JPWO2022176762A5

JPWO2022176762A5 - 制御装置、ロボットシステム、学習装置、軌跡モデル、制御方法、およびプログラム

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Publication number: JPWO2022176762A5
Application number: JP2023500791A
Authority: JP
Filing date: 2022-02-10
Publication date: 2023-06-26
Anticipated expiration: 2042-02-10

Description

本開示は、制御装置、ロボットシステム、学習装置、軌跡モデル、制御方法、およびプログラムに関する。

本開示は上述の事情に鑑みてなされたものであり、加工時のロボットの制御精度が高い制御装置、ロボットシステム、学習装置、軌跡モデル、制御方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

以下、本開示の実施の形態に係る制御装置、ロボットシステム、学習装置、軌跡モデル、制御方法、およびプログラムについて図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

Claims

加工対象物の加工を行うための加工工具が取り付け可能なロボットを制御する制御装置であって、
前記ロボットの動作開始点および動作終了点を少なくとも指定する駆動条件に、前記動作開始点から前記動作終了点に至るまでに前記ロボットが通る位置を示す基準中間点を対応付けて記憶している駆動条件記憶部と、
前記駆動条件記憶部から前記基準中間点を取得し、取得した前記基準中間点について、前記駆動条件に基づき、該基準中間点を通る基準軌跡を決定する基準軌跡決定部と、
前記ロボットの実際の軌跡を取得する実軌跡取得部と、
前記基準軌跡に応じて前記ロボットを制御することで前記加工対象物の加工を行う場合に前記実軌跡取得部で取得された加工時実軌跡の前記駆動条件に基づく理想軌跡からのずれを示す加工時軌跡誤差を取得された前記基準中間点について求め、前記基準中間点と前記加工時軌跡誤差との対応を学習して、前記加工時軌跡誤差を最小化する目標中間点を前記駆動条件に応じて示す軌跡モデルを生成する学習部と、
前記軌跡モデルから得られる前記目標中間点を通る目標軌跡を決定する目標軌跡決定部と、
前記基準軌跡または前記目標軌跡に応じて前記ロボットを制御する制御部と、
を備える制御装置。
前記実軌跡取得部は、前記ロボットの軌跡を測定する測定器を有し、前記測定器の測定値に応じて前記ロボットの前記軌跡を取得する、
請求項１に記載の制御装置。
加工対象物の加工を行うための加工工具が取り付け可能なロボットを制御する制御装置であって、
前記ロボットの動作開始点および動作終了点を少なくとも指定する駆動条件に対応づけられていて、前記動作開始点から前記動作終了点に至るまでに前記ロボットが通る位置を示す基準中間点を用いて、前記加工対象物の加工が行われる場合の前記基準中間点を通る基準軌跡に応じて制御された前記ロボットの実際の軌跡を示す加工時実軌跡の前記駆動条件に基づく理想軌跡からのずれを示す加工時軌跡誤差を求め、前記基準中間点と前記加工時軌跡誤差との対応を学習して、前記加工時軌跡誤差を最小化する目標中間点を前記駆動条件に応じて示す軌跡モデルを生成する学習部と、
前記軌跡モデルから得られる前記目標中間点を通る目標軌跡を決定する目標軌跡決定部と、
前記目標軌跡に応じて前記ロボットを制御する制御部と、
を備える制御装置。
前記加工工具による加工の際に前記加工対象物から前記ロボットが受ける力である反力を取得する反力取得部をさらに備え、
前記学習部は、前記基準中間点、前記加工時軌跡誤差、および前記加工時軌跡誤差が生じる場合の前記反力の対応を学習して、前記軌跡モデルを生成する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
前記制御部は、前記基準軌跡または前記目標軌跡、および前記反力取得部が取得した前記反力に応じて前記ロボットを制御する、
請求項４に記載の制御装置。
前記制御部は、前記反力の増大に従って、前記基準軌跡または前記目標軌跡が示す前記ロボットの位置を前記加工対象物から遠い位置に調節して、調節した前記ロボットの位置に応じて前記ロボットを制御する、
請求項５に記載の制御装置。
前記加工対象物についての情報を取得する加工対象物特定部をさらに備え、
前記学習部は、前記基準中間点、前記加工時軌跡誤差、および前記加工対象物についての情報の対応を学習して、前記駆動条件および前記加工対象物についての情報に応じて前記目標中間点を示す前記軌跡モデルを生成する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置。
前記加工対象物特定部は、
前記加工対象物の画像データを生成する撮影装置と、
前記撮影装置が生成した前記画像データから前記加工対象物の形状を決定する形状決定部と、を有し、
前記加工対象物についての情報として、前記加工対象物の形状を取得する、
請求項７に記載の制御装置。
前記加工対象物特定部は、前記ロボットに取り付けられて、前記加工対象物の形状を測定するレーザースキャナを有し、
前記加工対象物についての情報として、前記加工対象物の形状を取得する、
請求項７に記載の制御装置。
前記加工工具による加工は、前記加工対象物のバリ取りであって、
前記加工対象物特定部は、前記加工対象物に含まれるバリの形状を取得する、
請求項７から９のいずれか１項に記載の制御装置。
棒状の形状を有する前記加工工具が前記ロボットに取り付けられ、
前記バリの形状は、前記加工工具の延伸方向における前記バリの厚みの最小値、最大値、および平均値の少なくともいずれかを含む、
請求項１０に記載の制御装置。
前記バリの形状は、前記加工工具の移動方向における前記バリの長さの最小値、最大値、および平均値の少なくともいずれかを含む、
請求項１０に記載の制御装置。
前記加工時軌跡誤差は、前記理想軌跡が示す前記ロボットの位置である理想位置と前記実軌跡が示す前記ロボットの位置である実位置との距離が極大値となるときの前記実位置の前記理想位置からのずれを示す、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の制御装置。
前記極大値は、前記理想位置と前記実位置との距離の最大値である、
請求項１３に記載の制御装置。
加工対象物の加工を行うための加工工具が取り付け可能なロボットを制御する制御装置であって、
前記ロボットの動作開始点および動作終了点を少なくとも指定する駆動条件に応じて、前記ロボットを制御することで前記加工対象物の加工を行う場合の前記ロボットの実軌跡の前記駆動条件に基づく理想軌跡からのずれを示す加工時軌跡誤差を最小化する目標中間点を示す軌跡モデルを取得し、前記軌跡モデルから得られる前記目標中間点を通る目標軌跡を決定する目標軌跡決定部と、
前記目標軌跡に応じて前記ロボットを制御する制御部と、
を備える制御装置。
加工対象物の加工を行うための加工工具が取り付けられた先端リンクを備えるロボットの駆動条件に対応付けられた、前記先端リンクの非加工時実軌跡の理想軌跡からのずれを示す非加工時軌跡誤差を最小化するための基準中間点について、前記加工対象物の加工を行う場合の加工時実軌跡の前記理想軌跡からのずれを示す加工時軌跡誤差と加工時の反力を求め、前記基準中間点、前記加工時軌跡誤差、および前記加工時の反力との対応付けを学習して、前記ロボットの前記駆動条件を含む駆動指令が入力されると、前記反力に基づいて前記加工時軌跡誤差を最小化する目標中間点を出力する軌跡モデルを生成する、
制御装置。
加工対象物の加工を行うための加工工具が取り付け可能なロボットと、
前記ロボットの動作開始点および動作終了点を少なくとも指定する駆動条件に応じて前記ロボットを制御する請求項１から１６のいずれか１項に記載の制御装置と、
を備えるロボットシステム。
加工対象物の加工を行うための加工工具が取り付け可能なロボットを制御するための軌跡モデルを学習する学習装置であって、
前記ロボットの動作開始点および動作終了点を少なくとも指定する駆動条件に、前記動作開始点から前記動作終了点に至るまでに前記ロボットが通る位置を示す基準中間点を対応付けて記憶している駆動条件記憶部と、
前記駆動条件記憶部から前記基準中間点を取得し、取得した前記基準中間点について、前記駆動条件に基づき、該基準中間点を通る基準軌跡を決定する基準軌跡決定部と、
前記ロボットの実際の軌跡を取得する実軌跡取得部と、
前記基準軌跡に応じて前記ロボットを制御することで前記加工対象物の加工を行う場合に前記実軌跡取得部で取得された加工時実軌跡の前記駆動条件に基づく理想軌跡からのずれを示す加工時軌跡誤差を取得された前記基準中間点について求め、前記基準中間点と前記加工時軌跡誤差との対応を学習して、前記加工時軌跡誤差を最小化する目標中間点を前記駆動条件に応じて示す軌跡モデルを生成する学習部と、
を備える学習装置。
加工対象物の加工を行うための加工工具が取り付けられた先端リンクを備えるロボットの駆動条件に対応付けられた、前記先端リンクの非加工時実軌跡の理想軌跡からのずれを示す非加工時軌跡誤差を最小化するための基準中間点について、前記加工対象物の加工を行う場合の加工時実軌跡の前記理想軌跡からのずれを示す加工時軌跡誤差と加工時の反力を求め、前記基準中間点、前記加工時軌跡誤差、および前記加工時の反力との対応付けを学習することで得られ、
前記ロボットの前記駆動条件を含む駆動指令が入力されると、前記反力に基づいて前記加工時軌跡誤差を最小化する目標中間点を出力するよう、
コンピュータを機能させるための軌跡モデル。
加工対象物の加工を行うための加工工具が取り付け可能なロボットを制御する制御方法であって、
前記ロボットの動作開始点および動作終了点を少なくとも指定する駆動条件に基づき、前記駆動条件に対応付けられていて、前記動作開始点から前記動作終了点に至るまでに前記ロボットが通る位置を示す基準中間点を通る基準軌跡を決定し、
前記基準軌跡に応じて前記ロボットを制御することで前記加工対象物の加工を行う場合の前記ロボットの加工時実軌跡の前記駆動条件に基づく理想軌跡からのずれを示す加工時軌跡誤差を前記基準中間点のそれぞれについて求め、前記基準中間点と前記加工時軌跡誤差との対応を学習して、前記加工時軌跡誤差を最小化する目標中間点を前記駆動条件に応じて示す軌跡モデルを生成し、
前記軌跡モデルから得られる前記目標中間点を通る目標軌跡を決定し、
前記基準軌跡または前記目標軌跡に応じて前記ロボットを制御する、
制御方法。
加工対象物の加工を行うための加工工具が取り付け可能なロボットを制御するコンピュータを、
前記ロボットの動作開始点および動作終了点を少なくとも指定する駆動条件に、前記動作開始点から前記動作終了点に至るまでに前記ロボットが通る位置を示す基準中間点を対応付けて記憶している駆動条件記憶部、
前記駆動条件記憶部から前記基準中間点を取得し、取得した前記基準中間点について、前記駆動条件に基づき、該基準中間点を通る基準軌跡を決定する基準軌跡決定部、
前記ロボットの実際の軌跡を取得する実軌跡取得部、
前記基準軌跡に応じて前記ロボットを制御することで前記加工対象物の加工を行う場合に前記実軌跡取得部で取得された加工時実軌跡の前記駆動条件に基づく理想軌跡からのずれを示す加工時軌跡誤差を取得された前記基準中間点について求め、前記基準中間点と前記加工時軌跡誤差との対応を学習して、前記加工時軌跡誤差を最小化する目標中間点を前記駆動条件に応じて示す軌跡モデルを生成する学習部、
前記軌跡モデルから得られる前記目標中間点を通る目標軌跡を決定する目標軌跡決定部、および
前記基準軌跡または前記目標軌跡に応じて前記ロボットを制御する制御部、
として機能させるためのプログラム。