機器人系統(tǒng)及部件的制造方法
【專利摘要】在工件(200)的末端被插入于貫通孔(202)，開始嵌合后，在使工件(200)向嵌合方向移動的過程中，進行使后述的工件(200)追隨貫通孔(202)的形狀移動的仿形動作。此時，一邊與工件(200)向嵌合方向(X1)移動的移動量對應(yīng)地向嵌合方向的相反側(cè)的方向(X2)變更工件的控制點(P)，一邊將工件(200)嵌合于貫通孔(202)。
【專利說明】機器人系統(tǒng)及部件的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人系統(tǒng)及部件的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知具備機器人臂的機器人系統(tǒng)，所述機器人臂安裝有用于把持工件(銷)的把持部(手部)。這樣的機器人系統(tǒng)例如在日本特開2003 — 127081號公報中公開。在上述日本特開2003 - 127081號公報的機器人系統(tǒng)中構(gòu)成為，利用設(shè)于機器人臂的手部把持銷，并將由手部把持的銷嵌合到被嵌合部件的孔部。并且，在該機器人系統(tǒng)中，在使銷嵌合時，根據(jù)安裝于機器人臂的傳感器的檢測值，以不對銷施加嵌合方向以外的力和力矩的方式控制機器人臂，由此使銷嵌合于被嵌合部件的孔部。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2003 - 127081號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明所要解決的課題
[0007]然而，在控制機器人臂時，設(shè)定作為被機器人控制裝置控制位置、姿勢的對象的點(控制點)，以使所述控制點處于作為目標的位置的方式對使機器人臂動作的伺服馬達等賦予指令?？刂泣c設(shè)定于機器人臂或機器人臂所保持的工件的末端等。然而，在使工件嵌合(插入)于被嵌合部件的情況下，若單純設(shè)定于機器人臂或機器人臂所保持的工件的末端等來控制嵌合動作，則存在精度不好的情況。
[0008]本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，本發(fā)明的一個目的是提供能夠?qū)⒐ぜ槙车厍逗系奖磺逗衔锏臋C器人系統(tǒng)及部件的制造方法。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]為達成上述目的，第I方面的機器人系統(tǒng)具備:機器人，其具有機器人臂，該機器人臂安裝有把持工件的把持部；和控制部，其對機器人發(fā)送動作指令，控制部構(gòu)成為具有:嵌合動作控制部，其利用機器人臂的把持部把持工件，并以使工件追隨供工件嵌合的工件嵌合部件的形狀的方式使對機器人臂設(shè)定的控制點移動來嵌合動作；和控制點設(shè)定部，在嵌合動作控制部執(zhí)行動作時，該控制點設(shè)定部與工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地使機器人的控制點向嵌合方向的相反側(cè)變更。
[0011]在該第I方面的機器人系統(tǒng)中，通過如上所述地構(gòu)成，即使在工件向嵌合方向移動的情況下，也能夠?qū)⒖刂泣c變更至工件上的受到力和力矩的位置，因此能夠使工件順暢地嵌合于工件嵌合部。
[0012]第2方面的部件的制造方法是使用工件的部件的制造方法，其具備如下工序:利用機器人臂的把持部把持工件的工序；以使工件追隨供工件嵌合的工件嵌合部件的形狀的方式使對機器人臂設(shè)定的控制點移動來進行嵌合動作的工序；以及在執(zhí)行嵌合動作時，與工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地使機器人的控制點向嵌合方向的相反側(cè)變更的工序。
[0013]在該第2方面的部件的制造方法中，通過如上所述地構(gòu)成，即使在工件向嵌合方向移動的情況下，也能夠?qū)⒖刂泣c變更為工件上的受到力和力矩的位置，因此能夠提供能夠使工件順暢地嵌合于工件嵌合部的部件的制造方法。
[0014]發(fā)明效果
[0015]通過如上所述地構(gòu)成，即使在工件向嵌合方向移動的情況下，也能夠使工件順暢地嵌合到工件嵌合部。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是第I實施方式的機器人系統(tǒng)的整體圖。
[0017]圖2是第I實施方式的工件的立體圖。
[0018]圖3是從嵌合方向觀察第I實施方式的工件的主視圖。
[0019]圖4是第I實施方式的工件嵌合部件的立體圖。
[0020]圖5是從嵌合方向觀察第I實施方式的工件嵌合部的主視圖。
[0021]圖6是第I實施方式的機器人系統(tǒng)的把持部的立體圖。
[0022]圖7是從嵌合方向觀察第I實施方式的機器人系統(tǒng)的把持部把持工件的狀態(tài)的圖。
[0023]圖8是從嵌合方向觀察第I實施方式的機器人系統(tǒng)的引導用把持部引導工件的狀態(tài)的圖。
[0024]圖9是第I實施方式的機器人系統(tǒng)的模塊圖。
[0025]圖10是第I實施方式的機器人系統(tǒng)的模塊圖。
[0026]圖11是示出第I實施方式的機器人系統(tǒng)的示教裝置的顯示部的圖。
[0027]圖12是用于說明第I實施方式的機器人系統(tǒng)的控制部的動作的流程圖。
[0028]圖13是示出第I實施方式的機器人系統(tǒng)的把持部引導工件同時引導用把持部進行引導的狀態(tài)的圖。
[0029]圖14是示出第I實施方式的機器人系統(tǒng)的把持部使工件平移和旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)的圖。
[0030]圖15是示出第I實施方式的機器人系統(tǒng)的把持部使工件嵌合(插入)到工件嵌合部的狀態(tài)的圖。
[0031]圖16是用于說明第I實施方式的機器人系統(tǒng)的使工件平移的仿形動作的圖。
[0032]圖17是用于說明第I實施方式的機器人系統(tǒng)的使工件以控制點為中心旋轉(zhuǎn)的仿形動作的圖。
[0033]圖18是第2實施方式的機器人系統(tǒng)的整體圖。
[0034]圖19是用于說明第2實施方式的機器人系統(tǒng)的控制部的動作的流程圖。
[0035]圖20是示出第2實施方式的機器人系統(tǒng)的工件被引導之前的狀態(tài)的圖。
[0036]圖21是示出圖20所示的工件被引導之前的狀態(tài)的放大圖。
[0037]圖22是示出第2實施方式的機器人系統(tǒng)的把持部引導工件的狀態(tài)的圖。
[0038]圖23是示出第2實施方式的機器人系統(tǒng)的工件嵌合于工件嵌合部的狀態(tài)的圖。
[0039]圖24是示出第I變形例的機器人系統(tǒng)的控制點的圖。
[0040]圖25是示出第2變形例的機器人系統(tǒng)的工件嵌合部的圖。

【具體實施方式】
[0041]以下，基于附圖對實施方式進行說明。
[0042](第I實施方式)
[0043]首先，參照圖1?圖11，對第I實施方式的機器人系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)進行說明。
[0044]如圖1所示，機器人系統(tǒng)100具備機器人1、機器人控制器2和示教裝置3。并且，在機器人I的附近配置有供工件200嵌合的薄板狀(板狀)的工件嵌合部件201。
[0045]并且，如圖2所示，工件200形成為長桿狀。并且，如圖3所示，在第I實施方式中工件200具有非正圓狀的截面。具體地，在工件200上沿著工件200所延伸的方向形成有截面呈矩形狀的槽部200a。并且，如圖4及圖5所示，在工件嵌合部件201上設(shè)有與工件200的截面形狀大致吻合的非正圓狀的貫通孔(孔部)202，以與工件200嵌合。具體地，工件嵌合部202以與工件200的槽部200a對應(yīng)的方式具有向下方(箭頭Z2方向)突出的凸部202a。工件200構(gòu)成為沿橫方向(X方向)移動而與貫通孔202嵌合。
[0046]如圖1所示，機器人I具有在設(shè)置于設(shè)置面的基座10的上方的兩端分別設(shè)置的2個機器人臂11、12。機器人臂11、12均為所謂的多關(guān)節(jié)機器人，具有多個關(guān)節(jié)、和驅(qū)動各個關(guān)節(jié)的多個致動器(未圖示)。致動器在這里構(gòu)成為具有伺服馬達和減速器，各伺服馬達與機器人控制器2連接，并構(gòu)成為根據(jù)來自機器人控制器2的動作指令進行動作控制。另外，機器人臂11及12分別是“第I機器人臂”和“第2機器人臂”的一例。
[0047]并且，在機器人臂11的末端安裝有把持部13，該把持部13用于把持工件200的遠離供工件200嵌合的貫通孔202的根部側(cè)(箭頭X2方向側(cè))。如圖6所示，在把持部13上設(shè)有能夠利用未圖示的致動器開閉的一對爪部14。在爪部14設(shè)有截面為半圓狀的槽部14a。另外，如圖7所示，槽部14a的半徑rl構(gòu)成為與工件200的半徑r2大致相同的大小。而且，在關(guān)閉爪部14的狀態(tài)下構(gòu)成為，爪部14與工件200抵接來把持工件200。另外，在第I實施方式中，把持部13構(gòu)成為抓住工件200的夾具，但也可以以例如吸附并保持工件200等、能夠保持工件200的不同方式構(gòu)成把持部。
[0048]并且，在第I實施方式中，如圖6所示，在機器人臂11和把持部13之間安裝有力覺傳感器15。力覺傳感器15由能夠檢測X軸、Y軸及Z軸的加速度和X軸、Y軸及Z軸的角速度的六軸傳感器構(gòu)成。
[0049]并且，如圖1所示，在機器人臂12的末端安裝有引導用把持部16，該引導用把持部16用于在貫通孔202的附近以能夠移動的方式把持并引導工件200的末端側(cè)(箭頭Xl方向側(cè))。如圖8所示，在引導用把持部16設(shè)有能夠利用未圖示的致動器開閉的一對爪部17。在爪部17設(shè)有截面為半圓狀的槽部17a。另外，槽部17a的半徑r3構(gòu)成為比工件200的半徑r2大。由此構(gòu)成為，在關(guān)閉爪部17的狀態(tài)下，在槽部17a和工件200之間存在間隙，工件200的末端側(cè)被支承成能夠沿工件的長軸方向移動，并被沿槽部17的形狀引導。并且，長桿狀的工件200構(gòu)成為，利用機器人臂12的引導用把持部16，末端側(cè)能夠移動，并且以圍繞周圍(外周)的方式被引導。例如，在工件200向下方(箭頭Z2方向)彎曲的情況下，在工件200的下部(下表面)與槽部17a抵接的狀態(tài)下被引導。另外，引導用把持部16是“把持部”的一例。
[0050]如圖9所示，機器人控制器2具有進行運算及信號的接收發(fā)送的控制部21、和存儲被輸入的信息的存儲部22，存儲部22與控制部21連接。并且，機器人1、示教裝置3及力覺傳感器15與機器人控制器2的控制部21連接。并且，控制部21與機器人I連接，向機器人I的各伺服馬達發(fā)送動作指令，并且取得來自各伺服馬達的信號。
[0051]控制部21作為功能結(jié)構(gòu)具有嵌合動作控制部21a和控制點設(shè)定部21b。嵌合動作控制部21a根據(jù)預(yù)先存儲于存儲器22的動作軌跡(也稱作示教數(shù)據(jù))利用機器人臂11的把持部13把持工件200，使工件200插入到工件嵌合部件201的貫通孔202。此時，以工件200追隨貫通孔202的形狀的方式使機器人臂11仿形動作。示教數(shù)據(jù)是機器人I的位置及姿勢(posture)的信息，具有控制點P的平移和旋轉(zhuǎn)的位置(示教點)的信息。嵌合動作控制部21a以控制點P的位置成為示教數(shù)據(jù)或根據(jù)示教數(shù)據(jù)生成的控制上的目標位置的方式執(zhí)行反向運動學運算，計算機器人I的各伺服馬達的指令位置。然后，向各個伺服馬達發(fā)送動作指令。
[0052]控制點設(shè)定部21b具有在機器人I的動作中設(shè)定控制點P在哪里的功能?？刂泣cP的位置向嵌合動作控制部21a逐次發(fā)送。更具體地，控制點設(shè)定部21b在非嵌合動作期間時，將控制點P設(shè)定在機器人I保持的工件200的末端。通過將控制點P設(shè)定在工件200的末端，操作人員在示教機器人I的動作時能夠有感覺地示教，因此方便。而且構(gòu)成為進行如下控制，在工件200與工件嵌合部件201的嵌合開始后(嵌合動作期間開始后)，一邊與工件200向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地向嵌合方向的相反側(cè)變更機器人I的控制點P，一邊使工件200嵌合。
[0053]如圖1所示，示教裝置3與機器人控制器2(控制部21)連接。并且，示教裝置3具有示教機器人I的移動的功能。并且，在示教裝置3設(shè)有顯示部31。并且，在示教裝置3設(shè)有多個鍵32。
[0054]并且，如圖11所示，示教裝置3的顯示部31構(gòu)成為顯示如下畫面:表示機器人I的示教位置的示教位置畫面31a、和顯示使機器人I動作的程序的JOB畫面31b。并且構(gòu)成為，在JOB畫面31b中顯示有移動按鍵31c和控制按鍵31d等對JOB的命令進行分類的按鍵。并且構(gòu)成為，在JOB畫面31b中顯示有用于登記對機器人I的移動進行指令的移動命令的直線插補按鍵(MOVL) 31e、銜接插補按鍵(MOVJ) 3If及圓弧插補按鍵(MOVC) 31g等。另外，所謂直線插補是使機器人臂11和12的末端直線地移動的指令。并且，所謂銜接插補是一個一個驅(qū)動機器人臂η和12的關(guān)節(jié)而使機器人臂11和12以最短的時間移動到規(guī)定的位置的指令。并且，所謂圓弧插補是使機器人臂11和12的末端呈圓弧狀地移動的指令。這里，在第I實施方式中構(gòu)成為，在顯示部31在示教動作時顯示控制點變更按鍵31h,該控制點變更按鍵31h在與工件200向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地變更機器人I的控制點P的動作模式下，接受使機器人I動作的命令的輸入。另外，控制點變更按鍵31h是“輸入部”的一例。
[0055]接下來，參照圖12?圖17，對向貫通孔202中嵌合工件200時的機器人控制器2的控制部21的動作進行說明。另外，在動作的開始時刻，機器人I的控制點P被設(shè)定在工件200的靠貫通孔202側(cè)的末端附近。
[0056]首先，在圖12所示的步驟SI中，如圖13所示，利用機器人臂11的把持部13 (爪部14)，把持工件200的遠離貫通孔202的根部側(cè)。并且，利用機器人臂12的引導用把持部16，在貫通孔202的附近能夠移動地把持并引導工件200的末端側(cè)。具體地，利用機器人臂12的引導用把持部16以如下方式能夠移動地把持并引導工件200的末端側(cè):使通過從嵌合方向觀察機器人臂12的引導用把持部16(爪部17的槽部17a)時的引導中心(Y方向及Z方向的中心，參照圖8)的中心線Cl、與通過從嵌合方向觀察貫通孔202時的貫通孔202的中心(Y方向及Z方向的中心，參照圖5)的中心線C2大致一致。
[0057]接下來，在步驟S2中，如圖14所示，在利用機器人臂12的引導用把持部16能夠移動地把持并引導工件200的末端側(cè)的狀態(tài)下，通過操作機器人臂11，工件200被向貫通孔202側(cè)(工件嵌合部件201)按壓。然后，在工件200嵌合于貫通孔202的嵌合作業(yè)前，解除機器人臂12對工件200的引導狀態(tài)。然后，在步驟S3中，以沿著工件200的按壓方向(X方向)的方向為旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)工件200，由此在能夠嵌合于貫通孔202的狀態(tài)(具體地，工件200的槽部200a(參照圖3)的開口朝向箭頭Zl方向的狀態(tài))下修正工件200的姿勢。另外，在工件200被引導的狀態(tài)下，在工件200的姿勢(形狀)不是能夠嵌合的狀態(tài)(如果旋轉(zhuǎn)工件200則能夠嵌合的狀態(tài))時，為了探尋貫通孔202，工件200相對于貫通孔202 (工件嵌合部件201)(在YZ平面上)平移移動。
[0058]接下來，在步驟S4中，工件200沿橫方向(箭頭Xl方向)移動，由此工件200的末端向貫通孔202插入。
[0059]接下來，在步驟S5中，在第I實施方式中，如圖15所示，工件200的末端被插入貫通孔202，在開始嵌合后，在使工件200向嵌合方向移動的過程中，進行使后述的工件200以追隨貫通孔202的形狀的方式移動的仿形動作。此時，一邊與工件200向嵌合方向(箭頭Xl方向)移動的移動量對應(yīng)地將機器人I的控制點P向嵌合方向的相反側(cè)(箭頭X2方向側(cè))變更，一邊使工件200嵌合于貫通孔202。具體地，在嵌合作業(yè)前被設(shè)定在工件200的末端附近的機器人I的控制點P，在嵌合作業(yè)中，從工件200的末端附近向根部側(cè)(箭頭X2方向側(cè))變更工件200向嵌合方向移動的量。例如，在工件200向嵌合方向(箭頭Xl方向)移動距離L的情況下，機器人I的控制點P從工件200的末端附近向根部側(cè)變更距離L。并且，機器人I的控制點P以與工件200向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)的方式連續(xù)地(即，每當工件200移動時)變更。
[0060]并且,在第I實施方式中，一邊使工件200向嵌合方向移動,一邊以使機器人I的控制點P位于工件200和貫通孔202接近的(大多數(shù)的情況下，接觸的)接近點的附近的方式逐漸變更機器人I的控制點P。具體地，一邊使工件200向嵌合方向移動，一邊逐漸變更機器人I的控制點P，使得機器人I的控制點P位于工件200上的與由孔部形成的貫通孔202的供工件200插入的一側(cè)的端部附近(貫通孔202的箭頭X2方向側(cè)的端部，參照圖15的控制點P)對應(yīng)的位置。
[0061]并且，在第I實施方式中，根據(jù)從力覺傳感器15得到的力覺信息，以使施加于控制點P的力和力矩大致為零的方式，進行使工件200以追隨貫通孔202的形狀的方式移動的仿形動作。具體地，如圖16的虛線所示，在工件200向上方(箭頭Zl方向)偏離的情況下，使機器人臂11的把持部13向下方(箭頭Z2方向)移動，從而使工件200向下方平移，由此以使施加于控制點P的力和力矩大致為零的方式進行仿形動作。并且，如圖17的虛線所示，在工件200以控制點P為中心旋轉(zhuǎn)(繞Y軸旋轉(zhuǎn))的情況下，使機器人臂11的把持部13以控制點P為中心旋轉(zhuǎn)(繞Y軸旋轉(zhuǎn))，從而使工件200以控制點P為中心旋轉(zhuǎn)(繞Y軸旋轉(zhuǎn))，由此以使施加于控制點P的力和力矩大致為零的方式進行仿形動作。
[0062]而且，在進行仿形動作和控制點P的變更的同時，將工件200向貫通孔202插入至預(yù)先示教的位置，從而結(jié)束工件200的嵌合作業(yè)。
[0063]在第I實施方式中，如上所述，控制部21構(gòu)成為進行如下控制:在利用機器人臂11的把持部13把持工件200而進行使工件200以追隨供工件200嵌合的貫通孔202的形狀的方式移動的仿形動作時，一邊使與工件200向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地向嵌合方向的相反側(cè)變更機器人I的控制點P，一邊使工件200嵌合于貫通孔202。這樣在第I實施方式的機器人系統(tǒng)100中，在進行嵌合動作時，嵌合動作控制部21a控制機器人臂11時的控制點P始終被設(shè)定在工件200和工件嵌合部件201嵌合的部位。由此，實際上始終對力和力矩為零的位置(嵌合部位)直接地進行仿形動作控制，因此與控制點P的位置不從例如工件200的末端的位置變更的情況相比較，能夠進行更高精度的仿形動作，能夠使工件200順暢地嵌合于貫通孔202。即，能夠避免如下這樣的不能順暢地嵌合的狀態(tài):當在控制點P不從例如工件200的末端位置變更的狀態(tài)下執(zhí)行嵌合動作時，實際上施加有力和力矩的嵌合位置與控制點P的位置偏離，因此只能間接地控制原本力和力矩最小的部位(嵌合部位)，其結(jié)果為，工件200與工件嵌合部件201過度地接觸和干涉等。
[0064]并且，在第I實施方式中，如上所述，控制部21構(gòu)成為，在嵌合作業(yè)前，將機器人I的控制點P設(shè)定在工件200的靠貫通孔202側(cè)的末端附近，并且在嵌合作業(yè)中，將機器人I的控制點P從工件200的末端附近向根部側(cè)變更工件200向嵌合方向移動的量。由此，能夠容易地將控制點P變更到工件200上的施加有力和力矩的位置。
[0065]并且，在第I實施方式中，如上所述，控制部21構(gòu)成為進行如下控制:一邊使工件200向嵌合方向移動，一邊以使機器人I的控制點P位于工件200上的對應(yīng)于工件200和貫通孔202接觸的接觸點附近的位置的方式逐漸變更機器人I的控制點P。由此，機器人I的控制點P位于工件200上的與容易受到力和力矩的工件200和貫通孔202接觸的接觸點附近對應(yīng)的位置，因此能夠容易地使施加于工件200的力和力矩大致為零。
[0066]并且，在第I實施方式中，如上所述，控制部21構(gòu)成為進行如下控制:一邊使工件200向嵌合方向移動，一邊以使機器人I的控制點P位于工件200的與由孔部形成的貫通孔202的供工件200插入的一側(cè)的端部附近對應(yīng)的位置的方式逐漸變更機器人I的控制點P。由此，機器人I的控制點P位于工件200上的與容易受到力和力矩的貫通孔202的供工件200插入的一側(cè)的端部附近對應(yīng)的位置，因此能夠容易地使施加于工件200的力和力矩大致為零。
[0067]并且，在第I實施方式中，如上所述，控制部21構(gòu)成為進行如下控制:在將工件200的末端插入到貫通孔202后，在貫通孔202中插入工件200的過程中，在進行使工件200以追隨貫通孔202的形狀的方式移動的仿形動作時，一邊與工件200向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地向嵌合方向的相反側(cè)變更機器人I的控制點P，一邊使工件200嵌合于貫通孔202。由此，在將工件200的末端插入貫通孔202后，在貫通孔202中插入工件200的過程中的嵌合作業(yè)中，能夠使工件200順暢地嵌合于貫通孔202。
[0068]并且，在第I實施方式中，如上所述，控制部21構(gòu)成為進行如下控制；使控制部21以與工件200向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)的方式連續(xù)地變更機器人I的控制點P。由此，能夠使控制點P始終位于工件200上的受到力和力矩的位置，因此能夠更順暢地使工件200嵌合于貫通孔202。
[0069]并且，在第I實施方式中，如上所述，控制部21構(gòu)成為進行如下控制:在以使施加于控制點P的力和力矩大致為零的方式，進行使工件200以追隨貫通孔202的形狀的方式移動的仿形動作時，一邊與工件200向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地向嵌合方向的相反側(cè)變更機器人I的控制點P，一邊使工件200嵌合于貫通孔202。由此，在控制點P位于工件200上的受到力和力矩的位置的狀態(tài)下，以使力和力矩大致為零的方式移動工件200，因此能夠更順暢地使工件200嵌合于貫通孔202。
[0070]并且，在第I實施方式中，如上所述，控制部21構(gòu)成為進行如下控制:在根據(jù)從力覺傳感器15得到的力覺信息進行使工件200以追隨貫通孔202的形狀的方式移動的仿形動作時，一邊與工件200向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地向嵌合方向的相反側(cè)變更機器人I的控制點P，一邊使工件200嵌合于貫通孔202。由此，根據(jù)從力覺傳感器15得到的力覺信息，能夠準確地進行仿形動作，因此能夠有效地進行仿形動作。
[0071]并且，在第I實施方式中，如上所述，控制部21構(gòu)成為進行如下控制:在根據(jù)從力覺傳感器15得到的力覺信息進行使工件200平移的動作和以控制點P為中心旋轉(zhuǎn)的動作，由此進行使工件200以追隨貫通孔202的形狀的方式移動的仿形動作時，一邊與工件200向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地向嵌合方向的相反側(cè)變更機器人I的控制點P，一邊使工件200嵌合于貫通孔202。由此，即使在工件200上施加有力和力矩的情況下，也能夠容易地使施加于控制點P的力和力矩大致為零。
[0072]并且，在第I實施方式中，如上所述，示教裝置3構(gòu)成為包括控制點變更按鍵31h，在示教機器人I的動作時，在與工件200向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地變更機器人I的控制點P的動作模式下，該控制點變更按鍵31h接收使機器人I動作的命令的輸入。由此，使用示教裝置3能夠容易地在變更機器人I的控制點的動作模式下進行使機器人I動作的示教。
[0073]并且，在第I實施方式中，如上所述，利用機器人臂12的引導用把持部16引導工件200的末端側(cè)，并且利用機器人臂11向貫通孔202側(cè)按壓工件200來將工件200的末端插入貫通孔202。由此，工件200的末端側(cè)被機器人臂12的引導用把持部16引導，因此即使在工件200的姿勢不適合于嵌合的情況下，也能夠?qū)⒐ぜ?00的末端插入貫通孔202。
[0074](第2實施方式)
[0075]接下來，參照圖18，對第2實施方式的機器人系統(tǒng)101的結(jié)構(gòu)進行說明。在該第2實施方式中，與向I個貫通孔202嵌合工件200的上述第I實施方式不同，向2個貫通孔211和212嵌合工件200。另外，貫通孔211及212分別是“第I貫通孔”和“第2貫通孔”的一例。
[0076]如圖18所示，在機器人I的附近配置有供工件200嵌合的工件嵌合部件210。工件嵌合部件210具備由在工件200的嵌合方向(X方向)上相鄰配置的貫通孔構(gòu)成的貫通孔211和貫通孔212。貫通孔211和貫通孔212與上述第I實施方式的貫通孔202 (參照圖5)相同地由與工件200的截面形狀大致吻合的非正圓狀的孔部構(gòu)成。另外，第2實施方式的其他結(jié)構(gòu)與上述第I實施方式相同。
[0077]接下來，參照圖19?圖23，對向貫通孔211和212中嵌合工件200時的機器人控制器2的控制部21的動作進行說明。
[0078]首先，在圖19所示的步驟Sll中，與上述第I實施方式的步驟SI?S5相同地，利用機器人臂11的把持部13把持工件200的根部側(cè)，并且，在進行仿形動作時，一邊將機器人I的控制點P向嵌合方向的相反側(cè)變更，一邊使工件200嵌合于第I個貫通孔211。然后，如圖20所示，利用機器人臂11的把持部13向箭頭Xl方向移動工件200，由此工件200被移動到貫通孔212的附近。此時，工件200的根部側(cè)與第I個貫通孔211嵌合，因此工件200難以向側(cè)方和上方彎曲，另一方面，如圖21所示，工件200的末端側(cè)存在因自重而成為向下方(箭頭Z2方向側(cè))彎曲的狀態(tài)的情況。
[0079]接下來，在步驟S12中，在第2實施方式中，機器人臂12的引導用把持部16在貫通孔211和貫通孔212之間移動。然后，在步驟S13中，工件200的從貫通孔211貫通出的末端側(cè)以能夠移動的方式被機器人臂12的引導用把持部16把持并引導。具體地，在使機器人臂12的引導用把持部16沿著工件200從工件200的根部側(cè)(參照圖20)向末端側(cè)(參照圖22)移動后，以能夠移動的方式把持并引導工件200的末端側(cè)。此時，以支承工件200的下方(下表面)的方式進行引導。其結(jié)果為，如圖22所示，工件200的末端側(cè)從向下方(箭頭Z2方向側(cè))彎曲的狀態(tài)變成實質(zhì)上呈直線狀延伸的狀態(tài)。然后，在步驟S14中，如圖23所示，利用機器人臂11的把持部13向箭頭Xl方向移動工件200，由此工件200嵌合到第2個貫通孔212中，工件200的嵌合作業(yè)結(jié)束。
[0080]在第2實施方式中，如上所述，利用機器人臂11的把持部13把持工件200的根部偵1J,在進行仿形動作時一邊使機器人I的控制點P向嵌合方向的相反側(cè)變更一邊使工件200嵌合到貫通孔211，然后使機器人臂12的引導用把持部16在貫通孔211和貫通孔212之間移動，利用機器人臂12的引導用把持部16以能夠移動的方式把持并引導工件的從貫通孔211貫通出的末端側(cè)。由此，在進行向貫通孔211嵌合的嵌合作業(yè)時，進行仿形動作及控制點P的變更，并且，在進行向貫通孔212嵌合的嵌合作業(yè)時，引導工件200的末端側(cè)，因此能夠使工件200順暢地嵌合于貫通孔211和貫通孔212。
[0081]另外，此次公開的實施方式不應(yīng)認為是在所有方面都舉例示出并進行了限制。本發(fā)明的范圍如權(quán)利要求書所示而非上述實施方式的說明，還包括與權(quán)利要求書等同的含義及范圍內(nèi)的所有變更。
[0082]例如，在上述第I及第2實施方式中，示出了與工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地連續(xù)地變更機器人的控制點P的例子，但也可以例如與工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地階段式地(不連續(xù)地)變更機器人的控制點P。
[0083]并且，在上述第I及第2實施方式中，示出了以使機器人的控制點P位于工件上的對應(yīng)于由孔部構(gòu)成的工件嵌合部的供工件插入的一側(cè)的端部附近的位置的方式逐漸變更機器人的控制點P的例子，但也可以構(gòu)成為例如圖24所示的第I變形例。即，也可以以使機器人I的控制點P位于工件200上的與由設(shè)于薄板狀的工件嵌合部件201的孔部構(gòu)成的貫通孔202的板厚方向的大致中心對應(yīng)的位置的方式逐漸變更機器人I的控制點P。并且，也可以以使機器人I的控制點P位于工件200上的對應(yīng)于貫通孔202的與供工件200插入的一側(cè)相反的側(cè)(箭頭Xl方向側(cè))的端部附近的位置的方式逐漸變更機器人I的控制點P。
[0084]并且，在上述第I及第2實施方式中，示出了在薄板狀的工件嵌合部件上設(shè)置由孔部構(gòu)成的工件嵌合部的例子，但也可以構(gòu)成為例如圖25所示的第2變形例那樣。即，也可以在厚度比較大的工件嵌合部件203上設(shè)置由不是貫通孔的孔部構(gòu)成的工件嵌合部204。在該情況下，以使機器人I的控制點P位于工件200上的與工件嵌合部204的供工件200插入的一側(cè)的端部附近對應(yīng)的位置的方式逐漸變更機器人I的控制點P。
[0085]并且，在上述第I及第2實施方式中，示出了通過進行使工件平移的動作和以控制點P為中心旋轉(zhuǎn)的動作這雙方，來進行仿形動作的例子，但也可以例如通過進行使工件平移和以控制點P為中心旋轉(zhuǎn)中的一方，來進行仿形動作。
[0086]并且，在上述第I及第2實施方式中，示出了使長桿狀(大致直線狀)的工件嵌合于工件嵌合部的例子，但也可以構(gòu)成為例如使彎曲形狀的工件嵌合于工件嵌合部。這里，彎曲形狀的工件難以插入工件嵌合部，因此在該情況下，在進行仿形動作時，與工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地將機器人的控制點P向嵌合方向的相反側(cè)變更，由此能夠容易地使彎曲形狀的工件嵌合于工件嵌合部。
[0087]并且，在上述第I和第2實施方式中，示出了在示教裝置的顯示部上設(shè)置在變更機器人的控制點P的動作模式下接收使機器人動作的命令的輸入的控制點變更按鍵的例子，但也可以例如利用示教裝置的多個鍵(參照圖1)中的I個鍵，在變更機器人的控制點P的動作模式下接收使機器人動作的命令的輸入。
[0088]并且，在上述第I及第2實施方式中，示出了利用機器人臂的引導用把持部以能夠移動的方式把持并引導工件的末端側(cè)的例子，但也可以例如一邊把持工件的末端側(cè)一邊使位置對準工件嵌合部。
[0089]標號說明
[0090]1:機器人；
[0091]3:示教裝置；
[0092]11:機器人臂(第I機器人臂);
[0093]12:機器人臂(第2機器人臂)；
[0094]13:把持部；
[0095]15:力覺傳感器；
[0096]16:引導用把持部(把持部)；
[0097]21:控制部；
[0098]21a:嵌合動作控制部；
[0099]21b:控制點設(shè)定部；
[0100]31h:控制點變更按鍵(輸入部);
[0101]100、101:機器人系統(tǒng)；
[0102]200:工件；
[0103]201:工件嵌合部件；
[0104]202:貫通孔(孔部)；
[0105]211:貫通孔(孔部、第I貫通孔)；
[0106]212:貫通孔(第2貫通孔)。
【權(quán)利要求】
1.一種機器人系統(tǒng)(100、101),其中， 所述機器人系統(tǒng)(100、101)具備: 機器人(I)，其具有機器人臂(11)，該機器人臂(11)安裝有把持工件(200)的把持部(13);和 控制部(21)，其對所述機器人發(fā)送動作指令， 所述控制部構(gòu)成為具有: 嵌合動作控制部(21a)，其利用所述機器人臂的把持部把持所述工件，并以使所述工件追隨供所述工件嵌合的工件嵌合部件(201、210)的形狀的方式使對所述機器人臂設(shè)定的控制點移動來進行嵌合動作；和 控制點設(shè)定部(21b)，在所述嵌合動作控制部執(zhí)行動作時，該控制點設(shè)定部(21b)與所述工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地使所述機器人的控制點向嵌合方向的相反側(cè)變更。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人系統(tǒng)，其中， 所述控制點設(shè)定部構(gòu)成為，在嵌合作業(yè)前，將所述機器人的控制點設(shè)定在所述工件的靠所述工件嵌合部側(cè)的末端附近，并且在嵌合作業(yè)中，將所述機器人的控制點從所述工件的末端附近向根部側(cè)變更所述工件向嵌合方向移動的量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人系統(tǒng)，其中， 所述控制點設(shè)定部構(gòu)成為進行如下控制，在所述嵌合動作控制部執(zhí)行動作時，以使所述機器人的控制點位于所述工件上的對應(yīng)于所述工件與所述工件嵌合部件接近的接近點附近的位置的方式逐漸變更所述機器人的控制點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機器人系統(tǒng)，其中， 所述工件嵌合部件具有孔部(202、211)， 所述控制點設(shè)定部構(gòu)成為進行如下控制:一邊使所述工件向嵌合方向移動，一邊以使所述機器人的控制點位于所述工件上的與所述孔部的供所述工件插入的一側(cè)的端部附近對應(yīng)的位置的方式逐漸變更所述機器人的控制點。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機器人系統(tǒng)，其中， 所述工件嵌合部件(201)具有設(shè)于板狀部的孔部(202、211)， 所述控制點設(shè)定部構(gòu)成為進行如下控制:一邊使所述工件向嵌合方向移動，一邊以使所述機器人的控制點位于所述工件上的與所述工件嵌合部件的板厚方向的大致中心對應(yīng)的位置的方式逐漸變更所述機器人的控制點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任意一項所述的機器人系統(tǒng)，其中， 所述控制點設(shè)定部構(gòu)成為，在將所述工件的末端插入到所述工件嵌合部后，一邊與所述工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地向嵌合方向的相反側(cè)變更所述機器人的控制點(P)，一邊使所述工件嵌合于所述工件嵌合部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任意一項所述的機器人系統(tǒng)，其中， 所述控制點設(shè)定部構(gòu)成為進行如下控制，與所述工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地連續(xù)地變更所述機器人的控制點。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任意一項所述的機器人系統(tǒng)，其中， 所述嵌合動作控制部如下這樣使所述機器人動作:使所述工件以追隨所述工件嵌合部的形狀的方式移動，以使施加于所述控制點的力和力矩大致為零。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項所述的機器人系統(tǒng)，其中， 所述機器人系統(tǒng)還具備設(shè)于所述機器人臂的力覺傳感器(15)， 所述嵌合動作控制部根據(jù)從所述力覺傳感器得到的力覺信息，使所述工件以追隨所述工件嵌合部的形狀的方式移動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的機器人系統(tǒng)，其中， 所述嵌合動作控制部根據(jù)從所述力覺傳感器得到的力覺信息進行使所述工件平移的動作和以所述控制點為中心旋轉(zhuǎn)的動作中的至少一方，由此使所述工件以追隨所述工件嵌合部的形狀的方式移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任意一項所述的機器人系統(tǒng)，其中， 所述機器人系統(tǒng)還具備用于示教所述機器人的動作的示教裝置(3)， 所述示教裝置包括輸入部(31h)，在示教所述機器人的動作時，在與所述工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地變更所述機器人的控制點的動作模式中，所述輸入部(31h)接收使所述機器人動作的命令的輸入。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任意一項所述的機器人系統(tǒng)，其中， 所述機器人包括第I機器人臂(11)和第2機器人臂(12)至少這2個所述機器人臂， 所述嵌合動作控制部利用所述第2機器人臂的把持部引導所述工件的末端側(cè)，并且利用所述第I機器人臂向所述工件嵌合部側(cè)按壓所述工件來使所述工件的末端插入到所述工件嵌合部。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任意一項所述的機器人系統(tǒng)，其中， 所述機器人包括第I機器人臂(11)和第2機器人臂(12)至少這2個所述機器人臂， 所述工件嵌合部包括在所述工件的嵌合方向上相鄰配置的第I貫通孔(211)和第2貫通孔(212)， 所述嵌合動作控制部構(gòu)成為進行如下控制:利用所述第I機器人臂的把持部把持所述工件的根部側(cè)，在將所述工件嵌合到所述第I貫通孔后，使所述第2機器人臂的把持部在所述第I貫通孔和所述第2貫通孔之間移動，利用所述第2機器人臂的把持部以能夠移動的方式把持并引導所述工件的從所述第I貫通孔貫通出的末端側(cè)，由此將所述工件嵌合到所述第2貫通孔。
14.一種部件的制造方法，該部件使用了工件(200)，其中， 所述部件的制造方法具備如下工序: 利用機器人臂(11)的把持部(13)把持所述工件的工序； 以使所述工件追隨供所述工件嵌合的工件嵌合部件(201、210)的形狀的方式使對所述機器人臂設(shè)定的控制點移動來進行嵌合動作的工序；以及 在執(zhí)行所述嵌合動作時，與所述工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地使所述機器人的控制點向嵌合方向的相反側(cè)變更的工序。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的部件的制造方法，其中， 在執(zhí)行所述嵌合動作時，與所述工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地使所述機器人的控制點向嵌合方向的相反側(cè)變更的工序包括如下工序:在嵌合作業(yè)前，將所述機器人的控制點設(shè)定在所述工件的靠所述工件嵌合部側(cè)的末端附近，并且在嵌合作業(yè)中，將所述機器人的控制點從所述工件的末端附近向根部側(cè)變更所述工件向嵌合方向移動的量。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的部件的制造方法，其中， 在執(zhí)行所述嵌合動作時，與所述工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地使所述機器人的控制點向嵌合方向的相反側(cè)變更的工序包括如下工序:在執(zhí)行所述嵌合動作時，以使所述機器人的控制點位于所述工件上的對應(yīng)于所述工件與所述工件嵌合部件接近的接近點附近的位置的方式逐漸變更所述機器人的控制點。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的部件的制造方法，其中， 在執(zhí)行所述嵌合動作時，以使所述機器人的控制點位于所述工件上的對應(yīng)于所述工件與所述工件嵌合部件接近的接近點附近的位置的方式逐漸變更所述機器人的控制點的工序包括如下工序:一邊使所述工件向嵌合方向移動，一邊以使所述機器人的控制點位于所述工件上的與由孔部構(gòu)成的工件嵌合部的供所述工件插入的一側(cè)的端部附近對應(yīng)的位置的方式逐漸變更所述機器人的控制點。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的部件的制造方法，其中， 在執(zhí)行所述嵌合動作時，以使所述機器人的控制點位于所述工件上的對應(yīng)于所述工件與所述工件嵌合部件接近的接近點附近的位置的方式逐漸變更所述機器人的控制點的工序包括如下工序:以使所述機器人的控制點位于所述工件上的與所述工件嵌合部件的板厚方向的大致中心對應(yīng)的位置的方式逐漸變更所述機器人的控制點。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18中的任意一項所述的部件的制造方法，其中， 在執(zhí)行所述嵌合動作時，與所述工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地使所述機器人的控制點向嵌合方向的相反側(cè)變更的工序包括如下工序:在將所述工件的末端插入到所述工件嵌合部后，一邊與所述工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地向嵌合方向的相反側(cè)變更所述機器人的控制點(P)，一邊使所述工件嵌合于所述工件嵌合部。
20.根據(jù)權(quán)利要求14至19中的任意一項所述的部件的制造方法，其中， 在執(zhí)行所述嵌合動作時，與所述工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地使所述機器人的控制點向嵌合方向的相反側(cè)變更的工序包括如下工序:與所述工件向嵌合方向移動的移動量對應(yīng)地連續(xù)地變更所述機器人的控制點。
【文檔編號】B25J13/08GK104395042SQ201280074121
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月20日
【發(fā)明者】泉哲郎, 橋口幸男, 福田拓也, 永井亮一 申請人:株式會社安川電機