JP2020069614A - ロボットシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様のロボットシステムは、センサによって得られたデータに基づき、移動手段によって移動している対象の位置検出を少なくとも行うセンサシステムと、前記対象に対して作業を行うロボットと、前記ロボットを制御するロボット制御装置と、前記ロボット制御装置に接続され、前記移動手段による前記対象の移動量を計測する計測部と、を備え、前記センサシステムが、前記センサに前記データを取得させる際に信号を送信し、前記ロボット制御装置が、前記信号を受信した時の前記計測部の計測値に関する値を保持し、前記値を前記センサシステムにより検出される前記対象の位置と対応させる。
なお、センサによるデータ取得の瞬間に対する計測部の計測値が得られる瞬間の遅れを加味して、計測値を補正しても良い。
また正確なトラッキング制御が不要な場合は、ロボット制御装置がセンサシステムに起動の信号を送るタイミングで計測部の計測値を保持しても良い。
検査装置や高精度な計測器の製造会社等によって製造されるセンサシステムは、対象の質情報や形状情報の検出に優れている場合がある。当該態様では、保持した計測値に関する値にセンサシステムによって検出される質情報や形状情報が対応付けられるので、センサシステムによって得られた質情報を用いた正確な判断等が可能となる。
センサシステムとロボット制御装置との上位制御装置を介した通信は、センサシステムとロボット制御装置とが直接通信する場合に比べ、通信に遅れが生じ易い。当該態様では、センサシステムがセンサにデータを取得させる際に、センサシステムが信号を送信し、ロボット制御装置が、信号を受信した時の計測部の計測値に関する値を保持する。このため、センサシステムとロボット制御装置とが上位制御装置を介して通信を行う場合でも、ロボットの正確なトラッキング制御を行うことが可能となる。
なお、この場合でも前記センサによる前記データ取得の瞬間に対する計測部の計測値が得られる瞬間の遅れを加味して、計測値を補正しても良い。
また正確なトラッキング制御が不要な場合は、ロボット制御装置がセンサシステムに起動の信号を送るタイミングで計測部の計測値を保持しても良い。
なお、この場合でも前記センサによる前記データ取得の瞬間に対する計測部の計測値が得られる瞬間の遅れを加味して、計測値を補正しても良い。
当該態様では、センサシステムがロボットの制御用に製造されたものではなく、センサがロボット又は他のロボットに支持されている。しかし、センサシステムによる対象の位置検出が行われた際の計測部の計測値に関する値とロボット又は他のロボットの動作情報とが対応付けられるので、ロボットの正確なトラッキング制御を行うことが可能となる。
本実施形態のロボットシステムは、図1に示されるように、対象Oを移動させる移動手段としての搬送装置10と、センサシステム20と、ロボット30と、ロボット30を制御するロボット制御装置40とを備えている。搬送装置10の搬送方向とロボット30のロボット座標系201のX軸方向が一致しており、搬送装置10の搬送面に垂直な方向とロボット座標系201のZ軸方向とが一致しており、ロボット座標系201のY軸方向は搬送装置10の幅方向と一致するように取られている。本実施形態ではZ軸方向は鉛直方向である。
なお、処理部22および判断部23はセンサ21に内蔵されても良い。
前記検査は如何なる検査であってもよく、処理部22は、周知の画像処理等を行うことによって処理後データを作成し、判断部23は処理後データに基づき各対象Oについて例えば部品検査又は製品検査の一環として合否判断を行う。
なお、図1に示されるように、信号線46はセンサ制御装置24から配線されても良い。センサ制御装置24は露光のためのステップ信号をカメラに送るが、その信号をロボット制御装置40に入れても良い。もしくは、センサ制御装置24は撮像のタイミングで照明を光らせるためのストロボ信号を出力することができるが、その信号をロボット制御装置40に入れても良い。要は、カメラ21の露光と定時性を保った信号がロボット制御装置40に入力されれば良い。コンベヤ速度が凡そ一定でかつ遅れがほぼ一定であれば計測部10aの計測値の補正が可能である。
なお、ここでは物理的に別途配線を行っているが、センサ制御装置24とロボット制御装置40を繋ぐ配線、例えばイーサネット(登録商標)を通じてロボット制御装置24に信号を入力しても良い。例えば、イーサネット(登録商標)の中には様々なプロトコルがあり、産業用にフィールドバスなどが用意されている。フィールドバスの中には、高周期でデータのやり取りが可能なものがあり、疑似的に露光のタイミングに合わせた信号を出力することも可能である。この信号を利用して計測部10aの計測値を保持しても良い。コンベヤ速度が凡そ一定でかつ遅れがほぼ一定であれば計測部10aの計測値の補正(計算)が可能である。当該計算が行われる場合、計算後の値が保持される。
対象Oに作業を行うための動作が開始されると、ロボット制御装置40はセンサシステム20に対象Oの位置の検出を行わせる指令信号を送信する(ステップS1−1)。これにより、センサシステム20はセンサ21とロボット制御装置40にトリガー信号を送り(ステップS2−1)、処理部22又は判断部23がセンサ21によって得られたデータを用いて各対象Oの少なくとも位置を検出し(ステップS2−2)、検出した位置データをロボット制御装置40に送信する(ステップS2−3)。なお、ステップS1−1が行われずに、ステップS2−1およびS2−2が所定時間ごと、もしくは、センサシステム20にロボットとは別もしくは同じエンコーダを入力して一定距離ごとに実行されてもよい。もしくは、別途光電センサを設け、光電センサの検知をトリガーとして指令信号を送付しても良い。また、ステップS2−3において、位置データに各対象Oの姿勢データが含まれていてもよい。
なお、指令信号は、センサシステムが用意する何らかの通信手段で送信されれば良い。例えば、イーサネット(登録商標)を通じたコマンドメッセージでも良いし、ロボット制御装置40とセンサシステムを配線して指令信号を送付しても良い。
若しくは受信した瞬間の時間を割り込み処理で記録しておき、その前後の区切りでエンコーダ値を記録して間を線形補完し、受信した瞬間のエンコーダ値を計算によって求めても良い。このように求められた値も計測値に関する値である。
若しくは遅れを考慮してセンサシステム側で信号を先行して送信するようにしても良い。
なお、精度が不要なトラッキングシステムの場合は、ステップS1−1後に又はステップS1−1に応じて計測部10aの計測値を記録し、S2−3で送られてきた結果と対応付けても良い。
なお、ロボット制御装置40とセンサシステム20との間の前記信号および前記データの送受信は、センサシステムが用意する何らかの通信手段で受信されれば良い。例えば、イーサネット(登録商標)を通じたメッセージでも良いし、フィールドバスを利用した疑似グループ信号でも良いし、ロボット制御装置とセンサシステムを配線してグループ信号を受信しても良い。ここでグループ信号は、各信号が例えば16ビットの一つに対応したものである。
なおロボット30が作業を行う前に複数の対象をセンサシステム20が検出した場合、ロボット制御装置40はそれらをキュー管理しても良い。
対象Oに作業を行うための動作が開始されると、ロボット制御装置40は上位制御装置50に対象Oの位置の検出を行わせる指令信号を送信し(ステップS3−1)、上位制御装置50からセンサシステム20に指令信号が送信される(ステップS4−1)。これにより、センサシステム20はセンサ21とロボット制御装置40にトリガー信号を送り(ステップS5−1)、処理部22又は判断部23がセンサ21によって得られたデータを用いて各対象Oの少なくとも位置を検出し(ステップS5−2)、検出した位置データを上位制御装置50に送信する(ステップS5−3)。上位制御装置50は受信した位置データをロボット制御装置40に送信する(ステップS4−2)。
検査装置や高精度の計測器の製造会社等によって製造されるセンサシステム20は、対象Oの質情報の検出に優れている場合がある。当該構成によって、保持した計測値に関する値にセンサシステム20によって検出される質情報や形状情報が対応付けられる。このため、センサシステム20によって得られた質情報や形状情報を用いた正確な判断等が可能となり、例えば、質が悪いものから順にロボット30による取出作業を行うことが可能となる。
10a 計測部
10b モータ
20 センサシステム
21 センサ
22 処理部
23 判断部
24 センサ制御装置
30 ロボット
30a アーム
31 サーボモータ
40 ロボット制御装置
41 プロセッサ
42 表示装置
43 記憶部
43a システムプログラム
43b 動作プログラム
43c 追随制御プログラム
43d 計測値保持プログラム
44 サーボ制御器
45 入力部
50 上位制御装置
201 ロボット座標系
O 物品
Claims (4)
- センサによって得られたデータに基づき、移動手段によって移動している対象の位置検出を少なくとも行うセンサシステムと、
前記対象に対して作業を行うロボットと、
前記ロボットを制御するロボット制御装置と、
前記ロボット制御装置に接続され、前記移動手段による前記対象の移動量を計測する計測部と、を備え、
前記センサシステムが、前記センサに前記データを取得させる際に信号を送信し、
前記ロボット制御装置が、前記信号を受信した時の前記計測部の計測値に関する値を保持し、前記値を前記センサシステムにより検出される前記対象の位置と対応させる、ロボットシステム。 - 前記センサシステムが、前記センサによって得られた前記データに基づき前記対象の質情報又は形状情報を検出し、
前記ロボット制御装置が、保持した前記値を、前記センサシステムによって検出される前記位置と、前記質情報又は形状情報とに対応させる、請求項1に記載のロボットシステム。 - 前記センサシステムおよび前記ロボット制御装置と接続された上位制御装置を備え、
前記ロボット制御装置が、前記上位制御装置を経由して前記センサシステムによって検出される前記位置の情報を受信する、請求項1又は2に記載のロボットシステム。 - 前記センサが前記ロボット又は他のロボットによって支持されており、
前記ロボット制御装置が、前記信号を受信した時の前記ロボット又は前記他のロボットの動作情報を保持し、保持した前記動作情報を保持した前記値と対応させる、請求項1〜3の何れかに記載のロボットシステム。
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