JP2010269418A - ロボット制御装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】操作装置30を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なハンドガイドロボット1を制御するロボット制御装置において、ハンドガイドロボット1による一連の作業を複数の作業工程に分割し、該作業工程毎に各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの自由度について、個別に制限または非制限を制御テーブルとして設定し、制御装置40により、各作業工程毎の制御テーブルに応じてマニピュレータを駆動制御し、操作者からの作業工程切替指示を受け付ける。
【選択図】図1
Description
x軸並進方向の操作量Fx_c=Gx・Fx
y軸並進方向の操作量Fy_c=Gy・Fy
z軸並進方向の操作量Fz_c=Gz・Fz
x軸回りの回転操作量Mx_c=Gθx・Mx
y軸回りの回転操作量My_c=Gθy・My
z軸回りの回転操作量Mz_c=Gθz・Mz (1)
また、力−速度変換部43aは、各軸の操作量、即ち3軸並進方向の操作量Fx_c,Fy_c,Fz_cおよび3軸回りの回転操作量M_c,My_c,Mz_cそれぞれに、特性変換関数αを掛け合わせて、操作桿32における速度入力量、即ち3軸並進方向の速度入力量Vsx,Vsy,Vszおよび回転3軸回りの速度入力量Vsc,Vsb,Vsaを生成する。ここで、特性変換関数αは、許容最大操作量Imaxと最大速度Vmaxに基づき、α=Vmax/Imaxとして定義される。
x軸並進方向の速度入力量Vsx=α・Fx_c
y軸並進方向の速度入力量Vsy=α・Fy_c
z軸並進方向の速度入力量Vsz=α・Fz_c
x軸回りの速度入力量Vsc=α・Mx_c
y軸回りの速度入力量Vsb=α・My_c
z軸回りの速度入力量Vsa=α・Mz_c (2)
また、第2座標変換部44は、力−速度変換部43aで生成された操作桿32における速度入力量、即ち3軸並進方向の速度入力量Vsx,Vsy,Vszおよび回転3軸回りの速度入力量Vsc,Vsb,Vsaを、マニピュレータ1の手先位置(TCP:エンドエフェクタ中心点)での操作量(速度入力量)、即ち3軸並進方向の操作量Cx,Cy,Czおよび3軸回りの回転操作量Cc,Cb,Caに変換する。つまり、図1に示す操作者の操作入力座標系Oへの座標変換からツール座標系(エンドエフェクタ座標系)Qへの座標変換である。
第1作業工程の作業リスト:{1,1,1,0,0,0}
第2作業工程の作業リスト:{0,0,0,1,0,1}
第3作業工程の作業リスト:{1,1,1,0,0,0}
第4作業工程の作業リスト:{0,0,0,1,0,0}
第5作業工程の作業リスト:{0,0,1,0,0,0} (3)
まず、第1作業工程では、第1作業工程の作業リストに応じたマニピュレータ1の駆動制御により、x軸,y軸およびz軸の3軸並進のみ操作可能で、c軸,b軸およびa軸の3軸回転の操作は不可能となる。この駆動制御で操作者はワークW1をワークW2凹部の開口面近傍まで移動する。
第1作業工程の作業リスト:{1,1,1,0,0,0}
第2作業工程の作業リスト:{0,0,0,0,1,1}
第3作業工程の作業リスト:{0,0,0,1,0,0} (4)
まず、第1作業工程WP21では、第1作業工程の作業リストに応じたマニピュレータ1の駆動制御により、x軸,y軸およびz軸の3軸並進のみ操作可能で、c軸,b軸およびa軸の3軸回転(x軸,y軸およびz軸の軸回りの回転)の操作は不可能となる。この駆動制御で操作者はワークW21をワークW22の面合わせする側の面近傍まで移動して、ワークW21の面合わせする側の面の1つの角部をワークW22の面合わせする側の面に点接触させる。
第1作業工程の作業リスト:{1,1,1,0,0,0}
第2作業工程の作業リスト:{0,0,0,1,0,1}
第3作業工程の作業リスト:{1,0,1,0,0,0}
第4作業工程の作業リスト:{0,0,0,0,1,0}
第5作業工程の作業リスト:{0,1,0,0,0,0} (5)
まず、第1作業工程WP31では、第1作業工程の作業リストに応じたマニピュレータ1の駆動制御により、x軸,y軸およびz軸の3軸並進のみ操作可能で、c軸,b軸およびa軸の3軸回転の操作は不可能となる。この駆動制御で操作者はワークW31をワークW32の軸近傍まで搬送する。
x軸並進方向の速度入力量Vsx=β・Fx_c2
y軸並進方向の速度入力量Vsy=β・Fy_c2
z軸並進方向の速度入力量Vsz=β・Fz_c2
x軸回りの速度入力量Vsc=β・Mx_c2
y軸回りの速度入力量Vsb=β・My_c2
z軸回りの速度入力量Vsa=β・Mz_c2 (6)
また、第2座標変換部44は、力−速度変換部43aで生成された操作桿32における速度入力量、即ち3軸並進方向の速度入力量Vsx,Vsy,Vszおよび回転3軸回りの速度入力量Vsc,Vsb,Vsaを、マニピュレータ1の手先位置(TCP:エンドエフェクタ中心点)での操作量(速度入力量)、即ち3軸並進方向の操作量Vtx,Vty,Vtzおよび3軸回りの回転操作量Vtc,Vtb,Vtaに変換する。つまり、図1に示す操作者の操作入力座標系Oへの座標変換からツール座標系(エンドエフェクタ座標系)Qへの座標変換である。
第1作業工程の操作特性作業リスト:{250,30,A}
第2作業工程の操作特性作業リスト:{100,10,B}
第3作業工程の操作特性作業リスト:{100,10,B}
第1作業工程の操作範囲作業リスト:{可動範囲21}
第2作業工程の操作範囲作業リスト:{可動範囲22}
第3作業工程の操作範囲作業リスト:{可動範囲22} (7)
ここで、操作特性作業リストにはそれぞれ{最大速度,最大角速度,変換式の種別}が記され、操作範囲作業リストには{可動範囲の識別番号}が記されている。
以上説明した実施例1、実施例2、実施例3および実施例4では、作業者が操作中に行う作業工程の切り替えを、工程進みボタンスイッチ34および工程戻りボタンスイッチ35を用いて行ったが、他の態様も可能である。
11 基台部
12 第1リンク
13 第2リンク
14 第3リンク
16 グリッパ(把持部)
21 回転ジョイント
22 第1ジョイント
23 第2ジョイント
24 第3ジョイント
30 操作装置
31 イネーブルスイッチ
32 操作桿
33 力覚センサ
L1 表示灯
B1〜B5 ボタンスイッチ
34 工程進みボタンスイッチ
35 工程戻りボタンスイッチ
40,40a 制御装置
41 補正部
42 第1座標変換部
43 自由度制御部
43a 力−速度変換部
43b 可変範囲制限部
44 第2座標変換部
45 指令生成部
46 工程管理部
47,47a 記憶部
W1,W2,W21,W22,W31,W32 ワーク
Claims (16)
- 入力手段を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置を制御するロボット制御装置であって、
前記ロボット装置による一連の作業を複数に分割した作業工程毎に、各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの自由度について、個別に制限または非制限を制御テーブルとして設定する設定手段と、
操作者からの作業工程切替指示を受け付ける工程切替手段と、
各作業工程毎の制御テーブルに応じて前記マニピュレータを駆動制御する制御手段と、
を有することを特徴とするロボット制御装置。 - 入力手段を介した作業者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置を制御するロボット制御装置であって、
前記ロボット装置による一連の作業を複数に分割した作業工程毎に、各軸方向への移動における最大速度および各軸回りの回転における最大角速度を制御テーブルとして設定する設定手段と、
操作者からの作業工程切替指示を受け付ける工程切替手段と、
各作業工程毎の制御テーブルに応じて前記マニピュレータを駆動制御する制御手段と、
を有することを特徴とするロボット制御装置。 - 入力手段を介した作業者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置を制御するロボット制御装置であって、
前記ロボット装置による一連の作業を複数に分割した作業工程毎に、前記入力手段の操作量と各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの動作速度との関係を規定する変換式を制御テーブルとして設定する設定手段と、
操作者からの作業工程切替指示を受け付ける工程切替手段と、
各作業工程毎の制御テーブルに応じて前記マニピュレータを駆動制御する制御手段と、
を有することを特徴とするロボット制御装置。 - 入力手段を介した作業者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置を制御するロボット制御装置であって、
前記ロボット装置による一連の作業を複数に分割した作業工程毎に、前記マニピュレータの可動範囲を制御テーブルとして設定する設定手段と、
操作者からの作業工程切替指示を受け付ける工程切替手段と、
各作業工程毎の制御テーブルに応じて前記マニピュレータを駆動制御する制御手段と、
を有することを特徴とするロボット制御装置。 - 前記分割した作業工程は、各作業工程を所定順に進めることで前記ロボット装置による一連の作業を形成するものであって、
前記工程切替手段は、作業工程を1工程進める工程進みスイッチと、作業工程を1工程戻す工程戻りスイッチと、を有することを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のロボット制御装置。 - 作業対象物の姿勢および位置を検出する検出手段を有し、
前記工程切替手段は、前記検出手段の検出結果に基づき、現在の作業工程を認識することを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項に記載のロボット制御装置。 - 前記制御手段は、操作者の操作指示に応じ各作業工程毎の制御テーブルに基づきマニピュレータを駆動制御する第1の制御モードと、制御プログラムに基づきマニピュレータを駆動制御する第2の制御モードと、を有することを特徴とする請求項1〜請求項6の何れか1項に記載のロボット制御装置。
- 前記第1の制御モードおよび前記第2の制御モードの切替は、手動または自動で行われることを特徴とする請求項7に記載のロボット制御装置。
- 入力手段を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置を制御するロボット制御装置の制御方法であって、
前記ロボット装置による一連の作業を複数の作業工程に分割し、該作業工程毎に各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの自由度について、個別に制限または非制限を制御テーブルとして設定する設定ステップと、
操作者からの作業工程切替指示を受け付ける工程切替ステップと、
各作業工程毎の制御テーブルに応じて前記マニピュレータを駆動制御する制御ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御装置の制御方法。 - 入力手段を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置を制御するロボット制御装置の制御方法であって、
前記ロボット装置による一連の作業を複数に分割した作業工程毎に、各軸方向への移動における最大速度および各軸回りの回転における最大角速度を制御テーブルとして設定する設定ステップと、
操作者からの作業工程切替指示を受け付ける工程切替ステップと、
各作業工程毎の制御テーブルに応じて前記マニピュレータを駆動制御する制御ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御装置の制御方法。 - 入力手段を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置を制御するロボット制御装置の制御方法であって、
前記ロボット装置による一連の作業を複数に分割した作業工程毎に、前記入力手段の操作量と各軸方向への移動および各軸回りの回転それぞれの動作速度との関係を規定する変換式を制御テーブルとして設定する設定ステップと、
操作者からの作業工程切替指示を受け付ける工程切替ステップと、
各作業工程毎の制御テーブルに応じて前記マニピュレータを駆動制御する制御ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御装置の制御方法。 - 入力手段を介した操作者の操作指示に応じてマニピュレータにおける各軸方向への移動または各軸回りの回転を制御可能なロボット装置を制御するロボット制御装置の制御方法であって、
前記ロボット装置による一連の作業を複数に分割した作業工程毎に、前記マニピュレータの可動範囲を制御テーブルとして設定する設定ステップと、
操作者からの作業工程切替指示を受け付ける工程切替ステップと、
各作業工程毎の制御テーブルに応じて前記マニピュレータを駆動制御する制御ステップと、
を有することを特徴とするロボット制御装置の制御方法。 - 前記分割した作業工程は、各作業工程を所定順に進めることで前記ロボット装置による一連の作業を形成するものであって、
作業工程を1工程進める工程進みスイッチと、作業工程を1工程戻す工程戻りスイッチと、を有し、
前記工程切替ステップは、前記工程進みスイッチまたは前記工程戻りスイッチの押下により行われることを特徴とする請求項9〜請求項12の何れか1項に記載のロボット制御装置の制御方法。 - 作業対象物の姿勢および位置を検出する検出ステップを有し、
前記工程切替ステップは、前記検出ステップの検出結果に基づき、現在の作業工程を認識することを特徴とする請求項9〜請求項13の何れか1項に記載のロボット制御装置の制御方法。 - 前記制御ステップは、操作者の操作指示に応じ各作業工程毎の制御テーブルに基づきマニピュレータを駆動制御する第1の制御モードと、制御プログラムに基づきマニピュレータを駆動制御する第2の制御モードと、を有することを特徴とする請求項9〜請求項14の何れか1項に記載のロボット制御装置の制御方法。
- 前記第1の制御モードおよび前記第2の制御モードの切替は、手動または自動で行われることを特徴とする請求項15に記載のロボット制御装置の制御方法。
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