控制方法和机器人系统与流程

文档序号:25228196发布日期:2021-05-28 14:33阅读:103来源:国知局
控制方法和机器人系统与流程

本发明涉及控制方法和机器人系统。



背景技术:

例如,在专利文献1中公开了一种机器人,该机器人具备:替换手,具有进行对应种类的切换设定的开关单元;机器人主体,选择性地安装有替换手;以及机器人主体控制单元,控制该机器人主体。

在专利文献1的机器人中,机器人主体控制单元基于安装于机器人主体的替换手的开关单元来识别替换手的种类。由此,机器人可以识别安装了哪种替换手,例如,通过向机器人的控制进行反馈,从而能够提高机器人周围的操作者的安全性。也就是说,无论安装有哪种能够被安装的替换手,均能够进行识别,因此能够计算出所安装的替换手的动作速度变快的部分,通过进行该部分的速度监视,从而能够确保安全性。

专利文献1:日本特开平6-344285号公报

然而,在未具备识别替换手的种类的开关单元的替换手安装于机器人时,机器人无法识别所安装的替换手,无法进行利用所安装的替换手的动作,因此无法确保安全性。



技术实现要素:

本发明为解决上述课题而提出,可通过以下方式来实现。

本发明的控制方法其特征在于,是机器人的控制方法,所述机器人具备:机器人臂,具有臂并基于动作程序进行驱动,在所述臂上能够选择性地拆装多个末端执行器中的一个;以及检测部,检测所述机器人臂的动作,所述控制方法具有:

获取步骤,获取所述多个末端执行器的信息,并且获取所述动作程序;以及

驱动步骤,基于由所述获取步骤获取的所述动作程序来驱动所述机器人臂,

在所述驱动步骤中,基于所述检测部的检测结果,对所述多个末端执行器分别计算速度推定对象部位的速度,

当判断为计算结果中的在由所述动作程序驱动所述机器人臂时以最快的速度进行移动的所述速度推定对象部位的速度为预先确定的速度以上时,使所述机器人臂的动作速度减速。

本发明的控制方法其特征在于,是机器人的控制方法,所述机器人具备:机器人臂,具有臂并基于动作程序进行驱动,在所述臂上能够选择性地拆装多个末端执行器中的一个;以及检测部,检测所述机器人臂的动作,所述控制方法具有:

获取步骤,获取所述多个末端执行器的信息,并且获取所述动作程序;

计算步骤,基于由所述获取步骤获取的信息,对所述多个末端执行器分别计算速度推定对象部位的速度,基于所述检测部的检测结果,计算出计算结果中的在由所述动作程序驱动所述机器人臂时以最快的速度进行移动的所述速度推定对象部位的速度;以及

驱动步骤,基于由所述获取步骤获取的所述动作程序来驱动所述机器人臂,

在所述驱动步骤中,当判断为所述计算结果为预先确定的速度以上时,使所述机器人臂的动作速度减速。

本发明的机器人系统其特征在于,具备:

机器人臂,具有臂并基于动作程序进行驱动,在所述臂上能够选择性地拆装多个末端执行器中的一个;

检测部,检测所述机器人臂的动作;

获取部,获取所述多个末端执行器的信息,并且获取所述动作程序;

计算部,基于所述获取部获取的信息,对多个所述末端执行器分别计算速度推定对象部位的速度;

驱动控制部,基于所述动作程序来驱动所述机器人臂;以及

比较部,基于所述检测部的检测结果来计算在由所述动作程序驱动所述机器人臂时以最快的速度进行移动的所述速度推定对象部位的速度,并将该计算结果和预先确定的速度进行比较,

当所述比较部判断为所述计算结果为所述速度以上时,所述驱动控制部使所述机器人臂的动作速度减速。

附图说明

图1是示出第一实施方式的机器人系统的整体构成的图。

图2是图1所示的机器人系统的框图。

图3是示出安装于图1所示的机器人所具备的机器人臂的末端执行器的图。

图4是用于说明图1所示的机器人系统执行的动作程序的单位动作程序的概念图。

图5是示出图1所示的机器人执行动作程序的状态的侧面图。

图6是示出图1所示的机器人执行动作程序的状态的侧面图。

图7是示出图1所示的机器人执行动作程序的状态的侧面图。

图8是示出图1所示的机器人执行动作程序的状态的侧面图。

图9是示出图1所示的机器人执行动作程序的状态的侧面图。

图10是示出图1所示的机器人执行动作程序的状态的侧面图。

图11是用于说明图1所示的机器人系统的控制动作的流程图。

图12是用于说明第二实施方式的机器人系统的控制动作的流程图。

图13是用于以硬件为中心对机器人系统进行说明的框图。

图14是示出以机器人系统的硬件为中心的变形例1的框图。

图15是示出以机器人系统的硬件为中心的变形例2的框图。

附图标记说明:

1…机器人,3…控制装置,4…监视装置,5…示教装置,10…机器人臂,11…基台,12…臂,13…臂,14…臂,15…臂,16…臂,17…臂,19…力检测部,20…末端执行器,20a…末端执行器,20b…末端执行器,20c…末端执行器,21…惯性传感器,31…驱动控制部,32…存储部,33…输入端口,34…通信部,41…计算部,42…比较部,43…存储部,44…通信部,45…操作部,46…输入端口,61…控制器,62…计算机,63…计算机,64…云,65…网络,66…计算机,100…机器人系统,100a…机器人系统,100b…机器人系统,100c…机器人系统,171…关节,172…关节,173…关节,174…关节,175…关节,176…关节,d1…电机驱动器,d2…电机驱动器,d3…电机驱动器,d4…电机驱动器,d5…电机驱动器,d6…电机驱动器,e1…编码器,e2…编码器,e3…编码器,e4…编码器,e5…编码器,e6…编码器,m1…电机,m2…电机,m3…电机,m4…电机,m5…电机,m6…电机,o1…第一轴,o2…第二轴,o3…第三轴,o4…第四轴,o5…第五轴,o6…第六轴,pa1…速度推定对象部位,pa2…速度推定对象部位,pb1…速度推定对象部位,pb2…速度推定对象部位,pc1…速度推定对象部位,pc2…速度推定对象部位,va1…速度,vb1…速度,vc1…速度,va2…速度,vb2…速度,vc2…速度,vmax…最大速度,v0…速度。

具体实施方式

第一实施方式

图1是示出第一实施方式的机器人系统的整体构成的图。图2是图1所示的机器人系统的框图。图3是示出安装于图1所示的机器人具备的机器人臂的末端执行器的图。图4是用于说明图1所示的机器人系统执行的动作程序的单位动作程序的概念图。图5~图10是示出图1所示的机器人执行动作程序的状态的侧面图。图11是用于说明图1所示的机器人系统的控制动作的流程图。

下面,基于附图所示的优选实施方式对本发明的控制方法及机器人系统进行详细说明。需要指出,下面为了便于说明,图示出x轴、y轴及z轴作为相互正交的三个轴。此外,下面将平行于x轴的方向也称为“x轴方向”,将平行于y轴的方向也称为“y轴方向”,将平行于z轴的方向也称为z轴方向。此外,将图1中的+z轴方向即上侧也称为“上”,将-z轴方向即下侧也称为“下”。此外,关于机器人臂,将图1中的基台11侧也称为“基端”,将其相反侧即末端执行器20侧也称为“前端”。此外,将图1中的z轴方向即上下方向设为“铅直方向”,将x轴方向及y轴方向即左右方向设为“水平方向”。

如图1所示,机器人系统100例如在电子零件及电子设备等的工件的保持、传送、组装及检查等作业中使用,具备:机器人1、控制装置3以及示教装置5,该控制装置3控制机器人1。

机器人1在本实施方式中为单臂的六轴垂直多关节机器人,在其前端部能够安装末端执行器20。需要指出,机器人1是单臂型的多关节机器人,但不限定于此,例如可以是双臂型的多关节机器人,还可以是水平多关节机器人。

机器人1具有基台11和机器人臂10。

基台11是从下侧将机器人臂10支承为能够驱动的支承体,例如,固定于工厂内的地面。机器人1的基台11通过中继电缆与控制装置3电连接。需要指出,机器人1与控制装置3的连接并不限定于如图1所示的构成那样基于有线的连接,例如也可以是基于无线的连接,而且,还可以通过互联网这样的网络来连接。

需要指出,控制装置3也可以内置于基台11。

在本实施方式中,机器人臂10具有:臂12、臂13、臂14、臂15、臂16以及臂17,这些臂从基台11侧起按该顺序连结。需要指出,机器人臂10具有的臂的数量不限定于六个,例如也可以是一个、两个、三个、四个、五个或七个以上。此外,各臂的全长等的大小并没有特别的限定,可以分别适当地设定。

基台11与臂12通过关节171而连结。另外,臂12能够相对于基台11以平行于铅直方向的第一轴o1为转动中心,绕该第一轴o1进行转动。第一轴o1与固定基台11的地面的法线一致。

臂12与臂13通过关节172而连结。另外,臂13能够相对于臂12以平行于水平方向的第二轴o2为转动中心进行转动。第二轴o2平行于与第一轴o1正交的轴。

臂13与臂14通过关节173而连结。另外,臂14能够相对于臂13以平行于水平方向的第三轴o3为转动中心进行转动。第三轴o3与第二轴o2平行。

臂14与臂15通过关节174而连结。另外,臂15能够相对于臂14以平行于臂14的中心轴方向的第四轴o4为转动中心进行转动。第四轴o4与第三轴o3正交。

臂15与臂16通过关节175而连结。另外,臂16能够相对于臂15以第五轴o5为转动中心进行转动。第五轴o5与第四轴o4正交。

臂16与臂17通过关节176而连结。另外,臂17能够相对于臂16以第六轴o6为转动中心进行转动。第六轴o6与第五轴o5正交。

此外,臂17是在机器人臂10中位于最前端侧的机器人前端部。该臂17能够通过驱动机器人臂10而使每个末端执行器20进行转动。

机器人1具备作为驱动部的电机m1、电机m2、电机m3、电机m4、电机m5和电机m6,以及编码器e1、编码器e2、编码器e3、编码器e4、编码器e5和编码器e6。

电机m1内置于关节171,使基台11与臂12进行相对地旋转。电机m2内置于关节172,使臂12与臂13进行相对地旋转。电机m3内置于关节173,使臂13与臂14进行相对地旋转。电机m4内置于关节174,使臂14与臂15进行相对地旋转。电机m5内置于关节175,使臂15与臂16进行相对地旋转。电机m6内置于关节176,使臂16与臂17进行相对地旋转。

此外,编码器e1内置于关节171,对电机m1的位置进行检测。编码器e2内置于关节172,对电机m2的位置进行检测。编码器e3内置于关节173,对电机m3的位置进行检测。编码器e4内置于关节174,对电机m4的位置进行检测。编码器e5内置于关节175,对电机m5的位置进行检测。编码器e6内置于关节176,对电机m6的位置进行检测。

此外,如图2所示,编码器e1~编码器e6与控制装置3电连接,电机m1~电机m6的位置作为电信号被发送至控制装置3。编码器e1~e6对臂12~臂17的旋转角度进行检测,是检测机器人臂10的动作的检测部。即,检测部是检测臂12~臂17的旋转角度的编码器。由此,可以正确地检测机器人臂10的动作。

控制装置3基于该位置信息,通过电机驱动器d1驱动电机m1。此外,控制装置3通过电机驱动器d2驱动电机m2。此外,控制装置3通过电机驱动器d3驱动电机m3。此外,控制装置3通过电机驱动器d4驱动电机m4。此外,控制装置3通过电机驱动器d5驱动电机m5。此外,控制装置3通过电机驱动器d6驱动电机m6。即,控制机器人臂10是指控制电机m1~电机m6。

此外,如图1所示,检测力的力检测部19设置于机器人臂10。另外,机器人臂10可以在设置有力检测部19的状态下进行驱动。力检测部19在本实施方式中是六轴力传感器。力检测部19检测相互正交的三个检测轴上的力的大小以及绕该三个检测轴的转矩的大小。即,检测相互正交的x轴、y轴、z轴的各轴向的力分量、绕x轴的w方向的力分量、绕y轴的v方向的力分量以及绕z轴的u方向的力分量。需要指出,在本实施方式中,z轴方向为铅直方向。此外,也可以将各轴向的力分量称为“平移力分量”,将绕各轴的力分量称为“转矩分量”。此外,力检测部19并不限定于六轴力传感器,也可以是其它的构成。这样的力检测部19与控制装置3电连接,向控制装置3发送相当于检测到的力的信息。

在本实施方式中,力检测部19设置于臂17。需要指出,作为力检测部19的设置位置,并不限定于臂17即位于最前端侧的臂,例如也可以在其它的臂、或相邻的臂之间。

此外,机器人1具有设置于机器人臂10的任意部位的惯性传感器21。惯性传感器21检测相当于机器人臂10的速度和加速度的信息。此外,惯性传感器21与控制装置3电连接,与速度和加速度相关的信息被发送至控制装置3,用于机器人1的控制。

需要指出,在本实施方式中,如后文所述,机器人臂10的动作的检测未使用惯性传感器21的检测结果,但在本发明中,并不限定于此,机器人臂10的动作的检测也可以使用惯性传感器21的检测结果。在这种情况下,惯性传感器21作为检测机器人臂10的动作的检测部发挥功能。

在机器人臂10的前端部,能够经由力检测部19可拆装地安装末端执行器20。如图3所示,末端执行器20有多个种类,在图3中示出了三种作为一例。

末端执行器20a具有两个爪部,通过相互接近、分离而能够进行抓握工件、工具等的作业。末端执行器20b具有驱动器,可以进行拧紧螺钉作业等。末端执行器20c具有划片刀,可以进行研磨作业等。

在机器人1中,通过将这样的末端执行器20a~末端执行器20c选择性地配置在机器人臂10的前端侧,从而可以进行期望的作业。此外,在机器人系统100中,在机器人坐标系中在末端执行器20a~末端执行器20c的规定的位置设定有控制点。控制点是作为进行机器人臂10的控制时的基准的点。

这样的机器人1由控制装置3来控制动作。

然后,对控制装置3来进行说明。

机器人系统100具备:控制装置3、监视装置4以及示教装置5。控制装置3通过中继电缆以能够通信的方式与机器人1连接。需要指出,也可以在机器人1具备控制装置3的构成要素。控制装置3与监视装置4和示教装置5通过电缆或者以能够无线通信的方式连接。示教装置5既可以是专用的计算机,也可以是安装有用于对机器人1进行示教的程序的通用的计算机。例如,也可以使用作为用于对机器人1进行示教的专用装置的示教板来代替示教装置5。而且,控制装置3、监视装置4及示教装置5既可以如图1所示那样具有各自的壳体,也可以一体构成。

控制装置3具有:驱动控制部31、存储部32、输入端口33、以及通信部34。它们构成为能够通过未图示的总线相互通信。

驱动控制部31具备cpu(centralprocessingunit:中央处理单元)等处理器,基于从示教装置5获取的动作程序分别独立地控制机器人臂10的各部及末端执行器20的驱动。即,驱动控制部31是执行后述的驱动步骤的部分。

需要指出,驱动控制部31也可以通过lan(localareanetwork:局域网)等网络而设置在与控制装置3不同的场所。

在存储部32存储有能够由驱动控制部31执行的各种程序、在控制动作中使用的基准数据、阈值、校准曲线等。需要指出,在各种程序中包括用于执行本发明的控制方法的程序的至少一部分。

存储部32构成为包括例如ram(randomaccessmemory:随机存储器)等易失性存储器、rom(readonlymemory:只读存储器)等非易失性存储器等。需要指出,存储部32并不限定于非拆装式,也可以是具有拆装式的外部存储装置的构成。此外,存储部32也可以是通过lan(localareanetwork:局域网)等网络而设置在与控制装置3不同的场所。

此外,控制装置3具有输入来自监视装置4的各种信息的端子即输入端口33。

通信部34使用例如有线lan(localareanetwork:局域网)、无线lan等的外部接口在与监视装置4之间进行信号的发送接收。

需要指出,在控制装置3中也可以在前述构成之外,再增加其它的构成。此外,存储部32所保存的各种程序、数据等既可以预先存储于存储部32,也可以存储于例如cd-rom等记录介质并该记录介质提供,也可以通过网络等提供。

然后,对监视装置4进行说明。

监视装置4具有:计算部41、比较部42、存储部43、通信部44以及操作部45。它们构成为能够通过未图示的总线而相互通信。

计算部41具备cpu(centralprocessingunit:中央处理单元)等处理器,如后文所述,指定末端执行器20a~末端执行器20c的速度推定对象部位pa1~速度推定对象部位pc1及速度推定对象部位pa2~速度推定对象部位pc2,并分别推定即计算其速度。换言之,计算部41是进行后述的计算步骤的部分。

计算部41可以基于作为检测部的编码器e1~编码器e6的随时间的检测结果以及末端执行器20a~末端执行器20c的信息,来计算速度推定对象部位pa1~速度推定对象部位pc1及速度推定对象部位pa2~速度推定对象部位pc2的速度。

需要指出,计算部41也可以通过lan(localareanetwork:局域网)等的网络而设置在与监视装置4不同的场所,例如设置于控制装置3内。当计算部41设置于控制装置3时,输入来自于控制装置3的监视装置4的各种信息的端子,即输入端口33作为进行获取末端执行器20a~末端执行器20c的信息及动作程序的获取步骤的获取部发挥功能。

比较部42具备cpu(centralprocessingunit:中央处理单元)等处理器。此外,如后文所述,比较部42是在由获取的动作程序驱动机器人臂10时,基于检测部的检测结果推定以最快速度进行移动的速度推定对象部位的速度,即将其推定结果即计算结果与预先确定的速度进行比较的部分。

需要指出,比较部42也可以通过lan(localareanetwork:局域网)等网络而设置在与监视装置4不同的场所,例如设置于控制装置3内。

存储部43构成为包括例如ram(randomaccessmemory)等易失性存储器、rom(readonlymemory)等非易失性存储器等。需要指出,存储部43并不限定于非拆装式,也可以是具有拆装式的外部存储装置的构成。此外,存储部43也可以是通过lan(localareanetwork:局域网)等的网络而设置在与监视装置4不同的场所。

通信部44使用例如有线lan(localareanetwork:局域网)、无线lan等的外部接口在与控制装置3之间进行信号的发送接收。

在图示的构成中,操作部45是笔记本电脑,具有鼠标、键盘等。如后文所述,操作者对该操作部45进行操作,输入末端执行器20a~末端执行器20c的信息及动作程序。

由操作部45输入的信息经由端子即输入端口46而取入监视装置4的存储部43。即,在本实施方式中,该输入端口46作为进行获取末端执行器20a~末端执行器20c的信息及动作程序的获取步骤的获取部发挥功能。

上面,对机器人系统100的构成进行了说明。

在此,在现有的机器人中,构成为检测部检测所安装的末端执行器,在指定了所安装的末端执行器的基础上,进行机器人的控制。在这种情况下,当操作者安装检测部所不能检测的末端执行器并驱动机器人时,在机器人的驱动中,有时会造成末端执行器的速度比预想的快,使得安全性降低。本发明可有效地防止该情况。下面,对此进行说明。

首先,在驱动机器人1之前,操作者使用图2所示的操作部45输入可安装的末端执行器20的信息。可安装的末端执行器20是指今后有可能安装于机器人臂10的末端执行器20。在输入时,优选为操作者输入所掌握的末端执行器20的全部种类。下面,如图3所示,末端执行器20a~末端执行器20c这三个作为操作者所掌握的全部种类进行说明。

此外,作为操作者输入的末端执行器20a~末端执行器20c的信息,只要能够指定末端执行器20a~末端执行器20c的各自的形状即可,没有特别的限定,例如,可列举出末端执行器20a~末端执行器20c的各自的最大长度、最大宽度等。

此外,作为该信息的输入方法并没有特别的限定,可列举出输入末端执行器20a~末端执行器20c的各自的尺寸的方法、输入指定末端执行器20a~末端执行器20c的各末端执行器的信息例如商品名等的方法等。为后者时,例如优选通过网络从商品名的信息获取尺寸的信息。

然后,操作者指定动作程序。该动作程序关于机器人1所进行的作业内容,是用于确定机器人1进行何种动作的程序。

操作者所输入的末端执行器20a~末端执行器20c的信息及动作程序存储于存储部32及存储部43的至少一方,优选分别存储在双方中。需要指出,末端执行器20a~末端执行器20c的信息的输入以及动作程序的输入既可以按照该顺序进行,也可以按照相反的顺序进行。

下面,如图4所示,所输入的动作程序包括作为单位动作程序的动作程序(1)及动作程序(2),以依次执行这些程序的情况为例进行说明。如图5~图7所示,动作程序(1)是用于进行所安装的末端执行器20以第五轴o5为中心转动的动作的程序。如图8~图10所示,动作程序(2)是用于进行所安装的末端执行器20绕第六轴o6旋转的动作的程序。

在机器人臂10的驱动之前,计算部41基于输入的末端执行器20a~末端执行器20c的信息以及输入的动作程序,来指定末端执行器20a~末端执行器20c的速度推定对象部位。

首先,对动作程序(1)中的速度推定对象部位的指定方法进行说明。

在如图5所示安装有末端执行器20a的情况下,计算部41在末端执行器20a中指定在动作程序(1)的执行中速度最快的部位即速度推定对象部位pa1。此外,在如图6所示安装有末端执行器20b的情况下,计算部41在末端执行器20b中指定在动作程序(1)的执行中速度最快的部位即速度推定对象部位pb1。此外,在如图7所示安装有末端执行器20c的情况下,计算部41在末端执行器20c中指定在动作程序(1)的执行中速度最快的部位即速度推定对象部位pc1。

例如,在动作程序(1)那样的转动动作的情况下,将在末端执行器20a中距离臂17的前端最远的部分设为速度推定对象部位pa1。此外,将在末端执行器20b中距离臂17的前端最远的部分设为速度推定对象部位pb1。此外,将在末端执行器20c中距离臂17的前端最远的部分设为速度推定对象部位pc1。

然后,对动作程序(2)中的速度推定对象部位的指定方法进行说明。

在如图8所示安装有末端执行器20a的情况下,计算部41在末端执行器20a中指定在动作程序(2)的执行中速度最快的部位即速度推定对象部位pa2。此外,在如图9所示安装有末端执行器20b的情况下,计算部41在末端执行器20b中指定在动作程序(2)的执行中速度最快的部位即速度推定对象部位pb2。此外,在如图10所示安装有末端执行器20c的情况下,计算部41在末端执行器20c中指定在动作程序(2)的执行中速度最快的部位即速度推定对象部位pc2。

例如,在动作程序(2)那样的旋转动作的情况下,将在末端执行器20a中距离臂17的中心轴最远的部分设为速度推定对象部位pa2。此外,将在末端执行器20b中距离臂17的中心轴最远的部分设为速度推定对象部位pb2。此外,将在末端执行器20c中距离臂17的中心轴最远的部分设为速度推定对象部位pc2。

通过这样来指定速度推定对象部位pa1~速度推定对象部位pc1及速度推定对象部位pa2~速度推定对象部位pc2。

然后,驱动控制部31基于输入的动作程序来驱动机器人臂10。即,依次执行动作程序(1)和动作程序(2)。需要指出,在执行中,控制装置3和示教装置5未掌握在机器人臂10的前端部安装有哪种末端执行器20。即,控制装置3和监视装置4无法指定当前安装的末端执行器20的种类。

首先,对执行动作程序(1)的情况进行说明。

在机器人臂10的驱动中,计算部41基于作为检测部的编码器e1~编码器e6的检测结果以及未图示的各减速器的减速比,来计算当前的关节171~关节176的角度。然后,基于计算出的关节171~关节176的角度、臂12~臂17的各自的长度以及末端执行器20的信息,来分别推定即计算速度推定对象部位pa1~速度推定对象部位pc1的速度。

如图5~图7所示,在执行动作程序(1)时,相比于图5及图7所示那样的速度va1及速度vc1,如图6所示末端执行器20b的速度推定对象部位pb1的速度vb1更快,速度推定对象部位pb1的速度vb1为最大速度vmax。

另外,比较部42将作为最大速度vmax的速度vb1与预先存储于存储部43的速度v0进行比较。需要指出,速度v0被设为安全速度的上限值,可以进行适当地设定。另外,当速度vb1为速度v0以上时,驱动控制部31使机器人臂10的动作速度减速,优选使其停止。

换言之,监视装置4虽无法指定末端执行器20的种类,但在当前的动作程序(1)中,假设安装有最快移动的末端执行器20b,并对速度vb1和速度v0进行比较。并且,当速度vb1为速度v0以上时,驱动控制部31使机器人臂10的动作速度减速,优选使其停止。通过这样的构成,假设即使安装有末端执行器20a、末端执行器20c,在基于动作程序(1)的机器人臂10的驱动中,速度推定对象部位pa1也不会超过速度v0。

然后,对执行动作程序(2)的情况进行说明。

在机器人臂10的驱动中,计算部41基于作为检测部的编码器e1~编码器e6的检测结果和未图示的各减速器的减速比,来计算当前的关节171~关节176的角度。另外,基于计算出的171~关节176的角度、臂12~臂17的各自的长度以及末端执行器20的信息,来分别推定即计算出速度推定对象部位pa2~速度推定对象部位pc2的速度。

如图8~图10所示,当执行动作程序(2)时,相比于图8及图9所示那样的速度va2及速度vb2,如图10所示末端执行器20c的速度推定对象部位pc2的速度vc2更快,速度推定对象部位pc2的速度vc2为最大速度vmax。

并且,比较部42将作为最大速度vmax的速度vc2和预先存储于存储部43的速度v0进行比较。需要指出,速度v0作为安全速度的上限值,可以适当地进行设定。此外,动作程序(1)中的速度v0与动作程序(2)中的速度v0的值既可以相同,也可以不同。

当速度vc2为速度v0以上时,驱动控制部31使机器人臂10的动作速度减速,优选使其停止。

换言之,监视装置4虽无法指定末端执行器20的种类,但在当前的动作程序(2)中,假设安装有最快地移动的末端执行器20c,并对速度vb1和速度v0进行比较。另外,当速度vc2为速度v0以上时,驱动控制部31使机器人臂10的动作速度减速,优选使其停止。根据这样的构成,假设即使安装有末端执行器20a、末端执行器20b,在基于动作程序(1)的机器人臂10的驱动中,速度推定对象部位pa1也不会超过速度v0。

如以上说明,机器人系统100具备:机器人臂10,具有臂17并基于动作程序进行驱动,在该臂17上能够选择性地拆装多个末端执行器20a~末端执行器20c中的一个;编码器e1~编码器e6,作为检测机器人臂10的动作的检测部;输入端口46,作为获取末端执行器20a~末端执行器20c的信息并且获取动作程序的获取部;计算部41,基于输入端口46获取的信息,对末端执行器20a~末端执行器20c分别计算速度推定对象部位pa1~速度推定对象部位pc1及速度推定对象部位pa2~速度推定对象部位pc2的速度;驱动控制部31,基于动作程序来驱动机器人臂10;以及比较部42,基于编码器e1~编码器e6的检测结果来计算速度推定对象部位的速度,并将该计算结果和预先确定的速度进行比较,其中,该速度推定对象部位在由获取的动作程序驱动机器人臂10时以最快的速度进行移动。此外,当比较部42判断为计算结果为预先确定的速度以上时,驱动控制部31使机器人臂10的动作速度减速。由此,即使不检测安装有哪种末端执行器,也能够安全地驱动机器人臂10。

接着,使用图11所示的流程图对机器人系统100的控制方法进行说明。

首先,在驱动机器人1之前,操作者使用图2所示的操作部45输入能安装的末端执行器20的信息。通过该输入,在步骤s101中能够获取各末端执行器20的信息,在本实施方式中,是获取末端执行器20a~末端执行器20c的信息。

如前所述,作为多个末端执行器的末端执行器20a~末端执行器20c的信息包括形状的信息。由此,能够正确地进行末端执行器20a~末端执行器20c的速度推定对象部位的设定。

接下来,操作者使用图2所示的操作部45输入动作程序。通过该输入,在步骤s102中能够获取动作程序。

这样的步骤s101及步骤s102为获取步骤。需要指出,步骤s101及步骤s102也可以通过与上述顺序相反的顺序进行,也可以同时进行。

接下来,在步骤s103中,基于在步骤s101中输入的末端执行器20a~末端执行器20c的信息以及在步骤s102中输入的动作程序,来指定末端执行器20a~末端执行器20c的速度推定对象部位。

速度推定对象部位的指定既可以在每个单位动作程序中进行,例如,如前所述分别在动作程序(1)、动作程序(2)中进行,也可以在每规定时间随时进行。

如前所述,在臂17安装有末端执行器20a~末端执行器20c中的一个的状态下,速度推定对象部位是距离臂17最远的部分,或者是从臂17的中心轴观察时距离中心轴最远的部分。由此,易于将移动速度最快的部位设定为速度推定对象部位。

接下来,在步骤s104中,执行动作程序。在本实施方式中,依次执行动作程序(1)及动作程序(2)。

接下来,在步骤s105中,分别推定在步骤s103中指定的速度推定对象部位的速度,在每个单位动作程序中确定成为最大速度vmax的速度推定对象部位。即,如前所述在动作程序(1)中,确定为末端执行器20b的速度推定对象部位pb1,在动作程序(2)中,确定为末端执行器20c的速度推定对象部位pc2。

接下来,在步骤s106中,对速度推定对象部位的速度与速度v0进行比较,判断速度推定对象部位的速度是否为速度v0以上。具体而言,在动作程序(1)的执行中,判断速度推定对象部位pb1的速度是否为速度v0以上,在动作程序(2)的执行中,判断速度推定对象部位pc2的速度是否为速度v0以上。

在步骤s106中,判断为速度推定对象部位的速度是速度v0以上时,在步骤s107中,停止机器人臂10的驱动。由此,能够提高安全性。

需要指出,在步骤s107中,判断为速度推定对象部位的速度为小于速度v0时,在步骤s108中,判断所有的动作程序的执行是否完成。在步骤s108中,判断为已完成时结束。另一方面,在步骤s108中,判断为未完成时,返回步骤s104,依次反复执行之后的步骤。

如以上说明,本发明的控制方法是机器人的控制方法,该机器人具备:机器人臂10,具有臂并基于动作程序进行驱动,在所述臂上多个末端执行器20a~末端执行器20c中的一个能够选择性地拆装;以及编码器e1~编码器e6,作为检测机器人臂10的动作的检测部。此外,本发明的控制方法具有:获取步骤,获取末端执行器20a~末端执行器20c的信息,并且获取动作程序;以及驱动步骤,基于由获取步骤获取的动作程序来驱动机器人臂10。此外,在驱动步骤中,基于编码器e1~编码器e6的检测结果,对末端执行器20a~末端执行器20c分别计算速度推定对象部位的速度,速度推定对象部位在所获取的动作程序驱动机器人臂10时以最快的速度进行移动,当判断为计算结果中的该速度推定对象部位的速度为预先确定的速度v0以上时,使机器人臂10的动作速度减速。由此,即使不检测安装有哪种末端执行器,也能够安全地驱动机器人臂10。

此外,如前所述,在获取步骤中获取不同动作的多个动作程序(1)及动作程序(2),在驱动步骤中,分别对每个动作程序(1)及动作程序(2)计算以最快的速度进行移动的速度推定对象部位的速度,分别将该计算结果与速度v0进行比较。由此,能够根据动作程序的种类,适当地确定速度v0的比较对象。因此,能够在各动作程序中安全地驱动机器人臂10。

需要指出,如前所述,构成为上述步骤s101~步骤s108由控制装置3及监视装置4进行分担,但是,各步骤的分担并不限定于上述情况。此外,也可以构成为仅它们中任一个执行上述步骤s101~步骤s108。

第二实施方式

图12是用于说明第二实施方式的机器人系统的控制动作的流程图。

下面,对第二实施方式进行说明,但在下面的说明中,以与第一实施方式的不同点为中心进行说明,对于相同的事项省略其说明。

如图12所示,在本实施方式中,依次执行步骤s201、步骤s202、步骤s203、步骤s204、步骤s205、步骤s206、步骤s207及步骤s208。

需要指出,步骤s201与步骤s101相同,步骤s202与步骤s102相同,步骤s203与步骤s103相同,步骤s204与步骤s105相同,步骤s205与步骤s104相同,步骤s206与步骤s106相同,步骤s207与步骤s107相同,步骤s208与步骤s108相同。

即,在本实施方式中,在执行动作程序之前,基于在获取步骤中获取的信息,对每个单位动作程序分别计算末端执行器20a~末端执行器20c的速度推定对象部位的速度。然后,一边在驱动步骤中实际进行驱动,一边计算它们中的以最快的速度进行移动的速度推定对象部位的速度,并将其计算结果与速度v0进行比较。

这样,本发明的控制方法是机器人的控制方法,该机器人具备:机器人臂10,具有臂并基于动作程序进行驱动,在该臂上多个末端执行器20a~末端执行器20c中的一个能够选择性地拆装;以及编码器e1~编码器e6,作为检测机器人臂10的动作的检测部。此外,本发明的控制方法具有:获取步骤,获取末端执行器20a~末端执行器20c的信息,并且获取动作程序;以及计算步骤,基于由获取步骤获取的信息,对末端执行器20a~末端执行器20c分别计算速度推定对象部位的速度,基于编码器e1~编码器e6的检测结果,对计算结果中的速度推定对象部位的速度进行计算,其中,该速度推定对象部位在由动作程序驱动机器人臂20时以最快的速度进行移动;以及驱动步骤,基于由获取步骤获取的动作程序来驱动机器人臂20。另外,在驱动步骤中,当判断为计算结果为预先确定的速度v0以上时,使机器人臂20的动作速度减速。由此,即使不检测安装有哪种末端执行器,也可以安全地驱动机器人臂10。特别是在执行驱动步骤之前,分别计算速度推定对象部位的速度,因此,可以在执行驱动步骤之前,预先指定以最快的速度进行移动的速度推定对象部位。因此,驱动步骤中的控制变得简单,能够实现更加顺畅的驱动。

机器人系统的其它构成例

图13是用于以硬件为中心对机器人系统进行说明的框图。

图13中示出有机器人1与控制器61与计算机62连接的机器人系统100a的整体构成。机器人1的控制既可以通过控制器61中的处理器读出存储器中的指令来执行,也可以通过存在于计算机62的处理器读出存储器中的指令并通过控制器61来执行。

因此,能够将控制器61和计算机62中任一方或双方作为“控制装置”。

变形例1

图14是示出以机器人系统的硬件为中心的变形例1的框图。

图14中示出有机器人1直接连接有计算机63的机器人系统100b的整体构成。机器人1的控制通过存在于计算机63的处理器读出存储器中的指令而直接执行。

因此,能够将计算机63作为“控制装置”。

变形例2

图15是示出以机器人系统的硬件为中心的变形例2的框图。

图15中示出了内置有控制器61的机器人1与计算机66连接、计算机66通过lan等网络65与云64连接的机器人系统100c的整体构成。机器人1的控制既可以通过存在于计算机66的处理器读出存储器中的指令来执行,也可以通过存在于云64上的处理器经由计算机66读出存储器中的指令来执行。

因此,能够将控制器61与计算机66与云64中的任一个、或任两个、或三个作为“控制装置”。

上面,基于图示的实施方式对本发明的控制方法及机器人系统进行了说明,但本发明并不限定于此。此外,构成机器人系统的各部分可以替换为能够发挥相同功能的任意的构成。此外,也可以增加任意的构成物。

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