JP2018051735A - ロボット制御装置、ロボットおよびロボットシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】第1対象物を第2対象物に挿入し、第1対象物を第2対象物に対して所定方向に回動させる動作を適確に行うことができるロボット制御装置、ロボットおよびロボットシステムを提供すること。【解決手段】力検出部を有するロボットを制御するロボット制御装置であって、第1対象物を第2対象物に挿入する前および前記第1対象物を前記第2対象物に挿入した後に、前記力検出部をリセットする制御部を備えることを特徴とするロボット制御装置。前記制御部は、前記挿入した後、かつ、前記第2対象物から前記第1対象物を抜き出す前に、前記力検出部をリセットすることが好ましい。【選択図】図1
Description
本発明は、ロボット制御装置、ロボットおよびロボットシステムに関するものである。
2つの物体の一方を他方の物体の挿入部に挿入する動作を含む作業を行うロボットの研究や開発が行われている。
このようなロボットに関し、特許文献1には、錠前の鍵穴に鍵を挿入し、その鍵を回動させ、前記錠前を施錠または開錠する作業を行うロボットが開示されている。
しかしながら、特許文献1には、どのようにロボットを制御して、錠前の鍵穴に鍵を挿入し、その鍵を回動させるのかが記載されていない。すなわち、特許文献1では、錠前を施錠または開錠する際、ロボットの制御をどのように行うかは、不明である。
また、従来は、ロボットが、錠前の鍵穴に鍵を挿入し、その鍵を回動させ、前記錠前を施錠または開錠する作業を行うことは困難であった。
本発明は、上述の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。
本発明のロボット制御装置は、力検出部を有するロボットを制御するロボット制御装置であって、
第1対象物を第2対象物に挿入する前および前記第1対象物を前記第2対象物に挿入した後に、前記力検出部をリセットする制御部を備えることを特徴とする。
第1対象物を第2対象物に挿入する前および前記第1対象物を前記第2対象物に挿入した後に、前記力検出部をリセットする制御部を備えることを特徴とする。
これにより、例えば、第1対象物を第2対象物に挿入し、第1対象物を第2対象物に対して所定方向に回動させる動作を適確に行うことができる。
本発明のロボット制御装置では、前記第1対象物を前記第2対象物に挿入した後とは、前記挿入した後、かつ、前記第2対象物から前記第1対象物を抜き出す前であることが好ましい。
これにより、例えば、第1対象物を第2対象物に挿入し、第1対象物を第2対象物に対して所定方向に回動させ、第2対象物から第1対象物を抜き出す動作を適確に行うことができる。
本発明のロボット制御装置では、前記第1対象物を前記第2対象物に挿入した後とは、前記第2対象物から前記第1対象物を抜き出した後、再度、前記第1対象物を前記第2対象物に挿入する前であることが好ましい。
これにより、例えば、第1対象物を第2対象物に挿入し、第1対象物を第2対象物に対して所定方向に回動させ、第2対象物から第1対象物を抜き出し、再度、第1対象物を第2対象物に挿入し、第1対象物を第2対象物に対して所定方向に回動させ、第2対象物から第1対象物を抜き出す動作を適確に行うことができる。
本発明のロボット制御装置では、前記制御部は、前記挿入した後、前記第1対象物を前記第2対象物に挿入する方向に、前記第1対象物を前記第2対象物に対して押し付ける押し付け動作を行いつつ、前記第1対象物を前記第2対象物に対して第1方向に回動させるよう前記ロボットの動作を制御し、
前記押し付け動作では、前記力検出部からの出力に基づいて、前記挿入する方向に目標力が設定された力制御を行うことが好ましい。
前記押し付け動作では、前記力検出部からの出力に基づいて、前記挿入する方向に目標力が設定された力制御を行うことが好ましい。
これにより、第1対象物を第2対象物に対して第1方向に回動させる動作を適確に行うことができる。
本発明のロボット制御装置では、前記制御部は、位置制御により前記第1対象物を前記第2対象物に対して前記第1方向に回動させることが好ましい。
これにより、第1対象物を第2対象物に対して第1方向に回動させる動作を適確に行うことができる。
本発明のロボット制御装置では、前記制御部は、重力に関する補償を行うことが好ましい。
これにより、例えば、第1対象物を第2対象物に挿入し、第1対象物を第2対象物に対して所定方向に回動させる動作を適確に行うことができる。
本発明のロボット制御装置では、前記第1対象物は鍵であり、前記第2対象物は錠前であることが好ましい。
これにより、鍵を錠前の鍵穴に挿入し、鍵を所定方向に回動させ、錠前を施錠、開錠する動作を適確に行うことができる。
本発明のロボットは、力検出部を有し、第1対象物を第2対象物に挿入する動作を行うロボットであって、
本発明のロボット制御装置により制御されることを特徴とする。
本発明のロボット制御装置により制御されることを特徴とする。
これにより、例えば、第1対象物を第2対象物に挿入し、第1対象物を第2対象物に対して所定方向に回動させる動作を適確に行うことができる。
本発明のロボットシステムは、本発明のロボット制御装置と、
前記ロボット制御装置により制御される前記ロボットと、を備えることを特徴とする。
前記ロボット制御装置により制御される前記ロボットと、を備えることを特徴とする。
これにより、例えば、第1対象物を第2対象物に挿入し、第1対象物を第2対象物に対して所定方向に回動させる動作を適確に行うことができる。
以下、本発明のロボット制御装置、ロボットおよびロボットシステムを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
<ロボットシステムの構成>
まず、ロボットシステム1の構成について説明する。
まず、ロボットシステム1の構成について説明する。
図1は、本発明のロボットシステムの実施形態を示す斜視図である。
なお、以下では、座標系のX軸方向およびX軸に平行な方向を「X方向」とも言い、X方向の正方向を「X方向プラス側」、X方向の負方向を「X方向マイナス側」とも言う。また、Y軸方向およびY軸に平行な方向を「Y方向」とも言い、Y方向の正方向を「Y方向プラス側」、Y方向の負方向を「Y方向マイナス側」とも言う。また、Z軸方向およびZ軸に平行な方向を「Z方向」とも言い、Z方向の正方向を「Z方向プラス側」、Z方向の負方向を「Z方向マイナス側」とも言う。
なお、以下では、座標系のX軸方向およびX軸に平行な方向を「X方向」とも言い、X方向の正方向を「X方向プラス側」、X方向の負方向を「X方向マイナス側」とも言う。また、Y軸方向およびY軸に平行な方向を「Y方向」とも言い、Y方向の正方向を「Y方向プラス側」、Y方向の負方向を「Y方向マイナス側」とも言う。また、Z軸方向およびZ軸に平行な方向を「Z方向」とも言い、Z方向の正方向を「Z方向プラス側」、Z方向の負方向を「Z方向マイナス側」とも言う。
また、錠前の内部構造は、本来は複雑であるが、実施形態の図面では、簡略化し、模式的に示す。
図1に示すように、ロボットシステム1は、ロボット20と、ロボット20を制御するロボット制御装置30とを備える。ロボット20は、力検出部21を有し、ロボット制御装置30により制御される。
ロボット20は、力検出部が設けられた可動部の1例である力検出部21が設けられたアームA(マニピュレーターM)と、アームAを支持する支持台B(基台)とを有する。
なお、力検出部21は、アームAの構成要素に含まれていてもよく、また、含まれていなくてもよいが、以下の説明では、含まれているものとして説明する。また、力検出部21は、その少なくとも一部がアームAに設けられていればよい。すなわち、力検出部21の一部がアームAに設けられていてもよく、また、力検出部21の全部がアームAに設けられていてもよいが、以下の説明では、力検出部21の全部がアームAに設けられているものとして説明する。
また、ロボット20は、単腕ロボット、詳細には、垂直多関節(7軸)単腕ロボットである。単腕ロボットは、アームAのような1本のアーム(腕)を備えるロボットである。なお、ロボット20は、単腕ロボットに代えて、複腕ロボットであってもよい。複腕ロボットは、2本以上のアーム(例えば、2本以上のアームA)を備えるロボットである。なお、複腕ロボットのうち、2本のアームを備えるロボットは、双腕ロボットとも称される。すなわち、ロボット20は、2本のアームを備える双腕ロボットであってもよく、3本以上のアーム(例えば、3本以上のアームA)を備える複腕ロボットであってもよい。また、ロボット20は、スカラーロボット等の水平多関節ロボットや、直角座標ロボットや、脚部を有する脚式歩行(走行)ロボット等の他のロボットであってもよい。直角座標ロボットは、例えば、ガントリロボットである。
アームAは、エンドエフェクターEと、マニピュレーターMと、力検出部21とを備える。
エンドエフェクターEは、物体を把持可能な指部を備えるエンドエフェクター、すなわち、ハンドである。当該指部は、2本以上の指を備える。以下では、1例として、当該指部が2本の指である指F1および指F2を備える場合について説明する。エンドエフェクターEは、指F1および指F2のそれぞれによって物体を挟むことにより、物体を把持する。なお、エンドエフェクターEとしては、当該指部を備えるエンドエフェクターに限らず、例えば、物体を吸着して把持(吸着把持)する構成や、磁石や治具等によって物体を把持することが可能な他のエンドエフェクターであってもよい。
エンドエフェクターEが備える指部は、ケーブルによってロボット制御装置30と通信可能に接続されている。これにより、当該指部は、ロボット制御装置30から取得される制御信号に基づいて指F1および指F2のそれぞれを動作させる。なお、ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット(登録商標)やUSB(Universal Serial Bus)等の規格によって行われる。また、当該指部は、Wi−Fi(登録商標)等の通信規格により行われる無線通信によってロボット制御装置30と接続される構成であってもよい。
マニピュレーターMは、7つのリンクと、7つの関節とを備える。また、当該7つの関節はそれぞれ、図示しないアクチュエーターを備える。すなわち、マニピュレーターMを備えるアームAは、7軸垂直多関節型のアームである。具体的には、支持台Bとリンクとは、関節を介して連結されており、関節は、互いに連結されたリンクを支持台Bに対し回動可能に支持する機構を有している。また、隣り合う2つのリンクも同様に、関節を介して連結されており、関節は、互いに連結された一方のリンクを他方のリンクに対し回動可能に支持する機構を有している。このようなアームAは、支持台Bと、エンドエフェクターEと、マニピュレーターMと、マニピュレーターMが備える7つの関節それぞれのアクチュエーターとによる連携した動作によって7軸の自由度の動作を行う。なお、アームAは、6軸以下の自由度で動作する構成であってもよく、8軸以上の自由度で動作する構成であってもよい。
アームAが7軸の自由度で動作する場合、アームAは、6軸以下の自由度で動作する場合と比較して取り得る姿勢が増える。これによりアームAは、例えば、動作が滑らかになり、更にアームAの周辺に存在する物体との干渉を容易に回避することができる。また、アームAが7軸の自由度で動作する場合、アームAの制御は、アームAが8軸以上の自由度で動作する場合と比較して計算量が少なく容易である。
マニピュレーターMが備える7つの関節に備えられた各アクチュエーターはそれぞれ、ケーブルによってロボット制御装置30と通信可能に接続されている。これにより、各アクチュエーターは、それぞれ、ロボット制御装置30から取得される制御信号に基づいて、マニピュレーターMを動作させる。なお、ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット(登録商標)やUSB等の規格によって行われる。また、マニピュレーターMが備える7つのアクチュエーターのうちの一部または全部は、Wi−Fi(登録商標)等の通信規格により行われる無線通信によってロボット制御装置30と接続される構成であってもよい。
力検出部21は、エンドエフェクターEとマニピュレーターMの間に備えられる。力検出部21としては、例えば、力センサー(力覚センサー)等が挙げられる。また、力センサーとしては、特に限定されず、各種のものを用いることができるが、その1例としては、例えば、互いに直交する3軸の各軸方向の力および各軸回りのモーメントを検出する6軸力センサー等が挙げられる。力検出部21は、エンドエフェクターE、またはエンドエフェクターEにより把持された物体に作用した力やモーメント(トルク)を検出する。力検出部21は、検出した力やモーメントの大きさを示す値を出力値として含む力検出情報を通信によりロボット制御装置30へ出力する。
力検出情報は、ロボット制御装置30によるアームAの制御のうちの力検出情報に基づく制御に用いられる。力検出情報に基づく制御とは、例えば、インピーダンス制御等の力制御(コンプライアントモーション制御)のことである。
力検出部21は、ケーブルによってロボット制御装置30と通信可能に接続されている。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット(登録商標)やUSB等の規格によって行われる。なお、力検出部21とロボット制御装置30とは、Wi−Fi(登録商標)等の通信規格により行われる無線通信によって接続される構成であってもよい。
なお、ロボット20は、上記において説明した機能部に加えて、1以上の撮像部を備える構成であってもよい。以下では、1例として、ロボット20が撮像部を備えない場合について説明する。
ロボット制御装置30は、例えば、ロボットコントローラーである。ロボット制御装置30は、予め入力された動作プログラムに基づいて制御信号を生成する。ロボット制御装置30は、生成した制御信号をロボット20に送信し、ロボット20に所定の作業を行わせる。以下では、説明の便宜上、ロボット制御装置30による当該制御信号の生成および送信についての説明を省略し、ロボット制御装置30がロボット20に行わせる動作、およびロボット20を動作させる際にロボット制御装置30が行う処理について説明する。なお、ロボット制御装置30は、図1に示すようにロボット20とは別体で、ロボット20の外部に設けられる構成に代えて、ロボット20にその一部または全部が内蔵される構成であってもよい。
<ロボットが行う作業の概要>
以下、本実施形態においてロボット20が行う作業の1例について、概要を説明する。
以下、本実施形態においてロボット20が行う作業の1例について、概要を説明する。
ロボット20は、第1対象物を第2対象物に挿入する動作を行う。より詳細には、重力方向と、重力方向と反対方向とから第1対象物を挟んで把持し、第1対象物を第2対象物が備える挿入部に挿入する動作(挿入作業)を有する作業を行う。なお、ロボット20は、前記と異なる方向から第1対象物を挟んで把持するようになっていてもよい。
また、本実施形態では、1例として、ロボット座標系RCにおけるZ軸の負方向が重力方向と一致している場合について説明する。ロボット座標系RCは、ロボット制御装置30がアームAを動かす場合の基準となる3次元ローカル座標系である。なお、ロボット座標系RCにおけるZ軸の負方向は、重力方向と異なる方向と一致している構成であってもよい。
また、本実施形態では、1例として、第1対象物が、鍵8であり、第2対象物が、錠前9である場合について説明する。錠前9は、鍵8を挿入することが可能な挿入部の1例として、鍵穴91を有しており、作業では、鍵8を鍵穴91に挿入して所定方向に回動させることにより、錠前9を施錠および開錠する。また、本実施形態では、鍵8を回動させる方向は、1例として、第1方向が錠前9を施錠する方向とし、第1方向と反対方向である第2方向が錠前9を開錠する方向として説明する。なお、前記鍵8を回動させる方向は、前記とは逆に、第1方向が錠前9を開錠する方向であり、第2方向が錠前9を施錠する方向であってもよい。
ここで、図2を参照し、ロボット20のエンドエフェクターEによる鍵8の把持の方法について説明する。
図2は、エンドエフェクターにより把持された鍵をロボット座標系におけるX軸の正方向から負方向に向かって見た場合の1例を示す側面図である。当該側面図は、マニピュレーターMが備える関節のうちのエンドエフェクターEを回動させる関節の回動軸と、ロボット座標系RCにおけるY軸とが一致している場合の側面図である。
図2に示すように、エンドエフェクターEは、指F1と指F2のそれぞれを動作させ、鍵8を重力方向と、重力方向と反対方向とから鍵8を挟むことにより、鍵8を把持する。前述したように、重力方向は、ロボット座標系RCにおけるZ軸の負方向である。すなわち、エンドエフェクターEは、指F1を重力方向に移動させて鍵8に近づけるとともに、指F2を当該反対方向に移動させて鍵8に近づけることにより、指F1および指F2によって鍵8を挟み、鍵8を把持する。このため、図2に示す例では、指F1は、鍵8の部位のうちの当該Z軸の正方向側の部位と接触しており、指F2は、鍵8の部位のうちの当該Z軸の負方向側の部位と接触している。
これにより、ロボット20は、鍵8の重さによって、ロボット20の部位のうちの鍵8を挟んでいる部位であるエンドエフェクターEと鍵8との相対的な位置関係の重力方向へのずれを抑制することができる。当該位置関係が重力方向にずれない場合、ロボット20は、鍵8を鍵穴91に挿入する際に鍵穴91を探る動作のうちの重力方向に沿った方向への動作を省略することができる。その結果、ロボット20は、鍵8を錠前9の鍵穴91に挿入する時間を短縮することができる。
なお、エンドエフェクターEによる鍵8の把持の方法は、前記の方法には限定されない。例えば、鍵8や錠前9の構造が本実施形態と異なる場合等は、エンドエフェクターEは、指F1および指F2により、鍵8を重力方向と直交する方向に規制させた状態で把持してもよい。この場合は、ロボット20は、ロボット20の部位のうちの鍵8を挟んでいる部位であるエンドエフェクターEと鍵8との相対的な位置関係の重力方向と直交する方向へのずれを抑制することができ、鍵8を錠前9の鍵穴91に挿入する時間を更に短縮することができる。
また、図1に示す例では、ロボット20は、図2に示すように、指F1および指F2のそれぞれによって、鍵8を重力方向から挟んだ状態である固定状態で予め把持している。なお、ロボット20は、予め鍵8を把持しておらず、所定の領域に配置された鍵8を把持する構成であってもよい。また、ロボット20は、他の作業を行う構成であってもよい。
<注目点の説明>
以下では、1例として、ロボット座標系RCにおけるY軸の正方向と、鍵8の鍵穴91への挿入方向の正方向とが一致するように錠前9が配置されている場合について説明する。すなわち、鍵穴91に挿入された鍵8を鍵穴91から引き抜く方向と逆の方向は、当該Y軸の正方向と一致している。なお、錠前9は、鍵8の鍵穴91への挿入方向の正方向が、当該Y軸の正方向と異なる他の方向と一致するように配置された構成であってもよい。
以下では、1例として、ロボット座標系RCにおけるY軸の正方向と、鍵8の鍵穴91への挿入方向の正方向とが一致するように錠前9が配置されている場合について説明する。すなわち、鍵穴91に挿入された鍵8を鍵穴91から引き抜く方向と逆の方向は、当該Y軸の正方向と一致している。なお、錠前9は、鍵8の鍵穴91への挿入方向の正方向が、当該Y軸の正方向と異なる他の方向と一致するように配置された構成であってもよい。
また、鍵8の先端部(先端)には、当該先端部とともに動く注目点Tが設定される(図5参照)。鍵8の先端部とは、鍵8の端部のうちの鍵穴91に挿入する側の端部のことである。
注目点Tには、鍵8の位置および姿勢を表す3次元ローカル座標系である注目点座標系が設定される。注目点座標系の原点は、注目点T、すなわち鍵8の先端部の位置を表す。また、注目点座標系における各座標軸の方向は、注目点T、すなわち鍵8の先端部の姿勢を表す。例えば、注目点Tには、鍵8が鍵穴91に挿入されている状態において、注目点座標系におけるZ軸の正方向が、ロボット座標系RCにおけるY軸の正方向と一致し、注目点座標系におけるX軸の正方向が、ロボット座標系RCにおけるX軸の正方向と一致するように注目点座標系が設定される。
<ロボット制御装置のハードウェア構成>
以下、図3を参照し、ロボット制御装置30のハードウェア構成について説明する。図3は、ロボット制御装置のハードウェア構成の1例を示す図である。ロボット制御装置30は、例えば、CPU(Central Processing Unit)31と、各情報を記憶する記憶部32と、入力受付部33と、通信部34と、各情報を表示する表示部35とを備える。これらの構成要素は、バスBusを介して相互に通信可能に接続されている。また、ロボット制御装置30は、通信部34を介してロボット20と通信を行う。
以下、図3を参照し、ロボット制御装置30のハードウェア構成について説明する。図3は、ロボット制御装置のハードウェア構成の1例を示す図である。ロボット制御装置30は、例えば、CPU(Central Processing Unit)31と、各情報を記憶する記憶部32と、入力受付部33と、通信部34と、各情報を表示する表示部35とを備える。これらの構成要素は、バスBusを介して相互に通信可能に接続されている。また、ロボット制御装置30は、通信部34を介してロボット20と通信を行う。
CPU31は、記憶部32に格納された各種プログラムを実行する。
記憶部32は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory)、ROM(Read−Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を含む。なお、記憶部32は、ロボット制御装置30に内蔵されるものに代えて、USB等のデジタル入出力ポート等によって接続された外付け型の記憶装置であってもよい。記憶部32には、例えば、ロボット制御装置30が処理する各種情報、プログラム等が記憶される。
記憶部32は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory)、ROM(Read−Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を含む。なお、記憶部32は、ロボット制御装置30に内蔵されるものに代えて、USB等のデジタル入出力ポート等によって接続された外付け型の記憶装置であってもよい。記憶部32には、例えば、ロボット制御装置30が処理する各種情報、プログラム等が記憶される。
入力受付部33は、例えば、キーボードやマウス、タッチパッド等を備えたティーチングペンダントや、その他の入力装置である。なお、入力受付部33は、例えば、タッチパネルとして表示部35と一体に構成されてもよい。
通信部34は、例えば、USB等のデジタル入出力ポートやイーサネット(登録商標)ポート等を含んで構成される。
表示部35は、例えば、液晶ディスプレイパネル、有機EL(ElectroLuminescence)ディスプレイパネル等である。
<ロボット制御装置の機能構成>
以下、図4を参照し、ロボット制御装置30の機能構成について説明する。図4は、ロボット制御装置の機能構成の1例を示す図である。ロボット制御装置30は、記憶部32と、制御部36とを備える。
以下、図4を参照し、ロボット制御装置30の機能構成について説明する。図4は、ロボット制御装置の機能構成の1例を示す図である。ロボット制御装置30は、記憶部32と、制御部36とを備える。
制御部36は、ロボット制御装置30(ロボット20)の各部の作動を制御する。制御部36は、力検出情報取得部40と、位置設定部41と、目標力設定部42と、座標系設定部43と、表示制御部44と、ロボット制御部45とを備える。制御部36が備えるこれらの機能部は、例えば、CPU31が、記憶部32に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェア機能部であってもよい。
力検出情報取得部40は、例えば、力検出部21から力検出情報を取得する。
位置設定部41は、例えば、後述する第1位置および第2位置を設定する。これにより、各種の挿入作業に対応することができ、その挿入作業を迅速に行うことができる。
位置設定部41は、例えば、後述する第1位置および第2位置を設定する。これにより、各種の挿入作業に対応することができ、その挿入作業を迅速に行うことができる。
目標力設定部42は、例えば、後述する第1目標力および第2目標力を設定する。これにより、各種の挿入作業に対応することができ、その挿入作業を迅速に行うことができる。
座標系設定部43は、例えば、第1対象物の挿入方向に沿う軸を有する座標系の1例であるローカル座標系LCを設定する。これにより、作業者による教示に要する時間や、教示結果を確認する時間を短縮することができる。
表示制御部44は、例えば、種々の情報を表示部35に表示させる。これにより、種々の情報を目視で確認することができる。
ロボット制御部45は、例えば、力検出情報取得部40が取得した力検出情報等に基づいて、アームAに対して力制御等を行う。すなわち、ロボット制御部45は、力検出情報取得部40が取得した力検出情報等に基づいて力制御を行ったり、前記力検出情報等に基づいて力制御および位置制御を行ったり、位置制御を行ったりして、ロボット20を動作させる。
また、ロボット制御部45は、鍵8の鍵穴91への挿入が成功した挿入位置および前記成功した回数に基づいて、アームAに対して制御を行う。これにより、例えば、成功した回数が多い挿入位置を目標位置として挿入作業を試みることで、挿入作業を迅速に行うことができる。
<ロボット制御装置がロボットに作業を行わせる処理>
ロボットシステム1では、ロボット制御装置30によりロボット20を制御し、ロボット20のアームAにより、第1対象物の1例である鍵8を移動させ、鍵8を第2対象物の1例である錠前9の鍵穴91に挿入する動作を有する作業を行う。
ロボットシステム1では、ロボット制御装置30によりロボット20を制御し、ロボット20のアームAにより、第1対象物の1例である鍵8を移動させ、鍵8を第2対象物の1例である錠前9の鍵穴91に挿入する動作を有する作業を行う。
具体的には、ロボット20のアームAにより、鍵8を把持して移動し、施錠されていない状態の錠前9の鍵穴91に鍵8を挿入し、鍵8を錠前9に対して第1方向に回動させて錠前9を施錠し、鍵8を鍵穴91から抜き出す施錠作業と、鍵8を把持して移動し、施錠された状態の錠前9の鍵穴91に鍵8を挿入し、鍵8を錠前9に対して第2方向に回動させて錠前9を開錠し、鍵8を鍵穴91から抜き出す開錠作業とを行う。この場合、鍵8を把持して移動し、施錠されていない状態の錠前9の鍵穴91に鍵8を挿入し、鍵8を錠前9に対して第1方向に回動させて錠前9を施錠し、一旦、鍵8を放し、鍵8を鍵穴91に挿入した状態とし、再度、鍵8を把持し、鍵8を錠前9に対して第2方向に回動させて錠前9を開錠し、鍵8を鍵穴91から抜き出してもよい。また、第2方向は、第1方向と反対方向である。なお、本実施形態では、錠前9がドア(ドアノブ等)に設けられている場合を例に挙げて説明する。
施錠作業では、アームAは、鍵8を錠前9の鍵穴91の近傍の挿入動作開始位置60に移動させる動作と、鍵8を挿入動作開始位置60から鍵穴91に挿入する挿入動作と、鍵8を錠前9に対して第1方向に回動させる回動動作と、鍵8を鍵穴91から抜き出す動作とを行う。また、第1方向は、鍵8を鍵穴91に挿入する方向(以下、「挿入方向」とも言う。)と平行な軸を回動中心とする時計周りまたは反時計周りの方向である。なお、一般的には、第1方向は、反時計周りの方向であるが、時計周りの方向であってもよい。
また、開錠作業では、アームAは、鍵8を錠前9の鍵穴91の近傍の挿入動作開始位置60に移動させる動作と、鍵8を挿入動作開始位置60から鍵穴91に挿入する挿入動作と、鍵8を錠前9に対して第2方向に回動させる回動動作と、鍵8を鍵穴91から抜き出す動作とを行う。
なお、施錠作業と、開錠作業とは、鍵8を回動させる方向が反対である以外は同様であるので、以下では、代表的に、施錠作業について説明する。
次に、施錠作業におけるロボット制御装置30の制御およびロボット20の動作について説明する。
なお、ロボット20のティーチングについては説明を省略するが、そのティーチングは、既に完了しており、前記ティーチングにおいて、ローカル座標系LC(ユーザー座標系)が設定されているものとする。ローカル座標系LCは、鍵8の挿入方向に沿う軸を有する座標系の1例である。本実施形態では、ローカル座標系LCは、鍵8の挿入方向に沿う軸をZ軸とし、挿入方向の正方向をZ軸の正方向(Z方向プラス側)とする3次元ローカル座標系である。
また、本実施形態では、ローカル座標系LCの原点は、前記ティーチングの際に鍵8の注目点Tが錠前9の鍵穴91の近傍の挿入動作開始位置60に位置しているときのロボット20のツールセンターポイントTCP(Tool Center Point)(図5参照)、すなわちエンドエフェクターEの先端の中心の位置であって、固定された位置に設定される。すなわち、ローカル座標系LCは、ロボット20が動作しても変位しない。また、ローカル座標系LCにおけるZ軸の正方向が、ロボット座標系RCにおけるY軸の正方向と一致し、ローカル座標系LCにおけるX軸の正方向が、ロボット座標系RCにおけるZ軸の正方向と一致し、ローカル座標系LCにおけるY軸の正方向が、ロボット座標系RCにおけるX軸の正方向と一致するようにローカル座標系LCが設定される。以下では、このローカル座標系LCが用いられる。
まず、ロボットシステム1の特徴について簡単に説明する。
ロボット制御装置30の制御部36は、鍵8(第1対象物)を錠前9(第2対象物)の鍵穴91に挿入する前および鍵8を錠前9の鍵穴91に挿入した後に、力検出部21をリセットする。これにより、施錠や開錠作業を適確に行うことができる。
ロボット制御装置30の制御部36は、鍵8(第1対象物)を錠前9(第2対象物)の鍵穴91に挿入する前および鍵8を錠前9の鍵穴91に挿入した後に、力検出部21をリセットする。これにより、施錠や開錠作業を適確に行うことができる。
ここで、1例として、鍵8を錠前9の鍵穴91に挿入した後とは、前記挿入した後、かつ、錠前9から鍵8物を抜き出す前である。これにより、施錠作業や開錠作業を適確に行うことができる。以下、詳細に説明する。
また、1例として、鍵8を錠前9の鍵穴91に挿入した後とは、錠前9から鍵8を抜き出した後、再度、鍵8を錠前9の鍵穴91に挿入する前である。これにより、施錠作業や開錠作業を適確に行うことができる。以下、詳細に説明する。
図5〜図10は、施錠作業におけるロボットの動作を説明するための図である。図11は、施錠作業におけるロボット制御装置の制御動作を示すフローチャートである。
なお、図6〜図10では、ロボット20の図示は省略する。また、図6〜図10では、ローカル座標系LCは、原点の位置をそのローカル座標系LCのZ方向マイナス側にずらして図示されている。また、図11では、ロボット20が、鍵8の収納部から鍵8を取り出す動作と、錠前9の施錠が終了した後、鍵8を前記収納部に戻す動作に関する記載は、省略されている。
施錠作業では、ロボット制御装置30は、ロボット20を制御し、駆動する。ロボット20は、アームAにより、鍵8の収納部から鍵8を把持して取り出し、鍵8を移動させ、錠前9の鍵穴91に挿入し、第1方向に回動させ、錠前9を施錠する。そして、ロボット20は、アームAにより、鍵8を鍵穴91から抜き出し、移動させ、前記収納部に戻す。
この場合、アームAは、鍵8をその収納部から取り出した後、鍵8を鍵穴91の近傍の挿入動作開始位置60に移動させる動作と、鍵8を挿入動作開始位置60から鍵穴91に挿入する挿入動作と、鍵8を第1方向に回動させる回動動作と、鍵8を鍵穴91から抜き出す抜去動作とを行ない、その後、鍵8を移動させ、前記収納部に戻す。なお、以下では、鍵8を挿入動作開始位置60に移動させる動作と、挿入動作と、回動動作とを中心に説明し、鍵8をその収納部から取り出す動作と、抜去動作と、鍵8を前記収納部に戻す動作については、簡単に説明する。
また、施錠作業では、ロボット制御装置30は、アームAにより、鍵8をその収納部から取り出した後、第1の制御と、第2の制御と、第3の制御と、第4の制御と、第5の制御と、第6の制御とをこの順序で行ない、その後、アームAにより、鍵8を移動させ、前記収納部に戻す。なお、前記鍵8を挿入動作開始位置60に移動させる動作では、第1の制御が行われ、前記挿入動作では、第2の制御および第3の制御が行われる。また、前記回動動作では、第4の制御および第5の制御が行われる。また、前記抜去制御では、第6の制御が行われる。また、第2の制御、第3の制御、第4の制御、第5の制御および第6の制御では、それぞれ、ローカル座標系LCが用いられる。
また、ロボット20が施錠作業を行う場合、ロボット制御部45は、施錠作業の少なくとも一部において、アームAに対して力制御を行う。より詳細には、ロボット制御部45は、挿入動作の少なくとも一部、回動動作の少なくとも一部、抜去動作の少なくとも一部において、アームAに対して力制御を行う。
本実施形態では、少なくとも挿入動作、回動動作および抜去動作において、アームAに対して力制御を行う。この場合、挿入動作については、第2の制御および第3の制御のそれぞれにおいて、力制御と位置制御とを行う。以下、図5〜図11に基づいて、詳細に説明する。
施錠作業では、まず、アームAにより、鍵8の収納部から鍵8を把持して取り出し、その後、第1の制御を行う。図6に示すように、第1の制御では、アームAに対して位置制御を行って、鍵8の注目点Tを挿入動作開始位置60に移動させる第1動作を行う(図11のステップS101)。
次に、各処理、例えば、力検出部21のリセット、重力補償や外力補償等の重力に関する補償についての設定等を行う((図11のステップS102)。すなわち、制御部36は、力検出部21をリセットする際、重力補償(重力に関する補償)、より正確には、重力補償(重力に関する補償)についての設定を行う。この重力補償(重力に関する補償)は、直ぐに開始してもよく、また、後述する第2の制御から開始してもよい。
力検出部21をリセットする際は、エンドエフェクターE(アームAの先端部)の姿勢が、鍵8の注目点Tが鍵穴91内に位置しているとき、例えば、第1位置61に位置しているときと同じ姿勢になるようにする。この段階で力検出部21をリセットすることにより、施錠作業を迅速かつ適確に行うことができる。
力検出部21のリセットとは、力検出部21の初期化(ゼロ点補正)を含む概念であり、力検出部21の出力値(検出値)を所定値(基準値)とすることである。換言すれば、力検出部21のリセットとは、例えば、鍵8(第1対象物)の重量のバラツキやアームAの姿勢等による重力の影響、力検出部21の回路のリーク電流や熱膨張等によるドリフトの影響等をなくすかまたは減少させることである。すなわち、鍵8の重量のバラツキやアームAの姿勢等による重力の影響、力検出部21の回路のリーク電流や熱膨張等によるドリフトの影響等で力検出部21から出力される値を所定値とすることである。前記所定値としては、「0」が好ましい。
また、後述する第2の制御から第6の制御まで、重力補償や外力補償等の重力に関する補償を行う。重力補償とは、重力による影響をなくすかまたは低減するようにロボット20の姿勢変化に対応する加算または減算を力検出部21の出力値に施すことである。
また、外力補償では、エンドエフェクターEおよび鍵8の自重により鍵8が鍵穴91から受ける力を打ち消す力または低減する力を力制御の目標力に加算する。
具体的には、鍵8に対して、重力方向(X方向マイナス側の方向)に対して±10°以内の方向に、エンドエフェクターEおよび鍵8の合計の質量の9.8倍以下の力が加わるように、力制御の目標力を設定する。
これにより、挿入動作、回動動作、抜去動作等を円滑に行うことができ、より小さい力でより高速で挿入動作、回動動作、抜去動作等を行うことができ、これによって、施錠作業を迅速かつ適確に行うことができる。
次に、第2の制御を行う。図7に示すように、第2の制御では、アームAに対して力制御および位置制御を行って、鍵8の注目点Tを鍵穴91の途中の位置、すなわち、第1位置61まで挿入する第2動作を行う。なお、本実施形態では、第1位置61は、鍵穴91の入口から内部の所定位置まで形成されているテーパ部の前記入口と反対側の端部の位置である。
この第2動作では、力制御のZ方向の目標力として第1目標力(例えば、1N)を設定し、力検出部21により第1の力が検出されることを終了条件として、前記第1目標力で鍵8をZ方向プラス側に移動させる(図11のステップS103)。また、第2動作では、力制御のX方向の目標力およびY方向の目標力は、外力補償の分を除くと、「0」に設定され、これにより、X方向およびY方向について倣い動作(倣い制御)が行われる。なお、前記第1の力は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定される。
次に、鍵8の注目点Tが第1位置61に到達したか否かを判断し(図11のステップS104)、到達していないと判断した場合は、アームAに対して位置制御を行って、鍵8をZ方向マイナス側に所定距離移動させ、さらに、X方向とY方向の少なくとも一方に所定距離移動させる(図11のステップS105)。これにより、リトライの準備が完了する。なお、本実施形態では、X方向とY方向のうち、Y方向に移動させる。そして、図11のステップS103に戻り、再度、ステップS103以降を実行する。
また、図11のステップS104において、注目点Tが第1位置61に到達したと判断した場合は、図11のステップS106に進む。
このように、1回の第2動作で鍵8の注目点Tを第1位置61に位置させることができない場合は、注目点Tが第1位置61に位置するまで、何回も第2動作を行う。
これにより、鍵8の注目点Tは、第1位置61に位置するが、引き続き挿入動作を継続する。
このように、第2の制御では、ロボット制御部45は、施錠作業において、アームAにより鍵8と錠前9との少なくとも一方を鍵8と錠前9とが接近する方向に移動させ、鍵穴91とは異なる位置に鍵8が接触したことを力検出部21の出力に基づいて判定した場合、アームAにより鍵8と錠前9との少なくとも一方を鍵8と錠前9とが離間する方向に移動させる。
これにより、鍵穴91とは異なる位置に鍵8が接触した場合に、鍵8や錠前9を損傷、変形させてしまうことを抑制することができる。
また、第2の制御の力制御は、アームAが鍵8、本実施形態では、注目点Tを第1位置61に位置させるための力制御である。また、その力制御の第1目標力は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定される。
次に、第3の制御を行う。図8に示すように、第3の制御では、アームAに対して力制御および位置制御を行って、鍵8の注目点Tを鍵穴91の最奥部、すなわち、第2位置62まで挿入する第3動作を行う。
この第3動作では、力制御のZ方向の目標力として第2目標力(例えば、10N)を設定し、力検出部21により第2の力が検出されることを終了条件として、前記第2目標力で鍵8をZ方向プラス側に移動させる(図11のステップS106)。また、第3動作では、力制御のX方向の目標力およびY方向の目標力は、外力補償の分を除くと、「0」に設定され、これにより、X方向およびY方向について倣い動作が行われる。なお、前記第2の力は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定される。
これにより、鍵8の注目点Tは、鍵穴91の第2位置62、すなわち、鍵穴91の最奥部に位置する。
このように、第3の制御の力制御は、アームAが鍵8、本実施形態では、注目点Tを第2位置62に位置させるための力制御である。また、その力制御の第2目標力は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるものであるが、本実施形態では、第1目標力と第2目標力とは、異なっている。本実施形態では、第2目標力は、第1目標力よりも大きい。これにより、注目点Tの第1位置61から第2位置62への移動を高速で行うことができ、これによって、施錠作業を迅速に行うことができる。
また、第1位置61と第2位置62との間のZ方向の距離は、挿入動作開始位置60と第1位置61との間のZ方向の距離よりも長い。これにより、距離が長い区間において、鍵8を高速で移動させることができ、これによって、施錠作業を迅速に行うことができる。
なお、本実施形態では、後述する第4の制御において、力制御のZ方向の目標力を第3目標力に設定するが、これに限らず、鍵8の注目点Tが鍵穴91の第2位置62に位置する前に、力制御のZ方向の目標力を第3目標力に設定するようにしてもよい。この場合、第3目標力を第2目標力よりも小さくすることが好ましく、これにより、鍵、錠前9の破損、損傷、変形等を抑制することができる。
また、本実施形態では、前記のように、挿入動作により、鍵8の先端部が鍵穴91の最奥部の位置に位置する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、鍵8の先端部が鍵穴91の最奥部の位置よりも手前に位置したときに、鍵8の基端部の幅広の部分が鍵穴91の入口付近に当接する構成の場合、前記鍵8の基端部の幅広の部分が鍵穴91の入口付近に当接したときの位置を第2位置としてもよい。
次に、第4の制御を行い、その後、第5の制御を行う。
まず、第4の制御および第5の制御の概要を説明すると、制御部36は、鍵8を錠前9の鍵穴91に挿入した後、第4の制御および第5の制御において、鍵8を錠前9の鍵穴91に挿入する方向(Z方向プラス側)に、鍵8を錠前9に対して押し付ける押し付け動作を行いつつ、鍵8を錠前9に対して第1方向に回動させるようロボット20の動作を制御する。また、前記押し付け動作では、力検出部21からの出力に基づいて、前記挿入する方向に目標力が設定された力制御を行う。これにより、容易かつ円滑に鍵8を回動させることができる。以下、第4の制御および第5の制御について詳細に説明する。
まず、第4の制御および第5の制御の概要を説明すると、制御部36は、鍵8を錠前9の鍵穴91に挿入した後、第4の制御および第5の制御において、鍵8を錠前9の鍵穴91に挿入する方向(Z方向プラス側)に、鍵8を錠前9に対して押し付ける押し付け動作を行いつつ、鍵8を錠前9に対して第1方向に回動させるようロボット20の動作を制御する。また、前記押し付け動作では、力検出部21からの出力に基づいて、前記挿入する方向に目標力が設定された力制御を行う。これにより、容易かつ円滑に鍵8を回動させることができる。以下、第4の制御および第5の制御について詳細に説明する。
図9に示すように、第4の制御では、アームAに対して力制御および位置制御を行って、鍵8を第1方向に所定角度、本実施形態では90°回動させる第4動作を行う。
この第4動作では、力制御のZ方向の目標力として第3目標力(例えば、5N)を設定し、鍵8が第1方向に90°回動した位置に位置することを終了条件として、前記第3目標力で鍵8をZ方向プラス側に押し付けつつ、鍵8を第1方向(本実施形態では、Z軸周りで反時計周り)に回動させる(図11のステップS107)。
なお、制御部36は、位置制御、すなわち、鍵8の位置情報(回動角度等の情報)に基づいて、鍵8を錠前9に対して第1方向に回動(90°回動)させる。これにより、鍵8を第1方向に回動させる動作を適確に行うことができる。
前記第4動作により、鍵8は、第1方向に90°回動するが、引き続き回動動作を継続する。また、鍵8をZ方向プラス側に押し付けつつ、鍵8を第1方向に回動させることにより、容易かつ円滑に鍵8を回動させることができる。
また、前記第3目標力は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定されるものであるが、本実施形態では、第2目標力と第3目標力とは、異なっている。本実施形態では、第3目標力は、第2目標力よりも小さい。これにより、容易かつ円滑に鍵8を回動させることができる。
次に、第5の制御を行う。図10に示すように、第4の制御では、アームAに対して力制御および位置制御を行って、鍵8を第1方向に所定角度、本実施形態では90°回動させる第5動作を行う。なお、この第5動作と前記第4動作とで、鍵8は、第1方向に180°回動することとなる。
この第5動作では、鍵8が第1方向にさらに90°回動した位置(合計で180°回動した位置)に位置することを終了条件として、前記第3目標力で鍵8をZ方向プラス側に押し付けつつ、鍵8を第1方向に回動させる(図11のステップS108)。これにより、鍵8は、第1方向に合計で180°回動する。
なお、制御部36は、位置制御、すなわち、鍵8の位置情報(回動角度等の情報)に基づいて、鍵8を錠前9に対して第1方向に回動(90°回動)させる。これにより、鍵8を第1方向に回動させる動作を適確に行うことができる。
次に、第6の制御を行う。第6の制御では、アームAに対して力制御を行って、鍵8を鍵穴91から抜き出す第6動作を行う。
この第6動作では、力制御のZ方向の目標力として第4目標力を設定し、挿入動作開始位置60に到達したことを終了条件として、前記第4目標力で鍵8をZ方向マイナス側に移動させる(図11のステップS109)。なお、前記第4目標力は、特に限定されず、諸条件に応じて適宜設定される。
これにより、鍵8は、鍵穴91から抜去され、鍵8の注目点Tは、挿入動作開始位置60に移動する。
次に、鍵8を移動させ、鍵8の収納部に戻し、施錠作業を終了する。
続いて、開錠作業を行う。開錠作業については、その詳細な説明は省略するが、前記第1方向を第2方向に変更することで、前記と同様にして行うことができる。
続いて、開錠作業を行う。開錠作業については、その詳細な説明は省略するが、前記第1方向を第2方向に変更することで、前記と同様にして行うことができる。
なお、施錠作業において鍵8を鍵穴91から抜き出した後、アームAが鍵8を把持したままで所定時間待機し、または、直ぐに、鍵8を鍵穴91に挿入して開錠してもよい。
また、本実施形態では、施錠作業を先に行い、開錠作業を後に行うが、これに限らず、開錠作業を先に行い、施錠作業を後に行ってもよい。
また、前述したように、錠前9を施錠した後、鍵8を鍵穴91から抜き出さずに、錠前9を開錠してもよい。すなわち、錠前9の施錠と開錠とを鍵8を鍵穴91から抜去せずに連続して行ってもよい。
この場合は、前述したように、アームAにより、鍵8を把持して移動し、施錠されていない状態の錠前9の鍵穴91に鍵8を挿入し、鍵8を錠前9に対して第1方向に回動させて錠前9を施錠し、一旦、鍵8を放し、鍵8を鍵穴91に挿入した状態とし、再度、鍵8を把持し、鍵8を錠前9に対して第2方向に回動させて錠前9を開錠し、鍵8を鍵穴91から抜き出す。
この作業では、鍵8を放した後で、かつ、再度、鍵8を把持する前に、力検出部21をリセットし、重力補償や外力補償等の重力に関する補償の制御を開始する。これにより、開錠作業を迅速かつ適確に行うことができる。
また、前記作業では、鍵8を放し、再度、鍵8を把持した後、鍵8をZ方向プラス側に移動させ、鍵8をZ方向プラス側に押し付けつつ、鍵8を第2方向に回動させて錠前9を開錠する。前記再度、鍵8を把持した後、鍵8をZ方向プラス側に移動させる理由は、一旦、鍵8を放した後、錠前9の内部のバネにより、鍵8がZ方向マイナス側に移動している場合があるためである。
また、前記作業では、再度、鍵8を把持した後で、鍵8をZ方向プラス側に移動させる前に、X方向およびY方向について、力制御が行われ、その力制御のX方向の目標力およびY方向の目標力は、外力補償の分を除くと、「0」に設定され、これにより、X方向およびY方向について倣い動作が行われる。
なお、この他は、前記施錠作業および開錠作業と同様である。
なお、この他は、前記施錠作業および開錠作業と同様である。
<ロボット制御装置の作業の履歴の記憶等の説明>
ロボット制御装置30は、作業において、鍵8の鍵穴91への挿入が成功した挿入位置と、その成功した回数とを関連付けて記憶部32に記憶する。
ロボット制御装置30は、作業において、鍵8の鍵穴91への挿入が成功した挿入位置と、その成功した回数とを関連付けて記憶部32に記憶する。
そして、ロボット制御装置30のロボット制御部45は、前記鍵8の鍵穴91への挿入が成功した挿入位置および前記成功した回数に基づいて、アームAに対して制御を行う。すなわち、作業では、鍵8の鍵穴91への挿入が成功した回数が最も多い挿入位置に対して、鍵8を挿入する。また、ロボット制御部45は、鍵8を前記挿入が成功した回数が最も多い挿入位置に移動させる際は、アームAに対して位置制御を行う。これにより、鍵8を移動させた位置において鍵8の挿入が成功することが期待され、これによって、作業を迅速に行うことができる。
以上説明したように、ロボットシステム1によれば、錠前9を施錠、開錠する作業を迅速かつ適確に行うことができる。
以上、本発明のロボット制御装置、ロボットおよびロボットシステムを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、前記実施形態では、第1対象物は、鍵であり、第2対象物は、錠前であるが、本発明では、これに限定されない。第1対象物および第2対象物は、第1対象物を第2対象物に挿入可能であり、第1対象物を第2対象物に挿入した状態で、第1対象物を第2対象物に対して第1方向に回動可能なものであればよい。
この他の第1対象物と第2対象物の組み合わせとしては、例えば、雄コネクターと雌コネクター、プラグとコンセント、電球とソケット、クラッチとそのクラッチを取り付ける取付部材等が挙げられる。
また、前記実施形態では、作業において、ロボットが第1対象物を把持し、第1対象物を移動、回動させるように構成されているが、これに限定されず、例えば、ロボットが第2対象物を把持し、第2対象物を移動、回動させるように構成されていてもよい。
また、例えば、ロボットとして双腕ロボット(3本以上のアームを備える複腕ロボットでも可能)を採用し、作業において、ロボットが一方のアームで第1対象物を把持し、他方のアームで第2対象物を把持するように構成されていてもよい。この場合、第1対象物のみを移動、回動させるように構成されていてもよく、また、第2対象物のみを移動、回動させるように構成されていてもよく、また、第1対象物および第2対象物を移動、回動させるように構成されていてもよい。
すなわち、作業において、ロボットが第1対象物と第2対象物とを相対的に移動、回動させるように構成されていればよい。
また、本明細書において、「挿入」とは、嵌合(嵌入)、螺合(螺入)、接合および連結等を含む広い概念で用いられる。したがって、挿入部の構成によっては、「挿入」を「接合」や「連結」等と読み換えることができる。
また、前述した各装置(例えば、ロボット制御装置30)における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD(Compact Disk)−ROM等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、前記プログラムは、そのプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、前記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前記プログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
1…ロボットシステム、8…鍵、9…錠前、91…鍵穴、20…ロボット、21…力検出部、30…ロボット制御装置、31…CPU、32…記憶部、33…入力受付部、34…通信部、35…表示部、36…制御部、40…力検出情報取得部、41…位置設定部、42…目標力設定部、43…座標系設定部、44…表示制御部、45…ロボット制御部、60…挿入動作開始位置、61…第1位置、62…第2位置、A…アーム、B…支持台、Bus…バス、E…エンドエフェクター、F1…指、F2…指、LC…ローカル座標系、M…マニピュレーター、RC…ロボット座標系、S101〜S109…ステップ、T…注目点、TCP…ツールセンターポイント
Claims (9)
- 力検出部を有するロボットを制御するロボット制御装置であって、
第1対象物を第2対象物に挿入する前および前記第1対象物を前記第2対象物に挿入した後に、前記力検出部をリセットする制御部を備えることを特徴とするロボット制御装置。 - 前記第1対象物を前記第2対象物に挿入した後とは、前記挿入した後、かつ、前記第2対象物から前記第1対象物を抜き出す前である請求項1に記載のロボット制御装置。
- 前記第1対象物を前記第2対象物に挿入した後とは、前記第2対象物から前記第1対象物を抜き出した後、再度、前記第1対象物を前記第2対象物に挿入する前である請求項1に記載のロボット制御装置。
- 前記制御部は、前記挿入した後、前記第1対象物を前記第2対象物に挿入する方向に、前記第1対象物を前記第2対象物に対して押し付ける押し付け動作を行いつつ、前記第1対象物を前記第2対象物に対して第1方向に回動させるよう前記ロボットの動作を制御し、
前記押し付け動作では、前記力検出部からの出力に基づいて、前記挿入する方向に目標力が設定された力制御を行う請求項1ないし3のいずれか1項に記載のロボット制御装置。 - 前記制御部は、位置制御により前記第1対象物を前記第2対象物に対して前記第1方向に回動させる請求項4に記載のロボット制御装置。
- 前記制御部は、重力に関する補償を行う請求項1ないし5のいずれか1項に記載のロボット制御装置。
- 前記第1対象物は鍵であり、前記第2対象物は錠前である請求項1ないし6のいずれか1項に記載のロボット制御装置。
- 力検出部を有し、第1対象物を第2対象物に挿入する動作を行うロボットであって、
請求項1ないし7のいずれか1項に記載のロボット制御装置により制御されることを特徴とするロボット。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載のロボット制御装置と、
前記ロボット制御装置により制御される前記ロボットと、を備えることを特徴とするロボットシステム。
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