JP2012051043A - Robot system or robot control device - Google Patents

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JP2012051043A JP2010193718A JP2010193718A JP2012051043A JP 2012051043 A JP2012051043 A JP 2012051043A JP 2010193718 A JP2010193718 A JP 2010193718A JP 2010193718 A JP2010193718 A JP 2010193718A JP 2012051043 A JP2012051043 A JP 2012051043A
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Takuya Fukuda
Yukio Hashiguchi
Shinji Murai
真二 村井
幸男 橋口
拓也 福田
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
株式会社安川電機
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot system and a robot control device which can more optimally control a manipulator having redundant flexibility.SOLUTION: The robot system includes a manipulator 2 which has at least one actuator and a controller 3 which controls the manipulator. The controller 3 sets a part in the actuator as a redundant shaft, setting the target position posture of the manipulator, and forming a locus of movement for the manipulator to reach the target position posture from present posture. The controller 3 also includes a redundant angle definition table 7 which collates small regions set by dividing a region within a reachable range of the manipulator and parameters for a redundant axial angle corresponding to each small region. The controller selects the corresponding small region in the redundant angle definition table, sets a redundant axial angle on the basis of the selection result, and forms an operating command on the basis of the locus of movement and the redundant axial angle.

Description

本発明は、マニピュレータを用いたロボットシステム及びロボット制御装置に関する。 The present invention relates to a robot system and a robot control system with the manipulator.

多関節ロボットでは、求められる位置姿勢の自由度よりも多くの自由度(冗長自由度)を有するロボットを制御することが求められる場合がある。 The multi-joint robot, there are cases where it is necessary to control the robot with more freedom than the degree of freedom of the position and orientation obtained (redundant degrees of freedom).
即ち、ロボットが冗長自由度を有することで、対象物に対して求められた位置姿勢を取った際であってもマニピュレータの姿勢を種々変更することができるため、冗長自由度を適切に制御することで比較的狭隘な場所であっても作業時にマニピュレータ自身や周辺の物体との干渉を回避しながら作業を行えるという利点がある。 That is, by having the robot redundant degrees of freedom, since even when taking the position and orientation determined for the object can be variously changing the position of the manipulator, to appropriately control the redundancy degree of freedom there is an advantage that can perform operations while avoiding interference with the manipulator and surrounding objects during working even at relatively narrow place by.
特許文献1には、冗長自由度を有するマニピュレータを制御するための一手法が開示されている。 Patent Document 1, one approach for controlling the manipulator with redundant degree of freedom is disclosed.

特開2007−203380号公報 JP 2007-203380 JP

ところで、多くのマニピュレータは予め教示された動作経路に沿って動作するが、適用用途によっては、作業対象物が動いている等、位置が不確かな作業対象物に対して作業を行なう場合もある。 Incidentally, it operates along much manipulator previously taught movement path, depending on the application purpose, like that is moving work object, there is a case where the position is to work against uncertain work object. このような場合には作業対象物の位置を検知するセンサ等の情報に基づいてマニピュレータの目標位置姿勢を修正する。 Such in the case correcting the target position and posture of the manipulator on the basis of information such as the sensor for detecting the position of the work object. これにより、マニピュレータを作業対象物に追従させながら作業を行なうことができる。 Accordingly, the manipulator can perform work while following the workpiece.

しかしながら、マニピュレータが冗長自由度を有する場合、特許文献1のように、予め冗長自由度を含む各駆動軸全ての動作量を教示により決定しておく手法では、上述のように作業対象物の位置が移動する場合、冗長自由度の位置が必ずしも適切な位置とならず、作業対象物やマニピュレータ自身と干渉(接触)等が生じることが考えられる。 However, the position of the case, as in Patent Document 1, in the method to be determined in advance by the redundant degrees of freedom drive shafts all operation amount of the teachings including, work object as described above which manipulator having a redundant degree of freedom If is moving, not the redundant degrees of freedom of the position is not necessarily appropriate position, it is conceivable that such interference with the work object and a manipulator itself (contact) occurs.
また、教示された動作経路に対して、作業対象物に追従して動作経路が修正されることにより、意図せずにマニピュレータが特異点姿勢となりマニピュレータの制御上、支障が生じることも考えられる。 Further, with respect to the taught motion path, by operating the route to follow the workpiece is corrected, the control of the manipulator becomes manipulator singular configuration unintentionally, it is conceivable to trouble occurs.
このような不都合はセンサ等に基づいて目標位置姿勢を修正する場合に限らず、マニピュレータの動作範囲に存在する障害物が移動する場合やマニピュレータと周囲物との意図しない接触が生じた場合にマニピュレータの動作軌道を修正する場合等にも同様の不都合が生じうる。 Such disadvantage is not limited to the case of correcting the target position and orientation based on the sensor or the like, a manipulator when unintended contact between the case and the manipulator and the surrounding product obstacle existing operating range of the manipulator is moved occurs It can occur similar inconvenience if such to modify the behavior trajectory.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、冗長自由度を有するマニピュレータをより最適に制御することができるようにしたロボットシステム及びロボット制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a robot system and a robot control apparatus that can control the manipulator more optimally with redundant degrees of freedom.

上記課題を解決するため、本発明のロボットシステムは、1以上のアクチュエータを有するマニピュレータと、アクチュエータそれぞれの動作を制御するコントローラと、を有し、コントローラは、アクチュエータの内の一部を冗長軸と設定する冗長軸設定部と、マニピュレータの目標位置姿勢を設定する目標位置姿勢生成部と、目標位置姿勢に基づいてマニピュレータが現在の姿勢から目標位置姿勢に達するまでの動作軌跡を生成するシミュレーション部と、マニピュレータの到達可能範囲内の領域を分割して設定した小領域と各小領域に対応する冗長軸角度用パラメータとを対応付けた冗長角度定義テーブルと、目標位置姿勢生成部の出力結果に基づいて冗長角度定義テーブル中の該当する小領域を選択する領域判定手段と、領域判定手 To solve the above problems, the robot system of the present invention includes a manipulator having one or more actuators comprises a controller for controlling the actuator each operation, a controller, a part of the actuator and the redundant axis a redundant axis setting unit for setting a target position and orientation generation unit for setting a target position and posture of the manipulator, and a simulation unit for generating a motion track to the manipulator reaches from the current position to the target position and orientation based on the target position and orientation a redundant angle definition table associating the redundant axis angle parameter corresponding to the small area and the small area set by dividing the region within the reachable range of the manipulator, based on the output result of the target position and orientation generator a region determining means for selecting a small area corresponding in redundant angle definition table Te, region determination hand の選択結果と冗長角度定義テーブルとに基づいて、冗長軸角度を設定する冗長軸角度設定部と動作軌跡と冗長軸角度とに基づいて、アクチュエータのそれぞれに対して動作指令を生成する補間演算部と、を有していることを特徴としている。 Based on the selection result and the redundant angle definition table, based on the redundant axis angle setting unit for setting a redundant axis angular movement trajectory and a redundant axis angle, the interpolation operation unit for generating an operation command to each of the actuators It is characterized by having the a.

また、作業対象物の位置を検知する物体検出センサを有し、目標位置姿勢生成部は、物体検出センサの検知結果に基づいて目標位置姿勢を修正することが好ましい。 Also has an object detection sensor for detecting the position of the work object, the target position and orientation generator, it is preferable to correct the target position and orientation based on the detection result of the object detection sensor.

また、マニピュレータにかかる外力を検出する外力センサと、を有し、コントローラは、アクチュエータの動作を制御するとともに、センサ部の検出結果に基づいてアクチュエータが外力に対して回避する方向に回避動作を行なわせる回避動作実行部を有していることが好ましい。 Also has a force sensor for detecting an external force applied to the manipulator, the controller controls the operation of the actuator, perform the avoidance operation in the direction in which the actuator is avoided with respect to an external force on the basis of the detection result of the sensor unit preferably it has an avoidance operation execution unit for.
また、コントローラは、冗長角度定義テーブルを表示するとともに、冗長角度定義テーブルの内容の修正等を受け付けるテーブル表示・入力部を有していることが好ましい。 The controller is adapted to display the redundancy angle definition table, it is preferable to have a table display and input unit which receives a correction or the like of the contents of the redundant angle definition table.
また、マニピュレータは、基台と、基台に対して第1構造材を動作させる第1関節と、第1構造材に対して第2構造材を動作させる第2関節と、第2構造材に対して第3構造材を動作させる第3関節と、第3構造材に対して第4構造材を動作させる第4関節と、第4構造材に対して第5構造材を動作させる第5関節と、第5構造材に対して第6構造材を動作させる第6関節と、第6構造材に対してフランジを旋回させる第7関節と、を有していることが好ましい。 Further, the manipulator includes a base, a first joint operating the first structural member relative to the base, and a second joint operating the second structural member relative to the first structural member, the second structural member a third joint for operating the third structural material for a fourth joint to operate the fourth structural member relative to the third structural member, a fifth joint for operating the fifth structural material for the fourth structural member When, it is preferable to have a sixth articulation operating the sixth structural member relative to the fifth structural member, and a seventh joint pivoting the flange with respect to the sixth structural material, the.

また、冗長角度定義テーブルに規定される小領域はそれぞれその形状を直方体とすることが好ましい。 The small area defined in the redundant angle definition table is preferably set to a shape and a rectangular parallelepiped, respectively.
また、冗長角度定義テーブルに規定される小領域は、作業対象物の位置のバラつきを考慮して予め設定されることが好ましい。 The small area defined in the redundant angle definition table is preferably set in advance in consideration of the variation in the position of the work object.

領域判定手段は、目標位置姿勢生成部の出力結果から冗長角度定義テーブル中の該当する小領域が存在しないと判定した場合には異常信号を物体検出センサに出力することが好ましい。 Area determination means preferably where applicable subregion in the redundant angle definition table from the output of the target position and orientation generation unit determines that there is no outputs an abnormality signal to the object detection sensor.
また、本発明のロボット制御装置は、1以上のアクチュエータを有するマニピュレータの動作を制御するロボット制御装置であって、アクチュエータの内の一部を冗長軸と設定する冗長軸設定部と、マニピュレータの目標位置姿勢を設定する目標位置姿勢生成部と、目標位置姿勢に基づいてマニピュレータが現在の姿勢から目標位置姿勢に達するまでの動作軌跡を生成するシミュレーション部と、マニピュレータの到達可能範囲内の領域を分割して設定した小領域と各小領域に対応する冗長軸角度用パラメータとを対応付けた冗長角度定義テーブルと、目標位置姿勢生成部の出力結果に基づいて冗長角度定義テーブル中の該当する小領域を選択する領域判定手段と、領域判定手段の選択結果と冗長角度定義テーブルとに基づいて、冗長軸角度 The robot control apparatus of the present invention, there is provided a robot controller for controlling the operation of the manipulator having one or more actuators, and redundant axis setting unit for setting a part of the actuator and the redundant axis, of the manipulator target dividing the target position and orientation generation unit for setting the position and orientation, and the simulation unit for generating a motion track to the manipulator reaches from the current position to the target position and orientation based on the target position and orientation, the area within the reachable range of the manipulator a redundant angle definition table associating the redundant axis angle parameter corresponding to each small area and a small area set in the corresponding small regions in the redundant angle definition table on the basis of the output result of the target position and orientation generator and an area determination means for selecting, based on the selection result of the area determination means and the redundant angle definition table, redundant axis angle 設定する冗長軸角度設定部と動作軌跡と冗長軸角度とに基づいて、アクチュエータのそれぞれに対して動作指令を生成する補間演算部と、を有していることを特徴としている。 Based on the redundant axis angle setting unit for setting the operation path and a redundant axis angle, it is characterized by having a interpolation calculation unit for generating an operation command for each actuator.

本発明によれば、目標となる位置姿勢が変更される場合でもより少ない演算量でマニピュレータの冗長軸を適切に設定することができ、冗長な自由度を有するマニピュレータをより最適に制御することができる。 According to the present invention, the target and a position and orientation that can be set appropriately redundant axes of the manipulator in less amount of computation even if it is changed, to control the manipulator with redundant degree of freedom more optimally it can.

本発明の実施形態に係るロボットシステムの全体構成を説明するための模式的な構成図 Schematic diagram for explaining the overall configuration of a robot system according to an embodiment of the present invention 本発明の実施形態にかかるロボットの構成を示す側面図である。 Is a side view showing the configuration of a robot according to an embodiment of the present invention. センサ部の構成を示す模式的な構造図 Schematic structural view showing the structure of the sensor unit 冗長角度定義テーブルに規定される3次元空間の領域を説明するための模式図 Schematic diagram for explaining a region of three-dimensional space defined in the redundant angle definition table エンドエフェクタとターゲット部(作業対象物)座標関係を模式的に示す図 Shows the end effector and the target portion (workpiece) coordinate relational schematically 冗長角度定義テーブルの一例を示す図 It illustrates an example of a redundant angle definition table

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, will be described with reference to the drawings embodiments of the present invention.
本実施形態では、マニピュレータ2を用いて家畜に対して検査、消毒、搾乳などの作業を行なうロボットシステムを例に本発明の一実施形態について説明する。 In the present embodiment, the inspection domestic animals using a manipulator 2, disinfection, an example robot system that performs tasks such as milking an embodiment of the present invention will be described.

図1に示すように、本実施形態にかかるロボットシステム100は、家畜1が収納されたフロアF,マニピュレータ2,コントローラ3,センサ部4からなっている。 As shown in FIG. 1, a robot system 100 according to this embodiment, the floor F, the manipulator 2 livestock 1 is housed, the controller 3 consists of a sensor unit 4.
マニピュレータ2は、図2に示すように、設置面(壁面や床等)101に固定された基台40と、基台40からマニピュレータ2の先端にかけて順々に第1構造材41,第2構造材42,第3構造材43,第4構造材44,第5構造材45,第6構造材46,フランジ47がそれぞれ回転駆動するアクチュエータ(回転関節)を介して連結されている。 Manipulator 2, as shown in FIG. 2, the first structural member 41 and the installation surface (wall or floor, etc.) base 40 which is fixed to 101, one after the other from the base 40 to the distal end of the manipulator 2, a second structure material 42, third structural member 43, the fourth structural material 44, the fifth structural member 45, the sixth structural member 46, the flange 47 is connected via an actuator (rotary joint) for rotating respectively.

基台40と第1構造材41とは、第1アクチュエータ(第1関節)41Aを介して連結されており、第1アクチュエータ41Aの駆動により、第1構造材41が回転するようになっている。 A base 40 and first structural member 41, the first actuator is connected via a (first joint) 41A, the driving of the first actuator 41A, the first structural member 41 is rotated . 第1構造材41と第4構造材42とは、第2アクチュエータ(第2関節)42Aを介して連結されており、第2アクチュエータ42Aの駆動により、第2構造材42が旋回するようになっている。 A first structural member 41 and the fourth structural member 42, the second actuator is connected via a (second joint) 42A, by driving the second actuator 42A, so the second structural member 42 is pivoted ing.

第2構造材42と第3構造材43とは、第3アクチュエータ(第3関節)43Aを介して連結されており、第3アクチュエータ43Aの駆動により、第3構造材43が回転するようになっている。 A second structural member 42 and the third structural member 43, the third actuator are connected via a (third joint) 43A, the drive of the third actuator 43A, so the third structural member 43 is rotated ing.
第3構造材43と第4構造材44とは、第4アクチュエータ(第4関節)44Aを介して連結されており、第4アクチュエータ44Aの駆動により、第4構造材44が旋回するようになっている。 A third structural member 43 and the fourth structural member 44, fourth actuators are connected through a (fourth joint) 44A, the driving of the fourth actuator 44A, so that the fourth structural member 44 to pivot ing.

第4構造材44と第5構造材45とは、第5アクチュエータ(第5関節)45Aを介して連結されており、第5アクチュエータ45Aの駆動により、第5構造材45が回転するようになっている。 A fourth structural member 44 and the fifth structural member 45, the fifth actuator are connected via a (fifth joint) 45A, the driving of the fifth actuator 45A, so the fifth structural member 45 is rotated ing. 第5構造材45と第6構造材46とは、第6アクチュエータ(第6関節)46Aを介して連結されており、第6アクチュエータ46Aの駆動により、第6構造材46が旋回するようになっている。 A fifth structural member 45 and the sixth structural member 46, the sixth actuator is connected via a (sixth joint) 46A, the driving of the sixth actuator 46A, so the sixth structural member 46 is pivoted ing.
第6構造材46とフランジ47とは、第7アクチュエータ(第7関節)47Aを介して連結されており、第7アクチュエータ47Aの駆動により、フランジ47及びフランジ47に取り付けられるハンド等のエンドエフェクタ2Aが回転するようになっている。 And the sixth structural member 46 and the flange 47, are connected through a seventh actuator (seventh joint) 47A, the driving of the seventh actuator 47A, the end effector 2A such as a hand attached to the flange 47 and the flange 47 There has been adapted to rotate.

なお、本実施形態では、第3アクチュエータ(第3関節)43Aが冗長軸として予め設定されており(冗長軸設定部)、後述するコントローラ3の機能により第3アクチュエータ43Aの回転位置が最適に制御されることとなる。 In the present embodiment, the third actuator (third joint) 43A is preset as a redundant axis (redundant axis setting unit), the rotational position of optimum control of the third actuator 43A by the function of which will be described later controller 3 the it is. また、アクチュエータ43Aを冗長軸、各アクチュエータ41A,42Aをそれぞれ第1軸,第2軸とし、各アクチュエータ44A〜47Aをそれぞれ第3軸〜第6軸という。 Also, redundant axis actuator 43A, each actuator 41A, the first shaft 42A, respectively, and a second axis, that the third shaft to the sixth shaft of each actuator 44A~47A respectively. 第1軸〜第6軸を特定しない場合は単に軸ともいう。 If not specified first axis to sixth axes also referred to simply as the axis.

エンドエフェクタ2Aには、検査器,搾乳器,消毒器等の種々のツール(図示は省略)が取り付けられ、家畜1のターゲット部1Aに対して、検査、消毒、搾乳などの作業を行なうようになっている。 The end effector 2A, inspector, breast pump, various tools disinfection and the like (not shown) is attached to the target portion 1A of livestock 1, inspection, sterilization, to perform tasks such as milking going on. なお、マニピュレータ2の動作位置を制御する位置である制御点は本実施形態のマニピュレータ2の場合、制御点は各アクチュエータ44A〜47Aの駆動により直線移動させることが可能な点としており、第6アクチュエータ46Aの軸心付近に位置している。 Incidentally, if the control point is a position to control the operating position of the manipulator 2 of the manipulator 2 of this embodiment, the control point is a point that can be linearly moved by driving of the actuators 44A~47A, sixth actuator It is located in the vicinity of the axis of the 46A.
そして、制御点とフランジ47Aとエンドエフェクタ2A及び各ツールとの位置関係は予めコントローラ3に入力されており、制御点の位置姿勢を制御することで各ツールの位置を制御できるようになっている。 The positional relationship between the control point and the flange 47A and the end effector 2A and each tool in advance controller 3 is input to, to be able to control the position of each tool by controlling the position and orientation of the control point .
また、エンドエフェクタ(換言するとマニピュレータ2の先端部分)2Aには、物体検知センサ(本実施形態では、カメラであるがその他の種々のセンサを適用可能である)2Bが取り付けられている。 Further, the end effector (other words when the front end portion of the manipulator 2) to 2A, the object detection sensor (in this embodiment, is a camera which is applicable to various other sensors) 2B is attached.

物体検知センサ2Bは、四方が仕切られたフロアF内で不規則に動く家畜1のターゲット部1Aを含む十分な広さの検知領域に対して配向されている。 Object sensor 2B is oriented against ample detection area including the target portion 1A of livestock 1 which moves irregularly within the floor F of square was partitioned.
物体検知センサ2Bにより取得した画像はコントローラ3の目標認識部2Cに入力され、画像認識部2Cでは家畜1のターゲット部1Aの位置を検出し、検出結果を後述する動作指令部5に目標位置としてリアルタイムに入力するようになっている。 The acquired image by the object detection sensor 2B is input to a target recognition unit 2C of the controller 3 detects the position of the target portion 1A of the image recognition unit 2C in livestock 1, as a target position in the operation command unit 5 to be described later detection result It is adapted to input in real time.
なお、本実施形態では、説明を容易とするため、コントローラ3は一体の制御装置として示しているが実際にはコントローラ3は複数のコンピュータ等で構成し、目標認識部2Cや外力検出部(後述)については、マニピュレータ2の動作を制御するロボットコントローラとは別体の制御装置により構成する等してもよい。 In the present embodiment, for ease of description, the controller 3 is configured controller 3 is being actually to show as an integral of a control device in a plurality of computers such as, the target recognition unit 2C and the external force detecting unit (described later for), the robot controller for controlling the operation of the manipulator 2 can be equal to configure a separate control device.

また、第1〜第7アクチュエータ41A〜47Aは、それぞれ、ケーブル(図示省略)を挿通可能な中空部を有する減速機一体型のサーボモータによって構成されており、各アクチュエータの回転位置は、アクチュエータに内蔵のエンコーダからの信号としてコントローラ3にケーブルを介して入力されるようになっている。 Further, first to seventh actuators 41A~47A each are constituted by reduction gear integrated servomotor with can be inserted hollow section cable (not shown), the rotational position of each actuator, the actuator the controller 3 as the signal from the built-in encoder are input via a cable.

センサ部4は図3に示すように、センサ固定治具25と4個のセンサS1〜S4により構成されており、円盤状のセンサ固定治具25はマニピュレータ2の第1アクチュエータ41Aの固定子の基部に取り付けられている。 Sensor unit 4, as shown in FIG. 3, it is constituted by a sensor fixing jig 25 and four sensors S1 to S4, a disc-shaped sensor fixing jig 25 of the stator of the first actuator 41A of the manipulator 2 It is attached to the base.

各センサS1〜S4は、円盤状のセンサ固定治具25に埋設されており、各センサS1〜S4は同一円弧(仮想円)に沿って等間隔に配置されている。 Each sensor S1~S4 is embedded in a disc-shaped sensor fixing jig 25, each sensor S1~S4 are arranged at equal intervals along the same arc (virtual circle). そして、各センサS1〜S4には圧電体として水晶が用いられており、各センサS1〜S4はそれぞれセンサ固定治具15のラジアル方向の歪量を電圧として検出し、得られた電圧はアンプ部(図示省略)を介して増幅され、コントローラ3に入力されるようになっている。 Then, each sensor S1~S4 and quartz is used as the piezoelectric, detects the amount of distortion in the radial direction of each of the sensor S1~S4 sensor fixture 15 as a voltage, resulting voltage amplifier unit is amplified through the (not shown), are input to the controller 3.
各センサS1〜S4に水晶振動子(水晶圧電素子)を用いることで歪みゲージや他の圧電素子を用いた場合よりも応答時間が小さく後述するサーボ部14の演算周期と比較して良好な応答性を得ることができ、マニピュレータ周辺の対象物の接触等による衝撃を十分に緩和することができる。 Good response compared to the calculation cycle of the servo unit 14 is the response time described later smaller than with a strain gauge or other piezoelectric element by using a crystal oscillator (crystal piezoelectric elements) to each sensor S1~S4 it can be obtained sex, the impact due to contact or the like of an object near the manipulator can be sufficiently mitigated.

なお、本実施形態では上述のように応答時間の早さ等の理由から水晶振動子を用いているが、良好な応答性が得られるものであれば各センサS1〜S4にどのような形式のものでも適用可能である。 Incidentally, because of fast such response time as described above in this embodiment is used a quartz oscillator, any form to each sensor S1~S4 long as satisfactory response is obtained also those which can be applied. また、水晶圧電センサは、歪みゲージや通常の衝突センサと比較して耐久性に優れ、マニピュレータ2の自重による負荷が最も大きい基端部にセンサ部4設けた場合でも十分に高精度な検出ができるという利点もある。 Further, piezoelectric crystal sensor is excellent in durability as compared to the strain gauge and the usual collision sensor, is sufficiently accurate detection even when providing the sensor unit 4 to the largest base end load due to the weight of the manipulator 2 also an advantage that can be there.
マニピュレータ2の各アクチュエータ41A〜47Aを含む各駆動部位の動作はコントローラ3で制御される。 Operation of each driving portion comprising a respective actuator 41A~47A of the manipulator 2 is controlled by the controller 3.

コントローラ3は、記憶装置,電子演算器,入力装置及び表示装置(いずれも詳細には図示省略)を有するコンピュータにより構成されており、マニピュレータ2の各駆動部位と相互通信可能に接続されている。 Controller 3, a storage device, an electronic calculator, (in particular both not shown) input device and a display device is configured by a computer having, are connected so as to be capable of mutual communication with each driving portions of the manipulator 2.
図1に示すように、コントローラ3は機能構成としてシミュレーション部5,冗長角度定義テーブル生成部6,冗長角度定義テーブル7,テーブル表示・入力部8,目標位置姿勢生成部10,領域判定部11,冗長軸角度設定部12,補間演算部13,サーボ制御部14,アンプ部15,外力検出部(回避動作実行部)16から構成されている。 As shown in FIG. 1, the controller 3 is the simulation unit 5 as the functional configuration, redundant angle definition table generation unit 6, the redundant angle definition table 7, table display and input unit 8, the target position and orientation generator 10, the area determination unit 11, redundant axis angle setting portion 12, and an interpolation operation unit 13, the servo control section 14, an amplifier section 15, the external force detecting section (avoiding operation execution unit) 16.

シミュレーション部5は、予め入力されたマニピュレータ2の動作可能領域内の障害物の位置等の情報と目標位置姿勢生成部10からの制御点の目標位置姿勢と各アクチュエータ41A〜47Aのエンコーダの検出信号から得られる現在のマニピュレータ2の位置姿勢とに基づいて、現在の位置姿勢から目標位置姿勢に至る動作軌跡を生成するように構成されている。 Simulation unit 5 in advance the input target position and posture and the detection signal of the encoder of each actuator 41A~47A control point from the information and the target position and orientation generator 10 such as the position of the obstacle operable region of the manipulator 2 based on the current position and orientation of the manipulator 2 obtained from, and is configured to generate the operation path leading from the current position and orientation to the target position and orientation. なお、この動作軌跡の生成アルゴリズムは、種々のアルゴリズムを適用することができる。 The generation algorithm of the motion track can be applied to various algorithms.
また、シミュレーション部5による動作軌跡の生成は、マニピュレータ2の教示運転時に行えばよい。 Further, generation of operation path by simulation section 5 may be performed during the teaching operation of the manipulator 2. そして自動運転時には、冗長軸角度定義テーブル7を参照して、冗長角度を決定すればよく、CPUの負荷を軽減し実用的な時間で、解(各アクチュエータ41A〜47Aに対する目標位置指令)を決定することが可能である。 And when automatic operation, with reference to the redundant axis angle definition table 7, redundant angle may be determined, reducing the load on the CPU in practical time, determination solutions (target position command for each actuator 41A~47A) it is possible to.

冗長角度定義テーブル生成部6は、テーブル表示・入力部8からの入力情報に基づいて図4に示すように、マニピュレータ2の動作可能領域内で予め設定された3次元空間の領域101について、マニピュレータ2とその周辺の対象物あるいは家畜1の動作等を考慮して予め行なった実験に従って領域101を分割して離散化した小領域を設定するようになっている。 Redundant angle definition table generation unit 6, as shown in FIG. 4 based on the input information from the table display and input unit 8, the region 101 of the pre-set three-dimensional space in operable region of the manipulator 2, a manipulator 2 and is adapted to set a small area discretized by dividing the area 101 in accordance with preliminary experiments in consideration of the operations of the object or livestock 1 of its periphery.

領域101及び各小領域(m,n,l)は、それぞれ基準座標系Σcに対してマニピュレータ2の基準座標系Σwと同時変換行列で関係付けられている。 Regions 101 and each small area (m, n, l) has been implicated in the reference coordinate system Σw and simultaneous conversion matrix of the manipulator 2 for each reference frame .sigma.c. 領域101は、上述のとおりの実験結果に基づいて予めZ方向にL個、Y方向にN個、X方向にM個に分割されている。 Region 101, L-number in advance Z direction on the basis of the experimental results as described above, N pieces in the Y direction, is divided into M in the X direction.
より詳しくは、冗長角度定義テーブル生成部6は、家畜1の固体のバラツキ(例えば、ターゲット部1Aの位置のバラつきや家畜1の脚部などの障害物の位置のバラつき)に合わせて、領域101の大きさを決定する。 More specifically, the redundant angle definition table generation unit 6, in accordance with the livestock 1 solid dispersion (e.g., variation in the position of the obstacle, such variations and legs livestock 1 position of the target portion 1A), area 101 to determine the size. つまり、バラツキが大きい場合は領域101の大きさがきく設定され、バラツキが小さい場合は小さく設定される。 That is, when the variation is large is set the size of the region 101 is listening, if the variation is small is set smaller.
また、ここではそれぞれの分割された小領域Sc(m,n,l)は、直方体となるように設定されている。 Further, where each divided small region Sc (m, n, l) are set to be rectangular. なお、小領域Sc(m,n,l)の形状等については演算量を抑制できる点で方形であることが好ましいが、必要に応じて種々の形状に設定することが可能である。 Although it is preferable for the shape of the small area Sc (m, n, l) is a square in that it can suppress the amount of calculation can be set to various shapes as needed.

冗長角度定義テーブル7は、分割された領域101の各領域に対する冗長軸の位置を設定するためのパラメータが対応付けられている。 Redundant angle definition table 7, the parameters for setting the position of the redundant axis for each region of the divided region 101 is associated.
かかる領域101の情報、即ち、小領域Sc(m,n,l)の位置・寸法・形状等の情報とこれに対応するパラメータの情報とはテーブル表示・入力部8の処理により表示装置に表示され、これらの情報は入力装置を介して作業者により入力・修正可能となっている。 Information of such regions 101, i.e., displayed on the display device by the processing of small areas Sc (m, n, l) of the position and size and shape of the information and the table display and input unit 8 and the information of the corresponding parameter to is, these information is adapted to be input and modified by the operator via the input device.

目標位置姿勢生成部10は、物体検出センサ4からの入力情報および後述の外力検出部16からの入力に基づいてマニピュレータ2のエンドエフェクタ2Aに把持された各種ツールの目標となる位置姿勢を生成するように構成されている。 Target position and orientation generator 10 generates a position and orientation as a target of gripped tools to the end effector 2A of the manipulator 2 on the basis of the input from the input information and the later of the external force detecting unit 16 from the object detection sensors 4 It is configured to.

一方、目標位置姿勢生成部10は、外力検出部16が外力を検出したときは、物体検出センサ4の検出結果に基づく演算一旦停止し、外力検出部16から入力される目標位置姿勢の接触回避用の補正値を最新の目標位置姿勢に反映させたものを目標位置姿勢とする。 On the other hand, the target position and orientation generator 10, when an external force detecting unit 16 detects the external force, once operation based on the detection result of the object detection sensor 4 stops, the contact avoidance target position and orientation inputted from the external force detecting unit 16 the correction value of the use that is reflected in the latest target position and orientation to the target position and orientation.

領域判定部11は、目標位置姿勢生成部10の出力と冗長角度定義テーブル7の出力とから小領域Sc(m,n,l)の中から該当する冗長角度定義テーブルの小領域Sを選択するようになっている。 Region determining unit 11 selects a small area S of the corresponding redundant angle definition table from the small area from the outputs of the redundant angle definition table 7 of the target position and orientation generator 10 Sc (m, n, l) It has become way.
また、領域判定部11は、小領域Sc(m,n,l)の中に目標位置姿勢生成部の出力に該当する小領域が存在しないと判定した場合には異常信号を物体検出センサ4に出力するようになっており、物体検出センサ4側で例えば焦点の調整等の回避作業が実行される。 The region determining unit 11, the small area Sc (m, n, l) an abnormality signal when it is determined that the small region corresponding to the output of the target position and orientation generator in is not present in the object detection sensor 4 It adapted to output, working around the adjustment of example focus object detection sensor 4 side is performed.
あるいは、小領域Sc(m,n,l)の中に目標位置姿勢生成部10の出力に対応する小領域が存在しないと判定した場合には、コントローラ3の表示装置を介してエラー警告を表示するように構成されてもよい。 Alternatively, if it is determined that the small region corresponding to the output of the target position and orientation generator 10 in the small area Sc (m, n, l) is not present, display an error warning via the display device of the controller 3 it may be configured to.
冗長軸角度設定部12は、領域判定部11により選択された領域に対応する冗長角度定義テーブル7のパラメータに基づいて、冗長軸の角度(目標位置)を設定するようになっている。 Redundant axis angle setting unit 12, based on the parameters of the redundant angle definition table 7 which corresponds to the area selected by the area determination unit 11 is adapted to set the angle (target position) of the redundant axis.

補間演算部13は、冗長軸角度設定部12により設定された冗長軸43Aの角度位置と、シミュレーション部5で求められた動作軌跡とに基づいて、逆キネマティクス演算を行ない現在位置から目標位置姿勢までの各アクチュエータ41A〜47Aの動作態様(あるいは動作速度を含む)を補間演算し、各アクチュエータ41A〜47Aそれぞれの目標位置指令を所定の演算周期毎に出力するようになっている。 Interpolation operation unit 13, the angular position of the redundant axis 43A set by redundant axis angle setting unit 12, based on the operation path obtained by the simulation section 5, the target position and orientation from the current position subjected to the inverse kinematics calculation by interpolating operation mode of each actuator 41A~47A (or including the operating speed) of up to, and outputs a target position command for each respective actuator 41A~47A in predetermined calculation cycles.

サーボ制御部14は、補間演算部13から所定の演算周期毎に出力される各アクチュエータ41A〜47Aそれぞれの目標位置指令と、各アクチュエータ41A〜47Aのエンコーダからの入力信号とに基づいて位置速度フィードバック制御を行うようになっている。 The servo control unit 14, position and speed feedback based on each of the target position command each actuator 41A~47A outputted from interpolation section 13 to a predetermined calculation for each cycle, an input signal from the encoder of each actuator 41A~47A It is adapted to perform control.

アンプ部15は、サーボ制御部14から出力される動作指令に基づいて各アクチュエータ41A〜47Aの動作制御を行うようになっている。 Amplifier section 15 is configured to perform operation control of each actuator 41A~47A based on an operation command outputted from the servo control unit 14.
外力検出部16は、各センサS1〜S4からの入力信号に基づいて、マニピュレータ2に対して外力が生じたか否かを検出し、マニピュレータ2が外力に対して回避するための目標位置の接触回避用の補正値を求め、目標位置姿勢生成部10側に入力するようになっている。 External force detecting unit 16 based on the input signals from the sensors S1 to S4, it is detected whether the external force is generated against the manipulator 2, contact avoidance of the target position for the manipulator 2 to avoid an external force It obtains a correction value for use, and inputs the target position and orientation generator 10 side.

本発明の一実施形態にかかるロボットシステム100はこのように構成されているので、作業開始時には、物体検出センサ4が家畜1のターゲット部1Aの位置を計測し、計測結果がコントローラ3に入力され、目標位置生成部10で制御点の目標位置姿勢が算出される。 Since the robot system 100 according to an embodiment of the present invention is configured as described above, at the time of operation start, the object detection sensor 4 measures the position of the target portion 1A of livestock 1, the measurement result is input to the controller 3 , the target position and posture of the control point at the target position generator 10 is calculated.
なお、物体検出センサ4から得られる計測情報はX、Y、Zの並進3自由度の位置情報の3個であり、マニピュレータ2の動作自由度7に対して、冗長性が4自由度あることになる。 The measurement information obtained from the object detection sensors 4 X, Y, a three position information of the three translational degrees of freedom of the Z, the relative operating flexibility 7 of the manipulator 2, there redundancy four degrees of freedom become.

このため、本実施形態の物体検出センサ4の検出情報に基づいて並進3自由度に加えて回転3自由度の6自由度の目標位置姿勢を生成するために、ターゲット部1Aは家畜の乳頭部を想定しており、乳頭部は円筒形状であり図5に示すように、Z”軸周りには一様の形状とみなしており、また、ターゲット部1Aは下向きにあるので、Y”とX”周りの回転角度は一定であるとみなすことで、目標位置生成部10,領域判定部11,冗長軸角度設定部12でRz(Z”軸まわりの回転位置)と肘角度Exを冗長軸角度テーブル7で決定するようになっている。 Therefore, in order to generate the target position and orientation of the six degrees of freedom of rotation 3 degrees of freedom in addition to the three translational degrees of freedom on the basis of the detection information of the object detection sensor 4 of this embodiment, the target portion 1A nipple livestock assumes the as papilla is shown in there Figure 5 a cylindrical shape, Z "is about the axis are regarded as uniform shape, because the target unit 1A is in the downward, Y" and X "rotation angle around than be regarded as constant, the target position generation unit 10, the area determining portion 11, (Z Rz redundant axis angle setting portion 12" redundant axis angle with the elbow angle Ex rotational position about the axis) It has become as determined by the table 7.

即ち、物体検出センサ4により求められた物体検出センサ座標系に基づいたターゲット部1Aの位置と姿勢(Xs,Ys,Zs、)は、領域判定部11に入力され、図6に例示するような冗長軸角度定義テーブル7を参照して、小領域Sc(m,n,l)の中から該当する小領域の番号を決定する。 That is, the position and orientation (, Xs, Ys, Zs) of the target portion 1A based on the object detection sensor coordinate system determined by the object detection sensor 4 is input to the area judging unit 11, as illustrated in FIG. 6 Referring to redundant axis angle definition table 7, to determine the number of the relevant small region among small regions Sc (m, n, l).

例えば、図6で領域No2が選択されたとすると、RzとExの値は、それぞれ、47と75が、冗長軸角度設定部12で設定される。 For example, if the region No2 in FIG. 6 is selected, the values ​​of Rz and Ex, respectively, 47 and 75 is set in a redundant axis angle setting portion 12. 設定された位置と姿勢角度は、補間演算部13に入力され、逆運動学に基づいて各アクチュエータ41A〜47Aのそれぞれに対する目標位置指令が生成され、サーボ制御部14とアンプ部15に入力され、マニピュレータ2は、ターゲット部1Aを、ターゲット部1Aに位置決めする(図5参照)。 Set position and attitude angle are inputted to the interpolation operation unit 13, the target position command is generated for each of the actuators 41A~47A based on inverse kinematics, is inputted to the servo control unit 14 and the amplifier section 15, manipulator 2, the target unit. 1A, positioned in the target portion 1A (see Figure 5). 以上の動作が、物体検出センサ4の計測周波数(例えば、100Hz以上)のサンプリング周期毎に繰り返し実行される。 The above operation, the measuring frequency of the object detection sensor 4 (for example, 100 Hz or higher) are executed repeatedly for each sampling period of the.
なお、サーボ制御部14での位置速度フィードバック制御の演算周期は上記のサンプリング周期よりも短い。 The calculation cycle of the position and velocity feedback control of the servo control unit 14 is shorter than the sampling period of the.

このように本実施形態にかかるロボットシステムによれば、物体センサ4から計測周波数毎に入力される検出結果に基づいて演算周期毎に目標位置姿勢を算出し、目標位置姿勢に基づいて冗長角度定義テーブル7との照合結果から冗長軸の角度位置を設定するので、より少ない演算量でマニピュレータの冗長軸を適切に設定することができ、冗長な自由度を有するマニピュレータをより最適に制御することができる。 According to the robot system according to the present embodiment calculates the target position and orientation for each calculation cycle based on the detection result input from the object sensor 4 for each measurement frequency, redundant angle defined on the basis of the target position and orientation since setting the collation result from the angular position of the redundant axis of the table 7, it is possible to appropriately set the redundancy axis of a manipulator with a smaller amount of calculation, it is possible to control the manipulator with redundant degree of freedom more optimally it can.
これにより、家畜1の脚部などの位置が移動する障害物などが存在する狭隘な作業空間内においてマニピュレータ2を動作させる場合であっても、ターゲット部1Aの位置に応じて冗長軸の姿勢を変更することができ、マニピュレータ2と障害物との接触確率を低減させ、作業効率を高く維持することができる。 Thus, even when operating the manipulator 2 in narrow working space obstacles that location, such as the legs of cattle 1 moves is present, the attitude of the redundant axis according to the position of the target portion 1A can be changed, reducing the probability of contact between the manipulator 2 and the obstacle, it is possible to maintain high working efficiency.

また、マニピュレータ2と障害物とが接触した場合であっても外力検出部(回避動作実行部)16により外力に対して回避する目標位置姿勢が修正されるので、マニピュレータ2が障害物と過度に接触することなく障害物を回避することができる。 Further, since the target position and posture even when the manipulator 2 and the obstacle is in contact to avoid an external force by the external force detecting section (avoiding operation execution unit) 16 is modified, the manipulator 2 is excessively the obstacle it is possible to avoid the obstacle without contact. さらに、接触回避動作時にも修正された目標位置姿勢に基づいて冗長角度定義テーブル7との照合結果から冗長軸の角度位置を設定するので、障害物の回避動作中に新たに別の障害物との接触確率を低減するようにマニピュレータ2の姿勢を適切に制御することができる。 Furthermore, since setting the angular position of the redundant axis from the verification result between the redundant angle definition table 7 based on the target position and orientation is corrected even when the contact avoidance operation, a new, separate obstacle during avoidance operation of the obstacle and it is possible to properly control the attitude of the manipulator 2 to reduce the contact probability.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、上記実施形態から適宜変更が可能である。 Having described embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the embodiments described above, without departing from the scope and spirit of the present invention can be appropriately modified from the embodiment described above. また、上記の各実施形態の手法を適宜組み合わせて利用することも可能である。 It is also possible to use in appropriate combination the technique of the above-described embodiments. すなわち、このような変更等が施された技術であっても、本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない なお、本発明は実施形態のごとく家畜に対して作業を施す用途に限定するものではなく、種々の用途に適用可能である。 That is, even in such a technique that changes the like is performed, to be included in the technical scope of the present invention The present invention is limited to applications to perform work on livestock as embodiments It not, can be applied to various applications. 例えば、マニピュレータの動作範囲内の障害物の位置が変動する場合などにも適用できる。 For example, it can be applied to a case where the position of the obstacles in the operating range of the manipulator is varied.
また、上述の実施形態では7個のアクチュエータを有する7自由度のマニピュレータを例に説明したが、マニピュレータの自由度はこれに限定されることなく、冗長角度定義テーブルのデータを適宜設定することで8自由度以上の自由度を有するものにも本発明を適用することができる。 Further, although the above embodiment has been described seven degrees of freedom of the manipulator having a seven actuators as an example, the degree of freedom of the manipulator is not limited to this, by setting the data of the redundant angle definition table as appropriate even those with 8 or more degrees of freedom degrees of freedom can be applied to the present invention.
また、6自由度以下のマニピュレータであっても、作業対象物へのアプローチに1以上の自由度が許容される場合には、相対的にマニピュレータが冗長自由度を有することになるが、そのような場合であっても本発明を適用することができる。 Further, even in six degrees of freedom following manipulator, if the one or more degrees of freedom to approach to the work object is acceptable, but will be relatively manipulator having a redundant degree of freedom, such even when it is possible to apply the present invention.

1 家畜2 マニピュレータ2A エンドエフェクタ2B 物体検出センサ3 コントローラ4 視覚センサ5 シミュレーション部6 冗長角度定義テーブル生成部7 冗長角度定義テーブル8 冗長角度テーブル表示部10 目標位置姿勢生成部11 領域判定部12 冗長軸角度設定部13 補間演算部14 サーボ制御部15 アンプ部40 基台41〜46 アーム構造材41A〜47A アクチュエータ47 フランジ 1 Livestock 2 manipulator 2A end effector 2B object detecting sensor 3 Controller 4 visual sensor 5 simulation unit 6 redundant angle definition table generator 7 redundant angle definition table 8 redundant angle table display unit 10 the target position and orientation generator 11 region determining unit 12 redundant axis angle setting unit 13 interpolation operation unit 14 the servo control unit 15 amplifier 40 base plate 41-46 arm member 41A~47A actuator 47 flange

Claims (9)

  1. 1以上のアクチュエータを有するマニピュレータと、 A manipulator having one or more actuators,
    前記アクチュエータそれぞれの動作を制御するコントローラと、を有し、 Anda controller for controlling the actuator each operation,
    前記コントローラは、 Wherein the controller,
    前記アクチュエータの内の一部を冗長軸と設定する冗長軸設定部と、 A redundant axis setting unit for setting a part of the redundant axis of said actuator,
    前記マニピュレータの目標位置姿勢を設定する目標位置姿勢生成部と、 And the target position and orientation generation unit for setting a target position and posture of the manipulator,
    前記目標位置姿勢に基づいて前記マニピュレータが現在の姿勢から前記目標位置姿勢に達するまでの動作軌跡を生成するシミュレーション部と、 A simulation unit which the manipulator on the basis of the target position and orientation to generate the motion track of the current position to reach the target position and orientation,
    前記マニピュレータの到達可能範囲内の領域を分割して設定した小領域と各小領域に対応する冗長軸角度用パラメータとを対応付けた冗長角度定義テーブルと、 A redundant angle definition table associating the redundant axis angle parameter corresponding to the small area and the small area set by dividing the region within the reachable range of the manipulator,
    前記目標位置姿勢生成部の出力結果に基づいて前記冗長角度定義テーブル中の該当する前記小領域を選択する領域判定手段と、 A region determining means for selecting the small area corresponding in the redundant angle definition table on the basis of the output result of the target position and orientation generator,
    前記領域判定手段の選択結果と前記冗長角度定義テーブルとに基づいて、前記冗長軸角度を設定する冗長軸角度設定部と 前記動作軌跡と前記冗長軸角度とに基づいて、前記アクチュエータのそれぞれに対して動作指令を生成する補間演算部と、を有していることを特徴とする、ロボットシステム。 Wherein based on the redundant angle definition table and the selection result of the area determination unit, based on said redundant axis angle and the redundancy axis angle setting unit for setting a redundant axis angle and the motion track, for each of said actuator characterized in that it has a, and the interpolation operation unit for generating an operation command Te, robotic system.
  2. 作業対象物の位置を検知する物体検出センサを有し、 Has an object detection sensor for detecting the position of the work object,
    前記目標位置姿勢生成部は、前記物体検出センサの検知結果に基づいて前記目標位置姿勢を修正することを特徴とする、請求項1記載のロボットシステム。 The target position and orientation generator, the object detection based on the sensor detection results, characterized in that modifying the target position and posture, the robot system of claim 1, wherein.
  3. 前記マニピュレータにかかる外力を検出する外力センサを有し、 Has a force sensor for detecting the external force applied to the manipulator,
    前記コントローラは、 Wherein the controller,
    前記アクチュエータの動作を制御するとともに、前記センサ部の検出結果に基づいて前記アクチュエータが前記外力に対して回避する方向に回避動作を行なわせる回避動作実行部を有していることを特徴とする、請求項1または2記載のロボットシステム。 Controls the operation of the actuator, wherein the actuator has an avoidance operation execution unit to perform the avoidance operation in a direction to avoid to the external force based on a detection result of the sensor unit, claim 1 or 2 robotic system according.
  4. 前記コントローラは、 Wherein the controller,
    前記冗長角度定義テーブルを表示するとともに、前記冗長角度定義テーブルの内容の修正等を受け付けるテーブル表示・入力部を有していることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のロボットシステム。 And displays the redundant angle definition table, characterized in that it includes a table display and input unit which receives a correction or the like of the contents of the redundant angle definition table, according to any one of claims 1 to 3 robot system.
  5. 前記マニピュレータは、 Said manipulator,
    基台と、 A base,
    前記基台に対して第1構造材を動作させる第1関節と、 A first joint operating the first structural member relative to the base,
    前記第1構造材に対して第2構造材を動作させる第2関節と、 A second joint operating the second structural member relative to the first structural member,
    前記第2構造材に対して第3構造材を動作させる第3関節と、 A third joint for operating the third structural member relative to the second structural member,
    前記第3構造材に対して第4構造材を動作させる第4関節と、 A fourth joint to operate the fourth structural member relative to the third structural member,
    前記第4構造材に対して第5構造材を動作させる第5関節と、 A fifth joint operating the fifth structural member relative to the fourth structural member,
    前記第5構造材に対して第6構造材を動作させる第6関節と、 A sixth articulation operating the sixth structural member relative to the fifth structural member,
    前記第6構造材に対してフランジを旋回させる第7関節と、を有していることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のロボットシステム。 Wherein a seventh joint pivoting the flange with respect to the sixth structural member, characterized in that it has a robot system according to any one of claims 1 to 4.
  6. 前記冗長角度定義テーブルに規定される前記小領域はそれぞれその形状を直方体とすることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のロボットシステム。 The robot system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a small area is rectangular parallelepiped shape each defined in the redundant angle definition table.
  7. 前記冗長角度定義テーブルに規定される前記小領域は、前記作業対象物の位置のバラつきを考慮して予め設定されることを特徴とする請求項2〜6のいずれか1項に記載のロボットシステム。 It said redundant angle the small area defined in the definition table, the robot system according to any one of claims 2-6, characterized in that it is set in advance in consideration of the variation in the position of the work object .
  8. 前記領域判定手段は、前記目標位置姿勢生成部の出力結果から前記冗長角度定義テーブル中の該当する前記小領域が存在しないと判定した場合には異常信号を前記物体検出センサに出力するることを特徴とする請求項2〜7のいずれか1項に記載のロボットシステム。 Said area determination unit, when the small area corresponding in the redundant angle definition table from the output of the target position and orientation generation unit determines that there is no Ruru to output the abnormality signal to the object detection sensor robot system according to any one of claims 2-7, characterized.
  9. 1以上のアクチュエータを有するマニピュレータの動作を制御するロボット制御装置であって、 A robot controller for controlling the operation of the manipulator having one or more actuators,
    前記アクチュエータの内の一部を冗長軸と設定する冗長軸設定部と、 A redundant axis setting unit for setting a part of the redundant axis of said actuator,
    前記マニピュレータの目標位置姿勢を設定する目標位置姿勢生成部と、 And the target position and orientation generation unit for setting a target position and posture of the manipulator,
    前記目標位置姿勢に基づいて前記マニピュレータが現在の姿勢から前記目標位置姿勢に達するまでの動作軌跡を生成するシミュレーション部と、 A simulation unit which the manipulator on the basis of the target position and orientation to generate the motion track of the current position to reach the target position and orientation,
    前記マニピュレータの到達可能範囲内の領域を分割して設定した小領域と各小領域に対応する冗長軸角度用パラメータとを対応付けた冗長角度定義テーブルと、 A redundant angle definition table associating the redundant axis angle parameter corresponding to the small area and the small area set by dividing the region within the reachable range of the manipulator,
    前記目標位置姿勢生成部の出力結果に基づいて前記冗長角度定義テーブル中の該当する前記小領域を選択する領域判定手段と、 A region determining means for selecting the small area corresponding in the redundant angle definition table on the basis of the output result of the target position and orientation generator,
    前記領域判定手段の選択結果と前記冗長角度定義テーブルとに基づいて、前記冗長軸角度を設定する冗長軸角度設定部と 前記動作軌跡と前記冗長軸角度とに基づいて、前記アクチュエータのそれぞれに対して動作指令を生成する補間演算部と、を有していることを特徴とする、ロボット制御装置。 Wherein based on the redundant angle definition table and the selection result of the area determination unit, based on said redundant axis angle and the redundancy axis angle setting unit for setting a redundant axis angle and the motion track, for each of said actuator characterized in that it has a, and the interpolation operation unit for generating an operation command Te, the robot controller.


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