机器人的控制参数调整方法、机器人系统及机器人控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够缩短为了向孔(H)插入部件(P)所需要的时间的机器人(20)的控制参数调整方法、机器人系统(10)、以及机器人控制装置(30)。另外，提供能够降低部件(P)到达孔(H)的底部时的反作用力的机器人(20)的控制参数调整方法、机器人系统(10)、以及机器人控制装置(30)。机器人(20)的控制参数调整方法包括：具有检测从外部施加的力的力传感器(FS)的机器人(20)基于阻抗控制，向设定有多个深度方向上的区间的孔(H)插入部件(P)的插入步骤；以及以相同的区间不会连续地成为更新的对象的方式来降低多个区间之中的任一个区间的粘性参数的参数更新步骤，并且调整各区间的粘性参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机器人的控制参数调整方法、机器人系统、以及机器人控制装置。
技术介绍
在专利文献1中记载有如下力控制装置，所述力控制装置通过在动作过程中切换力界限值和柔顺控制参数，在高速化作业的同时，能够防止在发生位置偏移时施加过大的力的情况。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-104740号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在机器人向形成在被插入工件上的孔内插入部件(插入工件)的插入作业中，机器人一边观测从搭载在臂前端部的力传感器中输出的力传感器信号，一边通过阻抗控制以使因部件和被插入工件的接触而产生的力与目标值一致的方式来控制动作。在此，确定阻抗控制的特性的阻抗参数基于以下的观点进行调整。1)为了降低部件到达孔底时的反作用力，需要较大地设定粘性参数(或者较小地设定部件的推压力)。2)为了增大插入速度从而缩短生产节拍时间，需要较小地设定粘性参数(或者较大地设定部件的推压力)。为了不破坏部件及被插入工件，一般基于所述的1)的观点来调整参数。其结果，导致延长生产节拍时间。本专利技术的目的是提供能够缩短为了将部件插入孔内所需要的时间的机器人的控制参数调整方法、机器人系统、以及机器人控制装置。另外，本专利技术的目的是提供能够比预先确定的大小更降低部件到达孔的底部时的反作用力的机器人的控制参数调整方法、机器人系统、以及机器人控制装置。用于解决问题的方法为了解决上述课题，根据本专利技术的一个观点，适用如下机器人的控制参数调整方法，包括：具有检测从外部施加的力的力传感器的机器人基于阻抗控制，向设定有多个深度方向上的区间的孔插入部件的插入步骤；以及以相同的区间不会连续地成为更新的对象的方式来降低所述多个区间之中的任一个区间的粘性参数的参数更新步骤，调整所述各区间的所述粘性参数。另外，根据其它的观点，适用如下机器人系统，所述机器人系统具备：机器人，其进行向设定有多个深度方向上的区间的孔插入部件的插入作业；以及机器人控制装置，其控制所述机器人的动作，所述机器人控制装置具有：控制部，其用于对所述机器人进行的所述插入作业进行阻抗控制；以及参数调整部，其对根据所述部件的插入量而阶段性地设定的所述阻抗控制的粘性参数进行调整。另外，根据其它的观点，适用如下机器人控制装置，具备：控制部，其用于对机器人的动作进行阻抗控制，所述机器人进行向设定有多个深度方向上的区间的孔插入部件的插入作业；以及参数调整部，其根据所述部件的插入量而阶段性地调整所述阻抗控制的粘性参数。专利技术效果根据本专利技术，能够缩短为了将部件插入孔内所需要的时间。另外，能够比预先确定的大小更降低机器人所插入的部件到达孔的底部时的反作用力。附图说明图1是本专利技术的一个实施例涉及的机器人系统的结构图。图2是由所述机器人系统进行的插入作业的示意图。图3是所述机器人系统的机器人控制装置具有的控制部的框图。图4是表示所述机器人系统的控制参数调整方法的概要的说明图。图5A是表示所述机器人系统具有的机器人的事先调整中的动作的说明图。图5B是表示所述机器人系统具有的机器人的事先调整中的力指令的说明图。图6是表示所述机器人系统具有的机器人的插入动作的说明图。图7是表示所述机器人系统具有的机器人插入部件的孔的说明图。图8是表示所述机器人系统具有的机器人控制装置的调整算法的流程图。图9是表示第一实验例中的插入开始姿态的说明图。图10是表示第一实验例中的反作用力峰值Fpeak1、Fpeak2和插入时间Tim的变化的曲线图。图11是表示插入动作中的反作用力及位置的曲线图。图12是表示第一实验例中的粘性参数的调整结果的曲线图。图13是表示第二实验例中的插入开始姿态的说明图。图14是表示第二实验例中的反作用力峰值Fpeak1、Fpeak2和插入时间Tim的变化的曲线图。图15是表示第二实验例中的粘性参数的调整结果的曲线图。具体实施方式接着，参照附图并对于将本专利技术具体化的实施例进行说明，以供本专利技术的理解。此外，在各图中，关于与说明无关的部分有时省略图示。如图1所示，本专利技术的一个实施例涉及的机器人系统10具备：机器人20；以及机器人控制装置30，其控制机器人20的动作。如图2所示，机器人20通过基于阻抗控制模型的阻抗控制来修正手202的位置。具体而言，机器人20能够进行如下插入作业，利用手202来把持例如圆柱状的部件P的预先确定的部位，并向形成在被插入工件W上的孔H插入部件P。机器人20例如是六轴的多关节机器人。机器人20在手腕部204和手202之间具有检测从外部施加的力的力传感器FS。该力传感器FS例如是六轴的力传感器。力传感器FS能够计测被固定于手202的工具坐标系的X轴、Y轴、以及Z轴的各轴的方向的力。另外，力传感器FS能够计测绕工具坐标系的X轴、Y轴、以及Z轴的各轴的力矩。即，力传感器FS能够检测作用于机器人20的手202的外力。机器人控制装置30(参照图1)根据部件P的插入量而阶段性地切换阻抗控制的粘性参数，并能够通过阻抗控制来控制机器人20的动作。在此，粘性参数是与插入部件P的方向相关的粘性参数，以下，有时简称为粘性参数。另外，机器人控制装置30能够分别调整沿孔H的深度方向设定的各区间(参照图7)的粘性参数。机器人控制装置30具有力信号处理部302、参数存储部304、参数调整部306、执行程序存储部310、以及控制部312。力传感器FS所检测的外力作为电信号被输入到力信号处理部302中。力信号处理部302对该电信号进行处理，并作为力反馈值Ffb而进行输出。参数存储部304能够存储为了对机器人20进行阻抗控制而需要的阻抗参数Pins、为了调整粘性参数而操作者进行设定的设定参数Ps、以及为了调整粘性参数而参数调整部306所使用的内部参数Pi。参数调整部306基于从力信号处理部302中输入的力反馈值Ffb、以及顺序转换驱动机器人20的各轴的伺服电机的编码器值而获得的位置信息POS，能够调整存储在参数存储部304中的各区间的粘性参数。即，参数调整部306能够调整根据部件P的插入量而阶段性地设定的阻抗控制的粘性参数。执行程序存储部310能够存储对机器人20的动作进行规定的执行程序prg。执行程序存储部310例如由闪存器、硬盘驱动器构成。控制部312对存储在执行程序存储部310中的执行程序p本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人的控制参数调整方法，其特征在于，包括：插入步骤，在该插入步骤中，具有检测从外部施加的力的力传感器的机器人基于阻抗控制，向设定有多个深度方向上的区间的孔插入部件；以及参数更新步骤，在该参数更新步骤中，以相同的区间不会连续地成为更新的对象的方式来降低所述多个区间之中的任一个区间的粘性参数，调整所述各区间的所述粘性参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机器人的控制参数调整方法，其特征在于，包括：
插入步骤，在该插入步骤中，具有检测从外部施加的力的力传感器的机器
人基于阻抗控制，向设定有多个深度方向上的区间的孔插入部件；以及
参数更新步骤，在该参数更新步骤中，以相同的区间不会连续地成为更新
的对象的方式来降低所述多个区间之中的任一个区间的粘性参数，
调整所述各区间的所述粘性参数。
2.根据权利要求1所述的机器人的控制参数调整方法，其特征在于，
在所述参数更新步骤中，包括所述孔的底部的所述区间的所述粘性参数不
作为调整的对象。
3.根据权利要求2所述的机器人的控制参数调整方法，其特征在于，
在所述参数更新步骤中，与成为了前一次调整的对象的所述区间邻接的所
述区间的所述粘性参数成为调整的对象。
4.根据权利要求2或3所述的机器人的控制参数调整方法，其特征在于，
所述机器人的控制参数调整方法还包括：
第一判断步骤，在该第一判断步骤中，对所述部件到达所述孔的底部之前
期间所述机器人受到的反作用力超过了预先确定的第一阈值的情况进行判断；
第二判断步骤，在该第二判断步骤中，对所述部件到达所述孔的底部时所
述机器人受到...

【专利技术属性】
技术研发人员：福田拓也，安藤慎悟，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本;JP