WO2019087738A1 - ロボットシステム - Google Patents

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WO2019087738A1
WO2019087738A1 PCT/JP2018/038087 JP2018038087W WO2019087738A1 WO 2019087738 A1 WO2019087738 A1 WO 2019087738A1 JP 2018038087 W JP2018038087 W JP 2018038087W WO 2019087738 A1 WO2019087738 A1 WO 2019087738A1
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康彦 橋本
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川崎重工業株式会社
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    • G05B2219/40399—Selection of master-slave operation mode

Definitions

  • the present invention relates to a robot system.
  • Patent Document 1 discloses a robot system that switches an operation mode from an automatic operation mode in which operation is performed according to a preset task program to a manual operation mode in which an operator operates the operation unit such as a master arm manually. Proposed.
  • the operation mode is switched from the automatic operation mode to the manual operation mode to perform the operation on the robot make it possible to
  • an object of the present invention is to provide a robot system suitable for remotely operating a plurality of robots.
  • a robot system includes a plurality of robot bodies, a plurality of operation devices for receiving operation and generating operation information for operating the robot body, and the plurality of robot bodies.
  • a plurality of operation target selection units for requesting permission to operate the selected robot main body based on operation information from the corresponding operation device by receiving an operation for selecting any of the plurality of operation target objects;
  • the robot main body selected by the operation target selection unit is based on operation information from an operation device other than the operation device corresponding to the operation target selection unit.
  • operation is permitted, in order to prohibit the permission for the permission request, it is possible to prevent one robot body from being operated simultaneously by a plurality of operating devices.
  • a robot system suitable for remotely operating a plurality of robots can be provided.
  • the robot system is provided corresponding to each of the plurality of motion control units, and a plurality of request generation units for generating an operation request for requesting operation information, and that the request generation unit has generated the operation request And a request notification unit for giving notification. According to this configuration, it is possible to immediately know which of the plurality of operation control units has received an operation request.
  • the robot system includes a storage unit for storing automatic operation information for causing the robot body to automatically operate, and the operation mode of the operation control unit is the operation mode before the request generation unit generates an operation request.
  • the automatic mode controls the operation of the robot body using automatic operation information, and when the request generation unit generates an operation request, the operation mode of the robot body is controlled using the operation information from the automatic mode. You may switch to the manual mode.
  • the robot system includes a storage unit for storing automatic operation information for causing the robot body to operate automatically, and the operation control unit uses the automatic operation information stored in the storage unit by the robot body.
  • the operation of the robot main body may be controlled using both automatic operation information and operation information.
  • the operation device is configured to be able to specify a work to be a work target of the robot body, and the operation information includes work information specified by the operation device.
  • the operation control unit may be controlled to receive the operation information and operate so that the corresponding robot main body performs a work on a work designated by the operation device.
  • the present invention can provide a robot system suitable for remotely operating a plurality of robots.
  • the robot system 100 is a system using a master-slave robot.
  • the robot system 100 when the operator at a position (outside of the work area) away from the work area of the slave arm 1 moves the master arm 2 (see FIG. 4) to input the command, the slave arm 1 receives the command. A corresponding operation can be performed to perform a specific task. Further, in the robot system 100, the slave arm 1 can also automatically perform a predetermined operation without the operation of the master arm 2 by the operator.
  • an operation mode in which the slave arm 1 is operated in accordance with a command input through the master arm 2 is referred to as a "manual mode".
  • the above-mentioned “manual mode” also includes the case where a part of the operation of slave arm 1 in operation is automatically corrected based on a command input by the operator operating master arm 2 .
  • an operation mode in which the slave arm 1 is operated in accordance with a preset task program is referred to as an "automatic mode”.
  • the operation of the master arm 2 is reflected on the automatic operation of the slave arm 1 to be performed automatically. It is configured to be able to modify the behavior.
  • an operation mode in which the slave arm 1 is operated in accordance with a preset task program in a state capable of reflecting a command input via the master arm 2 is referred to as a “correction automatic mode”.
  • the “automatic mode” described above is distinguished from the “correct automatic mode” in that the operation of the master arm 2 is not reflected in the operation of the slave arm 1 when the operation mode for operating the slave arm 1 is the automatic mode. Be done.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of the configuration of a robot system 100 according to the present embodiment.
  • the robot system 100 includes a plurality of slave robots 10 and a plurality of operator interface systems 20 each including a master arm 2.
  • the robot system 100 according to this embodiment includes, as an example, six slave robots 10 and four operator interface systems 20 as shown in FIG.
  • the number of slave robots 10 provided in the robot system 100 and the number of operator interface systems 20 are not limited thereto.
  • the six slave robots 10 and the four operator interface systems 20 are all connected to an operation permission device 8 described later.
  • each component of the robot system 100 will be described in detail.
  • each slave robot 10 includes a slave arm 1, an end effector 16 attached to the tip of the slave arm 1, and a control device 3 that controls the operations of the slave arm 1 and the end effector 16.
  • the slave arm 1 and the end effector 16 correspond to the "robot main body" of the present invention.
  • the six slave robots 10 all have the same configuration, but may have different configurations.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a slave arm on which the end effector 16 is mounted.
  • the slave arm 1 includes a base 15, an arm 13 supported by the base 15, and a wrist 14 supported by the tip of the arm 13 and to which the end effector 16 is attached.
  • the slave arm 1 is an articulated robot arm having six joints JT1 to JT6 as shown in FIG. 2, and is configured by sequentially connecting a plurality of links 11a to 11f. More specifically, in the first joint JT1, the base 15 and the base end of the first link 11a are rotatably connected around an axis extending in the vertical direction.
  • the distal end of the first link 11a and the proximal end of the second link 11b are rotatably connected around an axis extending in the horizontal direction.
  • the distal end of the second link 11b and the proximal end of the third link 11c are rotatably connected around an axis extending in the horizontal direction.
  • the distal end of the third link 11c and the proximal end of the fourth link 11d are rotatably connected around an axis extending in the longitudinal direction of the fourth link 11c.
  • the distal end portion of the fourth link 11d and the proximal end portion of the fifth link 11e are rotatably coupled around an axis orthogonal to the longitudinal direction of the link 11d.
  • the distal end portion of the fifth link 11e and the proximal end portion of the sixth link 11f are connected so as to be twistable and rotatable.
  • a mechanical interface is provided at the tip of the sixth link 11f.
  • An end effector 16 corresponding to the work content is detachably mounted on the mechanical interface.
  • the end effector 16 is a hand capable of gripping a work W (see FIG. 7) described later.
  • the first camera device 17 is provided at the tip of the slave arm 1.
  • the first camera device 17 is supported by a support 18 fixed to a portion near the tip of the slave arm 1, for example, the sixth link 11f.
  • the first camera device 17 is disposed to face in a direction extending from the sixth joint JT 6 toward the end effector 16. That is, the first camera device 17 is disposed so as to be able to project the workpiece W which is an object to be gripped by the end effector 16 before and after gripping.
  • the arm 13 of the slave arm 1 is formed by a link-joint combination 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.
  • the wrist portion of the slave arm 1 is formed by a link-joint combination including 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.
  • Each of the joints JT1 to JT6 is provided with a drive motor M (see FIG. 6) as an example of an actuator for relatively rotating two members to which it is coupled.
  • the drive motor M is, for example, a servomotor servo-controlled by the control device 3.
  • the joints JT1 to JT6 also include a rotation sensor E (see FIG. 6) for detecting the rotational position of the drive motor M and a current sensor C (FIG. 6) for detecting the current for controlling the rotation of the drive motor M. And reference) are provided respectively.
  • the rotation sensor E is, for example, an encoder.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a plurality of slave arms 1 and their working environment.
  • the slave arms 1 are respectively disposed in the vicinity of, for example, a shelf 19 provided in a warehouse.
  • Each slave arm 1 holds the work W in the container placed on the shelf 19 one by one and performs an operation of taking it out of the container.
  • the control device 3 illustrated in FIG. 1 includes, for example, an operation unit (not shown) including a microcontroller, MPU, PLC (Programmable Logic Controller), a logic circuit and the like, and a storage unit 6 including ROM and RAM.
  • the control device 3 includes an operation control unit 31 and a request generation unit 32 (see FIG. 5) as functional blocks. These functional blocks are realized, for example, by the computing unit of the control device 3 reading and executing programs and the like stored in the storage unit 6.
  • the operation control unit 31 receives the operation information from the master arm 2 or the like described later, and controls the operation of the corresponding slave arm 1.
  • the request generation unit 32 generates an operation request for requesting operation information. Details of these will be described later.
  • FIG. 4 is a view for explaining the environment of the operator disposed in the operator interface system 20.
  • Each operator interface system 20 includes the master arm 2 described above, the input device 7, and the first monitor device 4.
  • the first monitor device 4 is a monitor for displaying an image captured by the first camera device 17.
  • the four operator interface systems 20 all have the same configuration, but may have different configurations.
  • the master arm 2 is a device which is installed outside the working area of the slave arm 1 and receives an operation instruction from the operator. Since the master arm 2 has a similar structure to the slave arm 1, the description of the configuration of the master arm 2 is omitted. However, the master arm 2 may have a non-similar structure to the slave arm 1. By moving the master arm 2, operation information is generated, and the generated operation information is sent to the control device 3 via the operation permission device 8. In the robot system 100 of this embodiment, when the operation information is sent to the control device 3 when the operation mode for operating the slave arm 1 is the manual mode, the slave arm 1 moves the master arm 2 by the control device 3. It is controlled to move following.
  • the master arm 2 corresponds to the "operation device" of the present invention.
  • the input device 7 is installed outside the work area together with the master arm 2 and receives an operation instruction from the operator.
  • the input device 7 is configured to be operable, and can be, for example, a portable terminal such as a switch, an adjustment knob, an operation lever, or a tablet.
  • the input device 7 includes an operation target selection unit 71, a mode selection unit 72, and an operation information selection unit 73.
  • the operation target selection unit 71 receives an operation of selecting one of the plurality of slave arms 1. This requests the operation permission apparatus 8 described later to permit operation based on operation information from the corresponding master arm 2 with the selected slave arm 1 as the operation target.
  • the details of the mode selection unit 72 and the operation information selection unit 73 will be described later.
  • the robot system 100 further includes a plurality of (six in the illustrated example) second camera devices 51 and a second monitor device 52. As shown in FIG. 1, six second camera devices 51 are provided corresponding to six slave robots 10 respectively. Each second camera device 51 is installed in the space where the corresponding slave arm 1 is provided. Each second camera device 51 is disposed at a position slightly away from the slave arm 1 so as to capture the work situation of the corresponding slave robot 10.
  • the six second camera devices 51 are all connected to the second monitor device 52.
  • the second camera device 51 and the second monitor device 52 may not be directly connected to each other, but may be connected via another device.
  • the second camera device 51 and the second monitor device 52 may be connected to each other by wire or may be connected wirelessly.
  • the second monitor device 52 is a monitor for the operator to confirm the work status by the slave arm 1.
  • the second monitor device 52 is a space in which the master arm 2 is provided, and is installed at a position where it can be viewed by the operator operating the interface system 20 for each operator.
  • the second monitor device 52 includes six display units 53, six request notification units 54, and six connection notification units 55 corresponding to the six slave robots 10 respectively. There is.
  • the images captured by the six second camera devices 51 are displayed on the six display units 53, respectively. Therefore, the operator can confirm the operation of the six slave arms 1 at a time by looking at the second monitoring device 52.
  • the request notification unit 54 receives an operation request from the request generation unit 32 of the control device 3 and notifies that the request generation unit 32 has generated an operation request.
  • the request notification unit 54 is provided above the corresponding display unit 53, as shown in FIG. Further, in the present embodiment, the request notification unit 54 is a light emitting unit. By receiving the operation request from the control device 3, the request notification unit 54 corresponding to the control device 3 is lit or blinks. As a result, the operator is notified that the slave robot 10 corresponding to the request notification unit 54 has made an operation request.
  • the connection notification unit 55 reports the connection relationship between the slave robot 10 and the operator interface system 20. Specifically, the operation of the slave robot 10 from the operator interface system 20 is enabled when the operation permission device 8 permits it. When the operation permission device 8 permits the operation on the slave robot 10, the connection notification unit 55 corresponding to the slave robot 10 notifies the interface system 20 for the operator who can operate the slave robot 10.
  • connection notification unit 55 is a liquid crystal display provided below the corresponding display unit 53, and displays the corresponding operator interface system 20 in a distinguishable manner.
  • “D” is displayed on the connection notification unit 55 corresponding to the request notification unit 54 assigned the number “2”. This means that the operator interface system 20 corresponding to the display of “D” and the slave robot 10 corresponding to the request notification unit 54 assigned the number “2” are connected.
  • the operation permission apparatus 8 has a determination unit 81 that receives the permission request from the operation target selection unit 71 of the input device 7 and determines whether to permit the permission request.
  • the operation permission apparatus 8 enables the operation of the selected slave robot 10 based on the operation information from the corresponding master arm 2 when the determination unit 81 permits.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a configuration of a control system of the robot system 100. As shown in FIG. In FIG. 5, only one slave robot 10 and one operator interface system 20 (A) are shown, and the other slave robots 10 and operator interface systems 20 (B to D) are omitted. . Further, the end effector 16 is also omitted in FIG.
  • the determination unit 81 receives the permission request from the operation target selection unit 71, the slave robot 10 selected by the operation target selection unit 71 is different from the master arm 2 corresponding to the operation target selection unit 71. If it is permitted to operate based on the operation information from the master arm 2, permission for the permission request is prohibited, and in other cases, permission for the permission request is permitted.
  • the determination unit 81 permits the permission request from the operation target selection unit 71
  • the operation information generated by the master arm 2 of the operator interface system 20 including the operation target selection unit 71 is an operation
  • the object selection unit 71 sends the operation control unit 31 of the slave robot 10 selected.
  • the determination unit 81 sends, to the connection notification unit 55, information for identifying the operator interface system 20 that has become capable of operating the slave robot 10.
  • the operation target selection unit 71 causes the first monitor device 4 of the operator interface system 20 including the operation target selection unit 71. An image from the first camera device 17 for imaging the selected slave robot 10 is sent.
  • the operation instruction to the mode selection unit 72 and the operation information selection unit 73 of the operator interface system 20 including the operation target selection unit 71 is It is sent to the operation control unit 31 of the slave robot 10 selected by the operation target selection unit 71.
  • the operation instruction to the mode selection unit 72 and the operation information selection unit 73 of the operator interface system 20 including the operation target selection unit 71 is It is sent to the operation control unit 31 of the slave robot 10 selected by the operation target selection unit 71.
  • FIG. 5 shows that each component (for example, the master arm 2) of the operator interface system 20 and the component (for example, the operation control unit 31) of the control device 3 are connected by a mechanical switch, It is only schematically shown, and it is not limited to this.
  • the mode selection unit 72 is for the operator to select an operation mode for operating the slave arm 1 from the above-described automatic mode, correction automatic mode, and manual mode.
  • the operation information selection unit 73 selects operation information to be used by the operation control unit 31 when operating the slave arm 1 in the automatic mode or the correction automatic mode from among a plurality of operation information for causing the slave arm 1 to operate. belongs to.
  • the storage unit 6 of the control device 3 is a readable and writable recording medium, and information for automatically causing the slave arm 1 to perform a predetermined operation is stored as storage operation information 61.
  • the storage operation information 61 does not have to be all the information necessary for causing the slave arm 1 to perform a predetermined operation automatically, and may be a part of information.
  • the storage operation information 61 may be any information as long as it is information related to the operation of the slave arm 1.
  • the storage operation information 61 may be trajectory information including time-series data of the rotational position of the drive motor M, or the attitude (rotation of the drive motor M) of the slave arm 1 at jumps at predetermined time intervals. It may be route information representing a position).
  • the storage operation information 61 may include, for example, the velocity along the trajectory of the slave arm 1.
  • At least one storage operation information 61 is stored in the storage unit 6, and one of them is, for example, the teaching information 61a stored by operating the slave arm 1 so as to perform a predetermined operation by the teaching operation. is there.
  • the storage operation information 61 as the teaching information 61a is information in which the operation of the slave arm 1 is instructed and stored by operating the master arm 2.
  • the present invention is not limited to this. It may be stored.
  • the storage operation information 61 as the teaching information 61a may be information stored by direct teaching.
  • the storage unit 6 is provided integrally with the control device 3, but may be provided separately from the control device 3.
  • One of the at least one save operation information 61 stored in the storage unit 6 is sent to the operation control unit 31 as automatic operation information for causing the slave arm 1 to automatically operate. Further, operation information generated by operating the master arm 2 is sent to the operation control unit 31.
  • the operation control unit 31 uses one or both of the automatic operation information and the operation information according to the operation mode selected by the mode selection unit 72.
  • the operation control unit 31 uses operation information. More specifically, when the operation mode for operating the slave arm 1 is the manual mode, the operation control unit 31 does not use the storage operation information 61 in the storage unit 6 and the operation information sent by operating the master arm 2 The operation of the slave arm 1 is controlled in accordance with (input command).
  • the operation control unit 31 uses the automatic operation information. More specifically, when the operation mode for operating slave arm 1 is the automatic mode, operation control unit 31 does not use the operation information sent from master arm 2 and sends it from storage unit 6 according to a preset task program. The operation of the slave arm 1 is controlled using the obtained automatic operation information.
  • the operation control unit 31 uses both automatic operation information and operation information.
  • the operation mode is the correction automatic mode and the operation information is not sent to the operation control unit 31, the operation control unit 31 uses only the automatic operation information. More specifically, when the operation control unit 31 receives the operation information while the slave arm 1 is operating automatically using the automatic operation information when the operation mode for operating the slave arm 1 is the correction automatic mode, The operation of the slave arm 1 is controlled using both automatic operation information and operation information. As a result, the slave arm 1 performs an operation related to the automatic operation information, that is, an operation corrected from the operation which is supposed to be performed automatically.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a block diagram of a control system of the operation control unit 31. As shown in FIG.
  • the operation control unit 31 includes an adder 31a, subtractors 31b, 31e, and 31g, a position controller 31c, a differentiator 31d, and a speed controller 31f, and uses a command value based on automatic operation information and a command value based on operation information.
  • the rotational position of the drive motor M of the slave arm 1 is controlled.
  • the adder 31a generates a corrected position command value by adding the correction command value based on the operation information to the position command value based on the automatic operation information.
  • the adder 31a sends the corrected position command value to the subtractor 31b.
  • the subtractor 31 b subtracts the position current value detected by the rotation sensor E from the corrected position command value to generate an angular deviation.
  • the subtractor 31b sends the generated angular deviation to the position controller 31c.
  • the position controller 31c generates a speed command value from the angular deviation sent from the subtractor 31b by calculation processing based on a predetermined transfer function or proportional coefficient.
  • the position controller 31c sends the generated speed command value to the subtractor 31e.
  • the differentiator 31d differentiates the position current value information detected by the rotation sensor E to generate a change amount per unit time of the rotation angle of the drive motor M, that is, the speed current value.
  • the differentiator 31d sends the generated current speed value to the subtractor 31e.
  • the subtractor 31e subtracts the current speed value sent from the differentiator 31d from the speed command value sent from the position controller 31c to generate a speed deviation.
  • the subtractor 31e sends the generated velocity deviation to the velocity controller 31f.
  • the speed controller 31 f generates a torque command value (current command value) from the speed deviation sent from the subtractor 31 e by calculation processing based on a predetermined transfer function or proportional coefficient.
  • the speed controller 31f sends the generated torque command value to the subtractor 31g.
  • the subtractor 31 g subtracts the current current value detected by the current sensor C from the torque command value sent from the speed controller 31 f to generate a current deviation.
  • the subtractor 31g sends the generated current deviation to the drive motor M to drive the drive motor M.
  • the operation control unit 31 controls the drive motor M to control the slave arm 1 to perform the operation corrected from the operation related to the automatic operation information.
  • a position command value based on the automatic operation information is sent to the subtractor 31b.
  • the subtractor 31b is used. A position command value based on the operation information is sent.
  • the storage unit 6 is configured to automatically store, as the storage operation information 61, correction operation information for the slave arm 1 to perform the corrected operation when the slave arm 1 performs the corrected operation. ing. However, when the slave arm 1 performs the corrected operation, the storage unit 6 may be configured to be able to select whether or not the correction operation information is stored as the storage operation information 61. In this case, for example, after the corrected operation of the slave arm 1 is completed, the control device 3 may be configured to inquire whether to store the corrected operation in the input device 7 or not.
  • the operation control unit 31 can use the correction operation information stored as the storage operation information 61 in the storage unit 6 as automatic operation information in the subsequent operations.
  • the operation control unit 31 is configured to control the operation of the slave arm 1 using the latest save operation information 61 stored in the storage unit 6 as the automatic operation information.
  • FIG. 3 it is assumed that six slave robots 10 are performing an operation of taking out the work W from the shelf 19 in the automatic mode.
  • the request generation unit 32 of the slave robot 10 Generate an operation request for requesting operation information.
  • the operation request is sent to the request notification unit 54 corresponding to the slave robot 10, and the request notification unit 54 notifies the request generation unit 32 that there is an operation request.
  • the operator operates the operation target selection unit 71 to select the slave robot 10 for which the operation request has been made.
  • imaging information is sent to the first monitor device 4 from the first camera 17 that images the corresponding slave robot 10.
  • FIG. 7 shows an example of an image displayed on the first monitor device 4.
  • the operator manually operates the master arm 2 while looking at the first monitor device 4 to take out the work W from the shelf by the slave robot 10.
  • the operation mode of the operation control unit is configured to switch from the automatic mode to the manual mode or the correction automatic mode at the timing when the request generation unit 32 generates an operation request.
  • the timing at which the operation mode of the operation control unit is switched is not limited to this.
  • a screen asking the first monitor device 4 to select one of the manual mode, the automatic mode, and the correction automatic mode is displayed. It may be displayed.
  • the operation mode may be switched by operating the mode selection unit 72 on this screen.
  • the operator may operate another operation device instead of the master arm 2 while looking at the first monitor device 4.
  • the controller device may be configured to be able to specify a work W as a work target displayed on the first monitor device 4 such as a mouse.
  • the uppermost workpiece of the workpieces W displayed on the first monitor device 4 may be designated.
  • the operation information may include work information specified by the operating device, and the operation control unit 71 receives the operation information, and the corresponding slave arm 1 with respect to the work W specified by the operating device. Control may be performed to operate automatically.
  • the operation permission device With permission from 8 it is possible to operate all slave robots 10 from one master arm 2. For this reason, it is not necessary for the operator to prepare the master arms 2 for operating the slave robots 10 by the number of the slave robots 10.
  • the slave robot 10 selected by the operation target selection unit 71 is a master arm 2 different from the master arm 2 corresponding to the operation target selection unit 71.
  • the permission for the permission request is prohibited. For this reason, it can be avoided that one slave robot 10 is simultaneously operated by a plurality of master arms.
  • a robot system suitable for remotely operating a plurality of robots can be provided.
  • any slave robot since the request generation unit 32 generates an operation request for requesting operation information, and the request notification unit 54 notifies that the operation generation request is generated by the request generation unit 32, any slave robot can be used. It is possible to know immediately whether there is an operation request for 10.
  • the operation of the slave arm 1 in operation can be corrected by the master arm 2 in real time. Therefore, partial correction of the operation of the slave arm 1 can be easily performed.
  • the correction operation information for performing the corrected operation is stored as the storage operation information in the storage unit 6, there is no need to perform the same operation every time using the master arm 2 to make corrections, and the slave arm 1 Can automatically perform the corrected operation. Therefore, the operation taught by the slave arm 1 can be easily corrected.
  • the automatic mode can be selected as the operation mode of the operation control unit 31 by the mode selection unit 72, the automatic mode is selected when the operation correction of the slave arm 1 is not necessary. It is possible to prevent the operation of the slave arm 1 from being corrected when the master arm 2 is operated. Further, since the manual mode can be selected as the operation mode of the operation control unit 31 by the mode selection unit 72, the slave arm 1 can be operated without using the save operation information 61 stored in the storage unit 6. .
  • the operation control unit 31 controls the operation of the slave arm 1 using the latest save operation information stored in the storage unit 6 as the automatic operation information, the slave arm using the master arm 2 Each time the correction work of 1 is repeated, it is possible to gradually approach the target operation.
  • the operation control unit 31 does not necessarily use the latest save operation information 61 stored in the storage unit 6 as the automatic operation information.
  • the storage operation information 61 used by the operation control unit 31 as the automatic operation information may be selected from the plurality of storage operation information 61 stored in the storage unit 6 by the operation information selection unit 73.
  • the same storage operation information 61 may be used as automatic operation information each time until the storage operation information 61 used as the automatic operation information is selected by the operation information selection unit 73. According to this configuration, even if the latest save operation information 61 stored in the storage unit 6 is not optimal as information to be operated by the slave arm 1, the operation information selection unit 73 appropriately corrects it.
  • the stored operation information 61 can be used as automatic operation information.
  • the robot system 100 may also include a status information acquisition unit (not shown) that acquires status information indicating the status in the work area of the slave arm 1, and the operation control unit 31 is acquired by the status information acquisition unit. Based on the status information, storage operation information 61 suitable for operating the slave arm 1 may be selected and used as automatic operation information.
  • the situation information includes, for example, information used to recognize the situation or the like of the position or posture of the slave arm 1 in the work area, or the surrounding environment around the slave arm 1.
  • the information used to recognize the surrounding condition surrounding the slave arm 1 is, for example, a time zone or timing for operating the slave arm 1, a temperature or humidity of a work area, or the like.
  • the storage operation information 61 suitable for the viscosity resistance of the sealing agent is selected as the automatic operation information based on the status information, so that the operation correction of the slave arm 1 can be more easily performed.
  • FIG. 8 is a view showing a robot body 9 according to another embodiment.
  • the robot main body 9 includes a linear movement portion 92 linearly moving along a pole 91 extending in the vertical direction, and an articulated robot 93 supported by the linear movement portion 92.
  • the motion control unit of the present invention may control not only the motion of the articulated robot 93 but also the motion of the linear motion portion 92 in the vertical direction.
  • the master arm 2 was demonstrated as an example of the operating device of this invention, the operating device of this invention may be another structures, such as a joystick, for example.
  • the forms of the request notification unit 54 and the connection notification unit 55 are not limited to those described above.
  • the request notification unit 54 may not be a light emitting unit, and may be a liquid crystal display that indicates that there is a request.
  • the request notification unit 54 and the connection notification unit 55 may not be in the second monitor device 52, and may be provided in each operator interface system 20.
  • the operation units such as the mode selection unit 72 and the operation information selection unit 73 are provided in one input device 7, but may be provided in separate input devices.
  • slave arm 2 master arm 3: control device 4: first monitor device 6: storage unit 7: input device 8: operation permission device 10: slave robot 11: slave arm 16: end effector 17: first camera device 31 : Operation control unit 32: request generation unit 51: second camera device 52: second monitor device 53: display unit 54: request notification unit 71: operation object selection unit 81: determination unit 100: robot system

Abstract

複数のロボット本体と、操作を受け付けて、ロボット本体を動作させる操作情報を生成する複数の操作装置と、操作情報を受けて、対応するロボット本体の動作を制御する複数の動作制御部と、複数のロボット本体のうちのいずれかを選択する操作を受け付けることにより、当該選択したロボット本体を対応する操作装置からの操作情報に基づき動作させる許可を要求する複数の操作対象選択部と、操作対象選択部から許可要求を受信して、許可要求に対して許可するか否かを判定する判定部を有する操作許可装置とを備え、判定部は、許可要求を受信したときに、当該操作対象選択部にて選択したロボット本体を、別の操作装置からの操作情報に基づき動作させることが許可されている場合には、当該許可要求に対する許可を禁止する。

Description

ロボットシステム
　本発明は、ロボットシステムに関する。
　従来から、作業環境中のロボットを操作者が遠隔的に操作することにより、当該ロボットに必要な作業を行わせる遠隔操作ロボットシステムが知られている。
　例えば特許文献１には、運転モードを、予め設定されたタスクプログラムに従って動作させる自動運転モードから、操作者がマスターアームなどの操作手段を手動操作することにより動作させる手動運転モードに切り替えるロボットシステムが提案されている。このシステムでは、予め準備されたプログラムではロボットに所定の作業を行わせることができないといった異常が生じた場合に、運転モードを、自動運転モードから手動運転モードに切り替えることにより、ロボットに作業を行わせることを可能にする。
特開２００３－３１１６６１号公報
　ところで、例えば作業対象が広範囲にわたるものであったり、複数の作業工程を要する作業であったりする場合、例えば数十台のロボットを用意して、同時作業させるのが効率がよい。しかしながら、上述したシステムを複数台のロボットに対して適用した場合、操作者が手動操作するために用いられる操作手段もロボットの数だけ用意しなければならない。
　そこで、本発明は、複数台のロボットを遠隔操作するのに好適なロボットシステムを提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明のロボットシステムは、複数のロボット本体と、操作を受け付けて、前記ロボット本体を動作させる操作情報を生成する複数の操作装置と、前記複数のロボット本体の夫々に対応して設けられ、前記操作情報を受けて、対応するロボット本体の動作を制御する複数の動作制御部と、前記複数の操作装置の夫々に対応して設けられ、前記複数のロボット本体のうちのいずれかを選択する操作を受け付けることにより、当該選択したロボット本体を操作対象として、対応する前記操作装置からの操作情報に基づき動作させる許可を要求する、複数の操作対象選択部と、前記操作対象選択部から前記許可要求を受信して、前記許可要求に対して許可するか否かを判定する判定部を有し、前記判定部が許可した場合に、対応する前記操作装置からの操作情報に基づく当該選択したロボット本体の動作を可能にする操作許可装置とを備え、前記判定部は、前記操作対象選択部から前記許可要求を受信したときに、当該操作対象選択部にて選択したロボット本体を、前記操作対象選択部に対応する操作装置とは別の操作装置からの操作情報に基づき動作させることが許可されている場合には、当該許可要求に対する許可を禁止し、それ以外の場合には、当該許可要求に対して許可する。
　上記の構成によれば、複数のロボットの一部に異常が生じて手動操作等に切り替える場合であっても、操作許可装置からの許可があれば、１つの操作装置から全てのロボット本体を操作することが可能になる。このため、操作者がロボット本体を操作するための操作装置を、ロボット本体の数だけ用意する必要はなくなる。
　また、操作対象選択部から許可要求を受信したときに、当該操作対象選択部にて選択したロボット本体を、前記操作対象選択部に対応する操作装置とは別の操作装置からの操作情報に基づき動作させることが許可されている場合には、当該許可要求に対する許可を禁止するため、１つのロボット本体が複数の操作装置により同時に操作されることを回避することができる。
　このため、複数台のロボットを遠隔操作するのに好適なロボットシステムを提供することができる。
　上記のロボットシステムは、前記複数の動作制御部の夫々に対応して設けられ、操作情報を要求する操作要求を生成する複数の要求生成部と、前記要求生成部が操作要求を生成したことを報知する要求報知部と、を備えてもよい。この構成によれば、複数の動作制御部のいずれについて操作要求があったかを即座に知ることができる。
　上記のロボットシステムは、前記ロボット本体に自動で動作させるための自動動作情報を記憶する記憶部を備え、前記動作制御部の運転モードは、前記要求生成部が操作要求を生成する前は、前記自動動作情報を用いて前記ロボット本体の動作を制御する自動モードであり、前記要求生成部が操作要求を生成したときに、前記自動モードから、前記操作情報を用いて前記ロボット本体の動作を制御する手動モードに切り替わってもよい。
　上記のロボットシステムは、前記ロボット本体に自動で動作させるための自動動作情報を記憶する記憶部を備え、前記動作制御部は、前記ロボット本体が前記記憶部に記憶された自動動作情報を用いて自動で動作している途中に前記操作装置から操作情報を受けた場合に、自動動作情報と操作情報の双方を用いて前記ロボット本体の動作を制御してもよい。
　上記のロボットシステムにおいて、前記操作装置は、前記ロボット本体の作業対象であるワークを指定可能に構成されており、前記操作情報には、前記操作装置により指定されたワーク情報が含まれており、前記動作制御部は、前記操作情報を受けて、対応する前記ロボット本体が前記操作装置により指定されたワークに対して作業を行うよう動作するよう制御してもよい。
　本発明は、複数台のロボットを遠隔操作するのに好適なロボットシステムを提供することができる。
第１実施形態に係るロボットシステムの構成を示す模式図である。 エンドエフェクタが装着されたスレーブアームの構成を示す図である。 複数のスレーブアームとそれらの作業環境を説明する図である。 操作者用インターフェースシステムに配置される操作者の環境を説明する図である。 図１に示すロボットシステムの制御系統の構成を示す模式図である。 図５に示す動作制御部の制御系のブロック図の一例を示す図である。 第２モニタ装置に表示される画像の一例を示す。 別の実施形態に係るロボット本体を示す図である。
　＜第１実施形態＞
　以下、本発明の第１実施形態に係るロボットシステムについて図面を参照して説明する。本実施形態に係るロボットシステム１００は、マスタースレーブ方式のロボットを利用したシステムである。ロボットシステム１００では、スレーブアーム１の作業領域から離れた位置（作業領域外）にいる操作者がマスターアーム２（図４参照）を動かして指令を入力することで、スレーブアーム１が該指令に対応した動作を行い、特定の作業を行うことができる。また、ロボットシステム１００では、スレーブアーム１は、操作者によるマスターアーム２の操作なしに、所定の作業を自動的に行うこともできる。
　本明細書では、マスターアーム２を介して入力された指令に従って、スレーブアーム１を動作させる運転モードを「手動モード」と称する。なお、上述の「手動モード」には、操作者がマスターアーム２を操作することによって入力された指令に基づいて動作中のスレーブアーム１の動作の一部が自動で動作補正される場合も含む。また、予め設定されたタスクプログラムに従ってスレーブアーム１を動作させる運転モードを「自動モード」と称する。
　更に、本実施形態のロボットシステム１００では、スレーブアーム１が自動で動作している途中に、マスターアーム２の操作をスレーブアーム１の自動の動作に反映させて、自動で行うことになっていた動作を修正することができるように構成されている。本明細書では、マスターアーム２を介して入力された指令を反映可能な状態で、予め設定されたタスクプログラムに従ってスレーブアーム１を動作させる運転モードを「修正自動モード」と称する。なお、上述の「自動モード」は、スレーブアーム１を動作させる運転モードが自動モードであるときはマスターアーム２の操作がスレーブアーム１の動作に反映されないという点で、「修正自動モード」と区別される。
　まず、図１を参照して、本実施形態に係るロボットシステム１００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るロボットシステム１００の構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、ロボットシステム１００は、複数のスレーブロボット１０と、マスターアーム２を夫々含む複数の操作者用インターフェースシステム２０を備える。本実施形態のロボットシステム１００は、一例として、図１に示すように６つのスレーブロボット１０と、４つの操作者用インターフェースシステム２０を備えている。但し、ロボットシステム１００が備えるスレーブロボット１０の数及び操作者用インターフェースシステム２０の数はこれに限定されない。また、これら６つのスレーブロボット１０と、４つの操作者用インターフェースシステム２０は、いずれも後述する操作許可装置８に接続されている。以下、ロボットシステム１００の各構成要素について詳細に説明する。
　（スレーブロボットの構成）
　図１に示すように、各スレーブロボット１０は、スレーブアーム１と、スレーブアーム１の先端に装着されるエンドエフェクタ１６と、スレーブアーム１及びエンドエフェクタ１６の動作を司る制御装置３とを備えている。スレーブアーム１及びエンドエフェクタ１６が、本発明の「ロボット本体」に相当する。本実施形態では、６つのスレーブロボット１０が、いずれも同じ構成であるが、互いに異なる構成であってもよい。
　図２は、エンドエフェクタ１６が装着されたスレーブアームの構成を示す図である。スレーブアーム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１６が装着される手首部１４とを備えている。スレーブアーム１は、図２に示すように６つの関節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、捻れ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は、作業内容に対応したエンドエフェクタ１６が着脱可能に装着される。本実施形態では、エンドエフェクタ１６は、後述するワークＷ（図７参照）を把持可能なハンドである。
　また、本実施形態では、スレーブアーム１の先端に第１カメラ装置１７が設けられている。第１カメラ装置１７は、スレーブアーム１の先端近傍部分、例えば第６リンク１１ｆに固定された支持部１８により支持される。第１カメラ装置１７は、第６関節ＪＴ６からエンドエフェクタ１６に向かって延びる方向を向くように配置されている。即ち、第１カメラ装置１７は、エンドエフェクタ１６で把持する対象であるワークＷを把持前及び把持後において映し出すことができるよう配置されている。
　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、スレーブアーム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、スレーブアーム１の手首部１４が形成されている。
　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Ｍ（図６参照）がそれぞれ設けられている。駆動モータＭは、例えば、制御装置３によってサーボ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Ｍの回転位置を検出するための回転センサＥ（図６参照）と、駆動モータＭの回転を制御する電流を検出するための電流センサＣ（図６参照）とがそれぞれ設けられている。回転センサＥは、例えばエンコーダである。
　図３は、複数のスレーブアーム１とそれらの作業環境を説明する図である。本実施形態では、スレーブアーム１が、例えば倉庫内に設けられた棚１９などの近傍にそれぞれ配置されている。各スレーブアーム１は、棚１９に置かれた容器内のワークＷを１つずつ把持して、当該容器から取り出す作業を行う。
　図１に示した制御装置３は、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、論理回路等からなる演算部（図示せず）と、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部６を有する。制御装置３は、機能ブロックとして、動作制御部３１及び要求生成部３２（図５参照）を備えている。これら機能ブロックは、例えば、制御装置３の演算部が記憶部６に格納されているプログラム等を読み出し実行することにより実現される。動作制御部３１は、後述するマスターアーム２等からの操作情報を受けて、対応するスレーブアーム１の動作を制御する。要求生成部３２は、操作情報を要求する操作要求を生成する。これらについて、詳しくは後述する。
　（操作者用インターフェースシステムの構成）
　次に、操作者用インターフェースシステム２０について、図４を参照して説明する。図４は、操作者用インターフェースシステム２０に配置される操作者の環境を説明する図である。各操作者用インターフェースシステム２０は、上述したマスターアーム２と、入力装置７と、第１モニタ装置４を備える。第１モニタ装置４は、第１カメラ装置１７にて撮像された画像を表示するためのモニタである。本実施形態では、４つの操作者用インターフェースシステム２０は、いずれも同じ構成であるが、互いに異なる構成であってもよい。
　マスターアーム２は、スレーブアーム１の作業領域外に設置され、操作者からの操作指示を受け付ける装置である。マスターアーム２は、スレーブアーム１と相似構造をしているためマスターアーム２の構成に関する説明は省略する。但し、マスターアーム２は、スレーブアーム１と非相似構造をしていてもよい。マスターアーム２を動かすことにより操作情報が生成され、生成された操作情報は操作許可装置８を介して、制御装置３に送られる。本実施形態のロボットシステム１００では、スレーブアーム１を動作させる運転モードが手動モードであるときに操作情報が制御装置３に送られると、スレーブアーム１が制御装置３により該マスターアーム２の動きに追随して動くよう制御される。スレーブアーム１を動作させる運転モードが修正自動モードであるときに操作情報が制御装置３に送られると、自動で動作している途中のスレーブアーム１の動作が操作情報により修正される。マスターアーム２は、本発明の「操作装置」に相当する。
　入力装置７は、マスターアーム２とともに作業領域外に設置され、操作者からの操作指示を受け付ける。入力装置７は、操作可能に構成されており、例えば、スイッチ、調整ツマミ、操作レバー又はタブレットなどの携帯端末が例示できる。入力装置７は、操作対象選択部７１、モード選択部７２、及び動作情報選択部７３を備えている。
　操作対象選択部７１は、複数のスレーブアーム１のうちのいずれかを選択する操作を受け付ける。これにより、後述する操作許可装置８に対して、当該選択したスレーブアーム１を操作対象として、対応するマスターアーム２からの操作情報に基づき動作させる許可を要求する。モード選択部７２及び動作情報選択部７３について、詳細は後述する。
　（第２カメラ装置及び第２モニタ装置）
　図１に戻って、ロボットシステム１００は、更に、複数の（図例では６つの）第２カメラ装置５１と、第２モニタ装置５２を備える。図１に示すように、６つの第２カメラ装置５１は、それぞれ６つのスレーブロボット１０に対応して設けられている。各第２カメラ装置５１は、対応するスレーブアーム１が設けられている空間に設置されている。各第２カメラ装置５１は、対応するスレーブロボット１０の作業状況を撮影するように、スレーブアーム１からやや離れた位置に配置される。
　６つの第２カメラ装置５１は、いずれも第２モニタ装置５２に接続されている。第２カメラ装置５１と第２モニタ装置５２は、互いに直接されなくてもよく、別の装置を介して接続されてもよい。また、第２カメラ装置５１と第２モニタ装置５２は、互いに有線により接続されてもよいし、無線により接続されてもよい。
　第２モニタ装置５２は、操作者がスレーブアーム１による作業状況を確認するためモニタである。第２モニタ装置５２は、マスターアーム２が設けられている空間であって、各操作者用インターフェースシステム２０で操作する操作者から視認可能な位置に設置されている。第２モニタ装置５２は、図４に示すように、６つのスレーブロボット１０のそれぞれに対応して、６つの表示部５３と、６つの要求報知部５４と、６つの接続報知部５５を備えている。
　６つの表示部５３には、６つの第２カメラ装置５１にて撮像された画像がそれぞれ表示される。このため、操作者は、第２モニタ装置５２を見ることにより、６つのスレーブアーム１の動作を一度に確認することができる。
　要求報知部５４は、制御装置３の要求生成部３２から操作要求を受信し、当該要求生成部３２が操作要求を生成したことを報知する。本実施形態では、要求報知部５４は、図４に示すように、対応する表示部５３の上側に設けられる。また、本実施形態では、要求報知部５４は、発光部である。制御装置３からの操作要求を受信することにより、当該制御装置３に対応する要求報知部５４が、点灯又は点滅する。これにより、その要求報知部５４に対応するスレーブロボット１０から操作要求があったことが操作者に知らされる。
　接続報知部５５は、スレーブロボット１０と操作者用インターフェースシステム２０との接続関係を報知する。詳しく説明すると、操作者用インターフェースシステム２０からのスレーブロボット１０の操作は、操作許可装置８により許可された場合に可能となる。操作許可装置８がスレーブロボット１０に対する操作を許可した場合に、当該スレーブロボット１０に対応する接続報知部５５は、当該スレーブロボット１０を操作可能になった操作者用インターフェースシステム２０を報知する。
　本実施形態では、接続報知部５５は、図４に示すように、対応する表示部５３の下側に設けられた液晶ディスプレイであり、対応する操作者用インターフェースシステム２０を識別可能に表示する。例えば、図４では、番号「２」と付された要求報知部５４に対応する接続報知部５５に、「Ｄ」と表示されている。これは、「Ｄ」という表示に対応する操作者用インターフェースシステム２０と、番号「２」と付された要求報知部５４に対応するスレーブロボット１０とが接続されていることを意味する。
　（操作許可装置）
　本実施形態では、操作許可装置８は、入力装置７の操作対象選択部７１から許可要求を受信して、許可要求に対して許可するか否かを判定する判定部８１を有する。操作許可装置８は、判定部８１が許可した場合に、対応するマスターアーム２からの操作情報に基づく当該選択したスレーブロボット１０の動作を可能にする。
　図５は、ロボットシステム１００の制御系統の構成を示す模式図である。なお、図５では、１つのスレーブロボット１０と１つの操作者用インターフェースシステム２０（Ａ）のみ内部構成を示し、他のスレーブロボット１０と操作者用インターフェースシステム２０（Ｂ～Ｄ）については省略する。また、図５で、エンドエフェクタ１６についても省略する。
　判定部８１は、操作対象選択部７１から許可要求を受信したときに、当該操作対象選択部７１にて選択したスレーブロボット１０を、当該操作対象選択部７１に対応するマスターアーム２とは別のマスターアーム２からの操作情報に基づき動作させることが許可されている場合には、当該許可要求に対する許可を禁止し、それ以外の場合には、当該許可要求に対して許可する。
　具体的には、判定部８１が操作対象選択部７１からの許可要求を許可した場合、当該操作対象選択部７１を含む操作者用インターフェースシステム２０のマスターアーム２で生成された操作情報は、操作対象選択部７１にて選択したスレーブロボット１０の動作制御部３１に送られるようになる。また、判定部８１は、スレーブロボット１０に対する操作を許可した場合に、当該スレーブロボット１０を操作可能になった操作者用インターフェースシステム２０を識別するための情報を接続報知部５５に送る。
　また、判定部８１が操作対象選択部７１からの許可要求を許可した場合、当該操作対象選択部７１を含む操作者用インターフェースシステム２０の第１モニタ装置４には、操作対象選択部７１にて選択したスレーブロボット１０を撮像する第１カメラ装置１７からの画像が送られるようになる。
　また、判定部８１が操作対象選択部７１からの許可要求を許可した場合、当該操作対象選択部７１を含む操作者用インターフェースシステム２０のモード選択部７２及び動作情報選択部７３に対する操作指示は、操作対象選択部７１にて選択したスレーブロボット１０の動作制御部３１に送られるようになる。
　また、判定部８１が操作対象選択部７１からの許可要求を許可した場合、当該操作対象選択部７１を含む操作者用インターフェースシステム２０のモード選択部７２及び動作情報選択部７３に対する操作指示は、操作対象選択部７１にて選択したスレーブロボット１０の動作制御部３１に送られるようになる。
　なお、図５では、操作者用インターフェースシステム２０の各要素（例えばマスターアーム２）と制御装置３の要素（例えば動作制御部３１）とが機械的スイッチにより接続されることが示されたが、模式的に示したにすぎず、これに限定されるものではない。
　図５に示すように、モード選択部７２は、スレーブアーム１を動作させる運転モードを、上述した自動モード、修正自動モード及び手動モードから操作者が選択するためのものである。動作情報選択部７３は、スレーブアーム１に動作させるための複数の動作情報の中から、自動モード又は修正自動モードでスレーブアーム１を動作させるときに動作制御部３１が用いる動作情報を選択するためのものである。
　制御装置３の記憶部６は、読み書き可能な記録媒体であり、スレーブアーム１に自動で所定の動作をさせるための情報が保存動作情報６１として記憶されている。保存動作情報６１は、スレーブアーム１に自動で所定の動作をさせるのに必要な全ての情報である必要はなく、一部の情報であってもよい。また、保存動作情報６１は、スレーブアーム１の動作に関する情報であれば、いかなる情報であってもよい。例えば、保存動作情報６１は、駆動モータＭの回転位置の時系列データを含む軌道情報であってもよいし、所定の時間間隔おきの飛び飛びの時点のスレーブアーム１の姿勢（駆動モータＭの回転位置）を表した経路情報であってもよい。保存動作情報６１は、例えば、スレーブアーム１の軌道に沿った速度を含んでもよい。
　記憶部６には、少なくとも１つの保存動作情報６１が記憶されており、そのうちの１つは、例えば、教示作業により所定の作業を行うようスレーブアーム１を動作させて記憶された教示情報６１ａである。本実施形態では、教示情報６１ａとしての保存動作情報６１は、マスターアーム２を操作することによりスレーブアーム１の動作を指示し記憶させた情報であるが、これに限定されず、いかなる教示方式で記憶されたものであってもよい。例えば教示情報６１ａとしての保存動作情報６１は、ダイレクト教示により記憶された情報であってもよい。なお、本実施形態に係るロボットシステム１００では、記憶部６は、制御装置３と一体的に設けられているが制御装置３と別体として設けられていてもよい。
　以下では、動作制御部３１によるスレーブアーム１の動作の制御について図５を参照して説明する。
　動作制御部３１には、記憶部６に記憶された少なくとも１つの保存動作情報６１のうちの１つが、スレーブアーム１に自動で動作させるための自動動作情報として送られる。また、動作制御部３１には、マスターアーム２を操作することにより生成された操作情報が送られる。
　動作制御部３１は、モード選択部７２で選択されている運転モードに従い、自動動作情報及び操作情報の一方又は両方を用いる。
　モード選択部７２で選択されている運転モードが手動モードであるとき、動作制御部３１は操作情報を用いる。より詳しくは、動作制御部３１は、スレーブアーム１を動作させる運転モードが手動モードであるとき、記憶部６に保存動作情報６１を用いず、マスターアーム２を操作することにより送られた操作情報（入力指令）に従って、スレーブアーム１の動作を制御する。
　また、モード選択部７２で選択されている運転モードが自動モードであるとき、動作制御部３１は自動動作情報を用いる。より詳しくは、動作制御部３１は、スレーブアーム１を動作させる運転モードが自動モードであるとき、マスターアーム２から送られた操作情報を用いず、予め設定されたタスクプログラムに従って記憶部６から送られた自動動作情報を用いてスレーブアーム１の動作を制御する。
　また、モード選択部７２で選択されている運転モードが修正自動モードであるとき、動作制御部３１は、自動動作情報と操作情報の両方を用いる。なお、運転モードが修正自動モードであるときに、操作情報が動作制御部３１に送られていない場合は、動作制御部３１は自動動作情報のみを用いる。より詳しくは、動作制御部３１は、スレーブアーム１を動作させる運転モードが修正自動モードであるとき、スレーブアーム１が自動動作情報を用いて自動で動作している途中に操作情報を受けると、自動動作情報と操作情報の両方を用いてスレーブアーム１の動作を制御する。これにより、スレーブアーム１は、自動動作情報に関する動作、すなわち自動で行うことになっていた動作から修正された動作を行う。
　以下では、スレーブアーム１を動作させる運転モードが修正自動モードであるときのスレーブアーム１の動作修正について、図６を参照して説明する。図６は、動作制御部３１の制御系のブロック図の一例を示す図である。
　動作制御部３１は、加算器３１ａ、減算器３１ｂ，３１ｅ，３１ｇ、位置制御器３１ｃ、微分器３１ｄ、速度制御器３１ｆを備え、自動動作情報に基づく指令値及び操作情報に基づく指令値により、スレーブアーム１の駆動モータＭの回転位置を制御する。
　加算器３１ａは、自動動作情報に基づく位置指令値に、操作情報に基づく修正指令値を加算することによって、修正された位置指令値を生成する。加算器３１ａは、修正された位置指令値を減算器３１ｂに送る。
　減算器３１ｂは、修正された位置指令値から、回転センサＥで検出された位置現在値を減算して、角度偏差を生成する。減算器３１ｂは、生成した角度偏差を位置制御器３１ｃに送る。
　位置制御器３１ｃは、予め定められた伝達関数や比例係数に基づいた演算処理により、減算器３１ｂから送られた角度偏差から速度指令値を生成する。位置制御器３１ｃは、生成した速度指令値を減算器３１ｅに送る。
　微分器３１ｄは、回転センサＥで検出された位置現在値情報を微分して、駆動モータＭの回転角度の単位時間あたりの変化量、すなわち速度現在値を生成する。微分器３１ｄは、生成した速度現在値を減算器３１ｅに送る。
　減算器３１ｅは、位置制御器３１ｃから送られた速度指令値から、微分器３１ｄから送られた速度現在値を減算して、速度偏差を生成する。減算器３１ｅは、生成した速度偏差を速度制御器３１ｆに送る。
　速度制御器３１ｆは、予め定められた伝達関数や比例係数に基づいた演算処理により、減算器３１ｅから送られた速度偏差からトルク指令値（電流指令値）を生成する。速度制御器３１ｆは、生成したトルク指令値を減算器３１ｇに送る。
　減算器３１ｇは、速度制御器３１ｆから送られたトルク指令値から、電流センサＣで検出された電流現在値を減算して、電流偏差を生成する。減算器３１ｇは、生成した電流偏差を駆動モータＭに送り、駆動モータＭを駆動する。
　このように動作制御部３１は駆動モータＭを制御して、自動動作情報に関する動作から修正された動作を行うようスレーブアーム１を制御する。なお、スレーブアーム１１の運転モードが自動モードであるときは、減算器３１ｂに自動動作情報に基づく位置指令値が送られ、スレーブアーム１１の運転モードが手動モードであるときは、減算器３１ｂに操作情報に基づく位置指令値が送られる。
　記憶部６は、修正された動作をスレーブアーム１が行ったときに、修正された動作をスレーブアーム１が行うための修正動作情報を、保存動作情報６１として自動的に記憶するように構成されている。但し、記憶部６は、修正された動作をスレーブアーム１が行ったときに、上記の修正動作情報を保存動作情報６１として記憶するか否かを選択できるように構成されてもよい。この場合、例えば、スレーブアーム１の修正された動作が終了した後に、制御装置３から入力装置７に修正された動作を記憶するか否かを問い合わせるよう構成されてもよい。
　動作制御部３１は、次回以降の動作において、記憶部６に保存動作情報６１として記憶された修正動作情報を、自動動作情報として用いることが可能である。本実施形態では、動作制御部３１は、記憶部６に記憶された最新の保存動作情報６１を自動動作情報として用いてスレーブアーム１の動作を制御するよう構成されている。
　次に、本実施形態に係るロボットシステム１００の動作の流れの一例を説明する。図３に示すように、６つのスレーブロボット１０が、自動モードで棚１９からワークＷを取り出す作業を行っているとする。これらのうち、図３に示す一部のスレーブロボット１０（例えば図２の上の段真ん中のスレーブロボット１０）が何らかの原因で作業を進行できなくなった場合、当該スレーブロボット１０の要求生成部３２は、操作情報を要求する操作要求を生成する。操作要求は、当該スレーブロボット１０に対応する要求報知部５４に送られ、要求報知部５４は、要求生成部３２により操作要求があったことを報知する。
　操作者は、要求報知部５４からの報知を受けて、操作対象選択部７１を操作して、操作要求があったスレーブロボット１０を選択する。これにより操作対象選択部７１から送られた許可要求が、操作許可装置１０が許可すると、第１モニタ装置４に、対応するスレーブロボット１０を撮像する第１カメラ１７から撮像情報が送られる。
　図７は、第１モニタ装置４に表示される画像の一例を示す。操作者は、第１モニタ装置４を見ながら、マスターアーム２を手動操作して、スレーブロボット１０によりワークＷを棚から取り出す。
　なお、本実施形態では、要求生成部３２が操作要求を生成するタイミングで、動作制御部の運転モードが自動モードから手動モード又は修正自動モードに切り替わるように構成されている。但し、動作制御部の運転モードが切り替わるタイミングは、これに限定されない。例えば、操作対象選択部７１から送られた許可要求が、操作許可装置１０が許可すると、第１モニタ装置４に、手動モード、自動モード及び修正自動モードのいずれかを選択することを求める画面が表示されてもよい。この画面に対して、モード選択部７２を操作して、運転モードを切り替えてもよい。
　また、操作者は、第１モニタ装置４を見ながら、マスターアーム２ではなく別の操作装置を操作してもよい。例えば、操作装置は、例えばマウスなど、第１モニタ装置４に映し出された作業対象であるワークＷを指定可能に構成されていてもよい。例えば、第１モニタ装置４に映し出されたワークＷの中で最も上のワークを指定してもよい。操作情報には、操作装置により指定されたワーク情報が含まれてもよく、動作制御部７１は、前記操作情報を受けて、対応するスレーブアーム１が操作装置により指定されたワークＷに対して自動で作業を行うように動作するよう制御してもよい。
　以上説明したように、本実施形態に係るロボットシステム１００では、例えば複数のスレーブロボット１０のうちの一部のスレーブロボット１０に異常が生じて手動操作等に切り替える場合であっても、操作許可装置８からの許可があれば、１つのマスターアーム２から全てのスレーブロボット１０を操作することが可能になる。このため、操作者がスレーブロボット１０を操作するためのマスターアーム２を、スレーブロボット１０の数だけ用意する必要はなくなる。
　また、操作対象選択部７１から許可要求を受信したときに、当該操作対象選択部７１にて選択したスレーブロボット１０を、前記操作対象選択部７１に対応するマスターアーム２とは別のマスターアーム２からの操作情報に基づき動作させることが許可されている場合には、当該許可要求に対する許可を禁止する。このため、１つのスレーブロボット１０が複数のマスターアームにより同時に操作されることを回避することができる。
　このため、複数台のロボットを遠隔操作するのに好適なロボットシステムを提供することができる。
　また、本実施形態では、要求生成部３２が操作情報を要求する操作要求を生成し、要求報知部５４が、要求生成部３２により操作要求が生成されたことを報知するため、いずれのスレーブロボット１０について操作要求があったかを即座に知ることができる。
　また、本実施形態では、動作中にあるスレーブアーム１の動作をマスターアーム２によりリアルタイムで修正することができる。このため、スレーブアーム１の動作の部分的な修正を容易に行うことができる。また、修正された動作を行うための修正動作情報が記憶部６に保存動作情報として記憶されるため、マスターアーム２を使用して毎回同じ操作を行って修正をする必要がなく、スレーブアーム１に修正された動作を自動で行わせることができる。従って、スレーブアーム１に教示された動作を容易に修正することができる。
　また本実施形態では、モード選択部７２により動作制御部３１の運転モードとして自動モードを選択することができるため、スレーブアーム１の動作修正が必要でない場合には自動モードを選択して、不用意にマスターアーム２が操作されて、スレーブアーム１の動作が修正されてしまうことを防止することができる。また、モード選択部７２により動作制御部３１の運転モードとして手動モードを選択することができるため、記憶部６に記憶された保存動作情報６１を用いずに、スレーブアーム１を動作させることができる。
　また、本実施形態では、動作制御部３１が、記憶部６に記憶された最新の保存動作情報を自動動作情報として用いてスレーブアーム１の動作を制御するため、マスターアーム２を用いたスレーブアーム１の修正作業を繰り返すたびに、徐々に目的の動作に近づけることができる。
　動作制御部３１は、必ずしも記憶部６に記憶された最新の保存動作情報６１を自動動作情報として用いる必要はない。例えば、動作情報選択部７３により、記憶部６に記憶された複数の保存動作情報６１の中から動作制御部３１が自動動作情報として用いる保存動作情報６１が選択されてもよい。この場合、動作情報選択部７３によって自動動作情報として用いる保存動作情報６１が選択されるまでは、毎回同じ保存動作情報６１が自動動作情報として用いられてもよい。この構成によれば、記憶部６に記憶された最新の保存動作情報６１が、スレーブアーム１に動作させる情報として最適でない場合であっても、動作情報選択部７３により、適切に修正が行われたときの保存動作情報６１が自動動作情報として用いることができる。
　また、ロボットシステム１００は、スレーブアーム１の作業領域内における状況を示す状況情報を取得する状況情報取得部（図示略）を備えてもよく、動作制御部３１は、状況情報取得部により取得された状況情報に基づいて、スレーブアーム１を動作させるのに適切な保存動作情報６１を自動動作情報として選択して用いてもよい。状況情報は、例えば、作業領域内におけるスレーブアーム１の位置または姿勢等、あるいはスレーブアーム１を取り巻く周囲の状況を認識するために利用する情報を含む。スレーブアーム１を取り巻く周囲の状況を認識するために利用する情報とは、例えば、スレーブアーム１を動作させる時間帯や時期、作業領域の温度や湿度などである。例えば、スレーブロボット１０が粘性を有したシール剤を塗布するシーリングロボットである場合、シール剤の粘性抵抗が作業時間によって変化することがある。このような場合、状況情報に基づいて、シール剤の粘性抵抗に適した保存動作情報６１が自動動作情報として選択されることにより、スレーブアーム１の動作修正もより容易に行うことができる。
　＜その他の実施形態＞
　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
　例えば、上記実施形態では、本発明のロボット本体として、６つの関節ＪＴ１～ＪＴ６を有する多関節ロボットアームが示されたが、本発明のロボット本体はこれに限定されず、いかなる態様であってもよい。図８に、別の実施形態に係るロボット本体９を示す図である。このロボット本体９は、上下方向に延びるポール９１に沿って直動する直動部９２と、当該直動部９２に支持された多関節ロボット９３とを備える。この場合、本発明の動作制御部は、多関節ロボット９３の動作だけでなく、直動部９２の上下方向への動作も制御してもよい。
　また、上記実施形態では、本発明の操作装置の一例としてマスターアーム２が説明されたが、例えば、本発明の操作装置は、ジョイスティックなどの別の構成であってもよい。
　また、要求報知部５４及び接続報知部５５の形態は上述したものに限らない。例えば、要求報知部５４は、発光部でなくてもよく、要求があったことを表示する液晶ディスプレイであってもよい。要求報知部５４及び接続報知部５５は、第２モニタ装置５２になくてもよく、各操作者用インターフェースシステム２０に設けられてもよい。
　また、上記の実施形態では、モード選択部７２や動作情報選択部７３などの各操作部は、一つの入力装置７に備えられているが、別々の入力装置に設けられてもよい。
１　　　：スレーブアーム
２　　　：マスターアーム
３　　　：制御装置
４　　　：第１モニタ装置
６　　　：記憶部
７　　　：入力装置
８　　　：操作許可装置
１０　　：スレーブロボット
１１　　：スレーブアーム
１６　　：エンドエフェクタ
１７　　：第１カメラ装置
３１　　：動作制御部
３２　　：要求生成部
５１　　：第２カメラ装置
５２　　：第２モニタ装置
５３　　：表示部
５４　　：要求報知部
７１　　：操作対象選択部
８１　　：判定部
１００　：ロボットシステム

Claims (5)

  1. 　複数のロボット本体と、
    　操作を受け付けて、前記ロボット本体を動作させる操作情報を生成する複数の操作装置と、
    　前記複数のロボット本体の夫々に対応して設けられ、前記操作情報を受けて、対応するロボット本体の動作を制御する複数の動作制御部と、
    　前記複数の操作装置の夫々に対応して設けられ、前記複数のロボット本体のうちのいずれかを選択する操作を受け付けることにより、当該選択したロボット本体を操作対象として、対応する前記操作装置からの操作情報に基づき動作させる許可を要求する、複数の操作対象選択部と、
    　前記操作対象選択部から前記許可要求を受信して、前記許可要求に対して許可するか否かを判定する判定部を有し、前記判定部が許可した場合に、対応する前記操作装置からの操作情報に基づく当該選択したロボット本体の動作を可能にする操作許可装置とを備え、
    　前記判定部は、前記操作対象選択部から前記許可要求を受信したときに、当該操作対象選択部にて選択したロボット本体を、前記操作対象選択部に対応する操作装置とは別の操作装置からの操作情報に基づき動作させることが許可されている場合には、当該許可要求に対する許可を禁止し、それ以外の場合には、当該許可要求に対して許可する、ロボットシステム。
  2. 　前記複数の動作制御部の夫々に対応して設けられ、操作情報を要求する操作要求を生成する複数の要求生成部と、
    　前記要求生成部が操作要求を生成したことを報知する要求報知部と、を備える、請求項１に記載のロボットシステム。
  3. 　前記ロボット本体に自動で動作させるための自動動作情報を記憶する記憶部を備え、
    　前記動作制御部の運転モードは、前記要求生成部が操作要求を生成する前は、前記自動動作情報を用いて前記ロボット本体の動作を制御する自動モードであり、前記要求生成部が操作要求を生成したときに、前記自動モードから、前記操作情報を用いて前記ロボット本体の動作を制御する手動モードに切り替わる、請求項２に記載のロボットシステム。
  4. 　前記ロボット本体に自動で動作させるための自動動作情報を記憶する記憶部を備え、
    　前記動作制御部は、前記ロボット本体が前記記憶部に記憶された自動動作情報を用いて自動で動作している途中に前記操作装置から操作情報を受けた場合に、自動動作情報と操作情報の双方を用いて前記ロボット本体の動作を制御する、請求項１～３のいずれか１項に記載のロボットシステム。
  5. 　前記操作装置は、前記ロボット本体の作業対象であるワークを指定可能に構成されており、前記操作情報には、前記操作装置により指定されたワーク情報が含まれており、
    　前記動作制御部は、前記操作情報を受けて、対応する前記ロボット本体が前記操作装置により指定されたワークに対して作業を行うように動作するよう制御する、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットシステム。
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