JP2018075672A - 制御装置、ロボットおよびロボットシステム - Google Patents

制御装置、ロボットおよびロボットシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2018075672A
JP2018075672A JP2016219470A JP2016219470A JP2018075672A JP 2018075672 A JP2018075672 A JP 2018075672A JP 2016219470 A JP2016219470 A JP 2016219470A JP 2016219470 A JP2016219470 A JP 2016219470A JP 2018075672 A JP2018075672 A JP 2018075672A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
speed
control
force
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016219470A
Other languages
English (en)
Inventor
泰裕 下平
Yasuhiro Shimodaira
泰裕 下平
淳也 上田
Junya Ueda
淳也 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2016219470A priority Critical patent/JP2018075672A/ja
Priority to CN201711010468.9A priority patent/CN108068110A/zh
Priority to US15/806,719 priority patent/US20180129184A1/en
Publication of JP2018075672A publication Critical patent/JP2018075672A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/085—Force or torque sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1692—Calibration of manipulator
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39323—Force and motion control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39529—Force, torque sensor in wrist, end effector
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45064—Assembly robot
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45091—Screwing robot, tighten or loose bolt

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

【課題】サイクルタイムを短くすることができ、また、力検出部による検出精度を高めることができることでロボットを適切に駆動させることができる制御装置、かかる制御装置により制御されているロボット、および、かかる制御装置とロボットとを備えるロボットシステムを提供すること。
【解決手段】力検出部を含むロボットアームを有するロボットの駆動を制御する制御装置であって、前記ロボットアームを第１速度で移動させた後、前記力検出部のリセットを行い、その後、前記ロボットアームを前記第１速度よりも速い第２速度で移動させ、前記力検出部からの出力に基づいて力制御を行う制御部を有することを特徴とする制御装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、ロボットおよびロボットシステムに関するものである。
従来から、ロボットアームと、ロボットアームの先端に取り付けられたエンドエフェクターとを備えた産業用ロボットの開発が行われている。
このようなロボットとして、例えば、特許文献１には、ロボットアームと、力覚センサーと、ロボットアームの作動を制御する制御部と、を有するロボットが開示されている。かかるロボットでは、制御部が、力覚センサーからの検出結果に基づいた力制御を行っている。
また、特許文献１に記載のロボットでは、力覚センサーの検出精度を高めるため、力覚センサーの初期化を行っている。さらに、特許文献１に記載のロボットでは、サイクルタイムを短くするために、ロボットアームが等速度で移動中に、上述の力覚センサーの初期化を行っている。
特開２０１５−１８２１６４号公報
しかし、特許文献１に記載の制御部を有するロボットでは、サイクルタイムを短くできるが、ロボットアームの速度が速い場合には、ロボットアームの移動に伴う振動の影響を十分に排除できず、力覚センサーの検出精度を高めることが難しいという問題があった。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、以下により実現することが可能である。
本発明の制御装置は、力検出部を含むロボットアームを有するロボットの駆動を制御する制御装置であって、
前記ロボットアームを第１速度で移動させた後、前記力検出部のリセットを行い、その後、前記ロボットアームを前記第１速度よりも速い第２速度で移動させ、前記力検出部からの出力に基づいて力制御を行う制御部を有することを特徴とする。
このような本発明の制御装置によれば、力制御或いは力の情報を基に行う動作を変更する作業のサイクルタイムを短くすることができるとともに、力検出部による検出精度を高めることができることでロボットを適切に駆動させることができる。
ここで、「リセット」とは、力検出部から出力された現在の力出力値を所定値（例えば、零）にすることを言う。換言すれば、「リセット」とは、例えば、対象物の重量やロボットアームの姿勢変化等による重力の影響、力検出回路のリーク電流や力検出器筐体の熱膨張等によるドリフトの影響等を失くすかまたは減少させることを意味する。
本発明の制御装置では、前記第２速度は、５０ｍｍ/ｓ以上であることが好ましい。
これにより、サイクルタイムを短くすることができる。
本発明の制御装置では、前記第１速度は、２０ｍｍ/ｓ以下であることが好ましい。
これにより、力検出部による検出精度をより高めることができる。
本発明の制御装置では、前記第２速度は、２００ｍｍ/ｓ以上であることが好ましい。
これにより、サイクルタイムを短くすることができる。
本発明の制御装置では、前記第１速度は、８０ｍｍ/ｓ以下であることが好ましい。
これにより、力検出部による検出精度をより高めることができる。
本発明の制御装置では、前記第２速度は、前記第１速度の２．５倍以上であることが好ましい。
これにより、サイクルタイムをより短くすることができ、また、力検出部による検出精度をより高めることができる。
本発明の制御装置では、前記第２速度は、前記第１速度の１０．０倍以上であることが好ましい。
これにより、サイクルタイムをさらに短くすることができ、また、力検出部による検出精度をさらに高めることができる。
本発明の制御装置では、前記制御部は、前記リセットを行う前に、前記ロボットに対象物を保持させるよう制御することが好ましい。
このように、対象物を保持して第１速度で持ち上げた後に力検出部のリセットを行うことで、対象物を保持する前にリセットを行う場合や対象物を保持して第２速度で移動させた後にリセットを行う場合に比べて、サイクルタイムを短くしつつ、かつ、力検出部による検出精度を高めることができる。
ここで、対象物の「保持」とは、対象物の把持や吸着等を含む意味である。
本発明の制御装置では、前記制御部は、前記ロボットアームの前記第１速度による移動および前記第２速度による移動をそれぞれ位置制御により行うことが好ましい。
これにより、例えばロボットアームの先端部を現在の箇所から所望の箇所に適切に移動させることができる。
ここで、本明細書において「位置制御」は、速度制御を含む。
本発明の制御装置では、前記制御部は、前記ロボットアームを前記第２速度で移動させた後、前記ロボットアームを停止させることなく前記力制御を行うことが好ましい。
これにより、サイクルタイムをより短くすることができる。
本発明の制御装置では、前記制御部は、前記リセットを行う時の前記ロボットアームの先端部の姿勢と、前記力制御を開始する時の前記ロボットアームの先端部の姿勢とが等しくなるよう制御することが好ましい。
これにより、力検出部による検出精度をさらに高めることができ、ロボットをより適切に駆動させることができる。
本発明の制御装置では、前記制御部は、前記リセットを行う時の前記ロボットアームの先端部の姿勢と、前記力制御を開始する時の前記ロボットアームの先端部の姿勢とが異なる場合、前記力検出部の重力補償を行うことが好ましい。
これにより、リセット時と力制御の開始時とにおけるロボットの先端部の姿勢が異なっていても、サイクルタイムを短縮することができる。
本発明の制御装置では、前記制御部は、１つのコマンドに基づいて、前記力検出部の前記リセットを行い、その後、前記ロボットアームを前記第１速度よりも速い前記第２速度で移動させ、前記力検出部からの出力に基づいて前記力制御を行うことが好ましい。
このように、１つのコマンドで複数の処理（リセットを行う処理、第２速度で移動させる処理および力制御を行う処理）を実行することで、可読性が向上し、複数の処理を簡単かつ最適に実行することができる。
本発明のロボットは、本発明の制御装置によって制御されていることを特徴とする。
このような本発明のロボットによれば、サイクルタイムを短くでき、また、所望の動作を適切に行うことができる。
本発明のロボットシステムは、本発明の制御装置と、当該制御装置によって制御され、力検出部を含むロボットアームを有するロボットとを備えることを特徴とする。
このような本発明のロボットシステムによれば、制御装置の制御の下、サイクルタイムを短くでき、また、所望の動作をロボットに適切に行わせることができる。
本発明の第１実施形態に係るロボットシステムの概略側面図である。 図１に示すロボットシステムのシステム構成図である。 図１に示すロボットの目標軌道の一例を示す図である。 図１に示すロボットの作業フローである。 本発明の第２実施形態に係るロボットシステムの概略側面図である。 図５に示すロボットの目標軌道の一例を示す図である。 図５に示すロボットの作業フローである。 図７のステップＳ２４におけるエンドエフェクターの姿勢を示す概略図である。 図７のステップＳ２５におけるエンドエフェクターの姿勢を示す概略図である。
以下、本発明の制御装置、ロボットおよびロボットシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
≪ロボットシステム≫
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットシステムの概略側面図である。図２は、図１に示すロボットシステムのシステム構成図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１中の基台側を「基端」、その反対側（エンドエフェクター側）を「先端」と言う。また、図１では、説明の便宜上、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」とも言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」とも言い、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、以下では、図示された各矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」と言う。また、図１の上下方向を「鉛直方向」とし、左右方向を「水平方向」とする。本明細書において、「水平」とは、水平に対して５°以下の範囲内で傾斜している場合も含む。同様に、本明細書において、「鉛直」とは、鉛直に対して５°以下の範囲内で傾斜している場合も含む。
図１に示すロボットシステム１００は、ロボット１と、ロボット１の駆動を制御する制御装置５とを備えている。
〈ロボット〉
図１に示すロボット１は、いわゆる水平多関節ロボット（スカラロボット）である。ロボット１は、基台１１０と、基台１１０に接続されたロボットアーム１０と、配線引き回し部１０５とを有する。ロボットアーム１０は、第１アーム１０１と、第２アーム１０２と、作業ヘッド１０４と、エンドエフェクター３０と、力検出部２０と、慣性センサー２５とを有している。また、図１および図２に示すように、ロボット１は、ロボットアーム１０を駆動させる動力を発生させる複数の駆動部１３０と、複数の位置センサー１３１（角度センサー）と、複数のモータードライバー１２０とを有する。
このロボット１は、例えば、精密機器等を製造する製造工程等で用いられ、制御装置５による制御の下で精密機器や部品等の対象物の把持や搬送等を行うことができる。
基台１１０は、ロボット１を任意の設置箇所９０に取り付ける部分である。なお、基台１１０の設置箇所は、特に限定されず、例えば、床、壁、天井、移動可能な台車上等が挙げられる。
基台１１０の上端部には、第１アーム１０１が連結されている。第１アーム１０１は、基台１１０に対して鉛直方向に沿う第１軸である回動軸Ｊ１まわりに回動可能となっている。
第１アーム１０１の先端部には、第２アーム１０２が連結されている。第２アーム１０２は、第１アーム１０１に対して鉛直方向に沿う第２軸である回動軸Ｊ２まわりに回動可能となっている。
第２アーム１０２の先端部には、作業ヘッド１０４が配置されている。作業ヘッド１０４は、第２アーム１０２の先端部に同軸的に配置されたスプラインナットおよびボールネジナット（ともに図示せず）に挿通されたスプラインシャフト１０３を有している。スプラインシャフト１０３は、第２アーム１０２に対して、その軸Ｊ３（第３軸）まわりに回転可能であり、かつ、上下方向に移動（昇降）可能となっている。
また、基台１１０内には、第１アーム１０１を駆動（回動）させる駆動力を発生させるモーター（図示せず）とモーターの駆動力を減速する減速機（図示せず）とを有する駆動部１３０と、基台１１０に対する第１アーム１０１の回転状態（回動状態）を検出する位置センサー１３１とが設置されている。また、同様に、第２アーム１０２内には、第２アーム１０２を駆動させる駆動部１３０および第２アーム１０２の回転状態を検出する位置センサー１３１と、スプラインシャフト１０３を駆動させる駆動部１３０およびスプラインシャフト１０３の回転状態を検出する位置センサー１３１と、が設置されている。すなわち、ロボット１は、３つの駆動部１３０および３つの位置センサー１３１を有している。
駆動部１３０が有するモーターとしては、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーターを用いることができる。減速機としては、例えば、遊星ギア型の減速機、波動歯車装置等を用いることができる。位置センサー１３１（角度センサー）としては、例えば、エンコーダー、ロータリーエンコーダー等を用いることができる。
また、各駆動部１３０は、電気的に接続された複数（本実施形態では３つ）のモータードライバー１２０を介して制御装置５により制御されている。なお、本実施形態では、各モータードライバー１２０は、基台１１０に内蔵されている。
図１に示すように、スプラインシャフト１０３の先端部（下端部）には、慣性センサー２５が設けられている。なお、慣性センサー２５は、スプラインシャフト１０３の先端部以外の箇所に設けられていてもよい。
本実施形態では、慣性センサー２５として、スプラインシャフト１０３の先端部における３つの軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）まわりの角速度を検出する３軸角速度センサーを用いている。ただし、慣性センサー２５としては、例えば、３つの軸方向の加速度を検出する３軸加速度センサー等を用いることもできる。また、慣性センサー２５としては、例えば、３つの軸のうちの１つまたは２つの軸まわりの角速度を検出する角速度センサーや、３つの軸のうちの１つまたは２つの軸まわりの加速度を検出する加速度センサーを用いてもよい。
また、図１に示すように、スプラインシャフト１０３の先端部（下端部）には、力検出部２０が着脱可能に取り付けられている。
力検出部２０は、エンドエフェクター３０に加わる力（モーメントを含む）を検出する力検出器（力覚センサー）である。本実施形態では、力検出部２０として、互いに直交する３つの軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）方向の並進力成分Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚおよび３つの軸周りの回転力成分（モーメント）Ｍｘ、Ｍｙ、Ｍｚの６成分を検出することができる６軸力覚センサーを用いている。また、力検出部２０は、検出した力出力値（力検出情報）を制御装置５へ出力する。なお、力検出部２０は、６軸力覚センサーに限定されず、例えば、３軸力覚センサー等であってもよい。
また、図１に示すように、力検出部２０の先端部（下端部）には、エンドエフェクター３０が着脱可能に取り付けられている。エンドエフェクター３０は、各種対象物に対して作業を行う器具であり、対象物を保持する機能を有する。ここで、対象物の「保持」とは、対象物の把持や吸着等を含む意味である。また、本実施形態では、エンドエフェクター３０は、対象物を磁着することが可能な機構を有している。これにより、図１に示すように、対象物としてのネジ８１を磁着することによりネジ８１を保持することができる。なお、エンドエフェクター３０としては、対象物を保持する機能を有すればよく、例えば、対象物を把持するハンドや、対象物を吸着する吸着機構を有するものであってもよい。
このような本発明のロボットの一例であるロボット１は、後述する制御装置５によって制御されている。そのため、サイクルタイムを短くでき、また、所望の動作を適切に行うことができる。
以下、制御装置５について説明する。
〈制御装置〉
本実施形態では、制御装置５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）が内蔵されたパーソナルコンピューター（ＰＣ）等で構成することができる。この制御装置５は、図１に示すように、ロボット１に対して配線６０等を介して接続されている。なお、ロボット１と制御装置５とは無線通信により接続されていてもよい。また、本実施形態では、制御装置５は、ロボット１とは別体で設けられているが、ロボット１に内蔵されていてもよい。
図２に示すように、制御装置５は、表示制御部５１と、入力制御部５２と、制御部５３（ロボット制御部）と、取得部５４と、記憶部５５と、を備える。
表示制御部５１は、ディスプレイ等のモニター（図示せず）を備える表示装置４１に接続されている。この表示制御部５１は、例えばグラフィックコントローラーで構成されており、表示装置４１のモニターに各種画面（例えば、操作用のウィンドウ等）を表示させる機能を有する。
入力制御部５２は、例えばマウスやキーボード等の入力装置４２に接続されており、入力装置４２からの入力を受け付ける機能を有する。
なお、入力装置４２と上述した表示装置４１とは一体で構成されていてもよい。その場合には、例えばタッチパネル等を用いることができる。
制御部５３は、ＣＰＵ等で構成され、または、ＣＰＵにより各種プログラムを実行することにより実現でき、ロボット１の各部の駆動を制御する機能を有する。この制御部５３は、ロボットアーム１０、力検出部２０、慣性センサー２５およびエンドエフェクター３０の駆動等をそれぞれ独立して制御する。
制御部５３は、各駆動部１３０に対して制御信号を出力して、ロボットアーム１０が備える第１アーム１０１、第２アーム１０２およびスプラインシャフト１０３の駆動を制御する。制御部５３は、ロボット１（ロボットアーム１０）に対して、位置制御（速度制御を含む）と力制御とを実行する。
具体的には、制御部５３は、目標軌道に沿ってエンドエフェクター３０の先端が移動するようにロボットアーム１０を駆動させる位置制御を行う。より具体的には、制御部５３は、エンドエフェクター３０の位置および姿勢が目標軌道上の複数の目標点における位置および姿勢（目標位置および目標姿勢）となるように、各駆動部１３０の駆動を制御する。また、本実施形態では、各位置センサー１３１から出力された位置検出情報（例えば、各駆動部１３０の回転軸の回転角度や角速度）に基づいた制御を行う。また、本実施形態では、位置制御として、例えば、ＣＰ制御またはＰＴＰ制御を行う。
なお、制御部５３は、目標軌道を設定（生成）し、エンドエフェクター３０の先端の位置および姿勢や、エンドエフェクター３０の目標軌道に沿った方向の移動における速度（角速度を含む）等を設定（生成）する機能を有する。
また、制御部５３は、エンドエフェクター３０が目標力（所望の力）で対象物を押圧（接触）するようにロボット１を制御する力制御を行う。具体的には、制御部５３は、エンドエフェクター３０に作用する力（モーメントを含む）が目標力（目標のモーメントを含む）となるように、各駆動部１３０の駆動を制御する。また、制御部５３は、力検出部２０から出力された力出力値に基づいて各駆動部１３０の駆動を制御する。本実施形態では、制御部５３は、力制御として、エンドエフェクター３０の先端に作用する力に応じたインピーダンス（質量、粘性係数、弾性係数）を設定し、そのインピーダンスを擬似的に実現するように各駆動部１３０を制御するインピーダンス制御を行う。
また、制御部５３は、上述の位置制御に関わる成分（制御量）と力制御に関わる成分（制御量）とを組み合わせて（合成して）、ロボットアーム１０を駆動させる制御信号を生成して出力する機能を有する。したがって、制御部５３は、力制御したり、位置制御したり、力制御および位置制御を組み合わせたハイブリット制御を行ったりして、ロボットアーム１０を動作させる。
また、制御部５３は、上述したように、エンドエフェクター３０の駆動を制御する。本実施形態では、例えば、ネジ８１を磁着してネジ８１を保持したり、その磁着を解除して、ネジ８１をエンドエフェクター３０から離脱させたりする。
また、制御部５３は、力検出部２０を作動させる。例えば、力検出部２０のリセットを行う。ここで、「リセット」とは、力検出部２０から出力された現在の力出力値を所定値（例えば、零）にすることを言う。換言すれば、「リセット」とは、例えば、対象物の重量やロボットアームの姿勢等による重力の影響、リーク電流や熱膨張等によるドリフトの影響等を失くすかまたは減少させることを意味する。
また、制御部５３は、慣性センサー２５を作動させ、また、慣性センサー２５の検出結果に基づいて制振制御を行う。
図２に示す取得部５４は、力検出部２０、慣性センサー２５および各位置センサー１３１から出力された検出結果等を取得する。
また、図２に示す記憶部５５は、制御部５３が各種処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶する機能を有する。また、記憶部５５には、例えば、目標軌道や、力検出部２０、慣性センサー２５および各位置センサー１３１から出力された検出結果等を記憶することができる。
以上、ロボットシステム１００の構成について簡単に説明した。次に、ロボットシステム１００による作業の一例を説明しつつ、制御装置５の制御に基づくロボット１の動作について説明する。
図３は、図１に示すロボットの目標軌道の一例を示す図である。図４は、図１に示すロボットの作業フローである。
以下では、ロボット１のネジ止め作業を例に説明する。具体的には、ロボット１が、供給台９１からネジ８１（対象物）を保持して、ネジ孔８２１を有する部材８２が載置された作業台９２上にネジ８１を搬送した後、ネジ孔８２１にネジ８１を挿入してネジ止めする作業を例に説明する（図１および図３参照）。
図３に示す目標軌道Ａ１は、上述のネジ止め作業におけるロボット１のエンドエフェクター３０の先端であるツールセンターポイントＴＣＰが移動する経路である（図１参照）。上述のネジ止め作業では、制御装置５は、ネジ８１を保持した後、目標軌道Ａ１に沿って、エンドエフェクター３０の先端を供給台９１上から＋Ｚ軸方向に移動させた後、＋Ｘ軸方向に移動させて、−Ｚ軸方向に移動させる。そして、ネジ止めを行う。なお、このネネジ止め作業では、エンドエフェクター３０の姿勢を変更せずにエンドエフェクター３０を移動させる。
また、目標軌道Ａ１上のポイントＰ１は、供給台９１上のネジ８１を保持する地点である。目標軌道Ａ１上のポイントＰ２は、ロボット１がネジ８１を持ち上げた地点であり、エンドエフェクター３０でネジ８１を取って供給台９１からネジ８１を離間させた地点である。目標軌道Ａ１上のポイントＰ３は、部材８２のネジ孔８２１にネジ８１を挿入する地点である。
なお、目標軌道Ａ１は、例えば、ＣＡＤデータ等によって生成した経路であってもよいし、ダイレクトティーチにより生成した経路等であってもよい。また、目標軌道Ａ１は、記憶部５５に記憶されており、エンドエフェクター３０の先端が目標軌道Ａ１に沿って移動するためのロボット１の各部の駆動は教示されているものとする。また、制御部５３は、複数のコマンド（動作命令）を有するプログラムに基づいて、ロボット１に上述のネジ止め作業を行われる。
以下、図４に示す作業フローに沿って、制御装置５の制御に基づくロボット１のネジ止め作業について説明する。
まず、制御部５３は、エンドエフェクター３０の先端がポイントＰ１に位置するようにロボットアーム１０を駆動させる（ステップＳ１１）。この駆動は、位置制御により実行される。
次に、制御部５３は、供給台９１上に載置されたネジ８１をエンドエフェクター３０に保持させる（ステップＳ１２）。この際、力検出部２０から出力された力出力値に基づいた力制御を行う。
次に、制御部５３は、エンドエフェクター３０の先端がポイントＰ２に位置するようにロボットアーム１０を駆動させる（ステップＳ１３）。すなわち、制御部５３は、供給台９１からネジ８１を＋Ｚ軸方向に持ち上げて、供給台９１に対してネジ８１を離間させる。この駆動は、位置制御により行う。また、このステップＳ１３におけるエンドエフェクター３０の先端のポイントＰ１からポイントＰ２への移動は、比較的遅い速度である第１速度Ｖ１１で行われる。
次に、制御部５３は、力検出部２０のリセットを行う（ステップＳ１４）。この際、制御部５３は、エンドエフェクター３０の先端をポイントＰ２に移動させた後、ロボットアーム１０の駆動を所定の時間だけ停止させ、その後に力検出部２０のリセットを行うことが好ましい。これにより、力検出部２０のリセットにおけるロボットアーム１０の振動の影響を低減することができる。そのため、ステップＳ１４以降の力制御による作業における力検出部２０の検出精度をより高めることができる。停止させる時間としては、例えば、０．０１ｓ以上１．０ｓ以下であることが好ましく、０．１ｓ以上０．５ｓ以下であることがより好ましい。特に、本実施形態では停止させる時間は、０．１５ｓとする。これにより、サイクルタイムへの影響を少なく抑えた上で、力検出部２０のリセットにおけるロボットアーム１０の振動の影響をより効果的に低減することができる。
ここで、上述した第１速度Ｖ１１は、特に限定されないが、２０ｍｍ/ｓ以下であることが好ましく、１８ｍｍ/ｓ以下であることがより好ましく、１５ｍｍ/ｓ以下であることがさらに好ましい。これにより、力検出部２０のリセットする際に、ロボットアーム１０の振動が影響することを低減することができる。そのため、ステップＳ１４以降の力制御による作業における力検出部２０の検出精度をより高めることができる。
また、第１速度Ｖ１１は、例えば、０．１ｍｍ/ｓ以上であることが好ましく、１ｍｍ/ｓ以上であることがより好ましい。これにより、ネジ８１を持ち上げる動作にかかる時間がサイクルタイムへの影響を少なく抑えて的確に行うことができる。
次に、制御部５３は、エンドエフェクター３０の先端がポイントＰ３に位置するようにロボットアーム１０を駆動させる（ステップＳ１５）。すなわち、制御部５３は、目標軌道Ａ１に沿ってエンドエフェクター３０の先端が移動するようにロボットアーム１０を駆動させ、作業台９２上にエンドエフェクター３０の先端を位置させて、ネジ孔８２１にネジ８１を挿入する。この目標軌道Ａ１に沿った駆動は、位置制御により行い、ネジ孔８２１へのネジ８１の挿入は力制御により行う。ここで、本実施形態では、ステップＳ１４において力検出部２０のリセットを行っているため、ネジ孔８２１へのネジ８１の挿入作業における力検出部２０の検出精度を高くすることができ、よって、挿入作業を高精度に行うことができる。また、本実施形態では、ネジ８１のネジ孔８２１への挿入における力制御としてインピーダンス制御を行う。これにより、ネジ８１をネジ孔８２１に挿入させた際に、部材８２に無理な力が加わることを抑制または防止しつつ、その挿入作業を比較的短い時間で適切に行うことができる。
また、このステップＳ１５における目標軌道Ａ１に沿った移動、すなわち、エンドエフェクター３０の先端のポイントＰ２からポイントＰ３への移動は、前記第１速度Ｖ１１よりも速い第２速度Ｖ２１で行われる。第２速度Ｖ２１は、特に限定されないが、５０ｍｍ/ｓ以上であることが好ましく、１００ｍｍ/ｓ以上であることがより好ましく、２５０ｍｍ/ｓ以上であることがさらに好ましい。これにより、サイクルタイムをより短くすることができる。また、第２速度Ｖ２１は、例えば、４０００ｍｍ/ｓ以下であることが好ましく、１０００ｍｍ/ｓ以下であることがより好ましい。これにより、より安定した動作を行うことができる。
また、第２速度Ｖ２１は、第１速度Ｖ１１の２．５倍以上であることが好ましく、１０．０倍以上であることがより好ましく、１５．０倍以上であることがさらに好ましい。これにより、サイクルタイムをより短くすることができるとともに、力検出部２０による検出精度をより高めることができるという双方の利点をより好適に発揮することができる。特に、１０．０倍以上であると、上述の効果をさらに顕著にかつバランスよく発揮することができる。
また、本実施形態では、位置制御により目標軌道Ａ１に沿ってエンドエフェクター３０の先端をポイントＰ３に移動させた後に停止することなく力制御を開始してネジ孔８２１へのネジ８１の挿入を行う。このように、本実施形態では、制御部５３は、ロボットアーム１０を第２速度で移動させた後、ロボットアーム１０を停止させることなく力制御を行う。これにより、サイクルタイムをより短くすることができる。
次に、制御部５３は、力制御によりネジ８１をネジ孔８２１に挿入したら、エンドエフェクター３０の作動を制御してネジ止めを行う（ステップＳ１６）。
以上のようにして、ロボット１によるネジ止め作業が終了する。
以上説明したように、本発明の制御装置の一例である制御装置５は、力検出部２０を含むロボットアーム１０を有するロボット１の駆動を制御する制御装置５であって、ロボットアーム１０を第１速度Ｖ１１で移動させた後、力検出部２０のリセットを行い、その後、ロボットアーム１０を第１速度Ｖ１１よりも速い第２速度Ｖ２１で移動させ、力検出部２０からの出力（力出力値）に基づいて力制御を行う制御部５３を有する。このような制御装置５によれば、上述したように、対象物としてのネジ８１を保持して第１速度Ｖ１１で持ち上げた後に、力検出部２０のリセットを行うことで、力検出部２０による検出精度を高めることができる。そのため、その後のネジ止め作業を力制御により高精度に行うことができる。また、ロボットアーム１０の所定の箇所（より正確には、エンドエフェクター３０の先端）を第１速度Ｖ１１よりも速い第２速度Ｖ２１で移動させることで、ネジ８１を部材８２上に移動させることができるため、ロボット１の作業のサイクルタイムを短くすることができる。このように、制御装置５によれば、サイクルタイムを短くすることができるとともに、力検出部２０による検出精度を高めることができるためロボット１を適切に駆動させることができる。
特に、第１速度Ｖ１１および第２速度Ｖ２１を上述したような値とすることで、サイクルタイムを短くしつつ、力検出部２０による検出精度を高めるという効果をより顕著に発揮することができる。以下の表１に、第１速度Ｖ１１および第２速度Ｖ２１の好ましい組み合わせを例示する。
Figure 2018075672
表１中の「Ａ」、「Ｂ」および「Ｃ」は、以下の評価基準に基づく評価を示している。
＜評価基準＞
Ａ：［１］上述のネジ止め作業におけるサイクルタイムが非常に速く、かつ、［２］エンドエフェクター３０の先端を第１速度Ｖ１１で移動させた後に停止させた際の力検出部２０からの力出力値が０．３Ｎ以下である。なお、力出力値が０（零）に近い程、ロボットアーム１０の振動の影響が小さいことを示す。
Ｂ：上述の［１］および［２］の少なくとも一方が評価Ａよりも劣る。
Ｃ：上述の［１］および［２］の少なくとも一方が評価Ｂよりも劣る。
ただし、評価Ａ、Ｂ、Ｃともに、従来よりもサイクルタイムが速く、ロボットアーム１０の振動の影響が小さかった。
また、第１速度および第２速度は、上述した数値範囲以外に、ロボット１の作業内容等に応じて以下のような数値範囲を満足することも好ましい。具体的には、第２速度Ｖ２２は、特に限定されないが、２００ｍｍ/ｓ以上であることが好ましく、３００ｍｍ/ｓ以上であることがより好ましく、５００ｍｍ/ｓ以上であることがさらに好ましい。これにより、サイクルタイムをより短くすることができる。また、この場合、第１速度Ｖ１２は、特に限定されないが、８０ｍｍ/ｓ以下であることが好ましく、７０ｍｍ/ｓ以下であることがより好ましく、６０ｍｍ/ｓ以下であることがさらに好ましい。これにより、力検出部２０をリセットする際にロボットアーム１０の振動が影響することを低減することができるため、力検出部２０による検出精度をより高めることができる。
以下の表２に、第１速度Ｖ１２および第２速度Ｖ２２の好ましい組み合わせを例示する。
Figure 2018075672
表２中の「Ｄ」、「Ｅ」および「Ｆ」は、以下の評価基準に基づく評価を示している。
＜評価基準＞
Ｄ：［３］上述のネジ止め作業におけるサイクルタイムが非常に速く、かつ、［４］エンドエフェクター３０の先端を第１速度Ｖ１２で移動させた後に停止させた際の力検出部２０からの力出力値が０．３Ｎ以下である。なお、力出力値が０（零）に近い程、ロボットアーム１０の振動の影響が小さいことを示す。
Ｅ：上述の［３］および［４］の少なくとも一方が評価Ｄよりも劣る。
Ｆ：上述の［３］および［４］の少なくとも一方が評価Ｅよりも劣る。
ただし、評価Ｄ、Ｅ、Ｆともに、従来よりもサイクルタイムが速く、ロボットアーム１０の振動の影響が小さかった。
このような第１速度Ｖ１２および第２速度Ｖ２２によっても、上述した第１速度Ｖ１１および第２速度Ｖ２１の組み合わせと同様の効果を発揮することができる。これら第１速度Ｖ１１と第２速度Ｖ２１との組み合わせ、および、第１速度Ｖ１２と第２速度Ｖ２２との組み合わせは、例えば、ロボット１の作業内容や、対象物の形状や重さ等によって設定することができる。
また、上述したように、制御部５３は、ステップＳ１３における力検出部２０のリセットを行う前に、ステップＳ１２においてロボット１に「対象物」としてのネジ８１を保持させるよう制御する。これにより、ネジ８１を保持して第１速度（第１速度Ｖ１１または第１速度Ｖ１２）で持ち上げた後に、力検出部２０のリセットを行うことができるため、ネジ８１を保持する前にリセットを行う場合や、ネジ８１を保持して第２速度（第２速度Ｖ２１または第２速度Ｖ２２）で移動した後にリセットを行う場合に比べて、サイクルタイムを短くしつつ、かつ、力検出部２０による検出精度を高めることができる。
また、上述したように、制御部５３は、ステップＳ１３におけるロボットアーム１０の第１速度による移動およびステップＳ１５における第２速度による移動をそれぞれ位置制御により行っている。これにより、現在の箇所（例えば、ポイントＰ１またはポイントＰ３）から所望の箇所（例えば、ポイントＰ２またはポイントＰ３）にエンドエフェクター３０の先端を適切に移動させることができる。
さらに、上述したように、制御部５３は、ステップＳ１５においてロボットアーム１０を第２速度で移動させた後、ロボットアーム１０を停止させることなく力制御を行っている。これにより、サイクルタイムをより短くすることができる。これは、ロボット１が慣性センサー２５を有し、制御装置５が制振制御を行うことが可能であること等による。
また、制御部５３は、力検出部２０のリセットを行う時のロボットアーム１０の先端部の姿勢（ポイントＰ２における姿勢）と、力制御を開始する時のロボットアーム１０の先端部の姿勢（ポイントＰ３における姿勢）とが等しくなるよう制御する。このように、力制御を開始する時のエンドエフェクター３０の姿勢と同じ姿勢の時に、力検出部２０のリセットを行うことで、力検出部２０による検出精度を特に高めることができ、よって、ロボット１をより適切に駆動させることができる。そのため、ネジ止め作業を高精度に行うことができる。
また、本実施形態のように、水平多関節ロボットであるロボット１では、ネジ止め作業をエンドエフェクター３０の姿勢の変更せずに行うことができるため、力制御を開始する時のエンドエフェクター３０の姿勢と同じ姿勢の時に力検出部２０のリセットを容易に行うことができる。
また、上述したように、制御部５３は、複数のコマンドを有するプログラムに基づきロボット１を駆動させている。そして、本実施形態では、制御部５３は、１つのコマンドに基づいて、力検出部２０のリセットを行い、その後、ロボットアーム１０を第１速度よりも速い第２速度で移動させ、力検出部２０からの出力（力出力値）に基づいて力制御を行う。すなわち、１つのコマンドに基づいて、ステップＳ１４およびステップＳ１５におけるロボット１の動作を実行している。このように、１つのコマンドで複数の処理（リセットを行う処理、第２速度で移動させる処理および力制御を行う処理）を実行することで、可読性（プログラムの読み易さ）が向上し、複数の処理を簡単かつ最適に実行することができる。
以上説明したような本発明のロボットシステムの一例としてのロボットシステム１００は、制御装置５と、制御装置５によって制御され、力検出部２０を含むロボットアーム１０を有するロボット１とを備える。このようなロボットシステム１００によれば、制御装置５の制御の下、サイクルタイムを短くでき、また、所望の動作をロボット１に適切に行わせることができる。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図５は、本発明の第２実施形態に係るロボットシステムの概略側面図である。図６は、図５に示すロボットの目標軌道の一例を示す図である。図７は、図５に示すロボットの作業フローである。図８は、図７のステップＳ２４におけるエンドエフェクターの姿勢を示す概略図である。図９は、図７のステップＳ２５におけるエンドエフェクターの姿勢を示す概略図である。
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、上述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。
図５に示すロボットシステム１００Ａが有するロボット１Ａは、いわゆる６軸の垂直多関節ロボットである。ロボット１Ａは、基台１１０と、ロボットアーム１０Ａとを有する。
図６に示すように、ロボットアーム１０Ａは、第１アーム１１（アーム）と、第２アーム１２（アーム）と、第３アーム１３（アーム）と、第４アーム１４（アーム）と、第５アーム１５（アーム）と、第６アーム１６（アーム）と、一方のアームを他方のアーム（または基台１１０）に対して回動可能に支持する機構を有する６つの関節１７１〜１７６と、力検出部２０と、慣性センサー２５と、エンドエフェクター３０Ａとを有する。
基台１１０と第１アーム１１とは、関節１７１を介して連結されており、第１アーム１１は、基台１１０に対して鉛直方向に沿う第１回動軸Ｏ１まわりに回動可能となっている。また、第１アーム１１と第２アーム１２とは、関節１７２を介して連結されており、第２アーム１２は、第１アーム１１に対して水平方向に沿う第２回動軸Ｏ２まわりに回動可能となっている。また、第２アーム１２と第３アーム１３とは、関節１７３を介して連結されており、第３アーム１３は、第２アーム１２に対して水平方向に沿う第３回動軸Ｏ３まわりに回動可能となっている。また、第３アーム１３と第４アーム１４とは、関節１７４を介して連結されており、第４アーム１４は、第３アーム１３に対して第３回動軸Ｏ３と直交した第４回動軸Ｏ４まわりに回動可能となっている。また、第４アーム１４と第５アーム１５とは、関節１７５を介して連結されており、第５アーム１５は、第４アーム１４に対して第４回動軸Ｏ４と直交した第５回動軸Ｏ５まわりに回動可能となっている。また、第５アーム１５と第６アーム１６とは、関節１７６を介して連結されており、第６アーム１６は、第５アーム１５に対して第５回動軸Ｏ５と直交した第６回動軸Ｏ６まわりに回動可能となっている。
また、図５には図示しないが、関節１７１〜１７６には、それぞれ、複数の駆動部１３０と、複数の位置センサー１３１とが設けられている。ロボット１Ａは、６つの関節１７１〜１７６（または６つのアーム１１〜１６）と同じ数（本実施形態では６つ）の駆動部１３０および位置センサー１３１を有している（図２参照）。
また、本実施形態では、図５に示すように、エンドエフェクター３０Ａとして、対象物としての部品８３を把持することが可能な２つの指を有するハンドを用いている。
また、制御装置５が有する制御部５３（図２参照）は、重力の影響を失くすかまたは低減するようにロボット１Ａの姿勢変化に対応する加算または減算を力検出部２０の力出力値（力検出情報）に施す重力補償を行う機能を有する。
このような構成のロボットシステム１００Ａは、例えば、部品８３の搬送作業を行うことができる。具体的には、例えば、ロボット１Ａは、制御装置５の制御の下、供給台９３から部品８３（対象物）を把持して、側方に開口した凹部９４１を有する載置台９４に部品８３を搬送する作業を行うことができる（図５および図６参照）。
図６に示す目標軌道Ａ２は、上述の搬送作業におけるロボット１Ａのエンドエフェクター３０Ａの先端であるツールセンターポイントＴＣＰが移動する経路である。なお、本実施形態では、図５に示すように、ツールセンターポイントＴＣＰは、ハンドの２つの指の先端同士の間の箇所である。
図６に示すように、上述の搬送作業では、制御装置５は、目標軌道Ａ２に沿って、部品８３を把持した後、エンドエフェクター３０Ａの先端を供給台９３上から＋Ｚ軸方向に移動させた後、＋Ｘ軸方向に移動させて、−Ｚ軸方向に移動させる。そして、載置台９４に部品８３を載置する。
また、目標軌道Ａ２上のポイントＰ１Ａは、供給台９３上の部品８３を把持する地点である。目標軌道Ａ２上のポイントＰ２Ａは、ロボット１Ａが部品８３を持ち上げた地点である。目標軌道Ａ２上のポイントＰ３Ａは、載置台９４に部品８３を載置する地点である。
以下、図７に示す作業フローに沿って、制御装置５の制御に基づくロボット１Ａの搬送作業について説明する。
まず、制御部５３は、第１実施形態におけるステップＳ１１と同様にして、エンドエフェクター３０Ａの先端がポイントＰ１Ａに位置するようにロボットアーム１０Ａを駆動させる（ステップＳ２１）。
次に、制御部５３は、第１実施形態におけるステップＳ１２と同様にして、供給台９３上に載置された部品８３をエンドエフェクター３０Ａに把持させる（ステップＳ２２）。
次に、制御部５３は、第１実施形態におけるステップＳ１３と同様にして、エンドエフェクター３０Ａの先端がポイントＰ２Ａに位置するようにロボットアーム１０Ａを駆動させる（ステップＳ２３）。本実施形態においても上述した第１実施形態と同様に、エンドエフェクター３０Ａの先端のポイントＰ１ＡからポイントＰ２Ａへの移動は、比較的遅い速度である第１速度で移動させる。
次に、制御部５３は、第１実施形態におけるステップＳ１４と同様にして、力検出部２０のリセットを行う（ステップＳ２４）。
次に、制御部５３は、エンドエフェクター３０Ａの姿勢を図８に示す状態から図９に示す状態に変更するようにロボットアーム１０Ａを駆動させる（ステップＳ２５）。具体的には、図８に示すように、エンドエフェクター３０Ａの中心線３０Ｏが鉛直方向に沿った方向に位置している状態から、図９に示すように、中心線３０Ｏが水平方向に沿った方向に位置している状態にエンドエフェクター３０Ａの姿勢を変更する。この変更後のエンドエフェクター３０Ａの姿勢は、載置台９４に部品８３を載置する際の姿勢と等しい。
次に、制御部５３は、重力補償を開始する（ステップＳ２６）。なお、重力補償の開始は、エンドエフェクター３０Ａの姿勢を変更した後であればよく、例えば載置台９４上に部品８３を載置する直前に行ってもよい。
次に、制御部５３は、第１実施形態におけるステップＳ１５と同様にして、エンドエフェクター３０Ａの先端がポイントＰ３Ａに位置するようにロボットアーム１０Ａを駆動させる（ステップＳ２７）。また、本実施形態においても上述した第１実施形態と同様に、エンドエフェクター３０Ａの先端のポイントＰ２ＡからポイントＰ３Ａへの移動は、第１速度よりも速い第２速度で移動させる。
次に、制御部５３は、部品８３を載置台９４の凹部９４１内に載置する（ステップＳ２８）。
以上のようにして、ロボット１Ａによる搬送作業が終了する。
以上説明したように、制御部５３は、ステップＳ２４における力検出部２０のリセットを行う時のロボットアーム１０Ａの先端部であるエンドエフェクター３０Ａの姿勢と、ステップＳ２５において力制御を開始する時のエンドエフェクター３０Ａの姿勢とが異なる場合、力検出部２０の重力補償を行う。これにより、リセット時と力制御の開始時とにおけるエンドエフェクター３０Ａの姿勢が異なる場合であっても、力検出部２０による検出精度を高めることができる。そのため、部品８３の搬送作業を高精度に行うことができる。
また、制御部５３は、１つのコマンドに基づいて、力検出部２０のリセットを行って、エンドエフェクター３０の姿勢を変更させた後、重力補償を開始して、ロボットアーム１０Ａを第１速度よりも速い第２速度で移動させ、力検出部２０からの出力（力出力値）に基づいて力制御を行うことができる。すなわち、１つのコマンドに基づいて、ステップＳ２４からステップＳ２７におけるロボット１の動作を実行することができる。これにより、可読性が向上し、複数の処理を簡単かつ最適に実行することができる。
なお、本実施形態では、ステップＳ２５においてエンドエフェクター３０Ａの姿勢を変更する前に、力検出部２０のリセットを行ったが、エンドエフェクター３０Ａの姿勢を変更した後に、力検出部２０のリセットを行ってもよく、その場合には、重力補償を行うことは省略してもよい。
以上説明したようなロボットシステム１００Ａにおいても、上述した第１実施形態におけるロボットシステム１００と同様の効果を発揮することができる。
以上、本発明の制御装置、ロボットおよびロボットシステムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、ロボットアームの回動軸の数は、特に限定されず、例えば、４つ、５つまたは７つ以上でもよい。また、ロボットアームの数は、特に限定されず、２つ以上であってもよい。
また、上述した実施形態では、力検出部は、ロボットアームの先端部に設けられている例を説明したが、力検出部の設置箇所は、ロボットの任意の箇所にかかる力やモーメントを検出することができれば如何なる箇所であってもよい。例えば、力検出部は、第６アームの基端部（第５アームと第６アームとの間）に設けられていてもよい。
１…ロボット、１Ａ…ロボット、５…制御装置、１０…ロボットアーム、１０Ａ…ロボットアーム、１１…第１アーム、１２…第２アーム、１３…第３アーム、１４…第４アーム、１５…第５アーム、１６…第６アーム、２０…力検出部、２５…慣性センサー、３０…エンドエフェクター、３０Ａ…エンドエフェクター、３０Ｏ…中心線、４１…表示装置、４２…入力装置、５１…表示制御部、５２…入力制御部、５３…制御部、５４…取得部、５５…記憶部、６０…配線、８１…ネジ、８２…部材、８３…部品、９０…設置箇所、９１…供給台、９２…作業台、９３…供給台、９４…載置台、１００…ロボットシステム、１００Ａ…ロボットシステム、１０１…第１アーム、１０２…第２アーム、１０３…スプラインシャフト、１０４…作業ヘッド、１０５…配線引き回し部、１１０…基台、１２０…モータードライバー、１３０…駆動部、１３１…位置センサー、１７１…関節、１７２…関節、１７３…関節、１７４…関節、１７５…関節、１７６…関節、８２１…ネジ孔、９４１…凹部、Ａ１…目標軌道、Ａ２…目標軌道、Ｊ１…回動軸、Ｊ２…回動軸、Ｊ３…軸、Ｏ１…第１回動軸、Ｏ２…第２回動軸、Ｏ３…第３回動軸、Ｏ４…第４回動軸、Ｏ５…第５回動軸、Ｏ６…第６回動軸、Ｐ１…ポイント、Ｐ１Ａ…ポイント、Ｐ２…ポイント、Ｐ２Ａ…ポイント、Ｐ３…ポイント、Ｐ３Ａ…ポイント、Ｓ１１…ステップ、Ｓ１２…ステップ、Ｓ１３…ステップ、Ｓ１４…ステップ、Ｓ１５…ステップ、Ｓ１６…ステップ、Ｓ２１…ステップ、Ｓ２２…ステップ、Ｓ２３…ステップ、Ｓ２４…ステップ、Ｓ２５…ステップ、Ｓ２６…ステップ、Ｓ２７…ステップ、Ｓ２８…ステップ、ＴＣＰ…ツールセンターポイント

Claims (15)

  1. 力検出部を含むロボットアームを有するロボットの駆動を制御する制御装置であって、
    前記ロボットアームを第１速度で移動させた後、前記力検出部のリセットを行い、その後、前記ロボットアームを前記第１速度よりも速い第２速度で移動させ、前記力検出部からの出力に基づいて力制御を行う制御部を有することを特徴とする制御装置。
  2. 前記第２速度は、５０ｍｍ/ｓ以上である請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記第１速度は、２０ｍｍ/ｓ以下である請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記第２速度は、２００ｍｍ/ｓ以上である請求項１に記載の制御装置。
  5. 前記第１速度は、８０ｍｍ/ｓ以下である請求項４に記載の制御装置。
  6. 前記第２速度は、前記第１速度の２．５倍以上である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の制御装置。
  7. 前記第２速度は、前記第１速度の１０．０倍以上である請求項６に記載の制御装置。
  8. 前記制御部は、前記リセットを行う前に、前記ロボットに対象物を保持させるよう制御する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の制御装置。
  9. 前記制御部は、前記ロボットアームの前記第１速度による移動および前記第２速度による移動をそれぞれ位置制御により行う請求項１ないし８のいずれか１項に記載の制御装置。
  10. 前記制御部は、前記ロボットアームを前記第２速度で移動させた後、前記ロボットアームを停止させることなく前記力制御を行う請求項１ないし９のいずれか１項に記載の制御装置。
  11. 前記制御部は、前記リセットを行う時の前記ロボットアームの先端部の姿勢と、前記力制御を開始する時の前記ロボットアームの先端部の姿勢とが等しくなるよう制御する請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の制御装置。
  12. 前記制御部は、前記リセットを行う時の前記ロボットアームの先端部の姿勢と、前記力制御を開始する時の前記ロボットアームの先端部の姿勢とが異なる場合、前記力検出部の重力補償を行う請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の制御装置。
  13. 前記制御部は、１つのコマンドに基づいて、前記力検出部の前記リセットを行い、その後、前記ロボットアームを前記第１速度よりも速い前記第２速度で移動させ、前記力検出部からの出力に基づいて前記力制御を行う請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の制御装置。
  14. 請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の制御装置によって制御されていることを特徴とするロボット。
  15. 請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の制御装置と、当該制御装置によって制御され、力検出部を含むロボットアームを有するロボットとを備えることを特徴とするロボットシステム。
JP2016219470A 2016-11-10 2016-11-10 制御装置、ロボットおよびロボットシステム Pending JP2018075672A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016219470A JP2018075672A (ja) 2016-11-10 2016-11-10 制御装置、ロボットおよびロボットシステム
CN201711010468.9A CN108068110A (zh) 2016-11-10 2017-10-25 控制装置、机器人及机器人***
US15/806,719 US20180129184A1 (en) 2016-11-10 2017-11-08 Control device, robot, and robot system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016219470A JP2018075672A (ja) 2016-11-10 2016-11-10 制御装置、ロボットおよびロボットシステム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018075672A true JP2018075672A (ja) 2018-05-17

Family

ID=62065134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016219470A Pending JP2018075672A (ja) 2016-11-10 2016-11-10 制御装置、ロボットおよびロボットシステム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20180129184A1 (ja)
JP (1) JP2018075672A (ja)
CN (1) CN108068110A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020028926A (ja) * 2018-08-21 2020-02-27 セイコーエプソン株式会社 ロボットシステム、ロボット、及び制御方法
US11420326B2 (en) 2019-03-29 2022-08-23 Seiko Epson Corporation Horizontal articulated robot

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180021949A1 (en) * 2016-07-20 2018-01-25 Canon Kabushiki Kaisha Robot apparatus, robot controlling method, program, and recording medium
JP7192359B2 (ja) * 2018-09-28 2022-12-20 セイコーエプソン株式会社 ロボットを制御する制御装置、および制御方法
JP7234577B2 (ja) * 2018-10-31 2023-03-08 セイコーエプソン株式会社 ロボットシステム、ロボット制御方法、及びエンコーダー
JP6898366B2 (ja) * 2019-01-22 2021-07-07 ファナック株式会社 ロボット装置及び熱変位量推定装置
JP2020163548A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 セイコーエプソン株式会社 水平多関節ロボットおよびロボットシステム
JP7293844B2 (ja) * 2019-04-25 2023-06-20 セイコーエプソン株式会社 ロボット
JP7392428B2 (ja) * 2019-11-29 2023-12-06 セイコーエプソン株式会社 ロボットシステムの制御方法
US11318611B2 (en) 2020-04-14 2022-05-03 Fanuc Corporation Multi center impedance control

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002023286A1 (en) * 2000-09-13 2002-03-21 University Of Washington Time domain passivity control of haptic interfaces
JP2014140934A (ja) * 2013-01-24 2014-08-07 Fanuc Ltd 力センサを備える電動ハンド
JP2015182165A (ja) * 2014-03-24 2015-10-22 セイコーエプソン株式会社 ロボット、ロボットシステムおよびロボット制御装置
WO2016111041A1 (ja) * 2015-01-09 2016-07-14 第一電通株式会社 工作装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020028926A (ja) * 2018-08-21 2020-02-27 セイコーエプソン株式会社 ロボットシステム、ロボット、及び制御方法
JP7155743B2 (ja) 2018-08-21 2022-10-19 セイコーエプソン株式会社 ロボットシステム、ロボット、及び制御方法
US11420326B2 (en) 2019-03-29 2022-08-23 Seiko Epson Corporation Horizontal articulated robot

Also Published As

Publication number Publication date
CN108068110A (zh) 2018-05-25
US20180129184A1 (en) 2018-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2018075672A (ja) 制御装置、ロボットおよびロボットシステム
US10434646B2 (en) Robot control apparatus, robot, and robot system
US9342066B2 (en) Robot, robot system, and robot control device
US9037293B2 (en) Robot
JP5946859B2 (ja) 力に応じて動かすロボットのロボット制御装置およびロボットシステム
US20150127141A1 (en) Robot, control device, robot system and robot control method
JP6661925B2 (ja) 制御装置、ロボットおよびロボットシステム
JP5235376B2 (ja) ロボットのターゲット位置検出装置
JP2017164876A (ja) 制御装置、ロボット、及びロボットシステム
JP5114804B2 (ja) ロボット及びその教示方法
JP2018111155A (ja) ロボット制御装置、ロボット、及びロボットシステム
JP2009255191A (ja) ロボットマニピュレータ
US10537988B2 (en) Controller, robot and robot system
JP2018118365A (ja) 制御装置およびロボットシステム
JP2018202501A (ja) ロボット制御装置、ロボット、及びロボットシステム
JP2019022916A (ja) ロボット制御装置、ロボット制御方法、ロボットシステムおよびシミュレーション装置
JP2018202588A (ja) 制御装置、ロボットおよびロボットシステム
JP2017154221A (ja) ロボット、ロボットの制御装置及びロボットの制御方法
JP2015182164A (ja) ロボット、ロボットシステムおよびロボット制御装置
JP2015085499A (ja) ロボット、ロボットシステム、制御装置及び制御方法
JP5401748B2 (ja) ロボット及びその教示方法
JP6958075B2 (ja) ロボットシステムおよび制御方法
JP2012152898A (ja) ロボットのターゲット位置検出装置、半導体装置およびターゲット位置検出方法
US20230035296A1 (en) Method of suppressing vibrations of a robot arm with external objects
JP7302182B2 (ja) 水平多関節ロボット