JP2020099967A - ロボットシステム及びロボットシステムの制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1に係るロボットシステム100の構成例を概略的に示す図である。図2は、ロボットシステム100の制御系統の構成例を概略的に示すブロック図である。
図1に示すように、スレーブユニット1は、例えば産業用ロボットである。スレーブユニット1は、基部10と、スレーブアーム11と、スレーブ側力検出部12と、スレーブアーム駆動部13(図2参照)と、スレーブ側制御部14(図2参照)とを含む。
マスタユニット2は、作業領域外に設置され、スレーブアーム11の動作を遠隔的に制御する。マスタユニット2は、マスタアーム21と、マスタ側力検出部22と、マスタアーム駆動部23(図2参照)と、マスタ側制御部24(図2参照)とを含む。
システム制御部3は、並列型バイラテラル制御方式によって、スレーブユニット1及びマスタユニット2を制御する。すなわち、システム制御部3は、マスタ側力検出部22が検出した操作力fm及びスレーブ側力検出部12が検出した反力fsに基づいて、位置指令であるスレーブ動作指令xs及び位置指令であるマスタ動作指令xmを生成する。
次に、ロボットシステム100の動作例を説明する。
以下では実施の形態2の構成、動作について、実施の形態1との相違点を中心に述べる。図4は、実施の形態2にかかるロボットシステム200の制御系統の構成例を概略的に示すブロック図である。
T 対象物
P 操作者
xs スレーブ動作指令
xm マスタ動作指令
fs 反力
fm 操作力
flim1 第1閾値
1 スレーブユニット
2 マスタユニット
3 システム制御部
11a 作業端
11 スレーブアーム
12 スレーブ側力検出部
13 スレーブアーム駆動部
14 スレーブ側制御部
21 マスタアーム
21a 操作端
22 マスタ側力検出部
23 マスタアーム駆動部
24 マスタ側制御部
100 ロボットシステム
Claims (9)
- 作業端を有するスレーブアームと、前記作業端又は前記作業端に保持したワークに作用する反力の方向及び大きさを検出するスレーブ側力検出部と、前記スレーブアームを駆動するスレーブアーム駆動部と、前記作業端の目標位置を規定するスレーブ動作指令に基づき前記スレーブアーム駆動部を制御するスレーブ側制御部と、を含むスレーブユニットと、
操作端を有するマスタアームと、前記操作端に操作者が加えた操作力の方向及び大きさを検出するマスタ側力検出部と、前記マスタアームを駆動するマスタアーム駆動部と、前記操作端の目標位置を規定するマスタ動作指令に基づき前記マスタアーム駆動部を制御するマスタ側制御部と、を含むマスタユニットと、
前記操作力及び前記反力に基づいて前記スレーブ動作指令及び該スレーブ動作指令の前記作業端の移動方向に対応する移動方向に前記操作端を移動させる前記マスタ動作指令を生成するシステム制御部と、を有するロボットシステムであって、
前記システム制御部は、前記操作力の大きさが所定の第1閾値を超えたと判定すると、前記操作端を前記操作力の方向に移動させるように前記マスタ動作指令を生成する、ロボットシステム。 - 前記システム制御部は、前記操作力が大きくなるにしたがって、前記操作端の移動速度の変化を大きくするように前記マスタ動作指令を生成する、請求項1に記載のロボットシステム。
- 前記システム制御部は、通常動作モード及び報知動作モードを含む複数の動作モードのうち1の該動作モードに設定する動作モード設定部と、前記操作力及び前記反力に基づいて前記スレーブ動作指令を生成するスレーブ動作指令生成部と、前記操作力及び前記反力に基づいて該スレーブ動作指令の前記作業端の移動方向に対応する移動方向に前記操作端を移動させる第1仮マスタ動作指令を生成する第1仮マスタ動作指令生成部と、前記操作力に基づいて第2仮マスタ動作指令を生成する第2仮マスタ動作指令生成部と、前記通常動作モードにおいて第1仮マスタ動作指令を前記マスタ動作指令に設定し、前記報知動作モードにおいて第2仮マスタ動作指令を前記マスタ動作指令に設定するマスタ動作指令設定部と、を含み、
前記動作モード設定部は、前記操作力の大きさが前記第1閾値を超えたと判定すると、前記動作モードを前記報知動作モードに設定する、請求項1又は2に記載のロボットシステム。 - 複数の前記動作モードは、更に復帰動作モードを含み、
前記システム制御部は、前記第1仮マスタ動作指令が規定する前記操作端の前記目標位置に向けて前記操作端を移動させる第3仮マスタ動作指令を生成する第3仮マスタ動作指令生成部を更に備え、
前記マスタ動作指令設定部は、更に前記復帰動作モードにおいて前記第3仮マスタ動作指令を前記マスタ動作指令に設定し、
前記動作モード設定部は、前記動作モードを前記報知動作モードに設定している状態において前記操作力の大きさが所定の第2閾値以下であると判定すると前記動作モードを前記復帰動作モードに設定する、請求項3に記載のロボットシステム。 - 前記動作モード設定部は、前記動作モードを前記復帰動作モードに設定している状態において、前記操作端が前記第1仮マスタ動作指令の前記目標位置に位置したと判定すると、前記動作モードを前記通常動作モードに設定する、請求項4に記載のロボットシステム。
- 前記システム制御部は、前記操作力及び前記反力に基づいて目標速度ベクトルを算出する換算部と、前記操作力に基づいて仮目標速度ベクトルを算出する副換算部と、を含み、
前記スレーブ動作指令生成部は、前記目標速度ベクトルに基づいて前記スレーブ動作指令を生成し、
前記第1仮マスタ動作指令生成部は、前記目標速度ベクトルに基づいて前記第1仮マスタ動作指令を生成し、
前記第2仮マスタ動作指令生成部は、前記仮目標速度ベクトルに基づいて前記第2仮マスタ動作指令を生成する、請求項3乃至5の何れか1に記載のロボットシステム。 - 作業端を有するスレーブアームと、前記スレーブアームを駆動するスレーブアーム駆動部と、前記作業端の目標位置を規定するスレーブ動作指令に基づき前記スレーブアーム駆動部を制御するスレーブ側制御部と、を含むスレーブユニットと、
操作端を有するマスタアームと、前記操作端に操作者が加えた操作力の方向及び大きさを検出するマスタ側力検出部を含むマスタユニットと、
前記操作者の知覚によって感知可能な感覚情報を用いて報知を行う報知部と、
前記操作端への操作入力に基づいて、前記スレーブ動作指令を生成するスレーブ動作指令生成部を含むシステム制御部と、を有するロボットシステムであって、
前記システム制御部は、前記操作力の大きさが所定の閾値を超えると判定すると前記報知部を制御して前記操作者に対する報知を行う、ロボットシステム。 - 前記システム制御部は、前記操作力が大きくなるにしたがって、前記感覚情報の強度が強くなるように前記報知部を制御する、請求項7に記載のロボットシステム。
- 作業端を有するスレーブアームと、前記作業端又は前記作業端に保持したワークに作用する反力の方向及び大きさを検出するスレーブ側力検出部と、前記スレーブアームを駆動するスレーブアーム駆動部と、を含むスレーブユニットと、
操作端を有するマスタアームと、前記操作端に操作者が加えた操作力の方向及び大きさを検出するマスタ側力検出部と、前記マスタアームを駆動するマスタアーム駆動部と、を含むマスタユニットと、を有するロボットシステムの制御方法であって、
前記操作力及び前記反力に基づいて算出した前記作業端の目標位置に前記作業端を位置させ、
前記操作力の大きさが所定の第1閾値を超えていないと判定すると、前記操作力及び前記反力に基づいて算出した前記操作端の目標位置であって、前記スレーブアームの前記作業端の位置に対応する目標位置に前記操作端を位置させ、
前記操作力の大きさが所定の第1閾値を超えたと判定すると、前記操作端を前記操作力の方向に移動させる、ロボットシステムの制御方法。
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