JPWO2020026457A1 - ロボット制御システム、ロボット制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1に例示するように、ロボット制御システム1は、スカラロボット3及びロボットコントローラ7を有する。
スカラロボット3は、多関節ロボットであり、サーボモータ9の力で関節を可動させ、アームの先端に取り付けるエンドエフェクタを目的の位置に移動させ、物を掴んで移動させたり、溶接を行ったり、塗装を行ったりする。各関節は、サーボアクチュエータ11を有し、これにより、サーボモータ9の位置や速度の制御を行う。本例におけるスカラロボット3は、旋回軸、第一水平軸、第二水平軸、及び上下垂直軸の4軸を有する。また、本例におけるスカラロボット3は、1.8度ステップのハイブリッド・ステッピングモーターを多極の同期電動機と捉え、200パルス/1回転のエンコーダをモータ回転軸上に配置したモータをブラシレスサーボアクチュエータとする制御方式を用いた電動機を全ての構成軸用アクチュエータとして用いた。スカラロボット3は、本発明に係るロボットの一例である。
一方で、本例の4軸のサーボアクチュエータ11は、全てスカラロボット3の筐体の中に内蔵しており、その構造は、旋回軸の真上に上下垂直軸を設けているためシンプルな構造である。
図2に例示するように、ロボットコントローラ7は、サーボコントローラ5と信号の送受信を行い、サーボコントローラ5を介してサーボモータ9を制御する。
スカラロボット3の接触検知部は、障害物の接触を検知した場合に、サーボコントローラ5及びロボットコントローラ7に接触を通知する。サーボコントローラ5は、各サーボモータ9を停止させ、ロボットコントローラ7は、停止したロボットの停止座標を管理する。再起動スイッチにより再起動の信号が送信された場合に、ロボットコントローラ7は、サーボコントローラ5に再起動の通知を行い、スカラロボット3が再起動後に初めて停止座標に到達した時に、中断したプログラムを再開する。
図3に例示するように、ロボットコントローラ7には、ロボット制御プログラム70がインストールされる。ロボット制御プログラム70は、軌跡記憶部700、前進部702、停止検知部704、逆進部706、停止部708、座標管理部710、プログラム管理部712、プログラム再開部714、及び推力管理部708を有する。
軌跡記憶部700は、スカラロボット3の動作の軌跡を記憶する。
前進部702は、スカラロボット3を動作させる。また、前進部702は、スカラロボット3の再稼働時に、逆進部706(後述)により逆進した軌跡に基づいて、逆進した移動量と等しい移動量をサーボコントローラ5にセットし、スカラロボット3に戻らせる。
停止検知部704は、前進部702により動作するスカラロボット3が障害物に接触したことを検知する。具体的には、スカラロボット3が障害物と接触した場合に、スカラロボット3の接触検知部が接触を検知し、停止検知部704に通知する。また、停止検知部704は、スカラロボット3が実行中であったプログラムを中断する。停止検知部704は、本発明に係る検知部の一例である。
停止部708は、逆進部706により逆進したスカラロボット3の動作を停止する。
座標管理部710は、停止検知部704により障害物との接触を検知した時のロボットの座標を保持する。具体的には、座標管理部710は、停止検知部704により接触を検知した場合に、スカラロボット3の構成軸の全座標をメモリに記憶する。
プログラム管理部712は、停止検知部704により障害物との接触により中断したプログラムの中断位置を保持する。
推力管理部716は、スカラロボット3のアームの推力を制御し、サーボアクチュエータ11の最大推力は、40N以下である。具体的には、推力管理部716は、サーボモータ9の発生推力と、減速機構による増加推力と、スカラロボット3筐体の最大のモーメント長との合計推力値が40N以下になるよう制御する。すなわち、本例において、4軸のサーボアクチュエータ各々の発生最大推力は40N以下である。これにより、スカラロボット3は、人体または外部移動動物体との接触時、40Nの力でつり合いが取られ、人体または外部移動動物体に損傷を受けることなく停止することができる。
図4に例示するように、スカラロボット3は、障害物との接触を検知した場合に、スカラロボット3の動作を減速し、停止させる。続いて、スカラロボット3を既定の移動量で逆進させ停止させる。その後、スカラロボット3の操作者により安全確認がなされ、スカラロボット3の再稼働スイッチが押下され、中断したプログラムの中断位置からプログラムが再開される。
図5に例示するように、ステップ100(S100)において、スカラロボット3は、前進部702により動作し、作業を実施する。軌跡記憶部700は、前進部702によるスカラロボット3の動作の軌跡を記憶する。
ステップ105(S105)において、スカラロボット3の接触検知部は、障害物との接触を検知し、ロボットコントローラ7の停止検知部704へ接触を通知する。停止検知部704は、停止部708に接触の検知を通知する。
ステップ110(S110)において、スカラロボット3の接触検知部は、サーボコントローラ5を介してサーボモータ9を停止させる。また、停止検知部704は、実行中のプログラムを中断し、プログラム管理部712は、プログラムの中断位置を記憶する。さらに、座標管理部710は、スカラロボット3の停止座標を保持する。
ステップ120(S120)において、停止部708は、逆進したスカラロボット3を再停止させる。
ステップ125(S125)において、スカラロボット3の操作者は、スカラロボット3の動作軌跡内に人体又は外部移動物体が存在していないことを確認し、スカラロボット3を再稼働させるため、再起動スイッチを押下する。ロボットコントローラ7は、再起動スイッチの押下を検知した場合にS130へ移行し、押下を検知していない場合は待機する。
ステップ130(S130)において、前進部702は、逆進した軌跡をスカラロボット3に前進させる。プログラム管理部712は、座標管理部710により保持されたスカラロボット3の停止座標と再稼働したスカラロボット3の座標とが一致しているか否かを判定する。一致している場合は、S135へ移行する。一致していない場合は、一致するまでプログラムの再開を待つ。
ステップ135(S135)において、プログラム再開部714は、プログラム管理部により管理されるプログラムの中断位置からプログラムを再開する。
3…スカラロボット
5…サーボコントローラ
7…ロボットコントローラ
9…サーボモータ
11…サーボアクチュエータ
Claims (6)
- ロボットの動作の軌跡を記憶する軌跡記憶部と、
前記ロボットを動作させる前進部と、
前記前進部により動作する前記ロボットが障害物に接触したことを検知する検知部と、
前記検知部により障害物への接触が検知された場合に、前記ロボットを、前記軌跡記憶部により記憶された軌跡に基づいて、障害物との接触位置から逆進させる逆進部と、
前記逆進部により逆進した前記ロボットの動作を停止する停止部と
を有するロボット制御システム。 - 前記検知部により障害物との接触を検知した時のロボットの座標を保持する座標管理部と、
前記検知部により障害物との接触により中断したプログラムの中断位置を保持するプログラム管理部と、
前記停止部により中断されたプログラムを再開するプログラム再開部と、
をさらに有し、
前記座標管理部により保持された座標と、再稼働した前記ロボットの座標とが一致した場合に、前記プログラム再開部は、前記プログラム管理部により保持される中断した位置からプログラムを再開する
請求項1に記載のロボット制御システム。 - 前記前進部は、前記逆進部により逆進した軌跡を戻り、
前記プログラム再開部は、前記前進部により軌跡を戻るロボットの座標と前記座標管理部により保持された座標とが一致した場合に、プログラムを再開する
請求項2に記載のロボット制御システム。 - 前記ロボットは、サーボモータの発生推力と、減速機構による増加推力と、前記ロボット筐体の最大のモーメント長との合計推力値が40N以下である
請求項1に記載のロボット制御システム。 - ロボットの動作の軌跡を記憶するステップと、
前記ロボットを動作させるステップと、
前記動作させるステップにより動作する前記ロボットが障害物に接触したことを検知するステップと、
前記検知するステップにより障害物への接触が検知された場合に、前記ロボットを、前記記憶するステップにより記憶された軌跡に基づいて、障害物との接触位置から逆進させるステップと、
前記逆進するステップにより逆進した前記ロボットの動作を停止するステップと
を有するロボット制御方法。 - ロボットの動作の軌跡を記憶するステップと、
前記ロボットを動作させるステップと、
前記動作させるステップにより動作する前記ロボットが障害物に接触したことを検知するステップと、
前記検知するステップにより障害物への接触が検知された場合に、前記ロボットを、前記記憶するステップにより記憶された軌跡に基づいて、障害物との接触位置から逆進させるステップと、
前記逆進するステップにより逆進した前記ロボットの動作を停止するステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
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