JP2023090642A - Robot device, robot device control method, program, recording medium, robot device teaching method, and article manufacturing method - Google Patents
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Abstract
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
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>
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
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
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)J1~J6を有している。ロボットアーム251は、各関節J1~J6を各関節軸A1~A6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
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J1~J6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
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
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
各サーボモータ201~206は、各関節J1~J6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J1~J6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J1~J6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J1~J6で駆動されるフレームに接続されている。
Each of the
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
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
サーボ制御部230は、入力した各関節J1~J6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
また、ロボット200のロボットアーム251は、各関節J1~J6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J1~J6が動かないように各関節J1~J6を固定することができる。
Further, the
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
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
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J1~J6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
[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
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
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
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
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。
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。
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
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
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
[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
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J1~J6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
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θ1~θ6を直接検知する。なお、各関節J1~J6の角度q1~q6は、不図示の減速機の減速比等に基づき、各角度θ1~θ6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J1~J6の角度q1~q6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 1 -θ 6 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J1~J6のトルクτ1~τ6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 1 -τ 6 of each joint J 1 -J 6 , that is, generates a signal corresponding to the torque. A plurality of
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。
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。
力検出部504は、各トルクセンサ541~546から取得したトルクτ1~τ6及び各角度センサ551~556から取得した角度q1~q6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q1~q6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
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J1~J6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
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J1~J6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
各位置制御部521~526は、各関節J1~J6の角度q1~q6と各関節J1~J6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。
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
各モータ制御部531~536は、各電動モータ211~216の角度(位置)θ1~θ6に基づき、各トルク指令値τMref1~τMref6を実現するように各電流Cur1~Cur6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
[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
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
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
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
各モータ制御部531~536は、各電動モータ211~216の角度θ1~θ6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
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τ1~τ6を発生する(S5)。
The
各角度センサ551~556は、各関節J1~J6の角度q1~q6(各電動モータ211~216の角度θ1~θ6)を検知する。各トルクセンサ541~546は、各関節J1~J6のトルクτ1~τ6を検知する(S6)。各関節J1~J6の角度q1~q6と各関節J1~J6のトルクτ1~τ6は、制御装置300のCPU301にフィードバックされる。
力検出部504(CPU301)は、ロボットモデル503と各関節J1~J6の角度q1~q6に基づいて各関節J1~J6のトルクτ1~τ6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J1~J6の角度q1~q6の代わりに電動モータ211~216の角度θ1~θ6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
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
[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
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
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J1~J6の角度指令値qref1~qref6に変換する(S12)。
The position
各位置制御部521~526は、各関節J1~J6の角度q1~q6が各関節J1~J6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J1~J6の角度を示す信号としては、角度q1~q6の代わりに電動モータ211~216の角度θ1~θ6を用いてもよい。
The
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
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
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
[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
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
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
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
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
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
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
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)xd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(・)d)+K(x-xd)=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xd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
次に、各角度センサ551~556から各関節J1~J6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J1~J6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J1~J6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
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J1~J6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
続いて、各関節J1~J6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
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
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J1~J6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J1~J6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J1~J6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
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J1~J6の抵抗を大きくし、基本的に各関節J1~J6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J1~J6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
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J1~J6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J1~J6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J1~J6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
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
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
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
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
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
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
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
[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J1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J1~J3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J1~J4に伝達されることが抑えられる。
As shown in FIG. 10, when the operator grips the
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
[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J2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
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J1~J2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J1~J6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J1~J2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J1~J2を他の関節J3~J6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
[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J1~J6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
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
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
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
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J1~J6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
<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
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
次に、各角度センサ551~556から各関節J1~J6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J1~J6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J1~J6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
続いて、各関節J1~J6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
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
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J1~J6の抵抗が設定され、各関節J1~J6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
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J1~J6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
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J1~J6の抵抗が設定されるように切換える。つまり、各関節J1~J6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
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J1~J6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
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J1~J6の抵抗が第2抵抗となっている場合も、各関節J1~J6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J1~J6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J1~J6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J1~J6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
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
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 (
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
<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
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
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
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J1~J6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
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
<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
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
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J1~J6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
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
<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
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
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
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J1~J6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
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
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
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
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
<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
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,
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
<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
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J1~J6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
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
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
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
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
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
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
(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
(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
(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
(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
(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
(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
(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
(Composition 14)
Two or more handles are provided for each link of the robot,
The robot apparatus according to
(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
(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
(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
(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)/J1…関節/J2…関節/J3…関節/J4…関節/J5…関節/J6…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)
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
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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