JP2019093526A - ロボットの直接教示装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、この発明の実施の形態1に係るロボットの直接教示装置が適用される多関節ロボット10の構成例を示した外観図である。図1に示すように、多関節ロボット10は、基台11と、この基台11に支持されるアーム12とから構成されている。アーム12は、6自由度を有しており、6つのリンク部材21a〜21f、6つの関節部22a〜22f、及び、手先部23から構成されている。つまり、多関節ロボット10は、一般的な6軸多関節ロボットである。但し、本発明に係るロボット直接教示装置及びその方法は、多関節ロボットの構成及び自由度数によって、その本質が失われるものではない。
f=J−Tτ …(1)
但し、
f=[fx fy fz fα fβ fγ]T:作業者が加えた操作力
τ=[τ1 τ2 τ3 τ4 τ5 τ6]T:重力補償済み出力値
J:[操作力が加えられたリンク部材の軸方向中央部における速度]=J×
[操作力が加えられたリンク部材に対応する関節部の速度]を満たす行列
なお、fx、fy、fzは、直交3軸における各並進力であり、fα、fβ、fγは、直交3軸における各回転力である。
また、τ1、τ2、τ3、τ4、τ5、τ6は、6つのトルクセンサ34の各重力補償済み出力値である。
g=[fx fy fz]T/|[fx fy fz]T| …(2)
r=p+K[gT01×3]T …(3)
但し、
p=[px py pz pα pβ pγ]T:現在の位置及び姿勢
K:定数
θri=θi+Ks …(4)
但し、
i:リンク部材21a〜21fに対応する番号(手先部23が回転する場合はi=6)
θi:iに対応するリンク部材における現在の回転角度
K:定数
s:回転方向R1のときは「1」、回転方向R2のときは「−1」となる変数
この実施の形態2に係るロボットの直接教示装置及びその方法は、実施の形態1に係るロボットの直接教示装置及びその方法における6つのトルクセンサ34に替えて、1つの6軸力センサ(図示省略)を手先部23に設けている。
f=[fx fy fz fα fβ fγ]T …(5)
11 基台
12 アーム
21a〜21f リンク部材
22a〜22f 関節部
23 手先部
31 モータ
31a 回転軸
32 中心軸
33 連結軸
34 トルクセンサ
35 取付板
36 直接教示指示部
40 直接教示装置
41 力推定部
42 力制御部
43 モータドライバ
44 入力パターン分類部
45 力制御切り替え部
J1〜J6 軸
Claims (6)
- 複数の軸を有する多関節ロボットに加わる操作力を力センサによって検出し、その検出結果に基づいた力制御部の力制御に従って、前記多関節ロボットを移動させて、その位置を直接教示するロボットの直接教示装置において、
前記力センサの検出結果に基づいて、前記軸に加えられた操作力を推定する力推定部と、
前記力推定部によって推定された操作力の入力パターンを、予め設定された入力パターンの種類ごとに分類する入力パターン分類部と、
前記入力パターン分類部によって分類された操作力の入力パターンに応じて、前記力制御部の力制御を切り替える力制御切り替え部とを備える
ことを特徴とするロボットの直接教示装置。 - 前記力制御部は、
推定された操作力の入力パターンが、前記多関節ロボットの回転移動に対応した入力パターンに分類された場合には、
前記多関節ロボットにおける手先部の回転方向を制御する
ことを特徴とする請求項1記載のロボットの直接教示装置。 - 前記力制御部は、
推定された操作力の入力パターンが、前記多関節ロボットの並進移動に対応した入力パターンに分類された場合には、
前記多関節ロボットにおける手先部の移動方向を、操作力の作用方向に応じて制御する
ことを特徴とする請求項1記載のロボットの直接教示装置。 - 前記力センサは、前記多関節ロボットの各関節部に設けられ、
前記力推定部は、前記複数の軸の中から、操作力が加えられた軸を推定する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のロボットの直接教示装置。 - 前記力センサは、前記多関節ロボットの手先部に設けられた多軸力センサである
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のロボットの直接教示装置。 - 複数の軸を有する多関節ロボットに加わる操作力を力センサによって検出し、その検出結果に基づいた力制御に従って、前記多関節ロボットを移動させて、その位置を直接教示するロボットの直接教示方法において、
前記力センサの検出結果に基づいて、前記軸に加えられた操作力を推定し、
推定された操作力の入力パターンを、予め設定された入力パターンの種類ごとに分類し、
分類された操作力の入力パターンに応じて、力制御を切り替える
ことを特徴とするロボットの直接教示方法。
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