TW202231424A - 機器人系統及工件供給方法 - Google Patents

Abstract

本發明的目的在於：縮短工件的位置或姿勢修正所需的時間，而達成工件供給之週期時間的縮短。機器人系統具備：機器人裝置(1)，用來對工具機(5)供給工件(W)；機械手(2)，安裝於機器人裝置的臂前端；力量感測器(4)，用來偵測作用於機械手的外力；機器人控制裝置(6)，控制機器人裝置。機器人控制裝置具有：動作控制部(61)，為了修正機械手對工具機的位置與姿勢，而依據力量感測器的輸出，控制機器人裝置；記憶部(65)，記憶與「經修正之機械手的位置與姿勢」相關的資料。

Description

機器人系統及工件供給方法

本發明關於機器人系統及工件供給方法。

通常是由機器人裝置，對工具機所裝備的夾頭機構供給作為加工對象的工件。當機器人裝置對夾頭機構供給工件時，機器人裝置以事前所教導(teach)的姿勢，移動至所教導的位置，使工件抵接於夾頭面，並等待夾緊完成(指夾緊動作的結束)。

但是，由於工件外形的公差，倘若工件較大，將在工具機的夾頭面與機械手所夾取的工件之間作用過大的外力，倘若工件較小，將導致在夾頭面與工件之間產生間隙。此外，在「機械手所夾取之工件的中心線」相對於「夾頭的中心線」未形成一致的場合中，當夾頭已關閉時，夾取著工件的機械手受到按壓。而在機器人裝置之臂部的連桿及轉動關節、機械手、甚至夾頭機構產生過大的外力。如此一來，機器人裝置的連桿及轉動關節、機械手、工具機的夾頭機構恐有受損的疑慮。此外，倘若在夾頭面與工件之間具有間隙，當加工時將形成振動，而衍生出無法執行高精度加工的問題。

因此，存在以下的方法：利用攝影機拍攝「機器人的機械手所夾取的工件」，進而修正工件對夾頭面的姿勢。但是，在該修正方法中，由於工件為鑄造物等的理由，在所偵測的工件為非真圓的場合中，被認為存在「夾頭的中心線與工件的中心線未形成一致」的可能性。此外，從工件的夾取位置到對夾頭的抵接面為止的距離、和工件之底面的傾斜，由於攝影機未正確地偵測，而有可能在夾頭面與工件之間產生過大的外力或間隙的可能。

此外，也存在以下的方法：監視機器人機構部之馬達的電流值，依據從電流值所偵測的干擾值，修正機器人的姿勢。但是，在該修正方法中，由於在利用馬達的電流值偵測工件之外力的場合中含有若干的誤差，因此難以完全地將機器手與夾頭之間的力抑制至最低限度。此外，由於馬達電流值的偵測難易度因機器人的姿勢而有所變化，因而存在「僅能採取已決定的姿勢來保持工件」的缺點。

雖然通常在已將工件設定成「所教導的進場位置(Approach position)和姿勢」後，再使工件接近工具機的夾頭機構，但此時，上述之「工件對夾頭面的位置和姿勢」必須調整，而致使週期時間因調整時間而長期化。

[發明欲解決之問題]

期待能縮短工件的位置和姿勢修正所需的時間，而達成工件供給之週期時間的縮短。

除此之外，期待能降低「機械手對工件的夾取偏差」及「因工件外形的公差，而使機械手等所承受的外力」，進而降低工件對工具機之夾頭面的間隙，而提升兩者的緊密接合性。 [解決問題之手段]

本發明其中一個樣態的機器人系統，具備：機器人裝置，用來對工具機供給工件；工件夾取機構，安裝於機器人裝置的臂前端；力量感測器，用來偵測作用於工件夾取機構的外力；控制裝置，控制機器人裝置。控制裝置具有：控制部，為了修正相對於工具機之工件夾取機構的位置與姿勢，而依據力量感測器的輸出，控制機器人裝置；記憶部，記憶與「經修正之工件夾取機構的位置與姿勢」相關的資料。 [發明的效果]

根據本樣態，由於記憶與「經修正之工件夾取機構的位置與姿勢」相關的資料，因此能再現該所記憶的位置與姿勢，故能縮短「位置與姿勢修正」所需的時間並達成週期時間的縮短。

以下，參考圖面說明本發明的實施形態。在以下的說明中，對於具有大致相同之功能及構造的構成要件，標示相同的圖號，並且僅於必要的場合進行重複說明。

如圖1所示，本實施形態之構成機器人系統的機器人裝置1，具有多關節臂機構10。多關節臂機構10，譬如是由具有6軸之自由度的垂直多關節型所提供，並在基台11設置迴旋用的轉動關節12。在該轉動關節12依序連接有：轉動關節14；連桿13；轉動關節16；連桿15；轉動關節17；以及由正交3軸的轉動關節18-1、18-2、18-3所構成的腕部18。作為多關節臂機構10，並不限定於垂直多關節型，也可以是極座標(polar coordinates)型或者純量(scalar)型之其它類型的轉動關節機構。將「以基台11作為基準」的座標系，稱為機器人座標系(X0、Y0、Z0)。

在腕部18安裝有機架(mount)20。在該機架20隔著力量感測器4安裝有：作為末端執行器(end effector)的工件夾取機構(以下稱為機械手)2。

機械手2具有一對突指22、23；以及與一對突指22、23連動且支承成自由開閉的機械手本體21。在本文中，將「以機械手2作為基準」的正交座標系，稱為機械手座標系(X1、Y1、Z1)。機械手座標系(X1、Y1、Z1)，譬如是將突指22、23的夾取中心作為其原點，將Z1軸規定成與機械手2的前後方向平行，並將X1軸、Y1軸規定成「正交於Z1軸」的2軸。

後述的動作控制部，舉例來說，遵循在機器人座標系(X0、Y0、Z0)中所記載的任務程式(task program)，計算轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的位移角度及工具基準點(譬如機器手座標系的原點)的軌道，而控制轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的轉動，此外，控制夾頭機構3的夾頭開閉，並執行將「機械手座標系(X1、Y1、Z1)上的位置和姿勢」轉換成機器人座標系(X0、Y0、Z0)上的表現等的各種處理。在任務程式中記載著工件供給步驟，譬如依據以下的順序執行：工件W的拾取、設定對夾頭機構3之「進場位置的移動」及「進場姿勢」、工件W對夾頭機構3之夾頭面34的壓附、與機器手2一起修正工件W的姿勢、夾頭機構3的夾頭關閉動作、工件W的位置修正、機器手2從夾頭機構3脫離的各動作。

力量感測器4，將作用於機械手2的外力，分離成「平行於X1軸而作用的外力部分」、「平行於Y1軸而作用的外力部分」、「平行於Z1軸而作用的外力部分」而偵測。力量感測器4，也可以偵測繞著X1軸、Y1軸、Z1軸之各軸的扭矩而作為「作用於機械手2的外力」。

上述的力量感測器4，並沒有位於機架20與工件夾取機構2之間的必要，在可直接、或者透過座標轉換處理而間接取得後述之「平行於X1軸而作用的外力部分」、「平行於Y1軸而作用的外力部分」、「平行於Z1軸而作用的外力部分」的前提下，亦可設置於多關節臂機構10的轉動關節12、14、16、17、18-1、18-3的至少其中一個或者複數個，此外，亦可安裝於基台11上。舉例來說，如圖8所示，將力量感測器4設置於多關節臂機構10的轉動關節12、14、16、17、18-1、18-3之力量感測器FS1-FS6的附近位置的一處、或者分別設置於複數處。此外，如圖9所示，將力量感測器4設置於基台11上之力量感測器FS7的附近位置。

如圖2(a)、圖2(b)、圖2(c)所示，可藉由關閉突指22、23而夾取工件W。已由突指22、23夾取的工件W，藉由多關節臂機構10的動作而移動，而供給至工具機5的夾頭機構3。夾頭機構3，其3個爪部31、32、33連動於基座30，並支承成可自由接近、分離。將「以夾頭機構3作為基準」的正交座標系，稱為夾頭座標系(X2、Y2、Z2)。夾頭座標系(X2、Y2、Z2)，將「3個爪部31、32、33的移動中心線形成交叉的中心」作為原點，將Y2軸規定成垂直於夾頭面34，並將X2軸、Z2軸規定成：相對於Y2軸，在原點形成正交。為了說明上的方便而規定：以工件W作為基準的工件座標系(Xw、Yw、Zw)。舉例來說，只要工件W為圓柱形，便將工件W的中心規定成原點，將中心線規定成Zw軸，並將Xw軸、Yw軸規定成正交於Zw軸。在本文中，為了說明上的方便，假設工件W為圓柱形。

當將工件W供給至工具機5的夾頭機構3時，理想的情況下，工件W的Xw-Yw面平行於夾頭機構3的X2-Y2面，亦即以工件W的端面對夾頭機構3的夾頭面34形成平行的姿勢(進場姿勢)，移動至「工件W的Zw軸已重疊於夾頭機構3之Z2軸」的位置(進場位置)，並在該狀態下，與夾頭機構3的Z2軸平行地使工件W與機械手2一起接近夾頭機構3的夾頭面34，在將工件W的端面壓附於夾頭面34而形成緊密接合的狀態下，關閉爪部31、32、33而由夾頭機構3拘束工件W。

當已將工件W的端面壓附於夾頭面34之際，而工件W的Xw-Yw面並未平行於夾頭機構3的X2-Y2面時，由力量感測器4偵測：平行於「垂直於夾頭面34的Z1軸」而作用的外力成分EF(Z1)、平行於X1軸而作用的外力成分EF(X1)、平行於Y1軸而作用的外力部分EF(Y1)。依據外力成分EF(X1)使機械手2繞著「正交於外力成分EF(X1)的Y1軸」轉動，並依據外力成分EF(Y1)使機械手2繞著「正交於外力成分EF(Y1)的X1軸」轉動，藉此能使外力成分EF(X1)減少，並使外力成分EF(Y1)減少。通常是以「外力成分EF(X1)與外力成分EF(Y1)一起成為零值、或者未滿特定閾值」的方式，修正機械手2的姿勢。

藉由姿勢修正，使工件W的端面對夾頭面34成為平行狀態。在該狀態下，將工件W的端面壓附於夾頭面34。此時，工件W的端面緊密接合於夾頭面34。然後，當使夾頭機構3的爪部31、32、33一起朝中心移動(夾取動作)之際，而工件W的中心線(Zw軸)對「垂直於夾頭面34的Z2軸」形成偏移時，工件W並未均等地受到爪部31、32、33按壓，而偏心地受到按壓。因此，由力量感測器4偵測：平行於X1軸而作用的外力部分EF(X1)、平行於Y1軸而作用的外力部分EF(Y1)。依據外力成分EF(X1)使機械手2與X1軸平行地移動，藉此能使外力成分EF(X1)減少，並依據外力成分EF(Y1)使機械手2與Y1軸平行地移動，藉此能使外力成分EF(Y1)減少。通常是以「外力成分EF(X1)與外力成分EF(Y1)一起成為零值、或者未滿特定閾值」的方式，修正機械手2的位置。在該狀態下，以正確的位置及姿勢完成夾取。

在本實施形態中，如以上所述地修正姿勢，然後修正位置，並依據夾緊已完成時的姿勢(夾緊完成姿勢)、夾緊已完成時的位置(夾緊完成位置)，計算機械手2的進場位置、進場姿勢。在工件W可直線地接近夾頭面34的簡單案例中，進場姿勢與夾緊完成姿勢一致，並將進場位置作為「相對於夾緊完成位置，且平行於Z2軸，朝向從夾取面34分離的方向，僅偏移特定距離」的位置來計算。

藉由以「相對於該工件W，對接下來所供給的工件W，甚至在其之後續的工件W，依據夾緊完成姿勢所求得取」的進場姿勢，移動至「依據夾緊完成位置所求取」的進場位置，將工件W壓附夾取面，則不需要修正機械手2的位置及姿勢，或者相較於「以所教導的進場姿勢移動至所教導的進場位置之後，修正機械手2的位置及姿勢」場合，至少能縮短前述修正所需的時間。因此，能達成工件供給之週期時間的縮短。除此之外，能減少作用於工件W、機械手2、多關節臂機構10、甚至夾頭機構3的外力，並能降低工件W對工具機5之夾頭面34的間隙。

如圖3所示，本實施形態的機器人系統，由上述的機器人裝置1、用來控制機器人裝置1的機器人控制裝置6所形成。機器人裝置1具有：多關節臂機構10、機械手2、力量感測器4及旋轉編碼器(rotary encoder)40。旋轉編碼器40，對多關節臂機構10之轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的轉動角進行個別地偵測。可根據旋轉編碼器40所偵測之轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的轉動角，藉由向前運動學(forward kinematic)計算機器人座標系上之機械手座標系的原點位置。以下，為了說明上的方便，將旋轉編碼器40所偵測之轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的轉動角，或者表示這些轉動角的數據組(data set)，簡稱為位置資料。將該位置資料供給至用來控制多關節臂機構10之動作的動作控制部61。

動作控制部61，遵循後述的任務程式並基於採用了位置資料及力量資料的反饋控制，使轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3轉動，並使夾頭機構3形成開閉，前述任務程式記載了位置、姿勢、軌道以及下述的一連串動作：將機械手2移動至圖面中未顯示的工件貯藏庫，利用機械手2夾取工件W而從工件貯藏庫進行拾取，以進場姿勢將機械手2移動至進場位置，移動機械手2使工件W壓附於夾頭面34，並進一步關閉夾頭機構3的爪部31、32、33，然後從機械手2釋放工件W，再使機械手2從夾頭機構3脫離。

此外，位置資料被供給至記憶部65，且附帶了「從動作控制部61所供給之夾緊完成等的狀態碼(status code)」而記憶。進場位置姿勢計算部64，依據記憶部65所記憶之夾緊完成姿勢與夾緊完成位置的資料，計算機械手2的進場位置與進場姿勢。

力量感測器4，分別對正交3軸(X1、Y1、Z1)的各軸偵測「作用於機械手2的外力」，並輸出用來表示其外力成分EF(X1)、EF(Y1)、EF(Z1)的資料(將這些資料通稱為力量資料)。將力量資料供給至動作控制部61、姿勢修正計算部62、位置修正計算部63。

姿勢修正計算部62，決定「為了使平行於X1軸作用的外力成分EF(X1)減少，使機械手2朝向對應於外力成分EF(X1)之極性的方向，繞著正交於X1軸的Y1軸僅轉動微小的單位角度(ΔθY1)」的姿勢修正資料、與「同樣地為了使平行於Y1軸作用的外力成分EF(Y1)減少，使機械手2朝向對應於外力成分EF(Y1)之極性的方向，繞著正交於Y1軸的X1軸僅轉動微小的單位角度(ΔθX1)」的姿勢修正資料，並供給至動作控制部61。動作控制部61，在維持著機器人座標系上的機械手座標系之原點的狀態下，計算使機械手2實現ΔθY1的轉動及ΔθX1的轉動之轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的轉動角，並控制轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3之各自的致動器，使轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3僅以所計算的轉動角轉動。在外力成分EF(X1)及外力成分EF(Y1)成為零值、或者未滿特定閾值之前，重複單位角度(ΔθY1)及單位角度(ΔθX1)的轉動。

位置修正計算部63，決定「為了使平行於X1軸作用的外力成分EF(X1)減少，使機械手2朝向平行於X1軸且外力成分EF(X1)作用的方向，僅移動微小的單位距離(ΔX1)」的位置修正資料、與「同樣地為了使平行於Y1軸作用的外力成分EF(Y1)減少，使機械手2朝向平行於Y1軸且外力成分EF(Y1)作用的方向，僅移動微小的單位距離(ΔY1)」的姿勢修正資料，並供給至動作控制部61。動作控制部61，計算「為了使機器人座標系上的機械手座標系平移」而使機械手2實現ΔX1的移動及ΔY1的移動之轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3的轉動角，並控制轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3之各自的致動器，使轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3僅以所計算的轉動角轉動。在外力成分EF(X1)及外力成分EF(Y1)成為零值、或者未滿特定閾值之前，重複單位距離(ΔX1)及單位距離(ΔY1)的移動。

在圖4中，省略了動作控制部61所執行之工件供給的步驟。動作控制部61，控制轉動關節12、14、16、17、18-1、18-2、18-3而將機械手2移動至圖面中未顯示工件貯藏庫，並以機械手2夾取工件W(S1)。如圖5(a)所示，以預先教導的進場姿勢(θX00、θY00、θZ00)，將機械手2移動至預先教導的進場位置(X00、Y00、Z00)(S2)。如圖5(b)所示，使機械手2與Z2軸平行地朝接近夾頭面34的方向移動，並將工件W壓附於夾頭面34(S3)。此時，為了不使工件W以過大的力量壓附於夾頭面34，而實施力量控制，使平行於Z1軸而作用的外力成分EF(Z1)不會超過危險閾值。

在該壓附之際，動作控制部61，從外力成分EF(Z1)、EF(X1)、EF(Y1)，將與Z2軸平行的力(壓附力)，與設定成低於上述危險閾值之適當閾值進行比較，來判斷壓附力是否高於適當閾值。此外，計算「工件W撞擊夾頭機構3而機械手2停止時，機械手2的位置、與壓附完成的預定位置之間的距離(抵接距離)D」，來判斷抵接距離D是否為特定的容許範圍內(S4)。當壓附力未達適當閾值時，則推定為以下的事態：機械手2對工件W的夾取角度，相對於預定角度呈現過大；或工件W的形狀尺寸等的公差過大等。此外，當抵接距離D脫離特定的容許範圍DA時，則如圖5(c)所示，推定為以下的事態：機械手2對工件W的夾取位置，相對於預定位置或角度呈現過大；或工件W的形狀尺寸等的交叉過大。當被判斷為「壓附力未達適當閾值」、「抵接距離D脫離容許範圍DA」的其中任一個或者雙方時(S4：NO)，藉由動作控制部61的控制，在圖面中未顯示的顯示器顯示「工件W為NG」之類的錯誤訊息(S5)，一旦該動作完成，便等待來自使用者的再操作指示。當壓附力為適當閾值以上，且抵接距離D為容許範圍DA內時(S4：YES)，進入下一個步驟S6。

在步驟S6中，當如圖5(b)所示，工件W的端面並未平行於夾頭面34時，由力量感測器4偵測：平行於X1軸而作用的外力部分EF(X1)、平行於Y1軸而作用的外力部分EF(Y1)。在姿勢修正計算部62，產生「為了減少平行於X1軸而作用的外力部分EF(X1)，使機械手2朝向對應於外力成分EF(X1)之極性的方向，繞著正交於X1軸的Y1軸僅轉動微小的單位角度(ΔθY1)」的姿勢修正資料，並供給至動作控制部61。動作控制部61，遵照所供給的姿勢修正資料控制多關節臂機構10，使機械手2繞著Y1軸僅轉動單位角度(ΔθY1)。同樣地，在姿勢修正計算部62，產生「為了減少平行於Y1軸而作用的外力部分EF(Y1)，使機械手2朝向對應於外力成分EF(Y1)之極性的方向，繞著正交於Y1軸的X1軸僅轉動微小的單位角度(ΔθX1)」的姿勢修正資料，並供給至動作控制部61。動作控制部61，遵照所供給的姿勢修正資料控制多關節臂機構10，使機械手2繞著X1軸僅轉動單位角度(ΔθX1)。該姿勢修正的處理，在外力成分EF(X1)及外力成分EF(Y1)成為零值、或者未滿特定閾值之前，重複執行。藉此，如圖6(a)所示，工件W的端面對夾頭面34成為平行，工件W的端面緊密接合於夾頭面34。

在接下來的步驟S7中，從動作控制部61對夾頭機構3供給夾頭關閉的控制訊號。藉此，夾頭機構3的爪部31、32、33連動而朝向中心移動。此時，如圖6(a)所示，當工件W對夾頭面34產生偏心時，也就是指工件W的中心線(Zw軸)對夾頭機構3的Z2軸形成偏移時，工件W無法被爪部31、32、33均等地按壓，而形成偏心按壓。據此，由力量感測器4偵測：平行於X1軸而作用的外力部分EF(X1)、平行於Y1軸而作用的外力部分EF(Y1)。在位置修正計算部63，產生「為了減少平行於X1軸而作用的外力部分EF(X1)，使機械手2朝向平行於X1軸且外力成分EF(X1)作用的方向，亦即吸收偏心的方向，僅移動微小的單位距離(ΔX1)」的位置修正資料，並供給至動作控制部61。如圖6(b)所示，動作控制部61，遵照所供給的位置修正資料控制多關節臂機構10，使機械手2與X1平行地僅移動單位距離(ΔX1)。同樣地，在位置修正計算部63，產生「為了減少平行於Y1軸而作用的外力部分EF(Y1)，使機械手2朝向平行於Y1軸且外力成分EF(Y1)作用的方向，亦即吸收偏心的方向，僅移動微小的單位距離(ΔY1)」的位置修正資料，並供給至動作控制部61。動作控制部61，遵照所供給的位置修正資料控制多關節臂機構10，使機械手2與Y1平行地僅移動單位距離(ΔY1)。該位置修正的處理，在外力成分EF(X1)及外力成分EF(Y1)成為零值、或者未滿特定閾值之前，重複執行。藉此，如圖6(b)所示，工件W的中心線(Zw)與夾頭機構3的Z2軸形成一致。如此一來，當偏心被吸收，且已從夾頭機構3接收了夾頭關閉端的偵測訊號時(S9)，動作控制部61判斷：工件W對夾頭機構3的供給完成(S10)。

當工件W對夾頭機構3的供給已完成時，從動作控制部61對記憶部65供給夾頭的狀態碼。此時的位置資料，附帶了「夾緊完成的狀態碼」，並記憶於記憶部65(S11)。如圖6(c)所示，動作控制部61控制機械手2而放開工件W，並控制多關節臂機構10，使機械手2從「被夾頭機構3所拘束的工件W」脫離(S12)。

接著，在步驟S13中，如圖7所示，由進場位置姿勢計算部64，依據記憶部65所記憶之夾緊完成時的位置資料(關節角度數據組)，求取機器人座標系上的夾緊完成位置(X01、Y01、Z01)與夾緊完成姿勢(θX01、θY01、θZ01)，根據夾緊完成位置(X01、Y01、Z01)與夾緊完成姿勢(θX01、θY01、θZ01)計算機械手2的進場位置與進場姿勢，並記憶於記憶部65。作為進場姿勢，譬如保持著夾緊完成姿勢(θX01、θY01、θZ01)，此外，作為進場位置，譬如將夾緊完成位置(X01、Y01、Z01)計算成：與「垂直於夾頭面34的Z2軸」平行，且朝向從夾取面分離的方向僅偏移特定距離的位置。

在步驟S14中，由動作控制部61判斷工件W的供給數量是否達到預定數量，只要工件W的供給數量達到預定數量，便視為任務完成(S14：YES)而結束該處理。當工件W的供給數量未達預定數量時(S14：NO)，以機械手2夾取下一個工件W(S15)。舉例來說，讀取工件W的批號(lot number)，判斷該工件W是否與「經姿勢修正和位置修正之最初的工件W」為相同的批號。相同的批號，表示這些工件W是以相同的條件所製造的產品，工件W的外形尺寸和材料等比較一致的可能性高。

當該下一個工件W與「經姿勢修正和位置修正之最初的工件W」為相同的批號時(S16：YES)，採用「依據經位置修正及姿勢修正的夾緊完成位置及夾緊完成姿勢，在步驟S13所計算的進場位置及進場姿勢」，來取代所教導的進場位置及進場姿勢。使已夾取工件W的機械手2，以進場姿勢移動該所計算的進場位置(S17)。接著，返回步驟S3，根據該位置及姿勢使機械手2接近夾頭面34，而將工件W壓附於夾頭面34。

由於該下一個工件W與「經位置修正和姿勢修正的工件W」為相同的批號，因此外形尺寸的公差比較近似，此外，在貯藏庫以相同的狀態整齊地排列，夾取偏差也近似，故步驟S6的姿勢修正和步驟S8的位置修正實質上不再需要。除此之外，相較於「以所教導的進場姿勢移動至所教導的進場位置之後，修正機械手2的位置及姿勢」場合，至少能縮短這些修正所需的時間。因此，能達成工件供給之週期時間的縮短。除此之外，即使在已執行了位置修正及姿勢修正的場合中，相較於「以所教導的進場姿勢移動至所教導的進場位置之後，修正機械手2的位置及姿勢」場合，修正量也變小。藉此，減少作用於工件W、機械手2、多關節臂機構10、甚至夾頭機構3的外力，能抑制這些構件的消耗。此外，能降低工件W對工具機5的夾頭機構3之夾頭面34的間隙，而消弭加工精度的低落。

換言之，所教導的進場姿勢、所教導的進場位置是採用標準的工件W所預先設定，而「教導所採用之標準的工件W」位於「實際量產所採用之工件W」之公差中間值的這點並無法保證，在「教導所採用之標準的工件W」未成為「實際量產所採用之工件W」之公差中間值的場合中，量產時有必要適度地修正該誤差，而該修正時間將導致週期時間延長。但是在利用工件W執行了位置修正及姿勢修正後，對於與其同批製造的工件W，藉由採用「根據該經修正的夾緊完成位置及夾緊完成姿勢所計算的進場位置及進場姿勢」，作為進場位置及進場姿勢，能達成修正時間的縮短。

在步驟S16中，當該工件W的批號，與經位置修正及姿勢修正之工件W的批號不同時，也就是指不同批次製造時，則視為公差和夾取偏差與「經位置修正及姿勢修正的工件W」不同之可能性高的對象，返回步驟S2，以所教導的進場姿勢移動至所教導的進場位置，實施根據這些位置及姿勢的位置修正及姿勢修正。

對於同一批次製造的工件W，雖視為採用相同進場姿勢及進場位置的對象，卻不侷限於此，亦可依據前一個工件W的夾緊完成位置及夾緊完成姿勢來計算進場姿勢及進場位置，而將該進場姿勢及進場位置應用於當前的工件W，並反覆地執行前述動作來計算進場姿勢及進場位置。

雖然說明了本發明的幾個實施形態，但是這些實施形態僅是作為例子所提示的形態，本發明的範圍並不侷限於這些實施形態。這些實施形態，能以其他的各種形態實施，在不脫離本發明要旨的範圍內，可執行各種的省略、置換、變更。這些實施形態及其變形的態樣，皆為本發明的範圍和要旨所包含，且皆包含於本發明之申請專利範圍所記載的發明、及與本發明之申請專利範圍均等的範圍。

1:機器人裝置 2:機器手 3:夾頭機構 4:力量感測器 5:工具機 6:機器人控制裝置 10:多關節臂機構 12,14,16,17,18-1,18-2,18-3:轉動關節 18:腕部 61:動作控制部 62:姿勢修正計算部 63:位置修正計算部 64:進場位置姿勢計算部 65:記憶部

[圖1]圖1為顯示其中一種實施形態的機器人系統之機器人裝置的立體圖。 [圖2]圖2為同時顯示圖1的機械手、工件及工具機之夾頭機構的圖。 [圖3]圖3為顯示其中一種實施形態的機器人系統之機構塊狀圖。 [圖4]圖4為顯示圖1之動作控制部的控制所形成之工件供給步驟的流程圖。 [圖5]圖5為圖4之步驟S2-S4的補充說明圖。 [圖6]圖6為圖4之步驟S6-S12的補充說明圖。 [圖7]圖7為圖4之步驟S13的補充說明圖。 [圖8]圖8是作為本實施形態之變形例，將力量感測器設置於關節的機器人裝置的立體圖。 [圖9]圖9是作為本實施形態之變形例，將力量感測器設置於基台的機器人裝置的立體圖。

W:工件

1:機器人裝置

2:機器手

3:夾頭機構

4:力量感測器(3軸)

5:工具機

6:機器人控制裝置

10:多關節臂機構

21:機械手本體

22,23:突指

40:旋轉編碼器

61:動作控制部

62:姿勢修正計算部

63:位置修正計算部

64:進場位置姿勢計算部

65:記憶部

Claims (6)

1. 一種機器人系統，具備： 機器人裝置，用來對工具機供給工件； 工件夾取機構，安裝於前述機器人裝置的臂前端； 力量感測器，用來偵測作用於前述工件夾取機構的外力； 控制裝置，控制前述機器人裝置， 前述控制裝置具有： 控制部，為了修正相對於前述工具機之前述工件夾取機構的位置與姿勢，而依據前述力量感測器的輸出，控制前述機器人裝置； 記憶部，記憶與經前述修正之前述工件夾取機構的位置與姿勢相關的資料。
2. 如請求項1所記載的機器人系統，其中前述控制裝置更進一步具有：進場位置姿勢計算部，依據與前述所記憶之前述工件夾取機構的位置及姿勢相關的資料，計算前述工件夾取機構對前述工具機的進場位置與進場姿勢， 前述記憶部，記憶與前述所計算的進場位置及進場姿勢相關的資料。
3. 如請求項2所記載的機器人系統，其中前述控制部，為了將前述所記憶的進場位置及進場姿勢，應用於前述工件之後續的其它工件，而控制前述機器人裝置。
4. 如請求項1至請求項3之其中任一項所記載的機器人系統，其中前述控制部，依據前述力量感測器的輸出而控制前述機器人裝置，使前述工件夾取機構平行於前述工具機的夾頭機構之夾頭面的垂直中心線而移動，並以特定的力將前述工件壓附於前述夾頭面，同時為了減少作用在正交於前述垂直中心線之方向的力，而修正前述工件夾取機構的姿勢，並且為了減少伴隨著前述夾頭機構的關閉動作而作用在正交於前述垂直中心線之方向的力，而沿著正交於前述垂直中心線的方向，修正前述工件夾取機構的位置。
5. 一種工件供給方法，是藉由機器人系統對工具機供給工件的工件供給方法，該機器人系統具備：機器人裝置；工件夾取機構，安裝於前述機器人裝置的臂前端；力量感測器，用來偵測作用於前述工件夾取機構的外力；控制裝置，控制前述機器人裝置， 該工件供給方法具備： 前述控制裝置依據前述力量感測器的輸出而控制前述機器人裝置，使前述工件夾取機構平行於前述工具機的夾頭機構之夾頭面的垂直中心線而移動，並以特定的力將前述工件壓附於前述夾頭面的步驟； 前述控制裝置依據前述力量感測器的輸出而控制前述機器人裝置，將前述工件壓附於前述夾頭面，同時為了減少作用在正交於前述垂直中心線之方向的力，而修正前述工件夾取機構之姿勢的步驟； 前述控制裝置依據前述力量感測器的輸出而控制前述機器人裝置，為了減少伴隨著前述夾頭機構的關閉動作而作用在正交於前述垂直中心線之方向的力，而沿著正交於前述垂直中心線的方向，修正前述工件夾取機構之位置的步驟。
6. 如請求項5所記載的工件供給方法，其中更進一步具備： 前述控制裝置依據前述所修正之前述工件夾取機構的位置與姿勢，計算相對於前述工具機之前述工件夾取機構的進場位置與進場姿勢的步驟； 前述控制裝置控制前述機器人裝置，將前述所計算的進場位置與進場姿勢，應用於前述工件之後續其它工件的步驟。

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