JP6696341B2 - 制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、制御方法に関する。
ロボットにおいて、接触を検知することが行われている。
例えば、特許文献1に記載された技術では、ロボットのハンドの指部に圧力センサーを設けることで、ワークの持ち替えを行う手法が提案されている(特許文献1参照。)。
特開2009−34744号公報
しかしながら、力覚センサーを用いてロボットのハンドとワークとの接触を検出する場合、当該ワークを把持する側のアーム(例えば、マニピュレーター)に設けられた力覚センサーの検出結果には、期待される接触による値の変化だけでなく、当該アームの移動によって発生する振動および加減速に起因する値の変化、ならびに、姿勢(重力方向)の変化に起因する値の変化が加わり、接触の誤検出が発生し易くなる。また、このような誤検出の発生を避けるために、力覚センサーの検出結果に関する閾値を大きく設定した場合、接触を検出するタイミングの遅れが発生することがあり、ワークを押し付け過ぎてしまう現象が発生することがあった。
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、第1可動部を備え、前記第1可動部の速度が第2部材の速度より速い場合、前記第1可動部により対象物を把持している時は、前記第2部材に設けられた第2力検出部の検出結果に基づいて前記対象物と前記第2部材との接触を検知し、前記第1可動部を制御する制御部は前記検出結果を受信し、前記第1可動部により前記対象物を把持していない時は、前記第2力検出部の検出結果に基づいて前記第1可動部と前記第2部材との接触を検知し、前記第1可動部を制御する制御部は前記検出結果を受信する、ロボットである。
この構成により、ロボットでは、第1可動部の速度が第2部材の速度より速い場合、第2部材に設けられた第2力検出部の検出結果に基づいて第1可動部または対象物と第2部材との接触を検知し、第1可動部を制御する制御部は当該検出結果を受信する。これにより、ロボットでは、第1可動部の速度が第2部材の速度より速い場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第1可動部は、第1マニピュレーター、または、第1エンドエフェクターである、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部は、第1マニピュレーター、または、第1エンドエフェクターである。これにより、ロボットでは、第1可動部の速度が第2部材の速度より速い場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第2部材は、停止している、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第2部材は、停止している。これにより、ロボットでは、第2部材が停止している場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果を前記接触の判断に使用しない、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果を接触の判断に使用しない。これにより、ロボットでは、第2力検出部の検出結果により、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果を前記接触の判断に使用する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果を接触の判断に使用する。これにより、ロボットでは、第2力検出部の検出結果および第1力検出部の検出結果により、正確な接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第2部材は、第2可動部、または、第2対象物である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第2部材は、第2可動部、または、第2対象物である。これにより、ロボットでは、第1可動部の速度が第2可動部または第2対象物の速度より速い場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第2可動部は、第2マニピュレーター、または、第2エンドエフェクターである、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部の速度が第2マニピュレーターまたは第2エンドエフェクターの速度より速い場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第2対象物は、ベースと、前記第2力検出部を含んで構成される、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部の速度が第2対象物の速度より速い場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、第1可動部を備え、前記第1可動部の速度が第2部材の速度より遅い場合、前記第1可動部により対象物を把持している時は、前記第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果に基づいて前記対象物と前記第2部材との接触を検知し、前記第2部材を動かす装置に前記検出結果を送信し、前記第1可動部により前記対象物を把持していない時は、前記第1力検出部の検出結果に基づいて前記第1可動部と前記第2部材との接触を検知し、前記第2部材を動かす装置に前記検出結果を送信する、ロボットである。
この構成により、ロボットでは、第1可動部の速度が第2部材の速度より遅い場合、第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果に基づいて第1可動部または対象物と第2部材との接触を検知し、第2部材を動かす装置に当該検出結果を送信する。これにより、ロボットでは、第1可動部の速度が第2部材の速度より遅い場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第1可動部は、第1マニピュレーター、または、第1エンドエフェクターである、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部は、第1マニピュレーター、または、第1エンドエフェクターである。これにより、ロボットでは、第1可動部の速度が第2部材の速度より遅い場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第1可動部は、停止している、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部は、停止している。これにより、ロボットでは、第1可動部が停止している場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記装置は、前記ロボットとは異なるロボットを制御する制御装置である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第2部材を動かす装置は、当該ロボットとは異なるロボットを制御する制御装置である。これにより、ロボットでは、当該ロボットとは異なるロボットと作業を行う場合に、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第2部材に設けられた第2力検出部の検出結果を前記接触の判断に使用しない、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第2部材に設けられた第2力検出部の検出結果を接触の判断に使用しない。これにより、ロボットでは、第1力検出部の検出結果により、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第2部材に設けられた第2力検出部の検出結果を前記接触の判断に使用する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第2部材に設けられた第2力検出部の検出結果を接触の判断に使用する。これにより、ロボットでは、第1力検出部の検出結果および第2力検出部の検出結果により、正確な接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第2部材は、第2可動部、または、第2対象物である、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第2部材は、第2可動部、または、第2対象物である。これにより、ロボットでは、第1可動部の速度が第2可動部または第2対象物の速度より遅い場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第2可動部は、第2マニピュレーター、または、第2エンドエフェクターである、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部の速度が第2マニピュレーターまたは第2エンドエフェクターの速度より遅い場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第2部材は、第2対象物であり、前記第2対象物は、ベースと、前記第2力検出部を含んで構成される、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部の速度が第2対象物の速度より遅い場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、第1可動部を備え、第2可動部に設けられた第2力検出部の検出結果に基づいて前記第1可動部により把持する対象物と前記第2可動部との接触を検知し、前記第1可動部を制御する制御部は前記検出結果を受信する、ロボットである。
この構成により、ロボットでは、第2可動部に設けられた第2力検出部の検出結果に基づいて第1可動部により把持する対象物と第2可動部との接触を検知し、第1可動部を制御する制御部は当該検出結果を受信する。これにより、ロボットでは、第1可動部により対象物を把持する場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第1可動部は、第1マニピュレーター、または、第1エンドエフェクターであり、前記第2可動部は、第2マニピュレーター、または、第2エンドエフェクターである、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部および第2可動部は、それぞれ、マニピュレーター、または、エンドエフェクターである。これにより、ロボットでは、第1マニピュレーターまたは第1エンドエフェクターにより対象物を把持する場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果を前記接触の判断に使用しない、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果を接触の判断に使用しない。これにより、ロボットでは、第2力検出部の検出結果により、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果を前記接触の判断に使用する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果を接触の判断に使用する。これにより、ロボットでは、第2力検出部の検出結果および第1力検出部の検出結果により、正確な接触検知が可能である。
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、第1可動部を備え、前記第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果に基づいて第2可動部により把持する対象物と前記第1可動部との接触を検知し、前記第2可動部を制御する制御部に前記検出結果を送信する、ロボットである。
この構成により、ロボットでは、第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果に基づいて第2可動部により把持する対象物と第1可動部との接触を検知し、第2可動部を制御する制御部に当該検出結果を送信する。これにより、ロボットでは、第2可動部により対象物を把持する場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第1可動部は、第1マニピュレーター、または、第1エンドエフェクターであり、前記第2可動部は、第2マニピュレーター、または、第2エンドエフェクターである、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第1可動部および第2可動部は、それぞれ、マニピュレーター、または、エンドエフェクターである。これにより、ロボットでは、第2マニピュレーターまたは第2エンドエフェクターにより対象物を把持する場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第2可動部に設けられた第2力検出部の検出結果を前記接触の判断に使用しない、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第2可動部に設けられた第2力検出部の検出結果を接触の判断に使用しない。これにより、ロボットでは、第1力検出部の検出結果により、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、ロボットにおいて、前記第2可動部に設けられた第2力検出部の検出結果を前記接触の判断に使用する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットでは、第2可動部に設けられた第2力検出部の検出結果を接触の判断に使用する。これにより、ロボットでは、第1力検出部の検出結果および第2力検出部の検出結果により、正確な接触検知が可能である。
また、本発明の一態様は、以上のようなロボットにおいて、双腕ロボットである、構成が用いられてもよい。
この構成により、双腕ロボットでは、2本の腕のうちの一方または両方を用いて作業を行う。これにより、双腕ロボットでは、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、以上のようなロボットを制御する、ロボット制御装置である。
この構成により、ロボット制御装置では、ロボットを制御する。これにより、ロボット制御装置では、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、以上のようなロボットと、前記ロボットを制御するロボット制御装置と、を備えるロボットシステムである。
この構成により、ロボットシステムでは、ロボット制御装置が、ロボットを制御する。これにより、ロボットシステムでは、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、ロボットが備えた第1可動部の速度が第2部材の速度より速い場合、前記第1可動部により対象物を把持している時は、前記第2部材に設けられた第2力検出部の検出結果に基づいて前記対象物と前記第2部材との接触を検知し、前記第1可動部を制御する制御部は前記検出結果を受信し、前記第1可動部により前記対象物を把持していない時は、前記第2力検出部の検出結果に基づいて前記第1可動部と前記第2部材との接触を検知し、前記第1可動部を制御する制御部は前記検出結果を受信する、制御方法である。
この構成により、制御方法では、第1可動部の速度が第2部材の速度より速い場合、第2部材に設けられた第2力検出部の検出結果に基づいて第1可動部または対象物と第2部材との接触を検知し、第1可動部を制御する制御部は当該検出結果を受信する。これにより、制御方法では、第1可動部の速度が第2部材の速度より速い場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、ロボットが備えた第1可動部の速度が第2部材の速度より遅い場合、前記第1可動部により対象物を把持している時は、前記第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果に基づいて前記対象物と前記第2部材との接触を検知し、前記第2部材を動かす装置に前記検出結果を送信し、前記第1可動部により前記対象物を把持していない時は、前記第1力検出部の検出結果に基づいて前記第1可動部と前記第2部材との接触を検知し、前記第2部材を動かす装置に前記検出結果を送信する、制御方法である。
この構成により、制御装置では、第1可動部の速度が第2部材の速度より遅い場合、第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果に基づいて第1可動部または対象物と第2部材との接触を検知し、第2部材を動かす装置に当該検出結果を送信する。これにより、制御装置では、第1可動部の速度が第2部材の速度より遅い場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、第2可動部に設けられた第2力検出部の検出結果に基づいてロボットが備えた第1可動部により把持する対象物と前記第2可動部との接触を検知し、前記第1可動部を制御する制御部は前記検出結果を受信する、制御方法である。
この構成により、制御方法では、第2可動部に設けられた第2力検出部の検出結果に基づいて第1可動部により把持する対象物と第2可動部との接触を検知し、第1可動部を制御する制御部は当該検出結果を受信する。これにより、制御方法では、第1可動部により対象物を把持する場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、ロボットが備えた第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果に基づいて第2可動部により把持する対象物と前記第1可動部との接触を検知し、前記第2可動部を制御する制御部に前記検出結果を送信する、制御方法である。
この構成により、制御方法では、第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果に基づいて第2可動部により把持する対象物と第1可動部との接触を検知し、第2可動部を制御する制御部に当該検出結果を送信する。これにより、制御方法では、第2可動部により対象物を把持する場合、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
以上のように、本発明に係るロボット、ロボット制御装置、ロボットシステムおよび制御方法によれば、所定の箇所に設けられた力検出部の検出結果に基づいて接触を検知する。これにより、本発明に係るロボット、ロボット制御装置、ロボットシステムおよび制御方法では、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
本発明の一実施形態(第1実施形態)に係るロボットシステムの概略的な構成例を示す図である。 本発明の一実施形態(第1実施形態)に係るロボット制御装置の概略的な構成例を示す図である。 本発明の一実施形態(第1実施形態)に係るロボット制御装置のハードウェア構成の概略的な一例を示す図である。 本発明の一実施形態(第1実施形態)に係るロボットシステムにおける一方のロボットのロボット制御装置により行われる制御の一例を示す図である。 本発明の一実施形態(第1実施形態)に係るロボットシステムにおける他方のロボットのロボット制御装置により行われる制御の一例を示す図である。 本発明の一実施形態(第2実施形態)に係るロボットシステムの概略的な構成例を示す図である。 本発明の一実施形態(第3実施形態)に係るロボットシステムの概略的な構成例を示す図である。
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
(第1実施形態)
[ロボットシステム]
図1は、本発明の一実施形態(第1実施形態)に係るロボットシステム1の概略的な構成例を示す図である。
ロボットシステム1は、ロボット11と、ロボット制御装置12と、ロボット11とロボット制御装置12とを通信可能に接続するケーブル13と、ロボット21と、ロボット制御装置22と、ロボット21とロボット制御装置22とを通信可能に接続するケーブル23と、ロボット制御装置12とロボット制御装置22とを通信可能に接続するケーブル31と、カメラ41(撮像装置の一例)と、カメラ41とロボット制御装置12とを通信可能に接続するケーブル42と、カメラ41とロボット制御装置22とを通信可能に接続するケーブル43を備える。
なお、図1では、ロボット11とロボット制御装置12とを接続する配線の詳細を省略しており、1本のケーブル13のみを示してあるが、任意の配線が用いられてもよい。また同様に、カメラ41とロボット制御装置12とを接続する配線の詳細、ロボット21とロボット制御装置22とを接続する配線の詳細、カメラ41とロボット制御装置22とを接続する配線の詳細、ロボット制御装置12とロボット制御装置22とを接続する配線の詳細を省略しており、それぞれ1本のケーブル42、23、43、31のみを示してあるが、任意の配線が用いられてもよい。
ロボット11は、基端(支持台)71と、マニピュレーターM1と、力覚センサー72と、エンドエフェクターE1を備える。
ロボット21は、基端(支持台)81と、マニピュレーターM2と、力覚センサー82と、エンドエフェクターE2を備える。
ここで、本実施形態では、ロボット11およびロボット21は、それぞれ、単腕ロボットであり、同様な構成を有する。
図1の例では、ロボット11は、エンドエフェクターE1により、対象物51(ワークの一例)を把持している。対象物51としては、任意の物体が用いられてもよい。対象物51は、例えば、生体であってもよく、または、生体でなくてもよい。
なお、本実施形態では、それぞれのロボット11、21に関し、ロボット制御装置12、22は、ロボット11、21とは別体で設けられている。他の構成例として、ロボット制御装置12、22は、ロボット11、21と一体で設けられてもよく、例えば、ロボット11、21の基端71、81の内部に設けられてもよい。
また、本実施形態では、それぞれの有線のケーブル13、23、31、42、43を介して通信する構成を示すが、他の構成例として、これらのうちの1以上に関し、有線のケーブルの代わりに、無線の回線を介して通信する構成が用いられてもよい。
[カメラ]
カメラ41は、画像を撮像して、撮像された画像の情報を、それぞれのケーブル42、43を介して、それぞれのロボット制御装置12、22に送信する。
本実施形態では、カメラ41は、2個のロボット11、21に共通に設けられており、これらのロボット11、21により行われる動作の状況(作業の状況)を撮像することが可能なところに設置されている。
[力覚センサー]
力覚センサー72は、ロボット11に設けられており、受けた力またはモーメントのうちの一方または両方を検出する。
力覚センサー82は、ロボット21に設けられており、受けた力またはモーメントのうちの一方または両方を検出する。
[単腕のロボット]
ロボット11の基端71は、設置されている。
ロボット11のマニピュレーターM1の一端は、基端71と接続されている。ロボット11のマニピュレーターM1の他端と、エンドエフェクターE1とが、これらの間に力覚センサー72を介して、接続されている。
ロボット11のマニピュレーターM1は、6軸垂直多関節型の構造を有しており、6個の関節を備える。それぞれの関節は、アクチュエーター(図示せず)を備える。そして、ロボット11では、6個の関節のそれぞれのアクチュエーターの動作によって、6軸の自由度の動作を行う。他の構成例として、5軸以下の自由度で動作を行うロボット、または、7軸以上の自由度で動作を行うロボットが用いられてもよい。
ロボット11のエンドエフェクターE1は、例えば、ハンドであり、物体を把持することが可能な指部を備える。他の構成例として、ロボット11のエンドエフェクターE1は、任意のものであってもよく、例えば、空気の吸引を利用して物体を吸着するもの、磁力を利用して物体を寄せ付けるものなどであってもよい。
ロボット21の基端81は、設置されている。
ロボット21のマニピュレーターM2の一端は、基端81と接続されている。ロボット21のマニピュレーターM2の他端と、エンドエフェクターE2とが、これらの間に力覚センサー82を介して、接続されている。
ロボット21のマニピュレーターM2は、6軸垂直多関節型の構造を有しており、6個の関節を備える。それぞれの関節は、アクチュエーター(図示せず)を備える。そして、ロボット21では、6個の関節のそれぞれのアクチュエーターの動作によって、6軸の自由度の動作を行う。他の構成例として、5軸以下の自由度で動作を行うロボット、または、7軸以上の自由度で動作を行うロボットが用いられてもよい。
ロボット21のエンドエフェクターE2は、例えば、ハンドであり、物体を把持することが可能な指部を備える。他の構成例として、ロボット21のエンドエフェクターE2は、任意のものであってもよく、例えば、空気の吸引を利用して物体を吸着するもの、磁力を利用して物体を寄せ付けるものなどであってもよい。
[ロボット制御装置]
ロボット制御装置12は、ロボット11を制御する。例えば、ロボット制御装置12は、マニピュレーターM1が有するそれぞれのアクチュエーター、力覚センサー72およびエンドエフェクターE1のそれぞれを制御する。
また、ロボット制御装置12は、カメラ41を制御することが可能である。
ロボット制御装置12は、力覚センサー72から、検出結果の情報を受信する。
また、ロボット制御装置12は、カメラ41から、画像の情報を受信する。
また、ロボット制御装置12は、他のロボット制御装置22から、情報を受信することが可能である。当該情報は、例えば、力覚センサー82の検出結果の情報であってもよい。
ロボット制御装置12は、力覚センサー72、カメラ41および他のロボット制御装置22のそれぞれから受信された情報のうちの1以上に基づいて、ロボット11を制御してもよい。
ロボット制御装置22は、ロボット21を制御する。例えば、ロボット制御装置22は、マニピュレーターM2が有するそれぞれのアクチュエーター、力覚センサー82およびエンドエフェクターE2のそれぞれを制御する。
また、ロボット制御装置22は、カメラ41を制御することが可能である。
ロボット制御装置22は、力覚センサー82から、検出結果の情報を受信する。
また、ロボット制御装置22は、カメラ41から、画像の情報を受信する。
また、ロボット制御装置22は、他のロボット制御装置12から、情報を受信することが可能である。当該情報は、例えば、力覚センサー72の検出結果の情報であってもよい。
ロボット制御装置22は、力覚センサー82、カメラ41および他のロボット制御装置12のそれぞれから受信された情報のうちの1以上に基づいて、ロボット21を制御してもよい。
ここで、本実施形態では、2個のロボット制御装置12、22がカメラ41を制御することが可能な構成を示すが、他の構成例として、1個のロボット制御装置(図1の例では、2個のロボット制御装置12、22のうちの一方)がカメラ41を制御することが可能な構成が用いられてもよい。
ロボット制御装置12、22について詳しく説明する。
本実施形態では、2個のロボット制御装置12、22は同様な機能を有しており、ロボット制御装置12を例として詳しく説明する。ロボット制御装置22についても、ロボット制御装置12と同様である。
図2は、本発明の一実施形態(第1実施形態)に係るロボット制御装置12の概略的な構成例を示す図である。
ロボット制御装置12は、入力部111と、出力部112と、通信部113と、記憶部114と、制御部115を備える。
制御部115は、情報取得部131と、通信制御部132と、カメラ制御部133と、力覚センサー制御部134と、ロボット制御部135を備える。
入力部111は、外部から情報を入力する。一例として、キーボードあるいはマウスなどの操作部を備え、当該操作部に対してユーザー(人)により行われる操作の内容に応じた情報を入力する。
出力部112は、外部に情報を出力する。一例として、出力部112は、表示部により情報を表示出力する。当該表示部は、例えば、画面を有するディスプレイ装置であり、当該画面に情報を表示出力する。他の例として、出力部112は、他の態様で情報を出力してもよく、例えば、音(音声を含む。)により情報を出力してもよい。
通信部113は、ケーブル13を介してロボット11と通信し、ケーブル42を介してカメラ41と通信し、ケーブル31を介して他のロボット制御装置(ここでは、ロボット制御装置22)と通信する。
ここで、本実施形態では、入力部111および出力部112と、通信部113とを区別したが、入力部111が通信部113の受信機能(入力機能)を有してもよく、出力部112が通信部113の送信機能(出力機能)を有してもよい。
記憶部114は、情報を記憶する。一例として、記憶部114は、制御部115により使用される制御プログラムおよび各種のパラメーターの情報を記憶する。他の例として、記憶部114は、任意の情報を記憶してもよく、例えば、ロボット11を制御する際に使用される画像などの情報を記憶してもよい。
制御部115は、ロボット制御装置12において各種の制御を行う。制御部115は、例えば、記憶部114に記憶された制御プログラムおよび各種のパラメーターの情報に基づいて、各種の制御を行う。
情報取得部131は、情報を取得する。情報取得部131は、例えば、入力部111により入力される情報、記憶部114に記憶された情報、または、通信部113により受信された情報のうちの1以上を取得する。
通信制御部132は、通信部113により行われる通信(送信、受信)を制御する。
カメラ制御部133は、カメラ41を制御する。本実施形態では、カメラ制御部133は、通信部113によりケーブル42を介して制御信号をカメラ41に送信することで、カメラ41を制御する。
力覚センサー制御部134は、力覚センサー72を制御する。本実施形態では、力覚センサー制御部134は、通信部113によりケーブル13を介して制御信号を力覚センサー72に送信することで、力覚センサー72を制御する。
ロボット制御部135は、ロボット11の動作を制御する。具体的には、ロボット制御部135は、ケーブル13を介してマニピュレーターM1と通信することで、マニピュレーターM1の動作を制御する。また、ロボット制御部135は、ケーブル13を介してエンドエフェクターE1と通信することで、エンドエフェクターE1の動作を制御する。
ここで、ロボット制御部135は、ロボット11を動かす制御ばかりでなく、ロボット11を停止させる制御を行う。具体的には、ロボット制御部135は、マニピュレーターM1を停止させるための制御信号(停止制御信号)を、ケーブル13を介してマニピュレーターM1に送信することで、マニピュレーターM1の動作を停止させる。また、ロボット制御部135は、エンドエフェクターE1を停止させるための制御信号(停止制御信号)を、ケーブル13を介してエンドエフェクターE1に送信することで、エンドエフェクターE1の動作を停止させる。
マニピュレーターM1およびエンドエフェクターE1は、それぞれ、停止制御信号を受信した場合には停止した状態となるが、振動などに起因して揺れることが発生し得る。このように、本実施形態では、停止の状態には、振動などに起因して揺れなどにより多少動く状態も含まれ得る。
図3は、本発明の一実施形態(第1実施形態)に係るロボット制御装置12のハードウェア構成201の概略的な一例を示す図である。なお、図3の例は一例であり、他の任意の構成が用いられてもよい。
図3には、ロボット制御装置12のハードウェア構成201と、マニピュレーターM1と、エンドエフェクターE1と、力覚センサー72と、カメラ41を示してある。
マニピュレーターM1は、アクチュエーター251を備えている。本実施形態では、アクチュエーター251は、ロボット11が有する複数の関節のそれぞれのモーターである。
ロボット制御装置12のハードウェア構成201は、CPU(Central Processing Unit)を有する中央制御部211と、メモリー212と、軌道計画部213と、エンコーダー読み取り部221と、マニピュレーター制御部222と、エンドエフェクター制御部223と、力覚センサー制御部224と、カメラ制御部225と、これらを互いに通信可能に接続するバス231を備える。
ここで、図3の例では、メモリー212は、図2に示される記憶部114に含まれる。また、図3の例では、軌道計画部213、エンコーダー読み取り部221、マニピュレーター制御部222、エンドエフェクター制御部223は、図2に示されるロボット制御部135に含まれる。また、図3の例では、力覚センサー制御部224、カメラ制御部225は、それぞれ、図2に示される力覚センサー制御部134、カメラ制御部133に相当する。
なお、図3の例では、中央制御部211が、図2に示される制御部115に含まれ、ロボット制御装置12における処理の全体を制御する。また、図3の例では、図2に示される入力部111、出力部112、通信部113、情報取得部131、通信制御部132については、明示的な図示を省略してある。
軌道計画部213は、ロボット11に関して、所定箇所の軌道の計画を行う。当該所定箇所は、例えば、TCP(Tool Center Point)であってもよい。
エンコーダー読み取り部221は、マニピュレーターM1のアクチュエーター251に関して、エンコーダーの値(本実施形態では、各関節の角度を表す値)を読み取る。
マニピュレーター制御部222は、マニピュレーターM1のアクチュエーター251を制御することで、例えば、マニピュレーターM1が有する複数の関節のそれぞれの角度を制御する。
エンドエフェクター制御部223は、エンドエフェクターE1を制御することで、例えば、エンドエフェクターE1により物体を把持する動作などを制御する。
ここで、エンコーダー読み取り部221により読み取られたエンコーダーの値、力覚センサーの値、カメラ41により撮像された画像の情報などは、ロボット11を制御するためのフィードバック情報として用いられ得る。また、軌道計画部213により得られた軌道の情報は、ロボット11を制御するための情報として用いられ得る。そして、マニピュレーター制御部222がマニピュレーターM1の動作を制御し、エンドエフェクター制御部223がエンドエフェクターE1の動作を制御する。
[ロボットシステムにおける動作]
図4および図5を参照して、一方のロボット11のエンドエフェクターE1により把持している物体(本実施形態では、対象物51)を、他方のロボット21のエンドエフェクターE2に受け渡す動作における制御の例を示す。
本実施形態では、一方のロボット11のエンドエフェクターE1は、初期状態において対象物51を把持している、または、初期状態において対象物51を把持していないが、対象物51を把持する動作を行う。
また、他方のロボット21のエンドエフェクターE2は、初期状態において物体を把持してなく、一方のロボット11のエンドエフェクターE1により把持された対象物51を受け取って把持する。
図4は、本発明の一実施形態(第1実施形態)に係るロボットシステム1における一方のロボット11のロボット制御装置12により行われる制御の一例を示す図である。
(ステップS11)
一方のロボット制御装置12は、一方のロボット11の動作を制御することで、一方のロボット11のエンドエフェクターE1により把持された対象物51を、他方のロボット21のエンドエフェクターE2に近付ける。そして、一方のロボット制御装置12は、ステップS12の処理へ移行する。
(ステップS12)
一方のロボット制御装置12は、自己(一方のロボット11)の速度が他方(他方のロボット21)の速度より速いか否かを判定する。ここで、自己の速度は、自己の可動部の速度であり、例えば、マニピュレーターM1の速度(あるいは、エンドエフェクターE1の速度)である。同様に、他方の速度は、他方の可動部の速度であり、例えば、マニピュレーターM2の速度(あるいは、エンドエフェクターE2の速度)である。
この結果、一方のロボット制御装置12は、自己の速度が他方の速度より速いと判定した場合には(ステップS12:YES)、ステップS13の処理へ移行する。
一方、一方のロボット制御装置12は、自己の速度が他方の速度より速くないと判定した場合には(ステップS12:NO)、ステップS15の処理へ移行する。
なお、両者の速度が同じである場合には、例えば、任意の処理(例えば、ステップS13の処理、または、ステップS15の処理)へ移行されてもよい。
また、両者の速度の大小の判定は、例えば、一方のロボット制御装置12と他方のロボット制御装置22とが互いに通信して行われてもよく、あるいは、あらかじめ定められた情報(例えば、動作の手順の情報など)に基づいて判定されてもよい。
(ステップS13)
一方のロボット制御装置12は、他方(他方のロボット21)の力覚センサー82の検出値を使用することを決定する。本実施形態では、一方のロボット制御装置12は、他方のロボット制御装置22から、ケーブル31を介して、他方のロボット21に設けられた力覚センサー82により検出された値(検出値)の情報を受信して、当該情報を使用する。そして、一方のロボット制御装置12は、ステップS14の処理へ移行する。
(ステップS14)
一方のロボット制御装置12は、使用することを決定した力覚センサーの検出値(本例では、他方の力覚センサー82または自己の力覚センサー72の検出値)の情報に基づいて、一方のロボット11の動作を制御することで、一方のロボット11のエンドエフェクターE1により把持された対象物51を、他方のロボット21のエンドエフェクターE2に渡す動作を行う。そして、一方のロボット制御装置12は、本処理を終了する。
ここで、一方のロボット制御装置12は、使用することを決定した力覚センサーの検出値の情報に基づいて、一方のロボット11のエンドエフェクターE1により把持された対象物51と、他方のロボット21のエンドエフェクターE2との接触を判定している。そして、一方のロボット制御装置12は、当該情報に基づいて、対象物51を受け渡すことが可能な位置になったことを判定(検出)する。
(ステップS15)
一方のロボット制御装置12は、自己(一方のロボット11)の力覚センサー72の検出値を使用することを決定する。本実施形態では、一方のロボット制御装置12は、一方のロボット11に設けられた力覚センサー72により検出された値(検出値)の情報を受信して、当該情報を使用する。そして、一方のロボット制御装置12は、ステップS14の処理へ移行する。
なお、本実施形態では、一方のロボット11は対象物51を把持したまま動いており、他方のロボット21は対象物51と接触するまでは停止している。
図5は、本発明の一実施形態(第1実施形態)に係るロボットシステム1における他方のロボット21のロボット制御装置22により行われる制御の一例を示す図である。
(ステップS21)
他方のロボット制御装置22は、自己(他方のロボット21)の速度が他方(一方のロボット11)の速度より遅いか否かを判定する。
この結果、他方のロボット制御装置22は、自己の速度が他方の速度より遅いと判定した場合には(ステップS21:YES)、ステップS22の処理へ移行する。
一方、他方のロボット制御装置22は、自己の速度が他方の速度より遅くないと判定した場合には(ステップS21:NO)、本処理を終了する。
なお、両者の速度が同じである場合には、例えば、任意の処理(例えば、ステップS22の処理、または、終了の処理)へ移行されてもよい。
また、両者の速度の大小の判定は、例えば、他方のロボット制御装置22と一方のロボット制御装置12とが互いに通信して行われてもよく、あるいは、あらかじめ定められた情報(例えば、動作の手順の情報など)に基づいて判定されてもよい。
(ステップS22)
他方のロボット制御装置22は、自己に設けられた力覚センサー(他方のロボット21に設けられた力覚センサー82)から受信された当該力覚センサー82の検出値の情報を、ケーブル31を介して、一方のロボット11のロボット制御装置12に送信する。ここで、他方のロボット制御装置22は、他方のロボット21に設けられた力覚センサー82から、当該力覚センサー82により検出された値(検出値)の情報を受信している。この受信は、例えば、この送信が必要なときに行われてもよく、あるいは、常時、一定の時間間隔ごとのタイミングなどで行われてもよい。
ここで、他方のロボット制御装置22から一方のロボット制御装置12に、力覚センサー82の検出値の情報を送信するタイミングは、任意であってもよく、例えば、所定の一定のタイミング(定期的なタイミング)であってもよい。
なお、本実施形態では、一方のロボット11は対象物51を把持したまま動いており、他方のロボット21は対象物51と接触するまでは停止している。
また、本例では、説明の便宜上、図4の例におけるステップS12では自己の速度が他方の速度より速いか否かを判定する処理(ここで、説明の便宜上、処理A1と呼ぶ。)が行われ、図5の例におけるステップS21では自己の速度が他方の速度より遅いか否かを判定する処理(ここで、説明の便宜上、処理A2と呼ぶ。)が行われる構成とした。他の構成例として、ステップS12において処理A2が行われて、実質的に同様な全体のフローが構成されてもよい。また、他の構成例として、ステップS21において処理A1が行われて、実質的に同様な全体のフローが構成されてもよい。
本実施形態では、他方のロボット21が停止している状態において、一方のロボット11が動作して、一方のロボット11のエンドエフェクターE1により把持された対象物51を他方のロボット21のエンドエフェクターE2に近付けて接触させ、当該対象物51を他方のロボット21のエンドエフェクターE2に渡し、そして、他方のロボット21のエンドエフェクターE2により当該対象物51を受けて把持する。なお、このようなロボット11、21の動作は、例えば、それぞれのロボット制御装置12、22が互いに協調して制御してもよい。
<所定の作業における物体の受け渡しの動作の具体例>
本実施形態では、所定の作業において、カメラ41により撮像された画像の情報に基づいて、一方のロボット11のマニピュレーターM1およびエンドエフェクターE1を移動させる動作、当該エンドエフェクターE1により対象物51を把持する動作(例えば、対象物51の特定の位置を把持する動作)などが行われる。これに際して、例えば、対象物51の姿勢が当該作業を実行するために適した姿勢に合わないときには、当該対象物51を一方のロボット11のエンドエフェクターE1から他方のロボット21のエンドエフェクターE2へ受け渡す動作を行う場合があり得る。
ここで、対象物51を一方のロボット11のエンドエフェクターE1から他方のロボット21のエンドエフェクターE2へ受け渡す処理の手順の一例として、(処理手順1−1)〜(処理手順1−5)を示す。
(処理手順1−1)
2個のロボット11、21が作業の開始位置にある状態において、他方のロボット制御装置22が、他方のロボット21の力覚センサー82(対象物51を把持していない側の力覚センサー)をリセットする。当該リセットは、例えば、重力の成分をキャンセルするために行われる。
なお、力覚センサー82のリセットは、例えば、初期状態ばかりでなく、作業における所定の区切りのタイミングで行われてもよい。
また、一方のロボット11の力覚センサー72のリセットについても、ロボット制御装置12により、必要なタイミングで行われる。
なお、このようなリセットは、例えば、ロボット制御装置12、22などにより、自動的に、行われてもよい。
(処理手順1−2)
一方のロボット制御装置12が、一方のロボット11のマニピュレーターM1(対象物51を把持している側のマニピュレーターM1)を、他方のロボット21のエンドエフェクターE2に対象物51が接触するまで移動させる。一方のロボット制御装置12は、このときにおける接触の検知を、他方のロボット21の力覚センサー82の検出値に基づいて行う。一例として、ロボット制御装置12は、所定の接触力を閾値としてあらかじめ設定しておき、接触力(力覚センサー82の検出値)が当該閾値を超えた場合に接触と判定して、マニピュレーターM1の動作を停止させる(減速により停止させる)。
(処理手順1−3)
他方のロボット制御装置22が、他方のロボット21のエンドエフェクターE2(対象物51を受領する側のエンドエフェクター)により対象物51を把持させる。
(処理手順1−4)
一方のロボット制御装置12が、一方のロボット11のエンドエフェクターE1(対象物51を解放する側のエンドエフェクター)により対象物51を解放させる。
(処理手順1−5)
2個のロボット制御装置12、22のうちの一方または両方が、一方のロボット11のエンドエフェクターE1と他方のロボット21のエンドエフェクターE2とが離れるように、ロボット(一方のロボット11と他方のロボット21のうちの一方または両方)を制御する。つまり、一方のロボット制御装置12が一方のロボット11を制御すること、または、他方のロボット制御装置22が他方のロボット21を制御することのうちの一方または両方により、一方のロボット11のエンドエフェクターE1と他方のロボット21のエンドエフェクターE2とを離す。
<対比技術との対比>
なお、対比技術として、対象物を一方のロボットのエンドエフェクターから他方のロボットのエンドエフェクターへ受け渡す処理の手順の一例として、(処理手順2−1)〜(処理手順2−5)を示す。
(処理手順2−1)
作業開始位置において、対象物を把持している側(本例では、左側)の力覚センサーをリセットする。
(処理手順2−2)
対象物を把持している側のマニピュレーターを、当該対象物の受領側(本例では、右側)のハンドに当該対象物が接触するまで移動させる。このときにおける接触の検知では、当該対象物を把持している側(左側)の力覚センサーの検出値を使用する。一例として、5[N]程度の接触力を閾値としてあらかじめ設定しておき、接触力(当該力覚センサーの検出値)が当該閾値を超えた場合に接触と判定して、マニピュレーターの動作を停止させる。
(処理手順2−3)
対象物の受領側(右側)のハンドにより当該対象物を把持する。
(処理手順2−4)
対象物の解放側(左側)のハンドにより当該対象物を解放する。
(処理手順2−5)
いずれかのロボットのマニピュレーターがもう一方のロボットのマニピュレーターから離れるように移動させる。
このように対比技術では、対象物を把持している側(左側)の力覚センサーの値を使用して接触を検知する。この場合、当該力覚センサーでは、不要な力成分が検出される。このような不要な力成分としては、例えば、対象物あるいはエンドエフェクターあるいはマニピュレーターの振動による力成分、対象物あるいはエンドエフェクターを加速または減速させることによって受ける反力の力成分、対象物あるいはエンドエフェクターの姿勢変化(重力方向の変化)による力成分がある。
これに対して、本実施形態では、このような不要な力成分の影響を低減させる(理想的には、無くす)ことができる。
さらに、対比技術では、不要な力成分の影響を抑えるために、接触を判断するための力成分に関する閾値を大きい値に設定する必要があり、接触検知の遅れ(および、それに起因した対象物の押し付け過ぎの現象)が発生していたが、本実施形態では、このような閾値を小さい値に設定することが可能であり、接触検知の遅れを抑制することが可能である。一例として、本実施形態では、対比技術と比べて、力覚センサー72の検出値に誤差が少なく、接触を判断するための閾値を低い値(例えば、4[N]などの値)に設定することが可能である。
<他の動作の例>
ロボットシステム1において行うことが可能な他の動作の例を示す。
本実施形態では、一方のロボット11が動作して、当該一方のロボット11により把持された対象物51が他方のロボット21に接触するまで、他方のロボット21は停止している場合を示した。
他の構成例として、一方のロボット11により把持された対象物51が他方のロボット21に接触するまで、両方のロボット11、21が動作する場合があってもよい。図1の例では、一方のロボット11の速度が、他方のロボット21の速度より速い場合を想定する。
ここで、図1の例では、一方のロボット11の速度は、例えば、対象物51の速度であり、当該対象物51を動かす部位であるエンドエフェクターE1、あるいは当該エンドエフェクターE1が接続された部位であるマニピュレーターM1の先端部の速度(例えば、TCPの速度であってもよい。)である。また、図1の例では、他方のロボット21の速度は、例えば、エンドエフェクターE2、あるいは、当該エンドエフェクターE2が接続された部位であるマニピュレーターM2の先端部の速度(例えば、TCPの速度であってもよい。)である。
なお、通常、物体を把持しておらず動いていない(または、動きが遅い)他方のロボット21に設けられた力覚センサー82の方が、対象物51を把持して動いている(または、動きが速い)一方のロボット11に設けられた力覚センサー72よりも、誤差が少なく接触を素早く検知することが可能である。
また、ロボット11、21の速度を考慮せずに、物体を把持していない他方のロボット21に設けられた力覚センサー82の方が、対象物51を把持している一方のロボット11に設けられた力覚センサー72よりも、誤差が少なく接触を素早く検知することが可能であると想定することもできる。このような想定は、例えば、2個のロボット11、21の速さが同程度であるような場合に有効である。このような想定においては、一方のロボット11のロボット制御装置12は、物体を把持していない他方のロボット21に設けられた力覚センサー82の検出結果を使用して、接触の判断を行う。
本実施形態では、一方のロボット11のロボット制御装置12は、他方のロボット21に設けられた力覚センサー82の検出結果に基づいて制御を行う場合を示した。この場合、一方のロボット11のロボット制御装置12は、例えば、他方のロボット21に設けられた力覚センサー82の検出結果とともに、当該一方のロボット11に設けられた力覚センサー72の検出結果を使用して、接触の判断を行ってもよく、または、当該一方のロボット11に設けられた力覚センサー72の検出結果を使用せずに、接触の判断(接触の検知)を行ってもよい。
このように両方の力覚センサー72、82の検出結果を接触の判断に使用する場合には、素早さの程度は低下する可能性があるが、判断の正確性を向上させることが可能であり、例えば、実際に接触があったか否かを確認する場合などに有効である。
一例として、他方のロボット21に設けられた力覚センサー82により力あるいはモーメントを検出するタイミングで、当該他方のロボット21のマニピュレーターM2の関節(屈曲関節)のサーボをオフにしておく構成が用いられてもよい。当該サーボをオフにすることは、例えば、当該タイミングよりも前に行われてもよく、また、当該サーボを再びオンにすることは、当該タイミングよりも後に行われてもよい。また、当該サーボのオンおよびオフの制御は、例えば、他方のロボット21のロボット制御装置22により行われるが、他の構成例として、一方のロボット11のロボット制御装置12が他方のロボット21のロボット制御装置22を制御することによって行われてもよい。また、当該サーボをオフにすることは、例えば、他方のロボット21のマニピュレーターM2が有するすべての関節について行われてもよく、または、サーボがオンであると振動が起きる可能性がある一部の関節について行われてもよい。当該一部の関節は、例えば、あらかじめ定められてもよい。
このようにサーボをオフとして力覚センサー82の値を検出する構成では、サーボによる振動が無くなることから、誤差が少なく接触を素早く検知することが可能である。
なお、一方のロボット11に設けられた力覚センサー72により力あるいはモーメントを検出するタイミングで、当該一方のロボット11のマニピュレーターM1の関節(屈曲関節)のサーボをオフにしておく構成が用いられてもよい。
一例として、他方のロボット21に設けられた力覚センサー82により力あるいはモーメントを検出するタイミングで、当該他方のロボット21のマニピュレーターM2およびエンドエフェクターE2の位置および姿勢を、重力の方向に動かない位置および姿勢にしておく構成が用いられてもよい。このような当該マニピュレーターM2および当該エンドエフェクターE2の位置および姿勢の設定は、例えば、当該タイミングよりも前に行われてもよく、また、当該マニピュレーターM2および当該エンドエフェクターE2の当該位置および当該姿勢の解除は、当該タイミングよりも後に行われてもよい。また、このような当該マニピュレーターM2および当該エンドエフェクターE2の位置および姿勢の制御は、例えば、他方のロボット21のロボット制御装置22により行われるが、他の構成例として、一方のロボット11のロボット制御装置12が他方のロボット21のロボット制御装置22を制御することによって行われてもよい。また、このような当該マニピュレーターM2および当該エンドエフェクターE2の位置および姿勢の制御は、例えば、当該マニピュレーターM2および当該エンドエフェクターE2が有するすべての関節について行われてもよく、または、一部の関節について行われてもよい。当該一部の関節は、例えば、あらかじめ定められてもよい。
このように他方のロボット21のマニピュレーターM2およびエンドエフェクターE2の位置および姿勢が重力方向に動かないようにする構成では、揺れあるいはノイズによる誤差が少なく接触を素早く検知することが可能である。
なお、一方のロボット11に設けられた力覚センサー72により力あるいはモーメントを検出するタイミングで、当該一方のロボット11のマニピュレーターM1およびエンドエフェクターE1の位置および姿勢を、重力の方向に動かない位置および姿勢にしておく構成が用いられてもよい。
[第1実施形態のまとめ]
以上のように、本実施形態に係るロボットシステム1では、一方のロボット11から他方のロボット21へ対象物51の受け渡しを行う際に、当該対象物51を受け取る側(他方のロボット21の側)の力覚センサー82の値を使用して接触(本実施形態では、対象物51と他方のエンドエフェクターE2との接触)の検知を行う。これにより、本実施形態に係るロボットシステム1では、対象物51、エンドエフェクターE2およびマニピュレーターM2の移動あるいは振動によって力覚センサー82の値が変動することを低減した状態で、接触の検知を行うことができ、当該変動の影響が小さい接触検知が可能となる。
本実施形態に係るロボットシステム1では、例えば、力覚センサー82の値に関する閾値として小さい値(理想的には、必要最低限の値)を使用して、誤検出あるいはタイミングの遅れが少ない接触検知を実現することができる。これにより、力覚センサー82を使用して対象物51を受け渡す処理が、高速かつ正確に実現される。
このように、本実施形態に係るロボットシステム1では、所定の箇所(例えば、力検出部に与えられるノイズが小さいような箇所)に設けられた力検出部の検出結果に基づいて接触を検知し、これにより、力検出部の検出値の変動の影響が小さい接触検知が可能である。
ここで、本実施形態では、2個の物体(本実施形態では、対象物51とエンドエフェクターE1)が接触していない状態から接触したことを検知する動作を示したが、他の構成例として、2個の物体が接触している状態から離れたこと(つまり、接触しなくなったこと)を検知する動作が用いられてもよい。
また、本実施形態では、一方のエンドエフェクターE1により把持された対象物51を他方のエンドエフェクターE2に受け渡す動作を示したが、他の構成例として、一方のエンドエフェクターE1により把持された対象物51を両方のエンドエフェクターE1、E2により把持する動作が用いられてもよい。
他の構成例として、本実施形態と同様な動作が、研磨、はめ込み(例えば、探り)、バリ取りなどに適用されてもよい。例えば、一方のエンドエフェクターE1により第1のワークを把持し、他方のエンドエフェクターE2により第2のワークあるいは工具などを把持し、所定の作業を実行する場合に、静止している側(あるいは、動きが遅い方の側)に設けられた力覚センサーの値を使用することで、本実施形態と同様な効果を得ることができる。なお、研磨などの処理では、例えば、ワークを工具に押し付ける圧力を一定に保つ制御が行われてもよい。
本実施形態に係るロボットシステム1は、例えば、産業用ロボットによる組み立て作業などに適用されてもよい。
ここで、本実施形態では、一方のロボット11に設けられた力覚センサー72の検出値を使用する構成についても示したが、他の構成例として、一方のロボット11に設けられた力覚センサー72の検出値を使用しない場合には、当該力覚センサー72は備えられなくてもよい。
また、本実施形態では、力覚センサー72、82を備える構成を示したが、他の構成例として、力覚センサー72、82の代わりに、トルクセンサーが備えられて用いられてもよい。
(第2実施形態)
[ロボットシステム]
図6は、本発明の一実施形態(第2実施形態)に係るロボットシステム300の概略的な構成例を示す図である。
ロボットシステム300は、双腕のロボット301を備える。
また、ロボットシステム300は、例えば、作業台(図示せず)など、任意のものを備えてもよい。
図6の例では、ロボット301は、対象物371を把持している。
[双腕のロボット]
ロボット301は、上部にある頭部と、中央部にある胴体部と、下部にある台部(台の部分)と、胴体部に設けられた腕部を備える。
ロボット301は、腕部として2本の腕を有する双碗のロボットである。
ロボット301は、一方の腕側の構成として、第1のマニピュレーターM11と、第1の力覚センサー331−1と、第1のエンドエフェクターE11を備える。これらは一体化され、本実施形態では、第1のマニピュレーターM11と第1のエンドエフェクターE11との間に第1の力覚センサー331−1を備える。
ロボット301は、他方の腕側の構成として、第2のマニピュレーターM12と、第2の力覚センサー331−2と、第2のエンドエフェクターE12を備える。これらは一体化され、本実施形態では、第2のマニピュレーターM12と第2のエンドエフェクターE12との間に第2の力覚センサー331−2を備える。
本実施形態では、一方の腕側の構成(エンドエフェクターE11が取り付けられたマニピュレーターM11)により7軸の自由度の動作を行うことが可能であり、他方の腕側の構成(エンドエフェクターE12が取り付けられたマニピュレーターM12)により7軸の自由度の動作を行うことが可能であるが、他の構成例として、6軸以下または8軸以上の自由度の動作を行う構成が用いられてもよい。
ここで、マニピュレーターM11、M12は、7軸の自由度で動作する場合、6軸以下の自由度で動作する場合と比較して取り得る姿勢が増えることによって、例えば、動作が滑らかになり、当該マニピュレーターM11、M12の周辺に存在する物体との干渉を容易に回避することができる。また、マニピュレーターM11、M12が7軸の自由度で動作する場合、当該マニピュレーターM11、M12の制御は、マニピュレーターM11、M12が8軸以上の自由度で動作する場合と比較して計算量が少なく容易である。このような理由から、本実施形態では、好ましい一例として、7軸の自由度で動作するマニピュレーターM11、M12が用いられている。
また、本実施形態では、胴体部は、腰の部分で、1軸の自由度で回転することが可能な構成である。
また、ロボット301は、頭部の左右のそれぞれに設けられた2個のカメラ(第1のカメラ311−1、第2のカメラ311−2)と、第1のマニピュレーターM11の所定部位に設けられたカメラ(第3のカメラ321−1)と、第2のマニピュレーターM12の所定部位に設けられたカメラ(第4のカメラ321−2)を備える。
それぞれのカメラ(第1のカメラ311−1、第2のカメラ311−2、第3のカメラ321−1、第4のカメラ321−2)は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)あるいはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等を用いたカメラである。
第1のカメラ311−1および第2のカメラ311−2は、それぞれ、頭部の動きに応じて動かされる。
第3のカメラ321−1および第4のカメラ321−2は、それぞれ、第1のマニピュレーターM11および第2のマニピュレーターM12のそれぞれの動きに応じて動かされる。
また、ロボット301は、ロボット制御装置351を備える。本実施形態では、ロボット301は、台部の内部にロボット制御装置351を備える。
ロボット制御装置351は、ロボット301の動作を制御する。ロボット制御装置351は、例えば、第1のマニピュレーターM11および第2のマニピュレーターM12の動作を制御する。さらに、ロボット301の腰などの部分の動作が可能な構成では、ロボット制御装置351は当該腰などの部分の動作を制御する。
本実施形態では、第1のカメラ311−1、第2のカメラ311−2、第3のカメラ321−1および第4のカメラ321−2のそれぞれは、画像を撮像して、撮像された画像の情報をロボット制御装置351に送信(出力)する。また、第1の力覚センサー331−1および第2の力覚センサー331−2のそれぞれは、第1のエンドエフェクターE11および第2のエンドエフェクターE12のそれぞれに作用する力およびモーメントのうちの一方または両方を検出して、検出結果の情報をロボット制御装置351に送信(出力)する。ロボット制御装置351は、これらの情報を受信(入力)し、受信された情報を、ロボット301の動作を制御する際に、使用することが可能である。
ここで、第1のカメラ311−1、第2のカメラ311−2、第3のカメラ321−1、第4のカメラ321−2、第1の力覚センサー331−1および第2の力覚センサー331−2のそれぞれとロボット制御装置351とは有線のケーブル(回線)を介して接続されており、当該回線を介して情報を通信することが可能である。なお、有線のケーブルの代わりに、無線の回線が用いられてもよい。
本実施形態では、第1のマニピュレーターM11の位置および姿勢、第2のマニピュレーターM12の位置および姿勢、および各カメラ(第1のカメラ311−1、第2のカメラ311−2、第3のカメラ321−1、第4のカメラ321−2)により撮像される画像について、座標系のキャリブレーションが行われている。
本実施形態では、ロボット制御装置351は、あらかじめ設定された動作制御プログラムにしたがって、ロボット301の動作を制御する。ロボット制御装置351は、ロボット301の動作を実現するために必要な各種の情報を、ロボット301(本体)に対して教示する。
具体例として、ロボット制御装置351は、各マニピュレーター(第1のマニピュレーターM11および第2のマニピュレーターM12)の動作を制御することで、各エンドエフェクター(第1のエンドエフェクターE11および第2のエンドエフェクターE12)により物体を把持することが可能である。また、ロボット制御装置351は、各エンドエフェクターにより把持された物体を移動させること、各エンドエフェクターにより把持された物体を所定位置に載置して離す(把持を解除する)こと、各エンドエフェクターにより把持された物体を加工(例えば、穴開けなど)すること、なども可能である。
本実施形態では、それぞれのエンドエフェクターE11、E12は、掌341−1、341−2および爪(指)342−1、342−2を備える。
[ロボット制御装置]
本実施形態では、ロボット制御装置351は、図1に示される2個のロボット制御装置12、22の機能を組み合わせた機能を有する。
図2を例とすると、本実施形態では、ロボット制御装置351は、例えば、入力部111、出力部112、通信部113、記憶部114、制御部115と同様な機能を備え、2個のマニピュレーターM11、M12を協調的に制御する。なお、本実施形態では、ロボット制御装置351は、図1に示される2個のロボット制御装置12、22の機能が一体となっていることから、これらの間での通信が不要になるなどの点では、相違する。
本実施形態では、複数のカメラ311−1〜311−2、321−1〜321−2のうちの1個以上が用いられてもよく、他の構成例として、ロボット301とは別のカメラ(例えば、図1に示されるカメラ41のようなもの)が用いられてもよい。
また、図3の例では、単腕のロボット11に対応したハードウェア構成201を示したが、双腕のロボット301の場合には、例えば、2個のマニピュレーターM11、M12、2個のエンドエフェクターE11、E12、2個の力覚センサー331−1、331−2、複数のカメラ311−1〜311−2、321−1〜321−2に対応した構成となる。
[ロボットシステムにおける動作]
本実施形態では、概略的には、図1に示される2個のロボット11、21(2個のマニピュレーターM1、M2)により行われる動作と同様な動作を、1個のロボット301が有する2個のマニピュレーターM11、M12により行う。図6の例では、ロボット301は、一方のマニピュレーターM12に接続されたエンドエフェクターE12により対象物371を把持しており、当該対象物371を他方のマニピュレーターM11に接続されたエンドエフェクターE11へ受け渡す。
[第2実施形態のまとめ]
以上のように、本実施形態に係るロボットシステム300では、例えば、第1実施形態に係るロボットシステム1と同様な効果を得ることができる。
(第3実施形態)
[ロボットシステム]
図7は、本発明の一実施形態(第3実施形態)に係るロボットシステム401の概略的な構成例を示す図である。
ロボットシステム401は、ロボット411と、ロボット制御装置412と、ロボット411とロボット制御装置412とを通信可能に接続するケーブル413と、カメラ441と、カメラ441とロボット制御装置412とを通信可能に接続するケーブル442と、作業台421(ベースの一例)と、力覚センサー422と、力覚センサー422とロボット制御装置412とを通信可能に接続するケーブル431を備える。
ロボット411は、基端(支持台)471と、マニピュレーターM21と、力覚センサー472と、エンドエフェクターE21を備える。
ここで、本実施形態では、ロボット411は、単腕ロボットである。
図7の例では、ロボット411は、エンドエフェクターE21により、対象物451を把持している。
ここで、概略的には、本実施形態に係るロボットシステム401では、図1に示されるロボットシステム1と比べて、図1に示される一方のロボット11およびカメラ41に関する構成と同様な構成(ロボット411およびカメラ441に関する構成)を備え、図1に示される他方のロボット21に関する構成の代わりに、作業台421および力覚センサー422に関する構成を備えている。
[作業台]
本実施形態では、作業台421は、テーブルである。
作業台421には、力覚センサー422が設けられている。本実施形態では、作業台421が有する面に、力覚センサー422が設けられている。
なお、他の構成例として、作業台421の代わりに、他のものが用いられてもよく、例えば、床、天井、あるいは、壁などが用いられてもよい。
また、他の構成例として、作業台421の代わりに、ロボット411により作業を行う対象となる物体(対象物)自体に力覚センサーが設けられてもよい。
[カメラ]
カメラ441は、例えば、図1に示されるカメラ41と同様な機能を有する。
カメラ441は、ロボット411により行われる動作の状況(作業の状況)を撮像することが可能なところに設置されている。
[力覚センサー]
ロボット411に設けられた力覚センサー472は、例えば、図1に示される一方のロボット11に設けられた力覚センサー72と同様な機能を有する。
作業台421に設けられた力覚センサー422は、例えば、図1に示される他方のロボット21に設けられた力覚センサー82と同様な機能を有するが、本実施形態では、ロボットではなく作業台421に設けられている。
[単腕のロボット]
ロボット411は、図1に示されるロボット11と同様な機能を有する。
[ロボット制御装置]
ロボット制御装置412は、図1に示されるロボット制御装置12と同様な機能を有する。
なお、本実施形態では、ロボット制御装置12は、ケーブル431を介して力覚センサー422と接続されており、当該力覚センサー422から、当該力覚センサー422の検出結果の情報を受信する。
[ロボットシステムにおける動作]
本実施形態では、ロボット制御装置412が、ロボット411を動作させることにより、ロボット411により把持した対象物451を、作業台421に接触させて載置などする。
ここで、本実施形態では、作業台421の力覚センサー422は、このような接触を検知することが可能なところに設けられている。
[第3実施形態のまとめ]
以上のように、本実施形態に係るロボットシステム401では、例えば、第1実施形態に係るロボットシステム1と同様な効果を得ることができる。
(変形例)
以上では、第1実施形態において、2台のロボット11、21があり、それぞれのロボット11、21が1本のマニピュレーターM1、M2を備え、1個の対象物51が一方のロボット11(マニピュレーターM1)により把持される場合を示した。
また、第2実施形態において、1台のロボット301があり、ロボット301が2本のマニピュレーターM11、M12を備え、1個の対象物371が一方のマニピュレーターM12のエンドエフェクターE1により把持される場合を示した。
なお、他の例として、第2実施形態と同様な構成において、ロボットが一方のマニピュレーターM12のエンドエフェクターE1により把持された対象物を作業台に接触させて載置することなどが行われてもよい。当該作業台には、この接触を検知する力覚センサーが設けられる。
また、第3実施形態において、1台のロボット411があり、ロボット411が1本のマニピュレーターM21を備え、1個の対象物451がロボット411(マニピュレーターM21)により把持される場合を示した。
なお、他の例として、第3実施形態と同様な構成において、作業台421に対象物451が載置されて、ロボット411がマニピュレーターM21のエンドエフェクターE21により何も把持していない状態から、当該エンドエフェクターE21を動かして当該対象物451に接触させて、把持することなどが行われてもよい。
さらに、他の構成が実施されてもよい。
一例として、1台のロボットがあり、当該ロボットが1本のマニピュレーターを備え、対象物が無い構成が実施されてもよい。この構成では、例えば、当該ロボットが当該マニピュレーターのエンドエフェクターを動かして作業台に接触させることなどが行われる。当該作業台には、この接触を検知する力覚センサーが設けられる。
一例として、1台のロボットがあり、当該ロボットが2本のマニピュレーターを備え、対象物が無い構成が実施されてもよい。この構成では、例えば、当該ロボットが一方のマニピュレーターのエンドエフェクターを、他方のマニピュレーターのエンドエフェクターと比べて、速く動かして、これらのエンドエフェクター(一方または両方がマニピュレーターでもよい。)を接触させる。当該他方のマニピュレーターには、この接触を検知する力覚センサーが設けられる。
なお、他の例として、同様な構成において、ロボットが一方のマニピュレーターのエンドエフェクター(または、マニピュレーターでもよい。)を作業台に接触させることなどが行われてもよい。当該作業台には、この接触を検知する力覚センサーが設けられる。
一例として、1台のロボットがあり、当該ロボットが2本のマニピュレーターを備え、2個の対象物のそれぞれが当該2本のマニピュレーターのそれぞれにより把持される構成が実施されてもよい。この構成では、例えば、当該ロボットが一方のマニピュレーターのエンドエフェクターを、他方のマニピュレーターのエンドエフェクターと比べて、速く動かして、これらの対象物を接触させる。当該他方のマニピュレーターには、この接触を検知する力覚センサーが設けられる。
一例として、2台のロボットがあり、それぞれのロボットが1本のマニピュレーターを備え、対象物が無い構成が実施されてもよい。この構成では、例えば、一方のロボットが当該一方のロボットのマニピュレーターのエンドエフェクターを、他方のロボットのマニピュレーターのエンドエフェクターと比べて、速く動かして、これらのエンドエフェクター(一方または両方がマニピュレーターでもよい。)を接触させる。当該他方のロボットのマニピュレーターには、この接触を検知する力覚センサーが設けられる。
一例として、2台のロボットがあり、それぞれのロボットが1本のマニピュレーターを備え、2個の対象物のそれぞれがそれぞれのロボットのマニピュレーターのエンドエフェクターにより把持される構成が実施されてもよい。この構成では、例えば、一方のロボットがマニピュレーターのエンドエフェクターを、他方のロボットのマニピュレーターのエンドエフェクターと比べて、速く動かして、これらの対象物を接触させる。当該他方のロボットのマニピュレーターには、この接触を検知する力覚センサーが設けられる。
一例として、2台のロボットがあり、それぞれのロボットが2本のマニピュレーターを備え、対象物が無い構成が実施されてもよい。この構成では、例えば、一方のロボットが片方のマニピュレーターのエンドエフェクターを、他方のロボットの片方のマニピュレーターのエンドエフェクターと比べて、速く動かして、これらのエンドエフェクター(一方または両方がマニピュレーターでもよい。)を接触させる。当該他方のロボットの片方のマニピュレーターには、この接触を検知する力覚センサーが設けられる。
一例として、2台のロボットがあり、それぞれのロボットが2本のマニピュレーターを備え、1個の対象物が一方のロボットの片方のマニピュレーターのエンドエフェクターにより把持される構成が実施されてもよい。この構成では、例えば、一方のロボットが片方のマニピュレーターのエンドエフェクターを、他方のロボットの片方のマニピュレーターのエンドエフェクターと比べて、速く動かして、当該対象物を当該他方のロボットの片方のマニピュレーターのエンドエフェクター(マニピュレーターでもよい。)に接触させる。当該他方のロボットの片方のマニピュレーターには、この接触を検知する力覚センサーが設けられる。
一例として、2台のロボットがあり、それぞれのロボットが2本のマニピュレーターを備え、2個の対象物のそれぞれが2台のロボットのそれぞれの片方のマニピュレーターのエンドエフェクターにより把持される構成が実施されてもよい。この構成では、例えば、一方のロボットが片方のマニピュレーターのエンドエフェクターを、他方のロボットの片方のマニピュレーターのエンドエフェクターと比べて、速く動かして、これらの対象物を接触させる。当該他方のロボットの片方のマニピュレーターには、この接触を検知する力覚センサーが設けられる。
<作業の例>
ロボットにより行われる作業としては、任意の作業が用いられてもよい。
一例として、対象物を受け渡す作業が行われてもよい。対象物の受け渡しは、例えば、あるロボットから同一または他のロボットへ行われてもよく、あるロボットからロボット以外のもの(例えば、作業台など)へ行われてもよく、ロボット以外のもの(例えば、作業台など)からロボットへ行われてもよい。
なお、対象物の受け渡しと同様な処理を行うことで、対象物の持ち直しあるいは持ち替えが行われてもよい。つまり、対象物の受け渡しを1回以上行うことで、対象物の姿勢を変えること、あるいは、対象物を把持または載置などする主体(例えば、ロボットあるいは作業台など)を変えることができる。
一例として、対象物を2個のエンドエフェクターにより把持する作業が行われてもよい。例えば、あるロボットのエンドエフェクターにより把持された対象物を、同一または他のロボットが有する他のエンドエフェクターによっても把持することが行われてもよい。
一例として、対象物を加工する作業が行われてもよい。例えば、あるロボットのエンドエフェクターにより把持された対象物を、同一または他のロボットが有する治具あるいはロボット以外のもの(例えば、作業台など)に設けられた治具を用いて、加工することが行われてもよい。例えば、力覚センサーの検出値に基づいて、加工対象の対象物が治具から受ける力を一定にするように制御する場合がある。なお、治具についても、対象物の一例として捉えることも可能である。
一例として、2個の対象物を嵌合などにより組み付ける作業が行われてもよい。例えば、2個の対象物のうちの一方の対象物がロボットにより把持され、また、他方の対象物が同一または他のロボットにより把持される、あるいは、当該他方の対象物がロボット以外のもの(例えば、作業台など)に載置などされる。
<ロボットの例>
ロボットとしては、様々なロボットに適用されてもよい。
例えば、スカラロボット、または、直角座標ロボットが用いられてもよい。直角座標ロボットは、例えば、ガントリロボットである。
(以上の実施形態のまとめ)
<第1の例に係る構成群>
一構成例として、第1可動部(図1の例ではマニピュレーターM1あるいはエンドエフェクターE1、図6の例ではマニピュレーターM12あるいはエンドエフェクターE12、図7の例ではマニピュレーターM21あるいはエンドエフェクターE21)を備え、第1可動部の速度が第2部材(図1の例ではマニピュレーターM2あるいはエンドエフェクターE2、図6の例ではマニピュレーターM11あるいはエンドエフェクターE11、図7の例では作業台421および力覚センサー422)の速度より速い場合、第1可動部により対象物(図1の例では対象物51、図6の例では対象物371、図7の例では対象物451)を把持している時は、第2部材に設けられた第2力検出部(図1の例では力覚センサー82、図6の例では力覚センサー331−1、図7の例では力覚センサー422)の検出結果に基づいて対象物と第2部材との接触を検知し、第1可動部を制御する制御部(図1の例ではロボット制御装置12の制御部115、図6の例ではロボット制御装置351の制御部、図7の例ではロボット制御装置412の制御部)は検出結果を受信する、ロボット(図1の例ではロボット11、図6の例ではロボット301、図7の例ではロボット411)である。第1可動部により対象物を把持していない時は、第2力検出部の検出結果に基づいて第1可動部と第2部材との接触を検知し、第1可動部を制御する制御部は検出結果を受信する、ロボットである(変形例)。
一構成例として、ロボットにおいて、第1可動部は、第1マニピュレーター(図1の例ではマニピュレーターM1、図6の例ではマニピュレーターM12、図7の例ではマニピュレーターM21)、または、第1エンドエフェクター(図1の例ではエンドエフェクターE1、図6の例ではエンドエフェクターE12、図7の例ではエンドエフェクターE21)である。
一構成例として、ロボットにおいて、第2部材は、停止している(図1、図6、図7の例)。
一構成例として、ロボットにおいて、第1可動部に設けられた第1力検出部(図1の例では力覚センサー72、図6の例では力覚センサー331−2、図7の例では力覚センサー472)の検出結果を接触の判断に使用しない(図1、図6、図7の一例)。
一構成例として、ロボットにおいて、第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果を接触の判断に使用する(図1、図6、図7の他の例)。
一構成例として、ロボットにおいて、第2部材は、第2可動部(図1の例ではマニピュレーターM2あるいはエンドエフェクターE2、図6の例ではマニピュレーターM11あるいはエンドエフェクターE11)、または、第2対象物(図7の例では、作業台421および力覚センサー422)である。
一構成例として、ロボットにおいて、第2可動部は、第2マニピュレーター(図1の例ではマニピュレーターM2、図6の例ではマニピュレーターM11)、または、第2エンドエフェクター(図1の例ではエンドエフェクターE2、図6の例ではエンドエフェクターE11)である。
一構成例として、ロボットにおいて、第2対象物は、ベース(図7の例では作業台421)と、第2力検出部を含んで構成される。
<第2の例に係る構成群>
一構成例として、第1可動部(図1の例ではマニピュレーターM2あるいはエンドエフェクターE2、図6の例ではマニピュレーターM11あるいはエンドエフェクターE11)を備え、第1可動部の速度が第2部材(図1の例ではマニピュレーターM1、エンドエフェクターE1あるいは対象物51、図6の例ではマニピュレーターM12、エンドエフェクターE12あるいは対象物371)の速度より遅い場合、第1可動部により対象物を把持している時は、第1可動部に設けられた第1力検出部(図1の例では力覚センサー82、図6の例では力覚センサー331−1)の検出結果に基づいて対象物と第2部材との接触を検知し、第2部材を動かす装置(図1の例ではロボット制御装置12、図6の例ではロボット制御装置351)に検出結果を送信する、ロボットである(変形例)。第1可動部により対象物を把持していない時は、第1力検出部の検出結果に基づいて第1可動部と第2部材との接触を検知し、第2部材を動かす装置に検出結果を送信する、ロボット(図1の例ではロボット21、図6の例ではロボット301)である。
一構成例として、ロボットにおいて、第1可動部は、第1マニピュレーター(図1の例ではマニピュレーターM2、図6の例ではマニピュレーターM11)、または、第1エンドエフェクター(図1の例ではエンドエフェクターE2、図6の例ではエンドエフェクターE11)である。
一構成例として、ロボットにおいて、第1可動部は、停止している(図1、図6の例)。
一構成例として、ロボットにおいて、前記装置(第2部材を動かす装置)は、当該ロボットとは異なるロボット(図1の例ではロボット11)を制御する制御装置(図1の例では、ロボット制御装置12)である。
一構成例として、ロボットにおいて、第2部材に設けられた第2力検出部(図1の例では力覚センサー72、図6の例では力覚センサー331−2)の検出結果を接触の判断に使用しない(図1、図6の一例)。
一構成例として、ロボットにおいて、第2部材に設けられた第2力検出部の検出結果を接触の判断に使用する(図1、図6の他の例)。
一構成例として、ロボットにおいて、第2部材は、第2可動部(図1の例ではマニピュレーターM1あるいはエンドエフェクターE1、図6の例ではマニピュレーターM12あるいはエンドエフェクターE12)、または、第2対象物(図1の例では対象物51、図6の例では対象物371)である。
一構成例として、ロボットにおいて、第2可動部は、第2マニピュレーター(図1の例ではマニピュレーターM1、図6の例ではマニピュレーターM12)、または、第2エンドエフェクター(図1の例ではエンドエフェクターE1、図6の例ではエンドエフェクターE12)である。
一構成例として、ロボットにおいて、第2部材は、第2対象物であり、第2対象物は、ベースと、第2力検出部を含んで構成される(変形例)。
<第3の例に係る構成群>
一構成例として、第1可動部(図1の例ではマニピュレーターM1あるいはエンドエフェクターE1、図6の例ではマニピュレーターM12あるいはエンドエフェクターE12)を備え、第2可動部(図1の例ではマニピュレーターM2あるいはエンドエフェクターE2、図6の例ではマニピュレーターM11あるいはエンドエフェクターE11)に設けられた第2力検出部(図1の例では力覚センサー82、図6の例では力覚センサー331−1)の検出結果に基づいて第1可動部により把持する対象物(図1の例では対象物51、図6の例では対象物371)と第2可動部との接触を検知し、第1可動部を制御する制御部(図1の例ではロボット制御装置12の制御部115、図6の例ではロボット制御装置351の制御部)は検出結果を受信する、ロボット(図1の例ではロボット11、図6の例ではロボット301)である。
一構成例として、ロボットにおいて、第1可動部は、第1マニピュレーター(図1の例ではマニピュレーターM1、図6の例ではマニピュレーターM12)、または、第1エンドエフェクター(図1の例ではエンドエフェクターE1、図6の例ではエンドエフェクターE12)であり、第2可動部は、第2マニピュレーター(図1の例ではマニピュレーターM2、図6の例ではマニピュレーターM11)、または、第2エンドエフェクター(図1の例ではエンドエフェクターE2、図6の例ではエンドエフェクターE11)である。
一構成例として、ロボットにおいて、第1可動部に設けられた第1力検出部(図1の例では力覚センサー72、図6の例では力覚センサー331−2)の検出結果を接触の判断に使用しない(図1、図6の一例)。
一構成例として、ロボットにおいて、第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果を接触の判断に使用する(図1、図6の他の例)。
<第4の例に係る構成群>
一構成例として、第1可動部(図1の例ではマニピュレーターM2あるいはエンドエフェクターE2、図6の例ではマニピュレーターM11あるいはエンドエフェクターE11)を備え、第1可動部に設けられた第1力検出部(図1の例では力覚センサー82、図6の例では力覚センサー331−1)の検出結果に基づいて第2可動部(図1の例ではマニピュレーターM1あるいはエンドエフェクターE1、図6の例ではマニピュレーターM12あるいはエンドエフェクターE12)により把持する対象物(図1の例では対象物51、図6の例では対象物371)と第1可動部との接触を検知し、第2可動部を制御する制御部(図1の例ではロボット制御装置12の制御部115、図6の例ではロボット制御装置351の制御部)に検出結果を送信する、ロボット(図1の例ではロボット21、図6の例ではロボット301)である。
一構成例として、ロボットにおいて、第1可動部は、第1マニピュレーター(図1の例ではマニピュレーターM2、図6の例ではマニピュレーターM11)、または、第1エンドエフェクター(図1の例ではエンドエフェクターE2、図6の例ではエンドエフェクターE11)であり、第2可動部は、第2マニピュレーター(図1の例ではマニピュレーターM1、図6の例ではマニピュレーターM12)、または、第2エンドエフェクター(図1の例ではエンドエフェクターE1、図6の例ではエンドエフェクターE12)である。
一構成例として、ロボットにおいて、第2可動部に設けられた第2力検出部(図1の例では力覚センサー72、図6の例では力覚センサー331−2)の検出結果を接触の判断に使用しない(図1、図6の一例)。
一構成例として、ロボットにおいて、第2可動部に設けられた第2力検出部の検出結果を接触の判断に使用する(図1、図6の他の例)。
<第1の例〜第4の例に共通な構成群>
一構成例として、ロボットにおいて、双腕ロボットである(図6の例)。
一構成例として、ロボットを制御する、ロボット制御装置(図1の例ではロボット制御装置12、22、図6の例ではロボット制御装置351、図7の例ではロボット制御装置412)である。
一構成例として、ロボットと、当該ロボットを制御するロボット制御装置と、を備えるロボットシステム(図1の例ではロボットシステム1、図6の例ではロボットシステム300、図7の例ではロボットシステム401)である。
<第1の例〜第4の例に係る制御方法>
一構成例(第1の例)として、ロボットが備えた第1可動部の速度が第2部材の速度より速い場合、前記第1可動部により対象物を把持している時は、前記第2部材に設けられた第2力検出部の検出結果に基づいて前記対象物と前記第2部材との接触を検知し、前記第1可動部を制御する制御部は前記検出結果を受信し、前記第1可動部により前記対象物を把持していない時は、前記第2力検出部の検出結果に基づいて前記第1可動部と前記第2部材との接触を検知し、前記第1可動部を制御する制御部は前記検出結果を受信する、制御方法である。
一構成例(第2の例)として、ロボットが備えた第1可動部の速度が第2部材の速度より遅い場合、前記第1可動部により対象物を把持している時は、前記第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果に基づいて前記対象物と前記第2部材との接触を検知し、前記第2部材を動かす装置に前記検出結果を送信し、前記第1可動部により前記対象物を把持していない時は、前記第1力検出部の検出結果に基づいて前記第1可動部と前記第2部材との接触を検知し、前記第2部材を動かす装置に前記検出結果を送信する、制御方法である。
一構成例(第3の例)として、第2可動部に設けられた第2力検出部の検出結果に基づいてロボットが備えた第1可動部により把持する対象物と前記第2可動部との接触を検知し、前記第1可動部を制御する制御部は前記検出結果を受信する、制御方法である。
一構成例(第4の例)として、ロボットが備えた第1可動部に設けられた第1力検出部の検出結果に基づいて第2可動部により把持する対象物と前記第1可動部との接触を検知し、前記第2可動部を制御する制御部に前記検出結果を送信する、制御方法である。
なお、以上に説明した装置(例えば、ロボット制御装置12、22、351、412)における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体(記憶媒体)に記録(記憶)し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、オペレーティングシステム(OS:Operating System)あるいは周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD(Compact Disc)−ROM等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー(RAM:Random Access Memory)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)あるいは電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
1、300、401…ロボットシステム、11、21、301、411…ロボット、12、22、351、412…ロボット制御装置、13、23、31、42〜43、413、431、442…ケーブル、41、311−1、311−2、321−1、321−2、441…カメラ、51、371、451…対象物、71、81、471…基端、72、82、331−1、331−2、422、472…力覚センサー、111…入力部、112…出力部、113…通信部、114…記憶部、115…制御部、131…情報取得部、132…通信制御部、133、225…カメラ制御部、134、224…力覚センサー制御部、135…ロボット制御部、201…ハードウェア構成、211…中央制御部、212…メモリー、213…軌道計画部、221…エンコーダー読み取り部、222…マニピュレーター制御部、223…エンドエフェクター制御部、231…バス、251…アクチュエーター、341−1、341−2…掌、342−1、342−2…爪、421…作業台、M1、M2、M11、M12、M21…マニピュレーター、E1、E2、E11、E12、E21…エンドエフェクター

Claims (1)

  1. 第1力検出部が設けられる第1可動部と、第2力検出部が設けられる第2可動部と、を有し、前記第1可動部と前記第2可動部との間で対象物を受け渡すロボットの制御方法であって、
    前記第1可動部で前記対象物を把持し、前記第2可動部に接近させる第1工程と、
    前記第1可動部の速度と前記第2可動部の速度とを比較する第2工程と、
    前記第1可動部の速度が前記第2可動部の速度より速い場合、前記第2力検出部の検出結果に基づいて前記対象物と前記第2可動部との接触を検知す第3工程と、
    前記第1可動部の速度が前記第2可動部の速度より遅い場合、前記第力検出部の検出結果に基づいて前記対象物と前記第2可動部との接触を検知す第4工程とを備える
    制御方法。
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