機器人以及機器人系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及機器人以及機器人系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]已知有將圓柱狀的安裝部件插入至圓柱狀的組裝孔的機器人(參照專利文獻1)。
[0003]另外，已知有具備顯示動作狀態(tài)的顯示器的機器人(參照專利文獻2)。
[0004]專利文獻1:日本特開平7 - 227725號公報
[0005]專利文獻2:日本特開2007 - 196298號公報
[0006]然而，在專利文獻1所記載的機器人中，存在如果不是圓柱狀的嵌合部件則不能夠使其與被嵌合部嵌合的問題。
[0007]另外，在專利文獻2所記載的機器人中，雖然能夠識別機器人整體的動作狀態(tài)，但存在難以將機器人的各個可動部與該可動部的動作狀態(tài)建立關聯(lián)地進行識別的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是為了解決這樣的問題而完成的，目的在于提供一種使不具有彎曲面的嵌合部件嵌合的機器人以及機器人系統(tǒng)。
[0009]另外，目的在于提供一種能夠識別可動部的狀態(tài)的機器人以及機器人系統(tǒng)。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的機器人以及機器人系統(tǒng)構成為具備控制部，該控制部通過使具備至少一個與嵌合方向平行的平面即嵌合平面的嵌合部件向嵌合方向移動來使上述嵌合部件與被嵌合部嵌合。在該結構中，嵌合部件具備至少一個與嵌合方向平行的平面即嵌合平面即可，也可以不必具有彎曲面。因此，能夠使不具有彎曲面的嵌合部件嵌入口 ο
[0011]并且，控制部也可以進行維持嵌合平面與被嵌合部具備的與嵌合方向平行的平面即被嵌合平面面接觸的狀態(tài)并使嵌合部件移動來使上述嵌合部件與被嵌合部嵌合的嵌合動作。在被嵌合平面與嵌合平面面接觸的狀態(tài)下，能夠在嵌合平面的正交方向上相對于被嵌合部對嵌合部件進行定位。并且，通過在被嵌合平面與嵌合平面面接觸的狀態(tài)下即嵌合平面相對于被嵌合平面滑動的狀態(tài)下使嵌合部件移動，能夠可靠地使嵌合部件向嵌合方向移動。因此，能夠使不具有彎曲面的嵌合部件可靠地與被嵌合部嵌合。
[0012]另外，也可以在以上的嵌合動作之前進行以下的面接觸動作。S卩，控制部也可以進行維持嵌合平面與被嵌合平面中的構成與嵌合方向相反方向的端的直線即被嵌合直線線接觸的狀態(tài)并使嵌合平面與被嵌合平面面接觸的面接觸動作。像這樣，由于在維持被嵌合直線與嵌合平面線接觸的狀態(tài)的狀態(tài)下，嵌合平面與包括被嵌合直線的被嵌合平面面接觸，所以能夠防止嵌合平面錯誤地與被嵌合平面以外的面面接觸。即，能夠可靠地使嵌合平面與被嵌合平面面接觸。具體而言，通過在嵌合平面與被嵌合直線線接觸的狀態(tài)下使嵌合部件繞被嵌合直線旋轉，能夠使嵌合平面與包括被嵌合直線的被嵌合平面面接觸。
[0013]并且，也可以在以上的面接觸動作之前進行以下的線接觸動作。S卩，控制部也可以進行維持嵌合平面中的構成嵌合方向的正交方向的端的直線即嵌合直線與被嵌合直線點接觸的狀態(tài)并使嵌合平面與被嵌合直線線接觸的線接觸動作。像這樣，由于在維持嵌合直線與被嵌合直線上的點點接觸的狀態(tài)的狀態(tài)下，包括嵌合直線的嵌合平面與被嵌合直線線接觸，所以能夠防止嵌合平面錯誤地與被嵌合直線以外的棱線線接觸。即，能夠可靠地使嵌合平面與被嵌合直線線接觸。具體而言，通過在嵌合直線與被嵌合直線點接觸的狀態(tài)下使嵌合部件繞接觸點旋轉，能夠使包括嵌合直線的嵌合平面與被嵌合直線線接觸。
[0014]并且，控制部也可以在檢測到異常的情況下進行使嵌合部件向嵌合平面或者被嵌合平面的正交方向移動的位置控制、以及使嵌合平面或者被嵌合平面的正交方向的力作用于嵌合部件的力控制的至少一方。由此，能夠以消除嵌合平面與被嵌合平面的面接觸、嵌合平面與被嵌合直線的線接觸的方式進行嵌合部件的位置控制、力控制。因此，能夠消除在面接觸動作、線接觸動作時產(chǎn)生的異常。這里，所謂的異常例如是對嵌合部件作用閾值以上的力、力矩的狀態(tài)，可以是嵌合部件與被嵌合部嗤合的狀態(tài)。所謂的嵌合部件與被嵌合部嗤合的狀態(tài)意味著在嵌合部件與被嵌合部的至少一方發(fā)生彈性變形或者塑性變形的狀態(tài)下嵌合部件夾于被嵌合部的狀態(tài)。
[0015]另外，控制部也可以在檢測到異常的情況下進行使嵌合部件繞被嵌合直線旋轉的位置控制、以及使繞被嵌合直線的力矩作用于嵌合部件的力控制的至少一方。如上述那樣，在面接觸動作中，通過使嵌合部件繞被嵌合直線旋轉，能夠使嵌合平面與包括被嵌合直線的被嵌合平面面接觸，但在該課程中可能產(chǎn)生異常。能夠通過與面接觸動作相同的位置控制或者力控制來消除像這樣在面接觸動作中產(chǎn)生的異常。
[0016]另外，控制部也可以在檢測到異常的情況下進行使嵌合部件向與被嵌合直線正交且與嵌合平面或者被嵌合平面平行的方向移動的位置控制、以及使與被嵌合直線正交且與嵌合平面或者被嵌合平面平行的方向的力作用于嵌合部件的力控制的至少一方。這里，在嵌合部件未與被嵌合部接觸的狀態(tài)下，通過使嵌合部件向與被嵌合直線正交且與嵌合平面或者被嵌合平面平行的方向移動，能夠使嵌合直線與被嵌合直線點接觸，但在該課程中可能產(chǎn)生異常。能夠通過與該過程平行的方向的位置控制或者力控制來消除像這樣在使嵌合直線與被嵌合直線點接觸中產(chǎn)生的異常。
[0017]另外，也可以進一步具備把持嵌合部件的把持部、以及在嵌合部件與把持部的接觸部位被夾在嵌合部件與把持部之間的彈性部件。由此，在嵌合部件與被嵌合部接觸的狀態(tài)下，即使作用了使嵌合部件的姿勢變化的力、力矩，也能夠通過彈性部件發(fā)生彈性變形來吸收該力、力矩。即，由于抑制不能夠在機器人的力控制中追隨的嵌合部件的姿勢的變化，所以能夠進行精度更高的作業(yè)。
[0018]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的機器人以及機器人系統(tǒng)具備可動部、具備于可動部的顯示部、以及根據(jù)可動部的控制狀態(tài)來控制顯示部的顯示狀態(tài)的顯示控制部。在上述的結構中，由于在可動部具備顯示部，所以能夠容易地將可動部和該可動部的狀態(tài)建立關聯(lián)地進行識別。
[0019]另外，顯示控制部也可以根據(jù)可動部的位置控制的狀態(tài)來控制顯示部的顯示狀態(tài)。由此，能夠容易地識別當前、將來的可動部的位置、姿勢。例如，作業(yè)者能夠防備可動部的位置、姿勢的變化，以不與可動部發(fā)生干擾的方式采取行動。
[0020]并且，顯示控制部也可以根據(jù)可動部的力控制的狀態(tài)來控制顯示部的顯示狀態(tài)。由此，能夠識別在當前、將來作用于可動部的力的狀態(tài)。例如，能夠識別在可動部和工件之間是否作用有力、力矩，在產(chǎn)生了異常等的情況下，能夠識別是否是工件可能被可動部損壞的狀態(tài)、作業(yè)者處理工件時的安全性等。存在在進行力控制的狀態(tài)下可動部的位置、姿勢不發(fā)生變化的情況。在該情況下，存在作業(yè)者看到靜止的可動部而誤認為未對可動部進行任何控制的可能性，但基于顯示部的顯示狀態(tài)，能夠容易地識別為正在進行力控制。
[0021]另外，可動部是被安裝于臂的前端的末端執(zhí)行器，顯示部也可以具備多個發(fā)光部。在該結構中，發(fā)光部可以配置于繞臂的長度方向的軸為旋轉對稱的位置。由此，即使在被視覺確認的方向發(fā)生變化的末端執(zhí)行器中，也能夠確保顯示部的可視性。并且，通過以點識別由力控制引起的姿勢變化，與連續(xù)地連接的環(huán)狀的顯示相比，尤其能夠容易地識別工具旋轉方向的仿形狀態(tài)。
[0022]并且，顯示控制部也可以根據(jù)可動部的控制狀態(tài)來使顯示部的亮度變化。由此，能夠基于顯示部的亮度來識別可動部的控制狀態(tài)。另外，顯示控制部也可以根據(jù)可動部的控制狀態(tài)來使顯示部的發(fā)光期間和非發(fā)光期間的至少一方的長度變化。由此，能夠基于發(fā)光期間和非發(fā)光期間的至少一方的長度來識別可動部的控制狀態(tài)。
【附圖說明】
[0023]圖1的圖1A是第一實施方式所涉及的機器人的立體圖，圖1B是控制部的框圖，圖1C是機器人的功能框圖。
[0024]圖2的圖2A是末端執(zhí)行器的立體圖，圖2B是表示每個動作的控制內(nèi)容的表，圖2C是在嵌合處理中作為基準的方向的說明圖。
[0025]圖3的圖3A?圖3E是嵌合部件的動作說明圖，圖3F?圖3H是表示其他實施方式的嵌合部件的圖。
[0026]圖4的圖4A是第二實施方式所涉及的機器人的立體圖，圖4B是控制部的框圖，圖4C是機器人的功能框圖。
[0027]圖5的圖5A是末端執(zhí)行器的立體圖，圖5B是表示每個動作的控制內(nèi)容的表，圖5C是在嵌合處理中作為基準的方向的說明圖。
[0028]圖6的圖6A?圖6E是嵌合部件的動作說明圖。
【具體實施方式】
[0029](第一實施方式)
[0030]以下，參照附圖按照以下的順序?qū)Ρ景l(fā)明的第一實施方式進行說明。此外，對在各圖中對應的結構部件標注相同的符號，并省略重復的說明。
[0031](1)第一實施方式所涉及的機器人的結構；
[0032](2)控制部的結構；
[0033](3)末端執(zhí)行器的結構；
[0034](4)嵌合處理:
[0035](4 - 1)點接觸動作；
[0036](4 - 2)線接觸動作；
[0037](4 - 3)面接觸動作；
[0038](4 — 4)嵌合動作；
[0039](4 - 5)異?；謴蛣幼?；
[0040](5)其他實施方式；
[0041](1)機器人的結構:
[0042]圖1A是本發(fā)明的第一實施方式所涉及的機器人1的立體圖。如圖1A所示，機器人1具備臂10、末端執(zhí)行器20以及控制部40。臂10是具有三個彎曲關節(jié)B1?B3以及三個扭轉關節(jié)R1?R3的六軸臂。所謂的彎曲關節(jié)B1?B3是構成臂10的部件彼此以與臂10的長度方向正交的軸為中心旋轉的關節(jié)。所謂的扭轉關節(jié)R1?R3是構成臂10的部件彼此以臂10的長度方向的軸為中心旋轉的關節(jié)。臂10具備用于使彎曲關節(jié)B1?B3和扭轉關節(jié)R1?R3動作的作為驅(qū)動部的馬達組(在圖1A中未圖示)。
[0043]末端執(zhí)行器20被安裝于臂10的前端。通過六軸的臂10驅(qū)動，能夠在規(guī)定的可動范圍內(nèi)使末端執(zhí)行器20在任意的位置成為任意的姿勢(角度)。在末端執(zhí)行器20具備力覺傳感器P。力覺傳感器P是測量作用于末端執(zhí)行器20的三個軸的力以及繞該三個軸作用的力矩的傳感器。
[0044]機器人1是通過進行示教而能夠進行各種作業(yè)的通用機器人。在本實施方式中，針對控制部40進行用于使嵌合部件W與被嵌合部Q嵌合的示教。嵌合部件W被插入至嵌合臺100的保持部K，機器人1把持被插入至保持部K的嵌合部件W。然后，機器人1使嵌合部件W與嵌合臺100的被嵌合部