JP7401184B2 - robot system - Google Patents

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    • B25J3/00Manipulators of master-slave type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements

Description

本発明は、ロボットシステムに関する。 The present invention relates to a robot system.

従来から遠隔操作ロボットが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような遠隔操作ロボットでは、作業者がロボットの操作を上手く行う必要がある。 Remotely operated robots have been known for a long time (for example, see Patent Document 1). In such a remote-controlled robot, a worker needs to be able to operate the robot skillfully.

そのための装置として、例えば、遠隔操作ロボットの操作を訓練する操作訓練装置技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。 As a device for this purpose, for example, an operation training device technique for training the operation of a remote-controlled robot is known (see, for example, Patent Document 2).

特開2009-178820号公開特許公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-178820 特開2007-183332号公開特許公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-183332

上記操作訓練装置によれば、操作者の操作を訓練することができる。しかし、この訓練装置では、熟練者の操作の上手さが訓練の到達点として想定されているので、想定されたレベル以上に操作の上手さを向上させることは困難である。しかも、この装置は、訓練専用の装置であり、ロボットを用いて実際の作業を行うことができない。 According to the above-mentioned operation training device, it is possible to train the operator's operations. However, with this training device, the skill of operation of an expert is assumed to be the goal of training, and therefore it is difficult to improve the skill of operation beyond the assumed level. Moreover, this device is a device exclusively for training, and cannot perform actual work using a robot.

つまり、訓練装置では、初心者の操作の上手さを所定のレベルまで向上させることはできるが、所定のレベルに到達した操作者の操作の上手さをそれ以上向上させるには、実際の作業を通じて、操作者の操作の上手さを向上させる他はない。 In other words, although it is possible to improve a beginner's operating proficiency to a predetermined level with a training device, in order to further improve the operating proficiency of an operator who has reached a predetermined level, it is necessary to use the training device through actual work. There is nothing else to do but to improve the operator's operational skill.

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、実際の作業を通じて、ロボット本体の操作の上手さを向上させることが可能なロボットシステムを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a robot system that can improve the skill of operating a robot body through actual work.

上記目的を達成するために、本発明のある形態(aspect)に係る、ロボットシステムは、作業を行うロボット本体と、操作指令に応じて前記ロボット本体の動作を制御するロボット制御部と、操作者の操作に応じて前記操作指令を前記ロボット制御部に送る操作器と、前記作業における前記操作者による前記ロボット本体の操作の上手さをランク付けした情報である操作上手さランク情報を取得する操作上手さランク情報取得部と、前記操作上手さランク情報取得部が取得した前記操作上手さランク情報を前記操作者に提示する操作上手さランク情報提示器と、を備える。 In order to achieve the above object, a robot system according to an aspect of the present invention includes a robot body that performs work, a robot control unit that controls the operation of the robot body according to an operation command, and an operator. an operation device that sends the operation command to the robot control unit in accordance with the operation of the operator; and an operation that acquires operation skill rank information that is information ranking the skill of the operator in operating the robot body in the work. The apparatus includes a skill rank information acquisition section, and an operation skill rank information presentation device that presents the operation skill rank information acquired by the operation skill rank information acquisition section to the operator.

この構成によれば、操作者に、作業におけるロボット本体の操作の上手さランク情報が提示されるので、操作者は、当該作業におけるロボット本体の操作をより上手く行うように動機付けられる。具体的には、一般に、操作者は、ロボット本体を操作して作業を行う場合、自分の現時点におけるロボット本体に対する操作の上手さに基づいて、事前に、当該作業においてロボット本体をどの程度上手く操作できるか想定する。また、一般に、操作者は、ロボット本体に対する操作の上手さを向上しようとする意欲を持っている。従って、提示された操作上手さランクが、自分が想定した程度を上回ると、その作業に対するロボット本体の操作方法に自信を持ち、次回もその操作方法を採用する。また、良い結果が得られたことによって、やる気を起こす。 According to this configuration, since the operator is presented with the skill ranking information for operating the robot body in the task, the operator is motivated to operate the robot body in the task more skillfully. Specifically, in general, when an operator performs a task by operating a robot body, he or she must evaluate in advance how well he or she operates the robot body during the task, based on his or her current skill in operating the robot body. Assume whether you can do it. Additionally, operators generally have a desire to improve their skill in operating the robot body. Therefore, if the presented operational proficiency rank exceeds the level expected by the user, he or she will feel confident in the operating method of the robot body for that task, and will adopt that operating method the next time as well. Also, getting good results will motivate you.

一方、提示された操作上手さランクが、自分が想定した程度を下回ると、操作者は、その原因を究明し、その原因を除去することによって、ロボット本体に対する操作の上手さを向上させようと努力する。このようにして、操作者は、実際の作業を通じて、当該作業におけるロボット本体の操作の上手さを向上させることができる。 On the other hand, if the presented operational proficiency rank is lower than the level expected by the operator, the operator attempts to improve the operational proficiency of the robot body by investigating the cause and eliminating the cause. make an effort In this way, the operator can improve his skill in operating the robot body during the actual work through the actual work.

前記操作上手さランク情報が、前記ロボット本体が行った作業に要した時間の短さのランクである作業時間短さランク、前記ロボット本体が行った作業に要した力の小ささのランクである作業力小ささランク、前記ロボット本体が行った作業によって製造された製品の品質の良さのランクである製品品質ランク、及び、前記ロボット本体が行った作業の品質のランクである作業品質ランクのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。 The operation skill rank information is a shortness of work time rank, which is a rank of the shortness of time required for the work performed by the robot main body, and a rank of the small force required for the work performed by the robot main body. A small work force rank, a product quality rank that is a rank of the quality of the product manufactured by the work performed by the robot body, and a work quality rank that is a rank of the quality of the work performed by the robot body. It may contain at least one of the following.

この構成によれば、操作者は、作業の出来栄えの態様に応じて、作業におけるロボット本体の操作をより上手く行うように動機付けられる。 According to this configuration, the operator is motivated to operate the robot body more skillfully during the work depending on the quality of the work.

前記ロボット本体が行う作業が、繰り返し行われる所定作業である、請求項1又は2に記載のロボットシステム。 The robot system according to claim 1 or 2, wherein the work performed by the robot body is a predetermined work that is repeatedly performed.

この構成によれば、所定作業が繰り返し行われるので、ロボット本体に対する操作の上手さを的確に把握することができる。 According to this configuration, since the predetermined work is repeatedly performed, it is possible to accurately grasp the skill with which the robot body is operated.

前記ロボット本体と前記ロボット制御部とを備えるロボットが、前記ロボット制御器が前記操作指令に応じて前記ロボット本体の動作を制御する手動モードと、前記ロボット制御器が所定の動作プログラムに応じて前記ロボット本体の動作を制御する自動モードと、前記ロボット制御器が前記操作指令と前記所定の動作プログラムとに応じて前記ロボット本体の動作を制御する修正自動モードと、を有し、且つ、前記ロボット制御器が、前記修正自動モードにおいて、前記所定の動作プログラムを前記操作指令が反映されたものとなるように修正し、この修正した所定の動作プログラムを、以降の修正自動モードにおいて、前記所定の動作プログラムに代えて用いてもよい。 The robot including the robot main body and the robot control section has a manual mode in which the robot controller controls the operation of the robot main body according to the operation command, and a manual mode in which the robot controller controls the operation of the robot main body according to a predetermined operation program. the robot has an automatic mode in which the operation of the robot body is controlled; and a modified automatic mode in which the robot controller controls the operation of the robot body in accordance with the operation command and the predetermined operation program; The controller modifies the predetermined operation program in the correction automatic mode so that the operation command is reflected, and in the subsequent correction automatic mode, the controller modifies the predetermined operation program in the correction automatic mode. It may be used in place of the operating program.

この構成によれば、操作者のロボット本体の操作の上手さだけでなく、ロボットの動作モードの選択によって、ロボット本体の作業量及び作業時間(作業速度)が左右され、ひいては、ロボット本体の操作の上手さが左右される。一方、操作者は、操作上手さランク情報によって、ロボット本体の操作の上手さを向上させるように動機付けられる。その結果、実際の作業を通じて、操作者の適切な動作モードの選択を含む操作の上手さを向上させることができる。 According to this configuration, the amount of work and working time (work speed) of the robot body are influenced not only by the operator's skill in operating the robot body, but also by the selection of the robot's operation mode, and by extension, the operation of the robot body. It depends on how good you are. On the other hand, the operator is motivated to improve his/her skill in operating the robot body based on the operating skill rank information. As a result, the operator's skill in operation, including selection of an appropriate operation mode, can be improved through actual work.

前記ロボット制御部は、基本動作プログラムに従って自動動作指令を出力する基本動作指令部と、機械学習に基づいて自動動作修正指令を出力する学習部と、前記自動動作指令と前記自動動作修正指令と前記操作指令とを加算して動作指令を出力する動作指令部と、を備え、前記学習部は、前記自動動作指令と前記操作指令とを加算したものを、前記ロボット本体のエンドエフェクタの位置データ及び前記エンドエフェクタ加わる力のデータと対応させて機械学習してもよい。 The robot control section includes a basic motion command section that outputs an automatic motion command according to a basic motion program, a learning section that outputs an automatic motion modification command based on machine learning, and a basic motion command section that outputs an automatic motion modification command based on machine learning. a motion command unit that outputs a motion command by adding the automatic motion command and the operation command, and the learning unit adds the sum of the automatic motion command and the operation command to position data of the end effector of the robot body Machine learning may be performed in association with the data of the force applied by the end effector.

この構成によれば、機械学習によって、操作者のロボット本体を操作する技能が、実際の作業を通じて、ロボットシステムに伝承される。そして、この実際の作業において、操作者が操作上手さランク情報によって、ロボット本体の操作の上手さを向上させるように動機付けられる。その結果、操作者のより上手くロボット本体を操作する技能が、実際の作業を通じて、ロボットシステムに伝承される。 According to this configuration, the operator's skills for operating the robot body are transferred to the robot system through actual work through machine learning. In this actual work, the operator is motivated to improve the skill in operating the robot main body based on the operating skill rank information. As a result, the operator's skills to better operate the robot body are transferred to the robot system through actual work.

前記ロボットシステムは、前記ロボット本体による作業を撮像する作業撮像器と、前記作業撮像器によって撮像された前記ロボット本体による作業の画像である作業画像を表示する作業画像表示器と、をさらに備えていてもよい。 The robot system further includes a work imager that images the work performed by the robot main body, and a work image display device that displays a work image that is an image of the work performed by the robot main body captured by the work imager. You can.

この構成によれば、操作者は、作業画像表示器に表示されたロボット本体による作業を見ながらロボット本体を操作することができるので、肉眼による目視では作業内容を詳しく監視することができない作業環境においても、的確にロボット本体を操作することができる。 According to this configuration, the operator can operate the robot body while viewing the work performed by the robot body displayed on the work image display, so it is possible to operate the robot body in a work environment where detailed monitoring of the work content cannot be done visually with the naked eye. Even in this case, the robot body can be operated accurately.

本発明は、実際の作業を通じて、ロボット本体の操作の上手さを向上させることが可能なロボットシステムを提供することができるという効果を奏する。 The present invention has the advantage that it is possible to provide a robot system that can improve the skill of operating the robot body through actual work.

図1は、本発明の実施形態1に係るロボットシステムの構成の一例を模式的に示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing an example of the configuration of a robot system according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は、図1の操作器の構成の一例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the operating device shown in FIG. 1. FIG. 図3は、図1のロボットシステムの制御系統の構成の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram showing an example of the configuration of a control system of the robot system shown in FIG. 図4は、図1のロボットシステムのロボット本体による作業の一例を模式的に示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing an example of work performed by the robot body of the robot system of FIG. 1. 図5は、図1のロボットシステムのロボット本体による作業の作業環境の一例を模式的に示す平面図である。FIG. 5 is a plan view schematically showing an example of a work environment in which the robot body of the robot system shown in FIG. 1 performs work. 図6Aは、図3の記憶部に格納された作業時間と作業時間短さランクとの対比テーブルを示す図である。FIG. 6A is a diagram showing a comparison table of work time and work time shortness ranks stored in the storage unit of FIG. 3. 図6Bは、図3の記憶部に格納された作業力と作業力小ささランクとの対比テーブルを示す図である。FIG. 6B is a diagram showing a comparison table of working force and working force small rank stored in the storage unit of FIG. 3. 図7は、本発明の実施形態2に係るロボットシステムの制御系統の構成の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 7 is a functional block diagram showing an example of the configuration of a control system of a robot system according to Embodiment 2 of the present invention. 図8Aは、図7の記憶部に格納された製品品質と製品品質ランクとの対比テーブルを示す図である。FIG. 8A is a diagram showing a comparison table between product quality and product quality rank stored in the storage section of FIG. 7. 図8Bは、図7の記憶部に格納された作業品質と作業品質ランクとの対比テーブルを示す図である。FIG. 8B is a diagram showing a comparison table of work quality and work quality rank stored in the storage unit of FIG. 7. 図9は、本発明の実施形態3に係るロボットシステムの制御系統の構成の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 9 is a functional block diagram showing an example of the configuration of a control system of a robot system according to Embodiment 3 of the present invention. 図10は、図9の選択器及びロボット制御部の詳細な構成の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram showing an example of a detailed configuration of the selector and robot control section of FIG. 9.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, below, the same reference numerals are given to the same or equivalent element throughout all the drawings, and the overlapping explanation will be omitted. Furthermore, the present invention is not limited to the following embodiments.

(実施形態1)
[構成]
図1は、本発明の実施形態1に係るロボットシステムの構成の一例を模式的に示す模式図である。
(Embodiment 1)
[composition]
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing an example of the configuration of a robot system according to Embodiment 1 of the present invention.

{ハードウェアの構成}
図1を参照すると、実施形態1のロボットシステム300Aは、ロボット本体1と、操作器2と、制御器3と、作業撮像器4と、作業画像表示器5と、操作上手さランク情報提示器6と、作業開始検知器47と、作業終了検知器48と、を備える。ロボット本体1と制御器3とがロボット10を構成する。ロボット本体1は、エンドエフェクタ17を備える。ロボット本体1は、いわゆるロボットであればよい。ロボットは、例えば、「センサ、知能・制御系、駆動系の3つの要素技術を有する、知能化した機械システム」と定義される(「総務省平成27年版情報通信白書のポイント」参照)。具体的には、ロボット本体1は、例えば、垂直多関節型ロボット、水平多関節型ロボット、パラレルリンク型ロボット、極座標ロボット、円筒座標型ロボット、直角座標型ロボット等の産業用ロボットで構成される。以下では、ロボット本体1が、垂直多関節型ロボットのロボットアームで構成される場合が例示される。
{Hardware configuration}
Referring to FIG. 1, the robot system 300A of the first embodiment includes a robot body 1, an operating device 2, a controller 3, a work imager 4, a work image display 5, and an operation skill rank information presenter. 6, a work start detector 47, and a work end detector 48. The robot body 1 and the controller 3 constitute a robot 10. The robot body 1 includes an end effector 17. The robot body 1 may be a so-called robot. A robot, for example, is defined as "an intelligent mechanical system that has three elemental technologies: sensors, intelligence/control systems, and drive systems" (see "Key Points of the Ministry of Internal Affairs and Communications' 2015 Information and Communications White Paper"). Specifically, the robot body 1 is composed of an industrial robot such as a vertical articulated robot, a horizontal articulated robot, a parallel link robot, a polar coordinate robot, a cylindrical coordinate robot, or a rectangular coordinate robot. . In the following, a case will be exemplified in which the robot body 1 is composed of a robot arm of a vertically articulated robot.

ロボット本体1では、ロボットアームの手首部14の先端に力センサ19を介してエンドエフェクタ17が装着される。 In the robot body 1, an end effector 17 is attached to the tip of the wrist portion 14 of the robot arm via a force sensor 19.

以下、これらの構成要素を順に説明する。 Below, these components will be explained in order.

<作業撮像器>
作業撮像器4は、例えば、カメラで構成される。カメラは、公知のものを使用することができる。作業撮像器4は、ロボット本体1による作業を撮像できる箇所に設置される。
<Work imager>
The work imager 4 is composed of, for example, a camera. A known camera can be used. The work imager 4 is installed at a location where it can image the work performed by the robot body 1.

<作業画像表示器>
作業画像表示器5は、例えば、ディスプレイで構成される。ディスプレイとして公知のものを使用することができる。作業画像表示器5は、操作者が見易いように操作器2の近傍に設置される。
<Work image display>
The work image display device 5 is composed of, for example, a display. A known display can be used. The work image display 5 is installed near the operating device 2 so that it can be easily viewed by the operator.

<操作上手さランク情報提示器>
操作上手さランク情報提示器6は、操作上手さランク情報を操作者に提示する機器である。操作上手さランク情報提示器6は、操作上手さランク情報を操作者に提示することができるものであればよい。具体的には、操作上手さランク情報提示器6として、操作上手さランク情報を音で操作者に提示するスピーカ、操作上手さランク情報を光で操作者に提示する照明器具、操作上手さランク情報を画像で操作者に提示するディスプレイ、操作上手さランク情報操を、操作者の身体を刺激することによって操作者に提示する身体刺激機器(例えばバイブレータ)等が例示される。操作上手さランク情報提示器6がディスプレイである場合、作業画像表示器5が操作上手さランク情報提示器6を兼ねてもよい。以下では、操作上手さランク情報提示器6がスピーカである場合が例示される。
<Operation skill rank information display device>
The operating skill rank information presenting device 6 is a device that presents operating skill rank information to the operator. The operating skill rank information presenting device 6 may be any device that can present operating skill rank information to the operator. Specifically, the operating skill rank information presentation device 6 includes a speaker that presents operating skill rank information to the operator with sound, a lighting device that presents operating skill rank information to the operator with light, and an operating skill rank. Examples include a display that presents information to the operator in the form of an image, and a body stimulation device (for example, a vibrator) that presents information on the operator's skill ranking to the operator by stimulating the operator's body. When the operation skill rank information presentation device 6 is a display, the work image display device 5 may also serve as the operation skill rank information presentation device 6. In the following, a case will be exemplified in which the operating skill rank information presenting device 6 is a speaker.

<作業開始検知器>
本実施形態では、ロボット本体1によって所定作業が繰り返し行われる。作業開始検知器47は、この所定作業の開始を検知する機器である。従って、作業開始検知器47は、所定の作業の内容に応じて、適宜、構成される。本実施形態では、後述するように所定作業が2つの部材の嵌合である場合が例示される。この場合、作業開始検知器47は、例えば、所定の作業開始位置に位置するロボット本体1のエンドエフェクタ17を検出する近接センサ、接触センサ等で構成される。なお、所定作業の内容によっては、後述するロボット制御部41(図3参照)が所定作業の開始をロボット本体1のエンドエフェクタ17の位置、姿勢、動作等から検知することができる場合があり、そのような場合は、ロボット制御部41が、作業開始検知器47として用いられる。
<Work start detector>
In this embodiment, the robot body 1 repeatedly performs a predetermined task. The work start detector 47 is a device that detects the start of this predetermined work. Therefore, the work start detector 47 is configured as appropriate depending on the content of the predetermined work. In this embodiment, a case is exemplified in which the predetermined work is fitting two members together, as will be described later. In this case, the work start detector 47 includes, for example, a proximity sensor, a contact sensor, etc. that detects the end effector 17 of the robot body 1 located at a predetermined work start position. Note that depending on the content of the predetermined work, the robot control unit 41 (see FIG. 3), which will be described later, may be able to detect the start of the predetermined work from the position, posture, motion, etc. of the end effector 17 of the robot body 1. In such a case, the robot control unit 41 is used as the work start detector 47.

<作業終了検知器>
作業終了検知器48は、所定の作業の内容に応じて、適宜、構成される。後述するように所定作業が2つの部材の嵌合である場合、作業終了検知器48は、例えば、所定の作業終了位置に位置するロボット本体1のエンドエフェクタ17を検出する近接センサ、接触センサ等で構成される。なお、所定作業の内容によっては、後述するロボット制御部41(図3参照)が所定作業の終了をロボット本体1のエンドエフェクタ17の位置、姿勢、動作等から検知することができる場合があり、そのような場合は、ロボット制御部41が、作業終了検知器48として用いられる。
<Work completion detector>
The work completion detector 48 is configured as appropriate depending on the content of the predetermined work. As will be described later, when the predetermined work is to fit two members together, the work completion detector 48 is, for example, a proximity sensor, a contact sensor, etc. that detects the end effector 17 of the robot body 1 located at a predetermined work completion position. Consists of. Note that depending on the content of the predetermined work, the robot control unit 41 (see FIG. 3), which will be described later, may be able to detect the end of the predetermined work from the position, posture, motion, etc. of the end effector 17 of the robot body 1. In such a case, the robot control unit 41 is used as the work completion detector 48.

<制御器3>
制御器3は、例えば、プロセッサとメモリとを備える。制御器3は、メモリに格納された所定の動作プログラムをプロセッサが読み出して実行することにより、ロボット本体1の動作を制御する。制御器3は、具体的には、例えば、マイクロコントローラ、MPU、FPGA(Field Programmable Gate Array)、PLC(Programmable Logic Controller)、論理回路等で構成される。
<Controller 3>
The controller 3 includes, for example, a processor and a memory. The controller 3 controls the operation of the robot body 1 by having a processor read and execute a predetermined operation program stored in a memory. Specifically, the controller 3 includes, for example, a microcontroller, an MPU, an FPGA (Field Programmable Gate Array), a PLC (Programmable Logic Controller), a logic circuit, and the like.

<ロボット本体1>
ロボット本体1は、基台15と、基台15に支持された腕部13と、腕部13の先端に支持され、エンドエフェクタ17が装着される手首部14とを備えている。ロボット本体1は、図1に示すように3以上の複数の関節JT1~JT6を有する多関節ロボットアームであって、複数のリンク11a~11fが順次連結されて構成されている。より詳しくは、第1関節JT1では、基台15と、第1リンク11aの基端部とが、鉛直方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第2関節JT2では、第1リンク11aの先端部と、第2リンク11bの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第3関節JT3では、第2リンク11bの先端部と、第3リンク11cの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第4関節JT4では、第3リンク11cの先端部と、第4リンク11dの基端部とが、第4リンク11cの長手方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第5関節JT5では、第4リンク11dの先端部と、第5リンク11eの基端部とが、リンク11dの長手方向と直交する軸回りに回転可能に連結されている。第6関節JT6では、第5リンク11eの先端部と第6リンク11fの基端部とが、ねじり回転可能に連結されている。そして、第6リンク11fの先端部にはメカニカルインターフェースが設けられている。このメカニカルインターフェースに、力センサ19を介して、ロボット本体1の作業内容に対応したツールとしてのエンドエフェクタ17が着脱可能に装着される。力センサ19は、例えば、3軸加速度センサで構成される。力センサ19は、エンドエフェクタ17が作業対象に作用させる力(作業対象からの反力)を検出する。
<Robot body 1>
The robot body 1 includes a base 15, an arm 13 supported by the base 15, and a wrist 14 supported at the tip of the arm 13 and to which an end effector 17 is attached. As shown in FIG. 1, the robot main body 1 is a multi-joint robot arm having three or more joints JT1 to JT6, and is constructed by sequentially connecting a plurality of links 11a to 11f. More specifically, in the first joint JT1, the base 15 and the base end portion of the first link 11a are connected to be rotatable about an axis extending in the vertical direction. In the second joint JT2, the distal end of the first link 11a and the proximal end of the second link 11b are connected to be rotatable about an axis extending in the horizontal direction. In the third joint JT3, the distal end of the second link 11b and the base end of the third link 11c are connected to be rotatable about an axis extending in the horizontal direction. In the fourth joint JT4, the distal end of the third link 11c and the proximal end of the fourth link 11d are connected to be rotatable about an axis extending in the longitudinal direction of the fourth link 11c. In the fifth joint JT5, the distal end of the fourth link 11d and the proximal end of the fifth link 11e are connected to be rotatable about an axis perpendicular to the longitudinal direction of the link 11d. In the sixth joint JT6, the distal end of the fifth link 11e and the proximal end of the sixth link 11f are torsionally and rotatably connected. A mechanical interface is provided at the tip of the sixth link 11f. An end effector 17 as a tool corresponding to the work content of the robot body 1 is removably attached to this mechanical interface via a force sensor 19. The force sensor 19 is composed of, for example, a three-axis acceleration sensor. The force sensor 19 detects the force that the end effector 17 causes to act on the work object (reaction force from the work object).

上記の第1関節JT1、第1リンク11a、第2関節JT2、第2リンク11b、第3関節JT3、及び第3リンク11cから成るリンクと関節の連結体によって、ロボット本体1の腕部13が形成されている。また、上記の第4関節JT4、第4リンク11d、第5関節JT5、第5リンク11e、第6関節JT6、及び第4リンク11fから成るリンクと関節の連結体によって、ロボット本体1の手首部14が形成されている。 The arm portion 13 of the robot main body 1 is connected to the link and joint body consisting of the first joint JT1, the first link 11a, the second joint JT2, the second link 11b, the third joint JT3, and the third link 11c. It is formed. Furthermore, the wrist portion of the robot main body 1 is connected to the wrist portion of the robot main body 1 by a link and joint body consisting of the fourth joint JT4, the fourth link 11d, the fifth joint JT5, the fifth link 11e, the sixth joint JT6, and the fourth link 11f. 14 is formed.

関節JT1~JT6には、それが連結する2つの部材を相対的に回転させるアクチュエータの一例としての駆動モータ(図示せず)が設けられている。駆動モータは、例えば、制御器3のロボット制御部41(図3参照)から送られる動作指令(電流指令)によって回転角を制御されるサーボモータである。また、関節JT1~JT6には、駆動モータの回転角を検出するための回転角センサ(図示せず)と、駆動モータの電流を検出するための電流センサ(図示せず)とが設けられている。回転角センサは例えばエンコーダで構成される。 Each of the joints JT1 to JT6 is provided with a drive motor (not shown) as an example of an actuator that relatively rotates the two members connected by the joint. The drive motor is, for example, a servo motor whose rotation angle is controlled by an operation command (current command) sent from the robot control unit 41 (see FIG. 3) of the controller 3. Further, the joints JT1 to JT6 are provided with a rotation angle sensor (not shown) for detecting the rotation angle of the drive motor and a current sensor (not shown) for detecting the current of the drive motor. There is. The rotation angle sensor is composed of, for example, an encoder.

制御器3のロボット制御部41は、全ての関節の駆動モータの回転角を総合してエンドエフェクタ17の位置データに変換する。電流センサの検出信号は、ロボット制御部41が、各関節のサーボモータの電流を、電流指令に従った値になるようフィードバック制御するために用いられる。 The robot control unit 41 of the controller 3 integrates the rotation angles of the drive motors of all the joints and converts them into position data of the end effector 17. The detection signal of the current sensor is used by the robot control unit 41 to feedback control the current of the servo motor of each joint so that it has a value according to the current command.

<操作器2>
操作器2は、その操作によって、ロボット本体1を操作できるものであればよい。例えば、操作器2をロボット本体1と相似のマスターロボットで構成し、ロボット本体1をスレーブロボットとして制御するように構成してもよい。また、操作器2がジョイスティックであってもよい。また、操作器2が、特定の用途にカスタマイズされた専用の操作器であってもよい。ここでは、操作器2として、図2に示すものが用いられる。
<Operator 2>
The operating device 2 may be any device as long as the robot body 1 can be operated by its operation. For example, the operating device 2 may be configured as a master robot similar to the robot body 1, and the robot body 1 may be controlled as a slave robot. Moreover, the controller 2 may be a joystick. Further, the operating device 2 may be a dedicated operating device customized for a specific use. Here, the controller 2 shown in FIG. 2 is used.

図2は、図1の操作器2の構成の一例を示す斜視図である。図2を参照すると、操作器2は、操作者によって把持される把持部21と、把持部21を移動可能に支持するアーム部22と、モータ24とを備えている。モータ24はサーボモータで構成される。 FIG. 2 is a perspective view showing an example of the configuration of the operating device 2 in FIG. 1. Referring to FIG. 2, the operating device 2 includes a grip portion 21 that is gripped by an operator, an arm portion 22 that movably supports the grip portion 21, and a motor 24. The motor 24 is composed of a servo motor.

把持部21は、操作者が把持し易いように、操作者が把持部21を握って把持することが可能に形成されている。操作者が把持部21を握って把持した状態で、操作者が、把持部21を移動させることによりロボット本体1を移動させ、ロボット本体1を操作する。 The grip part 21 is formed so that the operator can grasp and hold the grip part 21 so that the operator can easily grip it. While the operator grips and grips the grip part 21, the operator moves the robot body 1 by moving the grip part 21, and operates the robot body 1.

把持部21は、支持部23によって支持されている。また、把持部21は、円筒状の接続部23cを介して、支持部23に接続されている。支持部23は、アーム部22によって移動可能に支持されている。アーム部22は、モータ24に接続されている。 The grip part 21 is supported by a support part 23. Moreover, the grip part 21 is connected to the support part 23 via a cylindrical connecting part 23c. The support part 23 is movably supported by the arm part 22. Arm portion 22 is connected to motor 24 .

アーム部22は、それぞれ関節22aを有し、関節22aを中心に屈曲することが可能に形成されている。従って、アーム部22は、把持部側アーム部22bと、モータ側アーム部22cとが、関節22aによって屈曲可能に接続されている。 The arm portions 22 each have a joint 22a, and are formed to be able to bend around the joint 22a. Therefore, in the arm portion 22, the grip side arm portion 22b and the motor side arm portion 22c are bendably connected by the joint 22a.

モータ24は、支持台30によって支持されている。モータ24は、6つ設けられている。6つのモータ24は、一対のモータ24によって1つの辺が構成され、支持台30上に三角形状に並べられて配置されている。より詳しくは、一対のモータ24の主軸の回転軸(中心軸)が正三角形の1辺を構成するように、6つのモータ24が配置されている。そして、1辺を構成する一対のモータ24に対応して一対のアーム部22が設けられている。この一対のアーム部22によって、支持部23の外形を規定する3つの辺のうちの1つの辺23aが挟まれている。支持部23の辺23aには、軸23bが、支持部23の内部を通って配置されている。軸23bは、辺23aを挟む2つの把持部側アーム部22bによって両端部を、軸23bの中心軸を含む互いに直交する3軸の周りに回転可能に保持されている。これにより、支持部23が、軸23bの中心軸を含む互いに直交する3軸の周りに回転可能に軸支されている。このように、支持部23は、2つの把持部側アーム部22bによって軸23bの中心軸を含む互いに直交する3軸の周りに回転可能に支持されている。支持部23における辺23aと軸23bの構成については、支持部23の3つの辺について同様である。ここで、3つの軸23bの中心軸は正三角形を成している。 The motor 24 is supported by a support stand 30. Six motors 24 are provided. One side of the six motors 24 is formed by a pair of motors 24, and the six motors 24 are arranged in a triangular shape on the support base 30. More specifically, the six motors 24 are arranged so that the rotation axes (center axes) of the main shafts of the pair of motors 24 constitute one side of an equilateral triangle. A pair of arm portions 22 are provided corresponding to a pair of motors 24 forming one side. One side 23 a of the three sides defining the outer shape of the support section 23 is sandwiched between the pair of arm sections 22 . A shaft 23b is disposed on the side 23a of the support portion 23, passing through the inside of the support portion 23. Both ends of the shaft 23b are held rotatably about three axes orthogonal to each other, including the central axis of the shaft 23b, by two gripping arm portions 22b that sandwich the side 23a. Thereby, the support part 23 is rotatably supported around three mutually orthogonal axes including the central axis of the shaft 23b. In this way, the support part 23 is rotatably supported by the two grip part side arm parts 22b around three mutually orthogonal axes including the central axis of the shaft 23b. The structure of the side 23a and shaft 23b in the support part 23 is the same for the three sides of the support part 23. Here, the central axes of the three axes 23b form an equilateral triangle.

また、上述の関節22aは、一対のモータ24の出力軸の中心軸に平行な軸を含む互いに直交する3軸の周りに回転可能に、把持部側アーム部22bをモータ側アーム部22cに接続している。従って、支持部23の位置及び姿勢に応じて、6つのモータ24の回転角が一義的に定まる。この6つのモータ24の回転角が操作指令(位置指令)として制御器3に出力される。 Further, the above-mentioned joint 22a connects the grip side arm part 22b to the motor side arm part 22c so as to be rotatable around three mutually orthogonal axes including an axis parallel to the central axes of the output shafts of the pair of motors 24. are doing. Therefore, the rotation angles of the six motors 24 are uniquely determined depending on the position and orientation of the support section 23. The rotation angles of these six motors 24 are output to the controller 3 as operation commands (position commands).

また、操作器2の把持部21には、押しボタン21a及び21bが設けられている。これらは、例えば、エンドエフェクタ17を操作するために用いられる。押しボタン21a及び21bの操作に応じて、エンドエフェクタ17を操作するための操作指令が制御器3に出力される。 Further, the grip portion 21 of the operating device 2 is provided with push buttons 21a and 21b. These are used, for example, to operate the end effector 17. An operation command for operating the end effector 17 is output to the controller 3 in response to the operation of the push buttons 21a and 21b.

{制御系統の構成}
図3は、図1のロボットシステムの制御系統の概略の構成を例示する機能ブロック図である。図6Aは、図3の記憶部に格納された作業時間と作業時間短さランクとの対比テーブルを示す図である。図6Bは、図3の記憶部に格納された作業力と作業力小ささランクとの対比テーブルを示す図である。
{Control system configuration}
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of a control system of the robot system of FIG. 1. FIG. 6A is a diagram showing a comparison table of work time and work time shortness ranks stored in the storage unit of FIG. 3. FIG. 6B is a diagram showing a comparison table of working force and working force small rank stored in the storage unit of FIG. 3.

図3を参照すると、制御器3は、ロボット制御部41と、操作器制御部42と、表示制御部43と、操作上手さランク情報取得部44と、記憶部45と、を備える。これらは、制御器3を構成するメモリに格納された所定の動作プログラムを、制御器3を構成するプロセッサが実行することにより実現される機能ブロックである。 Referring to FIG. 3, the controller 3 includes a robot control section 41, an operating device control section 42, a display control section 43, an operation skill rank information acquisition section 44, and a storage section 45. These are functional blocks realized by a processor forming the controller 3 executing a predetermined operation program stored in a memory forming the controller 3.

<表示制御>
まず、作業撮像器4及び作業画像表示器5の制御系統を説明する。制御器3は、表示制御部43を備える。作業撮像器4は、ロボット本体1の動作範囲の景色を撮像し、その撮像信号を表示制御部43に送る。ロボット本体1の動作範囲の景色には、ロボット本体1による作業の様子が含まれる。表示制御部43は、受け取った撮像信号を画像表示信号に変換し、作業画像表示器5に送る。作業画像表示器5は、受け取った画像表示信号に従って、画像を表示する。これにより、作業撮像器4により撮像された画像が作業画像表示器5に表示される。また、表示制御部43には、操作上手さランク情報取得部44から、作業開始情報及び作業終了情報が送られ、表示制御部43は、これらの情報を画像表示信号に変換して、作業画像表示器5に表示させる。操作者は、作業画像表示器5に表示された画像を見ながら、ロボット本体1を操作すべく操作器2を操作する。
<Display control>
First, the control system of the work imager 4 and the work image display 5 will be explained. The controller 3 includes a display control section 43. The work imager 4 images the scenery of the movement range of the robot body 1 and sends the image signal to the display control section 43. The view of the operating range of the robot body 1 includes the state of work performed by the robot body 1. The display control unit 43 converts the received imaging signal into an image display signal and sends it to the work image display 5. The working image display 5 displays an image according to the received image display signal. As a result, the image captured by the work imager 4 is displayed on the work image display 5. Further, the display control unit 43 is sent work start information and work end information from the operation skill rank information acquisition unit 44, and the display control unit 43 converts this information into an image display signal and displays a work image. It is displayed on the display 5. The operator operates the operating device 2 to operate the robot body 1 while viewing the image displayed on the work image display 5.

<ロボット本体1の動作制御>
次に、操作器2及びロボット本体1の制御系統について説明する。
<Operation control of robot body 1>
Next, the control system of the operating device 2 and the robot body 1 will be explained.

本実施形態では、操作器2を用いてバイラテラル制御が行われる。操作器2において、6つのモータ24は、バイラテラル制御で必要な場合に制御器3の操作器制御部42によって回転角制御(位置制御)される。6つのモータ24には、それぞれ、回転角センサ(図示せず)が設けられている。回転角センサは例えばエンコーダで構成される。回転角センサの検出信号は制御器3のロボット制御部41に送られる。この回転角センサの検出信号が操作指令の位置指令を構成する。一方、制御器3の操作器制御部42は、ロボット本体1の力センサ19から入力される力データに基づいて、各モータの出力トルクを制御する。この出力トルクは、操作者による把持部21の操作に対し、上記力データに応じた反力が発生するように制御される。また、バイラテラル制御において、操作器2からの力指令が必要とされる場合には、把持部21と支持部23との間に力センサ(例えば3軸加速度センサ)が設けられ、この力センサの出力に基づいて力指令が生成される。バイラテラル制御のタイプにより、位置指令のみが操作指令を構成する場合と、位置指令と力指令とが操作指令を構成する場合とがある。以下では、操作指令が位置指令で構成される場合が例示される。 In this embodiment, bilateral control is performed using the operating device 2. In the operating device 2, the rotation angles of the six motors 24 are controlled (position controlled) by the operating device control section 42 of the controller 3 when necessary for bilateral control. Each of the six motors 24 is provided with a rotation angle sensor (not shown). The rotation angle sensor is composed of, for example, an encoder. The detection signal of the rotation angle sensor is sent to the robot control section 41 of the controller 3. The detection signal of this rotation angle sensor constitutes the position command of the operation command. On the other hand, the manipulator control unit 42 of the controller 3 controls the output torque of each motor based on force data input from the force sensor 19 of the robot body 1. This output torque is controlled so that a reaction force corresponding to the force data is generated in response to the operation of the gripping section 21 by the operator. In addition, in bilateral control, when a force command from the operating device 2 is required, a force sensor (for example, a 3-axis acceleration sensor) is provided between the grip part 21 and the support part 23, and this force sensor A force command is generated based on the output of. Depending on the type of bilateral control, there are cases where only the position command constitutes the operation command, and cases where the position command and the force command constitute the operation command. In the following, a case where the operation command is composed of a position command will be exemplified.

操作器2によってロボット本体1の腕部13及び手首部14を操作する際には、把持部21を操作者が把持する。操作者が把持部21を把持した状態で、ロボット本体1を移動させたい方向に合わせて把持部21を移動させると、把持部21を支持する支持部23が、把持部21の移動に伴って移動する。また、支持部23の移動により、支持部23に接続されている6つのアーム部22が移動する。 When operating the arm section 13 and wrist section 14 of the robot body 1 with the operating device 2, the operator grasps the grip section 21. When the operator moves the grip part 21 according to the direction in which the robot body 1 is to be moved while gripping the grip part 21, the support part 23 that supports the grip part 21 moves as the grip part 21 moves. Moving. Furthermore, as the support section 23 moves, the six arm sections 22 connected to the support section 23 move.

6つのアーム部22が移動すると、それに応じて6つのモータ24の出力軸が回転し、この回転角を6つの回転角センサが検出する。この検出信号は上述のように操作指令を構成する位置指令として出力され、制御器3のロボット制御部41が、この操作指令(位置指令)に基づいて動作指令を生成し、これをロボット本体1に送る。すると、ロボット本体1が、エンドエフェクタ17が支持部23の位置及び姿勢を反映した位置及び姿勢を取るように動作する。これにより、操作者が、操作器2の把持部21を操作して、ロボット本体1を意図するように操作することができる。 When the six arm sections 22 move, the output shafts of the six motors 24 rotate accordingly, and the six rotation angle sensors detect this rotation angle. This detection signal is output as a position command constituting an operation command as described above, and the robot control unit 41 of the controller 3 generates an operation command based on this operation command (position command) and sends it to the robot body 1. send to Then, the robot body 1 operates so that the end effector 17 assumes a position and attitude that reflect the position and attitude of the support section 23. Thereby, the operator can operate the grip part 21 of the operating device 2 to operate the robot body 1 as intended.

一方、この間、操作器制御部42が操作者による把持部21の操作に対し、ロボット本体1の力センサ19から送られる力データに応じた反力が発生するように各駆動モータを制御するので、操作者は把持部21の移動に対する反力を感じる。これにより、操作者がロボット本体1のエンドエフェクタ17に作用する作業対象物からの反力を感じながらエンドエフェクタ17の位置及び姿勢を操作することができる。 Meanwhile, during this time, the operating device control section 42 controls each drive motor so that a reaction force corresponding to the force data sent from the force sensor 19 of the robot body 1 is generated in response to the operation of the gripping section 21 by the operator. , the operator feels a reaction force against the movement of the grip section 21. Thereby, the operator can manipulate the position and posture of the end effector 17 while feeling the reaction force from the workpiece acting on the end effector 17 of the robot body 1.

また、操作者が、操作器2の把持部21の押しボタン21a及び21bを操作すると、これらの操作に応じた操作指令が操作器2からロボット制御部41に送信され、ロボット制御部41は、この操作指令に応じた動作指令をロボット本体1に送信し、この操作指令に応じてエンドエフェクタ17を動作させる。 Further, when the operator operates the push buttons 21a and 21b of the grip section 21 of the operating device 2, operation commands corresponding to these operations are transmitted from the operating device 2 to the robot control section 41, and the robot control section 41 An operation command corresponding to this operation command is transmitted to the robot body 1, and the end effector 17 is operated according to this operation command.

<操作上手さランク情報提示制御>
次に、操作上手さランク情報提示制御について説明する。「操作上手さランク情報」とは、操作者によるロボット本体1の操作の上手さをランク付けした情報である。「操作上手さランク情報」は、操作の上手さに相関するパラメータの値が複数の段階に分類され、各分類にランクが付与される。各段階に対応するパラメータの範囲は、作業に応じて、適宜、設定される。ランクの名称は、順位を表す名称であればよい。ランクの名称として、アルファベット(A,B,C,・・・.)、数字(1,2,3,・・・)、記号(○、△、×)等が例示される。ランクの名称として、ここでは、アルファベットが用いられる。
「操作上手さランク情報」は、少なくとも、「作業時間短さランク」、「作業力小ささランク」、「製品品質ランク」、及び「作業品質ランク」を含む。本実施形態では、「作業時間短さランク」及び「作業力小ささランク」が操作者に提示される場合が例示される。「製品品質ランク」及び「作業品質ランク」が操作者に提示される場合は、後述する実施形態2において例示される。
<Operation proficiency rank information presentation control>
Next, the operation skill rank information presentation control will be explained. "Operation skill rank information" is information that ranks the skill of operating the robot body 1 by the operator. In the "operation skill rank information", the values of parameters that correlate with the skill of operation are classified into a plurality of stages, and a rank is assigned to each classification. The range of parameters corresponding to each stage is set as appropriate depending on the work. The rank name may be any name that represents the ranking. Examples of rank names include alphabets (A, B, C, . . . ), numbers (1, 2, 3, . . . ), symbols (◯, △, ×), and the like. The alphabet is used here as the name of the rank.
"Operation skill rank information" includes at least "shortness of work time rank", "lowness of work force rank", "product quality rank", and "work quality rank". In this embodiment, a case is exemplified in which a "rank of short work time" and a "rank of low work force" are presented to the operator. A case in which "product quality rank" and "work quality rank" are presented to the operator will be exemplified in Embodiment 2, which will be described later.

制御器3は、操作上手さランク情報取得部44及び記憶部45を備える。 The controller 3 includes an operation skill rank information acquisition section 44 and a storage section 45.

図6A及び図6Bを参照すると、記憶部45には、作業時間と作業時間短さランクとの対比テーブル及び作業力と作業力小ささランクとの対比テーブルが格納されている。作業時間と作業時間短さランクとの対比テーブルでは、例えば、作業時間が、「短い」、「やや短い」、「普通」、「やや長い」、及び「長い」の5つの段階に分類される。各段階に対応する作業時間の範囲は、作業に応じて、適宜、設定される。なお、各段階を、上記名称(ラベル)ではなく、作業時間の範囲で表してもよい。 Referring to FIGS. 6A and 6B, the storage unit 45 stores a comparison table between working time and shortness of working time rank, and a comparison table between working force and shortness of working force rank. In the comparison table of work time and work time shortness rank, for example, work time is classified into five stages: "short", "slightly short", "normal", "slightly long", and "long". . The working time range corresponding to each stage is set as appropriate depending on the work. Note that each stage may be expressed by a range of work time instead of the above name (label).

これらの5つの段階に、作業時間が短い順に、作業時間短さランクA~Eが付与される。 These five stages are assigned ranks A to E in terms of shortness of work time in descending order of work time.

また、作業力と作業力小ささランクとの対比テーブルでは、例えば、作業力が、「小さい」、「やや小さい」、「普通」、「やや大きい」、及び「大きい」の5つの段階に分類される。各段階に対応する作業力の範囲は、作業に応じて、適宜、設定される。なお、各段階を、上記名称(ラベル)ではなく、作業力の範囲で表してもよい。 In addition, in the comparison table of working force and small working force rank, for example, working force is classified into five stages: "small", "slightly small", "normal", "slightly large", and "large". be done. The range of work force corresponding to each stage is set as appropriate depending on the work. Note that each stage may be expressed by a range of working power instead of the above name (label).

これらの5つの段階に、作業力が小さい順に、作業力小ささランクA~Eが付与される。 Working force ranks A to E are assigned to these five stages in descending order of working force.

作業開始検知器47は、所定作業の開始を検知すると、作業開始情報を操作上手さランク情報取得部44に送る。また、作業終了検知器48は、所定作業の終了を検知すると、作業終了情報を操作上手さランク情報取得部44に送る。 When the work start detector 47 detects the start of a predetermined work, it sends work start information to the operation skill rank information acquisition unit 44 . Furthermore, when the work completion detector 48 detects the completion of a predetermined work, it sends work completion information to the operation skill rank information acquisition unit 44 .

操作上手さランク情報取得部44は、作業開始情報と作業終了情報とに基づいて、遂行された所定作業に要した時間である作業時間を算出する。そして、この作業時間を、上述の5つの段階(「短い」~「長い」)のいずれかに分類する。そして、記憶部45に格納された作業時間と作業時間短さランクとの対比テーブルを参照し、この分類した段階に対し、その対応する作業時間短さランク(A~Eのいずれか)を付与する。 The operation skill rank information acquisition unit 44 calculates the work time, which is the time required for the predetermined work performed, based on the work start information and the work end information. This work time is then classified into one of the five stages (from "short" to "long") described above. Then, referring to the comparison table of work time and work time shortness ranks stored in the storage unit 45, a corresponding work time shortness rank (any one of A to E) is assigned to the classified stage. do.

一方、力センサ19は、作業に要した力のデータをリアルタイムで操作上手さランク情報取得部44に送る。 On the other hand, the force sensor 19 sends data on the force required for the work to the operation skill rank information acquisition section 44 in real time.

操作上手さランク情報取得部44は、力センサ19から受け取った力のデータの最大値を逐次更新するようにして保存し、作業が終了すると、この力のデータの最大値を当該作業の「作業力」とする。 The operation skill rank information acquisition unit 44 updates and stores the maximum value of the force data received from the force sensor 19 one by one, and when the work is completed, the maximum value of the force data is stored as the "task" of the work. 'power'.

そして、この作業力を、上述の5つの段階(「小さい」~「大きい」)のいずれかに分類する。そして、記憶部45に格納された作業力と作業力小ささランクとの対比テーブルを参照し、この分類した段階に対し、その対応する作業時力小ささランク(A~Eのいずれか)を付与する。 This work force is then classified into one of the five stages (from "small" to "large") described above. Then, by referring to the comparison table of working force and small working force rank stored in the storage unit 45, the corresponding small working force rank (any of A to E) is determined for the classified stage. Give.

操作上手さランク情報取得部44は、このようにして求めた作業時間短さランク(A~Eのいずれか)及び作業力小ささランク(A~Eのいずれか)を操作上手さランク情報提示器6に送る。 The operation skill rank information acquisition unit 44 presents the operational skill rank information based on the shortness of work time (any one of A to E) and the small work force rank (any of A to E) obtained in this way. Send to vessel 6.

操作上手さランク情報提示器6は、ここではスピーカであり、受け取った作業時間短さランク及び作業力小ささランクを音声で操作者に報知する(提示する)。例えば、操作上手さランク情報提示器6は、「作業時間短さランクA、作業力ランクA」と操作者に報知する。 The operating skill rank information presentation device 6 is a speaker here, and notifies (presents) the received shortness of work time rank and low work force rank to the operator by voice. For example, the operation skill rank information presenter 6 notifies the operator of "shortness of work time rank A, work power rank A".

[動作]
次に、以上のように構成されたロボットシステム300Aの動作の一例を、図4及び図5を用いて説明する。図4は、図1のロボットシステムのロボット本体による作業の一例を模式的に示す模式図である。図5は、図1のロボットシステムのロボット本体による作業の作業環境の一例を模式的に示す平面図である。
[motion]
Next, an example of the operation of the robot system 300A configured as described above will be explained using FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a schematic diagram schematically showing an example of work performed by the robot body of the robot system of FIG. 1. FIG. 5 is a plan view schematically showing an example of a work environment in which the robot body of the robot system shown in FIG. 1 performs work.

<作業対象及び作業内容>
ここでは、所定作業が繰り返し行われる。このよう所定作業が繰り返される場合、操作者のロボット本体1に対する操作の上手さを的確に把握することができる。
<Work object and work content>
Here, a predetermined task is repeatedly performed. When a predetermined task is repeated in this way, it is possible to accurately grasp the skill of the operator in operating the robot body 1.

作業対象は、例えば、互いに嵌合される2つの物品である。図4(a)~(d)には、ロボット本体1が第1物品81をまさぐりながら第2物品82に嵌挿する様子が示されている。 The objects to be worked on are, for example, two articles that are fitted together. FIGS. 4(a) to 4(d) show how the robot main body 1 feels the first article 81 and inserts it into the second article 82.

ここでは、大径の短い円柱状の頭部81aと小径の長い円柱状の胴部81bとを有する第1物品81と、短い円柱状の本体の中心部に円柱状の貫通孔82aを有する第2物品82との嵌合を例に取ってロボットシステム300Aの動作を説明する。この場合、第2物品82の貫通孔82aに第1物品81の胴部81bが嵌挿される。しかし、両者の隙間が小さく、操作者が操作器2によりロボット本体1を操作して両者をスムーズに嵌合させるには熟練を要する。このような嵌合作業においては、作業時間が短い程、また、作業中に作業対象である2つの物品に作用する力が小さい程、操作者のロボット本体1に対する操作が上手いと言える。 Here, a first article 81 has a short cylindrical head portion 81a with a large diameter and a long cylindrical body portion 81b with a small diameter, and a first article 81 has a cylindrical through hole 82a in the center of the short cylindrical body. The operation of the robot system 300A will be explained by taking as an example the fitting of the two articles 82. In this case, the body portion 81b of the first article 81 is inserted into the through hole 82a of the second article 82. However, the gap between the two is small, and it requires skill for the operator to operate the robot body 1 using the operating device 2 and fit the two smoothly. In such a fitting operation, it can be said that the shorter the operation time and the smaller the force acting on the two objects to be worked on during the operation, the better the operator can operate the robot body 1.

<作業環境>
ロボット本体1のエンドエフェクタ17は、第1物品81の頭部81aを把持及び開放可能なチャック(図示せず)を備えている。作業開始検知器47及び作業終了検知器48は、ここでは、近接センサで構成される。
<Work environment>
The end effector 17 of the robot body 1 includes a chuck (not shown) that can grip and release the head 81a of the first article 81. The work start detector 47 and the work end detector 48 are constructed of proximity sensors here.

図5を参照すると、例えば、所定の作業エリアに第1場所91と第2場所92が所定距離だけ離れて設定されている。第1場所91に第1物品81が置かれ、第2場所92に第2物品82が置かれる。第1場所91の近傍に作業開始検知器47が設けられ、第2場所92の近傍に作業終了検知器48が設けられている。ロボット本体1のエンドエフェクタ17が作業開始検知器47の直上に位置すると、作業開始検知器47が作業開始を検知し、それにより、第1物品供給機構(図示せず)によって、第1場所91に新たに第1物品81が置かれる。また、ロボット本体1のエンドエフェクタ17が作業終了検知器48の直上に位置すると、作業終了検知器48が作業終了を検知し、それにより、第2物品供給搬出機構(図示せず)によって、第1物品81が嵌合された第2物品82が第2場所92から搬出され、新たに単独の第2物品82が第2場所92に置かれる。第1物品供給機構及び第2物品供給搬出機構は、例えば、産業用ロボット、ベルトコンベア等によって構成される。 Referring to FIG. 5, for example, a first location 91 and a second location 92 are set apart from each other by a predetermined distance in a predetermined work area. A first article 81 is placed at a first location 91, and a second article 82 is placed at a second location 92. A work start detector 47 is provided near the first location 91, and a work end detector 48 is provided near the second location 92. When the end effector 17 of the robot body 1 is located directly above the work start detector 47, the work start detector 47 detects the start of work, and the first article supply mechanism (not shown) thereby The first article 81 is newly placed at the location. Furthermore, when the end effector 17 of the robot main body 1 is located directly above the work completion detector 48, the work completion detector 48 detects the end of the work, and the second article supply/unloading mechanism (not shown) then The second article 82 fitted with the first article 81 is carried out from the second location 92, and a new, independent second article 82 is placed at the second location 92. The first article supply mechanism and the second article supply and discharge mechanism are configured by, for example, an industrial robot, a belt conveyor, or the like.

<嵌合作業>
図1、図3、及び図4を参照すると、操作者は、作業画像表示器5を見ながら、操作器2を操作してロボット本体1を以下のように動作させる。以下では、説明を簡単にするために、操作者が作業画像表示器5を見ながら操作器2を操作すること及びそれによってロボット本体1が動作することを記述するのを省略する。
<Mating work>
Referring to FIGS. 1, 3, and 4, the operator operates the operating device 2 while looking at the work image display 5 to operate the robot body 1 as follows. In the following, in order to simplify the explanation, descriptions of how the operator operates the operating device 2 while looking at the work image display 5 and how the robot body 1 operates thereby will be omitted.

まず、操作者は、エンドエフェクタ17によって第1場所91に置かれた第1物品81を把持する。 First, the operator grips the first article 81 placed at the first location 91 by the end effector 17 .

次いで、操作者は、エンドエフェクタ17を作業開始検知器47の直上に位置させる。すると、作業開始検知器47が作業開始を検知し、作業開始情報を操作上手さランク情報取得部44に送る。 Next, the operator positions the end effector 17 directly above the work start detector 47. Then, the work start detector 47 detects the start of work and sends work start information to the operation skill rank information acquisition section 44.

操作上手さランク情報取得部44は、受け取った作業開始情報を表示制御部43に送るとともに、作業時間の計測を開始する。なお、この場合、第1物品81を把持し、それを作業開始検知器47の上まで搬送する時間が作業時間に含まれないが、作業時間はあくまで、ロボット本体1の操作の上手さを向上させるように操作者を動機付けするための指標であるので、計測方法が規定されていればよく、計測される作業時間に実際の作業時間が正確に反映されていなくても構わない。 The operation skill rank information acquisition unit 44 sends the received work start information to the display control unit 43 and starts measuring the work time. Note that in this case, the time required to grasp the first article 81 and transport it to the top of the work start detector 47 is not included in the working time, but the working time is only used to improve the skill of operating the robot body 1. Since this is an index for motivating the operator to do the work, it is sufficient that the measuring method is specified, and the measured work time does not need to accurately reflect the actual work time.

表示制御部43は、作業開始情報を受け取ると、作業画像表示器5に作業が開始された旨のメッセージを作業の画像に重ねて表示する。これにより、操作者は、作業の開始がロボット10によって認識されたことと作業時間の計測が開始されたことを確認する。 When the display control unit 43 receives the work start information, it displays a message to the effect that the work has started on the work image display 5 superimposed on the work image. Thereby, the operator confirms that the robot 10 has recognized the start of the work and that measurement of the work time has started.

一方、作業開始検知器47が作業開始を検知すると、第1物品供給機構によって、新たに第1物品81が第1場所に置かれる。 On the other hand, when the work start detector 47 detects the start of work, the first article supply mechanism newly places the first article 81 at the first location.

次いで、操作者は、図4(a)に示すように、エンドエフェクタ17に把持した第1物品81を第2物品82の上方に位置させる。この場合、第1物品81の位置が正確に第2物品82の直上には位置せず、水平方向にずれたと仮定する(図4(a)では図面右方向に少しずれている)。 Next, the operator positions the first article 81 held by the end effector 17 above the second article 82, as shown in FIG. 4(a). In this case, it is assumed that the position of the first article 81 is not exactly located directly above the second article 82, but is shifted in the horizontal direction (in FIG. 4(a), it is shifted slightly to the right in the drawing).

次いで、操作者は、エンドエフェクタ17に把持した第1物品81を降下させる。すると、図4(b)に示すように、第1物品81の胴部81bが第2物品82の貫通孔82aの縁に当接する。操作者は、この当接を、作業画像表示器5を介して目視で感知するだけでなく、操作器2からの反力で感知する。 Next, the operator lowers the first article 81 held by the end effector 17. Then, as shown in FIG. 4(b), the body 81b of the first article 81 comes into contact with the edge of the through hole 82a of the second article 82. The operator not only visually senses this contact via the work image display 5, but also senses it by the reaction force from the operating device 2.

すると、操作者は、図4(c)~(d)に示すように、エンドエフェクタ17に把持した第1物品81の胴部81bを、第2物品82の貫通孔82aの縁辺をまさぐるように移動させて、最終的に第1物品81の胴部81bを第2物品82の貫通孔82aに嵌挿する。この嵌挿動作においては、第1物品81の胴部81bを第2物品82に軽く押し付けながら移動させて第2物品82の貫通孔82aの位置を探り、第1物品81の胴部81bの位置が第2物品82の貫通孔82aの位置に合致すると、その押圧力によって第1物品81の胴部81bが第2物品82の貫通孔82aに挿入され始めるのであるが、操作者は、操作器2からの反力によって、この押圧力により第1物品81の胴部81bが第2物品82の貫通孔82aに挿入され始める感触を得ることができるので、この嵌挿動作を好適に行うことができる。一方、力センサ19は、この嵌挿動作の間、エンドエフェクタ17による第1物品81の第2物品82への押圧力を検知し、この押圧力のデータを操作上手さランク情報取得部44にリアルタイムで送る。 Then, as shown in FIGS. 4(c) to 4(d), the operator moves the body 81b of the first article 81 held by the end effector 17 so as to feel around the edge of the through hole 82a of the second article 82. By moving, the body 81b of the first article 81 is finally inserted into the through hole 82a of the second article 82. In this insertion operation, the body 81b of the first article 81 is moved while being lightly pressed against the second article 82 to find the position of the through hole 82a of the second article 82, and the position of the body 81b of the first article 81 is detected. When the body 81b of the first article 81 begins to be inserted into the through hole 82a of the second article 82 due to the pressing force, the operator presses the operating Due to the reaction force from 2, it is possible to feel that the body 81b of the first article 81 starts to be inserted into the through hole 82a of the second article 82 due to this pressing force, so this insertion operation can be suitably performed. can. On the other hand, the force sensor 19 detects the pressing force of the first article 81 against the second article 82 by the end effector 17 during this insertion operation, and sends the data of this pressing force to the operation skill rank information acquisition section 44. Send in real time.

次いで、操作者は、エンドエフェクタ17に把持した第1物品81を解放し、エンドエフェクタ17を作業終了検知器48の上方に位置させる。すると、作業終了検知器48が作業終了を検知し、作業終了情報を操作上手さランク情報取得部44に送る。 Next, the operator releases the first article 81 held by the end effector 17 and positions the end effector 17 above the work completion detector 48 . Then, the work completion detector 48 detects the completion of the work and sends the work completion information to the operation skill rank information acquisition section 44.

操作上手さランク情報取得部44は、受け取った作業終了情報を表示制御部43に送るとともに、作業時間の計測を終了し、今回の作業時間を算出する。そして、この作業時間を、上述の5つの段階(「短い」~「長い」)のいずれかに分類する。ここでは、この作業時間が、例えば、「短い」に相当する段階であったと仮定する。すると、操作上手さランク情報取得部44は、記憶部45に格納された作業時間と作業時間短さランクとの対比テーブルを参照し、この「短い」という段階に対し、その対応する作業時間短さランクAを付与する。 The operation skill rank information acquisition unit 44 sends the received work completion information to the display control unit 43, finishes measuring the work time, and calculates the current work time. This work time is then classified into one of the five stages (from "short" to "long") described above. Here, it is assumed that this working time is at a stage corresponding to, for example, "short". Then, the operation skill rank information acquisition unit 44 refers to the comparison table of work time and work time shortness ranks stored in the storage unit 45, and for this "short" stage, the corresponding work time shortness rank is determined. Assign rank A.

一方、操作上手さランク情報取得部44は、力センサ19から受け取った力のデータの最大値を逐次更新するようにして保存し、作業が終了すると、この力のデータの最大値を当該作業の「作業力」とする。そして、この作業力を、上述の5つの段階(「小さい」~「大きい」)のいずれかに分類する。ここでは、この作業力が、例えば、「小さい」に相当する段階であったと仮定する。すると、操作上手さランク情報取得部44は、記憶部45に格納された作業力と作業力小ささランクとの対比テーブルを参照し、この「小さい」という段階に対し、その対応する作業力小ささランクAを付与する。 On the other hand, the operation skill rank information acquisition unit 44 updates and stores the maximum value of the force data received from the force sensor 19 one after another, and when the work is completed, the maximum value of the force data for the work concerned is stored. It is referred to as "work power." This work force is then classified into one of the five stages (from "small" to "large") described above. Here, it is assumed that this work force is at a stage corresponding to, for example, "small". Then, the operation skill rank information acquisition unit 44 refers to the comparison table of the work force and low work force ranks stored in the storage unit 45, and assigns the corresponding low work force to this "small" stage. Assign Sasa rank A.

操作上手さランク情報取得部44は、このようにして求めた「作業時間短さランクA」及び「作業力小ささランクA」を含む音声情報を操作上手さランク情報として操作上手さランク情報提示器6に送る。 The operational skill rank information acquisition unit 44 presents the operational skill rank information using the voice information including the "short work time rank A" and "low work force rank A" obtained in this way as the operational skill rank information. Send to vessel 6.

表示制御部43は、作業終了情報を受け取ると、作業画像表示器5に作業が終了した旨のメッセージを作業の画像に重ねて表示する。これにより、操作者は、作業の終了がロボット10によって認識されたことを確認する。 When the display control unit 43 receives the work completion information, it displays a message to the effect that the work has been completed on the work image display 5 superimposed on the work image. Thereby, the operator confirms that the robot 10 has recognized the end of the work.

また、操作上手さランク情報提示器6は、「作業時間短さランクA、作業力小ささランクA」を含む情報を音声で報知する。 Further, the operational skill rank information presenter 6 notifies the user of information including "rank A for short work time and rank A for low work force" by voice.

一方、作業終了検知器48が作業終了を検知すると、第2物品供給搬出機構によって、第1物品81が嵌合された第2物品82が第2場所92から搬出され、新たに単独の第2物品82が第2場所92に置かれる。 On the other hand, when the work end detector 48 detects the end of the work, the second article supplying and carrying out mechanism carries out the second article 82 fitted with the first article 81 from the second place 92, and a new independent second article 82 is carried out from the second place 92. Article 82 is placed at second location 92 .

以降、この動作が繰り返される。 From then on, this operation is repeated.

<作用効果>
操作者は、操作上手さランク情報提示器6によって報知される上記音声情報を聞くと、当該作業におけるロボット本体1の操作をより上手く行うように動機付けられる。具体的には、一般に、操作者は、ロボット本体1を操作して作業を行う場合、自分の現時点におけるロボット本体1に対する操作の上手さに基づいて、事前に、当該作業においてロボット本体1をどの程度上手く操作できるか想定する。また、一般に、操作者は、ロボット本体1に対する操作の上手さを向上しようとする意欲を持っている。従って、提示された操作上手さランクが、自分が想定した程度を上回ると、その作業に対するロボット本体1の操作方法に自信を持ち、次回もその操作方法を採用する。また、良い結果が得られたことによって、やる気を起こす。
<Effect>
When the operator listens to the audio information notified by the operation skill rank information presentation device 6, the operator is motivated to operate the robot body 1 more skillfully in the task. Specifically, when an operator performs a task by operating the robot body 1, he or she determines in advance how to use the robot body 1 for the task, based on his or her current skill in operating the robot body 1. Assuming that you can operate it fairly well. Further, in general, the operator has a desire to improve the skill with which the robot body 1 is operated. Therefore, if the presented operating skill rank exceeds the level expected by the user, he or she will feel confident in the operating method of the robot body 1 for that task, and will adopt that operating method the next time as well. Also, getting good results will motivate you.

一方、提示された操作上手さランクが、自分が想定した程度を下回ると、操作者は、その原因を究明し、その原因を除去することによって、ロボット本体1に対する操作の上手さを向上させようと努力する。このようにして、操作者は、実際の作業を通じて、当該作業におけるロボット本体1の操作の上手さを向上させることができる。 On the other hand, if the presented operational proficiency rank is lower than the level expected by the operator, the operator should investigate the cause and eliminate the cause to improve the operational proficiency of the robot body 1. I will try hard. In this way, the operator can improve his skill in operating the robot body 1 during the actual work through the actual work.

(実施形態2)
本発明の実施形態2は、操作上手さランク情報が、「作業時間短さランク」及び「作業力小ささランク」に代えて、「製品品質ランク」及び「作業品質ランク」である点で実施形態1と相違し、その他の点は実施形態1と同じである。以下、この相違点を説明する。
(Embodiment 2)
Embodiment 2 of the present invention is implemented in that the operational skill rank information is "product quality rank" and "work quality rank" instead of "shortness of work time rank" and "rank of small work force". This embodiment is different from the first embodiment, and the other points are the same as the first embodiment. This difference will be explained below.

図7は、本発明の実施形態2に係るロボットシステムの制御系統の構成の一例を示す機能ブロック図である。 FIG. 7 is a functional block diagram showing an example of the configuration of a control system of a robot system according to Embodiment 2 of the present invention.

図7を参照すると、実施形態2のロボットシステム300Bは、実施形態1の作業開始検知器47及び作業終了検知器48に代えて、製品品質取得器49を備える。また、本実施形態では、操作上手さランク情報取得部44が、後述するように「作業品質ランク」を生成する。また、操作上手さランク情報提示器6は、操作上手さランク情報の種類に応じて、スピーカ、ディスプレイ、又は身体刺激機器で構成される。 Referring to FIG. 7, the robot system 300B of the second embodiment includes a product quality acquisition device 49 in place of the work start detector 47 and the work end detector 48 of the first embodiment. Furthermore, in this embodiment, the operation skill rank information acquisition unit 44 generates a "work quality rank" as described later. Further, the operating skill rank information presentation device 6 is configured with a speaker, a display, or a body stimulation device depending on the type of operating skill rank information.

[製品品質ランクに関する構成]
製品品質取得器49は、ロボット本体1が行った作業によって製造された製品の品質を取得する。製品の品質として、例えば、製品の塗装品質、製品の溶接品質、製品の加工品質等が挙げられる。以下、これらの場合を例にとって、製品品質ランクに関する構成を説明する。
[Configuration regarding product quality rank]
The product quality acquisition device 49 acquires the quality of the product manufactured by the work performed by the robot body 1. Examples of product quality include product painting quality, product welding quality, and product processing quality. Hereinafter, the configuration regarding the product quality rank will be explained using these cases as examples.

<塗装品質>
塗装品質として、例えば、ロボット本体1が、複雑な模様の塗装を行った場合における製品の塗装状態が挙げられる。この場合、ロボット本体1の先端部にエンドエフェクタ17として、塗装ガンが装着される。なお、この場合、操作器2への力データの反映が省略される。操作者は、操作器2によってロボット本体1を操作して、所定の製品について、自動的に塗装するのが困難な複雑な模様の塗装を行う。この場合、例えば、製品品質取得器49は、所定の製品の塗装状態を撮像する撮像器(図示せず)と、この撮像器で撮像された画像を画像処理して、当該製品の塗装状態を評価する画像処理器(図示せず)と、を備える。画像処理器は、例えば、撮像された画像を基準となる塗装状態の画像と比較して、両者の一致度を算出し、この一致度を製品品質(塗装品質)として操作上手さランク情報取得部44に出力する。画像処理器は、例えば、マイクロコントローラで構成される。
<Painting quality>
The coating quality includes, for example, the coating state of a product when the robot main body 1 is coated with a complicated pattern. In this case, a coating gun is attached to the tip of the robot body 1 as the end effector 17. Note that in this case, reflection of the force data on the operating device 2 is omitted. An operator operates the robot body 1 using the operating device 2 to paint a predetermined product with a complicated pattern that is difficult to paint automatically. In this case, for example, the product quality acquisition device 49 includes an imager (not shown) that images the coating condition of a predetermined product, and performs image processing on the image captured by this imager to determine the coating condition of the product. and an image processor (not shown) for evaluation. For example, the image processor compares the captured image with a reference image of the painted state, calculates the degree of agreement between the two, and uses this degree of agreement as product quality (painting quality) to obtain operational skill rank information. 44. The image processor is composed of, for example, a microcontroller.

図8Aは、図7の記憶部45に格納された製品品質と製品品質ランクとの対比テーブルを示す図である。 FIG. 8A is a diagram showing a comparison table between product quality and product quality rank stored in the storage unit 45 of FIG. 7.

図8Aを参照すると、この対比テーブルでは、例えば、製品品質が、「良い」、「やや良い」、「普通」、「やや悪い」、及び「悪い」の5つの段階に分類される。各段階に対応する上記一致度の範囲は、塗装作業に応じて、適宜、設定される。なお、各段階を、上記名称(ラベル)ではなく、上記一致度の範囲で表してもよい。 Referring to FIG. 8A, in this comparison table, for example, product quality is classified into five stages: "good", "slightly good", "fair", "slightly poor", and "poor". The range of the degree of coincidence corresponding to each stage is set as appropriate depending on the painting work. Note that each stage may be expressed not by the above name (label) but by the above matching range.

これらの5つの段階に、製品品質が良い順に、製品品質ランクA~Eが付与される。 Product quality ranks A to E are assigned to these five stages in descending order of product quality.

操作上手さランク情報取得部44は、このようにして求めた製品品質ランク(A~Eのいずれか)を含む音声情報を操作上手さランク情報として操作上手さランク情報提示器6に送る。 The operation skill rank information acquisition unit 44 sends the voice information including the thus obtained product quality rank (any of A to E) to the operation skill rank information presentation device 6 as operation skill rank information.

操作上手さランク情報提示器6は、ここではスピーカであり、受け取った製品品質ランクを含む情報を音声で操作者に報知する(提示する)。例えば、操作上手さランク情報提示器6は、「製品品質ランクA」と操作者に報知する。 The operating skill rank information presenter 6 is a speaker here, and notifies (presents) the received information including the product quality rank to the operator by voice. For example, the operation skill rank information presentation device 6 notifies the operator of "product quality rank A".

<溶接品質>
溶接品質として、例えば、ロボット本体1が、難しい溶接を行った場合における溶接の接合状態が挙げられる。この場合、ロボット本体1の先端部にエンドエフェクタ17として、溶接ガンが装着される。なお、この場合、操作器2への力データの反映が省略される。操作者は、操作器2によってロボット本体1を操作して、所定の製品について、自動的に溶接するのが困難な溶接を行う。この場合、例えば、製品品質取得器49は、所定の製品の溶接状態を撮像する撮像器(図示せず)と、この撮像器で撮像された画像を画像処理して、当該製品の溶接状態を評価する画像処理器(図示せず)と、を備える。画像処理器は、例えば、撮像された画像を基準となる溶接状態の画像と比較して、両者の一致度を算出し、この一致度を製品品質(溶接品質)として操作上手さランク情報取得部44に出力する。
<Welding quality>
The welding quality includes, for example, the welding state when the robot main body 1 performs difficult welding. In this case, a welding gun is attached to the tip of the robot body 1 as the end effector 17. Note that in this case, reflection of the force data on the operating device 2 is omitted. An operator operates the robot body 1 using the operating device 2 to perform welding on a predetermined product that is difficult to weld automatically. In this case, for example, the product quality acquisition device 49 includes an imager (not shown) that images the welding condition of a predetermined product, and performs image processing on the image taken by this imager to determine the welding condition of the product. and an image processor (not shown) for evaluation. For example, the image processor compares the captured image with a reference image of a welding state, calculates the degree of agreement between the two, and uses this degree of agreement as product quality (welding quality) to obtain operational skill rank information. 44.

これ以外の構成は、上述の「塗装品質」の場合と同様であるので、その説明を省略する。 The configuration other than this is the same as in the case of "painting quality" described above, so the explanation thereof will be omitted.

<加工品質>
溶接品質として、例えば、ロボット本体1が、高い精度が要求される加工を行った場合における製品の寸法精度等が挙げられる。この場合、ロボット本体1の先端部にエンドエフェクタ17として、加工工具(例えば、研磨器)が装着される。操作者は、操作器2によってロボット本体1を操作して、所定の製品について、自動的に加工するのが困難な加工を行う。この場合、例えば、製品品質取得器49は、所定の製品の所定の寸法を計測する計測器(図示せず)と、この計測器で計測された寸法の精度を評価する評価器(図示せず)と、を備える。評価器は、例えば、計測された寸法の基準寸法と比較して、両者の一致度を算出し、この一致度を製品品質(加工品質)として操作上手さランク情報取得部44に出力する。
<Processing quality>
The welding quality includes, for example, the dimensional accuracy of the product when the robot main body 1 performs processing that requires high accuracy. In this case, a processing tool (for example, a polisher) is attached to the tip of the robot body 1 as an end effector 17. An operator operates the robot body 1 using the operating device 2 to perform processing on a predetermined product that is difficult to process automatically. In this case, for example, the product quality acquisition device 49 includes a measuring device (not shown) that measures a predetermined dimension of a predetermined product, and an evaluator (not shown) that evaluates the accuracy of the dimension measured by this measuring device. ) and. The evaluator, for example, compares the measured dimensions with the reference dimensions, calculates the degree of agreement between the two, and outputs this degree of agreement to the operation skill rank information acquisition unit 44 as product quality (processing quality).

これ以外の構成は、上述の「塗装品質」の場合と同様であるので、その説明を省略する。 The configuration other than this is the same as in the case of "painting quality" described above, so the explanation thereof will be omitted.

[作業品質ランクに関する構成]
ロボットシステム300Bは、一般に、各種のエラー検出システムを備えている。操作上手さランク情報取得部44は、ロボット本体1が行った作業に関連するエラーの発生数を作業品質として取得する。ロボット本体1が行った作業に関連するエラーとして、例えば、力センサ19によって検知される作業力が過大な場合に発生する作業力エラー、衝突センサ(図示せず)によって検知される衝突エラー、ロボット本体1が進入禁止領域に接近した場合に発生する進入禁止エラー、ロボット本体1の動作速度が過大な場合発生する速度エラーが挙げられる。
[Configuration related to work quality rank]
Robot system 300B generally includes various error detection systems. The operation skill rank information acquisition unit 44 acquires the number of errors related to the work performed by the robot body 1 as work quality. Errors related to the work performed by the robot body 1 include, for example, a work force error that occurs when the work force detected by the force sensor 19 is excessive, a collision error detected by a collision sensor (not shown), and a robot error. Examples include an entry prohibition error that occurs when the robot body 1 approaches a prohibited area, and a speed error that occurs when the operating speed of the robot body 1 is excessive.

図8Bは、図7の記憶部45に格納された作業品質と作業品質ランクとの対比テーブルを示す図である。 FIG. 8B is a diagram showing a comparison table of work quality and work quality rank stored in the storage unit 45 of FIG. 7.

図8Bを参照すると、この対比テーブルでは、例えば、作業品質が、「良い」、「やや良い」、「普通」、「やや悪い」、及び「悪い」の5つの段階に分類される。ロボット本体1が行った作業に関連するエラーの発生数が少ない程、作業品質が良いと評価される。各段階に対応する、ロボット本体1が行った作業に関連するエラーの発生数の範囲は、適宜、設定される。なお、各段階を、上記名称(ラベル)ではなく、上記エラーの発生数の範囲で表してもよい。 Referring to FIG. 8B, in this comparison table, for example, the work quality is classified into five stages: "good", "slightly good", "fair", "slightly bad", and "poor". The smaller the number of errors related to the work performed by the robot body 1, the better the quality of the work is evaluated. The range of the number of errors related to the work performed by the robot body 1 corresponding to each stage is set as appropriate. Note that each stage may be expressed not by the above name (label) but by the range of the number of errors that occur.

これらの5つの段階に、作業品質が良い順に、作業品質ランクA~Eが付与される。 Work quality ranks A to E are assigned to these five stages in descending order of work quality.

操作上手さランク情報取得部44は、このようにして求めた作業品質ランク(A~Eのいずれか)を含む音声情報を操作上手さランク情報として操作上手さランク情報提示器6に送る。 The operation skill rank information acquisition unit 44 sends the voice information including the work quality rank (any of A to E) obtained in this manner to the operation skill rank information presentation device 6 as operation skill rank information.

操作上手さランク情報提示器6は、ここではスピーカであり、受け取った作業品質ランクを含む情報を音声で操作者に報知する(提示する)。例えば、操作上手さランク情報提示器6は、「作業品質ランクA」と操作者に報知する。 The operation skill rank information presenter 6 is a speaker here, and notifies (presents) the received information including the work quality rank to the operator by voice. For example, the operation skill rank information presenter 6 notifies the operator of "work quality rank A".

操作者は、操作上手さランク情報提示器6によって報知される上記音声情報を聞くと、当該作業におけるロボット本体1の操作をより上手く行うように動機付けられる。その結果、操作者は、実際の作業を通じて、当該作業におけるロボット本体1の操作の上手さを向上させることができる。 When the operator listens to the audio information notified by the operation skill rank information presentation device 6, the operator is motivated to operate the robot body 1 more skillfully in the task. As a result, the operator can improve his skill in operating the robot body 1 during the actual work through the actual work.

(実施形態3)
本発明の実施形態3は、ロボット10が、動作モードとして、手動モード(操作者によって操作されるモード)の他に、自動モード及び修正自動モードを有する点で、実施形態1と相違し、その他の点は実施形態1と同じである。以下、この相違点を説明する。
(Embodiment 3)
Embodiment 3 of the present invention is different from Embodiment 1 in that the robot 10 has an automatic mode and a corrected automatic mode in addition to a manual mode (a mode operated by an operator) as operation modes, and other points. This point is the same as in the first embodiment. This difference will be explained below.

図9は、本発明の実施形態3に係るロボットシステムの制御系統の構成の一例を示す機能ブロック図である。図10は、図9の選択器及びロボット制御部の詳細な構成の一例を示す機能ブロック図である。図10において、矢印は、指令、信号、又はデータ(プログラムを含む)を示す。これらの矢印が示すものは、各機能ブロックの説明から自明であるので、参照符号の付与を省略する。 FIG. 9 is a functional block diagram showing an example of the configuration of a control system of a robot system according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 10 is a functional block diagram showing an example of a detailed configuration of the selector and robot control section of FIG. 9. In FIG. 10, arrows indicate commands, signals, or data (including programs). What these arrows indicate is self-evident from the description of each functional block, so reference numerals are omitted.

図9を参照すると、本実施形態のロボットシステム300Cは、選択器7を備える。図10を参照すると、選択器7は、モード選択部7aと、プログラム選択部7bと、を含む。 Referring to FIG. 9, the robot system 300C of this embodiment includes a selector 7. Referring to FIG. 10, the selector 7 includes a mode selection section 7a and a program selection section 7b.

ロボット制御部41は、修正動作プログラム生成部112と、プログラム格納部113と、自動指令部114と、指令切替部115と、調整部116と、を含む。また、調整部116は、制御部(図示せず)と、サーボアンプ(図示せず)と、を含む。 The robot control section 41 includes a modified operation program generation section 112, a program storage section 113, an automatic command section 114, a command switching section 115, and an adjustment section 116. Further, the adjustment section 116 includes a control section (not shown) and a servo amplifier (not shown).

選択器7は、データ入力装置で構成され、例えば、タッチパネル、調整つまみ、操作ボタン、操作レバー、又はタブレット等の情報端末で構成される。モード選択部7aは、操作者が、操作することによって、自動モード、修正自動モード、及び手動モードのいずれかを選択することが可能なように構成される。プログラム選択部7bは、操作者が、操作することによって、プログラム格納部113に格納されたプログラムを選択することが可能なように構成される。 The selector 7 is constituted by a data input device, for example, an information terminal such as a touch panel, an adjustment knob, an operation button, an operation lever, or a tablet. The mode selection unit 7a is configured so that the operator can select any one of automatic mode, corrected automatic mode, and manual mode by operating the mode selection unit 7a. The program selection unit 7b is configured to allow an operator to select a program stored in the program storage unit 113 by operating it.

修正動作プログラム生成部112、自動指令部114、指令切替部115、及び調整部の制御部は、制御器3を構成するメモリに格納された所定の動作プログラムを、制御器3を構成するプロセッサが実行することにより実現される機能ブロックである。プログラム格納部113は、制御器3を構成するメモリによって構成される。 The corrective operation program generation section 112, the automatic command section 114, the command switching section 115, and the control section of the adjustment section execute a predetermined operation program stored in the memory constituting the controller 3 so that the processor constituting the controller 3 This is a functional block that is realized by execution. The program storage section 113 is constituted by a memory that constitutes the controller 3.

プログラム格納部113には、オリジナル動作プログラムと、このオリジナル動作プログラムを修正した1以上の修正動作プログラムと、が格納される。 The program storage unit 113 stores an original operation program and one or more modified operation programs obtained by modifying the original operation program.

自動指令部114は、プログラム選択部で選択された動作プログラムをプログラム格納部113から読み出し、読み出した動作プログラムに従って自動動作指令を出力する。 The automatic command section 114 reads the operation program selected by the program selection section from the program storage section 113, and outputs an automatic operation command according to the read operation program.

指令切替部115は、モード選択部7aで選択されたモードに応じて、自動動作指令と操作器2から出力される操作指令とを切り替えて動作指令を出力する。具体的には、モード選択部7aで自動モードが選択されると、指令切替部115は、自動動作指令を動作指令として出力する。モード選択部7aで修正自動モードが選択されると、指令切替部115は、自動動作指令に操作指令を加算したものを動作指令として出力する。また、この動作指令を修正動作プログラム生成部112に送る。モード選択部7aで手動モードが選択されると、指令切替部115は、操作指令を動作指令として出力する。 The command switching unit 115 switches between an automatic operation command and an operation command output from the operating device 2 and outputs the operation command according to the mode selected by the mode selection unit 7a. Specifically, when the automatic mode is selected by the mode selection unit 7a, the command switching unit 115 outputs an automatic operation command as an operation command. When the automatic correction mode is selected by the mode selection unit 7a, the command switching unit 115 outputs the automatic operation command plus the operation command as the operation command. Further, this operation command is sent to the modified operation program generation section 112. When the manual mode is selected by the mode selection section 7a, the command switching section 115 outputs the operation command as an operation command.

調整部116の制御部は、指令切替部115から出力される動作指令とロボット本体1からフィードバックされる回転角(図示せず)とに応じた制御信号を生成する。調整部116のサーボアンプは、この制御信号と、ロボット本体1からフィードバックされる電流値とに応じた電流指令をロボット本体1の各関節のサーボモータに出力する。これにより、ロボット本体1が動作指令に従って動作する。なお、ロボット本体1からフィードバックされる回転角及び電流値は、それぞれ、ロボット本体1の各関節を駆動するサーボモータの回転角及び電流値である。 The control unit of the adjustment unit 116 generates a control signal according to the operation command output from the command switching unit 115 and the rotation angle (not shown) fed back from the robot body 1. The servo amplifier of the adjustment unit 116 outputs a current command according to this control signal and the current value fed back from the robot body 1 to the servo motors of each joint of the robot body 1. As a result, the robot body 1 operates according to the operation command. Note that the rotation angle and current value fed back from the robot body 1 are the rotation angle and current value of a servo motor that drives each joint of the robot body 1, respectively.

修正動作プログラム生成部112は、自動指令部114が読み出した動作プログラムを、指令切替部115から送られる動作指令が反映されたものとなるように修正して、修正動作プログラムを生成し、これをプログラム格納部113に格納する。 The modified action program generation unit 112 modifies the action program read by the automatic command unit 114 so that the action command sent from the command switching unit 115 is reflected, generates a modified action program, and then executes the modified action program. The program is stored in the program storage unit 113.

次に、以上のように構成された本実施形態のロボットシステムの動作を実施形態1の嵌合作業を例に取って説明する。 Next, the operation of the robot system of this embodiment configured as described above will be explained by taking the fitting operation of the first embodiment as an example.

オリジナル動作プログラムは、ロボット本体1によって、第1物品81の把持、作業開始検知器47上へのエンドエフェクタ17の移動、及び第2物品82の直上への第1物品の搬送を行った後、エンドエフェクタ17を降下させて第2物品82に第1物品81を嵌合させ、その後、第1物品81の解放、作業終了検知器48上へのエンドエフェクタ17の移動を行うように作成されている。また、自動モードでは、力センサ19が検知する力が所定の閾値を超えると、ロボット10は停止して信号待ち状態となり、この状態で、モード選択部7aからモード選択信号が出力されると、ロボット10は、そのモード選択信号に応じた動作モードで動作する。 In the original operation program, after the robot main body 1 grasps the first article 81, moves the end effector 17 onto the work start detector 47, and transports the first article directly above the second article 82, The end effector 17 is lowered to fit the first article 81 to the second article 82, and then the first article 81 is released and the end effector 17 is moved onto the work completion detector 48. There is. Further, in the automatic mode, when the force detected by the force sensor 19 exceeds a predetermined threshold, the robot 10 stops and enters a signal waiting state, and in this state, when a mode selection signal is output from the mode selection section 7a, The robot 10 operates in an operation mode according to the mode selection signal.

ここで、オリジナル動作プログラムに従ってロボット本体1を動作させた場合、第1物品81及び第2物品82の寸法が公差の略中心値であり、且つ、ロボット本体1による第1物品81の搬送誤差がごく小さい場合に、第2物品82への第1物品81の嵌合が成功すると仮定する。また、プログラム格納部113には1つの修正動作プログラムが格納されていて、この修正動作プログラムは、図4(a)において、第1物品81の位置が、第2物品82の直上から図面右方向に少しずれている場合に対応可能であると仮定する。 Here, when the robot body 1 is operated according to the original operation program, the dimensions of the first article 81 and the second article 82 are approximately the center value of the tolerance, and the conveyance error of the first article 81 by the robot body 1 is Assume that the fitting of the first article 81 to the second article 82 is successful if it is very small. Further, the program storage unit 113 stores one correction operation program, and this correction operation program is configured to change the position of the first article 81 from directly above the second article 82 to the right in the drawing in FIG. Assume that it is possible to deal with cases where there is a slight deviation from .

以下、図9及び図10を参照して、ロボット本体1の動作を具体的に場合分けして説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 9 and 10, the operation of the robot body 1 will be explained in detail by case.

<手動モードの場合>
操作者が手動モードを選択した場合、指令切替部115が、操作器2から出力される操作指令を動作指令として出力するので、ロボット本体1は、操作器2の操作に従って動作する。従って、この場合、実施形態1と同様の結果が得られる。
<For manual mode>
When the operator selects the manual mode, the command switching unit 115 outputs the operation command output from the operating device 2 as an operation command, so the robot body 1 operates according to the operation of the operating device 2. Therefore, in this case, the same results as in the first embodiment can be obtained.

<自動モード→オリジナル動作プログラム選択の場合>
操作者がモード選択部7aを操作して自動モードを選択し、且つ、プログラム選択部7bを操作してオリジナル動作プログラムを選択した場合、例えば、第1物品81の寸法が公差の上限値で第2物品82の寸法が公差の下限値である場合又はロボット本体1による第1物品81の搬送誤差が相当大きい場合に、ロボット本体1が第1物品81を第2物品82に向けて降下させると、第1物品81の胴部81bが第2物品82の貫通孔82aの縁に当接する。すると、ロボット10が停止し、信号待ち状態になる。この状態で、操作者が手動モードを選択すると、ロボット本体1は、操作器2の操作に従って動作する。操作者は、操作器2を操作して、ロボット本体1による残りの嵌合作業を完了する。
<In case of automatic mode → original operation program selection>
When the operator selects the automatic mode by operating the mode selection section 7a and selects the original operation program by operating the program selection section 7b, for example, if the dimensions of the first article 81 are within the upper limit of the tolerance. If the dimensions of the second article 82 are within the lower limit of the tolerance, or if the conveyance error of the first article 81 by the robot body 1 is considerably large, if the robot body 1 lowers the first article 81 toward the second article 82. , the body portion 81b of the first article 81 contacts the edge of the through hole 82a of the second article 82. Then, the robot 10 stops and enters a signal waiting state. In this state, when the operator selects the manual mode, the robot body 1 operates according to the operation of the operating device 2. The operator operates the operating device 2 to complete the remaining fitting work by the robot body 1.

<自動モード→修正動作プログラム選択の場合>
この場合、図4(a)において、第1物品81の位置が、第2物品82の直上から図面右方向に少しずれている場合には、修正動作プログラムに従ってロボット本体1がまさぐり動作を行い、残りの嵌合作業を自動的に完了する。
<In the case of automatic mode → corrective action program selection>
In this case, in FIG. 4A, if the position of the first article 81 is slightly shifted from directly above the second article 82 to the right in the drawing, the robot body 1 performs a groping operation according to the correction operation program, The remaining mating work will be completed automatically.

一方、図4(a)において、第1物品81の位置が、第2物品82の直上から図面右方向に以外の方向に少しずれている場合には、ロボット10が再度停止し、信号待ち状態になる。この場合、操作者が手動モードを選択すると、操作者が操作器2を操作して、ロボット本体1による残りの嵌合作業を完了することになる。一方、この場合に、修正自動モードを選択すると、次に述べるケースと同様になる。 On the other hand, in FIG. 4A, if the position of the first article 81 is slightly shifted from directly above the second article 82 in a direction other than the right direction in the drawing, the robot 10 stops again and enters a signal waiting state. become. In this case, when the operator selects the manual mode, the operator operates the operating device 2 to complete the remaining fitting work by the robot body 1. On the other hand, if the automatic correction mode is selected in this case, the result will be similar to the case described below.

<修正自動モード→オリジナル動作プログラム選択の場合>
この場合、「自動モード→オリジナル動作プログラム選択の場合」と同様に、第1物品81の寸法が公差の上限値で第2物品82の寸法が公差の下限値である場合又はロボット本体1による第1物品81の搬送誤差が相当大きい場合に、ロボット本体1が第1物品81を第2物品82に向けて降下させると、第1物品81の胴部81bが第2物品82の貫通孔82aの縁に当接するので、それ以降、操作者が操作器2を操作して、ロボット本体1による残りの嵌合作業を完了することになる。なお、このときの動作指令に基づいて、修正動作プログラム生成部が新たに修正動作プログラムを生成して、これをプログラム格納部113に格納するので、それ以降に、当該修正動作プログラムを選択することによって嵌合作業の効率が向上する。
<In the case of automatic correction mode → original operation program selection>
In this case, as in the case of "automatic mode → original operation program selection", if the dimensions of the first article 81 are the upper limit of the tolerance and the dimensions of the second article 82 are the lower limit of the tolerance, or if the robot body 1 When the conveyance error of the first article 81 is considerably large, when the robot main body 1 lowers the first article 81 toward the second article 82, the body 81b of the first article 81 is inserted into the through hole 82a of the second article 82. Since it comes into contact with the edge, the operator then operates the operating device 2 to complete the remaining fitting work by the robot body 1. Note that, based on the operation command at this time, the modified operation program generation section generates a new modified operation program and stores it in the program storage section 113, so that the modified operation program cannot be selected thereafter. This improves the efficiency of mating work.

<修正自動モード→修正動作プログラム選択の場合>
この場合、嵌合作業が、選択された修正動作プログラムが対応可能な態様である場合、ロボット本体1によって自動的に嵌合作業が遂行される。一方、嵌合作業が、選択された修正動作プログラムが対応不可能な態様である場合、操作者が操作器2を操作して修正動作プログラムによるロボット本体1の動作を修正しながら嵌合作業を遂行する。この場合も、このときの動作指令に基づいて新たに修正動作プログラムが生成されてプログラム格納部113に格納され、それ以降に、当該修正動作プログラムを選択することによって嵌合作業の効率が向上する。
<In the case of automatic correction mode → correction operation program selection>
In this case, if the fitting operation is compatible with the selected correction operation program, the robot main body 1 automatically performs the fitting operation. On the other hand, if the mating work is in a manner that cannot be handled by the selected modification operation program, the operator operates the controller 2 to perform the mating work while modifying the operation of the robot body 1 according to the modification operation program. carry out. In this case as well, a new correction operation program is generated based on the operation command at this time and stored in the program storage section 113, and from then on, the efficiency of the mating work is improved by selecting the correction operation program. .

<操作上手さランク情報による作用効果>
以上に説明した各嵌合作業について、実施形態1と同様にロボット本体1の作業時間が算出され、それ基づいて、操作上手さランク情報が生成されて操作者に提示される。
<Effects based on operational proficiency rank information>
For each of the fitting operations described above, the operating time of the robot body 1 is calculated as in the first embodiment, and based on the operating time, operational skill rank information is generated and presented to the operator.

この場合、操作者のロボット本体1の操作の上手さだけでなく、ロボット10の動作モードの選択によって、ロボット本体1の作業量及び作業時間(作業速度)が左右され、ひいては、ロボット本体1の操作の上手さが左右される。一方、操作者は、操作上手さランク情報によって、ロボット本体1の操作の上手さを向上させるように動機付けられる。その結果、実際の作業を通じて、操作者の適切な動作モードの選択を含む操作の上手さを向上させることができる。 In this case, the amount of work and working time (work speed) of the robot body 1 is influenced not only by the operator's skill in operating the robot body 1 but also by the selection of the operation mode of the robot 10, and in turn, the amount of work and work time (work speed) of the robot body 1 is affected. It depends on how well you operate. On the other hand, the operator is motivated to improve his/her skill in operating the robot body 1 based on the operating skill rank information. As a result, the operator's skill in operation, including selection of an appropriate operation mode, can be improved through actual work.

(実施形態4)
本発明の実施形態4は、実施形態3において、ロボット10が修正自動モードのみを有し、且つ、ロボット制御部41が、修正動作プログラム生成部112及びプログラム格納部113に代えて、操作指令を機械学習する学習部を備えるものである。より詳しく説明すると、実施形態3のロボットシステム300Cにおいて、選択器7が除かれ、自動指令部114は、「基本動作指令部」として機能し、基本動作プログラムを格納していて、この基本動作プログラムに従って自動動作指令を出力する。指令切替部115は、「動作指令部」として機能し、この自動動作指令に学習部が出力する自動動作修正指令と操作器2が出力する操作指令とを加算したものを動作指令として出力する。学習部は、学習時には、自動動作修正指令と操作指令とを加算したものを、ロボット本体1のエンドエフェクタ17の位置データ(回転角)及び力データ(力センサ19の検出値)と対応させて、機械学習する。また、学習部は、動作時には、現時点におけるロボット本体1のエンドエフェクタ17の位置データ及び力データを入力されると、それまでの機械学習に基づいて、この入力に対応する自動動作修正指令を出力する。この機械学習によって、操作者のロボット本体1を操作して所定の作業を遂行する技能が、実際の作業を通じて、ロボットシステムに伝承される。
(Embodiment 4)
Embodiment 4 of the present invention differs from Embodiment 3 in that the robot 10 has only an automatic correction mode, and the robot control section 41 issues an operation command instead of the correction operation program generation section 112 and the program storage section 113. It is equipped with a learning section that performs machine learning. To explain in more detail, in the robot system 300C of the third embodiment, the selector 7 is removed, and the automatic command section 114 functions as a "basic motion command section" and stores a basic motion program. Automatic operation command is output according to the following. The command switching section 115 functions as a "motion command section" and outputs the sum of the automatic motion command, the automatic motion correction command outputted by the learning section, and the operation command outputted from the operating device 2 as a motion command. During learning, the learning unit associates the sum of the automatic motion correction command and the operation command with the position data (rotation angle) and force data (detection value of the force sensor 19) of the end effector 17 of the robot body 1. , machine learning. In addition, during operation, when the learning unit receives the current position data and force data of the end effector 17 of the robot body 1, it outputs an automatic movement correction command corresponding to this input based on the machine learning up to that point. do. Through this machine learning, the skill of the operator to operate the robot body 1 and perform a predetermined task is transferred to the robot system through actual tasks.

そして、この実際の作業において、操作者が操作上手さランク情報によって、ロボット本体の操作の上手さを向上させるように動機付けられる。その結果、操作者のより上手くロボット本体を操作する技能が、実際の作業を通じて、ロボットシステムに伝承される。 In this actual work, the operator is motivated to improve the skill in operating the robot main body based on the operating skill rank information. As a result, the operator's skills to better operate the robot body are transferred to the robot system through actual work.

(実施形態5)
本発明の実施形態5は、実施形態1~4のいずれかにおいて、作業撮像器4及び作業画像表示器5が省略されて構成される。本実施形態のロボットシステムは、操作者がロボット本体1の近傍でロボット本体1による作業を目視で確認しながらロボット本体1を操作することができる作業環境に適用される。このような作業環境として、人とロボットとが共存して作業を行う作業環境が例示される。
(Embodiment 5)
Embodiment 5 of the present invention is configured by omitting the work imager 4 and the work image display 5 in any of Embodiments 1 to 4. The robot system of this embodiment is applied to a work environment where an operator can operate the robot body 1 while visually checking the work performed by the robot body 1 near the robot body 1. An example of such a work environment is a work environment where humans and robots work together.

(その他の実施形態)
実施形態1及び2では、所定作業として、2つの物品の嵌合を例示したが、所定作業は、ロボットによって自動的に行うよりも、人がロボットを操作して行う方が、良好な結果が得られる作業であればよい。例えば、所定作業として、自動化が難しい溶接作業、自動化が難しい塗装作業等が挙げられる。
(Other embodiments)
In Embodiments 1 and 2, fitting of two articles was illustrated as a predetermined task, but better results can be obtained if the predetermined task is performed by a human operating a robot rather than automatically by a robot. Any work that can be done is fine. For example, the predetermined work includes welding work that is difficult to automate, painting work that is difficult to automate, and the like.

また、実施形態1において、操作上手さランク情報取得部44が、「作業短さランク」及び「作業力小ささランク」の一方のみを生成し、これを操作上手さランク情報提示器6に送ってもよい。 Further, in the first embodiment, the operational skill rank information acquisition unit 44 generates only one of the “work shortness rank” and the “work force small rank” and sends this to the operational skill rank information presentation device 6. You can.

また、実施形態2において、操作上手さランク情報取得部44が、「製品品質ランク」及び「作業品質ランク」の一方のみを生成し、これを操作上手さランク情報提示器6に送ってもよい。 Further, in the second embodiment, the operation skill rank information acquisition unit 44 may generate only one of the "product quality rank" and the "work quality rank" and send this to the operation skill rank information presentation device 6. .

また、実施形態1~5のいずれかにおいて、操作器2への力データの反映を省略してもよい。 Furthermore, in any of the first to fifth embodiments, reflection of the force data on the operating device 2 may be omitted.

また、実施形態2又は5において、実施形態3と同様に、選択器7を設けるとともにロボット制御部41を図10に示すように構成してもよい。 Further, in the second embodiment or the fifth embodiment, as in the third embodiment, the selector 7 may be provided and the robot control section 41 may be configured as shown in FIG. 10.

また、実施形態2又は5において、ロボット制御部41を実施形態4と同様に構成してもよい。 Furthermore, in the second or fifth embodiment, the robot control section 41 may be configured in the same manner as in the fourth embodiment.

上記説明から、当業者にとっては、多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきである。 From the above description, many improvements and other embodiments will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the above description should be construed as illustrative only.

本発明のロボットシステムは、実際の作業を通じて、ロボット本体の操作の上手さを向上させることが可能なロボットシステムとして有用である。 The robot system of the present invention is useful as a robot system that can improve the skill of operating the robot body through actual work.

1 ロボット本体
2 操作器
3 制御器
4 作業撮像器
5 作業画像表示器
6 操作上手さランク情報提示器
7 選択器
7a モード選択部
7b プログラム選択部
10 ロボット
17 エンドエフェクタ
19 力センサ
41 ロボット制御部
42 操作器制御部
43 表示制御部
44 操作上手さランク情報取得部
45 記憶部
47 作業開始検知器
48 作業終了検知器
49 製品品質取得器
81 第1物品
82 第2物品
112 修正動作プログラム生成部
113 プログラム格納部
114 自動指令部
115 指令切替部
116 調整部
300A~300C ロボットシステム
1 Robot body 2 Operator 3 Controller 4 Work imager 5 Work image display 6 Operator skill rank information presenter 7 Selector 7a Mode selection unit 7b Program selection unit 10 Robot 17 End effector 19 Force sensor 41 Robot control unit 42 Operator control section 43 Display control section 44 Operator skill rank information acquisition section 45 Storage section 47 Work start detector 48 Work end detector 49 Product quality acquisition device 81 First article 82 Second article 112 Modification operation program generation section 113 Program Storage section 114 Automatic command section 115 Command switching section 116 Adjustment section 300A to 300C Robot system

Claims (5)

作業を行うロボット本体と、
前記ロボット本体による作業を撮像する作業撮像器と、
操作指令に応じて前記ロボット本体の動作を制御するロボット制御部と、
前記ロボット本体から離れた位置に配置され、操作者の操作に応じて前記操作指令を前記ロボット制御部に送る操作器と、
前記操作器の近傍に配置され、前記作業撮像器によって撮像された前記ロボット本体による作業の画像である作業画像を表示する作業画像表示器と、
前記ロボット本体による作業における前記操作者による前記ロボット本体の操作の上手さをランク付けした情報である操作上手さランク情報を取得する操作上手さランク情報取得部と、
前記操作器の近傍に配置され、前記操作上手さランク情報取得部が取得した前記操作上手さランク情報を前記操作者に提示する操作上手さランク情報提示器と、を備え、
前記ロボット制御部は、基本動作プログラムに従って自動動作指令を出力する基本動作指令部と、機械学習に基づいて自動動作修正指令を出力する学習部と、前記自動動作指令と前記自動動作修正指令と前記操作指令とを加算して動作指令を出力する動作指令部と、を備え、
前記学習部は、前記自動動作指令と前記操作指令とを加算したものを、前記ロボット本体のエンドエフェクタの位置データ及び前記エンドエフェクタに加わる力のデータと対応させて機械学習し、
前記操作上手さランク情報が、前記ロボット本体が行った作業に要した時間の短さのランクである作業時間短さランク、前記ロボット本体が行った作業に要した力の小ささのランクである作業力小ささランク、前記ロボット本体が行った作業によって製造された製品の品質の良さのランクである製品品質ランク、及び、前記ロボット本体が行った作業の品質のランクである作業品質ランクのうちの少なくとも1つを含む、ロボットシステム。
The robot body that performs the work,
a work imager that images the work performed by the robot main body;
a robot control unit that controls the operation of the robot body according to an operation command;
an operator disposed at a position remote from the robot main body, and transmits the operation command to the robot control unit in response to an operation by an operator;
a work image display that is disposed near the operating device and displays a work image that is an image of the work performed by the robot body captured by the work imager;
an operating skill rank information acquisition unit that obtains operating skill rank information that is information ranking the skill of operating the robot main body by the operator during work with the robot main body;
an operating skill rank information presenting device disposed near the operating device and presenting the operating skill rank information acquired by the operating skill rank information acquisition unit to the operator;
The robot control section includes a basic motion command section that outputs an automatic motion command according to a basic motion program, a learning section that outputs an automatic motion modification command based on machine learning, and a basic motion command section that outputs an automatic motion modification command based on machine learning. an operation command section that adds the operation command and outputs the operation command;
The learning unit performs machine learning on the sum of the automatic operation command and the operation command in association with position data of an end effector of the robot body and data of a force applied to the end effector,
The operation skill rank information is a shortness of work time rank, which is a rank of the shortness of time required for the work performed by the robot main body, and a rank of the small force required for the work performed by the robot main body. A small work force rank, a product quality rank that is a rank of the quality of the product manufactured by the work performed by the robot body, and a work quality rank that is a rank of the quality of the work performed by the robot body. A robotic system comprising at least one of:
前記作業時間短さランクは、作業開始検知器によって検知される作業開始情報と作業終了検知器によって検知される作業終了情報とに基づいて、前記操作上手さランク情報取得部によって決定され、
前記作業力小ささランクは、前記ロボット本体の力センサによって検出される力のデータの最大値に基づいて、前記操作上手さランク情報取得部によって決定され、
前記製品品質ランクは、前記製品に対する製品品質取得器の検出結果に基づいて、前記操作上手さランク情報取得部によって決定され、
前記作業品質ランクは、前記ロボット本体が行った作業に関連するエラーの発生数に基づいて、前記操作上手さランク情報取得部によって決定される、請求項1に記載のロボットシステム。
The work time shortness rank is determined by the operation skill rank information acquisition unit based on work start information detected by a work start detector and work end information detected by a work end detector,
The working force rank is determined by the operating skill rank information acquisition unit based on the maximum value of force data detected by the force sensor of the robot main body,
The product quality rank is determined by the operation skill rank information acquisition unit based on the detection result of the product quality acquisition device for the product,
The robot system according to claim 1, wherein the work quality rank is determined by the operation skill rank information acquisition unit based on the number of errors related to the work performed by the robot main body.
作業を行うロボット本体と、
操作指令に応じて前記ロボット本体の動作を制御するロボット制御部と、
操作者の操作に応じて前記操作指令を前記ロボット制御部に送る操作器と、
前記ロボット本体による作業における前記操作者による前記ロボット本体の操作の上手さをランク付けした情報である操作上手さランク情報を取得する操作上手さランク情報取得部と、
前記操作上手さランク情報取得部が取得した前記操作上手さランク情報を前記操作者に提示する操作上手さランク情報提示器と、を備え、
前記ロボット制御部は、基本動作プログラムに従って自動動作指令を出力する基本動作指令部と、機械学習に基づいて自動動作修正指令を出力する学習部と、前記自動動作指令と前記自動動作修正指令と前記操作指令とを加算して動作指令を出力する動作指令部と、を備え、
前記学習部は、前記自動動作指令と前記操作指令とを加算したものを、前記ロボット本体のエンドエフェクタの位置データ及び前記エンドエフェクタに加わる力のデータと対応させて機械学習する、ロボットシステム。
The robot body that performs the work,
a robot control unit that controls the operation of the robot body according to an operation command;
an operator that sends the operation command to the robot control unit in response to an operation by an operator;
an operating skill rank information acquisition unit that obtains operating skill rank information that is information ranking the skill of operating the robot main body by the operator during work with the robot main body;
an operation skill rank information presenter that presents the operation skill rank information acquired by the operation skill rank information acquisition unit to the operator;
The robot control section includes a basic motion command section that outputs an automatic motion command according to a basic motion program, a learning section that outputs an automatic motion modification command based on machine learning, and a basic motion command section that outputs an automatic motion modification command based on machine learning. an operation command section that adds the operation command and outputs the operation command;
The learning unit performs machine learning by making the sum of the automatic operation command and the operation command correspond to position data of an end effector of the robot body and data of a force applied to the end effector.
前記ロボット本体が行う作業が、繰り返し行われる所定作業である、請求項1乃至のいずれかに記載のロボットシステム。 The robot system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the work performed by the robot body is a predetermined work that is repeatedly performed. 前記ロボット本体と前記ロボット制御部とを備えるロボットが、
前記ロボット制御部が前記操作指令に応じて前記ロボット本体の動作を制御する手動モードと、
前記ロボット制御部が所定の動作プログラムに応じて前記ロボット本体の動作を制御する自動モードと、
前記ロボット制御部が前記操作指令と前記所定の動作プログラムとに応じて前記ロボット本体の動作を制御する修正自動モードと、
を有し、且つ、
前記ロボット制御部が、前記修正自動モードにおいて、前記所定の動作プログラムを前記操作指令が反映されたものとなるように修正し、この修正した所定の動作プログラムを、以降の修正自動モードにおいて、前記所定の動作プログラムに代えて用いる、請求項1乃至のいずれかに記載のロボットシステム。
A robot including the robot main body and the robot control section,
a manual mode in which the robot control unit controls the operation of the robot body according to the operation command;
an automatic mode in which the robot control unit controls the operation of the robot body according to a predetermined operation program;
a modified automatic mode in which the robot control unit controls the operation of the robot body according to the operation command and the predetermined operation program;
has, and
The robot control unit corrects the predetermined operation program in the correction automatic mode so that the operation command is reflected, and in the subsequent correction automatic mode, the robot control unit corrects the predetermined operation program in the correction automatic mode. 5. The robot system according to claim 1, wherein the robot system is used in place of a predetermined operation program.
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