JP2015208836A - ロボットの柔軟制御を行う制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】柔軟制御を行うロボット制御装置(RC)は、ロボット(R)各軸の位置を検出する位置検出部(E1〜En)、ロボットの各軸の力を検出する力検出部(S1〜Sn)または時間を計測する時間計測部(26)からの出力に基づいてロボットの動作状態を判断する動作状態監視部(21)と、柔軟制御の柔らかさを表すパラメータセットを複数セット記憶する記憶部(22)と、柔軟制御実行時に動作状態監視部からの出力に基づいて柔らかさを表すパラメータセットを切替える動作生成部(23)とを含む。
【選択図】図2
Description
2番目の発明によれば、ロボットの各関節位置と一定の位置姿勢関係にある各軸座標系により定義された方向における柔らかさを実現する柔軟制御を行うロボット制御装置において、ロボットの各軸の位置を検出する位置検出部、ロボットの各軸の力を検出する力検出部または時間を計測する時間計測部からの出力に基づいてロボットの動作状態を判断する動作状態監視部と、前記柔軟制御の柔らかさを表すパラメータセットを複数セット記憶する記憶部と、前記柔軟制御実行時に前記動作状態監視部の出力に基づいて前記柔らかさを表すパラメータセットを切替える動作生成部と、を備えることを特徴とする、ロボット制御装置が提供される。
3番目の発明によれば、1番目の発明において、前記柔らかさを表すパラメータセットが、前記ツール座標系もしくは前記作業座標系上における各座標軸に沿った並進方向及び各座標軸回りの回転方向のうち少なくとも一つ以上における仮想バネのバネ定数に応じて定まるようにした。
4番目の発明によれば、1番目の発明において、前記柔らかさを表すパラメータセットが、前記ツール座標系もしくは前記作業座標系上における各座標軸に沿った並進方向及び各座標軸回りの回転方向のうち少なくとも一つ以上の仮想ダンパのダンパ定数に応じて定まるようにした。
5番目の発明によれば、1番目の発明において、前記柔らかさを表すパラメータセットが、前記ツール座標系もしくは前記作業座標系上における各座標軸に沿った並進方向及び各座標軸回りの回転方向のうち少なくとも一つ以上の力またはモーメントの大きさの上限である。
6番目の発明によれば、2番目の発明において、前記柔らかさを表すパラメータセットが、各直動関節軸の座標軸に沿った並進方向および各回転関節軸の座標軸回りの回転方向のうち少なくとも一つ以上における仮想バネのバネ定数に応じて定まるようにした。
7番目の発明によれば、2番目の発明において、前記柔らかさを表すパラメータセットが、各直動関節軸の座標軸に沿った並進方向および各回転関節軸の座標軸回りの回転方向のうち少なくとも一つ以上の仮想ダンパのダンパ定数に応じて定まるようにした。
8番目の発明によれば、2番目の発明において、前記柔らかさを表すパラメータセットが、各直動関節軸の座標軸に沿った並進方向および各回転関節軸の座標軸回りの回転方向のうち少なくとも一つ以上の力またはモーメントの大きさの上限である。
9番目の発明によれば、1番目から8番目のいずれかの発明において、前記動作状態監視部は、過去のある時点と現在の位置の差または速度の差に基づいて前記ロボットの動作状態を判断する。
10番目の発明によれば、1番目から9番目のいずれかの発明において、前記動作状態監視部は、過去の所定の時刻からの経過時間に基づいて、前記ロボットの動作状態を判断する。
11番目の発明によれば、1番目から8番目のいずれかの発明において、前記動作状態監視部の出力が、過去のある時点の力と現在の力との差に基づいて、前記ロボットの動作状態を判断する。
3番目から8番目の発明においては、ロボットの作業内容などに応じて適切なパラメータセットを選択することができる。
9番目の発明においては、停止しているロボットが外部からの力で動き始めたときを自動で判別する効果がある。
10番目の発明においては、柔軟制御の開始および追従方向の切替えに関する位置および速度をユーザが誤入力した場合であっても、パラメータセットを切替えることができる。
11番目の発明においては、ロボットが周辺機器などに衝突した場合にパラメータセットを切替えることができる。このため、限定された方向への倣い動作に切替えた後でロボットが周辺機器などに衝突した場合には、全方向への倣い動作に再度切替えることにより、ロボットの破損を防ぐ効果がある。
図1は本発明に基づくロボット制御装置の機能ブロック図である。図1に示されるように、ロボット制御装置RCは教示操作盤TPとロボットR、厳密にはロボットRのロボット機構部RMとに接続されている。
はじめに、ステップS1に関し、図4Aはパラメータセット入力画面の一つの例を示す図である。この入力画面は、教示操作盤TPの液晶ディスプレイ15に表示されるものとする。パラメータセットのそれぞれには番号が付されており、図4Aに示される例は第一番のパラメータセットである。
はじめに、ロボットRが柔軟制御を行いながら先端のメカニカルインタフェースに取付けられたエンドエフェクタEでワークWを把持する。ワークWの寸法は毎回バラツキがあるので、ワークWを把持する際には、ワークWおよびエンドエフェクタEが傷付かないように、ロボットRを全ての方向に倣うことでバラツキを吸収するのが好ましい。最初に適用される第一番のパラメータセットには、そのような柔らかさが設定される。例えば、X方向のバネ定数、Z方向のバネ定数を両方とも10[kgf/m]にして柔軟制御を行う。この場合には、エンドエフェクタEを0.1[kgf]の力で閉鎖すれば、XZ平面において0.01[m]以下のずれを吸収できる(図6Bを参照されたい)。
12a ROM
12b RAM
12c 不揮発性メモリ
15 液晶ディスプレイ
16 キーボード
21 動作状態監視部
22 記憶部
23 動作生成部
24 力制御パラメータ設定部
25 力制御部
26 時間計測部
C シリンダ
C1〜Cn デジタルサーボ回路
E エンドエフェクタ
E1〜E6 エンコーダ(位置検出部)
J1〜J6 関節軸
M 金型
M1〜Mn モータ
R ロボット
RC ロボット制御装置
RM ロボット機構部
S1〜Sn 力センサ(力検出部)
TP 教示操作盤
W ワーク
Claims (11)
- ロボットのメカニカルインタフェースまたはエンドエフェクタと一定の位置姿勢関係にあるツール座標系、またはロボットベース座標系と一定の位置姿勢関係にある作業座標系により定義された方向において、前記ロボットのツールと作業対象物との間に作用する力の柔らかさを実現する柔軟制御を行うロボット制御装置において、
ロボットの各軸の位置を検出する位置検出部、ロボットの各軸の力を検出する力検出部または時間を計測する時間計測部からの出力に基づいてロボットの動作状態を判断する動作状態監視部と、
前記柔軟制御の柔らかさを表すパラメータセットを複数セット記憶する記憶部と、
前記柔軟制御実行時に前記動作状態監視部からの出力に基づいて前記柔らかさを表すパラメータセットを切替える動作生成部と、
を備えることを特徴とする、ロボット制御装置。 - ロボットの各関節位置と一定の位置姿勢関係にある各軸座標系により定義された方向における柔らかさを実現する柔軟制御を行うロボット制御装置において、
ロボットの各軸の位置を検出する位置検出部、ロボットの各軸の力を検出する力検出部または時間を計測する時間計測部からの出力に基づいてロボットの動作状態を判断する動作状態監視部と、
前記柔軟制御の柔らかさを表すパラメータセットを複数セット記憶する記憶部と、
前記柔軟制御実行時に前記動作状態監視部の出力に基づいて前記柔らかさを表すパラメータセットを切替える動作生成部と、
を備えることを特徴とする、ロボット制御装置。 - 前記柔らかさを表すパラメータセットが、前記ツール座標系もしくは前記作業座標系上における各座標軸に沿った並進方向及び各座標軸回りの回転方向のうち少なくとも一つ以上における仮想バネのバネ定数に応じて定まるようにしたことを特徴とする、請求項1に記載のロボット制御装置。
- 前記柔らかさを表すパラメータセットが、前記ツール座標系もしくは前記作業座標系上における各座標軸に沿った並進方向及び各座標軸回りの回転方向のうち少なくとも一つ以上の仮想ダンパのダンパ定数に応じて定まるようにしたことを特徴とする、請求項1に記載のロボット制御装置。
- 前記柔らかさを表すパラメータセットが、前記ツール座標系もしくは前記作業座標系上における各座標軸に沿った並進方向及び各座標軸回りの回転方向のうち少なくとも一つ以上の力またはモーメントの大きさの上限であることを特徴とする、請求項1に記載のロボット制御装置。
- 前記柔らかさを表すパラメータセットが、各座標軸に沿った併進方向および各座標軸回りの回転方向のうち少なくとも一つ以上における仮想バネのバネ定数に応じて定まるようにしたことを特徴とする、請求項2に記載のロボット制御装置。
- 前記柔らかさを表すパラメータセットが、各座標軸に沿った併進方向および各座標軸回りの回転方向のうち少なくとも一つ以上の仮想ダンパのダンパ定数に応じて定まるようにしたことを特徴とする、請求項2に記載のロボット制御装置。
- 前記柔らかさを表すパラメータセットが、各座標軸に沿った併進方向および各座標軸回りの回転方向のうち少なくとも一つ以上の力またはモーメントの大きさの上限であることを特徴とする、請求項2に記載のロボット制御装置。
- 前記動作状態監視部は、過去のある時点と現在の位置の差または速度の差に基づいて前記ロボットの動作状態を判断することを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
- 前記動作状態監視部は、過去の所定の時刻からの経過時間に基づいて、前記ロボットの動作状態を判断することを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
- 前記動作状態監視部の出力が、過去のある時点の力と現在の力との差に基づいて、前記ロボットの動作状態を判断することを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のロボット制御装置。
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