CN109278063B - 机器人装置、控制方法、组装方法和记录介质 - Google Patents

Abstract

提供了机器人装置、控制方法、组装方法和记录介质。机器人装置包括具有端部效应器的机器人臂。控制设备控制机器人臂，使得端部效应器的位置处于预设的动作范围内。

Description

机器人装置、控制方法、组装方法和记录介质

技术领域

本发明涉及通过使用端部效应器保持目标物体并且进行作业的机器人装置、机器人装置的控制方法、使用机器人装置的组装方法和记录介质。

背景技术

近年来，为了应对多样化的顾客需求，在生产现场的生产自动化中，需要某种类型的机器人。这种机器人可以保持各种类型的目标物体(组装部件(part))并且可以在多个步骤中将这些目标物体组装到其他目标物体(要被组装的组装部件)中。在日本专利公开公报No.2012-125852中，在组装时，作用于由机器人臂保持的目标物体上的力的控制值根据多个作业而变化。因此，机器人应对各种类型的部件的各种组装作业。

但是，在日本专利公开公报No.2012-125852中所讨论的方法中，各作业的结束由当作为目标物体的组装部件和要被组装的组装部件相互接触时生成的反作用力确定。出于这种原因，机器人臂的姿态由于外部干扰而改变，并且，组装部件与除了要被组装的组装部件以外的物体接触以生成反作用力。在这种情况下，反作用力被不适当地识别为与要被组装的组装部件的接触，因此，作业的结束被不适当地确定。然后，即使组装不成功，组装也前进到下一作业或者所保持的组装部件被释放，因此，故障组装增加。

发明内容

本发明的实施例针对在使用力控制的组装中提高部件的组装作业的生产效率。通过检测通过意外的外部干扰导致的由与除了要被组装的组装部件以外的部件的接触生成的反作用力并且减少有缺陷的组装，实现生产效率的提高。

根据本发明的实施例，提供一种包括具有多个关节的机器人臂和端部效应器的机器人装置，端部效应器对目标物体执行预定作业，该机器人装置包括：被配置为检测端部效应器的位置的位置检测单元，和被配置为控制机器人装置的控制单元。控制单元包含被配置为通过力控制来控制端部效应器的动作(operate)的力控制单元和被配置为存储端部效应器通过力控制进行动作的动作范围的存储单元。控制单元将端部效应器移动到预定作业的开始位置，并且控制单元通过力控制来控制端部效应器的动作，并且，在预定作业开始之后并且在预定作业完成之前的时段期间位置检测单元检测端部效应器的位置，使得在动作范围内执行预定作业。

参考附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是示出根据本发明的示例性实施例的机器人系统的总体配置图。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的机器人系统的控制框图。

图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F、图3G、图3H、图3I和图3J是示出根据本发明的示例性实施例的组装步骤的组装处理图。

由图4A和图4B构成的图4是示出根据本发明的示例性实施例的部件组装步骤的流程图。

图5是示出力传感器被设置在根据本发明的示例性实施例的机器人系统中的情况的图。

具体实施方式

以下将参考附图描述本发明的示例性实施例。以下描述的示例性实施例仅是例子，并且本领域技术人员可以在不背离本发明的范围的情况下适当地修改详细的配置。此外，本示例性实施例中的数值是参考数值，因此本发明不限于这些值。

图1示出根据本示例性实施例的机器人系统的总体配置。图1示出根据本示例性实施例的从侧面观看的机器人系统1000。图1的左下部分示出要用于控制机器人系统1000的三维(XYZ)坐标轴。如图所示，这些坐标轴中的Z轴在图中向上侧延伸，并且X轴在图中向左侧延伸。Y轴在图中向内延伸。

如图1所示，机器人系统1000包括机器人臂体1、附接到机器人臂体1的前缘的端部效应器70、控制机器人臂体1的控制设备91、马达驱动器93和外部输入设备94。外部输入设备94是诸如教示板之类的教示设备。控制设备91包含具有微处理器的中央处理单元(CPU)。控制设备91连接到外部输入(命令)设备94。来自控制设备91的控制值被传送到马达驱动器93，使得机器人臂体1被控制。

并且，控制设备91包含只读存储器(作为后面描述的动作范围存储单元96的ROM)，该只读存储器存储用于根据机器人臂体1的各种动作控制对应的驱动单元的程序和该控制所需要的数据。并且，控制设备91包含随机存取存储器(RAM)，该随机存取存储器(RAM)加载控制机器人系统1000所需要的数据、设定值和程序并且被用作CPU的工作区域。包含外部输入设备94的外部设备由通用输入/输出接口I/O等连接。

动作单元(未示出)被设置在外部输入设备94上。动作单元包含用于移动机器人臂体1的关节的姿态(位置或角度)或端部效应器70的基准位置的动作键。在通过外部输入设备94的动作单元执行任何机器人动作的情况下，控制设备91根据外部输入设备94的这种动作经由电缆80(导线棒)控制机器人臂体1的动作。

图1所示的机器人臂体1被配置，使得多个链节经由多个关节(六个轴)以串行链接的格式被连接。机器人臂体1的链节10、20、30、40、50和60经由旋转关节11、21、31、41、51和61被驱动。旋转关节11、21、31、41、51和61中的每一个具有后面描述的马达92(图2中)作为驱动源。

并且，编码器95(图2中)被设置到关节11、21、31、41、51和61中的每一个，使得各旋转角度可以被检测。

图中，机器人臂体1的基台100和链节10通过围绕Z轴方向的旋转轴旋转的旋转关节11被连接。旋转关节11具有例如相对于初始姿态的大约±180°的可移动范围。

机器人臂体1的链节10和链节20通过旋转关节21被连接。旋转关节21的旋转轴在图的状态中与Y轴方向匹配。旋转关节21具有例如相对于初始姿态的约±80°的可移动范围。

机器人臂体1的链节20和链节30通过旋转关节31被连接。旋转关节31的旋转轴在示出的状态中与Y轴方向匹配。旋转关节31具有例如相对于初始姿态的约±70°的可移动范围。

机器人臂体1的链节30和链节40通过旋转关节41被连接。旋转关节41的旋转轴在示出的状态中与X轴方向匹配。旋转关节41具有例如相对于初始姿态的约±180°的可移动范围。

机器人臂体1的链节40和链节50通过旋转关节51被连接。旋转关节51的旋转轴与Y轴方向匹配。旋转关节51具有例如相对于初始姿态的约±120°的可移动范围。

机器人臂体1的链节50和链节60通过旋转关节61被连接。旋转关节61的旋转轴与X轴方向匹配。旋转关节61具有相对于初始姿态的约±240°的可移动范围。

如上所述，在本示例性实施例中，旋转关节11、41和61的旋转轴被设置为相对于由关节连接的两个链节的中心轴(图1中的虚线)平行或共轴。此时，关于两个链节的旋转轴的相对角度可以改变。

另一方面，旋转关节21、31和51的旋转轴被设置为使得组合这些旋转关节的两个链节的中心轴相交的各相对角度可以改变。

连接到机器人臂体1的前缘的端部效应器70连接到在生产线中用于组装作业和移动作业的电动手或气动驱动空气手。

端部效应器70通过诸如由螺钉紧固(未示出)之类的半固定手段或诸如闩锁(latch)(未示出)之类的附接手段被可拆卸地安装到链节60。特别是在端部效应器70被可拆卸地安装的情况下，机器人臂体1被控制，使得设置在预定位置中的端部效应器70通过机器人臂体1的动作被附接和拆卸或替换。端部效应器70保持目标物体。

在本示例性实施例中，扭矩传感器97(图2)和编码器95分别被设置在关节上，使得旋转关节11至61的驱动可以被反馈控制。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的机器人系统1000的控制框图。通过控制设备91的以下描述的对控制程序的执行，控制机器人臂体1的各个单元。编码器95可以检测端部效应器70的位置。可以基于端部效应器70的位置的值进行位置控制，使得机器人臂体1被控制。

端部效应器70可以根据与图2所示的框图类似的框图被控制。以下参考图1和图2描述控制。

扭矩传感器97被设置，以测量驱动机器人臂体1的关节11至61中的每一个的马达92的驱动扭矩，即，从马达92施加到链节10至60中的每一个的旋转驱动力。扭矩传感器97被设置在驱动系统的驱动轴上的预定位置处，该驱动系统包含分别设置在关节11至61内部的马达92或者还有减速齿轮(未示出)。

根据本示例性实施例的机器人臂体1是六轴关节型机器人。包含马达、扭矩传感器和编码器的驱动传送系统被设置在关节中的每一个上。驱动传送系统根据要由机器人臂体1完成的作业和机器人臂体1的移动轨迹被适当地控制。为了便于描述，特别地描述马达92、扭矩传感器97和编码器95。但是，在实际的动作中，为了实现机器人臂体1的期望的动作，各个关节的驱动传送系统被适当地控制。

在图中，如上所述，测量各个关节11至61的驱动力的扭矩传感器97被设置在驱动系统的驱动轴上的预定位置上，该驱动系统包含分别驱动旋转关节11至61的马达92或者还有减速齿轮。在马达92分别驱动关节11至61使得其角度中的每一个改变的情况下，扭矩传感器97分别检测在驱动关节时施加的扭矩的值。

来自扭矩传感器97的输出被返回到控制设备91，并且被反馈到关节11至61的驱动，使得各个关节11至61中的扭矩可以被控制。此外，可以基于扭矩传感器97的各个值计算在端部效应器70中生成的力，并因此施加于要被组装的部件的负载可以被反馈控制。作为结果，在端部效应器70中生成的力可以被检测，并且，可以进行以下力控制：该力控制可以基于在端部效应器70中生成的力的值来控制机器人臂体1。

虽然没有示出扭矩传感器97的配置和各个布局位置的细节，但是测量旋转关节11至61中的每一个的旋转驱动力的扭矩传感器97可以采用公知的配置。

动作范围存储单元96存储机器人臂体1在力控制期间的动作范围作为关于马达92的驱动角度的信息。此外，动作范围存储单元96还存储作为后面描述的多个预定作业的切换定时的反作用力的阈值、或者所保持的组装部件的移动量的阈值。

控制设备91中的CPU比较扭矩传感器97和编码器95的检测值与后面描述的存储于动作范围存储单元96中的动作范围。然后CPU在后面描述的组装步骤的流程图中确定机器人臂体1是否在动作范围内。扭矩传感器97中的每一个用作检测力信息的力检测单元，而编码器95中的每一个用作检测位置信息的位置检测单元。此外，控制设备91中的CPU计算位置控制和力控制的控制值，以选择位置控制或力控制。

图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F、图3G、图3H、图3I和图3J是示出本示例性实施例中的部件的组装步骤的图。图4是示出根据本示例性实施例的部件的组装步骤的流程图。以下将参考图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F、图3G、图3H、图3I和图3J以及图4来详细描述组装步骤。图3F的左下部分示出用于控制的三维(XYZ)坐标系的坐标轴。

图3A示出组装部件501和要被组装的组装部件502的初始布局。组装部件501和要被组装的组装部件502被设置在基台600上。要被组装的组装部件502被固定于基台600上。基准点P被设定于保持组装部件501的端部效应器70上。组装部件501和要被组装的组装部件502被组装，使得物品被制成。

在这种状态下，在图4的步骤S301中，根据组装开始指令，机器人臂体1通过位置控制来将端部效应器70的基准点P移动到组装部件501的保持位置Q0。

当向保持位置Q0的移动完成时，在步骤S302中，组装部件501被保持于以下保持位置：在该保持位置处，组装部件501的中心轴C1在XY坐标上与端部效应器70的基准点P匹配。如图3B所示，紧接在要被组装的组装部件502与组装部件501接触之前，基准点P被移动到组装开始位置Q1。

在步骤S303中，在图3B中，当组装部件501移动到组装开始位置Q1时，控制设备91确定端部效应器70的基准点P是否从机器人臂体1的编码器95移动到组装开始位置Q1。在控制设备91确定端部效应器70的基准点P没有从机器人臂体1的编码器95移动到组装开始位置Q1(在步骤S303中为No(否))的情况下，处理返回到步骤S302并且继续向组装开始位置Q1的移动。在控制设备91确定端部效应器70的基准点P从机器人臂体1的编码器95移动到组装开始位置Q1(在步骤S303中为Yes(是))的情况下，处理前进到步骤S304。步骤S303是开始位置移动步骤。

在步骤S304中，从ROM读取端部效应器70可以通过力控制移动的动作范围。动作范围表示处于力控制下的机器人臂体1可以根据组装部件501、要被组装的组装部件502和各个作业而移动的允许范围，其中各个作业诸如组装作业期间的探寻(seeking)作业和接触作业。动作范围被适当地设定，使得控制可以稳定并且组装时间可以被缩短。

在本示例性实施例中，基于组装部件501、要被组装的组装部件502和机器人系统1000的各个设计尺寸确定要在步骤S304中设定的动作范围。例如，在图3B所示的动作范围503-1中，相对于作为基准的基准点P，在要被组装的组装部件502的上表面S2与组装部件501的下表面S1之间的区域中设定Z方向。此外，在设计中基于组装部件501的中心轴C1确定XY方向。

组装部件501被保持，使得端部效应器70的基准点P与组装部件501的中心轴C1匹配。因此，可以基于基准点P设定XY坐标上的动作范围503-1。

动作范围503-1基于组装部件501和机器人系统1000的设计尺寸被设定，但是可以基于通过机器人系统1000的实际组装的实验获得的结果被设定。

此外，基于来自用于检测组装部件501与要被组装的组装部件502接触的力信息的单元的检测值的改变进行确定。基于此时机器人臂体1的位置，可以设定动作范围503-1。

在端部效应器70的动作范围503-1中，通过将机器人臂体1中的旋转关节11至61的各个马达92的各驱动量设定为对应于动作范围503-1的驱动限制范围内，来实现力控制。

此外，实现动作范围503-1的驱动量基于端部效应器70的基准点P被设定，并且，动作范围503-1在基准点P附近偏移而被控制。作为结果，可以确定端部效应器70是否在设定的动作范围503-1内。

对应于这种动作范围的马达92的驱动量存储于动作范围存储单元96中。然后，控制设备91中的CPU在需要时读取驱动量。机器人臂体1的马达92的驱动基于动作范围被控制。

然后处理前进到步骤S305，并且，机器人臂体1的控制模式从位置控制切换到力控制。用于使组装部件501与要被组装的组装部件502接触的接触作业开始。通过对机器人臂体1进行力控制，输入指示预定力的指令值的方向的箭头601-1。当组装部件501向组装部件501与要被组装的组装部件502接触处的方向移动时，向组装部件501施加力。假定该力类似地被施加于端部效应器70。扭矩传感器97检测该力，并且该力被反馈到控制设备91。

在步骤S305中的力控制开始之后，在步骤S306中，控制设备91基于来自机器人臂体1中的编码器95的检测值来确定端部效应器70的基准点P是否在在步骤S304中设定的动作范围503-1内。在控制设备91确定端部效应器70的基准点P在动作范围503-1内(在步骤S306中为Yes)的情况下，处理前进到步骤S308。否则(在步骤S306中为No)的情况下，处理前进到步骤S307。

步骤S307是基准点P由于在通过力控制进行的接触作业期间出现的外部干扰等而移动到设定的动作范围503-1之外的情况的校正步骤。即，在端部效应器70移动到动作范围503-1之外的情况下，组装本身由于未对准量而被禁用，或者端部效应器70与另一外围设备接触。作为结果，可能出现有缺陷的组装。出于这种原因，需要将端部效应器70引导到可能确保实施组装的位置。

基准点P可能由于意外的外部干扰而移动至大大地背离动作范围503-1。在这种情况下，控制模式从基于力命令值进行反馈控制的力控制切换到基于目标位置命令值进行反馈控制的位置控制。在位置控制中，从范围偏离的基准点P被控制以便返回到动作范围503-1中的中心。此后，控制模式从位置控制再次切换到力控制，并且，接触作业继续。即，步骤S307也是控制切换步骤。

此外，在以上的描述中，基准点P通过使用位置控制被返回到动作范围503-1中的中心。但是，对来自编码器95的检测值设定阈值，并且，在基准点P与动作范围503-1之间的距离小于阈值的情况下，基准点P可以在力控制下被返回。在这种情况下，预定力命令值作为反馈控制的输入被供给，并且端部效应器70移动到动作范围503-1。此时力命令值中的刚度参数的增大可以导致用于使端部效应器70返回到动作范围503-1的力命令值。即，端部效应器70可以移动到动作范围503-1。

可以通过在动作范围503-1之外设定通过力控制的校正的范围和通过位置控制的校正的范围，来选择校正方法。作为结果，可以减少用于控制的切换次数，并且可以进行稳定的控制。

上述的配置防止组装被禁用的问题。导致这种事项是由于，外部力由于外部干扰被施加到原本不施加这种力的方向并且端部效应器的移动位置根据外部力大大背离原本目标位置。

在本示例性实施例中，端部效应器70移动到动作范围503-1，但是可以移动到组装开始位置。然后，可以再次进行力控制，并且执行预定的作业。

在步骤S308中，确定组装部件501是否与要被组装的组装部件502接触。在确定组装部件501不与要被组装的组装部件502接触(在步骤S308中为No)的情况下，处理返回到步骤S306，并且重复使用力控制的控制流程。如图3D所示，在组装部件501与要被组装的组装部件502接触并且通过机器人臂体1的扭矩传感器97检测组装部件501与要被组装的组装部件502之间的假定的接触力F1的情况下，处理前进到步骤S309。

在步骤S309中，在步骤S308中的检测到接触力的定时，力控制的动作范围503-1切换到动作范围503-2(图3E)。动作范围503-2被设定，使得可以通过力控制来执行各个组装步骤中的探寻步骤。步骤S309是动作范围切换步骤。

如步骤S304中所述，动作范围503-2可以根据部件和机器人系统1000的设计规范被设定。可替代地，可以通过多于一次地执行实际的探寻步骤设定动作范围503-2。在这种部件匹配动作中，在Z坐标上以及在X-Y坐标上，动作范围503-2比动作范围503-1窄。作为结果，防止了背离希望执行组装的范围，并且确保执行组装部件501的中心与要被组装的组装部件502的中心之间的对准。

为了确定端部效应器70是否处于动作范围503-2内，动作范围503-2被基于基准点P朝向端部效应器70偏移，并且进行力控制。此外，关于机器人臂体1中的马达92的驱动量的范围的信息存储于动作范围存储单元96中。该信息用于驱动，使得端部效应器70的基准点P处于动作范围503-2内。

控制设备91从动作范围存储单元96调用机器人臂体1中的马达92的驱动量范围，以用于允许端部效应器70存在于动作范围503-2内。机器人臂体1中的马达92的驱动由此被控制。

在本示例性实施例中，在检测到接触力的定时切换动作范围，但是本发明不限于此。在于步骤S309中切换到动作范围503-2的情况下，可以在端部效应器70的基准点P到达预定位置时执行切换。与在步骤S303中设定的组装开始位置类似，预定位置是预设的位置。

在步骤S310中，如图3F所示，基于指示力控制的命令值的方向的箭头601-2控制马达92。然后组装部件501移动，使得探寻步骤开始。

为了使得探寻步骤成功，力控制命令值被输入到反馈控制系统中，使得组装部件501的中心轴C1与要被组装的组装部件502的中心轴C2匹配。实际上，组装部件501的中心相对于端部效应器70的基准点P偏移，并且进行力控制。

在步骤S311中，与步骤S306类似，控制设备91基于来自机器人臂体1的编码器95的检测值确定组装部件501是否处于在步骤S309中被切换的动作范围503-2内。

在控制设备91确定组装部件501不处于动作范围503-2内(在步骤S311中为No)的情况下，处理前进到步骤S312，并且，与步骤S307类似，力控制被切换到位置控制。然后进行控制，使得组装部件501返回到动作范围503-2中的预先设定的预定位置。然后重新开始探寻步骤。

在控制设备91确定组装部件501处于动作范围503-2内(在步骤S311中为Yes)的情况下，处理前进到步骤S313。在步骤S313中，确定探寻步骤是否完成。如图3G所示，组装部件501的轴C1和要被组装的组装部件502的轴C2相互匹配，并且组装部件501被压向-Z方向。此时，在通过对机器人臂体1设置的扭矩传感器97检测到当探寻步骤完成时作为阈值预设的反作用力F2(<F1)(在步骤S313中为Yes)的情况下，处理前进到步骤S314。否则(在步骤S313中为No)，组装部件501和要被组装的组装部件502的中心不相互匹配。出于这种原因，处理返回到步骤S311，并且重复以上的控制流程中的探寻步骤。

在步骤S314中，基于步骤S313中的反作用力的检测来进行以下检查：位置关系被建立以使得组装部件501与要被组装的组装部件502可以被插入。然后力控制的动作范围从动作范围503-2切换到动作范围503-3(图3H)。动作范围503-3被设定，使得可以通过力控制执行组装作业中的插入作业。如在步骤S304和步骤S309中所述，动作范围503-3可以根据部件的设计规范被设定。可替代地，可以基于在实际插入作业中测量的值设定动作范围503-3。在这种部件插入动作中，动作范围503-3在XY坐标上比动作范围503-2窄并且在Z坐标上比动作范围503-2宽。作为结果，减少了XY方向上的不需要的移动，并因此将组装部件501引导到期望执行组装的方向。

此外，为了确定端部效应器70是否处于动作范围503-3内，基于基准点P偏移动作范围503-3，并且进行控制。关于对应于动作范围503-3的机器人臂体1的马达92的驱动量范围的信息存储于动作范围存储单元96中。

控制设备91从动作范围存储单元96调用关于对应于动作范围503-3的机器人臂体1的马达92的驱动量范围的信息。然后控制设备91对机器人臂体1的马达92进行力控制。

此外，与步骤S309类似，在通过扭矩传感器97检测到力的定时执行向动作范围503-3的切换，但是基准点P(的位置)可被设定为切换定时。

在步骤S315中，如图3I所示，基于指示力控制目标值的命令值601-3，马达92被进行力控制，并且组装部件501向插入方向移动。实际上，组装部件501的中心相对于端部效应器70的基准点P偏移，并且进行力控制。

在步骤S316中，与步骤S306类似，控制设备91将来自机器人臂体1的编码器95的检测值与来自动作范围存储单元96的值相比较，以确定组装部件501是否处于在步骤S314中被切换的动作范围503-3内。

在控制设备91确定组装部件501不处于动作范围503-3内(在步骤S316中为No)的情况下，处理前进到步骤S317，并且，与步骤S307类似，在步骤S317中力控制被切换到位置控制。然后进行位置控制，使得基准点P返回到动作范围503-3的预设的中心。然后重新开始插入作业。

在控制设备91确定组装部件501处于动作范围503-3内(在步骤S316中为Yes)的情况下，处理前进到步骤S318。在步骤S318中，确定组装部件501是否完成插入。在插入作业继续的情况下，如图3J所示，组装部件501触摸基台600，并且从基台600生成反作用力F3。反作用力F3(>F1和F2)被设定为阈值，并且，确定插入的完成。在通过对机器人臂体1设置的扭矩传感器97检测到反作用力F3(在步骤S318中为Yes)的情况下，处理前进到步骤S319。否则(在步骤S318中为No)，处理返回到步骤S316，并且，重复通过力控制的插入作业控制流程。

来自基台的反作用力用于关于插入完成的确定，但是机器人臂体1的基准点P的下降量可以被用作确定的基准。在于步骤S317中执行的动作之后，处理返回到步骤S315，并且重复以上的流程。

在步骤S319中，力控制被切换到位置控制，组装部件501被释放，并且插入作业完成。由此结束组装。

以上的控制使得能够设定、限制和切换在各个组装步骤中进行力控制的范围。作为结果，即使对机器人臂体1施加意外的外部干扰，也可以在如下范围内进行校正：在该范围内，组装成功进行，而不与除了要被组装的组装部件以外的部件接触。由此，可以提高组装的成功率。

并且，由于在每个组装步骤中执行重试，因此不必执行从第一步骤的重试。因此，可以使得组装高效。

在上述的示例性实施例中，虽然扭矩传感器被用作检测力信息的力检测单元，但是可以使用力传感器。图5是示出在根据本示例性实施例的机器人系统1000中设置力传感器90的情况的图。例如，力传感器90被设置在链节60与端部效应器70之间。

力传感器90可以检测三轴平移方向(XYZ方向)和三轴旋转方向(θxθyθz方向)上的总共六轴力。六轴力被分解和计算，由此能够获得在根据本示例性实施例的机器人臂体1的六个旋转关节11至61中生成的扭矩。并且，可以控制关节的扭矩。力传感器90的细节没有被示出，但是可以使用公知的配置。

在本示例性实施例中，以编码器95检测马达92的驱动量的方式确定端部效应器70是否处于动作范围内。但是，本发明不限于此。例如，图像捕获设备对端部效应器70的位置进行成像，并且可以通过使用图像处理来确定端部效应器70的位置是否处于动作范围内。此时，在通过图像捕获设备获得的图像上设定动作范围，并且，直接检查端部效应器70的位置是否处于动作范围内。

具体而言，通过控制设备91执行根据本示例性实施例的组装动作的处理过程。因此，配置可以使得存储实现上述功能的软件的程序的非暂时性记录介质被供给到控制设备91，并且CPU加载存储于记录介质(动作范围存储单元96)中的程序以执行程序。在这种情况下，从记录介质读取的程序自身实现根据本示例性实施例的上述功能。因此，程序和存储程序的记录介质配置本发明。

此外，示例性实施例中的每一个已经描述了可以通过计算机读取的记录介质是ROM或RAM并且程序存储于ROM或RAM中的情况。但是，本发明不限于此。用于实施本发明的程序可以被存储于任何记录介质中，只要该记录介质可以通过计算机读取。例如，硬盘驱动(HDD)、外部存储设备或记录盘可以被用作提供程序的记录介质。

<工业实用性>

本发明适用于工业机器人。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释以涵盖所有的修改和等同的结构和功能。

Claims (14)

1.一种包括具有多个关节的机器人臂和端部效应器的机器人装置，该机器人装置通过端部效应器操作目标物体以执行多个不同的作业，该机器人装置包括：

位置检测单元，被配置为检测端部效应器的预定部分的位置；以及

控制单元，被配置为控制机器人装置，

其中，控制单元包含力控制单元，该力控制单元被配置为通过基于与对于所述多个不同的作业设定的动作范围相关的信息利用力控制对端部效应器进行控制来执行所述多个不同的作业，

其中，控制单元将端部效应器移动到来自所述多个不同的作业当中的预定作业的开始位置，以及

其中，控制单元通过控制机器人臂使得端部效应器的所述预定部分的位置位于所述动作范围当中与所述预定作业对应的预定动作范围内来执行所述预定作业。

2.根据权利要求1所述的机器人装置，其中，在当端部效应器的所述预定部分通过力控制在所述预定动作范围内动作时位置检测单元检测到端部效应器的所述预定部分的位置背离所述预定动作范围的情况下，控制单元将端部效应器的所述预定部分的位置移动到所述预定动作范围内的预定位置或开始位置。

3.根据权利要求2所述的机器人装置，

其中，控制单元包含被配置为通过位置控制来控制端部效应器的动作的位置控制单元，

其中，控制单元通过位置控制来控制端部效应器的动作并且将端部效应器的所述预定部分移动到开始位置，以及

其中，在当端部效应器的所述预定部分通过力控制在所述预定动作范围内进行动作时位置检测单元检测到端部效应器的所述预定部分的位置背离所述预定动作范围的情况下，控制单元从力控制切换到位置控制，并且将端部效应器的所述预定部分的位置移动到所述预定动作范围内的预定位置或开始位置。

4.根据权利要求1所述的机器人装置，

其中，控制单元根据要被执行的所述多个不同的作业改变动作范围。

5.根据权利要求4所述的机器人装置，其中，所述多个不同的作业包含用于通过力控制使第一目标物体与第二目标物体接触的接触作业、用于使得第一目标物体和第二目标物体相互接触并且通过力控制使第一目标物体向力检测单元的检测值变小的方向动作的探寻作业、和用于将第二目标物体插入到第一目标物体中的插入作业。

6.根据权利要求3所述的机器人装置，

其中，端部效应器的所述预定部分基于端部效应器的所述预定部分通过位置控制要在预定动作范围内移动的范围和端部效应器的所述预定部分通过力控制要在动作范围内移动的范围被控制。

7.根据权利要求3所述的机器人装置，

其中，当控制单元执行所述预定作业时，位置检测单元从所述预定作业开始时直到所述预定作业结束检测端部效应器的所述预定部分的位置。

8.根据权利要求5所述的机器人装置，

其中，与所述探寻作业对应的动作范围是动作范围中最小的动作范围。

9.根据权利要求2所述的机器人装置，

其中，所述预定部分是用于控制端部效应器的基准点，并且所述预定位置是所述预定动作范围中的中心位置。

10.一种机器人装置的控制方法，该机器人装置包括具有多个关节的机器人臂和端部效应器，该机器人装置通过端部效应器操作目标物体以执行多个不同的作业，该机器人装置包括：

位置检测单元，被配置为检测端部效应器的预定部分的位置，以及

控制单元，被配置为控制机器人装置，

其中，控制单元包含力控制单元，该力控制单元被配置为通过基于与对于所述多个不同的作业设定的动作范围相关的信息利用力控制对端部效应器进行控制来执行所述多个不同的作业，

该控制方法包括：

将端部效应器移动到来自所述多个不同的作业当中的预定作业的开始位置；以及

通过控制机器人臂使得端部效应器的所述预定部分的位置位于所述动作范围当中与所述预定作业对应的预定动作范围内来执行所述预定作业。

11.一种存储用于使计算机执行根据权利要求10所述的机器人装置的控制方法的程序的非暂时性计算机可读记录介质。

12.一种使用机器人装置的物品的组装方法，该机器人装置包括具有多个关节的机器人臂和端部效应器，该机器人装置通过端部效应器操作目标物体以执行多个不同的作业，

该机器人装置包括：

位置检测单元，被配置为检测端部效应器的预定部分的位置；以及

控制单元，被配置为控制机器人装置，

其中，控制单元包含力控制单元，该力控制单元被配置为通过基于与对于所述多个不同的作业设定的动作范围相关的信息利用力控制对端部效应器进行控制来执行所述多个不同的作业，

该组装方法包括：

将端部效应器移动到来自所述多个不同的作业当中的预定作业的开始位置；

通过控制机器人臂使得端部效应器的所述预定部分的位置位于所述动作范围当中与所述预定作业对应的预定动作范围内来执行所述预定作业；以及

通过力控制将目标物体组装到另一目标物体中。

13.一种设备，包括：

一个或多个处理器；以及

存储器，存储当被执行时使所述一个或多个处理器执行如权利要求10所述的控制方法的步骤的指令。

14.一种包括用于执行如权利要求10所述的控制方法的步骤的部件的装置。

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