JP2017056549A - ロボット装置、ロボット制御方法、プログラム、記録媒体及び組立部品の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態に係るロボット装置の概略構成を示す斜視図である。図1に示すように、ロボット装置100は、多関節のロボット200と、ロボット200の動作を制御する制御部としてのロボット制御装置300と、を備えている。また、ロボット装置100は、ロボット制御装置300に教示データを送信する教示装置としてのティーチングペンダント400を備えている。ティーチングペンダント400は、操作者が操作するものであり、ロボット200やロボット制御装置300の動作を指定するのに用いる。
・与えられた位置目標値:Pref
・与えられた力目標値:Fref
・与えられた剛性係数:Kref
・与えられた粘性係数:Dref
・ロボットモデルに含まれる慣性行列:Λref
・現在位置:P(t)
・力:F
・ロボットモデル及び関節速度q(・)から計算されるヤコビアン:J(q)
・逆動力学計算により算出される慣性行列:M(q)
・逆動力学計算により算出されるコリオリ遠心行列:c(q,q(・))
・逆動力学計算により算出される重力ベクトル:g(q)
・J(q)、M(q)及び現在位置P(t)から算出される行列:Λ(P(t))
次に、第2実施形態に係るロボット装置について説明する。第2実施形態では、ロボットの停止処理において、第1実施形態で説明した位置目標値Prefを固定する代わりに、速度目標値Pref(・)を減衰させる場合について説明する。第2実施形態におけるロボット装置の構成は、第1実施形態と同様である。また、第2実施形態におけるロボット制御方法(組立部品の製造方法)は、CPU301の一部の処理、具体的には図7の減速パラメータ設定部602の処理が、第1実施形態と異なるため、減速パラメータ設定部602の処理のみについて言及する。
第2実施形態では、ロボットの停止処理において、第1実施形態で説明した位置目標値Prefを固定する代わりに、速度目標値Pref(・)を減衰させる場合について説明したが、これらを組み合わせてもよい。即ち、減速パラメータ設定部602は、停止命令を受けた時刻ttriger以降、力目標値Frefを減衰させつつ、位置目標値Prefを固定値P(ttriger)に固定し、速度目標値Pref(・)を減衰させる。なお、位置目標値の固定方法及び力目標値の減衰方法は第1実施形態と同様であり、速度目標値の減衰方法は、第2実施形態と同様である。
次に、第3実施形態に係るロボット装置について説明する。第3実施形態では、第1実施形態にて説明した図7の減速パラメータ設定部602が、力目標値Frefの減衰、位置目標値Prefの固定に加え、図3の力教示データ501から与えられた剛性係数Krefの減衰を行う。つまり、ロボット200の剛性係数Krefは、停止命令を受けた時刻ttriger以降、Kref=Kref(t)のように時間に依存した項となる。
次に、第4実施形態に係るロボット装置について説明する。第4実施形態では、第2実施形態にて説明した図7の減速パラメータ設定部602が、力目標値Fref及び速度目標値Pref(・)の減衰に加え、図3の力教示データ501から与えられた粘性係数Drefの減衰を行う。つまり、ロボット200の粘性係数Drefは、停止命令を受けた時刻ttriger以降、Dref=Dref(t)のように時間に依存した項となる。
変形例2は、変形例1に対し、図7の減速パラメータ設定部602が、力目標値の減衰、位置目標値の固定及び速度目標値の減衰に加え、図3の力教示データ501から与えられる剛性係数及び粘性係数の減衰を行う。剛性係数の減衰方法は第3実施形態と同様であり、粘性係数の減衰方法は第4実施形態と同様である。
次に、第5実施形態に係るロボット装置について説明する。図15は、第5実施形態に係るロボット装置の制御系を示す制御ブロック図である。第5実施形態では、第1実施形態の図7記載の停止命令確認部601と減速パラメータ設定部602との間に、ワーク接触検知部604が設けられている。
Claims (17)
- 各関節を駆動する複数のモータと、手先に作用する力に応じた信号を生成するセンサとを有するロボットと、
前記手先に作用する力に応じた信号を生成するセンサから信号を取得して、前記手先に作用する力と力目標値との力偏差が小さくなるように、前記各モータに対するトルク指令値を求め、
前記各モータに対するトルク指令値に基づき前記各モータの駆動を制御し、
停止命令を受けたとき、前記力目標値を減衰させて、前記各モータに対するトルク指令値を求め、前記各モータの駆動を制御することで、前記ロボットの動作を停止させる停止処理を実行する制御部と、を備えたことを特徴とするロボット装置。 - 前記ロボットは、前記手先の位置に応じた信号を生成するセンサを有し、
前記制御部は、前記停止処理において、前記手先の位置に応じた信号を生成するセンサから信号を取得して、前記手先の位置と位置目標値との位置偏差が小さくなるように、前記各トルク指令値を求めることを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。 - 前記制御部は、前記停止処理において、前記位置目標値を固定値とすることを特徴とする請求項2に記載のロボット装置。
- 前記制御部は、前記停止処理において、前記各モータに対するトルク指令値を求めるのに用いる前記ロボットの剛性係数を減衰させることを特徴とする請求項3に記載のロボット装置。
- 前記手先の位置に応じた信号を生成するセンサは、前記各モータ又は前記各関節の位置に応じた信号を生成する複数のエンコーダであることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載のロボット装置。
- 前記制御部は、前記手先の位置に応じた信号を生成するセンサから信号を取得して前記手先の速度を求め、前記停止処理において、前記手先の速度と速度目標値との速度偏差が小さくなるように前記各モータに対するトルク指令値を求めることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載のロボット装置。
- 前記ロボットは、前記手先の速度に応じた信号を生成するセンサを有し、
前記制御部は、前記手先の速度に応じた信号を生成するセンサから信号を取得し、前記停止処理において、前記手先の速度と速度目標値との速度偏差が小さくなるように、前記各モータに対するトルク指令値を求めることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のロボット装置。 - 前記制御部は、前記停止処理において、前記速度目標値を減衰させることを特徴とする請求項6又は7に記載のロボット装置。
- 前記制御部は、前記停止処理において、前記各モータに対するトルク指令値を求めるのに用いる前記ロボットの粘性係数を減衰させることを特徴とする請求項8に記載のロボット装置。
- 前記ロボットは、前記各関節をそれぞれ制動するブレーキを有し、
前記制御部は、前記ロボットが前記停止処理にて停止した後、前記各ブレーキにより前記ロボットの各関節を固定させることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のロボット装置。 - 前記手先に作用する力に応じた信号を生成するセンサは、前記各関節のトルクに応じた信号をそれぞれ生成するセンサであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のロボット装置。
- 前記制御部に前記停止命令を送信する停止操作部を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のロボット装置。
- 前記各モータ又は前記各関節の位置に応じた信号を生成する複数のエンコーダを更に備え、
前記制御部は、前記停止命令を受けたとき、前記停止処理を、前記手先に作用する力が予め設定した所定の閾値を超える場合に実行し、前記手先に作用する力が前記所定の閾値未満である場合には、前記複数のエンコーダのそれぞれの値を予め設定した所定の値に近づける制御で、前記ロボットの動作を停止させることを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。 - 各関節を駆動する複数のモータと、手先に作用する力に応じた信号を生成するセンサとを有するロボットの制御方法であって、
制御部が、
前記手先に作用する力に応じた信号を生成するセンサから信号を取得して、前記手先の力と力目標値との力偏差が小さくなるように、前記各モータに対するトルク指令値を求め、
前記各モータに対するトルク指令値に基づき前記各モータの駆動を制御し、
停止命令を受けたとき、前記力目標値を減衰させて、前記各モータに対するトルク指令値を求め、前記各モータの駆動を制御することで、前記ロボットの動作を停止させることを特徴とするロボット制御方法。 - コンピュータに請求項14に記載のロボット制御方法を実行させるためのプログラム。
- 請求項15に記載のプログラムが記録された、コンピュータが読み取り可能な記録媒体。
- ロボットが、複数の関節を駆動する複数のモータと、手先に作用する力に応じた信号を生成するセンサとを有しており、制御部が、前記手先に作用する力に応じた信号を生成するセンサから信号を取得して、前記手先に作用する力と力目標値との力偏差が小さくなるように、前記各モータに対するトルク指令値を求め、前記各モータに対するトルク指令値に基づき前記複数のモータの駆動を制御することで前記ロボットを動作させて、前記ロボットにより組立部品を製造する組立部品の製造方法であって、
前記制御部が、
前記ロボットに第1部品を把持させて前記第1部品を第2部品に組付ける組付作業時に、停止命令を受けたとき、前記力目標値を減衰させて、前記各モータに対するトルク指令値を求め、前記各モータの駆動を制御することで、前記ロボットの動作を停止させることを特徴とする組立部品の製造方法。
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