專利名稱：信息處理方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對機械手的動作進行控制的信息處理方法和裝置。詳細地說，涉及能 以高速、高精度且作為控制系統(tǒng)穩(wěn)定地使機械手移動到對象物的信息處理方法和裝置。
背景技術(shù)：
以往，在汽車等的生產(chǎn)線上配設(shè)具有機械手的機器人臂，將汽車的車門等作為工 件，進行工件組裝時的螺栓緊固作業(yè)。即，機器人臂將形成在工件表面上的多個螺栓孔中、 接下來要進行螺栓緊固的螺栓孔作為對象物，移動到對象物，進行插入并旋入螺栓的作業(yè)。作為使機器人臂移動到對象物的控制，廣泛使用這樣的示教回放控制將根據(jù)對 象物的位置預先設(shè)定的位置(以下稱為“示教位置”)作為目標位置，使機器人臂沿著到達 目標位置的預定路徑移動。示教回放控制是這樣的開環(huán)控制事先示教使機器人臂沿著預 定路徑移動的動作，再現(xiàn)該動作。然而，在實際作業(yè)中，由于生產(chǎn)線上工件輸送的停止精度、用于在生產(chǎn)線上輸送工 件的工件托盤的個體差異等，使得工件的位置或姿勢產(chǎn)生偏差。由于該偏差，使得示教位置 與螺栓孔的實際位置之間產(chǎn)生誤差。因此，為了消除該誤差，在專利文獻1和2中公開了這樣的方法使用安裝在機器 人臂的前端的照相機，求出機器人臂的前端位置與螺栓孔實際位置之間的偏差，根據(jù)該偏 差進行機器人臂的位置校正。該位置校正使用將基于偏差的值用作反饋值的預定反饋控 制，例如PID控制。專利文獻1日本特開平8-174457號公報專利文獻2日本特開2001-246582號公報然而，在應用包括專利文獻1和2在內(nèi)的現(xiàn)有方法的情況下，機器人臂當最初通過 示教回放控制移動到示教位置時，在執(zhí)行用于位置校正的反饋控制之前暫時靜止。這樣，產(chǎn) 生這樣的問題由于機器人臂暫時靜止，從機器人臂開始移動到結(jié)束位置校正相應地需要 長時間。因此，本申請人為了解決上述問題，開發(fā)出這樣的方法在通過示教回放控制使機 器人臂移動的過程中，當由照相機等的視覺裝置視覺識別到對象物時，切換成位置校正用 反饋控制。而且，本申請人認識到在應用PID控制作為該方法的位置校正用反饋控制時，當 切換成PID控制時，機器人臂有時產(chǎn)生不必要的振動。因此，本申請人發(fā)現(xiàn)，作為對該方法 來說優(yōu)選的位置校正用反饋控制是使用視覺阻抗控制。視覺阻抗控制是基于現(xiàn)有的阻抗控制的控制，是如下的控制在現(xiàn)有的阻抗控制 中，取代根據(jù)實測所提供的外力，而使用根據(jù)照相機等的視覺裝置的輸出信息而提供的假 想外力。S卩，本申請人開發(fā)出這樣的控制方法在通過示教回放控制使機器人臂移動的過 程中，當由照相機等的視覺裝置視覺識別到對象物時，切換成視覺阻抗控制。以下，將該控制方法稱為“基礎(chǔ)控制方法”。關(guān)于基礎(chǔ)控制方法，本申請人已經(jīng)提出了專利申請(日本特愿2008-31041 。在 日本特愿2008-310412號的說明書中，視覺阻抗控制被稱為“非接觸型阻抗控制”。通過應用基礎(chǔ)控制方法，能抑制在示教回放控制過程中切換成反饋控制時的機器 人臂的振動，并且能縮短位置校正所需的時間?；A(chǔ)控制方法不僅能廣泛地普遍應用于汽車車門的螺栓緊固作業(yè)，還能廣泛地普 遍應用于存在多個需要機械手移動的對象物的工件作業(yè)。當前，期望一種與這樣的基礎(chǔ)控制方法相比能進一步高速、高精度、且作為控制系 統(tǒng)穩(wěn)定地使機器人臂移動到對象物的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對機械手的動作進行控制的信息處理方法和裝置，該 信息處理方法和裝置與基礎(chǔ)控制方法相比，能進一步高速、高精度、且作為控制系統(tǒng)穩(wěn)定地 使機械手移動到對象物。本發(fā)明的第1信息處理方法，該信息處理方法由信息處理裝置(例如實施方式中 的控制裝置15)執(zhí)行，該信息處理裝置進行使安裝有能視覺識別對象物(例如實施方式中 的螺栓孔21)的視覺裝置(例如實施方式中的照相機13)的機械手(例如實施方式中構(gòu)成 機器人臂11的多關(guān)節(jié)機械手2 移動到所述對象物的移動控制，其特征在于，所述信息處 理方法包含第1步驟(例如實施方式中的螺栓緊固處理的步驟Si)，在由所述視覺裝置沒有視 覺識別到所述對象物的情況下，執(zhí)行使所述機械手沿著根據(jù)所述對象物的位置預先設(shè)定的 到達目標位置的路徑移動的示教回放控制；第2步驟(例如實施方式中的螺栓緊固處理的步驟S3和S4)，在由所述視覺裝置 視覺識別到所述對象物的情況下，將比所述目標位置更接近所述對象物的位置作為新目標 位置，設(shè)定到達所述新目標位置的新路徑，在滿足用于切換所述移動控制的切換條件之前 的期間，執(zhí)行使所述機械手沿著所述新路徑移動的所述示教回放控制；以及第3步驟(例如實施方式中的螺栓緊固處理的步驟S5)，在滿足所述切換條件的情 況下，取得由所述視覺裝置視覺識別到的所述對象物的位置信息，將所述位置信息用作反 饋信息執(zhí)行使所述機械手移動到所述對象物的視覺伺服控制。根據(jù)本發(fā)明，在執(zhí)行示教回放控制的第1步驟的處理中視覺識別到對象物的情況 下，不是立即切換到執(zhí)行視覺伺服控制的第3步驟，而是切換到繼續(xù)執(zhí)行如下示教回放控 制的第2步驟。S卩，第2步驟是這樣的步驟將比目標位置更接近對象物的位置作為新目標 位置，設(shè)定到達新目標位置的新路徑，在滿足用于切換移動控制的切換條件之前的期間，執(zhí) 行使機械手沿著新路徑移動的示教回放控制。然后，當在執(zhí)行第2步驟的示教回放控制的 過程中滿足切換條件時，切換到第3步驟。由此，可以使機械手的速度等的狀態(tài)落在一定范圍內(nèi)而開始視覺伺服控制。關(guān)于 該“一定范圍”，可以通過適當設(shè)定切換條件而容易地設(shè)為對視覺伺服控制來說適當?shù)姆?圍。在該情況下，可穩(wěn)定且適當?shù)貓?zhí)行視覺伺服控制。其結(jié)果，與在示教回放控制的執(zhí)行中 視覺識別到對象物的階段立即切換到視覺伺服控制的情況相比較，能進一步高速、高精度且作為控制系統(tǒng)穩(wěn)定地使機械手移動。在該情況下，所述第2步驟可包含候選設(shè)定步驟(例如實施方式中的示教回放控制的修正移動處理的步驟Sll至 S17)，設(shè)定所述新目標位置的1個以上的候選和所述新路徑的1個以上的候選；路徑設(shè)定步驟(例如實施方式中的示教回放控制的修正移動處理的步驟S18)，根 據(jù)所述新目標位置的1個以上的候選和所述新路徑的1個以上的候選中的至少一部分，設(shè) 定所述新路徑；判定步驟(例如實施方式中的示教回放控制的修正移動處理的步驟S20)，判定是 否滿足所述切換條件；移動步驟(例如實施方式中的示教回放控制的修正移動處理的步驟S19)，在不滿 足所述切換條件的情況下，通過所述示教回放控制，使所述機械手沿著所述新路徑移動；以 及切換步驟(例如實施方式中的螺栓緊固處理的步驟S4)，在滿足所述切換條件的 情況下，將所述移動控制從所述示教回放控制切換到所述視覺伺服控制。在該情況下，所述候選設(shè)定步驟可包含對象物檢測步驟(例如實施方式中的示教回放控制的修正移動處理的步驟S13)， 檢測由所述視覺裝置視覺識別到的所述對象物的位置；機械手檢測步驟(例如實施方式中的示教回放控制的修正移動處理的步驟S12)， 檢測所述機械手的位置；目標位置候選設(shè)定步驟(例如實施方式中的示教回放控制的修正移動處理的步 驟S14)，根據(jù)所述對象物的位置和所述機械手的位置，設(shè)定所述新目標位置的候選之一； 以及路徑候選設(shè)定步驟(例如實施方式中的示教回放控制的修正移動處理的步驟 S15)，設(shè)定到達通過所述目標位置候選設(shè)定步驟的處理所設(shè)定的所述新目標位置的候選的 路徑，作為所述新路徑的候選之一，通過執(zhí)行1次以上從所述對象物檢測步驟到所述路徑候選設(shè)定步驟的一系列處 理，設(shè)定所述新目標位置的1個以上的候選和所述新路徑的1個以上的候選。在該情況下，所述切換條件既可包含所述機械手的速度為一定值以下的第1條 件，也可包含所述機械手與所述對象物之間的位置偏差為一定值以下的第2條件。這里，該 第1條件和第2條件由于是相互獨立的條件，因而既可以各自單獨使用，也可以組合起來使 用。本發(fā)明的第1信息處理裝置(例如實施方式中的控制裝置15)和程序(例如實施 方式中的由CPU 101執(zhí)行的程序)是與上述本發(fā)明的第1信息處理方法對應的裝置和程 序。因此，本發(fā)明的信息處理裝置和程序也能取得與上述本發(fā)明的信息處理方法相同的效果。本發(fā)明的第2信息處理方法，該信息處理方法由信息處理裝置(例如實施方式中 的控制裝置15)執(zhí)行，該信息處理裝置進行使安裝有能視覺識別到對象物(例如實施方式 中的螺栓孔21)的視覺裝置(例如實施方式中的照相機13)的機械手(例如實施方式中的 構(gòu)成機器人臂11的多關(guān)節(jié)機械手2 移動到所述對象物的移動控制，其特征在于，所述信息處理方法包含第1控制步驟(例如實施方式中的螺栓緊固處理的步驟Si)，在滿足用于切換所述 移動控制的切換條件之前的期間，執(zhí)行使所述機械手沿著根據(jù)所述對象物的位置預先設(shè)定 的到達目標位置的路徑移動的示教回放控制；以及第2控制步驟(例如實施方式中的螺栓緊固處理的步驟S5)，在滿足所述切換條件 的情況下，取得由所述視覺裝置視覺識別到的所述對象物的位置信息，將所述位置信息作 為反饋信息代入到包含1個以上系數(shù)的控制式進行運算，根據(jù)該運算結(jié)果執(zhí)行使所述機械 手移動到所述對象物的視覺伺服控制，所述第2控制步驟包含系數(shù)變更步驟(例如實施方式中的視覺阻抗控制的移動處 理的步驟S32、S33、S36、S37)，在該系數(shù)變更步驟中，根據(jù)所述機械手的預定狀態(tài)變更所述 1個以上系數(shù)中的至少一部分。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)機械手的預定狀態(tài)，變更視覺伺服控制的控制式所包含的1個 以上系數(shù)中的至少一部分。由此，可以與機械手的速度等的狀態(tài)無關(guān)地，穩(wěn)定適當?shù)貓?zhí)行視 覺伺服控制。其結(jié)果，與固定1個以上系數(shù)的視覺伺服控制的情況相比較，能進一步高速、 高精度且作為控制系統(tǒng)穩(wěn)定地使機械手移動。在該情況下，通過所述第2控制步驟的處理執(zhí)行的視覺伺服控制可以是根據(jù)至少 包含系數(shù)Fa和系數(shù)Dd的控制式(例如實施方式中的式G))進行運算的視覺阻抗控制， 所述系數(shù)F α表示根據(jù)所述機械手與所述對象物之間的位置偏差可變的、施加給所述機械 手的假想外力，所述系數(shù)Dd表示針對所述機械手的假想粘性，作為所述系數(shù)變更步驟的處理，所述信息處理裝置可根據(jù)當滿足所述切換條件時 的所述機械手的速度來變更所述系數(shù)Dd(例如實施方式中的視覺阻抗控制的移動處理的 步驟 S32、S33)。在該情況下，作為所述系數(shù)變更步驟的處理，所述信息處理裝置還可將認為所述 機械手與所述對象物之間的位置偏差為一定值以下的條件作為偏差小條件，在滿足所述偏 差小條件的情況下，變更所述系數(shù)F α和所述系數(shù)Dd中的至少一方(例如實施方式中的視 覺阻抗控制的移動處理的步驟S33、S37)。作為所述系數(shù)變更步驟的處理，所述信息處理裝置可在滿足所述偏差小條件的情 況下，將所述系數(shù)Fα更新成大于原先的值。作為所述系數(shù)變更步驟的處理，所述信息處理裝置可在滿足所述偏差小條件的情 況下，將所述系數(shù)Dd變更成大于當滿足所述切換條件時所更新的值。在該情況下，所述偏差小條件既可包含所述機械手的速度為一定值以下的第1條 件，也可包含所述機械手與所述對象物之間的位置偏差為一定值以下的第2條件。這里，該 第1條件和第2條件由于是相互獨立的條件，因而既可以各自單獨使用，也可以組合起來使 用。本發(fā)明的第2信息處理裝置(例如實施方式中的控制裝置15)和程序(例如實施 方式中的由CPU 101執(zhí)行的程序)是與上述本發(fā)明的第2信息處理方法對應的裝置和程 序。因此，本發(fā)明的信息處理裝置和程序也能取得與上述本發(fā)明的信息處理方法相同的效果。 根據(jù)本發(fā)明，能高速、高精度、且作為控制系統(tǒng)穩(wěn)定地使機械手移動。


圖1是示出本發(fā)明一個實施方式的機器人系統(tǒng)的概略外觀結(jié)構(gòu)的立體圖。圖2是示出圖1的機器人系統(tǒng)的控制裝置的功能結(jié)構(gòu)例的功能框圖。圖3是用于說明基礎(chǔ)控制方法存在的問題的圖，是示出應用了基礎(chǔ)控制方法的機 器人臂的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖4是用于說明基礎(chǔ)控制方法存在的問題的圖，是示出安裝在應用了基礎(chǔ)控制方 法的機器人臂上的照相機的攝影圖像例的圖。圖5是用于說明基礎(chǔ)控制方法存在的問題的圖，是示出應用了基礎(chǔ)控制方法的機 器人臂的速度的時間推移的一例的時序圖。圖6是用于說明應用本發(fā)明的3步驟移動控制方法的圖，是示出圖1的機器人系 統(tǒng)的機器人臂的概略結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖7是用于說明應用本發(fā)明的3步驟移動控制方法的圖，是示出圖1的機器人系 統(tǒng)的機器人臂的速度的時間推移的一例的時序圖。圖8是用于說明應用本發(fā)明的3步驟移動控制方法的圖，是示出圖1的機器人系 統(tǒng)的機器人臂的位置與目標位置之間的偏差的時間推移的一例的時序圖。圖9是用于說明應用本發(fā)明的視覺阻抗控制的參數(shù)可變設(shè)定方法的圖，是示出圖 1的機器人系統(tǒng)的機器人臂的速度和初始制動量的關(guān)系的圖。圖10是用于說明應用本發(fā)明的視覺阻抗控制的參數(shù)可變設(shè)定方法的圖，是示出 更新前加速量與更新后加速量之間的關(guān)系的圖。圖11是用于說明應用本發(fā)明的視覺阻抗控制的參數(shù)可變設(shè)定方法的圖，是示出 圖1的機器人系統(tǒng)的機器人臂的速度的時間推移的一例的時序圖。圖12是用于說明應用本發(fā)明的視覺阻抗控制的參數(shù)可變設(shè)定方法的圖，是示出 圖1的機器人系統(tǒng)的機器人臂的位置與目標位置之間的偏差的時間推移的一例的時序圖。圖13是用于說明應用本發(fā)明的視覺阻抗控制的參數(shù)可變設(shè)定方法的圖，是示出 圖1的機器人系統(tǒng)的機器人臂的速度與更新后的制動量之間的關(guān)系的圖。圖14是示出圖2的控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)例的框圖。圖15是示出圖14的控制裝置的螺栓緊固處理流程的一例的流程圖。圖16是示出圖15的螺栓緊固處理的示教回放控制的修正移動處理流程的一例的 流程圖。圖17是示出圖15的螺栓緊固處理的視覺阻抗處理流程的一例的流程圖。
具體實施例方式以下，根據(jù)

本發(fā)明的一個實施方式。圖1是示出本發(fā)明一個實施方式的機器人系統(tǒng)1的概略外觀結(jié)構(gòu)的立體圖。例如，機器人系統(tǒng)1配設(shè)在汽車生產(chǎn)線上，以汽車的車門等作為工件2，進行組裝 工件2時的螺栓緊固。即，在工件2的表面，在N個預先規(guī)定的位置(以下稱為“規(guī)定位置”) 上分別形成有螺栓孔21-1至21-N(在圖1中僅示出螺栓孔21-1至21-4)。其中，N是1以 上的整數(shù)值，在圖1的例子中是4以上的整數(shù)值。機器人系統(tǒng)1對螺栓孔21-1至21-N分9別進行插入并旋入螺栓的作業(yè)。另外，在下文中，在無需分別區(qū)分螺栓孔21-1至21-N的情況下，將它們總稱為“螺 栓孔21”。機器人系統(tǒng)1具有機器人臂11，末端執(zhí)行器12，照相機13，機器人臂驅(qū)動裝置14 以及控制裝置15。機器人臂11具有機器人基部22，以及可旋轉(zhuǎn)地安裝在該機器人基部22上的多 關(guān)節(jié)機械手23。多關(guān)節(jié)機械手23具有關(guān)節(jié)31a至31d;連接部件3 至32e ；使各關(guān)節(jié)31a至31d 旋轉(zhuǎn)的伺服電機(未圖示)；以及對伺服電機的位置、速度、電流等各種狀態(tài)進行檢測的檢 測器(未圖示)。通過由各伺服電機進行的各關(guān)節(jié)31a至31d的旋轉(zhuǎn)動作、和與這些旋轉(zhuǎn)動作聯(lián)動 的各連接部件3 至32e的移動動作的組合，實現(xiàn)多關(guān)節(jié)機械手23的整體動作，即機器人 臂11的整體動作。末端執(zhí)行器12安裝在多關(guān)節(jié)機械手23的連接部件32e的前端，進行向螺栓孔21 插入并旋入螺栓的動作。照相機13固定安裝在多關(guān)節(jié)機械手23的連接部件32e的外周部，以便能以末端 執(zhí)行器12的前端作為視場角的中心進行拍攝。照相機13針對末端執(zhí)行器12的前端方向，拍攝在視場角范圍內(nèi)的圖像。以下，將 由照相機13拍攝的圖像稱為“攝影圖像”。這里，在本實施方式中，作為視場角中心的末端 執(zhí)行器12的前端位置被用作機器人臂11的位置。由此，由于攝影圖像的中心位置為機器 人臂11的位置，因而后述的控制裝置15可以通過對攝影圖像的圖像數(shù)據(jù)實施圖像處理，來 容易地求出攝影圖像所包含的各被攝體相對于機器人臂11的位置的相對位置。從后述的控制裝置15向機器人臂驅(qū)動裝置14提供使機器人臂11移動到目標位 置的指令(以下稱為“移動指令”)。因此，機器人臂驅(qū)動裝置14根據(jù)移動指令，將內(nèi)置于 多關(guān)節(jié)機械手23中的各檢測器的檢測值用作反饋值，對內(nèi)置于多關(guān)節(jié)機械手23中的各伺 服電機進行扭矩(電流)控制。由此，控制多關(guān)節(jié)機械手23的整體動作，即機器人臂11的 整體動作。在這樣的控制中，機器人臂驅(qū)動裝置14根據(jù)反饋值依次檢測機器人臂11的位置、 速度等的各種狀態(tài)，將該檢測結(jié)果作為狀態(tài)信息提供給控制裝置15?？刂蒲b置15控制機器人系統(tǒng)1的整體動作。圖2是示出控制裝置15的功能結(jié)構(gòu)例的功能框圖?？刂蒲b置15具有機器人臂控制部41和末端執(zhí)行器控制部42。機器人臂控制部41經(jīng)由機器人臂驅(qū)動裝置14控制機器人臂11的移動。機器人 臂11通過該控制移動到螺栓孔21。當機器人臂11移動到螺栓孔21時，末端執(zhí)行器控制部42控制末端執(zhí)行器12。末 端執(zhí)行器12通過該控制，將螺栓插入并旋入到螺栓孔21內(nèi)。以下，說明機器人臂控制部41的詳情。機器人臂控制部41具有示教回放控制部51，視覺伺服控制部52，控制切換部 53，圖像處理部M以及機器人臂狀態(tài)取得部55。
示教回放控制部51執(zhí)行使機器人臂11沿著預先設(shè)定的預定路徑移動的示教回放 控制。示教回放控制部51具有示教位置保持部61，目標位置確定部62以及移動指令 生成部63。示教位置保持部61保持在示教回放控制中使用的路徑的信息。即，在示教回放控 制中使用通過以下方式形成的路徑按預先設(shè)定的預定順序?qū)︻A先通過示教而設(shè)定的1個 以上的示教位置進行連接。因此，在示教位置保持部61中保持與1個以上的示教位置相關(guān) 的信息(例如表示其坐標和路徑內(nèi)的順序的信息)。目標位置確定部62根據(jù)示教位置保持部61的保持內(nèi)容識別下次的示教位置。然 后，目標位置確定部62根據(jù)下次的示教位置確定機器人臂11的下次的目標位置，并通知給 移動指令生成部63。另外，參照圖3至圖8等的圖在后面描述目標位置確定部62的目標位 置確定方法的詳情。移動指令生成部63根據(jù)從目標位置確定部62通知的目標位置生成移動指令，并 經(jīng)由控制切換部53提供給機器人臂驅(qū)動裝置14。于是，如上所述，機器人臂驅(qū)動裝置14根 據(jù)該移動指令使機器人臂11移動到目標位置。當通過這樣的示教回放控制使機器人臂11向目標位置移動的過程中滿足預定條 件時，控制切換部53將機器人臂11的動作控制從示教回放控制部51的示教回放控制切換 到視覺伺服控制部52的視覺伺服控制。另外，參照圖7和圖8在后面描述用于切換控制的預定條件(以下稱為“控制切換 條件”)的具體例。視覺伺服控制部52通過將基于照相機13的攝影圖像的信息用作反饋信息的預定 的視覺伺服控制，生成移動指令，并經(jīng)由控制切換部53提供給機器人臂驅(qū)動裝置14。在本實施方式中，使用視覺阻抗控制作為視覺伺服控制。視覺阻抗控制是指本申 請人根據(jù)現(xiàn)有的阻抗控制開發(fā)出、且作為日本特愿2008-310412號已提出專利申請的非接 觸型阻抗控制?，F(xiàn)有的阻抗控制例如是指，將關(guān)于機器人的末端執(zhí)行器的機械阻抗，(即質(zhì)量 (mass)、粘性(阻尼)以及彈性(彈簧))設(shè)定為期望值而進行的位置和力的控制。具體地 說，阻抗控制使用下式(1)來進行。式1Md~X^r Ddi^X Xd) + Kd(X - Xd) ； Fdt" dt di…(1)在式(1)中，Md、DcUKd分別表示質(zhì)量(mass)、粘性(阻尼)以及彈性(彈簧)的 各自的阻抗參數(shù)。X表示機器人的末端執(zhí)行器的位置，Xd表示機器人的末端執(zhí)行器的目標 位置。F表示施加給機器人的末端執(zhí)行器的外力。在以往的技術(shù)中，以軟件的方式分別設(shè)定 質(zhì)量Md、粘性Dd、彈性Kd以獲得期望的動態(tài)特性。在以往的阻抗控制中，前提是機器人的末端執(zhí)行器與物體接觸。因此，由搭載在機 器人的末端執(zhí)行器上的傳感器來實測外力F，該實測值被用作反饋值。以下，將這樣的以接 觸物體為前提的以往的阻抗控制稱為“接觸型阻抗控制”。
與此相對，視覺伺服控制部52執(zhí)行的視覺阻抗控制用于在針對螺栓孔21的螺栓 緊固作業(yè)之前，使機器人臂11移動到螺栓孔21。在該情況下，機器人臂11在不與形成有螺 栓孔21的工件2接觸的狀態(tài)下移動。這樣，視覺阻抗控制是以不接觸機器人臂11等物體 為前提的阻抗控制。因此，在日本特愿2008-310412號的請求書所附的說明書中，視覺阻抗 控制被稱為“非接觸型阻抗控制”。在視覺阻抗控制中，由于不能進行外力F的實測，因而機器人臂11的位置X相對 于目標位置Xd的偏差(X-Xd)被用作機器人臂11與工件2的假想接觸量。然后，如式(2) 所示，使用該假想接觸量即偏差(X-Xd)，計算施加給末端執(zhí)行器12的假想外力F。
權(quán)利要求
1.一種信息處理方法，該信息處理方法由信息處理裝置執(zhí)行，該信息處理裝置進行使 安裝有能視覺識別對象物的視覺裝置的機械手移動到所述對象物的移動控制，其特征在 于，所述信息處理方法包含第1步驟，在由所述視覺裝置沒有視覺識別到所述對象物的情況下，執(zhí)行使所述機械 手沿著根據(jù)所述對象物的位置預先設(shè)定的到達目標位置的路徑移動的示教回放控制；第2步驟，在由所述視覺裝置視覺識別到所述對象物的情況下，將比所述目標位置更 接近所述對象物的位置作為新目標位置，設(shè)定到達所述新目標位置的新路徑，在滿足用于 切換所述移動控制的切換條件之前的期間，執(zhí)行使所述機械手沿著所述新路徑移動的所述 示教回放控制；以及第3步驟，在滿足了所述切換條件的情況下，取得由所述視覺裝置視覺識別到的所述 對象物的位置信息，將所述位置信息用作反饋信息而執(zhí)行使所述機械手移動到所述對象物 的視覺伺服控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理方法，其特征在于，所述第2步驟包含候選設(shè)定步驟，設(shè)定所述新目標位置的1個以上的候選和所述新路徑的1個以上的候選；路徑設(shè)定步驟，根據(jù)所述新目標位置的1個以上的候選和所述新路徑的1個以上的候 選中的至少一部分，設(shè)定所述新路徑；判定步驟，判定是否滿足所述切換條件；移動步驟，在不滿足所述切換條件的情況下，通過所述示教回放控制，使所述機械手沿 著所述新路徑移動；以及切換步驟，在滿足所述切換條件的情況下，將所述移動控制從所述示教回放控制切換 到所述視覺伺服控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的信息處理方法，其特征在于，所述候選設(shè)定步驟包含 對象物檢測步驟，檢測由所述視覺裝置視覺識別到的所述對象物的位置； 機械手檢測步驟，檢測所述機械手的位置；目標位置候選設(shè)定步驟，根據(jù)所述對象物的位置和所述機械手的位置，設(shè)定所述新目 標位置的候選之一；以及路徑候選設(shè)定步驟，設(shè)定到達通過所述目標位置候選設(shè)定步驟的處理所設(shè)定的所述新 目標位置的候選的路徑，作為所述新路徑的候選之一，通過執(zhí)行1次以上從所述對象物檢測步驟到所述路徑候選設(shè)定步驟的一系列處理，設(shè) 定所述新目標位置的1個以上的候選和所述新路徑的1個以上的候選。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理方法，其特征在于，所述切換條件包含所述機械手 的速度為一定值以下的條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理方法，其特征在于，所述切換條件包含所述機械手 與所述對象物之間的位置偏差為一定值以下的條件。
6.一種信息處理裝置，該信息處理裝置進行使安裝有能視覺識別對象物的視覺裝置的 機械手移動到所述對象物的移動控制，其特征在于，所述信息處理裝置具有示教回放控制單元，其執(zhí)行使所述機械手沿著預先設(shè)定的路徑移動到目標位置的示教 回放控制；視覺處理單元，其根據(jù)所述視覺裝置的輸出信息檢測所述對象物；視覺伺服控制單元，其將由所述視覺處理單元檢測到的所述對象物的位置信息作為反 饋信息，執(zhí)行使所述機械手移動到所述對象物的視覺伺服控制；以及切換單元，其在滿足預定切換條件的情況下，從所述示教回放控制切換到所述視覺伺 服控制，作為所述移動控制，在由所述視覺裝置檢測到所述對象物之前的期間，所述示教回放控制單元執(zhí)行使所述 機械手沿著根據(jù)所述對象物的位置預先設(shè)定的到達目標位置的路徑移動的示教回放控制，在由所述視覺裝置檢測到所述對象物的情況下，所述示教回放控制單元將比所述目 標位置更接近所述對象物的位置作為新目標位置，設(shè)定到達所述新目標位置的新路徑，在 滿足所述切換條件之前的期間，執(zhí)行使所述機械手沿著所述新路徑移動的所述示教回放控 制。
7.一種信息處理方法，該信息處理方法由信息處理裝置執(zhí)行，該信息處理裝置進行使 安裝有能視覺識別對象物的視覺裝置的機械手移動到所述對象物的移動控制，其特征在 于，所述信息處理方法包含第1控制步驟，在滿足用于切換所述移動控制的切換條件之前的期間，執(zhí)行使所述機 械手沿著根據(jù)所述對象物的位置預先設(shè)定的到達目標位置的路徑移動的示教回放控制；以 及第2控制步驟，在滿足所述切換條件的情況下，取得由所述視覺裝置視覺識別到的所 述對象物的位置信息，將所述位置信息作為反饋信息代入到包含1個以上系數(shù)的控制式進 行運算，根據(jù)該運算結(jié)果執(zhí)行使所述機械手移動到所述對象物的視覺伺服控制，所述第2控制步驟包含系數(shù)變更步驟，在該系數(shù)變更步驟中，根據(jù)所述機械手的預定 狀態(tài)變更所述1個以上系數(shù)中的至少一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信息處理方法，其特征在于，通過所述第2控制步驟的處理而 執(zhí)行的視覺伺服控制是根據(jù)至少包含系數(shù)F α和系數(shù)Dd的控制式進行運算的視覺阻抗控 制，所述系數(shù)Fa表示根據(jù)所述機械手與所述對象物之間的位置偏差可變的、施加給所述 機械手的假想外力，所述系數(shù)Dd表示針對所述機械手的假想粘性，作為所述系數(shù)變更步驟的處理，所述信息處理裝置根據(jù)當滿足所述切換條件時的所述 機械手的速度來變更所述系數(shù)Dd。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的信息處理方法，其特征在于，作為所述系數(shù)變更步驟的處理， 所述信息處理裝置還將認為所述機械手與所述對象物之間的位置偏差為一定值以下的條 件作為偏差小條件，在滿足所述偏差小條件的情況下，變更所述系數(shù)F α和所述系數(shù)Dd中 的至少一方。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的信息處理方法，其特征在于，作為所述系數(shù)變更步驟的處 理，所述信息處理裝置在滿足所述偏差小條件的情況下，將所述系數(shù)F α變更成大于原先 的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的信息處理方法，其特征在于，作為所述系數(shù)變更步驟的處 理，所述信息處理裝置在滿足所述偏差小條件的情況下，將所述系數(shù)Dd變更成大于當滿足 所述切換條件時所更新的值。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的信息處理方法，其特征在于，所述偏差小條件包含所述機械手的速度為一定值以下的條件。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的信息處理方法，其特征在于，所述切換條件包含所述機械手 與所述對象物之間的位置偏差為一定值以下的條件。
14.一種信息處理裝置，該信息處理裝置進行使安裝有能視覺識別對象物的視覺裝置 的機械手移動到所述對象物的移動控制，其特征在于，所述信息處理裝置包含第1控制單元，其在滿足用于切換所述移動控制的切換條件之前的期間，執(zhí)行使所 述機械手沿著根據(jù)所述對象物的位置預先設(shè)定的到達目標位置的路徑移動的示教回放控 制；視覺處理單元，其根據(jù)所述視覺裝置的輸出信息來檢測所述對象物的位置信息；以及第2控制單元，其在滿足所述切換條件的情況下，將由所述視覺處理單元檢測到的所 述位置信息作為反饋信息代入到包含1個以上系數(shù)的控制式進行運算，根據(jù)該運算結(jié)果執(zhí) 行使所述機械手移動到所述對象物的視覺伺服控制，所述第2控制單元具有系數(shù)變更單元，該系數(shù)變更單元根據(jù)所述機械手的預定狀態(tài)變 更所述1個以上系數(shù)中的至少一部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及信息處理方法和裝置，以高速、高精度、且作為控制系統(tǒng)穩(wěn)定地使機械手移動到對象物。裝置進行使安裝有照相機的機器人臂移動到對象物的移動控制。即，在未檢測出對象物的情況下，裝置執(zhí)行使機械手沿著到達根據(jù)對象物的位置預先設(shè)定的目標位置的路徑移動的示教回放控制(步驟S1)。在檢測出對象物的情況下，裝置將比目標位置更接近對象物的位置作為新目標位置，設(shè)定到達新目標位置的新路徑，在滿足用于切換移動控制的切換條件之前的期間，執(zhí)行使機械手沿著新路徑移動的示教回放控制(步驟S3和S4)。在滿足切換條件的情況下，裝置執(zhí)行視覺伺服控制(步驟S5)。
文檔編號B25J13/08GK102049779SQ20101052836
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者中島陵, 蒲池英有, 藤井玄德 申請人:本田技研工業(yè)株式會社