JP2015157340A - ロボット、制御装置、ロボットシステム、および制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボットは、力センサーと、撮像部の撮像画像を用いた第1制御と前記力センサーの出力を用いた第2制御とを切り替える制御部と、を含み、前記制御部は、前記第1制御と前記第2制御とのうちいずれか一方の制御で所定作業を開始させた後、前記第1制御と前記第2制御とのうち前記一方の制御とは異なる他の制御で前記所定作業を行わせる。
【選択図】図1
Description
この構成により、ロボットは、第1制御と第2制御とを切り替えて所定作業を行うため、いずれかの制御により作業を行う場合に比して、作業の精度を高めることができる。
この構成により、ロボットは、第1制御により所定作業が達成できなかった場合には第2制御により所定作業を行う。また、第2制御により所定作業が達成できなかった場合には第1制御により所定作業を行う。従って、所定作業中に問題が発生した場合であっても別の制御手法により作業を継続し、作業を達成することができるため、作業の精度を高めることができる。
この構成により、ロボットは、作業が達成されないことを適切に判定し、制御手法を切り替えることができるため、作業の精度を高めることができる。
この構成により、ロボットは、作業が達成されないことを適切に判定し、制御手法を切り替えることができるため、作業の精度を高めることができる。
この構成により、ロボットは、作業が達成されないことを適切に判定し、制御手法を切り替えることができるため、作業の精度を高めることができる。
この構成により、ロボットは、作業が達成されないことを適切に判定し、制御手法を切り替えることができるため、作業の精度を高めることができる。
この構成により、制御装置は、第1制御と第2制御とを切り替えてロボットに所定作業を行わせるため、作業の精度を高めることができる。
この構成により、ロボットシステムにおいて、制御装置は、第1制御と第2制御とを切り替えてロボットに所定作業を行わせるため、作業の精度を高めることができる。
この制御方法により、制御装置20は、第1制御と第2制御とを切り替えてロボットに所定作業を行わせるため、作業の精度を高めることができる。
[本実施形態に係るロボットシステムの概要]
図1は、本発明の一実施形態に係るロボットシステム1の概略的な構成例を示す図である。
把持部12は、挿入物51を把持する。
力センサー13は、把持部12に加わる力とモーメントとを検出する。力センサー13は、検出した力とモーメントとを示す力覚情報を制御装置20に出力する。
図2は、本実施形態に係る第1制御に用いる対象物画像と目標画像(参照画像)との一例を示す図である。
インピーダンス制御とは、ロボット10に外力が加わったとき、当該外力による変位(スチフネス)、速度(粘性)、および慣性(加速度)の応答が所望の値となるようにアクチュエーターの駆動トルクを制御する制御手法である(例えば、非特許文献、わかりやすいロボットシステム入門、松日楽 信人、他、オーム社、2010.7.15、p131−p134参照)。
図3は、本発明の一実施形態に係る制御装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
制御装置20は、ロボット10の動作を制御する制御装置であり、装置の内部にCPU(Central Processing Unit)を備える。制御装置20は、記憶部21と、入力部22と、出力部23と、制御部24とを備える。
目標画像取得部242は、記憶部21から目標画像情報を読み出し、読み出した目標画像情報を制御切替部244に出力する。
センサー出力取得部243は、ロボット10から力覚情報を取得し、取得した力覚情報を制御切替部244に出力する。
第1制御信号生成部2451は、制御切替部244から対象物画像情報と目標画像情報とを取得する。第1制御信号生成部2451は、取得した情報に基づいて第1制御を行うための制御信号を生成する。第1制御信号生成部2451は、生成した制御信号をロボット10に出力し、ロボット10を第1制御する。
第1制御判定部2452は、第1制御により所定作業が達成されたか否かを判定する。第1制御判定部2452が所定作業が達成されたと判定した場合、制御装置20は、当該作業を終了し、次の作業をロボット10に行わせる。また、所定作業が達成されないと判定した場合、第1制御判定部2452は、第2制御を示す情報を制御選択情報として、記憶部21に記憶させる。
第2制御信号生成部2461は、制御切替部244から力覚情報を取得する。第2制御信号生成部2461は、取得した力覚情報に基づいて第2制御を行うための制御信号を生成する。第2制御信号生成部2461は、生成した制御信号をロボット10に出力し、ロボット10を第2制御する。
第2制御判定部2462は、第2制御により所定作業が達成されたか否かを判定する。第2制御判定部2462が所定作業が達成されたと判定した場合、制御装置20は、当該作業を終了し、次の作業をロボット10に行わせる。また、所定作業が達成されないと判定した場合、第2制御判定部2462は、第1制御を示す情報を制御選択情報として記憶部21に記憶させる。
図4は、ロボットシステム1の動作の第1例を示すフローチャートである。
まず、制御装置20は、ロボット10を第1制御して所定作業を開始させる(ステップS101)。次に、制御装置20は、所定作業が達成されたか否かを判定する(ステップS102)。所定作業が達成された場合(ステップS102;YES)、制御装置20は、ロボット10による当該作業を終了する。また、所定作業が達成されない場合(ステップS102;NO)、制御装置20は、第2制御により所定作業を行う(ステップS103)。その後、制御装置20は、ロボット10による当該作業を終了する。このように、制御装置20は、制御手法を切り替えた後は、作業が達成されたか否かに関わらず作業を終了させてもよい。
図5(a)は、ロボット10、挿入物51、および被挿入物61の作業開始前の状態を示す。図5(a)において示されるように、作業開始前においてロボット10は、挿入物51を把持しているが、挿入物51は、被挿入物61の窪み62に挿入されていない。
まず、制御装置20は、ロボット10を第2制御して所定作業を開始させる(ステップS201)。次に、制御装置20は、所定作業が達成されたか否かを判定する(ステップS202)。所定作業が達成された場合(ステップS202;YES)、制御装置20は、ロボット10による当該作業を終了する。また、所定作業が達成されない場合(ステップS202;NO)、制御装置20は、ロボット10を制御して第1制御により所定作業を行う(ステップS203)。その後、制御装置20は、ロボット10による当該作業を終了する。
図7(a)は、ロボット10、挿入物51、および被挿入物61の作業開始前の状態を示す。図7(a)において示されるように、作業開始前においてロボット10は、挿入物51を把持しているが、挿入物51は、被挿入物61の窪み62に挿入されていない。
まず、制御装置20は、ロボット10を第1制御して所定作業を行わせる(ステップS301)。次に、制御装置20は、所定作業が達成されたか否かを判定する(ステップS302)。所定作業が達成された場合(ステップS302;YES)、制御装置20は、ロボット10による当該作業を終了する。また、所定作業が達成されない場合(ステップS302;NO)、制御装置20は、ロボット10を第2制御して所定作業を行わせる(ステップS303)。次に、制御装置20は、所定作業が達成されたか否かを判定する(ステップS304)。所定作業が達成された場合(ステップS304;YES)、制御装置20は、ロボット10による当該作業を終了する。また、所定作業が達成されない場合(ステップS304;NO)、制御装置20は、ステップS301に処理を戻す。
図9は、ロボットシステム1による作業の変形例を説明するための図である。
図9(a)は、ロボットシステム1による作業の変形例の概要を示す図である。図9(a)において示されるように、この変形例において、ロボットシステム1は、円錐状の挿入物52を、被挿入物63が有する窪み64に対して矢印73が示す方向に挿入する作業を行う。
本実施形態では、図1において示されるように単腕のロボット10を備えるロボットシステム1について説明したが、ロボット10とは異なるロボットを備えるロボットシステムに、本実施形態と同様の構成を適用することが可能である。
図10は、他の構成例に係るロボットシステム1aの概略的な構成の第1例を示す図である。
ロボットシステム1aは、ロボット10aと、制御装置20aと、撮像部30aと、を備える。ロボット10aと制御装置20aとは、回線41を介して通信可能に接続される。制御装置20aと撮像部30aとは、回線42を介して通信可能に接続される。本実施形態において、回線41と回線42とは、有線であるが、回線41と回線42とは、無線であってもよい。
制御装置20aは、上述したロボット10の制御装置20と同様の構成を備える。また、制御装置20aは、ロボット10aの外部装置である。このようにロボット10aと制御装置20aとは、一体の装置でなくてもよい。
図11は、ロボット8の正面図を示す。ロボット8は、撮像部82と、制御装置83と、格納部801と、胴体部分802〜804と、左側の車輪805と、右側の車輪806と、左側のマニピュレーター811と、右側のマニピュレーター814と、を備える。
把持部812、815は、それぞれ把持する対象となる物体(対象物)を把持する。
マニピュレーター811、814、および把持部812、815は、把持部812、815により把持される対象物を移動させ、当該対象物の位置や姿勢を変化させる。
撮像部82は、把持部812、815により把持される対象物を含む画像を撮像することが可能な配置で備えられる。撮像部82は、カメラモジュールを備え、把持部812、815によって把持される対象物を撮像する。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
なお、上述した各例において、撮像部は、例えばロボットが設置されている台の上面や床面、天井、壁面などに固定されて備えられてもよい。また、撮像部は、例えば、人手により撮像方向や撮像角度などを変化させることが可能な構成であってもよい。また、撮像部は、自動的に撮像方向や撮像角度などを変化させる構成を備えてよい。また、撮像部は、ロボットと一体であってもよいし、一体でなくてもよい。
なお、上述した各例において、挿入物、被挿入物、および被挿入物が有する窪みの形状は、上述したものに限定されない。例えば、被挿入物は、内部を貫通する孔を有し、また、ロボットシステムは、挿入物を被挿入物に挿入させる作業以外にも、例えば、部品同士を緩く組み合わせる嵌合作業を行ってもよい。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
Claims (9)
- 力センサーと、
撮像部の撮像画像を用いた第1制御と前記力センサーの出力を用いた第2制御とを切り替える制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記第1制御と前記第2制御とのうちいずれか一方の制御で所定作業を開始させた後、前記第1制御と前記第2制御とのうち前記一方の制御とは異なる他の制御で前記所定作業を行わせる、
ロボット。 - 前記制御部は、前記第1制御と前記第2制御とのうちいずれか一方の制御で所定作業を開始させた後、前記所定作業が達成されないと判定した場合に、前記第1制御と前記第2制御とのうち前記一方の制御とは異なる他の制御で前記所定作業を行わせる、
請求項1に記載のロボット。 - 前記制御部は、作業時間が所定時間を超えた場合に前記所定作業が達成されないと判定する、
請求項2に記載のロボット。 - 前記制御部は、前記ロボットの備える把持部の移動距離が所定距離を超えた場合に前記所定作業が達成されないと判定する、
請求項2または請求項3に記載のロボット。 - 前記制御部は、前記力センサーが所定の大きさを超えた力を検出した場合に前記所定作業が達成されないと判定する、
請求項2から請求項4のいずれか一項に記載のロボット。 - 前記制御部は、前記ロボットの備える把持部が所定領域外に移動した場合に前記所定作業が達成されないと判定する、
請求項2から請求項5のいずれか一項に記載のロボット。 - 力センサーを備え、撮像部の撮像画像を用いた第1制御と前記力センサーの出力を用いた第2制御とにより所定作業を行うロボットを動作させる制御装置であって、
前記ロボットに、前記第1制御と前記第2制御とのうちいずれか一方の制御で前記所定作業を開始させた後、前記第1制御と前記第2制御とのうち前記一方の制御とは異なる他の制御で前記所定作業を行わせる、
制御装置。 - 撮像部と、
力センサーを備え、前記撮像部の撮像画像を用いた第1制御と前記力センサーの出力を用いた第2制御とにより所定作業を行うロボットと、
前記第1制御と前記第2制御とを切り替える制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記ロボットに、前記第1制御と前記第2制御とのうちいずれか一方の制御で前記所定作業を開始させた後、前記第1制御と前記第2制御とのうち前記一方の制御とは異なる他の制御で前記所定作業を行わせる、
ロボットシステム。 - 力センサーを備え、撮像部の撮像画像を用いた第1制御と前記力センサーの出力を用いた第2制御とにより所定作業を行うロボットを動作させる制御方法であって、
前記第1制御と前記第2制御とのうちいずれか一方の制御で前記所定作業を開始させることと、
前記第1制御と前記第2制御とのうち前記一方の制御とは異なる他の制御で前記所定作業を行わせることと、
を含む制御方法。
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