JP2020131411A - Robot control system - Google Patents

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Abstract

To strike a balance between high-output power on a slave side and high sensitivity for power feedback on a master side.SOLUTION: A robot control system 1 includes: a master arm 20; a slave arm 30; and a master side controller 28 and a slave side controller 38 for controlling the master arm 20 and the slave arm 30 with bilateral control. The slave arm 30 includes: at least one arm 32; a motor 35 for driving the arm 32; and a CVT 37 for connecting the arm 32 to the motor 35 and capable of changing a speed reduction ratio. The slave side controller 38 changes a speed reduction ratio of the CVT 37 in accordance with load that the slave arm 30 receives.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ロボット制御システムに関する。 The present invention relates to a robot control system.

従来、マスター側のロボットアーム（以下、「マスターアーム」という。）の動作に応じてスレーブ側のロボットアーム（以下、「スレーブアーム」という。）を動作させるマスタースレーブ方式のロボット制御システムが知られている。この種のロボット制御システムでは、高度な操作性を得る目的で、スレーブアームに掛かる力の情報を操作者にフィードバックさせるバイラテラル制御が行われる（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a master-slave type robot control system has been known in which a slave-side robot arm (hereinafter referred to as "slave arm") is operated according to an operation of a master-side robot arm (hereinafter referred to as "master arm"). ing. In this type of robot control system, bilateral control is performed in which information on the force applied to the slave arm is fed back to the operator for the purpose of obtaining a high degree of operability (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１８−８９７３６号公報JP-A-2018-89736

ところで、スレーブアームの関節部に設けられる減速機（ギア）は、スレーブアームに大きな力を出力させるためには、高減速比に設定する必要がある。
しかしながら、ギアの減速比を単純に高く設定してしまうと、このギアでの大きな慣性力と摩擦力、さらにはバックラッシュ等の不感帯により、バックドライブトルクが過大となって、マスター側にフィードバックされる力を操作者が感じにくくなってしまう。 By the way, the speed reducer (gear) provided at the joint portion of the slave arm needs to be set to a high reduction ratio in order to output a large force to the slave arm.
However, if the reduction ratio of the gear is simply set high, the back drive torque becomes excessive due to the large inertial force and frictional force in this gear, and the dead zone such as backlash, and it is fed back to the master side. It becomes difficult for the operator to feel the force.

本発明は、スレーブ側での高出力と、マスター側での力フィードバックの高感度とを両立できるロボット制御システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a robot control system capable of achieving both high output on the slave side and high sensitivity of force feedback on the master side.

本発明は、マスター側のロボットアームと、スレーブ側のロボットアームと、前記マスター側のロボットアーム及び前記スレーブ側のロボットアームをバイラテラル制御により制御する制御手段と、を備えるマスタースレーブ方式のロボット制御システムであって、
前記スレーブ側のロボットアームは、少なくとも１つのアームと、当該アームを駆動するモータと、前記アーム及び前記モータを連結するとともに減速比を変更可能な変速手段とを有し、
前記制御手段は、前記スレーブ側のロボットアームが受ける負荷に応じて前記変速手段の減速比を変化させる構成とした。 The present invention is a master-slave type robot control including a master-side robot arm, a slave-side robot arm, and a control means for controlling the master-side robot arm and the slave-side robot arm by bilateral control. It ’s a system,
The robot arm on the slave side has at least one arm, a motor for driving the arm, and a speed change means for connecting the arm and the motor and changing the reduction ratio.
The control means is configured to change the reduction ratio of the transmission means according to the load received by the robot arm on the slave side.

本発明によれば、スレーブ側での高出力と、マスター側での力フィードバックの高感度とを両立できるロボット制御システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a robot control system capable of achieving both high output on the slave side and high sensitivity of force feedback on the master side.

本発明の実施形態に係るロボット制御システムの外観図である。It is an external view of the robot control system which concerns on embodiment of this invention. 図１のロボット制御システムの概略の制御ブロック図である。It is a schematic control block diagram of the robot control system of FIG. 図１のロボット制御システムにおける（ａ）マスターアームの関節部の構成を示す図であり、（ｂ）スレーブアームの関節部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of (a) the joint part of a master arm in the robot control system of FIG. 1, and (b) is the figure which shows the structure of the joint part of a slave arm.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

［ロボット制御システムの構成］
図１は、本実施形態に係るロボット制御システム１の外観図であり、図２は、ロボット制御システム１の概略の制御ブロック図である。
図１及び図２に示すように、ロボット制御システム１は、マスター側のロボットアーム（以下、単に「マスターアーム」という。）２０を有するマスターシステム２と、スレーブ側のロボットアーム（以下、単に「スレーブアーム」という。）３０を有するスレーブシステム３とを備えたマスタースレーブ方式の遠隔操作システムである。このロボット制御システム１では、操作者（人間）Ｈが手元のマスターアーム２０を操作することで、遠隔のスレーブアーム３０がその動きに追従して動作して、所定の作業が行われる。また、ロボット制御システム１では、スレーブアーム３０が動作したときの力の情報をマスターアーム２０（操作者）にフィードバックさせるバイラテラル制御が行われる。 [Robot control system configuration]
FIG. 1 is an external view of the robot control system 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic control block diagram of the robot control system 1.
As shown in FIGS. 1 and 2, the robot control system 1 includes a master system 2 having a master-side robot arm (hereinafter, simply referred to as “master arm”) 20 and a slave-side robot arm (hereinafter, simply “master arm”). It is a master-slave type remote control system including a slave system 3 having (referred to as "slave arm") 30. In the robot control system 1, when the operator (human) H operates the master arm 20 at hand, the remote slave arm 30 operates following the movement, and a predetermined work is performed. Further, in the robot control system 1, bilateral control is performed in which information on the force when the slave arm 30 is operated is fed back to the master arm 20 (operator).

マスターシステム２は、マスターアーム２０と、マスター側コントローラ２８とを備えている。
マスターアーム２０は、本実施形態では垂直多関節ロボットであり、スレーブアーム３０（の作業スペース）から離れた位置に配置されている。具体的に、マスターアーム２０は、ベース部２１と、複数のアーム２２（本実施形態では、ベース部２１側から順に第１アーム２２ａ〜第３アーム２２ｃ）と、操作部２３と、複数の関節部２４（本実施形態では、ベース部２１側から順に第１関節部２３ａ〜第４関節部２３ｄ）とを有している。 The master system 2 includes a master arm 20 and a master side controller 28.
The master arm 20 is a vertical articulated robot in the present embodiment, and is arranged at a position away from the slave arm 30 (work space). Specifically, the master arm 20 includes a base portion 21, a plurality of arms 22 (in this embodiment, the first arm 22a to the third arm 22c in order from the base portion 21 side), an operation portion 23, and a plurality of joints. It has a portion 24 (in this embodiment, the first joint portion 23a to the fourth joint portion 23d in order from the base portion 21 side).

複数のアーム２２は、ベース部２１を基端部として、互いに直列に連結されている。
操作部２３は、操作者Ｈの操作を受ける部分であり、複数のアーム２２（第３アーム２２ｃ）の先端に連結されている。本実施形態では、操作部２３が、操作者Ｈの操作を受けて、マスター作業台２００上の組立部品２０１を組み立てる。 The plurality of arms 22 are connected in series with each other with the base portion 21 as a base end portion.
The operation unit 23 is a portion that receives the operation of the operator H, and is connected to the tips of a plurality of arms 22 (third arm 22c). In the present embodiment, the operation unit 23 receives the operation of the operator H to assemble the assembly part 201 on the master workbench 200.

複数の関節部２４は、ベース部２１と、複数のアーム２２と、操作部２３とを、回動可能に連結している。各関節部２４には、当該関節部２４の先端側に連結されたアーム２２（又は操作部２３）を駆動するモータ２５と、このモータ２５の位置（速度）を検出してマスター側コントローラ２８に出力するエンコーダ２６とが設けられている（図３（ａ）参照）。 The plurality of joint portions 24 rotatably connect the base portion 21, the plurality of arms 22, and the operation portion 23. Each joint portion 24 has a motor 25 that drives an arm 22 (or an operation portion 23) connected to the tip end side of the joint portion 24, and a master side controller 28 that detects the position (speed) of the motor 25. An output encoder 26 is provided (see FIG. 3A).

マスター側コントローラ２８は、マスターシステム２の各部を中央制御する。具体的に、マスター側コントローラ２８は、操作部２３に対する操作者Ｈの操作に基づいて各モータ２５を駆動したり、各エンコーダ２６が検出したモータ２５の位置情報をスレーブシステム３に出力したりする。 The master side controller 28 centrally controls each part of the master system 2. Specifically, the master side controller 28 drives each motor 25 based on the operation of the operator H with respect to the operation unit 23, and outputs the position information of the motor 25 detected by each encoder 26 to the slave system 3. ..

スレーブシステム３は、スレーブアーム３０と、スレーブ側コントローラ３８とを備えている。
スレーブアーム３０は、マスターアーム２０に対応した構造であってマスターアーム２０よりも大きなサイズに構成された垂直多関節ロボットである。具体的に、スレーブアーム３０は、ベース部３１と、複数のアーム３２（本実施形態では、ベース部３１側から第１アーム３２ａ〜第３アーム３２ｃ）と、エンドエフェクタ３３と、複数の関節部３４（本実施形態では、ベース部３１側から第１関節部３３ａ〜第４関節部３３ｄ）とを有している。なお、本発明に係るスレーブ側のロボットアームが有するアームは、複数のアーム３２と、エンドエフェクタ３３とを含む。 The slave system 3 includes a slave arm 30 and a slave side controller 38.
The slave arm 30 is a vertical articulated robot having a structure corresponding to the master arm 20 and having a size larger than that of the master arm 20. Specifically, the slave arm 30 includes a base portion 31, a plurality of arms 32 (in this embodiment, the first arm 32a to the third arm 32c from the base portion 31 side), an end effector 33, and a plurality of joint portions. 34 (in the present embodiment, the first joint portion 33a to the fourth joint portion 33d from the base portion 31 side) are provided. The arm included in the robot arm on the slave side according to the present invention includes a plurality of arms 32 and an end effector 33.

複数のアーム３２は、ベース部３１を基端部として、互いに直列に連結されている。
エンドエフェクタ３３は、マスターアーム２０における操作部２３に対応する部分であり、複数のアーム３２（第３アーム３２ｃ）の先端に連結されている。本実施形態では、エンドエフェクタ３３は、作業台３００上の組立部品３０１を組み立てる。
また、エンドエフェクタ３３には力センサ３３１が設けられている。力センサ３３１は、エンドエフェクタ３３が受けた力（又はトルク）を検出し、スレーブ側コントローラ３８に出力する。 The plurality of arms 32 are connected in series with each other with the base portion 31 as a base end portion.
The end effector 33 is a portion of the master arm 20 corresponding to the operation unit 23, and is connected to the tips of a plurality of arms 32 (third arm 32c). In this embodiment, the end effector 33 assembles the assembly part 301 on the workbench 300.
Further, the end effector 33 is provided with a force sensor 331. The force sensor 331 detects the force (or torque) received by the end effector 33 and outputs it to the slave side controller 38.

複数の関節部３４は、ベース部３１と、複数のアーム３２と、エンドエフェクタ３３とを、回動可能に連結している。各関節部３４には、当該関節部３４の先端側に連結されたアーム３２（又はエンドエフェクタ３３）を駆動するモータ３５と、このモータ３５の位置（速度）を検出してスレーブ側コントローラ３８に出力するエンコーダ３６とが設けられている。 The plurality of joint portions 34 rotatably connect the base portion 31, the plurality of arms 32, and the end effector 33. Each joint 34 includes a motor 35 that drives an arm 32 (or an end effector 33) connected to the tip end side of the joint 34, and a slave side controller 38 that detects the position (speed) of the motor 35. An output encoder 36 is provided.

また、各関節部３４には、減速比を無段階（連続的）に変化させるＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）３７が、モータ３５とアーム３２（又はエンドエフェクタ３３）との間に設けられている。
ＣＶＴ３７は、図３（ｂ）に示すように、モータ３５側とアーム３２側とに設けられた一対の可変径プーリー３７１と、この一対の可変径プーリー３７１に張架された２本のベルト３７２とを備えて構成されている。一対の可変径プーリー３７１のうち少なくともいずれか一方は、例えばモータ駆動により軸方向に移動可能となっており、この移動によってベルト３７２の掛かる可変径プーリー３７１の径が連続的に変化する。これにより、モータ３５とアーム３２（又はエンドエフェクタ３３）との間で伝達される回転の減速比が無段階に変化する。
なお、ＣＶＴ３７は、減速比を無段階に変更可能なものであればベルト式のものに限定されず、他の機械式の無段変速機構であってもよいし、流体式や電気式などの無段変速機構であってもよい。さらに言えば、モータ３５とアーム３２（又はエンドエフェクタ３３）とが、減速比を変更可能な変速手段を介して連結されていればよく、この変速手段として、ＣＶＴのような無段変速機でなく有段変速機を適用してもよい。 Further, each joint portion 34 is provided with a CVT (Continuously Variable Transmission) 37 that changes the reduction ratio steplessly (continuously) between the motor 35 and the arm 32 (or end effector 33).
As shown in FIG. 3B, the CVT 37 includes a pair of variable diameter pulleys 371 provided on the motor 35 side and the arm 32 side, and two belts 372 stretched on the pair of variable diameter pulleys 371. It is configured with and. At least one of the pair of variable diameter pulleys 371 can be moved in the axial direction by, for example, driving a motor, and this movement continuously changes the diameter of the variable diameter pulley 371 on which the belt 372 is hung. As a result, the reduction ratio of rotation transmitted between the motor 35 and the arm 32 (or the end effector 33) changes steplessly.
The CVT 37 is not limited to the belt type as long as the reduction ratio can be changed steplessly, and may be another mechanical stepless speed change mechanism, such as a fluid type or an electric type. It may be a continuously variable transmission mechanism. Furthermore, the motor 35 and the arm 32 (or the end effector 33) need only be connected via a speed change means whose reduction ratio can be changed, and as this speed change means, a continuously variable transmission such as a CVT can be used. A stepped transmission may be applied instead.

スレーブ側コントローラ３８は、図２に示すように、スレーブシステム３の各部を中央制御する。具体的に、スレーブ側コントローラ３８は、マスター側コントローラ２８からの指令に基づいて各モータ３５や各ＣＶＴ３７を駆動したり、各エンコーダ３６や力センサ３３１が検出した情報をマスター側コントローラ２８に出力したりする。 As shown in FIG. 2, the slave side controller 38 centrally controls each part of the slave system 3. Specifically, the slave side controller 38 drives each motor 35 and each CVT 37 based on a command from the master side controller 28, and outputs information detected by each encoder 36 and the force sensor 331 to the master side controller 28. Or something.

［ロボット制御システムの動作］
ロボット制御システム１では、操作者Ｈが先端の操作部２３を操作することでマスターアーム２０が動作すると、マスターアーム２０の各モータ２５の位置（速度）情報が各エンコーダ２６により検出されてマスター側コントローラ２８に出力される。
マスター側コントローラ２８は、取得した各モータ２５の位置情報に基づいて各モータ２５の出力（力）を算出するとともに、取得した各モータ２５の位置と力の情報をスレーブ側コントローラ３８に出力する。 [Operation of robot control system]
In the robot control system 1, when the master arm 20 is operated by the operator H operating the operation unit 23 at the tip, the position (speed) information of each motor 25 of the master arm 20 is detected by each encoder 26 on the master side. It is output to the controller 28.
The master side controller 28 calculates the output (force) of each motor 25 based on the acquired position information of each motor 25, and outputs the acquired position and force information of each motor 25 to the slave side controller 38.

スレーブ側コントローラ３８は、マスター側コントローラ２８から出力されたマスターアーム２０の各モータ２５の位置と力の情報に基づいて、対応するスレーブアーム３０の各モータ３５の駆動を制御する。すると、スレーブアーム３０先端のエンドエフェクタ３３が、組立部品３０１に対し、マスターアーム２０の操作部２３がしたものと対応した作業を行う。
また、スレーブ側コントローラ３８は、スレーブアーム３０の各モータ３５の位置情報を各エンコーダ３６から取得し、これに基づいて各モータ３５の出力（力）を算出する。そして、スレーブ側コントローラ３８は、算出した各モータ３５の力の情報や、エンドエフェクタ３３の力センサ３３１から取得した作業反力の情報をマスター側コントローラ２８にフィードバックする。マスター側コントローラ２８は、スレーブ側コントローラ３８から出力された各モータ３５の力の情報や作業反力の情報に基づいてマスターアーム２０の各モータ２５の駆動を制御する。これにより、操作部２３を操作する操作者Ｈは、スレーブアーム３０のエンドエフェクタ３３に作用した力を知覚することができる。 The slave side controller 38 controls the drive of each motor 35 of the corresponding slave arm 30 based on the position and force information of each motor 25 of the master arm 20 output from the master side controller 28. Then, the end effector 33 at the tip of the slave arm 30 performs the work corresponding to that performed by the operation unit 23 of the master arm 20 on the assembly part 301.
Further, the slave side controller 38 acquires the position information of each motor 35 of the slave arm 30 from each encoder 36, and calculates the output (force) of each motor 35 based on this. Then, the slave side controller 38 feeds back the calculated force information of each motor 35 and the work reaction force information acquired from the force sensor 331 of the end effector 33 to the master side controller 28. The master side controller 28 controls the drive of each motor 25 of the master arm 20 based on the force information of each motor 35 and the work reaction force information output from the slave side controller 38. As a result, the operator H who operates the operation unit 23 can perceive the force acting on the end effector 33 of the slave arm 30.

ここで、スレーブ側コントローラ３８がスレーブアーム３０の動作を制御する際には、スレーブ側コントローラ３８は、スレーブアーム３０が受ける負荷に応じて、各関節部３４のＣＶＴ３７の減速比を動的に変化させる。具体的に、スレーブ側コントローラ３８は、マスターアーム２０の各モータ２５の位置（速度）情報に基づいて、スレーブアーム３０の負荷を推定する。そして、スレーブ側コントローラ３８は、スレーブアーム３０の負荷が高いほど減速比が大きくなるように、各ＣＶＴ３７の減速比を変化させる。 Here, when the slave side controller 38 controls the operation of the slave arm 30, the slave side controller 38 dynamically changes the reduction ratio of the CVT 37 of each joint portion 34 according to the load received by the slave arm 30. Let me. Specifically, the slave side controller 38 estimates the load of the slave arm 30 based on the position (speed) information of each motor 25 of the master arm 20. Then, the slave side controller 38 changes the reduction ratio of each CVT 37 so that the reduction ratio increases as the load on the slave arm 30 increases.

このように、スレーブアーム３０の高負荷時には、各ＣＶＴ３７の減速比を上げることにより、高出力を得られやすくしてスレーブアーム３０を早く強い力で動作させることができる。このときには、各ＣＶＴ３７での高減速比による大きな慣性力と摩擦力等のために、操作者Ｈがスレーブアーム３０での作業反力を感じにくくなるものの、スレーブアーム３０を強い力で動かす際には、そもそもスレーブアーム３０での力加減を高感度に伝える必要性が低い。
一方、スレーブアーム３０の低負荷時には、各ＣＶＴ３７の減速比を下げることにより、各ＣＶＴ３７での慣性力や摩擦力等を小さくして、マスター側に伝達されるスレーブアーム３０での力の感度を上げることができる。これにより、例えばスレーブアーム３０をゆっくり動かして繊細な作業をさせる場合などには、スレーブアーム３０での微妙な力加減を操作者Ｈに感度良く伝えることができる。 In this way, when the slave arm 30 has a high load, by increasing the reduction ratio of each CVT 37, it is possible to easily obtain a high output and the slave arm 30 can be operated quickly and with a strong force. At this time, due to the large inertial force and frictional force due to the high reduction ratio of each CVT 37, it is difficult for the operator H to feel the working reaction force of the slave arm 30, but when the slave arm 30 is moved with a strong force. In the first place, there is little need to transmit the force applied by the slave arm 30 with high sensitivity.
On the other hand, when the load on the slave arm 30 is low, the reduction ratio of each CVT 37 is lowered to reduce the inertial force, frictional force, etc. at each CVT 37, and the sensitivity of the force transmitted to the master side at the slave arm 30 is reduced. Can be raised. Thereby, for example, when the slave arm 30 is slowly moved to perform delicate work, the delicate force adjustment of the slave arm 30 can be transmitted to the operator H with high sensitivity.

なお、スレーブアーム３０の負荷を推定する際には、マスターアーム２０の各モータ２５の位置（速度）情報に加え、力センサ３３１により計測したエンドエフェクタ３３での作業反力を補助的に用いてもよい。
エンドエフェクタ３３の力センサ３３１を用いると作業反力を直接計測できるが、構造上の制約を受けて制御の応答を低くせざるを得ない場合がある。一方、各エンコーダ２６を用いて各軸で推定した反力をフィードバックした場合には、各軸の制御が不安定になりにくく、高応答な制御が望める。ただし、手先の作業反力を算出しようとした場合に、ロボットの姿勢変化などによる慣性の変化によって、推定した力に誤差が生じることがある。
これらのことから、エンドエフェクタ３３の力センサ３３１による計測値を補助的に限定して使うことで、制御の応答を低くせずに作業反力を高精度に得ることができる。
また、エンドエフェクタ３３での作業反力は、スレーブアーム３０の各エンコーダ３６から検出した各モータ３５の位置情報を用いて推定してもよい。 When estimating the load of the slave arm 30, in addition to the position (velocity) information of each motor 25 of the master arm 20, the working reaction force of the end effector 33 measured by the force sensor 331 is used as an auxiliary. May be good.
Although the working reaction force can be directly measured by using the force sensor 331 of the end effector 33, there are cases where the control response must be lowered due to structural restrictions. On the other hand, when the reaction force estimated in each axis is fed back using each encoder 26, the control of each axis is less likely to become unstable, and highly responsive control can be expected. However, when trying to calculate the working reaction force of the hand, an error may occur in the estimated force due to a change in inertia due to a change in the posture of the robot or the like.
From these facts, by auxiliary limiting the measurement value by the force sensor 331 of the end effector 33 and using it, the working reaction force can be obtained with high accuracy without lowering the control response.
Further, the working reaction force of the end effector 33 may be estimated using the position information of each motor 35 detected from each encoder 36 of the slave arm 30.

［本実施形態の技術的効果］
以上のように、本実施形態のロボット制御システム１によれば、スレーブアーム３０が、アーム３２とモータ３５とを連結するとともに減速比を変更可能なＣＶＴ３７を有しており、スレーブアーム３０が受ける負荷に応じてＣＶＴ３７の減速比が調整される。
これにより、スレーブアーム３０の高負荷時には、ＣＶＴ３７の減速比を上げることで、スレーブアーム３０において高出力を得られやすくすることができる。一方、スレーブアーム３０の低負荷時には、ＣＶＴ３７の減速比を下げることで、当該ＣＶＴ３７での慣性力や摩擦力等を小さくして、マスター側に伝達されるスレーブアーム３０での力の感度を上げることができる。
したがって、スレーブ側での高出力と、マスター側での力フィードバックの高感度とを両立することができる。 [Technical effect of this embodiment]
As described above, according to the robot control system 1 of the present embodiment, the slave arm 30 has a CVT 37 that connects the arm 32 and the motor 35 and can change the reduction ratio, and receives the slave arm 30. The reduction ratio of the CVT 37 is adjusted according to the load.
As a result, when the load on the slave arm 30 is high, it is possible to easily obtain a high output on the slave arm 30 by increasing the reduction ratio of the CVT 37. On the other hand, when the load on the slave arm 30 is low, the reduction ratio of the CVT 37 is lowered to reduce the inertial force, frictional force, etc. of the CVT 37 and increase the sensitivity of the force transmitted to the master side. be able to.
Therefore, it is possible to achieve both high output on the slave side and high sensitivity of force feedback on the master side.

また、エンコーダ２６により検出されたマスターアーム２０でのモータ２５の位置情報を用いることにより、スレーブアーム３０が受ける負荷を好適に推定することができる。
さらに、マスターアーム２０でのモータ２５の位置情報に加えて、スレーブアーム３０の力センサ３３１により検出された作業反力を用いることにより、スレーブアーム３０が受ける負荷をより好適に推定することができる。 Further, by using the position information of the motor 25 on the master arm 20 detected by the encoder 26, the load received by the slave arm 30 can be suitably estimated.
Further, by using the working reaction force detected by the force sensor 331 of the slave arm 30 in addition to the position information of the motor 25 on the master arm 20, the load received by the slave arm 30 can be more preferably estimated. ..

また、スレーブアーム３０においてアーム３２とモータ３５とを連結する変速手段として、減速比を無段階に変更可能なＣＶＴ３７が用いられているので、スレーブ側での出力とマスター側での力フィードバックの感度とを無段階に調整することができる。 Further, since the CVT 37 whose reduction ratio can be changed steplessly is used as the speed change means for connecting the arm 32 and the motor 35 in the slave arm 30, the sensitivity of the output on the slave side and the force feedback on the master side. And can be adjusted steplessly.

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限られない。
例えば、上記実施形態では、マスター側コントローラ２８がマスターシステム２（マスターアーム２０）を制御し、スレーブ側コントローラ３８がスレーブシステム３（スレーブアーム３０）を制御することとした。しかし、マスター側コントローラ２８とスレーブ側コントローラ３８との制御内容の分担の仕方は、特に限定されない。
また、ロボット制御システム１全体が単一の制御手段により制御されることとしてもよい。 [Other]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, the master side controller 28 controls the master system 2 (master arm 20), and the slave side controller 38 controls the slave system 3 (slave arm 30). However, the method of sharing the control contents between the master side controller 28 and the slave side controller 38 is not particularly limited.
Further, the entire robot control system 1 may be controlled by a single control means.

また、マスターアーム２０及びスレーブアーム３０は、互いに対応した構造を備えていれば、例えばアームの数量などの具体構造は特に限定されない。さらに言えば、マスターアーム２０及びスレーブアーム３０は、垂直多関節ロボットに限定されず、水平多関節ロボットであってもよいし、他の産業用ロボットであってもよい。 Further, as long as the master arm 20 and the slave arm 30 have structures corresponding to each other, the specific structure such as the number of arms is not particularly limited. Furthermore, the master arm 20 and the slave arm 30 are not limited to the vertical articulated robot, and may be a horizontal articulated robot or another industrial robot.

１ ロボット制御システム
２０ マスターアーム
２２ アーム
２３ 操作部
２４ 関節部
２５ モータ
２６ エンコーダ
２８ マスター側コントローラ
３０ スレーブアーム
３２ アーム
３３ エンドエフェクタ
３４ 関節部
３５ モータ
３６ エンコーダ
３７ ＣＶＴ
３８ スレーブ側コントローラ
３３１ 力センサ
３７１ 可変径プーリー
３７２ ベルト
Ｈ 操作者 1 Robot control system 20 Master arm 22 Arm 23 Operation unit 24 Joint 25 Motor 26 Encoder 28 Master side controller 30 Slave arm 32 Arm 33 End effector 34 Joint 35 Motor 36 Encoder 37 CVT
38 Slave side controller 331 Force sensor 371 Variable diameter pulley 372 Belt H Operator

Claims (5)

マスター側のロボットアームと、スレーブ側のロボットアームと、前記マスター側のロボットアーム及び前記スレーブ側のロボットアームをバイラテラル制御により制御する制御手段と、を備えるマスタースレーブ方式のロボット制御システムであって、
前記スレーブ側のロボットアームは、少なくとも１つのアームと、当該アームを駆動するモータと、前記アーム及び前記モータを連結するとともに減速比を変更可能な変速手段とを有し、
前記制御手段は、前記スレーブ側のロボットアームが受ける負荷に応じて前記変速手段の減速比を変化させる、
ロボット制御システム。 A master-slave type robot control system including a master-side robot arm, a slave-side robot arm, and a control means for controlling the master-side robot arm and the slave-side robot arm by bilateral control. ,
The robot arm on the slave side has at least one arm, a motor for driving the arm, and a speed change means for connecting the arm and the motor and changing the reduction ratio.
The control means changes the reduction ratio of the transmission means according to the load received by the robot arm on the slave side.
Robot control system. 前記マスター側のロボットアームは、少なくとも１つのアームと、当該アームを駆動するモータと、当該モータの位置情報を検出するエンコーダとを有し、
前記制御手段は、前記エンコーダにより検出された前記マスター側のロボットアームにおける前記モータの位置情報に基づいて、前記スレーブ側のロボットアームが受ける負荷を推定する、
請求項１に記載のロボット制御システム。 The robot arm on the master side has at least one arm, a motor for driving the arm, and an encoder for detecting the position information of the motor.
The control means estimates the load received by the robot arm on the slave side based on the position information of the motor on the robot arm on the master side detected by the encoder.
The robot control system according to claim 1. 前記スレーブ側のロボットアームは、作業反力を検出する力センサを有し、
前記制御手段は、前記マスター側のロボットアームにおける前記モータの位置情報と、前記力センサにより検出された前記作業反力とに基づいて、前記スレーブ側のロボットアームが受ける負荷を推定する、
請求項２に記載のロボット制御システム。 The robot arm on the slave side has a force sensor that detects a working reaction force.
The control means estimates the load received by the robot arm on the slave side based on the position information of the motor on the robot arm on the master side and the working reaction force detected by the force sensor.
The robot control system according to claim 2. 前記制御手段は、前記スレーブ側のロボットアームが受ける負荷が高いほど前記減速比が大きくなるように前記変速手段を制御する、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載のロボット制御システム。 The control means controls the speed change means so that the reduction ratio increases as the load received by the robot arm on the slave side increases.
The robot control system according to any one of claims 1 to 3. 前記変速手段は、前記減速比を無段階に変更可能なＣＶＴである、
請求項１から請求項４の何れか一項に記載のロボット制御システム。 The shifting means is a CVT whose reduction ratio can be changed steplessly.
The robot control system according to any one of claims 1 to 4.
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