TW202103876A - 機器人系統、終端效應器系統、終端效應器單元以及配接器 - Google Patents

Abstract

一種機器人系統，包括：終端效應器，可對工件進行作業；支持部，於終端效應器可位移的狀態下支持所述終端效應器；第一驅動部，可經由支持部而以第一衝程來驅動終端效應器；檢測部，檢測終端效應器的位置；以及第二驅動部，配置於支持部與終端效應器之間，可基於由檢測部所檢測到的終端效應器的位置資訊，以比第一衝程小的第二衝程，相對於支持部來驅動終端效應器。

Description

機器人系統、終端效應器系統、終端效應器單元以及配接器

本發明是有關於一種機器人系統、終端效應器系統、終端效應器單元以及配接器。

先前，揭示有一種與機器人裝置相關的技術，所述機器人裝置具有機械臂與終端效應器（end effector），且例如用於製品的組裝等用途（例如，參照專利文獻1）。於如上所述的現有技術中，難以謀求終端效應器的定位精度的提昇。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]美國專利第4994639號說明書

根據第一形態，提供一種機器人系統，包括：終端效應器，可對工件進行作業；支持部，於所述終端效應器可位移的狀態下支持所述終端效應器；第一驅動部，可經由所述支持部而以第一衝程來驅動所述終端效應器；檢測部，檢測所述終端效應器的位置；以及第二驅動部，配置於所述支持部與所述終端效應器之間，可基於由所述檢測部所檢測到的所述終端效應器的位置資訊，以比所述第一衝程小的第二衝程，相對於所述支持部來驅動所述終端效應器。

根據第二形態，提供一種終端效應器系統，包括：終端效應器，可對工件進行作業；支持部，具有可將所述終端效應器連接於機器人單元的連接元件，於所述終端效應器可位移的狀態下支持所述終端效應器；檢測部，檢測所述終端效應器的位置資訊；以及驅動部，配置於所述終端效應器與所述支持部之間，可基於由所述檢測部所檢測到的所述終端效應器的位置資訊，以比所述機器人單元的第一衝程小的第二衝程，相對於所述支持部來驅動所述終端效應器。

根據第三形態，提供一種終端效應器單元，包括：終端效應器，可對工件進行作業；支持部，具有可將所述終端效應器連接於機器人單元的連接元件，於所述終端效應器可位移的狀態下支持所述終端效應器；以及驅動部，配置於所述終端效應器與所述支持部之間，可相對於所述支持部以電磁方式驅動所述終端效應器。

根據第四形態，提供一種配接器，包括：支持部，具有可與機器人單元連接的第一連接元件，於終端效應器可位移的狀態下支持所述終端效應器；台座部，具有可與所述終端效應器連接的第二連接元件；以及驅動部，配置於所述支持部與所述台座部之間，可相對於所述支持部，經由所述台座部而以電磁方式驅動所述終端效應器。

以下，參照圖式對本發明的實施方式進行說明。

[機器人系統的構成] 圖1是表示本實施方式的機器人系統1的構成的一例的圖。機器人系統1包括：機器人單元2、終端效應器單元3、檢測部200、以及控制裝置10。 機器人單元2包括臂部20與臂驅動部30。 終端效應器單元3包括：支持部41、台座驅動部50、台座部61、以及終端效應器62。 再者，亦可將台座部61與終端效應器62總稱為帶有台座的終端效應器60。另外，亦可將帶有台座的終端效應器60僅稱為終端效應器。 另外，於以下的說明中，以台座部61與終端效應器62作為不同零件來構成的情況為一例來記載，但並不限於此，台座部61與終端效應器62亦可一體地構成。 另外，臂部20與支持部41亦可一體地構成。於以下的說明中，有時將臂部20與支持部41總稱為帶有支持部的臂部40來記載。

檢測部200檢測終端效應器62的位置。另外，檢測部200亦可檢測終端效應器62的姿勢。檢測部200檢測終端效應器62的位置及姿勢。此處，所謂終端效應器62的位置，是指設置有機器人單元2的空間內的終端效應器62的座標。所謂終端效應器62的姿勢，是指設置有機器人單元2的空間內的某一位置上的終端效應器62的朝向（或終端效應器62的方向）。再者，於以下的說明中，有時不將終端效應器62的位置與姿勢加以區分，而記載為終端效應器62的位置（或終端效應器62的姿勢）。 控制裝置10控制機器人單元2所包括的臂驅動部30，藉此控制機器人單元2的位置或姿勢或所述兩者。

本實施方式的機器人單元2是多關節臂型的機器人。作為一例，機器人單元2包括藉由關節來依次連接的五個臂（例如，第一臂部21～第五臂部25）。機器人單元2包括與五個臂對應的五個臂驅動部30（例如，第一臂驅動部31～第五臂驅動部35）。即，機器人單元2包含多關節臂。再者，機器人單元2並不限於多關節臂型的機器人，例如亦可為無人航空機（無人航空載具（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）、無人機）、多旋翼飛行器等飛行物。

作為一例，臂驅動部30包括伺服馬達（未圖示）與臂位置檢測部（未圖示）。 第一臂驅動部31將機器人單元2的設置面作為基準，利用伺服馬達來使第一臂部21位移（例如，旋轉）。第一臂驅動部31包括第一臂位置檢測部311。第一臂位置檢測部311檢測將機器人單元2的設置面作為基準的第一臂部21的位移量（例如，旋轉角度）。 第二臂驅動部32將第一臂部21作為基準，利用伺服馬達來使第二臂部22位移（例如，旋轉）。第二臂驅動部32包括第二臂位置檢測部321。第二臂位置檢測部321檢測將第一臂部21作為基準的第二臂部22的位移量（例如，旋轉角度）。 再者，第三臂驅動部33～第五臂驅動部35、及第三臂位置檢測部331～第五臂位置檢測部351的構成與所述相同，因此省略說明。

終端效應器62具有對應於機器人系統1的用途的各種形狀及功能，安裝於第五臂部25的端部。參照圖2對臂部20與終端效應器62的連接部分的構成的詳細情況進行說明。

[臂部與終端效應器的連接部分的構成] 圖2是表示本實施方式的臂部20與終端效應器62的連接部分的構成的一例的圖。臂部20（於此例中，第五臂部25）與終端效應器62經由支持部41、台座驅動部50、及台座部61而連接。 再者，亦可謂臂部20與帶有台座的終端效應器60經由支持部41、及台座驅動部50而連接。 於以下的說明中，有時省略帶有台座的終端效應器60中的台座部61的說明，僅記載為終端效應器62。於省略台座部61的說明的情況下，例如記載為臂部20與終端效應器62經由支持部41、及台座驅動部50而連接。

終端效應器62可裝卸或無法裝卸地連接於台座部61的台座端部601。終端效應器62可對作業對象的工件WK進行作業。終端效應器亦可稱為具有機器人直接對作業對象進行作業的功能的部分。作為一例，終端效應器62存在可握持工件WK的多指型（或雙指型）的手、進行雷射加工或超音波加工的加工頭、相機、射出已熔融的金屬、樹脂或噴射加工用的粒子等的噴射器、操縱器、送風等用途。 終端效應器62具有對應於機器人系統1的用途的各種形狀及功能。例如，終端效應器62A包括相機62A1與雷射照射部62A2，具有將工件WK（未圖示）切斷的雷射切割機功能。換言之，終端效應器62A包括將用於對工件WK進行加工的加工光（例如，雷射光）照射至工件WK的雷射照射部62A2（第二照射部）。 終端效應器62B包括相機62B1與手部62B2，具有握持工件WK（未圖示）來使其移動的機械手功能。終端效應器62C包括相機62C1與真空部62C2，具有吸附工件WK（未圖示）來使其移動的機械手功能。

支持部41包括連接端部411。連接端部411可裝卸或無法裝卸地連接於第五臂部25的臂端部251。支持部41具有凹部。支持部41於一端側具有連接端部411，於另一端側具有凹部。於支持部41的凹部配置台座驅動部50或中間部412。

即，支持部40包含與機器人單元2連接的連接元件。作為連接元件的一例，有連接端部411。

台座驅動部50（第二驅動部）包括線性馬達500，使台座部61相對於連接部41的位置位移。作為一例，線性馬達500為音圈馬達，包括磁場產生部501與磁化部502。磁場產生部501利用所供給的驅動電流來產生磁場。磁化部502利用由磁場產生部501所產生的磁場來產生排斥力或吸引力。線性馬達500利用所述排斥力或吸引力來使磁場產生部501與磁化部502之間的距離變化，藉此使台座部61相對於連接部41進行位移。作為一例，當於磁場產生部501與磁化部502之間產生了排斥力時，連接部41與台座部61的距離增加。另外，當於磁場產生部501與磁化部502之間產生了吸引力時，連接部41與台座部61的距離減少。磁場產生部501配置於支持部41。磁場產生部501配置於形成在支持部41的凹部。磁化部502配置於台座部61。磁化部502配置於形成在台座部60的凹部。列舉了將磁場產生部501配置於支持部41，將磁化部502配置於台座部61的例子，但並不限於此，亦可將磁場產生部501配置於台座部61，將磁化部502配置於支持部41。 台座驅動部50可不使支持部41與台座部61（或帶有台座的終端效應器60）接觸（即，以非接觸狀態）來進行驅動。

再者，台座驅動部50（第二驅動部）不對支持終端效應器62的重量作出貢獻。終端效應器62的自重由所述支持部40來支持。 此處，機器人單元2包括將支持部40與終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60）連接的中間部。該中間部支持終端效應器62的重量。 中間部412支持終端效應器62的重量。中間部412例如包含阻尼器元件413、或彈簧元件414。中間部412包含彈性構件，減少終端效應器62的振動。彈性構件亦可為彈力能夠調整。於此情況下，機器人單元2包括調節部（未圖示），調整彈性構件的彈力。例如，彈性構件亦可為空氣彈簧。於此情況下，調節部（未圖示）可調整空氣彈簧的氣壓，藉由調整空氣彈簧的氣壓來調整彈力。 另外，中間部412使自外部賦予的振動衰減。中間部412抑制由終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60）的自重所引起的終端效應器62的位移。 中間部412不論終端效應器62的姿勢如何，均於重力方向上支持終端效應器62。 再者，中間部412除包括彈性構件以外，亦可包括減少終端效應器62的振動的元件（例如，壓電（piezo）元件）。

此處，終端效應器單元3的一端（例如，與第五臂部25連接的端部）為固定端，另一端（例如，終端效應器62側的端部）為自由端。機器人單元2驅動臂部20，藉此使對於終端效應器單元3而言的固定端的位置或姿勢變化。於終端效應器單元3中，固定端的位置或姿勢的變化對作為自由端的終端效應器62的位置或姿勢造成影響。 通常，於機器人單元2中，因地面的振動等外力，臂部20的自重、剛性，臂驅動部30的驅動力等的影響，而難以精密地控制臂部20的前端（即，對於終端效應器單元3而言的固定端）的位置或姿勢。 本實施方式的機器人單元2藉由台座驅動部50不使支持部41與台座部61（或帶有台座的終端效應器60）接觸（即，以非接觸狀態）來進行驅動，可抑制臂部20的前端（即，對於終端效應器單元3而言的固定端）的位置或姿勢的位移的影響波及終端效應器62的位置或姿勢。

[臂部與終端效應器的連接部分的構成的變形例] 臂部20與台座部61（或帶有台座的終端效應器60）的連接部分的構成可存在各種變形例。於變更終端效應器62的形狀或功能的情況等下，有時更換終端效應器單元3、終端效應器62、或帶有台座的終端效應器60。於更換終端效應器單元3、終端效應器62、或帶有台座的終端效應器60的情況下，可能因臂部20與終端效應器62之間的連接部分的構成的不同而存在如下的變形例。 （1）臂端部251與支持部41可裝卸的情況。 於此情況下，事先將支持部41、台座驅動部50、及帶有台座的終端效應器60（台座部61及終端效應器62）組合。 當安裝帶有台座的終端效應器60時，將經組合的狀態的支持部41、台座驅動部50及帶有台座的終端效應器60與臂端部251連接。 （2）支持部41與台座驅動部50可裝卸的情況。 於此情況下，事先將臂部20的臂端部251與支持部41的連接端部411組合。 當安裝帶有台座的終端效應器60（台座部61及終端效應器62）時，將經組合的狀態的台座驅動部50及帶有台座的終端效應器60與支持部41連接。 （3）台座部61與終端效應器62可裝卸的情況。 於此情況下，事先將臂部20的臂端部251與支持部41的連接端部411組合。另外，事先將支持部41、台座驅動部50、及台座部61組合。 當安裝終端效應器62時，將經組合的狀態的支持部41、台座驅動部50及台座部61與終端效應器62連接。 （4）臂端部251與支持部41、台座部61與終端效應器62分別可裝卸的情況。 於此情況下，事先將支持部41、台座驅動部50、及台座部61組合。 當安裝終端效應器62時，將經組合的狀態的支持部41、台座驅動部50、及台座部61與終端效應器62連接。進而，將經組合的狀態的支持部41、台座驅動部50及帶有台座的終端效應器60（台座部61及終端效應器62）與臂端部251連接。

再者，於以下的說明中，亦將臂部20及支持部41總稱為帶有支持部的臂部40來記載。例如，於所述（2）的情況下，當安裝帶有台座的終端效應器60時，將經組合的狀態的台座驅動部50、及帶有台座的終端效應器60（台座部61及終端效應器62）與帶有支持部的臂部40連接。 於如本實施方式的機器人單元2般，臂部20為多關節臂的情況下，所謂帶有支持部的臂部40，是指多關節臂的整體或一部分。 再者，亦可理解為臂部20的一部分與支持部41作為支持部發揮功能。

支持部41於終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60）可位移的狀態下，支持終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60）。 如上所述，支持部41由臂驅動部30（第一驅動部）來驅動。即，臂驅動部30（第一驅動部）可經由支持部41來驅動終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60）。 另外，台座驅動部50（第二驅動部）配置於支持部41與終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60）之間，基於由檢測部200所檢測到的終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60）的位置，相對於支持部41來驅動終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60）。 再者，於本實施方式的說明中，驅動終端效應器62亦包含驅動帶有台座的終端效應器60。另外，使終端效應器62位移亦包含使帶有台座的終端效應器60位移。 此處，將臂驅動部30驅動終端效應器62時的位移的大小亦稱為第一衝程。另外，將台座驅動部50驅動終端效應器62時的位移的大小亦稱為第二衝程。台座驅動部50驅動終端效應器62時的位移的大小比臂驅動部30驅動終端效應器62時的位移的大小小。即，第二衝程比第一衝程小。 換言之，臂驅動部30（第一驅動部）可經由支持部41而以第一衝程來驅動終端效應器62。另外，台座驅動部50（第二驅動部）能夠以比第一衝程小的第二衝程，相對於支持部41來驅動終端效應器62。 再者，此處所述的衝程亦可表達成終端效應器62的移動範圍、移動寬度、移動軌跡的長度、可動範圍等。

再者，如上所述，本實施方式的臂部20包括五個臂（例如，第一臂部21～第五臂部25），可於六自由度方向上，相對於第一臂部21的接地面來驅動支持部41。換言之，臂驅動部30（第一驅動部）可於六自由度方向上，經由支持部41而以第一衝程來驅動終端效應器62。

另外，於以下的說明中，亦將支持部41、台座驅動部50、及台座部61總稱為配接器70來記載。例如，於所述（4）的情況下，當安裝終端效應器62時，將配接器70（即，經組合的狀態的支持部41、台座驅動部50及台座部61）與終端效應器62連接。進而，將配接器70及終端效應器62與臂端部251連接。 例如，配接器70包括：支持部（例如，支持部41），具有可與機器人單元2連接的第一連接元件（例如，連接端部411），於終端效應器62可位移的狀態下支持終端效應器62；台座部61，具有可與終端效應器62連接的第二連接元件（例如，台座端部601）；以及台座驅動部50，配置於支持部（例如，支持部41）與台座部61之間，可相對於支持部（例如，支持部41），經由台座部61而以電磁方式驅動終端效應器62。 配接器70亦可具有中間部412。中間構件412配置於支持部41與台座部61之間。

[線性馬達的配置例] 參照圖3對台座驅動部50中的線性馬達500的配置例進行說明。 圖3是表示本實施方式的線性馬達500的配置的一例的圖。於此例中，台座驅動部50包括六個線性馬達500。於以下的說明中，在必要的情況下，將X軸、Y軸、Z軸的三維正交座標系用作配接器70（或者，連接部41及台座部61）的座標系。此處，所謂Z軸，是指將終端效應器62與作為終端效應器62的作用對象的工件WK連結的軸。

於台座驅動部50中，在台座部61的XY平面上的三點分別配置線性馬達500（第一線性馬達510、第二線性馬達520及第三線性馬達530）。於台座驅動部50中，在台座部61的XZ平面上的兩點（點P4及點P5）分別配置線性馬達500（第四線性馬達540及第五線性馬達550）。另外，於台座驅動部50中，在台座部61的YZ平面上的一點配置線性馬達500（第六線性馬達560）。

此處，對將台座部61的重心G的座標設為（x2、y2、z1）時的線性馬達500的配置進行更具體的說明。 第一線性馬達510、第二線性馬達520及第三線性馬達530亦可分別配置於將穿過台座部61的重心G的Z軸方向的軸（Z方向重心軸AxZ）作為中心的XY平面上的三角形（例如，正三角形）的頂點。例如，第一線性馬達510配置於點P1（x2、y3、z0），第二線性馬達520配置於點P2（x3、y1、z0），第三線性馬達530配置於點P3（x1、y1、z0）。 第四線性馬達540及第五線性馬達550亦可分別配置於XZ平面之中，隔著穿過台座部61的重心G的Y軸方向的軸（Y方向重心軸AxY）彼此相反的位置。例如，第四線性馬達540配置於點P4（x3、y0、z1），第五線性馬達550配置於點P5（x1、y0、z1）。 第六線性馬達560亦可配置於穿過台座部61的重心G的X軸方向的軸（X方向重心軸AxX）上的位置。例如，第六線性馬達560配置於點P6（x0、y2、z1）。 再者，所謂「線性馬達500配置於點P」，包含「線性馬達500配置於由線性馬達500所產生的力施加至點P的位置」的意思。

[線性馬達的驅動例] 台座驅動部50使線性馬達500產生相同的排斥力（或吸引力），藉此使台座部61相對於連接部41的位置位移。由台座驅動部50所引起的台座部61的位移只要至少存在一自由度的位移即可。台座驅動部50減少終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60）中產生的振動。

再者，於如所述般配置六個線性馬達500的情況下，台座驅動部50可對台座部61賦予XYZ各軸方向的三自由度及環繞XYZ各軸的三自由度，合計六自由度的位移。即，台座驅動部50可相對於支持部41，於六自由度方向上以電磁方式驅動終端效應器62。

所述中間部412可於六自由度方向上支持終端效應器62。更具體而言，中間部412具有六個支持元件，可調整六個支持元件間的支持力的分配，而於六自由度方向上支持終端效應器62，所述六自由度方向是作為重力方向的第一方向、相對於第一方向垂直的第二方向、相對於第一方向及第二方向垂直的第三方向、將第一方向作為環繞軸的第四方向、將第二方向作為環繞軸的第五方向、以及將第三方向作為環繞軸的第六方向。 於此情況下，中間部412可對應於終端效應器62的姿勢，使用六個支持元件中的不同的支持元件來支持終端效應器62。 具體而言，中間部412具有：第一支持元件，當終端效應器62為第一姿勢時，於重力方向上支持終端效應器62的重量的至少一部分；以及第二支持元件，當終端效應器62為與第一姿勢不同的第二姿勢時，於重力方向上支持終端效應器62的重量的至少一部分。 列舉中間部412具有六個支持元件的例子進行了說明，但並不限於此，例如亦可為具有三個支持元件的構成。中間部412的支持元件的數量可為一個，亦可為多個。 中間部412所具有的支持元件的數量與台座驅動部50所具有的驅動元件（例如線性馬達500）的數量可相同，亦可不同。中間部412所具有的支持元件的數量可比台座驅動部50所具有的驅動元件的數量少，亦可比台座驅動部50所具有的驅動元件的數量多。

中間部412配置於凹部與凸部之間，所述凹部形成於支持部41與帶有台座的終端效應器60（或台座部61）的一側，所述凸部插入至該凹部中，形成於支持部41與帶有台座的終端效應器60（或台座部61）的另一側。 於此情況下，台座驅動部50（第二驅動部）配置於凹部與凸部之間。

以下，對使終端效應器62於各方向上位移時的具體例進行說明。 （1）X軸方向的位移 台座驅動部50驅動第六線性馬達560，對台座部61的點P6（x0、y2、z1）賦予位移力。其結果，台座部61於X軸方向上位移。 （2）Y軸方向的位移 台座驅動部50同時對第四線性馬達540及第五線性馬達550進行同量驅動，對點P4（x3、y0、z1）及點P5（x1、y0、z1）賦予位移力。其結果，台座部61於Y軸方向上位移。 （3）Z軸方向的位移 台座驅動部50同時對第一線性馬達510、第二線性馬達520及第三線性馬達530進行同量驅動，對點P1（x2、y3、z0）、點P2（x3、y1、z0）及點P3（x1、y1、z0）賦予位移力。其結果，台座部61於Z軸方向上位移。即，台座驅動部50可於相對於將終端效應器62與工件WK連結的軸（例如，Z軸）方向垂直的平面（例如，XY平面）中，驅動終端效應器62。 （4）環繞X軸的位移 台座驅動部50不驅動第一線性馬達510，而同時對第二線性馬達520及第三線性馬達530進行同量驅動，不對點P1（x2、y3、z0）賦予位移力，並對點P2（x3、y1、z0）及點P3（x1、y1、z0）賦予位移力。其結果，台座部61環繞X軸進行位移。 再者，台座驅動部50亦能夠以使第一線性馬達510朝與第二線性馬達520及第三線性馬達530的位移方向相反的方向位移的方式進行驅動。 （5）環繞Y軸的位移 台座驅動部50驅動第二線性馬達520或第三線性馬達530的任一者，對點P2（x3、y1、z0）或點P3（x1、y1、z0）賦予位移力。其結果，台座部61環繞Y軸進行位移。 再者，台座驅動部50亦可朝彼此相反的方向驅動第二線性馬達520及第三線性馬達530。 （6）環繞Z軸的位移 台座驅動部50驅動第四線性馬達540或第五線性馬達550的任一者，對點P4（x3、y0、z1）或點P5（x1、y0、z1）賦予位移力。其結果，台座部61環繞Z軸進行位移。 再者，台座驅動部50亦可朝彼此相反的方向驅動第四線性馬達540或第五線性馬達550。

如上所述，台座驅動部50（第二驅動部）可變更終端效應器62的姿勢。 例如，台座驅動部50（第二驅動部）可於所述六自由度方向上，變更終端效應器62的姿勢。 更具體而言，台座驅動部50（第二驅動部）具有六個驅動元件（例如，線性馬達500），可調節六個驅動元件間的驅動力，而於六自由度方向上相對於支持部41來驅動終端效應器62，所述六自由度方向是作為重力方向的第一方向、相對於第一方向垂直的第二方向、相對於第一方向及第二方向垂直的第三方向、將第一方向作為環繞軸的第四方向、將第二方向作為環繞軸的第五方向、以及將第三方向作為環繞軸的第六方向。

[終端效應器的位置檢測] 對利用檢測部200的終端效應器62的位置檢測的具體例進行說明。再者，於本實施方式的說明中，檢測終端效應器62的位置亦包含檢測帶有台座的終端效應器60的位置。 於利用台座驅動部50的終端效應器62的驅動中，終端效應器62的位移量例如藉由終端效應器62的位置反饋來進行。終端效應器62的位置反饋基於終端效應器62的目標位置與終端效應器62的當前位置的偏差來進行。以下，對終端效應器62的當前位置的檢測方法進行說明。

[（1）利用外部感測器（雷射追蹤儀）的位置檢測] 圖4是表示本實施方式的終端效應器62的位置檢測的一例的圖。作為一例，終端效應器62A包括相機62A1與雷射照射部62A2，具有將工件WK的規定位置切斷的雷射切割機功能。 於此例中，機器人系統1包括雷射追蹤儀300作為所述檢測部200。雷射追蹤儀300包括照射部310與光接收部320。檢測部200檢測終端效應器62A的位置資訊，並將已檢測到的終端效應器62A的位置資訊作為取決於雷射照射部62A2的工件WK的切斷位置的控制用資訊而對控制裝置10輸出。 照射部310對終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60。於本段落的以下的說明中相同）照射追蹤光（例如，雷射光）。作為一例，照射部310利用已知的方法（例如，檢流計反射鏡）週期性地變更追蹤光（例如，雷射光）的照射方向來對測定空間內進行掃描。照射部310藉由空間內的掃描，即便於終端效應器62的位置或姿勢或所述兩者已變化的情況下，亦可追隨所述變化來對終端效應器62照射追蹤光。 光接收部320接收照射部310所照射的追蹤光由終端效應器62反射的反射光。 雷射追蹤儀300基於利用光接收部320所得的光接收結果，檢測終端效應器62的位置。

作為一例，檢測部200於由雷射照射部62A2（第二照射部）產生的加工光照射至工件WK的期間內，檢測終端效應器62的位置資訊。 機器人系統1基於事先決定的加工路徑與由檢測部200所檢測到的位置資訊來運作。加工路徑例如記憶於記憶部（未圖示）中。具體而言，臂部20（第一驅動部）經由支持部41來驅動終端效應器62。支持部41沿著重力方向支持終端效應器62。台座驅動部50（第二驅動部）於相對於照射加工光的照射方向垂直的方向上，以非接觸狀態來驅動終端效應器62。

再者，機器人系統1亦可包括檢測終端效應器62的加速度資訊的加速度感測器（未圖示）。於此情況下，台座驅動部50（第二驅動部）基於加工路徑、由檢測部200所檢測到的位置資訊、及由加速度感測器（未圖示）所檢測到的加速度資訊，於相對於照射方向垂直的方向上，以非接觸狀態來驅動終端效應器62。 另外，機器人系統1亦可包括配置於支持部41與終端效應器62之間，檢測支持部41與終端效應器62的相對位置資訊的位置感測器（未圖示）。於此情況下，台座驅動部50（第二驅動部）基於加工路徑、由檢測部200所檢測到的位置資訊、由加速度感測器（未圖示）所檢測到的加速度資訊、及由位置感測器（未圖示）所檢測到的相對位置資訊，於相對於照射方向垂直的方向上，以非接觸狀態來驅動終端效應器62。

此處，於利用雷射追蹤儀300的終端效應器62的位置檢測中，可應用已知的各種方法。 例如，雷射追蹤儀300亦可基於利用飛行時間（Time of Flight，TOF）方式的測距結果，檢測終端效應器62的位置資訊，所述飛行時間（Time of Flight，TOF）方式基於照射部310的照射時機與光接收部320的光接收時機的差。 另外，雷射追蹤儀300亦可基於自照射部310照射多個光路的追蹤光所產生的反射光的反射位置的測定結果，藉由三角測量的要領來求出幾何學的位置關係，藉此檢測終端效應器62的位置資訊。於此情況下，為了提高反射光的反射位置的測定精度，亦可於光接收部320的光接收光學系統使用可變焦點透鏡（例如，變焦透鏡）。 另外，於利用雷射追蹤儀300的終端效應器62的位置檢測中，亦可應用利用由極短時間光脈衝所形成的光梳的測距方法。

另外，機器人系統1亦可於終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60。於本段落的以下的說明中相同）中包括反射器612。反射器612例如包含復歸反射材料，反射由照射部310所照射的追蹤光（例如，雷射光）。 於此情況下，雷射追蹤儀300基於光接收部320的光接收結果，獲取反射器612的三維位置資訊，藉此檢測終端效應器62的位置資訊。 再者，此處對檢測部200為雷射追蹤儀300，利用光來進行位置（或姿勢）檢測進行了說明，但並不限於此。例如，檢測部200亦可為利用超音波等聲響或電波來檢測位置（或姿勢）者。

[（2）利用外部感測器（相機）的位置檢測] 圖5是表示本實施方式的終端效應器62的位置檢測的另一例的圖。於此例中，機器人系統1包括拍攝部400作為所述檢測部200。拍攝部400拍攝終端效應器62來生成圖像資料。拍攝部400基於所生成的圖像資料，檢測終端效應器62的位置。

另外，機器人系統1亦可於終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60。於本段落的以下的說明中相同）中包括發光部616。發光部616例如包括紅外線發光二極體（Light Emitting Diode，LED），進行自發光。於此情況下，拍攝部400例如包括紅外線相機，以可拍攝紅外線波長的方式構成。拍攝部400基於利用紅外線相機拍攝發光部616所得的圖像資料，獲取發光部616的三維位置資訊，藉此檢測終端效應器62的位置資訊。

[外部感測器的配置例] 圖6是表示本實施方式的檢測部200的配置的一例的圖。此處，所謂檢測部200，例如是指包括照射部310及光接收部320的部分，或包括拍攝部400的相機的部分，即測定頭。另外，所謂檢測部200的配置，是指測定頭的配置。將雷射追蹤儀300或拍攝部400作為檢測部200的一例，配置於設置機器人單元2的空間內的多個部位（例如，四個部位）。於以下的說明中，在必要的情況下，將Xr軸、Yr軸及Zr軸的三維正交座標系用作表示設置機器人單元2的空間內的座標的座標系。 檢測部200（雷射追蹤儀300或拍攝部400）檢測空間內的配置位置與機器人單元2的終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60。於本段落的以下的說明中相同）的相對位置，藉此檢測終端效應器62的位置或姿勢。 於此圖中所示的一例中，配置四個雷射追蹤儀300（雷射追蹤儀301～雷射追蹤儀304）。於此例中，雷射追蹤儀301及雷射追蹤儀302將終端效應器62A作為檢測對象，雷射追蹤儀303將終端效應器62B作為檢測對象，雷射追蹤儀304將終端效應器62B作為檢測對象。

[外部感測器的配置例（變形例）] 圖7是表示本實施方式的檢測部200的配置的另一例的圖。如上所述，檢測部200可僅配置於設置機器人單元2的空間內的一個部位，亦可配置於多個部位。於此例中，檢測部200（檢測部201～檢測部203）配置於設置機器人單元2的空間內的多個部位（例如，三個部位）。檢測部201～檢測部203亦可等間隔地配置於空間內的Xr-Yr平面上。例如，檢測部201～檢測部203配置於空間內的Xr-Yr平面上的正三角形的頂點。於此情況下，檢測部201的位置與檢測部202的位置形成的角θ1、檢測部202的位置與檢測部203的位置形成的角θ2、及檢測部203的位置與檢測部201的位置形成的角θ3均為120°。藉由如此配置檢測部200，即便於終端效應器62的位置（或姿勢或所述兩者）已變化的情況下，亦可減少終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）位於檢測部200的死角的情況。 根據如所述般包含三個檢測部200的機器人系統1，於利用一個檢測部200（測定頭）檢測一自由度的位移的情況下，可藉由檢測部200整體來檢測三自由度的位移，於利用一個檢測部200（測定頭）檢測二自由度的位移的情況下，可藉由檢測部200整體來檢測六自由度的位移。 另外，各個檢測部200可相互將機器人單元2的同一部分（區域）作為檢測對象，亦可將互不相同的部分（區域）作為檢測對象。當各個檢測部200將互不相同的部分（區域）作為檢測對象時，例如，檢測部201將終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的左側面作為檢測對象，檢測部202將終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的右側面作為檢測對象，檢測部203將終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的前面作為檢測對象。 再者，各個檢測部200亦可伴隨終端效應器62的位置（或姿勢或所述兩者）的變化，變更檢測對象的位置。例如，伴隨終端效應器62的位置（或姿勢或所述兩者）的變化，檢測部201將檢測對象的位置自終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的左側面變更成前面，檢測部202將檢測對象的位置自終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的右側面變更成左側面，檢測部203將檢測對象的位置自終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的前面變更成右側面。 再者，此處所示的檢測部200的配置為一例，例如亦可為包括四個檢測部200，檢測部200分別配置於設置機器人單元2的空間內的正四面體的頂點的位置的構成。

[檢測部200的檢測方式的變形例（特徵點伺服方式）] 以上，對檢測部200（例如，雷射追蹤儀300或拍攝部400）將配置於終端效應器單元3的反射器612或發光部616設為檢測對象的位置，檢測終端效應器62的位置（或姿勢或所述兩者）的例子進行了說明，但並不限於此。檢測部200亦可將終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的外觀形狀的特徵部分（特徵點）設為檢測對象的位置，檢測終端效應器62的位置（或姿勢或所述兩者）。此處，將基於檢測部200所檢測的特徵點的位置，控制終端效應器62的位置（或姿勢）的方式亦稱為特徵點伺服方式。

圖8是表示本實施方式的檢測部200的檢測方式的一例的圖。 於特徵點伺服方式中，亦可將終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的外觀中的角（頂點）、突起（凸部）、凹處（凹部）、段差、邊界、花紋等作為特徵點。將終端效應器62的外觀中的哪一個作為特徵點可事先決定，亦可藉由於機器人系統1的運作中進行學習等來決定。 作為一例，雷射追蹤儀300A將終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的頂點V1及頂點V2作為檢測對象的位置。雷射追蹤儀300B將終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的凸部C1及凸部C2作為檢測對象的位置。雷射追蹤儀300C將終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的凹部R1及凹部R2作為檢測對象的位置。 各個雷射追蹤儀300利用追蹤光（例如，雷射光）對特徵點進行掃描。雷射追蹤儀300包括已知的掃描元件（例如，檢流計反射鏡），針對檢測對象的各特徵點來改變掃描的狀態（例如，檢流計反射鏡的振動狀態），照射追蹤光。作為一例，雷射追蹤儀300針對某一特徵點（例如，頂點V1及頂點V2），將掃描的狀態設為線掃描，針對另一特徵點（例如，凸部C1及凸部C2），將掃描的狀態設為三角掃描。 雷射追蹤儀300藉由追蹤光的掃描來提取特徵點，將已提取的特徵點的位置（或姿勢或所述兩者）的變化作為終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的特徵點的位置（或姿勢）來檢測。此處，雷射追蹤儀300亦可以如下方式構成：不對終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的外形整體進行掃描，而對特徵點的周圍的規定的空間範圍進行掃描。根據如此構成的雷射追蹤儀300，與對終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的外形整體進行掃描的情況相比，可縮小掃描範圍，因此可提高掃描週期，可更高速地追隨終端效應器62的位移。 另外，雷射追蹤儀300亦可基於終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的位移速度或目標位置等，推測終端效應器62的位置（或姿勢或所述兩者）。於此情況下，雷射追蹤儀300基於已推測的位置（或姿勢或所述兩者），決定追蹤光的掃描範圍。 再者，於特徵點伺服方式的情況下，即便於自檢測部200觀察的檢測對象的位置因終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的位置（或姿勢或所述兩者）的變化而變成死角的情況下，亦可將不變成死角的其他特徵點設為檢測對象的位置，繼續終端效應器62（或台座部61或帶有台座的終端效應器60）的位置（或姿勢或所述兩者）的檢測。因此，於特徵點伺服方式的情況下，可設為藉由配置於多個位置的檢測部200來檢測的構成，亦可設為藉由一個檢測部200來檢測的構成。

[（3）利用終端效應器搭載型感測器的位置檢測（視覺伺服（vision servo））] 圖9是表示本實施方式的檢測部200的配置的另一例的圖。於此例的情況下，終端效應器62包括位置檢測部611作為所述檢測部200。位置檢測部611例如包括立體相機（未圖示），檢測終端效應器62與工件WK的相對位置。即，位置檢測部611（第二檢測部）檢測工件WK的位置。

再者，於所述任一種構成中，檢測部200均可為除檢測終端效應器62的位置以外，亦檢測終端效應器62的姿勢的構成。即，檢測部200檢測終端效應器62的位置與姿勢。檢測部200對控制裝置10輸出表示已檢測到的表示終端效應器62的位置的位置資訊、及表示終端效應器62的姿勢的姿勢資訊。

[終端效應器的構成的具體例] 參照圖10～圖13對包括所述位置檢測部611的終端效應器62的構成的具體例進行說明。 圖10是表示本實施方式的終端效應器62的外觀構成的一例的立體圖。 圖11是表示本實施方式的終端效應器62的外觀構成的一例的底面圖。 圖12是表示本實施方式的終端效應器62的外觀構成的一例的側面圖。 再者，於以下的說明中，在必要的情況下，將Xe軸、Ye軸及Ze軸的三維正交座標系用作表示終端效應器62（或帶有台座的終端效應器60）的各部的位置的座標系。

終端效應器62包括位置檢測部611、手部613、觸控感測器614、以及相機驅動部615。 手部613包括第一手613A、第二手613B、以及第三手613C，分別安裝於手底部621。第一手613A及第二手613B由手驅動部617來驅動，於Xe軸方向上滑動。第一手613A及第二手613B可對應於握持物體（例如，工件WK）的大小來開閉。第三手613C不進行朝Xe軸方向的位移。

觸控感測器614設置於手部613的前端部分，檢測已握持工件WK時的施加至手部613的壓力。觸控感測器614較佳為可檢測朝Xe軸、Ye軸及Ze軸的各方向施加的壓力的三軸力感測器。

位置檢測部611可檢測工件WK的位置。位置檢測部611包括第一立體相機611A與第二立體相機611B。 再者，於此例中，對位置檢測部611基於由相機所得的光學資訊來檢測位置進行了說明，但並不限於此。例如，位置檢測部611亦可利用超音波感測器、聲納感測器、雷達等電波感測器，磁感測器或靜電電容感測器等來檢測位置。 第一立體相機611A具有與Ze軸交叉的方向的拍攝光軸，拍攝手部613的前端部分。第一立體相機611A可獲取手部613的前端部分附近的深度資訊。再者，第一立體相機611A亦可包含飛行時間（TOF）感測器。

第一立體相機611A安裝於相機臂部622的前端部分。相機臂部622安裝於手底部621，由相機驅動部615（第三驅動部）來驅動，可於圖中的A方向、或B方向上位移。藉由相機驅動部615來驅動相機臂部622，藉此第一立體相機611A可變更手部613的前端部分的拍攝方向。 即，終端效應器62包括以變更第一立體相機611A（第二檢測部）的朝向的方式進行驅動的相機驅動部615（第三驅動部）。

再者，相機臂部622亦可以使第一立體相機611A的拍攝方向於圖中的角度θ方向上位移的方式構成。於此情況下，相機驅動部615（第三驅動部）亦以變更第一立體相機611A（第二檢測部）的朝向的方式進行驅動。

第二立體相機611B自手底部621起具有手部613的前端方向，即Ze軸方向的拍攝光軸，拍攝手部613的前端部分。第二立體相機611B具有作為手掌內置視覺的功能，可自工件WK的上表面獲取圖像。

圖13是表示本實施方式的終端效應器62的手部613正在握持工件WK的狀態的一例的圖。 位置檢測部611利用所述第一立體相機611A及第二立體相機611B，獲取手部613正在握持的工件WK1（例如，螺釘）及其附近的工件WK2（例如，螺釘孔）的深度資訊。位置檢測部611基於已獲取的深度資訊，算出工件WK（例如，工件WK1及工件WK2）的三維形狀。位置檢測部611基於已算出的工件WK的三維形狀，調整手部613的位置或姿勢。例如，位置檢測部611進行手部613的偏心調整（例如，Xe-Ye平面內的手部613的位移調整）、手部613的傾斜調整（例如，Ze軸相對於工件WK2的傾斜調整），另外，位置檢測部611算出工件間距離（例如，工件WK1與工件WK2之間的Ze軸方向的距離）。 另外，位置檢測部611亦可進行工件WK的圖像的邊緣提取，於此情況下，可提昇工件WK的三維資訊的精度。

[控制裝置的功能構成] 圖14是表示本實施方式的控制裝置10的功能構成的一例的圖。控制裝置10包括：臂位置控制部11、終端效應器位置控制部12、終端效應器運作控制部13、以及生成部14。

臂位置控制部11基於自上位裝置100所提供的目標位置、及臂位置檢測部301所檢測的臂部20的當前位置，控制臂驅動部30。其結果，安裝於臂部20的終端效應器62的位置朝所提供的目標位置移動。 即，臂驅動部30（第一驅動部）可經由支持部41來變更終端效應器62的姿勢。換言之，臂驅動部30（第一驅動部）可經由支持部41而於六自由度方向上驅動終端效應器62。 再者，臂驅動部30（第一驅動部）亦可為基於由檢測部200所檢測到的終端效應器62的位置資訊，經由支持部41來驅動終端效應器62的構成。

終端效應器位置控制部12基於自上位裝置100所提供的目標位置、及檢測部200所檢測的終端效應器62的位置，控制台座驅動部50。其結果，安裝於臂部20的終端效應器62的位置朝所提供的目標位置移動。 例如，台座驅動部50（第二驅動部）基於檢測部200所檢測的終端效應器62的位置，相對於工件WK來對終端效應器62進行定位。

[利用台座驅動部的終端效應器的驅動例] （1）台座驅動部50（第二驅動部）基於檢測部200所檢測的終端效應器62的位置，以終端效應器62相對於工件WK的位置不變的方式驅動終端效應器62。 例如，存在機器人單元2的臂部20因外部干擾等而振動的情況。於此情況下，台座驅動部50使終端效應器62朝由臂部20的振動所引起的位移的相反方向進行位移，藉此以終端效應器62相對於工件WK的位置不變的方式驅動終端效應器62。 （2）台座驅動部50（第二驅動部）基於由檢測部200所檢測到的終端效應器62的位置資訊，以保持事先決定的終端效應器62的目標位置的方式驅動終端效應器62。目標位置例如記憶於記憶部（未圖示）中。 （3）台座驅動部50（第二驅動部）基於由檢測部200所檢測到的終端效應器62的位置資訊、及事先相對於工件WK所決定的終端效應器62的目標位置資訊，驅動終端效應器62。

（4）台座驅動部50（第二驅動部）於終端效應器62處於第一姿勢的情況下，基於由檢測部200所檢測到的終端效應器62的位置資訊，於包含第二方向及第三方向的平面中驅動終端效應器62。另外，台座驅動部50（第二驅動部）於終端效應器62處於第二姿勢的情況下，基於由檢測部200所檢測到的終端效應器62的位置資訊，於包含第三方向及第一方向的平面中驅動終端效應器62。另外，另外，台座驅動部50（第二驅動部）於終端效應器62處於第三姿勢的情況下，基於由檢測部200所檢測到的終端效應器62的位置資訊，於包含第一方向及第二方向的平面中驅動終端效應器62。 此處，如上所述，所謂第一方向，例如是指重力方向，所謂第二方向，是指相對於第一方向垂直的方向，所謂第三方向，是指相對於第一方向及第二方向垂直的方向。再者，第二方向亦可為與第一方向交叉的方向，第三方向亦可為與一方向及第二方向交叉的方向。

另外，於所述任一個驅動例的情況下，台座驅動部50（第二驅動部）均對應於終端效應器62的姿勢，使用六個驅動元件（例如，線性馬達500）中的不同的驅動元件來驅動終端效應器62。

此處，如上所述，由台座驅動部50來驅動的終端效應器62的位移的大小（第二衝程）比由臂驅動部30來驅動的終端效應器62的位移的大小（第一衝程）小。 即，臂位置控制部11對終端效應器62的粗略的位置進行控制（即，粗動控制）。終端效應器位置控制部12對終端效應器62的微細的位置進行控制（即，微動控制）。 本實施方式的機器人系統1藉由利用臂位置控制部11的粗動控制、及利用終端效應器位置控制部12的微動控制，而精密地控制終端效應器62的位置或姿勢。即，根據本實施方式的機器人系統1，可提昇終端效應器62的位置或姿勢的控制精度。

終端效應器運作控制部13控制終端效應器62所包括的各種致動器。於所述一例中所示的終端效應器62的情況下，包括相機驅動部615與手驅動部617。於此情況下，終端效應器運作控制部13基於自上位裝置100所提供的終端效應器運作指示，控制相機驅動部615及手驅動部617。

生成部14基於由位置檢測部611所得的（第二檢測部）的檢測結果，生成工件WK的三維資訊。於如所述般將工件WK1（例如，螺釘）緊固於工件WK2（例如，螺釘孔）的情況下，生成部14生成位置檢測部611已檢測的工件WK1及工件WK2的三維資訊。於此情況下，臂位置控制部11及終端效應器位置控制部12基於根據工件WK1的三維形狀與工件WK2的三維形狀的相對位置所求出的位移量，使終端效應器62移動。

例如，於將工件WK1（例如，螺釘）緊固於工件WK2（例如，螺釘孔）的情況下，自上位裝置100朝控制裝置10提供事先相對於工件WK所決定的終端效應器62的目標位置資訊。於此情況下，臂位置控制部11及終端效應器位置控制部12基於由檢測部200所檢測到的終端效應器62的位置資訊、及事先相對於工件WK所決定的終端效應器62的目標位置資訊，驅動臂驅動部30及台座驅動部50，藉此控制終端效應器62的位置或姿勢或所述兩者。再者，控制裝置10可設置於機器人系統1的外部，亦可將執行控制裝置10所進行的處理中的一部分的控制部設置於機器人系統1，將執行控制裝置10所進行的處理中的另一部分的控制部設置於機器人系統1的外部。

以上，參照圖式對本發明的實施方式進行了詳述，但具體的構成並不限於所述實施方式，可於不脫離本發明的主旨的範圍內適宜施加變更。亦可將所述各實施方式中記載的構成加以組合。

再者，所述實施方式中的各裝置所包括的各部可為藉由專用的硬體來實現者，另外，亦可為藉由記憶體及微處理器來實現者。

再者，各裝置所包括的各部亦可如下：包含記憶體及中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）（中央運算裝置），藉由將用於實現各裝置所包括的各部的功能的程式載入至記憶體中來執行，而實現其功能。

另外，亦可將用於實現各裝置所包括的各部的功能的程式記錄於電腦可讀取的記錄介質中，使電腦系統讀入並執行已記錄於該記錄介質中的程式，藉此進行利用控制部所包括的各部的處理。再者，將此處所述的「電腦系統」設為包含操作系統（Operating System，OS）或周邊機器等硬體者。

另外，若為利用全球資訊網（World Wide Web，WWW）系統的情況，則將「電腦系統」設為亦包含網頁提供環境（或顯示環境）者。 另外，所謂「電腦可讀取的記錄介質」，是指軟碟、磁光碟、唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM），唯讀光碟（Compact Disk Read Only Memory，CD-ROM）等可攜式介質，內置於電腦系統中的硬碟等記憶裝置。進而，將「電腦可讀取的記錄介質」設為如下的記錄介質：亦包含如經由網際網路等網路或電話線等通訊線路來發送程式時的通訊線般，於短時間內動態地保持程式者，如該情況下的成為伺服器或客戶端的電腦系統內部的揮發性記憶體般，將程式保持固定時間者。另外，所述程式亦可為用於實現所述功能的一部分者，進而，亦可為藉由與已記錄於電腦系統中的程式的組合而可實現所述功能者。

1:機器人系統 2:機器人單元 3:終端效應器單元 10:控制裝置 11:臂位置控制部 12:終端效應器位置控制部 13:終端效應器運作控制部 14:生成部 20:臂部 21:第一臂部 22:第二臂部 23:第三臂部 24:第四臂部 25:第五臂部 30:臂驅動部（第一驅動部） 31:第一臂驅動部 32:第二臂驅動部 33:第三臂驅動部 34:第四臂驅動部 35:第五臂驅動部 40:帶有支持部的臂部 41:支持部 50:台座驅動部（第二驅動部） 60:帶有台座的終端效應器 61:台座部 62、62A、62B、62C:終端效應器 62A1、62B1、62C1:相機 62A2:雷射照射部 62B2:手部 62C2:真空部 70:配接器 100:上位裝置 200、201、202、203:檢測部 251:臂端部 300、300A、300B、300C、301、302、303、304:雷射追蹤儀 310:照射部 311:第一臂位置檢測部 315:第五臂位置檢測部 320:光接收部 400:拍攝部 411:連接端部 412:中間部 413:阻尼器元件 414:彈簧元件 500:線性馬達 501:磁場產生部 502:磁化部 510:第一線性馬達 520:第二線性馬達 530:第三線性馬達 540:第四線性馬達 550:第五線性馬達 560:第六線性馬達 601:台座端部 611:位置檢測部 611A:第一立體相機 611B:第二立體相機 612:反射器 613:手部 613A:第一手 613B:第二手 613C:第三手 614:觸控感測器 615:相機驅動部 616:發光部 617:手驅動部 621:手底部 622:相機臂部 A、B:方向 AxZ:Z方向重心軸 C1、C2:凸部 G:重心 P1、P1、P3、P4、P5、P6:點 R1、R2:凹部 V1、V2:頂點 WK、WK1、WK2:工件 x0～x4、y0～y4、z0～z2:座標 X、Y、Z、Xr、Yr、Zr、Xe、Ye、Ze:軸 θ1、θ2、θ3:角

圖1是表示本實施方式的機器人系統的構成的一例的圖。 圖2是表示本實施方式的臂部與終端效應器的連接部分的構成的一例的圖。 圖3是表示本實施方式的線性馬達的配置的一例的圖。 圖4是表示本實施方式的終端效應器的位置檢測的一例的圖。 圖5是表示本實施方式的終端效應器的位置檢測的另一例的圖。 圖6是表示本實施方式的檢測部的配置的一例的圖。 圖7是表示本實施方式的檢測部的配置的具體例的圖。 圖8是表示本實施方式的檢測部的檢測方式的一例的圖。 圖9是表示本實施方式的檢測部的配置的另一例的圖。 圖10是表示本實施方式的終端效應器的外觀構成的一例的立體圖。 圖11是表示本實施方式的終端效應器的外觀構成的一例的底面圖。 圖12是表示本實施方式的終端效應器的外觀構成的一例的側面圖。 圖13是表示本實施方式的終端效應器的手部正在握持工件的狀態的一例的圖。 圖14是表示本實施方式的控制裝置的功能構成的一例的圖。

1:機器人系統

2:機器人單元

3:終端效應器單元

10:控制裝置

20:臂部

21:第一臂部

22:第二臂部

23:第三臂部

24:第四臂部

25:第五臂部

30:臂驅動部

31:第一臂驅動部

32:第二臂驅動部

33:第三臂驅動部

34:第四臂驅動部

35:第五臂驅動部

200:檢測部

Claims (53)

1. 一種機器人系統，包括： 終端效應器，能夠對工件進行作業； 支持部，於所述終端效應器能夠位移的狀態下支持所述終端效應器； 第一驅動部，能夠經由所述支持部而以第一衝程來驅動所述終端效應器； 檢測部，檢測所述終端效應器的位置；以及 第二驅動部，配置於所述支持部與所述終端效應器之間，能夠基於由所述檢測部所檢測到的所述終端效應器的位置資訊，以比所述第一衝程小的第二衝程，相對於所述支持部來驅動所述終端效應器。
2. 如請求項1所述的機器人系統，其中所述檢測部是雷射追蹤儀，所述雷射追蹤儀具有對所述終端效應器照射雷射光的照射部、及接收由所述終端效應器所反射的所述雷射光的光接收部，基於所述光接收部中的光接收結果來檢測所述終端效應器的位置。
3. 如請求項2所述的機器人系統，其中所述終端效應器具有反射由所述照射部所照射的所述雷射光的反射器， 所述檢測部基於所述光接收部中的光接收結果來獲取所述反射器的三維位置資訊，藉此檢測所述終端效應器的位置。
4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的機器人系統，其中所述檢測部具有拍攝所述終端效應器來生成圖像資料的拍攝部，基於由所述拍攝部所生成的所述圖像資料來檢測所述終端效應器的位置。
5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的機器人系統，其中所述檢測部檢測所述終端效應器的位置及姿勢。
6. 如請求項1至請求項5中任一項所述的機器人系統，其中所述終端效應器具有用於獲取所述工件的資訊的第二檢測部。
7. 如請求項1至請求項5中任一項所述的機器人系統，其中所述終端效應器具有檢測所述工件的位置的第二檢測部。
8. 如請求項6或請求項7所述的機器人系統，其中所述終端效應器具有以變更所述第二檢測部的朝向的方式進行驅動的第三驅動部。
9. 如請求項6至請求項8中任一項所述的機器人系統，包括： 生成部，基於由所述第二檢測部所得的檢測結果，生成所述工件的三維資訊；以及 控制部，基於由所述生成部所生成的所述工件的三維資訊，以藉由所述第一驅動部或所述第二驅動部或所述兩者來驅動所述終端效應器的方式進行控制。
10. 如請求項6至請求項9中任一項所述的機器人系統，其中所述第二檢測部為飛行時間方式。
11. 如請求項1至請求項10中任一項所述的機器人系統，其中所述第二驅動部基於由所述檢測部所檢測到的所述終端效應器的位置資訊，相對於所述工件來對所述終端效應器進行定位。
12. 如請求項1至請求項11中任一項所述的機器人系統，其中所述第二驅動部基於由所述檢測部所檢測到的所述終端效應器的位置資訊，以相對於所述工件的所述終端效應器的位置不變的方式驅動所述終端效應器。
13. 如請求項1至請求項12中任一項所述的機器人系統，其中所述第二驅動部基於由所述檢測部所檢測到的所述終端效應器的位置資訊，以保持事先決定的終端效應器的目標位置的方式驅動所述終端效應器。
14. 如請求項1至請求項13中任一項所述的機器人系統，其中所述第二驅動部基於由所述檢測部所檢測到的所述終端效應器的位置資訊、及事先相對於所述工件所決定的所述終端效應器的目標位置資訊，驅動所述終端效應器。
15. 如請求項1至請求項14中任一項所述的機器人系統，其中所述第二驅動部減少所述終端效應器的振動。
16. 如請求項1至請求項15中任一項所述的機器人系統，其中所述第二驅動部能夠於非接觸狀態下以電磁方式驅動所述終端效應器。
17. 如請求項1至請求項16中任一項所述的機器人系統，其中所述第二驅動部是線性馬達，所述線性馬達具有利用所供給的電流來產生磁場的磁場產生部、及利用由所述磁場產生部所產生的磁場來產生排斥力或吸引力的磁化部。
18. 如請求項1至請求項17中任一項所述的機器人系統，其中所述第二驅動部能夠變更所述終端效應器的姿勢。
19. 如請求項1至請求項18中任一項所述的機器人系統，其中所述第二驅動部能夠於六自由度方向上驅動所述終端效應器。
20. 如請求項1至請求項19中任一項所述的機器人系統，其中所述第二驅動部具有六個驅動元件，能夠調節六個所述驅動元件間的驅動力，而於六自由度方向上相對於所述支持部來驅動所述終端效應器，所述六自由度方向是作為重力方向的第一方向、相對於所述第一方向垂直的第二方向、相對於所述第一方向及所述第二方向垂直的第三方向、將所述第一方向作為環繞軸的第四方向、將所述第二方向作為環繞軸的第五方向、以及將所述第三方向作為環繞軸的第六方向。
21. 如請求項20所述的機器人系統，其中所述第二驅動部於所述終端效應器處於第一姿勢的情況下，基於由所述檢測部所檢測到的所述終端效應器的位置資訊，於包含所述第二方向及所述第三方向的平面中驅動所述終端效應器， 於所述終端效應器處於第二姿勢的情況下，基於由所述檢測部所檢測到的所述終端效應器的位置資訊，於包含所述第三方向及所述第一方向的平面中驅動所述終端效應器， 於所述終端效應器處於第三姿勢的情況下，基於由所述檢測部所檢測到的所述終端效應器的位置資訊，於包含所述第一方向及所述第二方向的平面中驅動所述終端效應器。
22. 如請求項20或請求項21所述的機器人系統，其中所述第二驅動部對應於所述終端效應器的姿勢，使用六個所述驅動元件中的不同的驅動元件來驅動所述終端效應器。
23. 如請求項1至請求項22中任一項所述的機器人系統，其中所述第二驅動部不對支持所述終端效應器的重量作出貢獻。
24. 如請求項1至請求項23中任一項所述的機器人系統，其中所述支持部支持所述終端效應器的重量。
25. 如請求項1至請求項23中任一項所述的機器人系統，包括將所述支持部與所述終端效應器連接的中間部。
26. 如請求項25所述的機器人系統，其中所述中間部支持所述終端效應器的重量。
27. 如請求項25或請求項26所述的機器人系統，其中所述中間部抑制所述終端效應器的由自重所引起的位移。
28. 如請求項25至請求項27中任一項所述的機器人系統，其中所述中間部減少所述終端效應器的振動。
29. 如請求項25至請求項28中任一項所述的機器人系統，其中所述中間部使自外部賦予的振動衰減。
30. 如請求項25至請求項29中任一項所述的機器人系統，其中所述中間部包含彈性構件。
31. 如請求項30所述的機器人系統，包括能夠調節所述彈性構件的彈力的調節部。
32. 如請求項31所述的機器人系統，其中所述彈性構件是空氣彈簧， 所述調節部能夠調節所述空氣彈簧的氣壓。
33. 如請求項30至請求項32中任一項所述的機器人系統，其中所述中間部除具有所述彈性構件以外，亦具有減少所述終端效應器的振動的壓電元件。
34. 如請求項25至請求項33中任一項所述的機器人系統，其中所述中間部不論所述終端效應器的姿勢如何，均於重力方向上支持所述終端效應器。
35. 如請求項25至請求項34中任一項所述的機器人系統，其中所述中間部能夠於六自由度方向上支持所述終端效應器。
36. 如請求項25至請求項35中任一項所述的機器人系統，其中所述中間部具有六個支持元件，能夠調整六個所述支持元件間的支持力的分配，而於六自由度方向上支持所述終端效應器，所述六自由度方向是作為重力方向的第一方向、相對於所述第一方向垂直的第二方向、相對於所述第一方向及所述第二方向垂直的第三方向、將所述第一方向作為環繞軸的第四方向、將所述第二方向作為環繞軸的第五方向、以及將所述第三方向作為環繞軸的第六方向。
37. 如請求項36所述的機器人系統，其中所述中間部能夠對應於所述終端效應器的姿勢，使用六個所述支持元件中的不同的所述支持元件來支持所述終端效應器。
38. 如請求項25至請求項35中任一項所述的機器人系統，其中所述中間部具有：第一支持元件，當所述終端效應器為第一姿勢時，於重力方向上支持所述終端效應器的重量的至少一部分；以及第二支持元件，當所述終端效應器為與所述第一姿勢不同的第二姿勢時，於重力方向上支持所述終端效應器的重量的至少一部分。
39. 如請求項25至請求項38中任一項所述的機器人系統，其中所述中間部配置於凹部與凸部之間，所述凹部形成於所述支持部與所述終端效應器的一側，所述凸部插入至所述凹部中，形成於所述支持部與所述終端效應器的另一側。
40. 如請求項39所述的機器人系統，其中所述第二驅動部配置於所述凹部與所述凸部之間。
41. 如請求項1至請求項40中任一項所述的機器人系統，其中所述第一驅動部基於由所述檢測部所檢測到的所述終端效應器的位置資訊，經由所述支持部來驅動所述終端效應器。
42. 如請求項1至請求項41中任一項所述的機器人系統，其中所述第一驅動部能夠經由所述支持部來變更所述終端效應器的姿勢。
43. 如請求項1至請求項42中任一項所述的機器人系統，其中所述第一驅動部能夠經由所述支持部而於六自由度方向上驅動所述終端效應器。
44. 如請求項1至請求項43中任一項所述的機器人系統，其中所述支持部包含與機器人單元連接的連接元件。
45. 如請求項1至請求項44中任一項所述的機器人系統，其中所述機器人單元包含多關節臂。
46. 如請求項1至請求項45中任一項所述的機器人系統，其中所述終端效應器具有將用於對所述工件進行加工的加工光照射至所述工件的第二照射部。
47. 如請求項46所述的機器人系統，其中所述檢測部於由所述第二照射部產生的所述加工光照射至所述工件的期間內，檢測所述終端效應器的位置資訊。
48. 如請求項47所述的機器人系統，其中基於事先決定的加工路徑與由所述檢測部所檢測到的所述位置資訊，所述第一驅動部經由所述支持部來驅動所述終端效應器，所述支持部沿著重力方向支持所述終端效應器，所述第二驅動部於相對於照射所述加工光的照射方向垂直的方向上，以非接觸狀態來驅動所述終端效應器。
49. 如請求項48所述的機器人系統，包括檢測所述終端效應器的加速度資訊的加速度感測器， 基於所述加工路徑、由所述檢測部所檢測到的所述位置資訊、及由所述加速度感測器所檢測到的所述加速度資訊，所述第二驅動部於相對於所述照射方向垂直的方向上，以非接觸狀態來驅動所述終端效應器。
50. 如請求項49所述的機器人系統，包括位置感測器，所述位置感測器配置於所述支持部與所述終端效應器之間，檢測所述支持部與所述終端效應器的相對位置資訊， 基於所述加工路徑、由所述檢測部所檢測到的所述位置資訊、由所述加速度感測器所檢測到的所述加速度資訊、及由所述位置感測器所檢測到的所述相對位置資訊，所述第二驅動部於相對於所述照射方向垂直的方向上，以非接觸狀態來驅動所述終端效應器。
51. 一種終端效應器系統，包括： 終端效應器，能夠對工件進行作業； 支持部，具有能夠將所述終端效應器連接於機器人單元的連接元件，於所述終端效應器能夠位移的狀態下支持所述終端效應器； 檢測部，檢測所述終端效應器的位置資訊；以及 驅動部，配置於所述終端效應器與所述支持部之間，能夠基於由所述檢測部所檢測到的所述終端效應器的位置資訊，以比所述機器人單元的第一衝程小的第二衝程，相對於所述支持部來驅動所述終端效應器。
52. 一種終端效應器單元，包括： 終端效應器，能夠對工件進行作業； 支持部，具有能夠將所述終端效應器連接於機器人單元的連接元件，於所述終端效應器能夠位移的狀態下支持所述終端效應器；以及 驅動部，配置於所述終端效應器與所述支持部之間，能夠相對於所述支持部以電磁方式驅動所述終端效應器。
53. 一種配接器，包括： 支持部，具有能夠與機器人單元連接的第一連接元件，於終端效應器能夠位移的狀態下支持所述終端效應器； 台座部，具有能夠與所述終端效應器連接的第二連接元件；以及 驅動部，配置於所述支持部與所述台座部之間，能夠相對於所述支持部，經由所述台座部而以電磁方式驅動所述終端效應器。

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