WO2018083970A1 - ロボットシステム - Google Patents
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
Definitions
- the present invention relates to a robot system.
- a robot having a base and a robot arm having a plurality of arms (links) is known.
- One of two adjacent arms of the robot arm is rotatably connected to the other arm via a joint, and the most proximal (most upstream) arm is connected via the joint. And pivotally connected to the base.
- the joint is driven by a motor, and the arm is rotated by driving the joint.
- a hand or the like is detachably attached to the most distal (most downstream) arm as an end effector. Then, for example, the robot grips an object with a hand, moves the object to a predetermined location, and performs a predetermined operation such as assembly.
- Patent Document 1 discloses an apparatus for inspecting an end face of a ferrule of an optical connector.
- Patent Document 1 discloses that a robot hand mechanism (robot arm) performs attachment and removal of a ferrule for inspection.
- Patent Document 1 only describes that the robot hand mechanism performs attachment and detachment of the ferrule to be inspected, and it is difficult to perform the inspection with the robot hand mechanism described in Patent Document 1. It is.
- the present invention has been made to solve at least a part of the problems described above, and can be realized as the following forms or application examples.
- the robot system of the present invention is a robot having a holding unit that holds one of an optical connector and a connection object connected to the optical connector; A control device for controlling the robot, A continuity confirmation unit for confirming continuity of the light in a state where the optical connector and the connection object are connected by the robot and light is propagated from one of the optical connector and the connection object to the other;
- a robot system comprising:
- connection object is a measuring device capable of measuring a light amount.
- connection object is preferably a photoelectric converter that performs photoelectric conversion.
- the robot cleans at least one connection portion between the optical connector and the connection target before connecting the optical connector and the connection target.
- control device controls the robot by performing at least impedance control when connecting the optical connector and the connection object.
- a connection with an optical connector and a connection target object can be performed appropriately.
- the robot system of the present invention includes an imaging device capable of imaging the optical connector and the connection object, It is preferable that the control device controls the robot based on at least image data obtained by the imaging device when connecting the optical connector and the connection object. Thereby, a connection with an optical connector and a connection target object can be performed appropriately.
- the confirmation of the conduction of light is performed by propagating light from one of the optical connector and the connection object toward the other, measuring the amount of light in the other, and obtaining the measurement result.
- confirmation of light conduction can be performed accurately.
- the control device compares the measured light amount with a threshold value, and if the light amount is smaller than the threshold value, the control device performs the predetermined work that the robot has already performed again. It is preferable to control the robot.
- the continuity confirmation unit determines that an abnormality occurs when the light amount is smaller than the threshold value after the predetermined work is performed a predetermined number of times. As a result, the optical continuity test can be accurately performed.
- the continuity confirmation unit compares the measured light amount with a threshold value, and determines that the light amount is abnormal when the light amount is smaller than the threshold value. As a result, the control is simplified and the optical continuity test can be performed accurately.
- the conduction confirmation unit compares the measured light amount with a threshold value, and determines that the light amount is normal when the light amount is equal to or greater than the threshold value. As a result, the optical continuity test can be accurately performed.
- control device includes the continuity confirmation unit.
- control device can confirm the light conduction, and there is no need to provide a separate device having a conduction confirmation unit.
- FIG. 1 is a schematic side view showing a first embodiment of a robot system of the present invention. It is a block diagram of the robot system shown in FIG.
- FIG. 2 is a block diagram of a robot, a control device, and a personal computer of the robot system shown in FIG. 1.
- FIG. 1 is a schematic side view showing a first embodiment of the robot system of the present invention.
- FIG. 2 is a block diagram of the robot system shown in FIG.
- FIG. 3 is a block diagram of the robot, the control device, and the personal computer of the robot system shown in FIG.
- FIG. 4 is a perspective view showing the optical connector.
- FIG. 5 is a perspective view showing the measuring apparatus and the optical connector.
- FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the optical connector and the light generation device.
- FIG. 7 is a diagram schematically showing another type of optical connector and power supply.
- FIG. 8 is a flowchart showing the control operation of the control device in the work performed by the robot system shown in FIG.
- the upper side in FIGS. 1 and 5 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”. Further, the base side in FIG. 1 is referred to as “base end”, and the opposite side (hand side) is referred to as “tip”.
- the x axis, the y axis, and the z axis are illustrated as three axes orthogonal to each other.
- the x-axis, y-axis, and z-axis shown in FIG. 1 indicate the base coordinate system.
- a direction parallel to the x-axis is also referred to as “x-axis direction”
- a direction parallel to the y-axis is also referred to as “y-axis direction”
- a direction parallel to the z-axis is also referred to as “z-axis direction”.
- the tip side of each illustrated arrow is referred to as “+ (plus)”, the base end side is referred to as “ ⁇ (minus)”, and the direction parallel to the + x axis direction is also referred to as “+ x axis direction”.
- a direction parallel to the ⁇ x axis direction is also referred to as “ ⁇ x axis direction”
- a direction parallel to the + y axis direction is also referred to as “+ y axis direction”
- a direction parallel to the ⁇ y axis direction is also referred to as “ ⁇ y axis direction”.
- the direction parallel to the + z-axis direction is also referred to as “+ z-axis direction”
- the direction parallel to the ⁇ z-axis direction is also referred to as “ ⁇ z-axis direction”.
- the vertical direction in FIG. 1 is the “vertical direction” and the horizontal direction is the “horizontal direction”.
- the term “horizontal” includes a case where it is inclined within a range of 5 ° or less with respect to the horizontal.
- vertical includes a case where it is inclined within a range of 5 ° or less with respect to the vertical.
- the robot system 100 shown in FIGS. 1 and 2 includes a hand 30 that is an example of a holding unit that holds one of an optical connector 61 and a measuring device 47 that is an example of a connection target connected to the optical connector 61. And a control device 5 for controlling the robot 1.
- the robot 1 connects the optical connector 61 and the measuring device 47, and in the state where light is propagated from one of the optical connector 61 and the measuring device 47 to the other, a continuity confirmation unit for confirming the continuity of the light is provided. I have.
- the robot system 100 includes a robot 1, a control device 5 that controls the robot 1, a personal computer 41, a teaching pendant 42, an imaging device 43, a display device 45, an input device 46, a measuring device 47 (an inspection device). ), A light generating device 48, and a cleaning device 49.
- the robot system 100 can be used in a manufacturing process for manufacturing precision equipment such as a wristwatch or a mobile phone and its parts, various inspection processes, and the like. Note that some of the components of the robot system 100 may be omitted. That is, the robot system 100 only needs to include at least the robot 1 and the control device 5.
- the robot system 100 includes an operation including connecting the optical connector 61 of the optical connector assembly 6 and the adapter 471 of the measuring device 47, which is an example of the connection object, to confirm the light conduction. (Continuity test) is performed.
- the robot 1 is a 6-axis vertical articulated robot.
- the robot 1 includes (includes) a base 110, a movable unit 123, and a force detection unit 20 provided in the movable unit 123.
- the movable unit 123 includes a robot arm (manipulator) 10 connected to the base 110 and a hand 30 that is an example of a holding unit (end effector).
- the force detection unit 20 is provided at the distal end portion of the robot arm 10, and the hand 30 is provided at the distal end portion of the force detection unit 20. That is, the force detection unit 20 is disposed between the distal end portion of the robot arm 10 and the proximal end portion of the hand 30.
- the robot 1 includes a plurality of drive sources 130 and a plurality of motor drivers 120.
- the robot 1 is installed on a work surface 710 that is an upper surface of a work table 71 installed at an installation location 70 such as a floor.
- the work table 71 is installed such that the work surface 710 is parallel to the horizontal plane.
- the robot arm 10 includes a first arm 11 (arm), a second arm 12 (arm), a third arm 13 (arm), a fourth arm 14 (arm), a fifth arm 15 (arm), And a sixth arm 16 (arm).
- the first arm 11, the second arm 12, the third arm 13, the fourth arm 14, the fifth arm 15, and the sixth arm 16 are connected in this order from the proximal end side to the distal end side.
- the first arm 11 is connected to a base 110 attached on the work surface 710.
- the base 110 and the first arm 11 are connected via a joint, and the first arm 11 is rotatable about a first rotation axis O1 along the vertical direction with respect to the base 110. Yes.
- the first arm 11 and the second arm 12 are connected via a joint, and the second arm 12 rotates about the second rotation axis O2 along the horizontal direction with respect to the first arm 11. It is possible.
- the second arm 12 and the third arm 13 are connected via a joint, and the third arm 13 rotates about the third rotation axis O3 along the horizontal direction with respect to the second arm 12. It is possible.
- the third arm 13 and the fourth arm 14 are connected via a joint, and the fourth arm 14 is a fourth rotation axis that is orthogonal to the third rotation axis O3 with respect to the third arm 13.
- the fourth arm 14 and the fifth arm 15 are connected via a joint, and the fifth arm 15 is a fifth rotation axis that is orthogonal to the fourth rotation axis O4 with respect to the fourth arm 14. It can be rotated around O5. Further, the fifth arm 15 and the sixth arm 16 are connected via a joint, and the sixth arm 16 is a sixth rotation axis orthogonal to the fifth rotation axis O5 with respect to the fifth arm 15. It can be rotated around O6.
- a joint between the base 110 and the first arm 11, a joint between the first arm 11 and the second arm 12, a joint between the second arm 12 and the third arm 13, and a third arm 13 And the fourth arm 14, the joint between the fourth arm 14 and the fifth arm 15, and the joint between the fifth arm 15 and the sixth arm 16 are respectively motors such as servo motors.
- a drive source 130 having a speed reducer is provided (see FIG. 2). That is, the robot 1 has the same number (six in this embodiment) of driving sources 130 as the arms 11 to 16. The robot 1 has the same number (six in this embodiment) of motor drivers 120 as the arms 11 to 16. Each of the arms 11 to 16 is controlled by the control device 5 via a motor driver 120 electrically connected to the corresponding drive source 130.
- the joints are also referred to as “joints of the arms 11 to 16”.
- Each drive source 130 is provided with an angle sensor (not shown) such as an encoder, for example. Thereby, the rotation angle of the rotating shaft of the motor or the speed reducer included in each drive source 130 can be detected.
- an angle sensor such as an encoder, for example.
- a force detector 20 is detachably attached to the tip of the sixth arm 16.
- the force detection unit 20 is a force detector that detects a force and a moment applied to the hand 30 (movable unit 123).
- the force detection unit 20 includes six translational force components Fx, Fy, Fz in the axial direction of three axes orthogonal to each other and rotational force components (moments) Mx, My, Mz around the three axes.
- a 6-axis force sensor capable of detecting components is used.
- a hand 30 is detachably attached to the tip of the force detector 20.
- the hand 30 as an example of the holding unit (end effector) is a device that holds an object.
- “Holding” an object means that the object is fixedly supported by gripping or attracting the object (by negative pressure, magnetic force, etc.).
- the holding unit is the hand 30, but in the present invention, the holding unit is not limited to this.
- the holding unit is configured to adsorb an object with negative pressure, or is configured to adsorb with magnetic force. Or the like.
- control device 5 is installed on the installation location 70 and is located below the work table 71.
- the control device 5 can be configured by, for example, a personal computer (PC) in which a memory such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory) is built.
- PC personal computer
- a memory such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory) is built.
- CPU Central Processing Unit
- ROM Read Only Memory
- RAM Random Access Memory
- the control device 5 includes a control unit 51 having a function of a continuity confirmation unit (which is an example of a continuity confirmation unit), a reception unit 52, and a storage unit 53.
- a continuity confirmation unit which is an example of a continuity confirmation unit
- the control unit 51 is composed of, for example, a CPU and controls each unit such as driving of each driving source 130 responsible for driving the arms 11 to 16 and driving of a driving source (not shown) responsible for driving the hand 30. .
- the control unit 51 detects each arm based on an output from an angle sensor (not shown) provided in the force detection unit 20 and each drive source 130, that is, a detection result (signal) output from the angle sensor. 11 to 16 and the hand 30 can be independently driven or stopped.
- the control part 51 performs each determination in a continuity test, each determination, etc.
- the storage unit 53 includes, for example, a memory or the like, and stores information such as a program, data, and a detection result of each detection unit for the control device 5 to perform each control (process).
- the accepting unit 52 accepts each data transmitted from another device.
- the receiving unit 52 can receive data necessary for teaching the robot 1 (hereinafter also referred to as “teaching data (teaching data)”).
- Such a control device 5 is configured separately from the robot 1 in this embodiment.
- the robot 1 and the control device 5 may be connected by a cable (wiring) to perform communication by a wired system, or the cable may be omitted and communication may be performed by a wireless system. May be.
- control device 5 is not limited to a configuration separate from the robot 1, and part or all of the control device 5 may be built in the robot 1. In this case, for example, the control device 5 can be incorporated in the base 110 of the robot 1.
- the control device 5 includes a personal computer 41, a teaching pendant 42, an imaging device 43, a display device 45 having a monitor having a screen, an input device 46 such as a mouse and a keyboard, a measuring device 47, a light
- the generator 48 and the cleaning device 49 are respectively connected (including wireless communication). Note that a touch panel or the like may be connected to the control device 5.
- the imaging device 43 includes an imaging element such as a CCD, for example.
- the installation location of the imaging device 43 is not particularly limited. Examples of the installation location of the imaging device 43 include the movable unit 123 of the robot 1 and the work table 71.
- the measuring device 47 has a function of measuring the amount of light. That is, the measuring device 47 includes a photoelectric converter (not shown) that performs photoelectric conversion. The photoelectric converter receives light and converts it into a current or a voltage corresponding to the amount of the received light.
- the measuring device 47 includes an adapter 471 that can be connected to the optical connector 61 of the optical connector assembly 6.
- the light generator 48 has a function of generating light.
- the light generator 48 includes an adapter 481 that can be connected to the optical connector 62 of the optical connector assembly 6.
- the cleaning device 49 includes a cleaning cloth (not shown). Further, the cleaning device 49 can change a portion used by the cleaning cloth.
- the personal computer 41 includes a receiving unit 411 that receives data such as teaching data.
- teaching pendant 42 includes a receiving unit 421 that receives data such as teaching data, for example.
- each application such as an application of vision control (image data obtained by imaging by the imaging device 43) or an application of force control is performed by a storage unit 53 of the control device 5 and a storage unit (not shown) of the personal computer 41. And a storage unit (not shown) of the teaching pendant 42.
- reception unit may be provided with any two of the control device 5, the personal computer 41, and the teaching pendant 42, and the control unit 5, the personal computer 41, and the teaching pendant 42 Any one of them may be provided.
- the personal computer 41 creates a job (JOB) based on the teaching data and the teaching point information.
- the teaching point information may be generated by operating the robot 1 with the teaching pendant 42 or the like, or may be generated with the personal computer 41 or the teaching pendant 42 or the like without operating the robot 1.
- the job created by the personal computer 41 has a format (computer language) that cannot be read by the control device 5. Therefore, the personal computer 41 decodes (converts) the job into a format that can be read by the control device 5 before transmitting the job to the control device 5.
- the decoded data includes a command for the robot 1.
- the personal computer 41 transmits the decoded data to the control device 5 to cause the robot 1 to execute a predetermined operation (function). That is, the personal computer 41 transmits the decoded data to the control device 5, and the control device 5 operates the robot 1 based on the decoded data.
- the control device 5 controls the robot 1. That is, in the continuity test (work), the control device 5 controls the position of the operation of the robot 1 based on the outputs of the encoders E and the force detectors 20, that is, the detection results of the encoders E and the force detectors 20. Control by force control. In this case, the control device 5 controls the robot 1 by the hardware resources shown in FIG. 3 cooperating with the program.
- the position control refers to a predetermined posture that the optical connector 61 is set to a target position based on information on a predetermined object gripped by the robot 1, for example, the position and posture of the optical connector 61 in this embodiment. It is control of the operation
- the tip of the robot arm 10 or the hand 30 may be used.
- information on the position and orientation of the optical connector 61 can be obtained based on the output of each encoder E of each drive source 130, that is, the detection result of each encoder E.
- force control refers to changing the position and posture of the optical connector 61 based on the output of the force detection unit 20, that is, the detection result of the force detection unit 20, and pushing or pulling the optical connector 61. This is the control of the operation of the robot 1.
- Force control includes, for example, impedance control (FC) and force trigger control (FT).
- the force trigger control detection is performed by the force detection unit 20, and the movable unit 123 is moved (including a change in posture), that is, operated until a predetermined force is detected by the force detection unit 20.
- Impedance control is also called copying control.
- the force applied to the distal end portion of the movable portion 123 is maintained at a predetermined force as much as possible.
- the operation of the movable portion 123 (robot 1) is controlled so as to maintain (including 0). Accordingly, when impedance control is performed on the movable portion 123, the movable portion 123 performs an operation in which the optical connector 61 held by the hand 30 follows the adapter 471 (target object) in the predetermined direction. This will be described in more detail below.
- the control device 5 stores the correspondence U1 between the combination of the rotation angle of the motor of each drive source 130 detected by each encoder E and the position of the TCP (tool center point) in the robot coordinate system. Further, the control device 5 stores at least one of the target position St and the target force fSt on the basis of the command for each work process performed by the robot 1. A command having the target position St and the target force fSt as arguments (parameters) is set for each work process performed by the robot 1.
- the control device 5 controls the movable portion 123 of the robot 1 based on the command so that the set target position and target force are realized by TCP.
- the target force is a force that the force detection unit 20 should detect according to the operation of the movable unit 123.
- the control device 5 When acquiring the rotation angle Da of each motor, the control device 5 converts the rotation angle Da into a TCP position S (X, Y, Z, U, V, W) in the robot coordinate system based on the correspondence U1. To do. Further, the control device 5 specifies the acting force fS actually acting on the force detection unit 20 in the robot coordinate system based on the TCP position S and the detection value of the force detection unit 20. The point of action of the acting force fS is defined as the origin O separately from the TCP. The origin O corresponds to the point where the force detection unit 20 detects the force. The control device 5 stores a correspondence U2 that defines the direction of the detection axis in the sensor coordinate system of the force detection unit 20 for each position S of the TCP in the robot coordinate system.
- control device 5 can specify the acting force fS in the robot coordinate system based on the TCP position S and the correspondence U2 in the robot coordinate system.
- the torque acting on the robot can be calculated from the acting force fS and the distance from the tool contact point (contact point between the hand 30 and the object) to the force detection unit 20, and is specified as an fS torque component (not shown). Is done.
- the control device 5 performs gravity compensation for the acting force fS.
- Gravity compensation is to remove force and torque components caused by gravity from the acting force fS.
- the acting force fS subjected to gravity compensation can be regarded as a force other than gravity acting on the hand 30.
- the impedance control in the present embodiment is active impedance control that realizes a virtual mechanical impedance by each motor.
- the control device 5 applies such impedance control in a predetermined process of the continuity test.
- the target force is substituted into a motion equation described later to derive the rotation angle of each motor.
- the signal that the control device 5 controls each motor is a signal modulated by PWM (Pulse Width Modulation).
- the control device 5 specifies the force-derived correction amount ⁇ S by substituting the target force fSt and the acting force fS into the equation of motion for impedance control.
- the force-derived correction amount ⁇ S means the size of the position S where the TCP should move in order to eliminate the force deviation ⁇ f S (t) from the target force f St when the TCP receives mechanical impedance.
- the following equation (1) is an equation of motion for impedance control.
- the left side of the equation (1) is a first term obtained by multiplying the second-order differential value of the TCP position S by the virtual inertia coefficient m, a second term obtained by multiplying the differential value of the TCP position S by the virtual viscosity coefficient d, And a third term obtained by multiplying the position S of the TCP by the virtual elastic coefficient k.
- the right side of the equation (1) is constituted by a force deviation ⁇ fS (t) obtained by subtracting the actual force f from the target force fSt.
- the differentiation in the equation (1) means differentiation with time. In the process performed by the robot 1, a constant value may be set as the target force fSt, or a time function may be set as the target force fSt.
- the virtual inertia coefficient m means the mass that the TCP virtually has
- the virtual viscosity coefficient d means the viscous resistance that the TCP virtually receives
- the virtual elastic coefficient k is the spring constant of the elastic force that the TCP virtually receives. means.
- Each coefficient m, d, k may be set to a different value for each direction, or may be set to a common value regardless of the direction.
- the position control gain Kp and the speed control gain Kv may include not only the proportional component but also the control gain related to the differential component and the integral component.
- the control amount Dc is specified for each motor.
- the personal computer 41 is installed with a teaching program for generating an execution program having the target position St and the target force fSt as arguments in the control device 5 and loading them into the control device 5.
- the robot system 100 connects the optical connector assembly 6 and the connection target, and conducts a continuity test of the optical connector assembly 6.
- connection target is a measuring device 47 that can measure the amount of light.
- electrical_connection of light can be performed easily and rapidly.
- the optical connector assembly 6 includes a cable 63 having an optical fiber 64 for guiding light inside, an optical connector 61 provided on one end side of the cable 63, and the cable 63. And an optical connector 62 provided on the end side.
- the optical connector 61 has a ferrule 65 protruding toward the distal end side (one end side), and an end portion of the optical fiber 64 is provided inside the ferrule 65. Since the optical connector 62 has the same configuration as the optical connector 61, the description thereof is omitted. The configurations of the optical connector 61 and the optical connector 62 may be different.
- the robot system 100 uses the robot 1 to connect the optical connector 61 of the optical connector assembly 6 and the adapter 471 of the measuring device 47, the optical connector 62 of the optical connector assembly 6, and the light generator. 48 adapters 481 are connected. Then, the light generated by the light generation device 48 enters the optical connector 61, and the amount of light propagated by the optical connector assembly 6 is measured by the measurement device 47. Further, the control device 5 determines “normal” or “abnormal” based on the measured light quantity.
- the robot 1 cleans at least one connection location between the optical connector 61 and the measuring device 47 before connecting the optical connector 61 and the measuring device 47 which is an example of the connection target. Thereby, when the foreign substance has adhered to the connection location of the optical connector 61 or the measuring apparatus 47, the foreign substance can be removed.
- the control device 5 controls the robot 1 by performing at least impedance control when connecting the optical connector 61 and the measurement device 47 which is an example of the connection target. Thereby, the connection between the optical connector 61 and the measuring device 47 can be performed accurately.
- the robot system 100 also includes an imaging device 43 that can image the optical connector 61 and a measuring device 47 that is an example of a connection target.
- the control device 5 controls the robot 1 based on at least the image data obtained by the imaging device 43 when connecting the optical connector 61 and the measurement device 47. Thereby, the connection between the optical connector 61 and the measuring device 47 can be performed accurately.
- light is incident from one of the optical connector 61 and the measuring device 47 which is an example of a connection object, the amount of light in the other is measured, and light conduction is confirmed based on the measurement result. Thereby, confirmation of light conduction can be performed accurately.
- control device 5 compares the measured light amount with a threshold value, and if the light amount is smaller than the threshold value, the control device 5 controls the robot 1 so that the predetermined work already performed by the robot 1 is performed again. Thereby, when the predetermined work already performed is incomplete, it is possible to correct it.
- control device 5 includes a control unit 51 which is an example of a conduction confirmation unit.
- control apparatus 5 can confirm light conduction
- the continuity confirmation unit may be provided in another device, for example, the measurement device 47.
- control unit 51 of the control device 5 which is an example of the continuity confirmation unit, determines that there is an abnormality when the light amount is smaller than the threshold value after performing the predetermined operation a predetermined number of times. As a result, the optical continuity test can be accurately performed.
- control unit 51 of the control device 5 which is an example of the continuity confirmation unit compares the measured light amount with a threshold value, and if the light amount is smaller than the threshold value, it is determined as abnormal. judge. As a result, the control is simplified and the optical continuity test can be performed accurately.
- control unit 51 of the control device 5 which is an example of the conduction confirmation unit, compares the measured light amount with a threshold value, and determines that the light amount is normal when the light amount is equal to or greater than the threshold value. As a result, the optical continuity test can be accurately performed. Details will be described below.
- a plurality of optical connector assemblies 6 for conducting a continuity test are stored and prepared in trays, containers, and the like arranged at predetermined positions.
- the robot 1 holds the optical connector 61 of the optical connector assembly 6 with the hand 30 under the control of the control device 5 (this word is omitted in the following description) (step S101).
- the robot 1 cleans the end face (connection portion) of the optical fiber 64 protruding to the tip side of the optical connector 61 (step S102).
- This cleaning is performed using a cleaning device 49.
- the robot 1 rubs the end face of the optical fiber 64 of the optical connector 61 against the cleaning cloth of the cleaning device 49 a plurality of times (for example, twice).
- the connection portion of the adapter 471 of the measuring device 47 is similarly cleaned.
- step S103 the imaging device 43 images the end face of the optical fiber 64 of the optical connector 61, and confirms the end face based on the image data.
- an end face inspection device for the optical fiber 64 may be used.
- step S104 it is determined whether or not the end face of the optical fiber 64 of the optical connector 61 is dirty, that is, whether or not foreign matter is attached.
- step S104 If it is determined in step S104 that there is no dirt or the like, the optical connector 61 is connected to the adapter 471 of the measuring device 47 as shown in FIG. 5 (step S105). In this case, the robot 1 inserts the optical connector 61 into the adapter 471 and arranges it at the innermost part of the adapter 471.
- the operation of inserting the optical connector 61 into the adapter 471 is controlled by impedance control, and the operation of arranging the optical connector 61 in the innermost part of the adapter 471 is a force trigger. Controlled by control.
- the force trigger control when a predetermined force (target force) preset by the force detection unit 20 is detected, the operation of inserting the optical connector 61 of the robot 1 is stopped.
- position control may be further performed.
- the optical connector 61 and the adapter 471 are connected by the imaging device 43 instead of the impedance control.
- Control of the robot 1 may be performed based on image data obtained by imaging. Further, the control based on the image data and the impedance control may be used in combination.
- the optical connector 62 is connected to the adapter 481 of the light generating device 48 in the same manner as the optical connector 61 (not shown in FIG. 8).
- the same processing as in steps S102 to S104 may be performed.
- the light generated by the light generator 48 is incident on the optical connector assembly 6, and the amount of light propagated by the optical connector assembly 6 is measured by the measuring device 47 (step S106).
- the measurement result that is, data indicating the light amount (measured value) measured by the measuring device 47 is transmitted from the measuring device 47 to the control device 5.
- control device 5 compares the light amount measured by the measuring device 47 with a preset threshold value, and determines whether or not the light amount is equal to or greater than the threshold value (step S107).
- step S107 If it is determined in step S107 that the light amount is equal to or greater than the threshold value, the optical connector assembly 6 (optical connector 61) is determined to be “normal” (step S108).
- the threshold value is not particularly limited, and is appropriately set according to various conditions.
- a specific example of the threshold is “90%” of the amount of light generated by the light generator 48.
- step S107 and step S108 may be performed not only by the control device 5, but also by another device, for example, the measurement device 47 or the like.
- step S107 If it is determined in step S107 that the amount of light is not equal to or greater than the threshold value (smaller than the threshold value), it is determined whether or not the processing in steps S105 to S107 has been performed N2 times (step S110).
- step S110 when it is determined that the processing of step S105 to step S107 has been performed N2 times, the optical connector assembly 6 (optical connector 61) is determined to be “abnormal” (step S111).
- N2 is not particularly limited, and is appropriately set according to various conditions.
- a specific example of N2 is “3” or the like.
- the cause of the abnormality is, for example, when the end face of the optical fiber 64 of the optical connector 61 is scratched, when foreign matters such as dirt adhere to the end face, or when the standard of the optical connector 61 is different. Can be mentioned. The same applies to the optical connector 62.
- step S110 If it is determined in step S110 that the processes in steps S105 to S107 have not been performed N2 times, the optical connector 61 is removed from the adapter 471 (step S112). In this case, the robot 1 pulls out (pulls out) the optical connector 61 from the adapter 471.
- the operation of extracting the optical connector 61 from the adapter 471 is controlled by force trigger control.
- position control may be further performed.
- step S112 the process returns to step S105, and step S105 and subsequent steps are executed again (retry is performed).
- step S112 the process may return to step S102 instead of step S105.
- step S103, step S104, and step S109 described later may be omitted.
- step S103, step S104 and step S109 described later may be omitted.
- step S104 If it is determined in step S104 that there is dirt or the like, it is determined whether or not the processing of steps S102 to S104 has been performed N1 times (step S109).
- step S109 when it is determined that the processing in steps S102 to S104 has been performed N1 times, the optical connector assembly 6 (optical connector 61) is determined to be “abnormal” (step S111).
- N1 is not particularly limited, and is appropriately set according to various conditions.
- a specific example of N1 is “3” or the like.
- step S109 If it is determined in step S109 that the processes in steps S102 to S104 have not been performed N1 times, the process returns to step S102, and step S102 and subsequent steps are executed again (retry is performed).
- the result of this continuity test is stored in, for example, the storage unit 53 and transmitted to a predetermined device.
- the result of the continuity test may be displayed by the display device 45, for example.
- the comparison between the measured light quantity and the threshold value, the determination of “normal” or “abnormal”, and the like may be performed by another device such as the measurement device 47 instead of the control device 5.
- the robot system 100 it is possible to easily, quickly and appropriately perform the continuity inspection including the operation of confirming the light continuity.
- the robot system 100 since the robot system 100 performs the operation of connecting the optical connector 61 of the optical connector assembly 6 and the adapter 471 of the measuring device 47 and each determination and determination in the continuity test, the work efficiency is remarkably improved.
- the optical connector assembly is not limited to the optical connector assembly 6 in the first embodiment, and various devices can be used. Hereinafter, another specific example of the optical connector assembly will be described.
- the optical connector assembly 3 includes a cable 33 having a wiring 34 (electrical wiring) therein, an optical connector 31 provided at one end of the cable 33, and the other end of the cable 33.
- Connector 32 electrical connector
- the optical connector 31 has a ferrule (not shown) protruding toward the tip side (one end side), and an optical fiber (not shown) is provided inside the ferrule.
- a photoelectric converter 311 that performs photoelectric conversion is provided between the optical fiber provided inside the ferrule and the wiring 34.
- FIG. 7 shows an example in which the photoelectric converter 311 is provided inside the optical connector 31. However, the photoelectric converter 311 is provided outside the optical connector 31 and provided between the optical connector 31 and the wiring 34. In this case, the optical connector 31 and the photoelectric converter 311 are connected by an optical fiber.
- the power source 81 has a function of generating electricity (voltage or current).
- the power supply 81 includes an adapter 811 that can be connected to the connector 32 of the optical connector assembly 3.
- the robot system 100 connects the optical connector 31 of the optical connector assembly 3 and the adapter 471 of the measuring device 47 by the robot 1, and the connector 32 of the optical connector assembly 6. And the adapter 811 of the power supply 81 are connected. Then, electricity (voltage or current) is generated by the power source 81, photoelectric conversion is performed by the photoelectric converter 311, and the amount of light propagated by the optical connector assembly 3 is measured by the measuring device 47.
- the optical connector 61 of the optical connector assembly 6 has a clamp. In this case, when the optical connector 61 is connected to the adapter 471 of the measuring device 47, the robot 1 is rotated and tightened by the robot 1. Further, when the optical connector 61 is removed from the adapter 471, the robot 1 is rotated by the robot 1 in the direction opposite to that described above and loosened.
- FIG. 9 is a diagram schematically showing an optical connector, a measuring device, a photoelectric converter, and a power source in the second embodiment of the robot system of the present invention.
- the connection target is a photoelectric converter 9 that performs photoelectric conversion.
- electrical_connection of light can be performed easily and rapidly. This will be specifically described below.
- the robot system 100 performs a continuity test on the photoelectric converter 9.
- the photoelectric converter 9 includes an adapter 91 that can be connected to the optical connector 61 of the optical connector assembly 6.
- the photoelectric converter 9 is a device dedicated to transmission (light emission) and is also called an “optical transmitter”, and converts electricity (voltage or current) into light.
- the photoelectric converter 9 is not limited to the one having the above-described configuration.
- Equipment may be used.
- the photoelectric converter 9 may be a device that performs both reception and transmission, which is also called an “optical transceiver”, for example.
- the optical connector assembly 6, the measuring device 83, and the power source 82 are used. Similar to the measuring device 47, the measuring device 83 includes a photoelectric converter (not shown) and an adapter 831 that can be connected to the optical connector 62 of the optical connector assembly 6. Further, the power source 82 can be electrically connected to the photoelectric converter 9 in a detachable manner.
- the robot system 100 connects the optical connector 62 of the optical connector assembly 6 and the adapter 831 of the measuring device 83 by the robot 1. Then, the robot system 100 electrically connects the photoelectric converter 9 that conducts the continuity test to the power source 82 by the robot 1, and connects the optical connector 61 of the optical connector assembly 6 and the adapter 91 of the photoelectric converter 9. In the same manner as in the first embodiment, light conduction is confirmed.
- the robot system of the present invention has been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part is replaced with an arbitrary configuration having the same function. be able to. Moreover, other arbitrary components may be added.
- the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.
- the physical quantity used for confirming the light conduction is the light quantity.
- the physical quantity is not limited to this, and examples thereof include a frequency (period).
- the movable unit is not limited to this, It may be a movable part, that is, a movable part.
- the movable part may further include components (members) other than the robot arm and the holding part.
- a part composed of a robot arm, a force detection unit, and a holding unit may be regarded as a movable part
- a robot arm may be regarded as a movable part
- a holding part is regarded as a movable part.
- any of the first to sixth arms may be regarded as a movable part.
- the installation location of the robot base is a work table, but the present invention is not limited to this.
- the floor, the ceiling, the wall, the ground, and the mobile in the installation space are movable.
- Such as a trolley Such as a trolley.
- the robot may be installed in the cell.
- the installation location of the robot base include a cell floor, a ceiling, a wall, and a work table.
- the installation surface which is a plane (surface) in which a robot (base) is installed is a plane (surface) parallel to a horizontal surface
- it is not limited to this, For example, It may be a horizontal plane or a plane (plane) inclined with respect to the vertical plane, or a plane (plane) parallel to the vertical plane.
- the number of rotation axes of the robot arm is six.
- the present invention is not limited to this, and the number of rotation axes of the robot arm is, for example, two or three. There may be four, five, seven or more. That is, in the above embodiment, the number of arms (links) is six.
- the present invention is not limited to this, and the number of arms is, for example, two, three, four, five, Or seven or more may be sufficient. In this case, for example, in the robot of the embodiment, by adding an arm between the second arm and the third arm, a robot having seven arms can be realized.
- the number of robot arms is one.
- the present invention is not limited to this, and the number of robot arms may be two or more, for example. That is, the robot (robot body) may be a multi-arm robot such as a double-arm robot, for example.
- the robot may be another type of robot.
- Specific examples include, for example, a legged walking (running) robot having legs and a horizontal articulated robot such as a scalar robot.
- the robot also includes, for example, a first movement mechanism that moves the holding unit in the z-axis direction, a second movement mechanism that moves the holding unit and the first movement mechanism in the x-axis direction, a holding unit, a first movement mechanism, and the like.
- the structure provided with the 3rd moving mechanism which moves a 2nd moving mechanism to a y-axis direction may be sufficient.
- the force detection unit is not limited to this, and the configuration of the robot, Depending on the work content, the shape of the first object and the second object, etc., a force sensor of another configuration may be used.
- the force detection unit is provided at the tip of the robot arm
- the present invention is not limited thereto, and the installation location of the force detection unit is Any location may be used as long as it can detect the force and moment applied to the movable portion.
- the force detection unit may be provided at the base end portion (between the fifth arm and the sixth arm) of the sixth arm.
- connection object is an inspection device or a photoelectric converter.
- connection object is not limited to this.
- insertion is used in a wide concept including fitting (insertion), screwing (screwing), joining and connection. Therefore, depending on the configuration of the insertion portion, “insertion” can be read as “joining”, “connection”, or the like.
- Input device 47 ... Measuring device, 471 ... Adapter, 48 ... Light generating device, 481 ... Adapter, 49 ... Cleaning device, 51 ... Control part 52 ... Reception part 53 ... Storage part 6 ... Optical connector assembly 61 ... Optical connector 62 ... Optical connector 63 ... Cable 64 Optical fiber, 65 ... Ferrule, 70 ... Installation location, 71 ... Work table, 81 ... Power supply, 811 ... Adapter, 82 ... Power supply, 83 ... Measuring device, 831 ... Adapter, 9 ... Photoelectric converter, 91 ... Adapter, 100 ...
- Robot System 110 110 Base 120 Motor driver 123 Movable part 130 Drive source 710 Work surface O1 First rotation axis O2 Second rotation axis O3 Third rotation axis , O4 ... fourth rotation axis, O5 ... fifth rotation axis, O6 ... sixth rotation axis, S101 to S112 ... step
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Abstract
光コネクター(61)と接続対象物とを接続して光の導通を確認する作業を容易かつ迅速に行うことができるロボットシステム(100)を提供すること。 光コネクター(61)と、前記光コネクター(61)と接続される接続対象物の一例である測定装置(47)との一方を保持する保持部の一例であるハンド(30)を有するロボット(1)と、前記ロボット(1)を制御する制御装置(5)と、を備え、前記ロボット(1)により前記光コネクター(61)と前記接続対象物とを接続し、前記光コネクター(61)と前記接続対象物との一方から他方に向けて光を伝搬した状態で、前記光の導通を確認する導通確認部を備えることを特徴とするロボットシステム(100)。
Description
本発明は、ロボットシステムに関するものである。
基台と、複数のアーム(リンク)を有するロボットアームとを備えるロボットが知られている。ロボットアームの隣り合う2つのアームのうちの一方のアームは、関節部を介して、他方のアームに回動可能に連結され、最も基端側(最も上流側)のアームは、関節部を介して、基台に回動可能に連結されている。関節部はモーターにより駆動され、その関節部の駆動により、アームが回動する。また、最も先端側(最も下流側)のアームには、エンドエフェクターとして、例えば、着脱可能にハンド等が装着される。そして、ロボットは、例えば、ハンドで対象物を把持し、その対象物を所定の場所へ移動させ、組立等の所定の作業を行う。
特許文献1には、光コネクターのフェルールの端面の検査を行う装置が開示されている。また、特許文献1には、検査を行うフェルールの取り付けや取り外しをロボットハンド機構(ロボットアーム)が行うことが開示されている。
ここで、光コネクターの光の導通を確認する工程を含む検査を行う場合、従来は、作業者が、光コネクターと、光量を測定可能な測定装置に設けられたアダプターとを手作業で接続し、検査を行っている。このため、検査において、多大な手間および労力を要するという問題がある。
なお、特許文献1には、検査を行うフェルールの取り付けや取り外しをロボットハンド機構が行うと記載されているだけであり、その特許文献1に記載のロボットハンド機構では、前記検査を行うことは困難である。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明のロボットシステムは、光コネクターと、前記光コネクターと接続される接続対象物との一方を保持する保持部を有するロボットと、
前記ロボットを制御する制御装置と、を備え、
前記ロボットにより前記光コネクターと前記接続対象物とを接続し、前記光コネクターと前記接続対象物との一方から他方に向けて光を伝搬した状態で、前記光の導通を確認する導通確認部を備えることを特徴とするロボットシステム。
前記ロボットを制御する制御装置と、を備え、
前記ロボットにより前記光コネクターと前記接続対象物とを接続し、前記光コネクターと前記接続対象物との一方から他方に向けて光を伝搬した状態で、前記光の導通を確認する導通確認部を備えることを特徴とするロボットシステム。
これにより、光コネクターと接続対象物とを接続して光の導通を確認する作業を容易かつ迅速に行うことができる。
本発明のロボットシステムでは、前記接続対象物は、光量を測定可能な測定装置であることが好ましい。
これにより、光コネクターと測定装置とを接続して光の導通を確認する作業を容易かつ迅速に行うことができる。
本発明のロボットシステムでは、前記接続対象物は、光電変換を行う光電変換器であることが好ましい。
これにより、光コネクターと光電変換器とを接続して光の導通を確認する作業を容易かつ迅速に行うことができる。
本発明のロボットシステムでは、前記ロボットは、前記光コネクターと前記接続対象物とを接続する前に、前記光コネクターと前記接続対象物との少なくとも一方の接続箇所について、クリーニングを行うことが好ましい。
これにより、光コネクターや接続対象物の接続箇所に異物が付着している場合、その異物を除去することができる。
本発明のロボットシステムでは、前記制御装置は、前記光コネクターと前記接続対象物とを接続する際、少なくともインピーダンス制御を行って、前記ロボットを制御することが好ましい。
これにより、光コネクターと接続対象物との接続を適確に行うことができる。
これにより、光コネクターと接続対象物との接続を適確に行うことができる。
本発明のロボットシステムでは、前記光コネクターと前記接続対象物とを撮像可能な撮像装置を備え、
前記制御装置は、前記光コネクターと前記接続対象物とを接続する際、少なくとも前記撮像装置により得られた画像データに基づいて、前記ロボットを制御することが好ましい。
これにより、光コネクターと接続対象物との接続を適確に行うことができる。
前記制御装置は、前記光コネクターと前記接続対象物とを接続する際、少なくとも前記撮像装置により得られた画像データに基づいて、前記ロボットを制御することが好ましい。
これにより、光コネクターと接続対象物との接続を適確に行うことができる。
本発明のロボットシステムでは、前記光の導通の確認は、前記光コネクターと前記接続対象物との一方から他方に向けて光を伝搬し、前記他方における光の光量を測定し、その測定結果に基づいて行うことが好ましい。
これにより、光の導通の確認を適確に行うことができる。
これにより、光の導通の確認を適確に行うことができる。
本発明のロボットシステムでは、前記制御装置は、測定された前記光量と閾値とを比較し、前記光量が前記閾値よりも小さい場合は、前記ロボットが既に行った所定の作業を再度行うように前記ロボットを制御することが好ましい。
これにより、前記既に行った所定の作業が不完全な場合、それを是正することが可能である。
本発明のロボットシステムでは、前記導通確認部は、前記所定の作業を所定回数行った後において前記光量が前記閾値よりも小さい場合は、異常と判定することが好ましい。
これにより、光の導通検査を適確に行うことができる。
これにより、光の導通検査を適確に行うことができる。
本発明のロボットシステムでは、前記導通確認部は、測定された前記光量と閾値とを比較し、前記光量が前記閾値よりも小さい場合は、異常と判定することが好ましい。
これにより、制御が簡素化され、また、光の導通検査を適確に行うことができる。
これにより、制御が簡素化され、また、光の導通検査を適確に行うことができる。
本発明のロボットシステムでは、前記導通確認部は、測定された前記光量と閾値とを比較し、前記光量が前記閾値以上の場合は、正常と判定することが好ましい。
これにより、光の導通検査を適確に行うことができる。
これにより、光の導通検査を適確に行うことができる。
本発明のロボットシステムでは、前記制御装置は、前記導通確認部を備えることが好ましい。
これにより、制御装置が光の導通を確認することができ、別途、導通確認部を有する装置を設ける必要がない。
以下、本発明のロボットシステムを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
≪ロボットシステム≫
まず、本発明のロボットシステムの第1実施形態について説明する。
≪ロボットシステム≫
まず、本発明のロボットシステムの第1実施形態について説明する。
図1は、本発明のロボットシステムの第1実施形態を示す概略側面図である。図2は、図1に示すロボットシステムのブロック図である。図3は、図1に示すロボットシステムのロボット、制御装置、パーソナルコンピューターのブロック図である。図4は、光コネクターを示す斜視図である。図5は、測定装置および光コネクターを示す斜視図である。図6は、光コネクターおよび光発生装置を模式的に示す図である。図7は、別の形態の光コネクターおよび電源を模式的に示す図である。図8は、図1に示すロボットシステムが行う作業における制御装置の制御動作を示すフローチャートである。
なお、以下では、説明の便宜上、図1および図5中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図1中の基台側を「基端」、その反対側(ハンド側)を「先端」と言う。
また、図1では、説明の便宜上、互いに直交する3軸として、x軸、y軸およびz軸を図示している。本実施形態では、図1に示すx軸、y軸およびz軸は、ベース座標系を示している。また、以下では、x軸に平行な方向を「x軸方向」とも言い、y軸に平行な方向を「y軸方向」とも言い、z軸に平行な方向を「z軸方向」とも言う。また、以下では、図示された各矢印の先端側を「+(プラス)」、基端側を「-(マイナス)」といい、+x軸方向に平行な方向を「+x軸方向」とも言い、-x軸方向に平行な方向を「-x軸方向」とも言い、+y軸方向に平行な方向を「+y軸方向」とも言い、-y軸方向に平行な方向を「-y軸方向」とも言い、+z軸方向に平行な方向を「+z軸方向」とも言い、-z軸方向に平行な方向を「-z軸方向」とも言う。
また、図1の上下方向を「鉛直方向」とし、左右方向を「水平方向」とする。本明細書において、「水平」とは、水平に対して5°以下の範囲内で傾斜している場合も含む。同様に、本明細書において、「鉛直」とは、鉛直に対して5°以下の範囲内で傾斜している場合も含む。
図1および図2に示すロボットシステム100は、光コネクター61と、前記光コネクター61と接続される接続対象物の一例である測定装置47との一方を保持する保持部の一例であるハンド30を有するロボット1と、ロボット1を制御する制御装置5とを備えている。
そして、ロボット1により光コネクター61と測定装置47とを接続し、光コネクター61と測定装置47との一方から他方に向けて光を伝搬した状態で、前記光の導通を確認する導通確認部を備えている。
これにより、光コネクター61と測定装置47とを接続して光の導通を確認する作業を容易かつ迅速に行うことができる。以下、詳細に説明する。
ロボットシステム100は、ロボット1と、ロボット1を制御する制御装置5と、パーソナルコンピューター41と、ティーチングペンダント42と、撮像装置43と、表示装置45と、入力装置46と、測定装置47(検査装置)と、光発生装置48と、クリーニング装置49とを備えている。このロボットシステム100は、例えば腕時計や携帯電話のような精密機器やその部品等を製造する製造工程、各種の検査工程等で用いることができる。なお、ロボットシステム100の構成要素は、前記のうちのいくつかは、省略してもよい。すなわち、ロボットシステム100は、少なくともロボット1および制御装置5を備えていればよい。
このロボットシステム100は、本実施形態では、光コネクター組立体6の光コネクター61と、接続対象物の一例である測定装置47のアダプター471とを接続して光の導通を確認する作業を含む検査(導通検査)を行う。
〈ロボット〉
ロボット1は、本実施形態では、6軸の垂直多関節ロボットである。このロボット1は、基台110と、可動部123と、可動部123に設けられた力検出部20とを有している(備えている)。可動部123は、基台110に接続されたロボットアーム(マニピュレーター)10と、保持部(エンドエフェクター)の一例であるハンド30とを有している。また、力検出部20は、ロボットアーム10の先端部に設けられ、ハンド30は、力検出部20の先端部に設けられている。すなわち、力検出部20は、ロボットアーム10の先端部とハンド30の基端部との間に配置されている。また、図2に示すように、ロボット1は、複数の駆動源130および複数のモータードライバー120を備えている。
ロボット1は、本実施形態では、6軸の垂直多関節ロボットである。このロボット1は、基台110と、可動部123と、可動部123に設けられた力検出部20とを有している(備えている)。可動部123は、基台110に接続されたロボットアーム(マニピュレーター)10と、保持部(エンドエフェクター)の一例であるハンド30とを有している。また、力検出部20は、ロボットアーム10の先端部に設けられ、ハンド30は、力検出部20の先端部に設けられている。すなわち、力検出部20は、ロボットアーム10の先端部とハンド30の基端部との間に配置されている。また、図2に示すように、ロボット1は、複数の駆動源130および複数のモータードライバー120を備えている。
図1に示すように、本実施形態では、ロボット1は、例えば床等の設置箇所70に設置された作業台71の上面である作業面710上に設置されている。また、作業台71は、作業面710が水平面と平行になるように設置されている。
ロボットアーム10は、第1アーム11(アーム)と、第2アーム12(アーム)と、第3アーム13(アーム)と、第4アーム14(アーム)と、第5アーム15(アーム)と、第6アーム16(アーム)とを備えている。第1アーム11と第2アーム12と第3アーム13と第4アーム14と第5アーム15と第6アーム16とは、基端側から先端側に向ってこの順に連結されている。第1アーム11は、作業面710上に取り付けられた基台110に接続されている。
基台110と第1アーム11とは、関節を介して連結されており、第1アーム11は、基台110に対して鉛直方向に沿う第1回動軸O1まわりに回動可能となっている。また、第1アーム11と第2アーム12とは、関節を介して連結されており、第2アーム12は、第1アーム11に対して水平方向に沿う第2回動軸O2まわりに回動可能となっている。また、第2アーム12と第3アーム13とは、関節を介して連結されており、第3アーム13は、第2アーム12に対して水平方向に沿う第3回動軸O3まわりに回動可能となっている。また、第3アーム13と第4アーム14とは、関節を介して連結されており、第4アーム14は、第3アーム13に対して第3回動軸O3と直交した第4回動軸O4まわりに回動可能となっている。また、第4アーム14と第5アーム15とは、関節を介して連結されており、第5アーム15は、第4アーム14に対して第4回動軸O4と直交した第5回動軸O5まわりに回動可能となっている。また、第5アーム15と第6アーム16とは、関節を介して連結されており、第6アーム16は、第5アーム15に対して第5回動軸O5と直交した第6回動軸O6まわりに回動可能となっている。
また、基台110と第1アーム11との間の関節、第1アーム11と第2アーム12との間の関節、第2アーム12と第3アーム13との間の関節、第3アーム13と第4アーム14との間の関節、第4アーム14と第5アーム15との間の関節、第5アーム15と第6アーム16との間の関節には、それぞれ、サーボモーター等のモーターおよび減速機を有する駆動源130が設けられている(図2参照)。すなわち、ロボット1は、アーム11~16と同じ数(本実施形態では6つ)の駆動源130を有している。また、ロボット1は、アーム11~16と同じ数(本実施形態では6つ)のモータードライバー120を有している。各アーム11~16は、それぞれ、対応する駆動源130に電気的に接続されたモータードライバー120を介して制御装置5により制御される。以下、前記各関節を「各アーム11~16の関節」とも言う。
また、各駆動源130には、例えば、エンコーダー等の角度センサー(図示せず)が設けられている。これにより、各駆動源130が有するモーターまたは減速機の回転軸の回転角度を検出することができる。
図1に示すように、第6アーム16の先端部には、力検出部20が着脱可能に取り付けられている。力検出部20は、ハンド30(可動部123)に加わる力やモーメントを検出する力検出器である。本実施形態では、力検出部20として、互いに直交する3つの軸の軸方向の並進力成分Fx、Fy、Fzおよび3つの軸の軸周りの回転力成分(モーメント)Mx、My、Mzの6成分を検出することができる6軸力覚センサーを用いている。
また、図1に示すように、力検出部20の先端部には、ハンド30が着脱可能に取り付けられている。
この保持部(エンドエフェクター)の一例であるハンド30は、対象物を保持する機器である。
対象物の「保持」とは、対象物の把持や吸着(負圧、磁力等による)等により対象物を固定的に支持することを言う。
したがって、本実施形態では、保持部は、ハンド30であるが、本発明では、保持部は、これに限定されず、例えば、対象物を負圧で吸着する構成のもの、磁力で吸着する構成のもの等であってもよい。
〈制御装置〉
図1に示すように、本実施形態では、制御装置5は、設置箇所70上に設置され、作業台71の下方に位置している。この制御装置5は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)等のメモリーが内蔵されたパーソナルコンピューター(PC)等で構成することができる。
図1に示すように、本実施形態では、制御装置5は、設置箇所70上に設置され、作業台71の下方に位置している。この制御装置5は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)等のメモリーが内蔵されたパーソナルコンピューター(PC)等で構成することができる。
図2に示すように、制御装置5は、導通確認部の機能を有する(導通確認部の一例である)制御部51と、受付部52と、記憶部53とを備えている。
制御部51は、例えば、CPU等で構成され、各アーム11~16の駆動を担う各駆動源130の駆動、ハンド30の駆動を担う駆動源(図示せず)の駆動等、各部を制御する。例えば、制御部51は、力検出部20および各駆動源130に設けられた角度センサー(図示せず)からの出力、すなわち、角度センサーから出力された検出結果(信号)に基づいて、各アーム11~16、ハンド30をそれぞれ独立して駆動させたり停止させたりすることができる。
また、制御部51は、導通検査における各判断、各判定等を行う。
また、記憶部53は、例えば、メモリー等で構成され、制御装置5が各制御(処理)を行うためのプログラム、データ、各検出部の検出結果等の各情報を記憶する。
また、記憶部53は、例えば、メモリー等で構成され、制御装置5が各制御(処理)を行うためのプログラム、データ、各検出部の検出結果等の各情報を記憶する。
また、受付部52は、他の装置から送信された各データ等を受け付ける。この受付部52により、例えば、ロボット1の教示のために必要なデータ(以下、「教示用データ(教示データ)」とも言う)を受け付けることも可能である。
このような制御装置5は、本実施形態では、ロボット1と別体で構成されている。この場合は、例えば、ロボット1と制御装置5とをケーブル(配線)で接続し、有線方式で通信を行うようにしてもよく、また、前記ケーブルを省略し、無線方式で通信を行うようにしてもよい。
なお、制御装置5は、前記ロボット1と別体の構成に限定されず、ロボット1にその一部または全部が内蔵されていてもよい。この場合は、例えば、制御装置5は、ロボット1の基台110内に内蔵することが可能である。
また、制御装置5には、パーソナルコンピューター41と、ティーチングペンダント42と、撮像装置43と、画面を有するモニターを備える表示装置45と、マウスやキーボード等の入力装置46と、測定装置47と、光発生装置48と、クリーニング装置49とが、それぞれ接続(無線通信を含む)されている。なお、制御装置5には、タッチパネル等が接続されていてもよい。
〈他の装置〉
撮像装置43は、例えば、CCD等の撮像素子を備えている。この撮像装置43の設置個所は、特に限定されない。撮像装置43の設置個所とは、例えば、ロボット1の可動部123、作業台71等が挙げられる。
撮像装置43は、例えば、CCD等の撮像素子を備えている。この撮像装置43の設置個所は、特に限定されない。撮像装置43の設置個所とは、例えば、ロボット1の可動部123、作業台71等が挙げられる。
また、図5に示すように、測定装置47は、光の光量を測定する機能を有している。すなわち、測定装置47は、光電変換を行う光電変換器(図示せず)を備えている。光電変換器は、光を受光し、受光した光の光量に応じた電流または電圧に変換する。また、測定装置47は、光コネクター組立体6の光コネクター61と接続可能なアダプター471を備えている。
また、図6に示すように、光発生装置48は、光を発生する機能を有している。この光発生装置48は、光コネクター組立体6の光コネクター62と接続可能なアダプター481を備えている。
また、クリーニング装置49は、清掃布(図示せず)を備えている。また、クリーニング装置49は、前記清掃布の使用する部分を変更することが可能になっている。
また、図2に示すように、パーソナルコンピューター41は、例えば、教示用データ等の各データを受け付ける受付部411を備えている。
また、ティーチングペンダント42は、例えば、教示用データ等の各データを受け付ける受付部421を備えている。
なお、ビジョン制御(撮像装置43により撮像して得られる画像データ)のアプリケーションや力制御のアプリケーション等の各アプリケーションは、制御装置5の記憶部53と、パーソナルコンピューター41の記憶部(図示せず)と、ティーチングペンダント42の記憶部(図示せず)とのうちのいずれに記憶されていてもよい。
また、受付部は、制御装置5と、パーソナルコンピューター41と、ティーチングペンダント42とのうちのいずれか2つが備えていてもよく、また、制御装置5と、パーソナルコンピューター41と、ティーチングペンダント42とのうちのいずれか1つが備えていてもよい。
なお、以下では、パーソナルコンピューター41の受付部411が教示用データを受け付け、パーソナルコンピューター41がジョブ(JOB)を作成する場合を例に挙げて説明する。
まず、作業者が、入力装置46を操作し、グラフィカルユーザーインターフェース(Graphical User Interface:GUI)を介して(用いて)教示用データの入力の指示を行うと、パーソナルコンピューター41の受付部411は、その教示用データを受け付ける。
パーソナルコンピューター41は、教示用データと、教示点の情報とに基づいて、ジョブ(JOB)を作成する。教示点の情報は、例えば、ティーチングペンダント42等でロボット1を動作させて作成してもよく、また、ロボット1を動作させずに、パーソナルコンピューター41やティーチングペンダント42等で作成してもよい。
また、パーソナルコンピューター41によって作成されるジョブは、制御装置5が読み込みできないフォーマット(コンピューター言語)である。そのため、パーソナルコンピューター41は、ジョブを制御装置5に送信する前に、制御装置5が読み込みできるフォーマットにジョブをデコード(変換)する。なお、前記デコードしたデータは、ロボット1に対するコマンドを含んでいる。
そして、パーソナルコンピューター41は、前記デコードしたデータを制御装置5に送信することにより、ロボット1に所定の動作(機能)を実行させる。すなわち、パーソナルコンピューター41は、前記デコードしたデータを制御装置5に送信し、制御装置5は、前記デコードしたデータに基づいて、ロボット1を動作させる。
なお、前記パーソナルコンピューター41が行った処理のすべてまたは一部は、他の処理部、例えば、ティーチングペンダント42や制御装置5が行ってもよい。
以上、ロボットシステム100の基本的な構成について簡単に説明した。
以上、ロボットシステム100の基本的な構成について簡単に説明した。
〈ロボットシステム100における制御の基本〉
図3に示すように、制御装置5は、ロボット1の制御を行う。すなわち、制御装置5は、導通検査(作業)において、各エンコーダーE、力検出部20の出力、すなわち、各エンコーダーE、力検出部20の検出結果に基づいて、ロボット1の動作を位置制御、力制御等で制御する。この場合、制御装置5は、図3に示すハードウェア資源がプログラムと協働することによりロボット1を制御する。
図3に示すように、制御装置5は、ロボット1の制御を行う。すなわち、制御装置5は、導通検査(作業)において、各エンコーダーE、力検出部20の出力、すなわち、各エンコーダーE、力検出部20の検出結果に基づいて、ロボット1の動作を位置制御、力制御等で制御する。この場合、制御装置5は、図3に示すハードウェア資源がプログラムと協働することによりロボット1を制御する。
ここで位置制御(PC)とは、ロボット1が把持した所定の対象物、本実施形態では例えば光コネクター61等の位置や姿勢に関する情報に基づいて、光コネクター61を目標の位置に目標の姿勢になるように移動させるロボット1の動作の制御である。前記光コネクター61に代えて、ロボットアーム10の先端部や、ハンド30でもよい。また、光コネクター61の位置や姿勢に関する情報は、各駆動源130の各エンコーダーEの出力、すなわち、各エンコーダーEの検出結果に基づいて、求めることが可能である。
また、力制御とは、力検出部20の出力、すなわち、力検出部20の検出結果に基づいて、対光コネクター61の位置や姿勢を変更したり、また、光コネクター61を押したり、引っ張ったりするロボット1の動作の制御である。力制御には、例えば、インピーダンス制御(FC)と、フォーストリガー制御(FT)とが含まれている。
フォーストリガー制御では、力検出部20により検出を行い、その力検出部20により所定の力を検出するまで可動部123を移動(姿勢の変更も含む)、すなわち、動作させる。
インピーダンス制御は、倣い制御とも呼ばれている。まず、簡単に説明すると、インピーダンス制御では、可動部123の先端部に加わる力を可能な限り所定の力に維持、すなわち、力検出部20により検出される所定方向の力を可能な限り目標値(0も含む)に維持するように可動部123(ロボット1)の動作を制御する。これにより、可動部123に対してインピーダンス制御を行うと、可動部123は、そのハンド30で把持した光コネクター61がアダプター471(対象物)に対し、前記所定方向について倣う動作を行う。以下、より詳しく説明する。
制御装置5は、各エンコーダーEにより検出された各駆動源130のモーターの回転角度の組み合わせと、ロボット座標系におけるTCP(ツールセンターポイント)の位置との対応関係U1を記憶している。また、制御装置5は、ロボット1が行う作業の工程ごとに目標位置Stと目標力fStの少なくともいずれか1つをコマンドに基づいて記憶する。目標位置Stと目標力fStを引数(パラメーター)とするコマンドはロボット1が行う作業の工程ごとに設定される。
制御装置5は、設定された目標位置と目標力とがTCPにて実現されるように、コマンドに基づいてロボット1の可動部123を制御する。目標力とは、可動部123の動作に応じて力検出部20が検出すべき力である。ここで、後述するSの文字は、ロボット座標系を規定する軸の方向(X,Y,Z,U,V,W)のなかのいずれか1個の方向を表すこととする。また、Sは、S方向の位置も表すこととする。例えば、S=Xの場合、ロボット座標系にて設定された目標位置のX方向成分がSt=Xtと表記され、目標力のX方向成分がfSt=fXtと表記される。
制御装置5は、各モーターの回転角度Daを取得すると、対応関係U1に基づいて、当該回転角度Daをロボット座標系におけるTCPの位置S(X,Y,Z,U,V,W)に変換する。また制御装置5は、TCPの位置Sと、力検出部20の検出値とに基づいて、力検出部20に現実に作用している作用力fSをロボット座標系において特定する。作用力fSの作用点は、TCPとは別に原点Oとして定義される。原点Oは、力検出部20が力を検出している点に対応する。なお、制御装置5は、ロボット座標系におけるTCPの位置Sごとに、力検出部20のセンサー座標系における検出軸の方向を規定した対応関係U2を記憶している。従って、制御装置5は、ロボット座標系におけるTCPの位置Sと対応関係U2とに基づいて、ロボット座標系における作用力fSを特定できる。また、ロボットに作用するトルクは、作用力fSと、ツール接触点(ハンド30と対象物の接触点)から力検出部20までの距離とから算出することができ、図示されないfSトルク成分として特定される。
制御装置5は、作用力fSに対して重力補償を行う。重力補償とは、作用力fSから重力に起因する力やトルクの成分を除去することである。重力補償を行った作用力fSは、ハンド30に作用している重力以外の力と見なすことができる。
本実施形態におけるインピーダンス制御は、仮想の機械的インピーダンスを各モーターによって実現する能動インピーダンス制御である。制御装置5は、このようなインピーダンス制御を導通検査の所定の工程で適用する。インピーダンス制御では、目標力を後述する運動方程式に代入して各モーターの回転角度を導出する。制御装置5が各モーターを制御する信号は、PWM(Pulse Width Modulation)変調された信号である。
制御装置5は、目標力fStと作用力fSとをインピーダンス制御の運動方程式に代入することにより、力由来補正量ΔSを特定する。力由来補正量ΔSとは、TCPが機械的インピーダンスを受けた場合に、目標力fStとの力偏差ΔfS(t)を解消するために、TCPが移動すべき位置Sの大きさを意味する。下記の(1)式は、インピーダンス制御の運動方程式である。
mΔS(t)’’+dΔS(t)’+kΔS(t)=ΔfS(t) ・・・(1)
(1)式の左辺は、TCPの位置Sの2階微分値に仮想慣性係数mを乗算した第1項と、TCPの位置Sの微分値に仮想粘性係数dを乗算した第2項と、TCPの位置Sに仮想弾性係数kを乗算した第3項とによって構成される。(1)式の右辺は、目標力fStから現実の力fを減算した力偏差ΔfS(t)によって構成される。(1)式における微分とは、時間による微分を意味する。ロボット1が行う工程において、目標力fStとして一定値が設定される場合もあるし、目標力fStとして時間の関数が設定される場合もある。
(1)式の左辺は、TCPの位置Sの2階微分値に仮想慣性係数mを乗算した第1項と、TCPの位置Sの微分値に仮想粘性係数dを乗算した第2項と、TCPの位置Sに仮想弾性係数kを乗算した第3項とによって構成される。(1)式の右辺は、目標力fStから現実の力fを減算した力偏差ΔfS(t)によって構成される。(1)式における微分とは、時間による微分を意味する。ロボット1が行う工程において、目標力fStとして一定値が設定される場合もあるし、目標力fStとして時間の関数が設定される場合もある。
仮想慣性係数mはTCPが仮想的に有する質量を意味し、仮想粘性係数dはTCPが仮想的に受ける粘性抵抗を意味し、仮想弾性係数kはTCPが仮想的に受ける弾性力のバネ定数を意味する。各係数m,d,kは方向ごとに異なる値に設定されてもよいし、方向に拘わらず共通の値に設定されてもよい。
そして、制御装置5は、対応関係U1に基づいて、ロボット座標系を規定する各軸の方向の動作位置を、各モーターの目標の回転角度である目標角度Dtに変換する。そして、制御装置5は、目標角度Dtから各モーターの現実の回転角度である各エンコーダーEの出力(回転角度Da)を減算することにより、駆動位置偏差De(=Dt-Da)を算出する。そして、制御装置5は、駆動位置偏差Deに位置制御ゲインKpを乗算した値と、現実の回転角度Daの時間微分値である駆動速度との差である駆動速度偏差に、速度制御ゲインKvを乗算した値とを加算することにより、制御量Dcを導出する。なお、位置制御ゲインKpおよび速度制御ゲインKvは、比例成分だけでなく微分成分や積分成分にかかる制御ゲインを含んでもよい。制御量Dcは、各モーターのそれぞれについて特定される。以上説明した構成により、制御装置5は、目標力fStとに基づいて可動部123をインピーダンス制御で制御することができる。
パーソナルコンピューター41には、制御装置5に目標位置Stと目標力fStとを引数とする実行プログラムを生成して制御装置5にロードするための教示用プログラムがインストールされている。
このロボットシステム100は、本実施形態では、光コネクター組立体6と接続対象物とを接続し、光コネクター組立体6の導通検査を行う。
接続対象物は、本実施形態では、光量を測定可能な測定装置47である。これにより、光コネクター61と測定装置47とを接続して光の導通を確認する作業を容易かつ迅速に行うことができる。
図4および図6に示すように、光コネクター組立体6は、光を導光する光ファイバー64を内部に有するケーブル63と、ケーブル63の一端側に設けられた光コネクター61と、ケーブル63の他端側に設けられた光コネクター62とを備えている。光コネクター61は、先端側(一端側)に向って突出するフェルール65を有し、そのフェルール65の内部には、光ファイバー64の端部が設けられている。光コネクター62については、光コネクター61と同様の構成であるので、その説明は省略する。なお、光コネクター61と光コネクター62の構成は、異なっていてもよい。
この導通検査では、ロボットシステム100は、ロボット1により、光コネクター組立体6の光コネクター61と、測定装置47のアダプター471とを接続し、光コネクター組立体6の光コネクター62と、光発生装置48のアダプター481とを接続する。そして、光発生装置48により発生した光を光コネクター61に入射して、光コネクター組立体6により伝搬される光の光量の測定を測定装置47によって行う。また、制御装置5により、前記測定された光量に基づいて、「正常」、「異常」の判定等を行う。
以下、具体的に、ロボットシステム100(ロボット)が行う光コネクター組立体6(光コネクター61)の導通検査(作業)およびその導通検査において制御装置5等が行う制御について説明する。
まず、いくつかの特徴について簡単に説明する。
ロボット1は、光コネクター61と接続対象物の一例である測定装置47とを接続する前に、光コネクター61と測定装置47との少なくとも一方の接続箇所について、クリーニングを行う。これにより、光コネクター61や測定装置47の接続箇所に異物が付着している場合、その異物を除去することができる。
ロボット1は、光コネクター61と接続対象物の一例である測定装置47とを接続する前に、光コネクター61と測定装置47との少なくとも一方の接続箇所について、クリーニングを行う。これにより、光コネクター61や測定装置47の接続箇所に異物が付着している場合、その異物を除去することができる。
また、制御装置5は、光コネクター61と接続対象物の一例である測定装置47とを接続する際、少なくともインピーダンス制御を行って、ロボット1を制御する。これにより、光コネクター61と測定装置47との接続を適確に行うことができる。
また、ロボットシステム100は、光コネクター61と接続対象物の一例である測定装置47とを撮像可能な撮像装置43を備えている。他の構成例としては、制御装置5は、光コネクター61と測定装置47とを接続する際、少なくとも撮像装置43により得られた画像データに基づいて、ロボット1を制御する。これにより、光コネクター61と測定装置47との接続を適確に行うことができる。
また、光コネクター61と接続対象物の一例である測定装置47との一方から光を入射して、前記他方における光の光量を測定し、その測定結果に基づいて光の導通の確認を行う。これにより、光の導通の確認を適確に行うことができる。
また、制御装置5は、測定された前記光量と閾値とを比較し、前記光量が前記閾値よりも小さい場合は、ロボット1が既に行った所定の作業を再度行うようにロボット1を制御する。これにより、前記既に行った所定の作業が不完全な場合、それを是正することが可能である。
また、制御装置5は、導通確認部の一例である制御部51を備えている。これにより、制御装置5が光の導通を確認することができ、別途、導通確認部を有する装置を設ける必要がない。なお、導通確認部は、他の装置、例えば、測定装置47が備えていてもよい。
また、導通確認部の一例である制御装置5の制御部51は、前記所定の作業を所定回数行った後において前記光量が前記閾値よりも小さい場合は、異常と判定する。これにより、光の導通検査を適確に行うことができる。
また、他の構成例としては、導通確認部の一例である制御装置5の制御部51は、測定された前記光量と閾値とを比較し、前記光量が前記閾値よりも小さい場合は、異常と判定する。これにより、制御が簡素化され、また、光の導通検査を適確に行うことができる。
また、導通確認部の一例である制御装置5の制御部51は、測定された前記光量と閾値とを比較し、前記光量が前記閾値以上の場合は、正常と判定する。これにより、光の導通検査を適確に行うことができる。以下、詳細に説明する。
まず、導通検査を行う複数の光コネクター組立体6は、所定の位置に配置されたトレーや容器等に収納され、準備されている。
図8に示すように、制御装置5の制御により(以下の説明では、この文言は省略する)、ロボット1は、ハンド30により光コネクター組立体6の光コネクター61を把持する(ステップS101)。
そして、ロボット1は、光コネクター61の先端側に突出している光ファイバー64の端面(接続箇所)をクリーニングする(ステップS102)。このクリーニングは、クリーニング装置49を用いて行う。具体的には、ロボット1は、クリーニング装置49の清掃布に、光コネクター61の光ファイバー64の端面を複数回(例えば、2回)擦り付ける。なお、測定装置47のアダプター471についてもその接続箇所を同様にクリーニングする。
次に、光コネクター61の光ファイバー64の端面を確認する(ステップS103)。このステップS103では、撮像装置43により、光コネクター61の光ファイバー64の端面を撮像し、その画像データに基づいて前記端面を確認する。なお、これに代えて、例えば、光ファイバー64の端面検査装置を用いてもよい。
次に、光コネクター61の光ファイバー64の端面に汚れ等がないか否か、すなわち、異物が付着しているか否かを判断する(ステップS104)。
ステップS104において、汚れ等がないと判断した場合は、図5に示すように、光コネクター61を測定装置47のアダプター471に接続する(ステップS105)。この場合、ロボット1は、光コネクター61をアダプター471に挿入し、アダプター471の最奥部に配置する。
この光コネクター61をアダプター471に接続する動作においては、光コネクター61をアダプター471に挿入する動作は、インピーダンス制御で制御され、光コネクター61をアダプター471の最奥部に配置する動作は、フォーストリガー制御で制御される。フォーストリガー制御では、力検出部20により予め設定された所定の力(目標力)が検出されると、ロボット1の光コネクター61を挿入する動作を停止する。
なお、前記光コネクター61をアダプター471に接続する動作では、さらに、位置制御を行ってもよい。
また、前記光コネクター61をアダプター471に接続する動作において、光コネクター61をアダプター471に挿入する動作では、前記インピーダンス制御に代えて、撮像装置43により光コネクター61とアダプター471(測定装置47)とを撮像して得られた画像データに基づいて、ロボット1の制御を行ってもよい。また、この画像データに基づいて行う制御と前記インピーダンス制御とを併用してもよい。
次に、図6に示すように、前記光コネクター61と同様にして、光コネクター62を光発生装置48のアダプター481に接続する(図8には図示せず)。この場合、前記光コネクター61と同様にして、光コネクター62をアダプター481に接続する前に、ステップS102~ステップS104と同様の処理を行ってもよい。
次に、光発生装置48により発生した光を光コネクター組立体6に入射して、光コネクター組立体6により伝搬される光の光量の測定を測定装置47により行う(ステップS106)。その測定結果、すなわち、測定装置47により測定された光量(測定値)を示すデータは、測定装置47から制御装置5に送信される。
次に、制御装置5は、測定装置47により測定された光量と、予め設定された閾値とを比較し、前記光量が前記閾値以上であるか否かを判断する(ステップS107)。
ステップS107において、前記光量が前記閾値以上であると判断した場合は、光コネクター組立体6(光コネクター61)は、「正常」と判定する(ステップS108)。
ここで、前記閾値は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるものである。前記閾値の具体例としては、光発生装置48で発生した光の光量の「90%」等である。
なお、前記ステップS107およびステップS108の処理は、それぞれ、制御装置5に限らず、他の装置、例えば、測定装置47等が行ってもよい。
また、ステップS107において、前記光量が前記閾値以上ではない(前記閾値よりも小さい)と判断した場合は、ステップS105~ステップS107の処理をN2回行ったか否かを判断する(ステップS110)。
ステップS110において、ステップS105~ステップS107の処理をN2回行ったと判断した場合は、光コネクター組立体6(光コネクター61)は、「異常」と判定する(ステップS111)。
ここで、前記N2は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるものである。前記N2の具体例としては、「3」等である。
なお、異常の原因としては、例えば、光コネクター61の光ファイバー64の端面に傷がある場合、前記端面に汚れ等の異物が付着している場合、光コネクター61の規格が異なっている場合等が挙げられる。光コネクター62についても同様である。
また、前記ステップS110において、ステップS105~ステップS107の処理をN2回行っていないと判断した場合は、光コネクター61をアダプター471から取り外す(ステップS112)。この場合、ロボット1は、光コネクター61をアダプター471から抜き出す(引き抜く)。
この光コネクター61をアダプター471から取り外す動作においては、光コネクター61をアダプター471から抜き出す動作は、フォーストリガー制御で制御される。
なお、前記光コネクター61をアダプター471から取り外す動作では、さらに、位置制御を行ってもよい。
前記ステップS112の後は、前記ステップS105に戻り、再度、前記ステップS105以降を実行する(リトライを行う)。
なお、前記ステップS112の後は、前記ステップS105に代えて、前記ステップS102に戻るようにしてもよい。この場合、前記ステップS103、ステップS104および後述するステップS109は、省略してもよい。また、前記ステップS112の後に、前記ステップS105に戻る場合も、前記ステップS103、ステップS104および後述するステップS109は、省略してもよい。
また、前記ステップS104において、汚れ等があると判断した場合は、ステップS102~ステップS104の処理をN1回行ったか否かを判断する(ステップS109)。
ステップS109において、ステップS102~ステップS104の処理をN1回行ったと判断した場合は、光コネクター組立体6(光コネクター61)は、「異常」と判定する(ステップS111)。
ここで、前記N1は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるものである。前記N1の具体例としては、「3」等である。
また、前記ステップS109において、ステップS102~ステップS104の処理をN1回行っていないと判断した場合は、前記ステップS102に戻り、再度、前記ステップS102以降を実行する(リトライを行う)。
以上で、光コネクター組立体6の導通検査が完了する。
この導通検査の結果は、例えば、記憶部53に記憶され、所定の装置に送信される。
この導通検査の結果は、例えば、記憶部53に記憶され、所定の装置に送信される。
また、導通検査の結果は、例えば、表示装置45により表示されるようになっていてもよい。
また、測定された光量と閾値との比較や、「正常」、「異常」の判定等は、制御装置5に代えて、例えば、測定装置47等の他の装置が行ってもよい。
以上説明したように、ロボットシステム100によれば、光の導通を確認する作業を含む導通検査を容易、迅速かつ適確に行うことができる。特に、光コネクター組立体6の光コネクター61と測定装置47のアダプター471とを接続する作業と、導通検査における各判断、判定をロボットシステム100が行うので、作業効率が格段に向上する。
(変形例1)
光コネクター組立体は、前記第1実施形態における光コネクター組立体6に限定されず、各種の器具を用いることができる。以下、光コネクター組立体の他の具体例について説明する。
光コネクター組立体は、前記第1実施形態における光コネクター組立体6に限定されず、各種の器具を用いることができる。以下、光コネクター組立体の他の具体例について説明する。
図7に示すように、光コネクター組立体3は、配線34(電気配線)を内部に有するケーブル33と、ケーブル33の一端側に設けられた光コネクター31と、ケーブル33の他端側に設けられたコネクター32(電気コネクター)とを備えている。光コネクター31は、先端側(一端側)に向って突出するフェルール(図示せず)を有し、そのフェルールの内部には、光ファイバー(図示せず)が設けられている。また、前記フェルールの内部に設けられている光ファイバーと前記配線34との間に光電変換を行う光電変換器311が設けられている。なお、図7では前記光電変換器311が光コネクター31の内部に設けられている例を示したが、光コネクター31の外部にあって、光コネクター31と配線34との間に設けられていてもよく、その場合は、光コネクター31と光電変換器311とは光ファイバーで接続されている。
また、電源81は、電気(電圧または電流)を発生する機能を有している。この電源81は、光コネクター組立体3のコネクター32と接続可能なアダプター811を備えている。
この光コネクター組立体3の導通検査では、ロボットシステム100は、ロボット1により、光コネクター組立体3の光コネクター31と、測定装置47のアダプター471とを接続し、光コネクター組立体6のコネクター32と、電源81のアダプター811とを接続する。そして、電源81により、電気(電圧または電流)を発生し、の光電変換器311により光電変換を行ない、光コネクター組立体3により伝搬される光の光量を測定装置47により測定を行う。
(変形例2)
光コネクター組立体6の光コネクター61が締め付け金具を有している場合がある。この場合は、光コネクター61と、測定装置47のアダプター471とを接続する際は、ロボット1により、前記金具を回動させ、締め付ける。また、光コネクター61をアダプター471から取り外す際は、ロボット1により、前記金具を前記とは逆方向に回動させ、緩める。
光コネクター組立体6の光コネクター61が締め付け金具を有している場合がある。この場合は、光コネクター61と、測定装置47のアダプター471とを接続する際は、ロボット1により、前記金具を回動させ、締め付ける。また、光コネクター61をアダプター471から取り外す際は、ロボット1により、前記金具を前記とは逆方向に回動させ、緩める。
<第2実施形態>
図9は、本発明のロボットシステムの第2実施形態における光コネクター、測定装置、光電変換器および電源を模式的に示す図である。
図9は、本発明のロボットシステムの第2実施形態における光コネクター、測定装置、光電変換器および電源を模式的に示す図である。
以下、第2実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
図9に示すように、第2実施形態では、接続対象物は、光電変換を行う光電変換器9である。これにより、光コネクター61と光電変換器9とを接続して光の導通を確認する作業を容易かつ迅速に行うことができる。以下具体的に説明する。
第2実施形態のロボットシステム100は、光電変換器9について、導通検査を行う。
光電変換器9は、光コネクター組立体6の光コネクター61と接続可能なアダプター91を備えている。本実施形態では、光電変換器9は、送信(発光)専用の機器であり、「光トランスミッター」とも呼ばれており、電気(電圧または電流)を光に変換する。
光電変換器9は、光コネクター組立体6の光コネクター61と接続可能なアダプター91を備えている。本実施形態では、光電変換器9は、送信(発光)専用の機器であり、「光トランスミッター」とも呼ばれており、電気(電圧または電流)を光に変換する。
なお、光電変換器9は、前記の構成のものに限定されず、例えば、「光レシーバー」とも呼ばれている受信(受光)専用の機器、すなわち、光を電気(電圧または電流)に変換する機器でもよい。また、光電変換器9は、例えば、「光トランシーバー」とも呼ばれている受信および送信の両方を行う機器であってもよい。
導通検査では、光コネクター組立体6と、測定装置83と、電源82とを用いる。測定装置83は、測定装置47と同様に、光電変換器(図示せず)と、光コネクター組立体6の光コネクター62と接続可能なアダプター831とを備えている。また、電源82は、着脱可能に、光電変換器9と電気的に接続可能である。
光電変換器9の導通検査では、ロボットシステム100は、ロボット1により、光コネクター組立体6の光コネクター62と測定装置83のアダプター831とを接続する。そして、ロボットシステム100は、ロボット1により、導通検査を行う光電変換器9を電源82に電気的に接続し、光コネクター組立体6の光コネクター61と光電変換器9のアダプター91とを接続し、第1実施形態と同様にして、光の導通を確認する。
以上のような第2実施形態によっても、前述した実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上、本発明のロボットシステムを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、前記実施形態では、光の導通の確認に用いる物理量は、光量であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、周波数(周期)等が挙げられる。
また、前記実施形態では、可動部がロボットアームと保持部(ハンド)とで構成されている場合を例に挙げて説明したが、本発明では、可動部は、これに限定されず、ロボットの移動可能な部分、すなわち、動くことが可能な部分であればよい。他の具体例としては、可動部は、さらに、ロボットアームおよび保持部以外の部品(部材)を有していてもよい。また、例えば、ロボットアームと力検出部と保持部とで構成される部分を可動部と捉えてもよく、また、ロボットアームを可動部と捉えてもよく、また、保持部を可動部と捉えてもよく、また、第1アーム~第6アームのうち任意のアームを可動部と捉えてもよい。
また、前記実施形態では、ロボットの基台の設置個所は、作業台であるが、本発明では、これに限定されず、この他、例えば、設置スペースにおける床、天井、壁、地上、移動可能な台車上等が挙げられる。
また、本発明では、ロボットは、セル内に設置されていてもよい。この場合、ロボットの基台の設置個所としては、例えば、セルの床部、天井部、壁部、作業台等が挙げられる。
また、前記実施形態では、ロボット(基台)が設置される平面(面)である設置面は、水平面と平行な平面(面)であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、水平面や鉛直面に対して傾斜した平面(面)でもよく、また、鉛直面と平行な平面(面)であってもよい。
また、前記実施形態では、ロボットアームの回動軸の数は、6つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの回動軸の数は、例えば、2つ、3つ、4つ、5つまたは7つ以上でもよい。すなわち、前記実施形態では、アーム(リンク)の数は、6つであるが、本発明では、これに限定されず、アームの数は、例えば、2つ、3つ、4つ、5つ、または、7つ以上でもよい。この場合、例えば、前記実施形態のロボットにおいて、第2アームと第3アームとの間にアームを追加することにより、アームの数が7つのロボットを実現することができる。
また、前記実施形態では、ロボットアームの数は、1つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの数は、例えば、2つ以上でもよい。すなわち、ロボット(ロボット本体)は、例えば、双腕ロボット等の複数腕ロボットであってもよい。
また、本発明では、ロボットは、他の形式のロボットであってもよい。具体例としては、例えば、脚部を有する脚式歩行(走行)ロボット、スカラーロボット等の水平多関節ロボット等が挙げられる。また、ロボットは、例えば、保持部をz軸方向に移動させる第1移動機構と、保持部および第1移動機構をx軸方向に移動させる第2移動機構と、保持部、第1移動機構および第2移動機構をy軸方向に移動させる第3移動機構とを備える構成であってもよい。
また、前記実施形態では、力検出部として、6軸力覚センサーを用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明では、力検出部としては、これに限定されず、ロボットの構成、作業内容、第1対象物や第2対象物の形状等によっては、他の構成の力覚センサーを用いてもよい。
また、前記実施形態では、力検出部は、ロボットアームの先端部に設けられている場合を例に挙げて説明したが、本発明では、これに限定されず、力検出部の設置箇所は、可動部にかかる力やモーメントを検出することが可能な箇所であれば如何なる箇所であってもよい。例えば、力検出部は、第6アームの基端部(第5アームと第6アームとの間)に設けられていてもよい。
また、前記実施形態では、接続対象物は、検査装置、光電変換器であるが、本発明では、接続対象物は、これに限定されない。
また、本発明では、「挿入」とは、嵌合(嵌入)、螺合(螺入)、接合および連結等を含む広い概念で用いられる。したがって、挿入部の構成によっては、「挿入」を「接合」、「連結」等と読み換えることができる。
1…ロボット、5…制御装置、10…ロボットアーム、11…第1アーム、12…第2アーム、13…第3アーム、14…第4アーム、15…第5アーム、16…第6アーム、20…力検出部、30…ハンド、3…光コネクター組立体、31…光コネクター、311…光電変換器、32…コネクター、33…ケーブル、34…配線、41…パーソナルコンピューター、411…受付部、42…ティーチングペンダント、421…受付部、43…撮像装置、45…表示装置、46…入力装置、47…測定装置、471…アダプター、48…光発生装置、481…アダプター、49…クリーニング装置、51…制御部、52…受付部、53…記憶部、6…光コネクター組立体、61…光コネクター、62…光コネクター、63…ケーブル、64…光ファイバー、65…フェルール、70…設置箇所、71…作業台、81…電源、811…アダプター、82…電源、83…測定装置、831…アダプター、9…光電変換器、91…アダプター、100…ロボットシステム、110…基台、120…モータードライバー、123…可動部、130…駆動源、710…作業面、O1…第1回動軸、O2…第2回動軸、O3…第3回動軸、O4…第4回動軸、O5…第5回動軸、O6…第6回動軸、S101~S112…ステップ
Claims (12)
- 光コネクターと、前記光コネクターと接続される接続対象物との一方を保持する保持部を有するロボットと、
前記ロボットを制御する制御装置と、を備え、
前記ロボットにより前記光コネクターと前記接続対象物とを接続し、前記光コネクターと前記接続対象物との一方から光を入射して、前記光の導通を確認する導通確認部を備えることを特徴とするロボットシステム。 - 前記接続対象物は、光量を測定可能な測定装置である請求項1に記載のロボットシステム。
- 前記接続対象物は、光電変換を行う光電変換器である請求項1に記載のロボットシステム。
- 前記ロボットは、前記光コネクターと前記接続対象物とを接続する前に、前記光コネクターと前記接続対象物との少なくとも一方の接続箇所について、クリーニングを行う請求項1ないし3のいずれか1項に記載のロボットシステム。
- 前記制御装置は、前記光コネクターと前記接続対象物とを接続する際、少なくともインピーダンス制御を行って、前記ロボットを制御する請求項1ないし4のいずれか1項に記載のロボットシステム。
- 前記光コネクターと前記接続対象物とを撮像可能な撮像装置を備え、
前記制御装置は、前記光コネクターと前記接続対象物とを接続する際、少なくとも前記撮像装置により得られた画像データに基づいて、前記ロボットを制御する請求項1ないし5のいずれか1項に記載のロボットシステム。 - 前記光の導通の確認は、前記光コネクターと前記接続対象物との一方から光を入射して、前記他方における光の光量を測定し、その測定結果に基づいて行う請求項1ないし6のいずれか1項に記載のロボットシステム。
- 前記制御装置は、測定された前記光量と閾値とを比較し、前記光量が前記閾値よりも小さい場合は、前記ロボットが既に行った所定の作業を再度行うように前記ロボットを制御する請求項7に記載のロボットシステム。
- 前記導通確認部は、前記所定の作業を所定回数行った後において前記光量が前記閾値よりも小さい場合は、異常と判定する請求項8に記載のロボットシステム。
- 前記導通確認部は、測定された前記光量と閾値とを比較し、前記光量が前記閾値よりも小さい場合は、異常と判定する請求項7に記載のロボットシステム。
- 前記導通確認部は、測定された前記光量と閾値とを比較し、前記光量が前記閾値以上の場合は、正常と判定する請求項7ないし10のいずれか1項に記載のロボットシステム。
- 前記制御装置は、前記導通確認部を備える請求項1ないし11のいずれか1項に記載のロボットシステム。
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