JP5810582B2 - ロボットの制御方法、及びロボット - Google Patents
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Description
なお、上述の「平面の近傍まで移送」とは、平面視で上記平面内に収まる位置までワークを移送することとワークを垂直方向(重力方向)において平面に近づけることの双方を含んでいる。すなわち、水平方向の移動と垂直方向の移動との双方を含んでいる。また、「近傍」とは、ワークの一部が接触することも含んでいる。
<ロボット>
図1は、本実施形態、及び後述する各実施形態で用いられるロボット1、及びロボット1が行う作業の概略を示す斜視図である。なお、本図では、ロボット1を制御する制御装置については、図示を省略している。
なお、本図においてロボット1は作業台32上に設置されているが、この態様に限定されるものではない。上述の第1のハンド部21が、部品箱(符号無し)等に収められたワーク30を作業台32上に載置可能であれば、ロボット1は作業台の近傍に設置されていても良い。
また、接触センサー31は、手首部18と基部26との間に働く力の変化を検出する力覚センサーである。第1のハンド部21に把持されたワーク30が他の物体(本実施形態では作業台32)に触れると、上述の力が変化する。接触センサー31は、かかる力の変化を出力電圧の変化に変えて、上述の制御装置に伝達できる。したがってロボット1は、ワーク30が他の部たちに触れたときに、直ちに第1のハンド部21あるいは該ハンド部に連なる上述の6軸の駆動を停止させることができる。
なお、接触センサー31としては、上述の力覚センサーの他に、圧力センサーあるいは画像センサーを用いることができる。
図4(a)〜(c)は、本実施形態及び後述する各実施形態で用いることができるワーク30の形状の例を、第1のハンド部21と共に示す図である。本図及び後述する各図では、ワーク30の、第1のハンド部21で把持される面(以下、「側面」と称する。)に直交する方向をX方向としている。そしてワーク30における将来的に作業台32と接する側を、底部と称している。底部が含まれる面内においてX方向と直行する方向をY方向としている。そして、Y方向とX方向の双方に直行する方向をZ方向として、X方向及びY方向から見た状態を示している。
上述の図3等ではワーク30を直方体として図示しているが、ワーク30の形状はかかる形状に限定されない。
図4(b)は、底部のみが狭まった形状のワーク30を示す図である。かかる形状のワーク30であっても、側面を第1のハンド部21で把持できるため、作業台32上に安定した状態で載置できる。
図4(c)は、底部の2点で作業台32に接する形状のワーク30を示す図である。通常、物体が平面上に停止するためには、3点が接触している必要がある。しかし、側面が第1のハンド部21で把持されている場合、このような形状のワーク30であっても、2点のみ作業台32に接触した状態で安定的に保持できる。
図5は、本実施形態にかかるロボットの制御方法を示すフローチャートである。そして図6は、本実施形態にかかるロボットの制御方法を示す工程図である。図6において、図6((a)、(c)、(e))はワーク30をX方向から見た図であり、図6((b)、(d)、(f))はワーク30をY方向から見た図である。また、図6((b)、(d)、(f))は断面図ではないが、指部27にハッチングを施している。
ステップS1で上記の認識を得たあと、ステップS2として、第1のハンド部21で作業台32とは離れた場所において(図1参照)ワーク30を把持する。
以上の再把持工程で、座標が不明確な状態で置かれていたワーク30を作業台32まで搬送してかつ、底部が作業台32に倣った状態で第1のハンド部21により固定できる。すなわち、作業台32上に載置されたワーク30の側面を第1のハンド部21で支えるように固定できる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図9は、本実施形態にかかるロボットの制御方法を示すフローチャートである。そして図10は、本実施形態にかかるロボットの制御方法を示す工程図である。本実施形態のロボットの制御方法は、上述の第1の実施形態のロボット制御方法と類似している。対象となるワーク30、及び該ワークの搬送に用いるロボット1の構成等も略同様である。相違点は、第1のハンド部21に接触センサー31を加えた構成をとっていることである。そこで、上述の図1〜図4及び図7、図8に相当する図は省略して、フローチャートと工程図のみを用いて説明する。上述の図6と同様に、図10((a)、(c)、(e)、(g))はワーク30をX方向から見た図であり、図10((b)、(d)、(f)、(h))はワーク30をY方向から見た図である。また、図10((b)、(d)、(f)、(h))においては、指部27にハッチングを施している。
本実施形態のロボットの制御方法においては、ステップS3とステップS7とステップS8とが移送工程に相当する。すなわち本実施形態の移送工程は、第1の実施形態における移送工程とは異なり、ワーク30の一部を作業台32に接触させるまで第1のハンド部21を駆動する工程である。
以上の工程で、座標が不明確な状態で置かれていたワーク30を作業台32まで搬送してかつ、底部が作業台32に倣った状態で第1のハンド部21により固定できる。すなわち、作業台32上に載置されたワーク30の側面を第1のハンド部21で支えるように固定できる。
また、落下による振動を低減できることから、開放工程を実施後に再把持工程を開始するまでの時間を短縮でき、作業効率を上げることができる。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図11は、本実施形態にかかるロボットの制御方法を示すフローチャートである。そして図12は、本実施形態にかかるロボットの制御方法を示す工程図である。本実施形態のロボットの制御方法は、上述の第1の実施形態のロボット制御方法と類似している。対象となるワーク30、及び該ワークの搬送に用いるロボット1の構成等も略同一である。そこで、第2の実施形態と同様に、フローチャートと工程図のみを用いて説明する。
次に、本発明の第4の実施形態にかかるロボットの制御方法、及び本実施形態で用いられるロボットについて説明する。本実施形態のロボットの制御方法は、上述の第1〜第3の実施形態とは異なり、作業台32を用いずにワーク30の座標系を合せる点に特徴がある。具体的には、ワーク30の座標系をハンド部(後述する第2のハンド部22)に対して合せている。第2のハンド部22を備えるロボットの本体は、図1に示すロボット1と略同一である。そして本実施形態のロボットの制御方法は、図4に示すようなワーク30を含む色々な形状のワーク30を対象とすることができる。そこで、本実施形態のロボット制御方法については、ロボット1の本体及びワーク30の形状等の説明は省略して、第2のハンド部22を示す図13と工程図14を用いて説明する。
なお、本実施形態のロボットの制御方法は、滑りセンサー33を用いずに行うこともできる。すなわち、開放工程において指部27を完全に開放して、ワーク30を平面部28上に自由落下させることも可能である。
次に、本発明の第5の実施形態にかかるロボットの制御方法について説明する。本実施形態のロボットの制御方法は、上述の第4の実施形態のロボットの制御方法と類似している。すなわち、平面部28を有する第2のハンド部22を用いて、作業台32を用いずにワーク30の座標系を合せる制御方法である。そのため、本実施形態のロボットの制御方法で用いる第2のハンド部22は、第4の実施形態のロボットの制御方法で用いる第2のハンド部22と略同一であり、平面部28が可動部材である点が異なっている。そこで、工程図を用いて説明する。
次に、本発明の第6の実施形態にかかるロボットの制御方法、及び本実施形態で用いられるロボットについて説明する。本実施形態のロボットの制御方法は、上述の第4、及び第5の実施形態のロボットの制御方法と類似している。すなわち、作業台32を用いずにワーク30の座標系を合せる制御方法である。しかし本実施形態のロボット制御方法は、上述の座標合せを、ワーク30を回転可能なように把持することが可能な第3のハンド部23を用いて行う点で、第4、及び第5の実施形態のロボットの制御方法と相違している。そこで本実施形態については、第3のハンド部23を示す図と工程図を用いて説明する。
上述したように、指部27には軸受け部34が配置されているため、ワーク30は該軸受け部により把持される。そのため、把持力が不足する場合、ワーク30が軸受け部34を中心として回転する可能性がある。そこで本工程では、ワークの動きを回転センサー35で測定して、上記の回転が起こらないように把持力を調整する。
上述の第4の実施形態における開放工程では、指部27を完全に開くことなく、ワーク30を除去に落下させていた。しかし上述の工程では、指部27を完全に開放してワーク30を自由落下させることもできる。かかる方法であれば、滑りセンサー33を配置する必要がなく、第2のハンド部22の構成を簡略化できる。
また、滑りセンサー33に代えて、ばねで保持されたベアリング等を配置しても良い。かかる構成であれば、滑りセンサー33を用いることなくワーク30を徐々に落下させることができる。したがって、第2のハンド部22の構成、及びロボット1の制御装置(不図示)等を簡略化した上で、同様の効果を得ることができる。
上述の第5の実施形態、及び第6の実施形態において、平面部28は、該平面部が駆動される方向、すなわちZ方向に対して垂直であった。しかし、平面部28をZ方向に対して斜めに設定することも可能である。かかるロボットの制御方法であればワーク30がZ方向に対して所定の角度を有するように、座標系を合せることができる。したがって、ワーク30に対して第2のワーク36等を斜め方向から組み込むような作業を効率的に実施できる。
上述の第1〜第3の実施形態では、ワーク30を平面(平面としての作業台32)上に落下させていた。しかし、対象とするワーク30の底部が充分な面積を有する平面である場合、例えば図4(a)に示すワーク30をX方向に拡大した形状のワーク30である場合、作業台32(の上面)は、平面に限定する必要は無い。作業台32(の上面)が、規則的な凹凸を有する面であっても良い。なお、かかる「規則的な凹凸を有する面」とは、凸部(の頂点)が同一の平面に含まれる面を意味する。3点が接触すると平面が確定するため、上述のワーク30を対象とする場合、かかる上面を有する作業台32を用いても、ワーク30の座標系を合せることができる。
Claims (14)
- ロボットの制御方法であって、
前記ロボットは、対象物を把持可能なハンド部を有し、
前記ハンド部の前記対象物と接触する部分に、前記ハンド部に対する前記対象物の滑り量を検出する第1センサーを備え、
前記ハンド部により前記対象物を第1姿勢で把持する把持工程と、
前記ハンド部の把持力を前記第1センサーの検出値に基づいて低減することにより、前記第1姿勢とは異なる第2姿勢に前記対象物の姿勢を変更する開放工程と、
を含むことを特徴とするロボットの制御方法。 - 請求項1において、
前記第2姿勢である前記対象物を、前記把持力を増加することにより再把持する再把持工程を含むことを特徴とするロボットの制御方法。 - 請求項1において、
前記第2姿勢である前記対象物を再把持する再把持工程を含むことを特徴とするロボットの制御方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のロボットの制御方法であって、
前記開放工程は、単位時間当たりの前記滑り量がしきい値以下となるように、前記ハンド部の把持力を調整しつつ実施する工程であることを特徴とするロボットの制御方法。 - 請求項2〜4のいずれかに1項に記載のロボットの制御方法であって、
前記再把持工程は、前記開放工程を開始してから所定の時間が経過した後に実施される工程であることを特徴とするロボットの制御方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のロボットの制御方法であって、
前記開放工程は、作業台の載置面に前記対象物の一部を接触させる作業と、前記第2姿勢に前記対象物の姿勢を変更する作業と、を含む工程であることを特徴とするロボットの制御方法。 - 請求項1〜6のいずれかに1項に記載のロボットの制御方法において、
前記第1センサーは、感圧導電性ゴムから得られる出力電圧を検出する滑りセンサーであることを特徴とするロボットの制御方法。 - ロボットであって、
前記ロボットは、対象物を把持可能なハンド部を有し、
前記ハンド部の前記対象物と接触する部分に、前記ハンド部に対する前記対象物の滑り量を検出する第1センサーを備え、
前記ハンド部により前記対象物を第1姿勢で把持する把持動作と、
前記ハンド部の把持力を前記第1センサーの検出値に基づいて低減することにより、前記第1姿勢とは異なる第2姿勢に前記対象物の姿勢を変更する開放動作と、を行うことを特徴とするロボット。 - 請求項8に記載のロボットであって、
前記第2姿勢である前記対象物を、前記把持力を増加することにより再把持する再把持動作を行うことを特徴とするロボット。 - 請求項8に記載のロボットであって、
前記第2姿勢である前記対象物を、再度把持する再把持動作を行うことを特徴とするロボット。 - 請求項8〜10のいずれか1項に記載のロボットであって、
前記開放動作は、単位時間当たりの前記滑り量がしきい値以下となるように、前記ハンド部の把持力を調整しつつ実施する動作であることを特徴とするロボット。 - 請求項9〜11のいずれか1項に記載のロボットであって、
前記再把持動作は、前記開放動作を開始してから所定の時間が経過した後に実施される動作であることを特徴とするロボット。 - 請求項8〜12のいずれか1項に記載のロボットであって、
前記開放動作は、作業台の載置面に前記対象物の一部を接触させ、前記第2姿勢に前記対象物の姿勢を変更する動作であることを特徴とするロボット。 - 請求項8〜13のいずれか1項に記載のロボットにおいて、
前記第1センサーは、感圧導電性ゴムから得られる出力電圧を検出する滑りセンサーであることを特徴とするロボット。
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