機(jī)器人系統(tǒng)、機(jī)器人控制方法及被加工物制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種機(jī)器人系統(tǒng)、機(jī)器人控制方法及被加工物制造方法，其機(jī)器人能很好地進(jìn)行嵌合作業(yè)而使作業(yè)質(zhì)量保持穩(wěn)定。機(jī)器人系統(tǒng)（1）具有：機(jī)器人（10）；安裝在機(jī)器人的前端且能把持嵌合部件（20）的手部（102）；與嵌合部件嵌合的被嵌合部件（30）；以及控制機(jī)器人的控制器（11），控制器具有：位置確定部（112），在由手部把持嵌合部件的狀態(tài)下，使機(jī)器人、嵌合部件或手部接觸與被嵌合部件的相對(duì)位置關(guān)系已確定的定位部件（50），將接觸時(shí)的位置作為基準(zhǔn)位置確定嵌合位置（40）；以及嵌合控制部（113），控制機(jī)器人以使嵌合部件和被嵌合部件在嵌合位置嵌合。
【專(zhuān)利說(shuō)明】機(jī)器人系統(tǒng)、機(jī)器人控制方法及被加工物制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人系統(tǒng)、機(jī)器人控制方法及被加工物制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，越來(lái)越需要將人工作業(yè)由機(jī)器人取代以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了如下一種機(jī)器人系統(tǒng)，其利用力覺(jué)傳感器使由安裝在機(jī)器人的前端的手部把持的嵌合部件與被嵌合部件嵌合。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011 - 230245號(hào)公報(bào)
[0006]在由機(jī)器人進(jìn)行的嵌合作業(yè)中，有時(shí)嵌合前的嵌合部件和被嵌合部件之間的相對(duì)位置關(guān)系不一致(發(fā)生錯(cuò)位)。當(dāng)位置關(guān)系不一致時(shí)，嵌合作業(yè)不能很好地進(jìn)行，因而存在無(wú)法使作業(yè)質(zhì)量保持穩(wěn)定的問(wèn)題。
[0007]對(duì)此，在本【技術(shù)領(lǐng)域】中，希望出現(xiàn)如下一種機(jī)器人系統(tǒng)、機(jī)器人控制方法及被加工物制造方法:其機(jī)器人能很好地進(jìn)行嵌合作業(yè)而使作業(yè)質(zhì)量保持穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]用于解決問(wèn)題的手段
[0009]本發(fā)明所述的機(jī)器人系統(tǒng)具有:機(jī)器人；安裝在機(jī)器人的前端并且能夠把持嵌合部件的嵌合部件把持工具；與嵌合部件嵌合的被嵌合部件；以及控制機(jī)器人的機(jī)器人控制裝置，機(jī)器人控制裝置具有:位置確定部，在由嵌合部件把持工具把持嵌合部件的狀態(tài)下，所述位置確定部使機(jī)器人、嵌合部件或嵌合部件把持工具與定位部件接觸，該定位部件與被嵌合部件之間的相對(duì)位置關(guān)系已確定，并以接觸時(shí)的位置作為基準(zhǔn)位置來(lái)確定嵌合位置；以及嵌合控制部，其控制機(jī)器人以使嵌合部件和被嵌合部件在嵌合位置嵌合。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是示意性地表示本實(shí)施方式所述的機(jī)器人系統(tǒng)的圖。
[0011]圖2是圖1所示的機(jī)器人系統(tǒng)所包含的機(jī)器人的側(cè)視圖。
[0012]圖3是表示控制器的功能模塊的圖。
[0013]圖4是表示本實(shí)施方式所述的嵌合位置的確定過(guò)程的示意圖。
[0014]圖5是表示對(duì)應(yīng)于定位部件的形狀的嵌合位置的確定過(guò)程的示意圖。
[0015]圖6是表示嵌合作業(yè)的步驟的流程圖。
[0016]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0017]1:機(jī)器人系統(tǒng)、10:機(jī)器人、11:控制器(機(jī)器人控制裝置)、20, 20x:嵌合部件、30,30x:被嵌合部件、40:嵌合位置、50，50x:定位部件、102:手部(嵌合部件把持工具)、103 --力覺(jué)傳感器、112:位置確定部、113:嵌合控制部。

【具體實(shí)施方式】
[0018]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。此外，在各圖中對(duì)同一或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)記同一附圖標(biāo)記而省略重復(fù)說(shuō)明。
[0019]本實(shí)施方式所述的機(jī)器人系統(tǒng)是如下一種機(jī)器人系統(tǒng):對(duì)于作為單個(gè)零件或者由多個(gè)零件組合而成的產(chǎn)品或半成品的工件(被加工物)，由機(jī)器人對(duì)其進(jìn)行加工、組裝等各種作業(yè)，尤其是將作為工件的嵌合部件嵌合、插入(以下僅稱(chēng)為嵌合)被嵌合部件中。在本實(shí)施方式所述的機(jī)器人系統(tǒng)中，利用力覺(jué)傳感器技術(shù)進(jìn)行后述的阻抗(impedance)控制，以提高嵌合作業(yè)質(zhì)量。此外，作為被加工物，可以是能由機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行加工的所有物品。例如作為被加工物，可包含電子設(shè)備用的基板的組裝體、汽車(chē)等。
[0020]圖1是示意性地表示本實(shí)施方式所述的機(jī)器人系統(tǒng)的圖。如圖1所示，本實(shí)施方式所述的機(jī)器人系統(tǒng)I具有:機(jī)器人10 ;被安裝在機(jī)器人10的前端并且能夠把持嵌合部件20的作為末端執(zhí)行器的手部(嵌合部件把持工具)102 ;具有供嵌合部件嵌合的凹部的被嵌合部件30 ;控制機(jī)器人10的控制器(機(jī)器人控制裝置)11 ;以及作為示教者和機(jī)器人10的接口的移動(dòng)式示教操作盤(pán)12。
[0021]使用圖2對(duì)機(jī)器人10進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖2是圖1所示的機(jī)器人系統(tǒng)所包含的機(jī)器人的側(cè)視圖。如圖2所示，機(jī)器人10具有被安裝在基臺(tái)104上的基部105、以及從基部105向上延伸的機(jī)器人臂101，根據(jù)控制器11的動(dòng)作命令進(jìn)行動(dòng)作。
[0022]從基端(基部105)—側(cè)開(kāi)始，機(jī)器人臂101依次由第一臂106、第二臂107、第三臂108、第四臂109、第五臂110以及第六臂111這六個(gè)臂連接而成。所述各臂的內(nèi)部設(shè)置有致動(dòng)器，如圖2中的雙向箭頭所示，由各致動(dòng)器將各臂的連接部作為關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)各臂而使其轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0023]另外，在機(jī)器人臂101的前端設(shè)置有上述手部102。手部102由設(shè)置在作為機(jī)器人臂101的前端的第六臂111的內(nèi)部的致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，在手部102的內(nèi)部設(shè)置有致動(dòng)器，該致動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)安裝在手部102的前端的一對(duì)把持爪102a。
[0024]在作為機(jī)器人臂101的前端的第六臂111和手部102之間配置有力覺(jué)傳感器103。力覺(jué)傳感器103是所謂的六軸力覺(jué)傳感器，其能夠同時(shí)檢測(cè)作用于檢測(cè)部分的三軸線(xiàn)方向的平移力成分和圍繞三軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩成分總計(jì)六個(gè)成分。
[0025]按照控制器11的控制，機(jī)器人10通過(guò)使第一臂106、第二臂107、第三臂108、第四臂109、第五臂110、第六臂111、手部102以及把持爪102a進(jìn)行動(dòng)作，能用把持爪102a把持嵌合部件20，并使所把持的該嵌合部件20與被嵌合部件30嵌合。
[0026]返回圖1，控制器11例如是具有運(yùn)算裝置、存儲(chǔ)裝置以及輸入輸出裝置的計(jì)算機(jī)。控制器11發(fā)出動(dòng)作命令以控制機(jī)器人10的動(dòng)作。具體而言，控制器11經(jīng)由電纜束13與機(jī)器人10的致動(dòng)器連接，根據(jù)動(dòng)作命令來(lái)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器以控制機(jī)器人10的動(dòng)作。另外，控制器11還經(jīng)由電纜束13與力覺(jué)傳感器103連接。
[0027]在此，動(dòng)作命令是作為使機(jī)器人10進(jìn)行動(dòng)作的程序的指令，或者是作為使機(jī)器人10進(jìn)行動(dòng)作的程序集合的任務(wù)。例如作為動(dòng)作命令，預(yù)先設(shè)定有使把持爪102a把持嵌合部件20的指令或是使所把持的嵌合部件20與被嵌合部件30嵌合的指令等。因此，通常能按照動(dòng)作命令自動(dòng)地由機(jī)器人10進(jìn)行嵌合作業(yè)。但是，有時(shí)存在以下情況:因機(jī)器人10所把持的嵌合部件20非常沉重等預(yù)料之外的原因而導(dǎo)致把持了嵌合部件20后的機(jī)器人10的位置產(chǎn)生變化，或是被嵌合部件30的位置產(chǎn)生變化，此時(shí)存在不能很好地由機(jī)器人10進(jìn)行嵌合作業(yè)的問(wèn)題。對(duì)此，控制器11通過(guò)具有下述功能，能很好地進(jìn)行嵌合作業(yè)。
[0028]使用圖3對(duì)控制器11的功能進(jìn)行說(shuō)明。圖3是表示控制器的功能模塊的圖。各功能模塊執(zhí)行的具體功能即為控制器執(zhí)行的功能。如圖3所示，控制器11具有位置確定部112及嵌合控制部113。位置確定部112確定嵌合部件20相對(duì)于被嵌合部件30的嵌合位置。具體而言，在由手部102把持嵌合部件20的狀態(tài)下，位置確定部112使機(jī)器人10、嵌合部件20或手部102與定位部件50接觸，并以該接觸時(shí)的位置作為基準(zhǔn)位置來(lái)確定嵌合位置40(參照?qǐng)D1)，該定位部件50與被嵌合部件30之間的相對(duì)位置關(guān)系已確定(參照?qǐng)D1)。以下說(shuō)明由位置確定部112確定嵌合位置40的詳細(xì)情況。
[0029]作為動(dòng)作命令，機(jī)器人10中預(yù)先設(shè)定有經(jīng)由控制器11使把持爪102a (手部102)把持嵌合部件20的指令、以及使機(jī)器人臂101在由把持爪102a (手部102)把持嵌合部件20的狀態(tài)下從把持位置移動(dòng)規(guī)定區(qū)間的指令。另外，如圖1所示，在與被嵌合部件30之間的相對(duì)位置關(guān)系得以確定的位置上設(shè)有定位部件50。
[0030]定位部件50具有與機(jī)器人10、嵌合部件20或手部102的外形相對(duì)應(yīng)的形狀。在此，與呈立方體形狀的嵌合部件20相對(duì)應(yīng)，定位部件50也呈立方體形狀。定位部件50可以與被嵌合部件30 —體地成型而成，若能與被嵌合部件30之間的相對(duì)位置關(guān)系保持穩(wěn)定，也可以與被嵌合部件30分體地成型而成。作為定位部件位置信息，被嵌合部件30和定位部件50之間的相對(duì)位置關(guān)系預(yù)先存儲(chǔ)在位置確定部112中。具體而言，定位部件位置信息是與被嵌合部件30和定位部件50之間的相隔距離以及從定位部件50看到的被嵌合部件30設(shè)置方向有關(guān)的信息。
[0031]之后，機(jī)器人10按照動(dòng)作命令使機(jī)器人臂101移動(dòng)，這樣，在機(jī)器人10、嵌合部件20或手部102 (包含把持爪102a)接觸定位部件50時(shí)，力覺(jué)傳感器103檢測(cè)到該接觸。力覺(jué)傳感器103除了檢測(cè)產(chǎn)生接觸時(shí)的力成分以外，還檢測(cè)在機(jī)器人10等上的接觸位置。上述力覺(jué)傳感器103這樣檢測(cè)接觸位置:例如根據(jù)由力覺(jué)傳感器103檢測(cè)出的力和轉(zhuǎn)矩求出力的作用線(xiàn)，導(dǎo)出該力的作用線(xiàn)和機(jī)器人10等表面的交點(diǎn)而作為接觸位置。
[0032]力覺(jué)傳感器103所檢測(cè)到的與接觸有關(guān)的信息從力覺(jué)傳感器103經(jīng)由電纜束13被輸入到控制器11的位置確定部112。在力覺(jué)傳感器103輸入了與接觸有關(guān)的信息時(shí)，位置確定部112以產(chǎn)生接觸的位置作為基準(zhǔn)位置，根據(jù)定位部件位置信息，將從基準(zhǔn)位置朝向設(shè)有被嵌合部件30的方向移動(dòng)了被嵌合部件30和定位部件50之間的相隔距離量的位置確定為嵌合位置40。用三個(gè)方向(第一方向、第二方向及第三方向)上的位置來(lái)確定嵌合位置40。在此，第三方向是使嵌合部件20與被嵌合部件30嵌合的方向(Z方向)，第一方向是與第三方向交叉的方向(X方向)，第二方向是與第一及第三方向交叉的方向(Y方向)。此夕卜，在圖1、圖4及圖5中，第一方向和第二方向也可以相反。即，在圖1、圖4及圖5中，也可以是X方向?yàn)榈诙较?，Y方向?yàn)榈谝环较?。此外，位置確定部112將確定好的嵌合位置40輸入到嵌合控制部113中。
[0033]關(guān)于嵌合位置40的確定過(guò)程，使用圖4進(jìn)行說(shuō)明。圖4是表示本實(shí)施方式所述的嵌合位置的確定過(guò)程的示意圖。如圖4中(a)所示，假設(shè)在機(jī)器人10利用把持爪102a把持嵌合部件20的狀態(tài)下，被嵌合部件30被配置在從用虛線(xiàn)表示的原本應(yīng)在的嵌合位置向作為第一方向的X方向錯(cuò)開(kāi)的位置。此外，在此，假設(shè)被嵌合部件30沒(méi)有在作為第二方向的Y方向及作為第三方向的Z方向上產(chǎn)生錯(cuò)位。
[0034]然后，作為動(dòng)作命令，從控制器11向把持有嵌合部件20的機(jī)器人10發(fā)出使機(jī)器人臂101移動(dòng)規(guī)定區(qū)間的指令，如圖4中(b)所示，嵌合部件20與定位部件50接觸。
[0035]此時(shí)，力覺(jué)傳感器103檢測(cè)到有接觸，與檢測(cè)到的接觸有關(guān)的信息從力覺(jué)傳感器103被輸入到控制器11的位置確定部112。由于位置確定部112中預(yù)先存儲(chǔ)有定位部件位置信息，因此如圖4中(c)所示，位置確定部112將在作為第二方向的X方向使機(jī)器人臂101移動(dòng)了被嵌合部件30和定位部件50之間的相隔距離量的位置確定為嵌合位置40。此夕卜，在圖4中，以?xún)H在X方向上發(fā)生錯(cuò)位為例說(shuō)明了確定嵌合位置40的情況，但即使是在Y方向及Z方向上發(fā)生錯(cuò)位的情況，也能夠采用同樣的方法確定嵌合位置40。
[0036]另外，位置確定部112根據(jù)接觸位置來(lái)檢測(cè)嵌合部件20相對(duì)于被嵌合部件30的錯(cuò)位，并根據(jù)所檢測(cè)到的錯(cuò)位量來(lái)確定嵌合位置40。位置確定部112根據(jù)以下信息來(lái)確定錯(cuò)位量:在機(jī)器人10、嵌合部件20或手部102上的與定位部件50接觸的接觸位置(以下稱(chēng)為在機(jī)器人10等上的接觸位置);在定位部件50上的與機(jī)器人10、嵌合部件20或手部102接觸的接觸位置(以下稱(chēng)為在定位部件50上的接觸位置)；以及定位部件位置信息。
[0037]如上所述，由力覺(jué)傳感器103檢測(cè)出在機(jī)器人10等上的接觸位置。即，位置確定部112根據(jù)從力覺(jué)傳感器103輸入的與接觸有關(guān)的信息確定在機(jī)器人10等上的接觸位置。另外，在定位部件50上的接觸位置這樣確定:使機(jī)器人10等從X方向，或者從X方向及Y方向，或者從X方向和Y方向以及Z方向接觸定位部件50。S卩，位置確定部112使機(jī)器人10等從X方向接觸定位部件50以確定在X方向上的在定位部件50上的接觸位置，使機(jī)器人10等從Y方向接觸定位部件50以確定在Y方向上的在定位部件50上的接觸位置，使機(jī)器人10等從Z方向接觸定位部件50以確定在Z方向上的在定位部件50上的接觸位置。
[0038]另外，對(duì)于定位部件50上的每個(gè)位置，上述定位部件位置信息都被預(yù)先存儲(chǔ)在位置確定部112中。即，對(duì)于定位部件50上的每個(gè)位置，存儲(chǔ)有各方向上的與被嵌合部件30的相隔距離。
[0039]位置確定部112確定錯(cuò)位量時(shí)，首先在每個(gè)方向，根據(jù)在定位部件50上的接觸位置以及定位部件位置信息，確定在該定位部件50的接觸位置上的與被嵌合部件30的相隔距離。接下來(lái)，在確定好的相隔距離等基礎(chǔ)上考慮在機(jī)器人10等上的接觸位置以確定錯(cuò)位量，之后再確定嵌合位置40。
[0040]即，例如假設(shè)在定位部件50的接觸位置上的與被嵌合部件30的相隔距離被確定為在X方向上為20cm，在Y方向上為30cm，在Z方向上為0cm。再假設(shè)在機(jī)器人10等上的接觸部位被確定為從嵌合部件20的前端沿Z方向向把持爪102a靠近1cm的部位。此時(shí)，錯(cuò)位量被確定為在X方向上為20cm，在Y方向上為30cm，在Z方向?yàn)?0cm。
[0041]此外，也可以這樣做:預(yù)先將定位部件50形成為與機(jī)器人10、嵌合部件20或手部102相對(duì)應(yīng)的形狀，確定在機(jī)器人10等上的接觸位置及在定位部件50上的接觸位置以確定嵌合位置40，即，例如在確定X方向及Y方向上的在定位部件50上的接觸位置時(shí)，不使機(jī)器人10等如上所述從X方向及Y方向接觸定位部件50，而是使機(jī)器人10等從X方向進(jìn)行接觸后，在保持接觸的狀態(tài)下使機(jī)器人10等在Y方向上移動(dòng)，將機(jī)器人10等與定位部件50仿形而靜定后的位置確定為X方向及Y方向的接觸位置。此時(shí)，對(duì)于機(jī)器人10等而言，與定位部件50仿形而靜定后的位置被確定為一個(gè)位置，因此也能夠確定在機(jī)器人10等上的接觸位置。此外，在使機(jī)器人10等與定位部件50仿形而靜定時(shí)，用到下述的阻抗控制技術(shù)。
[0042]關(guān)于上述對(duì)應(yīng)于定位部件50的形狀以確定嵌合位置40的過(guò)程，使用圖5進(jìn)行說(shuō)明。圖5是表示確定對(duì)應(yīng)于定位部件的形狀的嵌合位置時(shí)的示意圖，是從上面看機(jī)器人10等的圖。如圖5中(a)所示，機(jī)器人10的把持爪102a所把持的嵌合部件20x的側(cè)表面為圓形形狀，另外，與被嵌合部件30x嵌合的部分呈用虛線(xiàn)表示的圓柱形。另外，定位部件50x上形成具有與嵌合部件20x的側(cè)表面形狀(圓形形狀)相對(duì)應(yīng)的形狀的凹部51x。此外，該凹部51x的形狀和嵌合部件20x的側(cè)表面的形狀相吻合的位置被唯一確定。
[0043]首先，作為動(dòng)作命令，從控制器11向把持有嵌合部件20x的機(jī)器人10發(fā)出使機(jī)器人臂101在作為第一方向的X方向上移動(dòng)規(guī)定區(qū)間的指令，如圖5中(b)所示，嵌合部件20x與定位部件50x接觸。此時(shí)，力覺(jué)傳感器103檢測(cè)到有接觸，與檢測(cè)到的接觸有關(guān)的信息從力覺(jué)傳感器103被輸入到控制器11的位置確定部112。然后，作為動(dòng)作命令，從控制器11再發(fā)出使機(jī)器人臂101在作為第二方向的Y方向上移動(dòng)規(guī)定區(qū)間的指令。
[0044]機(jī)器人10按照控制器11的動(dòng)作命令使機(jī)器人臂101在作為第二方向的Y方向上移動(dòng)時(shí)，到達(dá)嵌合部件20x的側(cè)表面的形狀與定位部件50x的凹部51x的形狀相吻合的位置(參照?qǐng)D5中(C))。控制器11使機(jī)器人10與該凹部51x仿形而靜定。此外，在使機(jī)器人10與定位部件50x仿形而靜定時(shí),用到下述的阻抗控制技術(shù)。
[0045]然后，位置確定部112根據(jù)使機(jī)器人10得以靜定后的位置，確定在X方向及Y方向上的在定位部件50x上的接觸位置及在嵌合部件20x上的接觸位置，根據(jù)這些接觸位置和定位部件位置信息來(lái)確定嵌合位置40x。
[0046]返回圖3，嵌合控制部113控制機(jī)器人10，以使嵌合部件20和被嵌合部件30在位置確定部112確定好的嵌合位置40嵌合。嵌合控制部113所進(jìn)行的處理大致分為兩種，一種是根據(jù)位置確定部112所輸入的嵌合位置40使機(jī)器人10的機(jī)器人臂101移動(dòng)的移動(dòng)處理，另一種是在機(jī)器人臂101的移動(dòng)處理后，在嵌合位置40利用阻抗控制技術(shù)進(jìn)行的嵌合處理。
[0047]對(duì)利用了阻抗控制技術(shù)的嵌合處理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。阻抗控制技術(shù)是如下一種控制方法:從外部有力作用于機(jī)器人的手部，將此時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械阻抗(慣性、衰減系數(shù)、剛性)設(shè)定為適合于所要進(jìn)行的作業(yè)的數(shù)值以控制位置和力。如上所述，作為進(jìn)行嵌合處理的前提是嵌合部件20呈處于嵌合位置40的狀態(tài)。在嵌合位置40，嵌合控制部113開(kāi)始對(duì)力進(jìn)行控制，向機(jī)器人10發(fā)出使嵌合部件20與被嵌合部件30接觸的動(dòng)作命令(TOUCH指令)。
[0048]收到力覺(jué)傳感器103發(fā)出的與接觸有關(guān)的信息時(shí)，嵌合控制部113向機(jī)器人10發(fā)出進(jìn)行搜索孔位置動(dòng)作的動(dòng)作命令。搜索孔位置動(dòng)作是指機(jī)器人10 —邊使機(jī)器人臂101左右擺動(dòng)一邊搜索嵌合位置40X的凹部的動(dòng)作。在該搜索孔位置動(dòng)作的期間嵌合部件20與被嵌合部件30接觸。為使嵌合部件20以合適的朝向與被嵌合部件30嵌合，在被嵌合部件30的凹部設(shè)置有定位銷(xiāo)。搜索孔位置動(dòng)作成功后，嵌合控制部113向機(jī)器人10發(fā)出進(jìn)行對(duì)應(yīng)于凹部形狀而轉(zhuǎn)動(dòng)的搜索定位銷(xiāo)動(dòng)作的動(dòng)作命令。
[0049]機(jī)器人10成功搜索到定位銷(xiāo)時(shí)，嵌合控制部113向機(jī)器人10發(fā)出將嵌合部件20插入被嵌合部件30的凹部的動(dòng)作命令(INSERT指令)。這樣，機(jī)器人10按照該動(dòng)作命令將嵌合部件20插入被嵌合部件30的凹部，使嵌合控制部113對(duì)力進(jìn)行的控制結(jié)束。此外，在進(jìn)行嵌合處理后，機(jī)器人10按照控制器11的動(dòng)作命令，放開(kāi)嵌合部件20并進(jìn)行退避。以上就是對(duì)控制器11的各功能所做的說(shuō)明。
[0050]返回圖1，移動(dòng)式示教操作盤(pán)12是供示教者手動(dòng)(JOG)操作機(jī)器人10或制作、編輯動(dòng)作程序的接口，主要由操作按鈕組121和顯示畫(huà)面122構(gòu)成。
[0051]接下來(lái)利用圖6說(shuō)明嵌合作業(yè)的一系列過(guò)程。圖6是表示嵌合作業(yè)的步驟的流程圖。首先，按照控制器11所設(shè)定的動(dòng)作命令，由機(jī)器人10的把持爪102a (手部102)把持嵌合部件20(S101，把持工序)。接下來(lái)，由位置確定部112確定使嵌合部件20和被嵌合部件30嵌合的嵌合位置40 (S102，位置確定工序)。具體而言，使機(jī)器人10等接觸定位部件50以確定嵌合位置40,該定位部件50與被嵌合部件30的相對(duì)位置關(guān)系已確定。然后，嵌合控制部113控制機(jī)器人10，以使嵌合部件20和被嵌合部件30在嵌合位置40嵌合(S103，嵌合控制工序)。具體而言，這樣控制機(jī)器人10:在嵌合部件20已被設(shè)在嵌合位置40的狀態(tài)下，采用阻抗控制技術(shù)使嵌合部件20嵌合到被嵌合部件30的凹部中。
[0052]如上所述，在本實(shí)施方式所述的機(jī)器人系統(tǒng)I中，在用手部102把持嵌合部件20的狀態(tài)下，使機(jī)器人10、嵌合部件20或手部102接觸定位部件50，該定位部件50與被嵌合部件30的相對(duì)位置關(guān)系已確定，這樣由位置確定部112確定嵌合部件20和被嵌合部件30的嵌合位置40。
[0053]在由機(jī)器人進(jìn)行的嵌合作業(yè)中，有時(shí)嵌合前的嵌合部件和被嵌合部件之間的相對(duì)位置關(guān)系不一致(發(fā)生錯(cuò)位)。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了解決上述錯(cuò)位問(wèn)題，在進(jìn)行嵌合時(shí)的嵌合動(dòng)作過(guò)程中設(shè)定有搜索被嵌合部件(的凹部)的動(dòng)作。但是在超出搜索動(dòng)作的搜索范圍的位置發(fā)生錯(cuò)位時(shí)，嵌合作業(yè)不能很好地進(jìn)行，因而存在無(wú)法使作業(yè)質(zhì)量保持穩(wěn)定的問(wèn)題。
[0054]關(guān)于這一點(diǎn)，如上所述，由于本實(shí)施方式所述的機(jī)器人系統(tǒng)I使機(jī)器人10等接觸定位部件50，將接觸時(shí)的位置作為基準(zhǔn)位置來(lái)確定嵌合位置40，其中。所述定位部件50與被嵌合部件30的相對(duì)位置關(guān)系已確定。因此，即使在超出搜索被嵌合部件30 (的凹部)的范圍發(fā)生錯(cuò)位時(shí)，也能夠很好地進(jìn)行嵌合作業(yè)。即，能夠使嵌合作業(yè)質(zhì)量保持穩(wěn)定。
[0055]另外，由于在機(jī)器人10的前端(第六臂111)和手部102之間配置有力覺(jué)傳感器103，不僅能夠檢測(cè)機(jī)器人10等和定位部件50之間接觸所相關(guān)的力成分，而且還能夠檢測(cè)機(jī)器人10等上的接觸位置。
[0056]另外，位置確定部112根據(jù)接觸時(shí)的位置檢測(cè)嵌合部件20相對(duì)于被嵌合部件30的錯(cuò)位，根據(jù)檢測(cè)到的錯(cuò)位量確定嵌合位置40，這樣對(duì)于接觸時(shí)的每個(gè)位置而言都能確定合適的嵌合位置40，能夠進(jìn)一步提高嵌合作業(yè)質(zhì)量。
[0057]另外，由于位置確定部112使機(jī)器人10、嵌合部件20或手部102從X方向，或從X方向及Y方向，或者從X方向和Y方向以及Z方向與定位部件50接觸以檢測(cè)錯(cuò)位，這樣能夠?qū)γ總€(gè)設(shè)有嵌合部件20及被嵌合部件30的部位很好地確定嵌合位置40。S卩，本發(fā)明這樣對(duì)每個(gè)設(shè)有嵌合部件20及被嵌合部件30的部位都很好地確定嵌合位置40:嵌合部件20和被嵌合部件30的相對(duì)位置關(guān)系的錯(cuò)位有可能僅以一維方式出現(xiàn)時(shí)，使機(jī)器人10等從X方向與定位部件50接觸，該錯(cuò)位有可能以二維方式出現(xiàn)時(shí)，使機(jī)器人10等從X方向及Y方向與定位部件50接觸，該錯(cuò)位還有可能以三維方式發(fā)生時(shí)，使機(jī)器人10等從X方向和Y方向以及Z方向與定位部件50接觸。
[0058]另外，使定位部件50的形狀形成為與機(jī)器人10、嵌合部件20或手部102相對(duì)應(yīng)的形狀，根據(jù)機(jī)器人10等與定位部件50仿形而靜定后的位置確定嵌合位置40，這能使機(jī)器人10等從一個(gè)方向與定位部件50接觸，因此，即使在兩個(gè)方向或三個(gè)方向上發(fā)生錯(cuò)位時(shí)，也能確定嵌合位置40。即，能簡(jiǎn)化嵌合位置40的確定處理。
[0059]以上對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行各種各樣的變更。例如，對(duì)嵌合部件20嵌合到被嵌合部件30的凹部中的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但被嵌合部件不是必須具有凹部，也可以采用以下方式:嵌合部件具有凹部并使呈凸?fàn)畹谋磺逗喜考逗嫌谠摪疾恐?。另外，?duì)嵌合控制部113采用阻抗控制技術(shù)進(jìn)行嵌合處理的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但只要能使嵌合部件和被嵌合部件嵌合，也可以采用其他的控制方法進(jìn)行嵌合處理。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)器人系統(tǒng),其特征在于,具有: 機(jī)器人； 嵌合部件把持工具，其安裝在所述機(jī)器人的前端，并能夠把持嵌合部件； 被嵌合部件，其用于嵌合所述嵌合部件；以及 機(jī)器人控制裝置，其控制所述機(jī)器人， 所述機(jī)器人控制裝置，在由所述嵌合部件把持工具把持所述嵌合部件的狀態(tài)下，使所述機(jī)器人、所述嵌合部件或所述嵌合部件把持工具與定位部件接觸，該定位部件與所述被嵌合部件之間的相對(duì)位置關(guān)系已確定，所述位置確定部以接觸時(shí)的位置作為基準(zhǔn)位置來(lái)確定嵌合位置；以及控制所述機(jī)器人，以使所述嵌合部件和所述被嵌合部件在所述嵌合位置嵌合。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)器人控制裝置具有: 位置確定部，在由所述嵌合部件把持工具把持所述嵌合部件的狀態(tài)下，該位置確定部使所述機(jī)器人、所述嵌合部件或所述嵌合部件把持工具與定位部件接觸，該定位部件與所述被嵌合部件之間的相對(duì)位置關(guān)系已確定，所述位置確定部以接觸時(shí)的位置作為基準(zhǔn)位置來(lái)確定嵌合位置；以及 嵌合控制部，其控制所述 機(jī)器人，以使所述嵌合部件和所述被嵌合部件在所述嵌合位置嵌合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于， 還具有力覺(jué)傳感器，其配置在所述機(jī)器人的前端和所述嵌合部件把持工具之間。
4.如權(quán)利要求2所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于， 所述位置確定部根據(jù)所述接觸時(shí)的位置檢測(cè)所述嵌合部件相對(duì)于所述被嵌合部件的錯(cuò)位，并根據(jù)檢測(cè)到的錯(cuò)位量確定所述嵌合位置。
5.如權(quán)利要求4所述的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于， 所述位置確定部使所述機(jī)器人、所述嵌合部件或所述嵌合部件把持工具從第一方向、或者從第一方向及第二方向、或者從第一方向和第二方向以及第三方向與所述定位部件接觸，以檢測(cè)所述錯(cuò)位。
6.如權(quán)利要求1、2、4或5中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人系統(tǒng),其特征在于， 所述定位部件的形狀與所述機(jī)器人、所述嵌合部件或所述嵌合部件把持工具的形狀相對(duì)應(yīng)。
7.—種機(jī)器人控制方法,其特征在于,具有: 位置確定工序，在由安裝在機(jī)器人的前端的嵌合部件把持工具把持嵌合部件的狀態(tài)下，使所述機(jī)器人、所述嵌合部件或所述嵌合部件把持工具與定位部件接觸，以該接觸時(shí)的位置作為基準(zhǔn)位置來(lái)確定嵌合位置，所述定位部件與供嵌合部件嵌合的被嵌合部件之間的相對(duì)位置關(guān)系已確定；以及 嵌合控制工序，控制所述機(jī)器人，以使所述嵌合部件和所述被嵌合部件在所述嵌合位置嵌合。
8.一種被加工物的制造方法，其特征在于，具有: 把持工序，用嵌合部件把持工具把持作為被加工物的嵌合部件； 位置確定工序，在由所述嵌合部件把持工具把持所述嵌合部件的狀態(tài)下，使機(jī)器人、所述嵌合部件或所述嵌合部件把持工具與定位部件接觸，以該接觸時(shí)的位置作為基準(zhǔn)位置來(lái)確定嵌合位置，所述定位部件與供嵌合部件嵌合的被嵌合部件之間的相對(duì)位置關(guān)系已確定；以及嵌合控制工序，控制所述機(jī)器人，以使所述嵌合部件和所述被嵌合部件在所述嵌合位置嵌合 。
【文檔編號(hào)】B25J9/16GK104044152SQ201410099393
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】泉哲郎, 中村民男, 河野大, 永井亮一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)