JPH08132372A - Control method for robot - Google Patents

Control method for robot

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JPH08132372A
JPH08132372A JP27322394A JP27322394A JPH08132372A JP H08132372 A JPH08132372 A JP H08132372A JP 27322394 A JP27322394 A JP 27322394A JP 27322394 A JP27322394 A JP 27322394A JP H08132372 A JPH08132372 A JP H08132372A
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robot
arm
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Application number
JP27322394A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhito Matsuhira
信人 松日楽
Original Assignee
Toshiba Corp
株式会社東芝
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To surely feedback to an operator force and torque information that a slave arm receives without adopting a bilateral control method. CONSTITUTION: Image display is carried out on a display 12 by putting the moving image information of the position of an arm tip portion obtained from a camera 5 fitted to a robot together upon force and torque information to act on an arm tip portion obtained from a force and torque sensor 7. An operator who conducts work while looking at the display 12, can simultaneously confirm on the display 12 in which direction of an arm 3 load is acting at present, and can execute work so as not to impose overload on the arm 3.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明はロボットの制御方法に係り、特にオペレータに対して力・トルク情報をフィードバックする機能を有するロボットの制御方法に関する。 The present invention relates relates to a robot control method, a control method for a robot, in particular having a function of feeding back the force-torque information to the operator.

【0002】 [0002]

【従来の技術】ロボットを遠隔操作する場合、オペレータが操作するマスタアームに追従するように遠隔地のスレーブアームを駆動する、いわゆるマスタスレーブ方式を採用することが知られている。 BACKGROUND ART When a robot is remotely operated to drive the remote slave arm so as to follow the master arm operated by an operator, it is known to employ a so-called master-slave scheme.

【0003】このようなマスタスレーブ方式では、スレーブアームが作業対象物や周囲の環境から受ける反力をマスタアームにフィードバックするというバイラテラル制御を用いているため、オペレータが遠隔地の作業状況を感覚的に把握することができ、作業対象物やスレーブアーム等に過負荷を与えることなく作業を行うことができるといった特徴がある。 In such a master-slave scheme, due to the use of bilateral control of feeding back the reaction force slave arm receives from the work object and the surrounding environment to the master arm, senses the working status of the remote operator manner can be grasped, it is characterized such operation can be performed without overloading the work object and the slave arm and the like.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようなバイラテラル制御方式では、フィードバックされた反力に応じてマスタアームを駆動するためのアクチュエータ(モータや減速機など)を必要とするため、マスタアームの構造は大きく複雑となってしまう。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in such a bilateral control system, because it requires an actuator (such as a motor or reduction gear) for driving the master arm in response to the reaction force fed back, the master the structure of the arm becomes large and complex. そのため、 for that reason,
ジョイスティックなどの簡単な操縦装置では力・トルク情報を得ることができず、マスタアームとして利用することには制限があった。 A simple operating device, such as a joystick can not gain strength torque information, the be used as a master arm been limited.

【0005】また、力・トルク情報をフィードバックする場合には、物体の剛性によっては制御系が不安定になりやすく、制御系全体が振動してしまい作業遂行が困難となってしまっていた。 Further, when feeding back the force-torque information is likely to be unstable control system by a rigid object, the overall control system has fallen into a difficult task execution causes to vibrate.

【0006】そこで本発明では、バイラテラル制御方式を採用することなくスレーブアームの受ける力・トルク情報を確実にオペレータにフィードバックすることが可能なロボットの制御方法の提供を目的とする。 [0006] Therefore, in the present invention has an object to provide a robot control method which can be fed back to ensure the operator the force-torque information received by the slave arm without employing a bilateral control system.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために本発明は、ロボットのアーム先端部の位置情報を画像表示するとともに、この画像情報に対して前記アーム先端部に作用する力・トルク情報を重ね合わせて画像表示するロボットの制御方法とした。 The present invention in order to achieve the above object In order to achieve the above, as well as an image display position information of the arm tip of the robot, force-acting on the arm tip portion with respect to the image information and the control method of the robot to image display by superposing the torque information.

【0008】また、ロボットのアーム先端部の位置の動画像情報に対して、前記アーム先端部に作用する力・トルク情報を重ね合わせて画像表示するロボットの制御方法とした。 Further, on the moving image information of the position of the arm tip of the robot, and a robot control method of displaying images by superimposing the force-torque information acting on the arm tip.

【0009】また、ロボットに取り付けられたカメラから得られたアーム先端部の画像情報に、前記ロボットに取り付けられた力・トルクセンサから得られた前記アーム先端部に作用する力・トルク情報を重ね合わせて画像表示するロボットの制御方法とした。 Further, the image information of the arm tip portion obtained from the camera attached to the robot, superimposed force-torque information acting on the arm tip portion obtained from the force-torque sensor attached to the robot It was robot control method for displaying images combined.

【0010】なお、前記アーム先端部の画像情報は、C [0010] Note that the image information of the arm tip, C
G(コンピュータグラフィック)処理された画像情報であってもよい。 G may be a (computer graphics) processing image information. また、前記力・トルク情報を、前記アーム先端部の画像情報に重なるように表示してもよく、また、前記力・トルク情報をベクトルとして画像表示してもよい。 Further, the force-torque information may be displayed to overlap the image information of the arm tip portion, also, the force-torque information may be an image displayed as a vector. また、前記力・トルク情報の一部のみを選択的に表示してもよい。 It is also possible to selectively display only part of the force-torque information.

【0011】 [0011]

【作用】上記の制御方法を採用することにより、オペレータは力・トルク情報を画像情報としてとらえることが可能となるため、バイラテラル制御方式を採用することなくスレーブアームの受ける力・トルク情報を確実にオペレータにフィードバックすることが可能となる。 [Action] By adopting the above-described control method, the operator since it is possible to capture the force-torque information as image information, ensuring a force-torque information received by the slave arm without employing a bilateral control system it is possible to feed back to the operator.

【0012】特に、オペレータはアーム先端部を注視して作業を行うため、アーム先端部の位置情報と同時に力・トルク情報を表示すれば、作業効率が大幅に向上するとともに作業の危険性を十分に低下させることができる。 [0012] Particularly, the operator for working gazing at the arm tip portion, by displaying simultaneously force-torque information and location information of the arm tip, sufficient risk of working with working efficiency is greatly improved it can be reduced to.

【0013】 [0013]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 EXAMPLES Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the drawings. 図1は本発明のロボットの制御方法を示すブロック図、図2はロボットによる作業状態の一例を示す概念図、図3はアーム先端部の表示方法の一例を示す図である。 Figure 1 is a block diagram showing a control method of a robot of the present invention, FIG 2 is a conceptual diagram showing an example of a working state by the robot, Figure 3 is a diagram showing an example of a display method of the arm tip.

【0014】ここではロボットによるピンの挿入作業を例にとって説明する。 [0014] Here it will be described as an example operation of inserting the pin by the robot. 図2(a) に示すようにロボット1 Robot as shown in FIG. 2 (a) 1
は、ロボット本体2 と、アーム3 と、アーム先端部に装着されたハンド4 とを備え、さらにロボット本体2 上にはカメラ5 が配置されている。 It includes a robot main body 2, an arm 3, and a hand 4 mounted on the arm tip, which is further arranged camera 5 on the robot body 2. また、アーム3 は複数の関節6 (6a,6b,6c)を有しロボット本体2 とハンド4 とを連結している。 The arm 3 has a plurality of joints 6 (6a, 6b, 6c) and a robot body 2 and the hand 4 has been linked. 一方、ハンド4 の根元部分には力・トルクセンサ7 が固定され、ハンド4 が把持するピンP に作用する外力を検出する。 On the other hand, the root portion of the hand 4 force-torque sensor 7 is fixed to detect the external force acting on the pin P the hand 4 to grip. ここで力・トルクセンサ7 としては例えば6軸力センサが使用される。 Here the six-axis force sensor, for example as a force-torque sensor 7 is used.

【0015】このような構成のロボット1 による作業方法は、図1に示すブロックに基づいて行われる。 The method work by the robot 1 configured as described above is performed based on the block shown in FIG. まず、 First of all,
アーム3 からは位置・角度情報と力・トルク情報とが検出される。 The position and angle information and the force-torque information is detected from the arm 3. 位置・角度情報は、各関節6a,6b,6cに設けられた位置・角度センサ8 により検出され、力・トルク情報は、前述の力・トルクセンサ7 により検出される。 Position and angle information, each joint 6a, 6b, is detected by the position and angle sensor 8 provided in 6c, the force-torque information is detected by the force-torque sensor 7 described above.

【0016】また、ロボット本体2 上に配置されたカメラ5 からは、その位置・姿勢(パン・チルトetc.)および画角・ズーム比などのカメラ設定情報と、アーム先端部付近をとらえた画像情報とが独立して出力される。 Further, the images from a camera 5 arranged on the robot body 2, captured with camera setting information, such as its position and orientation (pan, tilt etc.) and the angle and zoom ratio, the vicinity of the arm tip information and is output independently.

【0017】カメラ設定情報は、カメラ情報検出器9 により検出され、演算部10に入力される。 The camera setting information is detected by the camera information detector 9, is input to the arithmetic unit 10. また演算部10には、前述の位置・角度センサ8 からの信号も出力される。 Further to the calculation unit 10 is also the output signal from the position and angle sensor 8 described above. したがって演算部10では、カメラの画角の中のどの位置にアーム先端部が映し出されているのかが演算される。 Thus the arithmetic unit 10, whether the arm tip portion is displayed at any position in the field angle of the camera is calculated.

【0018】例えば、基準座標系をカメラ5 の原点位置とし、この基準座標系から見たアーム3 の一端(関節6 [0018] For example, the reference coordinate system as the origin position of the camera 5, one end of the arm 3 as seen from the reference coordinate system (joint 6
a)への座標変換をTcam 、アーム3 の一端(関節6a) Tcam coordinate conversion to a), one end of the arm 3 (joint 6a)
から見たアーム3 の他端(関節6c)への座標変換をTar Tar coordinate transformation to the other end of the arm 3 (joint 6c) as seen from the
m 、アーム3 の他端(関節6c)から見たハンド4 への座標変換をE、とすれば、カメラ5 の座標系から見たハンド4 の座標系への変換Xは m, when the coordinate conversion to the hand 4 when viewed from the other end of the arm 3 (joint 6c) E, and the conversion X into the coordinate system of the hand 4 when viewed from the coordinate system of the camera 5

【0019】 [0019]

【数1】 X=Tcam ・Tarm ・E …(1) と表すことができる。 [Number 1] can be expressed as X = Tcam · Tarm · E ... (1). この式(1) によって、カメラ5 の座標系から見たハンド4(アーム先端部)の位置・姿勢を求めることができる。 This equation (1), it can determine the position and orientation of the hand 4 (arm tip) as viewed from the coordinate system of the camera 5. なお、式(1) に示された変換X The conversion X as shown in equation (1)
の変換過程は、図2(b) にロボット本体2 上に重ねて描かれたベクトルに示されるように行われる。 Process of conversion is performed as shown in drawn vector on top robot body 2 in FIG. 2 (b).

【0020】一方で、カメラ5 の位置・姿勢(パン・チルトetc.)および画角・ズーム比などのカメラ設定情報を変化させることにより、カメラ画角上でのアーム先端部の位置や大きさはその都度変化する。 [0020] On the other hand, the position and orientation of the camera 5 (pan, tilt etc.) and by changing the camera setting information, such as angle and zoom ratio, position and size of the arm tip portion of the camera angle of view on the It changes each time. 演算部11内では式(1) の演算を行うとともに、カメラ設定情報を考慮した補正を行うことにより、カメラ画角上でのアーム先端部の位置を的確に算出する。 Performs calculation of Expression (1) is in the operation unit 11, by performing the correction in consideration of the camera setting information, calculates accurately the position of the arm end portion of the camera angle of view on.

【0021】このようにして、カメラの画角の中のどの位置にアーム先端部が映し出されているのかが演算され、その情報は画面制御部11に送られる。 [0021] Thus, whether the arm tip portion at any location within the angle of view of the camera is displayed is computed, the information is transmitted to the display control section 11. 画面制御部11 Screen control unit 11
は、演算部10で得られたアーム先端部の様子をCRT やLC Is the state of the arm tip portion obtained by the arithmetic unit 10 CRT and LC
D などからなるディスプレイ12上に表示するための写像変換の演算を行う。 Performing the calculation of the mapping transformation for display on the display 12 consisting of a D.

【0022】また、画面制御部11には、力・トルクセンサ7 からの情報も併せて入力されている。 Further, the display control section 11, are also collectively input information from the force-torque sensor 7. この際、力・ At this time, force -
トルクセンサ7 によって得られた力・トルク情報は、一旦座標変換部13に出力され、任意の座標系における力・ Force torque information obtained by the torque sensor 7 is temporarily outputted to the coordinate transformation unit 13, a force-at arbitrary coordinate system
トルク情報に変換される。 It is converted to torque information. 例えば、演算部10による位置・角度情報の演算が、カメラ5 の座標系から見たアーム先端部(ハンド4 )の座標系への変換を行う場合には、 For example, if the calculation of the position and angle information by calculation section 10 performs the conversion into the coordinate system of the arm tip portion viewed from the coordinate system of the camera 5 (hand 4),
座標変換部13での演算もアーム先端部(ハンド4 )の座標系への変換を行う。 Even operation of the coordinate transformation unit 13 performs conversion to the coordinate system of the arm tip portion (hand 4).

【0023】そして、画面制御部11に取り込まれた力・ [0023] Then, the power-that has been taken to the screen control unit 11
トルク情報は、ディスプレイ12側に出力するアーム先端部の動画像に重ね合わせられるように処理される。 Torque information is processed to be superimposed on the moving image of the arm tip to be output to the display 12 side. すなわち、画面制御部11では、アーム先端部の位置に係る画像情報と、アーム先端部に作用する力・トルク情報を重ね合わせて同時に画像表示する。 That is, the display control section 11, and the image information according to the position of the arm tip portion, an image displayed at the same time by superimposing a force-torque information acting on the arm tip.

【0024】なお、ディスプレイ12への表示方法は、カメラ5 がとらえた実画像に対して力・トルク情報を重ね合わせる方法を用いてもよいが、実画像をCG(コンピュータグラフィックス)化した画像情報に対して力・トルク情報を重ね合わせる方法を採用してもよい。 [0024] The image display method of the display 12 may be used a method of superimposing a force-torque information for the real image by the camera 5 is captured but that the actual image turned into CG (Computer Graphics) the method of superimposing the force-torque information may be used for the information. すなわち、あらかじめ計算機内部に用意された環境モデルや、 In other words, the environment model and which is prepared to internal pre-computer,
位置・角度センサ8 からの位置情報をもとにして、実際のアーム3 の動きと連動して動作するような仮想的な(計算機により表現される)ロボットアームを表示することにより、アーム先端部の様子をオペレータに対してより明確にフィードバックすることが可能である。 The position information from the position and angle sensor 8 based on, by displaying the robot arm (represented by computer) virtual as to operate in conjunction with the actual movement of the arm 3, the arm tip it is possible to feedback more clearly in the state to an operator.

【0025】図3は、ディスプレイ12に表示されたアーム先端部の動画像を示したものである。 [0025] Figure 3 illustrates a moving image of the end of the arm portion which is displayed on the display 12. 同図に示されるように、ここではハンド4 が把持するピンP の位置に重なるように、力・トルク情報をベクトルで表示している。 As shown in the figure, wherein so as to overlap the position of the pin P the hand 4 is gripped, displaying the force-torque information vector. ここでの力・トルク情報は、ピンP の座標系を採用し、直交する並進3軸のみをベクトル表示している。 Force-torque information here employs the coordinate system of the pin P, and only the translational 3-axis orthogonal are vector representation.

【0026】以上のような構成の本発明の動作について説明する。 [0026] The operation of the present invention configured as above will be described. オペレータは、カメラ5 からの画像情報をディスプレイ12でモニタしながら、手元のジョイスティックを用いて、遠隔地に配置された例えば図2に示されるような構造のロボット1 を操作している。 The operator, while monitoring the image information from the camera 5 on the display 12 by using the hand of the joystick, operating the robot 1 having a structure as shown in FIG. 2, for example, which is remotely located. ロボット1 のアーム3 の先端部に取り付けられたハンド4 にはピンP Pin P is the hand 4 attached to the distal end of the arm 3 of the robot 1
が把持されており、対象物A に設けられた穴H への挿入作業が行われている。 There are gripped, insertion work into the hole H provided in the object A is being performed.

【0027】このような作業においては、オペレータは位置を指令するだけの機能しか持たないジョイスティックを操作しているため、通常ではピンP と対象物A との接触状態を確実に把握することができない。 [0027] In such operations, the operator because of the joystick having only the function of simply commanding position, can not reliably grasp the contact state of the pin P and the object A is usually . すなわち、 That is,
対象物A との間に発生している接触力の情報を何等把握することができないため、ピンP が穴H にうまく挿入されているのか、あるいは穴H に対して斜めにこじれた状態で挿入されているのか等がわからず、ピンP を曲げたり対象物A を破損させてしまう危険性がある。 Since the information of the contact force that is generated between the object A can not grasp what like, or inserted the pin P has been successfully inserted into the hole H, or against the hole H in a state of twisted obliquely has been that of the like is not know, there is a danger of defeat the object a or bend the pins P.

【0028】そこで本発明では、カメラ5 から得られる画像情報を表示するディスプレイ12に対して、ピンP を把持しているハンド4 の座標系を用いて、ピンP を穴H [0028] Therefore, in the present invention, to the display 12 for displaying the image information obtained from the camera 5, by using the coordinate system of the hand 4 which holds the pin P, bore a pin P H
に挿入・引き抜きする際に発生する並進3軸方向の接触力F1,F2,F3をハンド4 の画像上にグラフィックス表示している。 Displaying graphics contact force F1, F2, F3 translational three axial directions which occur when inserting and pulling the on the image of the hand 4.

【0029】ここでは、ハンド4 の座標系を2本の指の中心としているため、ベクトルの原点がちょうどピンP [0029] Here, since the coordinate system of the hand 4 as the center of the two fingers, the origin of the vector just pin P
の中心軸上に表示されている。 It is displayed on the central axis of the. また、ここでは力の大きさをベクトルの長さに比例させて表示している。 In addition, here it is displayed in proportion to the magnitude of the force to the length of the vector.

【0030】したがって、ディスプレイ12を見ながら作業を行うオペレータは、ピンP に対して現在どの方向に負荷が作用しているのかを、ディスプレイ12上で同時に確認することができ、ピンP に過負荷のかからないように作業を実行することができる。 [0030] Thus, an operator performing an operation while looking at the display 12, whether the load on which direction the current relative to the pin P is acting, it is possible to simultaneously check on the display 12, an overload to the pin P it is possible to perform the work so as not of. オペレータは力・トルク情報を画像情報としてとらえることが可能となるため、バイラテラル制御方式を採用することなくアーム3 Since the operator to be able to capture the force-torque information as image information, the arm 3 without employing the bilateral control system
の受ける力・トルク情報が確実にオペレータにフィードバックされる。 Force-torque information received by the is fed back to ensure operator.

【0031】特に、オペレータはハンド4 やピンP などのアーム先端部を注視して作業を行うことが多い。 [0031] In particular, the operator is often performed the work gazing at the arm tip, such as a hand 4 and the pin P. 本発明によれば、このようにアーム先端部に力・トルク情報を表示することによって、オペレータが別のディスプレイの画像や数値データを見たり、注視点以外を見ることなく作業ができるために、作業効率が大幅に向上するとともに作業の危険性を十分に低下させることができる。 According to the present invention, by displaying the force-torque information thus the arm tip, view images and numerical data of another display operator, in order to be able to work without looking at the non-fixation point, work efficiency can be sufficiently reduced the risk of working with greatly improved.

【0032】また、アーム先端部は作業時には常にモニタされていることから、力・トルク情報の表示位置をこのアーム先端部とすると、カメラ5 をズームさせたり接近させたりしても力・トルク情報が常にディスプレイ12 Further, the arm tip because it is always monitored during operation, a force-when the display position of the torque information to the arm tip, even the force-torque information or the camera 5 to approach or to zoom There always display 12
に表示されることとなり、作業性が極めて良くなる。 Will be displayed, workability is extremely good.

【0033】以下、ディスプレイ12への各種表示方法について説明する。 [0033] The following describes various display how to display 12. 図3においては、力・トルクセンサ7 In FIG. 3, the force-torque sensor 7
で検出された力・トルク情報をそのままハンド座標系に変換して表示した。 Displayed in converts the detected force-torque information as it is to the hand coordinate system. すなわち、ベクトル表示された力・ In other words, force-which is a vector display
トルク情報は実際に力の作用する向きを表している。 Torque information represents the direction in which the action of the actual force.

【0034】これに対して図4に示した表示方法は、図3のハンド座標系とはベクトルの向きを逆向きに表示している。 The display method shown contrast in Figure 4 show the direction of the vector in the opposite direction to the hand coordinate system in FIG. つまりこの表示方法では負荷とは逆向きのベクトルが示されていることになるため、オペレータがこのベクトルの向きにアーム3 を駆動することにより、アーム3 に作用する負荷が小さくなる。 That order will be shown a vector opposite to the load in this display method, when the operator drives the arm 3 in the direction of the vector, the load acting on the arm 3 is small.

【0035】このような表示方法を採用することにより、ピンP の挿入作業などでこじれが生じてしまっても、オペレータはアーム3 をどの方向に退避させればよいか即座にかつ直感的に判断することができるなど、緊急の際に有用となり得る。 [0035] By adopting such a display method, even twisted in such insertion operation of the pin P is gone occurs, the operator in the real or it is sufficient to retract the arm 3 in any direction and intuitively determine such as can be, it can be useful in an emergency.

【0036】なお、図4の表示の際には、ベクトルの色を図3の場合とは変えるなどの考慮が必要であり、このように色の変化を持たせることによって図3の表示方法と図4の表示方法とを切り替えて使用することも可能となる。 [0036] At the time of the display of Figure 4, it is necessary to consider, such as changing the case the color of the vector of Figure 3, the display method of FIG. 3 By thus providing a color change and by switching between the display method of FIG. 4 it can also be used. 例えば図3の表示方法を通常モードとして設定しておき、複雑な作業等の場合には図4の特殊モードに切り替えて作業を行うことができる。 For example you have configured the display method of FIG. 3 as a normal mode, in the case of complex operations, etc. can perform operations by switching to the special mode of FIG. なお、図4ではベクトル表示を白抜きとしてある。 Incidentally, there is a vector representation in Figure 4 as white.

【0037】また、力・トルク情報を表示するための座標系は、力・トルクセンサ7 の位置を基準としたセンサ座標系、アーム3 の基部(関節6a)を基準とした座標系、ハンド4 を基準とした座標系など、作業内容やオペレータの認識度合いに応じて複数準備しておき、任意のものを表示できるように設定しておくことが好ましい。 Further, the coordinate system for displaying the force-torque information, the position sensor coordinate system relative to the force-torque sensor 7, the coordinate system relative to the base of the arm 3 (joint 6a), the hand 4 such coordinate system based on the in advance a plurality prepared in accordance with the recognition degree of the work and the operator, it is preferable to set so as to show an arbitrary one.

【0038】このような各種座標系は、オペレータによるパソコン等からの入力指定に応じて上述した画面制御部11や座標変換部14で演算処理を行い、ディスプレイ12 [0038] Such various coordinate systems, performs arithmetic processing in the image controller 11 and the coordinate converter 14 described above in response to an input designation from the personal computer or the like by an operator, a display 12
上に適宜表示される。 It is appropriately displayed above.

【0039】例えば図5は、力・トルクセンサ7 の位置を基準としたセンサ座標系に並進力を表示したものである。 [0039] For example, FIG. 5, and setting the translational force to the sensor coordinate system relative to the position of the force-torque sensor 7. このような表示は、前述の式(1) において、Eの代わりに、アーム3 の他端から見た力・トルクセンサ7 へのセンサ座標系への変換E'を採用すれば実現する。 Such a display, in the formula (1) above, instead of E, realized by employing a conversion E 'to the sensor coordinate system to the force-torque sensor 7 as viewed from the other end of the arm 3.

【0040】また、ここではハンド4 が円柱状のピンP [0040] In addition, here in pin hand 4 is cylindrical of P
を把持している実施例を示しているが、ハンド4 が扱う他の部品がある場合には、その部品の形状に応じた各種座標系を用意しておき必要に応じて選択できるようにしておく。 While indicating embodiments gripping the, if there are other components that hand 4 is handled, and can be selected as required is prepared the coordinate systems corresponding to the shape of the part deep. また、ハンド4 に代わる他の工具(エンドエフェクタ)を用いる場合にも、その工具の座標系を選択できるようにしておく。 In the case of using the other tool to replace the hand 4 (end effectors) also keep to select the coordinate system of the tool.

【0041】さらに、力・トルク情報は、その座標軸に沿った各成分の大きさに比例させて長さや太さを変化させてもよく、また合成されたベクトルとして表示してもよい。 [0041] Furthermore, the force-torque information may be displayed as in proportion to the magnitude may change the length and thickness are also synthesized vector of the components along the coordinate axis. 図6では、ハンド座標系での並進力をその力の大きさに応じた太さとして表示している。 In Figure 6, it is displayed as a thickness corresponding to the translational force at the hand coordinate system to the magnitude of the force.

【0042】なお、ベクトルの一部が画面の奥行き方向と一致してしまうと、力・トルク情報がオペレータに的確に伝わらないという問題が生じる。 [0042] Incidentally, a part of the vector will match the depth direction of the screen, the force-torque information occurs a problem that not transmitted to accurately operator. そのため、ディスプレイ12の奥行き方向が力・トルク情報の座標系の任意の成分と一致しないように、所定角度が保たれる範囲で表示することが好ましい。 Therefore, as the depth direction of the display 12 does not coincide with any of the components of the coordinate system of the force-torque information, it is preferable to display a range of a predetermined angle is maintained. この際、ディスプレイ12の奥行き方向に近い方向のベクトルには目立つ色を用いて表示するなどの工夫をしてもよい。 At this time, it may be devised such as displaying with a conspicuous color in the direction of the vector close to the depth direction of the display 12.

【0043】また、アーム3 にある程度の値以上の大きな力・トルクが作用する場合には、対象物A やアーム3 [0043] Further, when a large force torque than a certain value of the arm 3 is applied, the object A or the arm 3
が破損する恐れが高くなる。 But fear is increased to damage. したがって、座標系の選び方にかかわらず、ある程度の値以上の力・トルクが作用した場合には、色を変えたりアラームを発生するなど特殊な方法で力・トルク情報を伝達することが好ましい。 Therefore, regardless of the choice of coordinate system, when the action is certain value or more forces torque, it is preferable to transmit force-torque information in a special way such as to generate an alarm changing colors.

【0044】図7は、座標軸に3軸分の並進力と各軸回りのモーメント力を全部表示した例である。 [0044] Figure 7 is an example of displaying all the translational force and a moment force of each axis of the three axes in the axes. このように、力・トルクセンサ7 により検出された6自由度を全てディスプレイ12に表示することも可能であるが、逆にオペレータが即座かつ直感的に理解できないといった危険性もある。 Thus, it is possible to display the six degrees of freedom, which is detected by the force-torque sensor 7 to all the display 12, there is a danger such operator conversely can not be instantly and intuitively understood. そのため、作業内容や用いる工具(エンドエフェクタ)等に応じて、必要な力情報のみ表示することが好ましい。 Therefore, according to such work and using the tool (end effector), it is preferable to display only the force necessary information.

【0045】例えば図8では、Z軸方向の並進力とY軸回りのモーメントMy のみが目立つように表示されており、他の力情報は目立たないように(例えば破線などで)表示されている。 [0045] In FIG. 8, for example, only the translational force and Y axis of the moment My in the Z-axis direction is displayed prominently, unobtrusively other force information (e.g. dashed, etc.) is displayed . このような表示方法は、例えばY Such display method, for example Y
軸回りに回転する工具(ドリルやグラインダなど)をZ Z a tool (such as a drill or grinder) that rotates around the axis
軸方向に移動して使用する場合などに特に有用となる。 It is particularly useful if used to move in the axial direction.
わずか2自由度の力情報しか表示されていない実施例ではあるが、このように力・トルク情報を選択的に表示した方が、オペレータにとっては状況を理解しやすい場合もある。 Is in the embodiment not only displays only two degrees of freedom of the force information, but this way is better to selectively display the force-torque information, in some cases the situation easy to understand for the operator.

【0046】また、作業内容や用いる工具に限らず、ある値以上の並進力やモーメントが発生した場合にのみその並進力やモーメントの情報を表示したり、あるいは最大の並進力やモーメントの情報のみ表示してもよい。 [0046] In addition, work is not limited to the content and use tools, you can choose to only display the information of the translational force and moment when the translational force and moment of more than a certain value occurs, or only the maximum of information of the translational force and moment it may be displayed.

【0047】また、表示画面にはカメラからの実画像をそのまま用い、力・トルク情報のみをスーパーインポーズして表示してもよい。 [0047] In addition, used as an actual image from the camera on the display screen, the only force-torque information may be displayed superimposed. また、前述のように、アーム先端部をCG表示し、その上に実際のアームに作用する力・トルク情報を表示してもよい。 Further, as described above, the arm end portion displays CG, may display a force-torque information acting on actual arm thereon.

【0048】本発明の実施にあたっては、オペレータが扱う操縦装置はジョイスティックに限らずマウス等の簡単な入力装置でよく、場合によってはスイッチなどで代用することも可能である。 The practice of the present invention, the operator handles the steering device may be a simple input device such as a mouse is not limited to the joystick, in some cases it is also possible to substitute a switch. もちろん、従来のバイラテラル制御方式に利用されるようなマスタアームを利用することも可能である。 Of course, it is also possible to use a master arm as utilized in conventional bilateral control system.

【0049】また、力・トルクセンサの代わりに圧力センサや変位センサを利用し、力・トルクの方向がわかるようにアーム3 の各所に分布配置させて用いてもよい。 [0049] Further, by using the pressure sensor and displacement sensor instead of the force-torque sensor, may be used by distributed disposed in various arm 3 As can be seen the direction of the force torque.
また、本発明は遠隔操作を目的とするロボットに限らず、操縦操作がない自律作業ロボットや自動作業ロボットにおいて、作業をモニタするための表示用として利用してもよい。 Further, the present invention is not limited to robots intended for remote operation, the steering operation is not autonomous work robots, automated work robot may be used for display for monitoring the work. これによってロボット作業をより安全・確実に実行させることができる。 This makes it possible to execute the robot work more safely and reliably.

【0050】 [0050]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、オペレータは力・トルク情報を画像情報としてとらえることが可能となるため、バイラテラル制御方式を採用することなくスレーブアームの受ける力・トルク情報を確実にオペレータにフィードバックすることが可能となる。 According to the present invention as described above, according to the present invention, the operator since it is possible to capture the force-torque information as image information, the force-torque information received by the slave arm without employing a bilateral control system it is possible to feedback to ensure operator.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明のロボット制御方法を示すブロック図。 Block diagram showing a robot control method of the present invention; FIG.

【図2】ロボットによる作業状態の一例を示す概念図。 Figure 2 is a conceptual diagram illustrating an example of a working state by the robot.

【図3】アーム先端部の表示方法の一例を示す図。 Figure 3 is a view showing an example of a display method of the arm tip.

【図4】アーム先端部の表示方法の他の例を示す図。 4 is a diagram showing another example of the display method of the arm tip.

【図5】アーム先端部の表示方法の他の例を示す図。 5 is a diagram showing another example of the display method of the arm tip.

【図6】アーム先端部の表示方法の他の例を示す図。 6 shows another example of the display method of the arm tip.

【図7】アーム先端部の表示方法の他の例を示す図。 7 is a diagram showing another example of the display method of the arm tip.

【図8】アーム先端部の表示方法の他の例を示す図。 8 is a diagram showing another example of the display method of the arm tip.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…ロボット 2…ロボット本体 3…アーム 4…ハンド 5…カメラ 6…関節 7…力・トルクセンサ 8…位置・角度センサ 9…カメラ情報検出器 10…演算部 11…画面制御部 12…ディスプレイ 13…座標変換部 A…対象物 H…穴 P…ピン 1 ... robot 2 ... robot body 3 ... arm 4 ... hand 5 ... camera 6 ... joint 7 ... force-torque sensor 8 ... position and angle sensor 9 ... camera information detector 10 ... computing unit 11 ... screen controller 12 ... display 13 ... coordinate conversion unit A ... object H ... hole P ... pin

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】ロボットのアーム先端部の位置情報を画像表示するとともに、この画像情報に対して前記アーム先端部に作用する力・トルク情報を重ね合わせて画像表示することを特徴とするロボットの制御方法。 1. A with the position information of the arm tip of the robot displaying images, a robot, characterized in that by superposing force-torque information to display images that acts on the arm tip portion with respect to the image information control method.
  2. 【請求項2】ロボットのアーム先端部の位置の動画像情報に対して、前記アーム先端部に作用する力・トルク情報を重ね合わせて画像表示することを特徴とするロボットの制御方法。 Wherein on the moving image information of the position of the arm tip of the robot, the robot control method, characterized in that the arm tip superimposed force-torque information acting on the image display.
  3. 【請求項3】ロボットに取り付けられたカメラから得られたアーム先端部の画像情報に、前記ロボットに取り付けられた力・トルクセンサから得られた前記アーム先端部に作用する力・トルク情報を重ね合わせて画像表示することを特徴とするロボットの制御方法。 To 3. An image information of the arm tip obtained from the camera attached to the robot, superimposed force-torque information acting on the arm tip portion obtained from the force-torque sensor attached to the robot robot control method, wherein an image displayed together.
  4. 【請求項4】前記アーム先端部の画像情報は、CG(コンピュータグラフィック)処理された画像情報であることを特徴とする請求項1乃至3記載のロボットの制御方法。 Image information wherein said arm tip, CG (computer graphics) treated control method according to claim 1 to 3, wherein the robot is characterized in that image information.
  5. 【請求項5】前記力・トルク情報を、前記アーム先端部の画像情報に重なるように表示することを特徴とする請求項1乃至4記載のロボットの制御方法。 Wherein said force-torque information, the control method of claims 1 to 4, wherein the robot and displaying to overlap the image information of the arm tip.
  6. 【請求項6】前記力・トルク情報はベクトルとして画像表示されることを特徴とする請求項1乃至5記載のロボットの制御方法。 Wherein said force-torque information control method according to claim 1 to 5, wherein the robot, characterized in that it is an image displayed as a vector.
  7. 【請求項7】前記力・トルク情報の一部のみを選択的に表示することを特徴とする請求項1乃至6記載のロボットの制御方法。 7. The control method of claims 1 to 6, wherein the robot, characterized in that selectively displaying only a portion of the force-torque information.
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