JP2010240782A - ロボット制御システム、制御装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロボットのハンド部が異物体と衝突するのを回避しハンド部の損傷を防止する。
【解決手段】ロボット制御システム5は、ロボット装置10がアーム部とハンド部と、を有する移動部を備え、制御装置50が、ロボット動作の指示が入力される動作指示部52と、指示に基づいて制御信号を生成してロボット装置10に送るロボット制御部54と、制御信号に基づいて移動部の移動を模擬する動作シミュレーション部56と、動作シミュレーション部56で模擬した結果により異物体と衝突するか否かを判定する衝突判定部58と、衝突判定部58が判定した結果に基づいて制御信号を生成してロボット制御部54に送るハンド部衝突回避指示部60と、を備え、異物体との衝突を判定した場合、ハンド部衝突回避指示部60が異物体と衝突する前にハンド部が異物体から遠ざかる方向に動作すべく制御信号をロボット制御部54に送る。
【選択図】図2
【解決手段】ロボット制御システム5は、ロボット装置10がアーム部とハンド部と、を有する移動部を備え、制御装置50が、ロボット動作の指示が入力される動作指示部52と、指示に基づいて制御信号を生成してロボット装置10に送るロボット制御部54と、制御信号に基づいて移動部の移動を模擬する動作シミュレーション部56と、動作シミュレーション部56で模擬した結果により異物体と衝突するか否かを判定する衝突判定部58と、衝突判定部58が判定した結果に基づいて制御信号を生成してロボット制御部54に送るハンド部衝突回避指示部60と、を備え、異物体との衝突を判定した場合、ハンド部衝突回避指示部60が異物体と衝突する前にハンド部が異物体から遠ざかる方向に動作すべく制御信号をロボット制御部54に送る。
【選択図】図2
Description
本発明は、ロボット制御システム、制御装置および制御方法に関する。
工場等の製造現場において、自動化や省力化のために多軸制御の産業用ロボットが用いられている。このようなロボットは、製造ラインに沿って複数台並べられ、それぞれのロボットが決められた工程を協調して担当することにより、所望の生成物が得られるようにティーチングされる。特に、他のロボットと動作範囲が重なる場合や、ロボットの動作範囲内に柱などの構造物がある場合のように、ロボットの動作範囲内に異物体があったりする場合では、これらの障害物と衝突しないように入念にティーチングが行われる。しかしながら、このように入念にティーチングされても、プログラムの不具合等によりロボットが異物体と衝突してしまうことがあり、衝突によるロボットの損傷および故障が生ずる。
この問題を解決するために、アームの表面に粘弾性材料で被覆し、ロボットのアームに加わる外力が基準値以上になった場合に強制停止させロボットに加わる衝突の衝撃を緩和する技術が特許文献1に開示されている。
この問題を解決するために、アームの表面に粘弾性材料で被覆し、ロボットのアームに加わる外力が基準値以上になった場合に強制停止させロボットに加わる衝突の衝撃を緩和する技術が特許文献1に開示されている。
しかしながら、この特許文献1ではアーム部における衝突については衝突の衝撃が緩和されるが、バンド部における衝突については充分な対応とはいえない。ロボットのハンド部は物体の把持などの繊細な作業を行うために、アーム部に比べてハンド部の構成部品は剛性が低く、異物体との衝突により大きな損傷を受けることがある。
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例にかかるロボット制御システムは、ロボット装置と、前記ロボット装置の動作を制御する制御装置とを備えるロボット制御システムであって、前記ロボット装置は、前記制御装置から送られる制御信号に基づいて移動するアーム部と前記アーム部の先端部に設けられたハンド部と、を有する移動部を備え、前記制御装置は、前記ロボット装置の動作に関する指示が入力される動作指示部と、入力された前記指示に基づいて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記ロボット装置に送るロボット制御部と、生成した前記制御信号に基づいて前記移動部の移動を模擬する動作シミュレーション部と、前記移動部が前記制御信号に基づいて移動することにより前記移動部が異物体と衝突するか、否かを、前記動作シミュレーション部で模擬した結果に基づいて判定する衝突判定部と、前記衝突判定部が判定した結果に基づいて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記ロボット制御部に送るハンド部衝突回避指示部と、を備え、前記衝突判定部が前記異物体との衝突を判定した場合、前記ハンド部衝突回避指示部は、前記移動部が前記異物体と衝突する前に前記ハンド部が前記異物体から遠ざかる方向に動作すべく、前記制御信号を前記ロボット制御部に送ることを特徴とする。
このような構成によれば、制御装置は、ロボット装置の移動部を移動させる制御信号を生成してロボット装置に送ると共に、制御信号による移動部の移動を模擬し、移動部が異物体と衝突するか否かを判定する。ここで、移動部が異物体と衝突すると判定された場合、制御装置は、移動部が異物体と衝突する前に、ハンド部が異物体から遠ざかる方向に動作すべく、制御信号をロボット装置に送る。
この結果、制御装置から送られた制御信号に基づいて移動部が移動するロボット装置は、ハンド部が異物体から遠ざかる方向に動作し、剛性の低いハンド部は異物体と衝突せず、アーム部などの剛性の高い部分が異物体と衝突する。このようにして、ロボット装置のハンド部は異物体との衝突を回避でき、ハンド部の損傷を防止できる。
この結果、制御装置から送られた制御信号に基づいて移動部が移動するロボット装置は、ハンド部が異物体から遠ざかる方向に動作し、剛性の低いハンド部は異物体と衝突せず、アーム部などの剛性の高い部分が異物体と衝突する。このようにして、ロボット装置のハンド部は異物体との衝突を回避でき、ハンド部の損傷を防止できる。
[適用例2]上記適用例にかかるロボット制御システムにおいて、前記移動部が前記異物体と衝突する際の衝撃を緩和すべく移動するための前記制御信号の生成を、前記衝突判定部が判定した結果に基づいて前記ロボット制御部に指示する衝撃緩和指示部を更に備え、前記衝突判定部が前記異物体との衝突を判定した場合、前記衝撃緩和指示部は、前記制御信号の生成を前記ロボット制御部に指示することが望ましい。
このような構成によれば、移動部が異物体と衝突する際にロボット装置が受ける衝撃を緩和でき、ロボット装置が故障する可能性を軽減できる。
[適用例3]上記適用例にかかるロボット制御システムにおいて、前記移動部が衝突を回避すべく移動するための前記制御信号の生成を、前記衝突判定部が判定した結果に基づいて前記ロボット制御部に指示する衝突回避指示部を更に備え、前記衝突判定部が前記異物体との衝突を回避可能であると判定した場合、前記衝突回避指示部は、前記制御信号の生成を前記ロボット制御部に指示することが望ましい。
このような構成によれば、可能な限り移動部と異物体との衝突を回避できる。
[適用例4]上記適用例にかかるロボット制御システムにおいて、前記制御装置は、前記ロボット装置または他の制御装置が制御するロボット装置の移動を模擬した結果に関する情報を他の前記制御装置と授受する通信部を更に備え、前記動作シミュレーション部は、他の前記制御装置が制御する前記ロボット装置の移動を模擬した結果に更に基づいて、前記移動部の移動を模擬することが望ましい。
このような構成によれば、他のロボットとの衝突も判定が可能であり、衝突による移動部の損傷を防止できる。
[適用例5]本適用例にかかる制御装置は、アーム部と前記アーム部の先端部に設けられたハンド部とを有する移動部を備えるロボット装置を制御する制御装置であって、前記ロボット装置の動作に関する指示が入力される動作指示部と、入力された前記指示に基づいて制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記ロボット装置に送るロボット制御部と、生成した前記制御信号に基づいて前記移動部の移動を模擬する動作シミュレーション部と、前記移動部が前記制御信号に基づいて移動することにより、前記移動部が異物体と衝突するか、否かを、前記動作シミュレーション部で模擬した結果に基づいて判定する衝突判定部と、前記衝突判定部が判定した結果に基づいて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記ロボット制御部に送るハンド部衝突回避指示部と、を備え、前記衝突判定部が前記異物体との衝突を判定した場合、前記ハンド部衝突回避指示部は、前記移動部が前記異物体と衝突する前に前記ハンド部が前記異物体から遠ざかる方向に動作すべく、前記制御信号を前記ロボット制御部に送ることを特徴とする。
このような構成によれば、制御装置は、ロボット装置の移動部を移動させる制御信号を生成してロボット装置に送ると共に、制御信号による移動部の移動を模擬し、移動部が異物体と衝突するか否かを判定する。ここで、移動部が異物体と衝突すると判定された場合、制御装置は移動部が異物体と衝突する前に、ハンド部が異物体から遠ざかる方向に動作すべく、制御信号をロボット装置に送る。
この結果、制御装置から送られた制御信号に基づいて移動部が移動するロボット装置は、ハンド部が異物体から遠ざかる方向に動作し、剛性の低いハンド部は異物体と衝突せず、アーム部の剛性の高い部分が異物体と衝突する。このようにして、ロボット装置のハンド部は異物体との衝突を回避でき、ハンド部の損傷を防止できる。
この結果、制御装置から送られた制御信号に基づいて移動部が移動するロボット装置は、ハンド部が異物体から遠ざかる方向に動作し、剛性の低いハンド部は異物体と衝突せず、アーム部の剛性の高い部分が異物体と衝突する。このようにして、ロボット装置のハンド部は異物体との衝突を回避でき、ハンド部の損傷を防止できる。
[適用例6]本適用例にかかる制御方法は、アーム部と前記アーム部の先端部に設けられたハンド部とを有する移動部を備えるロボット装置における前記ハンド部の異物体との衝突を回避する制御方法であって、前記ロボット装置の動作に関する指示が入力される工程と、入力された前記指示に基づいて制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記ロボット装置に送る工程と、生成した前記制御信号に基づいて前記移動部の移動を模擬する工程と、前記移動部が前記制御信号に基づいて移動することにより、前記移動部が前記異物体と衝突するか、否かを、前記模擬した結果に基づいて判定する工程と、前記判定の結果に基づいて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記ロボット装置に送る工程と、を備え、前記移動部が前記異物体と衝突すると判定された場合、前記移動部が前記異物体と衝突する前に前記ハンド部が前記異物体から遠ざかる方向に動作すべく、前記制御信号を前記ロボット装置に送ることを特徴とする。
このような方法によれば、制御装置は、ロボット装置の移動部を移動させる制御信号を生成してロボット装置に送ると共に、制御信号による移動部の移動を模擬し、移動部が異物体と衝突するか否かを判定する。ここで、移動部が異物体と衝突すると判定された場合、制御装置は、移動部が異物体と衝突する前に、ハンド部が異物体から遠ざかる方向に動作すべく、制御信号をロボット装置に送る。
この結果、制御装置から送られた制御信号に基づいて移動部が移動するロボット装置は、ハンド部が異物体から遠ざかる方向に動作し、剛性の低いハンド部は異物体と衝突せずに、アーム部の剛性の高い部分が異物体と衝突する。このようにして、ロボット装置のハンド部は異物体との衝突を回避でき、ハンド部の損傷を防止できる。
この結果、制御装置から送られた制御信号に基づいて移動部が移動するロボット装置は、ハンド部が異物体から遠ざかる方向に動作し、剛性の低いハンド部は異物体と衝突せずに、アーム部の剛性の高い部分が異物体と衝突する。このようにして、ロボット装置のハンド部は異物体との衝突を回避でき、ハンド部の損傷を防止できる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
(第1の実施形態)
(第1の実施形態)
図1は本実施形態にかかるロボット制御システムの概観を示す概略図である。
ロボット制御システム5は、ロボット装置10と、ロボット装置10の動作を制御する制御装置50を備えている。
ロボット装置10は設置され、設置された面との鉛直軸で回転する第1軸11、アーム17Aを水平軸で回転する第2軸12、アーム17Aの軸方向に回転する第3軸13、アーム17Aに固定され、アーム17Bを水平方向に回転する第4軸14、アーム17Bの軸方向に回転する第5軸15、および、アーム17Bに固定され、手首18を水平方向に回転する第6軸16のそれぞれを移動部とする6軸制御の多関節産業用ロボットである。また、この手首18の先端にはハンド部19が装着される。ハンド部19は、部品などを傷つけずに把持するための繊細な動きに対応するために、精密な部品が用いられ、また各種センサーなどが備えられている。このため、ハンド部19はアーム部17に比べて剛性が弱く、異物体との軽微な衝突においても損傷しやすい構成となっている。
ロボット制御システム5は、ロボット装置10と、ロボット装置10の動作を制御する制御装置50を備えている。
ロボット装置10は設置され、設置された面との鉛直軸で回転する第1軸11、アーム17Aを水平軸で回転する第2軸12、アーム17Aの軸方向に回転する第3軸13、アーム17Aに固定され、アーム17Bを水平方向に回転する第4軸14、アーム17Bの軸方向に回転する第5軸15、および、アーム17Bに固定され、手首18を水平方向に回転する第6軸16のそれぞれを移動部とする6軸制御の多関節産業用ロボットである。また、この手首18の先端にはハンド部19が装着される。ハンド部19は、部品などを傷つけずに把持するための繊細な動きに対応するために、精密な部品が用いられ、また各種センサーなどが備えられている。このため、ハンド部19はアーム部17に比べて剛性が弱く、異物体との軽微な衝突においても損傷しやすい構成となっている。
なお、本実施形態では、第1軸11から手首18までの構成部材をアーム部17と呼ぶ。また、本実施形態での移動部は、アーム部17およびハンド部19を含む部分である。さらに、異物体とは、作業対象となる部品を除き、ロボット装置10の作業の障害となる障害物をいう。
そして、これらのロボット装置10の回転軸は、いずれも図示を略したモーターまたは空圧機器等により動作する複数のアクチュエーターにより回転し、複数のアクチュエーターは制御装置50からケーブル85を介して送られる制御信号に基づいて駆動する。
そして、これらのロボット装置10の回転軸は、いずれも図示を略したモーターまたは空圧機器等により動作する複数のアクチュエーターにより回転し、複数のアクチュエーターは制御装置50からケーブル85を介して送られる制御信号に基づいて駆動する。
制御装置50は、コンピューター80、ディスプレイ82およびキーボード84を備える。コンピューター80は、図示は略すが、それぞれCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、シーケンサー、ロボットコントローラーおよびドライブユニット等からなるハードウェア資源と、ROM、HDD等に記憶された種々のソフトウェアとが有機的に協働することにより、後述する各機能部の機能を実現している。
図2は本実施形態にかかるロボット制御システムの機能構成を示すブロック図である。
最初に、制御装置50の機能構成について説明する。制御装置50は、動作指示部52、ロボット制御部54、動作シミュレーション部56、衝突判定部58、ハンド部衝突回避指示部60、衝突回避指示部62および衝撃緩和指示部64を備える。
動作指示部52は、ロボット装置10の動作に関する指示がユーザーにより入力される入力部であり、この動作指示部52で指示された情報は、ロボット制御部54に送られる。本実施形態では、動作指示部52は、UI(User Interface)画面とキーボード84等を想定し、これらを操作することにより、ロボット装置10の動作をティーチングしたり、キーボード84を操作することによりロボット装置10の動作を指示するプログラムが読み込まれたりする。
最初に、制御装置50の機能構成について説明する。制御装置50は、動作指示部52、ロボット制御部54、動作シミュレーション部56、衝突判定部58、ハンド部衝突回避指示部60、衝突回避指示部62および衝撃緩和指示部64を備える。
動作指示部52は、ロボット装置10の動作に関する指示がユーザーにより入力される入力部であり、この動作指示部52で指示された情報は、ロボット制御部54に送られる。本実施形態では、動作指示部52は、UI(User Interface)画面とキーボード84等を想定し、これらを操作することにより、ロボット装置10の動作をティーチングしたり、キーボード84を操作することによりロボット装置10の動作を指示するプログラムが読み込まれたりする。
ロボット制御部54は、動作指示部52で指示された情報に基づき、ロボット装置10を動作させるための制御信号としての動作信号を生成し、生成した動作信号をロボット装置10と動作シミュレーション部56に送る。また、ロボット制御部54は、衝突回避指示部62および衝撃緩和指示部64からそれぞれ送られる動作指示の情報に基づき、ロボット装置10を緊急に動作させるための緊急動作信号を生成し、生成した緊急動作信号を通常の動作信号より優先してロボット装置10に送る。
動作シミュレーション部56は、ロボット制御部54から送られる通常の動作信号に基づいて、ロボット装置10が実際に動作する前に、ロボット装置10の動作を仮想的に模擬させ、動作した結果に関する情報を生成する。このような動作シミュレーション部56は、例えば、特開2003−165079号公報で開示されているようなバーチャルロボットシミュレーターを採用できる。この動作シミュレーション部56は、ロボット装置10が約1秒後に動作する動作結果に関する情報が生成されるように構成され、生成された動作結果に関する情報は、衝突判定部58に送られる。
衝突判定部58は、動作シミュレーション部56から送られる動作結果に関する情報に基づいて、ロボット装置10と異物体との衝突を判定する判定部である。ここで、衝突判定部58は、ロボット装置10と異物体との衝突を判定し、更に、動作結果に関する情報から、何らかの回避動作をロボット装置10が行っても衝突を回避できないと判定した場合、ハンド部衝突回避指示部60と衝撃緩和指示部64に対して動作指示を送る。また、衝突判定部58は、ロボット装置10と異物体との衝突を判定し、更に、動作結果に関する情報から、何らかの回避動作を行うことでロボット装置10が衝突を回避できると判定した場合、衝突回避指示部62に対して動作指示を送る。
ハンド部衝突回避指示部60は、衝突判定部58から送られる動作指示に基づき、ロボット装置10の第6軸16を回転させて手首18を動かすための緊急動作信号を生成し、生成した緊急動作信号をロボット制御部54に送る。本実施形態では、この緊急動作信号は手首18を動かして、ハンド部19が異物体と遠ざかる方向に移動するように指示する。
また、衝撃緩和指示部64は、衝突判定部58から送られる動作指示に基づき、ロボット装置10が異物体と衝突する際に受ける衝撃を緩和すべく、緊急動作信号を生成し、ロボット制御部54に送る。本実施形態では、この緊急動作信号は、最初に、ロボット装置10のアクチュエーターへの電力供給の停止を指示する。これは、移動部の動きが自由になることにより、衝突時に移動部に過大な力が掛からないようにするためであり、衝突の衝撃を和らげることができる。
衝突回避指示部62は、衝突判定部58から送られる動作指示に基づき、ロボット装置10と異物体との衝突を回避すべく、緊急動作信号を生成し、ロボット制御部54に送る。本実施形態では、この緊急動作信号は、ロボット装置10の移動経路の変更や、緊急停止を指示する。
図3は、制御装置50の処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、ロボット装置10の移動部が移動する際に、所定の時間毎に呼び出されて実行される。この処理が開始されると、最初に、制御装置50は、現在の位置から次の移動先の情報を算出する(ステップS100)。次に、制御装置50は、次の移動先までの移動動作をシミュレートする(ステップS102)。次に、制御装置50は、移動部が次の移動先への移動することにより、ロボット装置10が異物体と衝突するか、否かを判定する(ステップS104)。ここで、ロボット装置10の移動部が異物体と衝突すると判定された場合(ステップS104でYes)、制御装置50は、ロボット装置10の動作変更により衝突を回避できるか、否かを判定する(ステップS106)。
ここで、ロボット装置10が動作変更しても衝突は回避できないと判定された場合(ステップS106でNo)、制御装置50は、ハンド部19の衝突回避動作をロボット装置10に指示する(ステップS110)。更に、制御装置50は、衝突時の衝撃を緩和するための衝突緩和動作をロボット装置10に指示し(ステップS112)、一連の処理を終了する。
他方で、ロボット装置10が動作変更することで衝突は回避できると判定された場合(ステップS106でYes)、制御装置50は、衝突を回避するための衝突回避動作をロボット装置10に指示し(ステップS108)、最初の工程(ステップS100)に戻り、更に次の移動先の情報を取得する。
他方で、ロボット装置10が動作変更することで衝突は回避できると判定された場合(ステップS106でYes)、制御装置50は、衝突を回避するための衝突回避動作をロボット装置10に指示し(ステップS108)、最初の工程(ステップS100)に戻り、更に次の移動先の情報を取得する。
また、ステップS104において、ロボット装置10が異物体と衝突しないと判定された場合(ステップS104でNo)、制御装置50は、ロボット装置10の移動部を次の移動先に移動させ(ステップS114)、移動終了か、否かを判定する(ステップS116)。ここで、移動終了の場合(ステップS116でYes)、一連の処理は終了する。他方で、移動終了ではない場合(ステップS116でNo)、最初の工程(ステップS100)に戻り、更に次の移動先の情報を取得する。
図4は本実施形態にかかるロボット装置の動作を説明する模式図である。この図4は、ロボット装置10が動作変更しても衝突は回避できないと判定された場合を説明する模式図である。
図4(a)において、ロボット装置10のアーム部17およびハンド部19が矢印a方向に移動をしている。ハンド部19の移動先には異物体90が存在しており、ハンド部19と異物体90との衝突が回避できるか否かの判断が制御装置においてなされる。
ハンド部19と異物体90との衝突が回避できないと判断した場合には、図4(b)に示すように、手首18が動いて、ハンド部19が異物体90から遠ざかる方向(矢印b方向)に移動する。
そして、図4(c)に示すように、ロボット装置10への電力停止をするなどの衝突緩和動作を行い、ロボット装置10のアーム部17と異物体90とが接触し、動作を停止する。
図4(a)において、ロボット装置10のアーム部17およびハンド部19が矢印a方向に移動をしている。ハンド部19の移動先には異物体90が存在しており、ハンド部19と異物体90との衝突が回避できるか否かの判断が制御装置においてなされる。
ハンド部19と異物体90との衝突が回避できないと判断した場合には、図4(b)に示すように、手首18が動いて、ハンド部19が異物体90から遠ざかる方向(矢印b方向)に移動する。
そして、図4(c)に示すように、ロボット装置10への電力停止をするなどの衝突緩和動作を行い、ロボット装置10のアーム部17と異物体90とが接触し、動作を停止する。
以上、ロボット装置10の移動部が異物体90と衝突回避できない際には、まず、ハンド部19が異物体から遠ざかる方向に移動し、剛性の低いハンド部19は異物体90と衝突せず、アーム部17などの剛性の高い部分が異物体と衝突する。このようにして、ロボット装置10のハンド部19は異物体との衝突を回避でき、ハンド部19の損傷を防止できる。
また、ロボット装置10のティーチングやプログラミングの際に、ユーザーは異物体との衝突を必要以上に意識することなく、ロボット装置10の移動経路や移動速度を決定できる。
また、ロボット装置10のティーチングやプログラミングの際に、ユーザーは異物体との衝突を必要以上に意識することなく、ロボット装置10の移動経路や移動速度を決定できる。
なお、上記の実施形態ではハンド部19と異物体90が衝突すると予測した場合について説明したが、ロボット装置10と異物体90との予測される衝突がハンド部19以外であっても、まずハンド部が移動する。これは、異物体90との衝突によりアーム部17が揺れて、ハンド部19が他の異物体90などと接触する可能性を回避することによる。
(第2の実施形態)
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態のロボット制御システムについて説明する。
図5はロボット制御システムの機能構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同じ部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態では、ロボット制御システム5は、それぞれ2台のロボット装置10A,10Bと制御装置50A,50Bが近接して配置され、制御装置50A,50Bは、互いに通信する通信部である通信手段59A,59Bをそれぞれ備える。
図5はロボット制御システムの機能構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同じ部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態では、ロボット制御システム5は、それぞれ2台のロボット装置10A,10Bと制御装置50A,50Bが近接して配置され、制御装置50A,50Bは、互いに通信する通信部である通信手段59A,59Bをそれぞれ備える。
動作シミュレーション部56A,56Bは、ロボット制御部54A,54Bからそれぞれ送られる通常動作信号を通信により相手側に伝えると共に、自身の通常動作信号と、相手側から送られる通常動作信号とに基づいて、自身のロボット装置10A,10Bを仮想的に動作させ、動作した結果に関する情報を生成する。この結果、衝突判定部58A,58Bは、それぞれの動作シミュレーション部56A,56Bから送られる動作結果に関する情報に基づいて、自身のロボット装置10A,10Bと異物体との衝突および、自身のロボット装置10A,10Bと、自身から見て異物体である相手側とのロボット装置10B,10Aとの衝突を判定する。
なお、本実施形態では、それぞれ2台のロボット装置10A,10Bと制御装置50A,50Bを想定するが、2台に限定されるものではなく、3台以上であっても良い。以上述べた第2の実施形態は、第1の実施形態と同様な効果を奏する。
なお、本実施形態では、それぞれ2台のロボット装置10A,10Bと制御装置50A,50Bを想定するが、2台に限定されるものではなく、3台以上であっても良い。以上述べた第2の実施形態は、第1の実施形態と同様な効果を奏する。
本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、具体的な構成は、この実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、第1の実施形態および第2の実施形態では、ロボット装置10として6軸制御の多関節産業用ロボットを採用したが、これに限定されるものではなく、スカラー型のロボットであっても良い。また、産業用のロボットには限定されず、医療用や家庭用のロボットであっても良い。
さらに、本実施形態に加えて、ロボット装置の回転軸の近傍に収納されたエアバックなどの衝撃緩和手段を用いて、衝突の衝撃をさらに緩和し、ロボット装置の損傷および故障を防止することができる。
さらに、本実施形態に加えて、ロボット装置の回転軸の近傍に収納されたエアバックなどの衝撃緩和手段を用いて、衝突の衝撃をさらに緩和し、ロボット装置の損傷および故障を防止することができる。
5…ロボット制御システム、10,10A,10B…ロボット装置、11…第1軸、12…第2軸、13…第3軸、14…第4軸、15…第5軸、16…第6軸、17…アーム部、17A,17B…アーム、18…手首、19…ハンド部、50,50A,50B…制御装置、52,52A,52B…動作指示部、54,54A,54B…ロボット制御部、56,56A,56B…動作シミュレーション部、58,58A,58B…衝突判定部、59A,59B…通信手段、60,60A,60B…ハンド部衝突回避指示部、62,62A,62B…衝突回避指示部、64,64A,64B…衝撃緩和指示部、80…コンピューター、82…ディスプレイ、84…キーボード、85…ケーブル、90…異物体。
Claims (6)
- ロボット装置と、前記ロボット装置の動作を制御する制御装置とを備えるロボット制御システムであって、
前記ロボット装置は、
前記制御装置から送られる制御信号に基づいて移動するアーム部と前記アーム部の先端部に設けられたハンド部と、を有する移動部を備え、
前記制御装置は、
前記ロボット装置の動作に関する指示が入力される動作指示部と、
入力された前記指示に基づいて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記ロボット装置に送るロボット制御部と、
生成した前記制御信号に基づいて前記移動部の移動を模擬する動作シミュレーション部と、
前記移動部が前記制御信号に基づいて移動することにより前記移動部が異物体と衝突するか、否かを、前記動作シミュレーション部で模擬した結果に基づいて判定する衝突判定部と、
前記衝突判定部が判定した結果に基づいて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記ロボット制御部に送るハンド部衝突回避指示部と、を備え、
前記衝突判定部が前記異物体との衝突を判定した場合、前記ハンド部衝突回避指示部は、前記移動部が前記異物体と衝突する前に前記ハンド部が前記異物体から遠ざかる方向に動作すべく、前記制御信号を前記ロボット制御部に送ることを特徴とするロボット制御システム。 - 請求項1に記載のロボット制御システムにおいて、
前記移動部が前記異物体と衝突する際の衝撃を緩和すべく移動するための前記制御信号の生成を、前記衝突判定部が判定した結果に基づいて前記ロボット制御部に指示する衝撃緩和指示部を更に備え、
前記衝突判定部が前記異物体との衝突を判定した場合、前記衝撃緩和指示部は、前記制御信号の生成を前記ロボット制御部に指示することを特徴とするロボット制御システム。 - 請求項1または2に記載のロボット制御システムにおいて、
前記移動部が衝突を回避すべく移動するための前記制御信号の生成を、前記衝突判定部が判定した結果に基づいて前記ロボット制御部に指示する衝突回避指示部を更に備え、
前記衝突判定部が前記異物体との衝突を回避可能であると判定した場合、前記衝突回避指示部は、前記制御信号の生成を前記ロボット制御部に指示することを特徴とするロボット制御システム。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のロボット制御システムにおいて、
前記制御装置は、前記ロボット装置または他の制御装置が制御するロボット装置の移動を模擬した結果に関する情報を他の前記制御装置と授受する通信部を更に備え、
前記動作シミュレーション部は、他の前記制御装置が制御する前記ロボット装置の移動を模擬した結果に更に基づいて、前記移動部の移動を模擬することを特徴とするロボット制御システム。 - アーム部と前記アーム部の先端部に設けられたハンド部とを有する移動部を備えるロボット装置を制御する制御装置であって、
前記ロボット装置の動作に関する指示が入力される動作指示部と、
入力された前記指示に基づいて制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記ロボット装置に送るロボット制御部と、
生成した前記制御信号に基づいて前記移動部の移動を模擬する動作シミュレーション部と、
前記移動部が前記制御信号に基づいて移動することにより、前記移動部が異物体と衝突するか、否かを、前記動作シミュレーション部で模擬した結果に基づいて判定する衝突判定部と、
前記衝突判定部が判定した結果に基づいて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記ロボット制御部に送るハンド部衝突回避指示部と、を備え、
前記衝突判定部が前記異物体との衝突を判定した場合、前記ハンド部衝突回避指示部は、前記移動部が前記異物体と衝突する前に前記ハンド部が前記異物体から遠ざかる方向に動作すべく、前記制御信号を前記ロボット制御部に送ることを特徴とする制御装置。 - アーム部と前記アーム部の先端部に設けられたハンド部とを有する移動部を備えるロボット装置における前記ハンド部の異物体との衝突を回避する制御方法であって、
前記ロボット装置の動作に関する指示が入力される工程と、
入力された前記指示に基づいて制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記ロボット装置に送る工程と、
生成した前記制御信号に基づいて前記移動部の移動を模擬する工程と、
前記移動部が前記制御信号に基づいて移動することにより、前記移動部が前記異物体と衝突するか、否かを、前記模擬した結果に基づいて判定する工程と、
前記判定の結果に基づいて前記制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記ロボット装置に送る工程と、を備え、
前記移動部が前記異物体と衝突すると判定された場合、前記移動部が前記異物体と衝突する前に前記ハンド部が前記異物体から遠ざかる方向に動作すべく、前記制御信号を前記ロボット装置に送ることを特徴とする制御方法。
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