JP2009196054A - ロボット制御システム - Google Patents
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Abstract
まず、操作者は、操作手段2を介しての遠隔操作によりロボットハンド3Aの把持部3Bを容器Bに接近させる。次に、その状態において、操作者が操作手段2のプログラム実行スイッチ2Bを押すと、上記姿勢制御プログラムが実行される。つまり、作動制御部5Bにより、ロボットハンド3Aの姿勢が正確に水平となる。
【効果】 操作者の作業負担を軽減させることができる。
【選択図】 図1
Description
この従来のロボット制御システムにおいては、操作者が操作する操作手段の移動軌跡に追従するようにロボットハンドを移動させるようになっている。つまり、例えばロボットハンドにより容器を把持して他の位置まで移送しようとする場合には、操作者はロボットハンドが容器を把持して移送先へ到達するまでの移動軌跡が得られるように操作手段を手動で動かしていたものである。
上記制御装置は、上記ロボットハンドを所定の把持姿勢にさせるための姿勢制御プログラムを記憶したプログラム記憶部を備えるとともに、該プログラム記憶部に記憶された姿勢制御プログラムを実行させるためのプログラム実行スイッチが上記操作手段に設けられ、操作者により上記プログラム実行スイッチが入れられると、上記制御装置は、上記姿勢制御プログラムを実行して上記ロボットハンドを所定の把持姿勢にするようにしたものである。
本実施例のロボット制御システム1は、容器Bを把持するロボットハンド3Aを備えたロボット本体3と、このロボット本体3を遠隔操作で動かすために操作者が所持して動かす操作手段2と、この操作手段2の位置と姿勢を検出するセンサ4と、このセンサ4が検出した操作手段2の位置と姿勢の変化を基にしてロボットハンド3Aを上記操作手段2の動きに追従作動させる制御装置5とを備えている。
図2は、ロボット本体3を作動させるための第1軸R1から第6軸R6の配置状態を簡略化して示したものである。つまり、第1軸R1はロボット本体3の基部3D内に配置されており、この第1軸R1に連動するアーム部材3Eの一端と他端にそれぞれ第2軸R2と第3軸R3が設けられている。第3軸R3の隣接位置に第4軸R4が設けられ、また第4軸R4の隣接位置に第5軸R5が設けられ、さらに第5軸R5の隣接位置となる先端部分に第6軸R6が設けられている。前述したロボットハンド3Aは第6軸R6の先端に連結されており、把持部3Bは第6軸R6によって、該第6軸R6を回転中心として正逆に回転されるようになっている。
ロボット本体3の基本構成は従来公知のものと同じであり、ロボット本体3内には上記第1軸R1〜第6軸R6の駆動用のモータがそれぞれ配置されており、それら各モータの作動は制御装置5の作動制御部5Bによって制御されるようになっている。
ロボット本体3の上記各軸R1〜R6の駆動源となる各モータにはそれぞれエンコーダが取り付けてあり、各エンコーダがカウントしたパルス信号は制御装置5の位置演算部5Cに常時送信されるようになっている。これにより、制御装置5は、ロボットハンド3Aの位置と姿勢を常時認識できるようになっている。
指令出力部5Aは、上記センサ4が検出した操作手段2の位置と姿勢の変化を基にして、ロボット本体3の各モータの回転方向と回転量に関する制御指令を作動制御部5Bに指示するようになっている。操作者が操作手段2の遠隔操作スイッチ2Aを押した状態で操作手段2を動かすと、センサ4は操作手段2の位置と姿勢を検出して指令出力部5Aに伝達するようになっている。すると、指令出力部5Aは作動制御部5Bに対してロボット本体3内の駆動源となる各モータに関する制御指令を伝達するようになっている。
そして作動制御部5Bは指令出力部5Aからの制御指令に基づいて上記ロボット本体3の各モータを所要量だけ正逆に回転させるようになっている。それによって、操作者が操作手段2を動かした移動軌跡に追従するようにロボットハンド3Aが遠隔操作で作動されるようになっている。そして、このように作動される際のロボットハンド3Aの位置と姿勢は、位置演算部5Cによって検出されて制御装置5に認識されるようになっている。
このセンサ4は、上記操作手段2の遠隔操作スイッチ2Aが押されたままの状態において操作手段2が操作者により動かされると、操作手段2の位置と姿勢を検出して、その検出信号を制御装置5の指令出力部5Aへ伝達するようになっている。また、操作手段2に設けられたプログラム実行スイッチ2B、閉鎖スイッチ2Cおよび開放スイッチ2Dが押されると、それらが押されたことを検出して制御装置5の指令出力部5Aへ伝達するようになっている。また、操作者によってフットスイッチ13が踏み込まれた際にも、センサ4はそれを検出して指令出力部へ5Aに伝達するようになっている。センサ4は6自由度磁気センサであり、その基本構成は従来すでに公知であるため、センサ4に関するこれ以上の詳細な説明は省略する。
そして、このようにロボットハンド3Aが水平な状態において、操作者が操作手段2の閉鎖スイッチ2Cを押すと、作動制御部5Bによりロボットハンド3Aの把持部3Bが閉鎖されるようになっている。
操作者が手で操作する操作手段2とは別に、操作者が足で踏んで操作する上記フットスイッチ13を設けてあり、このフットスイッチ13の操作はセンサ4によって検出されて制御装置5の指令出力部5Aに伝達されるようになっている。
操作者がフットスイッチ13から足を外すと姿勢維持指令が切れるようになっている。フットスイッチ13を踏んでいる間に操作者が操作手段2の遠隔操作スイッチ2Aを押したまま操作手段2を動かすと、その際のロボットハンド3Aの姿勢を変えないで制御装置5の指令出力部5Aと作動制御部5Bを介して操作手段2の動きに追従するようにロボットハンド3Aの位置が操作手段2に追従するように作動されるようになっている。
この場合、先ずロボットハンド3Aの把持部3Bが開放された状態において、操作者は、操作手段2の遠隔操作スイッチ2Aを押し込んでそのスイッチを入れる。その状態のまま操作手段2を所要方向に向けて動かす(図5のS1、S2)。これにより、操作手段2の位置と姿勢はセンサ4によって検出されるので、その検出信号を基にして制御装置5の指令出力部5A、作動制御部5Bを介してロボットハンド3Aが操作手段2の動きに追従して作動され、ロボットハンド3Aの把持部3Bがテーブル15上の容器Bを把持できる位置まで移動される。
この後、操作者が操作手段2のプログラム実行スイッチ2Bを押すと、制御装置5の作動制御部5Bはプログラム記憶手段5Dに記憶された姿勢制御プログラムを実行する(図5のS4)。つまり、作動制御部5Bは、位置演算部5Cを介してロボットハンド3Aの現在の位置と姿勢を認識した上で、手首軸6(第4軸R4〜第6軸R6)を所要角度だけ回転させてロボットハンド3Aを正確に水平となるように移動させる。それにより、把持部3Bの中心Cが移動することなくロボットハンド3Aが所要角度回転されて正確に水平となる。
この後、操作者が操作手段2の閉鎖スイッチ2Cを押すと、作動制御部5Bを介して把持部3Bが閉鎖されて、該把持部3Bの両係合凹部3C、3Cにより容器Bが把持される(図5のS6)。その際、把持部3Bは正確に水平な状態において容器Bを両側から挟み込んで把持するので、容器Bが不用意に傾斜されることはなく、つまり容器Bは姿勢を変えることなく把持部3Bに把持され、したがって、容器B内の液体がこぼれるようなことはない。
これにより、テーブル15上の容器Bがロボットハンド3Aの把持部3Bにより把持されたことになる。
この後、操作者は操作手段2の遠隔操作スイッチ2Aを離して、それを切った状態としてから開放スイッチ2Dを押す。これにより、作動制御部5Bを介して把持部3Bが開放されるので、該把持部3Bによる容器Bの把持状態が解放される。
これで、操作者が操作手段2を介してロボットハンド3Aを作動させることによる、テーブル15からトレイ16上への容器Bの移載作業が終了する。
作業手順としては、必ずしも上記実施例において記載した手順で行う必要はなく、例えば、容器Bから離れた位置でプログラム実行スイッチ2Bを押してロボットハンド3Aを水平姿勢にしてから、水平姿勢のまま容器Bを把持できる位置に動かすようにしても良い。
したがって、上述した従来のロボット制御システムと比較して、操作者の作業負担を大幅に軽減させることできる。
また、上記実施例においては、把持部3Bによって容器Bを把持する直前において、ロボットハンド3Aが水平に対して傾きが小さい場合を想定しているが、ロボットハンド3Aの姿勢が大きく傾斜しているような場合には、安全のため次のような処理を行うようにしても良い。つまり、操作者が操作手段2のプログラム実行スイッチ2Bを押したとしても、その時点におけるロボットハンド3Aの角度が例えば30度以上傾斜しているような場合には、作動制御部5Bは姿勢制御プログラムを実行しないようにしても良い。これは換言すると、ロボットハンド3Aの傾斜角度が予め作動制御部5Bに設定された所定の傾斜角度内であって、上記操作手段2のプログラム実行スイッチ2Bが押された場合にだけ上記姿勢制御プログラムを実行することになる。
さらに、上記実施例においては、把持部3Bはロボットハンド3Aが水平姿勢で容器Bを把持する構造となっているが、特に水平姿勢に限らず、垂直姿勢や水平に対して所定の角度で把持しようとする物品の姿勢を動かさないで把持することができる構造にしたものであってもよい。
また、上記実施例の操作手段2においては、プログラム実行スイッチ2Bと閉鎖スイッチ2Cを別個に設けているが、それらを1つのスイッチに統合して、該統合したスイッチを押すことで、ロボットハンド3Aを水平にした後に、さらに把持部3Bを閉鎖するようにした姿勢制御プログラムとしてもよい。
実行し、その後、把持部3Bを閉鎖させるようにしてもよい。
さらにまた、上記姿勢制御プログラムとしては、把持部3Bを水平にした後に把持部3Bを閉鎖させ、その後、把持部3Bを所要量だけ持ち上げさせるようなプログラムであってもよい。
2B‥プログラム実行スイッチ 3‥ロボット本体
3A‥ロボットハンド 3B‥把持部
4‥センサ 5‥制御装置
5D‥プログラム記憶部 B‥容器(物品)
Claims (4)
- 物品を把持するロボットハンドを有するロボット本体と、操作者が所持して動かす操作手段と、操作手段の位置と姿勢を検出するセンサと、操作手段の動きに追従してロボットハンドが作動するようにロボット本体の作動を制御する制御装置とを備えたロボット制御システムにおいて、
上記制御装置は、上記ロボットハンドを所定の把持姿勢にさせるための姿勢制御プログラムを記憶したプログラム記憶部を備えるとともに、
該プログラム記憶部に記憶された姿勢制御プログラムを実行させるためのプログラム実行スイッチが上記操作手段に設けられ、
操作者により上記プログラム実行スイッチが入れられると、上記制御装置は、上記姿勢制御プログラムを実行して上記ロボットハンドを所定の把持姿勢にすることを特徴とするロボット制御システム。 - 上記姿勢制御プログラムはロボットハンドに設けられた物品を把持する把持部の中心位置を移動しないようにしてロボットハンドの姿勢を所定の把持姿勢にすることを特徴とする請求項1に記載のロボット制御システム。
- 上記把持姿勢は、上記ロボットハンドが把持しようとする物品の姿勢を動かさないで把持することができる姿勢であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のロボット制御システム。
- 上記姿勢制御プログラムには、ロボットハンドの上記把持姿勢に対して移動可能な角度範囲が設定されており、上記制御装置は姿勢制御プログラムを実行する際にロボットハンドの姿勢が移動可能な角度範囲を超える場合には上記姿勢制御プログラムを実行しないことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のロボット制御システム。
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Citations (4)
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JPS6174005A (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-16 | Hitachi Ltd | 多関節形ロボツトの動作制御装置 |
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JP2007007786A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Shibuya Kogyo Co Ltd | ロボット制御システム |
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2008
- 2008-02-25 JP JP2008042384A patent/JP5062424B2/ja active Active
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