機(jī)器人控制系統(tǒng)和機(jī)器人控制方法

專利名稱：機(jī)器人控制系統(tǒng)和機(jī)器人控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文中討論的實(shí)施方式涉及機(jī)器人控制系統(tǒng)和機(jī)器人控制方法。
背景技術(shù)：
已知控制多軸機(jī)器人的現(xiàn)有機(jī)器人控制系統(tǒng)。該機(jī)器人控制系統(tǒng)基于由諸如編碼器的位置檢測器檢測到的軸位置信息進(jìn)行干擾保護(hù)控制，多軸機(jī)器人通過該干擾保護(hù)控制來防止受到周圍障礙物干擾?，F(xiàn)有的機(jī)器人控制 系統(tǒng)已知例如在日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No. 2009-90403 中公開。還已知具有一個(gè)主體和用作兩個(gè)手臂的一對(duì)多軸機(jī)器人的雙臂機(jī)器人。在這種雙臂機(jī)器人的情況下，機(jī)器人控制系統(tǒng)基于針對(duì)各個(gè)手臂(即，針對(duì)各個(gè)多軸機(jī)器人)的單獨(dú)位置檢測，進(jìn)行干擾保護(hù)控制。當(dāng)雙臂機(jī)器人不固定到諸如地板的固定表面，而是固定到諸如樞轉(zhuǎn)軸或者行走軸的可移動(dòng)外部軸時(shí)，機(jī)器人控制系統(tǒng)對(duì)外部軸執(zhí)行單獨(dú)的干擾保護(hù)控制。

發(fā)明內(nèi)容
然而，因?yàn)槿缟纤霈F(xiàn)有的機(jī)器人控制系統(tǒng)對(duì)多軸機(jī)器人和外部軸執(zhí)行單獨(dú)的干擾保護(hù)控制，所以該機(jī)器人控制系統(tǒng)具有系統(tǒng)的整體處理很容易復(fù)雜化的問題。多軸機(jī)器人的行為通常要求確定性。因此，為了保證確定性，優(yōu)選地避免對(duì)整個(gè)系統(tǒng)具有影響的復(fù)雜化。除了雙臂機(jī)器人的干擾保護(hù)控制以外，對(duì)彼此連接的機(jī)器人的整體控制也造成了上述問題。鑒于以上問題實(shí)現(xiàn)實(shí)施方式的方面，本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)器人控制系統(tǒng)和機(jī)器人控制方法，它們用于容易和確定地控制彼此連接的多個(gè)機(jī)器人。根據(jù)實(shí)施方式的方面的機(jī)器人控制系統(tǒng)包括多個(gè)機(jī)器人；至少一個(gè)外部軸；以及轉(zhuǎn)換器。所述機(jī)器人執(zhí)行軸行為。所述外部軸是所述機(jī)器人共有的可移動(dòng)軸并且將機(jī)器人彼此連接起來。每一個(gè)所述轉(zhuǎn)換器假定通過將全部外部軸連接到一個(gè)機(jī)器人而形成的虛擬機(jī)器人，并且將針對(duì)所述虛擬機(jī)器人而獲取的關(guān)于所述機(jī)器人和所述外部軸的位置的獲取值轉(zhuǎn)換為指示預(yù)定基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置的轉(zhuǎn)換值。根據(jù)根據(jù)實(shí)施方式的方面，可容易并且確定地控制彼此連接的多個(gè)機(jī)器人。


通過結(jié)合附圖參考下面的詳細(xì)描述而得到更好地理解，將很容易獲得本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)的更完整的理解，其中圖I是例示根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例的圖；圖2A是例示在根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)中使用的軸的模式圖；圖2B是例示在根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)中假定的虛擬機(jī)器人的圖3是例示根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；圖4A是例示根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)的連接關(guān)系的圖；圖4B是例示根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)示例的圖；圖5是例示由根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)執(zhí)行的處理順序的流程圖；圖6A是例示一般的干擾保護(hù)控制技術(shù)的概要的圖；以及圖6B是例示在現(xiàn)有的干擾保護(hù)控制技術(shù)中使用的軸的模式圖。
具體實(shí)施方式

在下文中,將詳細(xì)描述根據(jù)本公開的實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)和機(jī)器人控制方法。另外，以下公開的實(shí)施方式不旨在限制本發(fā)明。圖I是例示根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)示例的圖。為了使得說明易于理解，圖I中例示了三維直角坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系包括正方向?yàn)殂U直向上的Z軸。該直角坐標(biāo)系可以在針對(duì)以下說明而使用的其它附圖中采用。如圖I所例示，機(jī)器人控制系統(tǒng)I包括機(jī)器人10、機(jī)器人控制裝置20和輸入裝置30。機(jī)器人10包括機(jī)器人R1、機(jī)器人R2、主體11和基座12。這里，如圖I所例示，機(jī)器人10是所謂的雙臂機(jī)器人，其包括機(jī)器人Rl和機(jī)器人R2作為兩個(gè)手臂。機(jī)器人Rl和機(jī)器人R2是多軸機(jī)器人(圖I中七軸機(jī)器人)，并且在兩個(gè)終端可移動(dòng)部中設(shè)置有末端執(zhí)行器(未例示)。如圖I所例示，主體11支承機(jī)器人Rl和機(jī)器人R2。另外，基座12以使得主體11可圍繞樞軸AZ轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承主體11 (參見圖I的雙箭頭100)。此外，基座12設(shè)置在導(dǎo)軌部13上。基座12包括未例示的行走機(jī)構(gòu)，并且沿著行走軸AY在所設(shè)置的導(dǎo)軌部13上行走(參見圖I的雙箭頭200)。這里，樞軸AZ和行走軸AY可以是由機(jī)器人Rl和機(jī)器人R2共享的外部軸。機(jī)器人控制裝置20是對(duì)機(jī)器人10執(zhí)行整體控制的控制器。在下文中，將說明機(jī)器人控制裝置20主要執(zhí)行干擾保護(hù)控制。另外，下面參照?qǐng)D3描述機(jī)器人控制裝置20的結(jié)構(gòu)示例。機(jī)器人控制裝置20經(jīng)過諸如有線LAN(局域網(wǎng))或者無線LAN的通信網(wǎng)絡(luò)連接到機(jī)器人10。輸入裝置30是接收來自操作員的操作的裝置。輸入裝置30還經(jīng)過諸如有線LAN或者無線LAN的通信網(wǎng)絡(luò)連接到機(jī)器人控制裝置20。操作員經(jīng)過輸入裝置30對(duì)機(jī)器人10執(zhí)行示教并設(shè)定機(jī)器人10的操作區(qū)域。這里，將參照?qǐng)D6A和圖6B描述干擾保護(hù)控制技術(shù)。圖6A是例示一般的干擾保護(hù)控制技術(shù)的概要的圖。圖6B是例示在現(xiàn)有的干擾保護(hù)控制技術(shù)中的軸的模式圖。圖6A和圖6B中例示的機(jī)器人10’與根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I的機(jī)器人10具有相同的軸結(jié)構(gòu)。在圖6A中，在頁面空間的左側(cè)例示了機(jī)器人10’的動(dòng)作之前的情形，在頁面空間的右側(cè)例示了機(jī)器人10'的動(dòng)作之后的情形。假定機(jī)器人10’在動(dòng)作之前處于預(yù)定操作區(qū)域500中。如圖6A所例示，當(dāng)向機(jī)器人10’給出動(dòng)作指示時(shí)，一般的干擾保護(hù)控制技術(shù)判斷機(jī)器人Rl或者機(jī)器人R2是否響應(yīng)于動(dòng)作指示而走出操作區(qū)域500。這里，當(dāng)判斷機(jī)器人Rl或者機(jī)器人R2超出了操作區(qū)域500時(shí)，如圖6A的頁面空間的右側(cè)所例示，例如以使機(jī)器人Rl或者機(jī)器人R2進(jìn)入操作區(qū)域500的方式對(duì)動(dòng)作指示進(jìn)行附加的修正。在下文中，將這種處理稱為針對(duì)動(dòng)作指示的“前檢查處理”。考慮到動(dòng)作指示的時(shí)間延遲和誤差，對(duì)機(jī)器人Rl和機(jī)器人R2在動(dòng)作之后是否處于操作區(qū)域500內(nèi)進(jìn)行判斷。這種判斷基于由包括在機(jī)器人Rl和機(jī)器人R2中的諸如編碼器的位置檢測器測量到的實(shí)際測量值而進(jìn)行。在下文中，將這種處理稱為針對(duì)動(dòng)作指示的“后檢查處理”。另外，如圖6B所例示，現(xiàn)有的干擾保護(hù)控制技術(shù)通過使用單獨(dú)的坐標(biāo)系來獲取機(jī)
器人10’的機(jī)器人Rl和機(jī)器人R2的位置。類似地，圖I中例示的樞軸AZ的位置(具體地，旋轉(zhuǎn)角等)也是通過使用單獨(dú)的坐標(biāo)系獲取的。圖6B中被閉合虛線包圍的部分表示機(jī)器人R1、機(jī)器人R2和樞軸AZ的位置是單獨(dú)獲取的。盡管未例示，這一點(diǎn)相似地適用于行走軸AY。因此，現(xiàn)有的干擾保護(hù)控制技術(shù)很難掌握機(jī)器人R1、機(jī)器人R2和樞軸AZ的相互位置。換句話說，因?yàn)楦蓴_保護(hù)控制處理很容易復(fù)雜化，所以例如對(duì)機(jī)器人10’進(jìn)行示教的操作員需要很高的熟練度。因此，假定根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I通過使用預(yù)定的公共基準(zhǔn)坐標(biāo)系獲取機(jī)器人R1、機(jī)器人R2以及由這些機(jī)器人共享的外部軸的位置。參照?qǐng)D2A和圖2B說明這一點(diǎn)的細(xì)節(jié)。圖2A是例示在根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I中使用的軸的模式圖。圖2B是例示在根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I中假定的虛擬機(jī)器人的圖。如圖2A所例示，假定根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I將作為外部軸的樞軸AZ和行走軸AY(參見圖I)視為機(jī)器人Rl和機(jī)器人R2以外的機(jī)器人R3和機(jī)器人R4。假定通過使用預(yù)定的公共基準(zhǔn)坐標(biāo)系獲取機(jī)器人Rl到R4的位置。在此，圖2A中的被閉合虛線包圍的部分表示通過使用例如機(jī)器人R4的基座坐標(biāo)系(參見圖2A的XYZ坐標(biāo))作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系來獲取機(jī)器人Rl到R4的位置。具體地，根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I假定虛擬機(jī)器人，該虛擬機(jī)器人通過將全部的外部軸連串連接到一個(gè)多軸機(jī)器人而形成。例如，在機(jī)器人Rl的情況下，如圖2B中的閉合曲線300包圍的部分所例示，通過將機(jī)器人R3和機(jī)器人R4連串連接到機(jī)器人Rl而形成虛擬機(jī)器人。在機(jī)器人R2的情況下，如圖2B中的閉合曲線400包圍的部分所例示，通過將機(jī)器人R3和機(jī)器人R4連串連接到機(jī)器人R2而形成虛擬機(jī)器人。根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I獲取構(gòu)成每一個(gè)虛擬機(jī)器人的軸(或者機(jī)器人)的位置。接著，機(jī)器人控制系統(tǒng)I將關(guān)于針對(duì)各個(gè)虛擬機(jī)器人獲取的位置的獲取值轉(zhuǎn)換為表示預(yù)定基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置的轉(zhuǎn)換值。此時(shí)，預(yù)定基準(zhǔn)坐標(biāo)系采用基座坐標(biāo)系，在該基座坐標(biāo)系中，機(jī)器人Rl或者機(jī)器人R2是開始端并且外部軸成串地位于其末端。換句話說，因?yàn)樵趫D2B的示例中機(jī)器人R4位于末端，所以機(jī)器人R4的基座坐標(biāo)系被用作基準(zhǔn)坐標(biāo)系。結(jié)果，構(gòu)成各個(gè)虛擬機(jī)器人的軸在預(yù)定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的位置被至少每一個(gè)虛擬機(jī)器人共享。換句話說，機(jī)器人Rl和機(jī)器人R2中的每一個(gè)都可以獲得機(jī)器人R3和R4的
位置信息。接著，根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I最終針對(duì)虛擬機(jī)器人集成位置信息并且掌握機(jī)器人10的軸的絕對(duì)位置。換句話說，因?yàn)榭梢员苊庥蓪?duì)單獨(dú)坐標(biāo)系的控制造成的復(fù)雜處理，可以容易并肯定地控制具有彼此連接的多軸機(jī)器人的雙臂機(jī)器人。在上述示例中已經(jīng)說明了采用使外部軸定位到虛擬機(jī)器人的終端的基座坐標(biāo)系作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系。然而，基準(zhǔn)坐標(biāo)系可以總是固定到在地面或者作業(yè)地面上設(shè)置的世界坐標(biāo)系?！そ又?，將參照?qǐng)D3說明根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)示例。圖3是例示根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)的框圖。圖3中僅例示了說明機(jī)器人控制系統(tǒng)I所需要的部件，因而省略了對(duì)一般部件的描述。而且，圖3例示的部件僅僅是基于它們的功能等而抽象化的邏輯塊。因此，機(jī)器人控制系統(tǒng)I的硬件結(jié)構(gòu)等不限于此。如圖3所例示，機(jī)器人控制系統(tǒng)I包括機(jī)器人Rl到R4以及機(jī)器人控制裝置20。這里，省略了圖I例示的輸入裝置30的說明。機(jī)器人Rl包括作為位置檢測器的編碼器enRl。類似地，機(jī)器人R2包括編碼器enR2，機(jī)器人R3包括編碼器enR3，并且機(jī)器人R4包括編碼器enR4。因?yàn)闄C(jī)器人Rl和機(jī)器人R2是多軸機(jī)器人，所以它們中的每一個(gè)實(shí)際具有與多軸機(jī)器人的軸相對(duì)應(yīng)的編碼器。然而，這里僅例示出了檢測預(yù)定代表位置的編碼器enRl和編碼器enR2。機(jī)器人控制裝置20包括控制部21和存儲(chǔ)部22?？刂撇?1包括與機(jī)器人Rl相對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a-l、與機(jī)器人R2相對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a-2、集成部21b和伺服控制部21c。存儲(chǔ)部22存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)定義信息。虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a_l是處理部，其假定通過將機(jī)器人R3和機(jī)器人R4連接到機(jī)器人Rl而形成虛擬機(jī)器人，并且獲取作為該虛擬機(jī)器人的軸的機(jī)器人R1、機(jī)器人R3和機(jī)器人R4的位置。具體地，虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a_l獲取編碼器enRl的輸出值作為指示機(jī)器人Rl的位置的獲取值。類似地，虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a-l還獲取編碼器enR3的輸出值作為指示機(jī)器人R3的位置的獲取值，并且獲取編碼器enR4的輸出值作為指示機(jī)器人R4的位置的獲取值。虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a_l將獲取值轉(zhuǎn)換為指示預(yù)定基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置的轉(zhuǎn)換值。轉(zhuǎn)換可以使用所謂的正運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算(forward kinematics calculation)。接著，所轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換值輸出到以下描述的集成單元21b。虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a_l參照先前在存儲(chǔ)部22的結(jié)構(gòu)定義信息22a中注冊(cè)的關(guān)于虛擬機(jī)器人的定義信息，確定預(yù)定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系等。該定義信息包括例如指示機(jī)器人R1、機(jī)器人R3和機(jī)器人R4中的哪一個(gè)位于更高一級(jí)的連接關(guān)系信息。
虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a_l基于轉(zhuǎn)換值針對(duì)動(dòng)作指示一起執(zhí)行后檢查處理。虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a_2是處理部，其假定通過將機(jī)器人R3和機(jī)器人R4連接到機(jī)器人R2而形成虛擬機(jī)器人，并且獲取作為該虛擬機(jī)器人的軸的機(jī)器人R2、機(jī)器人R3和機(jī)器人R4的位置。因?yàn)槌藱C(jī)器人Rl被機(jī)器人R2代替以外，虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a_2的處理類似于虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a_l的處理，所以在此省略描述。盡管圖3例示的虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器的數(shù)量是虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a_l和虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a_2這兩個(gè)，但是根據(jù)假定的虛擬機(jī)器人的數(shù)量，虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器的數(shù)量可以是任意的。集成部21b是處理部，其基于從虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a_l和虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a-2輸入的指示虛擬機(jī)器人的軸的位置的轉(zhuǎn)換值，集成機(jī)器人10的全部軸在預(yù)定的基準(zhǔn) 坐標(biāo)系中的位置(參見圖I)。集成部21b基于機(jī)器人10的軸的集成位置，執(zhí)行針對(duì)動(dòng)作指示的前檢查處理。在進(jìn)行前檢查處理之后，集成部21b向伺服控制部21c輸出動(dòng)作指示。集成部21b可進(jìn)一步監(jiān)視動(dòng)作指示以檢查機(jī)器人Rl和機(jī)器人R2的干擾。伺服控制部21c是處理部，其基于從集成部21b輸入的動(dòng)作指示，向機(jī)器人Rl到R4中的每一個(gè)的伺服器(未例不)輸出針對(duì)該伺服器的控制信號(hào)。接著，伺服器基于從伺服控制部21c輸出的相應(yīng)控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的機(jī)器人Rl到R4。存儲(chǔ)部22是諸如非易失性存儲(chǔ)器和硬盤驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)裝置，并且存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)定義信息22a。因?yàn)樵敿?xì)說明了結(jié)構(gòu)定義信息22a，在此省略描述。接著，參照?qǐng)D4A和圖4B說明根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I的連接結(jié)構(gòu)。圖4A是例示根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I的連接關(guān)系的圖。圖4B是例示根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)2的結(jié)構(gòu)示例的圖。圖4A和圖4B例示的虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a_l是與圖3中例示的虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a-l相對(duì)應(yīng)的部件。另外，虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-2是與圖3中例示的虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換器21a-2相對(duì)應(yīng)的部件。類似地，主CPU板210b是與圖3中例示的集成部21b相對(duì)應(yīng)的部件。另外，伺服控制板210c-l和伺服控制板210c-2是與圖3中例示的伺服控制部21c相對(duì)應(yīng)的部件。這里，假定圖4A和圖4B中例示的伺服控制板210c_l驅(qū)動(dòng)機(jī)器人Rl和機(jī)器人R3的軸。另外，假定伺服控制板210C-2驅(qū)動(dòng)機(jī)器人R2的軸和機(jī)器人R4的軸。在此情況下，如圖4A所例示的，編碼器enRl連接到伺服控制板210c_l和虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-l (參見圖4A的符號(hào)“O”)。另外，編碼器enR2連接到伺服控制板210c_2和虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-2。如圖4A所例示，編碼器enR3連接到伺服控制板210c_l、虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-l和虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-2。另外，編碼器enR4連接到虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a_l、伺服控制板210c-2和虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-2。換句話說，作為外部軸的機(jī)器人R3的編碼器enR3連接到虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-l和虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-2兩者。類似地，作為外部軸的機(jī)器人R4的編碼器enR4連接到虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-l和虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-2兩者。換句話說，假定一個(gè)虛擬機(jī)器人的單元(虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a_l和虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a_2中的任一個(gè))連接到與外部軸相關(guān)聯(lián)的全部編碼器。圖4B例示了假定圖4A例示的連接關(guān)系的連接結(jié)構(gòu)示例。例如,如圖4B所例示，編碼器enRl經(jīng)由虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-l的輸入端口和輸出端口連接到伺服控制板210c-l。類似地，編碼器enR2經(jīng)由虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a_2的輸入端口和輸出端口連接到伺服控制板210c-2。例如，編碼器enR3連續(xù)經(jīng)由虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a_l和虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-2連接到伺服控制板210c-l。類似地，編碼器enR4連續(xù)經(jīng)由虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a_l和虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-2連接到伺服控制板210c-2。圖4B的結(jié)構(gòu)僅僅是連接結(jié)構(gòu)的示例，因而不限制實(shí)際的連接結(jié)構(gòu)。因此，根據(jù)機(jī)器人控制系統(tǒng)I的各個(gè)單元的物理規(guī)格等，可以適當(dāng)?shù)馗淖儓D4B的結(jié)構(gòu)。接著，將參照?qǐng)D5說明根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I的執(zhí)行的處理順序。圖5是例示由根據(jù)第二實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)I執(zhí)行的處理順序的流程圖。在圖5中例示了機(jī)器人控制系統(tǒng)I所執(zhí)行的位置計(jì)算處理的處理順序。位置計(jì)算處理可以由上述虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部2IOa-I、虛擬機(jī)器人轉(zhuǎn)換部210a-2和集成部21b中的任 一個(gè)執(zhí)行。如圖5所例示，機(jī)器人控制系統(tǒng)I經(jīng)由編碼器enRl到enR4獲取機(jī)器人Rl到R4的位置(步驟S101)。接著，機(jī)器人控制系統(tǒng)I基于所獲取的機(jī)器人Rl到R4的位置的獲取值，計(jì)算機(jī)器人Rl到R4的位置(步驟S102)。這里，通過將作為編碼器enRl到enR4的輸出值的獲取值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)坐標(biāo)系中的位置值來執(zhí)行該計(jì)算。接著，機(jī)器人控制系統(tǒng)I判斷機(jī)器人R3與機(jī)器人R4相比是否連接到更高一級(jí)(步驟S103)。當(dāng)判斷機(jī)器人R3與機(jī)器人R4相比連接到更高一級(jí)時(shí)(步驟S103 :是)，機(jī)器人控制系統(tǒng)I使用機(jī)器人R4的基座坐標(biāo)系作為標(biāo)準(zhǔn)，重新計(jì)算機(jī)器人R3的位置(步驟S104)。另一方面，當(dāng)步驟S103的判定條件不滿足時(shí)(步驟S103 :否)，機(jī)器人控制系統(tǒng)I使該處理控制移動(dòng)到步驟S105。 接著，機(jī)器人控制系統(tǒng)I確定機(jī)器人Rl與機(jī)器人R3相比是否連接到更高一級(jí)(步驟S105)。當(dāng)判斷出機(jī)器人Rl與機(jī)器人R3相比連接到更高一級(jí)時(shí)(步驟S105 :是)，機(jī)器人控制系統(tǒng)I使用機(jī)器人R3的基座坐標(biāo)系作為標(biāo)準(zhǔn)，重新計(jì)算機(jī)器人Rl的位置(步驟S106)。如果在步驟S104已經(jīng)重新計(jì)算了機(jī)器人R3的位置，則使用機(jī)器人R4的基座坐標(biāo)系作為標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行步驟S106的機(jī)器人Rl的位置的重新計(jì)算。這一點(diǎn)相似地應(yīng)用于以下描述的步驟S108。在另一方面，當(dāng)步驟S105的判定條件不滿足時(shí)(步驟S105 :否)，機(jī)器人控制系統(tǒng)I使處理控制移動(dòng)到步驟S107。接著，機(jī)器人控制系統(tǒng)I判斷機(jī)器人R2與機(jī)器人R3相比是否連接到更高一級(jí)(步驟S107)。當(dāng)判斷出機(jī)器人R2與機(jī)器人R3相比連接到更高一級(jí)時(shí)(步驟S107 :是)，機(jī)器人控制系統(tǒng)I使用機(jī)器人R3的基座坐標(biāo)系作為標(biāo)準(zhǔn)來重新計(jì)算機(jī)器人R2的位置(步驟S108)并且終止該處理。另一方面，當(dāng)步驟S107的判斷條件不滿足時(shí)(步驟S107 :否)，機(jī)器人控制系統(tǒng)I終止該處理。到目前為止，說明了具有兩個(gè)多軸機(jī)器人作為兩臂的雙臂機(jī)器人。然而，機(jī)器人的結(jié)構(gòu)不限于此。例如，多軸機(jī)器人可以是單軸機(jī)器人，或者雙臂機(jī)器人可以是具有三臂或者更多臂的多臂機(jī)器人。換句話說，根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)可以應(yīng)用于經(jīng)由外部軸彼此連接的多個(gè)機(jī)器人。如上所述，根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)包括多個(gè)機(jī)器人；至少一個(gè)外部軸， 該外部軸是由機(jī)器人共享的可移動(dòng)軸；以及轉(zhuǎn)換器。每一個(gè)轉(zhuǎn)換器假定通過將全部外部軸連接到一個(gè)機(jī)器人而形成的虛擬機(jī)器人并且將針對(duì)該虛擬機(jī)器人而獲取的機(jī)器人和外部軸的位置的獲取值轉(zhuǎn)換為指示在預(yù)定的基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置的轉(zhuǎn)換值。因此，根據(jù)涉及實(shí)施方式的機(jī)器人控制系統(tǒng)，可以容易地并且肯定地控制彼此連接的多個(gè)機(jī)器人。盡管已經(jīng)主要地說明，機(jī)器人和外部軸在預(yù)定基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的“位置”是基于通過編碼器獲得的獲取值而計(jì)算的，實(shí)施方式還可以基于“位置”而應(yīng)用于“姿態(tài)”。這里，“姿態(tài)”可以表示為“方向”。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人控制系統(tǒng),該機(jī)器人控制系統(tǒng)包括 多個(gè)機(jī)器人； 至少一個(gè)外部軸，所述至少一個(gè)外部軸是所述機(jī)器人共有的可移動(dòng)軸； 轉(zhuǎn)換器，各個(gè)轉(zhuǎn)換器都假定通過將全部所述外部軸連接到一個(gè)機(jī)器人而形成的虛擬機(jī)器人，并且將針對(duì)所述虛擬機(jī)器人而獲取的關(guān)于所述機(jī)器人和所述外部軸的位置的獲取值轉(zhuǎn)換為指示預(yù)定基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置的轉(zhuǎn)換值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人控制系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換器基于所述轉(zhuǎn)換值，判斷所述機(jī)器人和所述外部軸是否處于預(yù)定的動(dòng)作區(qū)域內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人控制系統(tǒng)，該機(jī)器人控制系統(tǒng)還包括位置檢測器，所述位置檢測器分別與所述外部軸和所述機(jī)器人的軸關(guān)聯(lián)地設(shè)置，并且檢測所述外部軸的位置和所述機(jī)器人的軸的位置，其中 所述轉(zhuǎn)換器中的一個(gè)連接到全部與所述外部軸關(guān)聯(lián)的所述位置檢測器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)器人控制系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)換器假定所述虛擬機(jī)器人，在該虛擬機(jī)器人中所述機(jī)器人是開始端并且所述外部軸連串地連接到該開始端，并且所述轉(zhuǎn)換器采用基座坐標(biāo)系作為所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系，在所述基座坐標(biāo)系中，基座是位于所述串的終端的所述外部軸。
5.一種機(jī)器人控制方法，該方法包括以下步驟 假定虛擬機(jī)器人，所述虛擬機(jī)器人各包括機(jī)器人和外部軸，所述外部軸是連接到所述機(jī)器人的可移動(dòng)軸；以及 將針對(duì)每一個(gè)所述虛擬機(jī)器人獲取的關(guān)于所述機(jī)器人和所述外部軸的位置的獲取值轉(zhuǎn)換為指示預(yù)定基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置的轉(zhuǎn)換值。
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)器人控制系統(tǒng)和機(jī)器人控制方法。根據(jù)實(shí)施方式的方面的機(jī)器人控制系統(tǒng)包括多個(gè)機(jī)器人；至少一個(gè)外部軸；以及轉(zhuǎn)換器。該機(jī)器人執(zhí)行軸動(dòng)作。外部軸是由機(jī)器人共享的可移動(dòng)軸并且相互連接到機(jī)器人。每一個(gè)轉(zhuǎn)換器都假定通過將全部外部軸連接到一個(gè)機(jī)器人而形成的虛擬機(jī)器人，并且將針對(duì)該虛擬機(jī)器人獲取的關(guān)于機(jī)器人和外部軸的位置的獲取值轉(zhuǎn)換為指示預(yù)定基準(zhǔn)坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置的轉(zhuǎn)換值。
文檔編號(hào)B25J13/00GK102950597SQ20121003541
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者石田大祐, 井上光, 前原伸一, 高西完治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)