机器人以及机器人系统的制作方法_4

文档序号:9625349阅读:来源:国知局
个轴的力、以及绕该三个轴作用的力矩的传感器。环形灯Η作为发光部Η1具备多个(16个)LED (LightEmitting D1de:发光二极管),构成本发明的显示部。
[0103]机器人2是通过进行示教而能够进行各种作业的通用机器人。在本实施方式中,对控制部40a进行用于使嵌合部件W与被嵌合部Q嵌合的示教。嵌合部件W被插入至嵌合台100的保持部K,机器人2把持被插入至保持部K的嵌合部件W。然后,机器人2使嵌合部件W与嵌合台100的被嵌合部Q嵌合。
[0104](2)控制部的结构:
[0105]控制部40a是用于控制机器人2的计算机。如本实施方式那样,控制部40a可以设置在机器人2内。另外,也可以由以能够与该机器人2通信的方式设置在机器人2的外部的控制部40a和该机器人2构成机器人系统。当然,还可以通过机器人2内的计算机与机器人2的外部的计算机配合来实现控制部40a。
[0106]图4B是控制部40a的硬件框图。控制部40a例如具备CPU (Central ProcessingUnit) 41、存储部42以及通信部44,控制部40a经由通信部44与臂10通信。这些结构部件经由总线Bus和未图示的输入输出机构以能够相互通信的方式连接。CPU41执行储存于存储部42 的各种程序。存储部 42 例如包括 HDD (Hard Disk Drive)、SSD (Solid State Drive)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、 ROM(Read-OnlyMemory)、RAM (Random Access Memory)等,储存控制部40a处理的各种信息、图像、程序。应予说明,也可以代替存储部42是被内置于控制部40a的存储部,而是通过USB等数字输入输出端口等连接的外置型的存储装置。通信部44例如包括USB等数字输入输出端口、以太网端口等而构成。
[0107]图4C是机器人的功能框图。控制部40a以使嵌合部件W与被嵌合部Q嵌合的方式控制臂10。因此,控制部40a具备位置控制部M1、力控制部M2、输出部M3以及显示控制部M4。这些功能部中的部分功能部或者全部功能部例如通过CPU41执行存储于存储部42的各种程序来实现。另外,这些功能部中的部分功能部或者全部功能部也可以是LSI (LargeScale Integrat1n)、ASIC(Applicat1n Specific Integrated Circuit)等硬件功會κ部。
[0108]在本实施方式中,控制部40a针对由分别与臂10的关节B1?B3和扭转关节R1?R3对应的马达构成的马达组12输出控制信号。由于构成控制部40a的位置控制部M1、力控制部M2、以及输出部M3与第一实施方式相同,所以省略说明。应予说明,控制部40a即能够使位置控制部Ml的位置控制和力控制部M2的力控制的双方都有效,也能够使任意一方无效。在本实施方式中,控制信号是被PWM (Pulse Width Modulat1n)调制后的信号。通过上述的结构,能够以末端执行器200在目标的位置成为目标的姿势并且对末端执行器200作用目标的力和力矩的方式驱动臂10。并且,输出部M3输出用于控制末端执行器200的控制信号。
[0109]显示控制部M4根据作为可动部的末端执行器200的控制状态来控制环形灯Η的显示状态。应予说明,末端执行器200的状态也取决于臂10的状态。因此,所谓的末端执行器200的控制状态意味着位置控制部Ml和力控制部M2针对臂10以及末端执行器200执行的位置控制和力控制的状态。显示控制部M4从位置控制部Ml和力控制部M2获取位置控制和力控制的状态,并根据该获取的状态来控制环形灯Η的显示状态。具体而言,显示控制部Μ4生成向构成环形灯Η的各个发光部Η1供给的驱动电流。
[0110](3)末端执行器的结构:
[0111]图5Α是末端执行器200的立体图。末端执行器200具备力觉传感器Ρ、环形灯Η、固定器(gripper)22、夹头23、23以及弹性部件24、24。末端执行器200具有以沿臂10的长度方向延伸的轴T为中心轴的圆柱状的圆柱部20a,在圆柱部20a具备力觉传感器P和环形灯H。16个发光部H1被配置在绕臂10的长度方向的轴T为旋转对称的位置。S卩,16个发光部H1被沿圆柱部20a的侧面配置成环状,从邻接的发光部H1垂下至轴T的垂线彼此(双点划线彼此)在轴T交叉的角度全部为360/16 = 22.5度。
[0112]固定器22具备用于使作为把持部的夹头23、23接近以及分离的促动器,并根据来自控制部40a的输出部M3的控制信号来控制促动器。夹头23、23的前端朝向臂10的前端方向。在相互接近的方向上对置的夹头23、23的面相互平行,在该对置的面的前端部分分别粘贴有弹性部件24、24。
[0113]由于本实施方式中的弹性部件24、24的结构与第一实施方式相同,所以省略说明。另外,对于嵌合部件W的结构,也与第一实施方式相同,所以省略说明。
[0114](4)嵌合处理:
[0115]图5B是表示嵌合处理中的控制部40a的控制内容的表。以下,对按照图5B的表在嵌合处理中进行的各动作按顺序进行说明。在图5B中示出在各动作的每一个动作中位置控制部Ml执行的位置控制的方向。对图5B中与标注〇的栏对应的方向的位置、姿势设定目标的位置、姿势,位置控制部Ml获取对马达组12指令的控制量,以便实现该位置、姿势。并且,在图5B中示出在各动作的每一个动作中力控制部M2执行的力控制的方向。根据图5B中与标注〇的栏对应的方向的力、力矩,力控制部M2获取对马达组12指令的控制量。在〇的下方标注的数值意味着力控制中的目标的力。标注〇但未标注目标的力的栏意味着是以力、力矩的大小成为正常的范围(例如不产生啮合的范围)的方式控制马达组12的对象。另外,在图5B中示出在各动作的每一个动作中显示控制部M4执行的环形灯Η的显示控制的内容。
[0116]图5C是在嵌合处理的说明中作为基准的方向的说明图,由于与第一实施方式相同,所以省略说明。应予说明,夹头23、23把持嵌合部件W的位置和方向已知,机器人2在把持嵌合部件W的状态下能够识别Χ、Υ、Ζ方向。但是,在机器人2识别的Χ、Υ、Ζ方向中可能含有误差。
[0117]如图5C所示,将被嵌合部Q中的上侧的面定义为被嵌合平面Q1,将被嵌合平面Q1中的与嵌合方向D相反方向的端的直线定义为被嵌合直线Qla。所谓的嵌合方向D是嵌合部件W被嵌合的方向,是与被嵌合平面Q1平行的方向。另外,将嵌合部件W中的X方向(厚度方向)的上方的面定义为嵌合平面W1,将嵌合平面W1中的嵌合方向D的正交方向(Y方向(宽度方向))的端的直线定义为嵌合直线Wla。
[0118]首先,每当执行嵌合处理时,控制部40a进行初始动作(步骤S90)。在初始动作中,控制部40a将力觉传感器P复位。此时,控制部40a向末端执行器200的前端能够不与任何物体发生干扰地朝向铅垂下方的目标的位置和姿势位置控制臂10。接下来,控制部40a开始力觉传感器P的测量结果的重力补偿。通过上述,基于力觉传感器P的测量结果,力控制部M2能够适当地进行臂10的力控制。
[0119]在进行初始动作的期间,显示控制部M4以全部的发光体Η为常时非发光的方式进行环形灯Η的显示控制。
[0120](4 一 1)点接触动作:
[0121]接下来,控制部40a进行点接触动作(步骤S100)。所谓的点接触动作是用于使嵌合部件W和被嵌合部Q点接触的动作。在点接触动作中,控制部40a进行使嵌合部件W向Z方向的目标的位置移动的位置控制。另外,在点接触动作中,控制部40a以Z方向的力Fz成为目标的4N的方式进行力控制。
[0122]图6A是表示线接触动作后的嵌合部件W的样子的动作说明图。在本实施方式中,在被嵌合部Q的角部J接触Z方向的面且作用有4N的力的状态下,嵌合部件W将向Z方向的目标的位置(使嵌合部件W向被嵌合部Q的纵深方向移动的目标的位置)移动。这里,由于未进行对于X方向和Y方向的位置以及各方向的姿势的位置控制,所以通过嵌合部件W将向Z方向的目标的位置移动时改变X方向和Y方向的位置以及各方向的姿势,能够使嵌合平面W1的宽度方向的端即嵌合直线Wla与被嵌合直线Qla点接触。点接触动作中的Z方向的目标的位置是以嵌合直线Wla与被嵌合直线Qla点接触的方式被预先示教的位置。
[0123]图6B是表示点接触动作后的嵌合部件W的样子的A — A线(图6A)的向视剖视图。如该图所示,嵌合部件W的嵌合直线Wla与被嵌合部Q的被嵌合直线Qla以一点点接触。应予说明,在本实施方式中,通过使嵌合部件W向Z方向移动来使嵌合直线Wla与被嵌合直线Qla点接触,但也可以通过使嵌合部件W向X方向移动来使嵌合直线Wla与被嵌合直线Qla点接触。
[0124]在进行点接触动作的期间,显示控制部M4以全部的发光体Η成为常时发光的方式进行环形灯Η的显示控制。
[0125](4 一 2)线接触动作:
[0126]接下来,控制部40a进行线接触动作(步骤S110)。所谓的线接触动作是用于维持嵌合平面W1中的构成嵌合方向D的正交方向的端的嵌合直线Wla与被嵌合直线Qla点接触的状态并使嵌合平面W1与被嵌合直线Qla线接触的动作。在线接触动作中,控制部40a进行使嵌合部件W向X方向的目标的位置移动的位置控制。另外,在点接触动作中,控制部40a以Z方向的力Fz成为目标的4N的方式进行力控制。
[0127]如图6A、6B所示,在维持在被嵌合部Q的角部J接触Z方向的面并作用有4N的力的状态的状态下,嵌合部件W将向X方向的目标的位置(使嵌合部件W靠近被嵌合平面Q1的目标的位置)移动。这里,由于未进行对于Y方向和Z方向的位置以及各方向的姿势的位置控制,所以通过嵌合部件W将向X方向的目标的位置移动时改变Y方向和Z方向的位置以及各方向的姿势,能够使嵌合平面W1与被嵌合直线Qla线接触。线接触动作中的X方向的目标的位置是以嵌合平面W1与被嵌合直线Qla线接触的方式被预先示教的位置。
[0128]图6C是表示线接触动作后的嵌合部件W的样子的动作说明图。图6D是表示线接触动作后的嵌合部件W的样子的A — A线(图6C)的向视剖视图。如该图所示,嵌合部件W的嵌合平面W1与被嵌合部Q的被嵌合直线Qla线接触。
[0129]像这样,由于在维持嵌
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1