CN115666879A - 使机器人执行对工件的作业的控制装置、机器人系统以及控制方法 - Google Patents

Abstract

在想要一边通过附加轴机构使机器人与工件相对地移动一边利用机器人的工具执行对工件的作业的情况下，要求将工具从适当的方向按压于工件。控制装置具备：附加轴移动量取得部(60)，其取得附加轴移动量；指令生成部(62)，其基于机器人(12)的动作计划数据和附加轴移动量来生成机器人(12)的移动指令；向量取得部(64)，其基于动作计划数据或附加轴移动量来取得沿着工件的作业对象部位的方向的向量；以及按压方向决定部(66)，其使用向量取得部(64)取得的向量来决定在作业期间机器人(12)将工具按压于工件的按压方向。

Description

使机器人执行对工件的作业的控制装置、机器人系统以及控 制方法

技术领域

本发明涉及使机器人执行对工件的作业的控制装置、机器人系统以及控制方法。

背景技术

已知有将机器人的工具按压于工件来执行针对该工件的作业(去毛刺等)的机器人系统(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-009324号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在对大型的工件进行作业的情况下等，存在想要一边通过附加轴机构使机器人与工件相对地移动一边利用机器人的工具执行对工件的作业这样的要求。在这样的情况下，要求将工具从适当的方向按压于工件。

用于解决课题的手段

在本公开的一方式中，控制装置一边通过附加轴机构使机器人与工件相对地移动一边将机器人的工具按压于工件来执行针对该工件的作业，该控制装置具备：附加轴移动量取得部，其取得附加轴机构使机器人或工件移动的附加轴移动量；指令生成部，其基于用于使机器人执行使工具沿着工件的作业对象部位移动的动作的动作计划数据和附加轴移动量，生成用于使机器人追随由附加轴机构进行的机器人或工件的移动而使工具沿着作业对象部位移动的移动指令；向量取得部，其基于动作计划数据或附加轴移动量，取得相对于按照移动指令机器人移动的工具的移动向量而与附加轴移动量对应地倾斜的、沿着作业对象部位的方向的向量；以及按压方向决定部，其使用向量取得部取得的向量，决定在作业期间机器人将工具按压于工件的按压方向。

在本公开的其他方式中，在一边通过附加轴机构使机器人与工件相对地移动一边将机器人的工具按压于工件来执行对该工件的作业的方法中：取得附加轴机构使机器人或工件移动的附加轴移动量；基于用于使机器人执行使工具沿着工件的作业对象部位移动的动作的动作计划数据和附加轴移动量，生成用于使机器人追随由附加轴机构进行的机器人或工件的移动而使工具沿着作业对象部位移动的移动指令；基于动作计划数据或附加轴移动量，取得相对于按照移动指令机器人移动的工具的移动向量而与附加轴移动量对应地倾斜的、沿着作业对象部位的方向的向量；使用所取得的向量，决定在作业期间机器人将工具按压于工件的按压方向。

发明效果

根据本公开，通过基于动作计划数据以及附加轴移动量生成移动指令，能够使工具追随由附加轴机构进行的机器人或者工件的移动而沿着作业对象部位移动。由此，例如在对大型的工件进行加工的情况下，能够一边使工件移动一边利用工具进行作业，因此，能够实现周期时间的缩减。与此同时，取得作业时的沿着作业对象部位的方向的向量，使用该向量来决定按压方向，由此能够适当地设定对作业对象部位按压工具的按压方向。

附图说明

图1是一实施方式的机器人系统的框图。

图2是图1所示的机器人系统的概略图。

图3是用于说明动作计划数据的图。

图4是示意性地表示在图2所示的机器人系统中，动作计划数据的移动路径、附加轴移动量、作业时的工具的移动向量的关系性的图。

图5是示意性地表示沿着作业对象部位的方向的向量与根据该向量决定的按压方向的关系性的图。

图6是其他实施方式的机器人系统的概略图。

图7是示意性地表示在图6所示的机器人系统中，动作计划数据的移动路径、附加轴移动量、作业时的工具的移动向量的关系性的图。

图8是另一实施方式的机器人系统的概略图。

图9是图8所示的机器人系统的框图。

具体实施方式

以下，基于附图对本公开的实施方式进行详细说明。此外，在以下说明的各种实施方式中，对相同的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。首先，参照图1以及图2，对一实施方式的机器人系统10进行说明。机器人系统10具备机器人12、附加轴机构14以及控制装置50。

如图2所示，在本实施方式中，机器人12是垂直多关节机器人，具有基座部16、旋转体18、机械臂20、手腕部22、末端执行器24以及力传感器26。基座部16固定于作业单元的地面上，旋转体18以能够绕铅垂轴旋转的方式设置于基座部16。机械臂20具有：下臂部28，其以能够绕水平轴转动的方式设置于旋转体18；以及上臂部30，其以能够转动的方式设置于该下臂部28的前端部。手腕部22以能够转动的方式设置于上臂部30的前端部，以能够转动的方式支承末端执行器24。

在基座部16、旋转体18、机械臂20以及手腕部22分别内置有伺服电动机36(图1)。伺服电动机36根据来自控制装置50的指令来驱动机器人12的各可动要素(即，旋转体18、机械臂20以及手腕部22)。

末端执行器24具有工具驱动部32和工具34。工具34以能够绕轴线A1转动的方式设置于工具驱动部32。在本实施方式中，工具34是去毛刺工具(研磨材料等)，进行利用其圆锥状的前端部对形成于工件W的凸部进行切削的加工(所谓的去毛刺)。工具驱动部32具有主轴电动机或气缸等，经由力传感器26与手腕部22的前端部连结。工具驱动部32根据来自控制装置50的指令驱动工具34绕轴线A1旋转。

力传感器26介于手腕部22与末端执行器24(具体而言，工具驱动部32)之间。力传感器26例如是具有多个应变仪的6轴力觉传感器，检测在工具34对工件W进行加工的期间从该工件W对工具34施加的力F。

在机器人12中设定有机器人坐标系C1。机器人坐标系C1是用于自动控制机器人12的各可动要素的动作的控制坐标系。在本实施方式中，机器人坐标系C1固定于3维空间，以其原点配置于基座部16的中心且其z轴与旋转体18的旋转轴一致的方式对机器人12进行设定。

另一方面，在末端执行器24(具体而言，工具34)设定有工具坐标系C2。工具坐标系C2是用于自动控制机器人坐标系C1中的末端执行器24(工具34)的位置的控制坐标系。此外，在本说明书中，“位置”有时意味着位置以及姿势。在本实施方式中，工具坐标系C2以其原点(或TCP)配置于末端执行器24的预定位置(例如，工具34的前端点)且其z轴与轴线A1一致的方式，对末端执行器24(工具34)进行设定。

控制装置50向机器人12的各伺服电动机36发送指令，以使末端执行器24(工具34)配置于设定于机器人坐标系C1的由工具坐标系C2表示的位置，通过机器人12的各可动要素的动作将末端执行器24(工具34)定位于机器人坐标系C1中的任意位置。

附加轴机构14使机器人12与工件W相对移动。具体而言，附加轴机构14例如是带式输送机，具有可动部38和驱动该可动部38的驱动机构40。可动部38例如是同步带(timingbelt)，以沿着轴线A2可动的方式设置于基座框架(未图示)。

驱动机构40具有伺服电动机42(图1)以及动力传递部44。伺服电动机42根据来自控制装置50的指令，使其输出轴(未图示)旋转。动力传递部44例如具有减速器、带轮或滚珠丝杠机构等，将伺服电动机42的输出轴的旋转力向可动部38传递，使该可动部38向轴线A2的方向移动。将工件W例如使用夹具(未图示)设置在可动部38上。附加轴机构14使可动部38移动，从而使工件W相对于机器人12沿着轴线A2相对地移动。

在附加轴机构14中设定有附加轴坐标系C3。附加轴坐标系C3是用于自动控制设置于可动部38的工件W的位置的控制坐标系。在本实施方式中，附加轴坐标系C3以其y轴方向与轴线A2平行的方式对附加轴机构14进行设定。附加轴坐标系C3与机器人坐标系C1的位置关系通过校准而成为已知，附加轴坐标系C3的坐标与机器人坐标系C1的坐标能够经由已知的变换矩阵相互变换。

控制装置50控制机器人12以及附加轴机构14的动作。具体而言，控制装置50是具有处理器52、存储器54以及I/O接口56的计算机。处理器52具有CPU或GPU等，经由总线58与存储器54及I/O接口56可通信地连接。处理器52进行用于实现后述的控制装置50的各功能的运算处理。

存储器54具有RAM或ROM等，暂时或永久地存储各种数据。I/O接口56例如具有以太网(注册商标)端口、USB端口、光纤连接器或HDMI(注册商标)端子等，根据处理器52的指令，以无线或有线的方式与外部设备进行数据通信。上述的力传感器26、伺服电动机36以及42以能够通过无线或者有线进行通信的方式与I/O接口56连接。

接下来，对控制装置50的功能进行说明。控制装置50一边通过附加轴机构14使机器人12与工件W相对地移动，一边使机器人12执行将旋转的工具34按压于工件W而对该工件W进行加工的作业(即，去毛刺)。在本实施方式中，机器人12通过工具34从工件W的顶点B到顶点C沿着边缘D进行作业(去毛刺)。即，边缘D成为工件W的作业对象部位。

作为对工件W执行作业之前的准备阶段，控制装置50取得动作计划数据PD。动作计划数据PD用于使机器人12执行使工具34沿着作业对象部位D移动的动作，包括在该动作中机器人12应该对工具34(或者TCP)进行定位的多个目标位置TP_n的数据、以及2个目标位置TP_n与TP_n+1之间的移动路径MP_n。

图3示意性地表示对作业对象部位D设定的目标位置TP_n以及移动路径MP_n(n＝1、2、3、···)。动作计划数据PD包括机器人坐标系C1中的目标位置TP_n的位置数据、移动路径MP_n的数据以及机器人12使工具34沿着移动路径MP_n移动时的速度V_n。

作为一例，目标位置TP_n的位置数据以及移动路径MP_n的数据能够通过对实机的机器人12示教使工具34沿着工件W的作业对象部位D移动的动作来取得(所谓的在线示教)。具体而言，首先，附加轴机构14使工件W相对于机器人12静止在基准位置RP。该基准位置RP能够表示为附加轴坐标系C3的y轴方向的坐标。

然后，操作员例如使用示教装置(所谓的示教器)或平板终端装置等使机器人12进行点动动作，向机器人12示教使工具34沿着静止于基准位置RP的状态的工件W的作业对象部位D从顶点B移动至顶点C的动作。由此，取得目标位置TP_n的位置数据以及移动路径MP_n的数据。

作为其他例子，目标位置TP_n的位置数据以及移动路径MP_n的数据也能够通过仿真等取得(所谓的离线示教)。在该仿真中，使用配置于虚拟空间的机器人12的模型、附加轴机构14的模型以及工件W的模型，模拟地执行与在线示教同样的示教，由此能够取得目标位置TP_n的位置数据以及移动路径MP_n的数据。

然后，操作员考虑作业的各条件(循环时间、工件W的种类等)来设定速度V_n等参数。这样，生成包含目标位置TP_n、移动路径MP_n以及速度V_n的数据的动作计划数据PD。控制装置50的处理器52取得动作计划数据PD，并储存于存储器54。

这样，在本实施方式中，动作计划数据PD基于在机器人坐标系C1中静止于基准位置P0的工件W而生成。因此，动作计划数据PD使机器人12执行使工具34沿着在机器人坐标系C1中静止的工件W的作业对象部位D移动的动作。

在取得了动作计划数据PD之后，若从操作员、上位控制器或计算机程序接受作业开始指令，则处理器52开始用于对工件W进行作业(去毛刺)的动作流程。首先，处理器52通过附加轴机构14将工件W配置于基准位置RP，并且通过机器人12将工具34配置于目标位置TP₁。

接着，处理器52使工具驱动部32动作而开始使工具34旋转的动作。另外，处理器52开始通过附加轴机构14进行的工件W的进给动作。具体而言，处理器52使驱动机构40动作而使可动部38移动，由此开始将工件W向附加轴坐标系C3的y轴正方向搬送的动作。与此同时，处理器52按照动作计划数据PD，开始通过机器人12使工具34沿着作业对象部位D移动的动作。

具体而言，处理器52基于动作计划数据PD所包含的目标位置TP₁以及TP₂的位置数据、从目标位置TP₁向目标位置TP₂的移动路径MP₁的数据，生成用于使工具34(或者TCP)沿着移动路径MP₁从目标位置TP₁向目标位置TP₂移动的移动指令CA₁。

另一方面，处理器52取得从附加轴机构14的动作的开始时刻起由附加轴机构14移动的工件W的附加轴移动量α₁。该附加轴移动量α₁例如可以是处理器52向附加轴机构14的伺服电动机42发送的移动指令CB₁(位置指令、速度指令等)。或者，附加轴移动量α₁可以是根据移动指令CB₁求出的物理量(距离等)。

取而代之，附加轴移动量α₁可以是从检测伺服电动机42的旋转的旋转检测器(编码器、霍尔元件等)的反馈(旋转角度等)取得的物理量，或者也可以是由能够检测可动部38向附加轴坐标系C3的y轴方向的位移量的位移传感器检测出的物理量。这样，在本实施方式中，处理器52作为取得由附加轴机构14移动的工件W的附加轴移动量α₁的附加轴移动量取得部60(图1)发挥功能。

然后，处理器52生成用于使工具34向附加轴坐标系C3的y轴正方向移动附加轴移动量α₁的移动指令CC₁。然后，处理器52通过对基于动作计划数据PD生成的移动指令CA₁加上基于附加轴移动量α₁生成的移动指令CC₁，来生成移动指令CD₁(＝移动指令CA₁+移动指令CC₁)。

处理器52将所生成的移动指令CD₁向机器人12的各伺服电动机36发送，并根据该移动指令CD₁通过机器人12使工具34动作。图4示意性地示出了机器人12按照移动指令CD₁使工具34移动时的移动向量VA₁。移动向量VA₁相当于基于移动指令CA₁的沿着作业对象部位D的方向的向量与基于移动指令CC₁的附加轴移动量α₁的方向(即，附加轴坐标系C3的y轴正方向)的向量之和。

这样，处理器52按照移动指令CD₁使机器人12动作，追随通过附加轴机构14进行的工件W的移动而使工具34沿着作业对象部位D移动。其结果是，工具34到达以从动作计划数据PD中预先规定的目标位置TP₂向附加轴坐标系C3的y轴正方向偏移与附加轴移动量α₁相当的距离的方式进行了校正的校正目标位置TP₂’。

之后，处理器52每当到达校正目标位置TP_n’(n≥3)时，反复执行以下的过程。即，当工具34到达校正目标位置TP_n’时，处理器52基于动作计划数据PD来生成用于使工具34沿着移动路径MP_n从目标位置TP_n移动至目标位置TP_n+1的移动指令CA_n。

另一方面，处理器52作为附加轴移动量取得部60发挥功能，取得在使工具34从校正目标位置TP_n-1'(在n＝2的情况下为目标位置TP₁)移动至校正目标位置TP_n'的期间附加轴机构14使工件W移动的附加轴移动量α_n。然后，处理器52生成用于使工具34向附加轴坐标系C3的y轴方向移动附加轴移动量α_n的移动指令CC_n。然后，处理器52通过对基于动作计划数据PD生成的移动指令CA_n加上基于附加轴移动量α_n生成的移动指令CC_n，来生成移动指令CD_n(＝移动指令CA_n+移动指令CC_n)。

处理器52按照所生成的移动指令CD_n使机器人12移动工具34。其结果，如图4中的移动向量VA_n所示，工具34到达以从目标位置TP_n+1向附加轴坐标系C3的y轴正方向偏移相当于附加轴移动量Σα_n的距离的方式校正后的校正目标位置TP_n+1’。

此外，处理器52也可以在工具34到达校正目标位置TP_n’时，作为附加轴移动量取得部60发挥功能，取得在使工具34从校正目标位置TP_n-2’移动至校正目标位置TP_n-1’的期间附加轴机构14使工件W移动的附加轴移动量α_n-1。

并且，处理器52也可以生成用于使工具34向附加轴坐标系C3的y轴方向移动附加轴移动量α_n-1的移动指令CC_n-1。而且，处理器52也可以通过对基于动作计划数据PD生成的移动指令CA_n加上基于附加轴移动量α_n-1生成的移动指令CC_n-1，来生成移动指令CD_n(＝移动指令CA_n+移动指令CC_n-1)，并按照所生成的该移动指令CD_n(＝CA_n+CC_n-1)使机器人12移动工具34。

这样，在本实施方式中，处理器52作为指令生成部62(图1)发挥功能，该指令生成部62基于动作计划数据PD以及附加轴移动量α_n，如移动向量VA_n所示那样，生成用于追随由附加轴机构14进行的工件W的移动而使工具34沿着作业对象部位D移动的移动指令CD _n。

在使工具34向移动向量VA_n(n＝1、2、3、…)的方向移动而执行作业的期间，处理器52执行将机器人12向工件W的作业对象部位D按压工具34的按压力PF控制为预先确定的目标值PF_T的力控制。在此，在本实施方式中，处理器52在使工具34到达校正目标位置TP_n’的周期，决定机器人12向工件W的作业对象部位D按压工具34的按压方向DR _n。

为了决定按压方向DR_n，处理器52首先取得工具34沿着所抵接的工件W的作业对象部位D的方向的向量VB _n。作为一个例子，处理器52在使工具34到达校正目标位置TP_n’时(或者其前后)，取得向量VB_n作为在动作计划数据PD中预先规定的移动路径MP_n-1(或者MP_n)的方向的向量。

如上所述，该移动路径MP_n-1是通过对机器人12示教使工具34沿着相对于机器人坐标系C1静止的工件W的作业对象部位D移动的动作而得到的，移动路径MP_n-1的方向成为沿着工具34到达校正目标位置TP_n’时该工具34抵接的作业对象部位D的方向(大致平行的方向)。在该例子的情况下，处理器52基于动作计划数据PD(具体而言，移动路径MP_n-1)取得向量VB _n。

作为另一例，处理器52也可在使工具34到达校正目标位置TP_n'时，根据该工具34的移动向量VA_n-1与附加轴移动量α_n-1来取得向量VB _n。在此，处理器52例如能够根据来自检测机器人12的伺服电动机36的旋转的旋转检测器(编码器、霍尔元件等)的反馈来取得校正目标位置TP_n-1'以及TP_n'在机器人坐标系C1中的坐标，并根据这些坐标来求出移动向量VA_n-1。

另外，处理器52求出附加轴机构14使工件W移动了附加轴移动量α_n-1时的移动向量α_n-1。该移动向量α_n-1例如能够根据在附加轴机构14使工件W移动附加轴移动量α_n-1时处理器52向伺服电动机42发送的移动指令CB_n-1、或者伺服电动机42的旋转检测器的反馈来求出。

然后，处理器52从工具34的移动向量VA_n-1减去附加轴移动量α_n-1的移动向量α_n-1，来求出向量VB_n(＝VA_n-1﹣α_n-1)。在该例子的情况下，处理器52基于附加轴移动量α_n-1取得向量VB_n。

相对于机器人12按照移动指令CD_n-1使工具34移动的移动向量VA_n-1，如以上那样取得的向量VB_n与附加轴移动量α_n-1对应地倾斜。这样，在本实施方式中，处理器52作为基于动作计划数据PD或附加轴移动量α_n-1取得向量VB_n的向量取得部64(图1)发挥功能。

接着，处理器52使用所取得的向量VB_n来决定按压方向DR_n。具体而言，处理器52通过对向量VB_n乘以已知的旋转向量RV，来求出相对于向量VB_n向朝向工件W的内侧的方向以预定的角度θ倾斜的向量，并将该向量的方向决定为按压方向DR _n。另外，角度θ能够通过变更旋转向量RV的参数而任意地设定。

图5示意性地示出了向量VB_n和按压方向DR_n。在图5所示的例子中，设定为角度θ＝90°(即，按压方向DR_n与向量VB_n正交)。这样，在本实施方式中，处理器52作为使用向量VB_n来决定按压方向DR_n的按压方向决定部66(图1)发挥功能。

另外，处理器52在使工具34从校正目标位置TP_n’向校正目标位置TP_n+1’移动的期间，通过机器人12针对工件W向所决定的按压方向DR_n按压工具34。另一方面，力传感器26在该期间连续地检测从工件W向工具34施加的力F。

处理器52作为指令生成部62发挥功能，基于从力传感器26取得的力F，生成用于将从工具34向工件W施加的按压力PF控制为目标值PF_T的力控制指令CE。而且，处理器52除了上述的移动指令CD_n之外，还将力控制指令CE向机器人12的各伺服电动机36发送，按照力控制指令CE来控制机器人12的动作。

由此，机器人12按照移动指令CD_n使工具34从校正目标位置TP_n’向校正目标位置TP_n+1’移动，同时按照力控制指令CE使该工具34的位置例如向附加轴坐标系C3的y轴方向位移。这样，在从校正目标位置TP_n’向校正目标位置TP_n+1’移动的期间，处理器52执行使按压力PF与目标值PF_T一致的力控制。

此外，应该理解处理器52在使工具34从目标位置TP₁向校正目标位置TP₂’移动的期间也能够同样地执行力控制。例如作为移动路径MP₁的方向，也可以由操作员预先决定使工具34从目标位置TP₁向校正目标位置TP₂’移动的期间的按压方向DR₁。

如以上那样，在本实施方式中，处理器52基于动作计划数据PD以及附加轴移动量α_n来生成移动指令CD_n，因此能够使工具34追随通过附加轴机构14进行的工件W的移动而沿着作业对象部位D移动。根据该结构，例如在对大型的工件W进行加工的情况下，能够一边使工件W移动一边利用工具34进行加工，由此能够实现周期时间的缩减。

与此同时，处理器52取得沿着作业时的作业对象部位D的方向的向量VB_n，并使用该向量VB_n来决定按压方向DR_n。在此，假设以移动向量VA_n为基准，将工具34的按压方向设定为与该移动向量VA_n正交的方向的情况下，该按压方向相对于作业对象部位D不正交而倾斜。在该情况下，无法将工具34适当地按压于工件W。根据本实施方式，由于以沿着作业时的作业对象部位D的方向的向量VB_n为基准来决定按压方向DR_n，因此能够适当地设定按压方向DR_n，例如使按压方向DR_n与作业对象部位D正交(上述的θ＝90°)。

另外，作为本实施方式的一例，处理器52取得上述的向量VB_n作为动作计划数据PD所包含的移动路径MP_n-1(或MP_n)的方向的向量。根据该结构，处理器52能够容易且迅速地取得向量VB_n。

另一方面，作为本实施方式的另一例，处理器52通过从工具34的移动向量VA_n-1减去附加轴移动量α_n-1的移动向量α_n-1来求出向量VB_n。在此，处理器52在作业期间从伺服电动机36及42的旋转检测器周期性地接收反馈，并用于机器人12的控制。而且，也从这样的反馈取得附加轴移动量α_n-1、校正目标位置TP_n-1’以及TP_n’。根据本实施方式，能够利用作为通常动作而取得的反馈来取得向量VB_n。

此外，在上述的实施方式中，对附加轴机构14使工件W向附加轴坐标系C3的y轴正方向移动的情况进行了叙述。然而，应该理解为，即使在附加轴机构14使工件W向附加轴坐标系C3的y轴负方向移动的情况下，也能够使用上述的方法，同样地进行移动指令CD_n的生成、向量VB_n的取得以及按压方向DR_n的决定。

此外，在上述的实施方式中，对附加轴机构14使工件W相对于机器人12移动的情况进行了叙述。然而，附加轴机构14也可以使机器人12相对于工件W移动。图6示出了这样的方式。在图6所示的机器人系统10’中，机器人12(具体而言，基座部16)固定在附加轴机构14的可动部38上。此外，机器人系统10’的框图与图1所示的机器人系统10相同。

在机器人系统10’中，与附加轴机构14使可动部38移动对应地，机器人坐标系C1在附加轴坐标系C3的y轴方向上移动。机器人坐标系C1和附加轴坐标系C3能够经由与机器人坐标系C1的原点在附加轴坐标系C3中的位置对应的变换矩阵而相互变换。

以下，对机器人系统10’的控制装置50的功能进行说明。首先，作为准备阶段，控制装置50取得动作计划数据PD。该动作计划PD是通过向机器人12示教在附加轴机构14使机器人12相对于工件W静止于基准位置RP时使工具34沿着该工件W的作业对象部位D移动的动作而生成的，包含目标位置TP_n、移动路径MP_n以及速度V_n(n＝1、2、3…)的数据。

在作业开始时刻，处理器52通过附加轴机构14使机器人12配置于基准位置RP，并且通过机器人12使工具34配置于目标位置TP₁。在作业开始后，处理器52开始通过附加轴机构14使机器人12(即，机器人坐标系)向附加轴坐标系C3的y轴正方向移动的动作，并且根据动作计划数据PD，生成用于使工具34(或者TCP)沿着移动路径MP₁从目标位置TP₁移动到目标位置TP₂的移动指令CA₁。

另一方面，处理器52作为附加轴移动量取得部60发挥功能，取得从附加轴机构14的动作的开始时刻起由附加轴机构14移动的工件W的附加轴移动量β₁(图7)。与上述的实施方式同样地，该附加轴移动量β₁可以是向伺服电动机42的移动指令(或者根据该移动指令求出的物理量)、或者根据旋转检测器或者位移传感器等的检测值取得的物理量。

在此，在本实施方式中，处理器52生成用于按照使所取得的附加轴移动量β₁的方向(即，符号)反转后的附加轴移动量-β₁使工具34移动的移动指令CC₁。然后，处理器52通过对基于动作计划数据PD生成的移动指令CA₁加上基于附加轴移动量-β₁生成的移动指令CC₁，来生成移动指令CD₁(＝移动指令CA₁+CC₁)。处理器52将所生成的移动指令CD₁向机器人12的各伺服电动机36发送，并根据该移动指令CD₁通过机器人12使工具34动作。

图7示意性地示出了此时的工具34的移动向量VA₁。图7所示的移动向量VA₁相当于基于移动指令CA₁的沿着作业对象部位D的方向的向量与基于移动指令CC₁的附加轴移动量-β₁的方向(即，附加轴坐标系C3的y轴负方向)的向量之和。换言之，移动向量VA₁是从移动指令CA₁的向量减去附加轴移动量β₁的向量而得到的。

这样，处理器52按照移动指令CD₁使机器人12动作，使工具34追随由附加轴机构14进行的工件W的移动而沿着作业对象部位D移动，到达校正目标位置TP₂’。校正目标位置TP₂’相对于该时刻(即，由附加轴机构14移动机器人坐标系C1的时刻)的机器人坐标系C1中的目标位置TP₂，向附加轴坐标系C3的y轴负方向偏移相当于附加轴移动量-β₁的距离。

处理器52以到达校正目标位置TP_n’的周期反复执行该处理。即，当到达校正目标位置TP_n’时，处理器52基于动作计划数据PD生成移动指令CA_n，另一方面，作为附加轴移动量取得部60发挥功能，取得在使工具34从校正目标位置TP_n-1’移动至校正目标位置TP_n’的期间由附加轴机构14移动的工件W的附加轴移动量β_n。

然后，处理器52生成用于使工具34移动使所取得的附加轴移动量β_n的符号反转后的附加轴移动量-β_n的移动指令CC_n，通过对移动指令CA_n加上移动指令CC_n来生成移动指令CD_n。处理器52按照所生成的移动指令CD_n使机器人12移动工具34。

其结果，如图7中的移动向量VA_n所示，工具34到达校正目标位置TP_n+1’。校正目标位置TP_n+1’相对于该时刻的机器人坐标系C1中的目标位置TP_n+1向附加轴坐标系C3的y轴负方向偏移与附加轴移动量Σ(-β_n)相当的距离。

另一方面，处理器52以与上述的实施方式相同的方法，在使工具34到达校正目标位置TP_n’的周期，决定机器人12向工件W的作业对象部位D按压工具34的按压方向DR _n。具体而言，处理器52作为向量取得部64发挥功能，取得沿着作业对象部位D的方向的向量VB_n。作为一例，处理器52取得向量VB_n作为移动路径MP_n-1(或MP_n)的方向的向量。

作为另一例，处理器52通过对工具34的移动向量VA_n-1加上附加轴移动量β_n-1的移动向量β_n-1(换言之，从移动向量VA_n-1减去附加轴移动量-β_n-1的移动向量)，来求出向量VB_n(＝VA_n-1+β_n-1)。该向量VB_n相对于由机器人12按照移动指令CD_n-1移动的工具34的移动向量VA_n-1，根据附加轴移动量β_n-1而倾斜。

而且，处理器52与上述的实施方式同样地，作为按压方向决定部66发挥功能，使用所取得的向量VB_n来决定按压方向DR_n。处理器52在使工具34从校正目标位置TP_n’向校正目标位置TP_n+1’移动的期间，执行通过机器人12针对工件W向所决定的按压方向DR_n按压工具34而将按压力PF控制为目标值PF_T的力控制。

根据本实施方式，与上述的实施方式同样地，基于动作计划数据PD以及附加轴移动量α_n生成移动指令CD_n，从而能够使工具34追随由附加轴机构14进行的机器人12的移动而沿着作业对象部位D移动，由此能够实现周期时间的缩减，并且通过使用向量VB_n决定按压方向DR_n，能够对作业对象部位D适当地设定按压方向DR_n。

此外，也可以通过多个附加轴机构使机器人12以及工件W分别独立地移动。图8和图9示出了这样的方式。图8和图9所示的机器人系统10”具备机器人12、附加轴机构14A和14B、以及控制装置50。附加轴机构14A和14B分别具有与图2以及图6所示的附加轴机构14相同的结构。

机器人系统10”的控制装置50(具体而言，处理器52)以附加轴机构14A的附加轴坐标系C3_A为基准来驱动驱动机构40A，沿着轴线A2_A搬送设置于可动部38A上的工件，并且以附加轴机构14B的附加轴坐标系C3_B为基准来驱动驱动机构40B，沿着轴线A2_B搬送设置于可动部38B上的机器人12。

在本实施方式中，处理器52在作业时通过附加轴机构14A使工件W移动，并且通过附加轴机构14B使机器人12移动。在该情况下，通过将在图2所示的实施方式以及图6所示的实施方式中说明的方法组合，处理器52也能够进行移动指令CD_n的生成、向量VB_n的取得以及按压方向DR_n的决定。

具体而言，处理器52作为附加轴移动量取得部60发挥功能，通过对附加轴机构14A使工件W向附加轴坐标系C3_A的y轴方向移动的附加轴移动量α_n加上将附加轴机构14B使机器人12向附加轴坐标系C3_B的y轴方向移动的附加轴移动量β_n的符号反转后的附加轴移动量-β₁(换言之，从附加轴移动量α_n减去附加轴移动量β_n)，来计算合成附加轴移动量γ_n＝α_n﹣β₁。处理器52能够基于该合成附加轴移动量γ_n来进行移动指令CD_n的生成、向量VB_n的取得以及按压方向DR_n的决定。

此外，在上述的实施方式中，说明了通过示教机器人12而预先得到动作计划数据PD所包含的目标位置TP_n的情况。然而，多个目标位置TP_n的至少1个也可以是根据通过机器人12的示教预先得到的目标位置计算出的插补目标位置。

例如，目标位置TP_n和目标位置TP_n+3是通过机器人12的示教而预先得到的，另一方面，位于其间的目标位置TP_n+1和目标位置TP_n+2也可以是根据目标位置TP_n和目标位置TP_n+3自动计算出的插补目标位置。根据这样示教的目标位置求出的插补目标位置的位置数据也包含在动作计划数据PD中。

另外，在上述的实施方式中，对工具34是去毛刺工具，机器人12对工件W进行去毛刺作业的情况进行了叙述。然而，不限于此，工具34也可以是被按压于工件W而进行预定的作业的任何类型的工具(例如，切削工具)。

另外，附加轴机构14不限于带式输送机，例如也可以是具备可动的工作台以及将该工作台向预定的方向驱动的滚珠丝杠机构的工件搬送装置、或者具备轨道以及在该轨道上行驶的台车的行驶装置等能够使工件W与机器人12相对地移动的任何类型的机构。

另外，在上述的实施方式中，对作为1个计算机的控制装置50控制机器人12以及附加轴机构14的情况进行了叙述。然而，机器人系统10、10’或10”也可以具备控制机器人12的第一控制装置50A和控制附加轴机构14的第二控制装置50B。在该情况下，伺服电动机42的旋转检测器也可以与第一控制装置50A连接，将反馈(旋转角度等)供给至第一控制装置50A。

在该情况下，控制装置50A以及50B以能够相互通信的方式连接，一边相互通信，一边执行上述的各种功能。在该情况下，控制装置50A以及50B中的任一方也可以作为附加轴移动量取得部60、指令生成部62、向量取得部64以及按压方向决定部66发挥功能。

取而代之，也可以是第一控制装置50A实现附加轴移动量取得部60、指令生成部62、向量取得部64以及按压方向决定部66中的至少一个功能，另一方面，第二控制装置50B实现附加轴移动量取得部60、指令生成部62、向量取得部64以及按压方向决定部66中的与第一控制装置50A不同的功能。以上，通过实施方式对本公开进行了说明，但上述的实施方式并不限定请求专利保护的范围所涉及的发明。

符号说明

10、10’、10”机器人系统

12机器人

14附加轴机构

26力传感器

50、50A、50B控制装置

52处理器

60附加轴移动量取得部

62指令生成部

64向量取得部

66按压方向决定部。

Claims (8)

1.一种控制装置，其通过附加轴机构使机器人与工件相对地移动，同时将所述机器人的工具按压于工件来执行针对该工件的作业，其特征在于，所述控制装置具备：

附加轴移动量取得部，其取得所述附加轴机构使所述机器人或所述工件移动的附加轴移动量；

指令生成部，其基于用于使所述机器人执行使所述工具沿着所述工件的作业对象部位移动的动作的动作计划数据和所述附加轴移动量，生成用于使所述机器人追随由所述附加轴机构进行的所述机器人或所述工件的移动而使所述工具沿着所述作业对象部位移动的移动指令；

向量取得部，其基于所述动作计划数据或所述附加轴移动量，取得相对于按照所述移动指令由所述机器人移动的所述工具的移动向量而根据所述附加轴移动量倾斜的、沿着所述作业对象部位的方向的向量；以及

按压方向决定部，其使用所述向量取得部取得的所述向量，决定在所述作业期间所述机器人将所述工具按压于所述工件的按压方向。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述动作计划数据包括在所述动作中所述机器人应该对所述工具进行定位的多个目标位置以及2个所述目标位置之间的移动路径，

所述向量取得部取得所述移动路径的方向的向量作为所述向量。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，

所述多个目标位置的位置数据以及所述移动路径的数据是通过在所述附加轴机构使所述机器人或者所述工件静止的状态下向所述机器人示教所述动作而取得的。

4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

所述向量取得部通过从所述工具的所述移动向量减去所述附加轴机构使所述机器人或所述工件移动所述附加轴移动量而得到的移动向量，来求出所述向量。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的控制装置，其特征在于，

所述按压方向决定部将与所述向量正交的方向决定为所述按压方向。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的控制装置，其特征在于，

所述指令生成部还生成力控制指令，所述力控制指令用于将所述机器人使所述工具对所述工件向所述按压方向决定部所决定的所述按压方向按压的按压力控制为预先决定的目标值。

7.一种机器人系统，其特征在于，具备：

机器人，其具有工具；

附加轴机构，其使所述机器人与工件相对移动；以及

权利要求1～6中的任一项所述的控制装置。

8.一种方法，一边通过附加轴机构使机器人与工件相对地移动，一边将所述机器人的工具按压于工件来执行对该工件的作业，其特征在于，所述方法包括：

取得所述附加轴机构使所述机器人或所述工件移动的附加轴移动量；

基于用于使所述机器人执行使所述工具沿着所述工件的作业对象部位移动的动作的动作计划数据和所述附加轴移动量，生成用于使所述机器人追随由所述附加轴机构进行的所述机器人或所述工件的移动而使所述工具沿着所述作业对象部位移动的移动指令；

基于所述动作计划数据或所述附加轴移动量，取得相对于按照所述移动指令由所述机器人移动的所述工具的移动向量而根据所述附加轴移动量倾斜的、沿着所述作业对象部位的方向的向量；以及

使用所取得的所述向量，决定在所述作业期间所述机器人将所述工具按压于所述工件的按压方向。

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