JP6248694B2 - Robot, robot system, and control device - Google Patents
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Description
本発明は、ロボット、ロボットシステム、及び制御装置に関する。 The present invention relates to a robot, a robot system, and a control device.
カメラにより撮像される画像のデータに基づいて、視覚的なフィードバック制御(ビジュアルサーボとも呼ばれる。)により、ロボットを構成するロボットアームの把持部(ハンド)により把持する物体の位置や姿勢を制御するロボットが開発されている(例えば、特許文献1参照)。
また、一方で、把持部の手先に外から力を加えた場合に生じる機械的なインピーダンス(慣性、減衰係数、剛性)を、目的とする作業に都合の良い値に設定するための位置と力の制御であるインピーダンス制御を行うロボットが知られている。
A robot that controls the position and orientation of an object to be gripped by a gripping part (hand) of a robot arm that constitutes the robot by visual feedback control (also called visual servo) based on image data captured by a camera Has been developed (see, for example, Patent Document 1).
On the other hand, the position and force for setting the mechanical impedance (inertia, damping coefficient, rigidity) generated when external force is applied to the hand of the gripping part to values convenient for the intended work. A robot that performs impedance control, which is control of the above, is known.
上述したビジュアルサーボは、広範囲のずれを補正できるが、制御の速度が比較的低速である。これに対してインピーダンス制御は、制御点付近の局所的なずれを高速に補正できる。しかしながら、例えば、ビジュアルサーボ、及びインピーダンス制御のいずれも用いることができる作業において、2つの方式の制御のうち、いずれの制御を用いた方が良いかを適切に判定することは困難であった。 The visual servo described above can correct a wide range of deviations, but the control speed is relatively low. On the other hand, the impedance control can correct a local shift near the control point at high speed. However, for example, in an operation in which both visual servo and impedance control can be used, it has been difficult to appropriately determine which one of the two types of control should be used.
本発明は、上記の点に鑑み為されたものであり、2つの方式の制御うちのいずれも用いることができる作業において、より適切な制御を行うことができるロボット、ロボットシステム、及び制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points. A robot, a robot system, and a control device that can perform more appropriate control in an operation in which either of two types of control can be used. The purpose is to provide.
本発明の一態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、力センサーと、アームと、制御部と、を含み、前記制御部は、撮像部により撮像された撮像画像を用いた第1の制御と前記力センサーの出力を用いた第2の制御とのうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、前記アームを動作させる、ロボットである。
この構成により、制御部が、第1の制御と第2の制御とのうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、アームを動作させる。これにより、ロボットは、2つの方式の制御うちのいずれも用いることができる作業において、より適切な制御を行うことができる。
One aspect of the present invention is made to solve the above-described problem, and includes a force sensor, an arm, and a control unit, and the control unit uses a captured image captured by the imaging unit. The robot operates the arm by statistically selected one of the first control and the second control using the output of the force sensor.
With this configuration, the control unit causes the arm to operate according to any one control statistically selected from the first control and the second control. Thereby, the robot can perform more appropriate control in the work in which either of the two types of control can be used.
また、本発明の一態様は、上記のロボットにおいて、前記制御部は、前記第1の制御と前記第2の制御とのうち、過去の動作結果における失敗数を示す情報に基づいて、選択されたいずれか1つの制御によって、前記アームを動作させてもよい。
この構成により、ロボットは、2つの方式の制御うち、過去の動作結果における失敗数を示す情報に基づいて選択された、いずれか1つの制御によってアームを動作させる。これにより、ロボットは、2つの方式の制御うち、例えば、失敗数の少ない方式を選択できるため、より適切なアームの制御を行うことができる。
According to another aspect of the present invention, in the above robot, the control unit is selected based on information indicating a failure number in the past operation result from the first control and the second control. The arm may be operated by any one control.
With this configuration, the robot operates the arm by any one of the two types of control selected based on information indicating the number of failures in the past operation results. As a result, the robot can select, for example, a method with a small number of failures out of the two methods of control, and thus can perform more appropriate arm control.
また、本発明の一態様は、上記のロボットにおいて、前記制御部は、前記第1の制御と前記第2の制御とのうち、過去の動作結果における制御時間に基づいて、選択されたいずれか1つの制御によって、前記アームを動作させてもよい。
この構成により、ロボットは、2つの方式の制御うち、過去の動作結果における制御時間に基づいて選択された、いずれか1つの制御によってアームを動作させる。これにより、ロボットは、2つの方式の制御うち、例えば、制御速度が速い方式を選択できるため、より適切なアームの制御を行うことができる。
One embodiment of the present invention is the robot described above, wherein the control unit is selected based on a control time in a past operation result from the first control and the second control. The arm may be operated by one control.
With this configuration, the robot operates the arm by any one of the two types of control selected based on the control time in the past operation result. As a result, the robot can select a method having a high control speed, for example, from among the two methods of control, and thus can perform more appropriate arm control.
また、本発明の一態様は、上記のロボットにおいて、前記制御部は、前記第1の制御と前記第2の制御とのうち、過去に試行した複数回の動作における制御時間と、前記複数回の動作のうちの成功回数とに基づいて、選択されたいずれか1つの制御によって、前記アームを動作させる。
この構成により、ロボットは、2つの方式の制御うち、制御時間と成功回数とに基づいて選択された、いずれか1つの制御によってアームを動作させる。これにより、ロボットは、2つの方式の制御うち、例えば、全制御時間を成功回数で除算したサイクルタイムが短い作業効率の良い方式を選択できるため、より適切なアームの制御を行うことができる。
Further, according to one aspect of the present invention, in the robot described above, the control unit includes a control time in a plurality of operations tried in the past among the first control and the second control, and the plurality of times. The arm is operated by any one of the selected controls based on the number of successes of the operations.
With this configuration, the robot operates the arm by one of the two types of control selected based on the control time and the number of successes. As a result, the robot can select a method with good work efficiency that has a short cycle time obtained by dividing the total control time by the number of successes, and can perform more appropriate arm control.
また、本発明の一態様は、上記のロボットにおいて、前記制御部は、前記第1の制御と前記第2の制御とのうち、複数回試行した過去の動作結果における失敗数が小さい制御を選択し、前記第1の制御と前記第2の制御との前記過去の動作結果における失敗数が等しい場合に、前記第1の制御と前記第2の制御とのうち、前記過去の動作結果における制御時間が短い制御を選択し、選択した当該制御によって、前記アームを動作させてもよい。
この構成により、ロボットは、2つの方式の制御うち、失敗数が小さい、又は、制御時間が短いいずれか1つの制御が選択される。これにより、ロボットは、2つの方式の制御うち、例えば、失敗数が小さい、又は、制御時間が短い方式を選択できるため、より適切なアームの制御を行うことができる。
Further, according to one aspect of the present invention, in the robot described above, the control unit selects a control with a small number of failures in a past operation result tried a plurality of times from the first control and the second control. When the first control and the second control have the same number of failures in the past operation result, the control in the past operation result of the first control and the second control. A control with a short time may be selected, and the arm may be operated by the selected control.
With this configuration, the robot selects one of the two types of control, which has a small number of failures or a short control time. Accordingly, the robot can select a method having a small number of failures or a short control time among the two methods of control, and thus can perform more appropriate arm control.
また、本発明の一態様は、上記のロボットにおいて、前記第1の制御は、ビジュアルサーボであり、前記第2の制御は、インピーダンス制御であってもよい。
この構成により、ロボットは、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とのうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、アームを動作させる。これにより、ロボットは、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御との2つの方式の制御うちのいずれも用いることができる作業において、より適切な制御を行うことができる。
In one embodiment of the present invention, in the robot described above, the first control may be a visual servo, and the second control may be impedance control.
With this configuration, the robot operates the arm by any one control statistically selected from visual servo and impedance control. Thereby, the robot can perform more appropriate control in the work in which either of the two types of control of visual servo and impedance control can be used.
また、本発明の一態様は、撮像部と、力センサーを備えるロボットと、前記ロボットを動作させる制御部と、を含み、前記制御部は、前記撮像部により撮像された撮像画像を用いた第1の制御と前記力センサーの出力を用いた第2の制御とのうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、前記ロボットを動作させる、ロボットシステムである。
この構成により、ロボットシステムは、2つの方式の制御うち、過去の動作結果における制御時間に基づいて選択された、いずれか1つの制御によってロボットを動作させる。これにより、ロボットシステムは、2つの方式の制御うちのいずれも用いることができる作業において、より適切なロボットの制御を行うことができる。
One embodiment of the present invention includes an imaging unit, a robot including a force sensor, and a control unit that operates the robot. The control unit uses a captured image captured by the imaging unit. In the robot system, the robot is operated by any one control statistically selected from the first control and the second control using the output of the force sensor.
With this configuration, the robot system operates the robot according to any one of the two types of control selected based on the control time in the past operation result. As a result, the robot system can perform more appropriate robot control in work in which either of the two types of control can be used.
また、本発明の一態様は、力センサーを備えたロボットを動作させる制御装置であって、撮像部により撮像された撮像画像を用いた第1の制御と前記力センサーの出力を用いた第2の制御のうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、前記ロボットを動作させる、制御装置である。
この構成により、制御装置は、2つの方式の制御うち、過去の動作結果における制御時間に基づいて選択された、いずれか1つの制御によってロボットを動作させる。これにより、2つの方式の制御うちのいずれも用いることができる作業において、より適切なロボットの制御を行うことができる。
One embodiment of the present invention is a control device that operates a robot including a force sensor, and includes a first control using a captured image captured by an imaging unit and a second control using an output of the force sensor. The control device operates the robot according to any one of statistically selected controls.
With this configuration, the control device causes the robot to operate according to any one of the two types of control selected based on the control time in the past operation result. Thus, more appropriate robot control can be performed in an operation in which either of the two methods of control can be used.
本発明の一実施形態によるロボット及びロボットシステムについて図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態によるロボット10の概略的な構成例を示す図である。
図1に示すように、ロボット10は、1本のマニピュレーターを備える単腕のロボットであり、把持部11、力覚センサー12、アーム部13、及び支持台15を備え、撮像部30と接続されている。ここで、把持部11及びアーム部13は、ロボット10のアーム14に対応する。また、ロボット10は、ロボット制御装置20を備えている。
なお、本実施形態では、一例として、単腕のロボットである場合について説明する。
A robot and a robot system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a
As shown in FIG. 1, the
In the present embodiment, a case of a single-arm robot will be described as an example.
把持部11(ハンド)は、力覚センサー12を介して、アーム部13の先端に設けられている。把持部11は、例えば、2つの指を有し、把持する対象となる物体(対象物WK)を把持することができる。
力覚センサー12(力センサー)は、把持部11とアーム部13との間に設けられている。力覚センサー12は、3軸方向の力とトルクとを検出する。ここで、3軸方向の力は、把持部11とアーム部13との間で作用しているものである。トルクは、把持部11の取り付け方向の軸回りのものである。
アーム部13は、支持台15に対して、旋回可能、且つ屈伸可能に連結されている。
支持台15は、アーム部13と連結されており、例えば、床面などに固定されている。
The grip part 11 (hand) is provided at the tip of the
The force sensor 12 (force sensor) is provided between the
The
The
撮像部30は、カメラを用いて構成されており、画像を撮像する。本実施形態において、撮像部30は、対象物WKを含む画像を撮像できる位置に配置されている。なお、撮像部30は、床面、天井、壁面などに固定されて備えられてもよい。また、撮像部30は、例えば、人により手動で、又は、装置により自動的に、撮像方向や撮像角度などを変化させることが可能な構成であってもよい。
The
ロボット制御装置20は、アーム14(把持部11及びアーム部13)を制御する。ロボット制御装置20は、例えば、ロボット10及び撮像部30と、制御信号などを伝送することが可能に接続されている。この接続は、有線であってもよいし、無線であってもよい。
The
図2は、本実施形態によるロボット制御装置20の概略的な構成例を示すブロック図である。ロボット制御装置20(制御装置)は、入力部21、出力部22、記憶部23、及び制御部24を備えている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of the
入力部21は、外部からの入力を受け付ける。入力部21は、例えば、ユーザーにより操作された操作入力を受け付けるキーボードやマウスなどを含んで構成される。また、入力部21は、例えば、外部の装置からの入力を受け付ける機能を含んで構成されてもよい。
The
出力部22は、外部への出力を行う。出力部22は、例えば、ユーザーに対して各種の情報を画像で表示する画面(例えば、液晶ディスプレイ)や、ユーザーに対して音声の情報を出力するスピーカーなどを含んで構成される。また、出力部22は、例えば、外部の装置へ情報を出力する機能を含んで構成されてもよい。
The
記憶部23は、各種の情報を記憶する記憶媒体を含んでいる。記憶部23は、例えば、制御部24で使用されるプログラムの情報や、各種の処理で使用されるパラメーター(例えば、数値)の情報などを記憶する。記憶部23は、例えば、後述する目標画像(ゴール画像)を示す目標画像情報、インピーダンス制御の際に目標を示す情報である作業シーケンス、試行した際の履歴情報などを記憶する。
The
制御部24は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などを含むプロセッサーであり、ロボット制御装置20を統括的に制御する。制御部24は、例えば、ロボット10(本実施形態では、アーム14)を制御する各種の処理を行う。
制御部24は、例えば、撮像部30により撮像された撮像画像を用いたビジュアルサーボ(第1の制御)と、力覚センサー12の出力を用いたインピーダンス制御(第2の制御)とのうち、過去に試行した動作結果を示す履歴情報に基づいて統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、アーム14を動作させる。
The
The
ここで、ビジュアルサーボとは、撮像部30により撮像される画像のデータに基づいて、視覚的なフィードバック制御を行う制御方式である。すなわち、ビジュアルサーボとは、撮像部30により撮像された撮像画像に基づくフィードバック制御である。
また、インピーダンス制御とは、把持部11の手先に外から力を加えた場合に生じる機械的なインピーダンス(慣性、減衰係数、剛性)を、目的とする作業に都合の良い値に設定するための位置と力の制御を行う制御方式である。すなわち、インピーダンス制御とは、力覚センサー12の出力に基づくフィードバック制御である。
Here, the visual servo is a control method for performing visual feedback control based on image data captured by the
Impedance control is to set the mechanical impedance (inertia, damping coefficient, rigidity) generated when a force is applied from the outside to the hand of the
具体的に、制御部24は、例えば、過去の動作結果における失敗数及び制御時間に基づいて、上述の2つの制御方式のうちの1つを選択し、選択した制御方式により、ロボット10(本実施形態では、アーム14)を制御する。ここで、制御時間とは、例えば、制御時間の平均である平均制御時間である。なお、制御部24は、記憶部23が記憶する履歴情報に基づいて失敗数、及び制御時間を算出する。
また、制御部24は、制御方式の選択に利用する履歴情報を蓄積するために、ロボット10が行う作業に対して、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御との両方を試行する制御を行う。例えば、制御部24は、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とにより作業を所定の回数(例えば、10回)ずつ、試行させて、それぞれの試行結果を履歴情報として記憶部23に記憶させる。制御部24は、例えば、作業を識別する識別情報(作業識別情報)と、試行においてかかった制御時間と、作業が成功(又は失敗)したか否かを示す成否情報とを関連付けて、履歴情報として記憶部23に記憶させる。ここで、“失敗”とは、作業において、ロボット10の動作が目標(ゴール)に到達できないことを示し、“成功”とは、ロボット10の動作が目標(ゴール)に到達できたことを示す。
制御部24は、目標画像取得部241、ビジュアルサーボ制御部242、目標インピーダンス設定部243、インピーダンス制御部244、及び制御選択部245を備えている。
Specifically, for example, the
In addition, the
The
目標画像取得部241は、ビジュアルサーボに用いる目標画像情報を、例えば、記憶部23から取得し、取得した目標画像情報をビジュアルサーボ制御部242に出力する。ここで、目標画像情報とは、アーム14(把持部11及びアーム部13)を制御する際に、目標(ゴール)となる画像の情報である。目標画像(参照画像などとも呼ばれる。)としては、例えば、撮像部30により撮像される画像のフレームと同じフレームにおいて、目標となる位置および姿勢にある対象物WK(目標物)を含む画像を用いることができる。このような目標画像の情報は、例えば、予め用意されて記憶部23などに記憶される。また、目標画像において、対象物WK以外の背景の情報としては、例えば、撮像部30により撮像される画像における背景の情報と一致または類似する背景の情報が用いられてもよく、または、他の情報(例えば、背景無しの情報など)が用いられてもよい。
The target
ビジュアルサーボ制御部242は、撮像部30が撮像した画像(撮像画像)の情報と、目標画像取得部241により取得された目標画像情報とに基づいて、ビジュアルサーボによりロボット10(把持部11及びアーム部13)を制御する。具体的には、ビジュアルサーボ制御部242は、ロボット10により把持される対象物WKが目標に近付くようにロボットを制御する。すなわち、ビジュアルサーボ制御部242は、アーム14により把持される対象物WKと目標との誤差が小さくなるように、アーム14を制御する。
The visual
ここで、目標画像としては、例えば、複数の異なる目標画像が用いられてもよく、これらの画像は順番に切り替えられて使用される。具体例として、ビジュアルサーボ制御部242は、第1の目標画像に基づいて、ビジュアルサーボにより、撮像画像における対象物WKを初期状態から第1の目標の状態へ近付けるように制御する。その後、ビジュアルサーボ制御部242は、第2の目標画像に基づいて、ビジュアルサーボにより、撮像画像における対象物WKを第1の目標の状態から第2の目標の状態へ近付けるように制御する。その後、ビジュアルサーボ制御部242は、第3の目標画像に基づいて、ビジュアルサーボにより、撮像画像における対象物を第2の目標の状態から第3の目標の状態(例えば、最終的な目標の状態)へ近付けるように制御する、といった制御が可能である。なお、ここでは、3個の異なる目標画像を用いる場合を示したが、目標画像の数としては任意であってもよい。
Here, as the target image, for example, a plurality of different target images may be used, and these images are switched in order and used. As a specific example, the visual
目標インピーダンス設定部243は、例えば、記憶部23が記憶している作業シーケンスを取得して、各タイミングにおける動作(目標動作)の指示(目標インピーダンス)を生成し、生成した目標インピーダンスをインピーダンス制御部244に出力する。
The target
インピーダンス制御部244は、目標インピーダンス設定部243から出力される目標インピーダンスにしたがった動作をロボット10が行うように、インピーダンス制御を行い、ロボット10の各関節を駆動する複数のサーボモーター(不図示)を制御する。このインピーダンス制御を行う際に、インピーダンス制御部244は、フィードバックとして、力覚センサー12の出力(検出結果)を用いる。具体的には、インピーダンス制御部244は、力覚センサー12の出力が目標インピーダンスに近付くようにロボットを制御する。
The
なお、インピーダンス制御を行うためには、把持部11のエンドエフェクターに加わる力やモーメントを検出する必要があるが、ロボット10のエンドエフェクター(対象物WKと接触する点)に加わる力やモーメントを検出する方法は、力覚センサー12を用いるものに限らない。例えば、把持部11およびアーム部13の各軸トルク値からエンドエフェクターに加わる力などを推定するようにしてもよい。
In order to perform impedance control, it is necessary to detect the force and moment applied to the end effector of the
制御選択部245は、ロボット10が行う作業を、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とのうち、過去に複数回試行した履歴情報に基づいて統計的にいずれか1つの制御を選択する。ここで、「統計的に選択する」とは、過去の動作結果に基づく統計量を用いて選択することである。この選択は、例えば、複数回試行した過去の動作結果である履歴情報に基づいて算出された統計量(例えば、失敗回数、成功回数、平均制御時間など)を用いて、2つの制御方式のうちのいずれか1つを選択することである。例えば、制御選択部245は、記憶部23が記憶する履歴情報に基づいて、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とのそれぞれの失敗数を示す情報(例えば、失敗回数、失敗率、成功回数、成功率など)と、平均制御時間とを統計量として算出する。制御選択部245は、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とのうち、算出した失敗数を示す情報、及び平均制御時間に基づいて、いずれか1つの制御を選択する。
The
具体的に、制御部24は、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とのうち、失敗数(失敗回数)が小さい制御を選択する。また、制御部24は、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御との失敗数が等しい場合に、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とのうち、平均制御時間が短い制御を選択する。そして、制御選択部245は、選択した制御により、ロボット10(アーム14)を動作させる。すなわち、制御選択部245は、ビジュアルサーボを選択した場合に、ビジュアルサーボ制御部242に対して、ロボット10(アーム14)を動作させ、インピーダンス制御を選択した場合に、インピーダンス制御部244に対して、ロボット10(アーム14)を動作させる。
Specifically, the
次に、本実施形態によるロボット10の動作について、図面を参照して説明する。
図3は、本実施形態によるロボット10の試行動作の一例を示すフローチャートである。
なお、この図に示す処理は、例えば、ロボット10による作業を学習させた後で、実際にロボット10による作業を行う前の期間に実施されるものとする。また、この図に示す例では、試行回数は、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とでそれぞれ10回である場合の一例について説明する。
Next, the operation of the
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the trial operation of the
Note that the processing shown in this figure is performed, for example, during a period before learning the work by the
図3において、ロボット制御装置20の制御部24は、ビジュアルサーボにより所定の作業を10回試行する(ステップS101)。すなわち、制御部24は、ビジュアルサーボ制御部242により、所定の作業を試行する動作をロボット10(アーム14)に10回行わせる。この場合、ビジュアルサーボ制御部242は、目標画像取得部241が記憶部23から取得した目標画像情報と、撮像部30が撮像した撮像画像の情報とに基づいて、ビジュアルサーボによりロボット10に所定の作業を実行させる。
In FIG. 3, the
次に、制御部24は、ビジュアルサーボによる試行履歴を記憶部23に記憶させる(ステップS102)。すなわち、制御部24のビジュアルサーボ制御部242は、各試行における、例えば、作業を識別する識別情報と、制御時間と、作業の成否情報とを関連付けて、履歴情報として記憶部23に記憶させる。
Next, the
次に、制御部24は、インピーダンス制御により所定の作業を10回試行する(ステップS103)。すなわち、制御部24は、インピーダンス制御部244により、所定の作業を試行する動作をロボット10(アーム14)に10回行わせる。この場合、インピーダンス制御部244は、目標インピーダンス設定部243が記憶部23に記憶されている作業シーケンスから生成した目標インピーダンス情報と、力覚センサー12の出力とに基づいて、インピーダンス制御によりロボット10に所定の作業を実行させる。
Next, the
次に、制御部24は、インピーダンス制御による試行履歴を記憶部23に記憶させる(ステップS104)。すなわち、制御部24のインピーダンス制御部244は、各試行における、例えば、作業を識別する識別情報と、制御時間と、作業の成否情報とを関連付けて、履歴情報として記憶部23に記憶させる。制御部24は、ステップS104の処理の後、試行動作の処理を終了する。
Next, the
次に、図4を参照して、ロボット10による制御方式の選択動作について説明する。
図4は、本実施形態における制御方式の選択動作の一例を示すフローチャートである。
図4において、まず、ロボット制御装置20の制御部24は、ビジュアルサーボによる試行履歴に基づいて失敗回数NFVと平均制御時間TVとを算出する(ステップS201)。すなわち、制御部24の制御選択部245は、記憶部23が記憶するビジュアルサーボによる試行履歴(10回分の履歴情報)に基づいて、10回の試行のうちの失敗回数NFVと、10回の制御時間の平均値である平均制御時間TVとを算出する。
Next, referring to FIG. 4, the control method selection operation by the
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a control method selection operation in the present embodiment.
4, first, the
次に、制御選択部245は、インピーダンス制御による試行履歴に基づいて失敗回数NFIと平均制御時間TIとを算出する(ステップS202)。すなわち、制御選択部245は、記憶部23が記憶するインピーダンス制御による試行履歴(10回分の履歴情報)に基づいて、10回の試行のうちの失敗回数NFIと、10回の制御時間の平均値である平均制御時間TIを算出する。
Next, the
次に、制御選択部245は、ビジュアルサーボによる失敗回数NFVと、インピーダンス制御による失敗回数NFIを比較して、比較結果に応じて、処理を分岐する(ステップS203)。制御選択部245は、インピーダンス制御による失敗回数NFIがビジュアルサーボによる失敗回数NFVより少ない場合(ステップS203:NFV>NFI)に、処理をステップS205に進め、インピーダンス制御によりロボット10を動作させる。
また、制御選択部245は、ビジュアルサーボによる失敗回数NFVがインピーダンス制御による失敗回数NFIより少ない場合(ステップS203:NFV<NFI)に、処理をステップS206に進め、ビジュアルサーボによりロボット10を動作させる。
また、制御選択部245は、ビジュアルサーボによる失敗回数NFVがインピーダンス制御による失敗回数NFIと等しい場合(ステップS203:NFV=NFI)に、処理をステップS204に進め、平均制御時間による比較を行う。
Next, the
In addition, when the number of failure times NFV by visual servo is smaller than the number of failures NFI by impedance control (step S203: NFV <NFI), the
Further, when the visual servo failure frequency NFV is equal to the impedance control failure frequency NFI (step S203: NFV = NFI), the
ステップS204において、制御選択部245は、インピーダンス制御による平均制御時間TIが、ビジュアルサーボによる平均制御時間TV以下であるか否かを判定する。すなわち、制御選択部245は、ビジュアルサーボによる平均制御時間TVと、インピーダンス制御による平均制御時間TIとを比較し、インピーダンス制御による平均制御時間TIが、ビジュアルサーボによる平均制御時間TV以下である場合(ステップS204:YES)に、処理をステップS205に進める。また、制御選択部245は、インピーダンス制御による平均制御時間TIが、ビジュアルサーボによる平均制御時間TVより長い場合(ステップS204:NO)に、処理をステップS206に進める。
In step S204, the
ステップS205において、制御選択部245は、インピーダンス制御によりロボット10を動作させる。すなわち、制御選択部245は、インピーダンス制御部244に対して、ロボット10を動作させる。
また、ステップS206において、制御選択部245は、ビジュアルサーボによりロボット10を動作させる。すなわち、制御選択部245は、ビジュアルサーボ制御部242に対して、ロボット10を動作させる。
In step S205, the
In step S206, the
なお、上述した一例では、制御選択部245は、失敗回数と、平均制御時間とに基づいて、ビジュアルサーボとインピーダンス制御とのうち、いずれか1つの制御方式を選択しているが、失敗回数と平均制御時間とのいずれか一方に基づいて、制御方式を選択してもよい。例えば、上述した図4のステップS203において、制御選択部245は、ビジュアルサーボによる失敗回数NFVがインピーダンス制御による失敗回数NFIと等しい場合(ステップS203:NFV=NFI)に、ステップS204の処理を実行せずに、処理をステップS205に進めるようにしてもよい。また、例えば、制御選択部245は、図4のステップS203の処理を実行しないようにしてもよい。
また、制御選択部245は、失敗回数に基づく判定と、平均制御時間に基づく判定とを入れ替えてもよい。例えば、制御選択部245は、ビジュアルサーボ)とインピーダンス制御とのうち、過去の動作結果における平均制御時間が短い制御を選択し、平均制御時間が等しい場合に、失敗回数が小さい制御を選択してもよい。
In the example described above, the
Further, the
以上説明したように、本実施形態によるロボット10は、力覚センサー12(力センサーの一例)と、アーム14と、制御部24と、を含んでいる。そして、制御部24は、撮像部30により撮像された撮像画像を用いた第1の制御(例えば、ビジュアルサーボ)と力覚センサー12の出力を用いた第2の制御(例えば、インピーダンス制御)とのうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、アーム14を動作させる。
これにより、本実施形態によるロボット10は、2つの方式の制御うちのいずれも用いることができる作業において、いずれの制御を用いた方が良いのかを統計的に判定し、当該判定結果に基づいて制御を選択することができるので、より適切な制御を行うことができる。例えば、本実施形態によるロボット10は、広範囲のずれを補正することが可能であるが、制御の速度が比較的低速であるビジュアルサーボと、制御点付近の局所的なずれを高速に補正することができるインピーダンス制御とのうち、いずれの制御を用いた方が良いのかを統計的に判定することができる。すなわち、本実施形態によるロボット10は、作業ごとに、最適な制御方式に切り替えて、アーム14を動作させるので、より適切な制御を行うことができる。
As described above, the
As a result, the
また、本実施形態では、制御部24は、第1の制御(例えば、ビジュアルサーボ)と第2の制御(例えば、インピーダンス制御)とのうち、過去の動作結果における失敗数を示す情報(例えば、失敗回数など)に基づいて、選択されたいずれか1つの制御によって、アーム14を動作させる。
これにより、本実施形態によるロボット10は、2つの方式の制御うち、例えば、失敗数の少ない方式を選択できるため、より適切なアーム14の制御を行うことができる。
In the present embodiment, the
Thereby, since the
また、本実施形態では、制御部24は、第1の制御(例えば、ビジュアルサーボ)と第2の制御(例えば、インピーダンス制御)とのうち、過去の動作結果における平均制御時間に基づいて、選択されたいずれか1つの制御によって、アーム14を動作させる。
これにより、本実施形態によるロボット10は、2つの方式の制御うち、例えば、平均制御時間の短い方式を選択できるため、より適切なアーム14の制御を行うことができる。
In the present embodiment, the
Thereby, since the
また、本実施形態では、制御部24は、第1の制御(例えば、ビジュアルサーボ)と第2の制御(例えば、インピーダンス制御)とのうち、複数回試行した過去の動作結果における失敗数が小さい制御を選択する。制御部24は、第1の制御と第2の制御との過去の動作結果における失敗数が等しい場合に、第1の制御と第2の制御とのうち、過去の動作結果における平均制御時間が短い制御を選択する。そして、制御部24は、選択した当該制御によって、アーム14を動作させる。
これにより、本実施形態によるロボット10は、2つの方式の制御うち、例えば、失敗数が小さい、又は、平均制御時間が短い方式を選択できるため、より適切なアーム14の制御を行うことができる。
In the present embodiment, the
As a result, the
また、本実施形態では、制御部24は、2つの制御のうち、過去に複数回試行した履歴情報に基づいて統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、アーム14を動作させる。
これにより、本実施形態によるロボット10は、過去に複数回試行した履歴情報に基づいて適切な制御を統計的に選択するので、より適切なアーム14の制御を行うことができる。
Moreover, in this embodiment, the
Thereby, since the
また、本実施形態によるロボット制御装置20は、力覚センサー12を備えたロボット10を動作させる制御装置であって、撮像部30により撮像された撮像画像を用いた第1の制御(例えば、ビジュアルサーボ)と力覚センサー12の出力を用いた第2の制御(例えば、インピーダンス制御)のうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、ロボット10を動作させる。
これにより、本実施形態によるロボット制御装置20は、ロボットシステム1と同様に、ロボット10の制御をより適切に行うことができる。
Also, the
Thereby, similarly to the
なお、ロボット10は、図5に示すように、ロボット制御装置20を外部に備えたロボットシステム1としてもよい。この場合、ロボットシステム1は、例えば、ロボット10と、ロボット制御装置20と、撮像部30とを備える。すなわち、本実施形態によるロボットシステム1は、撮像部30と、力覚センサー12を備えるロボット10と、ロボット10を動作させる制御部24(ロボット制御装置20)と、を含んでいる。制御部24は、撮像部30により撮像された撮像画像を用いた第1の制御(例えば、ビジュアルサーボ)と、力覚センサー12の出力を用いた第2の制御(例えば、インピーダンス制御)とのうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、ロボット10を動作させる。
これにより、本実施形態によるロボットシステム1は、ロボット10の制御をより適切に行うことができる。
In addition, the
Thereby, the
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態によるロボット10について、図面を参照して説明する。
上述した第1の実施形態では、制御部24が、失敗回数及び平均制御時間に基づいて制御方式を選択する例を説明したが、本実施形態では、制御部24が、作業効率の指標である平均サイクルタイムに基づいて制御方式を選択する場合の一例について説明する。
なお、本実施形態によるロボット10の構成は、図1及び図2に示す第1の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a
In the first embodiment described above, an example in which the
Note that the configuration of the
本実施形態における制御部24の制御選択部245は、制御選択部245は、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とのうち、平均サイクルタイムに基づいて、いずれか1つの制御を選択する。なお、制御選択部245は、平均サイクルタイム(CT)を、記憶部23が記憶する履歴情報に基づいて、下記の式(1)に示すように算出する。
In the present embodiment, the
ここで、トータル制御時間は、履歴情報において、試行した複数回(例えば、10回)の動作における全制御時間を示している。なお、トータル制御時間には、失敗した際に掛かった制御時間も含まれる。また、成功回数は、複数回の試行において、成功した回数を示す。すなわち、平均サイクルタイム(CT)は、過去に試行した複数回の動作における全制御時間を複数回の動作のうちの成功回数で除算した。なお、成功回数の代わりに、(成功率×試行回数)を用いてもよい。
このように、平均サイクルタイムは、制御時間が短い程、短くなり、成功回数が多い程、短くなる。制御選択部245は、ビジュアルサーボによる試行履歴(履歴情報)による平均サイクルタイムCTVと、インピーダンス制御による試行履歴(履歴情報)による平均サイクルタイムCTIとをそれぞれ算出し、算出した平均サイクルタイムが短い方の制御を選択する。
Here, the total control time indicates the total control time in a plurality of attempted operations (for example, 10 times) in the history information. The total control time includes the control time taken when the failure occurs. The success count indicates the number of successes in a plurality of trials. That is, the average cycle time (CT) is obtained by dividing the total control time in a plurality of operations tried in the past by the number of successes in the plurality of operations. Note that (success rate × number of trials) may be used instead of the number of successes.
Thus, the average cycle time becomes shorter as the control time is shorter, and becomes shorter as the number of successes increases. The
次に、本実施形態によるロボット10の動作について、図面を参照して説明する。
なお、本実施形態によるロボット10の試行動作は、図3に示す第1の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
Next, the operation of the
The trial operation of the
ここでは、図6を参照して、本実施形態による制御方式の選択動作について説明する。
図6は、本実施形態における制御方式の選択動作の一例を示すフローチャートである。
図6において、まず、ロボット制御装置20の制御部24は、ビジュアルサーボによる試行履歴に基づいて平均サイクルタイムCTVを算出する(ステップS301)。すなわち、制御部24の制御選択部245は、記憶部23が記憶するビジュアルサーボによる試行履歴(10回分の履歴情報)に基づいて、上述した式(1)を用いて、平均サイクルタイムCTVを算出する。
Here, the control method selection operation according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a control method selection operation in the present embodiment.
In FIG. 6, first, the
次に、制御選択部245は、インピーダンス制御による試行履歴に基づいて平均サイクルタイムCTIを算出する(ステップS302)。すなわち、制御選択部245は、記憶部23が記憶するインピーダンス制御による試行履歴(10回分の履歴情報)に基づいて、上述した式(1)を用いて、平均サイクルタイムCTIを算出する。
Next, the
次に、制御選択部245は、インピーダンス制御による平均サイクルタイムCTIが、ビジュアルサーボによる平均サイクルタイムCTV以下であるか否かを判定する(ステップS303)。すなわち、制御選択部245は、ビジュアルサーボによる平均サイクルタイムCTVと、インピーダンス制御による平均サイクルタイムCTIとを比較し、インピーダンス制御による平均サイクルタイムCTIが、ビジュアルサーボによる平均サイクルタイムCTV以下である場合(ステップS303:YES)に、処理をステップS304に進める。また、制御選択部245は、インピーダンス制御による平均サイクルタイムCTIが、ビジュアルサーボによる平均サイクルタイムCTVより長い場合(ステップS303:NO)に、処理をステップS305に進める。
Next, the
ステップS304において、制御選択部245は、インピーダンス制御によりロボット10を動作させる。すなわち、制御選択部245は、インピーダンス制御部244に対して、ロボット10を動作させる。
また、ステップS305において、制御選択部245は、ビジュアルサーボによりロボット10を動作させる。すなわち、制御選択部245は、ビジュアルサーボ制御部242に対して、ロボット10を動作させる。
In step S304, the
In step S305, the
以上説明したように、本実施形態では、制御部24は、第1の制御(例えば、ビジュアルサーボ)と第2の制御(例えば、インピーダンス制御)とのうち、過去に試行した複数回の動作における制御時間と、複数回の動作のうちの成功回数とに基づいて、選択されたいずれか1つの制御によって、アーム14を動作させる。すなわち、制御部24は、ビジュアルサーボとインピーダンス制御とのうち、過去に試行した複数回の動作における全制御時間(例えば、トータル制御時間)を複数回の動作のうちの成功回数で除算した平均サイクルタイムに基づいて、選択されたいずれか1つの制御によって、アーム14を動作させる。
これにより、本実施形態によるロボット10は、2つの方式の制御うち、例えば、平均サイクルタイムが短い作業効率の良い方式を選択できるため、より適切なアームの制御を行うことができる。なお、平均サイクルタイムは、作業時間と、失敗回数(又は成功回数)との両方を考慮した指標(統計量)であるので、本実施形態によるロボット10は、平均サイクルタイムを用いることで、簡易な手法により、作業時間と失敗回数(又は成功回数)との両方を考慮した適切な方式を選択することができる。
As described above, in the present embodiment, the
As a result, the
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態によるロボット10a及びロボットシステム1aについて、図面を参照して説明する。
上述した第1及び第2の実施形態では、1本のマニピュレーターを備える単腕のロボットである場合の一例を説明したが、2本以上のマニピュレーターを備えるロボットに適用することも可能である。本実施形態では、双腕のロボットを備えるロボットシステム1aに適用する場合の一例について説明する。
[Third Embodiment]
Next, a
In the first and second embodiments described above, an example in the case of a single-arm robot provided with one manipulator has been described, but the present invention can also be applied to a robot provided with two or more manipulators. In this embodiment, an example in the case of applying to a
図7は、本実施形態によるロボットシステム1aの概略的な構成例を示す図である。
図7は、ロボットシステム1aの外観を示す正面図である。ただし、制御装置20は、便宜的に表すものであり、ロボット10aの本体内部に設けられている。
この図に示すロボットシステム1aは、格納部16と、胴体部材17〜19と、左側のマニピュレーター14A(第1のマニピュレーター)と、右側のマニピュレーター14B(第2のマニピュレーター)と、左側の車輪41と、右側の車輪42と、撮像部30aと、ロボット制御装置20aとを備えている。なお、マニピュレーター14Aは、力覚センサー12A及び把持部11Aを有し、マニピュレーター14Bは、力覚センサー12B及び把持部11Bを有している。
FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration example of the
FIG. 7 is a front view showing the appearance of the
The
ここで、本実施形態によるロボットシステム1aは、一例として、撮像部30aと、ロボット制御装置20aと、ロボット10a(その他の構成部からなるもの)を含んで構成される。なお、撮像部30aがロボット10aに一体に含まれると捉えることも可能である。
本実施形態では、ロボット10aは、それぞれ腕(アーム)を構成する2本のマニピュレーター(14A,14B)を備える双腕ロボットである。ロボット10aは、ロボット制御装置20aと一体に構成されており、ロボット制御装置20aから入力された制御信号により動作が制御される。
Here, the
In the present embodiment, the
格納部16の上面には、胴体部材17、胴体部材18、胴体部材19が順に上側に取り付けられており、最も上部の胴体部材19の左側に左腕を構成するマニピュレーター14Aが取り付けられており、当該胴体部材19の右側に右腕を構成するマニピュレーター14Bが取り付けられており、格納部16の底面の左側に車輪41が取り付けられており、格納部16の底面の右側に車輪42が取り付けられており、格納部16の上面に撮像部30aが取り付けられている。
なお、本実施形態に係るロボット10aは、人手により外力を加えることで、又は、装置により自動的に、左側の車輪41および右側の車輪42を回転させて、移動させることが可能である。
また、格納部16には、ロボット制御装置20aが格納されている。
On the upper surface of the
Note that the
The
マニピュレーター(14A,14B)は、それぞれ、垂直多関節ロボットの一種であり、ロボットアームとして機能する。それぞれのマニピュレーター(14A,14B)は、その先端に把持部(11A,11B)を有している。
なお、それぞれのマニピュレーター(14A,14B)の自由度は、任意の自由度であってもよく、例えば、3軸の自由度であってもよく、6軸の自由度であってもよく、7軸の自由度であってもよく、または、他の自由度であってもよい。
Each of the manipulators (14A, 14B) is a kind of vertical articulated robot and functions as a robot arm. Each manipulator (14A, 14B) has a gripping portion (11A, 11B) at its tip.
The degrees of freedom of the respective manipulators (14A, 14B) may be arbitrary degrees of freedom, for example, may be 3-axis degrees of freedom, 6-axis degrees of freedom, 7 It may be a degree of freedom of the axis, or another degree of freedom.
また、それぞれの把持部(11A,11B)は、把持する対象となる物体(対象物WK)を把持する。
本実施形態では、マニピュレーター(14A,14B)を動作させることで、把持部(11A,11B)により把持される対象物WKを移動させること、つまり当該対象物WKの位置や姿勢を変化させることが可能である。
In addition, each grip part (11A, 11B) grips an object (target object WK) to be gripped.
In the present embodiment, by operating the manipulators (14A, 14B), the object WK grasped by the grasping portions (11A, 11B) can be moved, that is, the position and posture of the object WK can be changed. Is possible.
撮像部30aは、カメラを用いて構成されており、画像を撮像する。本実施形態では、撮像部30aは、把持部(11A,11B)により把持される対象物WKを含む画像を撮像することが可能な配置で備えられる。
なお、本実施形態では、撮像部30aを格納部16の上面に備えたが、他の構成例として、撮像部30aは、他の任意の場所に備えられてもよく、例えば、ロボット10aにおける他の任意の場所に備えられてもよく、または、ロボット10a以外の場所として、床面、天井、壁面などに固定されて備えられてもよい。
また、撮像部30aは、例えば、人手により外力を加えることで、または、装置により自動的に、撮像方向や撮像角度などを変化させることが可能な構成であってもよい。
The
In the present embodiment, the
Further, the
ロボット制御装置20aは、左腕のマニピュレーター14Aと、右腕のマニピュレーター14Bとを制御する。すなわち、ロボット制御装置20aは、第1の実施形態と同様に、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とのうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御により、ロボット10a(左腕のマニピュレーター14A、及び右腕のマニピュレーター14B)を動作させる。
The
なお、本実施形態におけるロボット制御装置20aの構成、及び動作は、2つのマニピュレーター(14A,14B)を制御する点を除いて、第1及び第2の実施形態におけるロボット制御装置20と同様であるので、ここではその説明を省略する。本実施形態におけるロボット制御装置20aは、インピーダンス制御によりマニピュレーター(14A,14B)を制御する場合に、力覚センサー12Aの出力に基づいてマニピュレーター14Aを制御し、力覚センサー12Bの出力に基づいてマニピュレーター14Bを制御する。また、ロボット制御装置20aは、ビジュアルサーボによりマニピュレーター(14A,14B)を制御する場合に、撮像部30aが撮像する撮像画像に基づいて、マニピュレーター(14A,14B)を制御する。
The configuration and operation of the
以上説明したように、本実施形態におけるロボットシステム1aは、2つのマニピュレーター(14A,14B)を備える双腕のロボット10aである。ロボットシステム1aは、力覚センサー(12A,12B)と、マニピュレーター(14A,14B)(アームの一例)と、ロボット制御装置20aと、撮像部30aとを備えている。そして、ロボット制御装置20aは、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とのうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御により、ロボット10a(左腕のマニピュレーター14A、及び右腕のマニピュレーター14B)を動作させる。
これにより、本実施形態におけるロボットシステム1aは、双腕のロボット10aであっても、第1及び第2の実施形態と同様に、ロボット10aの制御をより適切に行うことができる。
As described above, the
Thereby, even if the
なお、本実施形態において、ロボット制御装置20aは、左腕のマニピュレーター14A、及び右腕のマニピュレーター14Bを別々に制御することも可能である。すなわち、ロボット制御装置20aは、図8に示すような組み合わせにより制御可能であり、例えば、図8に示す4つの制御の組み合わせのうち、第1及び第2の実施形態における統計的に選択する手法を用いて、いずれか1つの組み合わせを選択してもよい。ここで、図8に示す第1のマニピュレーターは、例えば、左腕のマニピュレーター14Aに対応し、第2のマニピュレーターは、例えば、右腕のマニピュレーター14Bに対応する。
このように、マニピュレーター(14A,14B)を別々に制御することにより、マニピュレーター(14A,14B)を別々に2つの制御方式を切り替えて制御することができるので、ロボットシステム1aは、さらに適切にロボット10aを制御することができる。
In this embodiment, the
In this way, by controlling the manipulators (14A, 14B) separately, the manipulators (14A, 14B) can be controlled by switching the two control methods separately. 10a can be controlled.
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態において、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とのそれぞれの制御方式を複数回試行する場合に、それぞれのロボットシステム1(1a)により実施する形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、同型のロボットシステム1(1a)が複数存在する場合には、ロボットシステム1(1a)は、各ロボットシステム1(1a)で試行した複数台分の履歴情報に基づいて、統計的に制御方式を選択してもよい。この場合、ロボットシステム1(1a)は、各ロボットシステム1(1a)間のばらつきも考慮して、より適切に制御方式を選択することができる。また、例えば、2つのロボットシステム1(1a)で試行する場合には、通常10回の試行を各システムで5回ずつにするなど、各ロボットシステム1(1a)で試行する回数を低減することも可能であるとともに、試行に要する時間を短縮することができる。
また、複数のロボットシステム1(1a)がある場合に、代表のロボットシステム1(1a)を決定し、この代表のロボットシステム1(1a)で試行した履歴情報に基づいて、各ロボットシステム1(1a)が、統計的に制御方式を選択してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the embodiments described above, the embodiment in which each robot system 1 (1a) is implemented when the control methods of visual servo and impedance control are tried a plurality of times has been described. It is not something. For example, when there are a plurality of robot systems 1 (1a) of the same type, the robot system 1 (1a) is statistically controlled based on the history information of a plurality of units tried in each robot system 1 (1a). A method may be selected. In this case, the robot system 1 (1a) can select a control method more appropriately in consideration of variations among the robot systems 1 (1a). Also, for example, when trying with two robot systems 1 (1a), the number of trials with each robot system 1 (1a) should be reduced, for example, ten trials are usually made five times with each system. And the time required for the trial can be shortened.
When there are a plurality of robot systems 1 (1a), a representative robot system 1 (1a) is determined, and each robot system 1 ( 1a) may select the control method statistically.
また、上記の各実施形態において、制御方式の選択に用いる統計量として、失敗数を示す情報、平均制御時間、平均サイクルタイムなどを適用する例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、消費電力などでもよいし、他の統計量を用いてもよい。また、失敗数を示す情報は、失敗回数の他に、失敗率、成功回数、成功率(歩留)などであってもよい。
また、上記の各実施形態において、上述の統計量は、制御方式を選択する際に、制御部24が算出する例を説明したが、試行を行って履歴情報を取得する際に、制御部24がこれらの統計量を算出し、記憶部23に予め記憶させておいてもよい。この場合、制御部24は、記憶部23に予め記憶されている統計量に基づいて、制御方式を選択する。
Further, in each of the above embodiments, the example in which the information indicating the number of failures, the average control time, the average cycle time, and the like are applied as the statistic used for selection of the control method has been described. For example, power consumption may be used, and other statistics may be used. In addition to the number of failures, the information indicating the number of failures may be a failure rate, the number of successes, a success rate (yield), or the like.
Further, in each of the above-described embodiments, the example in which the
また、上記の各実施形態において、ロボット10(10a)による作業を行う際に、制御部24が制御方式を毎回選択する例を説明したが、試行を実施した後に、制御方式を判定し、作業識別情報と当該判定結果と関連付けて記憶部23に予め記憶させてもよい。この場合、制御部24は、記憶部23に予め記憶されている判定結果に基づいて、制御方式を選択する。
Further, in each of the embodiments described above, the example in which the
また、上記の各実施形態において、1つの作業を1つの制御方式で行う場合を説明したが、これに限定されるものではなく、1つの作業を複数の期間や複数の作業工程に区切り、ロボットシステム1(1a)は、期間ごと、又は作業工程ごとに、制御方式を選択し、制御方式を切り替えてロボット10(10a)を動作させてもよい。また、ロボットシステム1(1a)は、例えば、把持部11(11A,11B)の位置に応じて、制御方式を選択し、制御方式を切り替えてロボット10(10a)を動作させてもよい。 Further, in each of the above embodiments, the case where one work is performed by one control method has been described. However, the present invention is not limited to this, and one work is divided into a plurality of periods and a plurality of work processes. The system 1 (1a) may select the control method for each period or each work process, and switch the control method to operate the robot 10 (10a). In addition, the robot system 1 (1a) may select the control method according to the position of the gripper 11 (11A, 11B), for example, and operate the robot 10 (10a) by switching the control method.
また、上記の各実施形態において、ロボットシステム1(1a)は、インピーダンス制御を優先して選択する例を説明したが、ビジュアルサーボを優先させてもよい。また、ロボットシステム1(1a)は、生産計画などに応じて、優先する制御方式を変更してもよい。ロボットシステム1(1a)は、例えば、作業の納期が迫っている場合には、インピーダンス制御を優先させ、生産計画に余裕があるが、ロボット10(10a)の稼働率を維持しておきたい場合などには、ビジュアルサーボを優先させるなどしてもよい。 Further, in each of the above embodiments, the robot system 1 (1a) has been described with an example in which impedance control is selected with priority, but visual servo may be prioritized. Further, the robot system 1 (1a) may change the priority control method according to the production plan or the like. The robot system 1 (1a) gives priority to impedance control when, for example, work delivery is imminent, and has a margin in the production plan, but wants to maintain the operating rate of the robot 10 (10a) For example, visual servo may be prioritized.
また、ロボットシステム1(1a)は、例えば、定期的に試行を行って、制御方式の選択を見直してもよい。この場合、経時変化によりロボットシステム1(1a)の状態に変化があった場合においても、ロボットシステム1(1a)は、適切にロボット10(10a)を動作させることができる。なお、制御方式の選択を見直すタイミングはこれに限定されるものではなく、例えば、失敗回数が増えた場合、作業における平均制御時間が増えた場合などに見直してもよい。 Further, the robot system 1 (1a) may review the selection of the control method by periodically performing a trial, for example. In this case, even when the state of the robot system 1 (1a) is changed due to a change over time, the robot system 1 (1a) can appropriately operate the robot 10 (10a). The timing for reviewing the selection of the control method is not limited to this. For example, the control method may be reviewed when the number of failures increases or when the average control time in the work increases.
また、上記の各実施形態において、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御との2つの制御方式を切り替えてロボット10(10a)を動作させる場合について説明したが、ロボットシステム1(1a)は、これに限定されるものではない。例えば、ロボットシステム1(1a)は、3つ以上の制御方式を切り替えてロボット10(10a)を動作させてもよい。また、制御方式は、ビジュアルサーボと、インピーダンス制御とに限定されるものではなく、例えば、位置制御などの他の制御方式であってもよい。 Further, in each of the above embodiments, the case where the robot 10 (10a) is operated by switching between the two control methods of visual servo and impedance control has been described, but the robot system 1 (1a) is limited to this. It is not something. For example, the robot system 1 (1a) may operate the robot 10 (10a) by switching between three or more control methods. Further, the control method is not limited to visual servo and impedance control, and may be another control method such as position control, for example.
なお、以上に説明した装置(例えば、ロボット制御装置20(20a)など)における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM(Read Only Memory)、CD(Compact Disk)−ROM等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー(RAM:Random Access Memory)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。 Note that a program for realizing the function of an arbitrary component in the apparatus described above (for example, the robot controller 20 (20a)) is recorded on a computer-readable recording medium, and the program is stored in the computer system. You may make it read and execute. Here, the “computer system” includes hardware such as an OS (Operating System) and peripheral devices. “Computer-readable recording medium” means a portable disk such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM (Read Only Memory), a CD (Compact Disk) -ROM, or a hard disk built in a computer system. Refers to the device. Further, the “computer-readable recording medium” means a volatile memory (RAM: Random Access) inside a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Memory that holds a program for a certain period of time, such as Memory).
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
In addition, the above program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
Further, the above program may be for realizing a part of the functions described above. Further, the program may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system.
また、上述した機能の一部又は全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサー化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサー化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、又は汎用プロセッサーで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。 In addition, some or all of the functions described above may be realized as an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration). Each function described above may be individually implemented as a processor, or a part or all of the functions may be integrated into a processor. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. In addition, when an integrated circuit technology that replaces LSI appears due to the advancement of semiconductor technology, an integrated circuit based on the technology may be used.
1,1a…ロボットシステム、10,10a…ロボット、11,11A,11B…把持部、12,12A,12B…力覚センサー、13…アーム部、14…アーム、14A,14B…マニピュレーター、15…支持台、16…格納部、17〜19…胴体部分、20,20a…ロボット制御装置、21…入力部、22…出力部、23…記憶部、24…制御部、30,30a…撮像部、41,42…車輪、241…目標画像取得部、242…ビジュアルサーボ制御部、243…目標インピーダンス設定部、244…インピーダンス制御部、245…制御選択部、WK…対象物
DESCRIPTION OF
Claims (8)
アームと、
制御部と、を含み、
前記制御部は、
撮像部により撮像された撮像画像を用いた第1の制御と前記力センサーの出力を用いた第2の制御とのうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、前記アームを動作させる、
ロボット。 A force sensor;
Arm,
A control unit,
The controller is
The arm is operated by statistically selected one of the first control using the captured image captured by the imaging unit and the second control using the output of the force sensor. ,
robot.
前記第1の制御と前記第2の制御とのうち、過去の動作結果における失敗数を示す情報に基づいて、選択されたいずれか1つの制御によって、前記アームを動作させる、
請求項1に記載のロボット。 The controller is
Based on the information indicating the number of failures in the past operation results among the first control and the second control, the arm is operated by any one selected control.
The robot according to claim 1.
前記第1の制御と前記第2の制御とのうち、過去の動作結果における制御時間に基づいて、選択されたいずれか1つの制御によって、前記アームを動作させる、
請求項1又は請求項2に記載のロボット。 The controller is
Of the first control and the second control, based on the control time in the past operation result, the arm is operated by any one selected control,
The robot according to claim 1 or 2.
前記第1の制御と前記第2の制御とのうち、過去に試行した複数回の動作における制御時間と、前記複数回の動作のうちの成功回数とに基づいて、選択されたいずれか1つの制御によって、前記アームを動作させる、
請求項1に記載のロボット。 The controller is
One of the first control and the second control selected based on the control time in a plurality of operations tried in the past and the number of successes in the plurality of operations. Operating the arm by control,
The robot according to claim 1.
前記第1の制御と前記第2の制御とのうち、複数回試行した過去の動作結果における失敗数が小さい制御を選択し、
前記第1の制御と前記第2の制御との前記過去の動作結果における失敗数が等しい場合に、前記第1の制御と前記第2の制御とのうち、前記過去の動作結果における制御時間が短い制御を選択し、
選択した当該制御によって、前記アームを動作させる、
請求項1に記載のロボット。 The controller is
Select a control with a small number of failures in the past operation results tried a plurality of times from the first control and the second control,
When the number of failures in the past operation results of the first control and the second control is equal, a control time in the past operation results of the first control and the second control. Choose a short control and
The arm is operated by the selected control.
The robot according to claim 1.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のロボット。 The robot according to any one of claims 1 to 5, wherein the first control is a visual servo, and the second control is an impedance control.
力センサーを備えるロボットと、
前記ロボットを動作させる制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記撮像部により撮像された撮像画像を用いた第1の制御と前記力センサーの出力を用いた第2の制御とのうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、前記ロボットを動作させる、
ロボットシステム。 An imaging unit;
A robot with a force sensor;
A control unit for operating the robot,
The controller is
The robot is operated by statistically selected one of the first control using the captured image captured by the imaging unit and the second control using the output of the force sensor. Let
Robot system.
撮像部により撮像された撮像画像を用いた第1の制御と前記力センサーの出力を用いた第2の制御のうち、統計的に選択されたいずれか1つの制御によって、前記ロボットを動作させる、
制御装置。 A control device for operating a robot equipped with a force sensor,
The robot is operated by any one control statistically selected from the first control using the captured image captured by the imaging unit and the second control using the output of the force sensor.
Control device.
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