JP7135408B2 - ロボット制御装置およびロボットシステム - Google Patents
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Description
外部から加えられる力の大きさを検出する力検出部を備えるロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、
前記力検出部によって検出される力の大きさに基づいて行われる力制御を含む第1動作を開始する第1位置を表す第1位置情報をユーザーから受け付ける受付部と、
前記ロボットの構成に関する固有情報と、前記第1位置情報と、に基づいて、前記第1動作の前記力制御において使用される質量係数と粘性係数とのいずれかの初期値を決定し、記憶部に記憶させる初期値決定部と、
を備え、
前記初期値決定部は、前記初期値を、前記第1位置情報と対応づけて前記記憶部に記憶させ、
前記受付部は、前記力制御を含む第2動作を開始する位置であって前記第1位置とは異なる第2位置を表す第2位置情報を受け付け、
前記初期値決定部は、前記第1位置情報と対応づけられた前記初期値と、前記第1位置情報と、前記第2位置情報と、に基づいて、前記第2動作の前記力制御において使用される前記いずれかの係数の初期値を決定し、前記第2位置情報と対応づけて前記記憶部に記憶させる、ロボット制御装置。
外部から加えられる力の大きさを検出する力検出部を備えるロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、
前記力検出部によって検出される力の大きさに基づいて行われる力制御を含む第1動作を開始する第1位置を表す第1位置情報をユーザーから受け付ける受付部と、
前記ロボットの構成に関する固有情報と、前記第1位置情報と、に基づいて、前記第1動作の前記力制御において使用される質量係数と粘性係数とのいずれかの初期値を決定し、記憶部に記憶させる初期値決定部と、
前記第1動作の前記力制御において使用される前記いずれかの係数の設定値を受け取って、前記記憶部に記憶させる設定部と、を備え、
前記設定部は、前記初期値に基づいてあらかじめ定められる範囲内に、前記受け取った設定値が含まれない場合は、エラーメッセージの出力を行う、ロボット制御装置。
A1.ロボットシステムの構成:
図1は、本実施形態に係るロボットシステム1の構成を示す図である。ロボットシステム1は、ロボット20と、ロボット制御装置25を備える。ロボット制御装置25は、ロボット20を制御する。ロボット制御装置25は、動作制御装置30と、教示装置50とによって構成される。
図2は、ロボット20と、動作制御装置30と、教示装置50との機能構成を示す図である。図2に示したSは、ロボット座標系RCを規定する軸の方向(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、角度位置RXの方向、角度位置RYの方向、角度位置RZの方向)のうちのいずれか1つの方向を表す。例えば、Sが表わす方向がX軸方向の場合、ロボット座標系RCにおいて設定された目標位置のX軸方向成分がSt=Xtと表記され、目標力のX軸方向成分がfst=fXtと表記される。また、Sは、Sが表わす方向の軸に沿った位置も表す。
(1)力制御パラメーターの初期値の決定と設定値の決定:
図3は、力制御を含む動作のパラメーターを決定する際の処理を示すフローチャートである。力制御を含む動作は、力検出部21(図1参照)によって検出される力の大きさに基づいて行われる。力制御を含む動作のパラメーターには、質量パラメーターm、粘性パラメーターd、弾性パラメーターkが含まれる。以下では、質量パラメーターm、粘性パラメーターd、弾性パラメーターkを、「力制御パラメーター」と総称する。
図4は、力制御パラメーターの初期値を決定する際の処理を示すフローチャートである(図3のS20参照)。図4の処理は、具体的には、教示装置50のCPU50aによって実行される。ステップS120において、ユーザーは、教示装置50に、対象動作を開始すべきTCPの位置およびエンドエフェクターEの姿勢を表す位置情報を入力する。「対象動作を開始すべき位置およびエンドエフェクターEの姿勢」は、たとえば、力制御において、力検出部21に対して力が作用するようにアームAを制御する直前のTCPの位置および姿勢や、加工具を把持したエンドエフェクターEによって他の物体を加工する直前の位置および姿勢等である。位置情報は、具体的には、ロボット座標系RCのX軸方向の位置、Y軸方向の位置、Z軸方向の位置、X軸周りの回転の角度位置RX、Y軸周りの回転の角度位置RY、Z軸周りの回転の角度位置RZの組み合わせである。
図5は、力制御パラメーターの設定値を決定する際の処理を示すフローチャートである(図3のS40参照)。ステップS500において、教示装置50は、力制御を含む対象動作の開始位置までTCPを移動させる。対象動作の開始位置は、図5の力制御パラメーターの決定の処理に先立って、あらかじめ入力されている。
以下では、すでにある動作について、力制御パラメーターの設定値が決定されている場合に(図4および図5参照)、動作を開始すべき位置のみが異なる別の動作の力制御パラメーターの初期値を決定する際の処理を説明する。すでに力制御パラメーターの設定値が決定されている動作を、「第1動作」と呼ぶ。新たに力制御パラメーターの初期値が決定される対象動作を、「第2動作」と呼ぶ。
第2実施形態においては、教示装置50における力制御パラメーターの設定値の決定の処理が、第1実施形態とは異なる。具体的には、図5のステップS530,S550,S555内の処理において、メイン画面(図6)においてなされる表示が異なる。第2実施形態の他の点は、第1実施形態と同じである。
図10は、複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される一例を示す概念図である。この例では、ロボット20およびその動作制御装置30の他に、パーソナルコンピューター400,410と、LANなどのネットワーク環境を介して提供されるクラウドサービス500とが描かれている。パーソナルコンピューター400,410は、それぞれプロセッサーとメモリーとを含んでいる。また、クラウドサービス500においてもプロセッサーとメモリーを利用可能である。プロセッサーは、コンピューター実行可能な命令を実行する。これらの複数のプロセッサーの一部または全部を利用して、動作制御装置30および教示装置50を含むロボット制御装置25を実現することが可能である。また、各種の情報を記憶する記憶部も、これらの複数のメモリーの一部または全部を利用して、実現することが可能である。
図11は、複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される他の例を示す概念図である。この例では、ロボット20の動作制御装置30が、ロボット20の中に格納されている点が図10と異なる。この例においても、複数のプロセッサーの一部または全部を利用して、ロボット20の制御装置を実現することが可能である。また、各種の情報を記憶する記憶部も、複数のメモリーの一部または全部を利用して、実現することが可能である。
E1.他の形態1:
(1)上記実施形態においては、弾性パラメーターkの初期値は固定値である。しかし、弾性パラメーターkの初期値は、ロボットの固有情報と対象動作の位置情報とに基づいて、定めることができる。
上記実施形態においては、力制御パラメーターの初期値の設定(図4のS160,S180、ならびに図7のS260,S280参照)に先立って、エンドエフェクター情報Ieとワーク情報Iwとが入力される(図4のS140参照)。しかし、エンドエフェクター情報Ieとワーク情報Iwの一方または両方が入力されない態様とすることもできる。そのような態様においても、対象動作によらず初期値が一定に設定される態様に比べれば、好ましい設定値に近い初期値を設定することができる。
(1)上記実施形態においては、第1動作の力制御パラメーターの初期値Iv1は、対象動作としての第1動作を識別するための情報と対応づけて、教示装置50のRAM50bに格納される(図4のS180参照)。そして、教示装置50のRAM50bには、対象動作としての第1動作の位置情報も、第1動作を識別するための情報と対応づけて、格納されている。すなわち、第1動作の力制御パラメーターの初期値Iv1は、第1動作を識別するための情報を介して、第1動作の位置情報と対応づけられて、記憶部に格納されている。
(1)上記実施形態においては、粘性パラメーターdの許容範囲は、粘性パラメーターdの初期値の0.8~1.2倍の範囲である(図8のS552参照)。しかし、力制御パラメーターの許容範囲の下限は、初期値の0.9倍、初期値の0.7倍など、他の値とすることができる。また、力制御パラメーターの許容範囲の上限は、初期値の1.1倍、初期値の1.3倍など、他の値とすることができる。
適用例1
本発明の一形態によれば、外部から加えられる力の大きさを検出する力検出部を備えるロボットの動作を制御するロボット制御装置が提供される。このロボット制御装置は:前記力検出部によって検出される力の大きさに基づいて行われる力制御を含む第1動作を開始する第1位置を表す第1位置情報を受け付ける受付部と;前記ロボットの構成に関する固有情報と、前記第1位置情報と、に基づいて、前記第1動作の前記力制御において使用される質量係数と粘性係数とのいずれかの初期値を決定し、記憶部に記憶させる初期値決定部と、を備える。
このような態様とすれば、力制御パラメーターの調整に熟練していないユーザーであっても、初期値を利用して、容易に、力制御において使用されるべき質量係数と粘性係数との少なくとも一方の設定値を決定することができる。
上記形態のロボット制御装置であって;前記受付部は:前記ロボットに取りつけられているエンドエフェクターと;前記ロボットに処理される対象物と;前記対象物が置かれる台と、のうちの1以上の構成に関する選択情報を受け付けることができ;前記初期値決定部は、前記選択情報に基づいて、前記初期値を決定する、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、エンドエフェクターと対象物と台とのうちの1以上の構成に関する選択情報を利用して、より望ましい設定値に近い初期値を決定することができる。このため、力制御パラメーターの調整に熟練していないユーザーであっても、より容易に、力制御において使用されるべき質量係数と粘性係数との少なくとも一方の設定値を決定することができる。
上記形態のロボット制御装置であって;前記初期値決定部は、前記初期値を、前記第1位置情報と対応づけて前記記憶部に記憶させ;前記受付部は、前記力制御を含む第2動作を開始する位置であって前記第1位置とは異なる第2位置を表す第2位置情報を受け付け;前記初期値決定部は、前記第1位置情報と対応づけられた前記初期値と、前記第1位置情報と、前記第2位置情報と、に基づいて、前記第2動作の前記力制御において使用される前記いずれかの係数の初期値を決定し、前記第2位置情報と対応づけて前記記憶部に記憶させる、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、すでに決定されている第1位置情報と対応づけられた初期値を利用して、第1位置とは異なる第2位置において行われる第2動作の力制御において使用されるべき質量係数と粘性係数との少なくとも一方の初期値を、簡易な処理で決定することができる。
上記形態のロボット制御装置であって、さらに;前記第2動作の前記力制御において使用される前記いずれかの係数の設定値を受け取って、前記記憶部に記憶させる設定部を備え;前記設定部は、前記第2動作の前記力制御において使用される前記いずれかの係数の前記初期値に基づいてあらかじめ定められる範囲内に、前記受け取った設定値が含まれない場合は、エラーメッセージの出力を行う、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、ユーザーが、質量係数と粘性係数との少なくとも一方について、初期値とは大きく異なる値を設定値として設定しようとした場合に、ユーザーに、より初期値に近い設定値の再入力を促すことができる。このため、力制御パラメーターの調整に熟練していないユーザーであっても、力制御において使用されるべき質量係数と粘性係数との少なくとも一方の設定値を、妥当な値に決定することができる。
上記形態のロボット制御装置であって、さらに;前記第1動作の前記力制御において使用される前記いずれかの係数の設定値を受け取って、前記記憶部に記憶させる設定部を備え;前記設定部は、前記初期値に基づいてあらかじめ定められる範囲内に、前記受け取った設定値が含まれない場合は、エラーメッセージの出力を行う、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、ユーザーが、質量係数と粘性係数との少なくとも一方について、初期値とは大きく異なる値を設定値として設定しようとした場合に、ユーザーに、より初期値に近い設定値の再入力を促すことができる。このため、力制御パラメーターの調整に熟練していないユーザーであっても、力制御において使用されるべき質量係数と粘性係数との少なくとも一方の設定値を、妥当な値に決定することができる。
本発明の他の形態によれば、上記形態のロボット制御装置と、前記ロボット制御装置によって制御される前記ロボットと、を備えるロボットシステムが提供される。
Claims (5)
- 外部から加えられる力の大きさを検出する力検出部を備えるロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、
前記力検出部によって検出される力の大きさに基づいて行われる力制御を含む第1動作を開始する第1位置を表す第1位置情報をユーザーから受け付ける受付部と、
前記ロボットの構成に関する固有情報と、前記第1位置情報と、に基づいて、前記第1動作の前記力制御において使用される質量係数と粘性係数とのいずれかの初期値を決定し、記憶部に記憶させる初期値決定部と、
を備え、
前記初期値決定部は、前記初期値を、前記第1位置情報と対応づけて前記記憶部に記憶させ、
前記受付部は、前記力制御を含む第2動作を開始する位置であって前記第1位置とは異なる第2位置を表す第2位置情報を受け付け、
前記初期値決定部は、前記第1位置情報と対応づけられた前記初期値と、前記第1位置情報と、前記第2位置情報と、に基づいて、前記第2動作の前記力制御において使用される前記いずれかの係数の初期値を決定し、前記第2位置情報と対応づけて前記記憶部に記憶させる、ロボット制御装置。 - 請求項1記載のロボット制御装置であって、
前記受付部は、
前記ロボットに取りつけられているエンドエフェクターと、
前記ロボットに処理される対象物と、
前記対象物が置かれる台と、のうちの1以上の構成に関する選択情報を受け付けることができ、
前記初期値決定部は、前記選択情報に基づいて、前記初期値を決定する、ロボット制御装置。 - 請求項1記載のロボット制御装置であって、さらに、
前記第2動作の前記力制御において使用される前記いずれかの係数の設定値を受け取って、前記記憶部に記憶させる設定部を備え、
前記設定部は、前記第2動作の前記力制御において使用される前記いずれかの係数の前記初期値に基づいてあらかじめ定められる範囲内に、前記受け取った設定値が含まれない場合は、エラーメッセージの出力を行う、ロボット制御装置。 - 外部から加えられる力の大きさを検出する力検出部を備えるロボットの動作を制御するロボット制御装置であって、
前記力検出部によって検出される力の大きさに基づいて行われる力制御を含む第1動作を開始する第1位置を表す第1位置情報をユーザーから受け付ける受付部と、
前記ロボットの構成に関する固有情報と、前記第1位置情報と、に基づいて、前記第1動作の前記力制御において使用される質量係数と粘性係数とのいずれかの初期値を決定し、記憶部に記憶させる初期値決定部と、
前記第1動作の前記力制御において使用される前記いずれかの係数の設定値を受け取って、前記記憶部に記憶させる設定部と、を備え、
前記設定部は、前記初期値に基づいてあらかじめ定められる範囲内に、前記受け取った設定値が含まれない場合は、エラーメッセージの出力を行う、ロボット制御装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載のロボット制御装置と、
前記ロボット制御装置によって制御される前記ロボットと、
を備えるロボットシステム。
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