CN107921640B - 远程操作机器人系统及其运转方法 - Google Patents

Abstract

一种具备多个从动臂的远程操作机器人系统，从动臂具备根据任务程序动作的自动模式、根据主装置所受理的操作者的操作动作的手动模式、以及一边藉由主装置所受理的操作者的操作而逐次修正一边根据任务程序动作的修正自动模式等多个控制模式。动作顺序信息包含从动臂以自动模式进行作业的自动部分、与从动臂以从多个控制模式中被选择的一个模式进行作业的选择部分，选择部分在多个从动臂间在时间上不重复。根据此动作顺序信息使多个从动臂动作。

Description

远程操作机器人系统及其运转方法

技术领域

本发明关于一种具备主装置及从动臂的远程操作机器人系统及其运转方法。

背景技术

以往，已知有具备主装置（即远程操作装置）与按照主装置的操作动作的从动臂的远程操作机器人系统。作为主装置，利用机械手、操作杆、操作钮等。此种远程操作机器人系统中，有使从动臂的姿势依循作为主装置的机械臂的姿势，并将作用于从动臂的反力介由主装置传达至操作者的结构。专利文献1中公开有此种技术。

专利文献1公开有一种远程操作机器人系统，其具有自动操作模式、手动操作模式、以及由从动动作管理单元支持对手梢端姿势施加限制等的手动操作的具限制的手动操作模式三个操作模式，按照作业顺序计划切换操作模式。在自动操作模式，从动动作管理单元遵循规定程序使从动臂执行作业。又，在手动操作模式及具限制的手动操作模式，主要是按照由操作者对主装置输入的操作，由接口单元使从动臂执行作业。进而，在具限制的手动操作模式，执行由从动动作管理单元支持操作的动作。

又，专利文献1所记载的远程操作机器人系统，是根据显示操作者技能程度的数据及被赋予的作业目标作成手动操作部分与自动操作部分交织而成的作业顺序计划，作业顺序计划的自动操作部分是以自动操作模式使系统运转，并以作业顺序计划的手动操作部分或具限制的手动操作模式使系统运转。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特公平8-5018号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

上述专利文献1所记载的技术，在被切换成手动操作部分或具限制的手动操作模式后，从动动作管理单元则不利用于自动操作模式所利用的程序。因此，在手动操作部分或具限制的手动操作模式，操作者的负荷过大，且导致作业效率降低。

又，专利文献1中虽有记载也可在远程操作机器人系统具备多个从动臂，但其是假定了自动操作的比例较多的情形。在如上述远程操作机器人系统具备多个从动臂的场合，会有各从动臂的操作内容不同的情形，而有可能造成操作者的负荷显著过大。从而，专利文献1所记载的技术中，在使用多个从动臂进行有效率的作业方面仍留有改良的余地。

解决问题的手段

本发明一形态的远程操作机器人系统的运转方法，该远程操作机器人系统具备主装置与多个从动臂，其特征在于：

前述从动臂的各个，具有根据预先储存的任务程序进行动作的自动模式、根据前述主装置所受理的操作者的操作进行动作的手动模式、以及一边藉由前述主装置所受理的操作者的操作而逐次修正一边根据前述任务程序进行动作的修正自动模式多个控制模式；

且包含：作成动作顺序信息的步骤，该动作顺序信息包含前述从动臂以前述自动模式进行作业的自动部分、与前述从动臂以从前述多个控制模式中被选择的一个模式进行作业的选择部分，在前述多个从动臂间前述选择部分在时间上不重复；以及

根据前述动作顺序信息，在前述自动部分以前述自动模式使前述从动臂动作，在前述选择部分以前述多个控制模式中就各该选择部分选择的控制模式使前述从动臂动作，藉此由前述从动臂进行作业的步骤。

又，本发明一形态的远程操作机器人系统，其具备：

主装置，受理操作者的操作；

多个从动臂，其具有根据预先储存的任务程序进行动作的自动模式、根据前述主装置所受理的操作者的操作进行动作的手动模式、以及一边藉由前述主装置所受理的操作者的操作而逐次修正一边根据前述任务程序进行动作的修正自动模式等多个控制模式；

储存装置，储存有动作顺序信息及前述任务程序，该动作顺序信息包含前述从动臂以前述自动模式进行作业的自动部分、与前述从动臂以从前述多个控制模式中被选择的一个模式进行作业的选择部分，在前述多个从动臂间前述选择部分在时间上不重复；以及

从动控制装置，根据前述动作顺序信息，在前述自动部分以前述自动模式使前述从动臂动作，在前述选择部分以前述多个控制模式中就各该选择部分选择的控制模式使前述从动臂动作。

根据上述远程操作机器人系统及其运转方法，能按照作业内容或从动臂的状况从自动模式与手动模式与修正自动模式选择从动臂的控制模式。控制模式的选择可由操作者的判断来进行，在可预测若使从动臂完全以自动动作即会产生不良情形时，则可以修正自动模式使从动臂动作。在修正自动模式，由于可一边以从动臂的自动动作为基础，一边介由操作者的操作修正其动作，因此与手动模式相较，操作者的负荷较小，且能抑制作业效率降低。如上述，藉由操作者从多个控制模式中选择出与状况对应的适当控制模式，即能实现不停止的机器人系统。

又，由于被要求操作者的操作的手动模式及修正自动模式不会在多个从动臂间同时出现，因此操作者能使用一个主装置远程操作多个从动臂，缩短从动臂或操作者的空白时间。从而，能使用多个从动臂进行有效率的作业。

发明效果：

根据本发明的远程操作机器人系统及其运转方法，能使用多个从动臂进行有效率的作业。

附图说明

图1是显示导入本发明一实施形态的远程操作机器人系统的汽车组装生产线的样子的图；

图2是显示远程操作机器人系统的概略结构的框图；

图3是显示从动臂的控制系统结构的框图；

图4是显示动作顺序信息一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图，针对本发明的实施形态进行说明。

（远程操作机器人系统100）

图1是显示具备本发明一实施形态的远程操作机器人系统100的汽车组装生产线的样子的图，图2是显示远程操作机器人系统100的概略结构的框图。如图1及图2所示，远程操作机器人系统100是主从方式的机器人系统，其具备多个从动臂1（1A、1B）、主装置20、输入设备7、输出装置4、状况取得装置5、统筹控制系统100的控制单元6。本说明书中，在不区别多个从动臂1A、1B时，是将添加在数字1的字母A或B省略而单表示为“从动臂1”。

图1中显示有汽车组装生产线，该汽车组装生产线具备在作业空间内藉由输送带99形成的工件W搬送线、沿着搬送线设置的从动臂1A、1B、以及设置在与作业空间分离的位置（作业空间外）的主装置20。此汽车组装生产线中，从动臂1能进行对工件W的移送、部件的组装或配置更换、姿势转换、涂装等作业。不过，本发明的远程操作机器人系统100不限定于此种汽车组装生产线，也可在各种制造设备中广泛使用。

本实施形态的从动臂1具有自动模式、手动模式、以及修正自动模式三个控制模式。能切换从动臂1的控制模式，从而以这些多个控制模式中所选择的一个模式控制动作。

在本说明书中，将从动臂1按照预先设定的任务程序动作的控制模式称为“自动模式”。在自动模式中，是与以往的示教再现（teaching playback）机器人同样地，在不借助操作者的主装置20的操作的情形下由从动臂1自动进行规定作业。

又，在本说明书中，将从动臂1根据主装置20所受理的操作者的操作动作的控制模式称为“手动模式”。主装置20，能受理藉由操作者直接移动主装置20而输入的操作。此外，在手动模式中，主装置20所受理的操作者的操作或根据此操作而动作的从动臂1的移动也可被自动修正。

又，在本说明书中，将从动臂1一边藉由主装置20所受理的操作者的操作而逐次修正一边按照预先设定的任务程序动作的控制模式称为“修正自动模式”。在修正自动模式中，按照预先设定的任务程序动作的从动臂1的移动，根据主装置20所受理的操作者的操作而被修正。

以下，详细说明远程操作机器人系统100的各结构要素。

（从动臂1）

图1显示与工件W的搬送线平行分离设置的第一从动臂1A与第二从动臂1B两台从动臂1。两台从动臂1均为垂直多关节机器人，除了末端执行器12外具有实质上相同结构。此外，远程操作机器人系统100所具备的多个从动臂1的形态不限定于本实施形态，只要各从动臂1为具有3以上的关节数量（轴数）的水平或垂直多关节机器臂（机器手）即可。又，在多个从动臂1也可包含连杆长度或关节数量不同的多种类的机器臂。

如图2所示，从动臂1是多关节机器臂，其由多个连杆11a～11f的连接体与支承它们的基台15构成，具有多个关节JT1～JT6。更具体而言，第一关节JT1中，基台15与第一连杆11a的基端部连结成能绕在铅垂方向延伸的轴旋转。第二关节JT2中，第一连杆11a的梢端部与第二连杆11b的基端部连结成能绕在水平方向延伸的轴旋转。第三关节JT3中，第二连杆11b的梢端部与第三连杆11c的基端部连结成能绕在水平方向延伸的轴旋转。第四关节JT4中，第三连杆11c的梢端部与第四连杆11d的基端部连结成能绕在第四连杆11d长度方向延伸的轴旋转。第五关节JT5中，第四连杆11d的梢端部与第五连杆11e的基端部连结成能绕与第四连杆11d长度方向正交的轴旋转。第六关节JT6中，第五连杆11e的梢端部与第六连杆11f的基端部连结成能扭转旋转。又，在第六连杆11f的梢端部设有机械式接口。在此机械式接口能拆装地安装有与作业内容对应的末端执行器12（参照图1）。

藉由由上述第一关节JT1、第一连杆11a、第二关节JT2、第二连杆11b、第三关节JT3、第三连杆11c构成的连杆与关节的连结体，形成从动臂1的臂部13。又，藉由由上述第四关节JT4、第四连杆11d、第五关节JT5、第五连杆11e、第六关节JT6、第六连杆11f构成的连杆与关节的连结体，形成从动臂1的手腕部14。臂部13负责定位末端执行器12的功能，手腕部14负责赋予末端执行器12方向的功能。

图3是显示从动臂1的控制系统结构的框图。此图中，显示有以马达控制部16为中心的具体电性结构。如图3所示，在从动臂1的各关节JT1～JT6，设有作为使该关节所连结的两个构件相对地旋转的致动器一例的驱动马达M1～M6。驱动马达M1～M6例如是藉由马达控制部16伺服控制的伺服马达。又，在各驱动马达M1～M6，设有用以检测其旋转位置的位置传感器E1～E6与用以检测控制其旋转的电流的电流传感器C1～C6。位置传感器E1～E6只要是例如编码器、分解器、脉冲产生器等能检测出旋转位置者即可。此外，在上述驱动马达M1～M6、位置传感器E1～E6、以及电流传感器C1～C6的记载中，与各关节JT1～JT6对应地在字母附加了添加字的1～6。以下，在表示关节JT1～JT6中的任意关节的情形是省略添加字而称为“JT”，而关于驱动马达M、位置传感器E、以及电流传感器C也同样。

驱动马达M、位置传感器E、以及电流传感器C是与马达控制部16电性连接。本实施形态的马达控制部16，虽能以一台对多个驱动马达M进行伺服控制，但也可设有与各驱动马达M对应的马达控制部。

马达控制部16，是根据从后述的控制单元6（更具体而言为从动控制部61）取得的位置指令值或伺服增益等生成驱动指令值（电流指令值），将与驱动指令值对应的驱动电流往驱动马达M供应。驱动马达M的输出旋转角由位置传感器E检测，并对马达控制部16回馈。不过，马达控制部16与从动控制部61的功能也可藉由单一电路或单一运算装置来实现。

在从控制单元6（更具体而言为从动控制部61）对马达控制部16输入位置指令值后，被输入的位置指令值即被赋予至减法器31b的正侧的输入。表示以位置传感器E检测出的旋转角的信号（位置现在值）则被赋予至该减法器31b的负侧的输入。减法器31b中，从位置指令值减去旋转角。减法器31b的输出被赋予至系数器31c，在此处以位置增益Kp增幅后，被赋予至减法器31e的＋输入。此减法器31b的－输入，是被赋予来自位置传感器E的旋转角经微分器31d微分后的值。减法器31e的输出被赋予至系数器31f，在此处以速度增益Kv增幅后，被赋予至减法器31g的＋输入。此减法器31g的－输入，是被赋予来自电流传感器C的电流值。减法器31g的减法输出作为驱动指令值而往增幅电路31h输入，与增幅后的驱动指令值对应的驱动电流往驱动马达M供给。

（主装置20）

主装置20是受理操作者的操作的单元。本实施形态的远程操作机器人系统100的主装置20，是一主臂2、即多关节机器臂（机器手），以从动臂1追随主臂2的移动而移动的方式建构系统100。即，主臂2构成为能直觉地操作从动臂1的位置或姿势。

主臂2是具有与从动臂1相同数量的多个关节JTm1～JTm6的多关节机器臂，依序连结基台25及多个连杆21a～21f而构成。主臂2的连杆21a～21f的连接结构是与从动臂1的连杆11a～11f实质上相同，故省略详细说明。在主臂2的第六连杆21f的梢端部，安装有与安装在从动臂1的末端执行器12相似或对应的拟似末端执行器。

在关节JTm1～JTm6，设置有作为使该关节所连结的2个构件相对地旋转的致动器的一例的驱动马达Mm1～Mm6（省略图示）。驱动马达Mm1～Mm6例如为由马达控制部26伺服控制的伺服马达。又，在各驱动马达Mm1～Mm6，设有用以检测其旋转位置的位置传感器Em1～Em6（省略图示）与用以检测控制其旋转的电流的电流传感器Cm1～Cm6（省略图示）。位置传感器Em1～Em6例如是编码器。此外，在上述驱动马达Mm1～Mm6、位置传感器Em1～Em6、以及电流传感器Cm1～Cm6的记载中，与各关节JTm1～JTm6对应地在字母附加了添加字的1～6。以下，在表示关节JTm1～JTm6中的任意关节的情形是省略添加字而称为“JTm”，而关于驱动马达Mm、位置传感器Em、以及电流传感器Cm也同样。

与前述的从动臂1的驱动系统同样地，驱动马达Mm、位置传感器Em、以及电流传感器Cm与马达控制部26电性连接。本实施形态的马达控制部26，虽能以一台对多个驱动马达Mm进行伺服控制，但也可设有与各驱动马达Mm对应的马达控制部。

马达控制部26，与前述的马达控制部16同样地，根据从后述的控制单元6（更具体而言为主控制部62）取得的位置指令值或伺服增益等生成驱动指令值（扭矩指令值），将与驱动指令值对应的驱动电流往驱动马达Mm供应。驱动马达Mm的输出旋转角由位置传感器Em检测，并对马达控制部26回馈。不过，马达控制部26与主控制部62的功能也可藉由单一电路或单一运算装置来实现。

从动臂1与主臂2，虽是轴数量相等的多关节机器臂1，但臂部13, 23的连杆长度比相异。即，从动臂1与主臂2也可非相似形状。此外，所谓连杆的连杆长度，是从该连杆的基端侧的关节至梢端侧的关节为止的距离。本实施形态的从动臂1及主臂2为六轴机器臂，形成臂部13, 23的连杆为第一～第三连杆。从动臂1，虽是将具有对作业内容或作业对象而言非常合适的连杆长度比的臂部13导入系统100，但主臂2采用具有操作者易于处理的连杆长度比的臂部23。例如，在从动臂1的第一连杆11a：第二连杆11b：第三连杆11c的连杆长度比为1：4：2时，主臂2的第一连杆21a：第二连杆21b：第三连杆21c的连杆长度比可为1：2：2。

[输入设备7]

输入设备7是与主臂2一起设置在作业空间外，是受理来自操作者的操作指示，并将所受理的操作指示对控制单元6输入的输入单元。输入设备7，输入与从动臂1的位置或姿势相关的操作以外的操作。在输入设备7设有用以选择从动臂1的控制模式的操作输入工具或紧急停止开关等、输入除了从动臂1的位置或姿势以外的操作指令的一个以上的操作输入工具。在一个以上的操作输入工具，也可包含例如触控面板、按键、杆、按钮、开关、刻度盘等已知的操作输入工具。又，也可使用遥控器（pendant）或平板等携带型终端来作为输入设备7。

[状况取得装置5]

状况取得装置5，是取得显示各从动臂1在作业空间内的状况的状况信息的单元。状况信息，包含在作业空间内的从动臂1的位置及姿势等、或为了辨识从动臂1周围状况所利用的信息。更具体而言，状况信息，包含例如在作业空间内的从动臂1的位置及姿势、从动臂1与工件的位置关系、或从动臂1与供组装工件的被组装部件的位置关系等在作业空间内能辨识从动臂1的状况及从动臂1周围状况所必须的信息。

状况取得装置5，能藉由例如传感器、摄影机等摄影装置、通讯器、编码器等来实现。作为传感器，例如能例示用以测量至组装部件或被组装部件的距离或位置的雷射传感器或雷达传感器等。再者，也能例示使用从多个摄影装置取得的影像数据测量从从动臂1至其周围的物体为止的距离的传感器即立体摄影机等。作为通讯器，可举出例如用以取得来自传感器及摄影装置的信息的通讯器等，该传感器及摄影装置设置在组装部件或被组装部件或者作业空间内的规定位置。作为编码器，能例示例如能侦测从动臂1的移动量或位置的编码器。

状况取得装置5逐次取得状况信息，所取得的状况信息被输入至后述的控制单元6，在控制单元6中用于从动臂1的动作控制。进而，控制单元6也可为控制成使状况信息在输出装置4中输出的结构。状况取得装置5也可安装在从动臂1本体，也可安装在作业空间内的适当位置。又，所安装的状况取得装置5数量也可为一个，也可为多个。只要在能适当地取得状况信息的位置安装适当数量的状况取得装置5即可，安装位置及安装数量为任意。

[输出装置4]

输出装置4用以输出从控制单元6发送的信息。输出装置4设置在由操作主臂2中的操作者易于视认的位置。输出装置4至少包含显示器装置41，进而可包含打印机或扬声器或警报灯等。显示器装置41显示输出从控制单元6发送的信息。例如，扬声器将从控制单元6发送的信息输出为声音。又，例如，在打印机是将从控制单元6发送的信息印刷输出至纸等记录媒体。

此外，如图1所示，当作为输出装置4，针对各从动臂1设有一个显示器装置41时，可输出与各显示器装置41对应的从动臂1的状况信息。此情形下，以操作者能辨识出哪一从动臂1为被操作从动臂1的方式，使显示有被操作从动臂1的显示器装置41的背景颜色变化或在显示器装置41周围设置显示灯。此处所谓“被操作从动臂1”，是指主装置20的操作对象，即使该主装置20所受理的操作反映在动作的从动臂1。

[储存装置8]

在储存装置8储存有用于从动臂1的控制的各种任务程序。任务程序，可作成为各作业的动作流程。任务程序例如可藉由示教（teaching）作成，与从动臂1的识别信息及任务建立对应关系而存放在储存装置8。此外，储存装置8虽与控制单元6分开独立记载，但也可由控制单元6所具备的储存装置来负责作为储存装置8的功能。

又，在储存装置8储存有预先作成的动作顺序信息。所谓动作顺序信息，是与规定在作业空间内藉由从动臂1实施的一连串作业步骤的动作顺序相关的信息。此动作顺序信息，是将作业步骤的动作顺序与从动臂1的控制模式建立有对应关系。又，此动作顺序信息，是对各作业步骤，将使从动臂1自动执行其作业的任务程序建立对应关系。不过，动作顺序信息也可包含用以对各作业步骤使从动臂1自动执行其作业的程序。

图4显示有储存在储存装置8的动作顺序信息一例。此处，是对汽车车体的座椅安装作业的动作顺序为例进行说明。座椅向汽车车体的安装作业的动作顺序，由从容器取出座椅的部件取出任务T1、将座椅搬送至车体的安装位置附近的部件搬送任务T2、以及将位于安装位置附近的座椅向安装位置安装的部件安装任务T3构成，依此顺序反复执行这些任务T1～T3。此动作顺序中的部件取出任务T1及部件搬送任务T2，是从动臂1以自动模式动作的“自动部分”。在动作顺序中的自动部分，自动模式作为控制模式而建立对应关系。又，动作顺序中的部件安装任务T3，是从动臂1以从自动模式、手动模式、以及修正自动模式选择的控制模式进行动作的“选择部分”。在动作顺序中的选择部分未建立特定控制模式的对应关系，控制模式为能选择的模式。

图4中，第一从动臂1A的动作顺序与第二从动臂1B的动作顺序排列显示。在第一从动臂1A执行部件安装任务T3（即选择部分）期间，第二从动臂1B执行部件取出任务T1与部件搬送任务T2。又，在第二从动臂1B执行部件安装任务T3（即选择部分）期间，第一从动臂1A执行部件取出任务T1与部件搬送任务T2。如此，动作顺序作成为，选择部分在第一从动臂1A与第二从动臂1B之间交互出现，且第一从动臂1A的选择部分与第二从动臂1B的选择部分在时间上不重复。

[控制单元6]

如图2所示，在控制单元6，以有线或无线方式能通讯地连接有多个从动臂1、主装置20、输出装置4、状况取得装置5、输入设备7、储存装置8。

控制单元6即所谓计算机，具有CPU等运算处理部与ROM、RAM等储存部（均未图示）。在储存部储存有控制单元6执行的控制程序或各种固定数据等。运算处理部例如与输入设备7、输出装置4、储存装置8等外部装置进行数据的收发送。又，运算处理部，进行来自各种传感器的检测信号的输入或对各控制对象的控制信号输出。控制单元6，藉由由运算处理部读出储存在储存部的程序等软件并加以执行，来进行用以控制系统100的各种动作的处理。此外，控制单元6可藉由单一计算机的集中控制来执行各处理，也可藉由多台计算机的协同动作的分散控制来执行各处理。又，控制单元6，也可由微控制器、可编程逻辑控制器（PLC）等结构。

控制单元6，具备作为功能块的主机控制部60、多个从动控制部61、主控制部62、信号接收部63、输出控制部64、修正部65。图2中，虽这些功能块汇整显示在一个控制单元6，但也可藉由独立的1个以上的计算机实现各功能块或多个功能块的组合。此情形下，也可这些功能块中的一部分配置在作业空间，剩余部分配置在作业外空间。

从动控制部61控制从动臂1的动作。从动控制部61包含控制第一从动臂1A动作的第一从动控制部61A与控制第二从动臂1B动作的第二从动控制部61B。从动控制部61根据可视系统100所具备的从动臂1数量来设置。

从动控制部61在自动模式时，读出储存在储存装置8的任务程序并依照此任务程序生成位置指令值，将位置指令值或伺服增益等对从动臂1的马达控制部16赋予。又，从动控制部61在手动模式时，是根据主臂2所受理、以信号接收部63接收的操作信号生成位置指令值，将位置指令值或伺服增益等对从动臂1的马达控制部16赋予。又，从动控制部61在修正自动模式时，读出储存在储存装置8的任务程序并根据此任务程序与从修正部65取得的修正指令值生成位置指令值（或修正后的位置指令值），将位置指令值或伺服增益等对马达控制部16赋予（参照图3）。此外，若在修正自动模式时从修正部65没被赋予修正指令值，修正指令值即会作为零来运算。

主控制部62控制主臂2的动作。主控制部62使主臂2动作以使得按照操作者对主臂2所赋予的外力使该主臂2移动或姿势变化。即，藉由主臂2的动作，操作者的操作力被辅助。又，主控制部62，也可在操作者对主臂2赋予外力时，以主臂2的手梢端部沿着规定轨道移动的方式使主臂2动作。

又，主控制部62在被操作从动臂1切换时，以主臂2的姿势与新的被操作从动臂1的姿势对应的方式，使主臂2的姿势自动变化。具体而言，在被操作从动臂1切换时，主控制部62取得新的被操作从动臂1的各关节JT的由位置传感器E检测出的位置信息，以在被操作从动臂1与主臂2间对应的关节的旋转位置实质上相等的方式介由马达控制部26使主臂2的各关节JTm动作。藉此，在以手动模式及修正自动模式的任一者开始作业时，被操作从动臂1的第n关节JTn与主臂2的第n关节JTmn的旋转位置相等（其中，n为1～6的整数）。

信号接收部63，接收从控制单元6外部发送的输入信号。作为以信号接收部63接收的输入信号，可举出例如从主臂2发送的信号、从输入设备7发送的信号、从状况取得装置5发送的显示状况信息的信号等。

输出控制部64，控制输出装置4并将通知操作者的信息对输出装置4输出。例如，输出装置4在开始动作顺序中的选择部分时，将识别作为对象的从动臂1的信息与催促从动臂1的控制模式的选择输入的信息对显示器装置41输出。又，例如输出装置4在从动臂1的控制模式为手动模式及修正自动模式时，将被主臂2操作的从动臂1的状况信息或动作状况对显示器装置41输出。又，例如输出装置4在系统100产生不良情形时，对扬声器或显示器装置41输出警报。

修正部65，在从动臂1的控制模式为修正自动模式时，根据主臂2所受理的操作修正从动臂1的移动。例如，在藉由操作者使主臂2移动而主臂2的手梢端部位置变化时，主臂2即将此手梢端部的位移作为修正指示予以受理，并对控制单元6输入。在从动臂1的控制模式为修正自动模式时，信号接收部63接收修正指令信号后，修正部65即根据修正指令信号生成修正指令值。从修正指令信号求出修正指令值的表达式或图（map）预先被储存。此种修正指令值，例如也可为与主臂2的手梢端部的位移量成正比的值。所生成的修正指令值往从动控制部61传达，从从动控制部61将修正后的位置指令值对马达控制部16输出（参照图3）。

主机控制部60，读出储存在储存装置8的动作顺序信息，以按照此动作顺序信息使从动臂1、主臂2、输出装置4、以及状况取得装置5动作的方式，对从动控制部61、主控制部62、输出控制部64、修正部65输出指令。

[远程操作机器人系统100的动作]

接着，说明上述结构的远程操作机器人系统100的动作一例。

首先，控制单元6读出储存在储存装置8的规定动作顺序信息，按照此动作顺序信息开始系统100的控制。

若依照图4所示的动作顺序信息，首先，控制单元6从储存装置8读出部件取出任务T1的任务程序并执行。其次，控制单元6读出部件搬送任务T2的任务程序并执行。在部件取出任务T1及部件搬送任务T2，控制单元6以自动模式控制从动臂1A的动作。

部件搬送任务T2结束后，控制单元6使显示器装置41显示用以对操作者催促接下来的部件安装任务T3的控制模式的选择的选择画面。同时，控制单元6使即将被选择控制模式的从动臂1（此处为第一从动臂1A）的状况信息输出至显示器装置41。此处，显示输出在显示器装置41的状况信息，也可包含被显示的从动臂1的识别信息或其次进行的程序的内容等。

操作者，视认显示在显示器装置41的第一从动臂1A的状况信息，而选择三个控制模式中的一个。介由操作者的控制模式的选择，被主装置20或输入设备7受理而对控制单元6输入。

上述中，在自动模式被选择后，控制单元6即从储存装置8读出部件安装任务T3的任务程序，控制单元6以自动模式控制第一从动臂1A的动作。又，在手动模式被选择后，控制单元6以手动模式控制第一从动臂1A的动作。或者，在修正自动模式被选择后，控制单元6以修正自动模式控制第一从动臂1A的动作。

上述中，在手动模式及修正自动模式中的任一者被选择后，控制单元6即以使被操作从动臂1与主臂2的姿势对应的方式使主臂2动作。

又，上述中，在手动模式及修正自动模式中的任一者被选择后，控制单元6即在整个该程序中使被操作从动臂1的状况信息显示输出在显示器装置41。

控制单元6，与以第一从动臂1A进行的部件安装任务T3并行地，使第二从动臂1B进行部件取出任务T1与部件搬送任务T2。接着，控制单元6，在以第一从动臂1A进行的部件安装任务T3结束且以第二从动臂1B进行的部件取出任务T1及部件搬送任务T2结束后，使第二从动臂1B开始部件安装任务T3，使第一从动臂1A开始部件取出任务T1。以此方式，控制单元6按照动作顺序依序进行作业步骤。

如以上所说明，本实施形态的远程操作机器人系统100，其具备：主装置20，受理操作者的操作；多个从动臂1；储存装置8，储存有动作顺序信息及前述任务程序；以及从动控制部61（从动控制装置），根据动作顺序信息使从动臂1动作。各从动臂1，具有根据预先储存的任务程序进行动作的自动模式、根据主装置20所受理的操作者的操作进行动作的手动模式、以及一边藉由主装置20所受理的操作者的操作而逐次修正一边根据任务程序进行动作的修正自动模式等多个控制模式。动作顺序信息包含从动臂1以自动模式进行作业的自动部分、及从动臂1以多个控制模式中被选择的一个模式进行作业的选择部分，在多个从动臂间选择部分在时间上不重复。又，控制单元6，是根据动作顺序信息，在自动部分以自动模式使从动臂1动作，在选择部分以多个控制模式中藉由操作者就各该选择部分选择的控制模式使从动臂1动作。

又，上述实施形态的远程操作机器人系统100的运转方法，包含：作成动作顺序信息的步骤，该动作顺序信息包含从动臂1以自动模式进行作业的自动部分与从动臂1以多个控制模式中被选择的一个模式进行作业的选择部分，在多个从动臂1间选择部分在时间上不重复；以及根据动作顺序信息，在自动部分以自动模式使从动臂1动作，在选择部分以多个控制模式中藉由操作者就各该选择部分选择的控制模式使从动臂1动作，藉此由从动臂1进行作业的步骤。

根据上述远程操作机器人系统100及其运转方法，操作者能按照作业内容或从动臂1的状况从自动模式与手动模式与修正自动模式选择从动臂1的控制模式。控制模式的选择可由操作者的判断来进行。例如，在把持脆弱的部件、精密嵌合、正确定位或轴对准等作业，较佳为，由能使从动臂1的移动反映出操作者的操作的手动模式或修正自动模式来进行。在此种作业中，例如，当可预测若使从动臂1完全以自动动作即会产生不良情形时，则选择修正自动模式即可。在修正自动模式，由于可一边以从动臂1的自动动作为基础，一边以操作者的操作修正其动作，因此与手动模式相较，操作者的负荷较小，且能抑制作业效率降低。如上述，根据本系统100，藉由操作者依各作业从多个控制模式中选择出与状况对应的适当控制模式，即能实现不停止的机器人系统。

又，根据上述远程操作机器人系统100及其动作方法，被要求操作者的操作的手动模式及修正自动模式，在多个从动臂1不会同时出现。因此，能使用两个以上的从动臂1A、1B有效率地进行将自动部分与选择部分交织而成的一连串作业，与使用一个从动臂的情形相较，可扩张系统100的作业内容。即，能同时进行在自动模式下的从动臂1A的作业与在自动模式、手动模式、以及修正自动模式中的一个控制模式下的从动臂1B的作业。又，由于由一名操作者远程操作多个从动臂1，因此可缩短从动臂及操作者的空白时间。因此，可预见系统100的作业效率的提升。

又，上述实施形态的远程操作机器人系统100具备主控制部62（主控制装置），其在手动模式或修正自动模式的开始时，取得多个从动臂1中的被操作从动臂1的各关节JT的旋转位置，以主臂2与被操作从动臂1的对应的关节JTn, JTmn（n为1～6的整数）的旋转位置各自相等的方式使主臂2动作。

同样地，上述实施形态的远程操作机器人系统100的运转方法，从动臂1进行作业的步骤包含：在选择部分的开始时，受理多个控制模式中的一个模式的选择；以及在受理的控制模式为手动模式或修正自动模式时，以多个从动臂中被操作从动臂1与主臂2的对应的关节JTn, JTmn（n为1～6的整数）的旋转位置各自相等的方式使主臂2动作。

根据上述远程操作机器人系统100及其动作方法，在手动模式或修正自动模式下的作业开始时，主臂2与被操作从动臂1的对应关节JTn, JTmn的旋转位置会成为各自相等，操作者只要视认主臂2则可得知被操作从动臂1的各关节JT的状况。从而，显示在显示器装置41的被操作从动臂1的状况信息即使不显示被操作从动臂1整体，操作者也能得知被操作从动臂1的大致状况。

又，上述实施形态的远程操作机器人系统100，多个从动臂1的关节数量相等，主装置20是与多个从动臂1相同关节数量的主臂2，主臂2的臂部23的连杆长度比与从动臂1中至少一个臂部13的连杆长度比不同。

如此，主臂2与从动臂1不限定于相似形状，主臂2可为操作者易于操作的结构，从动臂1可为适于作业内容的结构。

又，上述实施形态的远程操作机器人系统100，更具备：状况取得装置5，取得多个从动臂1的状况信息；以及输出装置4，在手动模式或修正自动模式开始时，输出多个从动臂1中被操作从动臂1的状况信息。

藉此，操作者能一边确认输出至输出装置4（例如显示器装置41）的被操作从动臂1的状况信息，一边操作主装置20。此外，在手动模式时，依照操作者的技能或作业难易度不同，所需时间容易依各作业变动。因此，在手动模式时，也可由输出装置4将用以进行手动操作的导引内容向操作者显示输出。

以上虽说明了发明的较佳实施形态，但上述结构例如也可如下般变更。

例如，上述实施形态中，主装置20虽是与从动臂1为非相似形状的机器臂，但主装置20的形态不限定于此。例如，作为主装置20，也可采用从动臂1的相似形状的机器臂。即，主装置20也可是与多个从动臂1相同关节数量的主臂，且主臂的臂部的连杆长度比与从动臂1中至少一个臂部13的连杆长度比相等。此外，在使用与从动臂1相似形状的主臂作为主装置20时，可与前述实施形态同样地，在手动模式或所述修正自动模式开始时，取得被操作从动臂1的各关节JT的旋转位置，以主臂与被操作从动臂1的对应的关节的旋转位置各自相等的方式由主控制部62使主臂动作。

如上述，只要采用与从动臂1相似形状的机器臂作为主装置20，则主装置20会采取与从动臂1对应的姿势，操作者能观看主装置20而直觉地捕捉从动臂1的姿势。

又，上述实施形态中，主装置20虽为机器臂，但主装置20不限定于此。例如，主装置20也可为具有三个以上的自由度的水平或垂直多关节机器人，也可是游戏杆、操作杆、操作按键、操作刻度盘、平板、遥控器（pendant）等已知操作单元中的一个以上的组合。

从上述说明中，对于发明所属技术领域技术人员而言，本发明的诸多改良或其他实施形态为明确。因此，上述说明仅应作为例示解释，是以对发明所属技术领域技术人员教示实行本发明的最佳形态的目的而提供。在不脱离本发明的精神的情形下，能实质变更其构造及/或功能的详细。

符号说明：

1,1A,1B：从动臂

2：主臂

3：操作受理装置

4：输出装置

5：状况取得装置

6：控制单元

7：输入设备

8：储存装置

11a～11f：连杆

13：臂部

15：基台

16：马达控制部

20：主装置

21a～21f：连杆

23：臂部

25：基台

26：马达控制部

41：显示器装置

60：主机控制部

61, 61A, 61B：从动控制部（从动控制装置）

62：主控制部（主控制装置）

63：信号接收部

64：输出控制部

65：修正部

100：远程操作机器人系统

C1～6, Cm1～6：电流传感器

E1～6, Em1～6：位置传感器

JT1～6, JTm1～6：关节

M1～6, Mm1～6：驱动马达。

Claims (7)

1.一种远程操作机器人系统的运转方法，该远程操作机器人系统具备主装置与多个从动臂，所述主装置具有受理操作者的操作的一个主臂，其特征在于，

所述多个从动臂的各个，具有包括根据预先储存的任务程序进行动作的自动模式、根据所述主装置所受理的操作者的操作进行动作的手动模式、以及一边藉由所述主装置所受理的操作者的操作而逐次修正一边根据所述任务程序进行动作的修正自动模式的多个控制模式；

且包含：

作成动作顺序信息的步骤，是对所述多个从动臂的各个作成动作顺序信息的步骤，所述动作顺序信息的各个包含所述从动臂以所述自动模式进行作业的自动部分与所述从动臂以从所述多个控制模式中被选择的一个模式进行作业的选择部分，在所述多个从动臂的所述动作顺序信息间所述选择部分在时间上不重复；以及

在所述自动部分及所述选择部分中选择所述自动模式时以所述自动模式使所述从动臂动作，在所述选择部分中选择所述手动模式或所述修正自动模式时以针对每个所述选择部分从所述多个控制模式中选择的控制模式使所述从动臂动作，藉此由所述多个从动臂根据所述动作顺序信息进行作业的步骤。

2.根据权利要求1所述的远程操作机器人系统的运转方法，其特征在于，

所述多个从动臂包括与所述主臂相同关节数量的第一从动臂；

所述第一从动臂进行作业的步骤，包含：

在所述选择部分的开始时，受理所述多个控制模式中的一个控制模式的选择；以及

在受理的所述控制模式为所述手动模式或所述修正自动模式时，以使所述第一从动臂与所述主臂的对应关节的旋转位置各自相等的方式，使所述主臂动作。

3.一种远程操作机器人系统，其特征在于，具备：

主装置，具有受理操作者的操作的一个主臂；

多个从动臂，其具有包括根据预先储存的任务程序动作的自动模式、根据所述主装置所受理的操作者的操作进行动作的手动模式、以及一边藉由所述主装置所受理的操作者的操作而逐次修正一边根据所述任务程序进行动作的修正自动模式的多个控制模式；

储存装置，储存有所述多个从动臂的各个的动作顺序信息及所述任务程序，此处，所述动作顺序信息的各个包含所述从动臂以所述自动模式进行作业的自动部分与所述从动臂以所述多个控制模式中被选择的一个模式进行作业的选择部分，并构成为在所述多个从动臂的所述动作顺序信息间所述选择部分在时间上不重复；以及

从动控制装置，以如下形式控制所述多个从动臂的动作：根据所述动作顺序信息，在所述自动部分及所述选择部分中选择所述自动模式时以所述自动模式使所述从动臂动作，在所述选择部分中选择所述手动模式或所述修正自动模式时以针对每个所述选择部分从所述多个控制模式中选择的控制模式使所述从动臂动作。

4.根据权利要求3所述的远程操作机器人系统，其特征在于，

所述多个从动臂包括与所述主臂相同关节数量的第一从动臂；

所述主臂的臂部的连杆长度比与所述第一从动臂的臂部的连杆长度比相等。

5.根据权利要求3所述的远程操作机器人系统，其特征在于，

所述多个从动臂包括与所述主臂相同关节数量的第二从动臂；

所述主臂的臂部的连杆长度比与所述第二从动臂的臂部的连杆长度比不同。

6.根据权利要求4或5所述的远程操作机器人系统，其特征在于，

具备主控制装置，是在所述手动模式或所述修正自动模式开始时，取得使所述多个从动臂中将所述主臂所受理的操作反映至动作的被操作从动臂的各关节的旋转位置，以所述主臂与所述被操作从动臂的对应关节的旋转位置各自相等的方式，使所述主臂动作。

7.根据权利要求3所述的远程操作机器人系统，其特征在于，还具备：

状况取得装置，取得所述多个从动臂的状况信息；以及

输出装置，在所述手动模式或所述修正自动模式开始时，输出使所述多个从动臂中将所述主装置所受理的操作反映至动作的被操作从动臂的所述状况信息。

Images