanism for adjusting the transmission direction, so the ultrasonic sensor array 134 can be miniaturized. is easy. In this case, the degree of freedom in design is higher than when other configurations are used as the ultrasonic sensor array 134 . In this embodiment, a piezoelectric element is used as the ultrasonic wave generating element. For the piezoelectric element, for example, lead zirconate titanate (PZT), lead titanate (PbTiO 3 ), lead zirconate (PbZrO 3 ), lead lanthanum titanate ((Pb, La), etc., which are formed into films, are used. TiO 3 ) can be used. In this embodiment, PZT formed into a film is used for the piezoelectric element.

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 ultrasonic sensor array 1342 are shown. The transmission directions D1 to D4 shown in FIG. 5 schematically show the state when viewed from above in the direction along the movement direction d1 of the needle 132, and strictly correspond to the cross-sectional view of the 5-5 cross section. not. In this embodiment, the first ultrasonic sensor array 1341 can emit ultrasonic waves in three transmission directions, ie, a first transmission direction D1, a second transmission direction D2, and a third transmission direction. The second ultrasonic sensor array 1342 can transmit ultrasonic waves in a fourth transmission direction D4. The first ultrasonic sensor array 1341 can emit simultaneously in three directions D1-D3.

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 ultrasonic sensor array 1342 . A needle 132 is arranged in the path along which the ultrasonic waves are transmitted when the ultrasonic waves are transmitted in the first transmitting direction D1. Ultrasonic waves transmitted in the first transmission direction D1 from the first ultrasonic sensor array 1341 functioning as the first transmitter are detected by the second ultrasonic sensor array 1342 functioning as the first detector. detected. In the following, the ultrasound emitted in the first transmission direction D1 is also referred to as the first signal S1.

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 needle 132 when viewed from the first ultrasonic sensor array 1341 in a direction perpendicular to the ejection surface S. As shown in FIG. 3, the first position P1 is a position shifted from the position where the direction extending from the tip of the needle 132 and the ejection surface S overlap. Furthermore, in the present embodiment, the first position P1 is positioned forward in the moving direction d1 of the needle 132 . Therefore, the ejection material 30 is not ejected to the first position P1. As shown in FIG. 5, the ultrasonic waves transmitted in the second transmission direction D2 from the first ultrasonic sensor array 1341 functioning as the first transmission unit are reflected at the first position P1, and then It is detected by a second ultrasonic sensor array 1342 that functions as a first detector. In the following, the ultrasound emitted in the second transmission direction D2 is also referred to as the second signal S2.

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 needle 132 extends. Ultrasonic waves transmitted in the third transmission direction D3 from the first ultrasonic sensor array 1341 functioning as the first transmitting unit function as the second detecting unit after being reflected at the second position P2. detected by a first ultrasonic sensor array 1341 that In the following, the ultrasound emitted in the third emission direction D3 is also referred to as the third signal S3.

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 ultrasonic sensor array 1342 to a third position P3 on the ejection surface S, which is different from the first position P1 and the second position P2. is the direction to A third position P3 is a position where a line perpendicular to the ejection surface S from the second ultrasonic sensor array 1342 and the ejection surface S overlap. In this embodiment, the fourth transmission direction D4 is parallel to the direction in which the needle 132 extends. Ultrasonic waves transmitted in the fourth transmission direction D4 from the second ultrasonic sensor array 1342 functioning as the second transmitter function as the first detector after being reflected at the third position P3. is detected by a second ultrasonic sensor array 1342 that In the following, the ultrasound emitted in the fourth transmission direction D4 is also referred to as the fourth signal S4.

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 needle 132 and processing according to the result, which are executed in the first embodiment. The determination processing of the inclination of needle 132 shown in FIG. 6 is performed by control unit 210 of control device 200 . When the robot 100 is instructed to discharge the discharge material 30 onto the discharge surface S according to the teaching data, the control device 200 determines the inclination of the needle 132 before starting discharge. When starting to determine the inclination of needle 132, control unit 210 starts step S101.

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 control unit 210 causes the first ultrasonic sensor array 1341 to transmit the first signal S1.

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 control unit 210 determines whether or not the detection value of the second ultrasonic sensor array 1342 in response to transmission of the first signal S1 is equal to or less than a predetermined threshold. The detected value becomes smaller according to the attenuation of ultrasonic waves between the first ultrasonic sensor array 1341 and the second ultrasonic sensor array 1342 . The array predetermined threshold value is sufficiently smaller than the maximum detection value assumed when there is no obstacle in the transmission path of the first signal S1, and the needle is in the transmission path of the first signal S1. It is preferable that the value is sufficiently larger than the assumed value, which is the detected value assumed when 132 is arranged. Specifically, for example, the predetermined threshold value is assumed when comparing the case where there is no obstacle in the transmission path of the first signal S1 and the case where the needle 132 is arranged. It is set using the difference in detection values. The predetermined threshold is preferably a value smaller than the value obtained by subtracting 1/8 of the difference in the assumed detection value from the maximum value of the detection value, and the difference in the detection value assumed from the maximum value of the detection value is more preferably less than one quarter of the value of . In addition, the predetermined threshold is preferably a value larger than a value obtained by adding 1/8 of the difference in the assumed detection value to the assumed value of the detection value, and the detection value assumed in the assumed value of the detection value It is more preferable that the value is larger than the value obtained by adding 1/4 of the difference between .

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 needle 132 is tilted. Therefore, control unit 210 determines that needle 132 is not in a normal position. An example of when the needle 132 is not in the correct position is when the needle 132 is tilted. In this case, the tip of needle 132 points in a different direction than expected. As a result, even if the robot 100 moves according to the teaching data, there is a possibility that the discharge material 30 will be discharged at a position different from the originally assumed position. If the result of the process of step S102 is No, control unit 210 executes step S111.

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 control unit 210 stops the operation of the robot 100 including ejection of the ejection material 30 from the needle 132 . After performing the process of step S111, the control unit 210 terminates the process shown in FIG.

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 needle 132 is not tilted. Therefore, control unit 210 determines that needle 132 is in a normal position. If the result of the process of step S102 is Yes, control unit 210 executes step S103.

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 control section 210 causes the robot 100 to execute the discharge of the discharge material 30 according to the teaching data. After performing the process of step S103, the control unit 210 ends the process shown in FIG.

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 discharge material 30 is discharged from the needle 132, the control unit 210 corrects the height of the needle 132, corrects the angle, and determines whether or not there is a discharge failure. and run Below, the height correction, the angle correction, and the determination of the presence or absence of ejection failure of the needle 132, which are executed in the present embodiment, will be described.

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。 Control unit 210 executes height correction processing for controlling the attitude of arm 120 so that the distance between needle 132 and ejection surface S is a predetermined distance. Here, the distance between the needle 132 and the ejection surface S is the distance between the needle 132 and the ejection surface S in the direction extending from the tip of the needle 132 . This height correction processing is executed in parallel with the ejection of the ejection material 30 . Therefore, the distance between the needle 132 and the ejection surface S is corrected in real time. In this height correction process, the control unit 210 controls the time required from when the second signal S2 is transmitted from the first ultrasonic sensor array 1341 until it is detected by the second ultrasonic sensor array 1342. to correct the height of the needle 132 . Specifically, the control unit 210 controls the position of the end effector 130 so that the time from when the second signal S2 is transmitted to when it is detected is a predetermined time. Thereby, the robot 100 can keep the distance between the needle 132 and the ejection surface S at a predetermined distance according to the control of the control section 210 .

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 control unit 210 executes angle correction processing for controlling the posture of the arm 120 so that the angle formed by the needle 132 and the ejection surface S becomes a predetermined angle. This angle correction processing is executed in parallel with the ejection of the ejection material 30 . Therefore, the angle between the needle 132 and the ejection surface S is corrected in real time. In this angle correction process, the control unit 210 determines a first time required from the transmission of the third signal S3 to the reception thereof, and a second time required from the transmission of the fourth signal S4 to the reception of the fourth signal S4. use time and In the first time, after the ultrasonic wave, which is the third signal S3, is transmitted from the first ultrasonic sensor array 1341 in the third transmission direction D3 shown in FIG. This is the time it takes to be received. In the second time, after the ultrasonic wave, which is the fourth signal S4, is transmitted from the second ultrasonic sensor array 1342 in the fourth transmission direction D4 shown in FIG. This is the time it takes to be received. In this embodiment, the inclination of the needle 132 is controlled so that the difference between the first time and the second time is within a predetermined range. The predetermined range is a value small enough to treat the first time and the second time as the same when executing control by the control unit 210, and the operation accuracy required in the operation of the needle 132. It is a range determined according to Specifically, in this embodiment, the control unit 210 controls the position and orientation of the end effector 130 so that both the first time and the second time are predetermined times. Therefore, the distance from the first ultrasonic sensor array 1341 to the ejection surface S and the distance from the second ultrasonic sensor array 1342 to the ejection surface S are maintained to be the same. Further, since the distance between the needle 132 and the ejection surface S is kept constant by the height correction processing, the angle formed by the needle 132 and the ejection surface S is kept at a predetermined angle.

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 needle 132 is bent. In FIG. 7, the dashed line shows the needle 132 when it is not tilted. In the case shown in FIG. 7, the proximal side of needle 132 is in place. Therefore, in the processing of FIG. 6, it is determined that the needle 132 is not tilted. If the needle 132 is bent, the discharge material 30 may be discharged to the first position P1, which is an unexpected position. In this case, the detection values obtained by the second ultrasonic sensor array 1342 differ from normal detection values. The control unit 210 stops the ejection when the ejection material is ejected to the first position P1 where ejection of the ejection material is not expected. Therefore, the control device 200 can suppress deterioration in the quality of the ejection target that may occur due to continued ejection onto the ejection surface S in a state where an ejection failure has occurred. Moreover, since the second signal S2 used for the height correction process is used, the control can be simplified as compared with the case of separately obtaining a detection signal for detecting ejection failure. In FIG. 7, the case where the needle 132 is bent has been described as an example. , ejection failure may occur.

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 control device 200 of the first embodiment described above, the control unit 210 uses the first detection value output from the second ultrasonic sensor array 1342, which is the detection unit, in response to the first signal S1. , whether or not the needle 132 is tilted can be determined. Further, when the control unit 210 determines that the needle 132 is not tilted, the control unit 210 causes the needle 132 to discharge. Therefore, the possibility of ejecting the ejection material 30 onto the ejection surface S while the needle 132 is tilted is reduced. Therefore, the control device 200 can suppress the occurrence of ejection defects in the robot 100 .

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 ultrasonic sensor array 134 according to a second embodiment. A robot system according to the second embodiment differs from the first embodiment in the structure of the ultrasonic sensor array 134 . In the following, the same reference numerals are given to the same configurations as in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted. In the second embodiment, the ultrasonic sensor array 134 is attached with an ultrasonic lens 136 that refracts ultrasonic waves. Ultrasonic lens 136 is also called an acoustic lens.

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 ultrasonic lens 136 is arranged in the first ultrasonic sensor array so that ultrasonic waves are emitted in a first transmission direction D1, a second transmission direction D2, and a third transmission direction D3. Attached to 1341. In this case, the ultrasonic sensor array 134 can transmit ultrasonic waves in the three transmission directions D1 to D3 without performing phase shift driving. Further, in this embodiment, an ultrasonic lens is attached to the second ultrasonic sensor array 1342 as well.

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 ultrasonic sensor array 134 is adjusted by the ultrasonic lens 136 . Therefore, the processing load on the control unit 210 is reduced as compared with the case where the phase shift drive or the like is executed.

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 robot 100 and its control device 200, personal computers 500 and 510 and a cloud service 600 provided via a network environment such as a LAN are depicted. Personal computers 500 and 510 each include a processor and memory. Processors and memory are also available in the cloud service 600 . The processor executes computer-executable instructions. A robot control device including the control device 200 and the teaching device 300 can be implemented using some or all of these multiple processors. Also, a storage unit that stores various types of information can be realized using part or all of these memories.

(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 controller 200 of the robot 100 is stored in the robot 100 . Also in this example, it is possible to realize a robot control device including the control device 200 and the teaching device 300 by using some or all of the plurality of processors. Also, a storage unit that stores various types of information can be implemented using part or all of a plurality of memories.

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 ultrasonic sensor array 134 has a function as a transmitter and a detector. However, the ultrasonic sensor array 134 may have only one of the functions of a transmitter and a detector. For example, if the ultrasonic sensor array 134 functions only as a transmitter, it must have a detector separate from the ultrasonic sensor array 134 . In this case, the detection unit may be an ultrasonic sensor capable of detecting ultrasonic waves, and is not limited to an ultrasonic sensor array. Moreover, when the ultrasonic sensor array 134 functions only as a detection unit, it is necessary to have a transmission unit separate from the ultrasonic sensor array 134 . In this case, the transmitter may be any source capable of generating ultrasonic waves, and is not limited to an ultrasonic sensor array.

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 control unit 210 may acquire the time required from the time the signal is transmitted until the time the signal is detected by performing time-of-flight analysis that calculates the distance to the object based on the time-of-flight. .

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 ultrasonic sensor array 1342 are arranged symmetrically about the needle 132, but the invention is not limited to this. The arrangement relationship between the first ultrasonic sensor array 1341 and the second ultrasonic sensor array 1342 can be changed as appropriate as long as they are arranged with the needle 132 interposed therebetween.

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 needle 132 is not tilted as a result of determining whether or not the needle 132 is tilted, the controller 210 causes the robot 100 to discharge the discharge material 30. . However, the controller 210 does not necessarily cause the robot 100 to discharge the discharge material 30 when the needle 132 is not tilted. For example, control unit 210 may further perform a step of inspecting the state of needle 132 . In this case, the control unit 210 causes the robot 100 to discharge the discharge material 30 only when no abnormality is found in the needle 132, and instructs the robot 100 to discharge the discharge material 30 when no abnormality is found. Ejection may not be executed.

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 needle 132 extends. However, the direction is not limited to this. The third transmission direction D3 and the fourth transmission direction D4 can be arbitrarily changed as long as they are parallel to each other and detected by the ultrasonic sensor array 134 after being reflected by the ejection surface S. is.

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 control unit 210 adjusts the posture of the arm 120 so that the first time and the second time are predetermined times. to control. However, control unit 210 may perform different control when performing angle correction processing. For example, control unit 210 may control the attitude of arm 120 such that the first time and the second time are simply the same time. Even in this case, the posture of arm 120 is more stable than when angle correction control is not performed.

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 control unit 210 executes the height correction process, the angle correction process, and the determination of whether or not an ejection failure has occurred, but the present invention is not limited to this. For example, control unit 210 does not need to execute at least one of the above three processes.

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 robot 100 is a 6-axis robot, but is not limited to this. The number of axes that the robot 100 has may be seven or more, or may be five or less. Specifically, for example, the robot 100 may be a single-axis SCARA robot. Even if the robot 100 is a SCARA robot, the control device 200 can determine whether or not the needle 132 is tilted, as in the above embodiment.

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 ultrasonic sensor arrays 134 provided in the robot 100 are two ultrasonic sensor arrays 1341 and 1342 forming one set, but the number of ultrasonic sensor arrays 134 is is not limited to two. For example, the robot 100 may include two or more sets of ultrasonic sensor arrays 134 each having two ultrasonic sensor arrays 134 arranged with the needle 132 therebetween. In this case, the control unit 210 may select one or more sets of ultrasonic sensor arrays 134 from two or more sets of ultrasonic sensor arrays 134 and execute the processing described in the above embodiment. In this case, the control unit 210 uses separate sets of ultrasonic sensor arrays 134 for determining whether or not the needle 132 is inclined, for height correction processing, for angle correction processing, and for determining whether or not an ejection failure has occurred. can be

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 ultrasonic sensor array 134 simultaneously emits ultrasonic waves in the three directions D1 to D3, but it is not necessary to emit ultrasonic waves at the same time. Also, although the ultrasonic sensor array 134 emits ultrasonic waves in three transmission directions D1 to D3, it may be possible to transmit ultrasonic waves in two or less transmission directions. In this case, the robot 100 may each include an ultrasonic sensor array capable of transmitting ultrasonic waves in each transmission direction.

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 control unit 210 compares the detected value with a predetermined threshold in step S102 in the process shown in FIG. However, the controller 210 may perform different processing. For example, a previously acquired detection signal may be compared with a newly acquired detection signal.

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... Robot 110... Base 120... Robot arm 120... Arm 130... End effector 132... Needle 134... Ultrasonic sensor array 136... Ultrasonic lens 140... Wiring 190 ... Force sensor 200 ... Control device 210 ... Control unit 220 ... Main memory 230 ... Nonvolatile memory 240 ... Display control unit 250 ... Display unit 260 ... I/O interface 300 ... Teaching device 500 Personal computer 600 Cloud service 1322 Opening 1341 First ultrasonic sensor array 1342 Second ultrasonic sensor array D1 First direction of transmission D2 Second direction of transmission D3 3rd transmission direction D4 4th transmission direction P1 1st position P2 2nd position P3 3rd position R application track S ejection surface S1 first signal S2 ... second signal, S3 ... third signal, d1 ... movement direction

Claims (6)

ロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けら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設けられ第1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設けられ前記第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であって、
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.
請求項1に記載の制御装置であって、
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.
請求項1または2に記載の制御装置であって、
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.
請求項1から3のいずれか1項に記載の制御装置であって、
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.
制御装置によって制御されるロボットであって、
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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