CN114174015A - 控制装置、控制系统、机器人系统以及控制方法 - Google Patents

控制装置、控制系统、机器人系统以及控制方法 Download PDF

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Abstract

机器人(1)的控制装置(3)包括:存储部(5),其存储用于使所述机器人进行规定动作的信息作为保存动作信息;以及处理部(4),其使用所述保存动作信息作为使所述机器人自动地进行用于作业的动作的自动动作信息,来控制所述机器人的动作,所述处理部从用于操作所述机器人的操作装置(2),接受用于对正在使用所述自动动作信息自动地进行用于作业的动作的所述机器人的动作进行修正的操作信息,并以进行相对于与所述自动动作信息相关的动作而被修正了的动作的方式,控制所述机器人,并且使所述存储部存储用于使所述机器人进行所述被修正了的动作的修正动作信息作为所述保存动作信息,所述操作装置将基于表示所述操作装置的动作的第一动作信息的所述操作信息输出至所述处理部。

Description

控制装置、控制系统、机器人系统以及控制方法
技术领域
本公开涉及控制装置、控制系统、机器人系统以及控制方法。
背景技术
以往,在制造现场,焊接、涂装、部件的组装以及密封剂的涂覆等重复作业是由工业用机器人等自动地进行的。例如,为了使机器人进行作业,需要用于向机器人指示并使其存储作业所需要的信息的教示。作为机器人的教示方式,例如有借助教示者直接接触并移动机器人的直接教示、借助使用了示教控制器的远程操纵的教示、借助编程的教示、借助主从的教示等。例如专利文献1公开了通过直接教示使机器人臂存储作业的轨道的教示作业的一个例子。
专利文献1:日本特开2013-71231号公报
因为各种理由,存在需要部分地变更已向机器人教示过的动作的情况。例如,在机器人的作业对象或者作业环境等从教示时部分地发生了变化的情况下,可能产生机器人不能够完成目标作业、或者作业精度恶化等问题。另外,在依据最初作成的教示信息的作业中,也存在发现缺陷的情况。这种情况下,需要修正用于机器人的自动运转的教示信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种容易对预先设定的机器人的动作进行修正的控制装置、控制系统、机器人系统以及控制方法。
为了实现上述目的,本公开的一个形态所涉及的控制装置是机器人的控制装置,存储部,其存储用于使上述机器人进行规定的动作的信息作为保存动作信息;以及处理部,其使用上述保存动作信息作为使上述机器人自动地进行用于作业的动作的自动动作信息,来控制上述机器人的动作,上述处理部从用于操作上述机器人的操作装置,接受用于对正在使用上述自动动作信息自动地进行用于作业的动作的上述机器人的动作进行修正的操作信息,并以进行相对于与上述自动动作信息相关的动作而被修正了的动作的方式,控制上述机器人,并且使上述存储部存储用于使上述机器人进行上述被修正了的动作的修正动作信息作为上述保存动作信息,上述操作装置将基于表示上述操作装置的动作的第一动作信息的上述操作信息输出至上述处理部。
另外,本公开的一个形态所涉及的控制系统具备:本公开的一个形态所涉及的控制装置;以及用于操作上述机器人的上述操作装置。
另外,本公开的一个形态所涉及的机器人系统具备:本公开的一个形态所涉及的控制装置;上述机器人;以及用于操作上述机器人的上述操作装置。
另外,本公开的一个形态所涉及的控制方法是机器人的控制方法,使用存储于存储部且用于使上述机器人进行规定的动作的信息、即保存动作信息,作为使上述机器人自动地进行用于作业的动作的自动动作信息,来使上述机器人进行动作,从用于操作上述机器人的操作装置,接受用于对正在使用上述自动动作信息自动地进行用于作业的动作的上述机器人的动作进行修正的操作信息,基于接受到的上述操作信息,以进行相对于与上述自动动作信息相关的动作而被修正了的动作的方式,使上述机器人进行动作,使上述存储部存储用于使上述机器人进行上述被修正了的动作的修正动作信息作为上述保存动作信息,上述操作装置输出基于表示上述操作装置的动作的第一动作信息的上述操作信息。
根据本公开的技术,能够容易对预先设定的机器人的动作进行修正。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的机器人系统的结构的一个例子的图。
图2是表示实施方式所涉及的操作装置的一个例子的外观的图。
图3是表示实施方式所涉及的操作装置的结构的一个例子的框图。
图4是表示实施方式所涉及的机器人系统的功能性的结构的一个例子的框图。
图5A是表示实施方式所涉及的机器人系统的执行动作模式的动作的一个例子的流程图。
图5B是表示实施方式所涉及的机器人系统的执行动作模式的动作的一个例子的流程图。
图5C是表示实施方式所涉及的机器人系统的执行动作模式的动作的一个例子的流程图。
图6是表示实施方式所涉及的信息处理装置的动作控制部的功能性的结构的一个例子的框图。
图7A是表示由实施方式所涉及的机器人系统进行的机器人的动作的修正的具体的一个例子的图。
图7B是表示由实施方式所涉及的机器人系统进行的机器人的动作的修正的具体的一个例子的图。
图7C是表示由实施方式所涉及的机器人系统进行的机器人的动作的修正的具体的一个例子的图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本公开的实施方式进行说明。此外,以下说明的实施方式均表示综合的或者具体的例子。另外,对以下的实施方式中的构成要素中的、表示最上位概念的独立权利要求中未记载的构成要素,作为任意的构成要素进行说明。另外,附图中的各图是示意性的图,并非一定被严格地图示。并且,在各图中存在对实质上相同的构成要素标注相同的附图标记,省略或简化重复的说明的情况。另外,在本说明书以及权利要求书中,“装置”不仅可以表示一个装置,也可以表示由多个装置构成的系统。
(机器人系统100的结构)
对实施方式所涉及的机器人系统100的结构进行说明。图1是表示实施方式所涉及的机器人系统100的结构的一个例子的图。如图1所示,机器人系统100作为构成要素而具备机器人1、操作装置2、控制装置3、输入装置7、动作信息检测装置8、拍摄装置61以及输出装置62。控制装置3包括信息处理装置4和存储装置5。信息处理装置4是处理部的一个例子,存储装置5是存储部的一个例子。此外,上述构成要素并非全部必需。另外,操作装置2也可以兼做输入装置7。机器人1具备:对处理的对象物施加作用的作用部1b;和以执行该作用的方式移动作用部1b的动作部1a。操作装置2以及控制装置3构成用于控制机器人1的控制系统200。
操作装置2是用于操作机器人1的装置,将输入至操作装置2的信息亦即操作信息输出至控制装置3。控制装置3控制机器人系统100的整体的动作。动作信息检测装置8检测表示机器人1的动作部1a以及作用部1b的动作的动作信息,并将其输出至控制装置3。例如,动作信息检测装置8也可以具备各种传感器,来检测作用部1b的位置以及姿势、作用部1b向对象物施加的力、对象物的图像、作用部1b处的振动、冲击、光、声、温度、湿度以及气压等信息作为动作信息。控制装置3为了对机器人1的动作状态进行反馈以及提示,将动作信息输出至操作装置2以及输出装置62。输出装置62将动作信息变换为视觉上的信息以及听觉上的信息等信息,并对操作装置2的操作者进行提示。例如,由拍摄装置61拍摄到的机器人1的图像也可以输出至输出装置62。这样的输出装置62能够向操作者提示机器人1的状态。输出装置62的例子有液晶显示器(Liquid Crystal Display)以及有机或者无机EL显示器(Electro-Luminescence Display),但并不限定于这些。输出装置62也可以具备发出声音的扬声器。
机器人1是借助动力进行动作的机械装置。作为机器人1,例如可以例示工程机械机器人、隧道挖掘机机器人、起重机机器人、装卸搬运车机器人、工业用机器人、服务用机器人以及仿人机器人等各种用途的机器人。服务用机器人是在护理、医疗、清扫、警备、引导、救助、烹调、提供商品等各种服务业中使用的机器人。在本实施方式中,机器人1是垂直多关节型机器人、水平多关节型机器人、极坐标型机器人、圆筒坐标型机器人以及直角坐标型机器人等工业用机器人。
在本实施方式中,机器人系统100是利用了主从方式的机器人的系统。操作装置2构成主机,机器人1构成从机。在机器人系统100中,位于从机器人1的作业区域离开的位置(作业区域外)的操作者通过使操作装置2进行动作来向操作装置2输入指令,机器人1能够进行与该指令对应的动作,从而进行特定的作业。另外,在机器人系统100中,机器人1在没有由操作者使用操作装置2而进行的操作时,也能够自动地进行规定的作业。
在本实施方式中,机器人系统100能够使机器人1执行“手动模式”、“自动模式”以及“修正自动模式”下的动作。“手动模式”、“自动模式”以及“修正自动模式”不包括向机器人1教授作业等动作的教示(也称为“示教”)动作。
手动模式是依据经由操作装置2输入的指令来使机器人1进行动作的运转模式。例如,机器人1执行依据由操作者输入至操作装置2的操作的动作,即、追随该操作的动作。机器人1由操作者手动运转。此外,在手动模式中也包括如下的情况,即:基于由操作者操作操作装置2而输入的指令,动作中的机器人1的动作的一部分被自动地进行动作校正。
自动模式是依据预先设定的程序来使机器人1进行动作的运转模式。机器人1根据其任务程序而自动地进行执行规定的动作的自动运转。规定的动作可以是水平移动、铅垂移动以及旋转等单独的动作,也可以是一系列的多个单独的动作根据执行顺序组合而成的复合的动作。此外,单独动作可以包括1个动作,也可以包括2个以上的动作。复合动作的例子是保持对象物并使其移动、切断对象物、将2个以上的对象物接合、进行挖掘等作业。由此,在自动模式下,能够使机器人1自动地进行作业,换言之,自动地进行用于作业的动作。
修正自动模式在机器人1自动地进行动作的中途,使操作装置2的操作反映在机器人1的自动动作中,从而修正已成为自动地进行的动作的运转模式。即,机器人1以能够反映经由操作装置2而输入的指令的状态,根据预先设定的任务程序进行自动运转。由此,在修正自动模式下,能够修正正在自动地进行作业的机器人1的动作,换言之,能够修正正在自动地进行用于作业的动作的机器人1的动作。此外,自动模式在机器人1的自动运转中,操作装置2的操作未被反映在机器人1的动作中,这一点与修正自动模式不同。
(机器人1)
如图1所示,机器人1具备:作为动作部1a的机器人臂;和安装于机器人臂1a的前端的作为作用部1b的末端执行器。以下,对于附图标记“1a”以及“1b”,也表述为“机器人臂1a”以及“末端执行器1b”。机器人臂1a以及末端执行器1b的动作由控制装置3控制。
机器人臂1a具备:基台15;支承于基台15的支承面的臂部13;以及支承于臂部13的前端且供末端执行器1b进行安装的腕部14。机器人臂1a具备:从其基部朝向前端按顺序配置的多个连杆11a~11f;将连杆11a~11f依次连接起来的关节JT1~JT6;以及分别驱动关节JT1~JT6使它们旋转的驱动装置D1~D6。
在关节JT1中,基台15和连杆11a的基端部连结为能够绕在与基台15的支承面垂直的铅直方向上延伸的轴线旋转。在关节JT2中,连杆11a的前端部和连杆11b的基端部连接为能够绕在与支承面平行的水平方向上延伸的轴线旋转。在关节JT3中,连杆11b的前端部和连杆11c的基端部连结为能够绕在水平方向上延伸的轴线旋转。在关节JT4中,连杆11c的前端部和连杆11d的基端部连结为能够绕在连杆11c的长边方向上延伸的轴线旋转。在关节JT5中,连杆11d的前端部和连杆11e的基端部连结为能够绕与连杆11d的长边方向正交的轴线旋转。在关节JT6中,连杆11e的前端部和连杆11f的基端部连结为能够扭转旋转。
在连杆11f的前端部设置有机械接口。在机械接口,经由力传感器SF可装卸地安装与作业内容对应的末端执行器1b。力传感器SF的例子是力觉传感器等,虽然力觉传感器的结构并不特别限定,但例如可以由3轴加速度传感器构成。力传感器SF检测末端执行器1b作用于对象物的作用力,将其作为从该对象物受到的反作用力。由力传感器SF检测到的力通过适当的信号处理单元(未图示)变换为力数据。该信号处理单元例如设置于力传感器SF或者控制装置3。在本说明书,为了方便,表述为力传感器SF检测力数据。
通过由关节JT1~JT3以及连杆11a~11c构成的连结体,形成机器人臂1a的臂部13。通过由关节JT4~JT6以及连杆11d~11f构成的连结体,形成机器人臂1a的腕部14。
驱动装置D1~D6分别是使关节JT1~JT6所连结的2个部件相对地旋转的致动器的一个例子。驱动装置D1~D6分别包括由控制装置3伺服控制的伺服马达等电气马达作为驱动马达M1~M6(参照图6)。并且,驱动装置D1~D6分别包括:用于检测驱动马达M1~M6的旋转位置的编码器等的旋转传感器E1~E6(参照图6);和用于检测控制驱动马达M1~M6的驱动的电流的电流传感器C1~C6(参照图6)。旋转传感器E1~E6以及力传感器SF构成动作信息检测装置8。
此外,驱动装置D1~D6、驱动马达M1~M6、旋转传感器E1~E6以及电流传感器C1~C6的后缀“1”~“6”分别表示配置于具有相同后缀“1”~“6”的关节JT1~JT6。另外,以下,在表示任意关节而不对关节JT1~JT6进行区分的情况下,省略后缀而称为“JT”,对驱动装置D、驱动马达M、旋转传感器E以及电流传感器C也是相同的。
(操作装置2)
如图1所示,操作装置2例如是配置于机器人1的作业区域外,接受来自操作者的操作指示的装置。通过使操作装置2进行动作来生成操作信息,已生成的操作信息被发送至控制装置3。例如,操作装置2将由操作者输入的操作信息变换为与该操作信息对应的信号,并输出至控制装置3。若在手动模式下的运转中操作信息被发送至控制装置3,则机器人1由控制装置3控制为追随操作装置2的动作地进行移动。若在修正自动模式下的运转中操作信息被发送至控制装置3,则正在自动地进行动作的中途的机器人1的动作根据操作信息而被修正。
操作装置2构成为在任意的方向上自如地移动。在本实施方式中,操作装置2构成为在三维空间内的任意的方向上移动自如,而不固定于机器人1等其他物体。此外,操作装置2也可以构成为在二维平面上或者一维直线上在任意的方向上自如地移动。操作装置2构成为能够由操作者的手进行把持。即,操作装置2是能够手持的手持操作装置。因此,操作者能够使正在把持的操作装置2向任意的方向移动,并定向为任意的姿势。操作装置2构成为经由有线通信或者无线通信而与控制装置3进行通信。有线通信以及无线通信的种类不限,可以是任何通信。
虽不限定于此,但操作装置2例如可以是与家庭用游戏机的游戏控制器、遥控器或者智能手机等通用的装置相同的结构的装置,也可以是专用装置。例如,专用装置在机器人1为工业用机器人的情况下,可以是与末端执行器1b的功能对应的装置。在末端执行器1b为涂装用的喷枪的情况下,操作装置2可以是枪(手枪)状的装置。
图2是表示实施方式所涉及的操作装置2的一个例子的外观的图。图3是表示实施方式所涉及的操作装置2的结构的一个例子的框图。如图2所示,操作装置2具备人的手能够把持的壳体2a。并且,操作装置2在壳体2a具备操作输入装置2b。在图2中,操作输入装置2b为按钮开关,但并不限定于此。另外,如图3所示,操作装置2在壳体2a的内部具备惯性计测装置(IMU:Inertial Measurement Unit)2c、触觉设备2d、操作控制装置2e以及通信装置2f。在机器人系统100中,控制装置3使用操作装置2对机器人1进行双向控制。
操作输入装置2b接受由操作者进行的指令以及信息等的输入,经由通信装置2f将已输入的指令以及信息等发送至控制装置3。这样的操作输入装置2b可以接受物理的输入、借助声音的输入以及借助图像的输入等。例如,操作输入装置2b可以具备滑动开关、按钮开关、拨盘、按键、控制杆、触摸面板、麦克风以及照相机等装置。例如,输入至操作输入装置2b的指令以及信息可以表示机器人1的运转模式的选择以及执行指令、末端执行器1b的动作的选择以及执行指令等。
惯性计测装置2c包括3轴加速度传感器以及3轴角速度传感器,检测操作装置2的3轴方向上的加速度以及角速度。操作装置2将基于由惯性计测装置2c计测到的3轴方向上的加速度以及角速度的计测数据的操作信息,经由通信装置2f发送至控制装置3。根据3轴方向上的加速度以及角速度的计测数据,能够检测位置、姿势、移动、移动速度、加速度以及力等表示操作装置2的动作以及作用力的各种信息。例如,操作控制装置2e可以将3轴方向上的加速度以及角速度的计测数据变换为位置、姿势、移动、移动速度、加速度以及力等表示操作装置2的动作以及作用力的各种信息,并将变换后的信息作为操作信息发送至控制装置3。或者,操作控制装置2e也可以将计测数据本身输出至控制装置3,控制装置3进行变换该数据的运算。根据惯性计测装置2c的计测数据而变换的信息也可以表示末端执行器1b的位置、姿势、移动、移动速度、加速度以及作用力等。惯性计测装置2c也可以包括地磁传感器以及温度传感器等。例如,3轴方向上的加速度以及角速度的计测数据也可以使用地磁传感器以及温度传感器等的计测数据来进行校正。由上述那样的操作控制装置2e发送至控制装置3的信息是作为表示操作装置2的动作的信息的第一动作信息的一个例子,操作装置2将基于第一动作信息的操作信息输出至控制装置3。
触觉设备2d将机器人1的动作状态的反馈作为触觉给予操作者。触觉设备2d从动作信息检测装置8经由控制装置3接受机器人1的动作信息,并将基于该动作信息的机器人1的动作状态的反馈作为触觉而给予操作者。触觉设备2d是知觉装置的一个例子。
这里,动作信息包括动作数据。动作数据包括机器人1的作用部1b向对象物施加的力亦即表示作用于作业环境的力的力数据、和表示动作时的作用部1b的位置的位置数据中的至少一者。在本实施方式中,动作数据包括上述两者。力数据也可以是包含将力的大小与产生该力的时刻建立起关联的时间序列数据。位置数据也可以是包含将位置的信息和该位置的时刻建立起关联的时间序列数据。包括力数据以及位置数据的动作数据也可以是包含将力的大小、产生该力的时刻、位置的信息以及该位置的时刻建立起关联的时间序列数据。作用部1b的位置也可以包含三维空间内的作用部1b的姿势,而不仅是三维空间内的作用部1b的位置。在本说明书以及权利要求中,“位置”是指包括三维空间内的位置以及三维空间内的姿势中的至少三维空间内的位置。
动作信息包含动作数据作为必需的信息,其理由是因为,控制装置3通过控制作用部1b作用于作业环境的“力”以及动作时的作用部1b的“位置”中的至少一个,来控制机器人1的动作。在本实施方式中,例如,位置的指令值为被指示的“位置”的目标值或者修正值(校正值),力的指令值为被指示的“力”的目标值或者修正值(校正值)。
另外,动作信息作为动作数据以外的信息也可以包含作用部1b施加作用的对象物的拍摄图像数据、作用部1b处产生的振动数据、冲击数据、光数据、声数据、温度数据、湿度数据、气压等压力数据等。向操作装置2发送动作信息中的至少动作数据。
例如,触觉设备2d包括致动器、控制器以及驱动器等。致动器例示有偏心马达、线性共振致动器以及压电元件等,对操作者给予触感。控制器经由驱动器控制致动器,可以具有与后述中例示的信息处理装置4的结构相同的结构。驱动器构成致动器与控制器之间的接口。触觉设备2d的详细结构的例子被日本专利第4111278号公报以及日本特开2019-60835号公报等公开,由于公知而省略其详细的说明。例如,触觉设备2d能够在操作者在空中把持操作装置2的状态下向操作者给予触感,这样的触感的例子是操作者自己按压的感觉、自己拉动的感觉、从外部被拉动的感觉、从外部被按压的感觉、膨胀感、压迫感、表示对象物的表面粗度的质感、以及表示对象物的硬软的压觉等。
操作控制装置2e控制操作装置2的整体动作。操作控制装置2e可以具有与对后述的信息处理装置4进行例示的结构相同的结构。例如,操作控制装置2e从操作输入装置2b接受信号,将该信号变换为表示对应的操作的信息,并将其发送至控制装置3。另外,操作控制装置2e变换惯性计测装置2c的计测数据,将变换数据发送至控制装置3。或者,操作控制装置2e将惯性计测装置2c的计测数据发送至控制装置3。操作控制装置2e从控制装置3接收机器人1的动作信息,将动作信息所包含的动作数据等变换为适合向触觉设备2d输入的数据,并将其输出至触觉设备2d。
(拍摄装置61以及输出装置62)
如图1所示,拍摄装置61是拍摄机器人1的作业状况的拍摄装置,例如,是数码照相机或者数码摄像机。输出装置62是用于操作者通过视觉以及/或者听觉来确认由机器人1进行的作业的状况的装置。拍摄装置61配置于配置有机器人1的空间,输出装置62配置于配置有操作装置2的空间。拍摄装置61和输出装置62经由控制装置3连接,由拍摄装置61拍摄到的拍摄图像信息经由控制装置3被发送至输出装置62。即,由拍摄装置61拍摄到的图像被显示于输出装置62。操作者边观察由输出装置62提示的机器人1的作业状况,边操作操作装置2。此外,拍摄装置61和输出装置62也可以相互直接或者经由其它装置连接,而不经由控制装置3连接。拍摄装置61和输出装置62相互可以通过有线进行连接,也可以通过无线进行连接。
(输入装置7)
如图1所示,输入装置7是与操作装置2一起设置于作业空间外,接受来自操作者的操作指示,并将接受到的操作指示输入至控制装置3的输入装置。输入装置7构成为能够进行操作,例如,可以具备滑动开关、按钮开关、拨盘、按键、控制杆、触摸面板、麦克风以及照相机等装置。输入装置7可以是专用于机器人系统100的装置,也可以是利用了通用装置的装置。输入装置7也可以是专用终端、平板电脑等智能设备等的终端装置。如图4所示,输入装置7具备模式决定部71作为功能性的构成要素。模式决定部71将由操作者从自动模式、修正自动模式以及手动模式之中选择出的运转模式决定为使机器人1进行动作的运转模式。此外,图4是表示实施方式所涉及的机器人系统100的功能性的结构的一个例子的框图。
(存储装置5)
如图1以及图4所示,存储装置5能够进行各种信息的存放、即存储,并且能够进行已存放的信息的读出。存储装置5通过易失性存储器以及非易失性存储器等半导体存储器、硬盘(HDD:Hard Disc Drive)以及SSD(Solid State Drive)等存储装置实现。例如,存储装置5存储作为与机器人1的动作相关的信息的保存动作信息51。存储装置5至少存储1个保存动作信息51。例如,保存动作信息51可以是用于使机器人1自动地进行规定的动作的信息。保存动作信息51并不需要包含使机器人1自动地进行规定的动作所需要的全部的信息,而可以包含一部分的信息。
这样的保存动作信息51也可以是用于使机器人1自动地进行用于作业的动作等的规定的动作的信息亦即自动动作信息。自动动作信息是机器人1自动运转时使用的信息。保存动作信息51也可以是通过利用教示作业而使机器人1以进行规定的作业的方式进行动作而存储于存储装置5的教示信息51a。在本实施方式中,教示信息51a是通过操作操作装置2来指示机器人1的动作并存储的信息,但并不局限于此,也可以是通过直接教示等任何教示方式而存储的信息。
此外,保存动作信息51只要是与机器人1的动作相关的信息,可以是任何信息。例如,保存动作信息51也可以是包含时间序列数据的轨道信息,也可以是表示出轨道上的不连续的点处的停顿的路径信息。保存动作信息51例如也可以包含机器人1的沿着轨道的速度。此外,在本实施方式中,存储装置5与信息处理装置4一体地设置于控制装置3,但存储装置5也可以与信息处理装置4独立地设置,例如设置于其它装置。
(信息处理装置4)
如图1所示,信息处理装置4对机器人系统100的整体进行控制。信息处理装置4由具有处理器以及存储器等的运算器构成。存储器由易失性存储器以及非易失性存储器等半导体存储器、硬盘以及SSD等存储装置构成。存储装置5也可以兼具存储器的功能。例如,运算器的功能可以通过由CPU(Central Processing Unit)等处理器、RAM(Random AccessMemory)等易失性存储器以及ROM(Read-Only Memory)等非易失性存储器等构成的计算机系统(未图示)实现。运算器的功能的一部分或者全部也可以通过CPU使用RAM作为工作区域来执行ROM中记录的程序来实现。此外,运算器的功能的一部分或者全部也可以通过上述计算机系统实现,也可以通过电子电路或者集成电路等专用的硬件电路实现,也可以通过上述计算机系统以及硬件电路的组合实现。信息处理装置4可以通过借助单一运算器的集中控制来执行各处理,也可以通过基于多个运算器的配合的分散控制来执行各处理。
信息处理装置4例如也可以由计算机以及个人计算机等计算机装置构成。或者,信息处理装置4例如也可以由微型控制器、MPU(Micro Processing Unit)、LSI(Large ScaleIntegration:大规模集成电路)、系统LSI、PLC(Programmable Logic Controller)、逻辑电路等构成。信息处理装置4的多个功能可以分别通过独立地单芯片化来实现,也可以以包含一部分或者全部的方式通过单芯片化来实现。另外,电路分别可以是通用电路,也可以是专用电路。作为LSI,也可以利用能够在LSI制造后进行编程的FPGA(Field ProgrammableGate Array)、能够重构LSI内部的电路单元的连接以及/或者设定的可重构处理器、或者用于特定用途的多个功能电路汇总为一个而成的ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)等。
如图4所示,作为功能性的构成要素,信息处理装置4具备动作控制部41、动作信息决定部42、动作信息生成部43、动作信息处理部44。动作信息决定部42从存储于存储装置5的用于使机器人1进行动作的多个保存动作信息51之中,决定在使机器人1以自动模式或者修正自动模式进行动作时动作控制部41所使用的动作信息。动作控制部41控制机器人1的动作。
动作信息生成部43使用存储于存储装置5的多个保存动作信息51,生成新的保存动作信息。另外,动作信息生成部43根据基于操作装置2的操作信息而被修正了的机器人1的动作信息,来修正保存动作信息,从而生成新的保存动作信息。动作信息处理部44从动作信息检测装置8接受机器人1的动作信息,将该动作信息输出至动作控制部41、动作信息生成部43以及操作装置2。此外,动作信息处理部44也可以在自动模式下将动作信息输出至动作控制部41,可以在手动模式以及修正自动模式下将动作信息输出至动作控制部41、动作信息生成部43以及操作装置2。动作信息处理部44也可以将动作信息输出至输出装置62。信息处理装置4所具备的各功能性的构成要素的功能例如能够通过信息处理装置4的运算部读取并执行存储器所存放的程序来实现。
(机器人系统100的动作)
对实施方式所涉及的机器人系统100的动作进行说明。具体而言,对信息处理装置4的动作进行说明。图5A~图5C是表示实施方式所涉及的机器人系统100的执行动作模式的动作的一个例子的流程图。如图4以及图5A~图5C所示,首先,操作者向输入装置7输入使机器人1执行的运转模式(步骤S101)。
接着,输入装置7的模式决定部71判断已输入的运转模式是否是手动模式(步骤S102),在是手动模式的情况下(步骤S102中为是),进入至步骤S103,在不是手动模式的情况下(步骤S102中为否),进入至步骤S104。在步骤S104中,模式决定部71判断已输入的运转模式是否是自动模式,在是自动模式的情况下(步骤S104中为是),进入至步骤S105,在不是自动模式的情况下(步骤S104中为否),进入至步骤S106。
在步骤S103中,模式决定部71将机器人1所执行的运转模式决定为手动模式,将决定结果发送至控制装置3。接着,信息处理装置4的动作控制部41执行手动模式下的机器人1的控制(步骤S107)。
接着,动作控制部41接收通过操作者操作操作装置2而生成的操作信息,根据该操作信息来控制机器人1的动作(步骤S108)。此时,动作控制部41不使用存储装置5的保存动作信息51。并且,动作信息处理部44从动作信息检测装置8取得机器人1的动作信息,输出至动作控制部41以及操作装置2(步骤S109)。动作控制部41使用动作信息作为反馈信息来控制机器人1。操作装置2的触觉设备2d将基于该动作信息的机器人1的动作状态的反馈作为触觉等的刺激给予操作者(步骤S110)。
接着,动作控制部41判断手动模式下的机器人1的操作是否已完成(步骤S111),在已经完成的情况下(步骤S111中为是),结束一系列的处理,在未完成的情况下(步骤S111中为否),返回至步骤S108。
另外,在步骤S105中,模式决定部71将机器人1所执行的运转模式决定为自动模式,将决定结果发送至控制装置3。接着,信息处理装置4的动作信息决定部42通过访问存储装置5并进行搜索,读出并取得作为与以自动模式执行的作业或者动作对应的自动动作信息的保存动作信息51(步骤S112)。
接着,动作控制部41使用已取得的保存动作信息51,控制机器人1(步骤S113)。此时,动作控制部41根据预先设定的任务程序来控制机器人1的动作,而不使用由操作装置2生成的操作信息。并且,动作信息处理部44从动作信息检测装置8取得机器人1的动作信息,并将其输出至动作控制部41。动作控制部41使用动作信息作为反馈信息来控制机器人1(步骤S114)。
接着,动作控制部41判断自动模式下的机器人1的操作是否已完成(步骤S115),在已经完成的情况下(步骤S115中为是),结束一系列的处理,在未完成的情况下(步骤S115中为否),返回至步骤S113。
另外,在步骤S106中,模式决定部71将机器人1所执行的运转模式决定为修正自动模式,将决定结果发送至控制装置3。接着,信息处理装置4的动作信息决定部42通过访问存储装置5并进行搜索,读出并取得作为与以修正自动模式执行的作业或者动作对应的自动动作信息的保存动作信息51(步骤S116)。
接着,动作控制部41使用已取得的保存动作信息51,控制机器人1(步骤S117)。此时,动作控制部41根据预先设定的任务程序来控制机器人1的动作,但在从操作装置2发送有操作信息的情况下,使用该操作信息。
接着,动作控制部41判断是否从操作装置2发送了操作信息(步骤S118),在发送了操作信息的情况下(步骤S118中为是),进入至步骤S119,在未发送操作信息的情况下(步骤S118中为否),进入至步骤S120。在步骤S119中,动作控制部41根据已发送的操作信息,修正正在自动地进行动作的机器人1的动作,并进入至步骤S120。由此,机器人1进行相对于与自动动作信息相关的动作、即已成为自动地进行的动作而被修正了的动作。
在步骤S120中,动作信息处理部44从动作信息检测装置8取得机器人1的动作信息,输出至动作控制部41以及操作装置2。动作控制部41使用动作信息作为反馈信息来控制机器人1。操作装置2的触觉设备2d将基于该动作信息的机器人1的动作状态的反馈作为触觉等刺激给予操作者(步骤S121)。
接着,控制装置3的动作信息生成部43判断在步骤S120中取得的动作信息是否是使用了操作信息的控制下的动作信息(步骤S122),在是使用了操作信息的动作信息的情况下(步骤S122中为是),进入至步骤S123,在不是使用了操作信息的动作信息的情况下(步骤S122中为否),进入至步骤S124。
在步骤S123中,动作信息生成部43使用在步骤S120中取得的动作信息,对动作控制部41正在使用的保存动作信息51进行修正,从而生成新的保存动作信息51。具体而言,动作信息生成部43可以用上述动作信息置换保存动作信息51中的与上述动作信息对应的动作信息。
在步骤S124中,动作控制部41判断修正自动模式下的机器人1的操作是否已完成,在已经完成的情况下(步骤S124中为是),进入至步骤S125,在未完成的情况下(步骤S124中为否),返回至步骤S117。
在步骤S125中,动作信息生成部43使修正完毕的新的保存动作信息51存储于存储装置5。存在通过重复步骤S117~S124的处理,而进行1次以上的对保存动作信息51的修正的情况。修正完毕的新的保存动作信息51是反映了这样的经过1次以上的修正的信息。而且,动作信息生成部43可以用新的保存动作信息51置换、即更新存储于存储装置5的新的保存动作信息51在修正前的保存动作信息。此外,在未进行保存动作信息51的修正的情况下,动作信息生成部43不执行向存储装置5的存储。步骤S125完成后,信息处理装置4结束一系列的处理。
接着,对信息处理装置4的在修正自动模式下修正运转中的机器人1的动作的处理的例子进行说明。图6是表示实施方式所涉及的信息处理装置4的动作控制部41的功能性的结构的一个例子的框图。在该例子中,假设作为保存动作信息51的自动动作信息和操作信息均为包含例如时间序列数据的轨道信息。
如图6所示,动作控制部41包括加法器31a、减法器31b、31e以及31g、位置控制器31c、微分器31d、速度控制器31f作为功能性的构成要素。动作控制部41根据基于自动动作信息的指令值以及基于操作信息的指令值,控制机器人1的驱动装置D的驱动马达M的旋转位置。
加法器31a通过在基于自动动作信息的位置指令值中加上基于操作信息的修正指令值,来生成被修正了的位置指令值。加法器31a将被修正了的位置指令值发送至减法器31b。例如,基于自动动作信息的位置指令值可以是用于使末端执行器1b的三维的位置以及姿势适合自动动作信息中的三维的位置以及姿势的指令值的位置的驱动马达M1~M6各自的旋转位置的指令值,即、旋转传感器E1~E6各自的检测值的指令值。基于操作信息的修正指令值也可以是用于使末端执行器1b按与操作信息对应的三维的位置以及姿势的变化量来进行移动的驱动马达M1~M6各自的旋转量的指令值,即、旋转传感器E1~E6各自的检测值的变化量的指令值。例如,加法器31a可以分别根据自动动作信息以及操作信息,生成基于自动动作信息的位置指令值以及基于操作信息的修正指令值。或者,动作控制部41也可以还包括用于执行上述生成的功能性的构成要素。
减法器31b从被修正了的位置指令值减去由旋转传感器E检测到的位置当前值,从而生成角度偏差。减法器31b将已生成的角度偏差发送至位置控制器31c。例如,位置当前值可以是旋转传感器E1~E6各自的检测值。旋转传感器E1~E6的检测值表示末端执行器1b的三维的位置以及姿势。
位置控制器31c通过基于预先决定的传递函数以及比例系数等的运算处理,根据减法器31b所发送的角度偏差而生成速度指令值。位置控制器31c将已生成的速度指令值发送至减法器31e。例如,速度指令值可以是驱动马达M1~M6各自的旋转速度的指令值。
微分器31d对由旋转传感器E检测到的位置当前值的数据进行微分,生成驱动马达M的旋转角度的每单位时间的变化量、即速度当前值。微分器31d将已生成的速度当前值发送至减法器31e。例如,速度当前值可以是驱动马达M1~M6各自的旋转速度的当前值。
减法器31e从位置控制器31c所发送的速度指令值减去微分器31d所发送的速度当前值,从而生成速度偏差。减法器31e将已生成的速度偏差发送至速度控制器31f。例如,速度偏差可以是驱动马达M1~M6各自的旋转速度的速度偏差。
速度控制器31f通过基于预先决定的传递函数以及比例系数等的运算处理,根据减法器31e所发送的速度偏差而生成扭矩指令值(电流指令值)。速度控制器31f将已生成的扭矩指令值发送至减法器31g。例如,扭矩指令值可以是分别相对于驱动马达M1~M6的扭矩指令值。
减法器31g从速度控制器31f所发送的扭矩指令值,减去由电流传感器C检测到的电流当前值,从而生成电流偏差。减法器31g将已生成的电流偏差发送至驱动马达M,按该电流偏差的电流值使驱动马达M驱动。例如,电流偏差可以是分别关于驱动马达M1~M6的电流偏差。
这样,动作控制部41通过分别控制驱动装置D1~D6的驱动马达M1~M6,以进行相对于与自动动作信息相关的动作而被修正了的动作的方式控制机器人1。此外,在机器人1的运转模式为自动模式时,加法器31a将基于自动动作信息的位置指令值作为修正了的位置指令值而将其发送至减法器31b。在机器人1的运转模式为手动模式时,加法器31a将基于操作信息的位置指令值作为被修正了的位置指令值而将其发送至减法器31b。
另外,图4所示的动作信息生成部43在机器人1进行了被修正了的动作时,使用机器人1的该动作的结果,来修正自动动作信息中的与该动作对应的信息。动作信息生成部43生成作为修正后的自动动作信息的修正动作信息作为新的保存动作信息51,并将其存储于存储装置5。修正动作信息是用于机器人1进行被修正了的动作的动作信息。作为机器人1的动作的结果,可以使用旋转传感器E1~E6的检测值。此外,动作信息生成部43也可以构成为在机器人1进行了被修正了的动作时,选择是否使存储装置5存储修正动作信息作为保存动作信息51。在该情况下,例如动作信息生成部43也可以构成为:在机器人1的被修正了的动作结束后,向输入装置7等询问是否存储被修正了的动作。
动作控制部41能够在下次以后的动作中,使用在存储装置5中作为保存动作信息51而被存储的修正动作信息来作为自动动作信息。在本实施方式中,动作控制部41构成为:使用存储于存储装置5的最新的保存动作信息51作为自动动作信息,来控制机器人1的动作。
进一步,对通过机器人系统100对机器人1的动作进行修正的具体例进行说明。图7A~图7C是表示由实施方式所涉及的机器人系统100进行的机器人1的动作的修正的具体的一个例子的图。图7A~图7C是表示每当机器人1以修正自动模式进行运转时,机器人1的轨道(即,末端执行器1b的轨道)由操作装置2修正为目标轨道L0的例子。在图7A~图7C中,目标轨道L0是具有直角的角的轨道,用虚线示出。
在图7A的例子中,机器人1使用教示信息51a作为自动动作信息来进行动作,而没有对操作装置2的操作。此时,末端执行器1b在用粗实线示出的轨道L1上移动。可知实际的轨道L1从目标轨道L0部分地(特别是在轨道L0的角处)脱离。
在图7B的例子中,机器人1边接受对操作装置2的操作,边使用教示信息51a作为自动动作信息来进行动作。此时,操作者以使相对于目标轨道L0的脱离量比前次动作时的轨道(图7A的轨道)L1小的方式操作操作装置2。于是,末端执行器1b在用粗实线示出的轨道L2上移动。此外,为了参考,前次动作中的轨道L1用细实线示出。
具体而言,信息处理装置4在修正自动模式中,使用教示信息51a作为自动动作信息来使机器人1进行动作。操作者在机器人1使用自动动作信息进行动作的中途,以相对于前次的轨道L1而靠近目标轨道L0的方式对操作装置2进行操作。由此,末端执行器1b描绘出的轨迹从轨道L1被修正为轨道L2。而且,信息处理装置4使存储装置5存储用于末端执行器1b以跟随轨道L2的方式进行动作的修正动作信息来作为保存动作信息51。
在本实施方式中,信息处理装置4构成为使用存储于存储装置5的最新的保存动作信息51作为自动动作信息来控制机器人1的动作。因此,当在下次动作中不操作操作装置2的情况下,机器人1以末端执行器1b跟随轨道L2的方式进行动作。
在图7C的例子中,机器人1边接受对操作装置2的操作,边使用跟随轨道L2的保存动作信息51作为自动动作信息来进行动作。此时,操作者以使相对于目标轨道L0的脱离量比前次动作时的轨道(图7B的轨道)L2小的方式操作操作装置2。于是,末端执行器1b在用粗实线示出的轨道L3上移动。此外,为了参考,前次动作中的轨道L2用细实线示出。
具体而言,信息处理装置4在修正自动模式中,使用跟随轨道L2的保存动作信息51作为自动动作信息来使机器人1进行动作。操作者在机器人1使用自动动作信息进行动作的中途,以相对于前次的轨道L2而靠近目标轨道L0的方式对操作装置2进行操作。由此,末端执行器1b描绘的轨迹从轨道L2修正为轨道L3。而且,信息处理装置4使存储装置5存储用于末端执行器1b以跟随轨道L3进行动作的修正动作信息来作为保存动作信息51。
这样,机器人1的轨道在每次使机器人1进行动作时以靠近目标轨道L0的方式被修正。在机器人1的轨道被修正到目标轨道L0而不需要进一步的修正的情况下,操作者通过模式决定部71选择自动模式作为使机器人1进行动作的运转模式,从而使机器人1完全自动地进行动作。
<效果等>
如上所述,在实施方式所涉及的机器人系统100中,机器人1的控制装置3包括:作为存储部的存储装置5,其存储用于使机器人1进行规定的动作的信息作为保存动作信息51;以及作为处理部的信息处理装置4,其使用保存动作信息51作为使机器人1自动地进行用于作业的动作的自动动作信息,来控制机器人1的动作。信息处理装置4从用于操作机器人的操作装置2,接受用于对正在使用自动动作信息自动地进行用于作业的动作的机器人1的动作进行修正的操作信息,以进行相对于与自动动作信息相关的动作而被修正了的动作的方式,来控制机器人1,并使存储装置5存储用于机器人1进行被修正了的动作的修正动作信息作为保存动作信息51。操作装置2将基于表示操作装置2的动作的第一动作信息的操作信息输出至信息处理装置4。
若根据上述构成,则控制装置3能够使用基于操作装置2的第一动作信息的操作信息来实时地对正在自动地进行用于作业的动作的机器人1的动作进行修正。这样的控制装置3能够容易地进行机器人1的动作的部分性的修正。另外,控制装置3使存储装置5存储用于进行修正了的动作的修正动作信息作为保存动作信息51。因此,控制装置3能够使机器人1自动地进行被修正了的动作,而不需要每次都使用操作装置2以相同的操作对动作进行修正。另外,第一动作信息是通过操作者使操作装置2进行动作而生成的。由此,由操作者进行的操作信息的生成是容易的。因此,能够使向机器人1教示了的动作等预先设定的机器人1的动作的修正变得容易。
另外,在本实施方式中,根据输入装置7的模式决定部71中的决定结果,信息处理装置4以手动模式、自动模式以及修正自动模式中的任一种模式来控制机器人1。信息处理装置4在手动模式下能够使机器人1进行动作,而不使用存储于存储装置5的保存动作信息51。信息处理装置4在自动模式下根据保存动作信息51而使机器人1进行动作,例如,即使在无意中操作了操作装置2的情况下,也能够防止机器人1的动作被修正。
另外,在实施方式所涉及的机器人系统100中,操作装置2也可以包括惯性计测装置2c,输出基于作为第一动作信息的惯性计测装置2c的计测数据的操作信息。若根据上述结构,则操作装置2输出基于表示操作装置2的动作的第一动作信息的操作信息。操作信息由于是基于惯性计测装置2c的计测数据的信息,所以能够准确地表示操作装置2的动作。由此,操作信息的精度提高,由此,经由操作装置2的修正能够较高精度地反映于对机器人1的动作的修正。
另外,在实施方式所涉及的机器人系统100中,操作装置2也可以构成为在任意的方向上移动自如。若根据上述结构,则操作装置2能够对机器人1的动作施加多样的修正。
另外,在实施方式所涉及的机器人系统100中,操作装置2也可以具备向保持操作装置2的操作者给予知觉上的刺激的知觉装置。并且,也可以是信息处理装置4将表示机器人1的动作的第二动作信息输出至知觉装置,知觉装置向操作者给予与基于第二动作信息的机器人1的动作状态对应的知觉刺激。此外,知觉装置也可以是向操作者给予触觉上的刺激的触觉设备2d。若根据上述结构,则控制装置3为了向操作者反馈机器人1的动作的状态,而向操作者给予知觉上的刺激。操作者能够通过体感来识别正在作用于末端执行器1b的力等的机器人1的动作的状态。由此,操作者能够容易且可靠地识别机器人1相对于自身的操作的状态。并且,使用了触觉设备2d的刺激能够使操作者识别多样的状态。
另外,在实施方式所涉及的机器人系统100中,信息处理装置4也可以使用存储于存储装置5的最新的保存动作信息51作为自动动作信息,来控制机器人1的动作。若根据上述结构,则随着操作者重复使用了操作装置2的机器人1的修正作业,能够容易使机器人1的自动运转中的动作接近目标动作。
此外,信息处理装置4并不是一定需要使用存储于存储装置5的最新的保存动作信息51作为自动动作信息。例如,信息处理装置4的动作信息决定部42也可以从存储于存储装置5的多个保存动作信息51中,决定信息处理装置4用作自动动作信息的保存动作信息51。此外,该情况下,信息处理装置4也可以每次使用相同的保存动作信息51作为自动动作信息,直到动作信息决定部42决定用作自动动作信息的保存动作信息51。根据该结构,即使是在存储装置5所存储的最新的保存动作信息51作为使机器人1进行动作的信息并非最佳的情况下,动作信息决定部42也能够将适当地进行了修正时的保存动作信息51决定为自动动作信息,信息处理装置4能够使用该保存动作信息51。
另外,在实施方式所涉及的机器人系统100中,信息处理装置4的动作信息生成部43也可以使用存储于存储装置5的多个保存动作信息51,来生成新的保存动作信息51。由动作信息生成部43进行的新的保存动作信息51的生成方法并不特别限定,可以采用适合于接近目标动作的算法。例如,动作信息生成部43也可以构成为生成用于进行作为与存储的多个保存动作信息相关的动作的平均的动作的保存动作信息51。动作信息生成部43也可以在生成新的保存动作信息51时,删除为了生成新的保存动作信息51而使用过的过去的保存动作信息51。
另外,实施方式100所涉及的机器人系统100也可以具备状况信息取得装置(图示略),该状况信息取得装置取得表示机器人1的作业空间内的状况的状况信息。信息处理装置4可以基于由状况信息取得装置取得的状况信息,选择并使用适合使机器人1进行动作的保存动作信息51作为自动动作信息。状况信息例如可以包含作业空间内的机器人1的位置以及姿势等信息、以及为了识别围绕机器人1的周围的状况而利用的信息等。为了识别围绕机器人1的周围的状况而利用的信息例如是指使机器人1进行动作的时间段以及时期、作业空间的温度以及湿度等。例如,在机器人1是涂覆具有粘性的密封剂的密封机器人的情况下,密封剂的粘性阻力有时因作业时间不同而发生变化。在这样的情况下,信息处理装置4基于状况信息,选择并决定适合密封剂的粘性阻力的保存动作信息51作为自动动作信息,从而能够更加容易地进行机器人1的动作修正。
另外,实施方式所涉及的控制系统200具备:实施方式所涉及的控制装置3;和用于操作机器人1的操作装置2。另外,实施方式所涉及的机器人系统100具备:实施方式所涉及的控制装置3;机器人1;以及用于操作机器人1的操作装置2。分别根据上述控制系统200以及机器人系统100,可以得到与实施方式所涉及的控制装置3相同的效果。
<其他实施方式>
以上,对本公开的实施方式的例子进行了说明,但本公开并不限定于上述实施方式。即,在本公开的范围内能够进行各种变形以及改进。例如,在实施方式中实施了各种变形而得到的方式、以及组合不同的实施方式中的构成要素而构建的方式也包含在本公开的范围内。
例如,在实施方式中,操作装置2为了向操作者给予知觉上的刺激而具备触觉设备2d,但并不限定于此。操作装置2也可以具备向操作者给予知觉上的刺激的任何装置。例如,操作装置2也可以构成为向操作者给予触觉、温觉、视觉以及听觉刺激中的至少一种。操作装置2也可以通过操作装置2的膨胀收缩或者伸缩等变形、以及振动等给予触觉上的刺激,例如具备通过空气压或者液压而进行膨胀收缩的装置、以及压电元件等产生振动的装置等。操作装置2也可以通过发热等给予温觉上的刺激,例如具备加热器等。操作装置2也可以通过发光以及光的闪烁等给予视觉上的刺激,例如具备LED(Light Emitting Diode)等光源等。操作装置2也可以构成为显示与知觉上的刺激对应的图像,例如,生成该图像的图像数据并发送至控制装置3,从而使输出装置62等显示。操作装置2也可以通过发声等给予听觉上的刺激,例如具备扬声器等。
另外,在实施方式中,操作装置2为了检测操作装置2的动作而具备惯性计测装置2c,但并不限定于此。例如,对于操作装置2,也可以设置从外部拍摄操作装置2的拍摄装置。该拍摄装置也可以构成为对操作装置2和其操作者等操作装置2的周围的物体进行拍摄。通过对由这样的拍摄装置拍摄到的图像进行图像处理,能够检测操作装置2的三维的位置以及姿势,例如操作装置2的位置、姿势、移动、移动速度以及加速度等。通过加速度,能够进行对操作装置2的作用力的检测。而且,作为操作装置2的操作信息,也可以使用通过图像处理检测到的信息。图像处理可以由控制装置3执行,也可以由拍摄装置所具备的处理装置等其他处理装置执行。另外,为了检测操作装置2的操作信息,也可以并用惯性计测装置2c和拍摄装置。例如,也可以使用拍摄装置拍摄操作装置2而得到的图像,检测操作装置2的三维的位置以及姿势等初始状态作为操作信息的初始信息,并使用惯性计测装置2c的计测值来检测操作装置2的相对于初始状态的变化量作为操作信息。
另外,在实施方式中,控制装置3基于操作装置2处的操作信息,修正机器人1的轨道以及动作速度等动作,但并不局限于此,也可以修正上述以外的动作。例如,控制装置3也可以基于操作装置2处的操作信息,修正与除机器人1的轨道以及动作速度以外的动作相关的一个或者多个参数。例如,控制装置3可以构成为调整机器人1的相对于操作装置2的操作的动作灵敏度,也可以构成为调整机器人1受到的力的向操作装置2的反馈比例。
另外,在实施方式所涉及的机器人系统100中,也可以设置多个操作装置2。例如,多个操作装置2可以包括:用于修正机器人1的轨道的第一操作装置;和用于调整机器人1的沿着轨道的速度的第二操作装置。例如,可以在需要轨道修正的部位,边使用第二操作装置来降低速度,边使用第一操作装置来修正机器人1的轨道。由此,机器人1的轨道的修正的精度提高。另外,在根据2个以上的操作装置2所输出的操作信息来修正机器人1的动作的情况下,例如可以对2个以上的操作装置2设定优先顺位,控制装置3根据优先顺位,从2个以上的操作装置2所输出的操作信息中决定修正中采用的操作信息。或者,控制装置3也可以对2个以上的操作装置2所输出的操作信息执行加法、减法、平均化、或者其他统计处理等处理,在修正中采用处理后的操作信息。
另外,本公开的技术也可以是控制方法。例如,本公开所涉及的控制方法是机器人的控制方法,使用存储于存储部且用于使上述机器人进行规定的动作的信息、即保存动作信息,作为使上述机器人自动地进行用于作业的动作的自动动作信息,来使上述机器人进行动作,从用于操作上述机器人的操作装置,接受用于对正在使用上述自动动作信息自动地进行用于作业的动作的上述机器人的动作进行修正的操作信息,基于接受到的上述操作信息,以进行相对于与上述自动动作信息相关的动作而被修正了的动作的方式,使上述机器人进行动作,使上述存储部存储用于使上述机器人进行上述被修正了的动作的修正动作信息作为上述保存动作信息,上述操作装置输出基于表示上述操作装置的动作的第一动作信息的上述操作信息。根据该控制方法,可以得到与上述控制装置3等相同的效果。这样的控制方法也可以通过CPU、LSI等电路、IC卡或者单体模块等实现。
另外,本公开的技术也可以是用于执行上述控制方法的程序,也可以是记录有上述程序的非临时性的能够进行计算机读取的记录介质。另外,上述程序当然能够经由互联网等传送介质而流通。
另外,上述中使用的序数、数量等数字全部是为了对本公开的技术具体地进行说明而进行例示的,本公开并不由已例示的数字限制。另外,构成要素间的连接关系是为了对本公开的技术具体地进行说明而进行例示的,实现本公开的功能的连接关系并不限定于此。
另外,功能框图中的模块的分割是一个例子,也可以将多个模块作为一个模块实现、将一个模块分割为多个以及/或者将一部分的功能移至其他模块。另外,单一硬件或者软件也可以并列或者分时地处理具有类似的功能的多个模块的功能。
附图标记说明
1…机器人;2…操作装置;2c…惯性计测装置;2d…触觉设备(知觉装置);3…控制装置;4…信息处理装置(处理部);5…存储装置(存储部);100…机器人系统;200…控制系统。

Claims (11)

1.一种控制装置,是机器人的控制装置,其特征在于,包括:
存储部,其存储用于使所述机器人进行规定的动作的信息作为保存动作信息;以及
处理部,其使用所述保存动作信息作为使所述机器人自动地进行用于作业的动作的自动动作信息,来控制所述机器人的动作,
所述处理部从用于操作所述机器人的操作装置,接受用于对正在使用所述自动动作信息自动地进行用于作业的动作的所述机器人的动作进行修正的操作信息,并以进行相对于与所述自动动作信息相关的动作而被修正了的动作的方式,控制所述机器人,并且
使所述存储部存储用于使所述机器人进行所述被修正了的动作的修正动作信息作为所述保存动作信息,
所述操作装置将基于表示所述操作装置的动作的第一动作信息的所述操作信息输出至所述处理部。
2.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于,
所述操作装置包括惯性计测装置,所述操作装置输出基于作为所述第一动作信息的所述惯性计测装置的计测数据的所述操作信息。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置,其特征在于,
所述操作装置构成为在任意方向上移动自如。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的控制装置,其特征在于,
所述操作装置具备向保持所述操作装置的操作者给予知觉上的刺激的知觉装置,
所述处理部将表示所述机器人的动作的第二动作信息输出至所述知觉装置,
所述知觉装置向所述操作者给予与基于所述第二动作信息的所述机器人的动作状态对应的知觉上的刺激。
5.根据权利要求4所述的控制装置,其特征在于,
所述知觉装置是向所述操作者给予触觉上的刺激的触觉设备。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的控制装置,其特征在于,
所述处理部使用存储于所述存储部的最新的所述保存动作信息作为所述自动动作信息,来控制所述机器人的动作。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的控制装置,其特征在于,
在所述存储部存储有多个所述保存动作信息,
所述处理部从存储于所述存储部的所述多个保存动作信息中,决定用作所述自动动作信息的所述保存动作信息。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的控制装置,其特征在于,
在所述存储部存储有多个所述保存动作信息,
所述处理部使用存储于所述存储部的所述多个保存动作信息,来生成新的保存动作信息。
9.一种控制系统,其特征在于,具备:
权利要求1~8中任一项所述的控制装置;以及
用于操作所述机器人的所述操作装置。
10.一种机器人系统,其特征在于,具备:
权利要求1~8中的任一项所述的控制装置;
所述机器人;以及
用于操作所述机器人的所述操作装置。
11.一种控制方法,是机器人的控制方法,其特征在于,
使用存储于存储部且用于使所述机器人进行规定的动作的信息、即保存动作信息,作为使所述机器人自动地进行用于作业的动作的自动动作信息,来使所述机器人进行动作,
从用于操作所述机器人的操作装置,接受用于对正在使用所述自动动作信息自动地进行用于作业的动作的所述机器人的动作进行修正的操作信息,
基于接受到的所述操作信息,以进行相对于与所述自动动作信息相关的动作而被修正了的动作的方式,使所述机器人进行动作,
使所述存储部存储用于使所述机器人进行所述被修正了的动作的修正动作信息作为所述保存动作信息,
所述操作装置输出基于表示所述操作装置的动作的第一动作信息的所述操作信息。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11945123B2 (en) 2020-04-28 2024-04-02 Altec Industries, Inc. Head mounted display for remote operation of machinery
JP2023004126A (ja) 2021-06-25 2023-01-17 川崎重工業株式会社 電気液圧式ロボット
USD1005361S1 (en) * 2021-08-13 2023-11-21 Festool Gmbh Wearable robotic exoskeleton with belts
JP2023068343A (ja) * 2021-11-02 2023-05-17 ローレルバンクマシン株式会社 情報処理装置、ロボットの制御方法、プログラム、移動体及びロボットシステム
WO2023106353A1 (ja) * 2021-12-07 2023-06-15 川崎重工業株式会社 教示システム、ロボットシステム、ロボットの教示方法及びロボットの教示プログラム
US11660750B1 (en) * 2022-07-28 2023-05-30 Altec Industries, Inc. Autonomous and semi-autonomous control of aerial robotic systems

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011224696A (ja) * 2010-04-19 2011-11-10 Yaskawa Electric Corp ロボットの教示再生装置および教示再生方法
CN103659821A (zh) * 2012-09-06 2014-03-26 发纳科机器人美国公司 用于将触觉反馈提供到示教器的装置及相关方法
CN107921637A (zh) * 2015-08-25 2018-04-17 川崎重工业株式会社 机器人系统
US20190210228A1 (en) * 2016-06-23 2019-07-11 Kuka Deutschland Gmbh Hand-Held Robot Operating Device Combination Comprising a Basic-Control Position Sensor

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5639884A (en) * 1979-08-29 1981-04-15 Kobe Steel Ltd Method and device for correcting partial operation of cp control type industrial robot
JP4111278B2 (ja) 2003-11-20 2008-07-02 独立行政法人産業技術総合研究所 触力覚情報提示システム
EP2055446A1 (en) 2007-10-31 2009-05-06 Abb As A portable robot control apparatus and a method for controlling a movement of a robot
JP5202935B2 (ja) 2007-12-11 2013-06-05 アズビル株式会社 教示装置
JP2013071231A (ja) 2011-09-29 2013-04-22 Panasonic Corp ロボットアームの教示装置、ロボット装置、教示方法、ロボットアームの制御装置、ロボットアームの制御プログラム、並びに、集積電子回路
JP2015134384A (ja) 2014-01-16 2015-07-27 日本電気株式会社 遠隔操縦装置、及び遠隔操縦システム
US9358685B2 (en) * 2014-02-03 2016-06-07 Brain Corporation Apparatus and methods for control of robot actions based on corrective user inputs
JP2015157323A (ja) 2014-02-21 2015-09-03 日本電気株式会社 遠隔操縦装置、遠隔操縦システム、遠隔操縦方法、及びプログラム
KR102046598B1 (ko) * 2015-12-07 2019-11-19 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 로봇시스템 및 그 운전방법
US11254012B2 (en) * 2016-09-14 2022-02-22 Keba Ag Control device and control method for industrial machines having controlled movement drives
JP6821374B2 (ja) * 2016-10-06 2021-01-27 川崎重工業株式会社 ロボットシステム及びその運転方法
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
JP7066357B2 (ja) * 2017-08-31 2022-05-13 川崎重工業株式会社 ロボットシステム及びその運転方法
JP7174337B2 (ja) 2017-09-25 2022-11-17 株式会社村田製作所 錯触力覚デバイス
WO2019107454A1 (ja) * 2017-11-28 2019-06-06 川崎重工業株式会社 技能伝承機械装置
US10751877B2 (en) * 2017-12-31 2020-08-25 Abb Schweiz Ag Industrial robot training using mixed reality
JP7065721B2 (ja) * 2018-07-31 2022-05-12 川崎重工業株式会社 ロボットシステム
JP7161334B2 (ja) * 2018-07-31 2022-10-26 川崎重工業株式会社 ロボットシステム
JP7339776B2 (ja) * 2019-05-28 2023-09-06 川崎重工業株式会社 制御システム、機械装置システム及び制御方法
US11213953B2 (en) * 2019-07-26 2022-01-04 Google Llc Efficient robot control based on inputs from remote client devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011224696A (ja) * 2010-04-19 2011-11-10 Yaskawa Electric Corp ロボットの教示再生装置および教示再生方法
CN103659821A (zh) * 2012-09-06 2014-03-26 发纳科机器人美国公司 用于将触觉反馈提供到示教器的装置及相关方法
CN107921637A (zh) * 2015-08-25 2018-04-17 川崎重工业株式会社 机器人系统
US20190210228A1 (en) * 2016-06-23 2019-07-11 Kuka Deutschland Gmbh Hand-Held Robot Operating Device Combination Comprising a Basic-Control Position Sensor

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Publication number Publication date
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