JP6696627B2 - ロボットの動作調整装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態1による動作調整装置を備えたロボットシステム100のシステム構成の一例を示すブロック図である。図1に示す通り、ロボットシステム100は、動作制御システム110、ロボット120、エンドエフェクタ130、内界センサ141、及び外界センサ142を備える。また、動作制御システム110は、ロボット制御装置111及び動作調整装置112を備える。ロボット制御装置は、ロボットコントローラとも呼ばれる。
本実施の形態の動作調整装置、動作制御システム及びロボットシステムの構成は、図1に示されたものと同様である。本実施の形態の動作調整装置112、動作制御システム110及びロボットシステム100は、一連の作業のためにロボット120に与えられる動作指令を複数の区分に分割し、区分毎に動作指令値を調整するものである。なお、以降では動作制御システムから出力される動作指令値が速度指令値であるものとして説明する。
図12は、本発明の実施の形態3による動作調整装置112bの構成例及び周辺のブロックを示すブロック図である。図12は、ロボットシステム100の構成の一部を抽出して示したものである。動作調整装置112bは、指令値学習部113bを備える。本実施の形態の動作調整装置、動作制御システム及びロボットシステムの構成は、動作調整装置112が動作調整装置112bに置き換えられる以外は、図1に示されたものと同様である。本実施の形態における動作調整装置112bは、実施の形態2における動作調整装置112と比較して、区分情報が入力される点が異なる。区分情報には、区分位置の初期値、および各区分における動作指令値の初期値の情報が含まれる。なお、区分位置とは、各区分の両端の分割点Piの位置であり、例えば、動作速度の目標値が切り換えられる位置である。内界センサ141または外界センサ142によって、エンドエフェクタ130が所定の位置に到達したことが検出されると、動作速度の目標値が切り換えられる。
図20は、本発明の実施の形態4による動作調整装置112cの構成例及び周辺のブロックを示すブロック図である。本実施の形態の動作調整装置、動作制御システム及びロボットシステムにおいて、他の構成は図1に示されたものと同様である。図20は、ロボットシステム100の構成の一部を抽出して示したものである。本実施の形態の動作調整装置112cは、指令値学習部113bおよび指令値区分部116を備える。
図23は、本発明の実施の形態5による動作調整装置112dの構成例及び周辺のブロックを示すブロック図である。本実施の形態の動作調整装置、動作制御システム及びロボットシステムにおいて、他の構成は図1に示されたものと同様である。図23は、ロボットシステム100の構成の一部を抽出して示したものである。本実施の形態の動作調整装置112dは、指令値区分部116および動作学習部117を備える。指令値区分部116は、図20に示されたものと同様のものである。
本実施の形態の動作調整装置、動作制御システム及びロボットシステムは、速度パターンを調整するに際し、各区分Siにおける速度目標値に対して、上限値または下限値を定め、それぞれの区分における探索空間を作業対象の剛性や作業対象の組立て品質上の制約に基づいて定義する。本実施の形態の動作調整装置、動作制御システム及びロボットシステムによれば、探索空間の中で、実現可能であるが組立て品質上の問題が生じる動作指令値あるいは制御パラメータを探索しなくなる。したがって、ユーザが求める作業品質を規定した範囲で、高速な組立を実現する動作指令値あるいは制御パラメータに収束させることができる。これにより、調整後のロボットは、作業対象に作用させる反力を大きくせず傷つけない作業品質を確保することができるという、格別な効果を得ることができる。
Claims (10)
- エンドエフェクタが装着されたロボットの動作を制御するロボット制御装置を用いて前記ロボットが作業対象に対して作業を行うロボットシステムで用いられる前記ロボットの動作調整装置であって、
前記作業の開始から終了までの間を分割して複数の区分を生成する指令値区分部と、
前記ロボットシステムが備える外界センサで検出された前記エンドエフェクタに作用する力を入力として、前記指令値区分部で前記生成された前記区分毎に前記ロボットの動作を制御するために前記ロボット制御装置から前記ロボットに送信される動作指令値の学習を行う指令値学習部とを備えることを特徴とする動作調整装置。 - 前記指令値学習部は、前記エンドエフェクタに作用する力の範囲を制約条件とした学習を行って、前記動作指令値を調整することを特徴とする請求項1に記載の動作調整装置。
- 前記指令値学習部は、前記作業に要する時間の上限を制約条件とした学習を行って、前記動作指令値を調整することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の動作調整装置。
- 前記動作指令値は、前記エンドエフェクタの移動速度の目標値または前記ロボットの動作速度の目標値である速度指令値であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の動作調整装置。
- 前記指令値区分部は、前記作業を前記区分に分割するための分割点の位置を調整することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の動作調整装置。
- 前記指令値学習部は、力、モーメント、トルク、または電流値の上限あるいは下限のいずれかを制約条件とした学習を行って、前記動作指令値を調整することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の動作調整装置。
- 前記指令値学習部は、前記ロボットの位置姿勢、または周辺環境との相対位置姿勢の上限あるいは下限のいずれかを制約条件として学習を行って、前記動作指令値を調整することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の動作調整装置。
- 前記指令値学習部は、M回の前記作業の試行(Mは自然数)ごとに評価関数に基づいた評価を行い、前記動作指令値を調整することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の動作調整装置。
- 前記ロボットシステムが備える内界センサに基づくフィードバック制御および前記外界センサに基づくフィードバック制御の少なくとも一方における制御パラメータの学習を行うパラメータ学習部を備え、
前記パラメータ学習部は、前記区分に関する情報である区分情報と、複数回の試行で前記外界センサから得られたセンサ情報とに基づいた学習を行って、前記制御パラメータを更新することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の動作調整装置。 - エンドエフェクタが装着されたロボットの動作を制御するロボット制御装置を用いて前記ロボットが作業対象に対して作業を行うロボットシステムで用いられる前記ロボットの動作調整装置であって、
前記ロボットシステムが備える外界センサで検出された前記エンドエフェクタに作用する力を入力とした学習を行って、前記ロボットシステムが備える内界センサに基づく前記ロボットの動作のフィードバック制御および前記外界センサに基づく前記ロボットの動作のフィードバック制御の少なくとも一方における制御パラメータの学習を行うパラメータ学習部と、
前記作業の開始から終了までの間を分割して複数の区分を生成する指令値区分部とを備え、
前記パラメータ学習部は、前記指令値区分部で生成された前記区分のそれぞれに対して、前記制御パラメータを調整することを特徴とする動作調整装置。
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