JP2023035825A - Robot system, control method for robot system, method for manufacturing article using robot system, system, control method for system, control program and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロボットシステム、システムに関する。 The present invention relates to robot systems and systems.
近年、工場等に用いられる産業用ロボットにおいて、人と協働を行うことが可能な協働ロボットの開発が進められている。このような協働ロボットにおいては、人との接触を検出すると停止を行う等、外乱に対して応答することが求められる。例えば、特許文献1には、ロボットの各モータ等を制御する下位ユニットによる計測情報に基づき異常を判別してロボットを停止させる際、ロボット全体を制御する上位ユニットから、下位ユニットへの電源出力を停止することが記載されている。 In recent years, among industrial robots used in factories and the like, collaborative robots capable of collaborating with humans have been developed. Such collaborative robots are required to respond to disturbances, such as stopping when contact with a person is detected. For example, in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-130000, when an abnormality is determined based on measurement information from a lower unit that controls each motor of the robot and the robot is stopped, the upper unit that controls the entire robot outputs power to the lower unit. stated to be stopped.
しかしながら特許文献1に記載の技術では、下位ユニットによる計測情報に基づき異常を判別してロボットを停止させる際、上位ユニットを介して下位ユニットへ緊急停止信号を出力している。そのため、外乱に対するロボットの応答性が低下してしまうという課題があった。 However, in the technique described in Patent Document 1, when an abnormality is determined based on the measurement information by the lower unit and the robot is stopped, an emergency stop signal is output to the lower unit via the upper unit. Therefore, there is a problem that the responsiveness of the robot to the disturbance is lowered.
本発明は、外乱に対する応答性が向上したロボットシステムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a robot system with improved responsiveness to disturbances.
上記課題を解決するために本発明は、ロボット本体と、前記ロボット本体に設けられた複数の第1制御装置と、前記ロボット本体の状態を検出する検出手段と、を備え、前記第1制御装置のうちのいずれか1つの前記第1制御装置が、前記検出手段の検出結果に基づき前記ロボット本体が所定状態であることを取得すると、前記1つの前記第1制御装置以外の他の前記第1制御装置へ前記所定状態であることを示す情報を出力する、ことを特徴とするロボットシステムを採用した。 In order to solve the above problems, the present invention includes a robot main body, a plurality of first control devices provided in the robot main body, and detection means for detecting the state of the robot main body, wherein the first control device When any one of the first control devices acquires that the robot main body is in a predetermined state based on the detection result of the detection means, the other first control devices other than the one first control device The robot system is characterized by outputting information indicating the predetermined state to the control device.
本発明によれば、外乱に対する応答性を向上させることができる。 According to the present invention, responsiveness to disturbance can be improved.
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。 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.
(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、XYZ座標系の任意の方向から見た平面図である。図1に示すように、ロボットシステム1000は、ロボット本体として、多関節のロボットアーム本体200、ロボットハンド本体300を備えている。さらにロボット装置全体の動作を制御する制御装置400を備えている。また、制御装置400に教示データを送信する教示装置としての外部入力装置500を備えている。外部入力装置500の一例としてティーチングペンダントが挙げられ、作業者がロボットアーム本体200やロボットハンド本体300の位置を指定するのに用いられる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view of a
本実施形態では、エンドエフェクタとしてロボットアーム本体200の先端部に設けられるものが、ロボットハンドである場合について説明するが、これに限定するものではなく、ツール等であってもよい。
In this embodiment, a robot hand is provided as an end effector at the tip of the
ロボットアーム本体200の基端となるリンク201は、に設けられている。
A
ロボットアーム本体200は、基台210、複数の関節J1~J6、例えば6つの関節(6軸)、複数のリンク201~205を有している。また、各関節J1~J6には、各関節を各回転軸まわりにそれぞれ回転駆動させる駆動源として、複数(6つ)のアームモータ211~216を有している。アームモータ211~216には、それぞれモータ出力軸の回転位置を検出する不図示のモータエンコーダを備えている。
The
また、アームモータ211~216をそれぞれ制御するためのアームモータ制御装置221~226をそれぞれ備え、各関節にかかる力の情報としてトルクを検出する力センサ251~256(図2)を備えている。説明の簡略化のため、図1ではアームモータ制御装置221~226は、ロボットアーム本体200の外部に示されているが、基台210及び各リンク201~205内部の対応するアームモータ211~216近傍に設けられているものとする。
ロボットアーム本体200は、複数のリンク201~205、ロボットハンド本体300が各関節J1~J6で回転可能に連結されている。ここで、ロボットアーム本体200の基端側から先端側に向かって、リンク201~205が順に直列に連結されている。
A
同図より、ロボットアーム本体200の基台210とリンク201は、同図のX軸周りの矢印方向で回転する関節J1で接続されている。リンク201は不図示の伝達機構によりアームモータ211の回転が伝達され、同図のZ軸周りの矢印方向に回転することができる。
As shown in the figure, the
ロボットアーム本体200のリンク201とリンク202は、同図のY軸周りの矢印方向で回転する関節J2で接続されている。リンク202は不図示の伝達機構によりアームモータ212の回転が伝達され、同図のY軸周りの矢印方向に回転することができる。
The
ロボットアーム本体200のリンク202とリンク203は、同図のY軸周りの矢印方向で回転する関節J3で接続されている。リンク203は不図示の伝達機構によりアームモータ213の回転が伝達され、同図のY軸周りの矢印方向に回転することができる。
The
ロボットアーム本体200のリンク203とリンク204は、同図のXZ平面に位置する所定の軸周りの矢印方向で回転する関節J4で接続されている。リンク204は不図示の伝達機構によりアームモータ214の回転が伝達され、同図のXZ平面に位置する所定の軸周りの矢印方向に回転することができる。
The
ロボットアーム本体200のリンク204とリンク205は、同図のY軸周りの矢印方向で回転する関節J5で接続されている。リンク205は不図示の伝達機構によりアームモータ215の回転が伝達され、同図のY軸周りの矢印方向に回転することができる。
The
ロボットアーム本体200のリンク205とロボットハンド本体300は、同図のXZ平面に位置する所定の軸周りの矢印方向で回転する関節J6で接続されている。ロボットハンド本体300は不図示の伝達機構によりアームモータ216の回転が伝達され、同図のXZ平面に位置する所定の軸周りの矢印方向に回転することができる。
The
ロボットハンド本体300は、部品やツール等の対象物を把持するものである。本実施形態のロボットハンド本体300は不図示の駆動機構およびハンドモータ311により2本の指部312を開閉し、ワークの把持ないし開放を行い、ワークをロボットアーム本体200に対して相対的に変位させない程度に把持する。
The robot hand
またロボットハンド本体300には、ハンドモータ311の駆動を制御するための不図示のハンドモータ制御装置が内蔵されている。ロボットハンド本体300はリンク205に関節J6を介して接続され、関節J6が回転することで、ロボットハンド本体300も回転させることができる。
Further, the robot hand
各アームモータ制御装置221~226のそれぞれと、制御装置400とは、通信線103、通信線104の2系統により通信可能に接続されている。通信線103は、制御装置400と各アームモータ制御装置221~226とを接続し制御装置400からの指示と、各アームモータ制御装置221~226からの返信と、を通信するための通信線である。通信線103を第1通信線、通信線104を第2通信線と呼称する場合がある。また通信線103を介する通信を第1通信、通信線104を介する通信を第2通信と呼称する場合がある。
Each of the arm
制御装置400は各アームモータ制御装置221~226へ、外部入力装置500によって事前に入力された動作軌道等を基に、各アームモータ211~216への制御目標値を送信し、各アームモータ制御装置221~226統合して制御する。また、各アームモータ制御装置221~226は、制御装置400へ、現在の各アームモータ211~216の角度等の諸情報を制御装置400へ送信する。これら制御装置400から各アームモータ制御装置221~226への送信、各アームモータ制御装置221~26から制御装置400への送信は、所定の通信周期で行う。なお、制御装置400と各アームモータ制御装置221~226との接続方式は、カスケード接続、バス接続、デイジーチェーン接続でもよく、本実施形態ではバス接続で説明する。
The
通信線104は、各アームモータ制御装置221~226間を接続し、各アームモータ制御装置間で諸情報を共有するための通信線である。これら各アームモータ制御装置221~226の接続方式は、カスケード接続、バス接続、デイジーチェーン接続でもよく、本実施形態ではバス接続で説明する。また、通信線104は、通信線103の通信周期より短い周期で各アームモータ制御装置221~226間で諸情報を共有する。通信線103の通信周期は2ms程度、通信線104の周期は100μs程度とする。なお説明の簡略化のため不図示としているが、通信線103、104は、ハンドモータ制御装置にも接続されており、制御装置400および各アームモータ制御装置221~226と通信可能であるものとする。
The
ここで、ロボットアーム本体200の手先とは、本実施形態では、ロボットハンド本体300のことである。ロボットハンド本体300が物体を把持している場合は、ロボットハンド本体300と把持している物体(例えば部品やツール等)とを含めてロボットアーム本体200の手先という。つまり、ロボットハンド本体300が物体を把持している状態であるか物体を把持していない状態であるかにかかわらず、エンドエフェクタであるロボットハンド本体300を手先という。
Here, the tip of the robot arm
以上の構成により、ロボットアーム本体200によりロボットハンド本体300を任意の位置に動作させ、所望の作業を行わせることができる。例えば、材料として所定ワークと他のワークとを用い、所定ワークと他のワークとを組み付ける処理を行うことで、成果物として組付けワークを製造することができる。以上によりロボットアーム本体200によって物品の製造を行うことができる。
With the above configuration, the
なおロボットハンド本体300は、例えば空気圧駆動のエアハンドなどのエンドエフェクタ等であっても良い。またロボットハンド本体300は、リンク205に対してビス止めなどの半固定的な手段によって装着されるか、あるいは、ラッチ止めなどの着脱手段によって装着可能であるものとする。特に、ロボットハンド本体300が着脱可能である場合は、ロボットアーム本体200を制御して、ロボットアーム本体200自身の動作によって供給位置に配置された複数種類のロボットハンド本体300を着脱ないし交換する方式も考えられる。
The robot hand
図2はロボットアーム本体200の制御ブロック図を示している。ロボットアーム本体200の各関節に設けられたアームモータ制御装置221~226は、それぞれモータドライバ231~236、CPU(Central Processing Unit)241~246、力センサ251~256を備えている。
FIG. 2 shows a control block diagram of the
制御装置400は、CPU401、記憶部として、ROM(Read Only Memory)402、RAM(Random Access Memory)403、HDD(Hard Disk Drive)404、記録ディスクドライブ405を備える。また制御装置400は、外部入力装置500と通信するための不図示の入出力インタフェースを備えるものとする。CPU401、ROM402、RAM403、HDD404、記録ディスクドライブ405は、互いに通信可能にバス406で接続されている。さらにCPU401は、各関節のCPU241~246と通信可能なように通信線103が接続されている。
The
ROM402は、非一時的な記憶装置である。ROM402には、起動時にCPU401によって読み出される、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450が格納されている。CPU401は、ROM402に記録(格納)された基本プログラムに基づいて各種演算処理を実行する。基本プログラム450はHDD404に格納されていても構わない。
RAM403は、CPU401の演算処理に用いられる一時的な記憶装置である。HDD404は、CPU401の演算処理結果等、各種データを記憶する非一時的な記憶装置である。記録ディスクドライブ405は、記録ディスク440に記録された各種データやプログラム等を読み出すことができる。
A
なお、本実施形態では、ROM402に基本プログラム450が記録されているが、これに限定するものではない。基本プログラム450は、コンピュータによって読み取り可能な非一時的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。基本プログラム450をコンピュータに供給するための記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、不揮発性メモリ等を用いることができる。
Although the
CPU241~246は、制御装置400のCPU401からの指示に従い、各アームモータ211~216を制御するCPUである。力センサ251~256は、関節J1~J6に加わる力を周期的に検出し、制御CPU241~246へ検出結果を出力するセンサである。本実施形態では力として各関節にかかるトルクを検出するトルクセンサを用いるが、これに限定されるものではない。ロボットアーム本体200の外乱の情報を取得できるセンサであれば、どのようなセンサを用いても構わない。モータドライバ231~236は、制御CPU241~246の入力信号に基づき、アームモータ211~216を制御するための電流を生成するドライバ回路である。
CPU401は、例えば外部入力装置500で入力された教示点データを不図示のインタフェースより受信する。また、外部入力装置500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、CPU241~245に通信線103を介して送信することができる。CPU401は、各アームモータ211~216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各CPU241~246に出力する。
The
CPU241~246は、CPU401から入力を受けた駆動指令に基づき、アームモータ211~216への電流の出力量を演算し、モータドライバ231~236へ出力する。そしてモータドライバ231~236は、アームモータ211~216へ電流を供給して、各関節J1~J6の関節角度制御を行う。各CPU241~246は、不図示のモータエンコーダにより検出されるモータ出力軸の回転角度に基づき取得される関節J1~J6の関節角度現在値が目標関節角度となるように、各アームモータ211~216のフィードバック制御を実行する。
The CPUs 241-246 calculate the amount of current to be output to the arm motors 211-216 based on the drive command received from the
また力センサ251~256は、検出結果となる力に関する情報をCPU241~246に出力する。即ち、CPU241~246は、各力センサ251~256により検出される関節J1~J6にかかるトルクの変化を取得することが可能となる。また、力センサ251~256からの力の情報に基づき、力制御やロボットアーム本体200の停止を行うことも可能である。
Further, the force sensors 251-256 output information regarding forces as detection results to the CPUs 241-246. That is, the CPUs 241-246 can acquire changes in torque applied to the joints J1-J6 detected by the force sensors 251-256. It is also possible to perform force control and stop the
次に各力センサ251~256によって取得した力(トルク)の検出値から、ロボットアーム本体200への接触を検出する方法を説明する。図3は本実施形態におけるロボットアーム本体200への接触を検出する方法を説明する図である。ここで、図3における検出値は、力センサ251から読みだした検出値とする。図3の縦軸は力センサ251の検出値の大きさを示す力F[N]である。横軸は力センサ251から力の検出値Fを読みだした際の読出時刻T[ms]である。
Next, a method for detecting contact with the robot arm
図3のプロット301~308は、その時刻に読みだした力の検出値Fである。周期tで各関節のCPU241~246は、接続された力センサ251~256から、検出値Fを取得する。取得した検出値Fはアームモータ211~216の負荷トルクを制御するトルク制御や、ロボットアーム本体200周囲の所定物体やユーザとの接触の有無を判断する接触検知に用いる。
接触判定値Fthは、ロボットアーム本体200への接触の有無を判定する基準値である。取得した検出値Fが接触判定値Fthを超えると、ロボットアーム本体200において何らかの接触が発生したと判定する。図3では、プロット307から、F>Fthとなるため、時刻tsにおいて接触発生と判定する。
The contact determination value Fth is a reference value for determining whether or not the
次に図4を用いて、制御装置400のCPU401と各アームモータ制御装置221~226のCPU241~246とにおいて通信が行われる通信データについて説明する。図4はCPU401と各関節のCPU241~246との通信データのタイミングを示している。図4(a)における通信データのやり取りは通信線103を経由する。図4(b)は、CPU241~246間で行われる通信データを示している。図4(b)における通信データのやり取りは通信線104を経由する。なお、本実施形態では通信線104を制御装置400に接続していないが、制御装置400と接続し、制御装置400が通信線104のデータを受信するような構成でも構わない。
Next, with reference to FIG. 4, communication data to be communicated between the
図4(a)より、CPU401は各関節のCPU241~246へ周期T1でコマンドの送信と、送信したコマンドに対するCPU241~246からの情報の受信を実行する。時刻t1~時刻t6で、各関節のCPU241~246へコマンドを送信し、時刻t6~時刻t7で、各関節のCPU241~246が順にCPU401へ、力センサやエンコーダ等によって取得された諸情報を送信する。そして、時刻t8より、時刻t1と同様にCPU401が各関節のCPU241~246へコマンドを送信し、上述の送受信を繰り返す。
As shown in FIG. 4A, the
次に図4(b)より、時刻t1から時刻t2までの期間(周期T2)、各関節のCPU241~246間において、諸情報の送受信を行う。図4(b)のJ1、J2...J6は、CPU241、242...246が送信する通信データである。例えば、J1の部分は、CPU241が、関節J1における力センサやエンコーダで取得した情報を、CPU242、243、244、245、246に送信する時間である。時刻t2以降も周期T2で、順次各CPU241~246間において、諸情報の送受信を行う。
Next, from FIG. 4B, various information is transmitted and received between the
次に接触を検知した場合の通信について説明する。例えば、時刻t3で関節J4のCPU244が基準値を超える力の検出値を取得したとする。この場合、CPU244が諸情報の発信を開始する時刻t4から、検出値が基準値を超えたことを、諸情報と合わせて、CPU244が設けられたアームモータ制御装置以外の各アームモータ制御装置の各CPUに送信する。そして、検出値が基準値を超えた、という情報を受信した他のCPU241、242、243、245、246、およびCPU244は、時刻t5から、検出値が基準値を超えた場合の処理を行う。本実施形態では、検出値が基準値を超えた場合、関節J1~J6のアームモータ211~216を減速し停止する。以下で詳述する。なお、本実施形態では、情報送信を終えるタイミングとなる時刻t5から検出値が基準値を超えた場合の処理を行うが、CPU244における検出値が基準値を超えた場合の処理は、情報の送信と並列して実行させても構わない。
Next, communication when contact is detected will be described. For example, assume that the
図5は本実施形態におけるフローチャートである。図5で述べる制御フローチャートは主に各関節のCPUによって実行されるものとして説明する。制御装置400のCPUによって制御コマンドが送信されることで、図5で示す制御フローチャートが開始され、ロボットアーム本体200の制御中は図5で示すフローチャートを繰り返すものとする。
FIG. 5 is a flow chart in this embodiment. The control flow chart shown in FIG. 5 is mainly executed by the CPU of each joint. When the CPU of the
まず、通常の処理について説明する。今回は関節J1のCPU241を例に説明するが、他の関節におけるCPUでも同様の処理が可能である。
First, normal processing will be described. Although the
まずステップS501で、関節J1の力センサ251の検出値をCPU241が取得する。
First, in step S501, the
次にステップS502で、ステップS501で取得した力センサ251の検出値と、基準値とを比較し、取得した力センサ251の検出値が基準値内に収まっているか(基準値以下か)否かを判定する。力センサ251の検出値が基準値に収まっていたら(基準値以下であれば)、ステップS503へ、収まっていなかったら(基準値より大きければ)ステップS507へ進む。
Next, in step S502, the detected value of the
ステップS502:Yesにより、ステップS503に進めば、ステップS503にて、関節J1の諸情報を他のCPU242~246へ送信する。なお、諸情報は、アームモータ211の回転角度情報、力センサ252の力情報等である。
Step S502: Yes, if the process proceeds to step S503, various information about the joint J1 is transmitted to the
次にステップS504にて、他のCPU242~246からの諸情報を受信する。受信する情報はS503で送信した内容と同様の項目である。 Next, in step S504, various information is received from the other CPUs 242-246. The information to be received is the same item as the content transmitted in S503.
次にステップS505で、S504で受信した情報における他のCPU242~246からの力の検出値において、基準値越えの通知の有無を確認する。基準値の越えの通知が無ければステップS506へ、基準値越えの通知があればステップS508へ進む。
Next, in step S505, it is checked whether or not there is a notification that the force detection value from the
ステップS505:Noにより、ステップS506に進めば、ステップS506にて、通信線103から受信した制御装置400からのコマンドに従ったタスク処理(通常処理)を実行し、ステップS501へ進み、上述の処理を繰り返す。
Step S505: If the process proceeds to step S506, in step S506, task processing (normal processing) is executed according to the command from the
次に、ロボットアーム本体200が周辺の所定物体やユーザと接触するなどして、力センサの検出値が基準値を超えた場合の処理について説明する。
Next, a description will be given of the processing when the detected value of the force sensor exceeds the reference value due to the robot arm
ステップS502:Noにより、力センサ251の検出値が基準値を超えた場合、つまり何かしらの所定物体と接触したと判定された場合、ステップS507に進む。ステップS507では、他のCPU242~246へ、諸情報と一緒に基準値を超えたことを示す情報を通知し、ステップS508へ進む。
Step S502: If the detected value of the
ステップS508では、停止処理をする。停止処理の実行方法においては、制御目標の軌道に沿って停止する処理、接触した力を受けない方向へ移動して停止する処理、アームモータ211のスペックが許容する最速で停止する処理等どの方法でもよく、他の方法で停止してもよい。同様にステップS505:Yesにより、他のCPUから、力センサの検出値が基準値を超えたという情報を通知した場合にもステップS508により停止処理を実行する。
In step S508, stop processing is performed. As for the execution method of the stop processing, any method such as processing to stop along the trajectory of the control target, processing to stop by moving in a direction not receiving contact force, processing to stop at the fastest speed allowed by the specifications of the
次にステップS509では、力センサ251の検出値を取得する。これはステップS501と同様の処理である。
Next, in step S509, the detection value of the
次にステップS510では、力センサ251の検出値が基準値以下であれば、処理S511へ進む。また、基準値を超えた力を検出した場合は、処理509へ進み、再度、力センサ251の検出値を取得する。
Next, in step S510, if the detected value of the
ステップS510:Yesであれば、ステップS511で、CPU241が取得した諸情報を他のCPU242~246へ送信する。なお、諸情報は、アームモータ211の回転角情報や力センサ251の力情報等である。本実施形態では、ステップS511で諸情報をCPU242~246に送信するが、ステップS510の前に、通信線104を用いて、現在の関節J1の状態をCPU401に送信しても良い。CPU401へ、力センサ251に基づく関節J1の状態(接触状態か否か)と、送信したCPUの情報を送信する。こうすることで、CPU401は、ロボットアーム本体200の各関節の現在のステータスを把握でき、どの関節近くで接触が発生して停止したのかという停止理由の把握を行うことができる。これにより復帰動作の指令を効果的に行うことが可能となる。
Step S510: If Yes, in step S511, various information acquired by the
次にステップS512で、他のCPU242~246から諸情報を受信する。受信する情報はステップS503、ステップS509で送信した内容と同様の項目である。 Next, in step S512, various information is received from the other CPUs 242-246. The information to be received is the same items as those transmitted in steps S503 and S509.
ステップS513で、S512で受信した情報における他のCPU242~246からの力の検出値において、基準値越えの通知の有無を確認する。基準越えがあればロボットアーム本体200における接触状態は未だ解消されていないとし、ステップS513:Yesより、ステップS509の直前まで戻り、停止を維持したまま上述した力センサの検出値の判定処理を繰り返す。基準越えが無ければロボットアーム本体200における接触状態は解消したものと判定し、ステップS513:Noより、ステップS514へ進む。
In step S513, it is checked whether or not there is a notification that the force detection value from the
ステップS514では制御装置400から復帰命令を受信したか否か判定する。制御装置400から復帰命令を受けたら、ステップS514:YesよりステップS501へ進み、通常動作を再開する。また、復帰命令が無い場合は、ステップS514:Noより処理S509の直前まで戻り、復帰命令を受信するまで停止を維持したまま上述した力センサの検出値の判定処理を繰り返す。
In step S514, it is determined whether or not a return command has been received from the
以上本実施形態では、ロボットアーム本体200において接触が発生した場合、制御装置400の指令が無くとも、各関節のCPUによって、ロボットアーム本体200を停止させることができる。よって、素早くロボットアーム本体を停止させることができ、外乱に対する応答性が向上したロボットシステムを提供することができる。特に接触した所定物体がユーザ(人)である場合には、ユーザが受ける衝撃を大きく低減することができ、ユーザの安全を確実に確保することができる。
As described above, in this embodiment, when contact occurs in the
また、ロボットアーム本体200を停止している間も、力センサの検出値を判定しており、停止時にユーザが接触した状態で、復帰動作を命令されても、復帰動作をしないようにすることができる。これによりロボットアーム停止時からの復帰においてもユーザの安全を確保でき、安全性をさらに向上させることができる。
In addition, while the robot arm
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、通常時の通信状態において信線103と通信線104を用いた。本実施形態では通常時の通信において通信線104を使用せず、通信線103によって実施する例につき詳述する。以下では、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)
In the first embodiment, the
図6は本実施形態における通常の通信状態におけるCPU401と各関節のCPU241~246との通信データのタイミングを示している。図6(a)は、通信線103を経由して制御装置400のCPU401と各関節のCPU241~246との通信を示している。図6(b)は、通信線103を経由して各関節のCPU241~246間における通信データのタイミングを示している。
FIG. 6 shows the timing of communication data between the
図6(a)(b)より、通常の通信状態の場合、CPU401は各関節のCPU241~246へ周期T1でコマンドの送信と、送信したコマンドに対するCPU241~246からの情報の受信を実行する。時刻t1~時刻t3までは、通信線103はCPU401がコマンドの送信に用い、通信線104は使用していないので各関節のCPU241~246では一定の電圧レベルのままとなっており受信待ちの状態となっている。時刻t3~時刻t4で、各関節のCPU241~246が順にCPU401へ通信線103を用いて、力センサやエンコーダ等によって取得された諸情報を送信する。
6A and 6B, in the normal communication state, the
図7は本実施形態における、力センサの検出値が基準値を超えた場合の通信データのタイミングを示している。図7(a)は、通信線103を経由して制御装置400のCPU401と各関節のCPU241~246との通信を示している。図7(b)は、通信線103を経由して各関節のCPU241~246間における通信データのタイミングを示している。
FIG. 7 shows the timing of communication data when the detected value of the force sensor exceeds the reference value in this embodiment. 7A shows communication between the
図7(b)より、時刻t1~時刻t2までは、通信線104を用いた通信を行っていない。ここで、時刻t2にて関節J4のCPU244が基準値を超える力センサ254の検出値を取得したとする。その際、通信線104を用い、CPU244は通信線104から他の関節のCPU241、242、243、245、246へ、力センサ254の検出値が基準値を超えたという情報を、諸情報と合わせて送信する。そして、力センサ254の検出値の基準値越えの情報を受信したPU241、242、243、245、246、およびCPU244は、は時刻t2-1から基準値を超えた場合の処理を行う。第1の実施形態と同様、力センサの検出値が基準値を超えた場合の処理は、各関節J1~J6のアームモータ211~216の回転を減速して停止する処理である。なお、本実施形態では、情報送信を終えるタイミングとなる時刻t2-1から検出値が基準値を超えた場合の処理を行うが、CPU244における検出値が基準値を超えた場合の処理は、情報の送信と並列して実行させても構わない。
From FIG. 7B, communication using the
以上本実施形態では、通常時の通信において通信線104を使用していない状態で、ロボットアーム本体200が接触を検知した場合について説明した。これにより、本実施形態では通信線104の通信順待ちが不要であるため、第1実施形態よりロボットアーム本体200を更に早く停止させることが可能となる。
In this embodiment, the case where the
(第3の実施形態)
上述の第1の実施形態、第2の実施形態では、通信線103、104の2つを用い、2系統の通信線が存在する場合について説明した。本実施形態では、2つあった通信線を1つにした場合について説明する。以下では、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、上述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)
In the first embodiment and the second embodiment described above, two
図8は本実施形態におけるロボットアーム本体200の制御ブロック図を示している。図8より、上述の実施形態では通信線103、104、と2系統あった通信線は、本実施形態では通信線103の1系統である。その他、アームモータ211~216、アームモータ制御装置221~226、モータドライバ231~236、CPU241~246、力センサ251~256は同様である。
FIG. 8 shows a control block diagram of the
図9は本実施形態におけるCPU401と各関節のCPU241~246との通信データのタイミングを示している。本実施形態では、第1の実施形態、第2の実施形態において通信線103、104で送信した情報を多重化し、通信線103で通信する。多重化、復元の処理は制御装置400及び各アームモータ制御装置221~226で行う。図9のCOM1、COM2...COM8は、制御装置400のCPU401が各関節のCPU241~246へ送信する際に多重化を行ったコマンドである。なお、コマンドの情報を時分割し、他の通信情報と交互に通信することを多重化とする。
FIG. 9 shows the timing of communication data between the
J1S、J2S...J6Sは、CPU241~246がCPU401へ諸情報の送信を行うタイミングである。J1、J2...J6は、CPU241~246間でデータの送信を行うタイミングである。周期T1で繰り返すコマンドCOM1~COM8及び諸情報J1S~J6SをCPU401とCPU241~246で送受信する通信系統と、周期T2で繰り返す諸情報J1~J6を各CPU241~246で送受信を行う通信系統との2系統を多重化する。ここで、周期T1で繰り返すコマンドCOM1~COM8及び諸情報J1S~J6Sの通信系統を主通信、周期T2で繰り返す諸情報J1~J6の通信系統を副通信とする。
J1S, J2S. . . J6S is the timing at which the
図9より、まず時刻t1~t2において主通信を行う。CPU401が各関節のCPU241~246へコマンドCOM1を送信する。コマンドは多重化しており、ここでは8分割したコマンドを時分割で送信する。
As shown in FIG. 9, main communication is first performed between times t1 and t2. The
次に、時刻t3から時刻t4までの期間に副通信を行う。CPU241が諸情報を他の関節のCPU242、243、244、245、246へ送信する。以降、主通信と副通信とを多重化して交互に送信する。
Next, secondary communication is performed during the period from time t3 to time t4. The
次に、主通信の送信周期T1期間に、CPU241~246の諸情報を返信する。本実施形態では、時刻t6から時刻t7の期間に、CPU241、242がCPU401のコマンドに返信する。以降、CPU246までの諸情報を時刻t8までに送信し、時刻t9からCPU401による、次の周期のコマンド送受信処理を実行し以降繰り返す。
Next, various information of the
ここで、時刻t4にて関節J2のCPU242が基準値を超える力センサ252の検出値を取得したとする。そして時刻t4-1にて、CPU242は副通信を用いて他の関節のCPU241、243、244、245、246へ、力センサ252の検出値が基準値を超えたという情報を、諸情報と合わせて送信する。そして、検出値が基準値を超えた、という情報を受信した他のCPU241、243、244、245、246、およびCPU242は、時刻t4-2から、検出値が基準値を超えた場合の処理を行う。本実施形態では、検出値が基準値を超えた場合、関節J1~J6のアームモータ211~216を減速し停止する。なお、本実施形態では、情報送信を終えるタイミングとなる時刻t4-2から検出値が基準値を超えた場合の処理を行うが、CPU242における検出値が基準値を超えた場合の処理は、情報の送信と並列して実行させても構わない。
Here, it is assumed that the
以上本実施形態では、1つの通信線によってロボットアーム本体200が接触を検知した場合について説明した。これにより、複数系統の通信線が存在する場合と比較して、通信線にかかるコストを低減し、かつ単系統の通信線で迅速な安全停止処理を行うことができる。
In the above embodiment, the case where the
(第4の実施形態)
上述の第3の実施形態では副通信を用いた例を説明したがこれに限られない。本実施形態では、第3の実施形態の構成において、通常の通信状態において副通信を実行していない状態で、接触を検出した場合について説明する。以下では、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、上述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)
Although an example using secondary communication has been described in the above-described third embodiment, the present invention is not limited to this. In this embodiment, in the configuration of the third embodiment, a case will be described in which contact is detected while secondary communication is not being performed in a normal communication state. In the following, parts of the hardware and control system configurations that are different from the above-described embodiment will be illustrated and explained. In addition, it is assumed that portions similar to those of the above-described embodiment can have the same configurations and functions as those described above, and detailed description thereof will be omitted.
図10は、本実施形態における通常の通信状態でのCPU401と各関節のCPU241~246との通信データのタイミングを示している。なお、副通信の実行の有無は、制御装置400が各CPU241~246へ送信するコマンドを用いて切り替える。図10より、主通信である、制御装置400のCPU401から各CPU241~246への通信は、時分割されたコマンドCMD1~CMD8が送信され、その後CPU241~246からCPU401へ諸情報J1S~J6Sが送信される。この主通信は第3の実施形態と一緒で、周期T1で繰り返す。副通信を実行しない場合、図10のように、副通信の期間は、一定の電圧レベルのままで、CPU241~246は受信待ちとなる。
FIG. 10 shows the timing of communication data between the
図11に、図10の状態で、力センサの検出値が基準値を超えた場合の通信データのタイミングチャートを示す。CPU401から各CPU241~246へは、時分割された主通信を周期T1で繰り返す。
FIG. 11 shows a timing chart of communication data when the detection value of the force sensor exceeds the reference value in the state of FIG. From the
ここで図11より、本実施形態では一例として、時刻t2までは図10と同様の動作をしており、時刻t2にて、CPU244が基準値を超える検出値を力センサ254から取得したものとする。そして時刻t3にて副通信を実行して、CPU244は通信線104から他の関節のCPU241、242、243、245、246へ、力センサ254の検出値が基準値を超えたという情報を、諸情報と合わせて送信する。
Here, from FIG. 11, in this embodiment, as an example, it is assumed that the same operation as in FIG. do. Then, at time t3, the
そして、力センサ254の検出値の基準値越えの情報を受信した他のCPU241、242、243、245、246、およびCPU244は、時刻t3-1から、検出値が基準値を超えた場合の処理を行う。本実施形態では、検出値が基準値を超えた場合、関節J1~J6のアームモータ211~216を減速し停止する。なお、本実施形態では、情報送信を終えるタイミングとなる時刻t3-1から検出値が基準値を超えた場合の処理を行うが、CPU244における検出値が基準値を超えた場合の処理は、情報の送信と並列して実行させても構わない。
The
以上本実施形態では、常時の通信において副通信をしていない状態で、ロボットアーム本体200が接触を検知した場合について説明した。これにより、本実施形態では副通信の通信順待ちが不要であるため、第3の実施形態よりロボットアーム本体200を更に早く停止させることが可能となる。
In the present embodiment, the case where the
(第5の実施形態)
上述の実施形態では外乱が発生している所定状態の例として、ロボットアーム本体200と何らかの所定物体との接触の場合を説明したがこれに限られない。本実施形態では、外乱が発生している所定状態としてロボットアーム本体200において故障を検出した場合について説明する。以下では、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、上述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。
(Fifth embodiment)
In the above-described embodiment, as an example of a predetermined state in which disturbance occurs, the case of contact between the
図12は本実施形態におけるロボットアーム本体200の制御ブロック図を示している。関節ユニットJ1~J6には、アームモータ211~216、アームモータ制御装置221~226、モータドライバ231~236、CPU241~246、故障検出手段261~266、ブレーキ271~276を備えている。
FIG. 12 shows a control block diagram of the
故障検出手段261~266は、ロボット本体を構成する機器としての配線の断線や、不図示の減速機の破損など不可逆的な故障の有無を周期的に検出し、接続されるCPU241~246へ故障の有無を通知するセンサである。故障を検出すると、各CPU241~246が、ブレーキ271~276を動作させ、アームモータ211~216を物理的に停止させる。
The failure detection means 261 to 266 periodically detect the presence or absence of an irreversible failure such as disconnection of wiring as a device constituting the robot main body or breakage of a speed reducer (not shown), and notify the
図13は本実施形態におけるフローチャートである。図13で述べる制御フローチャートは主に各関節のCPUによって実行されるものとして説明する。 FIG. 13 is a flow chart in this embodiment. The control flow chart shown in FIG. 13 is mainly executed by the CPU of each joint.
まず、通常の処理について説明する。今回は関節J1のCPU241を例に説明するが、他の関節におけるCPUでも同様の処理が可能である。
First, normal processing will be described. Although the
まずステップS1301で、関節J1の故障検出手段261の出力値をCPU241が取得する。
First, in step S1301, the
次にステップS1302で、ステップS1301で取得した故障検出手段261の検出値と、基準値とを比較し、取得した故障検出手段261の出力値が基準値内に収まっているか(基準値以下か)否かを判定する。故障検出手段261の出力値が基準値に収まっていたら(基準値以下であれば)、ステップS1303へ、収まっていなかったら(基準値より大きければ)ステップS1307へ進む。 Next, in step S1302, the detection value of the failure detection means 261 acquired in step S1301 is compared with a reference value, and whether the acquired output value of the failure detection means 261 falls within the reference value (below the reference value). determine whether or not If the output value of the failure detection means 261 falls within the reference value (if it is equal to or less than the reference value), the process proceeds to step S1303. If not (if it is greater than the reference value), the process proceeds to step S1307.
ステップS1302:Yesにより、ステップS1303に進めば、ステップS1303にて、関節J1の諸情報を他のCPU242~246へ送信する。なお、諸情報は、アームモータ211の回転角度情報、故障検出手段261の出力値情報等である。
Step S1302: Yes, if the process proceeds to step S1303, various information about the joint J1 is transmitted to the
次にステップS1304にて、他のCPU242~246からの諸情報を受信する。受信する情報はS1303で送信した内容と同様の項目である。 Next, in step S1304, various information is received from other CPUs 242-246. The information to be received is the same item as the content transmitted in S1303.
次にステップS1305で、ステップS1304で受信した情報における他のCPU242~246からの故障検出手段の出力値において、基準値越えの通知の有無を確認する。基準値の越えの通知が無ければステップS1306へ、基準値越えの通知があればステップS1308へ進む。
Next, in step S1305, it is checked whether or not the output value of the failure detecting means from the
ステップS1305:Noにより、ステップS1306に進めば、ステップS1306にて、通信線103から受信した制御装置400からのコマンドに従ったタスク処理(通常処理)を実行し、ステップS1301の直前まで戻り、上述の処理を繰り返す。
Step S1305: If the process proceeds to step S1306, in step S1306, task processing (normal processing) is executed according to the command from the
次に、ロボットアーム本体200において故障を検出し、故障検出手段の出力値が基準値を超えた場合の処理について説明する。
Next, the processing when a failure is detected in the
ステップS1302:Noにより、故障検出手段261の出力値が基準値を超えた場合、つまり何かしらの故障が発生したと判定された場合、ステップS1307に進む。ステップS1307では、他のCPU242~246へ、諸情報と一緒に基準値を超えたことを示す情報を通知し、ステップS1308へ進む。同様にステップS1305:Yesにより、他CPUから、基準値を超えたことを示す情報を通知された場合もステップS1308に進む。
Step S1302: If the output value of the failure detection means 261 exceeds the reference value, that is, if it is determined that some failure has occurred, the process proceeds to step S1307. In step S1307,
ステップS1308では、各ブレーキ271~276による停止処理をする。ブレーキによる停止処理は、各アームモータ211~216を減速停止した後に、ブレーキ271~276を用いて、制御信号及び外力により各アームモータ211~216が動作しないようにする処理である。減速停止は、動作可能なアームモータ211~216を対象に、制御目標の軌道に沿って停止する処理、接触した力を受けない方向へ移動して停止する処理、アームモータ211~26のスペックが許容する最速で停止する処理などでもよく他の方法でもよい。そしてアームモータ211~216の回転が停止するとブレーキ271~276により各アームモータの回転を固定し、ロボットアーム本体200が動作しないようにする。
In step S1308, stop processing is performed by the brakes 271-276. The stopping process by braking is a process of decelerating and stopping the
以上本実施形態では、ロボットアーム本体200において故障が発生した場合に、速やかに停止処理へ移行する場合について説明した。これにより、不可逆的な故障が発生した際にロボットアーム本体200を速やかに停止させ、動作しないようブレーキ271~276を用いることで、故障状態で動作を続けることなく速やかに停止させ、ユーザの安全を確実に確保することができる。
As described above, in the present embodiment, when a failure occurs in the robot arm
(第6の実施形態)
次に制御装置400に、CPU401とは異なるCPU1401を搭載した場合の実施形態について詳述する。以下では、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、上述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。またCPU401を第1処理部、CPU1401を第2処理部と呼称する場合がある。
(Sixth embodiment)
Next, an embodiment in which a
図14は本実施形態におけるロボットアーム本体200の制御ブロック図である。図14では、制御装置400にCPU401に加え、CPU1401を内蔵している。ここでCPU401とCPU1401とは独立したコアであっても構わないし、1つのコアでCPU401とCPU1401の機能を実装するマルチコアであっても構わない。CPU1401は、通信線104を介してロボットアーム本体200に設けられた力センサ251~256の値を監視する。ここでは、CPU1401は、CPU241~246から力センサ251~256を監視するが、その他モータ211~216の情報などを監視してもよい。力センサ251~256の情報は、通信線104を介して受信し、予め設けた基準値との比較を行う。また比較した結果を、バス406を介してCPU401と送受信可能なようにしている。なお、通信線104を使用するCPU1401とCPU241~246との通信周期は、通信線103を使用するCPU401とCPU241~246との通信周期より短い。またCPU1401によって、力センサ251~256の値と基準値との比較に基づいて、各CPU241~246に停止命令を送信することが可能となっている。
FIG. 14 is a control block diagram of the
図15は本実施形態における制御フローチャートである。図15で述べる制御フローチャートは主にCPU1401、CPU401、及び各関節のCPU241~246によって連携して実行されるものとして説明する。
FIG. 15 is a control flow chart in this embodiment. The control flowchart described in FIG. 15 will be described as being executed mainly by the
図15より、まずステップS1501で、各CPU251~256が各力センサ251~256の検出値を取得する。そしてステップS1502にて、各CPU251~256が、ステップS1501で取得した力センサ251~256の検出値をCPU1401へ通信線104を介して送信する。
Referring to FIG. 15, first, in step S1501, each CPU 251-256 acquires the detection value of each force sensor 251-256. Then, in step S1502, each of the
次にステップS1503にて、CPU1401が、ステップS1502で取得した力センサ251~256の検出値と、基準値とを比較し、取得した力センサ251~256の検出値が基準値内に収まっているか(基準値以下か)否かを判定する。各力センサ251~256の検出値が基準値に収まっていたら、ステップS1503:Yesより、ステップS1504へ進む。力センサ251~256の検出値のいずれか1つでも基準値に収まっていなかったら、ステップS1503:Noより、ステップS1507へ進む。本実施形態ではいずれか1つでも基準値に収まっていない場合を説明するが、いずれか2つ、いずれか3つ、のように適宜設定してかまわない。
Next, in step S1503, the
ステップS1503:Yesにより、ステップS1504に進めば、ステップS1504にて、CPU1401はCPU401へ各力センサ251~256の検出値が基準値に収まっていることを通知(送信)する。
Step S1503: Yes, if the process proceeds to step S1504, in step S1504, the
そしてステップS1505にて、CPU401は各CPU241~246へ通常の動作命令を送信する。次にステップS1506にて、各CPU241~246は、ステップS1505より受信した動作命令に従って通常処理を実行する。そして、ステップS1501の直前へ戻り、上述した制御フローを繰り返す。
Then, in step S1505, the
ステップS1503:Noより、ステップS1507に進めば、ステップS1507にて、CPU1401は、各CPU241~246へ停止命令を、通信線104を介して送信する。また停止命令を送信すると共に、CPU401へ各力センサ251~256の検出値のうちいずれか1つが基準値を超えたことを通知(送信)する。通信線104を用いた通信周期は通信線103を用いた通信周期よりも短いため、CPU401を介して停止命令を出力するよりも速く停止命令を各CPU241~246へ送信することが可能となる。
From step S1503: No, if the process proceeds to step S1507, the
そしてステップS1508にて、各CPU241~246は、各ブレーキ271~276による停止処理を実行する。ブレーキによる停止処理は、各アームモータ211~216を減速停止した後に、各ブレーキ271~276を用いて、制御信号及び外力により各アームモータ211~216が動作しないようにする処理である。減速停止は、動作可能な各アームモータ211~216を対象に、制御目標の軌道に沿って停止する処理、接触した力を受けない方向へ移動して停止する処理、各アームモータ211~216のスペックが許容する最速で停止する処理などを用いる。そして各アームモータ211~216の回転が停止すると各ブレーキ271~276により各アームモータ211~216の回転を固定し、ロボットアーム本体200が動作しないようにする。なお本実施形態ではCPU1401により停止処理を行ったが、各CPU241~246に実行させても構わない。
Then, in step S1508, each of the CPUs 241-246 executes stop processing by each of the brakes 271-276. The stopping process by braking is a process of decelerating and stopping the
以上本実施形態では、各力センサ251~256の監視を主に担い、CPU401の通信周期よりも短い通信周期で通信するCPU1401を備えている。よってロボットアーム本体200において接触が発生した場合、CPU401の指令が無くとも、通信周期の短い、CPU1401によって、ロボットアーム本体200を停止させることができる。よって、素早くロボットアーム本体200を停止させることができ、外乱に対する応答性が向上したロボットシステムを提供することができる。特に接触した所定物体がユーザ(人)である場合には、ユーザが受ける衝撃を大きく低減することができ、ユーザの安全を確実に確保することができる。
As described above, in this embodiment, the
(第7の実施形態)
次に通信線103を無線通信105に置き換えた場合の実施形態について詳述する。本実施形態では、通信線103がロボットアーム本体200内では通っておらず、代わりに無線装置1601~1608を介して、CPU401と各CPU241~246とが通信する。以下では、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、上述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。またCPU401を第1処理部、CPU1401を第2処理部と呼称する場合がある。
(Seventh embodiment)
Next, an embodiment in which the
図16は本実施形態におけるロボットアーム本体200の制御ブロック図を示している。図16より、各アームモータ制御装置221~226には無線装置1601~1606がそれぞれ設けられており、各CPU241~246に接続されている。さらに、ロボットアーム本体200内にて各無線装置1601~1606を統括して無線通信を行う無線装置1607を設けている。また、制御装置400には、無線装置1607と無線通信を行う無線装置1608が設けられており、無線装置1608はCPU401と接続されている。これら無線装置1601~1608による無線通信105を介して、CPU401は各CPU241~246と通信可能となっている。
FIG. 16 shows a control block diagram of the
また変形例として図17のように無線通信105を形成しても構わない。図17は本実施形態における変形例を示したロボットアーム本体200の制御ブロック図である。図17では、図16で述べた無線装置1607を無くし、無線装置1608を無線装置1601に接続している。そして無線装置1601~1606間を直接接続している。このように各CPU241~246間を直接、無線通信させて、CPU401と無線通信させても構わない。
As a modification,
CPU1401は、通信線104を介してロボットアーム本体200に設けられた力センサ251~256の値を監視する。ここでは、CPU1401は、CPU241~246から力センサ251~256を監視するが、その他モータ211~216の情報などを監視してもよい。力センサ251~256の情報は、通信線104を介して受信し、予め設けた基準値との比較を行う。また比較した結果を、バス406を介してCPU401と送受信可能なようにしている。なお、通信線104を使用するCPU1401とCPU241~246との通信周期は、無線通信105を使用するCPU401とCPU241~246との通信周期より短い。またCPU1401によって、力センサ251~256の値と基準値との比較に基づいて、各CPU241~246に停止命令を送信することが可能となっている。ロボットアーム本体200の停止処理に関する制御フローは図15と同様であるため、説明を割愛する。なお本実施形態ではCPU1401により停止処理を行ったが、各CPU241~246に実行させても構わない。
以上本実施形態では、各力センサ251~256の監視を主に担い、CPU401の通信周期よりも短い通信周期で通信するCPU1401を備えている。よってロボットアーム本体200において接触が発生した場合、CPU401の指令が無くとも、通信周期の短い、CPU1401によって、ロボットアーム本体200を停止させることができる。よって、素早くロボットアーム本体200を停止させることができ、外乱に対する応答性が向上したロボットシステムを提供することができる。特に接触した所定物体がユーザ(人)である場合には、ユーザが受ける衝撃を大きく低減することができ、ユーザの安全を確実に確保することができる。
As described above, in this embodiment, the
また、無線通信により、通信線の本数が削減でき、ロボットアーム本体200を小型化することができ、ロボットアーム本体200の質量を減らすことができるので、人と接触した際の衝撃を低減させることができる。また、ロボットアーム本体200の停止に関しては、通信線104を介して停止処理を実行するのでロボットアーム本体200を確実に停止させることができる。
In addition, wireless communication can reduce the number of communication lines, miniaturize the
(第8の実施形態)
次に通信線103を無線通信105に置き換え、通信線104を無線通信106に置き換えた場合の実施形態について詳述する。本実施形態では、通信線103、104がロボットアーム本体200内では通っていない。代わりに無線装置1601~1608を介して、CPU401と各CPU241~246とが通信し、無線装置1801~1808を介して、CPU1401と各CPU241~246とが通信する。以下では、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、上述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。またCPU401を第1処理部、CPU1401を第2処理部と呼称する場合がある。また無線装置1601~1608による無線通信を第1無線通信、無線装置1801~1808による無線通信を第2無線通信と呼称する場合がある。
(Eighth embodiment)
Next, an embodiment in which the
図18は本実施形態におけるロボットアーム本体200の制御ブロック図である。図18より、各アームモータ制御装置221~226には無線装置1601~1606、1801~1806がそれぞれ設けられており、各CPU241~246に接続されている。さらに、ロボットアーム本体200内にて各無線装置1601~1606を統括して無線通信を行う無線装置1607、各無線通信装置1801~1806を統括して無線通信を行う無線装置1807を設けている。また、制御装置400には、無線装置1607と無線通信を行う無線装置1608が設けられており、無線装置1608はCPU401と接続されている。同様に、無線装置1807と無線通信を行う無線装置1808が設けられており、無線装置1808はCPU1401と接続されている。無線装置1601~1608による無線通信105を介して、CPU401は各CPU241~246と通信可能となっている。また、無線装置1801~1808による無線通信106を介して、CPU1401は各CPU241~246と通信可能となっている。
FIG. 18 is a control block diagram of the
CPU1401は、無線通信106を介してロボットアーム本体200に設けられた力センサ251~256の値を監視する。ここでは、CPU1401は、CPU241~246から力センサ251~256を監視するが、その他モータ211~216の情報などを監視してもよい。力センサ251~256の情報は、無線通信106を介して受信し、予め設けた基準値との比較を行う。また比較した結果を、バス406を介してCPU401と送受信可能なようにしている。なお、無線通信106を使用するCPU1401とCPU241~246との通信周期は、無線通信105を使用するCPU401とCPU241~246との通信周期より短い。またCPU1401によって、力センサ251~256の値と基準値との比較に基づいて、各CPU241~246に停止命令を送信することが可能となっている。
図19は本実施形態における制御フローチャートである。図19で述べる制御フローチャートは主にCPU1401、CPU401、及び各関節のCPU241~246によって連携して実行されるものとして説明する。
FIG. 19 is a control flow chart in this embodiment. The control flowchart described in FIG. 19 will be described as being executed mainly by the
図19より、まずステップS1901で、各CPU251~256が各力センサ251~256の検出値を取得する。そしてステップS1902にて、各CPU251~256が、ステップS1901で取得した力センサ251~256の検出値をCPU1401へ無線通信106を介して送信する。
Referring to FIG. 19, first, in step S1901, each CPU 251-256 acquires the detection value of each force sensor 251-256. Then, in step S1902, each of the
次にステップS1903にて、ステップS1902で各CPU241~246が送信した無線信号をCPU1401が正しく受信できたかを判定する。全てのCPU241~246からの信号をCPU1401により正しく受信できていたら、ステップS1903:Yesより、ステップS1904へ進む。各CPU241~246から1つでも信号を受信できていなければ、ステップS1903:Noより、ステップS1909へ進む。
Next, in step S1903, it is determined whether the
次にステップS1904にて、CPU1401が、ステップS1902で取得した力センサ251~256の検出値と、基準値とを比較し、取得した力センサ251~256の検出値が基準値内に収まっているか(基準値以下か)否かを判定する。各力センサ251~256の検出値が基準値に収まっていたら、ステップS1904:Yesより、ステップS1905へ進む。力センサ251~256の検出値のいずれか1つでも基準値に収まっていなかったら、ステップS1904:Noより、ステップS1908へ進む。本実施形態ではいずれか1つでも基準値に収まっていない場合を説明するが、いずれか2つ、いずれか3つ、のように適宜設定してかまわない。
Next, in step S1904, the
ステップS1904:Yesにより、ステップS1905に進めば、ステップS1905にて、CPU1401はCPU401へ各力センサ251~256の検出値が基準値に収まっていることを通知(送信)する。
Step S1904: Yes, if the process proceeds to step S1905, in step S1905, the
そしてステップS1906にて、CPU401は各CPU241~246へ通常の動作命令を送信する。次にステップS1907にて、各CPU241~246は、ステップS1906より受信した動作命令に従って通常処理を実行する。そして、ステップS1901の直前へ戻り、上述した制御フローを繰り返す。
Then, in step S1906, the
ステップS1903:Noより、ステップS1909に進めば、ステップS1909にて、CPU1401は、各CPU241~246へ停止命令を、無線通信106を介して送信する。また停止命令を送信すると共に、CPU1401は、各CPU241~246との無線通信106を介した通信が一部または全部不能であることをCPU401通知(送信)する。
From step S1903: No, if the process proceeds to step S1909, the
そしてステップS1910にて、CPU401は無線通信105を介して停止命令を各CPU241~246へ送信する。これにより、無線通信106に何かしら異常が発生している場合でも、無線通信105を介して停止命令を送信できるのでロボットアーム本体200を確実に停止させることができる。
Then, in step S1910,
ステップS1904:Noより、ステップS1908に進めば、ステップS1907にて、CPU1401は、各CPU241~246へ停止命令を、無線通信106を介して送信する。また停止命令を送信すると共に、CPU401へ各力センサ251~256の検出値のうちいずれか1つが基準値を超えたことを通知(送信)する。無線通信106を用いた通信周期は無線通信105を用いた通信周期よりも短いため、CPU401を介して停止命令を出力するよりも速く停止命令を各CPU241~246へ送信することが可能となる。
From step S1904: No, if the process proceeds to step S1908, the
そしてステップS1911にて、各CPU241~246は、各ブレーキ271~276による停止処理を実行する。ブレーキによる停止処理は、各アームモータ211~216を減速停止した後に、各ブレーキ271~276を用いて、制御信号及び外力により各アームモータ211~216が動作しないようにする処理である。減速停止は、動作可能な各アームモータ211~216を対象に、制御目標の軌道に沿って停止する処理、接触した力を受けない方向へ移動して停止する処理、各アームモータ211~216のスペックが許容する最速で停止する処理などを用いる。そして各アームモータ211~216の回転が停止すると各ブレーキ271~276により各アームモータ211~216の回転を固定し、ロボットアーム本体200が動作しないようにする。なお本実施形態ではCPU1401により停止処理を行ったが、各CPU241~246に実行させても構わない。
Then, in step S1911, each of the CPUs 241-246 executes stop processing by each of the brakes 271-276. The stopping process by braking is a process of decelerating and stopping the
以上本実施形態では、各力センサ251~256の監視を主に担い、CPU401の通信周期よりも短い通信周期で通信するCPU1401を備えている。よってロボットアーム本体200において接触が発生した場合、CPU401の指令が無くとも、通信周期の短い、CPU1401によって、ロボットアーム本体200を停止させることができる。よって、素早くロボットアーム本体200を停止させることができ、外乱に対する応答性が向上したロボットシステムを提供することができる。特に接触した所定物体がユーザ(人)である場合には、ユーザが受ける衝撃を大きく低減することができ、ユーザの安全を確実に確保することができる。
As described above, in this embodiment, the
また、CPU1401と通信を行う無線通信106において、信号を取得できないCPUが存在する場合、力センサの検出値に関わらず、ロボットアーム本体200の停止処理を、無線通信105、106を介して実行する。これにより、無線通信106の異常により力センサの異常値を見逃すことで発生するユーザの危険を低減できる。さらに2つの無線通信を介して停止処理を実行するため、ロボットアーム本体200を確実に停止させることができる。
Also, in the
また、無線通信により、通信線の本数が削減でき、ロボットアーム本体200を小型化することができ、ロボットアーム本体200の質量を減らすことができるので、人と接触した際の衝撃を低減させることができる。
In addition, wireless communication can reduce the number of communication lines, miniaturize the
(その他の実施形態)
以上述べた実施形態の処理手順は具体的には制御装置のCPU、各アームモータ制御装置のCPU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読み出して実行するように構成することもできる。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 procedure of the embodiment described above is specifically executed by the CPU of the control device and the CPU of each arm motor control device. Therefore, it is also possible to read and execute a recording medium recording a software program capable of executing the functions described above. 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 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 program for carrying out the present invention may be recorded on any recording medium as long as it is a 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、水平多関節型、パラレルリンク型、直交ロボット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
また上述した種々の実施形態では、ロボットアーム本体200におけるアームモータ211~216の停止を例にとり説明したがこれに限られない。例えば、ロボットハンド本体300におけるハンドモータ311を、本発明が述べる方法により停止させても構わない。
Further, in the various embodiments described above, an example of stopping the
また上述した種々の実施形態では、力センサの検出値または故障検出手段の出力値が基準値を超えた場合に停止処理を行い、力センサの検出値または故障検出手段の出力値が基準値以下の場合は通常処理を実行する場合について説明した。しかしながら、力センサの検出値または故障検出手段の出力値が基準値以上の場合に停止処理を行い、力センサの検出値または故障検出手段の出力値が基準値より小さい場合は通常処理を実行するようにしても構わない。 Further, in the various embodiments described above, when the detection value of the force sensor or the output value of the failure detection means exceeds the reference value, the stop processing is performed, and the detection value of the force sensor or the output value of the failure detection means is equal to or less than the reference value. In the case of , the case of executing normal processing has been described. However, when the detected value of the force sensor or the output value of the failure detection means is equal to or greater than the reference value, the stop process is performed, and when the detected value of the force sensor or the output value of the failure detection means is smaller than the reference value, the normal process is performed. It doesn't matter if you do.
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。また、上述の種々の実施形態および変形例を組み合わせて実施しても構わない。 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. Also, the various embodiments and modifications described above may be combined and implemented.
また本実施形態の開示は、以下の構成および方法を含む。 Further, the disclosure of this embodiment includes the following configurations and methods.
(構成1)
ロボット本体と、
前記ロボット本体に設けられた複数の第1制御装置と、
前記ロボット本体の状態を検出する検出手段と、を備え、
前記第1制御装置のうちのいずれか1つの前記第1制御装置が、前記検出手段の検出結果に基づき前記ロボット本体が所定状態であることを取得すると、前記1つの前記第1制御装置以外の他の前記第1制御装置へ前記所定状態であることを示す情報を出力する、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Configuration 1)
the robot body and
a plurality of first control devices provided in the robot body;
and detecting means for detecting the state of the robot body,
When any one of the first control devices acquires that the robot main body is in a predetermined state based on the detection result of the detection means, the control device other than the one first control device Outputting information indicating the predetermined state to the other first control device;
A robot system characterized by:
(構成2)
構成1に記載のロボットシステムにおいて、
前記1つ以外の他の前記第1制御装置は、前記情報を取得すると、前記ロボット本体を停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Configuration 2)
In the robot system according to configuration 1,
When the first control device other than the one acquires the information, it stops the robot body.
A robot system characterized by:
(構成3)
構成2に記載のロボットシステムにおいて、
前記停止は、前記ロボット本体の軌道に沿って停止させる方法、前記所定状態からさらに力を受けない方向へ移動させて停止させる方法、前記ロボット本体のスペックが許容する最速で停止させる方法、の少なくとも1つの方法で停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 3)
In the robot system according to
The stop is at least a method of stopping along the trajectory of the robot main body, a method of moving from the predetermined state in a direction in which no further force is applied, and a method of stopping at the fastest speed allowed by the specifications of the robot main body. One way to stop
A robot system characterized by:
(構成4)
構成2または3に記載のロボットシステムにおいて、
前記第1制御装置は、前記ロボット本体を停止させた状態においても、前記検出手段の前記検出結果に基づき前記ロボット本体が前記所定状態であるか否か判定する、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 4)
In the robot system according to
The first control device determines whether the robot body is in the predetermined state based on the detection result of the detection means even when the robot body is stopped.
A robot system characterized by:
(構成5)
構成4に記載のロボットシステムにおいて、
前記第1制御装置は、前記ロボット本体が停止した状態において、復帰動作を指令された際、前記ロボット本体が前記所定状態である場合、前記復帰動作を実行しない、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 5)
In the robot system according to configuration 4,
The first control device does not execute the return operation when the robot main unit is in the predetermined state when the return operation is commanded while the robot main unit is stopped.
A robot system characterized by:
(構成6)
構成1から5のいずれか1項に記載のロボットシステムにおいて、
前記1つの前記第1制御装置による停止は、前記情報の送信と並列して実行される、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 6)
In the robot system according to any one of configurations 1 to 5,
deactivation by the one of the first controllers is performed in parallel with the transmission of the information;
A robot system characterized by:
(構成7)
構成1から6のいずれか1項に記載のロボットシステムにおいて、
前記第1制御装置を統合して制御する第2制御装置をさらに備え、
前記情報は、前記第2制御装置を介さずに出力される、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 7)
In the robot system according to any one of configurations 1 to 6,
Further comprising a second control device that integrates and controls the first control device,
the information is output without going through the second control device;
A robot system characterized by:
(構成8)
構成7に記載のロボットシステムにおいて、
前記第1制御装置の間における第1通信の周期は、前記第1制御装置と前記第2制御装置との間における第2通信の周期よりも短い、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 8)
In the robot system according to configuration 7,
A period of first communication between the first control device is shorter than a period of second communication between the first control device and the second control device,
A robot system characterized by:
(構成9)
構成7に記載のロボットシステムにおいて、
前記第1制御装置の間における第1通信を行う第1通信線と、
前記第1制御装置と前記第2制御装置との間における第2通信を行う第2通信線と、を備えている、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 9)
In the robot system according to configuration 7,
a first communication line for performing first communication between the first control devices;
a second communication line for performing a second communication between the first control device and the second control device;
A robot system characterized by:
(構成10)
構成9に記載のロボットシステムにおいて、
前記ロボット本体が前記所定状態でない場合、前記第1通信線を使用しない、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Configuration 10)
In the robot system according to configuration 9,
not using the first communication line when the robot body is not in the predetermined state;
A robot system characterized by:
(構成11)
構成7に記載のロボットシステムにおいて、
前記第1制御装置の間における第1通信と、前記第1制御装置と前記第2制御装置との間における第2通信と、を多重化する、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 11)
In the robot system according to configuration 7,
multiplexing a first communication between the first controller and a second communication between the first controller and the second controller;
A robot system characterized by:
(構成12)
構成11に記載のロボットシステムにおいて、
前記ロボット本体が前記所定状態でない場合、前記第1通信を使用しない、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 12)
In the robot system according to configuration 11,
not using the first communication when the robot body is not in the predetermined state;
A robot system characterized by:
(構成13)
構成8から12のいずれか1項に記載のロボットシステムにおいて、
前記第1通信は、カスケード接続、バス接続、デイジーチェーン接続の少なくとも1つによって実行される、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 13)
In the robot system according to any one of configurations 8 to 12,
the first communication is performed by at least one of a cascade connection, a bus connection, and a daisy chain connection;
A robot system characterized by:
(構成14)
構成7から13のいずれか1項に記載のロボットシステムにおいて、
前記第1制御装置は、前記ロボット本体を停止させた状態においても、前記検出手段の前記検出結果に基づき前記ロボット本体が前記所定状態であるか否か判定し、
前記ロボット本体が前記所定状態であるか否かを前記第2制御装置に出力する、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 14)
In the robot system according to any one of configurations 7 to 13,
The first control device determines whether or not the robot body is in the predetermined state based on the detection result of the detection means even when the robot body is stopped,
outputting to the second control device whether the robot body is in the predetermined state;
A robot system characterized by:
(構成15)
構成1から14のいずれか1項に記載のロボットシステムにおいて、
前記所定状態は、前記ロボット本体が所定物体と接触した状態である、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 15)
In the robot system according to any one of configurations 1 to 14,
the predetermined state is a state in which the robot body is in contact with a predetermined object;
A robot system characterized by:
(構成16)
構成15に記載のロボットシステムにおいて、
前記検出手段は力の情報を検出するセンサであり、
前記第1制御装置は、前記センサに基づき前記接触を取得する、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 16)
In the robot system according to
The detection means is a sensor that detects force information,
the first controller acquires the contact based on the sensor;
A robot system characterized by:
(構成17)
構成1から14のいずれか1項に記載のロボットシステムにおいて、
前記所定状態は、前記ロボット本体に故障が発生した状態である、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 17)
In the robot system according to any one of configurations 1 to 14,
the predetermined state is a state in which a failure has occurred in the robot body;
A robot system characterized by:
(構成18)
構成17に記載のロボットシステムにおいて、
前記検出手段は、前記ロボット本体を構成する機器における前記故障を検出する故障検出手段であり、
前記第1制御装置は、前記故障検出手段に基づき前記故障を取得する、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 18)
In the robot system according to configuration 17,
the detection means is a failure detection means for detecting the failure in the equipment constituting the robot main body;
The first control device acquires the failure based on the failure detection means.
A robot system characterized by:
(構成19)
構成18に記載のロボットシステムにおいて、
前記ロボット本体は、ブレーキをさらに備え、
前記第1制御装置は、前記故障を検出すると、前記ブレーキを用いて前記ロボット本体を停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 19)
In the robot system according to configuration 18,
The robot body further comprises a brake,
When the first control device detects the failure, the first control device stops the robot body using the brake.
A robot system characterized by:
(構成20)
構成1から19のいずれか1項に記載のロボットシステムにおいて、
前記ロボット本体は複数の関節と、
前記関節に対応して設けられる複数の駆動源と、を備え、
前記第1制御装置は、対応する前記関節に設けられ、対応する前記駆動源の制御を行う、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Configuration 20)
In the robot system according to any one of configurations 1 to 19,
The robot body has a plurality of joints,
and a plurality of drive sources provided corresponding to the joints,
The first control device is provided at the corresponding joint and controls the corresponding drive source.
A robot system characterized by:
(構成21)
構成1から20のいずれか1項に記載のロボットシステムにおいて、
前記ロボット本体は、ロボットアームとロボットハンドと、を備え、
前記第1制御装置は、前記ロボットハンドにも設けられている、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 21)
In the robot system according to any one of configurations 1 to 20,
The robot body includes a robot arm and a robot hand,
The first control device is also provided in the robot hand,
A robot system characterized by:
(構成22)
構成1から5のいずれか1項に記載のロボットシステムにおいて、
前記第1制御装置を統合して制御する第2制御装置をさらに備え、
前記第2制御装置は、
第1通信線を介して前記第1制御装置と第1通信を行う第1処理部と、
第2通信線を介して前記第1制御装置と第2通信を行う第2処理部と、を備え、
前記第2通信の周期は前記第1通信の周期よりも短く、
前記第2処理部は、前記検出手段の前記検出結果に基づき、前記第2通信を介して前記ロボット本体を停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 22)
In the robot system according to any one of configurations 1 to 5,
Further comprising a second control device that integrates and controls the first control device,
The second control device is
a first processing unit that performs first communication with the first control device via a first communication line;
A second processing unit that performs second communication with the first control device via a second communication line,
the cycle of the second communication is shorter than the cycle of the first communication;
The second processing unit stops the robot body via the second communication based on the detection result of the detection means.
A robot system characterized by:
(構成23)
構成1から5のいずれか1項に記載のロボットシステムにおいて、
前記第1制御装置を統合して制御する第2制御装置をさらに備え、
前記第2制御装置は、
無線通信を介して前記第1制御装置と第1通信を行う第1処理部と、
通信線を介して前記第1制御装置と第2通信を行う第2処理部と、を備え、
前記第2通信の周期は前記第1通信の周期よりも短く、
前記第2処理部は、前記検出手段の前記検出結果に基づき、前記第2通信を介して前記ロボット本体を停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 23)
In the robot system according to any one of configurations 1 to 5,
Further comprising a second control device that integrates and controls the first control device,
The second control device is
a first processing unit that performs first communication with the first control device via wireless communication;
A second processing unit that performs second communication with the first control device via a communication line,
the cycle of the second communication is shorter than the cycle of the first communication;
The second processing unit stops the robot body via the second communication based on the detection result of the detection means.
A robot system characterized by:
(構成24)
構成1から5のいずれか1項に記載のロボットシステムにおいて、
前記第1制御装置を統合して制御する第2制御装置をさらに備え、
前記第2制御装置は、
第1無線通信を介して前記第1制御装置と第1通信を行う第1処理部と、
第2無線通信を介して前記第2制御装置と第2通信を行う第2処理部と、を備え、
前記第2通信の周期は前記第1通信の周期よりも短く、
前記第2処理部は、前記検出手段の前記検出結果に基づき、前記第2通信を介して前記ロボット本体を停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 24)
In the robot system according to any one of configurations 1 to 5,
Further comprising a second control device that integrates and controls the first control device,
The second control device is
a first processing unit that performs first communication with the first control device via first wireless communication;
A second processing unit that performs second communication with the second control device via a second wireless communication,
the cycle of the second communication is shorter than the cycle of the first communication;
The second processing unit stops the robot body via the second communication based on the detection result of the detection means.
A robot system characterized by:
(構成25)
構成24に記載のロボットシステムにおいて、
前記第2処理部は、前記第2通信を介して前記第1制御装置の一部から信号が取得できない場合、前記第2通信を介して前記ロボット本体を停止させると共に、前記第1処理部により前記第1通信を介して前記ロボット本体を停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。
(Composition 25)
In the robot system according to configuration 24,
The second processing unit stops the robot body via the second communication when a signal cannot be acquired from a part of the first control device via the second communication, and causes the first processing unit to stopping the robot body via the first communication;
A robot system characterized by:
(方法26)
構成1から25のいずれか1項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。
(Method 26)
26. A method of manufacturing an article, comprising manufacturing an article using the robot system according to any one of Structures 1 to 25.
(方法27)
ロボット本体と、
前記ロボット本体に設けられた複数の第1制御装置と、
前記ロボット本体の状態を検出する検出手段と、を備えたロボットシステムの制御方法であって、
前記第1制御装置のうちのいずれか1つの前記第1制御装置が、前記検出手段の検出結果に基づき前記ロボット本体が所定状態であることを取得すると、前記1つの前記第1制御装置以外の他の前記第1制御装置へ前記所定状態であることを示す情報を出力する、
ことを特徴とする制御方法。
(Method 27)
the robot body and
a plurality of first control devices provided in the robot body;
A control method for a robot system comprising a detection means for detecting the state of the robot main body,
When any one of the first control devices acquires that the robot main body is in a predetermined state based on the detection result of the detection means, the control device other than the one first control device Outputting information indicating the predetermined state to the other first control device;
A control method characterized by:
(構成28)
装置と、
前記装置に設けられた複数の第1制御装置と、
前記装置の状態を検出する検出手段と、を備え、
前記第1制御装置のうちのいずれか1つの前記第1制御装置が、前記検出手段の検出結果に基づき前記装置が所定状態であることを取得すると、前記1つの前記第1制御装置以外の他の前記第1制御装置へ前記所定状態であることを示す情報を出力する、
ことを特徴とするシステム。
(Composition 28)
a device;
a plurality of first controllers provided in the device;
and detecting means for detecting the state of the device,
When any one of the first control devices acquires that the device is in a predetermined state based on the detection result of the detection means, other than the one first control device Outputting information indicating the predetermined state to the first control device of
A system characterized by:
(方法29)
装置と、
前記装置に設けられた複数の第1制御装置と、
前記装置の状態を検出する検出手段と、を備えたシステムの制御方法であって、
前記第1制御装置のうちのいずれか1つの前記第1制御装置が、前記検出手段の検出結果に基づき前記装置が所定状態であることを取得すると、前記1つの前記第1制御装置以外の他の前記第1制御装置へ前記所定状態であることを示す情報を出力する、
ことを特徴とする制御方法。
(Method 29)
a device;
a plurality of first controllers provided in the device;
A control method for a system comprising detection means for detecting the state of the device,
When any one of the first control devices acquires that the device is in a predetermined state based on the detection result of the detection means, other than the one first control device Outputting information indicating the predetermined state to the first control device of
A control method characterized by:
(構成30)
方法27または29に記載の制御方法を実行可能な制御プログラム。
(Configuration 30)
A control program capable of executing the control method according to method 27 or 29.
(構成31)
構成30に記載の制御プログラムを格納した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。
(Composition 31)
A computer-readable recording medium storing the control program according to configuration 30.
103、104 通信線
200 ロボットアーム本体
201、202、203、204、205、206 リンク
211、212、213、214、215、216 アームモータ
221、222、223、224、225、226 アームモータ制御装置
231、232、233、234、235、236 モータドライバ
241、242、243、244、245、246、401 CPU
251、252、253、254、255、256 力センサ
261、262、263、264、265、266 故障検出手段
271、272、273、274、275、276 ブレーキ
300 ロボットハンド本体
311 ハンドモータ
312 指部
400 制御装置
402 ROM
403 RAM
404 HDD
405 記録ディスクドライブ
406 バス
440 記録ディスク
450 基本プログラム
500 外部入力装置
103, 104
251, 252, 253, 254, 255, 256
403 RAM
404 HDDs
405
Claims (31)
前記ロボット本体に設けられた複数の第1制御装置と、
前記ロボット本体の状態を検出する検出手段と、を備え、
前記第1制御装置のうちのいずれか1つの前記第1制御装置が、前記検出手段の検出結果に基づき前記ロボット本体が所定状態であることを取得すると、前記1つの前記第1制御装置以外の他の前記第1制御装置へ前記所定状態であることを示す情報を出力する、
ことを特徴とするロボットシステム。 the robot body and
a plurality of first control devices provided in the robot body;
and detecting means for detecting the state of the robot body,
When any one of the first control devices acquires that the robot main body is in a predetermined state based on the detection result of the detection means, the control device other than the one first control device Outputting information indicating the predetermined state to the other first control device;
A robot system characterized by:
前記1つ以外の他の前記第1制御装置は、前記情報を取得すると、前記ロボット本体を停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 1,
When the first control device other than the one acquires the information, it stops the robot body.
A robot system characterized by:
前記停止は、前記ロボット本体の軌道に沿って停止させる方法、前記所定状態からさらに力を受けない方向へ移動させて停止させる方法、前記ロボット本体のスペックが許容する最速で停止させる方法、の少なくとも1つの方法で停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。 In the robot system according to claim 2,
The stop is at least a method of stopping along the trajectory of the robot main body, a method of moving from the predetermined state in a direction in which no further force is applied, and a method of stopping at the fastest speed allowed by the specifications of the robot main body. One way to stop
A robot system characterized by:
前記第1制御装置は、前記ロボット本体を停止させた状態においても、前記検出手段の前記検出結果に基づき前記ロボット本体が前記所定状態であるか否か判定する、
ことを特徴とするロボットシステム。 In the robot system according to claim 2,
The first control device determines whether the robot body is in the predetermined state based on the detection result of the detection means even when the robot body is stopped.
A robot system characterized by:
前記第1制御装置は、前記ロボット本体が停止した状態において、復帰動作を指令された際、前記ロボット本体が前記所定状態である場合、前記復帰動作を実行しない、
ことを特徴とするロボットシステム。 In the robot system according to claim 4,
The first control device does not execute the return operation when the robot main unit is in the predetermined state when the return operation is commanded while the robot main unit is stopped.
A robot system characterized by:
前記1つの前記第1制御装置による停止は、前記情報の送信と並列して実行される、
ことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 1,
deactivation by the one of the first controllers is performed in parallel with the transmission of the information;
A robot system characterized by:
前記第1制御装置を統合して制御する第2制御装置をさらに備え、
前記情報は、前記第2制御装置を介さずに出力される、
ことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 1,
Further comprising a second control device that integrates and controls the first control device,
the information is output without going through the second control device;
A robot system characterized by:
前記第1制御装置の間における第1通信の周期は、前記第1制御装置と前記第2制御装置との間における第2通信の周期よりも短い、
ことを特徴とするロボットシステム。 In the robot system according to claim 7,
A period of first communication between the first control device is shorter than a period of second communication between the first control device and the second control device,
A robot system characterized by:
前記第1制御装置の間における第1通信を行う第1通信線と、
前記第1制御装置と前記第2制御装置との間における第2通信を行う第2通信線と、を備えている、
ことを特徴とするロボットシステム。 In the robot system according to claim 7,
a first communication line for performing first communication between the first control devices;
a second communication line for performing a second communication between the first control device and the second control device;
A robot system characterized by:
前記ロボット本体が前記所定状態でない場合、前記第1通信線を使用しない、
ことを特徴とするロボットシステム。 In the robot system according to claim 9,
not using the first communication line when the robot body is not in the predetermined state;
A robot system characterized by:
前記第1制御装置の間における第1通信と、前記第1制御装置と前記第2制御装置との間における第2通信と、を多重化する、
ことを特徴とするロボットシステム。 In the robot system according to claim 7,
multiplexing a first communication between the first controller and a second communication between the first controller and the second controller;
A robot system characterized by:
前記ロボット本体が前記所定状態でない場合、前記第1通信を使用しない、
ことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 11, wherein
not using the first communication when the robot body is not in the predetermined state;
A robot system characterized by:
前記第1通信は、カスケード接続、バス接続、デイジーチェーン接続の少なくとも1つによって実行される、
ことを特徴とするロボットシステム。 In the robot system according to claim 8,
the first communication is performed by at least one of a cascade connection, a bus connection, and a daisy chain connection;
A robot system characterized by:
前記第1制御装置は、前記ロボット本体を停止させた状態においても、前記検出手段の前記検出結果に基づき前記ロボット本体が前記所定状態であるか否か判定し、
前記ロボット本体が前記所定状態であるか否かを前記第2制御装置に出力する、
ことを特徴とするロボットシステム。 In the robot system according to claim 7,
The first control device determines whether or not the robot body is in the predetermined state based on the detection result of the detection means even when the robot body is stopped,
outputting to the second control device whether the robot body is in the predetermined state;
A robot system characterized by:
前記所定状態は、前記ロボット本体が所定物体と接触した状態である、
ことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 1,
the predetermined state is a state in which the robot body is in contact with a predetermined object;
A robot system characterized by:
前記検出手段は力の情報を検出するセンサであり、
前記第1制御装置は、前記センサに基づき前記接触を取得する、
ことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 15, wherein
The detection means is a sensor that detects force information,
the first controller acquires the contact based on the sensor;
A robot system characterized by:
前記所定状態は、前記ロボット本体に故障が発生した状態である、
ことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 1,
the predetermined state is a state in which a failure has occurred in the robot body;
A robot system characterized by:
前記検出手段は、前記ロボット本体を構成する機器における前記故障を検出する故障検出手段であり、
前記第1制御装置は、前記故障検出手段に基づき前記故障を取得する、
ことを特徴とするロボットシステム。 18. The robot system of claim 17, wherein
the detection means is a failure detection means for detecting the failure in the equipment constituting the robot main body;
The first control device acquires the failure based on the failure detection means.
A robot system characterized by:
前記ロボット本体は、ブレーキをさらに備え、
前記第1制御装置は、前記故障を検出すると、前記ブレーキを用いて前記ロボット本体を停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。 19. The robotic system of claim 18, wherein
The robot body further comprises a brake,
When the first control device detects the failure, the first control device stops the robot body using the brake.
A robot system characterized by:
前記ロボット本体は複数の関節と、
前記関節に対応して設けられる複数の駆動源と、を備え、
前記第1制御装置は、対応する前記関節に設けられ、対応する前記駆動源の制御を行う、
ことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 1,
The robot body has a plurality of joints,
and a plurality of drive sources provided corresponding to the joints,
The first control device is provided at the corresponding joint and controls the corresponding drive source.
A robot system characterized by:
前記ロボット本体は、ロボットアームとロボットハンドと、を備え、
前記第1制御装置は、前記ロボットハンドにも設けられている、
ことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 1,
The robot body includes a robot arm and a robot hand,
The first control device is also provided in the robot hand,
A robot system characterized by:
前記第1制御装置を統合して制御する第2制御装置をさらに備え、
前記第2制御装置は、
第1通信線を介して前記第1制御装置と第1通信を行う第1処理部と、
第2通信線を介して前記第1制御装置と第2通信を行う第2処理部と、を備え、
前記第2通信の周期は前記第1通信の周期よりも短く、
前記第2処理部は、前記検出手段の前記検出結果に基づき、前記第2通信を介して前記ロボット本体を停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 1,
Further comprising a second control device that integrates and controls the first control device,
The second control device is
a first processing unit that performs first communication with the first control device via a first communication line;
A second processing unit that performs second communication with the first control device via a second communication line,
the cycle of the second communication is shorter than the cycle of the first communication;
The second processing unit stops the robot body via the second communication based on the detection result of the detection means.
A robot system characterized by:
前記第1制御装置を統合して制御する第2制御装置をさらに備え、
前記第2制御装置は、
無線通信を介して前記第1制御装置と第1通信を行う第1処理部と、
通信線を介して前記第1制御装置と第2通信を行う第2処理部と、を備え、
前記第2通信の周期は前記第1通信の周期よりも短く、
前記第2処理部は、前記検出手段の前記検出結果に基づき、前記第2通信を介して前記ロボット本体を停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 1,
Further comprising a second control device that integrates and controls the first control device,
The second control device is
a first processing unit that performs first communication with the first control device via wireless communication;
A second processing unit that performs second communication with the first control device via a communication line,
the cycle of the second communication is shorter than the cycle of the first communication;
The second processing unit stops the robot body via the second communication based on the detection result of the detection means.
A robot system characterized by:
前記第1制御装置を統合して制御する第2制御装置をさらに備え、
前記第2制御装置は、
第1無線通信を介して前記第1制御装置と第1通信を行う第1処理部と、
第2無線通信を介して前記第2制御装置と第2通信を行う第2処理部と、を備え、
前記第2通信の周期は前記第1通信の周期よりも短く、
前記第2処理部は、前記検出手段の前記検出結果に基づき、前記第2通信を介して前記ロボット本体を停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。 The robot system according to claim 1,
Further comprising a second control device that integrates and controls the first control device,
The second control device is
a first processing unit that performs first communication with the first control device via first wireless communication;
A second processing unit that performs second communication with the second control device via a second wireless communication,
the cycle of the second communication is shorter than the cycle of the first communication;
The second processing unit stops the robot body via the second communication based on the detection result of the detection means.
A robot system characterized by:
前記第2処理部は、前記第2通信を介して前記第1制御装置の一部から信号が取得できない場合、前記第2通信を介して前記ロボット本体を停止させると共に、前記第1処理部により前記第1通信を介して前記ロボット本体を停止させる、
ことを特徴とするロボットシステム。 25. The robotic system of claim 24, wherein
The second processing unit stops the robot body via the second communication when a signal cannot be acquired from a part of the first control device via the second communication, and causes the first processing unit to stopping the robot body via the first communication;
A robot system characterized by:
前記ロボット本体に設けられた複数の第1制御装置と、
前記ロボット本体の状態を検出する検出手段と、を備えたロボットシステムの制御方法であって、
前記第1制御装置のうちのいずれか1つの前記第1制御装置が、前記検出手段の検出結果に基づき前記ロボット本体が所定状態であることを取得すると、前記1つの前記第1制御装置以外の他の前記第1制御装置へ前記所定状態であることを示す情報を出力する、
ことを特徴とする制御方法。 the robot body and
a plurality of first control devices provided in the robot body;
A control method for a robot system comprising a detection means for detecting the state of the robot main body,
When any one of the first control devices acquires that the robot main body is in a predetermined state based on the detection result of the detection means, the control device other than the one first control device Outputting information indicating the predetermined state to the other first control device;
A control method characterized by:
前記装置に設けられた複数の第1制御装置と、
前記装置の状態を検出する検出手段と、を備え、
前記第1制御装置のうちのいずれか1つの前記第1制御装置が、前記検出手段の検出結果に基づき前記装置が所定状態であることを取得すると、前記1つの前記第1制御装置以外の他の前記第1制御装置へ前記所定状態であることを示す情報を出力する、
ことを特徴とするシステム。 a device;
a plurality of first controllers provided in the device;
and detecting means for detecting the state of the device,
When any one of the first control devices acquires that the device is in a predetermined state based on the detection result of the detection means, other than the one first control device Outputting information indicating the predetermined state to the first control device of
A system characterized by:
前記装置に設けられた複数の第1制御装置と、
前記装置の状態を検出する検出手段と、を備えたシステムの制御方法であって、
前記第1制御装置のうちのいずれか1つの前記第1制御装置が、前記検出手段の検出結果に基づき前記装置が所定状態であることを取得すると、前記1つの前記第1制御装置以外の他の前記第1制御装置へ前記所定状態であることを示す情報を出力する、
ことを特徴とする制御方法。 a device;
a plurality of first controllers provided in the device;
A control method for a system comprising detection means for detecting the state of the device,
When any one of the first control devices acquires that the device is in a predetermined state based on the detection result of the detection means, other than the one first control device Outputting information indicating the predetermined state to the first control device of
A control method characterized by:
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