机器人以及机器人系统的制作方法_3

文档序号:9625349阅读:来源:国知局
Fz成为目标的4N的方式进行力控制。
[0068]如图3A、3B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,通过以仏方向的力矩的大小收敛于接近0的范围的方式进行控制,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。
[0069]图3C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3D是表示线接触动作后的嵌合部件W的情况的A — A线(图3C)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。
[0070]像这样,由于在维持嵌合直线Wla与被嵌合直线Qla上的点点接触的状态的状态下,包括嵌合直线Wla的嵌合平面W1与被嵌合直线Qla线接触,所以能够防止嵌合平面W1错误地与被嵌合直线Qla以外的棱线线接触。即,能够可靠地使嵌合平面W1与被嵌合直线Qla线接触。
[0071](4 一 3)面接触动作:
[0072]接下来,控制部40进行面接触动作(步骤S120)。所谓的面接触动作是用于维持嵌合平面W1与被嵌合平面Q1中的构成与嵌合方向D相反方向的端的被嵌合直线Qla线接触的状态并使嵌合平面W1与被嵌合平面Q1面接触的动作。在面接触动作中,控制部40以绕Y方向的轴的姿势^成为目标的姿势A 方式进行使嵌合部件W旋转的位置控制。另夕卜,在点接触动作中,控制部40以X方向和Z方向的每个方向上的力Fx、Fz成为目标的3N的方式进行力控制。
[0073]如图3C、3D所示,在维持嵌合平面W1与被嵌合直线Qla线接触且在X方向和Z方向的各方向上作用有3N的力(单点划线箭头的方向的合力)的状态的状态下,嵌合部件W将向绕Y方向的轴的目标的姿势4(嵌合平面W1与被嵌合平面Q1变得平行的目标的姿势)旋转。由此,能够使嵌合部件W绕被嵌合直线Qla旋转,使嵌合平面W1与被嵌合平面Q1面接触。图3E是表示面接触动作后的嵌合部件W的样子的动作说明图。面接触动作中的绕Y方向的轴的目标的姿势Αγ是以嵌合平面W1与被嵌合平面Q1面接触的方式被预先示教的姿势。
[0074]像这样,由于在维持被嵌合直线Qla与嵌合平面W1线接触的状态的状态下,嵌合平面W1与包括被嵌合直线Qla的被嵌合平面Q1面接触,所以能够防止嵌合平面W1错误地与被嵌合平面Q1以外的面面接触。即,能够可靠地使嵌合平面W1与被嵌合平面Q1面接触。
[0075](4 — 4)嵌合动作:
[0076]接下来,控制部40进行嵌合动作(步骤S130)。所谓的嵌合动作是用于维持嵌合平面W1与被嵌合部Q具备的与嵌合方向D平行的平面即被嵌合平面Q1面接触的状态并使嵌合部件W移动来使上述嵌合部件与被嵌合部Q嵌合的动作。在嵌合动作中,控制部40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,在嵌合动作中,控制部40以Z方向的力Fz成为目标的10N的方式进行力控制,并且以与进行其他的动作的情况相比不易产生位移的方式设定Z方向的力控制中的阻抗。由此,能够强力且可靠地按入嵌合部件W,直至嵌合部件W的Z方向的面与被嵌合部Q的嵌合方向D的面抵碰。应予说明,控制部40通过对于X方向也以规定的大小的力Fx进行力控制,能够维持被嵌合平面Q1与嵌合平面W1面接触的状态。
[0077]在以上说明的结构中,能够使不具有弯曲面的嵌合部件W与被嵌合部Q嵌合。另夕卜,在被嵌合平面Q1与嵌合平面W1面接触的状态下,能够在嵌合平面W1的正交方向上相对于被嵌合部Q对嵌合部件W进行定位。并且,通过在被嵌合平面Q1与嵌合平面W1面接触的状态下即嵌合平面W1相对于被嵌合平面Q1滑动的状态下使嵌合部件W移动,能够可靠地使嵌合部件W向嵌合方向D移动。
[0078]另外,在嵌合部件W与作为把持部的夹头23、23的接触部位具备被夹在嵌合部件W与夹头23、23之间的弹性部件24、24。由此,在嵌合部件W与被嵌合部Q接触的状态下,即使作用了使嵌合部件W的姿势变化的力、力矩,也能够通过弹性部件24、24发生弹性变形来吸收该力、力矩。即,由于抑制不能够在机器人的力控制中追随的嵌合部件W的姿势的变化,所以能够进行精度更高的作业。
[0079](4 - 5)异常恢复动作:
[0080]控制部40在基于力觉传感器P的测定结果检测到异常的情况下进行异常恢复动作。例如,在嵌合动作中,在使嵌合部件W向Z方向的目标的位置移动时,在通过力觉传感器P测量到规定的阈值以上的力、力矩的情况下,控制部40也可以作为嵌合部件W与被嵌合部Q啮合而检测异常。
[0081]在本实施方式中,控制部40作为异常恢复动作进行使嵌合部件W向嵌合平面W1的正交方向移动的位置控制。即,如在图3C中用箭头VI表示的那样,控制部40进行使嵌合部件W在X方向上移动(也包括振动)的位置控制。应予说明,如在图3C中用箭头VI表示的那样,控制部40也可以进行使嵌合部件W在X方向上移动的加速度产生的力作用于嵌合部件W的力控制。由此,能够以消除嵌合平面W1与被嵌合平面Q1的面接触、嵌合平面W1与被嵌合直线Qla的线接触的方式进行嵌合部件W的位置控制、力控制。因此,能够消除以使嵌合平面W1与被嵌合平面Q1面接触、嵌合平面W1与被嵌合直线Qla线接触的方式进行嵌合部件W的位置控制、力控制时产生的异常。
[0082]另外,在本实施方式中,控制部40作为异常恢复动作进行使嵌合部件W绕被嵌合直线Qla旋转的位置控制。S卩,如在图3C中用箭头V2表示的那样,控制部40进行使绕Y方向的轴的嵌合部件W的姿势A/变化(也包括振动)的位置控制。应予说明,控制部40也可以如在图3C中用箭头V2表示的那样,控制部40进行使绕Y方向的轴的嵌合部件W的姿势Αγ变化的角加速度产生的力矩作用于嵌合部件W的力控制。如上述那样,在面接触动作中,通过使嵌合部件W绕被嵌合直线Qla旋转,能够使嵌合平面W1与包括被嵌合直线Qla的被嵌合平面Q1面接触,但在该课程中可能产生异常。能够通过与面接触动作相同的位置控制或者力控制来消除像这样在面接触动作中产生的异常。
[0083]另外,在本实施方式中,控制部40作为异常恢复动作进行使嵌合部件W向与被嵌合直线Qla正交且与嵌合平面W1平行的方向移动的位置控制。S卩,如在图3C中用箭头V3表示的那样,控制部40进行使嵌合部件W向Z方向移动(也包括振动)的位置控制。应予说明,如图3C中用箭头V3表示的那样,控制部40也可以进行使嵌合部件W在Z方向上移动的加速度产生的力作用于嵌合部件W的力控制。并且,如在图3C中用箭头V4表示的那样,控制部40也可以进行使嵌合部件W向与被嵌合直线Qla正交且与被嵌合平面Q1平行的方向移动(也包括振动)的位置控制,还可以进行使力作用于该方向的力控制。这里,在嵌合部件W未与被嵌合部Q接触的状态下,通过使嵌合部件W向与被嵌合直线Qla正交且与嵌合平面W1或者被嵌合平面Q1平行的方向移动,能够使嵌合直线Wla与被嵌合直线Qla点接触,但在该课程中可能产生异常。通过与该过程平行的方向的位置控制或者力控制能够消除像这样在使嵌合直线Wla与被嵌合直线Qla点接触中产生的异常。
[0084](5)其他实施方式:
[0085]在上述第一实施方式中,仅进行了一次面接触动作,但如在图2B的括弧内表示的那样,控制部40也可以进行第二次的面接触动作(步骤S125)。S卩,控制部40也可以在如图3F所示的那样维持将嵌合平面W1与被嵌合平面Q1面接触的状态的状态下使绕X方向的轴的姿势A/变化来使第二嵌合平面W2与图2C所示的第二被嵌合平面Q2面接触。由此,能够从相互正交的两个方向对嵌合部件W进行定位,能够更加可靠地使嵌合部件W与被嵌合部Q嵌合。
[0086]另外,嵌合部件W具有与嵌合方向D平行的一个平面即可,未必需要从嵌合方向D观察是矩形。例如,嵌合部件W也可以如图3F所示那样是三棱柱,也可以如图3G所示那样是五棱柱。即使在这样的嵌合部件W中,也能够使用至少一个嵌合平面W1使嵌合部件W与被嵌合部Q嵌合。并且,嵌合部件W也可以具有弯曲面,还可以如图3H所示那样是圆柱和四棱柱结合而成的形状。在该情况下也能够使用弯曲面以外的任意一个平面来使嵌合部件W与被嵌合部Q嵌合。
[0087]另外,在上述第一实施方式中,基于力觉传感器P的测定结果来检测点接触、线接触以及面接触,但例如也可以通过识别利用照相机拍摄得到的图像来检测点接触、线接触以及面接触。另外,机器人1也可以不必进行异常恢复动作,例如也可以在检测到异常的情况下向操作人员发出通知。应予说明,在具备被夹在嵌合部件W与夹头23、23之间的弹性部件24、24的结构中,也可以使不具有与嵌合方向平行的平面即嵌合平面的例如圆柱状、椭圆柱状的嵌合部件W与被嵌合部Q嵌合。由于在该情况下也抑制不能够在机器人的力控制中追随的嵌合部件W的姿势的变化,所以能够进行精度更高的作业。
[0088](第二实施方式)
[0089]以下,参照附图对本发明的第二实施方式按照以下顺序进行说明。应予说明,对在各图中对应的结构部件标注相同的符号,并省略重复的说明。另外,对于与上述的第一实施方式相同的结构部件也标注相同的符号,并省略重复的说明。
[0090](1)第二实施方式所涉及的机器人的结构;
[0091](2)控制部的结构;
[0092](3)末端执行器的结构;
[0093](4)嵌合处理:
[0094](4 - 1)点接触动作;
[0095](4 - 2)线接触动作;
[0096](4 - 3)面接触动作;
[0097](4 — 4)嵌合动作;
[0098](4 - 5)异常恢复动作;
[0099](5)其他实施方式;
[0100](1)机器人的结构:
[0101]图4A是本发明的第二实施方式所涉及的机器人2的立体图。如图4A所示,机器人2具备臂10、末端执行器200以及控制部40a。由于臂10与第一实施方式相同,所以省略说明。
[0102]末端执行器200被安装于臂10的前端。通过六轴的臂10驱动,能够在规定的可动范围内使末端执行器200在任意的位置成为任意的姿势(角度)。在末端执行器200具备力觉传感器P以及环形灯H。力觉传感器P是测量作用于末端执行器200的三
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