JP2023090642A - Robot device, robot device control method, program, recording medium, robot device teaching method, and article manufacturing method - Google Patents

Robot device, robot device control method, program, recording medium, robot device teaching method, and article manufacturing method Download PDF

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Abstract

To improve operability when a robot is moved by human hands.SOLUTION: A robot device includes a robot having a contact detection part for outputting a signal in response to contact from a user, and a control part, wherein the control part controls resistance when the robot is moved by the user, according to the number of contact parts from the user, on the basis of the signal of the contact detection part.SELECTED DRAWING: Figure 9a

Description

本発明は、ロボット装置、ロボット装置の制御方法、等に関する。 The present invention relates to a robot device, a control method for a robot device, and the like.

例えば6軸多関節のロボットアーム等を有するロボット装置にあっては、製造ラインに設置した際に、作業内容に応じてロボットアームを駆動する軌道(姿勢を含む位置)を教示する。この際の軌道の教示は、例えばティーチングペンダントと呼ばれるリモートコントローラを用いてロボットアームを操作しつつ教示することが主流である。しかし、ロボットアームをリモートコントローラで遠隔操作することは難しく、ティーチングペンダントによる教示の操作性は良好ではない。 For example, in a robot device having a 6-axis articulated robot arm or the like, when installed in a manufacturing line, the trajectory (position including attitude) for driving the robot arm is taught according to the work content. At this time, the trajectory is mainly taught by operating the robot arm using a remote controller called a teaching pendant, for example. However, it is difficult to remotely control the robot arm with a remote controller, and the operability of teaching with a teaching pendant is not good.

そのため、人の手によりロボットアームを直接的に動かしてロボットアームの軌道を教示する所謂ダイレクトティーチングモードを実行するものが提案されている。特許文献1には、ロボットアームが不意に動かないように各関節を拘束するブレーキを、人の手で把持された部位に応じて解除することで、人の手によるロボットアームの移動を簡単にすることが記載されている。 Therefore, there has been proposed a so-called direct teaching mode in which a robot arm is directly moved manually to teach the trajectory of the robot arm. In Patent Document 1, a brake that restrains each joint so that the robot arm does not move unexpectedly is released according to the part gripped by the human hand, thereby facilitating the movement of the robot arm by the human hand. It is stated that

特開2020-151807号公報JP 2020-151807 A

ところで、ロボットを人の手で動かす場合にあっては、例えば大まかな移動は片手で行って、微小な移動は両手で行う方が操作性として良い。しかしながら、片手でもロボットを移動し易くなるように各関節の抵抗を小さくすると、両手でロボットを移動する際に軽すぎて微小な移動の調整が難しくなるという問題がある。また反対に両手でロボットを移動する際に合わせて関節の抵抗を大きくすると、片手でロボットを移動し難くなるという問題がある。また、例えば、ロボットに指令を入力するティーチングペンダントをユーザーが片方の手で保持し、もう片方の手でロボットを操作する場合を考える。片方の手はティーチングペンダントを保持しておくために、もう片方の手はロボットアームを操作するためにユーザーは力を入れておく必要があり、ロボットを操作している手に疲労がたまりやすくなるという問題もある。 By the way, when the robot is manually moved, it is better to use one hand for rough movement and both hands for fine movement. However, if the resistance of each joint is reduced so that the robot can be easily moved with one hand, there is a problem that the robot is too light to move with both hands, making fine adjustment difficult. On the other hand, if the joint resistance is increased in accordance with the movement of the robot with both hands, there is a problem that it becomes difficult to move the robot with one hand. Also, for example, consider a case where a user holds a teaching pendant for inputting commands to the robot with one hand and operates the robot with the other hand. The user needs to apply force with one hand to hold the teaching pendant and the other hand to operate the robot arm, which tends to cause fatigue in the hand operating the robot. There is also the problem of

そこで本発明は、ロボットを人の手で動かす場合の操作性を良好にすることが可能なロボット装置、ロボット装置の制御方法、等を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a robot apparatus, a method for controlling the robot apparatus, and the like, which can improve operability when the robot is manually operated.

本発明の第一の態様は、ユーザーからの接触に応じた信号を出力する接触検出部を有するロボットと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記接触検出部の信号に基づき、前記ユーザーからの接触箇所の数に応じて、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の抵抗を制御する、ことを特徴とするロボット装置である。 A first aspect of the present invention includes a robot having a contact detection unit that outputs a signal according to contact from a user, and a control unit, wherein the control unit detects the The robot apparatus is characterized in that resistance when the user moves the robot is controlled according to the number of contact points from the user.

本発明の第二の態様は、ユーザーからの接触に応じて信号を出力する接触検出部と、エンドエフェクタに対する物体の接触に応じて信号を出力するエンドエフェクタ接触検出部とを有するロボットと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記エンドエフェクタ接触検出部の信号により前記エンドエフェクタに対する物体の接触を検出した場合は、前記接触検出部の信号により前記ロボットのリンクの何れかに対する前記ユーザーの接触が検出される場合よりも、前記エンドエフェクタの姿勢を動かす際の抵抗が大きくなるように制御する、ことを特徴とするロボット装置である。 A second aspect of the present invention is a robot having a contact detection unit that outputs a signal in response to contact from a user and an end effector contact detection unit that outputs a signal in response to contact of an object with an end effector; and, when the control unit detects contact of an object with the end effector by the signal from the end effector contact detection unit, the control unit detects the user for any of the links of the robot by the signal from the contact detection unit. The robot apparatus is characterized in that the end effector is controlled so that the resistance when moving the attitude of the end effector is greater than when the contact is detected.

本発明の第三の態様は、ユーザーからの接触に応じて信号を出力する接触検出部を有するロボットと、制御部と、を備えたロボット装置の制御方法において、前記制御部が、前記接触検出部の信号に基づき、前記ユーザーからの接触箇所の数に応じて、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の抵抗を制御する、ことを特徴とする制御方法である。 A third aspect of the present invention is a control method for a robot apparatus comprising: a robot having a contact detection unit that outputs a signal in response to contact from a user; and a control unit, wherein the control unit detects the contact The control method is characterized by controlling the resistance when the user moves the robot according to the number of contact points from the user, based on a signal from the unit.

本発明の第四の態様は、ユーザーからの接触に応じて信号を出力する接触検出部を有するロボットと、制御部と、を備えたロボット装置の教示方法において、前記制御部が、前記接触検出部の信号に基づき、前記ユーザーからの接触箇所の数に応じて、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の抵抗を制御しつつ、前記ユーザーによる前記ロボットの移動に基づき前記ロボットの軌道を取得する、ことを特徴とする教示方法である。 A fourth aspect of the present invention is a teaching method for a robot apparatus comprising: a robot having a contact detection unit that outputs a signal in response to contact from a user; and a control unit, wherein the control unit detects the contact A trajectory of the robot is obtained based on the movement of the robot by the user while controlling the resistance when the user moves the robot according to the number of contact points from the user based on the signal from the unit. , is a teaching method characterized by:

本発明の第五の態様は、ユーザーからの接触に応じて信号を出力する接触検出部を有するロボットと、制御部と、を備えたロボット装置を動作させて、前記ロボット装置により物品を製造する物品の製造方法において、前記制御部が、前記接触検出部の信号に基づき、前記ユーザーからの接触箇所の数に応じて、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の抵抗を制御しつつ、前記ユーザーによる前記ロボットの移動に基づき前記ロボットの軌道を取得し、前記軌道に基づき前記ロボットを動作させて物品の製造を行う、ことを特徴とする物品の製造方法である。 A fifth aspect of the present invention operates a robot device comprising a robot having a contact detection unit that outputs a signal in response to contact from a user, and a control unit to manufacture an article by the robot device. In the article manufacturing method, the control unit controls the resistance when the user moves the robot according to the number of contact points from the user, based on the signal from the contact detection unit. and acquiring a trajectory of the robot based on movement of the robot by means of a trajectory, and operating the robot based on the trajectory to manufacture the article.

本発明によると、ロボットを人の手で動かす場合の操作性を良好にすることができる。 According to the present invention, operability can be improved when a robot is manually moved.

第1実施形態に係るロボット装置の概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of a robot device according to a first embodiment; FIG. 第1実施形態に係るロボットアームと接触センサとを示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a robot arm and contact sensors according to the first embodiment; 第1実施形態に係るロボット装置の制御装置を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a control device for a robot device according to a first embodiment; FIG. 第1実施形態に係るロボット装置の制御系を示す制御ブロック図である。3 is a control block diagram showing the control system of the robot device according to the first embodiment; FIG. 第1実施形態においてロボットアームを力制御する際のフローチャートである。4 is a flow chart when force-controlling a robot arm in the first embodiment. 第1実施形態においてロボットアームを位置制御する際のフローチャートである。4 is a flow chart for position control of the robot arm in the first embodiment. ロボットアームを片手で把持して操作する状態の一例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a state in which a robot arm is held and operated with one hand; ロボットアームを両手で把持して操作する状態の一例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a state in which a robot arm is held and operated with both hands; 第1実施形態に係る接触センサを用いて接触箇所の検出を行いダイレクトティーチモードの制御を実行する際のフローチャートである。4 is a flow chart when detecting a contact point using the contact sensor according to the first embodiment and executing control in a direct teach mode; は第1実施形態に係るトルクセンサを用いて接触箇所の検出を行いダイレクトティーチモードの制御を実行する際のフローチャートである。4 is a flow chart when detecting a contact point using the torque sensor according to the first embodiment and executing control in a direct teach mode. 第4リンクと第6リンクとを把持して操作する状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which hold|grips and operates a 4th link and a 6th link. 第5リンクと第6リンクとを把持して操作する状態を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a state in which the fifth link and the sixth link are gripped and operated; 第3リンクでロボットアームの自重を支持しながら第5リンクを把持して操作する状態を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which the fifth link is gripped and operated while the weight of the robot arm is supported by the third link. 第1実施形態に係るダイレクトティーチモードの制御を実行する際のロボットアーム251の移動を開始させる際の抵抗に関するグラフである。7 is a graph relating to resistance when starting movement of the robot arm 251 when performing control in the direct teach mode according to the first embodiment; (a)は第4リンクと第6リンクとを把持して操作する状態を示す模式図、(b)は(a)の状態から第4リンクの把持を離した状態を示す模式図、(c)は(b)の状態から第3リンクを把持した状態を示す模式図である。(a) is a schematic diagram showing a state in which the fourth link and the sixth link are held and operated, (b) is a schematic diagram showing a state in which the fourth link is released from the state of (a), (c) ) is a schematic diagram showing a state in which the third link is gripped from the state of (b). 第2実施形態に係るダイレクトティーチモードの制御を示すフローチャートである。9 is a flow chart showing control in a direct teach mode according to the second embodiment; 第6リンクを両手で把持して操作する状態を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a state in which the sixth link is held and operated with both hands; 第6リンクを片手で把持して操作しつつ物体に接触させた状態を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a state in which the sixth link is held and operated with one hand and brought into contact with an object. ツールを片手で把持して操作する状態を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which the tool is held and operated with one hand; ツールを両手で把持して操作する状態を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which a tool is held and operated with both hands; 第5実施形態に係るロボットアームを示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a robot arm according to a fifth embodiment; 第5実施形態に係るロボットアームを示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a robot arm according to a fifth embodiment; 第5実施形態に係るロボットアームを示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a robot arm according to a fifth embodiment; (a)は第6実施形態に係るティーチングペンダントを示す模式図である。(b)は第6実施形態に係るティーチングペンダントを保持しながらロボットアームをダイレクトティーチする際の模式図である。(a) is a schematic diagram showing a teaching pendant according to a sixth embodiment. FIG. 11B is a schematic diagram of directly teaching a robot arm while holding a teaching pendant according to the sixth embodiment; 第6実施形態に係るダイレクトティーチモードの制御を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flow chart showing control in a direct teach mode according to the sixth embodiment; FIG. 第7実施形態に係るティーチングペンダントとロボットアームとの距離を取得する距離センサを示した模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing a distance sensor that acquires the distance between the teaching pendant and the robot arm according to the seventh embodiment; 第7実施形態に係るダイレクトティーチモードの制御を示すフローチャートである。FIG. 16 is a flow chart showing control in a direct teach mode according to the seventh embodiment; FIG. 第8実施形態に係るダイレクトティーチモードの制御を示すフローチャートである。FIG. 16 is a flow chart showing control in a direct teach mode according to the eighth embodiment; FIG. 実施形態に係る撮像装置を用いて接触箇所の検出を行う際のロボットシステムの模式図である。1 is a schematic diagram of a robot system when detecting a contact point using an imaging device according to an embodiment; FIG. (a)は撮像装置により接触箇所を1つとして判定する際の撮像装置500からの画像の模式図である。(b)は撮像装置により接触箇所を2つとして判定する際の撮像装置500からの画像の模式図である。(a) is a schematic diagram of an image from the imaging device 500 when the imaging device determines that there is one contact point. (b) is a schematic diagram of an image from the imaging device 500 when the imaging device determines that there are two contact points.

<第1実施形態>
以下、本発明を実施するための第1実施形態を、図1乃至図12を用いて説明する。まず、第1実施形態に係るロボット装置の概要を、図1乃至図6を用いて説明する。
<First Embodiment>
A first embodiment for carrying out the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 12. FIG. First, an overview of the robot apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.

[ロボット装置の構成]
図1は第1実施形態に係るロボット装置の概略構成を示す斜視図、図2は第1実施形態に係るロボットアームと接触センサとを示す模式図である。図1に示すように、ロボット装置100は、多関節のロボット200と、ロボット200の動作を制御する制御部としての制御装置300と、を備えている。また、ロボット装置100は、制御装置300に教示データを送信する教示装置(操作端末)としてのティーチングペンダント400を備えている。ティーチングペンダント400は、操作者が操作するものであり、ロボット200や制御装置300の動作を指定するのに用いる。
[Configuration of robot device]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a robot apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a robot arm and contact sensors according to the first embodiment. As shown in FIG. 1 , the robot apparatus 100 includes an articulated robot 200 and a controller 300 as a controller that controls the motion of the robot 200 . The robot device 100 also includes a teaching pendant 400 as a teaching device (operation terminal) that transmits teaching data to the control device 300 . The teaching pendant 400 is operated by an operator, and is used to designate actions of the robot 200 and the control device 300 .

ロボット200は、垂直多関節のロボットである。具体的に説明すると、ロボット200は、垂直多関節のロボットアーム251と、ロボットアーム251の先端に取り付けられたエンドエフェクタとしてのハンドツール252と、を備えている。以下、エンドエフェクタがハンドツール252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、例えば専用の作業を行う専用ツール等であってもよい。ロボットアーム251の基端は、台座Bに固定されている。ハンドツール252は、部品やワーク等の物品を把持(支持)するものである。 The robot 200 is a vertically articulated robot. Specifically, the robot 200 includes a vertically articulated robot arm 251 and a hand tool 252 as an end effector attached to the tip of the robot arm 251 . A case where the end effector is the hand tool 252 will be described below, but the end effector is not limited to this, and may be, for example, a dedicated tool for performing dedicated work. A base end of the robot arm 251 is fixed to the pedestal B. As shown in FIG. The hand tool 252 grips (supports) articles such as parts and works.

ロボット200、即ちロボットアーム251は、複数の関節、例えば6つ関節(6軸)J~Jを有している。ロボットアーム251は、各関節J~Jを各関節軸A~Aまわりにそれぞれ回転駆動する複数(6つ)のサーボモータ201~206を有している。 The robot 200, that is, the robot arm 251 has a plurality of joints, eg, six joints (six axes) J 1 to J 6 . The robot arm 251 has a plurality (six) of servo motors 201 to 206 that rotationally drive the joints J 1 to J 6 about the joint axes A 1 to A 6 , respectively.

ロボットアーム251は、第1~第6リンク(フレーム)10~15が各関節J~Jで回転可能に連結されている。ここで、基端側から先端側に向かって、第1リンク10、第2リンク11、第3リンク12、第4リンク13、第5リンク14、第6リンク15が順に直列に連結されている。ロボットアーム251は、可動範囲の中であれば、任意の3次元位置で任意の3方向の姿勢に、ロボット200の手先(ロボットアーム251の先端)を向けることができる。 The robot arm 251 has first to sixth links (frames) 10 to 15 rotatably connected at joints J 1 to J 6 . Here, the first link 10, the second link 11, the third link 12, the fourth link 13, the fifth link 14, and the sixth link 15 are connected in series in this order from the proximal side to the distal side. . The robot arm 251 can orient the hand of the robot 200 (the tip of the robot arm 251) in any three-dimensional position and any three orientations within the movable range.

ロボットアーム251の位置及び姿勢は、座標系で表現することができる。座標系Toは、ロボットアーム251の基端、即ち台座Bに固定した座標系を表し、座標系Teはロボット200の手先(ロボットアーム251の先端)に固定した座標系を表す。 The position and orientation of the robot arm 251 can be expressed in a coordinate system. A coordinate system To represents a coordinate system fixed to the base end of the robot arm 251, that is, the pedestal B, and a coordinate system Te represents a coordinate system fixed to the tip of the robot 200 (tip of the robot arm 251).

ここで、ロボット200の手先とは、第1実施形態では、ハンドツール252が物体を把持(支持)していない場合には、ハンドツール252のことである。ハンドツール252が物体を把持(支持)している場合は、ハンドツール252と把持(支持)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200の手先という。つまり、ハンドツール252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、ロボットアーム251の先端から先を手先という。 Here, the hand of the robot 200 is the hand tool 252 when the hand tool 252 does not grip (support) an object in the first embodiment. When the hand tool 252 grips (supports) an object, the robot 200 includes the hand tool 252 and the gripped (supported) object (for example, parts and tools). In other words, regardless of whether the hand tool 252 is gripping an object or not gripping an object, the tip of the robot arm 251 is referred to as the tip.

各サーボモータ201~206は、各関節J~Jをそれぞれ駆動する駆動源としての電動モータ(モータ)211~216と、各電動モータ211~216にそれぞれ接続されたセンサ部221~226とを有している。各センサ部221~226は、各関節J~Jの位置(角度)を検知する、即ち位置(角度)に応じた信号を生成する位置検出部としての位置センサ(角度センサ)551~556(図4参照)を有する。また、各センサ部221~226は、各関節J~Jのトルクを検知する、即ちトルクに応じた信号を生成するトルクセンサ541~546(図4参照)を有する。また、各サーボモータ201~206は、不図示の減速機を有し、直接、又は不図示のベルトやベアリング等の伝達部材を介して各関節J~Jで駆動されるフレームに接続されている。 Each of the servo motors 201 to 206 includes electric motors (motors) 211 to 216 as drive sources for driving the joints J 1 to J 6 , respectively, and sensor units 221 to 226 connected to the electric motors 211 to 216, respectively. have. Each sensor unit 221 to 226 is a position sensor (angle sensor) 551 to 556 as a position detection unit that detects the position (angle) of each joint J 1 to J 6 , that is, generates a signal corresponding to the position (angle). (see FIG. 4). Further, each of the sensor units 221-226 has torque sensors 541-546 (see FIG. 4) that detect the torque of each joint J 1 -J 6 , that is, generate a signal corresponding to the torque. Each of the servo motors 201 to 206 has a speed reducer (not shown) and is connected to the frame driven by the joints J 1 to J 6 directly or via transmission members such as belts and bearings (not shown). ing.

なお、これらのトルクセンサ541~546は、電動モータ211~216により出力された駆動力としてのトルクと、ロボットアーム251の第1~第6リンク10~15に加わる外力としてのトルクとを検出し、つまり外力検出センサとしても機能する。また、ロボットアーム251の第1~第6リンク10~15に加わる外力を検出することで、それらのリンクに物体(人や物)が接触したことを検出する接触検出部としても機能させることもできる。 These torque sensors 541 to 546 detect torque as driving force output by the electric motors 211 to 216 and torque as external force applied to the first to sixth links 10 to 15 of the robot arm 251. , that is, it also functions as an external force detection sensor. In addition, by detecting the external force applied to the first to sixth links 10 to 15 of the robot arm 251, it can also be made to function as a contact detection unit that detects that an object (person or object) has come into contact with those links. can.

ロボットアーム251の内部には、各サーボモータ201~206の電動モータ211~216の駆動を制御する駆動制御部としてのサーボ制御部230が配置されている。 Inside the robot arm 251, a servo controller 230 is arranged as a drive controller for controlling the driving of the electric motors 211-216 of the servo motors 201-206.

サーボ制御部230は、入力した各関節J~Jに対応する各トルク指令値に基づき、各関節J1~J6のトルクがトルク指令値に追従するよう、各電動モータ211~216に電流を出力し、各電動モータ211~216の駆動を制御する。なお、第1実施形態では、サーボ制御部230が1つの制御装置で構成されているものとして説明しているが、各電動モータ211~216にそれぞれ対応した複数の制御装置の集合体で構成されていてもよい。また、第1実施形態では、サーボ制御部230は、ロボットアーム251の内部に配置されているが、制御装置300の筐体内部に配置されていてもよい。 The servo control unit 230 supplies current to the electric motors 211 to 216 based on the input torque command values corresponding to the joints J 1 to J 6 so that the torques of the joints J1 to J6 follow the torque command values. and controls the driving of the electric motors 211-216. In the first embodiment, the servo control unit 230 is described as being composed of one control device. may be Also, in the first embodiment, the servo control unit 230 is arranged inside the robot arm 251 , but may be arranged inside the housing of the control device 300 .

また、ロボット200のロボットアーム251は、各関節J~Jをそれぞれ制動する複数のブレーキ(例えばディスクブレーキ)231~236を有する。各ブレーキ231~236を作動させることにより、各関節J~Jが動かないように各関節J~Jを固定することができる。 Further, the robot arm 251 of the robot 200 has a plurality of brakes (for example, disk brakes) 231-236 for respectively braking the joints J 1 -J 6 . By operating the brakes 231 to 236, the joints J 1 to J 6 can be fixed so that the joints J 1 to J 6 do not move.

なお、ティーチングペンダント400は、操作者の操作により制御装置300に停止命令を送信する停止操作部としての停止ボタン401を有する。 The teaching pendant 400 has a stop button 401 as a stop operation unit that transmits a stop command to the control device 300 by an operator's operation.

図2に示すように、ロボット200には、ロボットアーム251の第1~第6リンク10~15のそれぞれに人や物等の物体が接触したことに応じて制御装置300に信号を出力する複数の接触センサが配置されている。詳細には、第1リンク10には2つの接触センサ710が、第2リンク11には2つの接触センサ711が、第3リンク12には2つの接触センサ712が備えられている。また、第4リンク13には2つの接触センサ713が、第5リンク14には2つの接触センサ714が、第6リンク15には2つの接触センサ715が備えられている。さらに、ハンドツール252が取付けられる接続部としての先端フランジ16には、2つの接触センサ716が備えられている。即ち、複数の接触センサは、基本的に各リンクのそれぞれに複数(少なくとも2箇所)となるように配置(2箇所以上配置)されている。 As shown in FIG. 2, the robot 200 includes a plurality of robots that output a signal to the control device 300 in response to contact of an object such as a person or an object with each of the first to sixth links 10 to 15 of the robot arm 251 . of contact sensors are arranged. Specifically, the first link 10 is provided with two contact sensors 710 , the second link 11 is provided with two contact sensors 711 , and the third link 12 is provided with two contact sensors 712 . The fourth link 13 is provided with two contact sensors 713 , the fifth link 14 is provided with two contact sensors 714 , and the sixth link 15 is provided with two contact sensors 715 . Furthermore, two contact sensors 716 are provided on the tip flange 16 as a connecting portion to which the hand tool 252 is attached. That is, a plurality of contact sensors are basically arranged (at least two locations) so as to form a plurality (at least two locations) on each link.

なお、接触センサは、抵抗膜方式や静電容量方式などの接触センサ、超音波方式、光学(赤外線)方式、電磁誘導方式などの非接触センサ、その他の圧電素子、歪ゲージなどの力センサ、などを用いることができる。これらのセンサのうち、外力に応じた信号を出力できるセンサであれば、物体の接触を検出する接触センサとしての機能だけでなく、外力を検出するセンサとしての機能を有していてもよい。また、各接触センサの配置は一例であり、どのように配置しても構わない。また、第1~第6リンク10~15のそれぞれへの物体の接触は、上述した各関節J~Jのトルクを検出するセンサ部221~226の信号から外力を推定演算することで検出するようにしてもよい。その他、ロボットアーム251の所定部位に取付けられるハンドガイドと、ハンドガイドに外力が印加されたことを検出するセンサと、を備えていてもよい。この場合、例えばハンドガイドに外力が印加されるため、ロボットアーム251に外力が印加される箇所は限定される。 Contact sensors include contact sensors such as resistive film type and capacitance type, non-contact sensors such as ultrasonic wave type, optical (infrared) type, and electromagnetic induction type, other piezoelectric elements, force sensors such as strain gauges, etc. can be used. Among these sensors, any sensor capable of outputting a signal corresponding to an external force may have a function as a sensor for detecting external force as well as a function as a contact sensor for detecting contact with an object. Also, the arrangement of the contact sensors is an example, and may be arranged in any way. Further, the contact of an object to each of the first to sixth links 10 to 15 is detected by estimating and calculating the external force from the signals of the sensor units 221 to 226 that detect the torque of each of the joints J 1 to J 6 described above. You may make it In addition, a hand guide attached to a predetermined portion of the robot arm 251 and a sensor for detecting application of an external force to the hand guide may be provided. In this case, for example, since the external force is applied to the hand guide, the locations where the external force is applied to the robot arm 251 are limited.

[制御装置の構成]
次に、ロボット200を制御する制御装置300について図3を用いて説明する。図3は、第1実施形態に係るロボット装置の制御装置を示すブロック図である。制御装置300は、コンピュータで構成されており、処理部としてのCPU(Central Processing Unit)301を備えている。また、制御装置300は、記憶部として、ROM(Read Only Memory)302、RAM(Random Access Memory)303、HDD(Hard Disk Drive)304を備えている。また、制御装置300は、記録ディスクドライブ305、各種のインタフェース306~309を備えている。
[Configuration of control device]
Next, the control device 300 that controls the robot 200 will be described using FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the control device of the robot device according to the first embodiment. The control device 300 is configured by a computer, and includes a CPU (Central Processing Unit) 301 as a processing unit. The control device 300 also includes a ROM (Read Only Memory) 302, a RAM (Random Access Memory) 303, and a HDD (Hard Disk Drive) 304 as storage units. The control device 300 also includes a recording disk drive 305 and various interfaces 306-309.

CPU301には、ROM302、RAM303、HDD304、記録ディスクドライブ305、各種のインタフェース306~309が、バス310を介して接続されている。ROM302には、BIOS等の基本プログラムが格納されている。RAM303は、CPU301の演算処理結果等、各種データを一時的に記憶する記憶装置である。 A ROM 302 , a RAM 303 , an HDD 304 , a recording disk drive 305 and various interfaces 306 to 309 are connected to the CPU 301 via a bus 310 . The ROM 302 stores basic programs such as BIOS. A RAM 303 is a storage device that temporarily stores various data such as the result of arithmetic processing by the CPU 301 .

HDD304は、CPU301の演算処理結果や外部から取得した各種データ等を記憶する記憶装置であると共に、CPU301に、後述する演算処理を実行させるためのプログラム330を記録するものである。CPU301は、HDD304に記録(格納)されたプログラム330に基づいてロボット制御方法の各工程を実行する。 The HDD 304 is a storage device for storing arithmetic processing results of the CPU 301 and various data obtained from the outside, and also records a program 330 for causing the CPU 301 to execute arithmetic processing, which will be described later. The CPU 301 executes each step of the robot control method based on a program 330 recorded (stored) in the HDD 304 .

記録ディスクドライブ305は、記録ディスク331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。 The recording disk drive 305 can read various data and programs recorded on the recording disk 331 .

ティーチングペンダント400はインタフェース306に接続されている。CPU301はインタフェース306及びバス310を介してティーチングペンダント400からの教示データの入力を受ける。 Teaching pendant 400 is connected to interface 306 . CPU 301 receives input of teaching data from teaching pendant 400 via interface 306 and bus 310 .

サーボ制御部230は、インタフェース309に接続されている。CPU301は、サーボ制御部230、インタフェース309及びバス310を介して各センサ部221~226から信号を取得する。また、CPU301は、各関節のトルク指令値のデータを所定時間間隔でバス310及びインタフェース309を介してサーボ制御部230に出力する。 Servo controller 230 is connected to interface 309 . The CPU 301 acquires signals from the sensor units 221 to 226 via the servo control unit 230 , the interface 309 and the bus 310 . In addition, the CPU 301 outputs torque command value data for each joint to the servo control unit 230 via the bus 310 and the interface 309 at predetermined time intervals.

インタフェース307には、モニタ321が接続されており、モニタ321には、CPU301の制御の下、各種画像が表示される。インタフェース308は、書き換え可能な不揮発性メモリや外付けHDD等の記憶部である外部記憶装置322が接続可能に構成されている。 A monitor 321 is connected to the interface 307 , and various images are displayed on the monitor 321 under the control of the CPU 301 . The interface 308 is configured to be connectable with an external storage device 322 such as a rewritable non-volatile memory or an external HDD.

なお、第1実施形態では、コンピュータ読み取り可能な記録媒体がHDD304であり、HDD304にプログラム330が格納される場合について説明するが、これに限定するものではない。プログラム330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、プログラム330を供給するための記録媒体としては、図3に示すROM302,記録ディスク331、外部記憶装置322等を用いてもよい。具体例を挙げて説明すると、記録媒体として、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、DVD-ROM、CD-ROM、CD-R、磁気テープ、不揮発性メモリ、HDD、ROM等を用いることができる。 In the first embodiment, the HDD 304 is the computer-readable recording medium, and the HDD 304 stores the program 330. However, the present invention is not limited to this. The program 330 may be recorded on any computer-readable recording medium. For example, as a recording medium for supplying the program 330, the ROM 302, the recording disk 331, the external storage device 322, etc. shown in FIG. 3 may be used. Specific examples of recording media include flexible disks, hard disks, optical disks, magneto-optical disks, DVD-ROMs, CD-ROMs, CD-Rs, magnetic tapes, nonvolatile memories, HDDs, ROMs, and the like. can.

また、図3において図示を省略したが、上述した接触センサ710~715や、後述する各センサ部221~226の角度センサ551~556及びトルクセンサ541~546もインタフェースを介してバス310に接続されている。 Although not shown in FIG. 3, the contact sensors 710 to 715 described above, angle sensors 551 to 556 and torque sensors 541 to 546 of the sensor units 221 to 226, which will be described later, are also connected to the bus 310 via interfaces. ing.

[ロボット装置の制御系]
ついで、第1実施形態に係るロボット装置の制御系について図4を用いて説明する。図4は、第1実施形態に係るロボット装置の制御系を示す制御ブロック図である。制御装置300のCPU301は、プログラム330を実行することにより、力検出部504、力制御部505及び位置目標値生成部506として機能する。サーボ制御部230は、複数(6関節であるので6つ)の切替制御部511~516と、複数(6関節であるので6つ)の位置制御部521~526と、複数(6関節であるので6つ)のモータ制御部531~536として機能する。
[Control system of robot device]
Next, the control system of the robot apparatus according to the first embodiment will be explained using FIG. FIG. 4 is a control block diagram showing the control system of the robot apparatus according to the first embodiment. The CPU 301 of the control device 300 functions as a force detection section 504 , a force control section 505 and a position target value generation section 506 by executing the program 330 . The servo control unit 230 includes a plurality (six because there are six joints) switching control units 511 to 516, a plurality (six because there are six joints) of position control units 521 to 526, and a plurality (six joints). Therefore, it functions as six motor control units 531 to 536).

各センサ部221~226は、各角度センサ(位置センサ)551~556と、各トルクセンサ541~546とを有する。各角度センサ551~556は、各電動モータ211~216又は各関節J~Jの角度(位置)をそれぞれ検知する、即ち角度(位置)に応じた信号を生成するロータリエンコーダ(エンコーダ)である。 Each sensor unit 221-226 has angle sensors (position sensors) 551-556 and torque sensors 541-546. Each angle sensor 551 to 556 is a rotary encoder (encoder) that detects the angle (position) of each electric motor 211 to 216 or each joint J 1 to J 6 , that is, generates a signal corresponding to the angle (position). be.

第1実施形態では、各角度センサ551~556は、各電動モータ211~216の角度θ~θを直接検知する。なお、各関節J~Jの角度q~qは、不図示の減速機の減速比等に基づき、各角度θ~θから求めることができる。したがって、各角度センサ551~556は、各関節J~Jの角度q~qを間接的に検知していることになる。 In the first embodiment, the angle sensors 551-556 directly detect the angles θ 16 of the electric motors 211-216. The angles q 1 to q 6 of the joints J 1 to J 6 can be obtained from the angles θ 1 to θ 6 based on the speed reduction ratio of the speed reducer (not shown). Therefore, the angle sensors 551-556 indirectly detect the angles q 1 -q 6 of the joints J 1 -J 6 .

各トルクセンサ541~546は、各関節J~Jのトルクτ~τをそれぞれ検知する、即ちトルクに応じた信号を生成するセンサである。複数の角度センサ551~556でロボット200の手先の位置(姿勢も含む)Pを検知する、即ち位置Pに応じた信号を生成するセンサである位置検知部550が構成されている。また、複数のトルクセンサ541~546でロボット200の手先に作用する力(手先力)Fを検知する、即ち力Fに応じた信号を生成するセンサである力検知部540が構成されている。 Each torque sensor 541-546 is a sensor that detects the torque τ 16 of each joint J 1 -J 6 , that is, generates a signal corresponding to the torque. A plurality of angle sensors 551 to 556 constitute a position detection unit 550 which detects the position (including posture) P of the hand of the robot 200, ie, generates a signal corresponding to the position P. FIG. Further, a force detection unit 540, which is a sensor that detects a force (hand force) F acting on the hand of the robot 200 with a plurality of torque sensors 541 to 546, that is, generates a signal corresponding to the force F, is configured.

ティーチングペンダント400は、操作者の操作により、力教示データ501に含まれる力目標値Frefと、位置教示データ502に含まれる位置目標値PrefとをCPU301に出力する。力目標値Frefは、ロボット200の手先力の目標値であり、操作者がティーチングペンダント400を用いて設定する。位置目標値Prefは、ロボット200の手先位置の目標値であり、操作者がティーチングペンダント400を用いて設定する。外部記憶装置322にはロボットモデル503が記憶されている。 Teaching pendant 400 outputs force target value F ref included in force teaching data 501 and position target value P ref included in position teaching data 502 to CPU 301 by an operator's operation. The target force value F ref is a target force value of the hand force of the robot 200 and is set by the operator using the teaching pendant 400 . The position target value P ref is a target value for the hand position of the robot 200 and is set by the operator using the teaching pendant 400 . A robot model 503 is stored in the external storage device 322 .

また、ティーチングペンダント400は、停止ボタン401が操作者に操作されたとき、停止命令をCPU301の力制御部505に出力する。 Teaching pendant 400 also outputs a stop command to force control unit 505 of CPU 301 when stop button 401 is operated by the operator.

力検出部504は、各トルクセンサ541~546から取得したトルクτ~τ及び各角度センサ551~556から取得した角度q~qに応じた信号を用い、ロボット200の手先の現在位置P(t)とそのときのロボット200の手先力Fを求める。このとき力検出部504は、ロボット200の手先の現在位置P(t)を、各角度センサ551~556から取得した角度q~qに応じた信号を用いて求める。なお、力検出部504は、手先に取り付けられた力覚センサ(不図示)を用いて、ロボット200の手先力Fを算出してもよい。 The force detection unit 504 uses signals corresponding to the torques τ 1 to τ 6 obtained from the torque sensors 541 to 546 and the angles q 1 to q 6 obtained from the angle sensors 551 to 556 to detect the current state of the hand of the robot 200. The position P(t) and the hand force F of the robot 200 at that time are obtained. At this time, force detection unit 504 obtains current position P(t) of the hand of robot 200 using signals corresponding to angles q 1 -q 6 obtained from angle sensors 551-556. Note that the force detection unit 504 may calculate the hand force F of the robot 200 using a force sensor (not shown) attached to the hand.

力制御部505は、ロボットモデル503(仮想質量Mref)、力目標値Fref、位置目標値Pref、剛性係数(バネ係数)Kref、粘性係数(ダンパ係数)Dref、現在位置P(t)及び力Fの値を示す信号の入力を受ける。そして、力制御部505は、これら値を用いて、各関節J~Jに対するトルク指令値τMFref1~τMFref6を求める。このとき、手先力Fと力目標値Frefとの力偏差、手先の位置P(t)と位置目標値Prefとの位置偏差、及び手先の速度P(t)(・)と速度目標値Pref(・)との速度偏差が小さくなるようにトルク指令値τMFref1~τMFref6を求める。力制御部505は、求めた各トルク指令値τMFref1~τMFref6を各切替制御部511~516に出力する。ここで、速度P(t)(・)は、位置P(t)を時間で微分することにより求まり、速度目標値Pref(・)は、位置目標値Prefを時間で微分することにより求まる。したがって、第1実施形態では、力制御部505が位置検知部550の検知結果である手先の位置P(t)から手先の速度P(t)(・)を求めることになる。なお、位置検知部550が演算を行って手先の速度P(t)(・)のデータそのものを出力するようにしてもよく、この場合は、位置検知部550が手先の速度を検知する速度検知部、つまり手先の速度に対応する信号を生成するセンサも兼ねることになる。なお、(・)は、時間で1次微分することを意味する。 The force control unit 505 controls the robot model 503 (virtual mass M ref ), force target value F ref , position target value P ref , stiffness coefficient (spring coefficient) K ref , viscosity coefficient (damper coefficient) D ref , current position P ( t) and a signal indicative of the value of the force F. Using these values, the force control unit 505 obtains torque command values τ MFref1 to τ MFref6 for the joints J 1 to J 6 . At this time, the force deviation between the hand force F and the force target value F ref , the position deviation between the hand position P(t) and the position target value P ref , the hand speed P(t)(·) and the speed target value Torque command values τ MFref1 to τ MFref6 are obtained so as to reduce the speed deviation from P ref (·). The force control unit 505 outputs the calculated torque command values τ MFref1 to τ MFref6 to the switching control units 511 to 516 . Here, the velocity P(t)(.) is obtained by differentiating the position P(t) with respect to time, and the velocity target value P ref (.) is obtained by differentiating the position target value P ref with respect to time. . Therefore, in the first embodiment, the force control unit 505 obtains the speed P(t)(·) of the hand from the position P(t) of the hand, which is the detection result of the position detection unit 550 . It should be noted that the position detection unit 550 may perform calculations and output the data of the hand speed P(t)(·) itself. It also serves as a sensor that generates a signal corresponding to the speed of the hand. In addition, (·) means performing first-order differentiation with respect to time.

位置目標値生成部506は、手先の位置目標値Prefから逆運動学計算により各関節J~Jの角度指令値(位置指令値)qref1~qref6を求め、各角度指令値qref1~qref6を各位置制御部521~526に出力する。 A position target value generation unit 506 obtains angle command values (position command values) q ref1 to q ref6 for each of the joints J 1 to J 6 by inverse kinematics calculation from the hand position target value P ref , and obtains each angle command value q ref1 to q ref6 are output to the position control units 521 to 526, respectively.

各位置制御部521~526は、各関節J~Jの角度q~qと各関節J~Jの角度指令値qref1~qref6との角度偏差が小さくなるようトルク指令値τMPref1~τMPref6を求める。なお、この角度偏差を小さくすることは、各電動モータ211~216の角度と角度指令値qref1~qref6を減速機の減速比等で換算した角度指令値との角度偏差を小さくすることと等価である。各位置制御部521~526は、各トルク指令値τMPref1~τMPref6を各切替制御部511~516に出力する。 Position control units 521 to 526 issue torque commands so that angle deviations between angles q 1 to q 6 of joints J 1 to J 6 and angle command values q ref1 to q ref6 of joints J 1 to J 6 are small. Obtain the values τ MPref1 to τ MPref6 . Reducing this angular deviation means reducing the angular deviation between the angles of the electric motors 211 to 216 and the angle command values obtained by converting the angle command values q ref1 to q ref6 by the reduction ratio of the speed reducer or the like. are equivalent. Position controllers 521-526 output torque command values τ MPref1MPref6 to switching controllers 511-516, respectively.

各切替制御部511~516は、トルクベース力制御を行う力制御モードと、位置制御を行う位置制御モードとを切り替え制御する。各切替制御部511~516は、力制御モード時は、各トルク指令値τMFref1~τMFref6を各トルク指令値τMref1~τMref6として各モータ制御部531~536に出力する。また、各切替制御部511~516は、位置制御モード時は、各トルク指令値τMPref1~τMPref6を各トルク指令値τMref1~τMref6として各モータ制御部531~536に出力する。 Each of the switching control units 511 to 516 performs switching control between a force control mode in which torque-based force control is performed and a position control mode in which position control is performed. In the force control mode, the switching control units 511 to 516 output the torque command values τ MFref1 to τ MFref6 to the motor control units 531 to 536 as the torque command values τ Mref1 to τ Mref6 . In the position control mode, the switching control units 511 to 516 output the torque command values τ MPref1 to τ MPref6 as the torque command values τ Mref1 to τ Mref6 to the motor control units 531 to 536, respectively.

各モータ制御部531~536は、各電動モータ211~216の角度(位置)θ~θに基づき、各トルク指令値τMref1~τMref6を実現するように各電流Cur~Curを各電動モータ211~216に通電する。 Based on the angles (positions) θ 1 to θ 6 of the electric motors 211 to 216, the motor control units 531 to 536 control the currents Cur 1 to Cur 6 so as to achieve the torque command values τ Mref1 to τ Mref6 . Electric motors 211 to 216 are energized.

[ロボットの力制御]
次に、ロボット200の力制御について説明する。図5は、第1実施形態においてロボット200を力制御する際のフローチャートである。
[Robot force control]
Next, force control of the robot 200 will be described. FIG. 5 is a flow chart for force control of the robot 200 in the first embodiment.

まず、操作者が力目標値Frefと位置目標値Prefとをティーチングペンダント400に入力する(S1)。力目標値Frefは、力教示データ501に格納され、位置目標値Prefは、位置教示データ502に格納される。位置目標値Prefは、力制御動作を開始する位置である。 First, the operator inputs a force target value F ref and a position target value P ref to the teaching pendant 400 (S1). The force target value F ref is stored in force teaching data 501 and the position target value P ref is stored in position teaching data 502 . The position target value P ref is the position at which the force control operation begins.

力制御部505は、手先力Fが力目標値Frefに倣うようロボットモデル503を用いて各電動モータ211~216に対するトルク指令値(力)τMFref1~τMFref6を算出する(S2)。即ち、力制御部505は、手先力Fと力目標値Frefとの偏差が小さくなるようロボットモデル503を用いて各電動モータ211~216に対するトルク指令値(力)τMFref1~τMFref6を算出する。 The force control unit 505 calculates torque command values (forces) τ MFref1 to τ MFref6 for the respective electric motors 211 to 216 using the robot model 503 so that the hand force F follows the force target value F ref (S2). That is, the force control unit 505 calculates the torque command values (forces) τ MFref1 to τ MFref6 for the electric motors 211 to 216 using the robot model 503 so that the deviation between the hand force F and the force target value F ref becomes small. do.

各切替制御部511~516は、各モータ制御部531~536にトルク指令値(力)τMFref1~τMFref6をトルク指令値τMref1~τMref6として出力する(S3)。 The switching control units 511 to 516 output the torque command values (force) τ MFref1 to τ MFref6 as the torque command values τ Mref1 to τ Mref6 to the motor control units 531 to 536 (S3).

各モータ制御部531~536は、各電動モータ211~216の角度θ~θに基づいて、各トルク指令値τMref1~τMref6を実現するよう通電制御する(S4)。 The motor control units 531 to 536 perform energization control so as to realize the torque command values τ Mref1 to τ Mref6 based on the angles θ 1 to θ 6 of the electric motors 211 to 216 (S4).

各電動モータ211~216は、通電されることにより各関節トルクτ~τを発生する(S5)。 The electric motors 211 to 216 generate joint torques τ 1 to τ 6 when energized (S5).

各角度センサ551~556は、各関節J~Jの角度q~q(各電動モータ211~216の角度θ~θ)を検知する。各トルクセンサ541~546は、各関節J~Jのトルクτ~τを検知する(S6)。各関節J~Jの角度q~qと各関節J~Jのトルクτ~τは、制御装置300のCPU301にフィードバックされる。 Angle sensors 551 to 556 detect angles q 1 to q 6 of joints J 1 to J 6 (angles θ 1 to θ 6 of electric motors 211 to 216). Torque sensors 541 to 546 detect torques τ 1 to τ 6 of joints J 1 to J 6 (S6). The angles q 1 to q 6 of the joints J 1 to J 6 and the torques τ 1 to τ 6 of the joints J 1 to J 6 are fed back to the CPU 301 of the controller 300 .

力検出部504(CPU301)は、ロボットモデル503と各関節J~Jの角度q~qに基づいて各関節J~Jのトルクτ~τを、現在の位置P(t)においてロボット200の手先にかかる手先力Fに変換する(S7)。なお、関節J~Jの角度q~qの代わりに電動モータ211~216の角度θ~θを用いてもよい。 The force detection unit 504 (CPU 301) detects the torques τ 1 to τ 6 of the joints J 1 to J 6 based on the robot model 503 and the angles q 1 to q 6 of the joints J 1 to J 6 at the current position P At (t), it is converted into a hand force F applied to the hand of the robot 200 (S7). The angles θ 1 to θ 6 of the electric motors 211 to 216 may be used instead of the angles q 1 to q 6 of the joints J 1 to J 6 .

CPU301は、駆動が終了したか否かを判定し(S8)、終了していない場合は(S8:No)、ステップS2~S7を繰り返す。上記フローに従って各電動モータ211~216を駆動することで、ロボット200の手先にかかる力Fを所望の力目標値Frefに制御することが可能である。なお、図4に示すフローチャートの順番に限定するものではなく、他の順番でも力制御は可能である。 The CPU 301 determines whether or not the driving has ended (S8), and if it has not ended (S8: No), steps S2 to S7 are repeated. By driving the electric motors 211 to 216 according to the above flow, the force F applied to the hand of the robot 200 can be controlled to a desired force target value F ref . Note that the order of the flow chart shown in FIG. 4 is not restrictive, and force control can be performed in other orders.

[ロボットの位置制御]
次に、ロボット200の位置制御について説明する。図6は、第1実施形態においてロボット200を位置制御する際のフローチャートである。
[Robot position control]
Next, position control of the robot 200 will be described. FIG. 6 is a flowchart for position control of the robot 200 in the first embodiment.

まず、操作者が位置目標値Prefをティーチングペンダント400に入力する(S11)。位置目標値Prefは、位置教示データ502に格納される。 First, the operator inputs the position target value P ref to the teaching pendant 400 (S11). The position target value P ref is stored in position teaching data 502 .

位置目標値生成部506は、ロボットモデル503に基づき、位置目標値Prefを各関節J~Jの角度指令値qref1~qref6に変換する(S12)。 The position target value generator 506 converts the position target value P ref into angle command values q ref1 to q ref6 for the joints J 1 to J 6 based on the robot model 503 (S12).

各位置制御部521~526は、各関節J~Jの角度q~qが各関節J~Jの角度指令値qref1~qref6に倣うよう各電動モータ211~216のトルク指令値(角度)τMPref1~τMPref6を算出する(S13)。各関節J~Jの角度を示す信号としては、角度q~qの代わりに電動モータ211~216の角度θ~θを用いてもよい。 The position control units 521 to 526 control the electric motors 211 to 216 so that the angles q 1 to q 6 of the joints J 1 to J 6 follow the angle command values q ref1 to q ref6 of the joints J 1 to J 6 . Torque command values (angles) τ MPref1 to τ MPref6 are calculated (S13). Angles θ 1 to θ 6 of the electric motors 211 to 216 may be used instead of the angles q 1 to q 6 as the signals indicating the angles of the joints J 1 to J 6 .

各切替制御部511~516は、各モータ制御部531~536にトルク指令値(角度)τMPref1~τMPref6をトルク指令値τMref1~τMref6として出力する(S14)。 The switching control units 511 to 516 output the torque command values (angles) τ MPref1 to τ MPref6 as the torque command values τ Mref1 to τ Mref6 to the motor control units 531 to 536 (S14).

なお、ステップS15,S16,S17,S18は、ステップS4,S5,S6,S8と同じであり、説明を省略する。上記フローに従って各電動モータ211~216を駆動することで、ロボット200の手先位置Pを所望の位置目標値Prefに倣うよう制御することが可能である。 Note that steps S15, S16, S17, and S18 are the same as steps S4, S5, S6, and S8, and description thereof will be omitted. By driving the electric motors 211 to 216 according to the above flow, it is possible to control the hand position P of the robot 200 so as to follow the desired position target value P ref .

ステップS1~S8の力制御とステップS11~S18の位置制御とは、切替制御部511~516にて切り替えられ、作業に応じていずれか一方の制御が選択される。 Force control in steps S1 to S8 and position control in steps S11 to S18 are switched by switching control units 511 to 516, and one of the controls is selected according to the work.

[ロボットのダイレクトティーチモード]
続いて、ロボット200を人の手によって操作して軌道を記憶させるダイレクトティーチについて、図7乃至図9bを用いて説明する。図7はロボットアームを片手で把持して操作する状態の一例を示す模式図、図8はロボットアームを両手で把持して操作する状態の一例を示す模式図である。また、図9aはおよび図9bは、第1実施形態に係るダイレクトティーチモードの制御を示すフローチャートである。図9aは、接触センサ710~716を用いて接触箇所に係る情報を取得する形態を説明した図である。図9bは、トルクセンサ541~546を用いて接触箇所に係る情報を取得する形態を説明した図である。
[Robot direct teach mode]
Next, direct teaching in which the robot 200 is manually operated to memorize the trajectory will be described with reference to FIGS. 7 to 9b. FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a state in which the robot arm is held and operated with one hand, and FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a state in which the robot arm is held and operated with both hands. 9a and 9b are flow charts showing control of the direct teach mode according to the first embodiment. FIG. 9a is a diagram for explaining a form of acquiring information about a contact point using contact sensors 710-716. FIG. 9b is a diagram for explaining a mode of obtaining information on contact points using the torque sensors 541 to 546. FIG.

本第1実施形態におけるロボット装置100の制御装置300は、例えば工場の生産ライン等に設置した際に、ロボットアーム251を実際に動かして軌道を教示する。そして、教示した軌道でロボット装置100を動作させて物品の製造を行うことになる(製造工程)。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251によって物品の製造を行うことができる。なお、本実施形態ではロボットアーム251によるワークの組付けによる物品の製造を例に取り説明したがこれに限られない。例えば、ロボットアーム251に切削工具や研磨工具などのツールを設け、ワークを加工することで物品の製造を行っても構わない。 The control device 300 of the robot device 100 according to the first embodiment actually moves the robot arm 251 and teaches the trajectory when the robot device 100 is installed in a factory production line or the like. Then, the robot device 100 is operated along the taught trajectory to manufacture the article (manufacturing process). For example, by using a predetermined work and another work as materials and performing a process of assembling the predetermined work and the other work, an assembled work can be manufactured as a product. As described above, the article can be manufactured by the robot arm 251 . In this embodiment, an example of manufacturing an article by assembling workpieces by the robot arm 251 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the robot arm 251 may be provided with a tool such as a cutting tool or a polishing tool to process a work to manufacture an article.

この教示を行う際、通常ティーチングモードと、ダイレクトティーチモード(直接教示モード)と、を実行可能である。通常ティーチングモードでは、ティーチングペンダント400を用いてロボットアーム251を動かしつつ軌道を記憶する。また、ダイレクトティーチモードでは、ロボットアーム251を人の手で動かしつつ軌道を記憶する。以下、制御装置300が、このダイレクトティーチモードを実行している場合について詳細に説明する。 When performing this teaching, a normal teaching mode and a direct teaching mode (direct teaching mode) can be executed. In normal teaching mode, the trajectory is stored while the robot arm 251 is being moved using the teaching pendant 400 . In the direct teaching mode, the trajectory is stored while the robot arm 251 is manually moved. A case where the control device 300 is executing this direct teaching mode will be described in detail below.

制御装置300がダイレクトティーチモードの実行中においては、ロボットアーム251を、図7に示すように教示者としての人が片手で操作(移動)する場合と、図8に示すように両手で操作を行う場合とがある。人は、ロボットアーム251を大まかに操作(移動)する場合には片手で動かすことが多く、精密に操作する際には両手を使うことが多い。 While the control device 300 is executing the direct teaching mode, the robot arm 251 can be operated (moved) with one hand by a teacher as shown in FIG. 7 or with both hands as shown in FIG. There are cases where it is done. Humans often use one hand when roughly operating (moving) the robot arm 251, and often use both hands when performing a precise operation.

また、ダイレクトティーチモードの実行中(以下、単に「ダイレクトティーチ」という)において、制御装置300は上述したロボットの力制御を行う。この場合、力目標値を設定するが、通常は加えられた力の大きさや力の方向のみを考慮して設定するだけであった。人の手に操作されることで検出される力に応じて生成される力目標値は、力制御のパラメータ(以下、「力制御パラメータ」という)によって決まり、その力制御パラメータの設定は事前に行われている。そのため、例えば片手での操作であっても両手での操作であっても、その力制御パラメータを変更しない限り、手の操作により検出される力が同じであれば同じ力目標値が生成される。また、ダイレクトティーチを行いながら、その都度、力制御パラメータを設定することは手間が多くかかるため、従来は、操作中は設定された力制御パラメータのままで力制御が実行されていた。 Also, during execution of the direct teach mode (hereinafter simply referred to as “direct teach”), the control device 300 performs the above-described force control of the robot. In this case, a force target value is set, but usually only the magnitude and direction of the applied force are considered. The force target value generated according to the force detected by the human hand is determined by force control parameters (hereinafter referred to as "force control parameters"), and the force control parameters are set in advance. It is done. Therefore, for example, regardless of whether the operation is performed with one hand or with both hands, the same force target value is generated if the force detected by the hand operation is the same, unless the force control parameter is changed. . Moreover, since it takes a lot of time and effort to set force control parameters each time direct teaching is performed, conventionally, force control was executed with the set force control parameters during operation.

一方、ロボットアーム251の操作性に関しては、大まかに操作したい場合に軽い力で大きく動くことが望ましく、精密に操作したい場合に大きな力でも微小に動くことが望ましい。そこで、本第1実施形態においては、以下に説明する図9aと図9bに示す制御を行い、外力を検出している箇所が1箇所の場合ではロボットの位置・姿勢が変更し易く、反対に外力を検出している箇所が複数の場合ではロボットの位置・姿勢を変更し難くする。 On the other hand, with respect to the operability of the robot arm 251, it is desirable that the robot arm 251 should move greatly with a light force for rough operation, and that it should move slightly even with a large force for precise operation. Therefore, in the first embodiment, the control shown in FIGS. 9a and 9b, which will be described below, is performed. To make it difficult to change the position/orientation of a robot when there are a plurality of locations where external forces are detected.

本第1実施形態においては、ダイレクトティーチの操作性を変更する手法として、力制御の一種であるインピーダンス制御を一例に説明を行う。インピーダンス制御とはロボット200の手先位置(現在位置)と目標位置との間に仮想的なバネとダンパがあり、そのバネとダンパの大きさに基づいた力がロボット200の手先に発生しているように動作させる制御のことをいう。 In the first embodiment, impedance control, which is a type of force control, will be described as an example of a technique for changing the operability of direct teaching. In impedance control, there is a virtual spring and damper between the hand position (current position) of the robot 200 and the target position, and a force based on the size of the spring and damper is generated at the hand of the robot 200. It refers to control that operates as

ダンパ係数D、バネ係数K、現在位置x、目標位置(バネの支点)xとすると、力目標値(ロボットの手先に発生させる力)Fは以下で表される。
D(x(・)-x(・))+K(x-x)=F
Assuming that the damper coefficient D, the spring coefficient K, the current position x, the target position (the fulcrum of the spring) x d , the force target value (the force generated at the hand of the robot) F is expressed as follows.
D(x(・)−x(・) d )+K(x−x d )=F

ダイレクトティーチにおいては、人の操作で加えられた力の大きさ等から目標位置xが設定され、ダンパ係数D及びバネ係数Kに応じて力目標値Fが決定される。要するに、本第1実施形態において力制御パラメータとは、インピーダンス制御におけるダンパ係数D及びバネ係数Kのことを指す。ただし、本第1実施形態のようにダンパ係数D及びバネ係数Kを力制御パラメータとすることは一例であり、力制御パラメータをこれらに限定するものではない。 In direct teaching, the target position xd is set from the magnitude of the force applied by the human operation, and the force target value F is determined according to the damper coefficient D and the spring coefficient K. In short, the force control parameters in the first embodiment refer to the damper coefficient D and the spring coefficient K in impedance control. However, using the damper coefficient D and the spring coefficient K as the force control parameters as in the first embodiment is an example, and the force control parameters are not limited to these.

続いて、本第1実施形態におけるダイレクトティーチの制御について図9aを用いて説明する。制御装置300がダイレクトティーチを開始すると、まず、力制御パラメータにおける各種パラメータのデフォルト値の読込みを行う(S19)。なお、ここで読込まれる各種パラメータのデフォルト値は、事前にユーザーによって設定された値である。 Next, direct teaching control in the first embodiment will be described with reference to FIG. 9a. When the control device 300 starts direct teaching, first, default values of various force control parameters are read (S19). The default values of various parameters read here are values set in advance by the user.

次に、各角度センサ551~556から各関節J~Jの角度(位置)を検出し、ロボットアーム251の姿勢を算出する。また、事前に登録されたメカモデル情報(ロボット先端に取り付けられたエンドエフェクタ含む)からロボットアーム251自体の自重により各関節J~Jにかかるトルクを算出する。そして、ロボットアーム251の姿勢を保持するため、算出した各関節J~Jにかかるトルクに対して打ち消すようにサーボ制御をかけ、つまり、各電動モータ211~216から、算出したトルクを出力する(S20)。 Next, the angles (positions) of the joints J 1 to J 6 are detected from the angle sensors 551 to 556, and the attitude of the robot arm 251 is calculated. Also, the torque applied to each joint J 1 to J 6 by the weight of the robot arm 251 itself is calculated from mechanical model information registered in advance (including the end effector attached to the tip of the robot). Then, in order to maintain the posture of the robot arm 251, servo control is applied to cancel the calculated torque applied to each of the joints J1 to J6 . (S20).

即ち、ダイレクトティーチを行う際に外力を検出するセンサとしてロボット200の各関節J~Jに組み込んだ各トルクセンサ541~546を使用すると、人がロボット200を掴んで操作していない時でもトルクセンサ541~546にはロボット200の自重による力が加わり、力を検出してしまう。検出した力(この場合はロボット200の自重)によって、人が操作していないにも関わらず位置・姿勢が変更されることは操作者の意図に沿うものではない。このような問題を防ぐためにステップS20の自重補償が行われる。 That is, if the torque sensors 541 to 546 incorporated in the joints J 1 to J 6 of the robot 200 are used as sensors for detecting an external force when direct teaching is performed, even when a person is not holding the robot 200 and operating it. A force due to the weight of the robot 200 is applied to the torque sensors 541 to 546, and the force is detected. It is not in line with the intention of the operator that the detected force (in this case, the weight of the robot 200) changes the position/orientation of the robot 200 even though the robot 200 is not operated by a human. In order to prevent such a problem, self-weight compensation in step S20 is performed.

続いて、各関節J~Jの各トルクセンサ541~546の検出に応じて、第1~第6リンク10~15や先端フランジ16に作用している外力(つまり人による操作)を検出する(S21)。外力を検出していない場合は(S21のNo)、ダイレクトティーチを継続しているか否かを確認する(S24)。ダイレクトティーチの実行を継続している場合は(S24のYes)、ステップS19に戻る。なお、第1~第6リンク10~16に作用している外力は、各トルクセンサ541~546だけでなく、上述した接触センサ710~716が外力を検出できるセンサであれば、それらの接触センサから外力を検出してもよい。 Subsequently, according to the detection of each torque sensor 541-546 of each joint J1 - J6 , the external force acting on the first-sixth links 10-15 and tip flange 16 (that is, human operation) is detected. (S21). If no external force is detected (No in S21), it is checked whether direct teaching is continued (S24). If the execution of direct teaching is continued (Yes in S24), the process returns to step S19. The external forces acting on the first to sixth links 10 to 16 are detected not only by the respective torque sensors 541 to 546, but also by the contact sensors 710 to 716 described above, if they are capable of detecting external forces. External force may be detected from

一方、第1~第6リンク10~15や先端フランジ16に作用している外力(つまり人の操作)を検出した場合は(S21のYes)、接触センサ710~716による接触の検出に応じて、人が接触している箇所が複数であるか否かを判定する(S22)。つまり、片手で把持しているか両手で把持しているかを判定する。接触の検出箇所が1箇所で、つまり片手で把持している場合は(S22のNo)、そのままステップS21に戻る。 On the other hand, when an external force acting on the first to sixth links 10 to 15 and the tip flange 16 (that is, human operation) is detected (Yes in S21), according to the contact detection by the contact sensors 710 to 716, , it is determined whether or not there are a plurality of places in contact with a person (S22). That is, it is determined whether the object is held with one hand or with both hands. If the contact is detected at one point, that is, if the object is held with one hand (No in S22), the process directly returns to step S21.

なお、このように片手でロボットアーム251が把持されて操作されている場合は、デフォルト値の力制御パラメータで各モータ制御部531~536を制御する。つまり各関節J~Jの各電動モータ211~216が力制御され、デフォルト値のダンパ係数D及びバネ係数Kに応じた第1抵抗となるように各関節J~Jの抵抗が設定される(第1抵抗制御)。そして、このように片手でロボットアーム251が操作されている際にも、各関節J~Jの各角度センサ(位置センサ)551~556でロボットアーム251(第1リンク10~第6リンク15)及びハンドツール252の位置が検出される。制御装置300はこの位置の検出に応じてロボット200の軌道を記憶する(第1教示工程)。 When the robot arm 251 is gripped and operated with one hand in this manner, the motor control units 531 to 536 are controlled with force control parameters of default values. That is, the electric motors 211 to 216 of the joints J 1 to J 6 are force-controlled, and the resistance of each joint J 1 to J 6 is adjusted so as to become the first resistance corresponding to the damper coefficient D and the spring coefficient K of default values. set (first resistance control). Even when the robot arm 251 is operated with one hand in this way, the angle sensors (position sensors) 551 to 556 of the joints J 1 to J 6 are used to control the robot arm 251 (the first link 10 to the sixth link). 15) and the position of the hand tool 252 is detected. The controller 300 stores the trajectory of the robot 200 in response to detection of this position (first teaching step).

そして、接触の検出箇所が複数(2箇所)で、つまり両手で把持している場合は(S22のYes)、上述した力制御パラメータのダンパ係数D及びバネ係数Kを変更する(S23)(第2抵抗制御)。ここでは、力制御パラメータを変更して各関節J~Jの抵抗を大きくし、基本的に各関節J~Jを動き難して第1~第6リンク10~15を移動し難くする。関節を動き難くする場合は、上述したインピーダンス制御の力制御パラメータのうちのダンパ係数Dが大きくなるように設定する。また、バネ係数Kを大きくすることでも動き難くすることは可能だが元の位置に戻ろうとする力も大きくなるため、ダイレクトティーチではあまり大きく設定しない。従って、本実施形態では片手操作のときに対して両手操作のときのダンパ係数Dが大きくなるように設定することで操作者の意図を汲み取った操作性を実現する。要するに、ロボットアーム251の各関節J~Jは動き難くなり、大きな力でも微小に動くようにすることができる。 Then, if there are a plurality of contact detection points (two points), that is, if the grip is made with both hands (Yes in S22), the damper coefficient D and the spring coefficient K of the force control parameters described above are changed (S23) (second 2 resistance control). Here, the force control parameters are changed to increase the resistance of the joints J 1 to J 6 , basically making it difficult to move the joints J 1 to J 6 and to make the first to sixth links 10 to 15 difficult to move. do. To make the joint difficult to move, the damper coefficient D of the force control parameters of the impedance control described above is set to be large. Although it is possible to make the movement difficult by increasing the spring coefficient K, the force to return to the original position is also increased, so it is not set too large in direct teaching. Therefore, in the present embodiment, the damper coefficient D is set to be larger for two-handed operation than for one-handed operation, thereby achieving operability that reflects the operator's intention. In short, each joint J 1 to J 6 of the robot arm 251 becomes difficult to move, and can be made to move slightly even with a large force.

なお、このように両手でロボットアーム251が把持されて操作されている場合では、変更された力制御パラメータで各モータ制御部531~536を制御する。つまり各関節J~Jの各電動モータ211~216が力制御され、デフォルト値から変更されたダンパ係数D及びバネ係数Kに応じた、上記第1抵抗よりも大きい第2抵抗となるように各関節J~Jの抵抗が設定される。そして、このように両手でロボットアーム251が操作されている際にも、各関節J~Jの各角度センサ(位置センサ)551~556でロボットアーム251(第1リンク10~第6リンク15)及びハンドツール252の位置が検出される。制御装置300はこの位置の検出に応じてロボット200の軌道を記憶する(第2教示工程)。 When the robot arm 251 is gripped and operated with both hands in this manner, the motor control units 531 to 536 are controlled by the changed force control parameters. That is, the electric motors 211 to 216 of the joints J 1 to J 6 are force-controlled so that the second resistance is larger than the first resistance according to the damper coefficient D and the spring coefficient K changed from the default values. , the resistance of each joint J 1 to J 6 is set. Further, even when the robot arm 251 is being operated with both hands in this way, the angle sensors (position sensors) 551 to 556 of the joints J 1 to J 6 are used to control the robot arm 251 (the first link 10 to the sixth link). 15) and the position of the hand tool 252 is detected. Control device 300 stores the trajectory of robot 200 in response to detection of this position (second teaching step).

その後、両手で把持している状態から片手で把持している状態となると(S22のNo)、図示を省略したが、力制御パラメータをデフォルト値に戻す。片手での把持と両手での把持とがその都度入れ変わると、上記制御を繰り返すことになる。また、外力を検出しなくなり(S21のNo)、例えばティーチングペンダント400等で、ダイレクトティーチの終了が入力されると(S24のNo)、ダイレクトティーチを終了する。 After that, when the state of being held with both hands changes to the state of being held with one hand (No in S22), the force control parameters are returned to default values, although not shown. If the grip with one hand and the grip with both hands are switched each time, the above control is repeated. Further, when the external force is no longer detected (No in S21), and the end of direct teaching is input through the teaching pendant 400 or the like (No in S24), direct teaching ends.

ここで、上述の説明では図9aのS22において、接触センサ710~716による接触の検出に応じて、人が接触している箇所が複数であるか否かを判定する例を示したが、トルクセンサ541~546を用いて判定しても構わない。図9bを用いて、S22について詳述する。図9bは、トルクセンサ541~546を用いて、接触箇所を判定するS22を実施する際のフローチャートである Here, in the above description, in S22 of FIG. 9a, an example is shown in which it is determined whether or not there are a plurality of places where a person is in contact according to detection of contact by the contact sensors 710-716. The sensors 541 to 546 may be used for determination. S22 will be described in detail with reference to FIG. 9b. FIG. 9b is a flow chart when performing S22 for determining the contact point using the torque sensors 541 to 546.

図9bにおいて、接触箇所の判定を開始すると(S22が開始すると)、まずS22-1にて、第6リンク15に外力が作用しているかどうかをトルクセンサ546の出力値に基づき判定する。ここで第6リンク15に外力が作用していた場合、S22―1:Yesとなり、S22-2に進む。第6リンク15に外力が作用していない場合、S22-1:Noとなり、S22-5に進む。 In FIG. 9b, when the determination of the contact point is started (when S22 is started), it is first determined based on the output value of the torque sensor 546 whether or not an external force is acting on the sixth link 15 in S22-1. Here, if an external force is acting on the sixth link 15, S22-1: Yes, and proceeds to S22-2. If no external force is acting on the sixth link 15, S22-1: No, and the process proceeds to S22-5.

S22-2では、第6リンク15に作用している外力と、位置センサ551~556により取得されるロボットアーム251の現在の姿勢とに基づいて、第1リンク10~第5リンク14に作用している外力を推定する。第6リンクに作用する外力と、位置センサ551~556の出力値、ロボットアーム251のリンクパラメータに基づき、第6リンク一か所で外力が働いている場合において、各リンクに作用するであろう外力を推定する。言い換えると、トルクセンサ541~545で検出されるべき外力を推定する。 In S22-2, based on the external force acting on the sixth link 15 and the current posture of the robot arm 251 acquired by the position sensors 551 to 556, the first link 10 to the fifth link 14 are controlled. Estimate the external force Based on the external force acting on the 6th link, the output values of the position sensors 551 to 556, and the link parameters of the robot arm 251, when the external force acts on the 6th link at one point, it will act on each link. Estimate the external force. In other words, the external forces to be detected by the torque sensors 541-545 are estimated.

次にS22-3にて、第1リンク10~第5リンク14のそれぞれについて、S22-2で推定した外力と実際に各トルクセンサ541~545において検出した外力とが異なるかどうかの判定を行う。いずれかのリンクにおいて、推定した外力と実際に検出した外力とが異なっていた場合は、異なっているリンクには別の外力が加わっていると判断できるため、S22-3:Yesとなり、S22-4に進み接触箇所が複数であると判定して、S22を終了する。推定した外力と実際に検出した外力とが異なっているリンクが存在しない場合は、第6リンク一か所で外力が働いている場合と同等であると判断できるため、S22-3:Noとなり、S22-6に進み接触箇所が1つ(単数)であると判定して、S22を終了する。なお、異なっているか否かの判定は、推定外力と検出外力との差が、あらかじめ設定した閾値の範囲を超えているか否かで判定するものとする。 Next, in S22-3, it is determined whether or not the external force estimated in S22-2 differs from the external force actually detected by each of the torque sensors 541 to 545 for each of the first link 10 to fifth link 14. . If the estimated external force differs from the actually detected external force on any link, it can be determined that another external force is applied to the different link. Proceeding to 4, it is determined that there are a plurality of contact points, and S22 is ended. If there is no link where the estimated external force differs from the actually detected external force, it can be determined that the external force is acting at only one point on the sixth link. Proceeding to S22-6, it is determined that there is one (single) contact point, and S22 is ended. Whether or not they are different is determined by determining whether or not the difference between the estimated external force and the detected external force exceeds a preset threshold range.

一方、第6リンク15に外力が作用していない場合、S22―5にて、外力が作用しているリンクのうち、最も先端(第6リンク15および先端フランジ16)に近いリンクに作用している外力をトルクセンサ541~545からの出力値より取得する。そして、先端に近いリンクの外力と、位置センサ551~556により取得されるロボットアーム251の現在姿勢とに基づいて、当該リンク一か所で外力が働いている場合において、他のリンクに作用しているであろう外力を推定する。言い換えると、他のトルクセンサで検出されるべき外力を推定する。 On the other hand, if the external force is not acting on the sixth link 15, in S22-5, among the links on which the external force is acting, the link closest to the tip (the sixth link 15 and the tip flange 16) is acted on. The external force applied is acquired from the output values from the torque sensors 541-545. Then, based on the external force of the link near the tip and the current posture of the robot arm 251 acquired by the position sensors 551 to 556, when the external force acts on the link at one point, it acts on the other links. Estimate the external force that would be applied. In other words, the external force to be detected by another torque sensor is estimated.

そしてS22-3にて、他のリンクそれぞれについて、S22-5で推定した外力と実際に検出した外力とが異なるかどうかの判定を行う。以降の処理は上述した通りであるため、説明を省略する。 Then, in S22-3, it is determined whether or not the external force estimated in S22-5 differs from the actually detected external force for each of the other links. Since subsequent processing is as described above, description thereof is omitted.

以上、制御をまとめると、複数の接触センサ710~716、またはトルクセンサ541~546の信号により検出される操作者(ユーザー)からの接触の箇所に基づき(S22)、ロボット200を操作者が移動させる際の抵抗を制御する(S23)。換言すると、操作者が接触している箇所(の数)に基づき、ロボットの姿勢を操作者が変更する際の抵抗を制御することになる。 To summarize the above control, the operator moves the robot 200 based on the location of contact from the operator (user) detected by the signals of the plurality of contact sensors 710 to 716 or the torque sensors 541 to 546 (S22). Then, the resistance is controlled (S23). In other words, the resistance when the operator changes the posture of the robot is controlled based on the (number of) points with which the operator is in contact.

[両手で把持する箇所が異なる場合]
次に、外力を検出している箇所が異なる場合における制御について、図10及び図11を用いて説明する。図10は第4リンクと第6リンクとを把持して操作する状態を示す模式図、図11は第5リンクと第6リンクとを把持して操作する状態を示す模式図である。
[When the parts to be grasped by both hands are different]
Next, the control when the external force is detected at different locations will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which the fourth link and the sixth link are grasped and operated, and FIG. 11 is a schematic diagram showing a state in which the fifth link and the sixth link are grasped and operated.

図10に示すように、操作者が第6リンク15を掴んでいる場合、その第6リンク15を掴んで操作する力(手先側外力)は、最も基端側にある関節Jまで伝わる。しかし、操作者が第4リンク13を掴む力(基端側外力)により、第6リンク15を掴んで操作する力は、第4リンク13より受け止められるので、第4リンク13よりも基端側の関節J~Jに伝達されることが抑えられる。さらに、図11に示すように、操作者が第6リンク15と第5リンク14を掴むことにより、第6リンク15を掴んで操作する力は、第5リンク14より受け止められるので、第5リンク14よりも基端側の関節J~Jに伝達されることが抑えられる。 As shown in FIG. 10, when the operator grips the sixth link 15, the force (hand side external force) of gripping and operating the sixth link 15 is transmitted to the joint J1 at the most proximal side. However, the force of gripping and operating the sixth link 15 is received by the fourth link 13 due to the force of the operator gripping the fourth link 13 (external force on the proximal side). is suppressed from being transmitted to the joints J 1 to J 3 of . Furthermore, as shown in FIG. 11 , when the operator grips the sixth link 15 and the fifth link 14 , the force of gripping and operating the sixth link 15 is received by the fifth link 14 . Transmission to the joints J 1 to J 4 on the proximal side of 14 is suppressed.

このような場合、両手によって2箇所の手先側外力と基端側外力とを検出しているので、その2箇所の間にある関節と、その他の関節と、の動かしやすさに差をつける。即ち、外力(接触)を検出している2箇所の間にある関節の動きに対して、その他の関節を動き難くするように力制御パラメータ(ダンパ係数D及びバネ係数K)を設定する。換言すると、操作者が接触している箇所(の位置)に基づき、ロボット200の姿勢を操作者が変更する際の抵抗を制御することになる。これにより、操作者が両手で操作する場合における、操作者の意図を汲み取ったロボット200の動きを実現できる。 In such a case, since the hand side external force and the proximal side external force are detected by both hands, there is a difference in movability between the joints between the two places and the other joints. That is, the force control parameters (damper coefficient D and spring coefficient K) are set so as to make it difficult to move the other joints with respect to the movement of the joints between the two locations where the external force (contact) is being detected. In other words, the resistance when the operator changes the posture of the robot 200 is controlled based on (the position of) the point where the operator is in contact. As a result, when the operator operates with both hands, the movement of the robot 200 that comprehends the intention of the operator can be realized.

[両手で操作しつつ片手で自重を支える場合]
ついで、操作者が両手で操作しつつ片手で自重を支える場合について図12を用いて説明する。図12は第3リンクでロボットアームの自重を支持しながら第5リンクを把持して操作する状態を示す模式図である。
[When operating with both hands and supporting its own weight with one hand]
Next, the case where the operator operates with both hands and supports the weight with one hand will be described with reference to FIG. 12 . FIG. 12 is a schematic diagram showing a state in which the fifth link is gripped and operated while supporting the weight of the robot arm with the third link.

図12に示すケースは、例えば操作者が第5リンク14を掴んでロボット200を操作していたときに落下方向に力をかけてしまい、咄嗟にもう一方の手で第3リンク12を支えた状態を示している。第3リンク12を掴んでいる手は意図しないロボット200の落下を防ぐために把持されている。この際、外力(接触)を検出している箇所は複数であり、かつ基端側外力を検出する関節Jのトルクセンサ542において、ロボット200の自重を支える方向に外力がかかっていることが検出される。 In the case shown in FIG. 12, for example, when the operator grabbed the fifth link 14 and operated the robot 200, he applied force in the falling direction, and immediately supported the third link 12 with the other hand. state. The hand holding the third link 12 is held to prevent the robot 200 from unintentionally falling. At this time, the external force (contact) is detected at a plurality of locations, and the torque sensor 542 of the joint J2 that detects the proximal side external force is applied with the external force in the direction supporting the self weight of the robot 200. detected.

このような場合は、基端側の外力を検出した箇所である第3リンク12より基部側の関節J~Jを動き難くすることで、意図しない落下を防ぐことができる。具体的には、ロボット200の位置・姿勢から各関節J~Jにかかる関節トルクを算出する。次に基端側の外力を検出した箇所より基端側の関節J~Jにおける関節トルクの検出値と算出した関節トルクの推定値とを比較する。比較した結果、推定値より検出値の方が小さい場合には、操作者がロボット200の落下を支えていると判断し、関節J~Jを他の関節J~Jよりも動き難くするように力制御パラメータを設定する。これにより、操作者が両手で操作する場合における、操作者の意図を汲み取ったロボット200の動きを実現できる。 In such a case, it is possible to prevent an unintended drop by making it difficult to move the joints J 1 to J 2 closer to the base than the third link 12 where the external force on the base end is detected. Specifically, the joint torque applied to each of the joints J 1 to J 6 is calculated from the position/orientation of the robot 200 . Next, the joint torque detection values of the joints J 1 to J 2 on the proximal side of the location where the proximal external force was detected are compared with the calculated joint torque estimated values. As a result of the comparison, if the detected value is smaller than the estimated value, it is determined that the operator is supporting the fall of the robot 200, and the joints J 1 to J 2 move more than the other joints J 3 to J 6 . Set the force control parameters to make it harder. As a result, when the operator operates with both hands, the movement of the robot 200 that comprehends the intention of the operator can be realized.

[第1実施形態のまとめ]
以上説明したように、本ロボット装置100では、ダイレクトティーチの実行中において、ロボット200へ人や物等の物体の接触が1箇所(つまり片手)である場合、ロボットアーム251の位置を動かす際の抵抗が第1抵抗となるように制御する。この制御は、各関節J~Jの各電動モータ211~216が力制御されることで行われる。そして、ロボット200への物体の接触が複数個所(つまり両手)である場合は、ロボットアーム251の位置を動かす際の抵抗が第1抵抗よりも大きい第2抵抗となるように制御する。これにより、ロボットアームを片手で動かしても両手で動かしても操作性を良好にすることができる。
[Summary of the first embodiment]
As described above, in the robot apparatus 100, when an object such as a person or an object touches the robot 200 at one point (that is, with one hand) during execution of direct teaching, the position of the robot arm 251 is moved. The resistance is controlled to be the first resistance. This control is performed by force-controlling the electric motors 211 to 216 of the joints J 1 to J 6 . When the object contacts the robot 200 at a plurality of points (that is, both hands), the robot arm 251 is controlled so that the second resistance is greater than the first resistance when moving the position of the robot arm 251 . Thereby, the operability can be improved whether the robot arm is moved with one hand or with both hands.

また、本ロボット装置100は、ダイレクトティーチの実行中において、ロボットアーム251の位置を動かす際の抵抗が、物体の接触が1箇所である場合に第1抵抗となるように制御する第1制御工程を行う。また、物体の接触が複数個所である場合に第2抵抗となるように制御する第2制御工程を行う。これにより、第1制御工程及び第2制御工程を備えたロボットの制御方法を提供することができる。 In addition, the robot apparatus 100 controls the resistance when moving the position of the robot arm 251 during execution of direct teaching to be the first resistance when the contact of the object is at one point. I do. Further, a second control step is performed to control the resistance to the second resistance when the contact of the object is at a plurality of points. Accordingly, it is possible to provide a robot control method including the first control process and the second control process.

また、本ロボット装置100は、ダイレクトティーチの実行中において、ロボットアーム251の位置を動かす際の抵抗が、物体の接触が1箇所である場合に第1抵抗となるように制御してロボット200の軌道の教示を行う第1教示工程を行う。また、物体の接触が複数個所である場合に第2抵抗となるように制御してロボット200の軌道の教示を行う第2教示工程を行う。これにより、第1教示工程及び第2教示工程を備えたロボットの教示方法を提供することができる。さらに、これら第1教示工程及び第2教示工程に加え、第1教示工程と第2教示工程とにより記憶された軌道でロボットアームを動作させて物品の製造を行う製造工程を備えた物品の製造方法を提供することができる。 Further, the robot apparatus 100 performs control so that the resistance when moving the position of the robot arm 251 becomes the first resistance when the contact of the object is at one point during execution of the direct teaching. A first teaching step of teaching the trajectory is performed. Further, a second teaching step is performed in which the trajectory of the robot 200 is taught by controlling so as to provide the second resistance when the object touches at a plurality of points. Accordingly, it is possible to provide a robot teaching method including the first teaching step and the second teaching step. Furthermore, in addition to the first teaching process and the second teaching process, the manufacturing of the article includes a manufacturing process of manufacturing the article by operating the robot arm on the trajectory memorized by the first teaching process and the second teaching process. can provide a method.

なお、本第1実施形態では、片手の接触時である第1抵抗よりも両手の接触時である第2抵抗が大きくなるように制御するものを説明した。しかしながら、これに限らず、第1抵抗と第2抵抗とが異なるようにする制御であれば、大小に限るものではない。例えば両手でロボット200を操作する際、基端側は動き難くするために抵抗を大きくし、先端側は第1抵抗よりも抵抗を小さくすることで、位置や姿勢の調整をし易くすることも考えられる。 In the first embodiment, the control is performed so that the second resistance when both hands are in contact is greater than the first resistance when one hand is in contact. However, the control is not limited to this, and the size is not limited as long as the control is such that the first resistance and the second resistance are different. For example, when operating the robot 200 with both hands, it is possible to easily adjust the position and posture by increasing the resistance on the proximal side to make it difficult to move and decreasing the resistance on the distal side to less than the first resistance. Conceivable.

また、上述の実施形態では、人が接触している箇所が複数であるか否かに応じて各関節J~Jの抵抗を変更するとした。しかしながら、ダイレクトティーチで外力を加えた際、例えばリンクに作用した外力とロボットアームの移動量との関係が図13に示す様に設定されていて、外力が所定の閾値を超えないとロボットアーム251が動かないような制御も行われている場合もある。そのような場合には、接触箇所が複数であるか否かに応じて、当該閾値を変更するようにしても良い。具体的には、接触の検出箇所が複数(2箇所)、つまり両手で把持している場合には当該閾値をデフォルト値より大きく設定し、接触の検出箇所が1箇所、つまり片手で把持している場合には当該値をデフォルト値よりも小さく設定する。これにより両手で操作する場合にはロボットアーム251の動き出しを重くすることができ、片手操作する場合にはロボットアーム251の動き出しを軽くすることができ、ロボットアームを片手で動かしても両手で動かしても操作性を良好にすることができる。 Further, in the above-described embodiment, the resistance of each joint J 1 to J 6 is changed depending on whether or not there are a plurality of places in contact with the person. However, when an external force is applied by direct teaching, for example, the relationship between the external force acting on the link and the amount of movement of the robot arm is set as shown in FIG. In some cases, control is also performed so that the is not moved. In such a case, the threshold may be changed depending on whether there are a plurality of contact points. Specifically, when there are a plurality of contact detection points (two points), that is, when the object is held with both hands, the threshold value is set larger than the default value, and when there is one contact detection point, that is, when the object is held with one hand, the threshold value is set larger than the default value. If so, set the value to be smaller than the default value. As a result, when the robot arm 251 is operated with both hands, the movement of the robot arm 251 can be made heavy, and when the robot arm 251 is operated with one hand, the movement of the robot arm 251 can be lightened. It is possible to improve the operability.

<第2実施形態>
ついで、上記第1実施形態を一部変更した第2実施形態について図14(a)、図14(b)、図14(c)、及び図15を用いて説明する。図14(a)は第4リンクと第6リンクとを把持して操作する状態を示す模式図、図14(b)は(a)の状態から第4リンクの把持を離した状態を示す模式図、図14(c)は(b)の状態から第3リンクを把持した状態を示す模式図である。また、図15は第2実施形態に係るダイレクトティーチモードの制御を示すフローチャートである。なお、本第2実施形態の説明においては、第1実施形態と同様な部分には同一の参照符号を用いて、その説明を省略する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment, which is a partial modification of the first embodiment, will be described with reference to FIGS. Fig. 14(a) is a schematic diagram showing a state in which the fourth link and the sixth link are gripped and operated, and Fig. 14(b) is a schematic diagram showing a state in which the fourth link is released from the state of (a). FIG. 14(c) is a schematic diagram showing a state in which the third link is gripped from the state of (b). FIG. 15 is a flow chart showing control of the direct teach mode according to the second embodiment. In addition, in the description of the second embodiment, the same reference numerals are used for the same parts as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

第2実施形態に係るロボット装置100では、第1実施形態に比して、ロボット200を両手で把持している状態から片手で把持している状態に移行した際の制御を変更したものである。例えば、図14(a)に示すように、作業者が第4リンク13と第5リンク14とを両手で把持している状態から第4リンク13の把持を離し、図14(b)に示すように、第5リンク14だけを片手で把持した状態となる。その後、図14(c)に示すように、第4リンク13を離した手によって第3リンク12を把持し、第3リンク12と第5リンク14とを両手で把持している状態となる。このように、操作者がロボット200の位置・姿勢を変える際に、掴む箇所を変更することはよく起こり得る。 In the robot apparatus 100 according to the second embodiment, the control performed when the robot 200 is held with both hands and held with one hand is changed from that of the first embodiment. . For example, as shown in FIG. 14(a), the operator releases the grip of the fourth link 13 from the state in which the operator grips the fourth link 13 and the fifth link 14 with both hands, and Thus, only the fifth link 14 is held by one hand. After that, as shown in FIG. 14(c), the third link 12 is gripped with the hand released from the fourth link 13, and the third link 12 and the fifth link 14 are gripped with both hands. In this way, when the operator changes the position/orientation of the robot 200, it is likely that the gripping part will be changed.

しかしながら、例えば図14(b)に示すように、一時的に外力を検出する箇所が1箇所になる瞬間が発生する。一時的な状態の変化によって力制御パラメータが直ぐに変更され、ロボットの位置・姿勢を変更し難くする関節の抵抗が直ぐに変更されることは、操作者にとって操作感を掴み難くなる虞がある。そのため、第2実施形態においては、以下の図15に示す制御を行い、力制御パラメータを適宜に設定することで対応する。 However, for example, as shown in FIG. 14B, there occurs a moment when the external force is temporarily detected at one location. If the force control parameter is changed immediately due to a temporary change in state, and the joint resistance that makes it difficult to change the position and posture of the robot is changed immediately, it may be difficult for the operator to grasp the operation feeling. Therefore, in the second embodiment, the control shown in FIG. 15 below is performed, and the force control parameter is appropriately set.

第2実施形態において、制御装置300がダイレクトティーチを開始すると、まず、力制御パラメータにおける各種パラメータのデフォルト値の読込みを行うと共に、カウンタNの値を1にセットする(S25)。 In the second embodiment, when the control device 300 starts direct teaching, first, the default values of various force control parameters are read, and the value of the counter N is set to 1 (S25).

次に、各角度センサ551~556から各関節J~Jの角度(位置)を検出し、ロボットアーム251の姿勢を算出する。また、事前に登録されたメカモデル情報(ロボット先端に取り付けられたエンドエフェクタ含む)からロボットアーム251自体の自重により各関節J~Jにかかるトルクを算出する。そして、ロボットアーム251の姿勢を保持するため、算出した各関節J~Jにかかるトルクに対して打ち消すようにサーボ制御をかけ(自重補償)、つまり各電動モータ211~216から、算出したトルクを出力する(S26)。 Next, the angles (positions) of the joints J 1 to J 6 are detected from the angle sensors 551 to 556, and the attitude of the robot arm 251 is calculated. Also, the torque applied to each joint J 1 to J 6 by the weight of the robot arm 251 itself is calculated from mechanical model information registered in advance (including the end effector attached to the tip of the robot). Then, in order to maintain the posture of the robot arm 251, servo control is applied so as to cancel the calculated torque applied to each of the joints J 1 to J 6 (self-weight compensation). Torque is output (S26).

続いて、各関節J~Jの各トルクセンサ541~546の検出に応じて、第1~第6リンク10~15や先端フランジ16に作用している外力(つまり人による操作)を検出する(S27)。外力を検出していない場合は(S27のNo)、ダイレクトティーチを継続しているか否かを確認する(S33)。ダイレクトティーチの実行を継続している場合は(S33のYes)、ステップS25に戻る。なお、第1~第6リンク10~16に作用している外力は、各トルクセンサ541~546だけでなく、上述した接触センサ710~716が外力を検出できるセンサであれば、それらの接触センサから外力を検出してもよい。 Subsequently, according to the detection of each torque sensor 541-546 of each joint J1 - J6 , the external force acting on the first-sixth links 10-15 and tip flange 16 (that is, human operation) is detected. (S27). If no external force is detected (No in S27), it is checked whether direct teaching is continued (S33). If the execution of direct teaching is continued (Yes in S33), the process returns to step S25. The external forces acting on the first to sixth links 10 to 16 are detected not only by the respective torque sensors 541 to 546, but also by the contact sensors 710 to 716 described above, if they are capable of detecting external forces. External force may be detected from

一方、第1~第6リンク10~15や先端フランジ16に作用している外力(つまり人の操作)を検出した場合は(S27のYes)、ステップS28に進む。ここで、上記カウンタNの値が設定値(例えば5)よりも大きい場合だけ、力制御パラメータのダンパ係数D及びバネ係数Kをデフォルト値である1箇所用(片手用)の値に設定し、カウンタNの値が設定値以下であれば力制御パラメータは変更しない(S28)。 On the other hand, if an external force acting on the first to sixth links 10 to 15 and the tip flange 16 (that is, human operation) is detected (Yes in S27), the process proceeds to step S28. Here, only when the value of the counter N is greater than a set value (for example, 5), the damper coefficient D and the spring coefficient K of the force control parameters are set to the default values for one position (for one hand), If the value of the counter N is equal to or less than the set value, the force control parameters are not changed (S28).

続いて、接触センサ710~716による接触の検出に応じて、人が接触している箇所が複数であるか否かを判定する(S29)。つまり、片手で把持しているか両手で把持しているかを判定する。接触の検出箇所が複数(2箇所)で、つまり両手で把持している場合は(S29のYes)、力制御パラメータのダンパ係数D及びバネ係数Kを複数個所用に変更する(S31)。つまり、両手で把持している場合は、力制御パラメータを変更して第2抵抗となるように各関節J~Jの抵抗が設定され、各関節J~Jを動き難くして第1~第6リンク10~15を移動し難くする。そして、カウンタNをリセットして(S32)、ステップS27に戻る。 Subsequently, it is determined whether or not there are a plurality of places touched by a person according to detection of contact by the contact sensors 710 to 716 (S29). That is, it is determined whether the object is held with one hand or with both hands. If there are multiple (two) contact detection points, that is, if the object is held with both hands (Yes in S29), the damper coefficient D and spring coefficient K of the force control parameters are changed for multiple points (S31). In other words, when the robot is held with both hands, the resistance of each joint J 1 to J 6 is set so that the force control parameter is changed to become the second resistance, making it difficult to move each joint J 1 to J 6 . To make the first to sixth links 10 to 15 difficult to move. Then, the counter N is reset (S32), and the process returns to step S27.

なお、このように両手でロボットアーム251が操作されている際にも、各関節J~Jの各角度センサ(位置センサ)551~556でロボットアーム251(第1リンク10~第6リンク15)及びハンドツール252の位置が検出される。制御装置300はこの位置の検出に応じてロボット200の軌道を記憶する(第2教示工程)。 It should be noted that even when the robot arm 251 is being operated with both hands in this manner, the angle sensors (position sensors) 551 to 556 of the joints J 1 to J 6 are used to control the robot arm 251 (the first link 10 to the sixth link). 15) and the position of the hand tool 252 is detected. Control device 300 stores the trajectory of robot 200 in response to detection of this position (second teaching step).

一方、接触の検出箇所が1箇所で、つまり片手で把持している場合は(S29のNo)、カウンタNに1を加算し(S30)、ステップS27に戻る。即ち、ロボットアーム251が両手で把持されていた状態から片手で把持された状態となるが、カウンタNの値が設定値(例えば5)よりも大きくなるまでは、力制御パラメータが複数個所用に設定されたまま(S31参照)となる。そして、このステップS29の判定とステップS30を制御周期で繰り返し、設定時間の経過後(例えば数秒後)にカウンタNが設定値(例えば5)よりも大きくなる。すると、力制御パラメータを1箇所用に設定し、第1抵抗となるように各関節J~Jの抵抗が設定されるように切換える。つまり、各関節J~Jを動き易くして、第1~第6リンク10~15を移動し易くする。 On the other hand, if the contact is detected at one point, that is, if the object is held with one hand (No in S29), 1 is added to the counter N (S30), and the process returns to step S27. In other words, the state where the robot arm 251 is gripped with both hands changes to the state where it is gripped with one hand, but until the value of the counter N becomes larger than the set value (for example, 5), the force control parameters are set for a plurality of locations. It remains set (see S31). Then, the determination in step S29 and step S30 are repeated in a control cycle, and the counter N becomes larger than the set value (for example, 5) after the set time has passed (for example, after several seconds). Then, the force control parameter is set for one position, and switching is performed so that the resistance of each joint J 1 to J 6 is set to the first resistance. That is, the joints J 1 to J 6 are made easier to move, and the first to sixth links 10 to 15 are made easier to move.

このように両手で把持された状態から一時的に片手で把持された状態となっても、設定時間(例えば数秒)が経過するまでは、各関節J~Jが動き難いままである。これにより、上述したように操作者が一方の手を把持し直す場合に、不意にロボットアーム251が軽くなってしまうことが防止されるので、操作者が操作感を掴み易くすることができる。 Even if the state of being gripped with both hands temporarily changes to the state of being gripped with one hand in this way, each joint J 1 to J 6 remains difficult to move until a set time (for example, several seconds) elapses. This prevents the robot arm 251 from suddenly becoming lighter when the operator grips one hand again as described above, so that the operator can easily grasp the operation feeling.

なお、このように片手でロボットアーム251が把持されて操作されている場合であっては、各関節J~Jの抵抗が第2抵抗となっている場合も、各関節J~Jの抵抗が第1抵抗となっている場合もある。しかし、これらの間でも、各関節J~Jの各角度センサ(位置センサ)551~556でロボットアーム251(第1リンク10~第6リンク15)及びハンドツール252の位置が検出される。そして、制御装置300はこの位置の検出に応じてロボット200の軌道を記憶する。なお、本第2実施形態において、各関節J~Jの抵抗が第2抵抗となっている場合の教示は第2教示工程、各関節J~Jの抵抗が第1抵抗となっている場合の教示は第1教示工程を構成する。 Note that when the robot arm 251 is gripped and operated with one hand in this manner, even if the resistance of each joint J 1 to J 6 is the second resistance, each joint J 1 to J 6 may be the first resistor. However, even between these, the positions of the robot arm 251 (first link 10 to sixth link 15) and the hand tool 252 are detected by angle sensors (position sensors) 551 to 556 of the joints J 1 to J 6 . . Then, the control device 300 stores the trajectory of the robot 200 according to the detection of this position. In the second embodiment, when the resistance of each of the joints J 1 to J 6 is the second resistance, the teaching is the second teaching step, and the resistance of each of the joints J 1 to J 6 is the first resistance. Teaching in the case of the first teaching step constitutes a first teaching step.

その後、外力を検出しなくなり(S27のNo)、例えばティーチングペンダント400等で、ダイレクトティーチの終了が入力されると(S33のNo)、ダイレクトティーチを終了する。なお、本実施形態および変形例と上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。 After that, the external force is no longer detected (No in S27), and when the end of direct teaching is input by, for example, the teaching pendant 400 (No in S33), direct teaching ends. Note that the present embodiment and modified examples may be combined with the various embodiments and modified examples described above.

以上、本実施形態の制御をまとめると、複数の接触センサ710~716の信号により検出される操作者(ユーザー)からの接触の箇所に基づき(S29)、ロボット200を操作者が移動させる際の抵抗を制御する(S29のNo、S31)ことになる。換言すると、操作者が接触している箇所(の数)に基づき、ロボットの姿勢を操作者が変更する際の抵抗を制御することになる。 As described above, the control of the present embodiment can be summarized as follows. The resistance is controlled (No in S29, S31). In other words, the resistance when the operator changes the posture of the robot is controlled based on the (number of) points with which the operator is in contact.

<第3実施形態>
ついで、上記第1及び第2実施形態を一部変更した第3実施形態を、図16及び図17を参照して説明する。図16は第6リンクを両手で把持して操作する状態を示す模式図、図17は第6リンクを片手で把持して操作しつつ物体に接触させた状態を示す模式図である。なお、第3実施形態の説明においては、第1及び第2実施形態と同様な部分には同一の参照符号を用いて、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment obtained by partially modifying the first and second embodiments will be described with reference to FIGS. 16 and 17. FIG. FIG. 16 is a schematic diagram showing a state in which the sixth link is held and operated with both hands, and FIG. 17 is a schematic diagram showing a state in which the sixth link is held and operated with one hand and brought into contact with an object. In the description of the third embodiment, the same reference numerals are used for the same parts as in the first and second embodiments, and the description thereof will be omitted.

第3実施形態は、上記第1及び第2実施形態と異なり、同一のリンク内に複数の接触センサを設け、操作者が同一のリンクを両手で把持した場合、或いは片手で把持して物体に接触させた場合における制御について説明する。即ち、第3実施形態に係るロボット200では、図2に示すように、第1リンク10~第6リンク15や先端フランジ16の各々の表面に、2つの接触センサ710~716が配置されていることを前提としている。なお、これら接触センサ710~716は、操作者が片手で同時に両方に接触できない(接触し難い)ように配置することが好ましい。なお、接触センサは1つのリンクに対して3つ以上配置されていてもよい。さらに、1つのリンクに対して1つの接触センサが配置されたものであっても、接触している面積の大きさやその分布などで、片手での操作、両手での操作、その他の操作を判定できる構成であればよい。 Unlike the first and second embodiments, the third embodiment is provided with a plurality of contact sensors in the same link. The control in the case of contact will be described. That is, in the robot 200 according to the third embodiment, two contact sensors 710 to 716 are arranged on the surface of each of the first to sixth links 10 to 15 and the tip flange 16, as shown in FIG. It is assumed that These contact sensors 710 to 716 are preferably arranged so that the operator cannot touch both of them with one hand at the same time (it is difficult to touch them). Three or more contact sensors may be arranged for one link. Furthermore, even if one contact sensor is arranged for one link, the size and distribution of the contact area can be used to determine whether the operation is performed with one hand, with both hands, or with other operations. Any configuration can be used.

図16に示すように、操作者が同一リンク(図16では第6リンク15)を両手で把持して操作する場合、微小操作(微調整)を行っていることが多い。人は一定方向に同一の力を入れ続けることが得意ではなく、操作には手振れを伴うため、目標とする位置・姿勢に向かう際に多少なりとも蛇行してしまう。ダイレクトティーチを行う際に微小操作(微調整)が必要な場合は、目標の位置・姿勢に近い場合が多く、操作性が軽いと目標に対して行き過ぎてしまい、その位置に収束し難い。そこで、同一のリンクを両手で操作する際には、その両手で把持されたリンクを移動する際の抵抗が全方向において、上述した両手で異なるリンクを把持した場合よりも、更に大きくなるように力制御パラメータを変更する。これにより、手振れによる不安定な力の成分の影響を減らし、目標に対して行き過ぎ難くなるようにロボット200の操作性を重くすることができる。 As shown in FIG. 16, when the operator holds and operates the same link (sixth link 15 in FIG. 16) with both hands, he/she is often performing a fine operation (fine adjustment). Humans are not good at continuously applying the same force in a certain direction, and since the operation is accompanied by camera shake, the device may meander to some extent when moving toward the target position/posture. When fine manipulation (fine adjustment) is required when direct teaching is performed, the target position/orientation is often close to the target. Therefore, when operating the same link with both hands, the resistance when moving the link gripped with both hands is greater in all directions than when different links are gripped with both hands. Change force control parameters. As a result, the influence of unstable force components due to camera shake can be reduced, and the operability of the robot 200 can be increased so that it is difficult to overshoot the target.

また、図17に示すように、片手でリンク(図17では第6リンク15)を把持した操作中に物体900に接触した際にも、同様に、抵抗が大きくなるように力制御パラメータを変更する。特に力制御パラメータを上述した両手で異なるリンクを把持した場合よりも抵抗が大きくなるように変更することが好ましい。これにより、物体900にロボット200が接触すると、ロボット200の操作性が重くなるため、物体900にそれ以上めり込み難くすることができる。なお、本実施形態および変形例と上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。 Further, as shown in FIG. 17, the force control parameter is similarly changed so that the resistance increases when the object 900 is touched while the link (the sixth link 15 in FIG. 17) is gripped with one hand. do. In particular, it is preferable to change the force control parameter so that the resistance is greater than when different links are gripped with both hands as described above. As a result, when the robot 200 comes into contact with the object 900, the operability of the robot 200 becomes difficult, so that it becomes difficult for the robot 200 to sink into the object 900 any further. Note that the present embodiment and modified examples may be combined with the various embodiments and modified examples described above.

<第4実施形態>
ついで、上記第1乃至第3実施形態を一部変更した第4実施形態について、図18及び図19を参照して説明する。図18はツールを片手で把持して操作する状態を示す模式図、図19はツールを両手で把持して操作する状態を示す模式図である。なお、第4実施形態の説明においては、上記第1乃至第3実施形態と同様な部分には同一の参照符号を用いて、その説明を省略する。
<Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment obtained by partially modifying the above first to third embodiments will be described with reference to FIGS. 18 and 19. FIG. FIG. 18 is a schematic diagram showing a state in which the tool is held and operated with one hand, and FIG. 19 is a schematic diagram showing a state in which the tool is held and operated with both hands. In the description of the fourth embodiment, the same reference numerals are used for the same parts as in the first to third embodiments, and the description thereof will be omitted.

第4実施形態は、上記第1乃至第3実施形態と異なり、ロボット200の先端フランジ16にハンドツール252が取付けられており、操作者がハンドツール252を把持して操作した場合における制御について説明する。即ち、第4実施形態に係るロボット200では、ハンドツール252の表面、或いは先端フランジ16のハンドツール252の接続部に、図示を省略したエンドエフェクタ接触検出部としての接触センサが配置されていることを前提としている。なお、この接触センサは、トルクセンサでも代用可能である。 In the fourth embodiment, unlike the first to third embodiments, a hand tool 252 is attached to the tip flange 16 of the robot 200, and the control when the operator grips and operates the hand tool 252 will be described. do. That is, in the robot 200 according to the fourth embodiment, a contact sensor as an end effector contact detection section (not shown) is arranged on the surface of the hand tool 252 or on the connecting portion of the tip flange 16 of the hand tool 252. is assumed. A torque sensor can also be substituted for this contact sensor.

図18に示すように、ダイレクトティーチの実行中にあって、操作者がハンドツール252を片手(或いは両手でもよい)で把持して操作する場合、ハンドツール252を作業対象となるワーク等に対して位置合わせを行うことが多い。この場合に、ハンドツール252の姿勢、つまり先端フランジ16の角度が変更されることは好ましくない。 As shown in FIG. 18, during execution of direct teaching, when the operator holds and operates the hand tool 252 with one hand (or both hands), the hand tool 252 is placed on the work to be worked. alignment is often performed. In this case, it is not preferable to change the posture of the hand tool 252, that is, the angle of the tip flange 16.

さらに、図19に示すように、ダイレクトティーチの実行中にあって、ハンドツール252を両手で把持してツールの開閉操作を行う場合にも、ロボットアーム251にその開閉操作に伴う力が伝わってしまう。ハンドツール252のツールの開閉等の操作を行う場合は、作業対象物であるワーク910にアプローチする作業面(場合によっては位置・姿勢)が決まった状態であることが多い。そのため、操作者がハンドツール252のツールを操作した際に、ロボットアーム251の先端フランジ16の角度が変更されるのは好ましくない。 Furthermore, as shown in FIG. 19, when the hand tool 252 is gripped with both hands and the tool is opened and closed during direct teaching, the robot arm 251 receives the force associated with the opening and closing operation. put away. When performing operations such as opening and closing the tool of the hand tool 252, it is often the case that the work plane (position and posture in some cases) for approaching the work 910, which is the work object, is fixed. Therefore, it is not preferable that the angle of the tip flange 16 of the robot arm 251 is changed when the operator operates the tool of the hand tool 252 .

そこで、ハンドツール252の表面、或いは先端フランジ16のハンドツール252の接続部に配置された接触センサにより、ハンドツール252に外力が加わっている、或いはハンドツール252を把持して操作しようとしていることを検出する。そして、ハンドツール252への接触を検出した場合に、上述のように力制御パラメータを変更する。これにより、上記第1リンク10~第6リンク15で接触(外力)を検出しているよりも、各関節J~Jの抵抗を大きくし、先端フランジ16の角度が変わる方向に移動し難くする。この場合、上述した片手で第1リンク10~第6リンク15を把持している場合の第1抵抗よりも先端フランジ16の角度が変わる方向に対する抵抗が大きくなれば良い。好ましくは、特に上述した両手で第1リンク10~第6リンク15を把持している場合の第2抵抗よりも先端フランジ16の角度が変わる方向に対する抵抗が大きくなることが好ましい。これにより、操作者がハンドツール252を片手又は両手で掴んでダイレクトティーチを行う場合にワーク910とハンドツール252との作業平面の関係を維持できる。そのため、操作者によるハンドツール252とワーク910の位置合わせ等の調整を行い易くすることができる。 Therefore, a contact sensor arranged on the surface of the hand tool 252 or at the connecting portion of the hand tool 252 of the tip flange 16 detects that an external force is being applied to the hand tool 252 or that the hand tool 252 is being gripped and operated. to detect Then, when contact with the hand tool 252 is detected, the force control parameters are changed as described above. As a result, the resistance of each of the joints J 1 to J 6 is increased and the tip flange 16 moves in the direction in which the angle changes compared to when the contact (external force) is detected by the first link 10 to the sixth link 15 . make it difficult In this case, the resistance in the direction in which the angle of the tip end flange 16 changes should be greater than the first resistance when the first to sixth links 10 to 15 are held with one hand. Preferably, the resistance in the direction in which the angle of the tip flange 16 changes is preferably greater than the second resistance when the first link 10 to the sixth link 15 are gripped with both hands. As a result, when the operator holds the hand tool 252 with one hand or both hands and performs direct teaching, the work plane relationship between the workpiece 910 and the hand tool 252 can be maintained. Therefore, it is possible to facilitate adjustment such as alignment between the hand tool 252 and the workpiece 910 by the operator.

なお、上述した第4実施形態において、ハンドツール252への接触を検出した場合に、力制御パラメータを変更して操作性を変更する内容を説明した。しかしながら、制御の変更方法は、これに限定されるものではない。例えばハンドツール252における外力を検出している方向に、予め設定された移動量を動作単位として動作するような位置制御を行うことも可能である。この際の操作性の変更については、移動量の大きさの調整で行っても良い。なお、本実施形態および変形例と上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。 In addition, in the above-described fourth embodiment, when contact with the hand tool 252 is detected, the content of changing the force control parameter to change the operability has been described. However, the control change method is not limited to this. For example, it is also possible to perform position control such that the hand tool 252 operates in the direction in which the external force is detected, with a movement amount set in advance as an operation unit. The operability at this time may be changed by adjusting the amount of movement. Note that the present embodiment and modified examples may be combined with the various embodiments and modified examples described above.

<第5実施形態>
ついで、上記第1乃至第4実施形態を一部変更した第5実施形態について、図20を参照して説明する。図20は、第5実施形態に係るロボットアーム251と、持ち手811~816と、接触センサ821~826とを示す模式図である。なお、第5実施形態の説明においては、上記第1乃至第4実施形態と同様な部分には同一の参照符号を用いて、その説明を省略する。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment, which is a partial modification of the first to fourth embodiments, will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a schematic diagram showing a robot arm 251, handles 811 to 816, and contact sensors 821 to 826 according to the fifth embodiment. In the description of the fifth embodiment, the same reference numerals are used for the same parts as in the first to fourth embodiments, and the description thereof will be omitted.

図20に示すように、ロボットアーム251の第1~第6リンク10~15のそれぞれに、ダイレクトティーチの際にロボットアーム251を動かすための持ち手811~816が複数(少なくても2箇所)備えられている。また、持ち手は各リンクと色を異ならせている。そして、各持ち手811~816の部分(ユーザーが掴む部分)には、それぞれ接触センサ821~826が備えられている。接触センサ付きの持ち手を備えたことにより、ユーザーはダイレクトティーチを行う際、ロボットアームの持ち手811~816のいずれかをつかんで操作をする形になる。そのため、ユーザーがロボットアーム251に接触している箇所を、接触センサ821~826で確実に検出することができる。 As shown in FIG. 20, each of the first to sixth links 10 to 15 of the robot arm 251 has a plurality of (at least two) handles 811 to 816 for moving the robot arm 251 during direct teaching. are provided. Also, the handle has a different color from each link. Contact sensors 821 to 826 are provided on the portions of the handles 811 to 816 (portions that are gripped by the user), respectively. Since the handle with the contact sensor is provided, the user can grasp any one of the handles 811 to 816 of the robot arm to perform direct teaching. Therefore, the contact sensors 821 to 826 can reliably detect where the user is in contact with the robot arm 251 .

また、各リンクは2つ以上の持ち手を備え、それぞれの持ち手に接触センサが設けられている。よって、接触センサの出力値に基づき、ユーザーが片手でロボットアーム251に接触している場合と、両手で同じリンクに接触している場合と、それぞれの手で別のリンクに接触している場合と、を容易に判別することができる。よって、接触の仕方に応じて、適切な力制御パラメータ(ダンパ係数D及びバネ係数Kなど)の変更、および各関節J~Jの抵抗の制御をロボットに実行させることができる。 Also, each link has two or more handles, and each handle is provided with a contact sensor. Therefore, based on the output value of the contact sensor, when the user touches the robot arm 251 with one hand, when the user touches the same link with both hands, and when each hand touches a different link and can be easily distinguished. Therefore, the robot can appropriately change the force control parameters (damper coefficient D, spring coefficient K, etc.) and control the resistance of each joint J 1 to J 6 according to the manner of contact.

なお、本実施形態では、ハンドツール252部分には持ち手を取り付けない構成としたが、ハンドツール252部分にも接触センサを備えた持ち手を取り付ける構成としても良い。また、操作者が持ち手以外のリンク部分を掴んでロボットアームを動かすことを防ぐため、図21のように、持ち手部分や持ち手の近傍(周辺)に、例えば「ここを掴んでください」のような注意書き(指示部)と矢印を表示し、操作者の注意を促しても良い。また、図22のように、各持ち手811~816にインジケータを設けて、これを光らせることで、ユーザーに所定部分を掴ませるように構成しても構わない。なお、本実施形態および変形例と、上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。 In this embodiment, the handle is not attached to the hand tool 252 portion, but a handle having a contact sensor may also be attached to the hand tool 252 portion. In addition, to prevent the operator from moving the robot arm by grabbing a link part other than the handle, as shown in FIG. A note (instruction part) and an arrow may be displayed to call the operator's attention. Also, as shown in FIG. 22, an indicator may be provided on each of the handles 811 to 816 so that the user can grasp a predetermined portion by lighting the indicator. Note that the present embodiment and modifications may be combined with the various embodiments and modifications described above.

<第6実施形態>
ついで、上記第1乃至第5実施形態を一部変更した第6実施形態について、図23(a)、図23(b)、図24を参照して説明する。図23(a)はティーチングペンダント410を、図23(b)はティーチングペンダント410を持ちながらロボットアーム251をダイレクトティーチする状況を説明するための図である。図24は、第6実施形態に係るダイレクトティーチモードの制御を示すフローチャートである。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment obtained by partially modifying the above first to fifth embodiments will be described with reference to FIGS. FIG. 23(a) is a diagram for explaining a situation in which the robot arm 251 is directly taught while holding the teaching pendant 410, and FIG. 23(b). FIG. 24 is a flow chart showing control of the direct teach mode according to the sixth embodiment.

図23(a)に例示するように、ティーチングペンダント410の表面には、表示画面411、非常停止ボタン412、操作パネル413が備えられており、側面にはスリーポジション式のイネーブルボタン414が備えられている。このスリーポジション式のイネーブルボタン414は、何も操作していない状態でオフ、軽く押し込んだ状態でオン、さらに強く押し込んだ状態でオフとなる仕様のボタンであり、一般的に知られている教示装置に搭載されているものと同様のである。そして、図23(b)に示すように、ユーザーはイネーブルボタン414を軽く押し込んだ状態でロボットアーム251を操作する際は、片手で操作することが多くなる。よってイネーブルボタン414を軽く押し込みながら、ダイレクトティーチを行う場合には、片手でロボットアームを操作することになりユーザーが疲労しやすい。 As illustrated in FIG. 23(a), a teaching pendant 410 has a display screen 411, an emergency stop button 412, and an operation panel 413 on its surface, and a three-position enable button 414 on its side. ing. This three-position type enable button 414 is a button that turns off when no operation is performed, turns on when pressed lightly, and turns off when pressed more strongly. It is similar to the one installed in the device. Then, as shown in FIG. 23(b), when the user operates the robot arm 251 with the enable button 414 lightly pressed, the user often operates with one hand. Therefore, when performing direct teaching while lightly pressing the enable button 414, the robot arm is operated with one hand, and the user is likely to get tired.

続いて、本第6実施形態におけるダイレクトティーチの制御について、図24を参照して説明する。なお、説明を簡略化するため、上述の種々の実施形態と同様の処理に関しては、説明を省略する。
図24より、S20の次に、S41にて、ティーチングペンダント410のイネーブルボタン414がONになっているかどうかを判定する。イネーブルボタン414がONになっていない場合(S41のNo)には、外力検出によるロボットアーム操作に関する処理は行わず、S24に進み、ダイレクトティーチを継続しているか否かを確認する。ダイレクトティーチの実行を継続している場合(S24のYes)には、ステップS19に戻る。ダイレクトティーチの実行を継続していない場合(S24のNo)には、ダイレクトティーチの処理を終了する。
Next, direct teaching control in the sixth embodiment will be described with reference to FIG. In order to simplify the explanation, the explanation of the same processing as in the various embodiments described above will be omitted.
From FIG. 24, after S20, in S41, it is determined whether the enable button 414 of the teaching pendant 410 is ON. If the enable button 414 is not turned on (No in S41), the processing relating to the robot arm operation based on external force detection is not performed, and the process proceeds to S24 to confirm whether or not direct teaching is continuing. If the execution of direct teaching is continued (Yes in S24), the process returns to step S19. If the execution of direct teaching is not continued (No in S24), the direct teaching process is terminated.

S41にて、ティーチングペンダント410のイネーブルボタンがONになっている場合(S41のYes)には、S21に進む。そして、各関節J~Jの各トルクセンサ541~546の検出に応じて、第1~第6リンク10~15や先端フランジ16に作用している外力(つまり人による操作)を検出する。外力を検出していない場合には(S21のNo)、上述したステップS24に移行する。 In S41, if the enable button of teaching pendant 410 is ON (Yes in S41), the process proceeds to S21. Then, according to the detection of each torque sensor 541-546 of each joint J1 - J6 , the external force acting on the first to sixth links 10-15 and tip flange 16 (that is, human operation) is detected. . When the external force is not detected (No in S21), the process proceeds to step S24 described above.

外力(つまり人の操作)を検出した場合(S21のYes)には、S22に進み、接触センサ710~716による接触の検出、またはトルクセンサ541~546の出力値に応じて、人が接触している箇所が複数(2箇所)であるか否かを判定する。接触の検出箇所が複数である場合(S22のYes)には、ステップS41まで戻る。 If an external force (that is, a human operation) is detected (Yes in S21), the process proceeds to S22, and the human contact is detected according to the detection of contact by the contact sensors 710 to 716 or the output values of the torque sensors 541 to 546. It is determined whether or not there are a plurality of (two) locations. If there are a plurality of contact detection points (Yes in S22), the process returns to step S41.

一方、接触の検出箇所が単数(一か所)、つまり、ティーチングペンダント410を操作しつつ、片手でロボットアーム251を操作している場合(S22のNo)には、ステップS23に進む。そして本実施形態におけるS23では、上述した力制御パラメータのダンパ係数D及びバネ係数Kを変更し、デフォルト値よりも小さくした値(第3抵抗)に対応するように変更する。すなわち、ロボットアーム251がユーザーにより移動しやすくなるように制御を変更する。そして、ステップS41直前に戻って、上述の処理を繰り返す。 On the other hand, if there is a single contact detection point (one point), that is, if the robot arm 251 is operated with one hand while operating the teaching pendant 410 (No in S22), the process proceeds to step S23. Then, in S23 in this embodiment, the damper coefficient D and the spring coefficient K of the force control parameters described above are changed so as to correspond to values (third resistance) made smaller than the default values. That is, the control is changed so that the robot arm 251 can be easily moved by the user. Then, it returns to immediately before step S41 and repeats the above-described processing.

なお、図9(a)と同様に図示を省略したが、図24においても、片手で操作している状態から両手で操作している状態になると(S22のYes)、力制御パラメータをデフォルト値に戻す。また、本実施形態では、S22によりユーザーのロボットアーム251における接触箇所を検出しているが、S22を省略してS23に進めても構わない。図23(b)で示したように、イネーブルスイッチをONにした状態におけるダイレクトティーチでは、ロボットアームを片手で操作する場合が多いためである。 Although illustration is omitted as in FIG. 9A, in FIG. 24 as well, when the state of operation with one hand changes to the state of operation with both hands (Yes in S22), the force control parameter is changed to the default value. back to Further, in the present embodiment, the user's contact point on the robot arm 251 is detected in S22, but S22 may be omitted and the process may proceed to S23. This is because, as shown in FIG. 23B, in direct teaching with the enable switch turned ON, the robot arm is often operated with one hand.

以上、第6実施形態ではティーチングペンダント410のイネーブルボタン414がONの時だけ、外力の作用に応じたロボットアーム251の操作を可能とすることで、ロボットアーム251を意図せずに動かしてしまうという危険を低減できる。また、片手でロボットアーム251を操作しているユーザーの疲労を低減することも可能となる。よって、ロボットアームを片手で動かす時でも、両手で動かす時でも、操作性を良好にすることができる。なお、本実施形態および変形例と、上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。 As described above, in the sixth embodiment, only when the enable button 414 of the teaching pendant 410 is ON, it is possible to operate the robot arm 251 according to the action of an external force, thereby unintentionally moving the robot arm 251. You can reduce the danger. It is also possible to reduce fatigue of the user operating the robot arm 251 with one hand. Therefore, the operability can be improved whether the robot arm is moved with one hand or with both hands. Note that the present embodiment and modifications may be combined with the various embodiments and modifications described above.

<第7実施形態>
ついで、第1乃至第6実施形態を一部変更した第7実施形態について、図25、図26を参照して説明する。図25は、第7実施形態におけるロボットアーム251とティーチングペンダント410を示した図である。図26は、第7実施形態に係るダイレクトティーチモードの制御を示すフローチャートである。なお説明を簡略化するため、上述した実施形態と同様の処理に関しては説明を省略する。
<Seventh Embodiment>
Next, a seventh embodiment obtained by partially modifying the first to sixth embodiments will be described with reference to FIGS. 25 and 26. FIG. FIG. 25 is a diagram showing a robot arm 251 and a teaching pendant 410 in the seventh embodiment. FIG. 26 is a flow chart showing control of the direct teach mode according to the seventh embodiment. In order to simplify the description, the description of the same processing as in the above-described embodiment will be omitted.

図25より、第7実施形態では、ティーチングペンダント410とロボットアーム251との間の距離を無線で検出する距離センサ901、902が搭載されており、計測した距離に応じて、後述のように力制御パラメータの変更を行う。距離センサ901は、ティーチングペンダント410に設けられており、距離センサ902は、ロボットアーム251の姿勢変化により移動しない位置(第1リンク10)に設けられている。取得される距離の情報は、ティーチングペンダント410またはロボットアーム251から制御装置300に送信される。 As shown in FIG. 25, in the seventh embodiment, distance sensors 901 and 902 that wirelessly detect the distance between the teaching pendant 410 and the robot arm 251 are mounted, and depending on the measured distance, force is applied as described later. Change control parameters. A distance sensor 901 is provided on the teaching pendant 410 , and a distance sensor 902 is provided at a position (first link 10 ) that does not move due to a change in posture of the robot arm 251 . The acquired distance information is transmitted from teaching pendant 410 or robot arm 251 to control device 300 .

なお、距離センサの具体例としては、距離センサ901に電波発信手段、距離センサ902に電波受信手段を搭載し、電波受信手段が電波発信手段から発信される電波の強度を測ることによって距離を検出する構成とすれば良い。また、反対に距離センサ901に電波受信手段、距離センサ902に電波発信手段を搭載しても良い。もちろん、ティーチングペンダント410とロボットアーム251との距離が検出できるものであれば、他の方式の手段でも構わない。 As a specific example of the distance sensor, the distance sensor 901 is equipped with radio wave transmitting means, the distance sensor 902 is equipped with radio wave receiving means, and the radio wave receiving means detects the distance by measuring the strength of the radio waves transmitted from the radio wave transmitting means. It should be configured to Conversely, the distance sensor 901 may be equipped with radio wave receiving means, and the distance sensor 902 may be equipped with radio wave transmitting means. Of course, other means may be used as long as the distance between the teaching pendant 410 and the robot arm 251 can be detected.

図26より、S20に続き、S41にて、ティーチングペンダント410のイネーブルボタン414がONになっているかどうかを判定する。イネーブルボタン414がONになっていない場合(S41のNo)には、外力検出によるロボットアーム操作に関する処理は行わず、S24に進み、ダイレクトティーチを継続しているか否かを確認する。ダイレクトティーチの実行を継続している場合(S24のYes)には、ステップS19に戻る。ダイレクトティーチの実行を継続していない場合(S24のNo)には、ダイレクトティーチの処理を終了する。 From FIG. 26, following S20, in S41, it is determined whether the enable button 414 of the teaching pendant 410 is ON. If the enable button 414 is not turned on (No in S41), the processing relating to the robot arm operation based on external force detection is not performed, and the process proceeds to S24 to confirm whether or not direct teaching is continuing. If the execution of direct teaching is continued (Yes in S24), the process returns to step S19. If the execution of direct teaching is not continued (No in S24), the direct teaching process is terminated.

ティーチングペンダント410のイネーブルボタン414がONになっている場合(S41のYes)には、S21に進み、各トルクセンサ541~546に基づき、第1~第6リンク10~15や先端フランジ16に作用している外力(つまり人による操作)を検出する。外力を検出していない場合(S21のNo)には、上述したステップS24に移行する。外力(つまり人の操作)を検出した場合(S21のYes)には、S42に進み、ティーチングペンダント410とロボットアーム251との間の距離を検出(取得)し、距離が所定の閾値の範囲内かどうかを判定する。 If the enable button 414 of the teaching pendant 410 is ON (Yes in S41), the process proceeds to S21, and the first to sixth links 10 to 15 and the tip flange 16 are acted on based on the respective torque sensors 541 to 546. Detect external force (i.e., human operation). If no external force is detected (No in S21), the process proceeds to step S24 described above. If an external force (i.e., human operation) is detected (Yes in S21), the process proceeds to S42 to detect (acquire) the distance between the teaching pendant 410 and the robot arm 251 and determine if the distance is within a predetermined threshold range. determine whether

S42において距離が閾値の範囲内だった場合(S42のYes)には、S43に進み、接触センサ710~716またはトルクセンサ541~546による接触箇所の検出に応じて、人が接触している箇所が複数であるか否かを判定する。接触の検出箇所が2箇所、つまり両手で操作している場合(S43のYes)には、ステップS41まで戻る。 If the distance is within the range of the threshold value in S42 (Yes in S42), the process proceeds to S43, and according to the detection of the contact point by the contact sensors 710 to 716 or the torque sensors 541 to 546, the point where the person is in contact is determined. is plural. If two contact points are detected, that is, if the operation is performed with both hands (Yes in S43), the process returns to step S41.

一方、接触の検出箇所が単数(1箇所)、つまり片手で操作している場合(S43のNo)には、S44に進み、力制御パラメータのダンパ係数D及びバネ係数Kを第3抵抗(デフォルト値よりも小さくした値)に対応するように変更する。つまり、ロボットアーム251を、ユーザーにより移動しやすくする。そして、S41まで戻り、上述の処理を繰り返す。 On the other hand, if there is a single contact detection point (one point), that is, if the operation is performed with one hand (No in S43), the process proceeds to S44, and the damper coefficient D and spring coefficient K of the force control parameters are set to the third resistance (default value). That is, the robot arm 251 is made easier to move by the user. Then, it returns to S41 and repeats the above-described processing.

S42において距離が閾値の範囲内でなかった場合(S42のNo)には、S45に進み、接触センサ710~716またはトルクセンサ541~546による接触の検出に応じて、人が接触している箇所が複数であるか否かを判定する。接触の検出箇所が1箇所、つまり片手で操作している場合(S45のNo)には、S47に進み力制御パラメータのダンパ係数D及びバネ係数Kを第1抵抗値(デフォルト値)対応するように変更する。そして、S41に戻って上述の処理を繰り返す。 If the distance is not within the range of the threshold value in S42 (No in S42), the process proceeds to S45, and according to the detection of contact by the contact sensors 710 to 716 or the torque sensors 541 to 546, the point where the person is in contact is determined. is plural. If the contact is detected at one point, that is, if the operation is performed with one hand (No in S45), proceed to S47 so that the damper coefficient D and the spring coefficient K of the force control parameters correspond to the first resistance value (default value). change to Then, the process returns to S41 and repeats the above-described processing.

一方、接触の検出箇所が複数(2箇所)、つまり両手で操作している場合(S45のYes)には、S46に進み、力制御パラメータのダンパ係数D及びバネ係数Kを第2抵抗(デフォルト値よりも大きい値)に対応するように変更する。つまり、ロボットアーム251をユーザーにより移動し難くする。そして、S41まで戻って、上述の処理を繰り返す。 On the other hand, if there are a plurality of contact detection points (two points), that is, if the operation is performed with both hands (Yes in S45), the process proceeds to S46, and the damper coefficient D and spring coefficient K of the force control parameters are set to the second resistance (default value greater than the value). That is, it is made difficult for the user to move the robot arm 251 . Then, it returns to S41 and repeats the above-described processing.

以上、第7実施形態ではティーチングペンダント410とロボットアーム251との距離に応じて、ロボットアーム251の動き難さ(あるいは動きやすさ)を変更可能にしている。S44では、ティーチングペンダント410がロボットアーム251の近辺に存在して、かつ操作者の操作が片手であるため、操作者がティーチングペンダント410を持ちながら片手でロボットアーム251を操作している可能性が高いと判断できる。よって、力制御パラメータを一番動かしやすい値である第3抵抗に対応するように設定する。こうすることで、片手でロボットアーム251を操作しているユーザーの疲労を低減することも可能となる。 As described above, in the seventh embodiment, the difficulty (or ease of movement) of the robot arm 251 can be changed according to the distance between the teaching pendant 410 and the robot arm 251 . In S44, since the teaching pendant 410 exists near the robot arm 251 and the operator operates with one hand, the operator may be operating the robot arm 251 with one hand while holding the teaching pendant 410. can be determined to be high. Therefore, the force control parameter is set so as to correspond to the third resistance, which is the most easily movable value. By doing so, it is also possible to reduce fatigue of the user operating the robot arm 251 with one hand.

S46では、ティーチングペンダント410がロボットアーム251の近辺にはなく、かつ操作者の接触が両手であると判定できる。そのため、操作者とは別の者がティーチングペンダント410を持っており、操作者はティーチングペンダント410を持たずに両手でロボットアーム251を操作している可能性が高いと判断できる。よって、力制御パラメータを、最も動かし難い値である第2抵抗に対応するように設定する。こうすることで、両手を使ってロボットアーム251を微小な距離だけ精密に移動させるような操作を操作者が行いやすくなり、両手でロボットアーム251を操作する際における操作性を向上させることができる。 In S46, it can be determined that the teaching pendant 410 is not in the vicinity of the robot arm 251 and that the operator is in contact with both hands. Therefore, it can be determined that there is a high possibility that someone other than the operator is holding the teaching pendant 410 and the operator is operating the robot arm 251 with both hands without holding the teaching pendant 410 . Therefore, the force control parameter is set to correspond to the second resistance, which is the most difficult value to move. By doing so, it becomes easier for the operator to perform operations such as precisely moving the robot arm 251 by a minute distance using both hands, and the operability when operating the robot arm 251 with both hands can be improved. .

S47では、ティーチングペンダント410がロボットアーム251の近辺にはなく、かつ操作者の接触が片手であると判定できる。そのため、操作者とは別の者がティーチングペンダント410を持っており、操作者はティーチングペンダント410を持たずに片手でロボットアーム251を操作している可能性が高いと判断できる。よって、力制御パラメータを第1抵抗(デフォルト値)に対応するように設定する。こうすることで、動かし易すぎるために操作者がロボットアーム251を過度に動かしてしまい、操作者とは別の者にロボットアーム251を接触させてしまう可能性を低減できる。また、操作者がティーチングペンダント410を持たずにロボットアーム251を操作していると判断できるため、第1抵抗であったとしても、ある程度疲労の発生を抑えることができると。 In S47, it can be determined that the teaching pendant 410 is not in the vicinity of the robot arm 251 and that the operator is in contact with one hand. Therefore, it can be determined that there is a high possibility that someone other than the operator is holding the teaching pendant 410 and the operator is operating the robot arm 251 with one hand without holding the teaching pendant 410 . Therefore, the force control parameter is set to correspond to the first resistance (default value). By doing so, it is possible to reduce the possibility that the operator will excessively move the robot arm 251 because it is too easy to move, causing the robot arm 251 to come into contact with someone other than the operator. In addition, since it can be determined that the operator is operating the robot arm 251 without holding the teaching pendant 410, even if it is the first resistance, fatigue can be suppressed to some extent.

以上、操作者の接触箇所に加え、ティーチングペンダント410とロボットアーム251との距離を組み合わせて、ロボットアーム251の動き難さ(あるいは動きやすさ)を適宜変更することで、さらに柔軟な抵抗設定が可能となる。なお、上述の説明では、ティーチングペンダント410とロボットアーム251との距離が閾値の範囲内か、それ以外かの二つの条件に応じて力制御パラメータを変更する形としたが、距離の大きさに応じて、段階的に力制御パラメータを変更する構成とすることも可能である。なお、図9(a)と同様に図示を省略したが、図26においても片手で操作している状態から両手で操作している状態になると(S43のYes)、力制御パラメータをデフォルト値に戻す。なお、本実施形態および変形例と、上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。 As described above, in addition to the contact point of the operator, by combining the distance between the teaching pendant 410 and the robot arm 251 to appropriately change the difficulty (or ease of movement) of the robot arm 251, more flexible resistance setting is possible. It becomes possible. In the above description, the force control parameter is changed according to two conditions, that is, whether the distance between the teaching pendant 410 and the robot arm 251 is within the range of the threshold value or not. Accordingly, it is also possible to adopt a configuration in which the force control parameter is changed step by step. Although illustration is omitted in the same manner as in FIG. 9(a), when the state of operation with one hand changes to the state of operation with both hands (Yes in S43) in FIG. return. Note that the present embodiment and modified examples may be combined with the various embodiments and modified examples described above.

<第8実施形態>
ついで、上記第1乃至第7実施形態を一部変更した第8実施形態について、図27を参照して説明する。図27は、第8実施形態に係るダイレクトティーチモードの制御を示すフローチャートである。なお、説明を簡略化するため、上述の種々の実施形態と同様の処理に関しては、説明を省略する。
<Eighth Embodiment>
Next, an eighth embodiment obtained by partially modifying the above first to seventh embodiments will be described with reference to FIG. FIG. 27 is a flow chart showing control of the direct teach mode according to the eighth embodiment. In order to simplify the explanation, the explanation of the same processing as in the various embodiments described above will be omitted.

制御装置300がダイレクトティーチの制御を開始すると、まず、S51にて、制御装置300はティーチングペンダント410を用いて、操作者にID(操作者の識別情報)の入力を促す。S51にて、IDが入力されると、S52にて、制御装置300内に予め保存されているユーザーリストを参照して、S51で入力されたIDの検索を行う。
なお、本実施形態では識別情報としてIDを使用しているが、操作者を認証する手段はこれには限られない。例えば、ICタグにより実施しても構わない。また、一次元バーコード又は二次元バーコードのバーコードを使用しても構わない。一次元バーコードとしては、例えば、JAN、CODE39、Code128、ITF、NW7等が挙げられる。また、二次元バーコードとしては、例えば、QRコード(登録商標)、DataMatrix等が挙げられる。また、データを書き込み可能なカード、およびカードの情報を読み取るカード―リーダーを使用しても構わない。また、操作者の顔を認識可能な撮像装置を用い、顔情報を識別情報として使用して操作者を認証しても構わない。また、操作者の虹彩情報、脳波、血流パターン、指紋情報等を取得できるインタフェースをロボットシステムに備えさせ、虹彩情報、脳波、血流パターン、指紋情報等の生体情報を識別情報として使用しても構わない。
When the control device 300 starts direct teaching control, first, in S51, the control device 300 uses the teaching pendant 410 to prompt the operator to enter an ID (operator identification information). When the ID is entered in S51, the user list stored in advance in the control device 300 is referred to in S52 to search for the ID entered in S51.
Although the ID is used as the identification information in this embodiment, the means for authenticating the operator is not limited to this. For example, an IC tag may be used. Also, a one-dimensional barcode or a two-dimensional barcode may be used. Examples of one-dimensional barcodes include JAN, CODE39, Code128, ITF, NW7, and the like. Examples of two-dimensional barcodes include QR code (registered trademark) and DataMatrix. A data writable card and a card reader for reading information on the card may also be used. Alternatively, an imaging device capable of recognizing the operator's face may be used, and the operator may be authenticated using face information as identification information. In addition, the robot system is equipped with an interface that can acquire iris information, brain waves, blood flow patterns, fingerprint information, etc. of the operator, and biological information such as iris information, brain waves, blood flow patterns, fingerprint information, etc. is used as identification information. I don't mind.

次に、S53にて、ユーザーリストに、S51で入力されたIDと一致するIDが存在するかどうかの判定を行う。そして、一致するIDが存在した場合(S53のYes)には、S54に進み、当該IDに対応させて予め保存されている第1抵抗に対応する力制御パラメータの読込を行う。そして、S20に進み、ロボット自重補償を行うが、上述の実施形態におけるS20と同様の処理となるため、ここでは説明を省略する。ユーザーリストに一致するIDが存在しなかった場合(S53のNo)には、S55に進み、デフォルト用の第1抵抗に対応する力制御パラメータの読込を行った後、同じくS20のロボット自重補償を行う。 Next, in S53, it is determined whether or not there is an ID that matches the ID input in S51 in the user list. If there is a matching ID (Yes in S53), the process advances to S54 to read the force control parameter corresponding to the first resistance stored in advance in association with the ID. Then, the process proceeds to S20, in which robot self-weight compensation is performed, but since the process is the same as that of S20 in the above-described embodiment, the description is omitted here. If there is no matching ID in the user list (No in S53), proceed to S55, load the force control parameters corresponding to the first resistance for default, and then perform robot self-weight compensation in S20. conduct.

各操作者のIDに対応させて保存されている第1抵抗は、例えば操作者の腕力や体格に応じて設定されている。力の強い操作者である場合には、当該操作者のIDに対応する第1抵抗は、デフォルト用の第1抵抗よりも大きく設定される。逆に、力の弱い操作者である場合には、当該操作者のIDに対応する第1抵抗は、デフォルト用の第1抵抗よりも小さく設定される。また、第1抵抗の設定基準は操作者の力の強弱に限られるわけではなく、例えば各操作者の熟練度に応じて各操作者のIDに対応した第1抵抗を設定しても構わない。 The first resistance stored in association with each operator's ID is set according to, for example, the operator's physical strength and physique. When the operator is strong, the first resistance corresponding to the operator's ID is set higher than the default first resistance. Conversely, if the operator is weak, the first resistance corresponding to the operator's ID is set lower than the default first resistance. Further, the standard for setting the first resistance is not limited to the strength of the operator's force. For example, the first resistance corresponding to each operator's ID may be set according to the skill of each operator. .

そして、S21にて、各関節J~Jの各トルクセンサ541~546の検出に応じて、第1~第6リンク10~15や先端フランジ16に作用している外力(つまり人による操作)を検出する。外力が検出されていない場合(S21のNo)には、S24に進み、ダイレクトティーチを継続しているか否かを判定する。ダイレクトティーチの実行を継続している場合(S24のYes)には、ステップS53に戻る。ダイレクトティーチの実行を継続していない場合(S24のNo)には、ダイレクトティーチの処理を終了する。 Then, in S21, according to the detection of each torque sensor 541-546 of each joint J1 - J6 , the external force acting on the first to sixth links 10-15 and the tip flange 16 (that is, the operation by a person) is detected. ). If no external force is detected (No in S21), the process proceeds to S24 to determine whether or not direct teaching is continued. If the execution of direct teaching is continued (Yes in S24), the process returns to step S53. If the execution of direct teaching is not continued (No in S24), the direct teaching process is terminated.

一方、S21で外力(つまり人の操作)を検出した場合(S21のYes)には、S22に進み、接触センサ710~716またはトルクセンサ541~546による接触の検出に応じて、人が接触している箇所が複数であるか否かを判定する。接触の検出箇所が1箇所、つまり片手で操作している場合(S22のNo)には、S21に戻る。 On the other hand, if an external force (that is, a human operation) is detected in S21 (Yes in S21), the process proceeds to S22. It is determined whether or not there are multiple locations. If one contact is detected, that is, if the operation is performed with one hand (No in S22), the process returns to S21.

一方、接触の検出箇所が複数(2箇所)、つまり両手で操作している場合(S22のYes)には、S56に進み、ユーザーリストに一致するIDが存在するか否かの確認を再度行う。そして、一致するIDが存在する場合(S56のYes)には、S57に進み、予め保存されている当該ID用の第2抵抗(これは当該ID用の第1抵抗よりも大きい)に対応する力制御パラメータの読込を行い、S21に戻る。ユーザーリストに一致するIDが存在しない場合(S56のNo)には、S58に進み、デフォルト用の第2抵抗(これはデフォルト用の第1抵抗よりも大きい)に対応する力制御パラメータの読込を行い、ステップS21に戻って上記の処理を繰り返す。 On the other hand, if there are multiple contact detection points (two points), that is, if the user is operating with both hands (Yes in S22), the process advances to S56 to check again whether or not there is a matching ID in the user list. . Then, if a matching ID exists (Yes in S56), the process proceeds to S57, where the second resistor for the ID stored in advance (which is larger than the first resistor for the ID) is matched. The force control parameters are read, and the process returns to S21. If there is no matching ID in the user list (No in S56), proceed to S58 to read the force control parameter corresponding to the default second resistance (which is larger than the default first resistance). Then, the process returns to step S21 to repeat the above process.

各操作者のIDに対応させて保存されている第2抵抗は、例えば操作者の腕力や体格に応じて設定されている。力の強い操作者である場合には、当該操作者のIDに対応する第2抵抗は、デフォルト用の第2抵抗よりも大きく設定される。逆に、力の弱い操作者である場合には、当該操作者のIDに対応する第2抵抗は、デフォルト用の第2抵抗よりも小さく設定される。また、第2抵抗の設定基準は操作者力の強弱に限れるわけではなく、例えば各操作者の熟練度に応じて各操作者のIDに対応した第1抵抗を設定しても構わない。 The second resistance stored in association with each operator's ID is set, for example, according to the operator's physical strength and physique. When the operator is strong, the second resistance corresponding to the operator's ID is set higher than the default second resistance. Conversely, if the operator is weak, the second resistance corresponding to the operator's ID is set lower than the default second resistance. Further, the reference for setting the second resistance is not limited to the strength of the operator's force. For example, the first resistance corresponding to each operator's ID may be set according to the skill level of each operator.

以上、第8実施形態では、IDの確認を行うことで、操作者ごとに対応する力制御パラメータを用いてロボットを制御するようにしている。特定の操作者が片手で操作している場合は、特定の操作者に対応した片手用の第1抵抗に対応する力制御パラメータに設定する。特定の操作者が両手で操作している場合は、特定の操作者に対応する、片手よりも大きい値である両手用の第2抵抗に対応する力制御パラメータに設定する。これにより、操作者の腕力や、体格、熟練度等、操作者の固有情報に応じて、ロボットアーム251の動かし易さ、動かし辛さを、操作者に応じて適したものとすることが可能となる。
なお、図9aと同様に図示を省略したが、図27においても両手で操作している状態から片手で操作している状態になると(S22のNo)、力制御パラメータを片手用の第1抵抗に対応する力制御パラメータに戻す。しかしながら、第8実施形態では、IDがリストに存在する場合は当該ID用の第1抵抗に対応する力制御パラメータに戻し、IDがリストに存在しない場合はデフォルト用の第1抵抗に対応する力制御パラメータに戻す。なお、本実施形態および変形例と、上述の種々の実施形態および変形例とを組み合わせて実施しても構わない。
As described above, in the eighth embodiment, by confirming the ID, the robot is controlled using the force control parameter corresponding to each operator. When a specific operator operates with one hand, the force control parameter is set to correspond to the one-handed first resistance corresponding to the specific operator. When a specific operator operates with both hands, the force control parameter corresponding to the second resistance for both hands, which is a larger value than that for one hand, is set for the specific operator. As a result, it is possible to make the ease and difficulty of moving the robot arm 251 suitable for the operator according to the operator's unique information such as the operator's physical strength, physique, and skill level. becomes.
Although illustration is omitted in the same manner as in FIG. 9a, when the state of operation with both hands changes to the state of operation with one hand in FIG. back to the force control parameters corresponding to . However, in the eighth embodiment, if the ID exists in the list, the force control parameter corresponding to the first resistance for that ID is restored, and if the ID does not exist in the list, the force control parameter corresponding to the default first resistance is returned. Return to control parameters. Note that the present embodiment and modifications may be combined with the various embodiments and modifications described above.

<他の実施形態の可能性>
なお、上述した第1乃至第8実施形態においては、接触センサで2箇所の接触(操作者の把持や物体との当接)を検出した場合について、力制御パラメータを変更するものを説明した。しかしながら、これに限らず、例えば操作者が二人以上で操作することも考えられるので、つまり2箇所以上(複数個所)の接触で力制御パラメータを変更することが考えられる。
<Possibility of Other Embodiments>
In the above-described first to eighth embodiments, the force control parameter is changed when the contact sensor detects contact at two points (operator's grip or contact with an object). However, the present invention is not limited to this, and for example, two or more operators may operate, so it is conceivable to change the force control parameter by contact at two or more locations (multiple locations).

また、第1乃至第8実施形態においては、接触者が複数個所に接触したら、1箇所の接触の場合から力制御パラメータを変更するものを説明した。しかしながら、反対に、複数個所の接触における力制御パラメータをデフォルト値として、1箇所の接触を検出した際に力制御パラメータを変更するものでも構わない。 Further, in the first to eighth embodiments, it has been described that when the contact person touches a plurality of places, the force control parameters are changed from the case of contact at one place. However, on the contrary, the force control parameters for contact at a plurality of locations may be set as default values, and the force control parameters may be changed when contact at one location is detected.

また、第1乃至第8実施形態においては、ロボットアームが6軸多関節のものを一例として説明したが、これに限らない。つまり、関節の数はどのように数のものであってもよい。さらに、エンドエフェクタを接続する先端フランジを第6リンクに固定されたものとして説明したが、このようなエンドエフェクタの接続部との間にさらに関節を備えていてもよい。従って、この接続部もリンクの一つとして考えることができる。 Further, in the first to eighth embodiments, the robot arm has been described as an example of a 6-axis articulated robot arm, but the present invention is not limited to this. That is, the number of joints can be any number. Furthermore, although the tip flange that connects the end effector has been described as being fixed to the sixth link, a joint may be further provided between the connecting portion of the end effector. Therefore, this connecting portion can also be considered as one of the links.

また、第1乃至第8実施形態においては、エンドエフェクタとしてハンドツール252を一例として説明したが、これに限らず、エンドエフェクタは、どのようなツールや装置であっても構わない。例えば、ワークを研磨加工する研磨ツールであったり、切削加工する切削ツール、溶接加工する溶接ツールであっても構わない。また、ネジ締め等を行うドライバーツールであっても構わない。 Also, in the first to eighth embodiments, the hand tool 252 was described as an example of the end effector, but the end effector is not limited to this, and any tool or device may be used. For example, it may be a polishing tool for polishing a workpiece, a cutting tool for cutting, or a welding tool for welding. Moreover, it may be a driver tool for screw tightening or the like.

また、第1乃至第8実施形態においては、接触センサ711~715、またはトルクセンサ541~546を接触検出部として用いて実施したが、これに限られない。例えば、図28に示すように、ロボットアーム251を撮像できる位置に設置された撮像装置500を用いて、ユーザーによるロボットアーム251の接触箇所を取得しても構わない。図28では、撮像装置500が制御装置300に接続されており、制御装置300は、撮像装置500から取得される画像に対し画像処理を行う画像処理部を備えている。今回は、制御装置300に対し画像処理部を備える構成を例にして説明するが、制御装置300とは別に画像処理装置を備える構成にしても構わない。 Further, in the first to eighth embodiments, the contact sensors 711 to 715 or the torque sensors 541 to 546 are used as contact detection units, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 28, an imaging device 500 installed at a position where the robot arm 251 can be imaged may be used to acquire the contact point of the robot arm 251 by the user. In FIG. 28 , the imaging device 500 is connected to the control device 300 , and the control device 300 includes an image processing section that performs image processing on the image acquired from the imaging device 500 . This time, a configuration in which an image processing unit is provided for the control device 300 will be described as an example, but a configuration in which an image processing device is provided separately from the control device 300 may be employed.

図29(a)、図29(b)に、撮像装置500からの画像に基づき、ロボットアーム251における接触箇所を取得する際の撮像画像を例示する。図29(a)は、接触箇所が1か所と判定される場合の画像の例であり、図29(b)は、接触箇所が2か所と判定される場合の画像の例である。好ましくは、ロボットアーム251およびロボットアーム251が配置された背景と、ユーザーの手の色が異なるようにしておく。例えば、ユーザーが素手でロボットアーム251を操作する場合には、ロボットアーム251およびロボットアーム251が配置された背景の色を、ユーザーの肌の色とは異なる色にする。あるいは、ユーザーが、ロボットアーム251およびロボットアーム251が配置された背景の色とは異なる色の手袋を装着して作業を行うようにする。 29(a) and 29(b) exemplify captured images when acquiring the contact location on the robot arm 251 based on the image from the imaging device 500. FIG. FIG. 29(a) is an example of an image when it is determined that there is one contact point, and FIG. 29(b) is an example of an image when it is determined that there are two contact points. Preferably, the color of the robot arm 251 and the background on which the robot arm 251 is arranged is different from the color of the user's hand. For example, when the user operates the robot arm 251 with bare hands, the color of the robot arm 251 and the background on which the robot arm 251 is arranged should be a different color from the skin color of the user. Alternatively, the user may wear gloves of a color different from the color of the robot arm 251 and the background on which the robot arm 251 is arranged.

こうすることで、撮像装置500から取得される画像に対して、画像処理部が公知のエッジ抽出処理を施すことにより、図29(a)、図29(b)に例示するように、画像上におけるユーザーの手の概略位置を容易に取得することができる。図29(a)、図29(b)に例示するように、マーカー501でユーザーの手の概略位置を示した画像を、ロボットアーム251のダイレクトティーチ中に、モニタ321に表示させることも可能である。そして、ユーザーの手(またはマーカー501)の概略位置および数に基づき、ロボットアーム251におけるユーザーの接触箇所を取得することが可能となる。 By doing so, the image processing unit performs known edge extraction processing on the image acquired from the image pickup device 500, so that as shown in FIGS. 29A and 29B, can easily obtain the approximate position of the user's hand in the As illustrated in FIGS. 29(a) and 29(b), it is also possible to display an image showing the rough position of the user's hand with the marker 501 on the monitor 321 during the direct teaching of the robot arm 251. be. Then, based on the approximate positions and number of the user's hands (or markers 501), it is possible to acquire the user's contact points on the robot arm 251. FIG.

また、第1乃至第8実施形態においては、ロボットアーム251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。またロボットアーム251の代わりに、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を適用可能である。 Also, in the first to eighth embodiments, the robot arm 251 is a multi-joint robot arm having a plurality of joints, but the number of joints is not limited to this. Although a vertical multi-axis configuration is shown as the type of robot arm, the configuration equivalent to the above can also be implemented for different types of joints such as horizontal multi-joint type, parallel link type, and orthogonal robot. Also, instead of the robot arm 251, it is possible to apply a machine that can automatically perform expansion, contraction, bending, vertical movement, horizontal movement, turning, or a combination of these operations based on the information in the storage device provided in the control device. is.

本開示は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present disclosure provides a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by processing to It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.

また、本明細書の開示は、以下の構成および方法を含む。
(構成1)
ユーザーからの接触に応じた信号を出力する接触検出部を有するロボットと、制御部と、を備え、
前記制御部は、前記接触検出部の信号に基づき、前記ユーザーからの接触箇所の数に応じて、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の抵抗を制御する、
ことを特徴とするロボット装置。
(構成2)
前記制御部は、前記数に基づき、前記ロボットの姿勢を前記ユーザーが変更する際の抵抗を制御する、
ことを特徴とする構成1に記載のロボット装置。
(構成3)
前記制御部は、
前記接触箇所が複数ではないと判定される場合は、前記抵抗が第1抵抗となるように制御し、
前記接触箇所が複数であると判定される場合は、前記抵抗が前記第1抵抗と異なる第2抵抗となるように制御する、
ことを特徴とする構成1又は2に記載のロボット装置。
(構成4)
前記制御部は、前記第1抵抗よりも前記第2抵抗が大きくなるように制御する、
ことを特徴とする構成3に記載のロボット装置。
(構成5)
前記ロボットは、複数の関節と、前記関節の位置に応じて信号を出力する複数の位置検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記ロボットが前記ユーザーによって移動された際の前記複数の位置検出部からの信号により前記ロボットの軌道を取得して記憶する直接教示モードを実行可能であり、
前記直接教示モードの実行中において、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の前記抵抗を制御する、
ことを特徴とする構成1乃至4のいずれか1項に記載のロボット装置。
(構成6)
前記接触検出部は、前記ロボットの各リンクに対応して配置され、リンクに前記ユーザーが接触したことにより信号を出力する接触センサを有する、
ことを特徴とする構成1乃至5のいずれか1項に記載のロボット装置。
(構成7)
前記接触検出部は、前記ロボットの各リンクに対応して配置され、リンクに作用する外力により信号を出力する外力検出センサを有する、
ことを特徴とする構成1乃至6のいずれか1項に記載のロボット装置。
(構成8)
前記制御部は、前記外力検出センサの信号に基づき、前記ロボットの手先側のリンクに作用する手先側外力と、前記手先側のリンクよりも基端側のリンクに作用する基端側外力と、を検出した場合に、前記基端側外力を検出したリンクよりも基端側の関節の抵抗が、前記基端側外力を検出したリンクよりも手先側の関節の抵抗よりも大きくなるように制御する、
ことを特徴とする構成7に記載のロボット装置。
(構成9)
前記基端側外力が前記ロボットの自重を支える方向の外力である場合に、前記基端側外力を検出したリンクよりも基端側の関節の抵抗が、前記基端側外力を検出したリンクよりも手先側の関節の抵抗よりも大きくなるように制御する、
ことを特徴とする構成8に記載のロボット装置。
(構成10)
前記制御部は、前記接触箇所が複数の状態から複数ではない状態に変化した場合は、所定時間の経過後に前記第2抵抗から前記第1抵抗に切換える、
ことを特徴とする構成3に記載のロボット装置。
(構成11)
前記接触検出部は、前記ロボットの各リンクのそれぞれに2箇所以上配置され、
前記制御部は、前記ロボットの各リンクのうちの1つに2箇所以上配置された接触検出部の信号により検出される前記ユーザーからの接触が前記1つのリンクにおいて複数である場合は、前記ロボットの各リンクのうち複数のリンクを前記ユーザーが接触している場合よりも、前記抵抗が大きくなるように制御する、
ことを特徴とする構成1乃至10のいずれか1項に記載のロボット装置。
(構成12)
前記ロボットは、手先側にあるリンクの先端にエンドエフェクタを取付け可能な接続部と、前記エンドエフェクタに対する前記ユーザーからの接触により信号を出力するエンドエフェクタ接触検出部と、を有し、
前記制御部は、前記エンドエフェクタ接触検出部の信号により前記エンドエフェクタに対する前記ユーザーからの接触を検出した場合は、前記接触箇所が複数である場合よりも、前記エンドエフェクタを動かす際の抵抗が大きくなるように制御する、
ことを特徴とする構成1乃至11のいずれか1項に記載のロボット装置。
(構成13)
前記ロボットの各リンクのそれぞれに、前記ユーザーが前記ロボットを移動させる際に使用可能な持ち手が設けられており、
前記接触検出部は、前記持ち手のそれぞれに設けられている、
ことを特徴とする構成1乃至10のいずれか1項に記載のロボット装置。
(構成14)
前記持ち手は、前記ロボットの各リンクそれぞれに2つ以上設けられている、
ことを特徴とする構成13に記載のロボット装置。
(構成15)
前記ロボットには、前記持ち手を前記ユーザーに使用させるために指示部、またはインジケータ、の少なくとも1つを備えている、
ことを特徴とする構成13または14に記載のロボット装置。
(構成16)
ユーザーにより前記ロボットに指令を出力するための操作端末を備え、
前記制御部は、前記操作端末のイネーブルスイッチが入力され、前記接触箇所が複数ではないと判定される場合、前記抵抗が前記第1抵抗よりも小さい第3抵抗となるように制御する、
ことを特徴とする構成3に記載のロボット装置。
(構成17)
前記ユーザーにより前記ロボットに指令を出力するための操作端末と、
前記操作端末と前記ロボットとの距離を取得する距離センサと、を備え、
前記制御部は、
前記距離が所定の閾値内かつ前記接触箇所が複数ではないと判定される場合、前記抵抗が前記第1抵抗よりも小さい第3抵抗となるように制御し、
前記距離が所定の閾値内から外れかつ前記接触箇所が複数であると判定される場合、前記第2抵抗となるように制御し、
前記距離が所定の閾値内から外れかつ前記接触箇所が複数ではないと判定される場合、前記第1抵抗となるように制御する、
ことを特徴とする構成3に記載のロボット装置。
(構成18)
前記ユーザーの識別情報を取得するユーザーインターフェースを備え、
前記制御部は、前記識別情報に対応する前記第1抵抗、前記識別情報に対応する前記第2抵抗、となるように制御する、
ことを特徴とする構成3に記載のロボット装置。
(構成19)
前記制御部は、前記接触箇所の数に応じて、前記ロボットの移動を開始させる際の抵抗を変更する、
ことを特徴とする構成1乃至18のいずれか1項に記載のロボット装置。
(構成20)
ユーザーからの接触に応じて信号を出力する接触検出部と、エンドエフェクタに対する物体の接触に応じて信号を出力するエンドエフェクタ接触検出部とを有するロボットと、制御部と、を備え、
前記制御部は、前記エンドエフェクタ接触検出部の信号により前記エンドエフェクタに対する物体の接触を検出した場合は、前記接触検出部の信号により前記ロボットのリンクの何れかに対する前記ユーザーの接触が検出される場合よりも、前記エンドエフェクタの姿勢を動かす際の抵抗が大きくなるように制御する、
ことを特徴とするロボット装置。
(構成21)
前記ロボットは複数の駆動源を有し、
前記制御部は、前記複数の駆動源を用いて前記抵抗を制御する、
ことを特徴とする構成1乃至20のいずれか1項に記載のロボット装置。
(方法22)
ユーザーからの接触に応じて信号を出力する接触検出部を有するロボットと、
制御部と、を備えたロボット装置の制御方法において、
前記制御部が、前記接触検出部の信号に基づき、前記ユーザーからの接触箇所の数に応じて、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の抵抗を制御する、
ことを特徴とする制御方法。
(構成23)
コンピュータに方法22に記載の制御方法を実行させるためのプログラム。
(構成24)
構成23に記載のプログラムが記録された、コンピュータが読み取り可能な記録媒体。
(方法25)
ユーザーからの接触に応じて信号を出力する接触検出部を有するロボットと、
制御部と、を備えたロボット装置の教示方法において、
前記制御部が、前記接触検出部の信号に基づき、前記ユーザーからの接触箇所の数に応じて、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の抵抗を制御しつつ、前記ユーザーによる前記ロボットの移動に基づき前記ロボットの軌道を取得する、
ことを特徴とする教示方法。
(方法26)
ユーザーからの接触に応じて信号を出力する接触検出部を有するロボットと、制御部と、を備えたロボット装置を動作させて、前記ロボット装置により物品を製造する物品の製造方法において、
前記制御部が、前記接触検出部の信号に基づき、前記ユーザーからの接触箇所の数に応じて、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の抵抗を制御しつつ、前記ユーザーによる前記ロボットの移動に基づき前記ロボットの軌道を取得し、
前記軌道に基づき前記ロボットを動作させて物品の製造を行う、
ことを特徴とする物品の製造方法。
Further, the disclosure of this specification includes the following configurations and methods.
(Configuration 1)
A robot having a contact detection unit that outputs a signal according to contact from a user, and a control unit,
The control unit controls the resistance when the user moves the robot according to the number of contact points from the user, based on the signal from the contact detection unit.
A robot device characterized by:
(Configuration 2)
The control unit controls resistance when the user changes the posture of the robot based on the number.
The robot apparatus according to configuration 1, characterized by:
(Composition 3)
The control unit
When it is determined that the contact points are not plural, controlling the resistance to be the first resistance,
When it is determined that the contact points are plural, the resistance is controlled to be a second resistance different from the first resistance,
The robot device according to configuration 1 or 2, characterized by:
(Composition 4)
The control unit controls the second resistance to be greater than the first resistance.
The robot apparatus according to configuration 3, characterized by:
(Composition 5)
The robot includes a plurality of joints and a plurality of position detection units that output signals according to the positions of the joints,
The control unit
a direct teaching mode in which a trajectory of the robot is acquired and stored by signals from the plurality of position detection units when the robot is moved by the user, and
controlling the resistance when the user moves the robot during execution of the direct teaching mode;
The robot apparatus according to any one of configurations 1 to 4, characterized by:
(Composition 6)
The contact detection unit has a contact sensor that is arranged corresponding to each link of the robot and outputs a signal when the user touches the link.
The robot apparatus according to any one of configurations 1 to 5, characterized by:
(Composition 7)
The contact detection unit has an external force detection sensor that is arranged corresponding to each link of the robot and outputs a signal due to an external force acting on the link.
The robot apparatus according to any one of configurations 1 to 6, characterized by:
(Composition 8)
Based on the signal from the external force detection sensor, the control unit generates a hand-side external force acting on a hand-side link of the robot, a base-side external force acting on a link closer to the base end than the hand-side link, and is detected, the resistance of the joint on the proximal side of the link that detects the proximal side external force is controlled to be greater than the resistance of the joint on the distal side of the link that detects the proximal side external force. do,
The robot apparatus according to configuration 7, characterized by:
(Composition 9)
When the proximal-side external force is an external force in the direction of supporting the robot's own weight, the resistance of a joint closer to the proximal side than the link that detected the proximal-side external force is greater than that of the link that detected the proximal-side external force. is greater than the resistance of the joint on the hand side,
The robot apparatus according to configuration 8, characterized by:
(Configuration 10)
The control unit switches from the second resistance to the first resistance after the lapse of a predetermined time when the contact locations change from a plurality of states to a non-plural state,
The robot apparatus according to configuration 3, characterized by:
(Composition 11)
The contact detection unit is arranged at two or more locations on each link of the robot,
The control unit controls the robot when there is a plurality of contacts from the user detected by signals from contact detection units arranged at two or more locations on one of the links of the robot. controlling a plurality of links among each of the links so that the resistance is greater than when the user is in contact;
The robot apparatus according to any one of configurations 1 to 10, characterized by:
(Composition 12)
The robot has a connection section to which an end effector can be attached to the tip of a link on the hand side, and an end effector contact detection section that outputs a signal when the user touches the end effector,
When the control unit detects the user's contact with the end effector based on the signal from the end effector contact detection unit, the resistance when moving the end effector is greater than when there are a plurality of contact points. control to be
The robot apparatus according to any one of configurations 1 to 11, characterized by:
(Composition 13)
Each link of the robot is provided with a handle that can be used when the user moves the robot,
The contact detection unit is provided for each of the handles,
The robot apparatus according to any one of configurations 1 to 10, characterized by:
(Composition 14)
Two or more handles are provided for each link of the robot,
The robot apparatus according to configuration 13, characterized by:
(Composition 15)
The robot includes at least one of an indicator or an indicator for allowing the user to use the handle.
The robot apparatus according to configuration 13 or 14, characterized by:
(Composition 16)
An operation terminal for outputting commands to the robot by a user,
When the enable switch of the operation terminal is input and it is determined that the contact point is not plural, the control unit controls the resistance to be a third resistance that is smaller than the first resistance.
The robot apparatus according to configuration 3, characterized by:
(Composition 17)
an operation terminal for outputting a command to the robot by the user;
a distance sensor that acquires the distance between the operation terminal and the robot,
The control unit
When it is determined that the distance is within a predetermined threshold and the number of contact points is not plural, the resistance is controlled to be a third resistance smaller than the first resistance,
When it is determined that the distance is out of a predetermined threshold and the number of contact points is plural, controlling to the second resistance,
When it is determined that the distance is out of a predetermined threshold and the number of contact points is not plural, the first resistance is controlled.
The robot apparatus according to configuration 3, characterized by:
(Composition 18)
comprising a user interface for obtaining identification information of the user;
The control unit controls the first resistor corresponding to the identification information and the second resistor corresponding to the identification information,
The robot apparatus according to configuration 3, characterized by:
(Composition 19)
The control unit changes resistance when starting movement of the robot according to the number of contact points.
19. The robot apparatus according to any one of configurations 1 to 18, characterized by:
(Configuration 20)
a robot having a contact detection unit that outputs a signal in response to contact from a user and an end effector contact detection unit that outputs a signal in response to contact of an object with the end effector; and a control unit,
When the control unit detects contact of an object with the end effector from the signal from the end effector contact detection unit, the user's contact with any of the links of the robot is detected from the signal from the contact detection unit. control so that the resistance when moving the posture of the end effector is greater than in the case of
A robot device characterized by:
(Composition 21)
The robot has a plurality of drive sources,
The control unit controls the resistance using the plurality of drive sources.
21. The robot apparatus according to any one of configurations 1 to 20, characterized by:
(Method 22)
a robot having a contact detection unit that outputs a signal in response to contact from a user;
In a control method for a robot device comprising a control unit,
The control unit controls the resistance when the user moves the robot according to the number of contact points from the user, based on the signal from the contact detection unit.
A control method characterized by:
(Composition 23)
A program for causing a computer to perform the control method described in Method 22.
(Composition 24)
A computer-readable recording medium in which the program according to configuration 23 is recorded.
(Method 25)
a robot having a contact detection unit that outputs a signal in response to contact from a user;
In a teaching method for a robot device comprising a control unit,
The control unit controls the resistance when the user moves the robot according to the number of contact points from the user, based on the signal from the contact detection unit, while controlling the movement of the robot by the user. obtaining a trajectory of the robot based on
A teaching method characterized by:
(Method 26)
An article manufacturing method comprising operating a robot device comprising a robot having a contact detection unit that outputs a signal in response to contact from a user and a control unit to manufacture an article by the robot device,
The control unit controls the resistance when the user moves the robot according to the number of contact points from the user, based on the signal from the contact detection unit, while controlling the movement of the robot by the user. obtaining the trajectory of the robot based on
Operating the robot based on the trajectory to manufacture the article;
A method for manufacturing an article characterized by:

10…第1リンク(リンク)/11…第2リンク(リンク)/12…第3リンク(リンク)/13…第4リンク(リンク)/14…第5リンク(リンク)/15…第6リンク(リンク)/16…先端フランジ(接続部)/100…ロボット装置/211…電動モータ(駆動源)/212…電動モータ(駆動源)/213…電動モータ(駆動源)/214…電動モータ(駆動源)/215…電動モータ(駆動源)/216…電動モータ(駆動源)/251…ロボットアーム/252…ハンドツール(エンドエフェクタ)/300…制御装置(制御部)/541…トルクセンサ(接触検出部、外力検出センサ)/542…トルクセンサ(接触検出部、外力検出センサ)/543…トルクセンサ(接触検出部、外力検出センサ)/544…トルクセンサ(接触検出部、外力検出センサ)/545…トルクセンサ(接触検出部、外力検出センサ)/546…トルクセンサ(接触検出部、外力検出センサ)/551…位置センサ(位置検出部)/552…位置センサ(位置検出部)/553…位置センサ(位置検出部)/554…位置センサ(位置検出部)/555…位置センサ(位置検出部)/556…位置センサ(位置検出部)/710…接触センサ(接触検出部)/711…接触センサ(接触検出部)/712…接触センサ(接触検出部)/713…接触センサ(接触検出部)/714…接触センサ(接触検出部)/715…接触センサ(接触検出部)/716…接触センサ(接触検出部)/J…関節/J…関節/J…関節/J…関節/J…関節/J…関節 10... 1st link (link) / 11... 2nd link (link) / 12... 3rd link (link) / 13... 4th link (link) / 14... 5th link (link) / 15... 6th link (Link) / 16 ... Tip flange (connection part) / 100 ... Robot device / 211 ... Electric motor (driving source) / 212 ... Electric motor (driving source) / 213 ... Electric motor (driving source) / 214 ... Electric motor ( Drive source) / 215 Electric motor (drive source) / 216 Electric motor (drive source) / 251 Robot arm / 252 Hand tool (end effector) / 300 Control device (control unit) / 541 Torque sensor ( Contact detection unit, external force detection sensor) / 542 Torque sensor (contact detection unit, external force detection sensor) / 543 Torque sensor (contact detection unit, external force detection sensor) / 544 Torque sensor (contact detection unit, external force detection sensor) /545...Torque sensor (contact detection section, external force detection sensor)/546...Torque sensor (contact detection section, external force detection sensor)/551...Position sensor (position detection section)/552...Position sensor (position detection section)/553 Position sensor (position detection unit)/554 Position sensor (position detection unit)/555 Position sensor (position detection unit)/556 Position sensor (position detection unit)/710 Contact sensor (contact detection unit)/711 Contact sensor (contact detection unit)/712 Contact sensor (contact detection unit)/713 Contact sensor (contact detection unit)/714 Contact sensor (contact detection unit)/715 Contact sensor (contact detection unit)/716 ... Contact sensor (contact detection unit) / J 1 ... Joint / J 2 ... Joint / J 3 ... Joint / J 4 ... Joint / J 5 ... Joint / J 6 ... Joint

Claims (26)

ユーザーからの接触に応じた信号を出力する接触検出部を有するロボットと、制御部と、を備え、
前記制御部は、前記接触検出部の信号に基づき、前記ユーザーからの接触箇所の数に応じて、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の抵抗を制御する、
ことを特徴とするロボット装置。
A robot having a contact detection unit that outputs a signal according to contact from a user, and a control unit,
The control unit controls the resistance when the user moves the robot according to the number of contact points from the user, based on the signal from the contact detection unit.
A robot device characterized by:
前記制御部は、前記数に基づき、前記ロボットの姿勢を前記ユーザーが変更する際の抵抗を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。
The control unit controls resistance when the user changes the posture of the robot based on the number.
2. The robot apparatus according to claim 1, wherein:
前記制御部は、
前記接触箇所が複数ではないと判定される場合は、前記抵抗が第1抵抗となるように制御し、
前記接触箇所が複数であると判定される場合は、前記抵抗が前記第1抵抗と異なる第2抵抗となるように制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。
The control unit
When it is determined that the contact points are not plural, controlling the resistance to be the first resistance,
When it is determined that the contact points are plural, the resistance is controlled to be a second resistance different from the first resistance,
2. The robot apparatus according to claim 1, wherein:
前記制御部は、前記第1抵抗よりも前記第2抵抗が大きくなるように制御する、
ことを特徴とする請求項3に記載のロボット装置。
The control unit controls the second resistance to be greater than the first resistance.
4. The robot apparatus according to claim 3, characterized in that:
前記ロボットは、複数の関節と、前記関節の位置に応じて信号を出力する複数の位置検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記ロボットが前記ユーザーによって移動された際の前記複数の位置検出部からの信号により前記ロボットの軌道を取得して記憶する直接教示モードを実行可能であり、
前記直接教示モードの実行中において、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の前記抵抗を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。
The robot includes a plurality of joints and a plurality of position detection units that output signals according to the positions of the joints,
The control unit
a direct teaching mode in which a trajectory of the robot is acquired and stored by signals from the plurality of position detection units when the robot is moved by the user, and
controlling the resistance when the user moves the robot during execution of the direct teaching mode;
2. The robot apparatus according to claim 1, wherein:
前記接触検出部は、前記ロボットの各リンクに対応して配置され、リンクに前記ユーザーが接触したことにより信号を出力する接触センサを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。
The contact detection unit has a contact sensor that is arranged corresponding to each link of the robot and outputs a signal when the user touches the link.
2. The robot apparatus according to claim 1, wherein:
前記接触検出部は、前記ロボットの各リンクに対応して配置され、リンクに作用する外力により信号を出力する外力検出センサを有する、
ことを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。
The contact detection unit has an external force detection sensor that is arranged corresponding to each link of the robot and outputs a signal due to an external force acting on the link.
2. The robot apparatus according to claim 1, wherein:
前記制御部は、前記外力検出センサの信号に基づき、前記ロボットの手先側のリンクに作用する手先側外力と、前記手先側のリンクよりも基端側のリンクに作用する基端側外力と、を検出した場合に、前記基端側外力を検出したリンクよりも基端側の関節の抵抗が、前記基端側外力を検出したリンクよりも手先側の関節の抵抗よりも大きくなるように制御する、
ことを特徴とする請求項7に記載のロボット装置。
Based on the signal from the external force detection sensor, the control unit generates a hand-side external force acting on a hand-side link of the robot, a base-side external force acting on a link closer to the base end than the hand-side link, and is detected, the resistance of the joint on the proximal side of the link that detects the proximal side external force is controlled to be greater than the resistance of the joint on the distal side of the link that detects the proximal side external force. do,
8. The robot apparatus according to claim 7, characterized in that:
前記基端側外力が前記ロボットの自重を支える方向の外力である場合に、前記基端側外力を検出したリンクよりも基端側の関節の抵抗が、前記基端側外力を検出したリンクよりも手先側の関節の抵抗よりも大きくなるように制御する、
ことを特徴とする請求項8に記載のロボット装置。
When the proximal-side external force is an external force in the direction of supporting the robot's own weight, the resistance of a joint closer to the proximal side than the link that detected the proximal-side external force is greater than that of the link that detected the proximal-side external force. is greater than the resistance of the joint on the hand side,
9. The robot apparatus according to claim 8, characterized by:
前記制御部は、前記接触箇所が複数の状態から複数ではない状態に変化した場合は、所定時間の経過後に前記第2抵抗から前記第1抵抗に切換える、
ことを特徴とする請求項3に記載のロボット装置。
The control unit switches from the second resistance to the first resistance after the lapse of a predetermined time when the contact locations change from a plurality of states to a non-plural state,
4. The robot apparatus according to claim 3, characterized in that:
前記接触検出部は、前記ロボットの各リンクのそれぞれに2箇所以上配置され、
前記制御部は、前記ロボットの各リンクのうちの1つに2箇所以上配置された接触検出部の信号により検出される前記ユーザーからの接触が前記1つのリンクにおいて複数である場合は、前記ロボットの各リンクのうち複数のリンクを前記ユーザーが接触している場合よりも、前記抵抗が大きくなるように制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。
The contact detection unit is arranged at two or more locations on each link of the robot,
The control unit controls the robot when there is a plurality of contacts from the user detected by signals from contact detection units arranged at two or more locations on one of the links of the robot. controlling a plurality of links among each of the links so that the resistance is greater than when the user is in contact;
2. The robot apparatus according to claim 1, wherein:
前記ロボットは、手先側にあるリンクの先端にエンドエフェクタを取付け可能な接続部と、前記エンドエフェクタに対する前記ユーザーからの接触により信号を出力するエンドエフェクタ接触検出部と、を有し、
前記制御部は、前記エンドエフェクタ接触検出部の信号により前記エンドエフェクタに対する前記ユーザーからの接触を検出した場合は、前記接触箇所が複数である場合よりも、前記エンドエフェクタを動かす際の抵抗が大きくなるように制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。
The robot has a connection section to which an end effector can be attached to the tip of a link on the hand side, and an end effector contact detection section that outputs a signal when the user touches the end effector,
When the control unit detects the user's contact with the end effector based on the signal from the end effector contact detection unit, the resistance when moving the end effector is greater than when there are a plurality of contact points. control to be
2. The robot apparatus according to claim 1, wherein:
前記ロボットの各リンクのそれぞれに、前記ユーザーが前記ロボットを移動させる際に使用可能な持ち手が設けられており、
前記接触検出部は、前記持ち手のそれぞれに設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。
Each link of the robot is provided with a handle that can be used when the user moves the robot,
The contact detection unit is provided for each of the handles,
2. The robot apparatus according to claim 1, wherein:
前記持ち手は、前記ロボットの各リンクそれぞれに2つ以上設けられている、
ことを特徴とする請求項13に記載のロボット装置。
Two or more handles are provided for each link of the robot,
14. The robot apparatus according to claim 13, characterized by:
前記ロボットには、前記持ち手を前記ユーザーに使用させるために指示部、またはインジケータ、の少なくとも1つを備えている、
ことを特徴とする請求項13に記載のロボット装置。
The robot includes at least one of an indicator or an indicator for allowing the user to use the handle.
14. The robot apparatus according to claim 13, characterized by:
ユーザーにより前記ロボットに指令を出力するための操作端末を備え、
前記制御部は、前記操作端末のイネーブルスイッチが入力され、前記接触箇所が複数ではないと判定される場合、前記抵抗が前記第1抵抗よりも小さい第3抵抗となるように制御する、
ことを特徴とする請求項3に記載のロボット装置。
An operation terminal for outputting commands to the robot by a user,
When the enable switch of the operation terminal is input and it is determined that the contact point is not plural, the control unit controls the resistance to be a third resistance that is smaller than the first resistance.
4. The robot apparatus according to claim 3, characterized in that:
前記ユーザーにより前記ロボットに指令を出力するための操作端末と、
前記操作端末と前記ロボットとの距離を取得する距離センサと、を備え、
前記制御部は、
前記距離が所定の閾値内かつ前記接触箇所が複数ではないと判定される場合、前記抵抗が前記第1抵抗よりも小さい第3抵抗となるように制御し、
前記距離が所定の閾値内から外れかつ前記接触箇所が複数であると判定される場合、前記第2抵抗となるように制御し、
前記距離が所定の閾値内から外れかつ前記接触箇所が複数ではないと判定される場合、前記第1抵抗となるように制御する、
ことを特徴とする請求項3に記載のロボット装置。
an operation terminal for outputting a command to the robot by the user;
a distance sensor that acquires the distance between the operation terminal and the robot,
The control unit
When it is determined that the distance is within a predetermined threshold and the number of contact points is not plural, the resistance is controlled to be a third resistance smaller than the first resistance,
When it is determined that the distance is out of a predetermined threshold and the number of contact points is plural, controlling to the second resistance,
When it is determined that the distance is out of a predetermined threshold and the number of contact points is not plural, the first resistance is controlled.
4. The robot apparatus according to claim 3, characterized in that:
前記ユーザーの識別情報を取得するユーザーインターフェースを備え、
前記制御部は、前記識別情報に対応する前記第1抵抗、前記識別情報に対応する前記第2抵抗、となるように制御する、
ことを特徴とする請求項3に記載のロボット装置。
comprising a user interface for obtaining identification information of the user;
The control unit controls the first resistor corresponding to the identification information and the second resistor corresponding to the identification information,
4. The robot apparatus according to claim 3, characterized in that:
前記制御部は、前記接触箇所の数に応じて、前記ロボットの移動を開始させる際の抵抗を変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載のロボット装置。
The control unit changes resistance when starting movement of the robot according to the number of contact points.
2. The robot apparatus according to claim 1, wherein:
ユーザーからの接触に応じて信号を出力する接触検出部と、エンドエフェクタに対する物体の接触に応じて信号を出力するエンドエフェクタ接触検出部とを有するロボットと、制御部と、を備え、
前記制御部は、前記エンドエフェクタ接触検出部の信号により前記エンドエフェクタに対する物体の接触を検出した場合は、前記接触検出部の信号により前記ロボットのリンクの何れかに対する前記ユーザーの接触が検出される場合よりも、前記エンドエフェクタの姿勢を動かす際の抵抗が大きくなるように制御する、
ことを特徴とするロボット装置。
a robot having a contact detection unit that outputs a signal in response to contact from a user and an end effector contact detection unit that outputs a signal in response to contact of an object with the end effector; and a control unit,
When the control unit detects contact of an object with the end effector from the signal from the end effector contact detection unit, the user's contact with any of the links of the robot is detected from the signal from the contact detection unit. control so that the resistance when moving the posture of the end effector is greater than in the case of
A robot device characterized by:
前記ロボットは複数の駆動源を有し、
前記制御部は、前記複数の駆動源を用いて前記抵抗を制御する、
ことを特徴とする請求項1乃至20のいずれか1項に記載のロボット装置。
The robot has a plurality of drive sources,
The control unit controls the resistance using the plurality of drive sources.
21. The robot apparatus according to any one of claims 1 to 20, characterized in that:
ユーザーからの接触に応じて信号を出力する接触検出部を有するロボットと、
制御部と、を備えたロボット装置の制御方法において、
前記制御部が、前記接触検出部の信号に基づき、前記ユーザーからの接触箇所の数に応じて、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の抵抗を制御する、
ことを特徴とする制御方法。
a robot having a contact detection unit that outputs a signal in response to contact from a user;
In a control method for a robot device comprising a control unit,
The control unit controls the resistance when the user moves the robot according to the number of contact points from the user, based on the signal from the contact detection unit.
A control method characterized by:
コンピュータに請求項22に記載の制御方法を実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to execute the control method according to claim 22. 請求項23に記載のプログラムが記録された、コンピュータが読み取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium on which the program according to claim 23 is recorded. ユーザーからの接触に応じて信号を出力する接触検出部を有するロボットと、
制御部と、を備えたロボット装置の教示方法において、
前記制御部が、前記接触検出部の信号に基づき、前記ユーザーからの接触箇所の数に応じて、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の抵抗を制御しつつ、前記ユーザーによる前記ロボットの移動に基づき前記ロボットの軌道を取得する、
ことを特徴とする教示方法。
a robot having a contact detection unit that outputs a signal in response to contact from a user;
In a teaching method for a robot device comprising a control unit,
The control unit controls the resistance when the user moves the robot according to the number of contact points from the user, based on the signal from the contact detection unit, while controlling the movement of the robot by the user. obtaining a trajectory of the robot based on
A teaching method characterized by:
ユーザーからの接触に応じて信号を出力する接触検出部を有するロボットと、制御部と、を備えたロボット装置を動作させて、前記ロボット装置により物品を製造する物品の製造方法において、
前記制御部が、前記接触検出部の信号に基づき、前記ユーザーからの接触箇所の数に応じて、前記ロボットを前記ユーザーが移動させる際の抵抗を制御しつつ、前記ユーザーによる前記ロボットの移動に基づき前記ロボットの軌道を取得し、
前記軌道に基づき前記ロボットを動作させて物品の製造を行う、
ことを特徴とする物品の製造方法。
An article manufacturing method comprising operating a robot device comprising a robot having a contact detection unit that outputs a signal in response to contact from a user and a control unit to manufacture an article by the robot device,
The control unit controls the resistance when the user moves the robot according to the number of contact points from the user, based on the signal from the contact detection unit, while controlling the movement of the robot by the user. obtaining the trajectory of the robot based on
Operating the robot based on the trajectory to manufacture the article;
A method for manufacturing an article characterized by:
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