WO2020067240A1 - 制御装置 - Google Patents

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Inventor
浪越　孝宏
Original Assignee
日本電産株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/08—Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors

Definitions

  • the present invention relates to a control device that controls an articulated robot.
  • a plurality of motors are used in the articulated robot.
  • adjustment value information (calibration data) for each motor.
  • Japanese Patent Publication No. 3910134 discloses that each part or mechanism unit of a robot mechanism is replaced even when the robot mechanism itself is replaced or replaced in units of a mechanism unit constituting a part of the robot mechanism.
  • a technique has been disclosed in which a robot apparatus can be used immediately without any trouble without performing calibration of the dimensions and mounting angle of the robot apparatus.
  • an object of the present invention is to provide a control device that can easily update adjustment value information of a replaced motor.
  • a control device for controlling an articulated robot having a plurality of joints and an arm, wherein the control device drives the plurality of joints.
  • An acquisition unit that acquires unique identification information assigned to each motor, and a determination unit that determines whether any one of the motors has been replaced, according to the identification information of each motor acquired by the acquisition unit. And updating the adjustment value information for operating the motor in accordance with the identification information of the motor determined to be replaced when the determination unit determines that any of the motors has been replaced.
  • a control unit for controlling an articulated robot having a plurality of joints and an arm, wherein the control device drives the plurality of joints.
  • the adjustment value information of the replaced motor can be easily updated.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of a robot control system using a control device according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram showing an example of composition of a robot control system.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of motor calibration data.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a median value of calibration data.
  • 13 is a flowchart illustrating an example of calibration data update processing.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of calibration data after an update process. It is a figure showing a specific example of a marker. 6 is a flowchart illustrating an example of a process at the time of starting the robot. It is a perspective view showing an example of a basic posture of a robot.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of motor calibration data.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a median value of calibration data.
  • 13 is a flowchart illustrating an example of calibration data update processing.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an image acquired from an image pickup signal of a camera in a basic posture.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an example of a state where a part of a robot arm is replaced. It is a figure showing an example of a basic posture in the state where a part of an arm was exchanged.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an image acquired from an image pickup signal of a camera in a basic posture in a state where a part of an arm is replaced.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration example of a robot control system using the control device according to the first embodiment.
  • the robot control system includes a multi-joint robot (hereinafter, simply referred to as a robot) 1 having a plurality of joints A and an arm B, and a controller (hereinafter, referred to as a robot) that controls the operation of the robot 1 in accordance with an instruction from an external device.
  • the camera 3 is attached to, for example, a hand portion at the tip of the robot 1.
  • the robot control system includes a marker (image display unit) 4 for displaying a reference image for detecting the state of the robot 1.
  • the joint A of the robot 1 includes a plurality of joints 31a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b.
  • the joint 31 is rotatably attached to the base 30.
  • the arm section B includes a plurality of arms 35 and 36.
  • the robot 1 is modularized so that a plurality of joints 31a to 33b and a part of the arms 35 and 36 can be replaced depending on the application.
  • the controller 2 includes, for example, as shown in FIG. 2, an image acquisition unit 21 that acquires an image from a video signal captured by the camera 3, an image analysis unit 22 that analyzes the image acquired by the image acquisition unit 21, A setting holding unit 23 that holds adjustment value information for controlling the robot 1 and a posture calculation unit 24 that calculates the posture of the robot 1 according to an instruction signal from an external device. Further, the controller 2 includes a drive instruction unit 25 that drives the robot 1 in accordance with the posture calculated by the posture calculation unit 24, a control unit 26 that controls the operation of the entire controller 2, and a warning signal that displays a warning. And a warning instruction unit 27 for outputting. The warning display according to the warning signal from the warning instruction unit 27 may be any of sound, light, and text. The controller 2 can control the operation of the robot 1 by analyzing the image acquired by the image acquiring unit 21 with the image analyzing unit 22.
  • the robot 1 includes motors 11, 12, 13, 14, 15, 16 for driving the plurality of joints 31a to 33b, and a motor driver 17 for driving the motors 11 to 16.
  • Each of the motors 11 to 16 is configured to be replaceable.
  • Each of the motors 11 to 16 is assigned unique identification information (UID: Unique @ Identification).
  • the identification information UID includes type identification information (MID: Model @ Identification, for example, characters such as "AA”) for identifying the type of the motor.
  • the identification information UID includes type identification information (for example, “AA”) and a serial number (for example, numbers such as “01” and “02”).
  • the identification information of each of the motors 11 to 16 is supplied to the control unit 26 via a transmission line connected in a daisy chain, for example.
  • the adjustment value information (calibration data) for operating the motor is stored in association with the motor identification information UID used when the previous drive of the robot 1 is completed for each motor designated by the following. ing.
  • the calibration data includes, for example, parameters such as a rated torque current value (difference) of the motor, a rotation angle offset value of the motor, and variation of the reduction gear.
  • the rated torque current value (difference) is a difference value between the current value and the reference value when the motor is rotated at the rated load, and is used to determine the failure of the motor.
  • the rotation angle offset value is a deviation from the actual 0-degree position of the arm when the motor having the servo function is driven by issuing a 0-degree command, and the angle when the robot is in a reference posture. Used to compensate for misalignment.
  • the joint should originally rotate once, but in practice it may be slightly displaced without rotating exactly once.
  • the variation of the reduction gear is indicated by the number of pulses of the encoder for detecting the angle of the joint when the motor is rotated by the reduction ratio. The value of the variation of the speed reducer is used for accurately rotating the motor.
  • the setting holding unit 23 stores the median value of the calibration data for each type identification information (MID) for identifying the type of the motor, as shown in FIG. 4, for example. This median value is obtained by statistically processing calibration data of the same type of motor.
  • the control unit 26 acquires unique identification information assigned to each of the motors 11 to 16 when the robot 1 is started, for example. Further, the control unit 26 determines whether or not any of the motors 11 to 16 has been replaced according to the acquired identification information of each of the motors 11 to 16. Further, the control unit 26 updates the calibration data according to the identification information of the motor determined to have been replaced. Specifically, the control unit 26 obtains the median value of the calibration data corresponding to the type identification information in the identification information of the motor determined to have been replaced from the setting holding unit 23, and stores the value of the above-described calibration data. Update.
  • the control unit 26 executes the calibration data update process shown in FIG.
  • the control unit 26 first obtains identification information (UID) of each of the motors 11 to 16 in S21. Further, in S22, the control unit 26 compares the acquired identification information of each motor 11 to 16 with the identification information of each motor in the calibration data stored in the setting holding unit 23, and Check whether it matches the identification information.
  • UID identification information
  • the control unit 26 proceeds to S23, shifts to the normal operation, and ends the processing in FIG.
  • the control unit 26 proceeds to S24 and updates the calibration data.
  • control unit 26 acquires the median value of the calibration data corresponding to the type identification information in the identification information of the replaced motor from the setting holding unit 23, and for example, as illustrated in FIG. Registered in the calibration data in accordance with the motor identification information. Thereafter, the control unit 26 proceeds to S23, shifts to the normal operation, and ends the processing in FIG. When the processing in FIG. 5 ends, the robot 1 is controlled using the updated calibration data.
  • the control unit 26 can determine whether any of the motors 11 to 16 has been replaced according to the identification information acquired from each of the motors 11 to 16. Further, in this embodiment, when any one of the motors 11 to 16 is replaced, the calibration data is updated using an intermediate value of the calibration data corresponding to the type identification information for identifying the type of the replaced motor. It can be performed. Therefore, even when the motor is replaced due to a sudden failure or the like, the adjustment value information of the replaced motor can be easily updated. When the motor is replaced, re-calibration takes time and labor, and requires equipment. In the present embodiment, since the calibration data is updated using the intermediate value of the calibration data, the update accuracy may decrease, but the robot 1 can be controlled using the updated calibration data. . In particular, in the present embodiment, since the operation of the robot 1 can be controlled by analyzing the image acquired by the image acquiring unit 21 with the image analyzing unit 22, even if an intermediate value of the calibration data is used, , And control of the robot 1 is possible.
  • a scale image is displayed on the surface of the marker 4, for example, as shown in FIG.
  • This image may be printed or may be displayed by engraving as long as it can be imaged by the camera 3.
  • the marker 4 is provided at a position that falls within the angle of view of the camera 3 when the robot 1 is controlled to a basic posture (a posture for acquiring a surrounding image when the robot 1 is activated).
  • the control unit 26 of the controller 2 executes the processing shown in FIG. First, in S1, the robot 1 is controlled to a predetermined basic posture.
  • the basic posture is, for example, a posture in which an image of the marker 4 can be captured by the camera 3 as shown in FIG.
  • the control unit 26 instructs the posture calculation unit 24 to provide information on the basic posture (such as the rotation angles of the joints 31a to 33b) to control the robot 1 to the basic posture.
  • the posture calculation unit 24 calculates the posture of the robot 1 according to the instruction from the control unit 26, and causes the drive instruction unit 25 to generate a drive instruction.
  • the drive instruction unit 25 generates a drive instruction for the robot 1 according to the instruction from the posture calculation unit 24, and supplies the drive instruction to the motor driver 17 of the robot 1.
  • the motor driver 17 drives the motors 11 to 16 according to the drive instruction from the drive instruction unit 25. Thereby, the robot 1 is controlled to the basic posture.
  • the image acquiring unit 21 acquires an image from the video signal from the camera 3.
  • the control unit 26 instructs the image analysis unit 22 to analyze the image in S3.
  • the image analysis unit 22 holds, for example, an image in the basic posture at the end of the previous time as the reference image, and compares the reference image with the image in the basic posture at the time of the current startup.
  • the image analysis unit 22 may hold the image in the basic posture at the time of the previous activation as a reference image, and compare the reference image with the image in the basic posture at the time of the current activation.
  • the control unit 26 confirms (determines) whether or not there is a difference between the image in the basic posture at the time of this activation and the reference image according to the result of the analysis by the image analysis unit 22. If there is no difference from the reference image, the control unit 26 determines that none of the joints 31a to 33b and the arms 35 and 36 have been replaced, proceeds to S5, and shifts to a normal operation, and FIG. Is completed. On the other hand, if there is a difference from the reference image, the control unit 26 determines that one of the joints 31a to 33b and the arms 35 and 36 has been replaced, and proceeds to S6 to stop the robot 1 in an emergency. Then, the processing of FIG.
  • the joints 31 a to 33 b and the arms 35 and 36 are determined based on whether or not there is a difference between the image acquired from the video signal of the camera 3 and the reference image when the robot 1 is controlled to the basic posture. It can be determined that either has been replaced.
  • the setting information for operating the robot 1 needs to be changed. If the setting information is not properly changed, the operation of the robot 1 may be hindered. For this reason, in this embodiment, when any one of the joints 31a to 33b and the arms 35 and 36 is replaced, the robot 1 is emergency stopped. This allows the user to be notified that the setting information needs to be changed.
  • a warning signal may be output by the warning instruction unit 27 to cause an external device to display a warning. This makes it possible to reliably notify the user that the setting information needs to be changed.
  • FIG. 10 shows an example of an image acquired from an image pickup signal of the camera 3 in the basic posture.
  • an image 71 of a part of the hand at the tip of the robot 1 and an image 72 of the marker 4 are displayed.
  • the image analysis unit 22 stores this image as the above-described reference image.
  • FIG. 11 when the arm 36 having the length L1 is replaced with the arm 37 having the length L2 shorter than the length L1, the basic posture of the robot 1 at the time of starting is as shown in FIG. Become.
  • an image acquired from the image pickup signal of the camera 3 is, for example, as shown in FIG. 13, and the image 73 of the marker 4 is displayed at a position different from that in FIG.
  • the marker 4 is provided, and based on the difference between the image acquired from the video signal of the camera 3 in the basic posture and the reference image, whether or not any of the joints 31a to 33b and any of the arms 35, 36 has been replaced. was determined. However, it is also possible to determine whether or not any of the joints 31a to 33b and the arms 35 and 36 has been replaced by using an image around the robot 1 without providing the marker 4. In this case, whether or not any of the joints 31a to 33b and the arms 35 and 36 has been replaced may be determined using the feature points and the like in the surrounding images.
  • the number of basic positions is not limited to one.
  • a plurality of markers are provided at positions within the angle of view of the camera 3 corresponding to the plurality of basic postures. Then, the robot 1 is controlled to a plurality of basic postures to acquire images of the respective markers.
  • the accuracy of the determination can be improved even when the plurality of joints 31a to 33b and the arms 35 and 36 are replaced.
  • the basic posture is set corresponding to the replaceable one.

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Abstract

複数の関節部とアームとを有する多関節ロボットの制御を行う制御装置に、前記複数の関節部を駆動するモータ毎に割り当てられた固有の識別情報を取得する取得部と、前記取得部により取得した前記各モータの識別情報に応じて、前記いずれかのモータが交換されたか否かを判定する判定部と、前記判定部により、前記いずれかのモータが交換されたと判定された場合に、前記交換されたと判定されたモータの識別情報に応じて、当該モータを動作させるための調整値情報を更新する更新部と、を備える。

Description

制御装置
本発明は、多関節ロボットの制御を行う制御装置に関する。
多関節ロボットには複数のモータが用いられている。多関節ロボットを精度よく制御するためには、各モータ毎に調整値情報（キャリブレーションデータ）を設定する必要がある。例えば日本国登録公報特許第３９１０１３４号公報には、ロボット機構部自体の交換あるいはロボット機構部の一部を構成する機構ユニット単位での交換を行なった場合でも、ロボット機構部の各部位あるいは機構ユニットの寸法や組み付け角度などのキャリブレーションを行うことなく、即座にロボット装置を支障なく使用できる状態にする技術が開示されている。
日本国登録公報：特許第３９１０１３４号公報
日本国登録公報特許第３９１０１３４号公報に開示された技術では、ロボットの機構部等にメモリを設け、メモリに軌道演算に用いられるパラメータ等の格納情報を格納しておき、ロボットの機構部等が接続されるロボット制御装置にメモリに格納されている格納情報を読み込む。

　しかしながら、軌道計算に用いられるパラメータ等は、予めキャリブレーションを行った結果に相当するため、事前にキャリブレーションを行っておく必要がある。このため、急な故障等には時間がかかってしまい、迅速な対応が難しい場合もある。また、ロボットの機構部等にメモリを設けておく必要もある。一方、モータを交換した際に、キャリブレーションの値を更新せずにいると、誤差が部品のばらつき以上に拡大してしまい、動作精度が低くなる可能性がある。

　上述の課題に鑑み、本発明は、交換されたモータの調整値情報を簡易に更新することができる制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る制御装置のある態様によれば、複数の関節部とアームとを有する多関節ロボットの制御を行う制御装置であって、前記複数の関節部を駆動するモータ毎に割り当てられた固有の識別情報を取得する取得部と、前記取得部により取得した前記各モータの識別情報に応じて、前記いずれかのモータが交換されたか否かを判定する判定部と、前記判定部により、前記いずれかのモータが交換されたと判定された場合に、前記交換されたと判定されたモータの識別情報に応じて、当該モータを動作させるための調整値情報を更新する更新部と、を備えることを特徴とする制御装置が提供される。
以上の構成を有する本発明によれば、交換されたモータの調整値情報を簡易に更新することができる。
本発明の実施形態１の制御装置を用いたロボット制御システムの構成例を示す斜視図である。 ロボット制御システムの構成例を示すブロック図である。 モータのキャリブレーションデータの例を示す図である。 キャリブレーションデータの中央値の例を示す図である。 キャリブレーションデータの更新処理の例を示すフローチャートである。 更新処理後のキャリブレーションデータの例を示す図である。 マーカの具体例を示す図である。 ロボットの起動時の処理の例を示すフローチャートである。 ロボットの基本姿勢の例を示す斜視図である。 基本姿勢でカメラの撮像信号から取得した画像の例を示す図である。 ロボットのアームの一部を交換した状態の例を示す概念図である。 アームの一部を交換した状態での基本姿勢の例を示す図である。 アームの一部を交換した状態での基本姿勢でカメラの撮像信号から取得した画像の例を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための実施形態について詳細に説明する。

＜実施形態１＞

　図１は、実施形態１に係る制御装置を用いたロボット制御システムの構成例を示す斜視図である。

　このロボット制御システムは、複数の関節部Ａとアーム部Ｂとを有する多関節ロボット（以下、単にロボットという。）１と、外部の装置からの指示に応じてロボット１の動作を制御するコントローラ（制御装置）２と、周囲の画像を撮像するカメラ３とを備えている。カメラ３は、例えばロボット１の先端のハンド部分に取り付けられている。また、このロボット制御システムは、ロボット１の状態を検出するための基準画像を表示するマーカ（画像表示部）４を備えている。ロボット１の関節部Ａは、複数の関節部３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを備えている。関節部３１は基台３０に対して回動自在に取り付けられている。また、アーム部Ｂは、複数のアーム３５，３６を備えている。このロボット１は、用途に応じて、複数の関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６の一部を交換可能なようにモジュール化されて構成されている。　
コントローラ２は、例えば図２に示すように、カメラ３で撮像された映像信号から画像を取得する画像取得部２１と、画像取得部２１が取得した画像の解析を行う画像解析部２２と、ロボット１を制御するための調整値情報等を保持する設定保持部２３と、外部の装置からの指示信号に応じてロボット１の姿勢を計算する姿勢計算部２４とを備えている。また、このコントローラ２は、姿勢計算部２４が計算した姿勢に応じてロボット１を駆動する駆動指示部２５と、コントローラ２全体の動作を制御する制御部２６と、警告表示を行わせる警告信号を出力する警告指示部２７とを備えている。なお、警告指示部２７からの警告信号に応じた警告表示は、音、光、文字のいずれでもよい。このコントローラ２は、画像取得部２１で取得した画像を画像解析部２２で解析することにより、ロボット１の動作を制御することができる。　
また、ロボット１は、複数の関節部３１ａ～３３ｂを駆動するモータ１１，１２，１３，１４，１５，１６と、各モータ１１～１６を駆動するモータドライバ１７とを備えている。各モータ１１～１６は、交換できるよう可能に構成されている。各モータ１１～１６には固有の識別情報（ＵＩＤ：Ｕｎｉｑｕｅ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が割り当てられている。この識別情報ＵＩＤは、モータの種類を識別するための種類識別情報（ＭＩＤ：Ｍｏｄｅｌ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、例えば「ＡＡ」等の文字）を含んでいる。具体的には、識別情報ＵＩＤは、種類識別情報（例えば「ＡＡ」）と、シリアル番号（例えば「０１」、「０２」等の数字）とを含む。各モータ１１～１６の識別情報は、例えばデイジーチェーン接続された伝送路を介して制御部２６に供給されるようになっている。　
設定保持部２３には、例えば図３に示すように、Ｍｏｄｕｌｅ　Ｎｏ．で指定されるモータ毎に、前回のロボット１の駆動を終了した際に使用していたモータの識別情報ＵＩＤに対応付けてモータを動作させるための調整値情報（キャリブレーションデータ）等が格納されている。このキャリブレーションデータは、例えば、モータの定格トルク電流値（差分）、モータの回転角オフセット値、減速機のバラつき等のパラメータを含んでいる。定格トルク電流値（差分）は、モータを定格負荷で回転させたときの電流値の基準値に対する差分値であり、モータの故障を判断するために使用される。回転角オフセット値は、サーボ機能を有するモータに０度の指令を出して駆動した時の、実際のアームの０度の位置とのズレであり、ロボットを基準となる姿勢にしたときの角度のずれを補正するために使用される。モータを減速機の減速比の分だけ回転させた際に、本来、関節部は１周回転するはずであるが、実際には正確に１周回転しないで僅かにズレることがある。減速機のバラつきは、モータを減速比の分だけ回転させた際にズレる量を関節部の角度を検出するためのエンコーダのパルス数で示している。この減速機のバラつきの値はモータを正確に回転させるために使用される。　
また、設定保持部２３には、例えば図４に示すように、モータの種類を識別するための種類識別情報（ＭＩＤ）毎に、キャリブレーションデータの中央値が格納されている。この中央値は同一の種類のモータのキャリブレーションデータを統計的に処理して求められている。また、制御部２６は、例えばロボット１の起動時にモータ１１～１６毎に割り当てられた固有の識別情報を取得する。また、制御部２６は、取得した各モータ１１～１６の識別情報に応じて、いずれかのモータ１１～１６が交換されたか否かを判定する。さらに、制御部２６は、交換されたと判定したモータの識別情報に応じてキャリブレーションデータを更新する。具体的には、制御部２６は、交換されたと判断したモータの識別情報中の種類識別情報に対応するキャリブレーションデータの中央値を設定保持部２３から取得し、上述のキャリブレーションデータの値を更新する。　
＜キャリブレーションデータの更新処理＞

　このロボット制御システムでは、ロボット１の起動時に、制御部２６が図５に示すキャリブレーションデータの更新処理を実行する。

　ロボット１を起動すると、制御部２６は、まず、Ｓ２１において、各モータ１１～１６の識別情報（ＵＩＤ）を取得する。さらに、Ｓ２２において、制御部２６は、取得した各モータ１１～１６の識別情報と設定保持部２３に格納されているキャリブレーションデータ中の各モータの識別情報を比較し、前回終了時のモータの識別情報と一致しているか否かを確認する。　
取得した各モータ１１～１６の識別情報と設定保持部２３に格納されているキャリブレーションデータ中の各モータの識別情報が全て一致していれば、全てのモータ１１～１６が、前回の駆動終了時から交換されていないため、制御部２６は、Ｓ２３に進み、通常動作に移行させ、図５の処理を終了する。一方、取得した各モータ１１～１６の識別情報と設定保持部２３に格納されているキャリブレーションデータ中の各モータの識別情報が一致していない組み合わせがあれば、対応するモータ１１～１６が前回の駆動終了時から交換されているため、制御部２６はＳ２４に進み、キャリブレーションデータの更新を行う。具体的には、制御部２６は、交換されたモータの識別情報中の種類識別情報に対応するキャリブレーションデータの中央値を設定保持部２３から取得し、例えば図６に示すように、交換されたモータの識別情報に対応させてキャリブレーションデータに登録する。この後、制御部２６は、制御部２６は、Ｓ２３に進み、通常動作に移行させ、図５の処理を終了する。図５の処理が終了すると、ロボット１は、更新されたキャリブレーションデータを用いて制御される。　
以上説明したように、本実施形態では、制御部２６が各モータ１１～１６から取得した識別情報に応じていずれかのモータ１１～１６が交換されたか否かを判定することができる。さらに、本実施形態では、いずれかのモータ１１～１６が交換された際に、交換されたモータの種類を識別する種類識別情報に対応するキャリブレーションデータの中間値を用いてキャリブレーションデータの更新を行うことができる。このため、急な故障等でモータを交換したような場合でも、交換されたモータの調整値情報を簡易に更新することができる。モータを交換した際に、再度キャリブレーションを行うには、時間と手間がかかり、機材も必要となる。本実施形態では、キャリブレーションデータの中間値を用いてキャリブレーションデータの更新を行うので、更新精度は低下する場合もあるが、更新されたキャリブレーションデータを用いてロボット１の制御が可能になる。特に、本実施形態では、画像取得部２１で取得した画像を画像解析部２２で解析することにより、ロボット１の動作を制御することができるため、キャリブレーションデータの中間値を用いても、精度を低下を抑えつつロボット１の制御が可能になる。　
ところで、マーカ４の表面には、例えば図７に示すように、スケールの画像が表示されている。この画像は、カメラ３で撮像できるものであれば、印刷であってもよいし、刻印等によって表示するようにしてもよい。マーカ４は、ロボット１を基本姿勢（ロボット１の起動時に周囲の画像を取得する姿勢）に制御した際にカメラ３の画角内に入る位置に設けられている。　
＜ロボット１の起動時の処理＞

　このロボット制御システムでは、ロボット１の起動時に、ロボット１を所定の基本姿勢に制御し、カメラ３でマーカ４の画像を撮像させ、ロボット１の状態を検出する。具体的には、ロボット１の状態として、関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６のいずれかが交換されたか否かを判定する。　
コントローラ２の制御部２６は、ロボット１の起動を開始すると、図８に示す処理を実行する。まず、Ｓ１において、ロボット１を所定の基本姿勢に制御する。基本姿勢は、例えば図９に示すように、カメラ３によってマーカ４の画像が撮影可能な姿勢とする。制御部２６は、ロボット１を基本姿勢に制御するために、姿勢計算部２４に基本姿勢の情報（関節部３１ａ～３３ｂの回転角等）を姿勢計算部２４に指示する。姿勢計算部２４は制御部２６からの指示に従ってロボット１の姿勢を計算し、駆動指示部２５に駆動指示を生成させる。駆動指示部２５は、姿勢計算部２４からの指示に従ってロボット１の駆動指示を生成し、ロボット１のモータドライバ１７に供給する。モータドライバ１７は、駆動指示部２５からの駆動指示に従って、モータ１１～１６の駆動を行う。これにより、ロボット１が基本姿勢に制御される。　
次に、Ｓ２において、画像取得部２１は、カメラ３からの映像信号から画像を取得する。

　画像取得部２１が基本姿勢における画像を取得すると、制御部２６は、Ｓ３において、画像解析部２２に画像の解析を指示する。具体的には、画像解析部２２は、例えば前回の終了時の基本姿勢における画像を基準画像として保持しており、当該基準画像と今回の起動時の基本姿勢における画像と比較する。あるいは、画像解析部２２が前回の起動時の基本姿勢における画像を基準画像として保持しておき、当該基準画像と今回の起動時の基本姿勢における画像と比較してもよい。　
続くＳ４において、制御部２６は、画像解析部２２による解析の結果に応じて、今回の起動時の基本姿勢における画像と基準画像との違いの有無を確認（判定）する。基準画像との差がない場合には、制御部２６は、関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６のいずれも交換されていないものと判定し、Ｓ５に進み、通常動作に移行させ、図８の処理を終了する。一方、基準画像との差がある場合には、制御部２６は、関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６のいずれかが交換されたものと判定し、Ｓ６に進み、ロボット１を非常停止させ、図８の処理を終了する。　
上述のように、本実施形態では、ロボット１を基本姿勢に制御した際のカメラ３の映像信号から取得した画像と基準画像との違いの有無により、関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６のいずれかが交換されたことを判定することができる。関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６のいずれかが交換された場合には、ロボット１を動作させるための設定情報を変更する必要がある。設定情報の変更が適切に行われていない場合には、ロボット１の動作に支障を来たす可能性がある。このため、本実施形態では、関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６のいずれかが交換された場合には、ロボット１を非常停止させている。これにより、ユーザに設定情報の変更が必要なことを知らせることができる。なお、上述のように、ロボット１を非常停止させる際に、警告指示部２７により、警告信号を出力し、外部の装置に警告表示を行わせるようにしてもよい。これにより、設定情報の変更が必要なことをユーザに確実に知らせることができる。　
＜画像の例＞

　図１０は、基本姿勢でカメラ３の撮像信号から取得した画像の例を示している。この画像中にはロボット１の先端のハンド部分の一部の画像７１と、マーカ４の画像７２が表示された状態となっている。例えば、この画像を上述の基準画像として、画像解析部２２が保持しておく。例えば図１１に示すように、長さがＬ１であるアーム３６を、長さがＬ１より短いＬ２であるアーム３７に交換した場合、ロボット１の起動時の基本姿勢は、図１２に示すようになる。この状態でカメラ３の撮像信号から取得した画像は、例えば図１３に示すようになり、図１０とは異なる位置にマーカ４の画像７３が表示された状態となる。図１３に示す画像と、図１０に示す画像（基準画像）とを画像解析部２２で比較すれば、基準画像との違いがあるとことになる。この結果、上述の図８のＳ４において、制御部２６が、関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６のいずれかが交換されたと判定し、Ｓ６に進んで、ロボット１を非常停止させる。なお、関節部３１ａ～３３ｂが交換された場合にも、交換された関節部のサイズ等により、基本姿勢での画像と基準画像との違いが生じるため、関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６のいずれかが交換されたと判定することができる。　
＜変形例＞

　上述の実施形態では、マーカ４を設け、基本姿勢におけるカメラ３の映像信号から取得した画像と基準画像との違いに基づいて関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６のいずれかが交換されたか否かを判定していた。しかし、マーカ４を設けず、ロボット１の周囲の画像を用いて関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６のいずれかが交換されたか否かを判定するようにしてもよい。この場合、さらに周囲の画像中の特徴点等を用いて関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６のいずれかが交換されたか否かを判定するようにしてもよい。　
また、基本姿勢は１つだけでなくてもよい。

　基本姿勢が複数ある場合、複数の基本姿勢に対応するカメラ３の画角内に入る位置に、複数のマーカを設けておく。そして、ロボット１を複数の基本姿勢に制御して各マーカの画像を取得する。これにより、複数の基本姿勢で、関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６のいずれかが交換されたか否かを判定することができる。このため、複数の関節部３１ａ～３３ｂおよびアーム３５，３６が交換された場合にも判定の精度を向上させることができる。　
また、ロボット１が特定の関節部３１ａ～３３ｂ、アーム３５，３６のみを交換可能な構成である場合には、交換可能なものに対応させて基本姿勢を設定する。　
なお、上述の実施形態では、ロボット１の起動時に、ロボット１を基本姿勢としてカメラ３からの映像信号から画像を取得する場合について説明したが、起動時に限らず、例えばユーザの指示等に応じて、適宜ロボット１を基本姿勢として画像の取得を行うようにしてもよい。　上記した実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置やシステムの構成や各種条件によって適宜修正または変更されるべきものであり、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。
１…ロボット、２…コントローラ、３…カメラ、４…マーカ、Ａ…関節部、Ｂ…アーム部、２１…画像取得部、２２…画像解析部、２３…設定保持部、２４…姿勢計算部、２５…駆動指示部、２６…制御部、２７…警告指示部、３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ…関節部、３５，３６，３７…アーム

Claims (5)


  1. 　複数の関節部とアームとを有する多関節ロボットの制御を行う制御装置であって、

    　前記複数の関節部を駆動するモータ毎に割り当てられた固有の識別情報を取得する取得部と、

    　前記取得部により取得した前記各モータの識別情報に応じて、前記いずれかのモータが交換されたか否かを判定する判定部と、

    　前記判定部により、前記いずれかのモータが交換されたと判定された場合に、前記交換されたと判定されたモータの識別情報に応じて、当該モータを動作させるための調整値情報を更新する更新部と、

    を備えることを特徴とする制御装置。

  2. 　前記識別情報は、前記モータの種類を識別するための種類識別情報を含み、

    　前記更新部は、前記交換されたと判定されたモータを動作させるための前記調整値情報

    を前記モータの種類識別情報に対応する前記調整値情報の中央値に応じて更新する、

    ことを特徴とする請求項１記載の制御装置。

  3. 　前回終了時の前記各モータの識別情報を格納する格納部を備え、

    　前記判定部は、起動時の前記各モータの識別情報と前記格納部に格納されている前記各識別情報に応じて前記いずれかのモータが交換されたか否かを判定する、

    ことを特徴とする請求項１または２記載の制御装置。

  4. 　前記調整値情報は、少なくとも、定格トルク電流値の差分、回転角オフセット値、減速機のばらつき、のいずれか１つを含む、

    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。

  5. 　前記多関節ロボットの所定の位置に取り付けられ、周囲の画像を撮像する撮像部と、

    　前記多関節ロボットを所定の基本姿勢に制御する制御部と、

    　前記多関節ロボットが前記所定の基本姿勢に制御された際の前記撮像部による画像を所定の画像と比較する比較部と、

    　前記比較部の比較結果に応じて、前記複数の関節部およびアームのいずれかが交換されたか否かを判定する交換判定部と、

    を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。
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