JP2017030069A - ロボット制御システム、ロボットおよびロボットシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】ロボットシステムの拡張性を高める技術を提供する。
【解決手段】マニピュレーターと、前記マニピュレーターを駆動するアクチュエーターと、前記マニピュレーターに作用する力を検出する力検出器と、をそれぞれ備える複数のロボットを制御するロボット制御システムであって、前記複数のロボットを制御する制御装置と、異なる前記ロボットと繋がる前記力検出器の出力信号線がそれぞれに接続される複数のセンサーポートを備え、前記複数のセンサーポートから入力される信号を前記制御装置に中継するセンサーユニットと、前記アクチュエーターの駆動信号線が接続されるドライブポートを備え、前記制御装置から取得する制御信号に基づいて前記ドライブポートに駆動信号を出力するドライブユニットと、を備える。そして、前記制御装置と前記センサーユニットと前記ドライブユニットは、前記センサーハブと前記ドライブユニットとを組み合わせて前記制御装置に接続する。
【選択図】図1
【解決手段】マニピュレーターと、前記マニピュレーターを駆動するアクチュエーターと、前記マニピュレーターに作用する力を検出する力検出器と、をそれぞれ備える複数のロボットを制御するロボット制御システムであって、前記複数のロボットを制御する制御装置と、異なる前記ロボットと繋がる前記力検出器の出力信号線がそれぞれに接続される複数のセンサーポートを備え、前記複数のセンサーポートから入力される信号を前記制御装置に中継するセンサーユニットと、前記アクチュエーターの駆動信号線が接続されるドライブポートを備え、前記制御装置から取得する制御信号に基づいて前記ドライブポートに駆動信号を出力するドライブユニットと、を備える。そして、前記制御装置と前記センサーユニットと前記ドライブユニットは、前記センサーハブと前記ドライブユニットとを組み合わせて前記制御装置に接続する。
【選択図】図1
Description
本発明は、ロボット制御システム、ロボットおよびロボットシステムに関する。
近年、マニュピレーターに加わる力を検出する力覚センサーを備えたロボットが実用化されている。特許文献1には、力覚センサーをそれぞれ備えた2つのロボットを1つの制御装置に接続して協調動作させる構成が開示されている。また特許文献2には、2つのロボットのそれぞれに備えられた力覚センサーを診断する方法が開示されている。
ところで、複数のロボットを接続して制御できるように制御装置を構成しようとすれば、接続可能にするロボットの数に応じて制御装置に備える駆動回路や通信のためのポート数を増やす必要がある一方で、駆動回路やポートの数が増えるほど、制御装置が大型化し、製造コストも増加するという課題がある。
また、制御装置とロボットとを接続する同種のケーブルの数が増えると、配線ミスが起こる可能性が高まる。特に1つ以上の力覚センサーをオプションで装着可能な複数のロボットを制御装置に接続する構成においては配線ミスが起こりやすい。
本発明は、このような問題を解決するために創作されたものであって、ロボットシステムの拡張性を高める技術を提供することを目的の1つとする。
前記目的を達成するためのロボット制御システムは、マニピュレーターと、前記マニピュレーターを駆動するアクチュエーターと、前記マニピュレーターに作用する力を検出する力検出器と、をそれぞれ備える複数のロボットを制御するロボット制御システムであって、前記複数のロボットを制御する制御装置と、異なる前記ロボットと繋がる前記力検出器の出力信号線がそれぞれに接続される複数のセンサーポートを備え、前記複数のセンサーポートから入力される信号を前記制御装置に中継するセンサーユニットと、前記アクチュエーターの駆動信号線が接続されるドライブポートを備え、前記制御装置から取得する制御信号に基づいて前記ドライブポートに駆動信号を出力するドライブユニットと、を備える。そして、前記制御装置と前記センサーユニットと前記ドライブユニットは、前記センサーハブと前記ドライブユニットとを組み合わせて前記制御装置に接続する。
本発明によると、ロボットと力検出器の数に応じてセンサーハブとドライブユニットを制御装置にカスケード接続できるため、ロボットシステムの拡張性を高めることができる。
なお請求項に記載された各手段の機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら各手段の機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
(1)ロボットシステムの構成
本発明の一実施例としてのロボットシステムは、図1に示すように、第一ロボット1aと、第二ロボット1bと、制御装置3(ロボット制御装置)と、センサーハブ4(センサーユニット)と、ドライブユニット5を備えている。制御装置3とセンサーハブ4とドライブユニット5は、本発明のロボット制御システムの一実施例である。なお、第一ロボット1aと第二ロボット1bは、インターフェースが共通であれば同一の構成である必要はないが、本実施例では同一構成であるものとして説明する。そこで第一ロボット1aと第二ロボット1bの構成を説明するときには、単にロボット1とも記載するものとする。
本発明の一実施例としてのロボットシステムは、図1に示すように、第一ロボット1aと、第二ロボット1bと、制御装置3(ロボット制御装置)と、センサーハブ4(センサーユニット)と、ドライブユニット5を備えている。制御装置3とセンサーハブ4とドライブユニット5は、本発明のロボット制御システムの一実施例である。なお、第一ロボット1aと第二ロボット1bは、インターフェースが共通であれば同一の構成である必要はないが、本実施例では同一構成であるものとして説明する。そこで第一ロボット1aと第二ロボット1bの構成を説明するときには、単にロボット1とも記載するものとする。
ロボット1は、アームAに各種のエンドエフェクター2を装着して使用される単腕ロボットである。アームAは6つの関節J1〜J6を備える。関節J1〜J6によって6個のアーム部材A1〜A6が連結される。関節J2、J3、J5は曲げ関節であり、関節J1、J4、J6はねじり関節である。関節J6には、ワークに対して把持や加工等を行うための各種のエンドエフェクター2が装着される。先端の関節J6の回転軸上の所定位置をツールセンターポイント(TCP)と表す。TCPの位置はロボット1を制御する際に制御対象基準となる。
関節J6には力覚センサーFSが備えられている。力覚センサーFSは、6軸の力検出器である。力覚センサーFSは、固有の座標系であるセンサー座標系において互いに直交する3個の検出軸と平行な力の大きさと、当該3個の検出軸まわりのトルクの大きさとを検出する。なお、力覚センサーFSは本発明の力検出器の構成例であるが、関節J6以外の関節J1〜J5のいずれか1つ以上に力検出器としての力覚センサーを備えても良い。
ロボット1が設置された空間を規定する座標系をロボット座標系というとき、ロボット座標系は、水平面上において互いに直交するX軸とY軸と、鉛直上向きを正方向とするZ軸とによって規定される3次元の直交座標系である。Z軸における負の方向は概ね重力方向と一致する。またX軸周りの回転角をRXで表し、Y軸周りの回転角をRYで表し、Z軸周りの回転角をRZで表す。X,Y,Z方向の位置により3次元空間における任意の位置を表現でき、RX,RY,RZ方向の回転角により3次元空間における任意の姿勢を表現できる。以下、位置と表記した場合、姿勢も意味し得ることとする。また、力と表記した場合、トルクも意味し得ることとする。
図2は、制御装置3と第一ロボット1aとで構成する基本ロボットシステムのブロック図である。ロボット1は、図1に示した構成のほかに、アクチュエーターとしてのモーターM1〜M6と、センサーとしてのエンコーダーE1〜E6とを備える。モーターM1〜M6とエンコーダーE1〜E6とは、関節J1〜J6のそれぞれに対応して備えられており、エンコーダーE1〜E6はモーターM1〜M6の回転角度を検出する。アームAを制御することはモーターM1〜M6の回転角度を制御することを意味する。制御装置3は、アームAを制御することによって、ロボット座標系においてTCPの位置を制御する。
制御装置3は、ロボット1を制御するための制御信号をコマンドに応じて生成する制御部32と、制御信号に基づいて駆動信号を生成してロボット1に出力する駆動部31とを備える。
制御部32はロボット1の制御を行うための制御プログラムがインストールされたコンピューターである。制御部32は、プロセッサーやRAMやROMを備え、これらのハードウェア資源が制御プログラムと協働する。制御部32は4つのロボット1を制御可能である。制御部32は、モーターM1〜M6の回転角度の組み合わせと、ロボット座標系におけるTCPの位置との対応関係U1を記憶している。制御部32は、教示によって設定される目標位置と目標力とがTCPにて実現される制御信号を駆動部31に出力することによりアームAを制御する。目標力とは、アームAの動作に応じて力覚センサーFSが検出すべき力である。
駆動部31は、制御部32から入力される制御信号に基づいてモーターM1〜M6を回転させる駆動信号を生成し、エンコーダーE1〜E6から出力される信号を制御部32に中継する回路である。駆動部31は1つのロボット1を駆動可能である。
教示端末7は、オペレーターの操作に応じて目標力fStと目標位置Stを指定するコマンドを生成して制御装置3に出力する。ここでSの文字は、ロボット座標系を規定する軸の方向(X,Y,Z,RX,RY,RZ)のなかのいずれか1個の方向を表すこととする。また、Sは、S方向の位置も表すこととする。例えば、S=Xの場合、ロボット座標系にて設定された目標位置のX方向成分がSt=Xtと表記され、目標力のX方向成分がfSt=fXtと表記される。
(2)ロボットシステムのインターフェース
ここで制御装置3、センサーハブ4、ドライブユニット5のインターフェースを図1を参照しながら説明する。制御装置3はモーターM1〜M6とエンコーダーE1〜E6と接続するためのドライブポート33を1つと、力覚センサーFSと接続するためのセンサーポート36を1つとフィールドバスポート34を2つ備えている。ドライブポート33には、1つのロボット(本実施例では第一ロボット1aとする。)と直接接続するための図示しないメインケーブルが接続される。メインケーブルは、モーターM1〜M6の駆動信号線とエンコーダーE1〜E6の出力信号線とを含む。
ここで制御装置3、センサーハブ4、ドライブユニット5のインターフェースを図1を参照しながら説明する。制御装置3はモーターM1〜M6とエンコーダーE1〜E6と接続するためのドライブポート33を1つと、力覚センサーFSと接続するためのセンサーポート36を1つとフィールドバスポート34を2つ備えている。ドライブポート33には、1つのロボット(本実施例では第一ロボット1aとする。)と直接接続するための図示しないメインケーブルが接続される。メインケーブルは、モーターM1〜M6の駆動信号線とエンコーダーE1〜E6の出力信号線とを含む。
1つの制御装置3で複数のロボット1を制御するシステムでは、制御装置3とロボット1との間にセンサーハブ4とドライブユニット5が接続される。制御装置3と、センサーハブ4と、ドライブユニット5とは、フィールドバスによって相互に通信可能に接続される。センサーハブ4には、フィールドバスポート45a、45bが備えられる。ドライブユニット5には、フィールドバスポート51a、51bが備えられる。制御装置3のフィールドバスポート34aとセンサーハブ4のフィールドバスポート45bとにフィールドバスケーブル6aが接続されることによって制御装置3とセンサーハブ4が接続される。センサーハブ4のフィールドバスポート45aとドライブユニット5のフィールドバスポート51bとにフィールドバスケーブル6bが接続されることによってセンサーハブ4とドライブユニット5が接続される。なお、制御装置3のフィールドバスポート34bとドライブユニット5のフィールドバスポート51bとをフィールドバスケーブル6bで接続することにより制御装置3とドライブユニット5を直接接続することも可能である。
センサーハブ4は、力覚センサーFSと通信するためのセンサーポート36を4つ備えている。センサーポート36は、RS422に準じて構成される。センサーハブ4は、4つの力覚センサーFSから出力される信号を1パケットに書き込んでフィールドバスに送出する機能を有する。すなわちセンサーハブ4は、複数のセンサーポート36から入力される信号を制御装置3に中継する。本実施例では第一ロボット1aの力覚センサーFS1の出力信号線はセンサーポート41aに接続され、第二ロボット1bの力覚センサーFS2の出力信号線はセンサーポート41dに接続されるものとする。
ドライブユニット5は、フィールドバスを介して制御装置3から制御信号を取得し、制御信号に基づいてモーターM1〜M6を回転させる駆動信号を生成してドライブポート50に出力するとともに、ドライブポート50を介してエンコーダーE1〜E6から信号を取得してフィールドバスのパケットに書き込む回路である。
(3)基本ロボットシステムの作動
以下、制御装置3と第一ロボット1aとで構成する基本ロボットシステムにおいて、制御装置3が第一ロボット1aの力覚センサーFSが検出する力に基づいて第一ロボット1aのアームAを制御する作動について説明する。
以下、制御装置3と第一ロボット1aとで構成する基本ロボットシステムにおいて、制御装置3が第一ロボット1aの力覚センサーFSが検出する力に基づいて第一ロボット1aのアームAを制御する作動について説明する。
制御装置3は、モーターM1〜M6の回転角度Daを取得すると、対応関係U1に基づいて、当該回転角度Daをロボット座標系におけるTCPの位置S(X,Y,Z,RX,RY,RZ)に変換する。制御装置3は、TCPの位置Sと、力覚センサーFSの検出値とに基づいて、力覚センサーFSに現実に作用している作用力fSをロボット座標系において特定する。作用力fsの作用点は、TCPとは別に原点Oとして定義される。原点Oは、力覚センサーFSが力を検出している点に対応する。制御装置3は、ロボット座標系におけるTCPの位置Sごとに、力覚センサーFSのセンサー座標系における検出軸の方向を規定した対応関係U2を記憶している。従って、制御装置3は、ロボット座標系におけるTCPの位置Sと対応関係U2とに基づいて、ロボット座標系における作用力fSを特定できる。また、ロボットに作用するトルクは、作用力fSと、ツール接触点(エンドエフェクター2とワークの接触点)から力覚センサーFSまでの距離とから算出することができ、図示されないfsトルク成分として特定される。
制御装置3は、作用力fSに対して重力補償を行う。重力補償とは、作用力fSから重力に起因する力やトルクの成分を除去することである。重力補償を行った作用力fSは、エンドエフェクター2に作用している重力以外の力と見なすことができる。
本実施例のインピーダンス制御は、仮想の機械的インピーダンスをモーターM1〜M6によって実現する能動インピーダンス制御である。制御装置3は、このようなインピーダンス制御を、ワークの嵌合作業、研磨作業など、エンドエフェクター2が対象物(ワーク)から力を受ける接触状態の工程で適用する。インピーダンス制御では、目標力を後述する運動方程式に代入してモーターM1〜M6の回転角度を導出する。制御装置3がモーターM1〜M6を制御する信号は、PWM(Pulse Width Modulation)変調された信号である。運動方程式に基づいて目標力から回転角度を導出してモーターM1〜M6を制御するモードを力制御モードというものとする。また制御装置3は、エンドエフェクター2がワークから力を受けない非接触状態の工程では、目標位置から線形演算で導出する回転角度でモーターM1〜M6を制御する。目標位置から線形演算で導出する回転角度でモーターM1〜M6を制御するモードを位置制御モードというものとする。また制御装置3は、目標位置から線形演算で導出する回転角度と目標力を運動方程式に代入して導出する回転角度とを例えば線型結合によって統合し、統合した回転角度でモーターM1〜M6を制御するハイブリッドモードでもロボット1を制御する。以上の構成より制御装置3は、エンドエフェクター2が目標の位置において目標の姿勢となり、かつ、エンドエフェクター2に目標の力とモーメントとが作用するようにアームAを駆動することができる。
制御装置3は、目標力fStと作用力fSとをインピーダンス制御の運動方程式に代入することにより、力由来補正量ΔSを特定する。力由来補正量ΔSとは、TCPが機械的インピーダンスを受けた場合に、目標力fStとの力偏差ΔfS(t)を解消するために、TCPが移動すべき位置Sの大きさを意味する。下記の(1)式は、インピーダンス制御の運動方程式である。
(1)式の左辺は、TCPの位置Sの2階微分値に仮想慣性係数mを乗算した第1項と、TCPの位置Sの微分値に仮想粘性係数dを乗算した第2項と、TCPの位置Sに仮想弾性係数kを乗算した第3項とによって構成される。(1)式の右辺は、目標力fStから現実の力fを減算した力偏差ΔfS(t)によって構成される。(1)式における微分とは、時間による微分を意味する。ロボット1が行う工程において、目標力fStとして一定値が設定される場合もあるし、目標力fStとして時間の関数が設定される場合もある。
仮想慣性係数mはTCPが仮想的に有する質量を意味し、仮想粘性係数dはTCPが仮想的に受ける粘性抵抗を意味し、仮想弾性係数kはTCPが仮想的に受ける弾性力のバネ定数を意味する。各係数m,d,kは方向ごとに異なる値に設定されてもよいし、方向に拘わらず共通の値に設定されてもよい。
そして、制御装置3は、対応関係U1に基づいて、ロボット座標系を規定する各軸の方向の動作位置を、各モーターM1〜M6の目標の回転角度である目標角度Dtに変換する。そして、制御装置3は、目標角度DtからモーターM1〜M6の現実の回転角度であるエンコーダーE1〜E6の出力Daを減算することにより、駆動位置偏差De(=Dt−Da)を算出する。そして、制御装置3は、駆動位置偏差Deに位置制御ゲインKpを乗算した値と、現実の回転角度Daの時間微分値である駆動速度との差である駆動速度偏差に、速度制御ゲインKvを乗算した値とを加算することにより、制御量Dcを導出する。なお、位置制御ゲインKpおよび速度制御ゲインKvは、比例成分だけでなく微分成分や積分成分にかかる制御ゲインを含んでもよい。制御量Dcは、モーターM1〜M6のそれぞれについて特定される。
(4)ロボットシステムの拡張
基本ロボットシステムに第二ロボット1b、センサーハブ4、ドライブユニット5を加えることにより、図1に示すロボットシステムが構成される。第二ロボット1b、センサーハブ4、ドライブユニット5を加えた図1に示すロボットシステムの作動原理は基本ロボットシステムの作動原理と同一であるので、ここでは図3を参照しながら図1に示すロボットシステムの通信について説明する。
基本ロボットシステムに第二ロボット1b、センサーハブ4、ドライブユニット5を加えることにより、図1に示すロボットシステムが構成される。第二ロボット1b、センサーハブ4、ドライブユニット5を加えた図1に示すロボットシステムの作動原理は基本ロボットシステムの作動原理と同一であるので、ここでは図3を参照しながら図1に示すロボットシステムの通信について説明する。
図3Aに示すように通信用のパケットは、Ethernetと互換性のある構造となっている。図3Aにおいて図中のAは10byteのテレグラムヘッダ、Bは2byteのワーキングカウンタである。制御装置3がセンサーハブ4およびドライブユニット5と送受信するデータは、パケットの所定の位置に配置される。本実施例では、センサーハブ4に割り当てられたセクション(センサーハブ領域)に第一ロボット1aと第二ロボット1bの力覚センサーの制御信号が配置され(S1)、ドライブユニット5に割り当てられたセクションに第二ロボット1bの制御信号が配置されたパケットが、フィールドバスのマスターである制御装置3のフィールドバスポート34aから送出される(S2)。なお、本実施例では1つのセンサーハブ4を制御装置3に接続するが、センサーユニット領域には2つのセンサーハブ4を接続するために送受信領域が2つ用意され、送受信領域毎に4つの力覚センサーの制御信号を配列可能である。
図3Bに示すように、マスターである制御装置3から送出されたパケットは全てのスレーブを巡回して制御装置3に戻ってくる。パケットが巡回する過程において各スレーブは、自身に割り当てられた出力セクションからデータを取得し、自身に割り当てられた入力セクションにデータを書き込む。制御装置3は、スレーブから戻ったパケットの入力セクションからデータを取得する。
本実施例では、センサーハブ4が、フィールドバスポート45bからパケットを取得すると、センサーハブ4に予め割り当てられているセンサーハブ領域から力覚センサーFS1、FS2の制御信号を取得するとともに、センサーハブ領域に力覚センサーFS1、FS2の出力信号を書き込む(S3)。そしてセンサーハブ4は、力覚センサーFS1、FS2の出力信号を書き込んだパケットをフィールドバスポート45aから送出する(S4)。
ドライブユニット5が、フィールドバスポート51bからパケットを取得すると、ドライブユニット5に予め割り当てられている出力セクションから第二ロボット1bのモーターM1〜M6の制御信号を取得するとともに、ドライブユニット5に予め割り当てられている入力セクションに第二ロボット1bのエンコーダーE1〜E6の出力信号を書き込む(S5)。そしてドライブユニット5は、第二ロボット1bのエンコーダーE1〜E6の出力信号と第一ロボット1aと第二ロボット1bの力覚センサーFS1、FS2の出力信号が書き込まれたパケットをフィールドバスポート51bから送出する(S6)。
ドライブユニット5から送出されたパケットは、センサーハブ4のフィールドバスポート45a、45bに中継され(S7)、制御装置3に戻る(S8)。制御装置3は戻ったパケットから第二ロボット1bのエンコーダーE1〜E6と第一ロボット1aと第二ロボット1bの力覚センサーFSの出力を取得する(S9)。
なお、ドライブユニット5のフィールドバスポート51aに図示しない第二のドライブユニットを接続し、第二のドライブユニットに第三のロボットを接続し、第三のロボットの力覚センサーをセンサーハブ4の空いているセンサーポートに接続することにより、それぞれ力覚センサーを備える3つのロボットを含むロボットシステムを構成できる。さらに第二のドライブユニットの空いているフィールドバスポートに第三のドライブユニットを接続し、第三のドライブユニットに第四のロボットを接続し、第四の力覚センサーをセンサーハブ4の空いているセンサーポートに接続することにより、それぞれ力覚センサーを備える4つのロボットを含むロボットシステムを構成できる。また、制御装置3に対するセンサーハブ4とドライブユニット5の接続順序を入れ替えても良い。すなわち、フィールドバスのパケットはネットワークを巡回するため、パケット内におけるセンサーハブ4とドライブユニット5のデータセクションが決まっていれば、マスターとスレーブの接続順序はどのように決めても良い。
このように本実施例のロボットシステムは、センサーハブ4とドライブユニット5を組み合わせて制御装置3にカスケード接続するためのフィールドバスポート34、45、51を備えるため、それぞれ力覚センサーを備える1つから4つのロボット1を1つの制御装置3で制御することが可能である。また制御対象のロボット1が1つであれば、センサーハブ4とドライブユニット5を接続することなく、基本ロボットシステムを構成することができる。したがって本実施例のロボットシステムは、拡張性が高く、また制御装置1の構成要素に無駄がない。
(5)力覚センサーの接続検証
センサーハブ4の4つのセンサーポート41a、41b、41c、41dと力覚センサーFS1、FS2の接続の組み合わせは任意であるが、ロボットシステムを教示した後には、ポート番号がコマンドの引数になる。したがって、ロボットシステムを教示した後には、センサーハブ4の4つのセンサーポート41a、41b、41c、41dと力覚センサーFSの接続の組み合わせがコマンドと整合していない場合には、誤作動が起こり得る。制御装置3は、力覚センサーFSの出力信号線の接続ミスによる誤作動を防止するため、センサーハブ4の4つのセンサーポート41a、41b、41c、41dと力覚センサーFSの接続の組み合わせを起動時に検証する。具体的には以下の通りである。
センサーハブ4の4つのセンサーポート41a、41b、41c、41dと力覚センサーFS1、FS2の接続の組み合わせは任意であるが、ロボットシステムを教示した後には、ポート番号がコマンドの引数になる。したがって、ロボットシステムを教示した後には、センサーハブ4の4つのセンサーポート41a、41b、41c、41dと力覚センサーFSの接続の組み合わせがコマンドと整合していない場合には、誤作動が起こり得る。制御装置3は、力覚センサーFSの出力信号線の接続ミスによる誤作動を防止するため、センサーハブ4の4つのセンサーポート41a、41b、41c、41dと力覚センサーFSの接続の組み合わせを起動時に検証する。具体的には以下の通りである。
制御装置3は、センサーポート毎に力覚センサーFSの識別子を登録するための記憶領域をRAMおよびROMに確保する。本実施例では力覚センサーFSの識別子として力覚センサーFSのシリアル番号を用いるが、ロボットシステム内で力覚センサーを一意に特定できる情報であればシリアル番号以外の識別子を用いても良い。力覚センサーFSの識別子は、教示の際にコマンドで登録しても良いし、ロボットシステムの環境設定のためのプログラムを用いてコマンド以外の方法で登録しても良い。実際には、センサーハブ毎、センサーポート毎に力覚センサーFSの識別子が登録される。これによりセンサーハブ4が2つ以上増設された場合でも、センサーポートと力覚センサーの接続の対応関係を検証することが可能になる。
このように力覚センサーFSの識別子が登録された状態では、制御装置3またはセンサーハブ4の起動時に図4を示す検証処理が実行される。
制御装置3またはセンサーハブ4の起動時、制御装置3は仕様として定められている全てのセンサーポートについてプロセスデータの出力セクションに識別子の応答を指示する制御信号を書き込んだパケットをフィールドバスポート34aから送出する(S21)。
制御装置3またはセンサーハブ4の起動時、制御装置3は仕様として定められている全てのセンサーポートについてプロセスデータの出力セクションに識別子の応答を指示する制御信号を書き込んだパケットをフィールドバスポート34aから送出する(S21)。
センサーハブ4は、このパケットをフィールドバスポート45bから取得すると、センサーポート41a、41b、41c、41dに力覚センサーFSが接続されていれば、接続されている力覚センサーFSの識別子を、当該力覚センサーFSの出力信号線が接続されているセンサーポートに対応する入力セクションに書き込んだパケットをフィールドバスポート45aから送出する(S22)。
制御装置3は、力覚センサーFSの識別子が書き込まれたパケットを取得すると、登録されているセンサーポートと力覚センサーFSの識別子の対応関係と、パケットに書き込まれた識別子と当該識別子が書き込まれている入力セクションに対応するセンサーポートとの対応関係が一致するか否かを比較する(S23、S24)。ここで各センサーポートに対応する入力セクションのアドレス(オフセット)が各センサーポートの識別子となる。すなわち制御装置3は、パケットから取得したセンサーポートの識別子が書き込まれている入力セクションのアドレスを当該センサーポートの識別子として、センサーハブから取得したセンサーポートの識別子と力覚センサーの識別子との対応関係と、記憶しているセンサーポートの識別子と力覚センサーの識別子との対応関係とを比較する。
比較結果が不一致となる場合、制御装置3はエラーを報知する(S25)。エラーの報知形態は、ビープ音の出力、インジケーターの点灯または点滅、画面へのエラーメッセージの表示など、どのような形態でもよい。
比較結果が一致する場合、制御装置3は接続検証を終了する。
比較結果が一致する場合、制御装置3は接続検証を終了する。
(6)他の実施形態
本発明の技術的範囲は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施例では単腕6軸型ロボットを2つ備えるロボットシステムに本発明を適用した例を説明したが、本発明は単腕ロボットを2つ以上備えるロボットシステムにも適用できるし、双腕ロボットを2つ以上備えるロボットシステムにも適用できるし、スカラーロボットを2つ以上備えるロボットにも適用できる。
また上記実施例ではセンサーポートの識別子としてパケット内の入力セクションのアドレス(オフセット)を用いたが、センサーポートのポート番号をセンサーポートの識別子として力覚センサーの識別子とともにセンサーハブ4から制御装置3に送信しても良い。
またドライブユニットに2つ以上の互いに独立した駆動回路と2つ以上のドライブポートとを備え、1つのドライブユニットで複数のロボットを駆動できるようにロボットシステムを構成しても良い。また、上記実施例では4つのセンサーポートを備えるセンサーハブを例示したが、センサーハブに備えるセンサーポートの数は、2つでも3つでも5つ以上でも良い。またアクチュエーターとしてモーターを例示したが、電磁リニアアクチュエーターを用いても良い。
本発明の技術的範囲は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施例では単腕6軸型ロボットを2つ備えるロボットシステムに本発明を適用した例を説明したが、本発明は単腕ロボットを2つ以上備えるロボットシステムにも適用できるし、双腕ロボットを2つ以上備えるロボットシステムにも適用できるし、スカラーロボットを2つ以上備えるロボットにも適用できる。
また上記実施例ではセンサーポートの識別子としてパケット内の入力セクションのアドレス(オフセット)を用いたが、センサーポートのポート番号をセンサーポートの識別子として力覚センサーの識別子とともにセンサーハブ4から制御装置3に送信しても良い。
またドライブユニットに2つ以上の互いに独立した駆動回路と2つ以上のドライブポートとを備え、1つのドライブユニットで複数のロボットを駆動できるようにロボットシステムを構成しても良い。また、上記実施例では4つのセンサーポートを備えるセンサーハブを例示したが、センサーハブに備えるセンサーポートの数は、2つでも3つでも5つ以上でも良い。またアクチュエーターとしてモーターを例示したが、電磁リニアアクチュエーターを用いても良い。
1a…第一ロボット、1b…第二ロボット、2…エンドエフェクター、3…制御装置、4…センサーハブ、5…ドライブユニット、6a…フィールドバスケーブル、6b…フィールドバスケーブル、7…教示端末、31…駆動部、32…制御部、33…ドライブポート、34a…フィールドバスポート、34b…フィールドバスポート、36…センサーポート、41a−41d…センサーポート、45a…フィールドバスポート、45b…フィールドバスポート、50…ドライブポート、51a…フィールドバスポート、51b…フィールドバスポート、51b…フィールドバスポート、A…アーム、A1-A6…アーム部材、E1-E6…エンコーダー、FS1…力覚センサー、FS2…力覚センサー、J1-J6…関節、M1-M6…モーター
Claims (9)
- マニピュレーターと、
前記マニピュレーターを駆動するアクチュエーターと、
前記マニピュレーターに作用する力を検出する力検出器と、
をそれぞれ備える複数のロボットを制御するロボット制御システムであって、
前記複数のロボットを制御する制御装置と、
異なる前記ロボットと繋がる前記力検出器の出力信号線がそれぞれに接続される複数のセンサーポートを備え、前記複数のセンサーポートから入力される信号を前記制御装置に中継するセンサーユニットと、
前記アクチュエーターの駆動信号線が接続されるドライブポートを備え、前記制御装置から取得する制御信号に基づいて前記ドライブポートに駆動信号を出力するドライブユニットと、
を備え、
前記制御装置と前記センサーユニットと前記ドライブユニットは、前記センサーユニットと前記ドライブユニットとを組み合わせて前記制御装置に接続する、
ロボット制御システム。 - 前記センサーユニットに備わる前記センサーポートの数は、前記ドライブユニットに備わる前記ドライブポートの数よりも多い、
請求項1に記載のロボット制御システム。 - 前記ドライブユニットは、異なるドライブユニットに繋が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。 - 前記制御装置は、
前記センサーポートの識別子と前記力検出器の識別子とを対応付けて記憶する記憶部と、
前記センサーユニットから前記センサーポートの識別子とともに前記力検出器の識別子を取得し、前記センサーユニットから取得した前記センサーポートの識別子と前記力検出器の識別子との対応関係を検証する検証部と、
を備える請求項1から3のいずれか一項に記載のロボット制御システム。 - 前記制御装置は、前記センサーポートの識別子と前記力検出器の識別子とを対応付けて記憶する記憶部を備え、
前記検証部は、前記センサーユニットから取得した前記センサーポートの識別子と前記力検出器の識別子との対応関係と、記憶している前記センサーポートの識別子と前記力検出器の識別子との対応関係とを比較する、
請求項4に記載のロボット制御システム。 - 前記検証部は、前記センサーユニットから取得した前記センサーポートの識別子と前記力検出器の識別子との対応関係と、記憶している前記センサーポートの識別子と前記力検出器の識別子との対応関係とが一致しない場合には、エラーを報知する、
請求項5に記載のロボット制御システム。 - 前記力検出器の識別子はシリアル番号である、
請求項4から6のいずれか一項に記載のロボット制御システム。 - マニピュレーターと、
前記マニピュレーターを駆動するアクチュエーターと、
前記マニピュレーターに作用する力を検出する力検出器と、
複数のセンサーポートを備えるセンサーユニットのいずれかの前記センサーポートに接続され、前記センサーユニットに中継させて制御装置に前記力検出器の信号を送信する出力信号線と、
を備えるロボット。 - 複数のロボットと、前記複数のロボットを制御する制御装置と、前記ロボットと前記制御装置に接続されるセンサーユニットと、を備えるロボットシステムであって、
前記センサーユニットは、異なる前記ロボットに備わる力検出器の出力信号線がそれぞれに接続されるセンサーポートを複数備え、前記複数のセンサーポートから入力される信号を前記制御装置に中継する、
ロボットシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015150429A JP2017030069A (ja) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | ロボット制御システム、ロボットおよびロボットシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015150429A JP2017030069A (ja) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | ロボット制御システム、ロボットおよびロボットシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2017030069A true JP2017030069A (ja) | 2017-02-09 |
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ID=57985735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015150429A Pending JP2017030069A (ja) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | ロボット制御システム、ロボットおよびロボットシステム |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP2017030069A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111684711A (zh) * | 2018-02-06 | 2020-09-18 | 三菱电机株式会社 | 伺服系统、传感器集线器及工业用装置的诊断方法 |
CN111730590A (zh) * | 2019-03-25 | 2020-10-02 | 精工爱普生株式会社 | 机器人系统及机器人 |
-
2015
- 2015-07-30 JP JP2015150429A patent/JP2017030069A/ja active Pending
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