CN105291088A - 机器人、机器人***以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机器人、机器人***以及控制方法。机器人包括对把持对象物进行把持的手部、具备手部的机械手、以及使机械手动作的控制部，控制部使具备手部的机械手以对把持对象物进行把持的状态移动到规定区域，使被安装到把持对象物的作业部件从把持对象物取下。

Description

机器人、机器人***以及控制方法
技术领域
本发明涉及机器人、机器人***、控制装置以及控制方法。
背景技术
对使机器人进行使用了工具的作业的情况进行研究、开发。
与此相关，提出在机器人的手臂直接连接末端执行器作为上述的工具(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2012－35391号公报
然而，在以往的机器人中，不能够判定由机器人进行的作业部件的供料是否成功，并进行与该判定结果对应的动作。更具体而言，以往的机器人例如通过驱动器的前端将螺钉作为作业部件进行供料，并在将被供料的螺钉紧固于规定位置这样的情况下，进行螺钉的供料的成功与否的判定，即使判定为未将螺钉适当地供料至驱动器的前端，但由于一直保持螺钉磁吸附在驱动器的前端的状态，所以即使想要再次进行螺钉的供料，也会被磁吸附的螺钉妨碍。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述以往技术的问题而完成的，提供一种能够实现与作业部件的供料状态对应的动作的机器人、机器人***、控制装置以及控制方法。
本发明的一方式是机器人，该机器人包括：手部，其对把持对象物进行把持；机械手，其具备上述手部；以及控制部，其使上述机械手动作，上述控制部使具备上述手部的上述机械手以把持上述把持对象物的状态移动到规定区域，并使安装到上述把持对象物的作业部件从上述把持对象物取下。
根据该构成，机器人使具备把持上述把持对象物的上述手部的上述机械手移动到规定区域，并使安装到上述把持对象物的作业部件从上述把持对象物取下。由此，机器人能够实现与作业部件的供料状态对应的动作。更具体而言，机器人例如在把持对象物和作业部件不是所希望的供料状态的情况下，能够再次开始安装作业。并且，在虽然暂时供料成功，但在之后的作业中作业部件留在把持对象物的情况下，也能够将作业部件从把持对象物取下。
本发明的其它方式也可以在机器人中使用如下的构成：上述控制部使上述手部动作，以将作业部件安装到上述把持对象物的前端，上述控制部判定上述作业部件是否以规定状态被安装到上述把持对象物的前端，并且在未判定为上述作业部件以规定状态被安装到上述把持对象物的前端的情况下，使上述手部动作，以将上述作业部件从上述把持对象物取下。
根据该构成，机器人通过控制部使手部动作，以将作业部件安装到把持对象物的前端，判定作业部件是否以规定状态被安装到把持对象物的前端，在未判定为作业部件以规定状态被安装到把持对象物的前端的情况下，使上述手部动作，以将作业部件从把持对象物取下。由此，机器人能够实现与作业部件的供料状态对应的动作。更具体而言，机器人例如能够判定把持对象物和作业部件的安装状态，来实现与作业部件的供料状态对应的动作，并且在不是所希望的供料状态的情况下，能够再次开始安装作业。并且，在虽然暂时供料成功，但在之后的作业中作业部件留在把持对象物的情况下，也能够将作业部件从把持对象物取下。
本发明的其它方式也可以在机器人中使用如下的构成：上述手部至少包括第一手部和第二手部，上述控制部使上述第一手部动作，以把持上述把持对象物并将上述作业部件安装于上述把持对象物，在未判定为上述作业部件以规定状态被安装到上述把持对象物的前端的情况下，使上述第二手部动作，以将上述作业部件从上述把持对象物取下。
根据该构成，机器人使第一手部动作，以把持把持对象物并将作业部件安装于把持对象物，在未判定为作业部件以规定状态被安装在把持对象物的前端的情况下，使第二手部动作，以将作业部件从把持对象物取下。由此，即使对把持对象物的作业部件的供料失败，机器人也不需要具备除料作业部件的其它构成，就能够将作业部件从把持对象物除料。
本发明的其它方式也可以在机器人中使用如下的构成：使用将上述作业部件从上述把持对象物取下的专用夹具，从上述把持对象物取下上述作业部件。
根据该构成，机器人使用将作业部件从把持对象物取下的专用夹具，从把持对象物取下作业部件。由此，机器人能够通过取下作业部件的专用夹具来可靠地将作业部件从把持对象物取下。
本发明的其它方式是机器人***，该机器人***包括：机器人，其具备对把持对象物进行把持的手部、具备上述手部的机械手和使上述机械手动作的控制部；以及拍摄部，其拍摄拍摄图像，上述机器人使具备上述手部的上述机械手以把持上述把持对象物的状态移动到规定区域，基于由上述拍摄部拍摄到的图像，使安装到上述把持对象物的前端的作业部件从上述把持对象物取下。
根据该构成，机器人***使具备把持上述把持对象物的上述手部的上述机械手移动到规定区域，基于由上述拍摄部拍摄到的图像，使安装到上述把持对象物的前端的作业部件从上述把持对象物取下。由此，机器人***能够实现与作业部件的供料状态对应的动作。更具体而言，机器人***例如能够利用拍摄部来判定把持对象物和作业部件的安装状态，来实现与作业部件的供料状态对应的动作，并且在不是所希望的供料状态的情况下，能够再次开始安装作业。并且，在虽然暂时供料成功，但在之后的作业中作业部件留在把持对象物的情况下，也能够将作业部件从把持对象物取下。
本发明的其它方式是使具备对把持对象物进行把持的手部和具备上述手部的机械手的机器人动作的控制装置，该控制装置使具备上述手部的上述机械手以把持上述把持对象物的状态移动到规定区域，使安装到上述把持对象物的前端的作业部件从上述把持对象物取下。
根据该构成，控制装置使具备把持上述把持对象物的上述手部的上述机械手移动到规定区域，并使安装到把持对象物的前端的作业部件从上述把持对象物取下。由此，控制装置能够实现与作业部件的供料状态对应的动作。更具体而言，控制装置例如能够判定把持对象物和作业部件的安装状态，来对与作业部件的供料状态对应的动作进行控制，在不是所希望的供料状态的情况下，能够再次开始安装作业。并且，在虽然暂时供料成功，但在之后的作业中作业部件留在把持对象物的情况下，也能够将作业部件从把持对象物取下。
本发明的其他方式是控制方法，该控制方法使具备对把持对象物进行把持的手部和具备上述手部的机械手的机器人动作，在上述控制方法中，使具备上述手部的上述机械手以把持上述把持对象物的状态移动到规定区域，使安装到上述把持对象物的前端的作业部件从上述把持对象物取下。
根据该构成，控制方法使具备把持上述把持对象物的上述手部的上述机械手移动到规定区域，并使安装到上述把持对象物的前端的作业部件从上述把持对象物取下。由此，控制方法能够实现与作业部件的供料状态对应的动作。更具体而言，控制方法例如能够判定把持对象物和作业部件的安装状态，来对与作业部件的供料状态对应的动作进行控制，在不是所希望的供料状态的情况下，能够再次开始安装作业。并且，在虽然暂时供料成功，但在之后的作业中作业部件留在把持对象物的情况下，也能够将作业部件从把持对象物取下。
根据以上，机器人、机器人***、控制装置以及控制方法，在虽然暂时供料成功，但在之后的作业中作业部件留在把持对象物的情况下，也能够将作业部件从把持对象物取下。由此，机器人能够实现与作业部件的供料状态对应的动作。更具体而言，机器人例如能够判定把持对象物和作业部件的安装状态，来实现与作业部件的供料状态对应的动作，并且在不是所希望的供料状态的情况下，能够再次开始安装作业。并且，在虽然暂时供料成功，但在之后的作业中作业部件留在把持对象物的情况下，也能够将作业部件从把持对象物取下。
附图说明
图1是表示作为本发明的一实施方式而示出的机器人***1的外观构成的立体图。
图2是表示在作为本发明的一实施方式而示出的机器人***1中控制装置30的硬件构成的框图。
图3是表示在作为本发明的一实施方式而示出的机器人***1中机器人20以及控制装置30的功能构成的框图。
图4是表示作为本发明的一实施方式而示出的机器人***1的动作顺序的流程图。
图5是对在作为本发明的一实施方式而示出的机器人***1中对包括电动螺丝刀T的前端SC的范围进行拍摄的情况进行说明的侧视图。
图6是表示作为本发明的一实施方式而示出的机器人***1中的电动螺丝刀T的前端SC与螺钉O的关系的侧视图，图6的(A)是在适当的状态下被供料的状态，图6的(B)是不适当的状态，图6的(C)是未安装的状态。
图7是在作为本发明的一实施方式而示出的机器人***1中，通过其它把持部HND2将吸附在电动螺丝刀T的前端SC的螺钉O除料的侧视图。
图8是在作为本发明的一实施方式而示出的机器人***1中，使用夹具B将吸附在电动螺丝刀T的前端SC的螺钉O除料的侧视图。
具体实施方式
(实施方式)
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式所涉及的机器人***1的构成的图。机器人***1包括拍摄部10、机器人20和控制装置30。
机器人20具有第一移动拍摄部21、第二移动拍摄部22、力传感器23、把持部HND1(第一手部)、把持部HND2(第二手部)、机械手MNP1以及机械手MNP2。在把持部HND1、2、机械手MNP1、2内置有未图示的多个促动器。
在本实施方式中，机器人20为双臂机器人。
双臂机器人是指具有由把持部HND1、爪部FNG1、机械手MNP1构成的臂(以下称为第一臂)和由把持部HND2、爪部FNG2、机械手MNP2构成的臂(以下称为第二臂)这两条臂的机器人。把持部HND1、把持部HND2分别被安装在机械手MNP1、机械手MNP2的前端。在把持部HND1、2的前端连接有后述的爪部FNG1、2。
除了双臂机器人之外，本发明也能够应用于单臂机器人。单臂机器人表示具有一条臂的机器人，例如是具有第一臂和第二臂中的任意一个的机器人。
另外，本实施方式中的机器人20内置有控制装置30，并通过内置的控制装置30进行控制。作为其它构成例，对于机器人20而言，也可以代替内置控制装置30的构成，而是通过设置在外部的控制装置30进行控制的构成。
第一臂为六轴垂直多关节型，能够通过机械手MNP1、把持部HND1、爪部FNG1基于促动器的协作的动作来进行六轴的自由度的动作。并且，第一臂具备第一移动拍摄部21、力传感器23。
第一移动拍摄部21例如是具备作为将所聚光的光转换为电信号的拍摄元件的CCD(ChargeCoupledDevice：电荷耦合元件)、CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)等的相机。
第一移动拍摄部21通过电缆以能够进行通信的方式与控制装置30连接。经由电缆的有线通信例如根据以太网(注册商标)、USB(UniversalSerialBus：通用串行总线)等标准进行。此外，第一移动拍摄部21和控制装置30也可以是通过根据Wi－Fi(注册商标)等通信标准进行的无线通信而连接的构成。
如图1所示，第一移动拍摄部21在构成第一臂的机械手MNP1的一部分被具备，能够通过第一臂的动作进行移动。第一移动拍摄部21被配置于在由把持部HND2的爪部FNG2把持电动螺丝刀T的状态下，能够拍摄包括供料到该电动螺丝刀T的前端SC的螺钉O的范围的静止图像的位置。以下，将由第一移动拍摄部21拍摄的拍摄图像称为第一移动拍摄图像来进行说明。此外，第一移动拍摄部21为拍摄上述的范围的静止图像作为第一移动拍摄图像的构成，但也可以取而代之，是拍摄上述的范围的动态图像作为第一移动拍摄图像的构成。
在第一臂的把持部HND1与机械手MNP1之间具备第一臂所具备的力传感器23。力传感器23对作用于把持部HND1(或者被把持部HND1把持的电动螺丝刀T)的力、力矩进行检测。
力传感器23通过通信向控制装置30输出表示检测出的力、力矩的信息。表示由力传感器23检测出的力、力矩的信息例如被使用于基于控制装置30的机器人20的顺应运动控制。
第二臂为六轴垂直多关节型，能够通过机械手MNP2和把持部HND2基于促动器的协作的动作来进行六轴的自由度的动作。另外，第二臂具备第二移动拍摄部22、力传感器23。
第二移动拍摄部22例如是具备作为将所聚光的光转换为电信号的拍摄元件的CCD、CMOS等的相机。
第二移动拍摄部22通过电缆以能够进行通信的方式与控制装置30连接。经由电缆的有线通信例如根据以太网(注册商标)、USB等标准进行。此外，第二移动拍摄部22和控制装置30也可以是通过根据Wi－Fi(注册商标)等通信标准进行的无线通信而连接的构成。
第二移动拍摄部22被配置于在由把持部HND1的爪部FNG1把持电动螺丝刀T的状态下，能够拍摄包括供料到该电动螺丝刀T的前端SC的螺钉O的范围的静止图像的位置。以下，将由第二移动拍摄部22拍摄的拍摄图像称为第二移动拍摄图像来进行说明。此外，第二移动拍摄部22是拍摄上述的范围的静止图像作为第二移动拍摄图像的构成，但也可以取而代之，是拍摄上述的范围的动态图像作为第二移动拍摄图像的构成。
在第二臂的把持部HND2与机械手MNP2之间具备第二臂所具备的力传感器23。力传感器23对作用于把持部HND2(或者被把持部HND2把持的电动螺丝刀T)的力、力矩进行检测。力传感器23通过通信向控制装置30输出表示检测出的力、力矩的信息。表示由力传感器23检测出的力、力矩的信息例如被使用于基于控制装置30的机器人20的顺应运动控制。
此外，第一臂、第二臂也可以分别以五自由度(五轴)以下进行动作，也可以以七自由度(七轴)以上进行动作。另外，机器人20的把持部HND1以及把持部HND2具备能够夹持物体的多个爪部FNG1、2。由此，机器人20能够通过把持部HND1和把持部HND2中的任意一方或者双方的爪部FNG来夹持电动螺丝刀T。
拍摄部10具备第一固定拍摄部11和第二固定拍摄部12，是由这两台拍摄部构成的立体拍摄部。拍摄部10并不限于由两台拍摄部构成，可以由三台以上的拍摄部构成，也可以是利用一台拍摄部拍摄二维图像的构成。
在本实施方式中，如图1所示，拍摄部10作为机器人20的一部分被设置在头顶部，但也可以取而代之，拍摄部10是与机器人20分体并设置在与机器人20不同的位置的构成。
第一固定拍摄部11例如是具备作为将所聚光的光转换为电信号的拍摄元件的CCD、CMOS等的相机。第一固定拍摄部11通过电缆以能够进行通信的方式与控制装置30连接。经由电缆的有线通信例如根据以太网(注册商标)、USB等标准进行。此外，第一固定拍摄部11和控制装置30也可以是通过根据Wi－Fi(注册商标)等通信标准进行的无线通信而连接的构成。
在本实施方式中，机器人20在第一固定拍摄部11的拍摄范围内包含包括供料装置SB的作业区域。以下，将由第一固定拍摄部11拍摄的拍摄图像称为第一固定拍摄图像来进行说明。
此外，第一固定拍摄部11是拍摄上述的范围的静止图像作为第一固定拍摄图像的构成，但也可以取而代之，是拍摄上述的范围的动态图像作为第一固定拍摄图像的构成。
第二固定拍摄部12例如是具备作为将所聚光的光转换为电信号的拍摄元件的CCD、CMOS等的相机。第二固定拍摄部12通过电缆以能够进行通信的方式与控制装置30连接。经由电缆的有线通信例如根据以太网(注册商标)、USB等标准进行。
此外，第二固定拍摄部12和控制装置30也可以是通过根据Wi－Fi(注册商标)等通信标准进行的无线通信而连接的构成。
第二固定拍摄部12被配置在能够拍摄与第一固定拍摄部11同样的范围的位置。以下，将由第二固定拍摄部12拍摄的拍摄图像称为第二固定拍摄图像进行说明。
此外，第二固定拍摄部12是拍摄上述的范围的静止图像作为第二固定拍摄图像的构成，但也可以取而代之，是拍摄上述的范围的动态图像作为第二固定拍摄图像的构成。
以下，为了便于说明，将第一固定拍摄图像和第二固定拍摄图像集中称为立体拍摄图像来进行说明。
机器人20例如通过电缆以能够进行通信的方式与控制装置30连接。经由电缆的有线通信例如根据以太网(注册商标)、USB等标准进行。此外，机器人20和控制装置30也可以通过根据Wi－Fi(注册商标)等通信标准进行的无线通信来连接。
在本实施方式中，机器人20获取从控制装置30输出的控制信号，并且动作基于获取到的控制信号被控制。由此，机器人20通过被机器人20的把持部HND1的爪部FNG1把持的电动螺丝刀T从供料装置SB供料螺钉O。供料至电动螺丝刀T的前端SC是指使电动螺丝刀T的前端SC吸附螺钉O。具体而言，将螺钉O供料至电动螺丝刀T的前端SC，包括将螺钉O磁吸附于电动螺丝刀T的前端SC、使用空气在电动螺丝刀T的前端SC吸附螺钉O等、在现有的技术中能够采用的所有的方式。在本实施方式中，作为其一个例子，对将螺钉O磁吸附于电动螺丝刀T的前端SC的情况进行说明。
而且，在基于电动螺丝刀T的螺钉O的供料失败的情况下，机器人20进行基于供料错误的动作。
此外，在以下的说明中，第一臂进行的动作可以由第二臂进行，第二臂进行的动作也可以由第一臂进行。换言之，机器人20也可以代替为利用把持部HND1把持电动螺丝刀T的构成，而是利用把持部HND2把持电动螺丝刀T的构成。该情况下，第一臂和第二臂进行的动作在以下的说明中可调换。
接下来，对控制上述的机器人20的控制装置30进行说明。
控制装置30例如成为图2所示的硬件构成。控制装置30例如具备CPU(CentralProcessingUnit：中央处理器)31、存储部32、输入接受部33和通信部34。这些构成要素经由总线Bus以能够相互通信的方式连接。
控制装置30经由通信部34与拍摄部10以及机器人20进行通信。CPU31执行储存在存储部32中的机器人控制用程序。控制装置30通过按照机器人控制用程序进行处理，来控制机器人20、拍摄部10。
存储部32例如包括HDD(HardDiskDrive：硬盘驱动器)、SSD(SolidStateDrive：固态硬盘)、EEPROM(ElectricallyErasableProgrammableRead－OnlyMemory：电可擦可编程只读存储器)、ROM(Read－OnlyMemory：只读存储器)、RAM(RandomAccessMemory：随机存取存储器)等，对控制装置30处理的各种信息、图像、机器人控制用程序进行储存。此外，存储部32也可以代替内置在控制装置30中，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。
输入接受部33例如是与键盘、鼠标、触摸板、其它输入装置(未图示)连接的输入输出接口。此外，输入接受部33也可以作为显示部发挥作用，还可以作为触摸面板构成。
通信部34构成为例如包括USB等数字输入输出端口、以太网端口等。通信部34对机器人20的各部输出控制信号，并从机器人20的各部输入传感器信号、图像数据。
接下来，参照图3，对控制装置30的功能构成进行说明。图3是表示控制装置30的功能构成的一个例子的图。控制装置30具有作为与CPU31对应的功能构成的控制部36。并且，控制装置30具有作为与通信部34对应的功能构成的图像获取部35。
图像获取部35获取由拍摄部10拍摄到的立体拍摄图像。图像获取部35将获取的立体拍摄图像输出给控制部36。另外，图像获取部35获取由第一移动拍摄部21拍摄到的第一移动拍摄图像。图像获取部35将获取的第一移动拍摄图像输出给控制部36。并且，图像获取部35获取由第二移动拍摄部22拍摄到的第二移动拍摄图像。图像获取部35将获取的第二移动拍摄图像输出给控制部36。
控制部36包括拍摄控制部41、作业部件检测部43、供料错误检测部45以及机器人控制部47。控制部36具备的功能部中的一部分或者全部例如通过CPU31执行存储在存储部32中的机器人控制用程序来实现。另外，这些功能部中的一部分或者全部也可以是LSI(LargeScaleIntegration：大规模集成电路)、ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit：专用集成电路)等硬件功能部。
拍摄控制部41控制拍摄部10来拍摄立体拍摄图像。更具体而言，拍摄控制部41控制第一固定拍摄部11来拍摄第一固定拍摄图像，控制第二固定拍摄部12来拍摄第二固定拍摄图像。另外，拍摄控制部41控制第一移动拍摄部21来拍摄第一移动拍摄图像。另外，拍摄控制部41控制第二移动拍摄部22来拍摄第二移动拍摄图像。
拍摄控制部41对拍摄部10中的第一固定拍摄部11以及第二固定拍摄部12、第一移动拍摄部21以及第二移动拍摄部22的拍摄动作进行控制。例如，拍摄控制部41对拍摄开始、拍摄结束进行控制。而且，拍摄控制部41也可以对变焦、拍摄方向等进行控制。
在检测作业部件时，拍摄控制部41使拍摄部10拍摄立体拍摄图像。在供料判定处理时，拍摄控制部41使第一移动拍摄部21以及第二移动拍摄部22拍摄图像。
作业部件检测部43参照由图像获取部35接收的立体拍摄图像，来获取机器人20周围的三维位置关系。由此，作业部件检测部43对成为机器人20的作业部件的电动螺丝刀T、螺钉O、供料装置SB的位置进行检测。
另外，作业部件检测部43读取由存储部32存储的信息，亦即表示从供料装置SB的位置至螺钉O为止的相对位置的螺钉位置信息，基于读取的螺钉位置信息来检测(计算)螺钉O的位置。
此外，作业部件检测部43也可以代替为对供料装置SB的位置进行检测，并基于检测出的供料装置SB的位置来检测螺钉O的位置的构成，而是不借助供料装置SB的位置而通过图案匹配等从立体拍摄图像检测螺钉O的构成。该情况下，作业部件检测部43不掌握供料装置SB的位置，而根据立体拍摄图像检测螺钉O的位置。
机器人控制部47对使机械手MNP1、2、把持部HND1、2进行动作的促动器供给控制信号。该控制信号包括各促动器的动作量。此时，机器人控制部47参照由力传感器23检测出的施加给机械手MNP1、2、把持部HND1、2的力、力矩。
由此，机器人控制部47对机器人20中的机械手MNP1、2、把持部HND1、2的动作进行控制。具体而言，机器人控制部47控制机械手MNP1、2以及把持部HND1、2来对电动螺丝刀T进行把持。而且机器人控制部47控制机械手MNP1、2来向电动螺丝刀T的前端SC供料螺钉O。并且，在螺钉O未以适当的状态被供料至电动螺丝刀T的前端SC的情况下，机器人控制部47从电动螺丝刀T的前端SC将螺钉O除料。而且，在螺钉O被适当地供料至电动螺丝刀T的前端SC的情况下，机器人控制部47控制机械手MNP1、2来对螺钉O进行螺纹固定。
适当的状态例如是电动螺丝刀T的前端SC嵌入设置在螺钉O的螺钉头的凹部，并且沿电动螺丝刀T的长边方向延伸的中心轴与沿螺钉O通过螺纹紧固而前进的方向延伸的中心轴重叠，从而能够利用电动螺丝刀T将螺钉O拧紧的状态，但是并不局限于此，也可以是其他某些状态。此外，包括上述的适当的状态的螺钉O的电动螺丝刀T的前端SC中的被供料后的状态分别是供料状态的一个例子。另外，上述的适当的状态是规定状态的一个例子。
供料错误检测部45进行判定螺钉O是否以适当的状态被供料至电动螺丝刀T的供料判定处理。此时，供料错误检测部45参照由图像获取部35获取的由第一移动拍摄部21或者第二移动拍摄部22拍摄的第一移动拍摄图像或者第二移动拍摄图像。
供料错误检测部45例如将包括电动螺丝刀T的前端SC以及螺钉O的移动拍摄图像与规定形状进行匹配。该规定形状是螺钉O以适当的状态被供料至电动螺丝刀T的前端SC的图像数据。在移动拍摄图像与规定形状匹配的情况下或者匹配误差较少的情况下，判定为螺钉O以适当的状态被供料到电动螺丝刀T的前端SC。
将该供料错误检测部45进行的供料判定处理的判定结果供给至机器人控制部47。由此机器人控制部47能够根据判定结果来选择机械手MNP1、2、把持部HND1、2的下一个动作。
接下来，参照图4的流程图以及图5～图8，对上述的机器人***1的动作进行说明。
首先在步骤S100中，机器人***1通过拍摄部10对机器人20的作业区域进行拍摄。该作业区域包括供料装置SB、螺钉O、电动螺丝刀T的放置场所。由拍摄部10拍摄到的立体拍摄图像被供给至控制装置30。
在下一个步骤S110中，机器人***1对机器人20的作业部件进行检测。此时，控制装置30对在步骤S100中所拍摄到的立体拍摄图像进行解析，来检测电动螺丝刀T、电动螺丝刀T的前端SC、螺钉O、供料装置SB。由此，机器人***1识别机器人20动作的空间中的作业部件的位置。
在下一个步骤S120中，机器人***1将作为作业部件的螺钉O供料给电动螺丝刀T。
此时，机器人***1参照由第一固定拍摄部11和第二固定拍摄部12拍摄到的立体拍摄图像，使机械手MNP1动作，通过把持部HND1的前端的爪部FNG来把持电动螺丝刀T。之后，机器人***1参照立体拍摄图像，通过机器人20把持的电动螺丝刀T(把持对象物)从供料装置SB供料螺钉O(作业部件)。
在本实施方式中，电动螺丝刀T的前端由永磁铁形成，螺钉O为金属制。机器人***1使机械手MNP1动作，使电动螺丝刀T的前端SC接近螺钉O。这样，螺钉O通过电动螺丝刀T的磁力而被磁吸附于电动螺丝刀T的前端SC。
供料装置SB在每次从图1所示的位置SPP除去螺钉O时，都将储存在内部的螺钉O配置(供料)至位置SPP。
在下一个步骤S130中，机器人***1在步骤S120中将螺钉O供料到电动螺丝刀T的前端SC后，对被供料到电动螺丝刀T的作为作业部件的螺钉O进行拍摄。
机器人***1通过第二移动拍摄部22对包括电动螺丝刀T的前端SC的范围进行拍摄。此时，机器人***1使机械手MNP1动作，以使电动螺丝刀T的前端SC处于规定位置。另一方面，机器人***1使机械手MNP2动作，以使第二移动拍摄部22的拍摄范围包括电动螺丝刀T的前端SC。
机器人***1在第二移动拍摄部22的拍摄范围包括电动螺丝刀T的前端SC的状态下，使第二移动拍摄部22拍摄第二移动拍摄图像。将该第二移动拍摄图像供给至控制装置30。
此时，控制装置30通过把持部HND1使螺钉O被供料到前端SC的电动螺丝刀T向规定位置移动。
如图5所示，电动螺丝刀T被把持部HND1中的包括爪部FNG1a、1b的爪部FNG夹持。该把持部HND1在该把持部HND1的主体连接有包括爪部FNG1a、1b的四个爪部FNG。爪部FNG的各个能够通过把持部HND1内的促动器调整与其它爪部FNG的前端部距离。由此，电动螺丝刀T被爪部FNG夹持，而在规定位置成为静止状态。
在该状态下，第二移动拍摄部22分别从第一方向C1和与第一方向C1不同的第二方向C2对包括被把持部HND1把持的电动螺丝刀T和被吸附于电动螺丝刀T的前端SC的螺钉O的范围进行拍摄。
此时，控制装置30首先使第二移动拍摄部22从第一方向C1对螺钉O以及电动螺丝刀T的前端SC进行拍摄，来获得第二移动拍摄图像。接下来，控制装置30如图5中的箭头所示那样使第二移动拍摄部22移动，并从第二方向C2对电动螺丝刀T的前端SC进行拍摄。由此，控制装置30获得从第二方向C2拍摄到的第二移动拍摄图像。
此外，在该实施方式中，通过把持部HND1把持电动螺丝刀T，使把持部HND2的第二移动拍摄部22移动来拍摄电动螺丝刀T的前端SC，但也可以通过使把持部HND1移动来使电动螺丝刀T的前端SC移动从而由第二移动拍摄部22进行拍摄。
在下一个步骤S140中，控制装置30判定螺钉O是否以规定状态被安装到电动螺丝刀T的前端SC(供料错误判定处理)。
更具体而言，供料错误检测部45通过从存储部32基于螺钉O以适当的状态被供料到电动螺丝刀T的前端SC的状态的图像(拍摄的图像、CG等)来进行图案匹配，从而进行供料错误的判定。在第一张第二移动拍摄图像和第二张第二移动拍摄图像中的任意一方中，判定基于图案匹配的判定的结果、即螺钉O是否以适当的状态被供料至电动螺丝刀T的前端SC。此外，在本实施方式中，使用第一张第二移动拍摄图像和第二张第二移动拍摄图像中的任意一方来进行判定，但也可以使用第一张第二移动拍摄图像和第二张第二移动拍摄图像这双方进行判定。
在不能够判定为螺钉O以规定状态被安装到电动螺丝刀T的前端SC的情况下，作为供料错误，使处理移至步骤S160。在能够判定为螺钉O以规定状态被安装到电动螺丝刀T的前端SC的情况下，使处理移至步骤S150。
该适当的状态(规定状态)是例如电动螺丝刀T的前端SC与螺钉O的螺钉头以能够通过电动螺丝刀T的动作紧固螺钉O的方式嵌合的状态等。然而，适当的状态并不局限于此，只要能够把持作为把持对象物的电动螺丝刀T，并继续使用了作为作业部件的螺钉O的作业，则可以是任何的状态。
具体而言，螺钉O能够以图6所示的各种状态被供料至电动螺丝刀T的前端SC。
图6的(A)示出螺钉O以适当的状态被供料至电动螺丝刀T的前端SC的状态。该状态下，螺钉O的螺钉头以能够通过前端SC螺纹紧固的状态被嵌合到电动螺丝刀T的前端SC。更具体而言，以能够螺纹紧固的状态被嵌合的状态是以电动螺丝刀T的长边方向的中心轴与对螺钉O进行螺纹紧固时的行进方向所涉及的中心轴一致的方式被嵌合的状态。在以图6的(A)这样的状态被供料的情况下的供料错误判定处理成为否定判定。
图6的(B)示出不能够判定为螺钉O以适当的状态被供料至电动螺丝刀T的前端SC的状态。螺钉O的螺钉头未以能够通过电动螺丝刀T的前端SC进行螺纹紧固的方式嵌合到前端SC，对螺钉O进行螺纹紧固时的中心轴相对于电动螺丝刀T的长边方向的中心轴不一致。不是适当的状态的情况是像这样电动螺丝刀T无法对螺钉O进行螺纹紧固的情况。
图6的(C)是螺钉O未被磁吸附于电动螺丝刀T的前端SC的情况。该状态下，电动螺丝刀T的前端SC未被供料螺钉O。这示出了基于电动螺丝刀T的前端SC的螺钉O的供料失败的情况。
图6的(B)、(C)这样的状态下的供料错误判定处理成为肯定判定。此外，在图6的(C)的情况下，可以取消下一个步骤S160中的螺钉O的除料步骤。
在本实施方式中，对控制装置30供给从两个方向拍摄到的第二移动拍摄图像。控制装置30对各个第二移动拍摄图像进行解析，来判定螺钉O是否以适当的状态被安装到电动螺丝刀T。这样，通过从第一方向C1和第二方向C2这两个方向拍摄两个第二移动拍摄图像，控制装置30能够抑制将没有发生供料错误的状态误判定为发生供料错误的状态。
此外，控制装置30也可以使第二移动拍摄部22从包括第一方向C1和第二方向C2的三个以上的方向拍摄第二移动拍摄图像。而且，控制装置30也可以使第二移动拍摄部22仅从第一方向C1和第二方向C2中的任意一个方向拍摄第二移动拍摄图像。
而且，控制装置30也可以是基于由拍摄部10拍摄的立体拍摄图像来判定螺钉O是否以适当的状态被供料到电动螺丝刀T的前端SC的构成。
该情况下，控制装置30使电动螺丝刀T的前端SC以及螺钉O静止于拍摄部10能够拍摄的范围。此时，在通过电动螺丝刀T的前端SC供料螺钉O后，使包括被把持部HND1把持的电动螺丝刀T和被磁吸附于电动螺丝刀T的前端SC的螺钉O的范围成为能够通过拍摄部10拍摄的位置。
在步骤S150中，机器人***1控制机器人20进行规定作业。该规定作业例如控制机器人20，使通过电动螺丝刀T供料的螺钉O移动至规定位置，并进行螺纹紧固。
控制装置30例如是通过视觉伺服和顺应运动控制以不破坏供料装置SB、螺钉O的方式进行来自供料装置SB的螺钉O的供料、螺钉O的螺纹紧固等动作的构成。也可以取而代之，控制装置30是不进行顺应运动控制的构成，也可以是通过视觉伺服以外的其它一些方法来控制机器人20的构成。此外，把持部HND1和把持部HND2中的任意一方或者双方是手部的一个例子。
在步骤S160中，机器人***1进行基于供料错误的动作。基于供料错误的动作是使具备把持电动螺丝刀T的把持部HND的机械手MNP移动到规定的除料区域(规定区域)，并从电动螺丝刀T取下被安装到电动螺丝刀T的螺钉O的动作(除料)。只要是除了图1所示的供料装置SB、螺钉O的放置场所、使用了电动螺丝刀T的作业区域之外的区域，该除料区域设置在任意的位置即可。
具体而言，如图7所示，通过把持部HND1的爪部FNG1a～1d把持电动螺丝刀T，并通过把持部HND2的爪部FNG2a、2b将螺钉O从电动螺丝刀T的前端SC除料。此时，首先，使电动螺丝刀T位于除料区域A的上方。把持部HND2通过爪部FNG2a、2b夹住被安装到电动螺丝刀T的主体的金属部的根部分。接下来，把持部HND2朝向电动螺丝刀T的前端SC的前端侧，沿图7中的方向S滑动。由此，若爪部FNG2a、2b到达电动螺丝刀T的前端SC附近，则能够通过爪部FNG2a、2b的力将螺钉O从电动螺丝刀T除料。
对于上述的机器人***1的动作而言，对将螺钉O供料至电动螺丝刀T的情况进行了说明，但在由于供料成功后的作业而螺钉O留在电动螺丝刀T的情况下，也可以进行步骤S100以后的动作。作为该情况，例举供料成功后螺纹固定作业失败而螺钉O留在电动螺丝刀T的情况。
此外，在机器人***1为单臂机器人的情况下，以其它方式从电动螺丝刀T除去螺钉O。例如能够使电动螺丝刀T振动来从电动螺丝刀T抖落螺钉O。另外，使电动螺丝刀T振动来从电动螺丝刀T抖落螺钉O，也可以在双臂机器人中进行。
作为步骤S160中的其它动作，如图8所示，也可以使用用于从电动螺丝刀T的前端SC取下螺钉O的专用夹具B。该夹具B例如是箱状的成形体，但并不限于此。
若控制装置30在步骤S140中进行肯定判定，则使机械手MNP2、把持部HND2动作，以使电动螺丝刀T的前端SC朝向夹具B移动。然后，例如如图8中的方向S那样以使电动螺丝刀T的前端SC与夹具B抵接的方式进行动作。由此被磁吸附于电动螺丝刀T的前端SC的螺钉O因与夹具B的摩擦力而落下到夹具B内。
并且，为了取下螺钉O，也能够不使用专用夹具B，而例如通过将螺钉O按压至作业台的边缘等动作来实现。
在该步骤S160中，优选控制装置30在与步骤S150中进行螺纹紧固动作的区域不同的区域除去螺钉O并使之落下。由此，能够抑制在除料动作后从电动螺丝刀T的前端SC落下的螺钉O对其它作业带来的影响。
此外，在该步骤S160中，也可以对将螺钉O从电动螺丝刀T的前端SC除料后的状态进行拍摄。优选控制装置30从两个视点以上对除料动作结束后的电动螺丝刀T的前端SC进行拍摄。
由此，控制装置30能够基于拍摄图像，来判定是否通过除料动作从电动螺丝刀T的前端SC除去螺钉O。在判定出螺钉O被从电动螺丝刀T的前端SC除料的情况下，能够移至重新对电动螺丝刀T的前端SC供料螺钉O的动作。
此外，在机器人***1中，是机器人20把持电动螺丝刀T的构成，但也可以取而代之，是其它一些人可使用的工具(刀具)，也可以是其它一些机器人专用的工具。人可使用的工具例如是棘爪手柄、扳手等。在上述的工具为棘爪手柄的情况下，供料的部件代替螺钉O，是棘轮套筒等，在上述的工具为扳手的情况下，供料的部件代替螺钉O，而为螺栓、螺母等。另外，机器人专用的工具是在机器人的机械手作为末端执行器而具备的电动螺丝刀等。电动螺丝刀T(即，上述的工具)是把持对象的一个例子。另外，螺钉O(即，上述的供料的部件)是作业部件的一个例子。
如以上说明那样，根据本实施方式的机器人***1、机器人20、控制装置30以及机器人20的控制方法，能够使具备把持电动螺丝刀T的把持部HND的机械手MNP移动到规定区域，并使被安装到电动螺丝刀T的螺钉O从电动螺丝刀T取下。
根据该构成，能够判定把持对象物和作业部件的安装状态，并实现与作业部件的供料状态对应的动作，在不是所希望的供料状态的情况下，能够再次开始安装作业。
另外，根据该机器人***1、机器人20、控制装置30以及机器人20的控制方法，在虽然对电动螺丝刀T的前端SC的螺钉O的供料成功，但之后的螺纹固定作业等失败的情况下，也能够从电动螺丝刀T除去螺钉O。
另外，根据该机器人***1，能够通过多个把持部HND中的任意一个把持电动螺丝刀T，并通过其它把持部HND除去电动螺丝刀T的前端SC的螺钉O。
由此，根据机器人***1，即使螺钉O的安装失败，也能够可靠地取下螺钉O，而移至下一个作业。另外，根据该机器人***1，不需要具有用于除去螺钉O的其它构成。
并且，根据该机器人***1，能够通过夹具B从电动螺丝刀T的前端SC取下螺钉O。由此，根据机器人***1，能够通过取下螺钉O的专用夹具B可靠地取下螺钉O。
以上，使用实施方式，对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明丝毫不限于这种实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够加入各种变形以及置换。
附图标记说明：1…机器人***，10…拍摄部，11…第一固定拍摄部，12…第二固定拍摄部，20…机器人，21…第一移动拍摄部，22…第二移动拍摄部，23…力传感器，30…控制装置，31…CPU，32…存储部，33…输入接受部，34…通信部，35…图像获取部，36…控制部，41…拍摄控制部，43…作业部件检测部，45…供料错误检测部，47…机器人控制部。

Claims (6)

1.一种机器人，其特征在于，包括：
手部，其对把持对象物进行把持；
机械手，其具备所述手部；以及
控制部，其使所述机械手动作，
所述控制部使具备所述手部的所述机械手以把持所述把持对象物的状态移动到规定区域，并使安装到所述把持对象物的作业部件从所述把持对象物取下。
2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
所述控制部使所述手部动作，以将作业部件安装到所述把持对象物的前端，
所述控制部判定所述作业部件是否以规定状态被安装到所述把持对象物的前端，
所述控制部在未判定为所述作业部件以规定状态被安装到所述把持对象物的前端的情况下，使所述手部动作，以将所述作业部件从所述把持对象物取下。
3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
所述手部至少包括第一手部和第二手部，
所述控制部使所述第一手部动作，以把持所述把持对象物并将所述作业部件安装于所述把持对象物，
所述控制部在未判定为所述作业部件以规定状态被安装到所述把持对象物的前端的情况下，使所述第二手部动作，以将所述作业部件从所述把持对象物取下。
4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，
使用将所述作业部件从所述把持对象物取下的专用夹具，从所述把持对象物取下所述作业部件。
5.一种机器人***，其特征在于，包括：
机器人，其具备对把持对象物进行把持的手部、具备所述手部的机械手和使所述机械手动作的控制部；以及
拍摄部，其拍摄拍摄图像，
所述机器人使具备所述手部的所述机械手以把持所述把持对象物的状态移动到规定区域，基于由所述拍摄部拍摄到的图像，使安装到所述把持对象物的前端的作业部件从所述把持对象物取下。
6.一种控制方法，其特征在于，所述控制方法使具备对把持对象物进行把持的手部和具备所述手部的机械手的机器人动作，
在所述控制方法中，使具备所述手部的所述机械手以把持所述把持对象物的状态移动到规定区域，使安装到所述把持对象物的前端的作业部件从所述把持对象物取下。
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