JP2021003765A - 教示装置及び教示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットハンドに対して把持力のダイレクト教示を可能とする。【解決手段】ロボットハンド１０１が有するフィンガ１０２の先端に加えられた、把持方向とは反対方向の反発力を検出する力センサ１１と、ユーザから決定指示を受付ける決定指示受付部１６と、力センサ１１により検出された反発力のうち、決定指示受付部１６により決定指示が受付けられたタイミングでの反発力の値及び逆方向を、ロボットハンド１０１に対して教示された把持力の値及び方向として登録する力登録部１７とを備えた。【選択図】図２

Description

この発明は、ロボットハンドに対して把持力をダイレクト教示するための教示装置及び教示方法に関する。

従来から、教示装置は、ユーザによるロボットアームに対する位置及び姿勢のダイレクト教示を可能としている（例えば特許文献１，２参照）。一方、従来の教示装置では、ロボットハンドに対する把持力の教示については、ユーザによる教示ペンダントを用いた数値入力に応じ、把持力の値及び方向を設定している。

特開平０５−２０４４４１号公報 特開平０５−２５００２９号公報

上記のように、従来の教示装置では、ロボットハンドに対する把持力の教示については、ユーザによる教示ペンダントを用いた数値入力を受付けている。しかしながら、この場合、ユーザは、事前に実験を行って、入力する数値を確認する必要がある。そのため、ロボットハンドに対する把持力の教示は、作業工数という観点では煩わしく、改善が求められている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ロボットハンドに対して把持力のダイレクト教示が可能な教示装置を提供することを目的としている。

この発明に係る教示装置は、ロボットハンドが有するフィンガの先端に加えられた、把持方向とは反対方向の反発力を検出する力センサと、ユーザから決定指示を受付ける決定指示受付部と、力センサにより検出された反発力のうち、決定指示受付部により決定指示が受付けられたタイミングでの反発力の値及び逆方向を、ロボットハンドに対して教示された把持力の値及び方向として登録する力登録部とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、上記のように構成したので、ロボットハンドに対して把持力のダイレクト教示が可能となる。

実施の形態１に係る教示装置の構成例及び動作例を示す図である。 実施の形態１に係る教示装置の構成例を示すブロック図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る教示装置の構成例及び動作例を示す図である。
教示装置は、ユーザがロボットハンド１０１に対して把持力のダイレクト教示を実施するための装置である。この教示装置は、把持力のダイレクト教示に関する機能の他に、開度のダイレクト教示に関する機能も有していてもよいが、開度のダイレクト教示に関する機能については従来と同様であるためその説明を省略する。この教示装置は、図１に示すように、力センサ１１及び力教示部１２を備えている。

力センサ１１は、ロボットハンド１０１に取付けられ、ロボットハンド１０１が有するフィンガ１０２の先端に加えられた、把持方向とは反対方向の反発力を検出するセンサである。力センサ１１としては、一軸以上の方向の力成分を検出する力センサ等が用いられる。
図１では、力センサ１１は、ロボットハンド１０１が有するフィンガ１０２の先端部分に取付けられている。しかしながら、これに限らず、力センサ１１は、フィンガ１０２の先端に加えられた反発力を検出可能な箇所に取付けられていればよい。

力教示部１２は、力センサ１１により検出された反発力に基づいて、ロボットハンド１０１に対して教示された把持力を登録する。この力教示部１２は、図２に示すように、通知部１３、動作モード指示受付部１４、ハンド制御部１５、決定指示受付部１６、力登録部１７及び記録部１８を有している。なお、力教示部１２は、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等により実現される。

通知部１３は、力センサ１１により検出された反発力をリアルタイムに通知する。この通知部１３により通知された反発力を示す情報は、表示装置（不図示）に表示される。
なお、通知部１３は、教示装置に必須の構成ではなく、教示装置に設けられていなくてもよい。例えば、ユーザが、把持力のダイレクト教示において、ロボットハンド１０１に加えられている反発力を確認しながら教示を行う必要が無い場合には、通知部１３は不要である。

動作モード指示受付部１４は、ユーザからダイレクト教示の開始指示又は終了指示を受付ける。ダイレクト教示の開始指示は、ユーザがロボットハンド１０１のダイレクト教示を開始する際に教示装置に対して入力する指示である。ダイレクト教示の終了指示は、ユーザがロボットハンド１０１のダイレクト教示を終了する際に教示装置に対して入力する指示である。なお、ユーザは、例えばロボットハンド１０１が有する操作ボタン（不図示）又は教示ペンダント（不図示）が有する操作ボタン等を用いて、ダイレクト教示の開始指示又は終了指示の入力を行う。

ハンド制御部１５は、動作モード指示受付部１４によりダイレクト教示の開始指示が受付けられた場合にロボットハンド１０１のダイレクト教示モードを開始し、動作モード指示受付部１４によりダイレクト教示の終了指示が受付けられた場合にロボットハンド１０１のダイレクト教示モードを終了する。ダイレクト教示モードは、ユーザによるロボットハンド１０１のダイレクト教示を実施可能とするモードである。
なお、決定指示受付部１６及び力登録部１７は、ハンド制御部１５によりロボットハンド１０１のダイレクト教示モードが開始されている状態の場合に動作する。

決定指示受付部１６は、ユーザから決定指示を受付ける。決定指示は、ユーザが、把持力のダイレクト教示を実施している最中に、ロボットハンド１０１に対して教示する把持力を決定する際に教示装置に対して入力する指示である。なお、ユーザは、例えばロボットハンド１０１が有する操作ボタン又は教示ペンダントが有する操作ボタン等を用いて、決定指示の入力を行う。

力登録部１７は、力センサ１１により検出された反発力のうち、決定指示受付部１６により決定指示が受付けられたタイミングでの反発力の値及び逆方向を、ロボットハンド１０１に対して教示された把持力の値及び方向として記録部１８に登録する。

なお、記録部１８は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）又はメモリ等によって構成される。
また図２では、記録部１８が教示装置の内部に設けられた場合を示しているが、これに限らず、記録部１８は教示装置の外部に設けられていてもよい。

また、教示装置は、把持力のダイレクト教示を、開度のダイレクト教示とは別に実施するものとしてもよいし、開度のダイレクト教示と同時に実施するものとしてもよい。

次に、図１，２に示す教示装置を用いた把持力のダイレクト教示の一例について説明する。以下では、図１に示すように、ロボットハンド１０１が物体２０１を把持する際の把持力を教示する場合を示す。
ここで、ユーザがロボットハンド１０１に対して開度をダイレクト教示する場合、開度はユーザにとって視覚的に捉え易く開度の再現は容易である。これに対し、ユーザがロボットハンド１０１に対して把持力をダイレクト教示しようとする場合には、把持力はユーザにとって視覚的に捉え難く把持力の再現は難しい。一方、ロボットハンド１０１が物体２０１を押すと、押付方向とは反対方向にこの押付力に応じた反発力がロボットハンド１０１に加えられる。そこで、実施の形態１に係る教示装置では、ロボットハンド１０１に加えられた反発力を検出可能な力センサ１１を用いることで、把持力のダイレクト教示を実現する。

把持力のダイレクト教示では、ユーザは、まず、ロボットハンド１０１が有するフィンガ１０２を、物体２０１を挟み込ませるように当接させる。

次いで、ユーザはダイレクト教示の開始指示を教示装置に入力し、動作モード指示受付部１４は当該開始指示を受付ける。
次いで、ハンド制御部１５は、ロボットハンド１０１のダイレクト教示モードを開始する。
把持力のダイレクト教示は、ダイレクト操作中（ユーザがフィンガ１０２を直接触って開閉できる状態）に行うことを前提としている。そのため、動作モード指示受付部１４及びハンド制御部１５によりユーザがロボットハンド１０１に対するダイレクト操作が実施可能な状態とする。

次いで、ユーザは、フィンガ１０２に対して手で把持方向に力を加え、フィンガ１０２を物体２０１に把持方向に押付ける。この際、力センサ１１は、物体２０１からの反発力を検出する。図１において、符号５０１に示す矢印はユーザにより加えられた押付力を示し、符号５０２に示す矢印は物体２０１から加えられた反発力を示している。

また、通知部１３は力センサ１１により検出された反発力をリアルタイムに通知し、表示装置はその反発力を示す情報を表示する。これにより、ユーザは、フィンガ１０２に加えられた反発力をモニタしながらフィンガ１０２に加える押付力を調整することもできる。

次いで、ユーザは、フィンガ１０２から自身の指に感じる反発力（押付力）又は物体２０１の変形具合から最適な把持状態と判断した場合に、決定指示を教示装置に入力する。

次いで、力登録部１７は、決定指示が入力されたタイミングでの反発力の値及び逆方向を、ロボットハンド１０１に対して教示された把持力の値及び方向として記録部１８に登録する。
以上の動作により、ユーザは、ロボットハンド１０１に対して把持力を教示できる。

以上のように、この実施の形態１によれば、教示装置は、ロボットハンド１０１が有するフィンガ１０２の先端に加えられた、把持方向とは反対方向の反発力を検出する力センサ１１と、ユーザから決定指示を受付ける決定指示受付部１６と、力センサ１１により検出された反発力のうち、決定指示受付部１６により決定指示が受付けられたタイミングでの反発力の値及び逆方向を、ロボットハンド１０１に対して教示された把持力の値及び方向として登録する力登録部１７とを備えた。これにより、実施の形態１に係る教示装置は、ロボットハンド１０１に対して把持力のダイレクト教示が可能となる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、若しくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１１ 力センサ
１２ 力教示部
１３ 通知部
１４ 動作モード指示受付部
１５ ハンド制御部
１６ 決定指示受付部
１７ 力登録部
１８ 記録部
１０１ ロボットハンド
１０２ フィンガ
２０１ 物体

Claims (4)

1. ロボットハンドが有するフィンガの先端に加えられた、把持方向とは反対方向の反発力を検出する力センサと、
   ユーザから決定指示を受付ける決定指示受付部と、
   前記力センサにより検出された反発力のうち、前記決定指示受付部により決定指示が受付けられたタイミングでの反発力の値及び逆方向を、前記ロボットハンドに対して教示された把持力の値及び方向として登録する力登録部と
   を備えた教示装置。
2. ユーザからダイレクト教示の開始指示又は終了指示を受付ける動作モード指示受付部と、
   前記動作モード指示受付部によりダイレクト教示の開始指示が受付けられた場合に前記ロボットハンドのダイレクト教示モードを開始し、前記動作モード指示受付部によりダイレクト教示の終了指示が受付けられた場合に前記ロボットハンドのダイレクト教示モードを終了するハンド制御部とを備え、
   前記決定指示受付部及び前記力登録部は、前記ハンド制御部により前記ロボットハンドのダイレクト教示モードが開始されている状態の場合に動作する
   ことを特徴とする請求項１記載の教示装置。
3. 前記力センサにより検出された反発力をリアルタイムに通知する通知部を備えた
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の教示装置。
4. ロボットハンドが有するフィンガの先端に加えられた、把持方向とは反対方向の反発力を検出する力センサを備えた教示装置による教示方法であって、
   ユーザから決定指示を受付ける決定指示受付ステップと、
   前記力センサにより検出された反発力のうち、前記決定指示受付ステップにおいて決定指示を受付けたタイミングでの反発力の値及び逆方向を、前記ロボットハンドに対して教示された把持力の値及び方向として登録する力登録ステップとを有する
   ことを特徴とする教示方法。

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