JP2019141976A - Control device, control method of robot, and robot system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御装置、ロボットの制御方法およびロボットシステムに関する。 The present invention relates to a control device, a robot control method, and a robot system.
垂直多関節ロボット、水平多関節ロボット等のロボットは、ロボットアームを有しており、一般に、ロボットアームの先端には、対象物を保持するハンド等のエンドエフェクターが装着される。 Robots such as a vertical articulated robot and a horizontal articulated robot have a robot arm, and generally an end effector such as a hand holding an object is attached to the tip of the robot arm.
例えば、特許文献1に記載のロボットハンドは、2つの把持部材と、各把持部材を移動させるアクチュエーターと、把持部材に作用する荷重を検出する荷重検出手段と、アクチュエーターを駆動させて2つの把持部材で物体を把持し、これらの把持部材による物体の把持力を変化させながら物体の表面に対して把持部材を滑らせる状態と把持部材が物体を移動させる状態との間で状態を変化させ、双方の状態における物体の把持力と荷重検出手段で検出される物体の表面に沿った方向に作用する荷重とに基づいて物体を移動させる際に必要な把持力を決定する制御部と、を備える。 For example, the robot hand described in Patent Literature 1 includes two gripping members, an actuator that moves each gripping member, a load detection unit that detects a load acting on the gripping member, and two actuators that drive the actuator. Gripping the object with, and changing the gripping force of the object by these gripping members, changing the state between the state where the gripping member slides with respect to the surface of the object and the state where the gripping member moves the object, both And a controller that determines a gripping force required when the object is moved based on the gripping force of the object in the state and a load acting in a direction along the surface of the object detected by the load detecting means.
しかし、特許文献1に記載のロボットハンドでは、把持力を決定するのにロボットハンドの動作時に物体に加わる加速度を考慮していないため、物体を高速でハンドリングすると、物体が2つの把持部材間から外れて落下してしまう可能性があるという課題がある。 However, since the robot hand described in Patent Document 1 does not consider the acceleration applied to the object during the operation of the robot hand to determine the gripping force, if the object is handled at high speed, the object will not move between the two gripping members. There is a problem that it may come off and fall.
本発明の適用例に係る制御装置は、対象物を保持する保持部が取り付けられたロボットアームを制御する制御装置であって、
前記ロボットアームが静止している時に、前記保持部が前記対象物を保持できる最小の保持力である最小保持力を測定し、
前記最小保持力と、前記ロボットアームが動作条件に従って動作したときに前記保持部に保持された前記対象物が受ける加速度を推定した値である推定加速度と、に基づいて、前記ロボットアームが前記対象物を保持して前記動作条件で動作したときに前記保持部が前記対象物を保持できる保持力である必要保持力を算出し、
前記必要保持力と、前記保持部が前記対象物を保持可能な最大の保持力である最大保持力とを比較し、
前記最大保持力が前記必要保持力以上である場合に、前記保持部が前記必要保持力で前記対象物を保持し、前記ロボットアームを前記動作条件で動作させ、
前記最大保持力が前記必要保持力よりも小さい場合に、前記保持部による前記対象物の保持を制限するか、または、前記ロボットアームを前記動作条件とは異なる条件で動作させる。
A control device according to an application example of the present invention is a control device that controls a robot arm to which a holding unit that holds an object is attached,
When the robot arm is stationary, the holding unit measures a minimum holding force that is a minimum holding force that can hold the object,
Based on the minimum holding force and an estimated acceleration that is a value obtained by estimating an acceleration received by the object held by the holding unit when the robot arm operates according to an operation condition, Calculating a necessary holding force that is a holding force with which the holding unit can hold the object when the object is held and operated under the operation condition;
Comparing the required holding force with a maximum holding force which is a maximum holding force with which the holding unit can hold the object;
When the maximum holding force is greater than or equal to the required holding force, the holding unit holds the object with the required holding force, and operates the robot arm under the operating conditions.
When the maximum holding force is smaller than the necessary holding force, holding of the object by the holding unit is limited, or the robot arm is operated under a condition different from the operation condition.
以下、本発明の制御装置、ロボットの制御方法およびロボットシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, a control device, a robot control method, and a robot system of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係るロボットシステムを示す斜視図である。図2は、図1に示すロボットシステムのブロック図である。なお、以下では、ロボット100の基台110側を「基端側」、その反対側(エンドエフェクター17側)を「先端側」と言う。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view showing a robot system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of the robot system shown in FIG. Hereinafter, the
図1に示すロボットシステム1は、エンドエフェクター17が装着されたロボット100を用いて、例えば、精密機器やこれを構成する部品(対象物)の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うシステムである。このロボットシステム1は、ロボット100と、ロボット100に取り付けられたエンドエフェクター17と、これらの動作を制御する制御装置50と、を備える。以下、まず、ロボットシステム1の概略を説明する。
The robot system 1 shown in FIG. 1 uses the
ロボット100は、いわゆる6軸の垂直多関節ロボットである。図1に示すように、ロボット100は、基台110と、基台110に回動可能に連結されているロボットアーム10と、を備える。
The
基台110は、例えば、床、壁、天井、移動可能な台車上等に固定される。ロボットアーム10は、基台110に対して回動可能に連結されているアーム11(第1アーム)と、アーム11に対して回動可能に連結されているアーム12(第2アーム)と、アーム12に対して回動可能に連結されているアーム13(第3アーム)と、アーム13に対して回動可能に連結されているアーム14(第4アーム)と、アーム14に対して回動可能に連結されているアーム15(第5アーム)と、アーム15に対して回動可能に連結されているアーム16(第6アーム)と、を有する。なお、基台110およびアーム11〜16のうちの互いに連結された2つの部材同士を屈曲または回動させる部分が「関節部」を構成している。
The
また、図2に示すように、ロボット100は、ロボットアーム10の各関節部を駆動する駆動部130と、ロボットアーム10の各関節部の駆動状態(例えば回転角度)を検出する角度センサー131と、を有する。駆動部130は、例えば、モーターおよび減速機を含んで構成されている。角度センサー131は、例えば、磁気式または光学式のロータリーエンコーダーを含んで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
このようなロボット100のアーム16の先端面には、エンドエフェクター17が装着されている。なお、アーム16とエンドエフェクター17との間には、力覚センサーが配置されていてもよい。
An
エンドエフェクター17は、対象物を把持する把持ハンドである。このエンドエフェクター17は、図1に示すように、本体171と、本体171に設置されている駆動部170と、駆動部170からの駆動力により開閉する1対の把持部172と、把持部172に設けられている把持力センサー173と、を有する。
The
ここで、駆動部170は、例えば、モーターと、モーターからの駆動力を1対の把持部172に伝達する歯車等の伝達機構と、を含んで構成されている。そして、1対の把持部172は、駆動部170からの駆動力により開閉する。これにより、1対の把持部172間で対象物を掴んで保持したり、1対の把持部172間で保持した対象物を離脱させたりすることができる。把持力センサー173は、例えば、抵抗型、静電型等の感圧センサーであり、把持部172または把持部172と駆動部170との間に配置され、1対の把持部172間に加わる力を検出する。なお、エンドエフェクター17は、前述した把持ハンドに限定されず、例えば、吸着により対象物を保持するエンドエフェクターであってもよい。本明細書において、「保持」とは、吸着および把持の双方を含む概念である。また、「吸着」とは、磁力による吸着、負圧による吸着等を含む概念である。また、エンドエフェクター17に用いる把持ハンドの指の数は、2本に限定されず、3本以上であってもよい。
Here, the
図1および図2に示す制御装置50は、角度センサー131の検出結果に基づいて、ロボットアーム10の駆動を制御する機能を有する。また、制御装置50は、把持力センサー173の検出結果およびロボット100の動作条件に基づいて、エンドエフェクター17の把持力を決定したりロボット100の動作条件を変更したりする機能を有する。この制御装置50は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサー51と、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等のメモリー52と、I/F(インターフェース回路)53と、を有する。そして、制御装置50は、メモリー52に記憶されているプログラムをプロセッサー51が適宜読み込んで実行することで、ロボット100およびエンドエフェクター17の動作の制御、各種演算および判断等の処理を実現する。また、I/F53は、ロボット100およびエンドエフェクター17と通信可能に構成されている。
The
なお、制御装置50は、図示では、ロボット100の基台110内に配置されているが、これに限定されず、例えば、基台110の外部に配置されていてもよい。また、制御装置50には、ディスプレイ等のモニターを備える表示装置、例えばマウスやキーボード等を備える入力装置等が接続されていてもよい。
In addition, although the
以上、ロボットシステム1の概略を説明した。このロボットシステム1は、対象物をエンドエフェクター17で保持して搬送するのに最適なエンドエフェクター17の把持力(保持力)およびロボットアーム10の動作条件を決定するモードを有する。このモードは、例えば、対象物に対する作業に先立って、ティーチング時等に実行される。以下、この点について詳述する。
The outline of the robot system 1 has been described above. This robot system 1 has a mode for determining the gripping force (holding force) of the
図3は、本発明の第1実施形態に係るロボットの制御方法を説明するためのフローチャートである。図4は、保持部の+Z軸方向が鉛直方向下側を向いている状態を模式的に示す斜視図である。図5は、保持部の−Y軸方向が鉛直方向下側を向いている状態を模式的に示す斜視図である。図6は、保持部の−X軸方向が鉛直方向下側を向いている状態を模式的に示す斜視図である。図7は、対象物が屈曲した形状である場合において対象物が保持部に正しく把持(保持)されている状態を模式的に示す図である。図8は、保持部の指間隔と把持力(保持力)との関係を示すグラフである。図9は、対象物が屈曲した形状である場合において対象物が保持部に正しく把持(保持)されておらず引っかかっている状態を模式的に示す図である。図10は、図9に示す状態が起こる場合における把持部の指間隔と把持力(保持力)との関係を示すグラフである。 FIG. 3 is a flowchart for explaining the robot control method according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view schematically showing a state in which the + Z-axis direction of the holding portion is directed downward in the vertical direction. FIG. 5 is a perspective view schematically showing a state in which the −Y-axis direction of the holding portion is directed downward in the vertical direction. FIG. 6 is a perspective view schematically showing a state in which the −X axis direction of the holding portion is directed downward in the vertical direction. FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a state in which the object is correctly gripped (held) by the holding unit when the object has a bent shape. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the finger interval of the holding unit and the gripping force (holding force). FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a state in which the object is not properly gripped (held) by the holding unit and is caught when the object has a bent shape. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the finger spacing of the gripping portion and the gripping force (holding force) when the state shown in FIG. 9 occurs.
まず、ロボット100は、ロボットアーム10を静止させた状態で、対象物Oをエンドエフェクター17で保持する(ステップS11)。このとき、エンドエフェクター17の姿勢は、予定されているロボットアーム10の動作条件(以下、「予定動作条件」とも言う)におけるエンドエフェクター17の移動方向に応じて設定される。
First, the
具体的に説明すると、図4ないし図6に示すように、エンドエフェクター17には、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸からなる直交座標系が設定されている。この直交座標系は、制御装置50において、ロボット100に設定されている座標系であるロボット座標系(制御装置50がロボット100の駆動制御に用いる3軸の直交座標系)と対応付けがなされている。ここで、「X軸」は、1対の把持部172に開閉する方向に平行である。「Z軸」は、エンドエフェクター17の基端側から先端側に向かう方向に平行である。また、X軸に平行な方向を「X軸方向」、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」という。また、エンドエフェクター17の基端側(本体171側)から先端側(把持部172側)に向かう方向を「+Z軸方向」、その逆方向を「−Z軸方向」と言う。また、エンドエフェクター17に設定される直交座標系の原点は、例えば、エンドエフェクター17のツールセンターポイントである。
Specifically, as shown in FIGS. 4 to 6, the
対象物Oをエンドエフェクター17で保持する際には、例えば、予定動作条件におけるエンドエフェクター17の移動方向がZ軸方向である場合、図4に示すように、エンドエフェクター17の先端を鉛直方向下側(重力加速度Gの方向)に向ける。予定動作条件におけるエンドエフェクター17の移動方向がY軸方向である場合、図5に示すように、Y軸方向が鉛直方向となるようにしてエンドエフェクター17の先端を水平方向(重力加速度Gの方向に対して直交する方向)に向ける。予定動作条件におけるエンドエフェクター17の移動方向がX軸方向である場合、図6に示すように、X軸方向が鉛直方向となるようにしてエンドエフェクター17の先端を水平方向に向ける。
When the object O is held by the
そして、エンドエフェクター17が対象物Oを保持可能であるか否かを判断する(ステップS12)。具体的には、前述したような姿勢で1対の把持部172で挟んだ対象物Oが、所定時間(例えば10秒)以上にわたって1対の把持部172に対して位置または姿勢が変化しない場合には、保持可能であると判断し、一方、そうでない場合には、保持可能でないと判断する。
Then, it is determined whether or not the
保持可能でないと判断した場合(ステップS12のNO)、エンドエフェクター17による対象物Oの把持および搬送が不可能であるとして、そのような保持および搬送を行わない(ステップS13)。
If it is determined that the object cannot be held (NO in step S12), it is determined that the object O cannot be held and transported by the
一方、保持可能であると判断した場合(ステップS12のYES)、ロボットアーム10の静止時にエンドエフェクター17(保持部)が対象物Oを保持可能な最小の保持力である最小保持力を測定する(ステップS14)。具体的には、前述したように対象物Oを1対の把持部172間で挟んだ後、1対の把持部172の間隔を広げて把持力(保持力)を徐々に小さくしていき、対象物Oが1対の把持部172間から落下したり1対の把持部172に対して位置または姿勢が変化したりする直前の把持力を最小保持力として測定する。このとき、対象物Oの位置および姿勢の変化の観察をカメラまたは目視により行う。また、1対の把持部172で挟んだ対象物Oが所定時間(例えば10秒)以上にわたって1対の把持部172に対して位置または姿勢が変化しないことを確認できた最小の把持力を最小保持力として決定する。
On the other hand, if it is determined that the robot can be held (YES in step S12), the minimum holding force that is the minimum holding force with which the end effector 17 (holding unit) can hold the object O is measured when the
また、把持力は、把持力センサー173の検出結果に基づいて計測される。また、対象物Oが1対の把持部172間から落下したり1対の把持部172に対して位置または姿勢が変化したりすることは、把持力センサー173の検出結果に基づいて検出することができる。例えば、図7に示すように対象物Oが1対の把持部172により把持されている状態から、1対の把持部172の間隔を広げて把持力(保持力)を徐々に小さくしていき、対象物Oが1対の把持部172間から落下した場合、図8に示すように、把持力が急激にゼロとなる。そのため、把持力センサー173の検出結果に基づいて、このように把持力が急激にゼロとなる直前の把持力を最小保持力として決定する。また、図7に示す状態から、1対の把持部172の間隔を広げて把持力(保持力)を徐々に小さくしていき、図9に示すように、対象物Oが1対の把持部172間に引っかかって姿勢が変化した場合、図10に示すように、把持力が変化しなくなる。そのため、把持力センサー173の検出結果に基づいて、このように把持力が変化しなくなるときの直前の把持力も最小保持力として決定する。
The gripping force is measured based on the detection result of the
このように最小保持力を測定した後に、最小保持力と、ロボットアーム10の予定動作条件に基づいて対象物Oが受ける加速度を推定した値である推定加速度とに基づいて、当該予定動作条件におけるエンドエフェクター17が対象物Oを保持可能な保持力である必要保持力を算出する(ステップS15)。具体的には、最小保持力をPminとし、推定加速度をGcとしたとき、必要保持力は、Pmin×Gcで求められる値またはそれよりも若干大きい値(例えば1.1倍以内の値)である。なお、推定加速度は、予定動作条件において対象物Oが受ける加速度の最大値である。
After measuring the minimum holding force in this way, based on the minimum holding force and the estimated acceleration, which is a value obtained by estimating the acceleration received by the object O based on the scheduled operation condition of the
そして、必要保持力と、エンドエフェクター17が対象物Oを保持可能な最大の保持力である最大保持力(最大把持力)とを比較する(ステップS16)。最大保持力が必要保持力以上である場合(ステップS16のYES)、前述した必要保持力をエンドエフェクター17の保持力として設定し(ステップS17)、エンドエフェクター17が必要保持力で対象物Oを保持し、ロボットアーム10を予定動作条件で動作させる(ステップS18)。一方、最大保持力が必要保持力よりも小さい場合(ステップS16のNO)、予定動作条件におけるエンドエフェクター17による対象物Oの保持・搬送を不可とし、当該保持・搬送を行わないように制限する(ステップS13)。
Then, the required holding force is compared with the maximum holding force (maximum gripping force) that is the maximum holding force with which the
以上のように、ロボット100の制御方法は、前述したように、最小保持力(最小把持力)を測定するステップS14と、必要保持力を算出するステップS15と、最小保持力と最大保持力(最大把持力)とを比較するステップS16と、最大保持力が必要保持力(必要把持力)以上である場合に行うステップS18と、最大保持力が必要保持力よりも小さい場合に行うステップS13と、を有する。
As described above, as described above, the control method of the
ここで、ステップS14では、ロボットアーム10が静止している時に、ロボットアーム10に取り付けられたエンドエフェクター17(保持部)が対象物Oを保持できる最小の保持力である最小保持力を測定する。ステップS15では、最小保持力と、ロボットアーム10が動作条件に従って動作したときにエンドエフェクター17に保持された対象物Oが受ける加速度を推定した値である推定加速度と、に基づいて、ロボットアーム10が対象物Oを保持して動作条件で動作したときにエンドエフェクター17が対象物Oを保持できる保持力である必要保持力を算出する。ステップS16では、必要保持力と、エンドエフェクター17が対象物Oを保持可能な最大の保持力である最大保持力とを比較する。ステップS18では、最大保持力が必要保持力以上である場合に、エンドエフェクター17が必要把持力で対象物Oを保持し、ロボットアーム10を動作条件で動作させる。ステップS13では、最大保持力が必要保持力よりも小さい場合に、エンドエフェクター17による対象物Oの保持を制限する。
Here, in step S14, when the
また、このようなロボット100の制御方法は、制御装置50により行われる。具体的には、対象物Oを保持するエンドエフェクター17(保持部)が取り付けられたロボットアーム10を制御する制御装置50は、前述したステップS15、S16、S18、S13を行う。
Such a control method of the
このようなロボット100の制御方法および制御装置50によれば、最小保持力と、ロボットアーム10の動作条件に基づいて対象物Oが受ける加速度を推定した値とに基づいて、動作条件におけるエンドエフェクター17が対象物Oを保持可能な保持力である必要保持力を算出し、最大保持力が必要保持力以上である場合に、エンドエフェクター17が必要把持力で対象物Oを保持し、ロボットアーム10を動作条件で動作させるため、対象物Oをエンドエフェクター17から離脱させずに搬送することができる。また、最大保持力が必要保持力よりも小さい場合に、エンドエフェクター17による対象物Oの保持を制限するため、対象物Oがエンドエフェクター17から離脱してしまうような条件でのロボットアーム10の駆動を防止することができる。
According to the control method and the
以上のように、ロボットシステム1は、制御装置50と、ロボット100と、を有する。このようなロボットシステム1によれば、可能な限り対象物Oをエンドエフェクター17から離脱させずに搬送することができる。
As described above, the robot system 1 includes the
<第2実施形態>
図11は、本発明の第2実施形態に係るロボットの制御方法を説明するためのフローチャートである。
Second Embodiment
FIG. 11 is a flowchart for explaining a robot control method according to the second embodiment of the present invention.
以下、第2実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
本実施形態では、図11に示すように、最大把持力が必要保持力よりも小さい場合(ステップS16のNO)、対象物Oをエンドエフェクター17で把持して搬送することが可能な許容加速度を計算する(ステップS21)。この許容加速度は、例えば、(最大保持力)÷(最小保持力)で求められる。そして、対象物Oが受ける加速度がこの許容加速度となるようにロボットアーム10の動作条件を変更し(ステップS22)、ロボットアーム10の動作速度を予定動作条件よりも遅くしてロボットアーム10を動作させる(ステップS18)。
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, when the maximum gripping force is smaller than the required holding force (NO in step S16), an allowable acceleration capable of gripping and transporting the object O by the
このように、本実施形態では、最大保持力が必要保持力よりも小さい場合に、ロボットアーム10の動作速度を前記動作条件(当初予定した動作条件)よりも遅くしてロボットアーム10を動作させる。これにより、当初の動作条件でエンドエフェクター17による対象物Oの保持が不可能な場合であっても、エンドエフェクター17から離脱させずに搬送することができる。
As described above, in the present embodiment, when the maximum holding force is smaller than the required holding force, the
以上のような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮させることができる。 According to the second embodiment as described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be exhibited.
<第3実施形態>
図12は、本発明の第3実施形態に係るロボットの制御方法を説明するためのフローチャートである。
<Third Embodiment>
FIG. 12 is a flowchart for explaining a robot control method according to the third embodiment of the present invention.
以下、第3実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。 Hereinafter, the third embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
本実施形態では、図12に示すように、保持可能でないと判断した場合(ステップS12のNO)、または、最大保持力が必要保持力よりも小さい場合(ステップS16のNO)、ステップS11でのエンドエフェクター17の姿勢と異なる他の姿勢があるか否かを判断する(ステップS31)。より具体的には、ステップS11でのエンドエフェクター17の搬送方向に対する姿勢よりも把持力が少なくて済む搬送方向に対する姿勢があるか否かを判断する。
In this embodiment, as shown in FIG. 12, when it is determined that holding is not possible (NO in step S12), or when the maximum holding force is smaller than the required holding force (NO in step S16), in step S11 It is determined whether there is another posture different from the posture of the end effector 17 (step S31). More specifically, it is determined whether or not there is a posture in the transport direction that requires less gripping force than the posture of the
ここで、例えば、前述した第1実施形態の図4に示す姿勢の場合、搬送方向がZ軸方向である場合が必要な把持力が最も大きく、搬送方向がX軸方向である場合が必要な把持力が最も小さい。また、搬送方向が鉛直方向である場合、図4〜図6に示す姿勢のうち、図6に示す姿勢における必要な把持力が最も小さい。また、搬送方向が水平方向である場合、図4〜図6に示す姿勢のうち、図4または図5に示す姿勢でX軸方向に搬送する場合における必要な把持力が最も小さい。また、搬送方向に対する姿勢を変更するには、ロボット座標におけるエンドエフェクター17の姿勢および移動方向(搬送方向)のうちの少なくとも一方を変更する。ここで、ロボット座標におけるエンドエフェクター17の移動方向(搬送方向)を変更する際には、ロボット座標におけるエンドエフェクター17の移動経路(搬送経路)を変更することとなる。
Here, for example, in the case of the posture shown in FIG. 4 of the first embodiment described above, the necessary gripping force is the largest when the transport direction is the Z-axis direction, and the transport direction is the X-axis direction. The gripping force is the smallest. Moreover, when the conveyance direction is the vertical direction, the necessary gripping force in the posture shown in FIG. 6 is the smallest among the postures shown in FIGS. When the transport direction is the horizontal direction, the gripping force required when transporting in the X-axis direction in the posture shown in FIG. 4 or FIG. 5 among the postures shown in FIGS. In order to change the posture with respect to the transport direction, at least one of the posture and movement direction (transport direction) of the
そして、他の姿勢がある場合(ステップS31のY)、エンドエフェクター17の姿勢を変更し(ステップS32)、ステップS11に戻る。これにより、可能な限り、ロボットアーム10を動作条件とは異なる条件で動作させることができる。一方、他の姿勢がない場合(ステップS31のN)、エンドエフェクター17による対象物Oの保持・搬送を不可として制限する(ステップS13)。
And when there exists another attitude | position (Y of step S31), the attitude | position of the
このように、本実施形態では、最大保持力(把持力上限値)が必要保持力(必要把持力)よりも小さい場合に、エンドエフェクター17(保持部)の姿勢または移動方向を動作条件(予定動作条件)とは異なる姿勢または方向に変更してロボットアーム10を動作させる。これにより、当初の動作条件でエンドエフェクター17による対象物Oの保持が不可能な場合であっても、エンドエフェクター17から離脱させずに搬送することができる。
As described above, in the present embodiment, when the maximum holding force (gripping force upper limit value) is smaller than the required holding force (required gripping force), the posture or movement direction of the end effector 17 (holding unit) is determined as the operating condition (planned). The
以上のような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮させることができる。 According to the third embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.
以上、本発明の制御装置、ロボットの制御方法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、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。 The control device, the robot control method, and the robot system of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit has the same function. Any configuration can be substituted. In addition, any other component may be added to the present invention.
また、本発明は、前述した実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。 Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above-described embodiments.
また、本発明のロボットは、ロボットアームを有していれば、単腕ロボットに限定されず、例えば、双腕ロボット、スカラーロボット等の他のロボットであってもよい。また、ロボットアームが有するアームの数(関節の数)は、前述した実施形態の数(6つ)に限定されず、1つ以上5つ以下または7つ以上であってもよい。 The robot of the present invention is not limited to a single arm robot as long as it has a robot arm, and may be another robot such as a double arm robot or a scalar robot. Further, the number of arms (number of joints) included in the robot arm is not limited to the number of the above-described embodiments (six), and may be one or more, five or less, or seven or more.
1…ロボットシステム、10…ロボットアーム、11…アーム、12…アーム、13…アーム、14…アーム、15…アーム、16…アーム、17…エンドエフェクター、50…制御装置、51…プロセッサー、52…メモリー、53…I/F、100…ロボット、110…基台、130…駆動部、131…角度センサー、170…駆動部、171…本体、172…把持部、173…把持力センサー、G…重力加速度、O…対象物、S11…ステップ、S12…ステップ、S13…ステップ、S14…ステップ、S15…ステップ、S16…ステップ、S17…ステップ、S18…ステップ、S21…ステップ、S22…ステップ、S31…ステップ、S32…ステップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Robot system, 10 ... Robot arm, 11 ... Arm, 12 ... Arm, 13 ... Arm, 14 ... Arm, 15 ... Arm, 16 ... Arm, 17 ... End effector, 50 ... Control device, 51 ... Processor, 52 ... Memory, 53 ... I / F, 100 ... Robot, 110 ... Base, 130 ... Driver, 131 ... Angle sensor, 170 ... Driver, 171 ... Main body, 172 ... Gripping part, 173 ... Gripping force sensor, G ... Gravity Acceleration, O ... object, S11 ... step, S12 ... step, S13 ... step, S14 ... step, S15 ... step, S16 ... step, S17 ... step, S18 ... step, S21 ... step, S22 ... step, S31 ... step , S32 ... step
Claims (6)
前記ロボットアームが静止している時に、前記保持部が前記対象物を保持できる最小の保持力である最小保持力を測定し、
前記最小保持力と、前記ロボットアームが動作条件に従って動作したときに前記保持部に保持された前記対象物が受ける加速度を推定した値である推定加速度と、に基づいて、前記ロボットアームが前記対象物を保持して前記動作条件で動作したときに前記保持部が前記対象物を保持できる保持力である必要保持力を算出し、
前記必要保持力と、前記保持部が前記対象物を保持可能な最大の保持力である最大保持力とを比較し、
前記最大保持力が前記必要保持力以上である場合に、前記保持部が前記必要保持力で前記対象物を保持し、前記ロボットアームを前記動作条件で動作させ、
前記最大保持力が前記必要保持力よりも小さい場合に、前記保持部による前記対象物の保持を制限するか、または、前記ロボットアームを前記動作条件とは異なる条件で動作させることを特徴とする制御装置。 A control device for controlling a robot arm to which a holding unit for holding an object is attached,
When the robot arm is stationary, the holding unit measures a minimum holding force that is a minimum holding force that can hold the object,
Based on the minimum holding force and an estimated acceleration that is a value obtained by estimating an acceleration received by the object held by the holding unit when the robot arm operates according to an operation condition, Calculating a necessary holding force that is a holding force with which the holding unit can hold the object when the object is held and operated under the operation condition;
Comparing the required holding force with a maximum holding force which is a maximum holding force with which the holding unit can hold the object;
When the maximum holding force is greater than or equal to the required holding force, the holding unit holds the object with the required holding force, and operates the robot arm under the operating conditions.
When the maximum holding force is smaller than the required holding force, the holding of the object by the holding unit is limited, or the robot arm is operated under a condition different from the operation condition. Control device.
前記最小保持力と、前記ロボットアームが動作条件に従って動作したときに前記保持部に保持された前記対象物が受ける加速度を推定した値である推定加速度と、に基づいて、前記ロボットアームが前記対象物を保持して前記動作条件で動作したときに前記保持部が前記対象物を保持できる保持力である必要保持力を算出するステップと、
前記必要保持力と、前記保持部が前記対象物を保持可能な最大の保持力である最大保持力とを比較するステップと、
前記最大保持力が前記必要保持力以上である場合に、前記保持部が前記必要保持力で前記対象物を保持し、前記ロボットアームを前記動作条件で動作させるステップと、
前記最大保持力が前記必要保持力よりも小さい場合に、前記保持部による前記対象物の保持を制限するか、または、前記ロボットアームを前記動作条件とは異なる条件で動作させるステップと、を有することを特徴とするロボットの制御方法。 Measuring a minimum holding force that is a minimum holding force with which a holding unit attached to the robot arm can hold an object when the robot arm is stationary; and
Based on the minimum holding force and an estimated acceleration that is a value obtained by estimating an acceleration received by the object held by the holding unit when the robot arm operates according to an operation condition, Calculating a necessary holding force that is a holding force with which the holding unit can hold the object when the object is held and operated under the operating condition;
Comparing the required holding force with a maximum holding force that is a maximum holding force with which the holding unit can hold the object;
When the maximum holding force is greater than or equal to the required holding force, the holding unit holds the object with the required holding force and operates the robot arm under the operating conditions;
When the maximum holding force is smaller than the required holding force, limiting the holding of the object by the holding unit, or operating the robot arm under a condition different from the operating condition. A robot control method characterized by the above.
前記ロボットアームと、を有することを特徴とするロボットシステム。 A control device according to claim 1;
A robot system comprising the robot arm.
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JP2018030478A JP2019141976A (en) | 2018-02-23 | 2018-02-23 | Control device, control method of robot, and robot system |
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