JP2012139769A - ロボットシステム及びロボットの状態判定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボットシステム1は、アーム103L,103Rを有するロボット100と、アーム103L,103Rを構成する構造材料よりも固有振動数が大きい圧電体を有するセンサ122と、センサ122の出力値Vに基づいて、ロボット100が常態であるか非常態であるかを判定する判定部164を備えたロボットコントローラ150とを有している。ロボットコントローラ150は、アーム103L,103Rが常態時に所定の動作を行う間のセンサ122の出力値Vの時間履歴を規範データとして記憶する規範データ記録部163を有し、判定部164は、稼働時において、アーム103L,103Rが所定の動作を行う際のセンサ122の出力値Vの出力データと、規範データ記録部163に記録された規範データとを比較することにより、ロボット100が常態であるか非常態であるかを判定する。
【選択図】図8
Description
上記実施形態では、本発明を物品把持制御に適用したが、これに限られず、本発明を障害物の接触検出に適用してもよい。すなわち、図10に示すように、稼働時において、アーム103L,103Rがロボットコントローラ150からの上記位置指令に応じた上記所定の動作、すなわち教示された動作開始位置(図10(a)中左側に示す位置)から教示された動作完了位置までの動作を実行する間に、判定部164が、上記実施形態と同様の手法によりアーム103L,103Rに対する障害物Bの接触の有無を判定する。そして、アーム103L,103Rに対する障害物の接触が検出されたら、その位置(図10(a)中右側に示す位置)でアーム103L,103Rの動作を停止させる。本変形例においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ロボット100自身あるいはロボット100の周囲に存在する物体に対して過剰な負荷が生じることを回避することができる。
上記実施形態では、接触検出部155にセンサ122の出力信号の高周波振動成分を抽出するハイパスフィルタ161Aを有するハイパスフィルタ部161を設け、判定部164が、ハイパスフィルタ部161により抽出された高周波振動成分に基づく規範波形と出力データとを比較することにより、アーム103L,103Rに対する物体の接触の有無を判定していたが、これに限られない。すなわち、接触検出部155に上記ハイパスフィルタ部161とは別にセンサ122の出力信号の低周波振動成分を抽出するローパスフィルタ(又は低周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタでもよい)を有するローパスフィルタ部を設け、判定部164が、ローパスフィルタ部により抽出された低周波振動成分に基づく規範波形と出力データとを比較することにより、アーム103L,103Rに対する物体(特に、段ボール箱等の柔軟性を備えた物品)の接触の有無を判定するようにしてもよい。本変形例によれば、低周波振動成分を抽出することができるので、アーム103L,103Rに対する段ボール箱等の柔軟性を備えた物品の接触等、比較的遅い接触の有無を精度よく検出することができる。
以上においては、本発明を2つのアーム103L、103Rを有する双腕ロボットであるロボット100に適用していたが、これに限られず、本発明を1つのロボットアームを有する単腕ロボットに適用してもよい。この場合も、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
100 ロボット
103L,R アーム(ロボットアーム)
122 センサ(ひずみセンサ)
150 ロボットコントローラ(制御ユニット)
161 ハイパスフィルタ部
162 区間設定部
163 規範データ記録部
164 判定部
165 零点調整部
166 閾値設定部
Claims (11)
- ロボットアームを有するロボットと、
前記ロボットアームを構成する構造材料よりも固有振動数が大きい圧電体を有するひずみセンサと、
前記ひずみセンサの出力値に基づいて、前記ロボットが常態であるか非常態であるかを判定する判定部を備えた制御ユニットと、を有する
ことを特徴とするロボットシステム。 - 前記制御ユニットは、
前記ロボットアームが常態時に所定の動作を行う間の前記ひずみセンサの出力値の時間履歴を規範データとして記録する規範データ記録部を有し、
前記判定部は、
稼働時において、前記ロボットアームが前記所定の動作を行う際の前記ひずみセンサの出力値の出力データと、前記規範データ記録部に記録された前記規範データとを比較することにより、前記ロボットが前記常態であるか前記非常態であるかを判定する
ことを特徴とする請求項1に記載のロボットシステム。 - 前記判定部は、
前記出力データと前記規範データとの差が予め設定された閾値の範囲内である場合には、前記ロボットが前記常態であると判定し、前記差が前記閾値を超えた場合には、前記ロボットが前記非常態であると判定する
ことを特徴とする請求項2に記載のロボットシステム。 - 前記制御ユニットは、
前記閾値を設定する閾値設定部をさらに有する
ことを特徴とする請求項3に記載のロボットシステム。 - 前記制御ユニットは、
前記規範データ記録部により前記ひずみセンサの出力値の時間履歴を前記規範データとして記録する区間を設定する区間設定部をさらに有する
ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載のロボットシステム。 - 前記制御ユニットは、
前記区間設定部で設定した区間に対応する前記所定の動作を前記ロボットアームが実行する毎に、前記ひずみセンサの零点調整を行う零点調整部をさらに有する
ことを特徴とする請求項5に記載のロボットシステム。 - 前記制御ユニットは、
前記ひずみセンサの出力信号の高周波振動成分を抽出するハイパスフィルタ部をさらに有し、
前記判定部は、
前記ハイパスフィルタ部により抽出された前記高周波振動成分に基づく前記規範データと前記出力データとを比較することにより、前記ロボットが前記常態であるか前記非常態であるかを判定する
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。 - 前記制御ユニットは、
前記ひずみセンサの出力信号の低周波振動成分を抽出するローパスフィルタ部をさらに有し、
前記判定部は、
前記ローパスフィルタ部により抽出された前記低周波振動成分に基づく前記規範データと前記出力データとを比較することにより、前記ロボットが前記常態であるか前記非常態であるかを判定する
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。 - 前記ひずみセンサは、
圧電体として水晶が用いられたセンサである
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のロボットシステム。 - ロボットアームを有するロボットが常態であるか非常態であるかを判定するロボットの状態判定方法であって、
前記ロボットアームを構成する構造材料よりも固有振動数が大きい圧電体を有するひずみセンサの出力値を取得する出力値取得手順と、
前記ひずみセンサの出力値に基づいて、前記ロボットが前記常態であるか前記非常態であるかを判定する判定手順と、を有する
ことを特徴とするロボットの状態判定方法。 - 前記ロボットアームが常態時に所定の動作を行う間に、前記ひずみセンサの出力値の時間履歴を規範データとして記録する規範データ記録手順をさらに有し、
前記判定手順は、
稼働時において、前記ロボットアームが前記所定の動作を行う際の前記ひずみセンサの出力値の出力データと、前記記録された規範データとを比較することにより、前記ロボットが前記常態であるか前記非常態であるかを判定する
ことを特徴とする請求項10に記載のロボットの状態判定方法。
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