JP7624850B2 - Robot arm control device, control method, system, and program - Google Patents
Robot arm control device, control method, system, and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP7624850B2 JP7624850B2 JP2021035319A JP2021035319A JP7624850B2 JP 7624850 B2 JP7624850 B2 JP 7624850B2 JP 2021035319 A JP2021035319 A JP 2021035319A JP 2021035319 A JP2021035319 A JP 2021035319A JP 7624850 B2 JP7624850 B2 JP 7624850B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- setting
- robot arm
- compensation
- control device
- held object
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 65
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 22
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 5
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Description
本発明は、ロボットアームの制御装置、制御方法、システム、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a robot arm control device, control method, system, and program.
従来、ロボットアームの保持物等に関するパラメータを設定し、設定されたパラメータに基づいて、慣性補償及び重力補償を行うことが知られている。特許文献1には、アームに作用してワークの重量を重力とバランスさせる機構を備え、ワークに作用する力の大きさに応じてアームを駆動するパワーアシスト付き助力アームに関する技術について開示されている。特許文献2には、操作状態等に応じて、パワーアシスト装置のインピーダンス制御と力制御とを条件に応じて切り替える技術が開示されている。特許文献3には、ロボットアームが保持する保持物の重量を自重補償装置で支える技術について開示されている。 Conventionally, it is known to set parameters related to the object held by a robot arm, and perform inertia compensation and gravity compensation based on the set parameters. Patent Document 1 discloses technology related to a power-assisted assisting arm that has a mechanism that acts on the arm to balance the weight of the work with gravity, and drives the arm according to the magnitude of the force acting on the work. Patent Document 2 discloses technology that switches between impedance control and force control of a power assisting device according to conditions, such as the operating state. Patent Document 3 discloses technology that supports the weight of an object held by a robot arm with a weight compensation device.
従来技術において、ロボットアームで保持物を保持等する際に、保持物の重量についてはロボットアームではなく、他の装置で支持する場合、ロボットアームにより保持物に対する重力補償を行う必要がない。しかしながら、従来技術において、慣性補償と独立して、ロボットアームの重力補償の機能を停止させることはできない。また、重力補償を行わないことを前提として保持物に関するパラメータを設定するために、例えば、保持物の重量をゼロに設定すると、重力補償は行われないが、保持物の重量は実際にはゼロではないため、慣性補償が適切に機能しない場合がある。特に、慣性補償が適切に機能しないことによる位置決め静定性の低下や、慣性補償調整後の重力補償による位置決め精度の低下が懸念される。 In conventional technology, when a robot arm holds an object, if the weight of the object is supported by another device rather than the robot arm, there is no need for the robot arm to perform gravity compensation for the object. However, in conventional technology, the gravity compensation function of the robot arm cannot be stopped independently of inertia compensation. Furthermore, if the weight of the object is set to zero, for example, to set parameters related to the object on the premise that gravity compensation will not be performed, gravity compensation will not be performed, but since the weight of the object is not actually zero, inertia compensation may not function properly. In particular, there are concerns about a decrease in positioning stability due to inertia compensation not functioning properly, and a decrease in positioning accuracy due to gravity compensation after inertia compensation adjustment.
本発明の目的の一つは、重力補償の要否に関わらず、ロボットアームの慣性補償をより適切に機能させることに関する技術を提供することにある。 One of the objectives of the present invention is to provide a technology that enables inertia compensation of a robot arm to function more appropriately, regardless of whether gravity compensation is required.
本発明の一実施形態に係るロボットアームの制御装置は、前記ロボットアームの保持物に対する慣性補償の設定と独立して、前記保持物に対する重力補償を設定可能に構成されている。 The control device for a robot arm according to one embodiment of the present invention is configured to be able to set gravity compensation for an object held by the robot arm independently of setting inertia compensation for the object.
本発明の一実施形態に係るロボットアームの制御設定方法は、前記ロボットアームの保持物に対する慣性補償の設定と独立して、前記保持物に対する重力補償の設定を受け付けることを含む。 A method for controlling and setting a robot arm according to one embodiment of the present invention includes accepting a setting for gravity compensation for an object held by the robot arm independently of a setting for inertia compensation for the object.
本発明の一実施形態に係るシステムは、保持物を保持する多関節のロボットアームと、前記ロボットアームの制御装置と、前記保持物の重量を支持する支持装置と、を備え、前記制御装置は、前記ロボットアームの保持物に対する重力補償を実行せずに、前記保持物に対する慣性補償を実行する。 A system according to one embodiment of the present invention includes a multi-joint robot arm that holds an object, a control device for the robot arm, and a support device that supports the weight of the object, and the control device performs inertia compensation for the object held by the robot arm without performing gravity compensation for the object.
本発明の一実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、ロボットアームの保持物に対する慣性補償の設定と独立して、前記保持物に対する重力補償の設定を受け付けることを含む制御設定方法を実行させる。 A program according to one embodiment of the present invention causes a computer to execute a control setting method that includes accepting gravity compensation settings for an object held by a robot arm independently of inertia compensation settings for the object.
本発明によれば、重力補償の要否に関わらず、ロボットアームの慣性補償をより適切に機能させることに関する技術を提供することができる。 The present invention provides a technology that allows inertia compensation of a robot arm to function more appropriately, regardless of whether gravity compensation is required.
以下、図面を参照しつつ、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。 The present invention will be described below through embodiments of the invention with reference to the drawings. However, the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and not all of the combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the solution of the invention. The same or equivalent components, parts, and processes shown in each drawing are given the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted as appropriate.
図1から図3を参照して、本実施形態に係るロボットシステムの構成を説明する。図1は本実施形態に係るロボットシステムの機能ブロックを示す図である。図2は、ロボットアームの一例を模式的に示す図である。図3は、保持物を保持するロボットシステムの一例を模式的に示す図である。 The configuration of the robot system according to this embodiment will be described with reference to Figures 1 to 3. Figure 1 is a diagram showing functional blocks of the robot system according to this embodiment. Figure 2 is a diagram showing a schematic diagram of an example of a robot arm. Figure 3 is a diagram showing a schematic diagram of an example of a robot system that holds an object.
ロボットシステム100は、ロボットアーム20と、ロボットアーム20を制御する制御装置10と、表示装置60と、入力装置62と、支持装置70を備えている。
The
本実施形態に係るロボットシステム100において、支持装置70は、保持物Wの重量を支持する装置である。支持装置70は、自重支持装置71及び操作治具72を備える。自重支持装置71はベース(図示せず)に固定された支柱(アシスト構造)を備えて構成される。操作治具72は、保持物Wを保持可能に構成されている。操作治具72は、例えば、弾性体、モーター、又はエアシリンダーなどを備えて構成されたバランスツール(バランサ)を含む。操作治具72は、自重支持装置71に接続されている。自重支持装置71は、操作治具72を介して、操作治具72に保持された保持物の重量を支持するように構成されている。支持装置70は、保持物の搬送のために、操作治具72を介してロボットアーム20により操作される。すなわち、ロボットアーム20は、保持物、又は支持装置70の操作治具72を保持(把持)して、保持物Wを搬送するように動作する。以下の説明において、ロボットアーム20は、保持物を直接保持するのではなく、支持装置70を保持することによって間接的に保持物を保持する場合についても、ロボットアーム20が保持物を保持する、と表現する場合がある。
In the
例えば、図3に示すように、操作治具72は、操作治具72の長手方向の一方の端部(第1端部)付近で、自重支持装置71の長手方向(垂直方向)を軸として回転可能に支持されている。操作治具72の他方の端部(第2端部)付近の上面には、操作部73が設けられている。操作治具72の第2端部付近の下面には、保持物Wが保持されている。保持物Wは、任意の方法で保持される。例えば、保持物Wは、操作治具72の第2端部付近の下面に設けられた吸着パッドにより保持されてもよいし、電磁力で保持されてもよい。ロボットアーム20は、操作部73を把持し、例えば、自重支持装置71の長手方向を軸として操作治具72をd1方向に回転させるように動作することにより、操作治具72に保持された保持物Wを搬送することができる。すなわち、操作治具72(バランスツールを含む。)は、ロボットアーム20の動作と同期して動作し、それにより保持物Wを搬送することができる。
For example, as shown in FIG. 3, the
なお、ロボットアーム20は、操作部73ではなく、保持物Wを直接把持し、自重支持装置71を軸として操作治具72をd1方向に回転するように動作することにより、操作治具72に保持された保持物Wを搬送させることも可能である。
The
図4を参照して、支持装置70の変形例である支持装置70aについて説明する。支持装置70aは、クレーン型の支持装置である。支持装置70aは、支柱711a、アーム712a、及び操作治具72aを備える。支柱711a及びアーム712aにより、自重支持装置を構成する。操作治具72aは、例えば、弾性体、モーター、吊り下げ機構、又はエアシリンダーなどのうち一つ又は複数を備えて構成されたバランスツール(バランサ)を含む。
With reference to FIG. 4,
支柱711aの長手方向下端は、ベース(図示せず)に固定されている。アーム712aは、長手方向が水平に延在するような向きでその一端が支柱711aの上端付近で支持されている。操作治具72aの一端には、アーム712aの下面に設けられたレール(図示せず)に操作治具72aを取り付けるための取付機構が設けられている。取付機構は、任意の部材により構成されるが、例えば、フックを含んで構成される。操作治具72aは、取付機構を介してアーム712aに接続される。操作治具72aは、アーム712aから(すなわち、支持装置70から)取り外し可能である。操作治具72aの他端は、保持物Wを保持可能に構成された保持機構を備える。当該保持機構は、任意の部材により構成され、例えば、フックを含んで構成される。
The lower end of the
ロボットアーム20は、操作治具72aを把持し、d2方向に動かすように動作する。ロボットアーム20の当該動作に同期して、操作治具72aの取付機構がd2方向にアーム712aのレールに沿って移動することにより、操作治具72aの全体が移動し、保持物Wがd2方向に搬送される。
The
図1から図3の説明に戻る。ロボットアーム20は、例えば、垂直多関節ロボットであり、ベース(図示しない)と、複数のリンク20Lと、複数のジョイント20Jと、エンドエフェクタ20Eと、一又は複数の駆動部30と、一又は複数の直列弾性アクチュエータ40と、圧力検出部50とを備える。ロボットアーム20は、エンドエフェクタ20Eを介して支持装置70(操作治具72)を保持及び操作する。ロボットアーム20は、垂直多関節ロボットに限られることはなく、例えば、水平多関節型ロボット装置、パラレルリンク型ロボット装置であってもよい。
Returning to the explanation of Figs. 1 to 3, the
リンク20Lは、剛性を有する部材から構成されており、例えば、ベースに対して回動可能に取り付けられた胴部に相当するリンク20Lと、胴部に対して回動可能に取り付けられた下腕部に相当するリンク20Lと、下腕部に対して回動可能に取り付けられた上腕部に相当するリンク20Lと、上腕部に対して回動可能に取り付けられた手首部に相当するリンク20L(図示しない)とを備える。
The
エンドエフェクタ20E(「保持機構」の一例)は、対象物(例えば、保持物又は支持装置70)を保持する機能を有する。エンドエフェクタ20Eは、手首部に相当するリンク20Lの先端に取り付けられており、例えば、アクチュエータによって開閉する可動プレート20E1及び20E2によって対象物を挟んで保持可能に構成されている。但し、エンドエフェクタ20Eは、これに限られるものではなく、例えば、対象物の表面を保持するための複数の吸着パッドと制御装置10から送信される制御信号に基づいて吸着パッドに負圧を発生させるアクチュエータを備えるものや、或いは、電磁力で対象物を保持するものであってもよい。本実施形態に一例として示されるロボットアーム20は、保持機構とは区別される駆動機構により倣い動作を実行することができる。
The
本実施形態に係るロボットアーム20は、リンク20L同士を接続する少なくとも一つのジョイント20J、及びリンク20Lと保持物Wとを接続するジョイント20Jに設けられた直列弾性アクチュエータ40を備えている。例えば、直列弾性アクチュエータ40は、ロボットアーム20の全てのジョイント20Jに搭載されている。
The
直列弾性アクチュエータ40(「柔軟性を備えた駆動機構」の一例)は、例えば、駆動部42と、駆動部42に接続される弾性体44とから構成される。駆動部42は、例えば、サーボモータから構成される。弾性体44は、例えば、機械ばね(例えば板状ばね)から構成される。板状ばねは高いねじり剛性を有するため、本実施形態における倣い動作に適している。直列弾性アクチュエータ40において駆動部42から出力される動力は、弾性体44を介して、出力側のリンク20Lに伝達し、これを回動させる。更に、本実施形態に係る直列弾性アクチュエータ40は、機械ばねの変位量を取得するためのセンサ(図示しない)を備えている。
The series elastic actuator 40 (an example of a "flexible drive mechanism") is composed of, for example, a
圧力検出部50は、ロボットアーム20により対象物を何らかの物体の表面に接触させたときの接触圧力を検出する。圧力検出部50によって検出された接触圧力を実質的に一定に制御することによって対象物を何らかの物体に倣わせる倣い動作を行うことができる。
The
以上のようなロボットアーム20の構成によれば、柔軟性を備えた駆動機構に相当する直列弾性アクチュエータ40によって駆動される部分の慣性、質量及び長さ、外力並びに弾性体44である機械ばねのばね定数をパラメータとする運動方程式が成立する。このため、制御装置10は、機械ばねのばね定数及び変位量に基づいて、インピーダンスを制御するメカニカル・コンプライアンス制御を行うように構成される。
With the above-described configuration of the
なお、直列弾性アクチュエータ40は、駆動部42であるサーボモータの駆動軸に接続され、動力を機械ばねに伝達するギヤを備えていてもよい。更に、直列弾性アクチュエータ40は、粘性に基づいて衝撃を緩和させるダンパ機構及び動力の伝達をスイッチするためのクラッチ機構を備えてもよい。粘性を有するダンパ機構等の粘性体を付与する場合、運動方程式には、粘性定数がパラメータとして加えられる。例えば、粘性定数にリンク角度の時間変化を乗じた値をトルクとして考慮された運動方程式が成立する。
The series
直列弾性アクチュエータ40によって駆動されるリンク20L以外のリンク20Lが存在する場合、このようなリンク20Lは、例えば、サーボモータから構成される駆動部30によって駆動される。駆動部30は、出力側のリンク20Lを駆動軸回りに回動させる。駆動部30は、リンク20Lに搭載されていてもよい。以上のような構成により、複数のリンク20Lを回動させることが可能になるため、リンク20Lの先端に相当するジョイント20Jの位置及び姿勢を変化させることが可能となる。
When there are
本実施形態において、制御装置10は、ロボットアーム20の保持物Wに対する慣性補償の設定と独立して、保持物Wに対する重力補償を設定可能に構成されている。その結果、本実施形態によれば、重力補償の要否に関わらず、ロボットアーム20の慣性補償をより適切に機能させることができる。
In this embodiment, the
また、一般に、柔軟性を備えた駆動機構を有するロボットアームにおいて、(1)慣性補償が適切に機能しない場合、位置決め静定性(振動抑制機能)が低下する(柔軟性を有する関節は揺れやすい)、及び(2)慣性補償に応じて重力補償が最適に機能しない場合、位置決め位置が最適にならないことがある(柔軟性によるロボットアームの沈みの補正が最適とならない)といった課題が生じ得る。本実施形態によれば、ロボットアーム20が柔軟性を備えた駆動機構を有する場合であっても、上記のとおり重力補償の要否に関わらず、ロボットアーム20の慣性補償をより適切に機能させることができる。
In general, in a robot arm having a flexible drive mechanism, problems may arise such as: (1) if inertia compensation does not function properly, positioning stability (vibration suppression function) decreases (flexible joints are prone to shaking); and (2) if gravity compensation does not function optimally in response to inertia compensation, the positioning position may not be optimal (compensation for sinking of the robot arm due to flexibility is not optimal). According to this embodiment, even if the
図1に示すように、制御装置10は、補償設定入力部11と、制御命令取得部12と、補償実行部13、倣い動作実行部14と、エラー検知部16と、判断部18とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
補償設定入力部11は、ロボットアーム20による保持物Wに対する慣性補償の設定情報と、保持物Wに対する重力補償の設定情報の入力を受け付ける。補償設定入力部11は、例えば、ユーザ操作に応じて、保持物Wに対する慣性補償及び重力補償の設定情報の入力を受け付ける。また、補償設定入力部11は、ユーザ操作に応じて、慣性補償の設定情報の入力と、重力補償を設定情報の入力とをそれぞれ独立して受け付けることが可能である。補償設定入力部11が入力を受け付けた慣性補償及び重力補償の設定情報は、制御命令に変換されて、制御命令取得部12に出力される。
The compensation setting
慣性補償の設定情報及び重力補償を設定情報は、慣性補償及び重力補償を実行するための任意の情報を含む。例えば、慣性補償の設定情報は、慣性補償を実行するか否かの設定情報を含んでもよい。重力補償の設定情報は、重力補償を実行するか否かの設定情報を含んでもよい。また、重力補償又は慣性補償の設定情報は、重力補償又は慣性補償のための保持物Wに関するパラメータ設定を含んでもよい。重力補償又は慣性補償のための保持物Wに関するパラメータ設定は、例えば、保持物Wの重量及び重心位置情報(又はツールセンターポイント)のパラメータの設定を含んでもよい。 The inertia compensation setting information and gravity compensation setting information include any information for executing inertia compensation and gravity compensation. For example, the inertia compensation setting information may include setting information on whether to execute inertia compensation. The gravity compensation setting information may include setting information on whether to execute gravity compensation. Furthermore, the gravity compensation or inertia compensation setting information may include parameter settings related to the held object W for gravity compensation or inertia compensation. The parameter settings related to the held object W for gravity compensation or inertia compensation may include, for example, parameter settings of the weight and center of gravity position information (or tool center point) of the held object W.
本実施形態において、重力補償とは、ロボットアーム20が保持している物体の重量に起因して作用する重力を相殺する(キャンセルする)ような力をロボットアーム20に加える制御である。慣性補償とは、ロボットアーム20が保持している物体の重量に起因して作用する慣性力を相殺するような力をロボットアーム20に加える制御である。本実施形態において、補償設定入力部11を介して入力された設定情報に基づいて実行される重力補償及び慣性補償には、ロボットアーム20の自重に起因する重力及び慣性力を相殺する制御は、特に言及しない限り含まれない。
In this embodiment, gravity compensation is control that applies a force to the
制御命令取得部12は、ロボットアーム20の各駆動部30に相当するサーボモータ及び直列弾性アクチュエータ40のサーボモータを制御するための制御命令を取得する。この制御命令は、例えば、ロボットアーム20の基準となる位置(例えば、手先位置に相当するジョイント20Jのセンターポイント。以下、「基準位置」とも称する。)の開始位置及びその時の姿勢と、目標位置及びその時の姿勢と、目標位置を基準として目標位置からロボットアーム20の基準位置が離れることができる許容範囲と、開始位置と一つ又は複数の目標位置を結ぶ移動経路とを含む各種情報に基づいて生成される。後述するように、本実施形態に係るロボットアームの動作方法においては、ロボットアーム20によって保持される保持物Wが対象物と接触した状態で保持物Wを対象物の表面に倣って移動させるような経路を取得することが可能である。制御命令取得部12は、基準位置を経路に従って移動させるための各サーボモータを制御するための制御命令を演算処理等により取得する。例えば、制御命令取得部12は、逆運動学演算(インバースキネマティクス)により、基準位置が経路上に位置するための各サーボモータの回転角度を算出し、これに基づいて制御命令を生成する。
The control
補償実行部13は、制御命令取得部12により取得された慣性補償及び重力補償に関する制御命令に基づいて、慣性補償及び重力補償を実行するように制御する。すなわち、補償実行部13は、補償設定入力部11を介して受け付けた保持物に対する慣性補償の設定情報と、保持物に対する重力補償の設定情報とに基づいて、慣性補償及び重力補償を実行するように制御する。例えば、慣性補償の設定情報が慣性補償を有効にすることを示し、重力補償の設定情報が重力補償を無効にすることを示すとする。この場合、補償実行部13は、補償設定入力部11が受け付けた保持物に対する慣性補償の設定情報と、保持物に対する重力補償の設定情報とに基づいて、慣性補償を実行し、重力補償を無効化する(重力補償を実行しない)ように制御する。重力補償及び慣性補償は、駆動部30及び直列弾性アクチュエータ40の駆動に基づいて実行される。
The
本実施形態において、保持物Wの重量は、ロボットアーム20とは異なる装置である支持装置70により支持される。この場合において、ロボットアーム20は、保持物Wに対する重力補償を実行する必要がない。従って、本実施形態において、補償実行部13は、補償設定入力部11が受け付けた保持物に対する慣性補償の設定情報と、保持物に対する重力補償の設定情報とに基づいて、慣性補償を実行し、重力補償を実行しないように制御可能であることは有効である。
In this embodiment, the weight of the held object W is supported by a
倣い動作実行部14は、ロボットアーム20の直列弾性アクチュエータ40を弾性変形させることによって、ロボットアーム20が保持物を対象物に接触させて倣わせる倣い動作を実行させる。倣い動作とは、保持物を対象物に接触させながら、保持物を対象物に対して相対的に移動させることをいう。ここで、相対的に移動させることは、並進移動に限られず、対象物に対して保持物を相対的に回転移動させることを含む。倣い動作実行部14は、圧力検出部50によって検出される接触圧力が実質的に一定値又は所定範囲内となるように、直列弾性アクチュエータ40の弾性体44を弾性変形させるように構成されている。これにより、対象物又は組付部位に対して、かじりなどの損傷を抑制しつつ組付作業を実行することができる。
The tracing
エラー検知部16は、ロボットアーム20の動作中に圧力検出部50が検出した接触圧力の測定値に基づいてエラー情報を検知する。例えば、圧力検出部50が、倣い動作中の接触圧力の測定値がしきい値を超える場合、エラー検知部16は、保持物又は対象物に何らかの欠陥があると判断してエラー情報を検知する。
The
判断部18は、エラー検知部16が検知したエラー情報のエラー内容に基づいて、ロボットアーム20のエラー後の動作を判断する。具体的には、判断部18は、倣い動作中に初めて発生した第1エラー情報であれば、ロボットアーム20に保持させる保持物を交換した後に再度の倣い動作を実行させる。他方で、保持物を既に交換した後に発生した再度の倣い動作中に発生した第2エラー情報であれば、ロボットアーム20の動作を停止する。第1エラー情報であれば、保持物に異物が付着している等の保持物単体の異常である可能性が高いため、ロボットアーム20に再度の倣い動作を実行させることでエラー問題が解消する可能性がある。他方で、第2エラー情報であれば、保持物の製造ロット単位又は組付部位自体の異常である可能性が高いため、保持物を交換してもエラー問題が解消しない可能性が高い。したがって、このような場合、ロボットアーム20の動作を停止させる。なお、第2エラー情報は、エラー回数が2回目であることに限らず、3回目以降であってもよい。制御装置10の判断部18によって判断されたエラーの種類に応じた情報(特に第2エラー情報)は、表示装置60に表示することによってユーザに報知するようにしてもよい。
The
ハードウェア構成に関し、制御装置10は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphical Processing Unit)等のプロセッサである演算素子と、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の揮発性記憶素子(記憶部)と、NORフラッシュメモリ、NANDフラッシュメモリ、HDD(Hard Disc Drive)等の不揮発性記憶素子(記憶部)と、これらを接続するバス等の通信手段を備えるコンピュータから構成することが可能である。不揮発性記憶素子には、例えば、本実施形態に示される各処理を実行するためのコンピュータプログラムが格納されている。揮発性記憶素子は、これらコンピュータプログラムの少なくとも一部及び演算処理結果等を一時的に記憶する。但し、これら演算素子、不揮発性記憶素子等の少なくとも一部は、インターネット等の通信ネットワークに接続された遠隔地に設置されていてもよい。例えば、演算素子は、通信ネットワークを介して、コンピュータプログラム又は必要なデータを取得するように構成されてもよい。
Regarding the hardware configuration, the
制御装置10、ロボットアーム20、表示装置60及び入力装置62は、それぞれ無線又は有線による通信手段によって情報の送受信が可能に構成されている。なお、制御装置10には、ロボットシステム100に動作教示するための教示装置(図示しない)が接続されてもよい。教示装置は、現場で実際にロボットアーム20を動かしてその時の基準部分の位置及び姿勢を開始位置として教示するオンラインティーチングに従う教示装置でもよいし、コンピュータプログラムによって基準部分の位置及び姿勢を開始位置として教示する、テキスト型、シミュレータ型、エミュレータ型、又は、自動ティーチング型等のオフラインティーチングに従う教示装置でもよい。
The
表示装置60及び入力装置62は、表示部及び入力部を備えるコンピュータであってもよいし、タッチパネル等のように一体として構成されていてもよい。
The
表示装置60は、制御装置10から受信したデータに応じて、制御装置10に対する各種設定を行うための画面を表示する。入力装置62は、各種ユーザ操作の入力を受け付け、当該入力に応じたデータを制御装置10に出力する。例えば、表示装置60は、ロボットアーム20による保持物Wに対する慣性補償の設定と、重力補償の設定と別々に(独立して)行うための画面を表示することができる。入力装置62は、ユーザ操作に応じて、ロボットアーム20による保持物Wに対する慣性補償の設定情報と、保持物Wに対する重力補償の設定情報の入力を受け付け、制御装置10に出力することができる。
The
図5を参照して、本実施形態における制御装置10における処理フローの一例として、制御設定方法を含む処理フローを説明する。以下に説明する各処理ステップは、例えば、制御装置10のプロセッサが記憶部に記憶されたコンピュータプログラムを読み込み、実行することにより実現される。
With reference to FIG. 5, a processing flow including a control setting method will be described as an example of a processing flow in the
ステップS501において、制御装置10は、ロボットアーム20の保持物Wに対する慣性補償及び重力補償の設定を受け付ける。このとき、制御装置10は、保持物Wに対する慣性補償の設定と独立して、保持物Wに対する重力補償の設定を受け付けることが可能である。
In step S501, the
ステップS502において、制御装置10は、ロボットアーム20の動作を制御して、保持物Wの搬送を開始する。ロボットアーム20の動作は、制御装置10に対して予め記憶又は設定された教示データに応じて制御されてもよいし、ユーザ操作に応じて制御装置10により制御されてもよい。
In step S502, the
ステップS503において、制御装置10は、ステップS501で受け付けた慣性補償及び重力補償の設定に基づいて、慣性補償及び重力補償を実行する。
In step S503, the
ステップS504において、制御装置10は、ロボットアーム20の動作は完了であるか否かを判断し、完了ではない場合(S504でNo)、処理はステップS503へ進む。完了である場合(S504でYes)、図5に示す処理は終了する。
In step S504, the
以上のように本実施形態によれば、制御装置10は、ロボットアーム20の保持物Wに対する慣性補償の設定と独立して、保持物Wに対する重力補償を設定可能に構成されている。その結果、重力補償の要否に関わらず、ロボットアーム20の慣性補償をより適切に機能させることができる。
As described above, according to this embodiment, the
本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。上記実施形態及び変形例において説明したいずれかの態様は、当業者の理解に矛盾がない範囲で他の態様と組み合わせて適用することも可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be modified and applied in various ways. Any of the aspects described in the above-described embodiment and modified examples can be applied in combination with other aspects to the extent that it is not inconsistent with the understanding of a person skilled in the art.
また、柔軟性を備えた駆動機構として、直列弾性アクチュエータの他、様々な駆動機構を利用することが可能である。ここで、「柔軟性を備えた」とは、弾性、粘性又は弾性及び粘性を備えていることをいう。弾性とは、応力を加えると変形し、応力を除去すると元に戻る性質をいい、弾性変形のしやすさを示す可撓性という言葉で表現される場合もある。粘性とは、流体の流動速度を一様化する応力を生じさせる性質をいう。粘性、弾性を付与するために、磁性流体、機械ばね(板ばね、ねじりコイルばね)、空気ばね、磁力ばね、ベーンモータ、印加電圧に応じて粘性を調整可能な電機粘性流体を用いた可変ダンパ、等を用いてもよい。 In addition to the series elastic actuator, various other driving mechanisms can be used as driving mechanisms with flexibility. Here, "having flexibility" means having elasticity, viscosity, or both elasticity and viscosity. Elasticity refers to the property of being deformed when stress is applied and returning to the original shape when the stress is removed, and is sometimes expressed as the term flexibility, which indicates the ease of elastic deformation. Viscosity refers to the property of generating stress that makes the flow speed of a fluid uniform. In order to impart viscosity and elasticity, magnetic fluids, mechanical springs (leaf springs, torsion coil springs), air springs, magnetic springs, vane motors, variable dampers using electro-viscous fluids whose viscosity can be adjusted according to the applied voltage, etc. may be used.
上記発明の実施形態を通じて説明された実施の態様は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせ又は変更若しくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 The implementation modes described through the above embodiments of the invention can be combined or modified or improved as appropriate depending on the application, and the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. It is clear from the claims that such combinations or modified or improved forms are also included in the technical scope of the present invention.
10…制御装置、20…ロボットアーム、30…駆動部、40…直列弾性アクチュエータ、70…、支持装置、W…保持物 10...Control device, 20...Robot arm, 30...Drive unit, 40...Series elastic actuator, 70...Support device, W...Holding object
Claims (14)
前記慣性補償の設定における前記保持物の重量は、前記重力補償の設定における前記保持物の重量とは異なる値に設定可能に構成されている、制御装置。 A control device for a robot arm, the control device being configured to be able to set gravity compensation for a held object independently of setting of inertia compensation for the held object of the robot arm,
A control device configured to enable the weight of the held object in the inertia compensation setting to be set to a value different from the weight of the held object in the gravity compensation setting .
前記ロボットアームの制御装置と、
前記保持物の重量を支持する支持装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記保持物に対する慣性補償の設定と独立して、前記保持物に対する重力補償を設定可能に構成されており、
前記慣性補償の設定における前記保持物の重量は、前記重力補償の設定における前記保持物の重量とは異なる値に設定可能に構成されている、システム。 A multi-joint robot arm that holds an object;
A control device for the robot arm;
A support device for supporting the weight of the held object;
Equipped with
The control device is configured to be able to set gravity compensation for the held object independently of setting of inertia compensation for the held object,
The system is configured such that the weight of the retained object in the inertia compensation setting can be set to a value different from the weight of the retained object in the gravity compensation setting .
前記バランスツールは、前記ロボットアームの動作と同期して動作する、請求項10に記載のシステム。 the support apparatus includes a balancing tool;
The system of claim 10 , wherein the balancing tool moves in synchronization with the movement of the robotic arm.
前記慣性補償の設定における前記保持物の重量は、前記重力補償の設定における前記保持物の重量とは異なる値に設定可能に構成されている制御設定方法。 A control setting method for a robot arm, comprising: receiving a setting of gravity compensation for a held object independently of a setting of inertia compensation for the held object of the robot arm;
A control setting method configured so that a weight of the held object in the inertia compensation setting can be set to a value different from a weight of the held object in the gravity compensation setting .
ロボットアームの保持物に対する慣性補償の設定と独立して、前記保持物に対する重力補償の設定を受け付けることを含み、
前記慣性補償の設定における前記保持物の重量は、前記重力補償の設定における前記保持物の重量とは異なる値に設定可能に構成されている制御設定方法を実行させるためのプログラム。 On the computer,
receiving a setting of gravity compensation for the held object independently of a setting of inertia compensation for the held object of the robot arm ;
A program for executing a control setting method configured so that the weight of the held object in the inertia compensation setting can be set to a value different from the weight of the held object in the gravity compensation setting .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021035319A JP7624850B2 (en) | 2021-03-05 | 2021-03-05 | Robot arm control device, control method, system, and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021035319A JP7624850B2 (en) | 2021-03-05 | 2021-03-05 | Robot arm control device, control method, system, and program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022135487A JP2022135487A (en) | 2022-09-15 |
JP7624850B2 true JP7624850B2 (en) | 2025-01-31 |
Family
ID=83231692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021035319A Active JP7624850B2 (en) | 2021-03-05 | 2021-03-05 | Robot arm control device, control method, system, and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7624850B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7640630B1 (en) | 2023-09-08 | 2025-03-05 | 株式会社バイナス | Autonomous transport system with robotic transport device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000198091A (en) | 1999-01-08 | 2000-07-18 | Hitachi Zosen Corp | Multi-arm cooperative robot system |
JP2014050910A (en) | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Transportation system and transportation method of the same |
JP2014140300A (en) | 2010-02-02 | 2014-07-31 | Gm Global Technology Operations Inc | Architecture for robust force and impedance control of series elastic actuators |
WO2017033353A1 (en) | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 川崎重工業株式会社 | Remote control robot system |
JP2018126807A (en) | 2017-02-06 | 2018-08-16 | トヨタ車体株式会社 | Workpiece transport device |
JP6387113B2 (en) | 2014-12-25 | 2018-09-05 | 川崎重工業株式会社 | Automatic object transfer system |
JP2019072804A (en) | 2017-10-17 | 2019-05-16 | ユニパルス株式会社 | Article movement device system |
JP2020511910A (en) | 2017-03-24 | 2020-04-16 | レインボー ロボティックスRainbow Robotics | Series elastic actuator device, serial elastic actuator control method, and system using the same |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0493189A (en) * | 1990-08-07 | 1992-03-25 | Toyota Motor Corp | Transfer device for heavy body |
JP3316967B2 (en) * | 1993-09-22 | 2002-08-19 | 豊田工機株式会社 | Robot control device |
JP2761574B2 (en) * | 1994-07-06 | 1998-06-04 | 工業技術院長 | Method of controlling force assist device and device thereof |
JPH091492A (en) * | 1995-06-19 | 1997-01-07 | Yaskawa Electric Corp | Heavyweight workpiece conveying method |
-
2021
- 2021-03-05 JP JP2021035319A patent/JP7624850B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000198091A (en) | 1999-01-08 | 2000-07-18 | Hitachi Zosen Corp | Multi-arm cooperative robot system |
JP2014140300A (en) | 2010-02-02 | 2014-07-31 | Gm Global Technology Operations Inc | Architecture for robust force and impedance control of series elastic actuators |
JP2014050910A (en) | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Transportation system and transportation method of the same |
JP6387113B2 (en) | 2014-12-25 | 2018-09-05 | 川崎重工業株式会社 | Automatic object transfer system |
WO2017033353A1 (en) | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 川崎重工業株式会社 | Remote control robot system |
JP2018126807A (en) | 2017-02-06 | 2018-08-16 | トヨタ車体株式会社 | Workpiece transport device |
JP2020511910A (en) | 2017-03-24 | 2020-04-16 | レインボー ロボティックスRainbow Robotics | Series elastic actuator device, serial elastic actuator control method, and system using the same |
JP2019072804A (en) | 2017-10-17 | 2019-05-16 | ユニパルス株式会社 | Article movement device system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022135487A (en) | 2022-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7135408B2 (en) | Robot controller and robot system | |
JP5417161B2 (en) | Robot vibration control method and robot control apparatus | |
JP6083145B2 (en) | Robot control device and robot | |
CN108453728B (en) | Redundant under-actuated robot with multi-mode control framework | |
JP7392161B2 (en) | Robot system and robot control device | |
JP5946859B2 (en) | Robot control device and robot system for robots that move according to force | |
JP2019514705A (en) | Method and apparatus for setting operation sequence of robot | |
JP7450744B2 (en) | Method of controlling a robotic device, controller, set of machine-readable instructions, machine-readable medium and robotic device | |
JP2017056544A (en) | Robot control apparatus and robot control method | |
JP2019005821A (en) | Robot system and control method of robot system | |
JP7624850B2 (en) | Robot arm control device, control method, system, and program | |
JP2017209762A (en) | Robot device, robot control method, program, recording medium and production method of article | |
JP6934640B2 (en) | Robot control method | |
JP2019093526A (en) | Direct teaching device of robot and method therefor | |
JP2022539813A (en) | Haptic Feedback of Robotic Manipulator End Effectors Across Different Orientation Ranges | |
JP2013094947A (en) | Robot arm | |
CN110871456A (en) | Robot | |
JP6896824B2 (en) | Robot devices, robot systems, control methods for robot devices, manufacturing methods for articles using robot devices, information processing devices, information processing methods, control programs and recording media | |
CN116600946A (en) | Robot system and its control method | |
JP6943906B2 (en) | robot | |
JPH08161015A (en) | Driving control method for articulated robot | |
CN112512758A (en) | Deflection amount estimation device, robot control device, and deflection amount estimation method | |
JP7479976B2 (en) | Robot arm operation method, robot system, control device and program | |
JPS6149075B2 (en) | ||
JP2013071224A (en) | Grip mechanism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230714 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240229 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240329 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240528 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240822 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250121 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7624850 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |