WO2023119470A1 - ロボットシステムおよびロボット - Google Patents

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WO2023119470A1
WO2023119470A1 PCT/JP2021/047511 JP2021047511W WO2023119470A1 WO 2023119470 A1 WO2023119470 A1 WO 2023119470A1 JP 2021047511 W JP2021047511 W JP 2021047511W WO 2023119470 A1 WO2023119470 A1 WO 2023119470A1
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WO
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work
unit
movement
signal output
movement amount
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/047511
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智裕 木下
雅隆 小山
大晴 鈴木
省吾 桂
誠志 橋本
泰宏 田野
和樹 兒玉
成政 五十嵐
Original Assignee
川崎重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 川崎重工業株式会社 filed Critical 川崎重工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators

Definitions

  • the present disclosure relates to robot systems and robots, and more particularly to robot systems and robots with articulated robot arms.
  • Patent Document 1 robots equipped with articulated robot arms are known (see Patent Document 1, for example).
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-331428 discloses a multi-joint robot arm including a plurality of joints, a robot control unit for controlling the movement of the multi-joint robot arm, and a robot control unit provided at the tip of the multi-joint robot arm.
  • a robot system is disclosed that includes a working unit that performs a screw tightening operation. In this robot system, an articulated robot arm presses a working part against the screw, and the working part rotates the screw, thereby tightening the screw on the work.
  • JP-A-2002-331428 the screw is tightened on the workpiece by pressing the working part against the screw with the articulated robot arm and rotating the screw with the working part. Therefore, if the speed at which the articulated robot arm presses the working part against the screw is different from the speed at which the screw is tightened as the screw is rotated by the working part and moved in the axial direction, the working part may be excessively screwed. There is an inconvenience that it is not possible to press the working part against the screw sufficiently. In this case, it is difficult to properly tighten the screw to the work. As a result, there is a problem that it is difficult for the work part to work on the work accurately.
  • 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.
  • An object of the present invention is to provide a robot system and a robot capable of accurately performing work on a work by a working part.
  • 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 work unit a signal output unit that outputs a movement amount signal based on a movement amount of a work or work unit provided at the tip of an articulated robot arm at regular time intervals, and a movement amount signal output from the signal output unit. and a work control unit that controls work on the work by the work unit based on.
  • a signal output unit that outputs a movement amount signal based on the movement amount of the work or working unit provided at the tip of the articulated robot arm at regular time intervals.
  • a work control section is provided for controlling the work performed by the work section on the work based on the movement amount signal output from the signal output section.
  • the work control unit can acquire the amount of movement of the work or the working unit at regular time intervals, synchronize it with the movement of the work or the working unit, and control the work performed by the working unit.
  • the articulated robot arm performs work while relatively moving the working part with respect to the work, the work can be performed with high accuracy by the working part.
  • a robot includes an articulated robot arm including a plurality of joints, a robot control unit that controls movement of the articulated robot arm, and a robot controller provided at the tip of the articulated robot arm at regular intervals. a signal output unit that outputs a movement amount signal based on the movement amount of the work or the work unit that performs work on the work.
  • the movement amount signal based on the movement amount of the work provided at the distal end of the articulated robot arm or the movement of the working unit that performs work on the work is output at regular intervals.
  • a signal output section is provided.
  • the working part when performing work while relatively moving the working part with respect to the work by the articulated robot arm, the working part can perform the work with high accuracy.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining work performed by a working unit of the robot system according to the second embodiment; It is a figure which shows the outline of the robot system by 3rd Embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining work performed by a work section of the robot system according to the third embodiment; It is a figure which shows the outline of the robot system by 4th Embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a first example of work performed by a work section of the robot system according to the fourth embodiment
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a second example of work performed by the working section of the robot system according to the fourth embodiment; It is a figure which shows the outline of the robot system by 5th Embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining work by the work unit of the robot system according to the fifth embodiment; It is a figure which shows the outline of the robot system by the modification of 5th Embodiment.
  • the robot system 100 works on a workpiece 200.
  • the robot system 100 includes an articulated robot arm 10 and a control device 20 that controls the articulated robot arm 10 .
  • the robot system 100 also includes a work section 30 and a work control section 40 that controls the work section 30 .
  • the robot system 100 also includes a material supply section 50 that supplies materials for performing work to the working 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 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 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 composed of a servomotor and a position detection section 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.
  • Each of the six joints 12a-12f rotates when driven by a motor.
  • 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 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.
  • Working part 30 includes, for example, at least one of a coating part, a sticking part, a spraying part, a welding part, a welding part, a polishing part, a cutting part, and a picking part.
  • the work unit 30 performs work on 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 application section is supplied with a material to be applied from the material supply section 50 and applies the supplied material 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 pasting section is supplied with a substance to be pasted as a material from the material supply section 50 and adheres the supplied material to the workpiece 200 .
  • the pasting material is, for example, a sealing material, a seal, a tape, a composite material such as a prepreg, or the like.
  • the spray section sprays the spray onto the work 200 while moving relative to the work 200 .
  • the spraying section is supplied with a sprayed material as a material from the material supply section 50 and sprays the supplied material onto the workpiece 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 welding part is supplied with the material to be welded from the material supply part 50 and performs welding with the material supplied to the workpiece 200 .
  • the welding portion may be welded while the work 200 is melted by irradiating the laser.
  • the welding part welds the workpiece 200 while moving relative to the workpiece 200 .
  • the welding part is welded while the work 200 is melted by irradiating the laser.
  • the polishing section polishes the work 200 while moving relative to the work 200 .
  • the cutting part cuts the work 200 while moving relative to the work 200 .
  • the picking unit picks the work 200 while moving relative to the work 200 .
  • the work control unit 40 controls work on the workpiece 200 by the work unit 30 .
  • the work control section 40 also controls the material supply from the material supply section 50 based on the movement amount signal output from the signal output section 22 .
  • 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 welding timing and amount of welding by the working unit 30 .
  • the work control section 40 controls the timing and amount of polishing performed by the working section 30 .
  • the working unit 30 is a cutting unit
  • the work control unit 40 controls the timing and amount of cutting by the working unit 30 .
  • the work control unit 40 controls the timing and amount of movement of the work 200 picked 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 movement amount signal output from the signal output section 22 of the control device 20 .
  • the work control unit 40 controls at least one of the work amount of the work unit 30, the work speed of the work unit 30, and the work acceleration of the work unit 30 based on the movement amount signal output from the signal output unit 22. to control.
  • the work control unit 40 controls the work amount, work speed, or work acceleration of the work unit 30 in accordance with the movement of the work unit 30 .
  • the signal output unit 22 outputs a movement amount signal based on the movement amount of the working unit 30 provided at the tip of the articulated robot arm 10 at regular time intervals.
  • the signal output unit 22 outputs a movement amount signal based on the movement amount of the working unit 30 as a pulse signal corresponding to the movement amount at regular time intervals.
  • the signal output unit 22 outputs a movement amount signal based on the movement amount of the working unit 30 as a pulse signal having a number of pulses corresponding to the movement amount at regular time intervals.
  • the signal output unit 22 when the movement amount of the tip of the working unit 30 is 2d from time t0 to time t1, the signal output unit 22 generates and outputs two pulses at time t1. . Further, when the movement amount of the tip of the working portion 30 is 3d between time t1 and time t2, the signal output portion 22 generates and outputs three pulses at time t2. Further, when the amount of movement of the tip of the working portion 30 is d between time t2 and time t3, the signal output portion 22 generates and outputs one pulse at time t3.
  • the signal output unit 22 outputs a movement amount signal at each control cycle as a constant time.
  • the control period is 2 msec
  • the movement amount is obtained for each control period
  • a pulse signal is output based on the movement amount.
  • the frequency of the output pulse is, for example, 1 MHz.
  • one pulse is generated for a movement of 0.1 mm.
  • 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 work control unit 40 calculates the movement path length by integrating the movement amount of the work unit 30, and calculates the operation path length and the work amount of the work unit 30. Based on this, an abnormality is determined. Specifically, the work control unit 40 compares the value based on the motion path length and the value based on the work amount of the work unit 30, and determines that there is an abnormality when the difference is equal to or greater than a predetermined threshold value. .
  • the work control unit 40 calculates the required work amount based on the motion path length, compares the work amount calculated from the motion path length with the actual work amount, and determines whether there is an abnormality. Alternatively, a suitable motion path length is calculated based on the work amount of the working unit 30, and the motion path length calculated from the work amount is compared with the actual motion path length to determine whether there is an abnormality. You can judge.
  • the work control unit 40 determines that the work by the work unit 30 is abnormal, it notifies the worker of the occurrence of the abnormality. Moreover, the work control unit 40 may interrupt the work by the work unit 30 when an abnormality occurs.
  • the amount of work is calculated from the amount of material supplied from the material supply unit 50, for example.
  • the amount of movement of the working part 30 with respect to the workpiece 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 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 signal output unit 22 is provided that outputs a movement amount signal based on the movement amount of the working unit 30 provided at the tip of the articulated robot arm 10 at regular intervals.
  • a work control section 40 is provided for controlling work on the workpiece 200 by the work section 30 based on the movement amount signal output from the signal output section 22 .
  • the work control unit 40 can acquire the amount of movement of the work unit 30 at regular time intervals, synchronize it with the movement of the work unit 30 , and control the work performed by the work unit 30 .
  • the control by the work control unit 40 can be stably performed at regular time intervals. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of control delay.
  • the signal output unit 22 outputs the movement amount signal based on the movement amount of the working unit 30 as a pulse signal corresponding to the movement amount at regular time intervals.
  • a pulse signal corresponding to the amount of movement of the working unit 30 in a certain period of time is output, so the moving speed of the working unit 30 can be obtained based on the movement amount signal of the pulse signal.
  • the signal output unit 22 outputs the movement amount signal based on the movement amount of the working unit 30 as a pulse signal with the number of pulses corresponding to the movement amount at regular time intervals. Accordingly, by counting the number of pulses of the pulse signal at regular time intervals, the moving speed of the working unit 30 can be easily obtained.
  • the work control section 40 controls the material supply from the material supply section 50 based on the movement amount signal output from the signal output section 22 .
  • the material can be supplied from the material supply unit 50 just enough in synchronization with the movement of the working unit 30 .
  • the work control unit 40 controls the work amount of the work unit 30, the work speed of the work unit 30, and At least one of the working accelerations of the working unit 30 is controlled. Accordingly, by controlling at least one of the work amount of the work unit 30, the work speed of the work unit 30, and the work acceleration of the work unit 30 in synchronization with the movement of the work unit 30, the work of the work unit 30 can be performed. It is possible to suppress the occurrence of unevenness in the
  • the work control unit 40 integrates the movement amount of the work unit 30 based on the movement amount signal output from the signal output unit 22 to calculate the movement path length. , based on the motion path length and the amount of work of the working unit 30, abnormality is determined. As a result, even if the movement path of the working part 30 is changed by the articulated robot arm 10, an abnormality can be detected with high accuracy in response to the change in the movement path of the working part 30 in real time based on the amount of work with respect to the movement path length. can be detected.
  • the work control unit 40 compares the value based on the motion path length and the value based on the work amount of the work unit 30, and if the difference is equal to or greater than the predetermined threshold, If there is, it is judged to be abnormal. As a result, it is possible to accurately determine whether there is an excess or deficiency in the amount of work of the working unit 30 and an abnormality has occurred.
  • the signal output unit 22 generates a plurality of movement amounts based on the respective movement amounts of the plurality of movement points of the working unit 30 provided at the distal end of the articulated robot arm 10.
  • the work control unit 40 integrates the movement amounts of the plurality of movement points of the work unit 30 to calculate a plurality of operation path lengths. , a value based on each of a plurality of motion path lengths and a value based on a work amount of the working unit 30 at each of a plurality of movement points are compared, and if the difference is equal to or greater than a predetermined threshold value, individually Judged as abnormal. Thereby, an abnormality can be detected for each of the plurality of movement points of the working unit 30 .
  • the signal output unit 22 outputs the movement amount signal every control cycle as a constant time. As a result, since the movement amount signal is output for each control cycle, it is possible to easily perform control for synchronizing the work of the working unit 30 with the movement of the working unit 30 .
  • the robot system 100 performs work on the workpiece 200 .
  • the robot system 100 includes an articulated robot arm 10 and a control device 20 that controls the articulated robot arm 10 .
  • the robot system 100 also includes a work section 30 and a work control section 40 that controls the work section 30 .
  • the robot system 100 also includes a plurality of material supply units 50 that supply materials for performing work to a plurality of work positions of the work unit 30 .
  • the work unit 30 performs work in parallel at a plurality of work positions within the work unit 30 .
  • the working part 30 performs work at a plurality of working positions in the width direction orthogonal to the traveling direction while moving relative to the work 200 .
  • the signal output unit 22 outputs a plurality of movement amount signals based on respective movement amounts of a plurality of movement points of the working unit 30 provided at the tip of the articulated robot arm 10. Further, the work control unit 40 individually controls the work on the workpiece 200 by the work unit 30 at each of the plurality of movement points based on each of the plurality of movement amount signals.
  • each working position of the working section 30 is designated to the robot control section 21 in advance. Then, the amount of movement at each position at fixed time intervals is calculated, and a pulse signal corresponding to each amount of movement is output to the work control unit 40 in each control cycle of the control device 20 .
  • the work control unit 40 controls the material supply of each of the material supply units 50 in real time based on the pulse signals received from the control device 20 at each of the work positions. For example, the material feed rate is increased at work positions that pass outside the curve and pass through at high speeds. On the other hand, the material feed speed is slowed down at the working position where the passing speed is small, passing through the inside of the curve.
  • the signal output unit 22 outputs a plurality of movement amount signals based on respective movement amounts of a plurality of movement points of the working part 30 provided at the distal end of the articulated robot arm 10 .
  • the work control unit 40 integrates the movement amounts of the plurality of movement points of the work unit 30 to calculate a plurality of movement path lengths. A value based on each motion path length is compared with a value based on the amount of work of the working unit 30 at each of a plurality of movement points, and if the difference is equal to or greater than a predetermined threshold value, an abnormality is determined individually. do.
  • the working part 30 when the articulated robot arm 10 moves the working part 30 relative to the work 200 while performing the work, the working part 30 can accurately move the work 200 . can work well.
  • the signal output unit 22 generates a plurality of movement amounts based on the respective movement amounts of the plurality of movement points of the working unit 30 provided at the tip of the articulated robot arm 10. Output a signal.
  • the work control unit 40 individually controls the work on the workpiece 200 by the work unit 30 at each of the plurality of movement points based on each of the plurality of movement amount signals. As a result, the work by the work unit 30 can be controlled in synchronization with the movement of each of the plurality of movement points of the work unit 30, so that the work by the work unit 30 at each movement point can be accurately performed.
  • the signal output unit 22 generates a plurality of movement amounts based on the respective movement amounts of the plurality of movement points of the working unit 30 provided at the tip of the articulated robot arm 10. Output a signal.
  • the work control unit 40 integrates the movement amounts of the plurality of movement points of the work unit 30 to calculate a plurality of movement path lengths. A value based on each motion path length is compared with a value based on the amount of work of the working unit 30 at each of a plurality of movement points, and if the difference is equal to or greater than a predetermined threshold value, an abnormality is determined individually. do. Thereby, an abnormality can be detected for each of the plurality of movement points of the working unit 30 .
  • FIG. 6 A robot system 100 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 6 A robot system 100 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • the robot system 100 works on the workpiece 200.
  • the robot system 100 includes an articulated robot arm 10 and a control device 20 that controls the articulated robot arm 10 .
  • the robot system 100 also includes a work section 31 and a work control section 40 that controls the work section 31 .
  • the working section 31 is a cutting section that performs polishing or a polishing section that performs polishing.
  • the working part 31 cuts or polishes the workpiece 200 by rotating its tip.
  • the work control unit 40 controls the number of rotations of the work unit 31 according to the moving speed of the work unit 31 by the articulated robot arm 10 . That is, the work control unit 40 controls the work performed by the work unit 31 on the work 200 based on the movement amount signal output from the signal output unit 22 at regular time intervals.
  • the workpiece 200 has straight portions and corner portions provided between the straight portions.
  • the articulated robot arm 10 moves the working part 31 at high speed in the straight part.
  • the work control unit 40 rotates the working unit 31 at high speed in accordance with the high-speed movement of the working unit 31 in the straight portion.
  • the articulated robot arm 10 moves the working part 31 at a low speed.
  • the work control unit 40 rotates the work unit 31 at a low speed in accordance with the low speed movement of the work unit 31 at the corner portion.
  • the working part 31 can accurately move the work 200. can work well.
  • the robot system 100 performs work on the workpiece 200 .
  • the robot system 100 includes an articulated robot arm 10 and a control device 20 that controls the articulated robot arm 10 .
  • the robot system 100 also includes a laser generator 32 and a laser head 32 a as working units, and a work controller 40 that controls laser generation by the laser generator 32 .
  • the working section welds or welds the workpiece 200 with a laser.
  • the laser generator 32 irradiates the workpiece 200 with laser from the laser head 32a. Thereby, the workpiece 200 is melted and welded or welded.
  • the work control unit 40 controls the output of the laser and the output frequency of the laser in accordance with the moving speed of the laser head 32 a by the articulated robot arm 10 . That is, the work control unit 40 controls the work performed by the work unit on the work 200 based on the movement amount signal output from the signal output unit 22 at regular time intervals.
  • the workpiece 200 has straight portions and corner portions provided between the straight portions.
  • the articulated robot arm 10 moves the laser head 32a at high speed in the straight section.
  • the work control unit 40 increases the frequency of the laser generated from the laser generation unit 32 in the straight portion.
  • the work control unit 40 increases the output of the laser generated from the laser generation unit 32 in the straight portion.
  • the articulated robot arm 10 moves the laser head 32a at low speed.
  • the work control section 40 reduces the frequency of the laser generated from the laser generation section 32 at the corner portion.
  • the work control unit 40 reduces the output of the laser generated from the laser generation unit 32 at the corner portion.
  • the pitch of welding or welding is changed between the straight part and the corner part.
  • the pitch of welding or welding is small in the straight portion, and the pitch of welding or welding is large in the corner portion.
  • the working part works on the work 200 with high accuracy. It can be performed.
  • the robot system 100 performs work on the workpiece 200 .
  • the robot system 100 includes an articulated robot arm 10 and a control device 20 that controls the articulated robot arm 10 .
  • the robot system 100 also includes a work section 33 and a work control section 40 that controls the work section 33 .
  • the working unit 33 is a hand that picks the work 200 .
  • the work part 33 picks the work 200 by opening and closing the claw part of the hand.
  • the robot system 100 picks the work 200 at the lower left position, moves it to the upper right, and releases it. Also, after moving to the lower right position, the workpiece 200 is picked, moved to the upper left position, and released. It then moves to the lower left and repeats picking, moving and releasing. It should be noted that the workpieces 200 randomly placed on the path of the working unit 33 may be detected and picked.
  • the work unit 33 picks and releases the work 200 on the movement path while moving at high speed without stopping.
  • the work control unit 40 controls the opening/closing speed and gripping force of the claws of the hand according to the movement speed of the work unit 33 by the articulated robot arm 10 .
  • the moving speed of the working part 33 is high, the opening and closing speed of the claws is increased, and the gripping force is increased.
  • the moving speed of the working part 33 is low, the opening/closing speed of the claws is reduced, and the gripping force is reduced.
  • the workpiece 200 can be accurately picked and released without stopping the articulated robot arm 10 and even when the working part 33 moves while the moving speed changes. As a result, working time can be shortened.
  • a plurality of working units 33 may be provided at the tip of the articulated robot arm 10 to hold and convey a plurality of works 200 at the same time.
  • the signal output unit 22 outputs a plurality of movement amount signals based on the movement amounts of the movement points of the plurality of work units 33 provided at the distal end of the articulated robot arm 10 .
  • the working part 33 can accurately move the workpiece 200. can work well.
  • the working part is provided at the tip of the multi-joint robot arm, and the working part is moved by the multi-joint robot arm, thereby moving the working part relative to the workpiece.
  • the work may be moved relative to the work by providing the work at the distal end of the articulated robot arm and moving the work with the articulated robot arm.
  • an end effector may be provided at the tip of the articulated robot arm, and the work 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. .
  • 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 movement of the workpiece may be obtained based on the amount of movement at any position of the articulated robot arm.
  • 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.
  • 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.

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Abstract

このロボットシステム（１００）は、複数の関節を含む多関節ロボットアーム（１０）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（２１）と、ワーク（２００）に対して作業を行う作業部（３０）と、一定時間毎に、多関節ロボットアームの先端部に設けられた作業部の移動量に基づく移動量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移動量信号に基づいて、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（たとえば、特許文献１参照）。
　特開２００２－３３１４２８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ロボット制御部と、多関節ロボットアームの先端に設けられ、ワークに対してネジを締め付ける作業を行う作業部とを備えるロボットシステムが開示されている。このロボットシステムでは、多関節ロボットアームにより作業部をネジに押し当てて、作業部によりネジを回転させることにより、ワークに対してネジを締め付ける作業を行っている。
特開２００２－３３１４２８号公報
　上記特開２００２－３３１４２８号公報では、多関節ロボットアームにより作業部をネジに押し当てて、作業部によりネジを回転させることにより、ワークに対してネジを締め付ける作業を行っている。このため、多関節ロボットアームにより作業部をネジに押し当てる速度が、作業部によるネジの回転に伴ってネジが締められて軸線方向に移動する速度と異なる場合には、作業部を過度にネジに押し当てたり、作業部のネジへの押し当てが十分に行えなくなるという不都合がある。この場合、ネジをワークに対して上手く締め付けることが困難である。その結果、作業部によりワークに対して精度よく作業を行うことが困難であるという問題点がある。
　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、作業部によりワークに対して精度よく作業を行う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、一定時間毎に、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量に基づく移動量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移動量信号に基づいて、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、一定時間毎に、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量に基づく移動量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移動量信号に基づいて、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、一定時間毎に、ワークまたは作業部の移動量を取得して、ワークまたは作業部の移動に同期させて、作業部による作業を制御することができる。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、作業部によりワークに対して精度よく作業を行うことができる。たとえば、ネジをワークに締め付ける場合には、多関節ロボットアームにより作業部をネジに押し当てる速度と、作業部によりネジを回転させることに伴うネジの軸線方向の移動速度とを同期させることにより、作業部によりネジを適度に押圧しながら、ネジをワークに締結する作業を精度よく行うことができる。また、移動量信号が一定時間毎に出力されるので、作業制御部による制御を一定時間毎に安定して行うことができる。これにより、制御の遅延が生じ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、一定時間毎に、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量に基づく移動量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、一定時間毎に、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量に基づく移動量信号を出力する信号出力部を設ける。これにより、一定時間毎に、ワークまたは作業部の移動量に基づいて、ワークまたは作業部の移動に同期させて、作業部による作業を制御することができる。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、作業部によりワークに対して精度よく作業を行うことが可能なロボットを提供することができる。たとえば、ネジをワークに締め付ける場合には、多関節ロボットアームにより作業部をネジに押し当てる速度と、作業部によりネジを回転させることに伴うネジの軸線方向の移動速度とを同期させることにより、作業部によりネジを適度に押圧しながら、ネジをワークに締結する作業を精度よく行うことができる。また、移動量信号が一定時間毎に出力されるので、作業部の制御を一定時間毎に安定して行うことができる。これにより、制御の遅延が生じるのを抑制することができる。
　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、作業部によりワークに対して精度よく作業を行うことができる。
第１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。 第１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。 第１実施形態によるロボットシステムの信号出力部から出力される移動量信号を説明するための図である。 第２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。 第２実施形態によるロボットシステムの作業部による作業を説明するための図である。 第３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。 第３実施形態によるロボットシステムの作業部による作業を説明するための図である。 第４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。 第４実施形態によるロボットシステムの作業部による作業の第１例を説明するための図である。 第４実施形態によるロボットシステムの作業部による作業の第２例を説明するための図である。 第５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。 第５実施形態によるロボットシステムの作業部による作業を説明するための図である。 第５実施形態の変形例によるロボットシステムの概略を示す図である。
（第１実施形態）
　図１～図３を参照して、第１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１０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。また、ロボットシステム１００は、作業部３０に対して作業を行うための材料を供給する材料供給部５０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１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。
　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２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、サーボモータからなるモータと、各関節の回転位置を検出する位置検出部とが設けられている。また、図２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、塗布部、貼付部、噴霧部、溶接部、溶着部、研磨部、切削部およびピッキング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、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。また、塗布部は、材料供給部５０から材料としての塗布物が供給されて、ワーク２００に対して供給された材料を塗布する。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。また、貼付部は、材料供給部５０から材料としての貼付物が供給されて、ワーク２００に対して供給された材料を貼付する。貼付物は、たとえば、シーリング材、シール、テープ、プリプレグ等の複合材などである。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。また、噴霧部は、材料供給部５０から材料としての噴霧物が供給されて、ワーク２００に対して供給された材料を噴霧する。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。また、溶接部は、材料供給部５０から溶接する材料が供給されて、ワーク２００に対して供給された材料により溶接を行う。また、溶接部は、レーザを照射して、ワーク２００を溶融しながら溶接を行ってもよい。溶着部は、ワーク２００に対して相対移動しながら、ワーク２００の溶着を行う。また、溶接部は、レーザを照射して、ワーク２００を溶融しながら溶着を行う。
　研磨部は、ワーク２００に対して相対移動しながら、ワーク２００に対して研磨を行う。切削部は、ワーク２００に対して相対移動しながら、ワーク２００に対して切削を行う。ピッキング部は、ワーク２００に対して相対移動しながら、ワーク２００のピッキングを行う。
　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。また、作業制御部４０は、信号出力部２２から出力される移動量信号に基づいて、材料供給部５０からの材料の供給を制御する。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が溶着部の場合、作業制御部４０は、作業部３０による溶着のタイミングおよび溶着量を制御する。
　作業部３０が研磨部の場合、作業制御部４０は、作業部３０による研磨のタイミングおよび研磨量を制御する。作業部３０が切削部の場合、作業制御部４０は、作業部３０による切削のタイミングおよび切削量を制御する。
　作業部３０がピッキング部の場合、作業制御部４０は、作業部３０によるワーク２００のピッキングのタイミングおよび移動量を制御する。
　ここで、作業制御部４０は、制御装置２０の信号出力部２２から出力される移動量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、作業制御部４０は、信号出力部２２から出力される移動量信号に基づいて、作業部３０の作業量、作業部３０の作業速度、および、作業部３０の作業加速度のうち少なくとも１つを制御する。
　つまり、作業制御部４０は、作業部３０の移動に合わせて、作業部３０の作業量、作業速度または作業加速度を制御する。
　また、信号出力部２２は、一定時間毎に、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の移動量に基づく移動量信号を出力する。
　具体的には、信号出力部２２は、一定時間毎に、作業部３０の移動量に基づく移動量信号を移動量に応じたパルス信号により出力する。たとえば、図３に示すように、信号出力部２２は、一定時間毎に、作業部３０の移動量に基づく移動量信号を移動量に応じたパルス数のパルス信号により出力する。
　図３に示す例では、時間ｔ０から時間ｔ１までの間に、作業部３０の先端の移動量が２ｄである場合、信号出力部２２は、時間ｔ１において、２つのパルスを生成して出力する。また、時間ｔ１から時間ｔ２までの間に、作業部３０の先端の移動量が３ｄである場合、信号出力部２２は、時間ｔ２において、３つのパルスを生成して出力する。また、時間ｔ２から時間ｔ３までの間に、作業部３０の先端の移動量がｄである場合、信号出力部２２は、時間ｔ３において、１つのパルスを生成して出力する。
　また、信号出力部２２は、一定時間としての制御周期毎に、移動量信号を出力する。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。また、出力するパルスの周波数は、たとえば、１ＭＨｚである。また、たとえば、０．１ｍｍの移動に対して、パルスが１つ生成される。
　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。
　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。
　作業制御部４０は、信号出力部２２から出力される移動量信号に基づいて、作業部３０の移動量を積算して動作経路長を算出し、動作経路長と作業部３０の作業量とに基づいて、異常を判定する。具体的には、作業制御部４０は、動作経路長に基づく値と作業部３０の作業量に基づく値とを比較して、差が所定のしきい値以上である場合に、異常と判定する。
　なお、作業制御部４０は、動作経路長に基づいて、必要な作業量を算出し、動作経路長から算出した作業量と、実際の作業量とを比較して、異常か否かを判定してもよいし、作業部３０の作業量に基づいて、適した動作経路長を算出し、作業量から算出した動作経路長と、実際の動作経路長とを比較して、異常か否かを判定してもよい。
　また、作業制御部４０は、作業部３０による作業が異常であると判定した場合に、異常が発生したことを作業者に通知する。また、作業制御部４０は、異常が発生した場合に、作業部３０による作業を中断してもよい。
　作業量は、たとえば、材料供給部５０から供給される材料の量により算出される。
　ワーク２００に対する作業部３０の移動量は、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。
（第１実施形態の効果）
　第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第１実施形態では、上記のように、一定時間毎に、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の移動量に基づく移動量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から出力される移動量信号に基づいて、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、一定時間毎に、作業部３０の移動量を取得して、作業部３０の移動に同期させて、作業部３０による作業を制御することができる。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、作業部３０によりワーク２００に対して精度よく作業を行うことができる。また、移動量信号が一定時間毎に出力されるので、作業制御部４０による制御を一定時間毎に安定して行うことができる。これにより、制御の遅延が生じるのを抑制することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、信号出力部２２は、一定時間毎に、作業部３０の移動量に基づく移動量信号を移動量に応じたパルス信号により出力する。これにより、一定時間における作業部３０の移動量に応じたパルス信号が出力されるので、パルス信号による移動量信号に基づいて作業部３０の移動速度を取得することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、信号出力部２２は、一定時間毎に、作業部３０の移動量に基づく移動量信号を移動量に応じたパルス数のパルス信号により出力する。これにより、一定時間毎のパルス信号のパルス数をカウントすることにより、作業部３０の移動速度を容易に取得することができる。
　また、第１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から出力される移動量信号に基づいて、材料供給部５０からの材料の供給を制御する。これにより、作業部３０の移動に同期させて材料供給部５０から材料を過不足なく供給することができる。
　また、第１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から出力される移動量信号に基づいて、作業部３０の作業量、作業部３０の作業速度、および、作業部３０の作業加速度のうち少なくとも１つを制御する。これにより、作業部３０の移動に同期させて、作業部３０の作業量、作業部３０の作業速度、および、作業部３０の作業加速度の少なくとも１つを制御することにより、作業部３０の作業にムラが生じるのを抑制することができる。
　また、第１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から出力される移動量信号に基づいて、作業部３０の移動量を積算して動作経路長を算出し、動作経路長と作業部３０の作業量とに基づいて、異常を判定する。これにより、作業部３０の移動経路が多関節ロボットアーム１０により変更される場合でも、動作経路長に対する作業量に基づいて、作業部３０の移動経路の変更にリアルタイムに対応して精度よく異常を検知することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、作業制御部４０は、動作経路長に基づく値と作業部３０の作業量に基づく値とを比較して、差が所定のしきい値以上である場合に、異常と判定する。これにより、作業部３０の作業量に過不足が生じて異常となることを、精度よく判定することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、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の複数の移動点のそれぞれの移動量に基づく複数の移動量信号を出力し、作業制御部４０は、信号出力部２２から出力される移動量信号に基づいて、作業部３０の複数の移動点の移動量を各々積算して複数の動作経路長を算出し、複数の動作経路長の各々に基づく値と、複数の移動点の各々における作業部３０の作業量に基づく値とを比較して、差が所定のしきい値以上である場合に、個別に異常と判定する。これにより、作業部３０の複数の移動点の各々について、異常を検知することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、信号出力部２２は、一定時間としての制御周期毎に、移動量信号を出力する。これにより、制御周期毎に移動量信号が出力されるので、作業部３０の移動に対して、作業部の作業を同期させる制御を容易に行うことができる。
（第２実施形態）
　図４および図５を参照して、第２実施形態によるロボットシステム１００について説明する。
　図４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１０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。また、ロボットシステム１００は、作業部３０の複数の作業位置に対して作業を行うための材料を供給する複数の材料供給部５０を備えている。
　作業部３０は、作業部３０内における複数の作業位置において、並行して作業を行う。たとえば、図５に示すように、作業部３０は、ワーク２００に対して相対移動しながら、進行方向に対して直交する幅方向における複数の作業位置において作業を行う。
　ここで、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の複数の移動点のそれぞれの移動量に基づく複数の移動量信号を出力する。また、作業制御部４０は、複数の移動量信号の各々に基づいて、複数の移動点の各々における作業部３０によるワーク２００に対する作業を個別に制御する。
　具体的には、ワーク２００の表面が例えば曲面形状の場合において、作業部３０が曲面形状上を円弧などの曲線状に移動しながら、ワーク２００に対して作業を行う場合、幅方向における曲線の内側と外側とでは、施工経路長に差が生じる。この場合、作業部３０のそれぞれの作業位置を、予めロボット制御部２１に指定しておく。そして、各位置における一定時間間隔における移動量を算出し、各々の移動量に応じたパルス信号を制御装置２０の制御周期毎に作業制御部４０に出力する。
　作業制御部４０は、制御装置２０から受け取った複数の作業位置の各々におけるパルス信号に基づいて、複数の材料供給部５０の各々の材料の供給の制御をリアルタイムに行う。たとえば、曲線の外側を通過して、通過速度が大きくなるような作業位置では、材料の供給速度が速くされる。一方、曲線の内側を通過して、通過速度が小さくなるような作業位置では、材料の供給速度が遅くされる。
　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の複数の移動点のそれぞれの移動量に基づく複数の移動量信号を出力する。また、作業制御部４０は、信号出力部２２から出力される移動量信号に基づいて、作業部３０の複数の移動点の移動量を各々積算して複数の動作経路長を算出し、複数の動作経路長の各々に基づく値と、複数の移動点の各々における作業部３０の作業量に基づく値とを比較して、差が所定のしきい値以上である場合に、個別に異常と判定する。
　第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（第２実施形態の効果）
　第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、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、作業部３０によりワーク２００に対して精度よく作業を行うことができる。
　また、第２実施形態では、上記のように、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の複数の移動点のそれぞれの移動量に基づく複数の移動量信号を出力する。また、作業制御部４０は、複数の移動量信号の各々に基づいて、複数の移動点の各々における作業部３０によるワーク２００に対する作業を個別に制御する。これにより、作業部３０の複数の移動点の各々の移動に同期させて作業部３０による作業を制御することができるので、各移動点における作業部３０による作業を精度よく行うことができる。
　また、第２実施形態では、上記のように、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の複数の移動点のそれぞれの移動量に基づく複数の移動量信号を出力する。また、作業制御部４０は、信号出力部２２から出力される移動量信号に基づいて、作業部３０の複数の移動点の移動量を各々積算して複数の動作経路長を算出し、複数の動作経路長の各々に基づく値と、複数の移動点の各々における作業部３０の作業量に基づく値とを比較して、差が所定のしきい値以上である場合に、個別に異常と判定する。これにより、作業部３０の複数の移動点の各々について、異常を検知することができる。
　第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（第３実施形態）
　図６および図７を参照して、第３実施形態によるロボットシステム１００について説明する。
　図６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１０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３１と、作業部３１を制御する作業制御部４０と、を備えている。また、第３実施形態では、作業部３１は、研磨を行う切削部、または、研磨を行う研磨部である。
　作業部３１は、先端を回転させて、ワーク２００の切削または研磨を行う。作業制御部４０は、多関節ロボットアーム１０による作業部３１の移動速度に合わせて、作業部３１の回転数を制御する。つまり、作業制御部４０は、一定時間毎に信号出力部２２から出力される移動量信号に基づいて、作業部３１によるワーク２００に対する作業を制御する。
　図７に示す例では、ワーク２００は、直線部と、直線部間に設けられたコーナー部とを有している。多関節ロボットアーム１０は、直線部では、作業部３１を高速で移動させる。また、作業制御部４０は、直線部では、作業部３１の高速の移動に合わせて、作業部３１を高速で回転させる。
　一方、コーナー部では、多関節ロボットアーム１０は、作業部３１を低速で移動させる。また、作業制御部４０は、コーナー部では、作業部３１の低速の移動に合わせて、作業部３１を低速で回転させる。これにより、直線部とコーナー部とにおいて、作業部３１の移動速度が変化する場合でも、同様の切込み量を実現することが可能である。その結果、高品質な施工を行うことが可能である。
　第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（第３実施形態の効果）
　第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、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３１を相対移動させながら作業を行う際に、作業部３１によりワーク２００に対して精度よく作業を行うことができる。
　第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（第４実施形態）
　図８および図９を参照して、第４実施形態によるロボットシステム１００について説明する。
　図８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１０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、作業部としてのレーザ発生部３２およびレーザヘッド３２ａと、レーザ発生部３２のレーザの発生を制御する作業制御部４０と、を備えている。また、第４実施形態では、作業部は、レーザによりワーク２００に対して溶接または溶着を行う。
　レーザ発生部３２は、レーザヘッド３２ａからワーク２００に対してレーザを照射する。これにより、ワーク２００を溶解させて、溶接または溶着を行う。作業制御部４０は、多関節ロボットアーム１０によるレーザヘッド３２ａの移動速度に合わせて、レーザの出力、レーザの出力周波数を制御する。つまり、作業制御部４０は、一定時間毎に信号出力部２２から出力される移動量信号に基づいて、作業部によるワーク２００に対する作業を制御する。
　図９に示す例では、ワーク２００は、直線部と、直線部間に設けられたコーナー部とを有している。多関節ロボットアーム１０は、直線部では、レーザヘッド３２ａを高速で移動させる。また、作業制御部４０は、直線部では、レーザ発生部３２から発生させるレーザの周波数を高くする。また、作業制御部４０は、直線部では、レーザ発生部３２から発生させるレーザの出力を大きくする。
　一方、コーナー部では、多関節ロボットアーム１０は、レーザヘッド３２ａを低速で移動させる。また、作業制御部４０は、コーナー部では、レーザ発生部３２から発生させるレーザの周波数を小さくする。また、作業制御部４０は、コーナー部では、レーザ発生部３２から発生させるレーザの出力を小さくする。これにより、直線部とコーナー部とにおいて、レーザヘッド３２ａの移動速度が変化する場合でも、レーザの出力タイミングやレーザの出力による入熱量を調整することが可能である。その結果、高品質な施工を行うことが可能である。
　図１０に示す例では、直線部とコーナー部とで、溶接または溶着のピッチを変更している。直線部では、溶接または溶着のピッチを小さくし、コーナー部では、溶接または溶着のピッチを大きくしている。
　第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（第４実施形態の効果）
　第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第４実施形態では、上記第１実施形態と同様に、多関節ロボットアーム１０によりワーク２００に対して作業部を相対移動させながら作業を行う際に、作業部によりワーク２００に対して精度よく作業を行うことができる。
　第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（第５実施形態）
　図１１～図１３を参照して、第５実施形態によるロボットシステム１００について説明する。
　図１１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１０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３３と、作業部３３を制御する作業制御部４０と、を備えている。また、第５実施形態では、作業部３３は、ワーク２００のピッキングを行うハンドである。
　作業部３３は、ハンドの爪部を開閉させて、ワーク２００のピッキングを行う。たとえば、ロボットシステム１００は、図１２に示すように、左下位置において、ワーク２００のピッキングを行い、右上に移動させてリリースする。また、右下一に移動してから、ワーク２００のピッキングを行い、左上に移動させてリリースする。そして、左下に移動して、ピッキング、移動およびリリースが繰り返される。なお、作業部３３の経路上にランダムで置かれたワーク２００を検知して、ピッキングを行ってもよい。
　作業部３３は、動作経路上にあるワーク２００を、停止せずに高速で移動しながら、ピッキングおよびリリースを行う。この場合、作業制御部４０は、多関節ロボットアーム１０による作業部３３の移動速度に合わせてハンドの爪部の開閉速度および把持力を制御する。具体的には、作業部３３の移動速度が高速の場合、爪の開閉速度が高速にされ、把持力が大きくされる。一方、作業部３３の移動速度が低速の場合、爪の開閉速度が低速にされ、把持力が小さくされる。これにより、多関節ロボットアーム１０を停止させずに、さらには作業部３３の移動速度が変化しながら動作する場合でも、正確にワーク２００をピッキングおよびリリースすることができる。その結果、作業時間を短縮することができる。
　また、図１３に示すように、多関節ロボットアーム１０の先端に複数の作業部３３が設けられ、複数のワーク２００を同時に把持して搬送してもよい。この場合、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複数の作業部３３の移動点のそれぞれの移動量に基づく複数の移動量信号を出力する。
　第５実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（第５実施形態の効果）
　第５実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第５実施形態では、上記第１実施形態と同様に、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３３を相対移動させながら作業を行う際に、作業部３３によりワーク２００に対して精度よく作業を行うことができる。
　第５実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
（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、上記第１～第５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、多関節ロボットアームの先端部にワークを設け、多関節ロボットアームによりワーク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てもよい。また、多関節ロボットアームの先端部にワークを設ける場合には、多関節ロボットアーム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、上記第１～第５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、上記第１～第５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、ワークの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量に基づいて、ワークの移動量を取得してもよい。
　また、上記第１～第５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。
　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（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）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。
　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
　５０　材料供給部
　１００　ロボットシステム
　２００　ワーク

Claims (12)

  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、
    　一定時間毎に、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量に基づく移動量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前記移動量信号に基づいて、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、一定時間毎に、前記ワークまたは前記作業部の移動量に基づく前記移動量信号を移動量に応じた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、一定時間毎に、前記ワークまたは前記作業部の移動量に基づく前記移動量信号を移動量に応じたパルス数のパルス信号により出力する、請求項２に記載のロボットシステム。
  4. 　前記作業部に対して作業を行うための材料を供給する材料供給部をさらに備え、
    　前記作業制御部は、前記信号出力部から出力される前記移動量信号に基づいて、前記材料供給部からの材料の供給を制御する、請求項１～３のいずれか１項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前記移動量信号に基づいて、前記作業部の作業量、前記作業部の作業速度、および、前記作業部の作業加速度のうち少なくとも１つを制御する、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。
  6. 　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複数の移動点のそれぞれの移動量に基づく複数の前記移動量信号を出力し、
    　前記作業制御部は、複数の前記移動量信号の各々に基づいて、複数の前記移動点の各々における前記作業部による前記ワークに対する作業を個別に制御する、請求項１～５のいずれか１項に記載のロボットシステム。
  7. 　前記作業制御部は、前記信号出力部から出力される前記移動量信号に基づいて、前記ワークまたは前記作業部の移動量を積算して動作経路長を算出し、前記動作経路長と前記作業部の作業量とに基づいて、異常を判定する、請求項１～６のいずれか１項に記載のロボットシステム。
  8. 　前記作業制御部は、前記動作経路長に基づく値と前記作業部の作業量に基づく値とを比較して、差が所定のしきい値以上である場合に、異常と判定する、請求項７に記載のロボットシステム。
  9. 　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複数の移動点のそれぞれの移動量に基づく複数の前記移動量信号を出力し、
    　前記作業制御部は、前記信号出力部から出力される前記移動量信号に基づいて、前記ワークまたは前記作業部の複数の前記移動点の移動量を各々積算して複数の前記動作経路長を算出し、複数の前記動作経路長の各々に基づく値と、複数の前記移動点の各々における前記作業部の作業量に基づく値とを比較して、差が所定のしきい値以上である場合に、個別に異常と判定する、請求項７または８に記載のロボットシステム。
  10. 　前記信号出力部は、一定時間としての制御周期毎に、前記移動量信号を出力する、請求項１～９のいずれか１項に記載のロボットシステム。
  11. 　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、
    　一定時間毎に、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量に基づく移動量信号を出力する信号出力部と、を備える、ロボット。
  12. 　前記移動量信号は、前記作業部に対して作業を行うための材料を供給する材料供給部からの材料の供給を制御するために用いられる、請求項１１に記載のロボット。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0316675A (ja) * 1989-06-14 1991-01-24 Fanuc Ltd シーリング剤塗布方式
JPH06210210A (ja) * 1993-01-20 1994-08-02 Fanuc Ltd シーリング作業を行うロボットの制御方法
JPH10137938A (ja) * 1996-11-11 1998-05-26 Techno Japan:Kk アーク溶接監視装置
JP2002331428A (ja) 2001-09-27 2002-11-19 Honda Motor Co Ltd 力制御ロボットによる螺子の締付方法および装置
JP2004337710A (ja) * 2003-05-14 2004-12-02 Trinity Ind Corp 塗装ロボットの制御装置及び制御方法
JP2006081955A (ja) * 2004-09-14 2006-03-30 Nachi Fujikoshi Corp シーリング・システム
JP2015127080A (ja) * 2013-12-27 2015-07-09 蛇の目ミシン工業株式会社 ロボット、ロボットの制御方法、およびロボットの制御プログラム
JP2016215438A (ja) * 2015-05-18 2016-12-22 東芝機械株式会社 加飾装置及び成形加飾システム
WO2017033832A1 (ja) * 2015-08-21 2017-03-02 株式会社ダイヘン アーク溶接品質判定システム
JP2017209754A (ja) * 2016-05-26 2017-11-30 ファナック株式会社 研削ロボットシステム

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0316675A (ja) * 1989-06-14 1991-01-24 Fanuc Ltd シーリング剤塗布方式
JPH06210210A (ja) * 1993-01-20 1994-08-02 Fanuc Ltd シーリング作業を行うロボットの制御方法
JPH10137938A (ja) * 1996-11-11 1998-05-26 Techno Japan:Kk アーク溶接監視装置
JP2002331428A (ja) 2001-09-27 2002-11-19 Honda Motor Co Ltd 力制御ロボットによる螺子の締付方法および装置
JP2004337710A (ja) * 2003-05-14 2004-12-02 Trinity Ind Corp 塗装ロボットの制御装置及び制御方法
JP2006081955A (ja) * 2004-09-14 2006-03-30 Nachi Fujikoshi Corp シーリング・システム
JP2015127080A (ja) * 2013-12-27 2015-07-09 蛇の目ミシン工業株式会社 ロボット、ロボットの制御方法、およびロボットの制御プログラム
JP2016215438A (ja) * 2015-05-18 2016-12-22 東芝機械株式会社 加飾装置及び成形加飾システム
WO2017033832A1 (ja) * 2015-08-21 2017-03-02 株式会社ダイヘン アーク溶接品質判定システム
JP2017209754A (ja) * 2016-05-26 2017-11-30 ファナック株式会社 研削ロボットシステム

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