JP2019136860A5 - 制御装置、制御方法、ロボットシステム、物品の製造方法、表示装置、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、教示者がロボットアームを手動で操作してロボットアームの動作を教示するダイレクト教示が可能な制御装置、制御方法、ロボットシステム、物品の製造方法、表示装置、プログラム及び記録媒体に関する。

本発明の制御装置は、ユーザによって操作されるハンドリング部と、ロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力の情報を第１情報として取得する第１センサと、前記所定部位の位置姿勢の情報を第２情報として取得する第２センサと、を備えるロボットの制御装置であって、前記ユーザが前記ハンドリング部を操作している間における前記第１センサからの前記第１情報と前記第２センサからの前記第２情報とを取得し、前記第１情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力の情報を取得し、前記接触力の情報に基づき、前記第２情報において、前記第２センサによって前記ロボットを位置制御する第１区間と、前記第１センサによって前記ロボットを力制御する第２区間と、を設定することを特徴とする。

また、本発明のロボットシステムは、ユーザによって操作されるハンドリング部と、ロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力の情報を第１情報として取得する第１センサと、前記所定部位の位置姿勢の情報を第２情報として取得する第２センサと、制御装置と、を備えるロボットシステムであって、前記制御装置が、前記ユーザが前記ハンドリング部を操作している間における前記第１センサからの前記第１情報と前記第２センサからの前記第２情報とを取得し、前記第１情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力の情報を取得し、前記接触力の情報に基づき、前記第２情報において、前記第２センサによって前記ロボットを位置制御する第１区間と、前記第１センサによって前記ロボットを力制御する第２区間と、を設定することを特徴とする。
また、本発明の制御方法は、ユーザによって操作されるハンドリング部と、ロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力の情報を第１情報として取得する第１センサと、前記所定部位の位置姿勢の情報を第２情報として取得する第２センサと、制御装置と、を備えるロボットシステムの制御方法であって、前記制御装置が、前記ユーザが前記ハンドリング部を操作している間における前記第１センサからの前記第１情報と前記第２センサからの前記第２情報とを取得し、前記第１情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力の情報を取得し、前記接触力の情報に基づき、前記第２情報において、前記第２センサによって前記ロボットを位置制御する第１区間と、前記第１センサによって前記ロボットを力制御する第２区間と、を設定することを特徴とする。
また、本発明の物品の製造方法は、上記のロボットシステムを用いて物品の製造を行うことを特徴とする。
また、本発明の表示装置は、ユーザによって操作されるハンドリング部と、ロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力の情報を第１情報として取得する第１センサと、前記所定部位の位置姿勢の情報を第２情報として取得する第２センサと、を備えるロボットに関する情報を表示する表示装置であって、前記ユーザが前記ハンドリング部を操作している間における前記第１センサからの前記第１情報と前記第２センサからの前記第２情報とを取得し、前記第１情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力の情報を取得し、前記接触力の情報に基づき、前記第２情報において、前記第２センサによって前記ロボットを位置制御する第１区間と、前記第１センサによって前記ロボットを力制御する第２区間と、を表示部に表示することを特徴とする。
また、本発明の制御方法は、ユーザによって操作されるハンドリング部と、ロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力の情報を第１情報として取得する第１センサと、前記所定部位の位置姿勢の情報を第２情報として取得する第２センサと、を備えるロボットに関する情報を表示する表示装置の制御方法であって、前記ユーザが前記ハンドリング部を操作している間における前記第１センサからの前記第１情報と前記第２センサからの前記第２情報とを取得し、前記第１情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力の情報を取得し、前記接触力の情報に基づき、前記第２情報において、前記第２センサによって前記ロボットを位置制御する第１区間と、前記第１センサによって前記ロボットを力制御する第２区間と、を表示部に表示することを特徴とする。

Claims (37)

1. ユーザによって操作されるハンドリング部と、ロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力の情報を第１情報として取得する第１センサと、前記所定部位の位置姿勢の情報を第２情報として取得する第２センサと、を備えるロボットの制御装置であって、
   前記ユーザが前記ハンドリング部を操作している間における前記第１センサからの前記第１情報と前記第２センサからの前記第２情報とを取得し、
   前記第１情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力の情報を取得し、
   前記接触力の情報に基づき、前記第２情報において、前記第２センサによって前記ロボットを位置制御する第１区間と、前記第１センサによって前記ロボットを力制御する第２区間と、を設定する、
   ことを特徴とする制御装置。
2. 前記制御装置は、
   前記ユーザが前記ハンドリング部を所定期間、操作している間における前記第１情報と前記第２情報とを取得し、
   前記所定期間における前記第１情報に基づき、前記接触力の情報を取得し、
   前記所定期間において、前記第１区間と前記第２区間とを設定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記ロボットは、前記ハンドリング部に作用する力の情報を第３情報として取得する第３センサを備え、
   前記制御装置は、
   前記ユーザが前記ハンドリング部を操作している間における前記第３センサからの前記第３情報を取得し、
   前記第１情報と前記第３情報とに基づき、前記第２区間における、前記ユーザによって前記ハンドリング部に与えられている操作力の情報を取得する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記制御装置は、
   前記操作力の情報に基づいて、前記第２区間において前記ロボットアームを力制御する力制御データを取得する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
5. 前記制御装置は、
   前記第２情報に基づいて、前記第１区間において前記ロボットを位置制御するための位置制御データを取得する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 前記制御装置は、
   前記第１区間では前記位置制御データと前記第２センサとに基づいて前記ロボットアームを位置制御し、前記第２区間では前記位置制御データと前記力制御データと前記第１センサおよびまたは前記第３センサとに基づいて前記ロボットアームを力制御する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
7. 前記制御装置は、
   前記第３情報の２点間を所定の補間方法で補間することで前記位置制御データを取得する、
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の制御装置。
8. 前記制御装置は、
   前記第２区間における前記操作力の情報を周波数分析することで、前記第２区間を複数区間に分割する、
   ことを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記制御装置は、
   前記周波数分析によって取得される周波数の変化点の位置を、前記複数区間を区切る位置とする、
   ことを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
10. 前記制御装置は、
    前記第２区間における前記操作力の情報の変化の大きさに基づき、前記第２区間を複数区間に分割する、
    ことを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 前記制御装置は、
    前記複数区間において、前記変化の大きさが閾値を下回り、かつ所定回数連続している区間における前記操作力の情報を補正する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
12. 前記制御装置は、
    前記第２区間において、前記操作力の情報の方向が反転し前記反転が連続している区間における前記操作力の情報は補正しない、
    ことを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の制御装置。
13. 前記制御装置は、
    前記第２区間において、前記操作力の情報の正負が反転している区間における前記操作力の情報は補正しない、
    ことを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の制御装置。
14. 前記制御装置は、
    前記第２区間において、前記操作力の情報の正負は反転していないが、終点の前記操作力の情報が所定範囲内である区間における前記操作力の情報は補正しない、
    ことを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の制御装置。
15. 前記制御装置は、
    前記第２区間において、前記操作力の情報の正負は反転していないが、終点の前記操作力の情報が所定範囲外である区間における前記操作力の情報は補正する、
    ことを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の制御装置。
16. 前記制御装置は、
    前記第２区間において、前記操作力の情報が継続的に変動しているが変化が無いまたは変化の回数が所定回数以下となっている区間は、探り動作区間と判定する、
    ことを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の制御装置。
17. 前記制御装置は、
    前記接触力の情報がゼロと判定される区間を前記第１区間とし、前記前記接触力の情報がゼロ以外と判定される区間を前記第２区間とする、
    ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の制御装置。
18. 前記制御装置は、
    前記操作力の情報を平滑化し、この平滑化された操作力の情報に基づいて前記力制御データを取得する、
    ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
19. 前記制御装置は、
    前記第１情報、前記第２情報、前記第３情報に基づいて、前記ロボットアームの教示時のやり直し動作の有無を判定し、前記やり直し動作が有ると判定した場合には、失敗時の動作については、再現しないように前記力制御データを取得する、
    ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
20. 前記第１センサは、前記ハンドリング部と、前記ロボットアームに支持されるエンドエフェクタとの間に設けられた力センサである、
    ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の制御装置。
21. 前記第３センサは、前記ロボットアームと前記ハンドリング部との間に設けられた力センサである、
    ことを特徴とする請求項３または４に記載の制御装置。
22. 前記第１センサは、前記第３センサよりも、前記ロボットアームの先端部寄りに配設されている、
    ことを特徴とする請求項３または４に記載の制御装置。
23. 前記第１区間および前記第２区間に対応した表示情報を表示部に出力する出力手段を備えた、
    ことを特徴とする請求項１から２２のいずれか１項に記載の制御装置。
24. 前記出力手段は、前記表示部に対して前記表示情報を、前記第１区間と前記第２区間とを識別可能な時系列情報として表示する、
    ことを特徴とする請求項２３に記載の制御装置。
25. 前記ユーザからの操作を受け付けて、前記表示部に表示されている表示情報に対する変更操作を可能に制御する操作部と、
    前記変更操作に基づき前記第１区間または前記第２区間を更新する更新手段と、を備えた、
    ことを特徴とする請求項２３または２４に記載の制御装置。
26. 前記操作部は、前記第１区間または前記第２区間を独立して選択可能であり、選択した区間ごとに変更操作が可能となっている、
    ことを特徴とする請求項２５に記載の制御装置。
27. 前記操作部は、前記第１区間をさらに細分化した第１細区間または前記第２区間をさらに細分化した第２細区間をそれぞれ独立して選択可能であり、選択した区間ごとに変更操作が可能となっている、
    ことを特徴とする請求項２５または２６に記載の制御装置。
28. 前記操作部は、前記表示部に表示される期間の時間幅を変更可能に構成されている、
    ことを特徴とする請求項２５から２７のいずれか１項に記載の制御装置。
29. 前記操作部は、前記ハンドリング部を操作している際に取得するべき情報を選択可能な選択部を有する、
    ことを特徴とする請求項２５から２８のいずれか１項に記載の制御装置。
30. 前記表示部はタッチパネルを備えており、前記変更操作は、前記タッチパネルの操作に基づき実行可能となっている、
    ことを特徴とする請求項２５から２９のいずれか１項に記載の制御装置。
31. ユーザによって操作されるハンドリング部と、ロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力の情報を第１情報として取得する第１センサと、前記所定部位の位置姿勢の情報を第２情報として取得する第２センサと、制御装置と、を備えるロボットシステムであって、
    前記制御装置が、
    前記ユーザが前記ハンドリング部を操作している間における前記第１センサからの前記第１情報と前記第２センサからの前記第２情報とを取得し、
    前記第１情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力の情報を取得し、
    前記接触力の情報に基づき、前記第２情報において、前記第２センサによって前記ロボットを位置制御する第１区間と、前記第１センサによって前記ロボットを力制御する第２区間と、を設定する、
    ことを特徴とするロボットシステム。
32. ユーザによって操作されるハンドリング部と、ロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力の情報を第１情報として取得する第１センサと、前記所定部位の位置姿勢の情報を第２情報として取得する第２センサと、制御装置と、を備えるロボットシステムの制御方法であって、
    前記制御装置が、
    前記ユーザが前記ハンドリング部を操作している間における前記第１センサからの前記第１情報と前記第２センサからの前記第２情報とを取得し、
    前記第１情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力の情報を取得し、
    前記接触力の情報に基づき、前記第２情報において、前記第２センサによって前記ロボットを位置制御する第１区間と、前記第１センサによって前記ロボットを力制御する第２区間と、を設定する、
    ことを特徴とする制御方法。
33. 請求項３１に記載のロボットシステムを用いて物品の製造を行うことを特徴とする物品の製造方法。
34. ユーザによって操作されるハンドリング部と、ロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力の情報を第１情報として取得する第１センサと、前記所定部位の位置姿勢の情報を第２情報として取得する第２センサと、を備えるロボットに関する情報を表示する表示装置であって、
    前記ユーザが前記ハンドリング部を操作している間における前記第１センサからの前記第１情報と前記第２センサからの前記第２情報とを取得し、
    前記第１情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力の情報を取得し、
    前記接触力の情報に基づき、前記第２情報において、前記第２センサによって前記ロボットを位置制御する第１区間と、前記第１センサによって前記ロボットを力制御する第２区間と、を表示部に表示する、
    ことを特徴とする表示装置。
35. ユーザによって操作されるハンドリング部と、ロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力の情報を第１情報として取得する第１センサと、前記所定部位の位置姿勢の情報を第２情報として取得する第２センサと、を備えるロボットに関する情報を表示する表示装置の制御方法であって、
    前記ユーザが前記ハンドリング部を操作している間における前記第１センサからの前記第１情報と前記第２センサからの前記第２情報とを取得し、
    前記第１情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力の情報を取得し、
    前記接触力の情報に基づき、前記第２情報において、前記第２センサによって前記ロボットを位置制御する第１区間と、前記第１センサによって前記ロボットを力制御する第２区間と、を表示部に表示する、
    ことを特徴とする制御方法。
36. 請求項３２または３５に記載の制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。
37. 請求項３６に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。