WO2014148032A1 - ロボットシステムの制御方法およびロボットシステム - Google Patents

ロボットシステムの制御方法およびロボットシステム Download PDF

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WO2014148032A1
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robot
slave
transformation matrix
master
tcp
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嵩宙 小松
達也 池田
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Panasonic Corp
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    • B25J9/16—Program controls
    • B25J9/1679—Program controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1682—Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J3/00—Manipulators of leader-follower type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/30—Nc systems
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    • G—PHYSICS
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/39139—Produce program of follower from path of leader and desired relative position
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/02—Arm motion controller
    • Y10S901/06—Communication with another machine
    • Y10S901/08—Robot

Definitions

  • the present disclosure relates to a robot system control method and robot system using an industrial robot or the like, and more particularly, to a robot system in which a plurality of robots work in cooperation.
  • robot systems are required to work on a wide variety of complex workpieces.
  • robot systems are required to be applied to high-mix low-volume production and to reduce the number and installation area of equipment including robots.
  • a robot system has been introduced in which a robot that grips a work tool and a robot that grips a workpiece operate in a coordinated manner (hereinafter referred to as a cooperative operation) without using a unique jig for each workpiece.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a conventional robot system using two robots.
  • the robot D is a master robot holding the work tool 31.
  • the robot E is a slave robot that holds the handling device 34.
  • the robot D performs a work in cooperation with the robot E on the workpiece W held by the robot E with the handling device 34.
  • a robot holding the work tool is referred to as a “working robot”, and a robot holding the handling device is referred to as a “handling robot”.
  • a robot that instructs the slave robot to operate is referred to as a “master robot”, and a robot that operates according to the instruction of the master robot is referred to as a “slave robot”.
  • a transformation matrix T DE indicating the positional relationship between the robot coordinate system ⁇ d of the robot D and the robot coordinate system ⁇ e of the robot E is required. is there.
  • Each of the robot D and the robot E has a tool center point (hereinafter referred to as TCP) as a control point, and conventionally, the TCP of the robot D and the TCP of the robot E are matched at three points that are not in a straight line.
  • TCP alignment This operation is called “TCP alignment”.
  • Work robot E is gripped, since represented by the robot coordinate system ⁇ e robot E, the transformation matrix T DE, at the time of cooperative operation, the robot D, indicated by the work coordinate system ⁇ w that the TCP of the robot E and the coordinate origin It can be operated with a trajectory and speed.
  • One master robot performs TCP alignment with each of a plurality of slave robots, generates conversion matrices for the number of slave robots, and stores them in the control device. At this time, it is not necessary to perform TCP alignment between slave robots.
  • the master robot transmits the teaching robot's teaching point and interpolation point position data to a plurality of slave robots.
  • Each of the plurality of slave robots corrects the teaching point or interpolation point of the program of the slave robot itself based on the position data of the teaching point and interpolation point transmitted from the master robot. Thereby, three or more robots are operated in cooperation (for example, refer to Patent Document 1).
  • the present disclosure provides a control method of a robot system and a robot system with good work efficiency even when three or more robots are used.
  • the control method of the robot system includes a first step to a fifth step.
  • a first transformation matrix representing the positional relationship between the master robot and the first slave robot is generated, and the first transformation matrix is stored in the master robot.
  • a second transformation matrix representing the positional relationship between the first slave robot and the second slave robot is generated, and the second transformation matrix is stored in the master robot.
  • the master robot instructs the operation of the first slave robot based on the first command obtained using the first transformation matrix.
  • the master robot instructs the operation of the second slave robot based on the second command obtained using the first transformation matrix and the second transformation matrix.
  • the first slave robot and the second slave robot operate in cooperation with the master robot.
  • the robot system of the present disclosure includes a master robot, a first slave robot, and a second slave robot.
  • the master robot has a first storage unit, a second storage unit, and a first calculation unit.
  • the first slave robot and the second slave robot are connected to the master robot.
  • the first storage unit stores a first transformation matrix representing a positional relationship between the master robot and the first slave robot.
  • the second storage unit stores a second transformation matrix representing the positional relationship between the first slave robot and the second slave robot.
  • the first computing unit obtains a first command using the first transformation matrix and instructs the operation of the first slave robot.
  • the first computing unit obtains a second command using the first transformation matrix and the second transformation matrix and instructs the operation of the second slave robot.
  • the first slave robot and the second slave robot operate in cooperation with the master robot.
  • a work robot that cannot perform TCP alignment with all other robots can be used as a master robot, and all robots can be operated cooperatively. Thereby, an operator's work efficiency can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the robot system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an overview of connections between control devices according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating TCP alignment for generating a transformation matrix according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a target position command in the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a flowchart of the program execution process according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram for describing the coordinate system of each robot according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a flowchart of the interpolation control process according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a system configuration according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram showing a conventional robot system.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a robot system that performs a welding operation by cooperatively operating three robots in the present embodiment.
  • robot A master robot
  • robot B second slave robot
  • robot C first slave robot
  • robot C handling robot that grips a workpiece. It is.
  • Robot A includes a manipulator 10A, a welding torch 11A, a welding wire feeding device 12A, a welding wire 13A, a welding machine 14A, and a control device 16A.
  • the welding machine 14A is electrically connected to the welding torch 11A and controls the welding current and the welding voltage.
  • the welding machine 14A is electrically connected to the welding wire feeding device 12A and controls the feeding speed of the welding wire 13A.
  • Robot B has a manipulator 10B, a welding torch 11B, a welding wire feeding device 12B, a welding wire 13B, a welding machine 14B, and a control device 16B.
  • the welding machine 14B is electrically connected to the welding torch 11B and controls the welding current and the welding voltage.
  • the welding machine 14B is electrically connected to the welding wire feeder 12B and controls the feeding speed of the welding wire 13B.
  • the robot C includes a manipulator 10C, a handling device 15C, and a control device 16C, and can hold the workpiece W by the handling device 15C.
  • the robot A is controlled by the control device 16A
  • the robot B is controlled by the control device 16B. More specifically, control devices 16A and 16B instruct welding conditions such as welding voltage, welding current, and wire feed speed to welding machines 14A and 14B, and also instruct the movement of manipulators 10A and 10B.
  • the robots A and B perform the welding operation on the workpiece W by executing this instruction.
  • the robot C is controlled by the control device 16C. More specifically, the control device 16C instructs the handling device 15C to open / close the hand of the handling device 15C and also instructs the movement of the manipulator 10C. By executing this instruction, the robot C opens and closes the hand of the handling device 15C to hold, release, and move the workpiece W.
  • the robot A is operated as a master robot, and the robot B and the robot C are operated as slave robots.
  • the master robot performs communication for causing the slave robot to perform a cooperative operation. Therefore, the control device 16A and the control device 16B are connected by an optical fiber cable 17AB. Further, the control device 16A and the control device 16C are connected by an optical fiber cable 17AC.
  • an optical fiber cable that is resistant to electrical noise is used as a communication line that connects between control devices.
  • a cable such as a LAN (Local Area Network) or serial communication may be used, or wireless communication without using a communication line may be used.
  • the control devices 16A, 16B, and 16C are connected to teach pendants 18A, 18B, and 18C, which are input devices.
  • the operator uses the teach pendant to set the operation of the robot, the mode switching between the master mode and the slave mode, and the like in the control device.
  • Teach pendants 18A, 18B, and 18C are a robot operation unit (not shown), a mode switching unit (not shown) for switching between a slave robot state and a master robot state, and various data such as welding current and wire feed speed. It has a data display unit (not shown) for displaying, a data setting unit (not shown) for setting various data, and the like.
  • FIG. 2 shows the configuration of the control devices 16A, 16B, and 16C.
  • the control device 16A for the robot A which is the master robot, includes an arithmetic unit 20A, a teaching data storage unit 21A, a manipulator control unit 22A, a welding condition command unit 23A, a communication unit 24A, and slave robot communication units 25AB and 25AC.
  • the arithmetic unit 20A includes a CPU that performs various internal calculations, a memory, and the like.
  • the teaching data storage unit 21A stores data taught for a playback operation during automatic operation.
  • the manipulator control unit 22A controls the manipulator 10A based on the result calculated by the calculation unit 20A.
  • the welding condition command unit 23A commands a welding condition such as a welding current to the welding machine 14A.
  • the communication unit 24A communicates with the teach pendant 18A.
  • the slave robot communication unit 25AB transmits an operation command and a welding command to the robot B, which is a slave robot, and receives information from the robot B.
  • the slave robot communication unit 25AC transmits an operation command and a handling command to the robot C, which is a slave robot, and receives information from the robot C.
  • the calibration point storage unit 26AC stores the TCP position and TCP direction vector of each robot necessary for the cooperative operation of the robot A and the robot C.
  • the transformation matrix storage unit 27AC stores a transformation matrix T CA (first transformation matrix) between the robot A and the robot C calculated from the data of the calibration point storage unit 26AC.
  • the calibration point storage unit 26BC stores the TCP position and TCP direction vector of each robot necessary for the cooperative operation of the robot B and the robot C.
  • the transformation matrix storage unit 27BC stores a transformation matrix T CB (second transformation matrix) between the robot B and the robot C calculated from the data of the calibration point storage unit 26BC.
  • the control device 16B of the robot B which is a slave robot, includes a calculation unit 20B, a manipulator control unit 22B, a welding condition command unit 23B, a communication unit 24B, and a master robot communication unit 25BA.
  • the calculation unit 20B, manipulator control unit 22B, welding condition command unit 23B, communication unit 24B, and the like have the same functions as the control device 16A.
  • master robot communication unit 25BA receives an operation command and a welding command from robot A, which is the master robot, and transmits information about robot B.
  • the content of data transmitted / received by the master robot communication unit 25BA may be different depending on the role of the robot B, and the control device 16B is connected to the control device 16A so that the robot B can function as a master robot.
  • a similar configuration may be used.
  • the control device 16C of the robot C which is a slave robot, includes a calculation unit 20C, a manipulator control unit 22C, a handling command unit 26C, a communication unit 24C, and a master robot communication unit 25CA.
  • the calculation unit 20C, manipulator control unit 22C, communication unit 24C, and the like have the same functions as the control device 16A.
  • master robot communication unit 25CA receives an operation command and a handling command from robot A, which is the master robot, and transmits information about robot C.
  • the content of data transmitted and received by the master robot communication unit 25CA may differ depending on the role of the robot C, and the control device 16C is connected to the control device 16A so that the robot C can function as a master robot. A similar configuration may be used.
  • the control device 16A for the robot A which is the master robot, stores the teaching points in which the robot A, the robot B, and the robot C form one set in the teaching data storage unit 21A.
  • Data stored in the teaching data storage unit 21A is read out by the arithmetic unit 20A during the playback operation.
  • the operation unit 20A calculates the operation amount of each robot, and the operation and welding of the robot A are controlled via the manipulator control unit 22A and the welding condition command unit 23A.
  • the operation and welding of the robot B which is a slave robot, are controlled by a command transmitted from the control device 16A to the control device 16B via the slave robot communication unit 25AB.
  • the control device 16B processes the command from the control device 16A received by the master robot communication unit 25BA by the calculation unit 20B.
  • the operation and welding of the robot B are controlled via the manipulator control unit 22B and the welding condition command unit 23B.
  • the control device 16B transmits information such as the current posture of the robot B and the welding output state to the control device 16A via the master robot communication unit 25BA.
  • the operation and handling of the robot C are controlled by a command transmitted from the control device 16A to the control device 16C via the slave robot communication unit 25AC.
  • the command from the control device 16A received by the master robot communication unit 25CA is processed by the calculation unit 20C.
  • the operation and handling of the robot C are controlled via the manipulator control unit 22C and the handling command unit 26C.
  • the control device 16C transmits information such as the current posture of the robot C and the output state of the handling device 15C to the control device 16A via the master robot communication unit 25CA.
  • the conversion matrix indicates a relationship between two different coordinate systems, and thereby, a position vector indicated in one coordinate system can be converted into a position vector indicated in the other coordinate system.
  • robot A and robot B that are work robots need to operate in cooperation with robot C that is a handling robot. Therefore, in order to generate the transformation matrix, the positional relationship between the robot A and the robot C and the positional relationship between the robot B and the robot C are required.
  • the teaching tip C1 is attached to the welding torch 11A attached to the tip of the manipulator 10A of the robot A. Then, the offset from the wrist tip of the robot A (tip of the manipulator 10A) to the tip of the teaching chip C1 is set correctly. By doing so, the tip of the teaching chip C1 becomes the TCP of the robot A. TCP is a control point of the robot.
  • the robot C sets a correct offset value from the wrist tip of the robot C (tip of the manipulator 10C) to the reference point with a part of the handling device 15C attached to the tip of the manipulator 10C as a reference point.
  • the center of the tips of both hands of the handling device 15C is set as the reference value. If an appropriate reference point cannot be obtained for the handling device 15C, as shown in FIG. 3, the handling device 15C is removed, and a jig C2 that can reliably take the reference point is attached to the tip of the manipulator 10C of the robot C. May be.
  • the reference point provided by either method becomes the TCP of the robot C.
  • the operator operates the teach pendant 18C to switch the control device 16C to the slave robot mode.
  • the operator uses the teach pendant 18A of the robot A that is the master robot, the operator operates both the robot A that is the master robot and the robot C that is the slave robot.
  • the TCP of robot A and the TCP of robot C are at three points (P1, P2, P3) on a space that is not on the same straight line without changing the direction vector of both TCPs. Match.
  • the TCP position and TCP direction vector of each robot in the robot coordinate systems ⁇ a and ⁇ c whose origin is the reference point of the robots A and C are stored in the calibration point storage unit 26AC. Then, from the three TCP position data and direction vector data of the robot A and the three TCP position data and direction vector data of the robot C, the robot coordinate system ⁇ c of the robot C is changed to the robot coordinate system ⁇ a of the robot A.
  • the conversion matrix T CA can be calculated by the calculation unit 20A.
  • the transformation matrix T CA is stored in the transformation matrix storage unit 27AC.
  • the teaching tip C1 is attached to the welding torch 11B attached to the tip of the manipulator 10B of the robot B. Then, the offset from the wrist tip of the robot B (tip of the manipulator 10B) to the tip of the teaching chip C1 is set correctly. By doing so, the tip of the teaching chip C1 becomes the TCP of the robot B.
  • the operator operates the teach pendant 18B and the teach pendant 18C to switch the control device 16B and the control device 16C to the slave robot mode.
  • the operator operates both the robot B and the robot C, which are slave robots, using the teach pendant 18A of the robot A, which is the master robot.
  • the TCP of the robot B and the TCP of the robot C are 3 on the space that is not on the same straight line without changing the direction vector of both TCPs. Match with dots.
  • the TCP position and TCP direction vector of each robot in the robot coordinate systems ⁇ b and ⁇ c whose origin is the reference point of the robots B and C are stored in the calibration point storage unit 26BC. Then, from the three TCP position data and direction vector data of the robot B and the three TCP position data and direction vector data of the robot C, the robot coordinate system ⁇ c of the robot C is changed to the robot coordinate system ⁇ b of the robot B.
  • the conversion matrix T CB can be calculated by the calculation unit 20A.
  • the transformation matrix T CB is stored in the transformation matrix storage unit 27BC.
  • the TCP of the robot A and the robot B By using these conversion matrix T CA and transformation matrix T CB, the TCP of the robot A and the robot B, it is possible to represent the tip of the manipulator 10C robot C in the workpiece coordinate system ⁇ w that the coordinate origin.
  • the TCPs of the robot A and the robot B can be operated in cooperation with the robot C at the speed and locus indicated by the workpiece coordinate system ⁇ w, which is suitable for welding complicated workpieces.
  • the calculation unit 20A calls an operation program for operating the robots A to C in cooperation from the teaching data storage unit 21A. Then, the arithmetic unit 20A performs instructions to the robots A to C, processing of information collected from the robots A to C, and the like according to the work procedure indicated by the operation program.
  • the operation program is composed of various commands including a target position command which is a command characteristic in the cooperative operation. In the target position command, as shown in FIG. 4, the target angle and the operation speed (rotation speed) of each axis constituting the manipulators 10A to 10C of the robots A to C are linearly operated by TCP between the two points or the curve operation. A command related to the operation of the manipulator, such as whether or not to perform cooperative operation with a plurality of robots, is recorded.
  • FIG. 5 shows a flowchart when the arithmetic unit 20A processes the operation program.
  • the calculation unit 20A reads the operation program from the teaching data storage unit 21A and determines whether or not the operation program command is a target position command. And in FIG. 5, the process when the target position command which performs a cooperative operation is read is demonstrated in detail.
  • “Target position vector Sri (i a, b) representing the target TCP position of the robots A to C and the target TCP direction vector calculated from the angles of the axes of the manipulators described in the target position command. , C) ".
  • the step of calculating the current position vector and the target position vector is referred to as STEP1.
  • the current position vector Sna of the TCP of the robot A is expressed by six parameters in order to indicate the position and angle of the TCP of the robot A for each dimension because the robot coordinate system of the robot A is three-dimensional.
  • the current position vector Sna is expressed as (Xan, Yan, Zan, Uan, Van, Wan) in the robot coordinate system ⁇ a of the robot A.
  • the current position vector Snb and the current position vector Snc are indicated by six parameters in the robot coordinate systems ⁇ b and ⁇ c of the respective robots.
  • the target position vector Sra of the robot A, the target position vector Srb of the robot B, and the target position vector Src of the robot C are also indicated by six parameters in the robot coordinate systems ⁇ a, ⁇ b, and ⁇ c of each robot.
  • the current position vector Sna and the target position vector Sra of the robot A are converted using the conversion matrix T CA that has already been obtained and stored in the conversion matrix storage unit 27AC.
  • the conversion matrix T CA With the conversion matrix T CA , the robot coordinate system ⁇ a of the robot A can be converted to the workpiece coordinate system ⁇ w.
  • the current position vector Sna and the target position vector Sra of the robot A are converted into a converted current position vector Swna and a converted target position vector Swr in the work coordinate system ⁇ w, respectively.
  • the transformation matrix T CB stored in the transformation matrix memory unit 27BC it converts the current position vector Snb and the target position vector Srb robot B.
  • the robot coordinate system ⁇ b of the robot B can be converted to the work coordinate system ⁇ w.
  • the current position vector Snb and the target position vector Srb of the robot B are converted into the converted current position vector Swnb and the converted target position vector Swrb in the work coordinate system ⁇ w, respectively.
  • the robot coordinate system ⁇ c and the workpiece coordinate system ⁇ w of the robot C are already associated in the TCP of the robot C, no conversion is necessary.
  • the step of calculating the conversion current position vector and the conversion target position vector is referred to as STEP2.
  • the interpolation division number N for operating the TCP of the robot A at the speed designated from the conversion current position vector Swna to the conversion target position vector Swr is calculated.
  • the step of calculating the interpolation division number N is assumed to be STEP3.
  • the robot controls the angle of each axis every fixed interpolation time Ts (hereinafter referred to as interpolation control), and the specified operation is completed by repeating this interpolation control.
  • interpolation control the robot is controlled so as to follow the movement trajectory. Therefore, in order to operate at the specified speed, it is determined how many times the interpolation control is repeated to complete the TCP operation from the current position vectors Sna, Snb, Snc to the target position vectors Sra, Srb, Src. It is necessary to calculate.
  • the number of interpolation controls is calculated based on the movement of the robot A, which is the master robot, that moves in a straight line from the current position vector Sna to the target position vector Sra.
  • the interpolation division number N can be obtained by the following calculation formula.
  • the reference robot may be the robot B, which is a slave robot, instead of the robot A, which is a master robot. In that case, it is only necessary to replace Swna and Swra with Swnb and Swrb.
  • the robot C which is a slave robot, is the same as the robot B.
  • interpolation division number N After the interpolation division number N is obtained, the interpolation control is repeated. Iterative processing of interpolation control is STEP4. That is, by repeating the interpolation control N times, each of the TCPs of the robots A to C is moved from the current position vector to the target position vector, and the target position command is completed.
  • the control device 16A determines whether there is a next command. If there is a next command, the control device 16A reads and executes the next command. If the next command is a target position command, STEPs 1 to 4 are executed again. When there is no next instruction, the operation program is completed.
  • a conversion target position vector in the work coordinate system ⁇ w that is the basis of the trajectory control is calculated.
  • the conversion trajectory target position vector Swaj for the j-th interpolation control among the repetitions of the interpolation control can be obtained as follows.
  • the trajectory target position vector Scj in the robot coordinate system ⁇ c of the robot C is obtained by the following equation.
  • the robots A and B are then converted into trajectory target position vectors Saj and Sbj in the robot coordinate systems ⁇ a and ⁇ b.
  • the conversion trajectory target position vector Swaj of the robot A and the conversion trajectory target position vector Swbj of the robot B calculated in STEP 4-1 are values in the workpiece coordinate system ⁇ w.
  • the workpiece coordinate system ⁇ w is associated with the robot coordinate system ⁇ c of the robot C. Therefore, converting the trajectory the target position vector SWAj, SWBj can be converted from such transformation matrix T CA and the transformation matrix T CB, the robot coordinate system? A, the trajectory the target position vector Saj in .SIGMA.b, the Sbj.
  • the step of calculating the locus target position vector is referred to as STEP4-2.
  • trajectory target position vectors Saj, Sbj, Scj are calculated in the robot coordinate system ⁇ a, ⁇ b, ⁇ c, next, the trajectory target position vectors Saj, Sbj, Scj are converted into angles of the axes of the manipulators 10A, 10B, 10C. Is done. This conversion is performed by calculating a commonly used inverse kinematics, and this conversion step is referred to as STEP4-3.
  • the target angle of each axis of the manipulator 10A calculated by the calculation unit 20A of the control device 16A is commanded to the manipulator control unit 22A.
  • the manipulator control unit 22A controls the motor of the manipulator 10A so as to reach the target angle at the interpolation time Ts.
  • the target angle of each axis of the manipulator 10B calculated by the arithmetic unit 20A of the control device 16A is transmitted to the robot B via the slave robot communication unit 25AB to the arithmetic unit 20B of the control device 16B.
  • the calculation unit 20B instructs the manipulator control unit 22B on the received shaft angle of the manipulator 10B.
  • the manipulator control unit 22B controls the motor of the manipulator 10B so as to reach the target angle at the interpolation time Ts.
  • the robot C controls the motor of the manipulator 10C based on a command from the control device 16A of the robot A that is the master robot.
  • the robots A to C are converted from the conversion current position vectors Swna, Swnb, Snc via the conversion trajectory target position vectors Swaj, Swbj, Scj to the conversion target position vectors Swra, Swrb, Src.
  • the robots A and B reach the target position vectors Sra and Srb from the current position vectors Sna and Snb via the trajectory target position vectors Saj and Sbj.
  • two slave robots (robots B and C) are connected to one master robot (robot A).
  • the control device 16A of the robot A as the master robot not only converts the transformation matrix T CA between the first slave robot (robot C) as the handling robot and the master robot (robot A) but also the second slave robot ( A transformation matrix T CB between the robot B) and the first slave robot (robot C) is also stored.
  • the operation programs storing the target angles of the axes of the manipulators 10A, 10B, and 10C of the three robots A to C are collectively processed, so that the three robots A to C are smoothly synchronized. It is also possible to perform cooperative operation with high accuracy.
  • FIG. 8 shows a robot system in which two working robots perform welding work from both sides with respect to a handling robot that holds a workpiece.
  • one master robot in order for one master robot to generate a transformation matrix with two slave robots, one master robot needs the above-described TCP alignment with each of the two slave robots. Become.
  • TCP alignment between the welding robot as the master robot and the welding robot as the slave robot may not be possible.
  • the handling robot which is a slave robot, is arranged at a position where TCP alignment is possible with both the welding robot that is a master robot and the welding robot that is a slave robot.
  • the handling robot as a master robot and generate a transformation matrix between two welding robots.
  • the master robot is preferably a robot that is most frequently used by an operator, and a welding robot that involves specific work frequently changes the work conditions. Therefore, it is desirable that the master robot is a welding robot.
  • the master robot stores a transformation matrix generated by TCP alignment between slave robots. Therefore, it is possible to perform a cooperative operation using a robot that cannot directly perform TCP alignment with a slave robot as a master robot.
  • a cooperative operation can be realized by generating a transformation matrix between slave robots a plurality of times.
  • the workpiece coordinate system ⁇ w is simply operated in a straight line from the current position vector to the target position vector.
  • the trajectory from the current position vector to the target position vector can have an arbitrary shape such as an arc shape.
  • three or more robots can be cooperatively operated with a high degree of freedom.
  • a robot system that performs welding while a plurality of welding robots perform a cooperative operation on a workpiece gripped by a single handling robot. And industrially useful as a control method thereof.

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Abstract

　本開示のロボットシステムの制御方法は、第１のステップ～第５のステップを有する。特に、第２のステップでは、第１のスレーブロボットと第２のスレーブロボットとの位置関係を表す第２の変換行列を生成し、第２の変換行列をマスタロボットに記憶する。第４のステップでは、マスタロボットは、第１の変換行列および第２の変換行列を用いて求めた第２の指令に基づいて、第２のスレーブロボットの動作を指示する。第５のステップでは、第１のスレーブロボットおよび第２のスレーブロボットは、マスタロボットと協調して動作する。これにより、他のロボット全てとはＴＣＰ位置合わせが行えない作業ロボットを、マスタロボットとし、全てのロボットを協調動作することが可能となる。

Description

ロボットシステムの制御方法およびロボットシステム
　本開示は、産業用ロボット等を用いたロボットシステムの制御方法およびロボットシステムに関し、特に、複数のロボットが協調して作業を行うロボットシステムに関する。
　近年、ロボットシステムには、多種多様で、かつ、複雑なワークへの作業が求められている。特に、ロボットシステムには、多品種少量生産への適用や、ロボットを含む設備の数や設置面積の抑制が求められている。そのため、ワークごとに固有の治具を用いず、作業用ツールを把持するロボットと、ワークを把持するロボットとを協調して動作させる（以下、協調動作という）ロボットシステムが導入されている。
　図９は、２台のロボットを用いた従来のロボットシステムの一例を示す図である。図９において、ロボットＤは、作業ツール３１を把持しているマスタロボットである。ロボットＥは、ハンドリング装置３４を把持しているスレーブロボットである。ロボットＤは、ロボットＥがハンドリング装置３４で把持しているワークＷに対して、ロボットＥと協調して作業を行う。以下、作業ツールを把持しているロボットを「作業ロボット」、ハンドリング装置を把持しているロボットを「ハンドリングロボット」とする。また、スレーブロボットに動作を指示するロボットを「マスタロボット」、マスタロボットの指示に従って動作するロボットを「スレーブロボット」とする。
　作業ロボットであるロボットＤとハンドリングロボットであるロボットＥとを協調動作させるためには、ロボットＤのロボット座標系ΣｄとロボットＥのロボット座標系Σｅとの位置関係を示す変換行列ＴＤＥが必要である。ロボットＤおよびロボットＥはそれぞれ、制御点であるツールセンターポイント（以下、ＴＣＰ）を有しており、従来は、ロボットＤのＴＣＰとロボットＥのＴＣＰを、一直線上ではない３点で一致させることで、変換行列ＴＤＥを算出していた。この作業を「ＴＣＰ位置合わせ」という。ロボットＥが把持するワークは、ロボットＥのロボット座標系Σｅで示されるため、変換行列ＴＤＥにより、協調動作時には、ロボットＤを、ロボットＥのＴＣＰを座標原点とするワーク座標系Σｗによって示される軌跡や速度で、動作させることができる。
　このロボットシステムに、さらに作業ロボットＦを追加し、より効率よく作業させるためには、追加した作業ロボットＦと既存のロボットＤおよびロボットＥと間での変換行列ＴＤＦおよび変換行列ＴＥＦを新たに生成し、それぞれのロボットが自らに関係する変換行列を制御装置に記憶する必要がある。
　この問題を解決するための方法の１つとして、以下のものが知られている。１台のマスタロボットが複数台のスレーブロボットそれぞれとＴＣＰ位置合わせを行い、スレーブロボットの台数分の変換行列を生成し、制御装置に記憶する。このとき、スレーブロボット同士でのＴＣＰ位置合わせを行う必要はない。自動運転時には、マスタロボットは、マスタロボットの教示点や補間点の位置データを複数台のスレーブロボットに送信する。複数台のスレーブロボットそれぞれは、マスタロボットから送信された教示点や補間点の位置データに基づき、スレーブロボット自身のプログラムの教示点または補間点を補正する。これにより、３台以上のロボットを協調して動作させる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１－１５０３７２号公報
　特許文献１に記載されている方法を用いる場合、マスタロボットのＴＣＰを、複数台のスレーブロボットのＴＣＰと、位置合わせをする必要がある。しかし、ロボットシステムを構成する複数台のロボットの配置により、作業ロボット同士のＴＣＰ位置合わせが困難な場合もある。この場合、全ての作業ロボットとＴＣＰの位置合わせが行えるハンドリングロボットをマスタロボットにしなければならない。しかし、ロボットシステムの稼働中に作業者が最も頻繁に使用するロボットはマスタロボットであり、教示作業といったロボットシステムの準備段階で作業者が最も頻繁に使用するロボットは作業ロボットである。ハンドリングロボットがマスタロボットであると、作業者は、ロボットシステムの準備段階と稼働中で、操作するロボットを変更しなければならず、作業効率が悪かった。
　本開示は、上記課題に鑑み、３台以上のロボットを使用する場合でも、作業効率が良いロボットシステムの制御方法およびロボットシステムを提供する。
　上記課題を解決するために、本開示のロボットシステムの制御方法は、第１のステップ～第５のステップを有する。第１のステップでは、マスタロボットと第１のスレーブロボットとの位置関係を表す第１の変換行列を生成し、第１の変換行列をマスタロボットに記憶する。第２のステップでは、第１のスレーブロボットと第２のスレーブロボットとの位置関係を表す第２の変換行列を生成し、第２の変換行列をマスタロボットに記憶する。第３のステップでは、マスタロボットは、第１の変換行列を用いて求めた第１の指令に基づいて、第１のスレーブロボットの動作を指示する。第４のステップでは、マスタロボットは、第１の変換行列および第２の変換行列を用いて求めた第２の指令に基づいて、第２のスレーブロボットの動作を指示する。第５のステップでは、第１のスレーブロボットおよび第２のスレーブロボットは、マスタロボットと協調して動作する。
　また、本開示のロボットシステムは、マスタロボットと、第１のスレーブロボットと、第２のスレーブロボットとを有する。マスタロボットは、第１の記憶部と、第２の記憶部と、第１の演算部とを有する。第１のスレーブロボットおよび第２のスレーブロボットは、マスタロボットに接続されている。第１の記憶部は、マスタロボットと第１のスレーブロボットとの位置関係を表す第１の変換行列を記憶する。第２の記憶部は、第１のスレーブロボットと第２のスレーブロボットとの位置関係を表す第２の変換行列を記憶する。第１の演算部は、第１の変換行列を用いて第１の指令を求め、第１のスレーブロボットの動作を指示する。第１の演算部は、第１の変換行列および第２の変換行列を用いて第２の指令を求め、第２のスレーブロボットの動作を指示する。第１のスレーブロボットおよび第２のスレーブロボットは、マスタロボットと協調して動作する。
　以上のように、本開示によれば、他のロボット全てとはＴＣＰ位置合わせが行えない作業ロボットを、マスタロボットとし、全てのロボットを協調動作することが可能となる。これにより、作業者の作業効率を向上できる。
図１は、本開示の実施の形態１におけるロボットシステムの概略構成を示す図である。 図２は、本開示の実施の形態１における制御装置間の接続の概要を示す図である。 図３は、本開示の実施の形態１における変換行列を生成するためのＴＣＰ位置合わせを説明する図である。 図４は、本開示の実施の形態１における目標位置命令の構成を示す図である。 図５は、本開示の実施の形態１におけるプログラム実行処理のフローチャートである。 図６は、本開示の実施の形態１における各ロボットの座標系を説明するための図である。 図７は、本開示の実施の形態１における補間制御処理のフローチャートである。 図８は、本開示の実施の形態１におけるシステムの構成を説明するための図である。 図９は、従来のロボットシステムを示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態について、図１から図８を用いて説明する。
　（実施の形態１）
　図１は、本実施の形態における、３台のロボットを協調動作させることで溶接作業を行うロボットシステムを示す図である。このロボットシステムにおいて、ロボットＡ（マスタロボット）とロボットＢ（第２のスレーブロボット）とは、溶接作業を行う作業ロボットであり、ロボットＣ（第１のスレーブロボット）は、ワークを把持するハンドリングロボットである。
　ロボットＡは、マニピュレータ１０Ａ、溶接トーチ１１Ａ、溶接ワイヤ送給装置１２Ａ、溶接ワイヤ１３Ａ、溶接機１４Ａ、制御装置１６Ａを有する。溶接機１４Ａは、溶接トーチ１１Ａに電気的に接続され、溶接電流や溶接電圧を制御している。また、溶接機１４Ａは、溶接ワイヤ送給装置１２Ａに電気的に接続され、溶接ワイヤ１３Ａの送給速度を制御する。
　ロボットＢは、マニピュレータ１０Ｂ、溶接トーチ１１Ｂ、溶接ワイヤ送給装置１２Ｂ、溶接ワイヤ１３Ｂ、溶接機１４Ｂ、制御装置１６Ｂを有する。溶接機１４Ｂは、溶接トーチ１１Ｂに電気的に接続され、溶接電流や溶接電圧を制御している。また、溶接機１４Ｂは、溶接ワイヤ送給装置１２Ｂに電気的に接続され、溶接ワイヤ１３Ｂの送給速度を制御する。
　ロボットＣは、マニピュレータ１０Ｃ、ハンドリング装置１５Ｃ、制御装置１６Ｃを有し、ハンドリング装置１５Ｃによって、ワークＷを把持することが可能である。
　また、ロボットＡは制御装置１６Ａによって制御され、ロボットＢは制御装置１６Ｂによって制御されている。より具体的には、制御装置１６Ａ、１６Ｂは、溶接電圧、溶接電流、ワイヤ送給速度といった溶接条件を溶接機１４Ａ、１４Ｂに指示すると共に、マニピュレータ１０Ａ、１０Ｂの動きを指示する。ロボットＡ、Ｂは、この指示を実行することで、ワークＷに溶接作業を行う。ロボットＣは、制御装置１６Ｃによって制御されている。より具体的には、制御装置１６Ｃは、ハンドリング装置１５Ｃのハンドの開閉をハンドリング装置１５Ｃに指示すると共に、マニピュレータ１０Ｃの動きを指示する。ロボットＣは、この指示を実行することで、ハンドリング装置１５Ｃのハンドの開閉を行い、ワークＷの保持、手放し、移動を行う。
　本実施の形態のロボットシステムでは、ロボットＡをマスタロボットとし、ロボットＢとロボットＣをスレーブロボットとして動作させる。マスタロボットは、スレーブロボットに対して、協調動作を行わせるための通信を行う。そのため、制御装置１６Ａと制御装置１６Ｂとを、光ファイバケーブル１７ＡＢによって接続している。また、制御装置１６Ａと制御装置１６Ｃとを、光ファイバケーブル１７ＡＣによって接続している。
　なお、本実施の形態のロボットシステムでは、制御装置間をつなぐ通信線として、電気ノイズに強い光ファイバケーブルを用いている。しかし、通信線としては、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）やシリアル通信などのケーブルを用いても構わないし、通信線を用いない無線通信であっても構わない。
　また、制御装置１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃそれぞれは、入力装置であるティーチペンダント１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃに接続される。作業者は、ティーチペンダントを用いて、ロボットの操作や、マスタモードとスレーブモードとのモード切り替えなどを制御装置に設定する。ティーチペンダント１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、ロボット操作部（図示せず）、スレーブロボットの状態とマスタロボットの状態とを切り替えるモード切替部（図示せず）、溶接電流やワイヤ送給速度といった各種データを表示するデータ表示部（図示せず）、各種データを設定するデータ設定部（図示せず）等を有している。
　図２は、制御装置１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの構成を示している。
　マスタロボットであるロボットＡの制御装置１６Ａは、演算部２０Ａと、教示データ記憶部２１Ａと、マニピュレータ制御部２２Ａと、溶接条件指令部２３Ａと、通信部２４Ａと、スレーブロボット通信部２５ＡＢ、２５ＡＣと、キャリブレーションポイント記憶部２６ＡＣ、２６ＢＣと、変換行列記憶部２７ＡＣ（第１の記憶部）、２７ＢＣ（第２の記憶部）を有する。
　演算部２０Ａは、様々な内部演算等を行うＣＰＵや、メモリなどで構成される。教示データ記憶部２１Ａは、自動運転時にプレイバック動作させるために教示されたデータを記憶する。マニピュレータ制御部２２Ａは、演算部２０Ａで演算された結果に基づいてマニピュレータ１０Ａを制御する。溶接条件指令部２３Ａは、溶接機１４Ａに溶接電流などの溶接条件を指令する。通信部２４Ａは、ティーチペンダント１８Ａとの通信を行う。スレーブロボット通信部２５ＡＢは、スレーブロボットであるロボットＢへの動作指令や溶接指令を送信すると共に、ロボットＢからの情報を受信する。スレーブロボット通信部２５ＡＣは、スレーブロボットであるロボットＣへの動作指令やハンドリング指令を送信すると共に、ロボットＣからの情報を受信する。ロボットＡからロボットＢへの指示を第２の指令、ロボットＡからロボットＣへの指示を第１の指令とする。キャリブレーションポイント記憶部２６ＡＣは、ロボットＡとロボットＣとの協調動作に必要となる、それぞれのロボットのＴＣＰ位置とＴＣＰ方向ベクトルを記憶する。変換行列記憶部２７ＡＣは、キャリブレーションポイント記憶部２６ＡＣのデータから計算されるロボットＡとロボットＣとの変換行列ＴＣＡ（第１の変換行列）を記憶する。キャリブレーションポイント記憶部２６ＢＣは、ロボットＢとロボットＣとの協調動作に必要となる、それぞれのロボットのＴＣＰ位置とＴＣＰ方向ベクトルを記憶する。変換行列記憶部２７ＢＣは、キャリブレーションポイント記憶部２６ＢＣのデータから計算されるロボットＢとロボットＣとの変換行列ＴＣＢ（第２の変換行列）を記憶する。
　一方、スレーブロボットであるロボットＢの制御装置１６Ｂは、演算部２０Ｂと、マニピュレータ制御部２２Ｂと、溶接条件指令部２３Ｂと、通信部２４Ｂと、マスタロボット通信部２５ＢＡを有する。演算部２０Ｂ、マニピュレータ制御部２２Ｂ、溶接条件指令部２３Ｂ、通信部２４Ｂなどは制御装置１６Ａと同様の機能である。また、マスタロボット通信部２５ＢＡは、本実施の形態においては、マスタロボットであるロボットＡからの動作指令や溶接指令を受信し、ロボットＢの情報を送信する。しかし、マスタロボット通信部２５ＢＡが送受信するデータの内容はロボットＢの役割によって異なっていても構わず、また、ロボットＢがマスタロボットとして機能することができるように、制御装置１６Ｂは制御装置１６Ａと同様の構成であっても構わない。
　一方、スレーブロボットであるロボットＣの制御装置１６Ｃは、演算部２０Ｃと、マニピュレータ制御部２２Ｃと、ハンドリング指令部２６Ｃと、通信部２４Ｃと、マスタロボット通信部２５ＣＡを有する。演算部２０Ｃ、マニピュレータ制御部２２Ｃ、通信部２４Ｃなどは制御装置１６Ａと同様の機能である。また、マスタロボット通信部２５ＣＡは、本実施の形態においては、マスタロボットであるロボットＡからの動作指令やハンドリング指令を受信し、ロボットＣの情報を送信する。しかし、マスタロボット通信部２５ＣＡが送受信するデータの内容はロボットＣの役割によって異なっていても構わず、また、ロボットＣがマスタロボットとして機能することができるように、制御装置１６Ｃは制御装置１６Ａと同様の構成であっても構わない。
　本実施の形態において、マスタロボットであるロボットＡの制御装置１６Ａは、教示データ記憶部２１Ａに、ロボットＡとロボットＢとロボットＣが１つの組となった教示点を記憶している。教示データ記憶部２１Ａに記憶されているデータは、プレイバック動作時に演算部２０Ａによって読み出される。演算部２０Ａでは、各ロボットの動作量を算出し、ロボットＡの動作と溶接は、マニピュレータ制御部２２Ａと溶接条件指令部２３Ａを介して制御される。
　また、スレーブロボットであるロボットＢの動作と溶接は、スレーブロボット通信部２５ＡＢを介して、制御装置１６Ａから制御装置１６Ｂに送信された指令によって制御される。具体的には、制御装置１６Ｂは、マスタロボット通信部２５ＢＡで受信した制御装置１６Ａからの指令を演算部２０Ｂにより処理する。そして、ロボットＢの動作と溶接は、マニピュレータ制御部２２Ｂおよび溶接条件指令部２３Ｂを介して制御される。また、制御装置１６Ｂは、現在のロボットＢの姿勢や溶接出力状態などの情報を、マスタロボット通信部２５ＢＡを介して、制御装置１６Ａに送信する。
　同様に、スレーブロボットであるロボットＣの動作とハンドリングは、スレーブロボット通信部２５ＡＣを介して、制御装置１６Ａから制御装置１６Ｃに送信された指令によって制御される。具体的には、マスタロボット通信部２５ＣＡで受信した制御装置１６Ａからの指令を演算部２０Ｃにより処理する。そして、ロボットＣの動作とハンドリングは、マニピュレータ制御部２２Ｃおよびハンドリング指令部２６Ｃを介して制御される。また、制御装置１６Ｃは、現在のロボットＣの姿勢やハンドリング装置１５Ｃの出力状態などの情報を、マスタロボット通信部２５ＣＡを介して、制御装置１６Ａに送信する。
　上記構成により、溶接機を有する２台のロボットと、ハンドリング装置を有する１台のロボットを同時に制御できる。
　次に、ロボットＡ～Ｃが協調動作するために必要となる変換行列を生成する方法について説明する。変換行列とは、異なる２つの座標系の関係を示すもので、これにより、一方の座標系で示された位置ベクトルをもう一方の座標系で示される位置ベクトルに変換することができる。本実施の形態においては、作業ロボットであるロボットＡとロボットＢが、ハンドリングロボットであるロボットＣに協調して動作する必要がある。従って、変換行列を生成するためには、ロボットＡとロボットＣの位置関係と、ロボットＢとロボットＣの位置関係とが必要となる。
　始めに、ロボットＡとロボットＣの変換行列ＴＣＡを生成する方法について、図３を用いて説明する。図３に示すように、ロボットＡのマニピュレータ１０Ａの先端に取り付けられた溶接トーチ１１Ａに教示用チップＣ１を取り付ける。そして、ロボットＡの手首先端（マニピュレータ１０Ａの先端）から教示用チップＣ１の先端までのオフセットを正しく設定しておく。このようにすることで、教示用チップＣ１の先端がロボットＡのＴＣＰとなる。なお、ＴＣＰとは、ロボットの制御点である。
　また、ロボットＣは、マニピュレータ１０Ｃの先端に取り付けられたハンドリング装置１５Ｃの一部を基準点とし、ロボットＣの手首先端（マニピュレータ１０Ｃの先端）から基準点までのオフセット値を正しく設定しておく。例えば、ハンドリング装置１５Ｃの両ハンドの先端の中心を基準値とする。なお、ハンドリング装置１５Ｃに適切な基準点をとることができない場合は、図３に示すように、ハンドリング装置１５Ｃを取り外し、基準点を確実にとれる治具Ｃ２をロボットＣのマニピュレータ１０Ｃの先端に取り付けてもよい。いずれかの方法で設けられた基準点がロボットＣのＴＣＰとなる。
　次に、作業者がティーチペンダント１８Ｃを操作し、制御装置１６Ｃをスレーブロボットのモードに切り替える。そして、マスタロボットであるロボットＡのティーチペンダント１８Ａを用いて、作業者がマスタロボットであるロボットＡおよびスレーブロボットであるロボットＣの両方を操作する。そして、図３に示すように、ロボットＡのＴＣＰとロボットＣのＴＣＰとを、両ＴＣＰの方向ベクトルを変更しない状態で、同一直線上にない空間上の３点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）で一致させる。
　このとき、３点に関して、ロボットＡ、Ｃの基準点を原点とするロボット座標系Σａ、Σｃにおける、それぞれのロボットのＴＣＰ位置とＴＣＰ方向ベクトルをキャリブレーションポイント記憶部２６ＡＣに記憶する。そして、求められたロボットＡの３つのＴＣＰ位置データおよび方向ベクトルデータと、ロボットＣの３つのＴＣＰ位置データおよび方向ベクトルデータとから、ロボットＣのロボット座標系ΣｃからロボットＡのロボット座標系Σａへの変換行列ＴＣＡを演算部２０Ａで計算によって求めることができる。変換行列ＴＣＡは、変換行列記憶部２７ＡＣに記憶される。
　次に、ロボットＢとロボットＣとの変換行列ＴＣＢを生成する方法について説明する。基本的には、前述のロボットＡとロボットＣとの間で変換行列ＴＣＡを求める方法と同様である。先ず、ロボットＢのマニピュレータ１０Ｂの先端に取り付けられた溶接トーチ１１Ｂに、教示用チップＣ１を取り付ける。そして、ロボットＢの手首先端（マニピュレータ１０Ｂの先端）から教示用チップＣ１の先端までのオフセットを正しく設定しておく。このようにすることで、教示用チップＣ１の先端がロボットＢのＴＣＰとなる。
　次に、作業者がティーチペンダント１８Ｂとティーチペンダント１８Ｃを操作し、制御装置１６Ｂと制御装置１６Ｃとをスレーブロボットのモードに切り替える。そして、作業者がマスタロボットであるロボットＡのティーチペンダント１８Ａを用いて、スレーブロボットであるロボットＢおよびロボットＣの両方を操作する。そして、ロボットＡとロボットＣの変換行列を求めた時と同様に、ロボットＢのＴＣＰとロボットＣのＴＣＰとを、両ＴＣＰの方向ベクトルを変更しない状態で、同一直線上にない空間上の３点で合わせる。
　このとき、３点に関して、ロボットＢ、Ｃの基準点を原点とするロボット座標系Σｂ、Σｃにおける、それぞれのロボットのＴＣＰ位置とＴＣＰ方向ベクトルをキャリブレーションポイント記憶部２６ＢＣに記憶する。そして、求められたロボットＢの３つのＴＣＰ位置データおよび方向ベクトルデータと、ロボットＣの３つのＴＣＰ位置データおよび方向ベクトルデータとから、ロボットＣのロボット座標系ΣｃからロボットＢのロボット座標系Σｂへの変換行列ＴＣＢを演算部２０Ａで計算によって求めることができる。変換行列ＴＣＢは、変換行列記憶部２７ＢＣに記憶される。
　これら変換行列ＴＣＡと変換行列ＴＣＢを用いることで、ロボットＡとロボットＢのＴＣＰを、ロボットＣのマニピュレータ１０Ｃの先端を座標原点としたワーク座標系Σｗで表すことが可能となる。そして、ロボットＡおよびロボットＢのＴＣＰを、ワーク座標系Σｗで示される速度や軌跡で、ロボットＣと協調動作させることが可能となり、複雑なワークを溶接するのに適している。
　次に、上記構成を用いて、３台のロボットを協調して動作させる方法の詳細について、図面を参照して説明する。
　演算部２０Ａは、教示データ記憶部２１ＡからロボットＡ～Ｃを協調して動作させる動作プログラムを呼び出す。そして、演算部２０Ａは、動作プログラムで示される作業手順に従って、ロボットＡ～Ｃへの指示やロボットＡ～Ｃから集められた情報の処理などを行う。動作プログラムは、協調動作において特徴的な命令である目標位置命令を含んだ、さまざまな命令から構成されている。目標位置命令には、図４に示すように、ロボットＡ～Ｃのマニピュレータ１０Ａ～１０Ｃを構成する各軸の目標角度と動作速度（回転速度）、２点間をＴＣＰに直線動作させるか曲線動作させるか、複数のロボットでの協調動作をさせるかさせないか、などのマニピュレータの動作に関する指令が記録されている。
　図５に、演算部２０Ａが動作プログラムを処理するときのフローチャートを示す。演算部２０Ａは、教示データ記憶部２１Ａから動作プログラムを読み出し、動作プログラムの命令が目標位置命令かどうかを判別する。そして、図５では、協調動作を行う目標位置命令を読み出したときの処理について、詳しく説明する。
　演算部２０Ａは、読み出した命令が目標位置命令であれば、ロボットＡ～Ｃの現在のＴＣＰ位置と現在のＴＣＰの方向ベクトルを表す、「現在位置ベクトルＳｎｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ）」と、目標位置命令に記載されたマニピュレータの各軸の角度から計算されるロボットＡ～Ｃの目標となるＴＣＰ位置と目標となるＴＣＰの方向ベクトルを表す「目標位置ベクトルＳｒｉ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ）」を計算する。この現在位置ベクトルと目標位置ベクトルを算出する工程をＳＴＥＰ１とする。
　ロボットＡのＴＣＰの現在位置ベクトルＳｎａは、ロボットＡのロボット座標系が３次元であり、各次元についてのロボットＡのＴＣＰの位置および角度を示すため、６つのパラメータで表される。例えば、図６に示すように、現在位置ベクトルＳｎａは、ロボットＡのロボット座標系Σａでは、（Ｘａｎ，Ｙａｎ，Ｚａｎ，Ｕａｎ，Ｖａｎ，Ｗａｎ）とあらわされる。同じように、ロボットＢおよびロボットＣについても、現在位置ベクトルＳｎｂや現在位置ベクトルＳｎｃがそれぞれのロボットのロボット座標系Σｂ、Σｃにおいて６つのパラメータで示される。ロボットＡの目標位置ベクトルＳｒａ、ロボットＢの目標位置ベクトルＳｒｂ、ロボットＣの目標位置ベクトルＳｒｃについても、それぞれのロボットのロボット座標系Σａ、Σｂ、Σｃにおいて６つのパラメータで示される。
　次に、既に求めてあり、変換行列記憶部２７ＡＣに記憶されている変換行列ＴＣＡを用いて、ロボットＡの現在位置ベクトルＳｎａおよび目標位置ベクトルＳｒａを変換する。変換行列ＴＣＡによって、ロボットＡのロボット座標系Σａを、ワーク座標系Σｗにまで変換することができる。これにより、ロボットＡの現在位置ベクトルＳｎａおよび目標位置ベクトルＳｒａは、それぞれ、ワーク座標系Σｗでの変換現在位置ベクトルＳｗｎａおよび変換目標位置ベクトルＳｗｒａに変換される。同様に、変換行列記憶部２７ＢＣに記憶されている変換行列ＴＣＢを用いて、ロボットＢの現在位置ベクトルＳｎｂおよび目標位置ベクトルＳｒｂを変換する。変換行列ＴＣＢによって、ロボットＢのロボット座標系Σｂを、ワーク座標系Σｗにまで変換することができる。これにより、ロボットＢの現在位置ベクトルＳｎｂおよび目標位置ベクトルＳｒｂは、それぞれ、ワーク座標系Σｗでの変換現在位置ベクトルＳｗｎｂおよび変換目標位置ベクトルＳｗｒｂに変換される。なお、ロボットＣのロボット座標系Σｃとワーク座標系ΣｗとはすでにロボットＣのＴＣＰにおいて関連付けられているため、変換は不要である。この変換現在位置ベクトルと変換目標位置ベクトルを算出する工程をＳＴＥＰ２とする。
　次に、変換現在位置ベクトルＳｗｎａから変換目標位置ベクトルＳｗｒａへ指定した速度でロボットＡのＴＣＰを動作させるための補間分割数Ｎを算出する。補間分割数Ｎを算出する工程をＳＴＥＰ３とする。
　通常、ロボットは、固定の補間時間Ｔｓ毎に各軸の角度を制御しており（以下、補間制御とする）、この補間制御を繰り返すことで、指定された動作を完了するものである。補間制御により、ロボットは動作の軌跡に沿うように制御される。そのため、指定された速度で動作するためには、何回の補間制御を繰り返すことで、現在位置ベクトルＳｎａ、Ｓｎｂ、Ｓｎｃから目標位置ベクトルＳｒａ、Ｓｒｂ、ＳｒｃまでのＴＣＰの動作を完了できるかを算出する必要がある。本実施の形態では、マスタロボットであるロボットＡのＴＣＰが現在位置ベクトルＳｎａから目標位置ベクトルＳｒａまで直線で動作する動きを基準として補間制御の回数を算出する。補間分割数Ｎは次の計算式で求めることができる。
　Ｎ＝（Ｓｗｒａ－Ｓｗｎａ）÷動作速度÷Ｔｓ
　なお、基準となるロボットは、マスタロボットであるロボットＡではなく、スレーブロボットであるロボットＢであっても構わない。その場合は、ＳｗｎａおよびＳｗｒａを、ＳｗｎｂおよびＳｗｒｂに置き換えるだけでよい。スレーブロボットであるロボットＣについても、ロボットＢと同様である。
　補間分割数Ｎが求まった後は、補間制御の繰り返し処理となる。補間制御の繰り返し処理をＳＴＥＰ４とする。すなわち、補間制御をＮ回繰り返すことで、ロボットＡ～ＣのＴＣＰそれぞれについて、現在位置ベクトルから目標位置ベクトルまでの移動が行われ、目標位置命令が完了される。
　以上のように、制御装置１６Ａは、１つの目標位置命令を完了すると、次命令の有無を判断し、次命令がある場合は、次命令を読み出して実行する。次命令が目標位置命令であれば、ＳＴＥＰ１～４を再度実行する。そして、次命令がなくなると、動作プログラムが完了される。
　ここで、ＳＴＥＰ４の補間制御について、図７を用いて詳細に説明する。
　補間制御の繰り返しをするには、１回の補間制御について、図７に示すように、軌跡制御の元となるワーク座標系Σｗでの変換目標位置ベクトルを算出する。ロボットＡおよびロボットＢに関しては、ワーク座標系Σｗでの軌跡を算出するため、ワーク座標系Σｗでの変換現在位置ベクトルＳｗｎａ、Ｓｗｎｂと変換目標位置ベクトルＳｗｒａ、Ｓｗｒｂを用いた計算を行う。ロボットＡにおいて、補間制御繰り返しのうちのｊ回目の補間制御の変換軌跡目標位置ベクトルＳｗａｊは次のように求めることができる。
　Ｓｗａｊ＝Ｓｗｒａ－（Ｓｗｒａ－Ｓｗｎａ）×（Ｎ－ｊ）÷Ｎ　　（式１）
　同様に、ロボットＢにおいて、ｊ回目の補間制御の変換軌跡目標位置ベクトルＳｗｂｊは次のように求めることができる。
　Ｓｗｂｊ＝Ｓｗｒｂ－（Ｓｗｒｂ－Ｓｗｎｂ）×（Ｎ－ｊ）÷Ｎ　　（式２）
　（式１）と（式２）は、補間開始時のロボットＡおよびＢの変換現在位置ベクトルＳｗｎａおよびＳｗｎｂから、補間制御回数を重ねるごとにロボットＡおよびＢの変換目標位置ベクトルＳｗｒａおよびＳｗｒｂに向かっていくことを示している。そして（式１）と（式２）は、最後のＮ回目の補間制御を完了すると、ロボットＡおよびＢのＴＣＰがそれぞれの変換目標位置ベクトルＳｗｒａおよびＳｗｒｂに到着することを意味している。
　一方、ロボットＣにおいては、ワーク座標系Σｗを基準とした動作を行わないため、ロボットＣのロボット座標系Σｃでの軌跡目標位置ベクトルＳｃｊを次式で求める。
　Ｓｃｊ＝Ｓｒｃ－（Ｓｒｃ－Ｓｎｃ）×（Ｎ－ｊ）÷Ｎ　　（式３）
　これは、ロボットＣのＴＣＰは、ロボットＣのロボット座標系Σｃにおいて、Ｎ回の補間制御を完了するとロボットＣの目標位置ベクトルＳｒｃに到着することを意味している。この変換軌跡目標位置ベクトルを算出する工程をＳＴＥＰ４－１とする。
　ロボットＡ、Ｂについて、ワーク座標系Σｗでの変換軌跡目標位置ベクトルＳｗａｊ、Ｓｗｂｊを算出すると、次に、ロボット座標系Σａ、Σｂでの軌跡目標位置ベクトルＳａｊ、Ｓｂｊへの変換を行う。ＳＴＥＰ４－１で算出したロボットＡの変換軌跡目標位置ベクトルＳｗａｊ、ロボットＢの変換軌跡目標位置ベクトルＳｗｂｊは、ワーク座標系Σｗでの値である。そして、ワーク座標系Σｗは、ロボットＣのロボット座標系Σｃを関連付けられている。そのため、変換軌跡目標位置ベクトルＳｗａｊ、Ｓｗｂｊは、変換行列ＴＣＡおよび変換行列ＴＣＢなどから、ロボット座標系Σａ、Σｂでの軌跡目標位置ベクトルＳａｊ、Ｓｂｊに変換できる。この軌跡目標位置ベクトルを算出する工程をＳＴＥＰ４－２とする。
　ロボット座標系Σａ、Σｂ、Σｃでの軌跡目標位置ベクトルＳａｊ、Ｓｂｊ、Ｓｃｊを算出すると、次に、軌跡目標位置ベクトルＳａｊ、Ｓｂｊ、Ｓｃｊからマニピュレータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各軸の角度への変換が行なわれる。この変換は、一般的に用いられる逆運動学を演算することで行われ、この変換工程をＳＴＥＰ４－３とする。
　それぞれの軸角度への変換が完了した後、モータ駆動の加減速の調整などが行なわれ、制御装置１６ＡからロボットＡ～Ｃへ動作指令が行われる。この動作指令をＳＴＥＰ４－４とする。
　ロボットＡに関しては、制御装置１６Ａの演算部２０Ａで計算されたマニピュレータ１０Ａの各軸の目標角度がマニピュレータ制御部２２Ａに指令される。マニピュレータ制御部２２Ａは、補間時間Ｔｓで目標角度に到達するようにマニピュレータ１０Ａのモータの制御を行う。
　ロボットＢには、制御装置１６Ａの演算部２０Ａで計算されたマニピュレータ１０Ｂの各軸の目標角度が、スレーブロボット通信部２５ＡＢを通じて、制御装置１６Ｂの演算部２０Ｂに送信される。演算部２０Ｂは、受信したマニピュレータ１０Ｂの軸角度をマニピュレータ制御部２２Ｂに指令する。マニピュレータ制御部２２Ｂは、補間時間Ｔｓで目標角度に到達するようにマニピュレータ１０Ｂのモータの制御を行う。
　ロボットＣに関しても、ロボットＢと同様に、マスタロボットであるロボットＡの制御装置１６Ａからの指令に基づき、ロボットＣがマニピュレータ１０Ｃのモータの制御を行う。
　この補間制御をＮ回繰り返すことで、ロボットＡ～Ｃを変換現在位置ベクトルＳｗｎａ、Ｓｗｎｂ、Ｓｎｃから、変換軌跡目標位置ベクトルＳｗａｊ、Ｓｗｂｊ、Ｓｃｊを経由して、変換目標位置ベクトルＳｗｒａ、Ｓｗｒｂ、Ｓｒｃに到達させる。これは、ロボットＡ、Ｂについては、現在位置ベクトルＳｎａ、Ｓｎｂから軌跡目標位置ベクトルＳａｊ、Ｓｂｊを経由して目標位置ベクトルＳｒａ、Ｓｒｂに到達させていることになる。
　以上が、補間制御に関する説明である。次に、本実施の形態の作用について説明する。
　本実施の形態では、１台のマスタロボット（ロボットＡ）に２台のスレーブロボット（ロボットＢ、Ｃ）を接続している。そして、マスタロボットであるロボットＡの制御装置１６Ａは、ハンドリングロボットである第１のスレーブロボット（ロボットＣ）とマスタロボット（ロボットＡ）との変換行列ＴＣＡだけでなく、第２のスレーブロボット（ロボットＢ）と第１のスレーブロボット（ロボットＣ）との変換行列ＴＣＢも記憶している。また、３台のロボットＡ～Ｃのマニピュレータ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各軸の目標角度を記憶した動作プログラムが一括して処理されることで、３台のロボットＡ～Ｃの同期をスムーズに行なうことができ、高い精度で協調動作を行うことも可能である。
　ここで、スレーブロボット同士の変換行列を、マスタロボットに記憶させる利点について、図８を用いて説明する。図８は、ワークを把持するハンドリングロボットに対して、両サイドから、２台の作業ロボットが溶接作業を行うロボットシステムを示している。このロボットシステムにおいて、１台のマスタロボットが２台のスレーブロボットとの変換行列を生成するためには、１台のマスタロボットは、２台のスレーブロボットそれぞれと、前述のＴＣＰ位置合わせが必要となる。しかし、ロボットＡとＢの配置間隔が大きいといったロボットシステムの構成によっては、マスタロボットである溶接ロボットとスレーブロボットである溶接ロボットとのＴＣＰ位置合わせが、不可能な場合がある。なお、スレーブロボットであるハンドリングロボットは、マスタロボットである溶接ロボットおよびスレーブロボットである溶接ロボットの両方とＴＣＰ位置合わせが可能な位置に配置されている。
　この場合、ハンドリングロボットをマスタロボットとし、２台の溶接ロボットとの変換行列を生成することは可能である。しかし、マスタロボットは、作業者が最も頻繁に使用するロボットが好ましく、具体的作業を伴う溶接ロボットは、作業条件の変更などを行なう頻度が多い。従って、マスタロボットは、溶接ロボットであることが望ましい。
　図８のようにロボットが配置されたロボットシステムであっても、本実施の形態の制御方法を用いると、スレーブロボット同士でＴＣＰ位置合わせによって生成された変換行列をマスタロボットが記憶する。そのため、スレーブロボットとＴＣＰ位置合わせを直接行うことができないロボットをマスタロボットとして協調動作をさせることが可能となる。
　このように、本実施の形態を用いることで、より自由度の高い協調動作を行うことができ、３台以上のロボットを有するロボットシステムを構築できる。
　なお、上記では、２台の溶接ロボットと１台のハンドリングロボットとが協調動作する例を示した。しかし、溶接ロボットは３台以上でも構わない。その場合は、本実施の形態と同様に、スレーブロボット同士の変換行列の生成を複数回行なうことで、協調動作を実現できる。
　なお、本実施の形態では、現在位置ベクトルから目標位置ベクトルまで単純にワーク座標系Σｗを直線で動作する例を示した。しかし、現在位置ベクトルから目標位置ベクトルに向かう軌跡は、円弧状など任意の形状も可能である。
　なお、本実施の形態では、具体的作業として溶接作業の例を示した。しかし、溶接だけでなく、塗装や搬送などの作業も可能である。
　本開示によれば、３台以上のロボットを高い自由度で協調動作させることができ、例えば１台のハンドリングロボットが把持したワークに複数台の溶接ロボットが協調動作をしながら溶接を行うロボットシステムおよびその制御方法として産業上有用である。
　Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ　ロボット
　１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ　マニピュレータ
　１１Ａ，１１Ｂ　溶接トーチ
　１２Ａ，１２Ｂ　溶接ワイヤ送給装置
　１３Ａ，１３Ｂ　溶接ワイヤ
　１４Ａ，１４Ｂ　溶接機
　１５Ｃ，３４　ハンドリング装置
　１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ　制御装置
　１７ＡＢ，１７ＡＣ　光ファイバケーブル
　１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ　ティーチペンダント
　２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ　演算部
　２１Ａ　教示データ記憶部
　２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ　マニピュレータ制御部
　２３Ａ，２３Ｂ　溶接条件指令部
　２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ　通信部
　２５ＡＢ，２５ＡＣ　スレーブロボット通信部
　２５ＢＡ，２５ＣＡ　マスタロボット通信部
　２６Ｃ　ハンドリング指令部
　２６ＡＣ，２６ＢＣ　キャリブレーションポイント記憶部
　２７ＡＣ，２７ＢＣ　変換行列記憶部
　Ｓｎａ，Ｓｎｂ，Ｓｎｃ　現在位置ベクトル
　Ｓｗｎａ，Ｓｗｎｂ　変換現在位置ベクトル
　Ｓｒａ，Ｓｒｂ，Ｓｒｃ　目標位置ベクトル
　Ｓｗｒａ，Ｓｗｒｂ　　変換目標位置ベクトル
　Ｓｗａｊ，Ｓｗｂｊ　変換軌跡目標位置ベクトル
　Ｓａｊ，Ｓｂｊ，Ｓｃｊ　軌跡目標位置ベクトル

Claims (7)

  1. 　マスタロボットと第１のスレーブロボットとの位置関係を表す第１の変換行列を生成し、前記第１の変換行列を前記マスタロボットに記憶する第１のステップと、
    　前記第１のスレーブロボットと第２のスレーブロボットとの位置関係を表す第２の変換行列を生成し、前記第２の変換行列を前記マスタロボットに記憶する第２のステップと、
    　前記マスタロボットは、前記第１の変換行列を用いて求めた第１の指令に基づいて、前記第１のスレーブロボットの動作を指示する第３のステップと、
    　前記マスタロボットは、前記第１の変換行列および前記第２の変換行列を用いて求めた第２の指令に基づいて、前記第２のスレーブロボットの動作を指示する第４のステップと、
    　前記第１のスレーブロボットおよび前記第２のスレーブロボットは、前記マスタロボットと協調して動作する第５のステップと、を備えたロボットシステムの制御方法。
  2. 　前記第１のステップでは、前記マスタロボットのＴＣＰと前記第１のスレーブロボットのＴＣＰとを、３箇所の異なる位置において一致させることで前記第１の変換行列を生成する請求項１に記載のロボットシステムの制御方法。
  3. 　前記第２のステップでは、前記第１のスレーブロボットのＴＣＰと前記第２のスレーブロボットのＴＣＰとを、３箇所の異なる位置において一致させることで前記第１の変換行列を生成する請求項１または２に記載のロボットシステムの制御方法。
  4. 　前記マスタロボットと前記第２のスレーブロボットとは、前記マスタロボットのＴＰＣと前記第１のスレーブロボットのＴＣＰとを一致させることができないように離れて配置されている請求項３に記載のロボットシステムの制御方法。
  5. 　前記第５のステップでは、前記マスタロボットと前記第１のスレーブロボットと前記第２のスレーブロボットとは、軌跡に沿うように制御される補間制御を繰り返すように動作する請求項１～４のいずれかに記載のロボットシステムの制御方法。
  6. 　前記マスタロボットおよび前記第２のスレーブロボットは溶接作業を行い、前記第１のスレーブロボットはワークを保持する請求項１～５のいずれかに記載のロボットシステムの制御方法。
  7. 　第１の記憶部と、第２の記憶部と、第１の演算部とを有するマスタロボットと、
    　前記マスタロボットに接続された第１のスレーブロボットと、
    　前記マスタロボットに接続された第２のスレーブロボットとを備え、
    　前記第１の記憶部は、前記マスタロボットと前記第１のスレーブロボットとの位置関係を表す第１の変換行列を記憶し、
    　前記第２の記憶部は、前記第１のスレーブロボットと前記第２のスレーブロボットとの位置関係を表す第２の変換行列を記憶し、
    　前記第１の演算部は、前記第１の変換行列を用いて第１の指令を求め、前記第１のスレーブロボットの動作を指示し、
    　前記第１の演算部は、前記第１の変換行列および前記第２の変換行列を用いて第２の指令を求め、前記第２のスレーブロボットの動作を指示し、
    　前記第１のスレーブロボットおよび前記第２のスレーブロボットは、前記マスタロボットと協調して動作するロボットシステム。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016193686A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-08 Cambridge Medical Robotics Ltd Characterising robot environments
DE102016000850A1 (de) * 2016-01-27 2017-07-27 Kuka Roboter Gmbh Steuern eines Roboterverbands
JP2018153883A (ja) * 2017-03-16 2018-10-04 株式会社安川電機 コントロールシステム、コントローラ及び制御方法
JP2018176388A (ja) * 2017-04-19 2018-11-15 トヨタ自動車株式会社 キャリブレーション装置
DE102016122811B4 (de) 2015-12-02 2019-10-17 Fanuc Corporation Controller, der Mittel zur Bestätigung in Vorbereitung auf Synchronbetrieb beim Lehren von Daten beinhaltet
WO2020004209A1 (ja) * 2018-06-25 2020-01-02 川崎重工業株式会社 ロボット制御システム
CN112496582A (zh) * 2020-11-23 2021-03-16 博迈科海洋工程股份有限公司 一种海洋工程复杂节点多机器人焊接协同控制方法
CN113993647A (zh) * 2019-06-14 2022-01-28 松下知识产权经营株式会社 补焊系统
JP2022181810A (ja) * 2021-05-27 2022-12-08 トヨタ自動車株式会社 ロボットシステム

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9517556B2 (en) * 2012-06-29 2016-12-13 Mitsubishi Electric Corporation Robot control apparatus and robot control method
JP6550605B2 (ja) * 2014-12-02 2019-07-31 Ｓｏｉｎｎ株式会社 動作の転移装置、動作の転移方法及びプログラム
JP6502114B2 (ja) * 2015-02-12 2019-04-17 株式会社神戸製鋼所 通信制御システム及び通信制御方法
JP6778199B2 (ja) * 2015-08-25 2020-10-28 川崎重工業株式会社 遠隔操作ロボットシステム
CN106997201B (zh) * 2016-01-25 2020-11-03 上海电气集团股份有限公司 多机器人协作的路径规划方法
CN105751197B (zh) * 2016-04-26 2017-10-03 哈尔滨工程大学 一种用于主从姿态控制的辅助机构及控制方法
US10268177B2 (en) * 2016-05-19 2019-04-23 The Boeing Company Method and apparatus of coordinating independent automated systems
CN106113043B (zh) * 2016-08-06 2018-09-21 上海新时达电气股份有限公司 机器人控制系统及方法
WO2018049308A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 Fanuc America Corporation Program and variable change analysis
DE102016221213B4 (de) * 2016-10-27 2019-07-04 Audi Ag Automatisiertes Instandhaltungssystem
JP6484213B2 (ja) * 2016-12-09 2019-03-13 ファナック株式会社 複数のロボットを含むロボットシステム、ロボット制御装置、及びロボット制御方法
JP6464204B2 (ja) 2017-01-17 2019-02-06 ファナック株式会社 オフラインプログラミング装置及び位置パラメータ補正方法
JP6811635B2 (ja) * 2017-02-10 2021-01-13 川崎重工業株式会社 ロボットシステム及びその制御方法
EP3709927A4 (en) 2017-11-16 2020-12-23 Intuitive Surgical Operations Inc. MASTER / SLAVE REGISTRATION AND CONTROL FOR REMOTE OPERATION
CN110709024A (zh) 2017-11-21 2020-01-17 直观外科手术操作公司 用于直观运动的主/工具配准和控制的系统和方法
CN109887396A (zh) * 2017-12-06 2019-06-14 北京猎户星空科技有限公司 一种机器人示教系统、方法及装置
JP6962229B2 (ja) 2018-02-15 2021-11-05 オムロン株式会社 中央制御装置、制御方法およびプログラム
US11072439B2 (en) * 2018-09-07 2021-07-27 The Boeing Company Mobile fixture apparatuses and methods
US10782696B2 (en) 2018-09-07 2020-09-22 The Boeing Company Mobile fixture apparatuses and methods
US10472095B1 (en) * 2018-09-07 2019-11-12 The Boeing Company Mobile fixture apparatuses and methods
CN118438439A (zh) 2018-10-22 2024-08-06 直观外科手术操作公司 用于主机/工具配准和控制以进行直观运动的系统和方法
CN111266762B (zh) * 2018-12-05 2022-07-05 广州中国科学院先进技术研究所 一种基于多个机器人协同焊接方法及系统
US11449021B2 (en) * 2018-12-17 2022-09-20 Divergent Technologies, Inc. Systems and methods for high accuracy fixtureless assembly
DE102019102798A1 (de) * 2019-02-05 2020-08-06 Franka Emika Gmbh Kombinieren zweier einzelner Robotermanipulatoren zu einem Robotersystem durch Kalibrieren
EP3924152A1 (en) * 2019-02-11 2021-12-22 Hypertherm, INC. Motion distribution in robotic systems
US11992949B2 (en) * 2019-05-20 2024-05-28 Sisu Devices Llc Remote robotic welding with a handheld controller
CN110142736B (zh) * 2019-06-25 2020-09-29 山东大学 一种主从同构机械臂系统
JP7318406B2 (ja) * 2019-08-07 2023-08-01 オムロン株式会社 制御装置
CN111055287B (zh) * 2020-01-13 2021-06-08 广州机械科学研究院有限公司 一种双机器人协作同步的方法、系统、装置和存储介质
CN115023192B (zh) * 2020-03-24 2026-03-31 直观外科手术操作公司 用于确定机器人操纵器或相关联工具的配准和控制的系统和方法
US12605211B2 (en) 2020-03-30 2026-04-21 Intuitive Surgical Operations, Inc. Method and system for facilitating remote presentation or interaction
US11878408B2 (en) 2020-05-14 2024-01-23 Universal City Studios Llc Systems and methods for multi-sectional show robot
EP4155035A4 (en) * 2020-06-24 2024-02-28 Siemens Aktiengesellschaft METHOD FOR CONTROLLING MULTIPLE EXECUTION MECHANISMS, ELECTRONIC DEVICE AND STORAGE MEDIUM
CN112621757B (zh) * 2020-12-25 2022-03-29 河南大学 一种多关节机器人动力学仿真装置及方法
CN112872639B (zh) * 2021-01-21 2023-10-20 日照中意华坤金属制造有限公司 一种铁艺装饰件制作过程调配系统
US20220371186A1 (en) * 2021-05-19 2022-11-24 Guangzhou Institute of advanced technology Dual-robot position/force multivariate-data-driven method using reinforcement learning
WO2023147390A2 (en) 2022-01-25 2023-08-03 Divergent Technologies, Inc. Measurement-based corrections for structure assembly

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001150372A (ja) * 1999-09-16 2001-06-05 Fanuc Ltd 複数ロボットの同期又は協調動作制御装置
JP2003145462A (ja) * 2001-11-07 2003-05-20 Kawasaki Heavy Ind Ltd ロボットの協調制御システム
WO2004048049A1 (ja) * 2002-11-27 2004-06-10 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki 自動機械の制御装置及び制御方法
JP2005173849A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Yaskawa Electric Corp 自動機械制御システム
JP2005246543A (ja) * 2004-03-04 2005-09-15 Yaskawa Electric Corp ロボットシステム
JP2005262369A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Yaskawa Electric Corp ロボットシステム
JP2009148890A (ja) * 2005-05-06 2009-07-09 Fanuc Robotics America Inc 少なくとも２本のロボットアームの同期化システムおよびその制御方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3070329B2 (ja) 1993-03-31 2000-07-31 松下電器産業株式会社 産業用ロボットシステム
US5440099A (en) * 1993-12-22 1995-08-08 Fn Mfg Llc Welding complicated, difficult-to-weld metal components
JP2732034B2 (ja) 1994-08-23 1998-03-25 株式会社不二越 ロボット制御装置
JP3632278B2 (ja) 1996-01-31 2005-03-23 松下電器産業株式会社 ロボット間座標変換行列設定方法および補正方法
JP2941782B1 (ja) * 1998-05-11 1999-08-30 川崎重工業株式会社 スポット溶接ロボットの制御方法および制御装置
DE60035651T2 (de) * 1999-09-16 2008-05-21 Fanuc Ltd. Steuerungssystem zum synchronen kooperativen Betreiben einer Mehrzahl von Robotern
JP3504222B2 (ja) * 2000-09-04 2004-03-08 ファナック株式会社 ロボット制御装置
US20050189399A1 (en) * 2004-02-26 2005-09-01 Progressive Tool & Industries, Co. Flexible body workstation for assembling workpieces
JP2005334945A (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Fanuc Ltd スポット溶接装置
WO2010098030A1 (ja) * 2009-02-25 2010-09-02 パナソニック株式会社 溶接方法および溶接システム
EP2420359A4 (en) * 2010-02-03 2013-04-17 Panasonic Corp CONTROL PROCEDURE FOR A ROBOT SYSTEM
CN102226677B (zh) * 2011-01-26 2013-01-16 东南大学 具有协作关系的多机器人系统的基坐标系标定方法
CN102662350B (zh) * 2012-05-31 2013-11-27 东南大学 主从式多机器人协作系统的轨迹示教与规划方法
US9517556B2 (en) * 2012-06-29 2016-12-13 Mitsubishi Electric Corporation Robot control apparatus and robot control method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001150372A (ja) * 1999-09-16 2001-06-05 Fanuc Ltd 複数ロボットの同期又は協調動作制御装置
JP2003145462A (ja) * 2001-11-07 2003-05-20 Kawasaki Heavy Ind Ltd ロボットの協調制御システム
WO2004048049A1 (ja) * 2002-11-27 2004-06-10 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki 自動機械の制御装置及び制御方法
JP2005173849A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Yaskawa Electric Corp 自動機械制御システム
JP2005246543A (ja) * 2004-03-04 2005-09-15 Yaskawa Electric Corp ロボットシステム
JP2005262369A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Yaskawa Electric Corp ロボットシステム
JP2009148890A (ja) * 2005-05-06 2009-07-09 Fanuc Robotics America Inc 少なくとも２本のロボットアームの同期化システムおよびその制御方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9943964B2 (en) 2015-05-29 2018-04-17 Cmr Surgical Limited Characterising robot environments
WO2016193686A1 (en) * 2015-05-29 2016-12-08 Cambridge Medical Robotics Ltd Characterising robot environments
US11597094B2 (en) 2015-05-29 2023-03-07 Cmr Surgical Limited Characterising robot environments
US10807245B2 (en) 2015-05-29 2020-10-20 Cmr Surgical Limited Characterising robot environments
DE102016122811B4 (de) 2015-12-02 2019-10-17 Fanuc Corporation Controller, der Mittel zur Bestätigung in Vorbereitung auf Synchronbetrieb beim Lehren von Daten beinhaltet
DE102016000850A1 (de) * 2016-01-27 2017-07-27 Kuka Roboter Gmbh Steuern eines Roboterverbands
DE102016000850B4 (de) * 2016-01-27 2025-07-10 Kuka Roboter Gmbh Steuern eines Roboterverbands
US11198219B2 (en) 2017-03-16 2021-12-14 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Controller, control system, and control method
JP2018153883A (ja) * 2017-03-16 2018-10-04 株式会社安川電機 コントロールシステム、コントローラ及び制御方法
JP2018176388A (ja) * 2017-04-19 2018-11-15 トヨタ自動車株式会社 キャリブレーション装置
JP7173765B2 (ja) 2018-06-25 2022-11-16 川崎重工業株式会社 ロボット制御システム
JP2020001103A (ja) * 2018-06-25 2020-01-09 川崎重工業株式会社 ロボット制御システム
WO2020004209A1 (ja) * 2018-06-25 2020-01-02 川崎重工業株式会社 ロボット制御システム
CN113993647A (zh) * 2019-06-14 2022-01-28 松下知识产权经营株式会社 补焊系统
CN113993647B (zh) * 2019-06-14 2024-05-28 松下知识产权经营株式会社 补焊系统
CN112496582A (zh) * 2020-11-23 2021-03-16 博迈科海洋工程股份有限公司 一种海洋工程复杂节点多机器人焊接协同控制方法
JP2022181810A (ja) * 2021-05-27 2022-12-08 トヨタ自動車株式会社 ロボットシステム
JP7574741B2 (ja) 2021-05-27 2024-10-29 トヨタ自動車株式会社 ロボットシステム

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Yin et al. Path planning algorithm for bending robots

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