WO2023033008A1 - ロボットシステムおよびロボット - Google Patents

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WO2023033008A1
WO2023033008A1 PCT/JP2022/032679 JP2022032679W WO2023033008A1 WO 2023033008 A1 WO2023033008 A1 WO 2023033008A1 JP 2022032679 W JP2022032679 W JP 2022032679W WO 2023033008 A1 WO2023033008 A1 WO 2023033008A1
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WO
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work
unit
relative movement
amount
signal output
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/032679
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English (en)
French (fr)
Inventor
覚 山角
勝人 福嶋
理史 大西
雅隆 小山
康弘 大倉
哲 伊地知
佳史樹 三東
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine

Definitions

  • the present disclosure relates to robot systems and robots, and more particularly to robot systems and robots with articulated robot arms.
  • the above Japanese Patent Laid-Open No. 2013-166185 describes a multi-joint robot arm including a plurality of joints, a control device for controlling movement of the multi-joint robot arm, and a control device provided at the tip of the multi-joint robot arm for imaging an inspection target.
  • a robotic system is disclosed that includes an imager that performs: In the robot system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-166185, when the distal end of the articulated robot arm moves to a preset position, the control device causes the imaging device to capture an image of the inspection target. Send a command signal.
  • the present disclosure has been made to solve the problems described above, and one object of the present disclosure is to perform work while relatively moving a working part with respect to a work by an articulated robot arm. To provide a robot system and a robot capable of suppressing complicated setting work.
  • a robot system includes an articulated robot arm including a plurality of joints, a robot control unit for controlling movement of the articulated robot arm, and a work piece. a working unit; and a signal output unit that outputs a signal based on the amount of relative movement of the working unit for each amount of relative movement of the working unit with respect to the work due to the movement of the work or the working unit provided at the tip of the articulated robot arm. and a work control section for controlling work on the workpiece by the work section based on the signal output from the signal output section.
  • the robot system is provided with a signal output unit that outputs a signal based on the amount of relative movement of the working part for each amount of relative movement of the working part with respect to the work.
  • a work control section is provided for controlling the work performed by the work section on the basis of the signal output from the signal output section.
  • the work control unit can acquire the amount of relative movement of the work unit with respect to the work for each relative movement, and can control the work performed by the work unit. can also work on the workpiece. As a result, it is possible to prevent the setting work from becoming complicated when performing the work while moving the working part relative to the work by the articulated robot arm.
  • a robot includes an articulated robot arm including a plurality of joints, a robot control unit that controls the movement of the articulated robot arm, and a workpiece provided at the tip of the articulated robot arm, or for the workpiece. a signal output unit for outputting a signal based on the amount of relative movement of the working unit for each amount of relative movement of the working unit with respect to the work due to the movement of the working unit that performs the work by moving the working unit.
  • the robot according to the second aspect is provided with a signal output unit that outputs a signal based on the amount of relative movement of the working part for each amount of relative movement of the working part with respect to the work. Accordingly, based on the signal output from the signal output unit, the amount of relative movement of the working unit with respect to the work can be acquired for each relative movement, and the work by the working unit can be controlled. Work can be performed on the workpiece without setting the position in advance. As a result, it is possible to provide a robot capable of suppressing complication of setting work when performing work while moving the working part relative to the work by the articulated robot arm.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a robotic system according to one embodiment
  • FIG. 1 is a diagram showing a control configuration of a robot system according to one embodiment
  • FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining an example of signals generated by the robot system according to one embodiment
  • FIG. 4 is a diagram showing a first example for explaining relative movement of the working part of the robot system according to one embodiment
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the work of the working part with respect to the relative movement of the working part of the robot system according to one embodiment
  • FIG. 7 is a diagram showing a second example for explaining relative movement of the working part of the robot system according to one embodiment
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of work performed by the working unit of the robot system according to one embodiment in comparison with a comparative example
  • FIG. 10 is a diagram showing a working part of a robot system according to a modification of one embodiment
  • FIG. 1 The configuration of a robot system 100 according to one embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
  • FIG. 1 The configuration of a robot system 100 according to one embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
  • FIG. 1 The configuration of a robot system 100 according to one embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
  • FIG. 1 The configuration of a robot system 100 according to one embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
  • a robot system 100 works on a workpiece 200.
  • a robot system 100 includes an articulated robot arm 10 and a control device 20 that controls the articulated robot arm.
  • the robot system 100 also includes a work section 30 and a work control section 40 that controls the work section 30 .
  • the articulated robot arm 10 is, for example, an industrial or medical robot.
  • the articulated robot arm 10 includes multiple joints.
  • articulated robot arm 10 includes a 6-axis vertical articulation.
  • the articulated robot arm 10 operates by AC power supplied from the outside.
  • the control device 20 includes a robot control section 21 and a signal output section 22, as shown in FIG.
  • the signal output section 22 has an enable generation section 23 and a pulse generation section 24 .
  • the robot control unit 21 performs control to move the articulated robot arm 10 . Specifically, the robot control unit 21 controls the operation of the articulated robot arm 10 by controlling the electric power supplied to the motors 14 provided at the joints of the articulated robot arm 10 .
  • the robot control unit 21 also includes a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
  • the robot control unit 21 performs control to operate the articulated robot arm 10 by executing a predetermined program. Further, the robot control unit 21 receives instruction (teaching) of the operation of the articulated robot arm 10 by the user, and controls the articulated robot arm 10 to perform the operation based on the teaching. Specifically, the robot control unit 21 receives the positions and orientations of the control points of the articulated robot arm 10 and calculates the motion of each joint of the articulated robot arm 10 .
  • the articulated robot arm 10 includes six joints 12a, 12b, 12c, 12d, 12e and 12f, and links 13a, 13b, 13c, 13d and 13e connecting the joints.
  • each of the six joints 12a to 12f is provided with a motor 14 consisting of a servomotor and a position detector 15 for detecting the rotational position of each joint.
  • the articulated robot arm 10 has a working part 30 attached to one end.
  • the articulated robot arm 10 includes a base 11 provided at the other end portion and attached to a floor, a wall, a pillar, or the like.
  • the six joints 12a to 12f are each rotated by driving the motor 14.
  • the joint 12a of the first axis is connected to the base 11.
  • the joint 12a rotates the link 13a with respect to the base 11 around the rotation axis A1.
  • the joint 12b on the second axis rotates the link 13b with respect to the link 13a around the rotation axis A2 in the direction perpendicular to the rotation axis A1.
  • the joint 12c of the third axis rotates the link 13c with respect to the link 13b around the rotation axis A3 parallel to the rotation axis A2.
  • the joint 12d of the fourth axis rotates the link 13d with respect to the link 13c around the rotation axis A4 in the direction perpendicular to the rotation axis A3.
  • the fifth-axis joint 12e rotates the link 13e with respect to the link 13d around the rotation axis A5 perpendicular to the rotation axis A4.
  • the joint 12f of the sixth axis rotates the working part 30 with respect to the link 13e around the rotation axis A6 perpendicular to the rotation axis A5.
  • the work unit 30 works on the workpiece 200 .
  • Working unit 30 includes, for example, at least one of a line camera, an area camera, a laser profile sensor, a range sensor, an application unit, an application unit, a spray unit, a welding unit, and an ultrasonic flaw detection unit.
  • the work unit 30 performs work on the work 200 while moving relative to the work 200 .
  • a line camera captures a line-shaped image while moving relative to the workpiece 200 .
  • the area camera captures a rectangular image while moving relative to the workpiece 200 .
  • the laser profile sensor performs imaging by projecting a laser beam while moving relative to the work 200, and measures the three-dimensional shape of the work 200 by the light section method.
  • the distance measuring sensor measures the distance to each position of the work 200 while moving relative to the work 200 .
  • the application unit applies the material to the workpiece 200 while moving relative to the workpiece 200 .
  • the material to be applied is liquid or paste, such as adhesive, sealant, reagent, paint, or solder.
  • the sticking unit sticks the sticking material onto the work 200 while moving relative to the work 200 .
  • the sticking material is, for example, a sealant, a seal, a tape, or the like.
  • the spray section sprays the spray onto the work 200 while moving relative to the work 200 .
  • the sprayed material is, for example, a liquid such as an adhesive, a drug, or a paint.
  • the welding part welds the work 200 while moving relative to the work 200 .
  • the ultrasonic flaw detector applies ultrasonic waves to the workpiece 200 while moving relative to the workpiece 200 , detects ultrasonic waves that are reflected back, and detects flaws in the workpiece 200 .
  • the work control unit 40 controls work on the workpiece 200 by the work unit 30 .
  • the work control unit 40 controls imaging by the work unit 30 .
  • the work control unit 40 controls the imaging timing of the work 200 by the work unit 30 .
  • the work control unit 40 controls projection of laser light and imaging of the laser light by the work unit 30 . Specifically, the work control unit 40 controls the imaging timing of the work 200 by the work unit 30 .
  • the work control unit 40 controls the measurement timing of the work 200 by the work unit 30.
  • the work section 30 is the application section, the work control section 40 controls the timing and amount of application of the material to be applied by the work section 30 .
  • the work control unit 40 controls the timing and amount of pasting of the pasting material by the work unit 30 .
  • the working control unit 40 controls the timing and amount of spraying of the sprayed material by the working unit 30 .
  • the work control unit 40 controls the welding timing and amount of welding performed by the working unit 30 .
  • the work control unit 40 controls the timing of transmission and detection of ultrasonic waves by the work unit 30 .
  • the work control section 40 controls the work performed by the work section 30 on the work 200 based on the signal output from the signal output section 22 of the control device 20 .
  • the signal output unit 22 outputs a signal based on the amount of relative movement of the working unit 30 for each amount of relative movement of the working unit 30 with respect to the work 200 due to the movement of the working unit 30 provided at the tip of the articulated robot arm 10. to output
  • the signal output unit 22 outputs a signal based on the amount of relative movement of the working unit 30 with respect to the workpiece 200 as a variable frequency pulse signal for each amount of relative movement of the working unit 30 .
  • the signal output section 22 generates a pulse enable using the enable generation section 23 .
  • the signal output unit 22 also causes the pulse generation unit 24 to generate a pulse signal based on the pulse enable generated by the enable generation unit 23 .
  • the signal output unit 22 outputs a predetermined pulse signal for each amount of relative movement of the working unit 30 with respect to the workpiece 200 .
  • the signal output unit 22 generates and outputs a pulse signal based on the relative movement amount of the working unit 30 at each predetermined processing cycle. That is, the signal output unit 22 acquires the amount of relative movement of the working unit 30 with respect to the workpiece 200 for each predetermined processing cycle. Then, the signal output unit 22 generates a number of pulse signals corresponding to the obtained relative movement amount.
  • a pulse signal is generated for each x mm of relative movement. For example, when there is a relative movement of 5xmm in a predetermined period, five pulse signals are generated within the predetermined period.
  • a pulse signal is counted as one at its rising edge and counted as one at its trailing edge. That is, the pulse signal is counted as two by rising and falling.
  • the frequency of the output pulse is variable in the range of 0 Hz to several MHz, for example. That is, the frequency of the output pulse increases as the amount of relative movement increases, and the frequency of the output pulse decreases as the amount of relative movement decreases.
  • the control period is 2 msec
  • the movement amount is acquired for each control period, and a pulse signal is output based on the movement amount.
  • the movement amount of the hand in FIG. 3 indicates the cumulative movement amount from 0 mm. That is, the difference in the amount of hand movement from the previous control cycle is obtained as the relative movement amount in the current control cycle. For example, if the hand movement amount in the previous control cycle is 10 mm and the hand movement amount in the current control cycle is 16 mm, the relative movement amount in the current control cycle is acquired as 6 mm.
  • the pulse resolution is 1 mm/pulse. That is, one pulse signal is output for every 1 mm movement. For example, for a 2 mm movement, the number of output pulses is set to 2 and the pulse frequency is 1 kHz. Further, when the object moves 3 mm, the number of output pulses is set to 3, and the pulse frequency is 1.5 kHz.
  • the signal output unit 22 outputs a pulse enable from the enable generation unit 23 at the start timing of a predetermined processing cycle, and the pulse generation unit 24 starts outputting pulses at the same time as the pulse enable is output. Further, the signal output section 22 stops outputting the pulse enable from the enable generation section 23 when the last pulse of the pulse generation section 24 is output. This prevents the processing from being rushed at the beginning of a predetermined processing cycle. As a result, there is no need to provide extra time for performing calculations.
  • the signal output unit 22 may continue outputting the pulse enable to the pulse generation unit 24 by the enable generation unit 23 . Further, the signal output unit 22 may provide a calculation cycle correction amount sufficiently small with respect to the processing cycle by the enable generation unit 23, and stop outputting the pulse enable by the calculation cycle correction amount. As a result, an allowance time for performing the calculation is ensured by the calculation cycle correction amount. For example, the calculation cycle correction amount is 40 ⁇ sec for a processing cycle of 2 msec.
  • the signal output unit 22 may first stop the pulse output from the pulse generation unit 24 within the processing period, and then generate the pulse.
  • the signal output unit 22 includes, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array), and performs processing using the FPGA.
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the pulse output function is directly controlled by the CPU that controls the articulated robot arm 10, the load on the CPU may increase and the high-frequency pulse may not be controlled accurately. Therefore, the pulse output is controlled using a pulse control processing unit such as an FPGA provided separately from the CPU that controls the articulated robot arm 10 .
  • a pulse control processing unit such as an FPGA provided separately from the CPU that controls the articulated robot arm 10 .
  • the CPU controlling the articulated robot arm 10 calculates the amount of relative movement of the hand, and the pulse control processing unit controls the pulse frequency and the number of pulses based on the amount of relative movement of the hand. By doing so, it is possible to perform accurate pulse output. In addition, since the pulse output part is controlled by a separately provided processing unit, it is possible to easily change and expand pulse output specifications such as pulse-distance conversion and n-multiplied pulse by changing control parameters. .
  • the signal output unit 22 acquires the amount of relative movement of the working unit 30 during a predetermined processing cycle, and outputs a pulse signal assuming that the working unit 30 relatively moves at a constant speed during the predetermined processing cycle.
  • the predetermined processing cycle is sufficiently short, even if the relative movement is made at a constant speed, it is substantially the same as the actual relative movement amount of the working unit 30 .
  • the signal output unit 22 may acquire the relative movement amount of the working unit 30 based on the actual movement of the working unit 30, or based on the movement command of the articulated robot arm 10 of the robot control unit 21. , the amount of relative movement of the working unit 30 may be obtained.
  • the signal output unit 22 acquires the amount of relative movement of the working unit 30 with respect to the work 200, taking into consideration the movement by the external movement mechanism.
  • the external movement mechanism includes a travel shaft, a rotary table, and the like for moving the base 11 of the articulated robot arm 10 .
  • the amount of movement of the working part 30 relative to the work 200 is obtained based on the amount of movement of the control point TCP that controls the movement of the articulated robot arm 10 .
  • a control point TCP for controlling the movement of the articulated robot arm 10 is set, for example, at a work position for the work 200 by the working unit 30 .
  • the control point TCP is set at the imaging focus position of the working unit 30 . If the working unit 30 is a distance measuring sensor, the control point TCP is set at the distance measuring position of the working unit 30 .
  • the control point TCP is set at the application position of the work unit 30.
  • the control point TCP is set at the sticking position of the working unit 30 .
  • the control point TCP is set at the welding position of the working part 30 .
  • the control point TCP is set at the flaw detection position of the working unit 30 .
  • the work control unit 40 controls the work performed by the work unit 30 on the work 200 using the signal output from the signal output unit 22 as a trigger. Specifically, based on the signal output from the signal output unit 22, the work control unit 40 causes the work unit 30 to perform work by a constant amount of movement. For example, the work control unit 40 counts the pulse signals output from the signal output unit 22 to acquire the relative movement amount of the work unit 30 . Then, the work control unit 40 causes the work unit 30 to work on the workpiece 200 every time the work unit 30 moves a certain amount of movement.
  • the work control unit 40 controls the work unit 30 to take an image every fixed amount of movement of the work unit 30 .
  • the work unit 30 is a laser profile sensor
  • the work control unit 40 controls the work unit 30 to project laser light and capture an image of the laser light for each fixed amount of movement of the work unit 30 .
  • the work control unit 40 controls the working unit 30 to measure the distance to the workpiece 200 for each fixed amount of movement.
  • the work control unit 40 controls the work unit 30 to apply a constant amount of material for each constant amount of movement of the work unit 30 .
  • the work control unit 40 controls so that a fixed amount of material is pasted for each fixed amount of movement of the work unit 30 .
  • the working control unit 40 controls the working unit 30 to spray a fixed amount of spray for each fixed amount of movement of the working part 30 .
  • the work control unit 40 controls the work unit 30 to perform a fixed amount of welding for each fixed amount of movement.
  • the work control unit 40 controls the work unit 30 to perform flaw detection by irradiating ultrasonic waves for each fixed amount of movement of the work unit 30 .
  • the robot control unit 21 causes the articulated robot arm 10 to relatively move the working unit 30 relative to the work 200 along the surface of the work 200 in a curved shape.
  • the robot control unit 21 causes the articulated robot arm 10 to relatively move the working unit 30 along the workpiece 200 curved in the vertical direction.
  • the work control unit 40 controls the work unit 30 to perform work for each amount of movement L1 of the control point TCP.
  • the robot control unit 21 causes the articulated robot arm 10 to relatively move the working unit 30 in a curved line along the work position having the curved portion of the work 200 .
  • the work control unit 40 controls the work unit 30 to perform work for each movement amount L2 of the control point TCP.
  • the work control unit 40 controls the application amount V1 of the material to be applied for each movement amount L2 of the work unit 30 .
  • the ejection switch is turned on in synchronization with the output of the pulse signal for each movement amount L2.
  • the work control unit 40 controls the ejection stroke S1 for ejecting the application material to be a constant amount for each moving amount L2 of the working unit 30 regardless of the moving speed of the working unit 30 .
  • the application material is applied at a constant discharge amount regardless of the relative movement speed of the working unit 30 .
  • the amount of the applied material discharged increases in the curved portion, and a large amount of the applied material is applied in the curved portion. For this reason, coating unevenness of the coated material occurs in the linear portion and the curved portion.
  • the signal output unit 22 may output a plurality of signals corresponding to each of the plurality of positions of the working unit 30 based on the relative movement thereof.
  • a plurality of positions such as a control point TCP, a point inside the control point TCP, and a point outside the control point TCP are set as the plurality of positions of the working unit 30, for example.
  • the work control unit 40 that has received a plurality of signals may perform work by the work unit 30 for each relative movement amount at each position, or based on the relative movement amount at a plurality of positions. , and the work unit 30 may perform the work for each calculated relative movement amount of any position.
  • the signal output section 22 is provided for outputting a signal based on the relative movement amount of the working section 30 for each relative movement amount of the working section 30 with respect to the workpiece 200 .
  • a work control section 40 is provided for controlling work on the workpiece 200 by the work section 30 based on the signal output from the signal output section 22 .
  • the work control unit 40 can acquire the amount of relative movement of the work unit 30 with respect to the work 200 for each relative movement, and can control the work performed by the work unit 30. Therefore, all work positions can be determined in advance. Work can be performed on the workpiece 200 without setting.
  • each predetermined relative movement amount The working unit 30 can work on the workpiece 200 immediately. That is, since it is difficult to increase the speed of the relative movement in a work involving complicated relative movement such as a curved section, if the speed of the relative movement of the working unit 30 is to be kept constant, the speed of the relative movement The speed of the relative movement must also be reduced for movement in a straight section, etc., where .DELTA.
  • the work 200 is operated not by speed but by a predetermined amount of relative movement, there is no need to keep the speed of relative movement of the working unit 30 constant.
  • the speed can be increased.
  • the relative speed becomes small.
  • the work of the working section 30 with respect to the workpiece 200 is denser than in the straight section where the relative speed is high.
  • the position at which the relative movement speed of the working unit 30 is low is faster than the position at which the relative movement speed is high. Since it is possible to prevent the work by the unit 30 from becoming dense, it is possible to prevent unevenness in the work performed by the work unit 30 on the workpiece 200 .
  • the signal output unit 22 outputs a signal based on the amount of relative movement of the working unit 30 with respect to the workpiece 200 as a variable frequency pulse signal for each amount of relative movement of the working unit 30. .
  • the frequency of the variable-frequency pulse signal is set to a corresponding frequency according to the relative movement speed of the working unit 30, and the pulse signal is output. can be output.
  • the signal output unit 22 outputs a predetermined pulse signal for each amount of relative movement of the working unit 30 with respect to the workpiece 200 . Accordingly, by counting the pulses of the variable-frequency pulse signal, the amount of relative movement of the working unit 30 with respect to the workpiece 200 can be easily obtained.
  • the work control unit 40 controls the work performed by the work unit 30 on the work 200 using the signal output from the signal output unit 22 as a trigger.
  • the work performed by the working unit 30 on the workpiece 200 can be accurately interlocked with the relative movement of the working unit 30 .
  • the work control unit 40 causes the work unit 30 to work by a constant amount of movement based on the signal output from the signal output unit 22 .
  • work can be performed for each fixed amount of movement of the working unit 30 regardless of the speed of relative movement of the working unit 30, so that unevenness in the work performed by the working unit 30 on the workpiece 200 can be reliably suppressed. can do.
  • the robot control unit 21 causes the articulated robot arm 10 to relatively move the working unit 30 relative to the work 200 along the surface of the work 200 in a curved shape.
  • the working part 30 can perform the work according to the amount of relative movement. .
  • the signal output unit 22 outputs a plurality of signals corresponding to each of the plurality of positions of the working unit 30 based on the relative movement thereof.
  • the amount of relative movement of the working unit 30 at multiple positions can be acquired, so that the work of the working unit 30 can be controlled based on the relative movement of the working unit 30 at multiple positions.
  • the working unit 30 includes at least one of a line camera, an area camera, a laser profile sensor, a range sensor, an application unit, an application unit, a spray unit, and a welding unit.
  • the workpiece 200 can be imaged or measured at each relative movement while the line camera, area camera, laser profile sensor, or distance measuring sensor is relatively moved along the workpiece 200, so that the shape and state of the workpiece 200 can be detected. It can be obtained with high accuracy.
  • the coating portion, the sticking portion, the spraying portion, or the welding portion along the work 200 the work 200 can be coated, stuck, sprayed, or welded for each relative movement.
  • the occurrence of uneven coating, uneven sticking, uneven spraying, or uneven welding can be suppressed.
  • the working part is provided at the tip of the articulated robot arm, and the working part is moved by the articulated robot arm, thereby moving the working part relative to the workpiece.
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • a workpiece 200 is provided at the tip of an articulated robot arm 10, and the workpiece 200 is moved by the articulated robot arm 10, thereby moving the working unit 30 with respect to the workpiece 200. Relative movement may be performed.
  • the working unit 30 may work on the workpiece 200 every predetermined amount of movement L3.
  • an end effector may be provided at the tip of the articulated robot arm 10, and the workpiece 200 may be held by gripping or the like with the end effector.
  • the working part and the work may be provided at the distal end of each of a plurality of articulated robots, and the working part and the work may be moved relative to the work by moving the working part and the work with the articulated robot arm. .
  • the robot control section, the signal output section, and the work control section may be provided in a common control device.
  • the common control device separate processing units such as a CPU may be provided as the robot control unit, the signal output unit, and the work control unit, or a common processing unit such as a CPU may be provided. .
  • an articulated robotic arm may include multiple joints of five or less, or seven or more joints.
  • the present disclosure is not limited to this.
  • the amount of relative movement of the working unit with respect to the work may be obtained based on the movement of the articulated robot arm to any position.
  • the robot control section and the signal output section may be provided in separate control devices.
  • the signal output section may be provided in a control device common to the robot control section by adding hardware, or may be provided in a control device common to the robot control section by adding software. good.
  • the relative position of the working part with respect to the work may be output in real time based on the movement of the work or the working part provided at the distal end of the articulated robot arm.
  • the position coordinates of the tip position of the articulated robot arm may be output.
  • the multi-joint robot arm is moved at a low speed in advance to acquire the position coordinates of the tip position of the multi-joint robot arm.
  • a signal based on the relative movement amount of the working unit may be output in association with the position coordinates of the tip position of the multi-joint robot arm according to the relative movement amount of .
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • a circuit or processing circuit that includes a combination of A processor is considered a processing circuit or circuit because it includes transistors and other circuits.
  • a circuit, unit, or means is hardware that performs or is programmed to perform the recited functions.
  • the hardware may be the hardware disclosed herein, or other known hardware programmed or configured to perform the recited functions.
  • a circuit, means or unit is a combination of hardware and software where the hardware is a processor which is considered a type of circuit, the software being used to configure the hardware and/or the processor.
  • an articulated robotic arm including a plurality of joints; a robot control unit that performs control to move the articulated robot arm; a working unit that performs work on the workpiece; A signal output for outputting a signal based on the amount of relative movement of the working unit for each amount of relative movement of the working unit with respect to the work due to the movement of the work or the working unit provided at the tip of the articulated robot arm.
  • Department and A robot system comprising: a work control section that controls work performed on the workpiece by the work section based on a signal output from the signal output section.
  • (Item 2) The robot system according to item 1, wherein the signal output unit outputs a signal based on the amount of relative movement of the working unit with respect to the workpiece as a pulse signal with a variable frequency for each amount of relative movement of the working unit with respect to the work.
  • (Item 4) 4. The robot system according to any one of items 1 to 3, wherein the work control section controls the work performed by the work section on the work using a signal output from the signal output section as a trigger.
  • (Item 6) The robot system according to any one of items 1 to 5, wherein the robot control unit causes the multi-joint robot arm to move the working unit relative to the work in a curved line along the surface of the work. .
  • (Item 7) The robot system according to any one of items 1 to 6, wherein the signal output unit outputs a plurality of signals corresponding to each of the plurality of positions of the working unit based on the relative movement thereof.
  • the working unit includes at least one of a line camera, an area camera, a laser profile sensor, a ranging sensor, an application unit, a sticking unit, a spray unit, a welding unit, and an ultrasonic flaw detection unit.
  • the working unit includes at least one of a line camera, an area camera, a laser profile sensor, a ranging sensor, an application unit, a sticking unit, a spray unit, a welding unit, and an ultrasonic flaw detection unit.
  • an articulated robotic arm including a plurality of joints; a robot control unit that performs control to move the articulated robot arm; Based on the amount of relative movement of the working unit for each amount of relative movement of the working unit with respect to the work due to the movement of the work provided at the tip of the articulated robot arm or the working unit that performs work on the work and a signal output unit that outputs a signal.

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Abstract

ロボットシステム（１００）は、多関節ロボットアーム（１０）と、ロボット制御部（２１）と、作業部（３０）と、ワークに対する作業部の相対移動量毎に、作業部の相対移動量に基づく信号を出力する信号出力部（２２）と、信号出力部から出力される信号に基づいて作業部によるワークに対する作業を制御する作業制御部（４０）と、を備える。

Description

ロボットシステムおよびロボット
　本開示は、ロボットシステムおよびロボットに関し、特に、多関節ロボットアームを備えるロボットシステムおよびロボットに関する。
　従来、多関節ロボットアームを備えるロボットが知られている。
　上記特開２０１３－１６６１８５号公報には、複数の関節を含む多関節ロボットアームと、多関節ロボットアームを移動させる制御を行う制御装置と、多関節ロボットアームの先端に設けられ、検査対象の撮像を行う撮像器と、を備えるロボットシステムが開示されている。この特開２０１３－１６６１８５号公報のロボットシステムでは、制御装置は、多関節ロボットアームの先端部が予め設定された位置に移動した場合に、撮像器に対して検査対象の撮像を行うように撮像指令信号を送信する。
特開２０１３－１６６１８５号公報
　上記特開２０１３－１６６１８５号公報では、制御装置は、多関節ロボットアームの先端部が予め設定された位置に移動した場合に、撮像器に対して検査対象の撮像を行うように撮像指令信号を送信する。このため、撮像などの作業を行わせる位置が多くなる場合には、多くの位置を予め設定する必要があり、作業を行わせる位置を設定する設定作業が煩雑になる。このため、多関節ロボットアームによりワークに対して作業部を相対移動させながら作業を行う際に、設定作業が煩雑になるのを抑制することが望まれている。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本開示の１つの目的は、多関節ロボットアームによりワークに対して作業部を相対移動させながら作業を行う際に、設定作業が煩雑になるのを抑制することが可能なロボットシステムおよびロボットを提供することである。
　上記目的を達成するために、第１の局面によるロボットシステムは、複数の関節を含む多関節ロボットアームと、多関節ロボットアームを移動させる制御を行うロボット制御部と、ワークに対して作業を行う作業部と、多関節ロボットアームの先端部に設けられたワークまたは作業部の移動による、ワークに対する作業部の相対移動量毎に、作業部の相対移動量に基づく信号を出力する信号出力部と、信号出力部から出力される信号に基づいて作業部によるワークに対する作業を制御する作業制御部と、を備える。
　第１の局面によるロボットシステムでは、上記のように、ワークに対する作業部の相対移動量毎に、作業部の相対移動量に基づく信号を出力する信号出力部を設ける。また、信号出力部から出力される信号に基づいて作業部によるワークに対する作業を制御する作業制御部を設ける。これにより、作業制御部は、ワークに対して作業部の相対移動量を、相対移動毎に取得して、作業部による作業を制御することができるので、全ての作業位置を予め設定しなくても、ワークに対して作業を行わせることができる。その結果、多関節ロボットアームによりワークに対して作業部を相対移動させながら作業を行う際に、設定作業が煩雑になるのを抑制することができる。また、ワークの直線部および曲線部の両方に対して作業を行う場合などのように、多関節ロボットアームによる作業部の相対移動の速度が一定でない場合でも、所定の相対移動量毎にワークに対して作業部により作業を行うことができる。すなわち、曲線部などの複雑な相対移動を伴う作業では、相対移動の速度を大きくすることが困難であるため、作業部の相対移動の速度を一定にしようとした場合に、相対移動の速度を大きくすることが可能な直線部などの移動についても、相対移動の速度を小さくしなくてはならない。一方、本開示では、速度ではなく所定の相対移動量毎にワークに対して作業を行うことにより、作業部の相対移動の速度を一定にする必要がないので、相対移動の速度を大きくすることが可能な作業位置においては、速度を大きくすることができる。これにより、全体として作業の速度が遅くなるのを抑制することができる。また、速度によらずワークに対して作業部により一定の作業を行いながら、ワークに対して作業部の相対移動の速度を変えて移動させた場合には、相対速度が小さくなる曲線部などにおいて、ワークに対する作業部の作業が相対速度が大きくなる直線部などに比べて密になってしまう。一方、本開示では、所定の相対移動量毎にワークに対して作業を行うことにより、作業部の相対移動の速度が小さくなる位置において、相対移動の速度が大きい位置よりも、作業部による作業が密になることを抑制することができるので、ワークに対する作業部の作業にムラが発生するのを抑制することができる。
　第２の局面によるロボットは、複数の関節を含む多関節ロボットアームと、多関節ロボットアームを移動させる制御を行うロボット制御部と、多関節ロボットアームの先端部に設けられたワークまたはワークに対して作業を行う作業部の移動による、ワークに対する作業部の相対移動量毎に、作業部の相対移動量に基づく信号を出力する信号出力部と、を備える。
　第２の局面によるロボットでは、上記のように、ワークに対する作業部の相対移動量毎に、作業部の相対移動量に基づく信号を出力する信号出力部を設ける。これにより、信号出力部から出力される信号に基づいて、ワークに対して作業部の相対移動量を、相対移動毎に取得して、作業部による作業を制御することができるので、全ての作業位置を予め設定しなくても、ワークに対して作業を行わせることができる。その結果、多関節ロボットアームによりワークに対して作業部を相対移動させながら作業を行う際に、設定作業が煩雑になるのを抑制することが可能なロボットを提供することができる。
　本開示によれば、上記のように、多関節ロボットアームによりワークに対して作業部を相対移動させながら作業を行う際に、設定作業が煩雑になるのを抑制することができる。
一実施形態によるロボットシステムの概略を示す図である。 一実施形態によるロボットシステムの制御的な構成を示す図である。 一実施形態によるロボットシステムの生成される信号の例を説明するための図である。 一実施形態によるロボットシステムの作業部の相対移動を説明するための第１例を示す図である。 一実施形態によるロボットシステムの作業部の相対移動に対する作業部の作業を説明するための図である。 一実施形態によるロボットシステムの作業部の相対移動を説明するための第２例を示す図である。 一実施形態によるロボットシステムの作業部の作業の実施例を比較例との対比で示した図である。 一実施形態の変形例によるロボットシステムの作業部を示す図である。
　図１～図８を参照して、一実施形態によるロボットシステム１００の構成について説明する。
　図１に示すように、ロボットシステム１００は、ワーク２００に対して作業を行う。ロボットシステム１００は、多関節ロボットアーム１０と、多関節ロボットアームを制御する制御装置２０と、を備えている。また、ロボットシステム１００は、作業部３０と、作業部３０を制御する作業制御部４０と、を備えている。
　多関節ロボットアーム１０は、たとえば、産業用や医療用などのロボットである。多関節ロボットアーム１０は、複数の関節を含んでいる。たとえば、多関節ロボットアーム１０は、６軸の垂直多関節を含んでいる。多関節ロボットアーム１０は、外部から供給される交流電力により動作する。
　制御装置２０は、図２に示すように、ロボット制御部２１と、信号出力部２２と、を含んでいる。信号出力部２２は、イネーブル生成部２３と、パルス生成部２４とを有している。
　ロボット制御部２１は、多関節ロボットアーム１０を移動させる制御を行う。具体的には、ロボット制御部２１は、多関節ロボットアーム１０の各関節に設けられたモータ１４に供給する電力を制御することにより、多関節ロボットアーム１０の動作を制御する。また、ロボット制御部２１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）と、メモリと、を含んでいる。ロボット制御部２１は、所定のプログラムを実行することにより、多関節ロボットアーム１０を動作させる制御を行う。また、ロボット制御部２１は、ユーザによる多関節ロボットアーム１０の動作の教示（ティーチング）を受け付けて、ティーチングに基づく動作を多関節ロボットアーム１０にさせるように制御を行う。具体的には、ロボット制御部２１は、多関節ロボットアーム１０の制御点の位置および姿勢を受け付けて、多関節ロボットアーム１０の各関節の動作を算出する。
　多関節ロボットアーム１０は、図１に示すように、６つの関節１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅおよび１２ｆと、各関節を接続するリンク１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄおよび１３ｅと、を含んでいる。また、６つの関節１２ａ～１２ｆの各々には、図２に示すように、サーボモータからなるモータ１４と、各関節の回転位置を検出する位置検出部１５とが設けられている。また、図１に示すように、多関節ロボットアーム１０は、一方の先端部に、作業部３０が取り付けられている。また、多関節ロボットアーム１０は、他方の先端部に設けられ、床、壁、柱などに取り付けられる基台１１を含んでいる。
　６つの関節１２ａ～１２ｆは、各々、モータ１４の駆動により回転する。
　１軸目の関節１２ａは、基台１１に接続されている。関節１２ａは、基台１１に対してリンク１３ａを回転軸線Ａ１周りに回転させる。２軸目の関節１２ｂは、リンク１３ａに対してリンク１３ｂを、回転軸線Ａ１と直交する方向の回転軸線Ａ２周りに回転させる。
　３軸目の関節１２ｃは、リンク１３ｂに対してリンク１３ｃを、回転軸線Ａ２と平行な回転軸線Ａ３周りに回転させる。４軸目の関節１２ｄは、リンク１３ｃに対してリンク１３ｄを、回転軸線Ａ３と直交する方向の回転軸線Ａ４周りに回転させる。
　５軸目の関節１２ｅは、リンク１３ｄに対してリンク１３ｅを、回転軸線Ａ４と直交する方向の回転軸線Ａ５周りに回転させる。６軸目の関節１２ｆは、リンク１３ｅに対して作業部３０を、回転軸線Ａ５と直交する方向の回転軸線Ａ６周りに回転させる。
　作業部３０は、ワーク２００に対して作業を行う。作業部３０は、たとえば、ラインカメラ、エリアカメラ、レーザプロファイルセンサ、測距センサ、塗布部、貼付部、噴霧部、溶接部および超音波探傷部のうち少なくとも１つを含む。
　作業部３０は、ワーク２００に対して相対移動しながらワーク２００に対して作業を行う。たとえば、ラインカメラは、ワーク２００に対して相対移動しながらライン状の画像を撮像する。エリアカメラは、ワーク２００に対して相対移動しながら矩形状の画像を撮像する。レーザプロファイルセンサは、ワーク２００に対して相対移動しながらレーザ光を投影して撮像を行い、光切断法によりワーク２００の立体形状を計測する。
　測距センサは、ワーク２００に対して相対移動しながらワーク２００の各位置までの距離を計測する。塗布部は、ワーク２００に対して相対移動しながら、ワーク２００に対して塗布物を塗布する。塗布物は、たとえば、接着剤、シーリング材、試薬、塗料、半田、などの液状またはペースト状のものである。
　貼付部は、ワーク２００に対して相対移動しながら、ワーク２００に対して貼付物を貼付する。貼付物は、たとえば、シーリング材、シール、テープなどである。噴霧部は、ワーク２００に対して相対移動しながら、ワーク２００に対して噴霧物を噴霧する。噴霧物は、たとえば、接着剤、薬剤、塗料、などの液状のものである。溶接部は、ワーク２００に対して相対移動しながら、ワーク２００の溶接を行う。超音波探傷部は、ワーク２００に対して相対移動しながら、ワーク２００に超音波を当て、反射して返ってきた超音波を検出して、ワーク２００の傷を検知する。
　作業制御部４０は、作業部３０によるワーク２００に対する作業を制御する。作業部３０がラインカメラまたはエリアカメラの場合、作業制御部４０は、作業部３０による撮像を制御する。具体的には、作業制御部４０は、作業部３０によるワーク２００の撮像タイミングを制御する。
　作業部３０がレーザプロファイルセンサの場合、作業制御部４０は、作業部３０によるレーザ光の投影およびレーザ光の撮像を制御する。具体的には、作業制御部４０は、作業部３０によるワーク２００の撮像タイミングを制御する。
　作業部３０が測距センサの場合、作業制御部４０は、作業部３０によるワーク２００の測定タイミングを制御する。作業部３０が塗布部の場合、作業制御部４０は、作業部３０による塗布物の塗布するタイミングおよび塗布量を制御する。
　作業部３０が貼付部の場合、作業制御部４０は、作業部３０による貼付物の貼付するタイミングおよび貼付量を制御する。作業部３０が噴霧部の場合、作業制御部４０は、作業部３０による噴霧物の噴霧するタイミングおよび噴霧量を制御する。
　作業部３０が溶接部の場合、作業制御部４０は、作業部３０による溶接のタイミングおよび溶接量を制御する。作業部３０が超音波探傷部の場合、作業制御部４０は、作業部３０による超音波の発信および検出のタイミングを制御する。
　ここで、作業制御部４０は、制御装置２０の信号出力部２２から出力される信号に基づいて作業部３０によるワーク２００に対する作業を制御する。
　また、信号出力部２２は、多関節ロボットアーム１０の先端部に設けられた作業部３０の移動による、ワーク２００に対する作業部３０の相対移動量毎に、作業部３０の相対移動量に基づく信号を出力する。
　具体的には、信号出力部２２は、ワーク２００に対する作業部３０の相対移動量毎に、作業部３０の相対移動量に基づく信号を可変周波数のパルス信号により出力する。たとえば、信号出力部２２は、イネーブル生成部２３によりパルスイネーブルを生成する。また、信号出力部２２は、イネーブル生成部２３により生成されたパルスイネーブルに基づいて、パルス生成部２４によりパルス信号を生成する。
　また、信号出力部２２は、ワーク２００に対する作業部３０の相対移動量毎に、所定のパルス信号を出力する。たとえば、図３に示すように、信号出力部２２は、所定の処理周期毎に、作業部３０の相対移動量に基づくパルス信号を生成して出力する。つまり、信号出力部２２は、所定の処理周期毎に作業部３０のワーク２００に対する相対移動量を取得する。そして、信号出力部２２は、取得した相対移動量に応じた数のパルス信号を生成する。相対移動量がｘｍｍ毎にパルス信号が生成される。たとえば、所定周期に５ｘｍｍ相対移動した場合、所定周期内においてパルス信号が５つ生成される。パルス信号は、立ち上がりで１つとカウントされ、立下りで１つとカウントされる。つまり、パルス信号は、立ち上がり、立ち下がることにより２つとカウントされる。出力パルスの周波数は、たとえば、０Ｈｚから数ＭＨｚの範囲で可変である。つまり、相対移動量が大きくなれば、出力パルスの周波数が大きくなり、相対移動量が小さくなれば、出力パルスの周波数が小さくなる。
　図３に示す例では、制御周期が２ｍｓｅｃであり、制御周期毎に移動量を取得して、移動量に基づいてパルス信号を出力している。なお、図３の手先移動量は、０ｍｍからの累積の移動量を示している。つまり、前の制御周期からの手先移動量の差が、今回の制御周期における相対移動量として取得される。たとえば、前の制御周期における手先移動量が１０ｍｍで、今回の制御周期における手先移動量が１６ｍｍの場合には、今回の制御周期における相対移動量は６ｍｍとして取得される。また、図３に示す例では、パルス分解能を、１ｍｍ／パルスとしている。つまり、１ｍｍ移動毎に、１つのパルス信号が出力される。たとえば、２ｍｍ移動した場合には、出力パルス数は、２に設定され、パルスの周波数は、１ｋＨｚとなる。また、３ｍｍ移動した場合には、出力パルス数は、３に設定され、パルスの周波数は、１．５ｋＨｚとなる。
　信号出力部２２は、イネーブル生成部２３から所定の処理周期の開始のタイミングにおいて、パルスイネーブルを出力し、パルス生成部２４によりパルスイネーブルの出力と同時にパルスの出力を開始する。また、信号出力部２２は、パルス生成部２４の最後のパルスが出力されると、イネーブル生成部２３からのパルスイネーブルの出力を停止する。これにより、所定の処理周期における始まりにおいて処理が立て込むことが抑制される。その結果、演算を行うための余裕時間を設ける必要がない。
　なお、信号出力部２２は、イネーブル生成部２３により、パルス生成部２４に対するパルスイネーブルの出力を出し続けてもよい。また、信号出力部２２は、イネーブル生成部２３により、処理周期に対して十分に小さい演算周期補正量を設け、演算周期補正量分だけ、パルスイネーブルの出力を停止してもよい。これにより、演算周期補正量の分だけ、演算を行うための余裕時間が確保される。たとえば、演算周期補正量は、処理周期２ｍｓｅｃに対して、４０μｓｅｃである。
　また、信号出力部２２は、処理周期内において、パルス生成部２４から出力するパルスを、初めに休んで、その後に、パルスを生成するようにしてもよい。
　信号出力部２２は、たとえば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）を含み、ＦＰＧＡにより処理を行っている。
　ここで、多関節ロボットアーム１０を制御しているＣＰＵにパルス出力機能を直接制御させると、ＣＰＵの負荷が高くなり高周波パルスを正確に制御できなくなる場合がある。そこで、多関節ロボットアーム１０を制御するＣＰＵとは別個に設けたＦＰＧＡなどのパルス制御用の処理部を用いてパルス出力を制御している。
　多関節ロボットアーム１０を制御しているＣＰＵは手先の相対移動量を計算する、パルス制御の処理部は手先相対移動量に基づき、パルス周波数とパルス数を制御する、という様に処理を分業を行うことにより、正確なパルス出力を行うことが可能である。また、パルス出力部分は別途設けた処理部により制御しているので、制御パラメータを変更することで、パルスー距離換算、ｎ逓倍パルスなどのパルス出力仕様を容易に変更および拡張することが可能である。
　また、信号出力部２２は、所定の処理周期中の作業部３０の相対移動量を取得し、所定の処理周期中は、等速で相対移動するとして、パルス信号を出力する。ただし、所定の処理周期は、十分に小さいため、等速で相対移動するとしても、実際の作業部３０の相対移動量と略変わらない。
　また、信号出力部２２は、作業部３０の実際の移動に基づいて、作業部３０の相対移動量を取得してもよいし、ロボット制御部２１の多関節ロボットアーム１０の移動指令に基づいて、作業部３０の相対移動量を取得してもよい。
　また、多関節ロボットアーム１０を外部の移動機構により移動させる場合に、信号出力部２２は、外部の移動機構による移動を加味してワーク２００に対する作業部３０の相対移動量を取得する。外部の移動機構は、多関節ロボットアーム１０の基台１１を移動させる走行軸や回転テーブルなどを含む。
　ワーク２００に対する作業部３０の相対移動量は、多関節ロボットアーム１０の移動を制御する制御点ＴＣＰの移動量に基づいて取得される。多関節ロボットアーム１０の移動を制御するための制御点ＴＣＰは、たとえば、作業部３０によるワーク２００に対する作業位置に設定される。
　作業部３０がラインカメラ、エリアカメラまたはレーザプロファイルセンサの場合、制御点ＴＣＰは、作業部３０の撮像の焦点位置に設定される。作業部３０が測距センサの場合、制御点ＴＣＰは、作業部３０の測距位置に設定される。
　作業部３０が塗布部の場合、制御点ＴＣＰは、作業部３０の塗布位置に設定される。作業部３０が貼付部の場合、制御点ＴＣＰは、作業部３０の貼付位置に設定される。作業部３０が溶接部の場合、制御点ＴＣＰは、作業部３０の溶接位置に設定される。作業部３０が超音波探傷部の場合、制御点ＴＣＰは、作業部３０の探傷位置に設定される。
　作業制御部４０は、信号出力部２２から出力される信号をトリガーとして、ワーク２００に対する作業部３０による作業を制御する。具体的には、作業制御部４０は、信号出力部２２から出力される信号に基づいて、作業部３０を一定移動量毎に作業させる。たとえば、作業制御部４０は、信号出力部２２から出力されるパルス信号をカウントして、作業部３０の相対移動量を取得する。そして、作業制御部４０は、作業部３０が一定の移動量を移動する毎に、作業部３０によりワーク２００に対して作業を行わせる。
　作業部３０がラインカメラまたはエリアカメラの場合、作業制御部４０は、作業部３０の一定移動量毎に作業部３０により撮像を行うように制御する。作業部３０がレーザプロファイルセンサの場合、作業制御部４０は、作業部３０の一定移動量毎にレーザ光の投影およびレーザ光の撮像を行うように制御する。
　作業部３０が測距センサの場合、作業制御部４０は、作業部３０の一定移動量毎にワーク２００までの距離を測定するように制御する。作業部３０が塗布部の場合、作業制御部４０は、作業部３０の一定移動量毎に一定量の塗布物を塗布するように制御する。
　作業部３０が貼付部の場合、作業制御部４０は、作業部３０の一定移動量毎に一定量の貼付物を貼付するように制御する。作業部３０が噴霧部の場合、作業制御部４０は、作業部３０の一定移動量毎に一定量の噴霧物の噴霧するように制御する。
　作業部３０が溶接部の場合、作業制御部４０は、作業部３０の一定移動量毎に一定量の溶接を行うように制御する。作業部３０が超音波探傷部の場合、作業制御部４０は、作業部３０の一定移動量毎に超音波を照射して探傷を行うように制御する。
　ロボット制御部２１は、ワーク２００の表面に沿って、多関節ロボットアーム１０によりワーク２００に対して作業部３０を曲線状に相対移動させる。たとえば、図４に示すように、ロボット制御部２１は、多関節ロボットアーム１０により作業部３０を上下方向に湾曲したワーク２００に沿って相対移動させる。この場合、作業制御部４０は、制御点ＴＣＰの移動量Ｌ１毎に、作業部３０により作業を行うように制御する。
　また、図６に示すように、ロボット制御部２１は、多関節ロボットアーム１０により作業部３０をワーク２００の曲線部を有する作業位置に沿って曲線状に相対移動させる。この場合、作業制御部４０は、制御点ＴＣＰの移動量Ｌ２毎に、作業部３０により作業を行うように制御する。
　たとえば、作業部３０が塗布部の場合、作業制御部４０は、作業部３０の移動量Ｌ２毎に、塗布物を塗布量Ｖ１ずつ吐出するように制御する。具体的には、図５に示すように、移動量Ｌ２毎のパルス信号の出力に対して、吐出スイッチが同期してスイッチがオンにされる。また、作業制御部４０は、作業部３０の移動速度に係らず、作業部３０の移動量Ｌ２毎に、塗布物を吐出するための吐出ストロークＳ１を一定の量となるように制御する。
　これにより、図７の（Ａ）に示す実施例のように、直線部および曲線部の両方において、塗布物を一定に塗布することが可能である。一方、図７の（Ｂ）に示す比較例では、作業部３０の相対移動の速度によらず、一定の吐出量により塗布物を塗布している。この場合、曲線部では、塗布物の吐出量が多くなり、曲線部において、塗布物が多く塗布される。このため、直線部と曲線部において、塗布物の塗布ムラが生じる。
　また、信号出力部２２は、作業部３０の複数の位置の各々の相対移動に基づいて、各々に対応する複数の信号を出力してもよい。作業部３０の複数の位置は、たとえば、制御点ＴＣＰと、制御点ＴＣＰの内側の点と、制御点ＴＣＰの外側の点などの複数の位置が設定される。また、複数の信号を受信した作業制御部４０は、各々の位置における相対移動量毎に、作業部３０により作業を行ってもよいし、複数の位置における相対移動量に基づいて、任意の位置の相対移動量を算出して、算出した任意の位置の相対移動量毎に、作業部３０により作業を行ってもよい。
（本実施形態の効果）
　本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　本実施形態では、上記のように、ワーク２００に対する作業部３０の相対移動量毎に、作業部３０の相対移動量に基づく信号を出力する信号出力部２２を設ける。また、信号出力部２２から出力される信号に基づいて作業部３０によるワーク２００に対する作業を制御する作業制御部４０を設ける。これにより、作業制御部４０は、ワーク２００に対して作業部３０の相対移動量を、相対移動毎に取得して、作業部３０による作業を制御することができるので、全ての作業位置を予め設定しなくても、ワーク２００に対して作業を行わせることができる。その結果、多関節ロボットアーム１０によりワーク２００に対して作業部３０を相対移動させながら作業を行う際に、設定作業が煩雑になるのを抑制することができる。また、ワーク２００の直線部および曲線部の両方に対して作業を行う場合などのように、多関節ロボットアーム１０による作業部３０の相対移動の速度が一定でない場合でも、所定の相対移動量毎にワーク２００に対して作業部３０により作業を行うことができる。すなわち、曲線部などの複雑な相対移動を伴う作業では、相対移動の速度を大きくすることが困難であるため、作業部３０の相対移動の速度を一定にしようとした場合に、相対移動の速度を大きくすることが可能な直線部などの移動についても、相対移動の速度を小さくしなくてはならない。一方、本実施形態では、速度ではなく所定の相対移動量毎にワーク２００に対して作業を行うことにより、作業部３０の相対移動の速度を一定にする必要がないので、相対移動の速度を大きくすることが可能な作業位置においては、速度を大きくすることができる。これにより、全体として作業の速度が遅くなるのを抑制することができる。また、速度によらずワーク２００に対して作業部３０により一定の作業を行いながら、ワーク２００に対して作業部３０の相対移動の速度を変えて移動させた場合には、相対速度が小さくなる曲線部などにおいて、ワーク２００に対する作業部３０の作業が相対速度が大きくなる直線部などに比べて密になってしまう。一方、本実施形態では、所定の相対移動量毎にワーク２００に対して作業を行うことにより、作業部３０の相対移動の速度が小さくなる位置において、相対移動の速度が大きい位置よりも、作業部３０による作業が密になることを抑制することができるので、ワーク２００に対する作業部３０の作業にムラが発生するのを抑制することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、信号出力部２２は、ワーク２００に対する作業部３０の相対移動量毎に、作業部３０の相対移動量に基づく信号を可変周波数のパルス信号により出力する。これにより、作業部３０の相対移動の速度に応じて、可変周波数のパルス信号の周波数が対応する周波数に設定されてパルス信号が出力されるので、作業部３０の所定の相対移動毎にパルス信号を出力することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、信号出力部２２は、ワーク２００に対する作業部３０の相対移動量毎に、所定のパルス信号を出力する。これにより、可変周波数のパルス信号のパルスをカウントすることにより、ワーク２００に対する作業部３０の相対移動量を容易に取得することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、作業制御部４０は、信号出力部２２から出力される信号をトリガーとして、ワーク２００に対する作業部３０による作業を制御する。これにより、ワーク２００に対する作業部３０による作業を、作業部３０の相対移動に精度よく連動させて行うことができる。
　また、本実施形態では、上記のように、作業制御部４０は、信号出力部２２から出力される信号に基づいて、作業部３０を一定移動量毎に作業させる。これにより、作業部３０の相対移動の速度によらず、作業部３０の一定の移動量毎に作業を行うことができるので、ワーク２００に対する作業部３０の作業にムラが生じるのを確実に抑制することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、ロボット制御部２１は、ワーク２００の表面に沿って、多関節ロボットアーム１０によりワーク２００に対して作業部３０を曲線状に相対移動させる。これにより、ワーク２００の表面に沿って作業部３０を曲線状に相対移動させる際に、相対移動の速度が一定でなくなる場合でも、相対移動量に応じて作業部３０による作業を行うことができる。
　また、本実施形態では、上記のように、信号出力部２２は、作業部３０の複数の位置の各々の相対移動に基づいて、各々に対応する複数の信号を出力する。これにより、作業部３０の複数の位置の相対移動の移動量を取得することができるので、作業部３０の複数の位置の相対移動に基づいて、作業部３０の作業を制御することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、作業部３０は、ラインカメラ、エリアカメラ、レーザプロファイルセンサ、測距センサ、塗布部、貼付部、噴霧部および溶接部のうち少なくとも１つを含む。これにより、ラインカメラ、エリアカメラ、レーザプロファイルセンサまたは測距センサをワーク２００に沿って相対移動させながら、相対移動毎にワーク２００を撮像または測定することができるので、ワーク２００の形状や状態を精度よく取得することができる。また、塗布部、貼付部、噴霧部または溶接部をワーク２００に沿って相対移動させながら、相対移動毎にワーク２００に対して、塗布、貼付、噴霧または溶接を行うことができるので、ワーク２００に、塗布ムラ、貼付ムラ、噴霧ムラまたは溶接ムラが生じるのを抑制することができる。
（変形例）
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　たとえば、上記実施形態では、多関節ロボットアームの先端部に作業部を設け、多関節ロボットアームにより作業部を移動させることにより、ワークに対して作業部を相対移動させる構成の例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、図８に示す例のように、多関節ロボットアーム１０の先端部にワーク２００を設け、多関節ロボットアーム１０によりワーク２００を移動させることにより、ワーク２００に対して作業部３０を相対移動させてもよい。この場合、所定の移動量Ｌ３毎に、作業部３０によりワーク２００に対して作業を行うようにしてもよい。また、多関節ロボットアーム１０の先端部にワーク２００を設ける場合には、多関節ロボットアーム１０の先端にエンドエフェクタを設け、エンドエフェクタによりワーク２００を把持などにより保持してもよい。
　また、複数の多関節ロボットの各々の先端部に作業部およびワークを設け、作業部およびワークの各々を多関節ロボットアームにより移動させることにより、ワークに対して作業部を相対移動させてもよい。
　また、上記実施形態では、ロボット制御部、信号出力部および作業制御部が別個に設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロボット制御部、信号出力部および作業制御部を共通の制御装置に設けてもよい。また、この場合、共通の制御装置において、ロボット制御部、信号出力部および作業制御部として、別個のＣＰＵなどの処理部を設けてもよいし、共通のＣＰＵなどの処理部を設けてもよい。
　また、上記実施形態では、多関節ロボットアームが６つの垂直関節を含む構成の例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、多関節ロボットアームは、５つ以下の複数の関節、または、７つ以上の関節を含んでいてもよい。
　また、上記実施形態では、多関節ロボットアームの制御点の移動に基づいて、ワークに対する作業部の相対移動量を取得する構成の例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、多関節ロボットアームの任意の位置の移動に基づいて、ワークに対する作業部の相対移動量を取得してもよい。
　また、上記実施形態では、ロボット制御部と信号出力部とが共通の制御装置に設けられている構成の例を示したが、本開示はこれに限られない。本開示では、ロボット制御部と信号出力部とが別個の制御装置に設けられていてもよい。また、信号出力部は、ハードウエアを追加することにより、ロボット制御部と共通の制御装置に設けてもよいし、ソフトウエアを追加することにより、ロボット制御部と共通の制御装置に設けてもよい。
　また、上記実施形態では、ワークに対する作業部の相対移動量に応じて、作業部の相対移動量に基づく信号を出力する構成の例を示したが、本開示がこれに限られない。本開示では、多関節ロボットアームの先端部に設けられたワークまたは作業部の移動に基づいて、ワークに対する作業部の相対位置を、リアルタイムで出力するようにしてもよい。この場合、多関節ロボットアームの先端部位置の位置座標を出力してもよい。この場合、予め低速により多関節ロボットアームを移動させて、多関節ロボットアームの先端部位置の位置座標を取得し、その後、同様の経路により多関節ロボットアームを移動させる際に、ワークに対する作業部の相対移動量に応じて、多関節ロボットアームの先端部位置の位置座標に連携させて、作業部の相対移動量に基づく信号を出力してもよい。
　本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、従来の回路、および／または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアおよび／またはプロセッサの構成に使用される。
　［態様］
　上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
（項目１）
　複数の関節を含む多関節ロボットアームと、
　前記多関節ロボットアームを移動させる制御を行うロボット制御部と、
　ワークに対して作業を行う作業部と、
　前記多関節ロボットアームの先端部に設けられた前記ワークまたは前記作業部の移動による、前記ワークに対する前記作業部の相対移動量毎に、前記作業部の相対移動量に基づく信号を出力する信号出力部と、
　前記信号出力部から出力される信号に基づいて前記作業部による前記ワークに対する作業を制御する作業制御部と、を備える、ロボットシステム。
（項目２）
　前記信号出力部は、前記ワークに対する前記作業部の相対移動量毎に、前記作業部の相対移動量に基づく信号を可変周波数のパルス信号により出力する、項目１に記載のロボットシステム。
（項目３）
　前記信号出力部は、前記ワークに対する前記作業部の相対移動量毎に、所定のパルス信号を出力する、項目２に記載のロボットシステム。
（項目４）
　前記作業制御部は、前記信号出力部から出力される信号をトリガーとして、前記ワークに対する前記作業部による作業を制御する、項目１～３のいずれか１項に記載のロボットシステム。
（項目５）
　前記作業制御部は、前記信号出力部から出力される信号に基づいて、前記作業部を一定移動量毎に作業させる、項目１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。
（項目６）
　前記ロボット制御部は、前記ワークの表面に沿って、前記多関節ロボットアームにより前記ワークに対して前記作業部を曲線状に相対移動させる、項目１～５のいずれか１項に記載のロボットシステム。
（項目７）
　前記信号出力部は、前記作業部の複数の位置の各々の相対移動に基づいて、各々に対応する複数の信号を出力する、項目１～６のいずれか１項に記載のロボットシステム。
（項目８）
　前記作業部は、ラインカメラ、エリアカメラ、レーザプロファイルセンサ、測距センサ、塗布部、貼付部、噴霧部、溶接部および超音波探傷部のうち少なくとも１つを含む、項目１～７のいずれか１項に記載のロボットシステム。
（項目９）
　複数の関節を含む多関節ロボットアームと、
　前記多関節ロボットアームを移動させる制御を行うロボット制御部と、
　前記多関節ロボットアームの先端部に設けられたワークまたは前記ワークに対して作業を行う作業部の移動による、前記ワークに対する前記作業部の相対移動量毎に、前記作業部の相対移動量に基づく信号を出力する信号出力部と、を備える、ロボット。
（項目１０）
　前記信号出力部は、前記ワークに対する前記作業部の相対移動量毎に、前記作業部の相対移動量に基づく信号をパルス信号により出力する、項目９に記載のロボット。
（項目１１）
　前記信号出力部は、前記多関節ロボットアームの先端部に設けられた前記ワークまたは前記作業部の移動に基づいて、前記ワークに対する前記作業部の相対位置を出力する、項目１～１０のいずれか１項に記載のロボット。
　１０　多関節ロボットアーム
　２１　ロボット制御部
　２２　信号出力部
　３０　作業部
　４０　作業制御部
　１００　ロボットシステム
　２００　ワーク

Claims (11)

  1. 　複数の関節を含む多関節ロボットアームと、
    　前記多関節ロボットアームを移動させる制御を行うロボット制御部と、
    　ワークに対して作業を行う作業部と、
    　前記多関節ロボットアームの先端部に設けられた前記ワークまたは前記作業部の移動による、前記ワークに対する前記作業部の相対移動量毎に、前記作業部の相対移動量に基づく信号を出力する信号出力部と、
    　前記信号出力部から出力される信号に基づいて前記作業部による前記ワークに対する作業を制御する作業制御部と、を備える、ロボットシステム。
  2. 　前記信号出力部は、前記ワークに対する前記作業部の相対移動量毎に、前記作業部の相対移動量に基づく信号を可変周波数のパルス信号により出力する、請求項１に記載のロボットシステム。
  3. 　前記信号出力部は、前記ワークに対する前記作業部の相対移動量毎に、所定のパルス信号を出力する、請求項２に記載のロボットシステム。
  4. 　前記作業制御部は、前記信号出力部から出力される信号をトリガーとして、前記ワークに対する前記作業部による作業を制御する、請求項１に記載のロボットシステム。
  5. 　前記作業制御部は、前記信号出力部から出力される信号に基づいて、前記作業部を一定移動量毎に作業させる、請求項１に記載のロボットシステム。
  6. 　前記ロボット制御部は、前記ワークの表面に沿って、前記多関節ロボットアームにより前記ワークに対して前記作業部を曲線状に相対移動させる、請求項１に記載のロボットシステム。
  7. 　前記信号出力部は、前記作業部の複数の位置の各々の相対移動に基づいて、各々に対応する複数の信号を出力する、請求項１に記載のロボットシステム。
  8. 　前記作業部は、ラインカメラ、エリアカメラ、レーザプロファイルセンサ、測距センサ、塗布部、貼付部、噴霧部、溶接部および超音波探傷部のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のロボットシステム。
  9. 　複数の関節を含む多関節ロボットアームと、
    　前記多関節ロボットアームを移動させる制御を行うロボット制御部と、
    　前記多関節ロボットアームの先端部に設けられたワークまたは前記ワークに対して作業を行う作業部の移動による、前記ワークに対する前記作業部の相対移動量毎に、前記作業部の相対移動量に基づく信号を出力する信号出力部と、を備える、ロボット。
  10. 　前記信号出力部は、前記ワークに対する前記作業部の相対移動量毎に、前記作業部の相対移動量に基づく信号をパルス信号により出力する、請求項９に記載のロボット。
  11. 　前記信号出力部は、前記多関節ロボットアームの先端部に設けられた前記ワークまたは前記作業部の移動に基づいて、前記ワークに対する前記作業部の相対位置を出力する、請求項１に記載のロボット。
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