JPH11254361A - ロボットにおけるダイレクトティーチングのモード切替え方式 - Google Patents
ロボットにおけるダイレクトティーチングのモード切替え方式Info
- Publication number
- JPH11254361A JPH11254361A JP6344598A JP6344598A JPH11254361A JP H11254361 A JPH11254361 A JP H11254361A JP 6344598 A JP6344598 A JP 6344598A JP 6344598 A JP6344598 A JP 6344598A JP H11254361 A JPH11254361 A JP H11254361A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オペレータに意識させることなく自動でモー
ドの切替を行うことのできるダイレクトティーチングの
モード切替え方式を提供すること。 【解決手段】 ロボットのアームの手先部に操作装置を
設けてダイレクトティーチングが行われる。操作装置に
操作力を検出するための力センサを設け、該力センサに
より検出された操作力と手先部の速度にそれぞれ第１、
第２のスレショルド値を設定する。力センサにより検出
された操作力と第１のスレショルド値との大小関係及び
手先部の速度と第２のスレショルド値との大小関係に応
じて、ダイレクトティーチングモードと通常モードとの
間の自動切替えを行う切替え手段を備えた。
ドの切替を行うことのできるダイレクトティーチングの
モード切替え方式を提供すること。 【解決手段】 ロボットのアームの手先部に操作装置を
設けてダイレクトティーチングが行われる。操作装置に
操作力を検出するための力センサを設け、該力センサに
より検出された操作力と手先部の速度にそれぞれ第１、
第２のスレショルド値を設定する。力センサにより検出
された操作力と第１のスレショルド値との大小関係及び
手先部の速度と第２のスレショルド値との大小関係に応
じて、ダイレクトティーチングモードと通常モードとの
間の自動切替えを行う切替え手段を備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットアームの
手先部に操作装置を設けてダイレクトティーチングを行
うことのできるロボットに関し、特にダイレクトティー
チング時の操作性向上のための改良に関する。
手先部に操作装置を設けてダイレクトティーチングを行
うことのできるロボットに関し、特にダイレクトティー
チング時の操作性向上のための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットのティーチングの一手法に、ダ
イレクトティーチングがある。ダイレクトティーチング
とは、図２に示されるように、ロボットのアームを直接
人の手によって動かしティーチングを行う方法である。
イレクトティーチングがある。ダイレクトティーチング
とは、図２に示されるように、ロボットのアームを直接
人の手によって動かしティーチングを行う方法である。
【０００３】このダイレクトティーチングの実現方法に
は、以下の２つの方法がある。
は、以下の２つの方法がある。
【０００４】第１の方法は、ダイレクトティーチングに
際してクラッチ等によりアームとアクチュエータとを切
り離し、アームをフリー状態にする方法である。
際してクラッチ等によりアームとアクチュエータとを切
り離し、アームをフリー状態にする方法である。
【０００５】第２の方法は、アームの手先部に力センサ
を設置した操作装置を取り付け、この操作装置によりサ
ーボ系を働かせて（力制御）フリー状態と同様の動作を
させる方法である。
を設置した操作装置を取り付け、この操作装置によりサ
ーボ系を働かせて（力制御）フリー状態と同様の動作を
させる方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】第２の方法においてダ
イレクトティーチングを行う時、コントローラでは、通
常の位置制御モード（以下、通常モードと呼ぶ）からダ
イレクトティーチング制御モード（以下、ダイレクトテ
ィーチングモードと呼ぶ）に切り換える必要がある。従
来は、これらのモードの切替えをオペレータが操作装置
に設けられたスイッチ、もしくはティーチングペンダン
トからの入力により行う必要があった。
イレクトティーチングを行う時、コントローラでは、通
常の位置制御モード（以下、通常モードと呼ぶ）からダ
イレクトティーチング制御モード（以下、ダイレクトテ
ィーチングモードと呼ぶ）に切り換える必要がある。従
来は、これらのモードの切替えをオペレータが操作装置
に設けられたスイッチ、もしくはティーチングペンダン
トからの入力により行う必要があった。
【０００７】そこで、本発明の課題は、ロボットをティ
ーチングする時の一手法であるダイレクトティーチング
において、オペレータに意識させることなく自動でモー
ドの切替を行うことのできるダイレクトティーチングの
モード切替え方式を提供することにある。
ーチングする時の一手法であるダイレクトティーチング
において、オペレータに意識させることなく自動でモー
ドの切替を行うことのできるダイレクトティーチングの
モード切替え方式を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ロボッ
トのアームの手先部に操作装置を設けてダイレクトティ
ーチングを行うことのできるロボットにおいて、前記操
作装置に操作力を検出するための力センサを設け、該力
センサにより検出された操作力と前記手先部の速度にそ
れぞれ第１、第２のスレショルド値を設定し、前記力セ
ンサにより検出された操作力と前記第１のスレショルド
値との大小関係及び前記手先部の速度と前記第２のスレ
ショルド値との大小関係に応じて、ダイレクトティーチ
ングモードと通常モードとの間の自動切替えを行う切替
え手段を備えたことを特徴とするダイレクトティーチン
グのモード切替え方式が提供される。
トのアームの手先部に操作装置を設けてダイレクトティ
ーチングを行うことのできるロボットにおいて、前記操
作装置に操作力を検出するための力センサを設け、該力
センサにより検出された操作力と前記手先部の速度にそ
れぞれ第１、第２のスレショルド値を設定し、前記力セ
ンサにより検出された操作力と前記第１のスレショルド
値との大小関係及び前記手先部の速度と前記第２のスレ
ショルド値との大小関係に応じて、ダイレクトティーチ
ングモードと通常モードとの間の自動切替えを行う切替
え手段を備えたことを特徴とするダイレクトティーチン
グのモード切替え方式が提供される。
【０００９】なお、前記切替え手段は、前記力センサに
より検出された操作力が前記第１のスレショルド値以
上、前記手先部の速度が前記第２のスレショルド値以上
の少なくとも一方の条件で前記ダイレクトティーチング
モードに入り、前記ダイレクトティーチングモード時に
おいて前記力センサにより検出された操作力が前記第１
のスレショルド値よりも小さく、かつ前記手先部の速度
が前記第２のスレショルド値よりも低い時に、前記ダイ
レクトティーチングモードから通常モードへの切替えを
行う。
より検出された操作力が前記第１のスレショルド値以
上、前記手先部の速度が前記第２のスレショルド値以上
の少なくとも一方の条件で前記ダイレクトティーチング
モードに入り、前記ダイレクトティーチングモード時に
おいて前記力センサにより検出された操作力が前記第１
のスレショルド値よりも小さく、かつ前記手先部の速度
が前記第２のスレショルド値よりも低い時に、前記ダイ
レクトティーチングモードから通常モードへの切替えを
行う。
【００１０】また、前記手先部の速度は、力制御におけ
る手先速度算出手段により算出される。
る手先速度算出手段により算出される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好ましい実施の
形態について説明する。本形態では、操作装置には操作
力を検出するための力センサが搭載されていることを前
提とし、モード切替制御のために、手先速度算出手段で
算出した手先速度をフィードバックする。そして、力セ
ンサより得られる操作力と算出された手先速度にそれぞ
れ第１、第２のスレショルド値Ｆｍｉｎ、Ｖｍｉｎを設
け、以降に示される表１のモード遷移に従ってモードを
切り替える。
形態について説明する。本形態では、操作装置には操作
力を検出するための力センサが搭載されていることを前
提とし、モード切替制御のために、手先速度算出手段で
算出した手先速度をフィードバックする。そして、力セ
ンサより得られる操作力と算出された手先速度にそれぞ
れ第１、第２のスレショルド値Ｆｍｉｎ、Ｖｍｉｎを設
け、以降に示される表１のモード遷移に従ってモードを
切り替える。
【００１２】図１は、本方式が適用される制御系のブロ
ック図を示す。本形態では、操作装置の力センサに着目
し、モード切替部１０は力センサから得られる力情報Ｆ
と手先速度算出部１１で算出されたロボットの手先速度
Ｖをもとに自動でダイレクトティーチングのモードを切
り換える。すなわち、力センサで検出された現在の操作
力Ｆが、設定した第１のスレショルド値Ｆｍｉｎ以上に
なるとダイレクトティーチングモードへの切替えが行わ
れる（図１の点線部）。
ック図を示す。本形態では、操作装置の力センサに着目
し、モード切替部１０は力センサから得られる力情報Ｆ
と手先速度算出部１１で算出されたロボットの手先速度
Ｖをもとに自動でダイレクトティーチングのモードを切
り換える。すなわち、力センサで検出された現在の操作
力Ｆが、設定した第１のスレショルド値Ｆｍｉｎ以上に
なるとダイレクトティーチングモードへの切替えが行わ
れる（図１の点線部）。
【００１３】また、モード切替部１０は、一旦ダイレク
ティーチングモードに入ると、現在の操作力Ｆ、算出さ
れた手先速度Ｖの両方が第１、第２のスレショルド値Ｆ
ｍｉｎ、Ｖｍｉｎを下回らない限り、通常モードに戻ら
ないようにしている。これは、ダイレクティーチングモ
ードにおいてオペレータがアーム操作中に操作装置から
手を離したとき、急にロボットが停止するのを避ける目
的と、第１のスレショルド値付近の力で操作している時
モードの切替えが頻繁に起こり、ハンチングするのを避
ける目的がある。
ティーチングモードに入ると、現在の操作力Ｆ、算出さ
れた手先速度Ｖの両方が第１、第２のスレショルド値Ｆ
ｍｉｎ、Ｖｍｉｎを下回らない限り、通常モードに戻ら
ないようにしている。これは、ダイレクティーチングモ
ードにおいてオペレータがアーム操作中に操作装置から
手を離したとき、急にロボットが停止するのを避ける目
的と、第１のスレショルド値付近の力で操作している時
モードの切替えが頻繁に起こり、ハンチングするのを避
ける目的がある。
【００１４】以上のモード遷移を表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】なお、操作力、手先速度の第１、第２のス
レショルド値Ｆｍｉｎ、Ｖｍｉｎは人により最適値は異
なるが、おおむね以下の値前後である。
レショルド値Ｆｍｉｎ、Ｖｍｉｎは人により最適値は異
なるが、おおむね以下の値前後である。
【００１７】 操作力の第１のスレショルド値：１５０（ｇ） 手先速度の第２のスレショルド値：０．０１（ｍｍ／ｓ
ｅｃ） ダイレクティーチングモードでの動作について、６関節
ロボットの場合について簡単に説明する。６関節ロボッ
トの各関節における速度をＶθ1 〜Ｖθ6 とする。この
場合、ロボット手先のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する並進速
度をＶｘ、Ｖｙ、Ｖｚ、回転速度をωｘ、ωｙ、ωｚと
する。これらをベクトル表記すると、以下の式（１）、
（２）となる。
ｅｃ） ダイレクティーチングモードでの動作について、６関節
ロボットの場合について簡単に説明する。６関節ロボッ
トの各関節における速度をＶθ1 〜Ｖθ6 とする。この
場合、ロボット手先のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する並進速
度をＶｘ、Ｖｙ、Ｖｚ、回転速度をωｘ、ωｙ、ωｚと
する。これらをベクトル表記すると、以下の式（１）、
（２）となる。
【００１８】
【数１】
【００１９】
【数２】
【００２０】これらの式（１）、（２）は、ヤコビ行列
Ｊを用いて以下の式（３）で結ばれる。
Ｊを用いて以下の式（３）で結ばれる。
【００２１】
【数３】 この場合、ヤコビ行列Ｊは、６×６の行列となる。
【００２２】逆に、式（２）で表されたロボットの手先
速度から式（１）で表された関節速度を求める場合は、
式（３）の両辺にヤコビ行列の逆行列Ｊ-1をかけること
により、以下の式（４）により算出される。
速度から式（１）で表された関節速度を求める場合は、
式（３）の両辺にヤコビ行列の逆行列Ｊ-1をかけること
により、以下の式（４）により算出される。
【００２３】
【数４】
【００２４】これは逆ヤコビ行列演算と呼ばれ、このよ
うな演算が図１に示されたブロック１２で行われること
により、各関節において各軸速度への変換が行われ、こ
の変換結果に基づいてブロック１３では各軸毎のサーボ
制御が行われる。
うな演算が図１に示されたブロック１２で行われること
により、各関節において各軸速度への変換が行われ、こ
の変換結果に基づいてブロック１３では各軸毎のサーボ
制御が行われる。
【００２５】従来の方法では、モードという概念をオペ
レータが意識して操作する必要があった。しかし、本方
式では操作装置に手を触れるのみで自動的にダイレクト
ティーチングモードに入り、また手を離せば通常モード
に戻るため、オペレータはモードの意識をすることなく
ダイレクトティーチングを行うことができる。
レータが意識して操作する必要があった。しかし、本方
式では操作装置に手を触れるのみで自動的にダイレクト
ティーチングモードに入り、また手を離せば通常モード
に戻るため、オペレータはモードの意識をすることなく
ダイレクトティーチングを行うことができる。
【００２６】最初にロボットを動作させる時は第１のス
レショルド値以上の操作力が必要となるが、一旦ロボッ
トが動作し始めると、ロボットが停止するまでダイレク
ティーチングモードを維持するので、位置決め時の微小
操作力でもダイレクティーチングモードを脱することは
無い。
レショルド値以上の操作力が必要となるが、一旦ロボッ
トが動作し始めると、ロボットが停止するまでダイレク
ティーチングモードを維持するので、位置決め時の微小
操作力でもダイレクティーチングモードを脱することは
無い。
【００２７】また、通常停止状態からロボットを動作さ
せる時は、大きな力を加えるためすぐに操作力が第１の
スレショルド値を越える。そのため、ロボットの動き始
めにおける操作上の違和感は少ない。
せる時は、大きな力を加えるためすぐに操作力が第１の
スレショルド値を越える。そのため、ロボットの動き始
めにおける操作上の違和感は少ない。
【００２８】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、操作装置に手を触れるのみで自動的にダイレクトテ
ィーチングモードに入り、また手を離せば通常モードに
戻るため、オペレータはモードの意識をすることなくダ
イレクトティーチングを行うことができる。
ば、操作装置に手を触れるのみで自動的にダイレクトテ
ィーチングモードに入り、また手を離せば通常モードに
戻るため、オペレータはモードの意識をすることなくダ
イレクトティーチングを行うことができる。
【図１】本発明の制御系の動作を説明するためのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】ロボットに対するダイレクトティーチングを説
明するための概略図である。
明するための概略図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 ロボットのアームの手先部に操作装置を
設けてダイレクトティーチングを行うことのできるロボ
ットにおいて、 前記操作装置に操作力を検出するための力センサを設
け、 該力センサにより検出された操作力と前記手先部の速度
にそれぞれ第１、第２のスレショルド値を設定し、 前記力センサにより検出された操作力と前記第１のスレ
ショルド値との大小関係及び前記手先部の速度と前記第
２のスレショルド値との大小関係に応じて、ダイレクト
ティーチングモードと通常モードとの間の自動切替えを
行う切替え手段を備えたことを特徴とするダイレクトテ
ィーチングのモード切替え方式。 - 【請求項２】 請求項１記載のダイレクトティーチング
のモード切替え方式において、前記切替え手段は、前記
力センサにより検出された操作力が前記第１のスレショ
ルド値以上、前記手先部の速度が前記第２のスレショル
ド値以上の少なくとも一方の条件で前記ダイレクトティ
ーチングモードに入り、前記ダイレクトティーチングモ
ード時において前記力センサにより検出された操作力が
前記第１のスレショルド値よりも小さく、かつ前記手先
部の速度が前記第２のスレショルド値よりも低い時に、
前記ダイレクトティーチングモードから通常モードへの
切替えを行うことを特徴とするダイレクトティーチング
のモード切替え方式。 - 【請求項３】 請求項２記載のダイレクトティーチング
のモード切替え方式において、前記手先部の速度は、力
制御における手先速度算出手段により算出されることを
特徴とするダイレクトティーチングのモード切替え方
式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6344598A JPH11254361A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | ロボットにおけるダイレクトティーチングのモード切替え方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6344598A JPH11254361A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | ロボットにおけるダイレクトティーチングのモード切替え方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11254361A true JPH11254361A (ja) | 1999-09-21 |
Family
ID=13229466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6344598A Withdrawn JPH11254361A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | ロボットにおけるダイレクトティーチングのモード切替え方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11254361A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003131736A (ja) * | 2001-10-19 | 2003-05-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 搬送装置 |
| JP2009297853A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Denso Wave Inc | ロボットのダイレクトティーチ制御装置 |
| JP2012254522A (ja) * | 2009-11-06 | 2012-12-27 | Hexagon Metrology Ab | 改良された関節式アーム |
| JP2015520041A (ja) * | 2012-06-21 | 2015-07-16 | リシンク ロボティクス インコーポレイテッド | ロボット訓練のためのユーザインターフェース |
| JP2017164876A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | セイコーエプソン株式会社 | 制御装置、ロボット、及びロボットシステム |
| JP2018532608A (ja) * | 2015-11-04 | 2018-11-08 | フランカ エミカ ゲーエムベーハーＦＲＡＮＫＡ ＥＭＩＫＡ ＧｍｂＨ | 位置および／または姿勢の離散手動入力の制御システムを備えるロボット |
| JP2019018257A (ja) * | 2017-07-12 | 2019-02-07 | ファナック株式会社 | ロボットシステムおよびロボットの教示方法 |
| JP2019202364A (ja) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | セイコーエプソン株式会社 | 制御装置及びロボットシステム |
| WO2020250789A1 (ja) * | 2019-06-14 | 2020-12-17 | アズビル株式会社 | 直接教示装置及び直接教示方法 |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP6344598A patent/JPH11254361A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10994415B2 (en) | 2015-11-04 | 2021-05-04 | Franka Emika Gmbh | Robot with control system for discrete manual input of positions and/or poses |
| JP2017164876A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | セイコーエプソン株式会社 | 制御装置、ロボット、及びロボットシステム |
| JP2019018257A (ja) * | 2017-07-12 | 2019-02-07 | ファナック株式会社 | ロボットシステムおよびロボットの教示方法 |
| US10870199B2 (en) | 2017-07-12 | 2020-12-22 | Fanuc Corporation | Robot system and robot teaching method |
| JP2019202364A (ja) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | セイコーエプソン株式会社 | 制御装置及びロボットシステム |
| US11318608B2 (en) | 2018-05-22 | 2022-05-03 | Seiko Epson Corporation | Control device and robot system |
| WO2020250789A1 (ja) * | 2019-06-14 | 2020-12-17 | アズビル株式会社 | 直接教示装置及び直接教示方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |