JP7358747B2 - ロボットシステム - Google Patents
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Description
前記アームに接続されるハンドと、を備え、
前記ハンドは、互いに接近または離間する第1爪部および第2爪部を有する第1把持部と、
互いに接近または離間する第3爪部および第4爪部を有する第2把持部と、
前記第1爪部および前記第2爪部が接近した際、前記第3爪部および前記第4爪部が離間し、
前記第1爪部および前記第2爪部が離間した際、前記第3爪部および前記第4爪部が接近することを特徴とする。
図1では、互いに直交する3軸(X軸、Y軸およびZ軸)を図示している。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)」と言う。また、Z軸方向は「鉛直方向」と一致しており、X-Y平面に平行な方向は「水平方向」と一致している。また、Z軸の+(プラス)側を「上方」とし、Z軸の-(マイナス)側を「下方」とする。なお、図2では、力検出部120の図示を省略している。
図1に示すロボットシステム100は、例えば、基板91に形成された挿入孔911にコネクター93を挿入する作業を行うのに用いられるものであり、第1ロボットであるロボット1Aと、第2ロボットであるロボット1Bと、ロボット1Aおよびロボット1Bの駆動を制御する制御装置5と、を有する。
図1および図2に示すように、ロボット1Aは、いわゆる6軸の垂直多関節ロボットであり、基台110と、基台110に接続されたロボットアーム10とを有する。なお、ロボット1Aおよびロボット1Bは、それぞれが単腕型の多関節ロボットであるが、これに限定されず、例えば、これらのうちの一方、または双方がスカラロボットであってもよく、ロボット1Aおよびロボット1Bが一体化したいわゆる双腕型の多関節ロボットであってもよい。
図1に示すように、ロボット1Bは、基台21と、第1アーム22と、第2アーム23と、作業ヘッド24と、を備えている。第1アーム22、第2アーム23および作業ヘッド24等によりロボットアーム20が構成される。
図1に示すように、ロボット1Aのロボットアーム10の先端部には、ハンド17が装着されている。ハンド17は、一端にコネクター93が設けられているケーブル92を把持する機能を有する。また、ハンド17は、アーム16の回転により、軸O6回りに回転することができる。
図1に示すように、ロボット1Bのロボットアーム20の先端部には、ハンド18が装着されている。また、ハンド18は、シャフトの回転により、回転することができる。ハンド18は、ハンド17によって第2把持が行われているコネクター93を把持して、コネクター93を回転させてコネクター93の姿勢を調整する機能を有する。本実施形態では、図10および図11に示すように、ハンド18は、互いに接触および離間可能に構成された一対の挟持片181を有する。
図1、図10および図11に示すように、撮像部19は、ロボットアーム20の先端部に設けられている。撮像部19は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)カメラ等を用いることができる。この撮像部19は、ハンド18の各挟持片181よりも退避した状態、すなわち、ロボットアーム20側に位置している。これにより、各挟持片181がコネクター93を把持する際、コネクター93と干渉するのを防止しやすくなる。
図3に示すように、制御装置5は、ロボット1Aおよびロボット1B等の駆動を制御する機能を有し、ロボット1Aおよびロボット1Bに対して通信可能に接続されている。なお、これらは、それぞれ、有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。また、図示の構成では、制御装置5は、ロボット1Aおよびロボット1Bとは異なる位置に配置されているが、ロボット1Aおよびロボット1Bのうちの一方に内蔵されていてもよく、双方にそれぞれ内蔵されていてもよい。
次に、図12~図24を参照しつつ制御装置5が行う制御動作について説明する。
本制御方法は、図4および図5に示すように、ロボット1Aおよびロボット1Bを用いて行う制御方法であり、[1]準備ステップと、[2]把持ステップと、[3]撮像ステップと、[4]姿勢調整ステップと、[5]挿入ステップと、を有する。
準備ステップは、ハンド17が装着されたロボット1Aと、ハンド18および撮像部19が装着されたロボット1Bと、を準備するステップである。ここで「準備」とは、前述した各座標系キャリブレーション等、ロボットシステム100が接続作業を行うのに際し、ロボットシステム100を動作可能な状態に立ち上げるまでのことを言う。
図12および図15に示す把持ステップは、第1把持ステップと、第2把持ステップと、を有する。
第1把持ステップは、ハンド17に対して、ケーブル92がケーブル92の径方向に移動するのを規制するようにケーブル92を把持する第1把持を行わせるステップである。具体的には、図12および図13に示すように、ハンド17を位置P1に移動させて、第1把持部17Aの第1爪部171および第2爪部172が離間した状態でケーブル92に向って接近させる。
第2把持ステップは、第1把持を行った状態から、図14および図15に示すように、ハンド17を+Z軸側、すなわち、コネクター93側に移動させることにより行われる。第1把持を行ったままハンド17をコネクター93と接触するまで移動させる。そして、力検出部120がコネクター93との接触を検出したら、ハンド17の+Z軸側への移動を停止させる。これにより、第1爪部171および第2爪部172でケーブル92を把持しつつ、コネクター93のケーブル92側の面と第1爪部171および第2爪部172の上面が接触し、コネクター93の動きを規制した状態、すなわち、第2把持が行われた状態となる。
撮像ステップは、図14および図15に示すように、ハンド17が第2把持を行っているコネクター93を撮像部19で撮像するステップである。また、前述したように、撮像ステップを行うに際し、予めハンド18が図14および図15に示す位置に位置しているため、前記把持ステップが完了すると、迅速に本ステップに移行することができる。本ステップで撮像された画像は、制御装置5に送信される。
姿勢調整ステップは、第2把持が行われているコネクター93の姿勢が所望の姿勢ではない場合、ハンド18を用いてハンド17に所望の姿勢で把持させるステップである。姿勢調整ステップは、図5に示すように、以下のステップ[6A]~[6D]を有する。
挿入ステップは、図22~図24に示すように、コネクター93を基板91の挿入孔911に挿入するステップである。具体的には、まず、所望の姿勢のコネクター93に対して第2把持を行っているハンド17の先端を、図22中矢印方向に、予め設定された位置P2まで移動させる。位置P2は、基板91の+Y軸側で、かつ、挿入孔911の中心とX軸方向における位置が同じ座標である。この移動の際、図23に示すように、コネクター93のケーブル92側とは反対側の端面が挿入孔911に臨むように姿勢を調整する。
図26は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例1を示すブロック図である。
従って、コンピューター63を「制御装置」として捉えることができる。
図27は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例2を示すブロック図である。
Claims (3)
- アームを有する第1ロボットと、
前記アームに接続されるハンドと、
ケーブルの一端に設けられているコネクターと前記ハンドとの接触を検出する検出部と、
第2ロボットと、
前記第2ロボットに設けられた撮像部と、
前記第1ロボット、前記第2ロボット、前記ハンドおよび前記撮像部を制御する制御部と、を備え、
前記ハンドは、互いに接近または離間する第1爪部および第2爪部を有する第1把持部と、
互いに接近または離間する第3爪部および第4爪部を有する第2把持部と、を有し、
前記第1爪部および前記第2爪部が接近した際、前記第3爪部および前記第4爪部が離間し、
前記第1爪部および前記第2爪部が離間した際、前記第3爪部および前記第4爪部が接近し、
前記制御部は、
前記第1爪部および前記第2爪部に対して、前記ケーブルの前記ケーブルの径方向への移動を規制するように前記ケーブルを把持する第1把持を行わせ、
前記第1把持を行った状態で、前記第1爪部および前記第2爪部を前記コネクターに向かって移動させ、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記第1爪部および前記第2爪部の移動を停止させて、前記第1爪部および前記第2爪部に対して、前記コネクターを把持させる第2把持を行わせ、
前記撮像部に、前記第1爪部および前記第2爪部で把持している前記コネクターを撮像させ、
前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記コネクターを前記第2ロボットに把持させ、
前記撮像部の撮像結果に基づいて、前記コネクターを把持している前記第2ロボットによって前記コネクターの姿勢を調整させ、
前記第2ロボットによって前記コネクターの姿勢が調整された状態で、前記第3爪部および前記第4爪部に前記ケーブルを把持させることを特徴とするロボットシステム。 - 前記第4爪部は、前記第3爪部が延在する方向に沿って延在する第1部分を有し、前記第1部分から前記第3爪部が延在する方向と交わる方向に突出する第2部分を有しており、
前記第2部分と前記第3爪部とが接近または離間する請求項1に記載のロボットシステム。 - 前記第1爪部および前記第2爪部が接近または離間する方向と、前記第3爪部および前記第4爪部が接近または離間する方向と、は同じ方向である請求項2に記載のロボットシステム。
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