进行机器人的灵活控制的控制装置的制造方法_3

文档序号:9315397阅读:来源:国知局
[0059]进而,在图5中的“时间”的栏中,如果从过去的某个时点、例如从灵活控制开始时刻经过了什么程度的时间,则设定动作状态监视部21进行催促参数组切换的输出。如果用户向“位置”和“速度”栏错误地输入了不自然的值,则有时无法正确地检测机器人的动作开始而不切换参数组。即使在这样的情况下,也能够通过如上述那样设定“时间”的栏来切换参数组。
[0060]进而,在图5中的“力”的列中,如果从过去的某个时点、例如从灵活控制开始时刻开始向机器人R的末端执行器E施加的力和当前向末端执行器E施加的力之间的差为哪个值以上,则设定动作状态监视部21进行催促参数组切换的输出。通过力传感器SI?Sn检测该力。由此,在机器人R与外围设备等冲撞的情况下,能够切换参数组。
[0061]将图4A、图4B以及图5所示的输入结果存储在机器人控制装置RC的存储部22中。此外,在图4和图5中表示出第一个参数组,也同样地设定第二个以后的参数组。在本发明中,在动作程序内指定切换为第几个参数组这样的切换条件。将在后面说明该情况。
[0062]接着,关于图3的步骤S3,使用上述的参数组和切换条件,使机器人R实际执行灵活控制。在此,图6A?图6C是表示机器人利用灵活控制把持工件的作业的图。在图6A等中,在模具M内形成有工件W。另外,在预先形成在该模具M中的贯通孔中配置有用于挤压工件W的汽缸C。在图6B中,机器人R的末端执行器E把持工件W的一侧。然后,如图6C所示那样,通过汽缸C挤压工件W的另一侧,将工件W从模具M中挤压,并且机器人R的末端执行器E将工件W从模具M中拉出。
[0063]在机器人控制装置RC中预先准备了记载了执行灵活控制的指令句的执行程序。然后,通过调用执行程序来执行灵活控制。
[0064]在此,图7A是表示现有技术的执行程序的例子的图。该执行程序被显示在演示操作盘TP的液晶显示器15上。另外,图7B是表示现有技术的机器人控制装置的基本结构的图。在图7B中,排除了动作状态监视部21,在机器人控制装置RC内表示出作业指令输入部29 ο
[0065]在图7Α所示的现有技术的执行程序A的第一行中,按照第一个参数组开始了灵活控制。接着,在第3行中关闭末端执行器Ε。然后,在第5行中,到汽缸C挤压工件W的开始信号DI (I)成为开为止待机。在第7行中,在作业指令输入部29接收到挤压开始信号DI后,按照第2个参数组开始灵活控制。然后,在第9行中,待机10秒钟。该时间是将工件W从模具M中挤压所需要的时间,根据工件W和模具M的尺寸适当地进行变更。最终,在第11行中结束灵活控制。
[0066]然后,图8是表示本发明的执行程序的例子的图。将该执行程序显示在演示操作盘TP的液晶显示器15中。在图8所示的现有技术的执行程序B的第一行中,记载了“新灵活控制开始(参数组=1_>2,冲撞=3)”。这表示按照第一个参数组开始灵活控制,在机器人的各轴的位置或速度超过各个阈值时切换为第2个参数组而进行灵活控制,在施加到机器人的各轴的力或施加到末端执行器E的力超过了阈值时,切换为第3个参数组而进行灵活控制。
[0067]然后,在第3行中关闭末端执行器Ε。然后,在第5行中待机15秒钟。该时间是到汽缸C开始挤压为止的时间和将工件W从模具M中挤压所需要的时间的合计时间。也根据工件W和模具M的尺寸来适当地变更该时间。最终,在第7行中结束灵活控制。
[0068]以下,说明这样的本发明的效果。
[0069]首先,一边由机器人R进行灵活控制,一边通过安装在前端的机械接口上的末端执行器E把持工件W。工件W的尺寸每次都有偏差,因此在把持工件W时,理想的是在所有的方向上模仿机器人R使得工件W和末端执行器E不受到损伤,由此吸收偏差。在最初应用的第一个参数组中设定这样的灵活性。例如,将X方向的弹簧常数、Z方向的弹簧常数的双方都设为10(kgf/m)而进行灵活控制。在该情况下,如果用0.l(kgf)的力关闭末端执行器E,则能够在XZ平面中吸收0.01 (m)以下的偏差(可以参照图6B)。
[0070]然后,理想的是在与汽缸C对工件W的挤压同步的适当的定时下,切换灵活控制的参数组。如上述那样在现有技术中,由挤压工件W—侧发送挤压开始信号DI。然后,机器人控制装置RC到接收到挤压开始信号DI为止,按照执行程序A的第5行中的“待机DI (I)=0N”进行待机。S卩,保留了切换参数组。但是,在该方式中,挤压开始信号DI的电气延迟和汽缸C的挤压作用的物理延迟是独立的,因此存在不保证正确的同步的问题。
[0071]与此相对,在本发明中,在按照第一个参数组执行灵活控制时各轴在X方向上只移动了 10(_)的情况下,切换为第2个参数组。在图8所示的执行程序B的第一行中记载了切换后的参数组是第2个参数组的情况。另外,在图5的输入画面中的“X方向”的栏中设定“各轴在X方向上只移动了 10(mm)的情况”这样的判断基准。此外,在切换前的第一个参数组中,设定了能够在所有方向上移动的灵活性,因此能够在X方向上移动1 (mm)。
[0072]由此,机器人控制装置RC的参数组切换作业与汽缸C对工件W的挤压作用同步。通过机器人控制装置RC内部的处理进行这样的切换作业就足够了,因此不需要使用复杂的外围设备。
[0073]接着,机器人R —边保持一边运送从模具M中挤压的工件W。这时,如果末端执行器E的姿势变化,则向末端执行器E施加力矩。进而,如果末端执行器E向与挤压方向垂直的方向(在此为Z方向)运动,则存在末端执行器E从模具M受到应力的问题。
[0074]因此,理想的是只在限定为不对工件W、末端执行器E施加负担的正交方向、即与挤压方向平行的方向(在此为X方向)上使机器人R进行跟随。在切换后的第2个参数组中设定这样的灵活性。例如,设为X方向的弹簧常数10 (kgf/m)、Z方向的弹簧常数地进行灵活控制(可以参照图6C)。在该情况下,在汽缸C以X方向的分量为3 (kgf)的力来挤压末端执行器E时,机器人R可以只向X轴方向挤压0.3 (m)的距离。
[0075]在这样的作业中,机器人控制装置RC内的主CPUlI在每个预定周期进行特定的处理。图9是为了比较而表示在现有技术中机器人控制装置在实施执行程序A时在每个预定周期进行的处理的流程图。另外,图10是表示在本发明中机器人控制装置RC在实施执行程序B时在每个预定周期进行的处理的流程图。
[0076]首先,参照图9说明现有技术的处理。此外,在每个预定的控制周期重复实施图9和图10所示的处理。在现有技术中,首先在步骤Sll中,判定是否是灵活控制中。在不是灵活控制中的情况下,前进到步骤S12,进行通常的位置控制的处理。此外,如果当前的状态是执行程序A的第一行中的“灵活控制开始”执行后并且第11行中的“灵活控制结束”执行前,则判定为是灵活控制中。
[0077]然后,在灵活控制中的情况下,在步骤S13中判定是否正在输出挤压开始信号DI。然后,在没有正在输出挤压开始信号DI的情况下,直接使用第一个参数组进行灵活控制(步骤S14、S16)。在正在输出挤压开始信号DI的情况下,在步骤S15中从第一个参数组切换为第2个参数组,进行灵活控制(步骤S15、S16)。
[0078]接着,参照图10说明本发明的处理。首先,在步骤S21中,判定是否是灵活控制中。在不是灵活控制中的情况下,前进到步骤S22,进行通常的位置控制的处理。是否是
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