JP2022188627A - Control method, control device, information processing method, information processing device, robot device, article manufacturing method, program, and recording medium - Google Patents
Control method, control device, information processing method, information processing device, robot device, article manufacturing method, program, and recording medium Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022188627A JP2022188627A JP2021096818A JP2021096818A JP2022188627A JP 2022188627 A JP2022188627 A JP 2022188627A JP 2021096818 A JP2021096818 A JP 2021096818A JP 2021096818 A JP2021096818 A JP 2021096818A JP 2022188627 A JP2022188627 A JP 2022188627A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joint
- control method
- control
- physical
- stop
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 230000010365 information processing Effects 0.000 title claims description 18
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 24
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 15
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 claims description 5
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 13
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012913 prioritisation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ロボットの制御方法、ロボットの情報処理方法に関する。 The present invention relates to a robot control method and a robot information processing method.
近年、工場等の生産現場において、組立・搬送等の作業は複数の関節を有するロボットアームとロボットアームにハンドやツールなどのエンドエフェクタを備えたロボットシステムによる自動化が進められている。ロボットアームを動作させる際には、ユーザが入力した目標位置、目標速度、補間方法等に基づいて、制御コントローラが各関節の目標値(目標角度)を生成し、所望の動作を実行させる。このようなロボットシステムでは、ユーザにとって想定外の動作や、何かしらの異常が発生した場合には、ユーザおよびロボットシステムの安全を確保するために直ちにロボットアームおよびエンドエフェクタを停止させる必要がある。 2. Description of the Related Art In recent years, at production sites such as factories, automation of work such as assembly and transport has been promoted by a robot system having a robot arm having a plurality of joints and an end effector such as a hand or a tool on the robot arm. When operating the robot arm, the controller generates a target value (target angle) for each joint based on the target position, target velocity, interpolation method, etc. input by the user, and executes the desired motion. In such a robot system, it is necessary to immediately stop the robot arm and the end effector in order to ensure the safety of the user and the robot system when an operation unexpected for the user or some kind of abnormality occurs.
下記に示す非特許文献には、通常動作の時間軸と同次元の媒介変数を導入することで、ロボットシステムの手先(エンドエフェクタ)の移動経路が通常動作と停止動作とで一致するような停止目標値を算出する方法が記載されている。任意の軸における加速度、ジャーク、トルクといった各種物理的制約に基づく媒介変数を算出し、媒介変数に基づいて他の軸の目標値を算出し、算出した各軸目標値が全ての軸の物理的制約を満たすならばその各軸目標値を採用する。各軸の目標値を同一の媒介変数を使用して算出するため、各軸の位置関係が通常軌道と同じであることが担保され、通常動作の手先の経路と停止動作の手先の経路が同一となる。 In the non-patent literature shown below, by introducing a parameter of the same dimension as the time axis of the normal operation, the movement path of the hand (end effector) of the robot system matches the normal operation and the stop operation. A method for calculating the target value is described. Calculate parameters based on various physical constraints such as acceleration, jerk, and torque on any axis, calculate the target values of other axes based on the parameters, and apply the calculated target values of each axis to the physical If the constraint is satisfied, the target value for each axis is adopted. Since the target value of each axis is calculated using the same parameter, it is guaranteed that the positional relationship of each axis is the same as the normal trajectory, and the path of the hand in normal operation and the path of the hand in stop operation are the same. becomes.
これにより、停止前において本来移動するはずだった経路と同一の経路上で、エンドエフェクタを停止させることができ、停止時にエンドエフェクタが周辺物体と衝突するおそれを低減することができる。また、停止時の目標値の算出において物理的制約を遵守することで、アームリンクや減速機等のハードウェアに対して過大な要求となるような急減速指令とならないようにすることができ、ハードウェアの破損の危険性を低減することができる。 As a result, the end effector can be stopped on the same path as it should have traveled before stopping, and the risk of the end effector colliding with a surrounding object during stopping can be reduced. In addition, by observing physical restrictions in calculating the target value when stopping, it is possible to prevent a sudden deceleration command that places excessive demands on hardware such as arm links and reduction gears. The risk of hardware corruption can be reduced.
しかしながら上記非特許文献1に記載の方法は、停止のための各軸目標値(制御値)の取得において、全ての軸の制約を満たすことができる各軸目標値が算出できない場合は、実行中の動作においてあらかじめ教示されていた所定の目標値をそのまま使用している。よって全ての軸の制約を満たすことができる各軸目標値が算出できない場合の停止においては、ハードウェアの破損の危険性の低減に関して十分な考慮がなされていない。
However, in the method described in
本発明は上記課題に鑑み、全ての軸の制約を満たすことができない場合でも、ハードウェアの破損の危険性を可能な限り低減した停止を実行できる制御値の取得を行うことが可能な制御方法を提供する。 In view of the above problems, the present invention provides a control method capable of acquiring a control value that can execute a stop while reducing the risk of hardware damage as much as possible even when the constraints of all axes cannot be satisfied. I will provide a.
上記課題を解決するために本発明は、少なくとも第1関節と第2関節と、を有するロボットを停止させる制御方法であって、前記停止を実行させる制御値を取得する際、前記第1関節における第1物理的制約と、前記第2関節における第2物理的制約と、を満たす前記制御値を取得できない場合、所定条件に基づき、前記第1物理的制約と前記第2物理的制約とのいずれかを優先して満たすように前記制御値を取得する、ことを特徴とする制御方法を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention provides a control method for stopping a robot having at least a first joint and a second joint, wherein when acquiring a control value for executing the stop, If the control value that satisfies the first physical constraint and the second physical constraint at the second joint cannot be acquired, one of the first physical constraint and the second physical constraint is determined based on a predetermined condition. A control method characterized in that the control value is obtained so as to preferentially satisfy
本発明によれば、全ての軸の制約を満たすことができない場合でも、ハードウェアの破損の危険性を可能な限り低減した停止を実行できる制御値の取得を行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to acquire a control value that can execute a stop with the risk of hardware damage reduced as much as possible, even if constraints on all axes cannot be satisfied.
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。なお以下の図面において、図中の矢印X、Y、Zはロボットシステムの全体の座標系を示す。一般に、XYZ3次元座標系は、設置環境全体のワールド座標系を示す。その他、制御の都合などによって、ロボットハンド、指部、関節などに関して適宜ローカル座標系を用いる場合がある。本実施形態では全体の座標系であるワールド座標系をXYZ、ローカル座標系をxyzで表すものとする。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the embodiment shown below is merely an example, and, for example, details of the configuration can be appropriately modified by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Further, the numerical values taken up in the present embodiment are reference numerical values and do not limit the present invention. In the drawings below, arrows X, Y, and Z indicate the coordinate system of the entire robot system. In general, the XYZ three-dimensional coordinate system represents the world coordinate system of the entire installation environment. In addition, there are cases where the local coordinate system is appropriately used for robot hands, fingers, joints, etc., depending on convenience of control. In this embodiment, the world coordinate system, which is the overall coordinate system, is represented by XYZ, and the local coordinate system by xyz.
(第1の実施形態)
図1は本実施形態におけるロボットシステム1000を示した概略図である。図1より、ロボットシステム1000は、多関節のロボットアーム本体200と、ロボットアーム本体200の先端部に設けられたエンドエフェクタ300と、ロボットアーム本体200とエンドエフェクタ300とを制御する制御装置400とを備えている。また、ロボットアーム本体200とエンドエフェクタ本体300とを用いて操作されるワーク600、ワーク600が載置される載置台500、ワークの有無を制御装置400に伝える信号入力装置700を備えている。さらに、ロボットアーム本体200およびエンドエフェクタ本体300に指令値を入力する外部入力装置800を備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a
ロボットアーム本体200は、地面と接触する基台210と、5つのリンク201、202、203、204、205を備えている。また、これらリンク201~205を図1に示す各矢印方向へ回動可能に連結する5つの関節J1、J2、J3、J4、J5を備えている。また、関節J1~J5はリンク201~205を搖動または回動させるためのアーム用モータ211~215を有している(図2)。各アーム用モータ211~215にはモータの回転を減速し、各リンク201~205を回転させるためのトルクを発生させる付図示の減速機を備えている。さらに各関節J1~J5にはエンコーダ221~225(図2)が設けられており、この各エンコーダから各関節の角度を検出し制御装置400にフィードバックしている。これにより各リンクを所定の位置に位置させることで、エンドエフェクタ本体300をXYZ空間における所定の位置に位置させることができる。
The
エンドエフェクタ本体300はロボットハンドであり、指301及び302と、指301および指302を互いに接近または離間させる開閉動作を行うためのハンド用モータ312(図2)および付図示の減速機を備えている。ロボットシステム1000は、ワーク600をエンドエフェクタ本体300によって把持し、別のワークへ接触させるなどの処理を行う。こうすることで、材料としてワーク600と別のワークを用い、成果物としてワーク600と別のワークとが組みついた物品の製造を行うことが可能となる。また、ハンド用モータ312には、エンコーダ322(図2)が設けられており、このエンコーダからハンド用モータ312の速度を検出し制御装置400にフィードバックしている。なお、本実施形態ではエンドエフェクタ本体300としてロボットハンドを例にとり説明したがこれに限られない。例えば、電動ドライバーやエンドミル等のツールを使用しても構わない。
The
図2は図1のロボットシステム1000の制御系の詳細な構成を示したブロック図である。制御装置400は、コンピュータで構成されており、プロセッサであるCPU(Central Processing Unit)401を備える。また、記憶部として、ROM(Read Only Memory)402、RAM(Random Access Memory)403、HDD(Hard Disc Drive)404、記録ディスクドライブ405を備えている。また、各機器と通信を行うためのインタフェース406、407、408、409、410、411を備える。CPU401、ROM402、RAM403、インタフェース406~412は、互いに通信可能にバス412で接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the detailed configuration of the control system of the
このうち、RAM403は外部入力装置800の操作による教示点や制御指令などのデータの一時記憶に用いられる。ROM402には、CPU401に、各種演算処理を実行させるためのBIOS等の基本プログラム430が格納されている。CPU401は、HDD404に記録(格納)された制御プログラムに基づいて各種演算処理を実行する。HDD404は、CPU401の演算処理結果である各種のデータ等を記憶する記憶部である。記録ディスクドライブ405は、記録ディスク431に記録された各種データや制御プログラム等を読み出すことができる。更に、インタフェース407、408には、各種画像が表示されるモニタ811や書き換え可能な不揮発性メモリや外付けHDD等の外部記憶装置812が接続されている。
Among them, the
外部入力装置800は、例えばティーチングペンダント(TP)のような操作装置が考えられるが、ロボットプログラムを編集可能な他のコンピュータ装置(PCやサーバ)であってもよい。外部入力装置800は、制御装置400に対して有線ないし無線の通信接続手段を介して接続することができ、ロボット操作および状態表示などのユーザインターフェース機能を有する。外部入力装置800により入力された各関節J1~J5の目標関節角度をインタフェース406及びバス412を介してCPU401に出力する。
The
CPU401は、例えば外部入力装置800で入力された教示点データをインタフェース406から受信する。また、外部入力装置800から入力された教示点データに基づきロボットアーム本体200の各軸の軌道を生成し、インタフェース409を介し、アーム用モータドライバ230を用いてアーム用モータ211~215に送信することができる。CPU401は、各アーム用モータ211~215の回転角度の制御量を示す駆動指令のデータを所定間隔でバス412及びインタフェース409を介してアーム用モータドライバ230に出力する。
The
アーム用モータドライバ230は、CPU401から入力を受けた駆動指令に基づき、各アーム用モータ211~215への電流の出力量を演算し、各アーム用モータ211~215へ電流を供給して、各関節J1~J5の関節角度制御を行う。また、前述した各エンコーダ221~225からのパルス信号をインタフェース409及びバス412を介してCPU401に出力する。即ち、CPU401は、アーム用モータドライバ230を介して、各エンコーダ221~225により検出される関節J1~J6の関節角度現在値が目標関節角度となるように、各アーム用モータ211~215のフィードバック制御を実行する。
The
さらに制御装置400はハンド用モータ312ともインタフェース410およびハンド用モータドライバ330を介して接続されている。ハンド用モータドライバ330は、CPU401から入力を受けた駆動指令に基づき、ハンド用モータ312への電流の出力量を演算し、ハンド用モータ312へ電流を供給して、ハンド用モータ312の速度制御を行う。また、前述したエンコーダ322からのパルス信号をインタフェース410及びバス412を介してCPU401に出力する。即ち、CPU401は、ハンド用モータドライバ330を介して、エンコーダ322により検出されるハンド用モータ312の速度の現在値が目標速度となるように、ハンド用モータ312のフィードバック制御を実行する。
The
さらに制御装置400は信号入力装置700ともインタフェース411およびバス412を介して接続されている。載置台500には不図示の感圧センサといった、ワーク600の有無を検出可能なセンサを備えている。信号入力装置700は、感圧センサの検出結果に基づき、インタフェース411およびバス412を介して、ワーク600の有無を示す信号をCPU401に出力する。CPU401は、信号入力装置700からの信号により、載置台500にワーク600が存在するか否かを判定でき、その判定に基づきロボットアーム本体200およびエンドエフェクタ本体300を制御できる。
Furthermore, the
ここで、ロボットアーム本体200は、ワーク600を別のワークの場所へ運搬するために、エンドエフェクタ本体300を載置台500上の所定の位置まで移動する動作を制御装置400の命令に基づき実行中であるものとする。この動作の最中に、信号入力装置700により制御装置400はワーク600が所定の位置に到達していないことを検知した。このままでは、ワーク600を把持することなく動作を継続してしまい、作業効率が悪くなるため、制御装置400は、ロボットアーム本体200を可能な限り早く停止するような各軸目標値を算出し、ユーザにメンテナンスを実行させる必要がある。以下では本実施形態におけるロボットアーム本体200の停止処理について詳述する。
Here, the robot arm
図3は本実施形態におけるロボットアーム本体200を停止させるための軸目標値(制御値)を取得する方法の処理を示す制御フローチャートである。図3におけるフローチャートはステップS1からステップS7で構成されている。以下、ステップS1からステップS7における各処理の内容について図を用いて詳細に説明する。また以下の処理は、制御装置400のCPU401により実行されるものとする。
FIG. 3 is a control flow chart showing processing of a method for acquiring an axis target value (control value) for stopping the
まずステップS1では、通常動作を実行させるための各関節(各軸)における軸目標値(通常軸目標値)を取得する。実施形態では2つ以上の関節を有するロボット装置の制御であれば如何なる軸数であっても適用可能である。今回は説明の簡略化のため2つの関節の制御を例にとり詳述する。 First, in step S1, an axis target value (ordinary axis target value) for each joint (each axis) for executing a normal motion is obtained. The embodiment can be applied to any number of axes as long as it controls a robot device having two or more joints. This time, for the sake of simplification of explanation, the control of two joints will be described in detail as an example.
図4はステップS1で取得した通常動作における軸目標値(通常軸目標値)を表したグラフである。図4(a)は第1関節の通常軸目標値、図4(b)は第2関節の通常動作における通常軸目標値を示している。図4(a)(b)において、横軸はタイムステップk、縦軸は軸目標値[deg]を示している。iは第1関節または第2関節を示す値であり、図4(a)では第1関節、図4(b)では第2関節の通常軸目標値を示している。タイムステップはロボットアーム本体200の制御周期により設定される。
FIG. 4 is a graph showing axis target values (normal axis target values) in normal operation acquired in step S1. FIG. 4(a) shows the normal axis target value of the first joint, and FIG. 4(b) shows the normal axis target value in the normal motion of the second joint. In FIGS. 4A and 4B, the horizontal axis indicates the time step k, and the vertical axis indicates the axis target value [deg]. i is a value indicating the first joint or the second joint, and FIG. 4(a) indicates the normal axis target value for the first joint, and FIG. 4(b) indicates the normal axis target value for the second joint. The time step is set by the control period of the robot arm
図4(a)より、第1関節のタイムステップkの範囲が0≦k≦5における通常軸目標値qd1(k)は、qd1(k)=[0,0.550,0.950,1.200,1.275,1.350]である。図4(b)より、第2関節のタイムステップkの範囲が0≦k≦5における通常軸目標値qd2(k)は、qd2(k)=[0,0.100,0.270,0.530,0.900,1.200]である。今回は、タイムステップk=3で停止指令を受け取り、k=3より時間的に後における通常動作から停止動作に切り替えるため、k=3より時間的に後における通常軸目標値を停止のために変更する。 From FIG. 4A, the normal axis target value qd1(k) when the range of the time step k of the first joint is 0≦k≦5 is qd1(k)=[0, 0.550, 0.950, 1 .200, 1.275, 1.350]. From FIG. 4(b), the normal axis target value qd2(k) when the range of the time step k of the second joint is 0≦k≦5 is qd2(k)=[0, 0.100, 0.270, 0 .530, 0.900, 1.200]. This time, in order to receive a stop command at time step k=3 and switch from normal operation to stop operation later in time than k=3, the normal axis target value is set to stop later in time than k=3. change.
次にステップS2では停止命令に基づき、各関節について物理的制約の制限を守った上で減速した場合の軸目標値(制限軸目標値)を取得する。物理的制約として具体的には加速度・ジャーク(躍度)・トルク等の制限値(上限値)が考えられる。今回は加速度を制限する場合を例にとって説明する。以下の説明ではタイムステップkにおける軸iにおける停止動作のための軸目標値(停止軸目標値)をqci(k)[deg]で表すものとする。速度にタイムステップ幅を乗算した値をvci(k)[deg]とする。そして、軸iにおける加速度の制限値にタイムステップ幅の2乗を乗算した値がai′[deg]であるとき、加速度制約の上限で減速した場合の軸目標値(制限軸目標値)qai(k)[deg]は式(1)により算出できる。 Next, in step S2, based on the stop command, the axis target value (restricted axis target value) when decelerating each joint while complying with the limits of the physical constraints is obtained. Specifically, as physical constraints, limit values (upper limits) such as acceleration, jerk (jerk), and torque can be considered. This time, the case of limiting the acceleration will be explained as an example. In the following description, qci(k) [deg] represents the axis target value (stop axis target value) for the stopping operation on axis i at time step k. Let vci(k) [deg] be a value obtained by multiplying the speed by the time step width. Then, when the value obtained by multiplying the acceleration limit value for the axis i by the square of the time step width is ai' [deg], the axis target value (limit axis target value) qai ( k) [deg] can be calculated by equation (1).
本実施形態において、各関節の加速度の制限値は式(2)の値となる。 In this embodiment, the limit value of acceleration of each joint is the value of equation (2).
この時、タイムステップk=4において第1関節の制限軸目標値は、式(3)の値となる。 At this time, the limit axis target value of the first joint at time step k=4 is the value of equation (3).
同様に第2関節の制限軸目標値は、式(4)の値となる。 Similarly, the limit axis target value of the second joint is the value of equation (4).
尚、本実施形態においては加速度制約を考慮することとしているが、トルク制約やジャーク制約を同時に考慮することも可能である。その場合は各物理的制約に基づいて算出した制限軸目標値のうち、現在の関節の値(角度)から最も遠い(離れた)制限軸目標値を本ステップS2で採用すればよい。 Although the acceleration constraint is considered in this embodiment, it is also possible to consider the torque constraint and the jerk constraint at the same time. In that case, among the limit axis target values calculated based on each physical constraint, the limit axis target value that is the farthest (farthest) from the current joint value (angle) may be adopted in step S2.
次にステップS3では、ステップS2で算出した制限軸目標値を、時間軸に射影した媒介変数Sai(k)を取得する。図5は制限軸目標値とそれを時間軸に射影した媒介変数を示した図である。図5(a)では第1関節、図5(b)では第2関節の軸目標値を示している。 Next, in step S3, a parameter Sai(k) obtained by projecting the limit axis target value calculated in step S2 onto the time axis is obtained. FIG. 5 is a diagram showing a limit axis target value and parameters obtained by projecting it onto the time axis. FIG. 5(a) shows the axis target value for the first joint, and FIG. 5(b) shows the axis target value for the second joint.
図5、図6に示すように媒介変数Sai(k)は通常動作における通常軸目標値を線形補間して求めればよく、Sa1(4)とSa2(4)はそれぞれ式(5)、式(6)の値となる。 As shown in FIGS. 5 and 6, the parameter Sai(k) can be obtained by linearly interpolating the normal axis target value in normal operation. 6).
ここで、式(5)と式(6)で媒介変数を取得るためのタイムステップが異なるのは、下記理由に基づくものである。第1関節の制限軸目標値qa1(4)が通常軌道の通常軸目標値qd1(4)を上回るのに対し、第2関節の制限軸目標値qa2(4)が通常軌道の通常軸目標値qd2(4)を下回る。よって、タイムステップ4からタイムステップ5間の直線補間では媒介変数Sa2(4)を取得できないため、タイムステップ3からタイムステップ4間を使用する。
Here, the reason why the time steps for acquiring the parameters are different between the equations (5) and (6) is based on the following reason. The limit axis target value qa1(4) of the first joint exceeds the normal axis target value qd1(4) of the normal trajectory, while the limit axis target value qa2(4) of the second joint exceeds the normal axis target value of the normal trajectory. below qd2(4). Therefore, since the parameter Sa2(4) cannot be obtained by linear interpolation between
次にステップS4では、ステップS3で求めたそれぞれの関節における媒介変数から各関節の停止軸目標値の候補を取得する。図6は、各媒介変数を、第1関節における通常軌道のグラフ、第2関節における通常軌道のグラフに示した図である。図6の上段グラフが第1関節における通常軌道のグラフ、図6の下段グラフが第2関節における通常軌道のグラフである。 Next, in step S4, a candidate for the stop axis target value of each joint is obtained from the parameters of each joint obtained in step S3. FIG. 6 is a diagram showing each parameter in a graph of a normal trajectory at the first joint and a graph of a normal trajectory at the second joint. The upper graph in FIG. 6 is the normal trajectory graph for the first joint, and the lower graph in FIG. 6 is the normal trajectory graph for the second joint.
まず、第1関節における制限軸目標値より取得された媒介変数Sa1(4)から各関節における停止軸目標値を取得する。第1関節における停止軸目標値は、ステップ2で求めた制限目標値と等しく、式(7)で示す値となる。
First, the stop axis target value for each joint is obtained from the parameter Sa1(4) obtained from the limit axis target value for the first joint. The stop axis target value at the first joint is equal to the limit target value obtained in
一方、第2関節における停止軸目標値は、通常動作における通常軸目標値から線形補間して求めればよく、式(8)で示す値となる。 On the other hand, the stop axis target value at the second joint can be obtained by linear interpolation from the normal axis target value in normal motion, and is the value shown in equation (8).
つづいて、第2関節における制限軸目標値より取得された媒介変数Sa2(4)から各関節における停止軸目標値を取得する。第1関節における停止軸目標値は、通常動作における通常軸目標値から線形補間して求めればよく、式(9)で示す値となる。 Subsequently, the stop axis target value for each joint is obtained from the parameter Sa2(4) obtained from the limit axis target value for the second joint. The stop axis target value at the first joint can be obtained by linear interpolation from the normal axis target value in normal motion, and is the value shown in equation (9).
一方、第2関節における停止軸目標値は、ステップS2で求めた制限軸目標値と等しく、式10で示す値となる。 On the other hand, the stop axis target value at the second joint is equal to the limit axis target value obtained in step S2, and is the value shown in Equation (10).
次にステップS5では、ステップS4で求めた停止軸目標値の候補において、全軸(全関節)の物理的制約を満たすような停止軸目標値が存在するか判定する。 Next, in step S5, it is determined whether or not there is a stop axis target value that satisfies the physical constraints of all axes (all joints) among the candidates for the stop axis target value obtained in step S4.
まず、媒介変数Sa1(4)から取得された停止軸目標値を採用した場合、各軸の加速度の絶対値が物理的制約を超過するかどうか判定する。第1関節における停止軸目標値は式(7)で示す値であり、式(2)より第1関節および第2関節の加速度制約値から取得した値なので、第1関節における加速度は制約を超過しない。 First, when adopting the stop axis target value obtained from the parameter Sa1(4), it is determined whether the absolute value of the acceleration of each axis exceeds the physical constraint. The stop axis target value at the first joint is the value shown in formula (7), and the value obtained from the acceleration constraint values of the first and second joints from formula (2), so the acceleration at the first joint exceeds the constraint. do not.
一方、媒介変数Sa1(4)から取得された停止軸目標値を採用した場合の第2関節における加速度の値は、式(11)で示す値となる。 On the other hand, the value of the acceleration at the second joint when the stop axis target value obtained from the parameter Sa1(4) is adopted is the value shown in Equation (11).
式(2)式(11)より、媒介変数Sa1(4)から取得された停止軸目標値を採用した場合の第2関節における加速度の値は、第2関節における加速度制約値a2´=0.150を上回る。よって、媒介変数sa1(4)から算出された停止軸目標値は全軸の物理的制約を満たす停止軸目標値ではない。 From equations (2) and (11), the acceleration value at the second joint when the stop axis target value obtained from the parameter Sa1(4) is adopted is the acceleration constraint value a2′ at the second joint=0. Over 150. Therefore, the stop axis target value calculated from the parameter sa1(4) is not a stop axis target value that satisfies the physical constraints of all axes.
つづいて、媒介変数Sa2(4)から取得された停止軸目標値を採用した場合、各軸の加速度の絶対値が物理的制約を超過するかどうか判定する。第2関節における停止軸目標値は式(8)で示す値あり、式(4)より第2関節の加速度制約値から取得した値なので、第2関節における加速度は制約を超過しない。 Subsequently, when the stop axis target value obtained from the parameter Sa2(4) is adopted, it is determined whether the absolute value of the acceleration of each axis exceeds the physical constraint. The stop axis target value at the second joint has the value shown by the formula (8), and is the value obtained from the acceleration constraint value of the second joint from the formula (4), so the acceleration at the second joint does not exceed the constraint.
一方、媒介変数Sa2(4)から取得された停止軸目標値を採用した場合の第1関節における加速度の値は、式(12)で示す値となる。 On the other hand, the value of the acceleration at the first joint when the stop axis target value obtained from the parameter Sa2(4) is adopted is the value shown in Equation (12).
式(2)式(12)より、媒介変数Sa2(4)から取得された停止軸目標値を採用した場合の第1関節における加速度の値は、第1関節における加速度制約値a1´=0.150を上回る。よって、媒介変数Sa2(4)から取得された停止軸目標値は全軸の物理的制約を満たすような停止軸目標値ではない。 From equations (2) and (12), the value of the acceleration at the first joint when the stop axis target value obtained from the parameter Sa2(4) is adopted is the acceleration constraint value a1′ at the first joint=0. Over 150. Therefore, the stop axis target value obtained from the parameter Sa2(4) is not a stop axis target value that satisfies the physical constraints of all axes.
ここで、ステップS4にて取得した停止軸目標値の候補のうち、全軸の物理的制約を満たすような停止軸目標値が存在していた場合には、ステップS5:Noとなり、ステップS7へ進む。ステップS4にて取得した停止軸目標値の候補のうち、全軸の物理的制約を満たす停止軸目標値が存在する場合は、ステップS5:Yesとなり、ステップS6に進み、全軸の物理的制約を満たす停止軸目標値を用いてロボットアーム本体200を停止させる。
Here, if there is a stop axis target value that satisfies the physical constraints of all axes among the candidates for the stop axis target value acquired in step S4, step S5 returns No, and the process proceeds to step S7. move on. If there is a stop axis target value that satisfies the physical constraints of all axes among the candidates for the stop axis target value acquired in step S4, step S5: Yes, the process proceeds to step S6, and the physical constraint of all axes is determined. The robot arm
ここで、今回のように、全軸の物理的制約を満たすような停止軸目標値が存在しない場合、停止を実行することができなくなってしまう。そこで、このような場合にも可能な限り物理的制約を満たして停止させるために、ステップS7にて、予め用意した評価方法(所定条件)に基づき、ステップS4で取得した停止軸目標値を評価する。そして評価値の高い停止軸目標値を、ロボットアーム本体200を停止するための停止軸目標値として使用することが大きな特徴である。
Here, as in this case, if there is no stop axis target value that satisfies the physical constraints of all axes, it will not be possible to execute the stop. Therefore, in order to satisfy the physical constraints as much as possible and stop the motor even in such a case, in step S7, the stop axis target value acquired in step S4 is evaluated based on an evaluation method (predetermined conditions) prepared in advance. do. A significant feature is that a stop axis target value with a high evaluation value is used as the stop axis target value for stopping the
本実施形態におけるステップS7での停止軸目標値の決定方法は、停止指令を受けた際のタイムステップ(本実施形態ではk=3)における各関節の速度に基づき、速度が大きい関節における物理的制約を優先して停止軸目標値を決定する。停止指令を受けた際のタイムステップにおける速度の大きい関節の制約によって取得された媒介変数Sai(k)によって取得された停止軸目標値を、ロボットアーム本体200を停止させるための停止軸目標値として用いる。
The method of determining the stop axis target value in step S7 in this embodiment is based on the speed of each joint at the time step (k=3 in this embodiment) when the stop command is received, and the physical Priority is given to constraints to determine the stop axis target value. The stop axis target value obtained by the parameter Sai(k) obtained by the constraint of the joint with high speed at the time step when the stop command is received is used as the stop axis target value for stopping the robot arm
停止指令を受けた際のタイムステップにおける各関節の速度はそれぞれ式(13)、式(14)で示した値となる。 The speed of each joint at the time step when the stop command is received is the value shown in equations (13) and (14).
式(13)式(14)より、第2関節の速度が最も大きいため、第2関節の物理的制約によって取得された媒介変数Sa2(4)によって取得された停止軸目標値候補を用いる。第1関節における媒介変数Sa2(4)によって取得された停止軸目標値は式(9)よりqc1(4)=1.222であり、第2関節における停止軸目標値は式(4)よりqc2(4)=0.640である。この際、第1関節における加速度の絶対値は式(12)より|ac1(4)|=0.228であり、第2関節における加速度の絶対値は式(2)より|ac2(4)|=a2´=0.1500である。以上により、最も大きい速度で動作している軸(今回は第2関節)に関しては物理的制約を守りながら、停止軸目標値を決定できる。なお、本実施形態では第1関節の物理的制約および第2関節の物理的制約が同じ場合を例にとり説明したが、異なる場合に実施してもかまわない。 From equations (13) and (14), the velocity of the second joint is the highest, so the stop axis target value candidate obtained by the parameter Sa2(4) obtained by the physical constraint of the second joint is used. The stop axis target value obtained by the parameter Sa2(4) at the first joint is qc1(4)=1.222 from equation (9), and the stop axis target value at the second joint is qc2 from equation (4). (4)=0.640. At this time, the absolute value of acceleration at the first joint is |ac1(4)|=0.228 from equation (12), and the absolute value of acceleration at the second joint is |ac2(4)| = a2' = 0.1500. As described above, the stop axis target value can be determined while observing the physical restrictions for the axis operating at the highest speed (the second joint in this case). In this embodiment, the physical constraint of the first joint and the physical constraint of the second joint are the same, but they may be different.
以上の操作を繰り返すことで、最も大きい速度で動作している軸に関しては可能な限り物理的制約を守りながら、ロボットアーム本体200を停止させることができる。これにより、速度が大きく伝達機構に負荷が大きくかかる関節における物理的制約を優先的に順守する。よって全ての関節(軸)の制約を満たすことができる停止軸目標値が取得できない場合でも、ハードウェア(ロボットアーム本体200)の破損の危険性を可能な限り低減できるよう、可能な限り物理的制約を満たした停止を実行させることができる。
By repeating the above operation, the robot arm
なお上述した実施形態では、停止指令を受けた際のタイムステップにおける各関節の速度に基づき、優先すべき関節の物理的制約を決定したがこれに限られない。例えば、停止指令を受ける前(k=3のタイミング以前)までのタイムステップにおいて、最も大きい速度に達した関節の物理的制約を優先しても構わない。また、速度の所定閾値をあらかじめ設定しておき、停止指令を受ける前までのタイムステップにおいて、閾値に達した回数が最も大きい関節における物理的制約を優先するようにしてもかまわない。 In the above-described embodiment, the physical constraint of the joints to be prioritized is determined based on the speed of each joint in the time step when the stop command is received, but the present invention is not limited to this. For example, prioritization may be given to the physical constraint of the joint that reaches the highest speed in the time step up to the time before receiving the stop command (before the timing of k=3). Alternatively, a predetermined threshold value for velocity may be set in advance, and physical constraints may be given priority to the joint that has reached the threshold value the most times in the time step before the stop command is received.
(第2の実施形態)
次に本発明における第2の実施形態につき詳述する。本実施形態では、上述の第1の実施形態に対してステップS7における停止軸目標値の決定方法が異なる。本実施形態では、ステップS4における停止軸目標値のうち、停止を行うタイムステップ(停止指令を受けたk=3より1タイムステップ後のk=4)における物理的制約に対する超過量が最も少ない関節における物理的制約を用いて停止軸目標値を決定する。なお、以下では必要に応じ、第1の実施形態とは異なるハードウェアや制御系の構成の部分について図示し説明する。また、第1の実施形態と同様の部分については上記と同様の構成ならびに作用が可能であるものとし、その詳細な説明は省略するものとする。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail. This embodiment differs from the above-described first embodiment in the method of determining the stop axis target value in step S7. In this embodiment, among the stop axis target values in step S4, the joint with the least amount of excess over the physical constraint at the time step at which the stop is performed (k=4, one time step after k=3 when the stop command is received) Determine the stop axis target value using the physical constraints in . In the following description, hardware and control system configurations that are different from those of the first embodiment will be illustrated and described as necessary. In addition, it is assumed that the same parts as those of the first embodiment can have the same configurations and functions as those described above, and detailed description thereof will be omitted.
式(9)より媒介変数Sa1(4)から算出された停止軸目標値は第2関節の加速度制約値を0.210/0.150=1.40倍超過する。一方、式(12)より媒介変数Sa2(4)から算出された停止軸目標値は第2関節の加速度制約値を0.228/0.150=1.52倍超過する。よって、実際に停止を行う際には、第1関節における媒介変数Sa1(4)を用いたほうが、物理的制約の超過を抑えることができる。 The stop axis target value calculated from the parameter Sa1(4) by Equation (9) exceeds the acceleration constraint value of the second joint by 0.210/0.150=1.40 times. On the other hand, the stop axis target value calculated from the parameter Sa2(4) by Equation (12) exceeds the acceleration constraint value of the second joint by 0.228/0.150=1.52 times. Therefore, when actually stopping, using the parameter Sa1(4) at the first joint can suppress the excess of the physical constraint.
以上により、全ての関節(軸)の制約を満たすことができる停止軸目標値が取得できない場合でも、ハードウェア(ロボットアーム本体200)の破損の危険性を可能な限り低減できるよう、可能な限り物理的制約を満たした停止を実行させることができる。 As described above, even if the stop axis target value that satisfies the constraints of all joints (axes) cannot be obtained, the risk of damage to the hardware (robot arm body 200) can be reduced as much as possible. A stop that satisfies physical constraints can be performed.
(第3の実施形態)
次に本発明における第3の実施形態につき詳述する。本実施形態は、上述の第1の実施形態及び第2の実施形態に対してステップS7における停止軸目標値の決定方法が異なる。以下では必要に応じ、上述の実施形態とは異なるハードウェアや制御系の構成の部分について図示し説明する。また、第1の実施形態と同様の部分については上記と同様の構成ならびに作用が可能であるものとし、その詳細な説明は省略するものとする。
(Third embodiment)
Next, the third embodiment of the present invention will be described in detail. This embodiment differs from the above-described first and second embodiments in the method of determining the stop axis target value in step S7. In the following, parts of the hardware and control system configurations that differ from those of the above-described embodiments will be illustrated and explained as necessary. Also, the same parts as those of the first embodiment can have the same configurations and functions as those described above, and detailed descriptions thereof will be omitted.
本実施形態では、ステップS4で算出された停止軸目標値を使用せず、式(3)式(4)で求めた制限軸目標値を採用する。これにより全ての関節(軸)の制約を満たすことができる停止軸目標値が算出できない場合でも、ハードウェア(ロボットアーム本体200)の破損の危険性を低減できる停止を実行させることができる。なお、全関節の物理的制約を満たして停止軸目標を取得させる場合と、いずれかの関節の物理的制約を満たす停止軸目標値を取得させる場合とを切り換えてもかまわない。 In this embodiment, the limit axis target value obtained by the formulas (3) and (4) is adopted instead of using the stop shaft target value calculated in step S4. As a result, even if a stop axis target value that satisfies the constraints of all joints (axes) cannot be calculated, a stop can be executed that reduces the risk of hardware (robot arm body 200) damage. Note that the acquisition of the stop axis target value satisfying the physical constraints of all joints and the acquisition of the stop axis target value satisfying the physical constraints of any joint may be switched.
(第4の実施形態)
次に本発明における第4の実施形態につき詳述する。本実施形態は、上述の第1の実施形態及び第2の実施形態に対してステップS7における停止軸目標値の決定方法が異なる。以下では必要に応じ、上述の実施形態とは異なるハードウェアや制御系の構成の部分について図示し説明する。また、第1の実施形態と同様の部分については上記と同様の構成ならびに作用が可能であるものとし、その詳細な説明は省略するものとする。
(Fourth embodiment)
Next, the fourth embodiment of the present invention will be described in detail. This embodiment differs from the above-described first and second embodiments in the method of determining the stop axis target value in step S7. In the following, parts of the hardware and control system configurations that differ from those of the above-described embodiments will be illustrated and explained as necessary. Also, the same parts as those of the first embodiment can have the same configurations and functions as those described above, and detailed descriptions thereof will be omitted.
本実施形態では、取得した停止指令において、その停止指令が、作業者に関連する場合を例にとり説明する。作業者に関連する停止の場合、作業者の安全を確保するために即座にロボットアーム本体200を停止させる必要がある。そこで制御装置400は、取得する停止軸目標値において、物理的制約を満たす、満たさないに関わらず、現在位置で停止するようにロボットアーム本体200を停止させる。
In the present embodiment, a case in which the acquired stop command is related to the worker will be described as an example. In the case of a worker-related stop, it is necessary to stop the
図7は本実施形態におけるロボットシステム1000を示す。本実施形態におけるロボットアーム本体200の基台210には、作業者を検知するための検知センサ260を備えている。検知センサ260は光照射型のセンサであり、照射した光が作業者によって反射された際、その反射光を取得し、作業者の有無を検知する。そして、作業者を検知すれば、制御装置400に、作業者接近による停止指令として信号を送信する。なお、本実施形態では、光学式のセンサを用いたが、これに限られず、磁気式や撮像装置等、作業者を検知できるセンサを用いて構わない。
FIG. 7 shows a
図8は本実施形態における制御フローチャートを示した図である。上述の実施形態と比べ、本実施形態では、ステップS21、ステップS22が存在している点で異なる。また以下の処理は、制御装置400のCPU401により実行されるものとし、異なるステップであるステップS21、ステップS22、ステップS23について詳述する。
FIG. 8 is a diagram showing a control flow chart in this embodiment. Compared to the above-described embodiment, this embodiment differs in that steps S21 and S22 exist. Further, the following processing is assumed to be executed by the
図8より、本実施形態では、ステップS1に移る前に、ステップS21により、停止指令が、作業者接近によるものか否かを判定するステップを設けている。ステップS21:Yesすなわち、作業者接近による停止指令あるならば、ステップS22に進む。作業者接近によるものでなければ、ステップS21:Noより、ステップS1に進み、上述した種々の実施形態に基づく停止処理を行う。 As shown in FIG. 8, in this embodiment, before proceeding to step S1, in step S21, a step of determining whether or not the stop command is due to the worker's approach is provided. Step S21: Yes, that is, if there is a stop command due to the approach of the worker, the process proceeds to step S22. If it is not due to the approach of the operator, step S21: No, the process proceeds to step S1, and the stop processing based on the various embodiments described above is performed.
ステップS22では、作業者の安全を確保すべく即座にロボットアーム本体200の停止を行うため、ロボットアーム本体200の各物理的制約を満たずように停止する処理から、物理的制約にかかわらず即時停止する処理に切り換える。
In step S22, the
そして、ステップS23では、物理的制約にかかわらず、即時に停止させるために、ロボットアーム本体200の各関節の現在位置を停止軸目標値として使用し、ロボットアーム本体200を停止させる。
Then, in step S23, the
以上により、停止指令を取得して、即時にロボットアーム本体200を停止させることができるため、作業者の安全を確実に確保することができる。また、即時にロボットアーム本体200を停止させるので、ロボットアーム本体200と作業者との接触により、例えば作業者が身に着けている安全具等によりロボットアーム本体200のハードウェアが破損することを可能な限り低減することができる。
As described above, the robot arm
(第5の実施形態)
次に本発明における第5の実施形態につき詳述する。上述の種々の実施形態は実機におけるロボットアーム本体200の停止動作について記述した。しかしながら本発明は、ロボットアームのシミュレーションを行う情報処理装置(シミュレーション装置)においても実施可能である。以下で詳述する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described in detail. The various embodiments described above describe the stopping operation of the
図9に示すのは本実施形態におけるロボットアーム本体200の動作のシミュレーションを行う情報処理装置900の概略図である。情報処理装置900は、OS(Operating System)901、ディスプレイ902、キーボード903、マウス904を備えたデスクトップパソコンである。
FIG. 9 is a schematic diagram of an
OS901にはロボットアーム本体200及びロボットハンド本体300のCADデータと、実機の制御装置400と同等の軌道生成エンジンが格納されている。表示部となるディスプレイ902にロボットアーム本体200のシミュレーション画面905が表示されている。また、通常動作実行ボタン906、停止ボタン907、停止ボタン908、停止ボタン909、停止ボタン910が表示されている。
The
ここで、停止ボタン907は、上述の第1の実施形態における停止処理のシミュレートを実行するボタンである。停止ボタン908は、上述の第2の実施形態における停止処理のシミュレートを実行するボタンである。停止ボタン909は、上述の第3の実施形態のシミュレートを実行するボタンである。停止ボタン910は、上述の第4の実施形態のシミュレートを実行するボタンである。
Here, the
作業者は、キーボード903およびまたはマウス904を用いて所定の情報(通常軌道の軌道データ等)を入力し、通常動作実行ボタン906をクリックすることで、ロボットアーム本体200の動作シミュレーションを実行することができる。通常動作を再生中に停止ボタン907、停止ボタン908、停止ボタン909、停止ボタン910のいずれかをクリックする。クリックすると、クリックしたタイミングで停止指令が出力されたものとして、そこから上述の実施形態を適用して停止軸目標値を取得する停止処理を実行する。これにより様々な条件によるロボットアーム本体200のハードウェアの破損の危険性を低減する複数種類の停止動作をシミュレーションにより確認することができる。
The operator uses the
(その他の実施形態)
以上述べた上述の実施形態の処理手順は具体的には制御装置または情報処理装置により実行されるものである。従って上述した機能を実行可能なソフトウェアのプログラムを記録した記録媒体を、各制御装置を統合する装置に供給し、統合的に処理を行うCPUが記録媒体に格納されたプログラムを読み出し実行することによって達成されるよう構成することができる。この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した各実施形態の機能を実現することになり、プログラム自体およびそのプログラムを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
(Other embodiments)
The processing procedures of the above-described embodiments are specifically executed by the control device or the information processing device. Therefore, a recording medium recording a software program capable of executing the functions described above is supplied to a device that integrates the respective control devices, and the CPU that performs integrated processing reads out and executes the program stored in the recording medium. can be configured to achieve In this case, the program itself read from the recording medium implements the functions of the above-described embodiments, and the program itself and the recording medium recording the program constitute the present invention.
また、各実施形態では、コンピュータで読み取り可能な記録媒体が各ROM或いは各RAM或いは各フラッシュROMであり、ROM或いはRAM或いはフラッシュROMに制御プログラムが格納される場合について説明した。しかしながら本発明はこのような形態に限定されるものではない。本発明を実施するための制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。例えば、制御プログラムを供給するための記録媒体としては、HDD、外部記憶装置、記録ディスク等を用いてもよい。 In each embodiment, the computer-readable recording medium is each ROM, each RAM, or each flash ROM, and the case where the control program is stored in the ROM, RAM, or flash ROM has been described. However, the present invention is not limited to such a form. A control program for carrying out the present invention may be recorded on any computer-readable recording medium. For example, an HDD, an external storage device, a recording disk, or the like may be used as a recording medium for supplying the control program.
また上述した種々の実施形態では、ロボットアーム本体200が複数の関節を有する多関節ロボットアームを用いた場合を説明したが、関節の数はこれに限定されるものではない。ロボットアームの形式として、垂直多軸構成を示したが、パラレルリンク型など異なる形式の関節においても上記と同等の構成を実施することができる。
Further, in the various embodiments described above, the robot arm
また、上述の実施形態では、停止指令を受けた際のタイムステップにおける各関節の速度、加速度に基づき、優先すべき関節の物理的制約を決定したが、ジャーク、トルク、荷重等、状況に応じ、あらゆる物理量を用いても実施可能である。 In the above-described embodiment, the physical constraints of the joints to be prioritized are determined based on the velocity and acceleration of each joint in the time step when the stop command is received. , any physical quantity can be used.
また、上述の実施形態では、関節の速度を直接センサにより取得することで実施したがこれに限られない。例えばロボットハンド本体300にセンサを設け、ロボットハンド本体300に生じる物理量に基づき、各関節に生じる物理量を取得して実施してもかまわない。
Further, in the above-described embodiment, the speed of the joint is directly acquired by the sensor, but the present invention is not limited to this. For example, a sensor may be provided in the robot hand
また上述した種々の実施形態は、制御装置に設けられる記憶装置の情報に基づき、伸縮、屈伸、上下移動、左右移動もしくは旋回の動作またはこれらの複合動作を自動的に行うことができる機械に適用可能である。 Further, the various embodiments described above are applicable to machines capable of automatically performing operations such as expansion, contraction, bending and stretching, vertical movement, horizontal movement, turning, or a combination of these operations, based on information stored in a storage device provided in the control device. It is possible.
なお本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and many modifications are possible within the technical concept of the present invention. Moreover, the effects described in the embodiments of the present invention are merely enumerations of the most suitable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are not limited to those described in the embodiments of the present invention.
200 ロボットアーム本体
201、202、203、204、205 リンク
210 基台
300 ロボットハンド本体
301、302 指
400 制御装置
500 載置台
600 ワーク
700 信号入力装置
800 外部入力装置
900 情報処理装置
901 OS
902 ディスプレイ
903 キーボード
904 マウス
905 シミュレーション画面
906 通常動作実行ボタン
907、908、909、910 動作停止ボタン
1000 ロボットシステム
J1、J2、J3、J4、J5 関節
200 robot arm
902
Claims (27)
前記停止を実行させる制御値を取得する際、前記第1関節における第1物理的制約と、前記第2関節における第2物理的制約と、を満たす前記制御値を取得できない場合、所定条件に基づき、前記第1物理的制約と前記第2物理的制約とのいずれかを優先して満たすように前記制御値を取得する、
ことを特徴とする制御方法。 A control method for stopping a robot having at least a first joint and a second joint,
When acquiring the control value for executing the stop, if the control value that satisfies the first physical constraint at the first joint and the second physical constraint at the second joint cannot be acquired, based on a predetermined condition , obtaining the control value so as to preferentially satisfy either the first physical constraint or the second physical constraint;
A control method characterized by:
前記所定条件は、前記停止を実行する指令を取得した第1タイミングにおいて前記第1関節に生じている第1物理量と、前記第2タイミングにおいて前記第2関節に生じている第2物理量と、に基づいて、前記第1物理的制約と前記第2物理的制約とのいずれかを優先する条件である、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to claim 1,
The predetermined condition includes a first physical quantity occurring at the first joint at the first timing when the instruction to execute the stop is obtained, and a second physical quantity occurring at the second joint at the second timing. A condition that prioritizes either the first physical constraint or the second physical constraint based on
A control method characterized by:
前記第1物理量と前記第2物理量とに基づき、値が大きい方の物理量が生じている関節における物理的制約を優先する、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to claim 2,
Based on the first physical quantity and the second physical quantity, prioritizing the physical constraint at the joint where the physical quantity having the larger value occurs;
A control method characterized by:
前記所定条件は、前記第1タイミング以前における前記第1物理量と前記第2物理量とに基づき、最も値の大きい物理量が生じている関節における物理的制約を優先する、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to claim 2,
The predetermined condition is based on the first physical quantity and the second physical quantity before the first timing, and gives priority to the physical constraint at the joint where the physical quantity having the largest value occurs.
A control method characterized by:
前記所定条件は、前記第1タイミング以前における前記第1物理量と前記第2物理量とに基づき、所定閾値に達した回数が最も大きい関節における物理的制約を優先する、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to claim 2,
The predetermined condition is based on the first physical quantity and the second physical quantity before the first timing, and gives priority to the physical constraint in the joint with the largest number of times that a predetermined threshold has been reached.
A control method characterized by:
前記所定条件は、前記第1タイミングよりも後の第2タイミングにおいて前記第1関節に生じるであろう前記第1物理量と、前記第3タイミングにおいて前記第2関節に生じるであろう前記第2物理量と、に基づいて、前記第1物理的制約と前記第2物理的制約とのいずれかを優先する条件である、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to claim 2,
The predetermined condition includes the first physical quantity that will occur at the first joint at a second timing after the first timing and the second physical quantity that will occur at the second joint at the third timing. and a condition that prioritizes either the first physical constraint or the second physical constraint based on
A control method characterized by:
前記第2タイミングにおける前記第1物理量と前記第3物理量と、に基づき、所定閾値に対する超過量が小さい方の物理量が生じるであろう関節における物理的制約を優先する、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to claim 6,
Based on the first physical quantity and the third physical quantity at the second timing, prioritizing the physical constraint at the joint where the physical quantity having the smaller excess amount with respect to the predetermined threshold will occur,
A control method characterized by:
前記第2タイミングは、前記第1タイミングの1タイムステップ後のタイミングである、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to claim 6 or 7,
The second timing is a timing one time step after the first timing,
A control method characterized by:
前記タイムステップは、前記ロボットの制御周期によって設定される、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to claim 8,
the time step is set by a control cycle of the robot;
A control method characterized by:
前記制御値は、
第1物理的制約および前記第2物理的制約を満たして前記停止を実行できる第1目標値と、
前記第1目標値に基づいて取得される媒介変数と、
前記媒介変数に基づいて取得される第2目標値と、に基づき取得される、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to any one of claims 1 to 9,
The control value is
a first target value that satisfies the first physical constraint and the second physical constraint and can perform the stop;
a parameter obtained based on the first target value;
a second target value obtained based on the parameter, and
A control method characterized by:
前記媒介変数は、前記第1目標値と、前記ロボットを動作させるための軌道データと、に基づき取得される、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to claim 10,
the parameter is obtained based on the first target value and trajectory data for operating the robot;
A control method characterized by:
前記媒介変数は、前記第1目標値と、前記軌道データを直線補間することで取得される、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to claim 11,
The parameter is obtained by linearly interpolating the first target value and the trajectory data,
A control method characterized by:
前記第1目標値を前記制御値として使用し、前記停止を実行する、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to any one of claims 10 to 12,
using the first target value as the control value to perform the shutdown;
A control method characterized by:
前記第1物理量と前記第2物理量は、速度、加速度、ジャーク、トルク、荷重、のいずれかである、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to any one of claims 1 to 13,
The first physical quantity and the second physical quantity are velocity, acceleration, jerk, torque, or load,
A control method characterized by:
前記ロボットの手先にかかる第3物理量に基づき、前記第1物理量および前記第2物理量を取得する、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to any one of claims 1 to 14,
Acquiring the first physical quantity and the second physical quantity based on a third physical quantity applied to the hand of the robot;
A control method characterized by:
前記制御値の取得の際、前記第1物理的制約と前記第2物理的制約とのいずれかを優先して満たす場合と、前記第1物理的制約と前記第2物理的制約とを満たす場合とを切り換える、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to claim 1,
When obtaining the control value, when either the first physical constraint or the second physical constraint is preferentially satisfied, or when the first physical constraint and the second physical constraint are satisfied. to switch between
A control method characterized by:
前記停止に基づき、前記第1物理的制約および前記第2物理的制約を満たさない前記制御値を取得して前記停止を実行する場合に切り換える、
ことを特徴とする制御方法。 In the control method according to claim 1,
Switching when executing the stop by acquiring the control value that does not satisfy the first physical constraint and the second physical constraint based on the stop;
A control method characterized by:
前記停止は、作業者に関連する、
ことを特徴とする制御方法。 18. The control method of claim 17,
the stop being associated with a worker;
A control method characterized by:
前記停止を実行させる制御値を取得する際、前記第1関節における第1物理的制約と、前記第2関節における第2物理的制約と、を満たす前記制御値を取得できない場合、所定条件に基づき、前記第1物理的制約と前記第2物理的制約とのいずれかを優先して満たすように前記制御値を取得する、
ことを特徴とする制御装置。 A control device for stopping a robot having at least a first joint and a second joint,
When acquiring the control value for executing the stop, if the control value that satisfies the first physical constraint at the first joint and the second physical constraint at the second joint cannot be acquired, based on a predetermined condition , obtaining the control value so as to preferentially satisfy either the first physical constraint or the second physical constraint;
A control device characterized by:
前記停止を実行させる制御値を取得する際、前記第1関節における第1物理的制約と、前記第2関節における第2物理的制約と、を満たす前記制御値を取得できない場合、所定条件に基づき、前記第1物理的制約と前記第2物理的制約とのいずれかを優先して満たすように前記制御値を取得し、
前記制御値に基づき、前記ロボットの前記シミュレーションを実行する、
ことを特徴とする情報処理方法。 An information processing method for executing a simulation regarding a stop of a robot having at least a first joint and a second joint,
When acquiring the control value for executing the stop, if the control value that satisfies the first physical constraint at the first joint and the second physical constraint at the second joint cannot be acquired, based on a predetermined condition , obtaining the control value so as to preferentially satisfy either the first physical constraint or the second physical constraint;
performing the simulation of the robot based on the control value;
An information processing method characterized by:
前記ミュレーションは、複数種類あり、
表示部に、複数種類の前記シミュレーションを実行するためのボタンを表示する、
ことを特徴とする情報処理方法。 In the information processing method according to claim 22,
There are a plurality of types of simulation,
Displaying buttons for executing a plurality of types of simulations on the display unit;
An information processing method characterized by:
前記停止を実行させる制御値を取得する際、前記第1関節における第1物理的制約と、前記第2関節における第2物理的制約と、を満たす前記制御値を取得できない場合、所定条件に基づき、前記第1物理的制約と前記第2物理的制約とのいずれかを優先して満たすように前記制御値を取得し、
前記制御値に基づき、前記ロボットの前記シミュレーションを実行する、
ことを特徴とする情報処理装置。 An information processing device for executing a simulation regarding a stop of a robot having at least a first joint and a second joint,
When acquiring the control value for executing the stop, if the control value that satisfies the first physical constraint at the first joint and the second physical constraint at the second joint cannot be acquired, based on a predetermined condition , obtaining the control value so as to preferentially satisfy either the first physical constraint or the second physical constraint;
performing the simulation of the robot based on the control value;
An information processing device characterized by:
前記ミュレーションは、複数種類あり、
表示部に、複数種類の前記シミュレーションを実行するためのボタンを表示する、
ことを特徴とする情報処理装置。 In the information processing device according to claim 24,
There are a plurality of types of simulation,
Displaying buttons for executing a plurality of types of simulations on the display unit;
An information processing device characterized by:
A computer-readable recording medium storing the program according to claim 26.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021096818A JP2022188627A (en) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | Control method, control device, information processing method, information processing device, robot device, article manufacturing method, program, and recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021096818A JP2022188627A (en) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | Control method, control device, information processing method, information processing device, robot device, article manufacturing method, program, and recording medium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022188627A true JP2022188627A (en) | 2022-12-21 |
JP2022188627A5 JP2022188627A5 (en) | 2024-09-06 |
Family
ID=84532364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021096818A Pending JP2022188627A (en) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | Control method, control device, information processing method, information processing device, robot device, article manufacturing method, program, and recording medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022188627A (en) |
-
2021
- 2021-06-09 JP JP2021096818A patent/JP2022188627A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11548153B2 (en) | Robot comprising safety system ensuring stopping time and distance | |
KR101581096B1 (en) | Control device, control method and computer-readable recording medium stroring control program for articulated robot | |
KR20190075098A (en) | System and method for directing a robot | |
US11766780B2 (en) | System identification of industrial robot dynamics for safety-critical applications | |
US20130096719A1 (en) | Method for dynamic optimization of a robot control interface | |
WO2006022201A1 (en) | Robot evaluation system and evaluation method | |
MXPA03005957A (en) | Versatile robot control system. | |
US20220226995A1 (en) | Control of a multipurpose robot arm | |
CN111775145A (en) | Control system of series-parallel robot | |
US20200189102A1 (en) | Robot apparatus, robot system, control method of robot apparatus, product manufacturing method using robot apparatus, and storage medium | |
US10507585B2 (en) | Robot system that displays speed | |
KR20160076449A (en) | Safe robot with path progress variables | |
US20240139948A1 (en) | Robot, robot control method, article manufacturing method using robot, and control program and storage medium | |
WO2019171516A1 (en) | Inertial parameter identification system of vertically articulated robot, inertial parameter identification method, and control device and control method for vertically articulated robot | |
Kumar et al. | Sensor-based estimation and control of forces and moments in multiple cooperative robots | |
JP2021142596A (en) | Simulation device and program | |
JP2022188627A (en) | Control method, control device, information processing method, information processing device, robot device, article manufacturing method, program, and recording medium | |
TW201822971A (en) | Robotic Arm Teaching System | |
JP2007313612A (en) | Control device for articulated robot, and control method thereof | |
JP7327991B2 (en) | Control method, control program, recording medium, robot system, article manufacturing method, and input device | |
Esa et al. | The Mitsubishi MelfaRxm middleware and application: A case study of RV-2AJ robot | |
WO2024161517A1 (en) | Numerical control device and numerical control system | |
WO2024166216A1 (en) | Numerical control device and numerical control system | |
JP7547939B2 (en) | DISPLAY CONTROL METHOD, DISPLAY PROGRAM, AND ROBOT SYSTEM | |
KR100736136B1 (en) | Method for controlling welding robot considering manipulability |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20231213 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240603 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240829 |