JP7483321B2 - 制御装置、制御方法、ロボットシステム、物品の製造方法、表示装置、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
また、本発明の制御方法は、ユーザによってダイレクトティーチング可能なロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力に関する情報を第1情報として取得する第1センサと、前記所定部位の位置に関する情報を第2情報として取得する第2センサと、を備えるロボットシステムの制御方法であって、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第1センサからの前記第1情報と前記第2センサからの前記第2情報とを取得し、前記第1情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力に関する情報を取得し、前記接触力に関する情報に基づき、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第2情報において、前記ロボットアームを位置制御する第1区間と、前記ロボットアームを力制御する第2区間と、を設定することを特徴とする。
また、本発明の物品の製造方法は、上記のロボットシステムを用いて物品の製造を行うことを特徴とする。
また、本発明の表示装置は、ユーザによってダイレクトティーチング可能なロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力に関する情報を第1情報として取得する第1センサと、前記所定部位の位置に関する情報を第2情報として取得する第2センサと、を備えるロボットシステムに関する情報を表示する表示装置であって、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第1センサからの前記第1情報と前記第2センサからの前記第2情報とを取得し、前記第1情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力に関する情報を取得し、前記接触力に関する情報に基づき、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第2情報において設定される、前記ロボットアームを位置制御する第1区間と、前記ロボットアームを力制御する第2区間と、を表示部に表示することを特徴とする。
また、本発明の制御方法は、ユーザによってダイレクトティーチング可能なロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力に関する情報を第1情報として取得する第1センサと、前記所定部位の位置に関する情報を第2情報として取得する第2センサと、を備えるロボットシステムに関する情報を表示する表示装置の制御方法であって、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第1センサからの前記第1情報と前記第2センサからの前記第2情報とを取得し、前記第1情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力に関する情報を取得し、前記接触力に関する情報に基づき、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第2情報において設定される、前記ロボットアームを位置制御する第1区間と、前記ロボットアームを力制御する第2区間と、を表示部に表示することを特徴とする。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係るロボット装置の説明図である。図1に示すロボットシステムとしてのロボット装置100は、ロボット200と、ロボット200を制御する制御装置の一例である制御システム300と、を備える。制御システム300は、ロボット制御装置350及びサーボ制御装置360を有する。
図14は、第2実施形態に係るロボット装置100Aの説明図である。第1実施形態では、第2センサである複数のトルクセンサであり、ロボットアーム201の各関節に配置される場合について説明した。第2実施形態では、第2センサが力覚センサ252Aである。力覚センサ252Aは、ロボットアーム201の先端とハンドリング部203との間に配置されているのが好ましい。本実施形態では、力覚センサ252Aは、ハンドリング部203に内蔵されている。力覚センサ252Aは、力覚センサ251と同様の構成である。力覚センサ252Aは、ハンドリング部203にかかる力に応じた信号をロボット制御装置350に所定の周期で出力する。第2実施形態においても、第1実施形態と同様、力覚センサ252Aを用いて測定される力F2から力覚センサ251を用いて測定される力F1を差し引くことで、操作力Fを算出することができる。
図15は、第3実施形態に係るロボット装置100Bの説明図である。第1実施形態では、第1センサである力覚センサ251を、ロボット200に搭載した場合について説明した。第3実施形態では、第1センサは、作業対象物W22を載置するベースBに設けられた力覚センサ251Bである。力覚センサ251Bは、第1実施形態で説明した力覚センサ251と同様の構成である。
ついで、第4実施形態について、図16乃至図18(b)に基づいて説明をする。なお、以下の説明において、第1実施形態に対して異なる点についてのみ説明をし、第1実施形態と同様の構成については、同様の参照符号を用いることによって、その説明を省略する。図16は、第4実施形態に係るロボット装置の制御系を示すブロック図である。図16に示すように、本実施の形態では、バス310にI/O315を介して操作装置254が接続されている。即ち、操作装置254がロボット制御装置350と接続されており、このロボット制御装置350を介して、ロボット200の位置姿勢情報や力覚センサ251やトルクセンサ252などからの力センサ情報を操作装置254が取得できるように構成されている。
ついで、第5実施形態を図19に基づいて説明をする。なお、以下の説明では、第4実施形態と異なる点についてのみ説明し、同様の構成については、同じ参照符号を付すことによってその説明を省略する。本実施の形態では、表示部256において、時系列生データと時系列教示データが時間軸を合わせて並べて表示されないように構成されている。例えば、図19に示すように、不要な動作など時系列教示データの時間軸を一部圧縮し、時間軸のデータの短縮量が分かり易いように区間の対応箇所が認識できるような対応線400を表示している。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Claims (40)
- ユーザによってダイレクトティーチング可能なロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力に関する情報を第1情報として取得する第1センサと、前記所定部位の位置に関する情報を第2情報として取得する第2センサと、を備えるロボットシステムの制御装置であって、
前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第1センサからの前記第1情報と前記第2センサからの前記第2情報とを取得し、
前記第1情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力に関する情報を取得し、
前記接触力に関する情報に基づき、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第2情報において、前記ロボットアームを位置制御する第1区間と、前記ロボットアームを力制御する第2区間と、を設定する、
ことを特徴とする制御装置。 - 前記ロボットアームは、前記ユーザによって操作可能なハンドリング部を備え、
前記ハンドリング部を操作することで前記ダイレクトティーチングを実行可能である、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 前記ロボットシステムは、前記ハンドリング部に作用する力に関する情報を第3情報として取得する第3センサを備え、
前記制御装置は、
前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第3センサからの前記第3情報を取得し、
前記第1情報と前記第3情報とに基づき、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における、前記ユーザによって前記ハンドリング部に与えられている操作力に関する情報を取得する、
ことを特徴とする請求項2に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記操作力に関する情報に基づいて、前記第2区間において前記ロボットアームを力制御するための力制御データを取得する、
ことを特徴とする請求項3に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第2情報に基づいて、前記第1区間において前記ロボットアームを位置制御するための位置制御データを取得する、
ことを特徴とする請求項4に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第1区間では前記位置制御データと前記第2センサとに基づいて前記ロボットアームを位置制御し、前記第2区間では前記位置制御データと前記力制御データと前記第1センサおよびまたは前記第3センサとに基づいて前記ロボットアームを力制御する、
ことを特徴とする請求項5に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第2情報の2点間を所定の補間方法で補間することで前記位置制御データを取得する、
ことを特徴とする請求項5または6に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第1区間における前記第2情報に基づく前記所定部位の軌道を単純化して前記位置制御データを取得する、
ことを特徴とする請求項5または6に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第2区間における前記操作力に関する情報を周波数分析することで、前記第2区間を複数区間に分割する、
ことを特徴とする請求項3から8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記周波数分析によって取得される周波数の変化点の位置を、前記複数区間を区切る位置とする、
ことを特徴とする請求項9に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第2区間における前記操作力に関する情報の変化の大きさに基づき、前記第2区間を複数区間に分割する、
ことを特徴とする請求項3から8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記複数区間において、前記変化の大きさが閾値を下回り、かつ所定回数連続している区間における前記操作力に関する情報を補正する、
ことを特徴とする請求項11に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第2区間において、前記操作力に関する情報の方向が反転し前記反転が連続している区間における前記操作力に関する情報は補正しない、
ことを特徴とする請求項3から8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第2区間において、前記操作力に関する情報の正負が反転している区間における前記操作力に関する情報は補正しない、
ことを特徴とする請求項3から8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第2区間において、前記操作力に関する情報の正負は反転していないが、終点の前記操作力に関する情報が所定範囲内である区間における前記操作力に関する情報は補正しない、
ことを特徴とする請求項3から8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第2区間において、前記操作力に関する情報の正負は反転していないが、終点の前記操作力に関する情報が所定範囲外である区間における前記操作力に関する情報は補正する、
ことを特徴とする請求項3から8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第2区間において、前記操作力に関する情報が継続的に変動しているが変化が無いまたは変化の回数が所定回数以下となっている区間は、探り動作区間と判定する、
ことを特徴とする請求項3から8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記接触力に関する情報がゼロと判定される区間を前記第1区間とし、前記接触力に関する情報がゼロ以外と判定される区間を前記第2区間とする、
ことを特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記操作力に関する情報を平滑化し、この平滑化された操作力に関する情報に基づいて前記力制御データを取得する、
ことを特徴とする請求項4から8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第2区間における前記操作力に関する情報を、前記操作力に関する情報の変動に基づき、補正して前記力制御データとして取得する区間の情報と、前記補正を行わずに前記力制御データとして取得する区間の情報と、に分ける、
ことを特徴とする請求項4から8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記制御装置は、
前記第1情報、前記第2情報、前記第3情報に基づいて、前記ロボットアームの教示時のやり直し動作の有無を判定し、前記やり直し動作が有ると判定した場合には、失敗時の動作については、再現しないように前記力制御データを取得する、
ことを特徴とする請求項4から8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記第1センサは、前記ハンドリング部と、前記ロボットアームに支持されるエンドエフェクタとの間に設けられた力センサである、
ことを特徴とする請求項2に記載の制御装置。 - 前記第3センサは、前記ロボットアームと前記ハンドリング部との間に設けられた力センサである、
ことを特徴とする請求項3から8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記第1センサは、前記第3センサよりも、前記ロボットアームの先端部寄りに配設されている、
ことを特徴とする請求項3から8のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記第1区間および前記第2区間に対応した表示情報を表示部に出力する出力手段を備えた、
ことを特徴とする請求項1から24のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記出力手段は、前記表示部に対して前記表示情報を、前記第1区間と前記第2区間とを識別可能な時系列情報として表示する、
ことを特徴とする請求項25に記載の制御装置。 - 前記ユーザからの操作を受け付けて、前記表示部に表示されている表示情報に対する変更操作を可能に制御する操作部と、
前記変更操作に基づき前記第1区間または前記第2区間を更新する更新手段と、を備えた、
ことを特徴とする請求項25または26に記載の制御装置。 - 前記操作部は、前記第1区間または前記第2区間を独立して選択可能であり、選択した区間ごとに変更操作が可能となっている、
ことを特徴とする請求項27に記載の制御装置。 - 前記操作部は、前記第1区間をさらに細分化した第1細区間または前記第2区間をさらに細分化した第2細区間をそれぞれ独立して選択可能であり、選択した区間ごとに変更操作が可能となっている、
ことを特徴とする請求項27または28に記載の制御装置。 - 前記操作部は、前記表示部に表示される期間の時間幅を変更可能に構成されている、
ことを特徴とする請求項27から29のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記操作部は、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している際に取得するべき情報を選択可能な選択部を有する、
ことを特徴とする請求項27から30のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記表示部はタッチパネルを備えており、前記変更操作は、前記タッチパネルの操作に基づき実行可能となっている、
ことを特徴とする請求項27から31のいずれか1項に記載の制御装置。 - 前記第1区間は前記ダイレクトティーチングにより教示した前記所定部位の動作を実行する際に前記位置制御を実行する区間であり、前記第2区間は前記ダイレクトティーチングにより教示した前記所定部位の動作を実行する際に前記力制御を実行する区間である、
ことを特徴とする請求項1から32のいずれか1項に記載の制御装置。 - ユーザによってダイレクトティーチング可能なロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力に関する情報を第1情報として取得する第1センサと、前記所定部位の位置に関する情報を第2情報として取得する第2センサと、制御装置と、を備えるロボットシステムであって、
前記制御装置が、
前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第1センサからの前記第1情報と前記第2センサからの前記第2情報とを取得し、
前記第1情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力に関する情報を取得し、
前記接触力に関する情報に基づき、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第2情報において、前記ロボットアームを位置制御する第1区間と、前記ロボットアームを力制御する第2区間と、を設定する、
ことを特徴とするロボットシステム。 - ユーザによってダイレクトティーチング可能なロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力に関する情報を第1情報として取得する第1センサと、前記所定部位の位置に関する情報を第2情報として取得する第2センサと、を備えるロボットシステムの制御方法であって、
前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第1センサからの前記第1情報と前記第2センサからの前記第2情報とを取得し、
前記第1情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力に関する情報を取得し、
前記接触力に関する情報に基づき、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第2情報において、前記ロボットアームを位置制御する第1区間と、前記ロボットアームを力制御する第2区間と、を設定する、
ことを特徴とする制御方法。 - 請求項34に記載のロボットシステムを用いて物品の製造を行うことを特徴とする物品の製造方法。
- ユーザによってダイレクトティーチング可能なロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力に関する情報を第1情報として取得する第1センサと、前記所定部位の位置に関する情報を第2情報として取得する第2センサと、を備えるロボットシステムに関する情報を表示する表示装置であって、
前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第1センサからの前記第1情報と前記第2センサからの前記第2情報とを取得し、
前記第1情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力に関する情報を取得し、
前記接触力に関する情報に基づき、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第2情報において設定される、前記ロボットアームを位置制御する第1区間と、前記ロボットアームを力制御する第2区間と、を表示部に表示する、
ことを特徴とする表示装置。 - ユーザによってダイレクトティーチング可能なロボットアームと、前記ロボットアームの所定部位に作用する力に関する情報を第1情報として取得する第1センサと、前記所定部位の位置に関する情報を第2情報として取得する第2センサと、を備えるロボットシステムに関する情報を表示する表示装置の制御方法であって、
前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第1センサからの前記第1情報と前記第2センサからの前記第2情報とを取得し、
前記第1情報に基づき、前記所定部位と周辺物との接触によって生じる接触力に関する情報を取得し、
前記接触力に関する情報に基づき、前記ダイレクトティーチングにより前記所定部位が移動している間における前記第2情報において設定される、前記ロボットアームを位置制御する第1区間と、前記ロボットアームを力制御する第2区間と、を表示部に表示する、
ことを特徴とする制御方法。 - 請求項35または38に記載の制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。
- 請求項39に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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