CN103347659A - 传感器中继控制装置 - Google Patents

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Abstract

得到一种传感器中继控制装置，其能够使机器人控制装置进行将力传感器等的反馈数据反映到机器人的动作中的控制，而不会增大处理负载。该传感器中继控制装置（5）基于设置在机器人的关节部分处的力传感器（3）输出的传感器数据，生成反馈数据，并与基于反馈数据进行机器人的反馈控制的机器人控制装置（1）连接，该传感器中继控制装置（5）具有：数据加工部（8），其获取力传感器（3）输出的传感器数据，将所获取的传感器数据变换为可使机器人的关节移动的电动机的控制用数据；数据同步部（9），其使电动机的控制用数据与机器人控制装置（1）的控制周期同步；以及数据输出部（10），其将与机器人控制装置（1）的控制周期同步后的电动机的控制用数据作为反馈数据，输出至机器人控制装置（1）。

Description

传感器中继控制装置
技术领域
本发明涉及一种传感器中继控制装置，其能够使机器人控制装置执行将力传感器等的反馈数据反映到机器人的动作中的控制，而不损害该机器人控制装置的处理性能。
背景技术
目前，关于机器人与力传感器等外界传感器的连接，存在多种方式。
作为上述方式的一个例子，机器人控制装置直接获取来自力传感器的反馈数据，临时对来自传感器的输入信息实施加工处理，以可将其用于机器人控制，并且，在使来自传感器的输入信息与机器人的控制周期同步的基础上，按照传感器输入信息对机器人的动作进行校正（例如，参照专利文献1）。
作为上述方式的另一个例子，由个人计算机获取来自力传感器的反馈数据，对来自传感器的输入信息实施加工处理，以可将其用于机器人控制，并将处理后的信息输出至机器人控制装置。在该方式中，作为获取到上述信息的机器人控制装置，在使来自个人计算机的输入信息与机器人的控制周期同步的基础上，按照传感器输入信息对机器人的动作进行校正。
专利文献1：日本特开2008－188722号公报
发明内容
在上述的前一种方法中，必须使对来自力传感器等的输入信息进行加工以用于机器人控制、并对机器人的动作进行校正这一连串处理全部由机器人控制装置实施。由于来自外界传感器的输入信息不一定与机器人的控制周期同步，因此，在生成上述校正数据的处理中，存在预测的成分。如果机器人控制装置以不妨碍机器人控制程度的处理负载生成校正数据，则预测精度降低，缺乏可靠性。另一方面，如果提高预测精度，则会增大机器人控制装置的处理负载，可能会妨碍机器人控制。
另外，由于计算机与机器人控制装置之间的通信不一定与机器人的控制周期同步，因此，后一种方法与前一种方法同样地，在机器人控制装置生成校正数据的处理中存在预测的成分。因此，如果机器人控制装置以不妨碍机器人控制程度的处理负载生成校正数据，则预测的精度降低，缺乏可靠性。另一方面，如果提高预测精度，则会使机器人控制装置的处理负载增大，从而可能会给机器人的控制造成影响。
本发明就是鉴于上述情况提出的，其目的在于得到一种传感器中继控制装置，其可使机器人控制装置进行将力传感器等的反馈数据反映到机器人的动作中的控制，而不会增大处理负载。
为了解决上述课题、实现目的，本发明的传感器中继控制装置基于设置在机器人的关节部分处的外界传感器输出的传感器数据，生成反馈数据，并与基于反馈数据而进行机器人的反馈控制的机器人控制装置连接，该传感器中继控制装置的特征在于，具有以下单元，即：获取外界传感器输出的传感器数据，将所获取的传感器数据变换为可使机器人的关节移动的电动机的控制用数据的单元；使电动机的控制用数据与机器人控制装置的控制周期同步的单元；以及将与机器人控制装置的控制周期同步后的电动机的控制用数据作为反馈数据，输出至机器人控制装置的单元。
发明的效果
根据本发明所涉及的传感器中继控制装置，由于与机器人的控制周期同步地将电动机的控制用数据输出至机器人控制装置，因此，不需要进行机器人控制装置的同步化处理。由此，能够抑制机器人控制装置的处理负载增大。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的传感器中继控制装置的连接方式的图。
图2是表示本发明所涉及的传感器中继控制装置的实施方式的结构的图。
图3是表示数据加工部的处理的一个例子的图。
图4是表示数据同步部的处理的一个例子的图。
具体实施方式
下面，基于附图，对本发明所涉及的传感器中继控制装置的实施方式进行说明。此外，本发明并不限定于本实施方式。
实施方式
图1是表示本发明的实施方式所涉及的传感器中继控制装置的连接方式的图。传感器中继控制装置5设置在作为外界传感器的力传感器3和机器人控制装置1之间，与各个设备连接。
机器人4具有机器人手臂2。在机器人手臂2上设有力传感器3，该力传感器3用于将向机器人作业面施加的力反馈给机器人控制装置1。例如，力传感器3设置在距离机器人手臂2的作业面最近的关节（所谓的手腕）等处。
图2是表示本发明所涉及的传感器中继控制装置的实施方式的结构的图。传感器中继控制装置5具有传感器数据输入部7、数据加工部8、数据同步部9、及数据输出部10。传感器数据输入部7基于传感器的通信规格而接收来自力传感器3的输入数据。数据加工部8对数据形式进行变换，以使机器人控制装置1无需对来自力传感器3的输入数据进行加工就能够进行处理。数据同步部9使与机器人控制装置1中的机器人4的控制周期不同步地输入的来自力传感器3的信息与机器人4的控制周期同步。数据输出部10将通过传感器数据输入部7、数据加工部8、及数据同步部9处理后的数据发送至机器人控制装置1。
传感器数据输入部7接收从力传感器3发送来的与传感器的规格相对应的数据，对该输入数据进行解析。解析处理包含输入数据的读取、输入数据的有效性确认（确认是否由于外来噪声等的影响而使数据受到损坏）。
数据加工部8将传感器数据输入部7读取的来自力传感器3的输入数据，从传感器规格的数据变换为机器人控制装置1可解读的规格的数据。
图3是表示数据加工部8中的处理的一个例子的图，以对来自6轴力传感器的输入数据进行变换的处理为例。在图3中，来自6轴力传感器的输入数据作为6轴力传感器输入数据11而被输入，其中，该6轴力传感器输入数据11是相对于传感器中心的6个要素，即，X、Y、Z、Mx（绕X轴的力）、My（绕Y轴的力）、Mz（绕Z轴的力）。数据加工部8将6轴力传感器输入数据11临时变换为与机器人4的控制点（例如凸缘中心位置或机器手等工具前端位置）相对的X、Y、Z、Mx、My、Mz这6个要素，形成为机器人控制点校正用数据12。
此外，数据加工部8通过将机器人控制点校正用数据12变换为针对机器人的各轴电动机的校正数据，而形成为各轴电动机校正用数据13。各轴电动机校正用数据13是可输出至机器人控制装置的数据规格。
在图2中，数据同步部9使从数据加工部8接收到的机器人控制装置用规格的传感器输入信息（加工后的信息）与机器人4的控制周期同步。
图4是表示数据同步部9的处理的一个例子的图。在图4中，传感器周期、机器人控制周期是固定值。作为同步校正处理，实施如下处理，即，将各轴电动机校正用数据按照机器人4的控制周期进行分割，对与机器人4的控制周期相匹配的最佳校正数据进行运算。例如，通过基于最新的各轴电动机校正用数据和旧的各轴电动机校正用数据进行线性插补，从而能够对与机器人4的控制周期相匹配的最佳校正数据进行预测计算。
此外，在传感器周期与机器人4的控制周期相比较短的情况下，通过对各轴电动机校正用数据进行间隔剔除处理，从而能够使各轴电动机校正用数据与机器人4的控制周期同步。
在图2中，数据输出部10将通过传感器数据输入部7、数据加工部8、及数据同步部9变换后的数据输出至机器人控制装置。
另外，作为传感器数据输入部7的硬件规格，可通过事先准备多个通用的通信接口（例如RS－232C、RS－422等），以后再根据所连接的传感器追加与数据规格、变换方法相关的软件，从而能够应对种类繁多的外界传感器。即，通过经由通用的通信接口与外界传感器连接，从而能够连接市售的外界传感器，抑制外界传感器筹措成本的升高。
如上所述，本实施方式所涉及的传感器中继控制装置，将来自传感器的输入数据变换为机器人控制用信息，通过将对机器人的动作进行校正时所需的处理中的数据变换、数据同步这些与通常控制处理不同的处理从机器人控制装置中去除，从而能够抑制由于在使用传感器实现的高级作业时容易增大的机器人控制处理负载所引起的控制性能降低。即，与本实施方式所涉及的传感器中继控制装置连接的机器人控制装置，不需要进行使从传感器中继控制装置输入的各轴电动机校正用数据与机器人4的控制周期同步的处理。
另外，通过将传感器中继控制装置形成为以可用于机器人控制的方式对来自传感器的输入信息进行加工的处理所专用的专用设备，从而容易提高处理性能，使处理具有实时性。另外，相对于以可用于机器人控制的方式对来自传感器的输入信息进行加工的处理，无需具有该处理所不需要的功能，因此，与个人计算机相比，可使设备小型化。由此，在不需要的时候，废弃搬运容易，且能够减少所产生的废弃物的量，因此，能够减轻环境负担。
此外，在上述说明中，作为外界传感器的例子举出了力传感器，但对于使用视觉传感器、方位传感器、接近传感器、触觉传感器等与力传感器不同的外界传感器的情况也同样地可以实施。
标号的说明
1  机器人控制装置
2  机器人手臂
3  力传感器
4  机器人
5  传感器中继控制装置
7  传感器数据输入部
8  数据加工部
9  数据同步部
10 数据输出部
11 6轴力传感器输入数据
12 机器人控制点校正用数据
13 各轴电动机校正用数据

Claims (2)

1.一种传感器中继控制装置，其基于设置在机器人的关节部分处的外界传感器输出的传感器数据，生成反馈数据，并与基于该反馈数据进行所述机器人的反馈控制的机器人控制装置连接，
该传感器中继控制装置的特征在于，具有以下单元：
获取所述外界传感器输出的传感器数据，将所获取的传感器数据变换为可使所述机器人的关节移动的电动机的控制用数据的单元；
使所述电动机的控制用数据与所述机器人控制装置的控制周期同步的单元；以及
将与所述机器人控制装置的控制周期同步后的所述电动机的控制用数据作为所述反馈数据，输出至所述机器人控制装置的单元。
2.根据权利要求1所述的传感器中继控制装置，其特征在于，
经由通用接口获取所述外界传感器输出的传感器数据。
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