JP2012171067A - Robot control device, robot system and robot control method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ロボット制御装置、該装置を備えるロボットシステム、及びロボットを制御する方法に関する。 The present invention relates to a robot control device, a robot system including the device, and a method for controlling the robot.
従来から、例えば特許文献１，２に記載のように、ロボットに取り付けられたエンドエフェクターがコンベヤー上のワークを追従するいわゆるトラッキング動作を行うロボットシステムが知られている。このようなロボットシステムの概略構成をエンドエフェクターの軌道とともに図４を参照して説明する。
Conventionally, as described in
図４に示されるように、ロボット５０が有する基台５１の先端には、基台５１に対して水平方向に回動する第１アーム５２が連結され、また、第１アーム５２の先端には、第１アーム５２に対して水平方向に回動する第２アーム５３が連結されている。第２アーム５３の先端には、鉛直方向に直動するスプライン５４が連結され、さらに、スプライン５４の下端には、ワークＷを把持するエンドエフェクター５５が連結されている。なお、基台５１には、第１アーム５２を回動させる第１モーター５１ａが内蔵されているとともに、第２アーム５３には、第２アーム５３を回動させる第２モーター５３ａと、スプライン５４を直動させるスプラインモーター５３ｂとが内蔵されている。
As shown in FIG. 4, a
上記ロボット５０がワークＷに対してトラッキング動作を行うとき、トラッキング動作が開始されるときの位置である移動開始位置Ｐ１のエンドエフェクター５５に対し、下記上昇動作、合成動作、及び下降動作をロボット５０は順に行う。すなわち、上昇動作では、スプライン５４を上昇させて、移動開始位置Ｐ１のエンドエフェクター５５をその直上の上昇位置Ｐ１ａにまで上昇させる。次いで、合成動作では、下記（ａ）（ｂ）の合成動作を行い、エンドエフェクター５５を下降開始位置Ｐ３ａまで移動させる。
（ａ）トラッキング動作が開始されるときのワークの位置であるワーク初期位置Ｐ２に対して、その直上位置である目標位置Ｐ２ａに向けて上昇位置Ｐ１ａのエンドエフェクター５５を移動させる水平動作。
（ｂ）コンベヤー４０上のワークＷの進行方向にエンドエフェクター５５を加速させて、該進行方向におけるエンドエフェクター５５の速度とコンベヤー速度Ｃｖとが等しくなるようにこれらを同調させる追従動作。
When the
(A) A horizontal operation of moving the
(B) A follow-up operation of accelerating the
そして、下降動作では、スプライン５４を下降させて、合成動作の終了位置である下降開始位置Ｐ３ａのエンドエフェクター５５を下降終了位置Ｐ３まで下降させる。
次に、上記合成動作と下降動作とをロボット５０に行わせるときに、ロボットコントローラー６０が行う処理について、該ロボットコントローラー６０の構成を機能に基づいて示した図５を参照して説明する。
In the lowering operation, the
Next, processing performed by the
図５に示されるように、ロボットコントローラー６０のトラッキング判断部６１には、トラッキング動作の可能な領域にワークＷが進入したことを示すワーク検出信号がワーク検出部７１から送信される。そして、トラッキング判断部６１がワーク検出信号を受信すると、ワーク初期位置Ｐ２の算出を指令する算出指令信号がトラッキング判断部６１からワーク位置算出部６２に出力される。さらにまた、移動開始位置Ｐ１の算出を指令する算出指令信号がトラッキング判断部６１からエフェクター位置算出部６３に出力される。
As shown in FIG. 5, a workpiece detection signal indicating that the workpiece W has entered a region where the tracking operation can be performed is transmitted from the
ワーク位置算出部６２では、ワーク検出部７１がワークＷを検出する位置とコンベヤーエンコーダー７２から取得されるコンベヤー４０の移動量とに基づいて上記ワーク初期位
置Ｐ２が算出されて、該ワーク初期位置Ｐ２は軌道生成部６４に出力される。また、エフェクター位置算出部６３では、各モーター５１ａ，５３ａのアームエンコーダー７３から入力されるモーターの回転数に基づいて上記移動開始位置Ｐ１が算出されて、該移動開始位置Ｐ１もまた軌道生成部６４に出力される。
In the workpiece
軌道生成部６４では、上述したワーク初期位置Ｐ２と移動開始位置Ｐ１とに基づいて、上記合成動作におけるエンドエフェクター５５の軌道が生成されて、該軌道に沿ってエンドエフェクター５５を移動させる各モーター５１ａ，５３ａの駆動量が算出される。各モーター５１ａ，５３ａの駆動量は、アームモータードライバー８１に出力される。
The
軌道生成部６４の水平動作時間算出部６４ａでは、水平動作における加速期間や減速期間を示す速度パターンに基づいて上記水平動作に要する時間が算出される。水平動作時間算出部６４ａでは、合成動作の開始からの経過時間が上記算出時間に等しくなると、下降動作を開始するための下降指令信号がスプラインモータードライバー８２に出力される。
The horizontal operation time calculation unit 64a of the
アームモータードライバー８１では、軌道生成部６４から入力された駆動量に応じた駆動信号が生成されて該駆動信号が各モーター５１ａ，５３ａに出力される。スプラインモータードライバー８２では、スプライン５４が下降するための駆動信号が上記下降指令信号に応じてスプラインモーター５３ｂに出力される。これによって、上記合成動作の軌道に沿ってエンドエフェクター５５が移動するとともに、合成動作のうち水平動作分に要する時間が経過した後には、エンドエフェクター５５が下降終了位置Ｐ３まで下降する。
The
ところで、上述したトラッキング動作では、上記上昇動作、水平動作、及び下降動作を連続して実行する動作であるＪＵＭＰ動作と同様に、合成動作のうちの水平動作分が終了すると、エンドエフェクター５５は直ちに下降動作を開始することになる。それゆえに、例えば、移動開始位置Ｐ１とワーク初期位置Ｐ２との距離が過度に短くなると、水平動作分に要する時間が追従動作分に要する時間よりも短くなる結果、上記追従動作分が終了する前に水平動作分が終了することになる。このときのエンドエフェクター５５の速度のうち、水平動作方向、追従動作方向、及び下降動作方向の速度の各々の変更態様を図６に示す。なお、図６では、上昇位置Ｐ１ａから目標位置Ｐ２ａに向かうエンドエフェクター５５の速度を水平速度Ｖａ、エンドエフェクター５５の下降する速度を下降速度Ｖｂ、そしてワークＷの搬送方向と平行な方向のエンドエフェクター５５の速度を追従速度Ｖｃとする。
By the way, in the tracking operation described above, the
図６（ａ）に示されるように、タイミングｔ０で合成動作が開始されると、所定の加速期間にて水平速度Ｖａは定速度Ｖ１まで加速されて、移動開始位置Ｐ１とワーク初期位置Ｐ２との距離に応じた期間だけ定速度Ｖ１で推移した後、所定の減速期間にて減速される。次いで、図６（ｂ）に示されるように、合成動作のうち水平動作分が終了するタイミングｔ１からは、所定の加速期間にて下降速度Ｖｂが定速度Ｖ２まで加速される。そして、下降開始位置Ｐ３ａと下降終了位置Ｐ３との距離に応じた期間だけ下降速度Ｖｂは定速度Ｖ２で推移した後、タイミングｔ２までの所定の減速期間にて減速される。一方、図６（ｃ）に示されるように、タイミングｔ０で合成動作が開始されると、追従速度Ｖｃは、コンベヤー速度Ｃｖを超える最高速度Ｖ３まで加速された後に減速されて、タイミングｔ３
以降ではコンベヤー速度Ｃｖで推移する。
As shown in FIG. 6A, when the composition operation is started at timing t0, the horizontal speed Va is accelerated to a constant speed V1 in a predetermined acceleration period, and the movement start position P1 and the work initial position P2 are After shifting at a constant speed V1 for a period corresponding to the distance, the vehicle is decelerated in a predetermined deceleration period. Next, as shown in FIG. 6B, the descending speed Vb is accelerated to the constant speed V2 in a predetermined acceleration period from the timing t1 when the horizontal operation of the combined operation ends. Then, after the descent speed Vb changes at a constant speed V2 for a period corresponding to the distance between the descent start position P3a and the descent end position P3, it is decelerated in a predetermined deceleration period up to timing t2. On the other hand, as shown in FIG. 6C, when the compositing operation is started at the timing t0, the follow-up speed Vc is accelerated to the maximum speed V3 exceeding the conveyor speed Cv and then decelerated, and the timing t3
Thereafter, it changes at the conveyor speed Cv.
このとき、合成動作のうち水平動作分に要する時間が過度に短くなり、上記タイミングｔ２が上記タイミングｔ３よりも先行することとなると、エンドエフェクター５５がワークＷに追いつくタイミングでは、既にスプライン５４の下降が終了していることになる。その結果、下降終了位置Ｐ３のエンドエフェクター５５がトラッキング動作の対象となるワークＷやコンベヤー４０上における他のワークＷに衝突してしまい、エンドエフェクター５５によるワークＷの把持を行うことができなくなってしまう。なお、こうした問題は、コンベヤー４０上の対象物としてのワークＷをエンドエフェクター５５によって把持する場合に限らず、エンドエフェクター５５の把持しているワークＷをコンベヤー４０上のトレイ等の対象物上に載置する場合にも概ね共通して生じるものである。
At this time, if the time required for the horizontal operation of the combined operation becomes excessively short and the timing t2 precedes the timing t3, the
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボットに取り付けられたエンドエフェクターとコンベヤー上のワークとの衝突を抑制することのできるロボット制御装置、該装置を備えるロボットシステム、及びロボット制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a robot control device capable of suppressing a collision between an end effector attached to a robot and a workpiece on a conveyor, and a robot system including the device. And providing a robot control method.
本発明におけるロボット制御装置は、コンベヤーによって搬送されている対象物の上方に向けてエンドエフェクターを移動させながら、搬送方向における前記対象物の速度と前記エンドエフェクターの速度とを同調させて、前記対象物に向けて前記エンドエフェクターを下降させるロボット制御装置であって、前記エンドエフェクターがトラッキング開始時の位置から前記対象物のトラッキング開示時の位置の上方に到達するために必要な第１の時間と、前記エンドエフェクターの前記搬送方向における速度がトラッキング開始時から前記対象物の速度に同調するために必要な第２の時間と、を算出する算出部と、前記第１の時間と前記第２の時間とを比較し、前記エンドエフェクターの下降動作を設定する下降設定部とを備え、前記下降設定部は、前記第１の時間が前記第２の時間よりも短い場合に、前記エンドエフェクターの下降の終了時を前記第２の時間の経過時以降に設定することを要旨とする。 The robot controller according to the present invention synchronizes the speed of the object and the speed of the end effector in the conveying direction while moving the end effector toward the upper side of the object being conveyed by the conveyor, A robot controller for lowering the end effector toward an object, wherein the end effector has a first time required for the end effector to reach a position above the position at which tracking of the object is disclosed from the position at the start of tracking; A calculating unit that calculates a second time required for the speed of the end effector in the transport direction to synchronize with the speed of the object from the start of tracking, the first time, and the second time A descent setting unit that compares the time and sets the descent operation of the end effector. Parts, when the first time is shorter than the second time, and summarized in that setting the at the end of the descent of the end effector after the time lapse of the second time.
本発明におけるロボット制御装置によれば、対象物のトラッキング開示時の位置の上方にエンドエフェクターが到達するために必要な第１の時間と、エンドエフェクターの搬送方向における速度がトラッキング開始時から対象物の速度に同調するために必要な第２の時間とが算出される。そして、第１の時間が第２の時間よりも短い場合には、トラッキング開始時から第２の時間の経過時以降が下降の終了時として設定される。そのため、対象物に向けてエンドエフェクターが下降するときには、エンドエフェクターが対象物の上方から該対象物に接近するようになる。それゆえに、下降後のエンドエフェクターがコンベヤー上の対象物に接近して該エンドエフェクターとコンベヤー上の対象物とが衝突することを抑制することができる。 According to the robot control device of the present invention, the first time required for the end effector to reach above the position of the target when the tracking is disclosed, and the speed in the transport direction of the end effector are determined from the start of tracking. And a second time required to tune to the speed of. When the first time is shorter than the second time, the time after the elapse of the second time from the start of tracking is set as the end of descent. Therefore, when the end effector descends toward the object, the end effector approaches the object from above the object. Therefore, it is possible to suppress the end effector after being lowered from approaching the object on the conveyor and colliding between the end effector and the object on the conveyor.
この発明では、前記下降設定部は、前記第１の時間が前記第２の時間よりも短い場合に、前記エンドエフェクターの下降の開始時を前記第２の時間の経過時に設定することが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the lowering setting unit sets the start time of the lowering of the end effector at the elapse of the second time when the first time is shorter than the second time.
この発明によれば、トラッキング開始時から第２の時間が経過したときが、エンドエフェクターの下降開始時となる。それゆえに、対象物の位置の上方へエンドエフェクターが移動し、且つ、搬送方向におけるエンドエフェクターの速度が対象物の速度と同調したときに、エンドエフェクターの下降が開始される。そのため、下降開始時のエンドエフェクターが対象物の直上に位置する確率はさらに高くなる。また、エンドエフェクターの下降中にわたり、エンドエフェクターと対象物とのこうした位置関係が維持されるようになる
。そのため、エンドエフェクターと対象物との衝突が、より抑制されるようになる。
According to the present invention, when the second time has elapsed from the start of tracking, the end effector starts to descend. Therefore, when the end effector moves above the position of the object and the speed of the end effector in the transport direction is synchronized with the speed of the object, the end effector starts to descend. Therefore, the probability that the end effector at the start of descent is located immediately above the object is further increased. Further, the positional relationship between the end effector and the object is maintained while the end effector is descending. Therefore, the collision between the end effector and the object is further suppressed.
この発明では、前記下降設定部は、前記第１の時間が前記第２の時間以上である場合に、前記エンドエフェクターの下降の開始時を前記第１の時間の経過時以降に設定すことが好ましい。 In this invention, the lowering setting unit may set the start of the lowering of the end effector after the elapse of the first time when the first time is equal to or longer than the second time. preferable.
この発明によれば、第１の時間が第２の時間以上である場合には、トラッキング開始時から第１の時間の経過時以降に、エンドエフェクターの下降が開始される。それゆえに、対象物の搬送方向へのエンドエフェクターの速度が対象物の速度と同調した後、且つ対象物の位置の上方へエンドエフェクターが移動したときに、エンドエフェクターの下降が開始される。そのため、対象物とエンドエフェクターとの距離に関わらず、エンドエフェクターと対象物との衝突が抑制されるようになる。 According to this invention, when the first time is equal to or longer than the second time, the end effector starts to descend after the first time has elapsed since the tracking start time. Therefore, the end effector starts to descend after the speed of the end effector in the conveyance direction of the object is synchronized with the speed of the object and when the end effector moves above the position of the object. Therefore, the collision between the end effector and the target is suppressed regardless of the distance between the target and the end effector.
この発明では、前記算出部は、前記エンドエフェクターが停止した状態で前記第１の時間と前記第２の時間とを算出することが好ましい。
対象物の位置の上方にエンドエフェクターが到達するのに必要な第１の時間と、搬送方向におけるエンドエフェクターの速度と対象物の速度とが同調するのに必要な第２の時間とは、エンドエフェクターが移動している途中にて算出することが可能である。このような構成であれば、トラッキング動作以外の他の動作とトラッキング動作とを連続的に行うことが可能となる。しかし、エンドエフェクターが移動している途中にて該エンドエフェクターの位置を把握するとなれば、エンドエフェクターの速度を検出する構成や該検出結果の加味された第１の時間と第２の時間とを算出する構成など、これら第１の時間と第２の時間とを得るための構成が自ずと複雑なものとなる。また、エンドエフェクターが移動している途中にて該エンドエフェクターの位置を把握するため、エンドエフェクターの速度に起因する誤差が第１の時間と第２の時間とにおいて大きくなることも少なくない。この点、この発明によれば、エンドエフェクターが停止した状態で第１の時間と第２の時間とが算出されるため、上述した構成と比較して、簡単な構成によって第１の時間と第２の時間とを算出することが可能となる。また、第１の時間と第２の時間との精度も上述した構成と比較して高いものとなる。
In this invention, it is preferable that the calculation unit calculates the first time and the second time while the end effector is stopped.
The first time required for the end effector to reach above the position of the object and the second time required for the speed of the end effector in the transport direction to synchronize with the speed of the object are the end time. It is possible to calculate while the effector is moving. With such a configuration, it is possible to continuously perform an operation other than the tracking operation and the tracking operation. However, if the position of the end effector is to be grasped while the end effector is moving, the configuration for detecting the speed of the end effector and the first time and the second time in consideration of the detection result are obtained. The structure for obtaining the first time and the second time, such as the structure to be calculated, is naturally complicated. Further, since the position of the end effector is grasped while the end effector is moving, an error caused by the speed of the end effector often increases between the first time and the second time. In this regard, according to the present invention, since the first time and the second time are calculated in a state where the end effector is stopped, the first time and the second time can be calculated with a simple configuration as compared with the configuration described above. 2 times can be calculated. In addition, the accuracy of the first time and the second time is also higher than that of the configuration described above.
この発明では、前記対象物の上方に水平移動によって前記エンドエフェクターを移動させながら、前記対象物の速度と前記搬送方向における前記エンドエフェクターの速度とを同調させ、前記第１の時間は、前記水平移動に必要な時間であることが好ましい。 In this invention, while moving the end effector by horizontal movement above the object, the speed of the object and the speed of the end effector in the transport direction are synchronized, and the first time is the horizontal time. It is preferable that the time is required for movement.
この発明によれば、第１の時間の算出に考慮されるべきエンドエフェクターの移動が水平面に沿う二次元的な移動になるため、エンドエフェクターが三次元的に移動する場合と比較して、第１の時間を簡単、且つ高い精度で算出することが可能となる。 According to the present invention, since the movement of the end effector to be taken into consideration in the calculation of the first time is a two-dimensional movement along the horizontal plane, compared with the case where the end effector moves three-dimensionally, 1 time can be calculated easily and with high accuracy.
この発明では、前記対象物に向けて前記エンドエフェクターを下降させて前記エンドエフェクターに前記対象物を保持させることが好ましい。
この発明によれば、コンベヤー上の対象物をエンドエフェクターに保持させるときに、エンドエフェクターの下降の終了時が第１の時間と第２の時間との比較に基づき設定される。そのため、下降したエンドエフェクターが搬送方向に沿って対象物に近づくこと、ひいてはエンドエフェクターと対象物とが衝突することを抑制することができる。それゆえに、エンドエフェクターが対象物を保持することの可能な確率を高めることができる。
In this invention, it is preferable that the end effector is lowered toward the object to hold the object on the end effector.
According to this invention, when the object on the conveyor is held by the end effector, the end time of the end effector descending is set based on the comparison between the first time and the second time. Therefore, it is possible to suppress the lowered end effector from approaching the target object along the transport direction, and consequently, the collision between the end effector and the target object. Therefore, it is possible to increase the probability that the end effector can hold the object.
本発明におけるロボットシステムは、対象物を搬送するコンベヤーと、前記コンベヤーによって搬送されている対象物の上方に向けてエンドエフェクターを移動させながら、搬送方向における前記対象物の速度と前記エンドエフェクターの速度とを同調させて、前記対象物に向けて前記エンドエフェクターを下降させるロボットと、前記ロボットの動作を
制御するロボット制御装置とを備えるロボットシステムであって、前記ロボット制御装置が、上述したロボット制御装置であることを要旨とする。
In the robot system according to the present invention, the speed of the object in the transport direction and the speed of the end effector while moving the end effector toward the upper side of the object being transported by the conveyor and the object being transported by the conveyor. And a robot control device that controls the operation of the robot, the robot control device including the robot control described above. The gist is that it is a device.
本発明におけるロボットシステムによれば、ロボットに取り付けられたエンドエフェクターとコンベヤー上のワークとの衝突を抑制することのできるロボットシステムを提供することができる。 According to the robot system of the present invention, it is possible to provide a robot system capable of suppressing the collision between the end effector attached to the robot and the workpiece on the conveyor.
本発明におけるロボット制御方法は、コンベヤーによって搬送されている対象物の上方に向けてエンドエフェクターを移動させながら、搬送方向における前記対象物の速度と前記エンドエフェクターの速度とを同調させて、前記対象物に向けて前記エンドエフェクターを下降させるロボット制御方法であって、前記エンドエフェクターがトラッキング開示時の位置から前記対象物のトラッキング開示時の位置の上方に到達するために必要な第１の時間と、前記エンドエフェクターの前記搬送方向における速度がトラッキング開始時から前記対象物の速度に同調するために必要な第２の時間と、を算出する工程と、前記第１の時間と前記第２の時間とを比較し、前記エンドエフェクターの下降動作を設定する工程とを備え、前記下降の終了時を設定する工程では、前記第１の時間が前記第２の時間よりも短い場合に、前記エンドエフェクターの下降の終了時を前記第２の時間の経過時以降に設定することを要旨とする。 The robot control method according to the present invention synchronizes the speed of the object and the speed of the end effector in the conveying direction while moving the end effector toward the upper side of the object being conveyed by a conveyor. A robot control method for lowering the end effector toward an object, the first time required for the end effector to reach a position above the tracking position of the object from the tracking disclosure position; Calculating a second time required for the speed of the end effector in the transport direction to synchronize with the speed of the object from the start of tracking; and the first time and the second time. And a step of setting the lowering operation of the end effector, and In the step of constant, if the first time is shorter than the second time, and summarized in that setting the at the end of the descent of the end effector after the time lapse of the second time.
本発明におけるロボット制御方法によれば、対象物のトラッキング開示時の位置の上方にエンドエフェクターが到達するために必要な第１の時間と、エンドエフェクターの搬送方向における速度がトラッキング開始時から対象物の速度に同調するために必要な第２の時間とが算出される。そして、第１の時間が第２の時間よりも短い場合には、トラッキング開始時から第２の時間の経過時以降が下降の終了時として設定される。そのため、対象物に向けてエンドエフェクターが下降するときには、エンドエフェクターが対象物の上方から該対象物に接近するようになる。それゆえに、下降後のエンドエフェクターがコンベヤー上の対象物に接近して該エンドエフェクターとコンベヤー上の対象物とが衝突することを抑制することができる。 According to the robot control method of the present invention, the first time required for the end effector to reach above the position of the target when the tracking is disclosed, and the speed in the transport direction of the end effector from the start of tracking the target. And a second time required to tune to the speed of. When the first time is shorter than the second time, the time after the elapse of the second time from the start of tracking is set as the end of descent. Therefore, when the end effector descends toward the object, the end effector approaches the object from above the object. Therefore, it is possible to suppress the end effector after being lowered from approaching the object on the conveyor and colliding between the end effector and the object on the conveyor.
以下、本発明のロボット制御装置、該制御装置を備えるロボットシステム、及びロボット制御方法の一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。なお、本実施形態におけるロボットシステムは、図４を参照して先に説明した従来のロボットシステムと比較して、第１の時間としての水平動作時間と、第２の時間としての追従動作時間とに基づいて下降動作のタイミングを変更可能とすることに特徴を有するものである。そのため、以下では、その特徴を説明する便宜上、先に説明したロボットシステムと重複する構成、例えばロボットの構成の説明を割愛するとともに、図４を参照して説明した構成と同じ構成については同一の符号を付して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a robot control device, a robot system including the control device, and a robot control method according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the robot system in this embodiment has a horizontal operation time as a first time and a follow-up operation time as a second time as compared with the conventional robot system described above with reference to FIG. This is characterized in that the timing of the descent operation can be changed based on the above. Therefore, in the following, for convenience of explaining the features, a configuration that overlaps with the robot system described above, for example, a description of the configuration of the robot is omitted, and the same configuration as the configuration described with reference to FIG. 4 is the same. A description will be given with reference numerals.
［ロボットシステム］
図１に示されるように、ロボットシステムを構成するロボットコントローラー１０のトラッキング判断部１１には、コンベヤー４０上のワークＷを検出するワーク検出部２１が接続されている。ワーク検出部２１は、トラッキング動作の対象となるワークＷが所定の位置に到達したか否かを光学式のセンサーやカメラなどによって検出することで、ロボット５０によるトラッキング動作が可能な領域に該ワークＷが進入したか否かを検出する。そして、ワーク検出部２１は、トラッキング動作の対象となるワークＷがトラッキング動作の可能な領域に進入したことを検出すると、トラッキング判断部１１とワーク位置算出部１２とに対してワーク検出信号を出力する。
[Robot system]
As shown in FIG. 1, a
トラッキング判断部１１は、ワーク検出部２１からのワーク検出信号の入力を受けて該ワークＷをトラッキング動作の対象として登録するとともに、他のワークＷに対するトラッキング動作の進捗を把握する。こうした進捗の把握は、例えば、トラッキング動作を行うためのプログラムの処理状況をプログラムカウンターから取得することによって行われる。
The tracking
そして、他のワークＷに対するトラッキング動作の処理工程と当該ワークＷに対するトラッキング動作の処理工程とが重なることがない場合には、トラッキング判断部１１は、当該ワークＷのワーク初期位置Ｐ２の算出を指令する算出指令信号と、エンドエフェクター５５の移動開始位置Ｐ１の算出を指令する算出指令信号とを出力する。他方、他のワークＷに対するトラッキング動作の処理工程と当該ワークＷに対するトラッキング動作の処理工程とが重なる場合には、トラッキング判断部１１は、先行する他のワークＷに対するトラッキング動作の処理工程を優先させるとともに、該処理工程が終了したときに、当該ワークＷに対する上記各算出指令信号を出力する。
When the tracking operation processing step for another workpiece W and the tracking operation processing step for the workpiece W do not overlap, the tracking
このように、コンベヤー４０上を搬送される各々のワークＷが、上記ワーク検出部２１によって略同一の位置にて検出されたとしても、他のワークＷに対するトラッキング動作が行われているか否かによって、上記算出指令信号が出力されたときの移動開始位置Ｐ１が互いに異なることとなる。同様に、上記算出指令信号が出力されたときのワーク初期位置Ｐ２も互いに異なることになる。すなわち、トラッキング動作の開始時には、移動開始位置Ｐ１やワーク初期位置Ｐ２がトラッキング動作ごとに互いに異なることもある。その結果、これら移動開始位置Ｐ１とワーク初期位置Ｐ２との距離がトラッキング動作ごとに互いに異なることもある。
Thus, even if each work W conveyed on the
ワーク位置算出部１２には、ワーク検出部２１からワーク検出信号が入力されるとともに、上述したトラッキング判断部１１からは算出指令信号が入力される。ワーク位置算出部１２は、コンベヤー４０を駆動するモーターの回転数をコンベヤーエンコーダー２２から所定の演算周期で取得する。そして、ワーク位置算出部１２は、上記所定の演算周期ごとに、コンベヤーエンコーダー２２から取得したデータを用いて、上記ワーク検出指令を受けたときからのワークＷの移動量を算出し、さらにワーク検出部２１が検出したワークＷの位置に当該移動量を加えることによって、当該ワークＷの現在の位置を算出する。そして、ワーク位置算出部１２は、このようにして算出したワークＷの位置を上記所定の演算周期で軌道生成部１５に出力する。なお、この際、ワーク位置算出部１２は、軌道生成部１５に出力するワークＷの位置のうち、上記算出指令を受けたときから最新となるワークＷの位置をワーク初期位置Ｐ２として取り扱う。
The workpiece
エフェクター位置算出部１３には、上述したトラッキング判断部１１から算出指令信号が入力される。エフェクター位置算出部１３は、ロボット５０が有する各モーターの回転数を示すデータをアームエンコーダー２３から所定の演算周期で取得する。そして、エフ
ェクター位置算出部１３は、アームエンコーダー２３から上記所定の演算周期ごとに取得したデータを用いてエンドエフェクター５５の位置を算出するとともに、このようにして算出したエンドエフェクター５５の位置を上記所定の演算周期で軌道生成部１５に出力する。なお、この際、エフェクター位置算出部１３は、軌道生成部１５に出力するエンドエフェクター５５の位置のうち、上記算出指令を受けたときから最新となるエンドエフェクター５５の位置を移動開始位置Ｐ１として取り扱う。
A calculation command signal is input to the effector
追従動作時間算出部１４には、上述したトラッキング判断部１１から算出指令信号が入力される。この追従動作時間算出部１４には、上記（ｂ）追従動作時におけるエンドエフェクター５５の速度を制御するためのデータ、例えば加速期間、減速期間、さらにはコンベヤー速度Ｃｖが速度パターンとして格納されている。そして、追従動作時間算出部１４は、上記算出指令信号を受けると、上記速度パターンを参照して、ワークＷの搬送方向へのエンドエフェクター５５の速度が、上昇動作における速度「０」の状態からコンベヤー速度Ｃｖに等しくなるまでの時間を追従動作時間Ｔ２として算出する。そして、追従動作時間算出部１４は、算出した追従動作時間Ｔ２を下降設定部１６に出力する。
The follow-up operation
なお、追従動作時間算出部１４に格納された速度パターンとは、先の図６（ｃ）に示されるように、搬送方向へのエンドエフェクター５５の速度である追従速度Ｖｃが、合成動作の開始時からコンベヤー速度Ｃｖを超える最高速度Ｖ３にまで加速された後に減速されて、その後、コンベヤー速度Ｃｖで推移するパターンである。また、この速度パターンでは、加速期間と減速期間とにおける追従速度Ｖｃの平均値がコンベヤー速度Ｃｖとなるように、これら加速期間と減速期間とが設定されている。上記追従動作によってエンドエフェクター５５の移動する距離は、こうした追従速度Ｖｃとエンドエフェクター５５の移動した時間とを乗算した値である。それゆえに、加速期間と減速期間とにおける追従速度Ｖｃの平均値がコンベヤー速度Ｃｖとなる速度パターンであれば、追従速度Ｖｃがコンベヤー速度Ｃｖで推移するまでに、ワークＷが搬送方向に移動した距離とエンドエフェクター５５が搬送方向に移動した距離とが自ずと等しくなる。ちなみに、上述した速度パターンに基づいて算出される追従動作時間Ｔ２は、コンベヤー速度をＣｖ、追従動作における加速度（減速度）を加速度Ａ（−Ａ）とすると、下式によって算出される。
Note that the speed pattern stored in the follow-up operation
追従動作時間Ｔ２＝（２＋√２）Ｃｖ／２Ａ
軌道生成部１５には、ワーク位置算出部１２からその算出結果であるワークＷの位置が所定の周期ごとに入力されるとともに、エフェクター位置算出部１３からその算出結果であるエンドエフェクター５５の位置が同じく所定の周期ごとに入力される。軌道生成部１５は、上記所定の周期ごとに、これらワークの位置の直上位置とエンドエフェクター５５の位置とを結ぶ軌道をエンドエフェクター５５の軌道として生成するとともに、該軌道上の位置にエンドエフェクター５５を移動させるためのアームの関節角度を算出する。そして、軌道生成部１５は、その算出結果であるロボットの姿勢を再現するための各アームモーター３２の回転角度を算出するとともに、該算出結果に基づく各アームモーター３２の駆動量をアームモータードライバー３１に出力する。
Follow-up operation time T2 = (2 + √2) Cv / 2A
The
なお、軌道生成部１５は、上記ワーク初期位置Ｐ２の直上である目標位置Ｐ２ａと上記移動開始位置Ｐ１の直上である上昇位置Ｐ１ａとを結ぶ軌道を用いて各アームモーター３２の回転角度を算出し、該算出結果をアームモータードライバー３１に出力することによって、ロボット５０に合成動作を開始させる。この際、軌道生成部１５は、合成動作の経過時間である合成動作時間Ｔの計時を指令する計時指令信号を下降設定部１６に出力する。
The
また、軌道生成部１５の水平動作時間算出部１５ａには、上記水平動作時におけるエンドエフェクター５５の速度を制御するためのデータ、例えば加速期間、減速期間、さらに
は定速度Ｖ１が速度パターンとして格納されている。そして、軌道生成部１５は、上記ワーク初期位置Ｐ２の直上である目標位置Ｐ２ａと上記移動開始位置Ｐ１の直上である上昇位置Ｐ１ａとを結ぶ軌道を用い、上記速度パターンを参照して、該軌道に沿って水平動作することに要する時間を水平動作時間Ｔ１として算出する。そして、水平動作時間算出部１５ａは、算出した水平動作時間Ｔ１を下降設定部１６に出力する。
The horizontal operation time calculation unit 15a of the
下降設定部１６には、合成動作時間Ｔの計時を指令する計時指令信号が軌道生成部１５から入力され、また追従動作時間算出部１４から追従動作時間Ｔ２が入力されるとともに、水平動作時間算出部１５ａからは水平動作時間Ｔ１が入力される。そして、下降設定部１６は、軌道生成部１５からの計時指令信号を受けて、エンドエフェクター５５の上昇を指令する上昇指令信号をスプラインモータードライバー３３に出力する。また、下降設定部１６は、該下降設定部１６が有するタイマーを用いて、上記計時指令信号を受けてからの経過時間を合成動作時間Ｔとして計時する。
The
また、下降設定部１６は、追従動作時間Ｔ２の長さと水平動作時間Ｔ１の長さとを比較する。そして、水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２以上の長さである場合には、下降設定部１６は、上記合成動作の開始から下降動作を開始するまでの時間である下降待機時間Ｔ３を水平動作時間Ｔ１に設定する。他方、水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２よりも短い場合には、下降設定部１６は、下降待機時間Ｔ３を追従動作時間Ｔ２に設定する。そして、下降設定部１６は、合成動作時間Ｔが下降待機時間Ｔ３になるときに、スプライン５４の下降を指令する下降指令信号をスプラインモータードライバー３３に出力する。
The lowering
上記軌道生成部１５には、アームモーター３２を回転させるアームモータードライバー３１が接続されている。なお、上述のように、アームモーター３２には、第１モーター５１ａと第２モーター５３ａとが含まれる。また、アームモータードライバー３１も各モーター５１ａ，５３ａに対して一つずつ搭載されている。第１モーター５１ａと接続されたアームモータードライバー３１は、軌道生成部１５から入力された第１モーター５１ａの駆動量に基づき、該駆動量に応じた駆動信号を生成して該駆動信号を第１モーター５１ａに出力する。他方、第２モーター５３ａに接続されたアームモータードライバー３１は、軌道生成部１５から入力された第２モーター５３ａの駆動量に基づき、該駆動量に応じた駆動信号を生成して該駆動信号を第２モーター５３ａに出力する。
An
アームモーター３２としての第１モーター５１ａ及び第２モーター５３ａは、それぞれに入力された駆動信号に応じて回転することで、各アーム５２，５３を回動させる。これにより、上記エンドエフェクター５５が、上記上昇位置Ｐ１ａから下降開始位置Ｐ３ａにまで移動する。
The
上記軌道生成部１５及び下降設定部１６には、スプラインモータードライバー３３が接続されている。スプラインモータードライバー３３には、エンドエフェクター５５の上昇を指令する上昇指令信号が下降設定部１６から入力され、またエンドエフェクター５５の下降を指令する下降指令信号が下降設定部１６から入力される。スプラインモータードライバー３３は、上記上昇指令信号を受けて、スプライン５４を上昇させるための駆動信号を生成し、該駆動信号をスプラインモーター３４に出力する。また、スプラインモータードライバー３３は、上記下降指令信号を受けて、スプライン５４を下降させるための駆動信号を生成し、該駆動信号をスプラインモーター３４に出力する。
A
スプラインモーター３４は、入力された駆動信号に応じて回転することで、エンドエフェクター５５を移動開始位置Ｐ１から上昇位置Ｐ１ａに移動させる、若しくは下降開始位置Ｐ３ａから下降終了位置Ｐ３に移動させる。
The
上述のように、本実施形態のロボットコントローラー１０は、上記追従動作に要する時間を算出する追従動作時間算出部１４と、上記水平動作に要する時間を算出する水平動作時間算出部１５ａと、算出された追従動作時間Ｔ２と水平動作時間Ｔ１とを比較する下降設定部１６を備えるようにしている。そして、水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２以上の長さである場合には、下降設定部１６は、上記合成動作の開始から下降動作を開始するまでの下降待機時間Ｔ３を水平動作時間Ｔ１とする一方、水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２よりも短い場合には、下降待機時間Ｔ３を追従動作時間Ｔ２とするようにしている。それゆえに、ワークＷに対してスプライン５４を下降させるときには、スプライン５４の先端が対象物の直上に位置するようになる。また、スプライン５４の下降中にわたり、スプライン５４の先端であるエンドエフェクター５５とワークＷとのこうした位置関係が維持されるようになる。そのため、コンベヤー４０上を搬送されるワークＷとスプライン５４との衝突が抑制されるようになる。
As described above, the
［トラッキング動作］
上述したロボットシステムが上記トラッキング動作時に行う処理の手順について図２を参照して説明する。なお、図２には、トラッキング動作のうち、ロボット５０のエンドエフェクター５５によってコンベヤー４０上のワークＷを把持させる際の処理のみが示されている。
[Tracking operation]
A procedure of processing performed by the robot system described above during the tracking operation will be described with reference to FIG. Note that FIG. 2 shows only the processing when the work W on the
ロボットコントローラー１０は、まず、コンベヤー４０上にトラッキングの可能なワークＷが存在するとき、つまり、上記ワーク検出部２１からのワーク検出信号が入力されたとき（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ロボット５０が、直近に検出されたワークＷでない他のワークＷに対するトラッキング動作を行っているか否かを判断する（ステップＳ２）。そして、他のワークＷに対するトラッキング動作の最初の処理工程が行われていないと判断されると（ステップＳ２：ＮＯ）、上記移動開始位置Ｐ１及びワーク初期位置Ｐ２の算出を指令する算出指令信号を生成し（ステップＳ３）、該信号に基づいて算出された移動開始位置Ｐ１及びワーク初期位置Ｐ２とによってトラッキング動作の軌道を算出する。
First, when there is a work W that can be tracked on the
次いで、上記軌道に基づいて水平動作に要する水平動作時間Ｔ１と（ステップＳ４）、追従動作に要する追従動作時間Ｔ２とを算出する（ステップＳ５）。そして、これら時間Ｔ１，Ｔ２の長さを比較し（ステップＳ６）、水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２以上の長さである場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、上記下降待機時間Ｔ３を水平動作時間Ｔ１とする。他方、水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２より短い場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、下降待機時間Ｔ３を追従動作時間Ｔ２とする（ステップＳ８）。 Next, based on the trajectory, a horizontal operation time T1 required for the horizontal operation (step S4) and a follow-up operation time T2 required for the follow-up operation are calculated (step S5). Then, the lengths of these times T1 and T2 are compared (step S6). If the horizontal operation time T1 is equal to or longer than the follow-up operation time T2 (step S6: YES), the descent waiting time T3 is The operation time is T1. On the other hand, when the horizontal operation time T1 is shorter than the follow-up operation time T2 (step S6: NO), the descent standby time T3 is set as the follow-up operation time T2 (step S8).
下降待機時間Ｔ３の設定が終了すると（ステップＳ７、ステップＳ８）、スプライン５４の上昇を開始する（ステップＳ９）。エンドエフェクター５５の位置が、移動開始位置Ｐ１の直上である上昇位置Ｐ１ａに到達すると、上記水平動作と追従動作との合成動作と、該合成動作の開始時からの時間である合成動作時間Ｔの計時とを開始する（ステップＳ１０）。
When the setting of the descent waiting time T3 is completed (steps S7 and S8), the
そして、上記計測している合成動作時間Ｔが下降待機時間Ｔ３に等しくなると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、つまり、エンドエフェクター５５が上記下降開始位置Ｐ３ａに到達すると、スプライン５４を下降させることでエンドエフェクター５５を下降終了位置Ｐ３に到達させる（ステップＳ１２）。次いで、下降終了位置Ｐ３のエンドエフェクター５５にコンベヤー４０上のワークＷを把持させる（ステップＳ１３）。なお、エンドエフェクター５５によって把持されたワークＷは、静止した載置台上や他のコンベヤー上等に搬送される。
When the measured synthetic operation time T becomes equal to the descent waiting time T3 (step S11: YES), that is, when the
次に、上記水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２よりも短い場合に、上記ロボットコン
トローラー１０がロボット５０に行わせる動作の態様について図３を参照して説明する。なお、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ水平動作の方向、下降動作の方向、及び追従動作の方向におけるエンドエフェクターの速度の変更態様を示すタイミングチャートであって、先の図６に対応する図である。そのため、図６と同じく、上昇位置Ｐ１ａから目標位置Ｐ２ａに向かうエンドエフェクター５５の速度を水平速度Ｖａとし、また、エンドエフェクター５５の下降する速度を下降速度Ｖｂとし、さらに、ワークＷの搬送方向と平行な方向のエンドエフェクター５５の速度を追従速度Ｖｃとする。
Next, an aspect of the operation that the
図３（ａ）及び図３（ｃ）に示されるように、上記合成動作が開始されるタイミングｔ０にて、水平速度Ｖａの加速と追従速度Ｖｃの加速とが開始される。そして、図３（ａ）に示されるように、水平速度Ｖａは、タイミングｔ１まで加速された後、タイミングｔ１からタイミングｔ２の期間では一定の定速度Ｖ１で推移する。そして、タイミングｔ４までにかけて、水平速度Ｖａの減速が行われる。これに対し、図３（ｃ）に示されるように、追従速度Ｖｃは、上記タイミングｔ２とタイミングｔ４との間の時刻であるタイミングｔ３までの期間で、コンベヤー速度Ｃｖよりも高い最高速度Ｖ３にまで加速される。その後、タイミングｔ４からタイミングｔ５までの期間で、最高速度Ｖ３からコンベヤー速度Ｃｖにまで減速される。 As shown in FIGS. 3A and 3C, at the timing t0 when the synthesis operation is started, acceleration of the horizontal speed Va and acceleration of the tracking speed Vc are started. As shown in FIG. 3A, the horizontal speed Va is accelerated to the timing t1, and then changes at a constant constant speed V1 during the period from the timing t1 to the timing t2. Then, the horizontal speed Va is decelerated until the timing t4. On the other hand, as shown in FIG. 3C, the follow-up speed Vc is set to a maximum speed V3 higher than the conveyor speed Cv in a period up to the timing t3 which is a time between the timing t2 and the timing t4. To be accelerated. Thereafter, the speed is decelerated from the maximum speed V3 to the conveyor speed Cv in a period from timing t4 to timing t5.
そして、図３（ｂ）に示されるように、タイミングｔ５にて下降動作による下降方向への下降速度Ｖｂの加速が開始される。下降速度Ｖｂは、タイミングｔ５からタイミングｔ６にかけて加速された後、タイミングｔ６からタイミングｔ７の期間は所定の定速度Ｖ２で推移する。次いで、タイミングｔ７からタイミングｔ８にかけて速度「０」にまで減速されることで、スプライン５４の先端に接続されたエンドエフェクター５５が、ワークＷを把持可能な位置にまで下降する。
Then, as shown in FIG. 3B, acceleration of the descending speed Vb in the descending direction by the descending operation is started at the timing t5. The descending speed Vb is accelerated from timing t5 to timing t6, and then transitions at a predetermined constant speed V2 during the period from timing t6 to timing t7. Next, by decelerating to the speed “0” from timing t7 to timing t8, the
これに対し、従来のロボットコントローラー６０では、上述のように、また図３（ｂ）に示されるように、スプライン５４の下降は、タイミングｔ４にて開始された後、二点差線で示されるような下降速度Ｖｂの変更態様で下降することで、タイミングｔ５よりも前のタイミングｔ４ａにて終了する。
On the other hand, in the
このように、本実施形態によれば、追従方向への追従速度Ｖｃが、コンベヤー速度Ｃｖに一致して以降にスプライン５４の下降動作を開始するようにしている。そのため、ワークＷが搬送される方向の後方からエンドエフェクター５５がワークＷに衝突することを抑制するとともに、該スプライン５４の下降方向からエンドエフェクター５５をワークＷに接近させることができる。それゆえに、上記エンドエフェクター５５によるワークＷの把持の確率を高めることができる。
Thus, according to the present embodiment, the descending operation of the
以上説明したように、本実施形態によれば以下に列挙する効果が得られるようになる。
（１）エンドエフェクター５５がワークＷの上方に移動することに先立って、ワークＷの位置の上方である目標位置Ｐ２ａにエンドエフェクター５５が到達するのに要する水平動作時間Ｔ１と、エンドエフェクター５５の追従速度Ｖｃとコンベヤー速度Ｃｖとが等しくなるのに要する追従動作時間Ｔ２とが算出される。そして、水平動作時間Ｔ１の長さと追従動作時間Ｔ２の長さを比較して、水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２よりも短い場合には、エンドエフェクター５５に対する合成動作の開始時から追従動作時間Ｔ２の経過時以降がエンドエフェクター５５の下降の終了時として設定される。
As described above, according to the present embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) Prior to the
それゆえに、合成動作のうち水平動作分が終了し、且つ、エンドエフェクター５５の追従速度がコンベヤー速度Ｃｖに等しくなった後に、エンドエフェクター５５が下降終了位置Ｐ３に到達する。そのため、ワークＷに向けてエンドエフェクター５５が下降するときには、下降終了位置Ｐ３に到達したエンドエフェクター５５がワークＷに対して搬送方向
から近づくのではなく、ワークＷの上方からエンドエフェクター５５がワークＷに接近するようになる。それゆえに、エンドエフェクター５５とコンベヤー４０上のワークＷとの衝突を抑制することができる。
Therefore, the
（２）水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２よりも短い場合には、エンドエフェクター５５に対する合成動作の開始時から追従動作時間Ｔ２が経過したときが、エンドエフェクター５５の下降開始時となる。それゆえに、合成動作のうち水平動作分が終了した後であって、且つ、引き続き行われる追従動作分が終了したときに、エンドエフェクター５５の下降が開始される。そのため、下降開始時のエンドエフェクター５５は、ワークＷの直上に位置する確率がさらに高くなる。また、エンドエフェクター５５の下降中にわたり、エンドエフェクター５５とワークＷとのこうした位置関係が維持されるようになる。そのため、エンドエフェクター５５とワークＷとの衝突が、さらに抑制されるようになる。
(2) When the horizontal operation time T1 is shorter than the follow-up operation time T2, the time when the follow-up operation time T2 has elapsed from the start of the composition operation for the
（３）水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２以上である場合には、合成動作の開始時から水平動作時間Ｔ１が経過したときに、エンドエフェクター５５の下降が開始される。それゆえに、合成動作のうち追従動作分が終了した後であって、且つ引き続き行われる水平動作分が終了したときに、エンドエフェクター５５の下降が開始される。そのため、上昇位置Ｐ１ａと目標位置Ｐ２ａとの距離に関わらず、エンドエフェクター５５とワークＷとの衝突が抑制されるようになる。
(3) When the horizontal operation time T1 is equal to or longer than the follow-up operation time T2, the
（４）水平動作に必要な水平動作時間Ｔ１と、追従動作に必要な追従動作時間Ｔ２とは、合成動作の途中であっても算出することは可能である。このような構成であれば、エンドエフェクター５５に対する下降動作と該エンドエフェクター５５に対する他の動作とを連続的に行うことが可能となる。しかし、合成動作の途中でエンドエフェクター５５の位置を把握するためには、エンドエフェクター５５の速度を検出する構成や該検出結果を加味して水平動作時間Ｔ１と追従動作時間Ｔ２とを算出する構成など、これら水平動作時間Ｔ１と追従動作時間Ｔ２とを得るための構成が複雑なものとなる。また、合成動作の途中でエンドエフェクター５５の位置を把握するため、エンドエフェクター５５の速度に起因する誤差が、水平動作時間Ｔ１と追従動作時間Ｔ２とにおいて大きくなる場合も少なくない。この点、上記実施形態によれば、エンドエフェクター５５が移動開始位置Ｐ１に停止した状態で水平動作時間Ｔ１と追従動作時間Ｔ２とが算出されるため、上述した構成と比較して、簡単な構成によって水平動作時間Ｔ１と追従動作時間Ｔ２とを算出することが可能となる。また、水平動作時間Ｔ１と追従動作時間Ｔ２との精度も上述した構成と比較して高いものとなる。
(4) The horizontal operation time T1 required for the horizontal operation and the follow-up operation time T2 required for the follow-up operation can be calculated even during the synthesis operation. With such a configuration, it is possible to continuously perform the lowering operation on the
（５）エンドエフェクター５５は、ワークＷの上方に水平移動によって到達してコンベヤー速度Ｃｖと同調しながらワークＷに向けて下降する。そのため、水平動作時間Ｔ１の算出に考慮されるべきエンドエフェクター５５の軌道が水平面に沿う二次元的なものになるため、エンドエフェクター５５が三次元的に移動する場合と比較して、水平動作時間Ｔ１を簡単、且つ高い精度で算出することが可能となる。
(5) The
（６）エンドエフェクター５５の追従速度Ｖｃとコンベヤー速度Ｃｖとを同調させながらワークＷに向けてエンドエフェクター５５を下降させる動作によって、ワークＷがエンドエフェクター５５に把持される。そのため、エンドエフェクター５５がワークＷを把持することのできる確率を高めることができる。
(6) The work W is gripped by the
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・上記エンドエフェクター５５は、ワークＷを把持することによって該ワークＷの保持を行うものに限らず、ワークＷを吸引したり、磁気によって吸着したりすること等によって、該ワークＷの保持を行うものであってもよい。あるいは、上記エンドエフェクター５
５は、コンベヤー４０上で搬送されるワークＷに対して該ワークＷの上方から所定の加工を施すものであってもよい。要は、上記エンドエフェクター５５は、コンベヤー上で搬送される対象物に対して下降するものであればよい。
In addition, the said embodiment can also be suitably changed and implemented as follows.
The
5 may perform a predetermined process on the workpiece W conveyed on the
・上記合成動作は、移動開始位置Ｐ１から目標位置Ｐ２ａに向けてエンドエフェクター５５を三次元的に移動させる動作と、上述した追従動作との合成動作であってもよい。要は、上記合成動作は、対象物の位置の上方にエンドエフェクター５５を到達させる動作と、エンドエフェクター５５の追従速度をコンベヤー速度Ｃｖに同調させる動作とが合成された動作であればよい。
The above combining operation may be a combining operation of the operation of moving the
・上記合成動作の過程では、エンドエフェクター５５の位置とワークＷの位置とが所定の周期で算出されるとともに、これらエンドエフェクター５５の位置とワークＷの位置とを用いて、エンドエフェクター５５の軌道が更新される。この際、エンドエフェクター５５の軌道が更新されるごとに、あるいはエンドエフェクター５５の位置が検出されるごとに、上述した水平動作時間Ｔ１と追従動作時間Ｔ２とが算出されるとともに、これら水平動作時間Ｔ１と追従動作時間Ｔ２との比較に基づき、下降動作の開始時が更新される構成であってもよい。
In the process of the synthesis operation, the position of the
すなわち、エンドエフェクター５５が停止している状態から水平動作時間Ｔ１と追従動作時間Ｔ２とが算出されるのではなく、エンドエフェクター５５が移動しているときに、ワークＷの直上位置である目標位置Ｐ２ａを上述した所定の演算周期で更新する。そして、更新された目標位置Ｐ２ａを用いて、上記水平動作時間Ｔ１と追従動作時間Ｔ２とが更新される構成であってもよい。また、水平動作時間Ｔ１と追従動作時間Ｔ２との比較に基づく下降動作の開始時の設定が、１つのワークＷに対する１回のトラッキング動作にて複数回行われる構成であってもよい。要は、上述したトラッキング開始時とは、合成動作の開始時から水平動作あるいは追従動作のいずれか一方が終了する終了時までのうち、エンドエフェクター５５の位置とワークＷの位置とが算出可能な算出時であればよい。
That is, the horizontal operation time T1 and the follow-up operation time T2 are not calculated from the state in which the
・上記水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２以上である場合には、合成動作のうち水平動作分の終了時以降に上記下降動作が終了する構成であればよい。例えば、下動動作に要する時間である下降時間が予め設定されるとともに、上記水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２以上であるときには、合成動作のうち水平動作が終了する時間を推定し、該推定した時間から下降時間だけ前に下降動作を開始する構成であってもよい。なお、水平動作が終了する時間の推定値は、合成動作が行われる軌道と該軌道上における水平動作の速度パターンとを用いて算出することが可能である。 When the horizontal operation time T1 is equal to or longer than the follow-up operation time T2, the descending operation may be completed after the end of the horizontal operation of the synthesis operation. For example, when the descent time, which is the time required for the downward motion, is set in advance and the horizontal motion time T1 is equal to or longer than the follow-up motion time T2, the time at which the horizontal motion is completed in the synthesis operation is estimated, and the estimation A configuration may be adopted in which the descent operation is started by the descent time before the measured time. Note that the estimated value of the time at which the horizontal motion ends can be calculated using the trajectory in which the composite motion is performed and the speed pattern of the horizontal motion on the trajectory.
・上記水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２よりも短い場合には、上記下降動作の開始時を追従動作の終了時とするようにした。これに限らず、水平動作時間Ｔ１が追従動作時間Ｔ２よりも短い場合には、追従動作の終了時に、下降動作によるスプライン５４の下降が行われている途中となるように、つまり、エンドエフェクター５５の下降終了位置Ｐ３までの下降が終了していないようにすればよい。この場合、スプライン５４の下降動作に要する時間をロボットコントローラー１０にて算出する、若しくは同下降動作に要する時間をロボットコントローラー１０に予め記憶させておくようにする。そして、下降動作の終了時が、追従動作の終了時以降となるように下降動作に要する時間に応じて該下降動作の開始時を設定するようにすればよい。これによれば、ワークＷの直上からスプライン５４が下降することになるため、ワークＷとスプライン５４との衝突を抑制することができる。
-When the horizontal operation time T1 is shorter than the follow-up operation time T2, the start of the descending operation is set as the end of the follow-up operation. Not limited to this, when the horizontal operation time T1 is shorter than the follow-up operation time T2, at the end of the follow-up operation, the
・上記トラッキング動作は、エンドエフェクター５５が移動開始位置Ｐ１にある状態から開始されることに限らず、エンドエフェクター５５が上昇位置Ｐ１ａにある状態から開
始されてもよい。
The tracking operation is not limited to the state in which the
・上記トラッキング動作は、ワークＷを把持していない状態のエンドエフェクター５５の追従速度Ｖｃをコンベヤー速度Ｃｖに同調させた後に、該エンドエフェクター５５によってワークＷを把持し、その後、該ワークＷを所定位置に搬送する。これに限らず、トラッキング動作は、予めワークＷを把持した状態のエンドエフェクター５５の追従速度Ｖｃをコンベヤー速度Ｃｖに同調させた後に、コンベヤー４０上で搬送されるトレイに該ワークＷを載置するようにしてもよい。
In the tracking operation, after the follower speed Vc of the
・上記トラッキング動作は、互いに異なる並設されたコンベヤーに対して行われる動作であって、一方のコンベヤー上で搬送されるワークＷを他方のコンベヤー上に搬送する動作であってもよい。要は、上記トラッキング動作は、対象物の速度とエンドエフェクター５５の速度とを同調させながら対象物に向けてエンドエフェクター５５を下降させる動作を行うものであればよい。
The tracking operation may be performed on different conveyors arranged side by side, and may be an operation of transporting the workpiece W transported on one conveyor onto the other conveyor. In short, the tracking operation only needs to perform an operation of lowering the
・一つのワークに対する複数回のトラッキング動作が一つのコンベヤー上で連続して行われる場合、二回目以降のトラッキング動作では、追従速度Ｖｃとコンベヤー速度Ｃｖとが既に同調しているため、追従動作時間Ｔ２が算出されることなく、水平動作時間Ｔ１の経過時以降が下降の終了時として設定される構成であってもよい。 When multiple tracking operations for one workpiece are continuously performed on one conveyor, the tracking speed Vc and the conveyor speed Cv are already synchronized in the second and subsequent tracking operations. The configuration may be such that the time after the elapse of the horizontal operation time T1 is set as the end of the descent without calculating T2.
・水平速度Ｖａの変更の態様は、上述した速度パターンに限らず、例えば、定速度Ｖ１で推移する期間が割愛された態様であってもよい。また、追従速度Ｖｃの変更の態様は、上述した速度パターンに限らず、例えば、コンベヤー速度Ｃｖを超えることなく、加速期間のみによって追従速度Ｖｃがコンベヤー速度Ｃｖに達する態様であってもよい。また、例えば、最高速度Ｖ３に到達した後に最高速度Ｖ３で推移する期間が追加される態様であってもよい。要は、水平速度Ｖａの変更の態様は、水平動作時間Ｔ１を算出することの可能な態様であればよく、また、追従速度Ｖｃの変更の態様も、追従動作時間Ｔ２を算出することの可能な態様であればよい。 The aspect of changing the horizontal speed Va is not limited to the above-described speed pattern, and may be an aspect in which the period of transition at the constant speed V1 is omitted, for example. The mode of changing the follow-up speed Vc is not limited to the above-described speed pattern. For example, the follow-up speed Vc may reach the conveyor speed Cv only in the acceleration period without exceeding the conveyor speed Cv. Further, for example, a mode in which a period of transition at the maximum speed V3 after reaching the maximum speed V3 may be added. In short, the aspect of changing the horizontal speed Va may be an aspect capable of calculating the horizontal operation time T1, and the aspect of changing the follow-up speed Vc can also calculate the follow-up operation time T2. Any other embodiment may be used.
・上記ロボット５０は、水平多関節ロボットに限らず、垂直多関節ロボット、例えば六軸ロボットとして具現化してもよい。
The
Ａ…加速度、Ｔ…合成時間、Ｗ…ワーク、Ｃｖ…コンベヤー速度、Ｐ１…移動開始位置、Ｐ２…ワーク初期位置、Ｐ３…下降終了位置、Ｔ１…水平動作時間、Ｔ２…追従時間、Ｔ３…下降待機時間、Ｐ１ａ…上昇位置、Ｐ２ａ…目標位置、Ｐ３ａ…下降開始位置、１０，６０…ロボットコントローラー、１１，６１…トラッキング判断部、１２，６２…ワーク位置検出部、１３，６３…エフェクター位置算出部、１４…追従動作時間算出部、１５，６４…軌道生成部、１５ａ，６４ａ…水平動作時間算出部、１６…下降設定部、２１，７１…ワーク検出部、２２，７２…コンベヤーエンコーダー、２３，７３…アームエンコーダー、３１，８１…アームモータードライバー、３２…アームモーター、３３，８２…スプラインモータードライバー、３４…スプラインモーター、４０…コンベヤー、５０…水平多関節ロボット（ロボット）、５１…基台、５１ａ…第１モーター、５２…第１アーム、５３…第２アーム、５３ａ…第２モーター、５３ｂ…スプラインモーター、５４…スプライン、５５…エンドエフェクター。
A ... Acceleration, T ... Composite time, W ... Work, Cv ... Conveyor speed, P1 ... Movement start position, P2 ... Work initial position, P3 ... Descent end position, T1 ... Horizontal operation time, T2 ... Follow-up time, T3 ... Descent Standby time, P1a ... ascending position, P2a ... target position, P3a ... descending start position, 10, 60 ... robot controller, 11, 61 ... tracking judgment unit, 12, 62 ... work position detecting unit, 13, 63 ...
Claims (8)
前記エンドエフェクターがトラッキング開始時の位置から前記対象物のトラッキング開示時の位置の上方に到達するために必要な第１の時間と、前記エンドエフェクターの前記搬送方向における速度がトラッキング開始時から前記対象物の速度に同調するために必要な第２の時間と、を算出する算出部と、
前記第１の時間と前記第２の時間とを比較し、前記エンドエフェクターの下降動作を設定する下降設定部と
を備え、
前記下降設定部は、
前記第１の時間が前記第２の時間よりも短い場合に、前記エンドエフェクターの下降の終了時を前記第２の時間の経過時以降に設定する
ことを特徴とするロボット制御装置。 While moving the end effector above the object being conveyed by the conveyor, the speed of the object and the speed of the end effector in the conveying direction are synchronized, and the end effector is moved toward the object. A robot control device for lowering,
A first time required for the end effector to reach a position above the tracking disclosure position of the object from the tracking start position, and the speed of the end effector in the transport direction from the tracking start time to the target A calculation unit for calculating a second time required to synchronize with the speed of the object;
A descent setting unit that compares the first time with the second time and sets a descent operation of the end effector;
The lowering setting unit
When the first time is shorter than the second time, the end of the lowering of the end effector is set after the elapse of the second time.
前記第１の時間が前記第２の時間よりも短い場合に、前記エンドエフェクターの下降の開始時を前記第２の時間の経過時に設定する
請求項１に記載のロボット制御装置。 The lowering setting unit
2. The robot control device according to claim 1, wherein when the first time is shorter than the second time, the start time of lowering of the end effector is set at the elapse of the second time.
前記第１の時間が前記第２の時間以上である場合に、前記エンドエフェクターの下降の開始時を前記第１の時間の経過時以降に設定する
請求項１又は２に記載のロボット制御装置。 The lowering setting unit
3. The robot control device according to claim 1, wherein when the first time is equal to or longer than the second time, the start time of the end effector descending is set after the elapse of the first time.
前記エンドエフェクターが停止した状態で前記第１の時間と前記第２の時間とを算出する
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボット制御装置。 The calculation unit includes:
The robot control device according to claim 1, wherein the first time and the second time are calculated in a state where the end effector is stopped.
前記第１の時間は、
前記水平移動に必要な時間である
請求項４に記載のロボット制御装置。 While moving the end effector by moving horizontally above the object, the speed of the object and the speed of the end effector in the transport direction are synchronized,
The first time is
The robot control apparatus according to claim 4, wherein the time is required for the horizontal movement.
請求項１〜５のいずれか一項に記載のロボット制御装置。 The robot control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the end effector is lowered toward the object to cause the end effector to hold the object.
前記コンベヤーによって搬送されている対象物の上方に向けてエンドエフェクターを移動させながら、搬送方向における前記対象物の速度と前記エンドエフェクターの速度とを同調させて、前記対象物に向けて前記エンドエフェクターを下降させるロボットと、
前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置と
を備えるロボットシステムであって、
前記ロボット制御装置が、請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボット制御装置であ
る
ことを特徴とするロボットシステム。 A conveyor for conveying objects;
While moving the end effector toward the upper side of the object being conveyed by the conveyor, the speed of the object and the speed of the end effector in the conveying direction are synchronized, and the end effector is directed toward the object. A robot that lowers
A robot system comprising a robot control device for controlling the operation of the robot,
The robot control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the robot control device is the robot control device according to any one of claims 1 to 6.
前記エンドエフェクターがトラッキング開示時の位置から前記対象物のトラッキング開示時の位置の上方に到達するために必要な第１の時間と、前記エンドエフェクターの前記搬送方向における速度がトラッキング開始時から前記対象物の速度に同調するために必要な第２の時間と、を算出する工程と、
前記第１の時間と前記第２の時間とを比較し、前記エンドエフェクターの下降動作を設定する工程と
を備え、
前記下降の終了時を設定する工程では、
前記第１の時間が前記第２の時間よりも短い場合に、前記エンドエフェクターの下降の終了時を前記第２の時間の経過時以降に設定する
ことを特徴とするロボット制御方法。 While moving the end effector above the object being conveyed by the conveyor, the speed of the object and the speed of the end effector in the conveying direction are synchronized, and the end effector is moved toward the object. A robot control method for lowering,
A first time required for the end effector to reach a position above the tracking disclosure position of the object from the tracking disclosure position, and the speed of the end effector in the transport direction from the tracking start time to the target Calculating a second time required to tune to the speed of the object;
Comparing the first time and the second time, and setting a descending action of the end effector,
In the step of setting the end of the descent,
When the first time is shorter than the second time, the end of the end effector descending is set after the elapse of the second time.
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