JP7257816B2 - robot control system - Google Patents

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

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, there is known a master-slave type robot control system that operates a slave-side robot arm (hereinafter referred to as a "slave arm") in accordance with the operation of a master-side robot arm (hereinafter referred to as a "master arm"). ing. In this type of robot control system, bilateral control is performed in which information about the force applied to the slave arm is fed back to the operator in order to obtain high operability (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１８－８９７３６号公報JP 2018-89736 A

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 of the slave arm needs to be set to a high speed 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 will be excessive due to the large inertial force and frictional force in this gear, as well as the dead zone such as backlash, and will be fed back to the master side. This makes it difficult for the operator to feel the force applied.

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。 SUMMARY OF THE INVENTION 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の減速比を変化させ、前記負荷が低い場合において前記マスター側のロボットアームに伝達される前記スレーブ側のロボットアームでの力の感度を上げる構成とした。
The present invention provides master-slave robot control comprising a master-side robot arm, a slave-side robot arm, and control means for controlling the master-side robot arm and the slave-side robot arm by bilateral control. a system,
The slave-side robot arm has at least one arm, a motor for driving the arm, and transmission means for connecting the arm and the motor and capable of changing a reduction ratio,
The control means changes the speed reduction ratio of the transmission means so that the speed reduction ratio increases as the load applied to the slave robot arm increases. It is configured to increase the force sensitivity of 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。1 is an external view of a robot control system according to an embodiment of the present invention; FIG. 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。2 is a schematic control block diagram of the robot control system of FIG. 1; 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。FIG. 2A is a diagram showing the configuration of a joint portion of a master arm in the robot control system of FIG. 1, and FIG. 4B is a diagram showing the configuration of a joint portion 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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION 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。 [Configuration of robot control system]
FIG. 1 is an external view of a robot control system 1 according to this embodiment, and FIG. 2 is a schematic control block diagram of the robot control system 1. As shown in FIG.
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 referred to as "master arm"). It is a master-slave type remote control system including a slave system 3 having a slave arm 30 . In this robot control system 1, when an operator (human) H operates a master arm 20 at hand, a remote slave arm 30 follows the movement of the master arm 20 to perform a predetermined work. Further, in the robot control system 1, bilateral control is performed in which force information when the slave arm 30 operates 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 has a master arm 20 and a master side controller 28 .
The master arm 20 is a vertical articulated robot in this embodiment, and is arranged at a position away from (the work space of) the slave arm 30 . Specifically, the master arm 20 includes a base portion 21, a plurality of arms 22 (first arm 22a to third arm 22c in order from the base portion 21 side in this embodiment), an operation portion 23, and a plurality of joints. It has a portion 24 (first joint portion 23a to fourth joint portion 23d in order from the base portion 21 side in this embodiment).

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.
The operation part 23 is a part to be operated by the operator H, and is connected to the tips of the plurality of arms 22 (third arm 22c). In this embodiment, the operation unit 23 receives the operation of the operator H and assembles the assembly parts 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. As shown in FIG. Each joint portion 24 has a motor 25 that drives the arm 22 (or the operation portion 23) connected to the distal end side of the joint portion 24, and a master side controller 28 that detects the position (speed) of this motor 25. An encoder 26 for output is provided (see FIG. 3(a)).

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 controller 28 centrally controls each part of the master system 2 . Specifically, the master controller 28 drives each motor 25 based on the operation of the operator H on 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 has a slave arm 30 and a slave side controller 38 .
The slave arm 30 is a vertically articulated robot having a structure corresponding to that of 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 (first arm 32a to third arm 32c from the base portion 31 side in this embodiment), an end effector 33, and a plurality of joint portions. 34 (first joint portion 33a to fourth joint portion 33d from the base portion 31 side in this embodiment). The arm of the slave-side robot arm 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 using 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 portion 23, and is connected to the tips of the plurality of arms 32 (third arms 32c). In this embodiment, the end effector 33 assembles assembly parts 301 on the workbench 300 .
Also, 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 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 multiple joints 34 rotatably connect the base 31 , the multiple arms 32 , and the end effector 33 . Each joint 34 has a motor 35 that drives the arm 32 (or the end effector 33) connected to the distal end of the joint 34, and a slave controller 38 that detects the position (speed) of the motor 35. An encoder 36 is provided for output.

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。 In addition, each joint 34 is provided with a CVT (Continuously Variable Transmission) 37 between the motor 35 and the arm 32 (or the end effector 33) for steplessly (continuously) changing the reduction ratio.
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 around the pair of variable diameter pulleys 371. and At least one of the pair of variable diameter pulleys 371 is axially movable by, for example, a motor drive, and the movement continuously changes the diameter of the variable diameter pulley 371 on which the belt 372 is applied. As a result, the speed reduction ratio of rotation transmitted between the motor 35 and the arm 32 (or the end effector 33) changes steplessly.
In addition, the CVT 37 is not limited to a belt type as long as the reduction ratio can be changed steplessly, and may be another mechanical stepless transmission mechanism, a fluid type, an electric type, or the like. It may be a continuously variable transmission mechanism. Furthermore, the motor 35 and the arm 32 (or the end effector 33) may be connected via transmission means capable of changing the reduction ratio, and the transmission means may be a continuously variable transmission such as a CVT. 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。 The slave side controller 38 centrally controls each part of the slave system 3 as shown in FIG. Specifically, the slave controller 38 drives each motor 35 and each CVT 37 based on commands from the master controller 28, and outputs information detected by each encoder 36 and force sensor 331 to the master controller 28. or

［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 the 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 and transferred to the master side. Output to the controller 28 .
The master 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 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 driving 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 the operation performed by the operation section 23 of the master arm 20 on the assembly component 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 controller 38 feeds back information on the calculated force of each motor 35 and information on the work reaction force acquired from the force sensor 331 of the end effector 33 to the master controller 28 . The master-side controller 28 controls driving of each motor 25 of the master arm 20 based on force information and work reaction force information of each motor 35 output from the slave-side controller 38 . Thereby, the operator H who operates the operation section 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 34 according to the load applied to the slave arm 30. Let 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 higher the load on the slave arm 30, the larger the reduction ratio.

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。 Thus, when the load on the slave arm 30 is high, by increasing the speed reduction ratio of each CVT 37, high output can be easily obtained, and the slave arm 30 can be operated quickly and with a strong force. At this time, the operator H is less likely to feel the work reaction force of the slave arm 30 due to the large inertial force and frictional force due to the high reduction ratio of each CVT 37, but when the slave arm 30 is moved with a strong force, In the first place, there is little need to transmit the amount of force applied to the slave arm 30 with high sensitivity.
On the other hand, when the load on the slave arm 30 is low, the speed reduction ratio of each CVT 37 is lowered to reduce the inertial force, frictional force, etc. of each CVT 37, thereby reducing the sensitivity of the force of the slave arm 30 transmitted to the master side. can be raised. As a result, when the slave arm 30 is slowly moved to perform a delicate work, for example, the operator H can be sensitively informed of the subtle force applied to the slave arm 30 .

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 (speed) 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. good too.
If the force sensor 331 of the end effector 33 is used, the work reaction force can be directly measured, but there are cases where the control response has to be lowered due to structural restrictions. On the other hand, when the reaction force estimated for each axis is fed back using each encoder 26, the control of each axis is unlikely to become unstable, and highly responsive control can be expected. However, when trying to calculate the work reaction force of the hand, an error may occur in the estimated force due to changes in inertia due to changes in the posture of the robot.
For these reasons, by using the measured value of the force sensor 331 of the end effector 33 in an auxiliary limited manner, the work reaction force can be obtained with high accuracy without lowering the response of the control.
Also, the work reaction force at the end effector 33 may be estimated using 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 the present embodiment]
As described above, according to the robot control system 1 of the present embodiment, the slave arm 30 has the CVT 37 that connects the arm 32 and the motor 35 and that can change the reduction ratio. The reduction ratio of the CVT 37 is adjusted according to the load.
Thus, when the load on the slave arm 30 is high, by increasing the reduction ratio of the CVT 37, it is possible to easily obtain a high output in the slave arm 30. FIG. On the other hand, when the load on the slave arm 30 is low, the speed reduction ratio of the CVT 37 is lowered to reduce the inertial force, frictional force, etc., of the CVT 37, thereby increasing the sensitivity of the force of the slave arm 30 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 positional information of the motor 25 in the master arm 20 detected by the encoder 26, the load received by the slave arm 30 can be estimated favorably.
Furthermore, by using the work reaction force detected by the force sensor 331 of the slave arm 30 in addition to the positional information of the motor 25 in the master arm 20, the load received by the slave arm 30 can be estimated more appropriately. .

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。 In addition, since the CVT 37 capable of steplessly changing the reduction ratio is used as a transmission 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 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。 [others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.
For example, in the above embodiment, the master controller 28 controls the master system 2 (master arm 20), and the slave controller 38 controls the slave system 3 (slave arm 30). However, the method of allocating the contents of control between the master controller 28 and the slave controller 38 is not particularly limited.
Also, 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。 Moreover, the specific structure such as the number of arms is not particularly limited as long as the master arm 20 and the slave arm 30 have structures corresponding to each other. Furthermore, the master arm 20 and the slave arm 30 are not limited to vertical articulated robots, and may be horizontal articulated robots or other industrial robots.

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 Part 24 Joint Part 25 Motor 26 Encoder 28 Master Side Controller 30 Slave Arm 32 Arm 33 End Effector 34 Joint Part 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の減速比を変化させ、前記負荷が低い場合において前記マスター側のロボットアームに伝達される前記スレーブ側のロボットアームでの力の感度を上げる、
ロボット制御システム。 A master-slave robot control system comprising a master-side robot arm, a slave-side robot arm, and control means for controlling the master-side robot arm and the slave-side robot arm by bilateral control, ,
The slave-side robot arm has at least one arm, a motor for driving the arm, and transmission means for connecting the arm and the motor and capable of changing a reduction ratio,
The control means changes the speed reduction ratio of the transmission means so that the speed reduction ratio increases as the load applied to the slave robot arm increases. increasing the force sensitivity at the slave-side robot arm,
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 master-side robot arm has at least one arm, a motor for driving the arm, and an encoder for detecting position information of the motor,
The control means estimates the load received by the slave-side robot arm based on the position information of the motor in the master-side robot arm 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 slave-side robot arm has a force sensor that detects work reaction force;
The control means estimates the load received by the slave-side robot arm based on the position information of the motor in the master-side robot arm and the work reaction force detected by the force sensor.
The robot control system according to claim 2. 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３の何れか一項に記載のロボット制御システム。 The transmission means is a CVT that can change the speed reduction ratio steplessly.
The robot control system according to any one of claims 1 to 3 . 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し、
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 robot control system comprising a master-side robot arm, a slave-side robot arm, and control means for controlling the master-side robot arm and the slave-side robot arm by bilateral control, ,
The slave-side robot arm has at least one arm, a motor for driving the arm, and transmission means for connecting the arm and the motor and capable of changing a reduction ratio,
The master-side robot arm has at least one arm, a motor for driving the arm, and an encoder for detecting position information of the motor,
The control means is
estimating the load received by the slave-side robot arm based on the position information of the motor in the master-side robot arm detected by the encoder;
changing the speed reduction ratio of the transmission means according to the load received by the slave-side robot arm;
robot control system.
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