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JP7135437B2 - ロボットシステムの制御方法及びロボットシステム - Google Patents

ロボットシステムの制御方法及びロボットシステム Download PDF

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Description

本発明は、ロボットシステムの制御方法及びロボットシステムに関する。
ロボットの教示作業を簡単に行うためのモードとして、ロボットの手先を教示者が直接保持してロボットの手先位置を操作するダイレクトティーチモードが知られている。ダイレクトティーチモードにおいて連続的に大きくロボットを動かすことが可能だが、連続的に動かすだけでは微小な位置決めを行うことは難しい。そこで、本願の出願人により開示された特許文献1には、外力に応じてロボットを所定方向に所定量だけ移動させるモードを利用して微小な位置決めを行う技術が記載されている。
特開2017-164876号公報
しかしながら、上述した従来技術では、モードを切り替える際に、ティーチングペンダントで切り替えの指示を行う必要が有り、手間がかかるという問題があった。
本発明の一形態によれば、可動部と、前記可動部に加えられた力を検出する力検出部とを備えるロボットを制御する制御装置が提供される。この制御装置は、前記ロボットの教示において、前記力検出部により検出された力に応じて連続的に前記可動部を移動させる第1制御モードと、前記力検出部により検出された力に応じて、ユーザーが入力した移動量で前記可動部を移動させる第2制御モードと、で前記可動部を制御する制御部を備える。前記制御部は、前記力検出部により検出された力の時間変化と、前記力の大きさと、の一方又は両方に応じて前記第1制御モード又は前記第2制御モードを選択する。
第1の形態では、前記制御部は、前記力の大きさが力閾値以上である継続時間が0より大きく継続時間閾値未満の場合には前記第2制御モードを選択し、前記継続時間が前記継続時間閾値以上の場合には前記第1制御モードを選択する。
第2の形態では、前記制御部は、前記力の大きさが第1の値以上第2の値未満である場合には前記第2制御モードを選択し、前記力の大きさが前記第2の値以上である場合には前記第1制御モードを選択する。
ロボットシステムの一例の斜視図。 複数のプロセッサーを有する制御装置の一例を示す概念図。 複数のプロセッサーを有する制御装置の他の例を示す概念図。 ロボットと制御装置の機能ブロック図。 第2制御モードにおける並進力と移動量の関係を示す説明図。 第2制御モードにおける回転力と回転量の関係を示す説明図。 ロボットシステムの他の例の斜視図。 ロボットシステムの他の例の斜視図。 第1実施形態における力の変化の一例を示すグラフ。 第1実施形態における教示処理のフローチャート。 第2実施形態における力の変化の例を示すグラフ。 第3実施形態における力の変化の例を示すグラフ。 第4実施形態における制御モード選択部の機能ブロック図。 第4実施形態における教示処理のフローチャート。 第4実施形態における第1制御モードと第2制御モードの選択例を示すタイミングチャート。 第5実施形態における制御モード選択部の機能ブロック図。 第5実施形態における力データ記録処理のフローチャート。 第5実施形態における制御モード判定処理のフローチャート。 第5実施形態における第1制御モードと第2制御モードの選択例を示すタイミングチャート。 閾値の設定画面の一例を示す説明図。 閾値の設定画面の他の例を示す説明図。
A.第1実施形態:
図1は、ロボットシステムの一例を示す斜視図である。このロボットシステムは、ロボット100と、制御装置200と、教示装置300とを備えている。制御装置200は、ロボット100及び教示装置300とケーブル又は無線を介して通信可能に接続される。
ロボット100は、基台110と、アーム120とを備えている。アーム120の先端には力検出部190が設置されており、力検出部190の先端側にはエンドエフェクター130が装着されている。エンドエフェクター130としては、任意の種類のエンドエフェクターを使用可能である。図1の例では、図示の便宜上、エンドエフェクター130を単純な形状で描いている。アーム120は複数の関節を備える。アーム120の先端近傍の位置を、ツールセンターポイント(TCP)として設定可能である。TCPは、エンドエフェクター130の位置の基準として使用される位置であり、任意の位置に設定可能である。本明細書では、アーム120とエンドエフェクター130とを併せて「可動部」と呼ぶ。
制御装置200は、プロセッサー210と、メインメモリー220と、不揮発性メモリー230と、表示制御部240と、表示部250と、I/Oインターフェース260とを有している。これらの各部は、バスを介して接続されている。プロセッサー210は、例えばマイクロプロセッサー又はプロセッサー回路である。制御装置200は、I/Oインターフェース260を介してロボット100と教示装置300に接続される。なお、制御装置200をロボット100の内部に収納してもよい。
なお、制御装置200の構成としては、図1に示した構成以外の種々の構成を採用することが可能である。例えば、プロセッサー210とメインメモリー220を図1の制御装置200から削除し、この制御装置200と通信可能に接続された他の装置にプロセッサー210とメインメモリー220を設けるようにしてもよい。この場合には、当該他の装置と制御装置200とを合わせた装置全体が、ロボット100の制御装置として機能する。他の実施形態では、制御装置200は、2つ以上のプロセッサー210を有していてもよい。更に他の実施形態では、制御装置200は、互いに通信可能に接続された複数の装置によって実現されていてもよい。これらの各種の実施形態において、制御装置200は、1つ以上のプロセッサー210を備える装置又は装置群として構成される。
図2は、複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される一例を示す概念図である。この例では、ロボット100及びその制御装置200の他に、パーソナルコンピューター400,410と、LANなどのネットワーク環境を介して提供されるクラウドサービス500とが描かれている。パーソナルコンピューター400,410は、それぞれプロセッサーとメモリーとを含んでいる。また、クラウドサービス500においてもプロセッサーとメモリーを利用可能である。これらの複数のプロセッサーの一部又は全部を利用して、ロボット100の制御装置を実現することが可能である。
図3は、複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される他の例を示す概念図である。この例では、ロボット100の制御装置200が、ロボット100の中に格納されている点が図2と異なる。この例においても、複数のプロセッサーの一部又は全部を利用して、ロボット100の制御装置を実現することが可能である。
教示装置300は、ロボット100の作業のための制御プログラム(教示データ)を作成する際に利用される。教示装置300は、「ティーチングペンダント」とも呼ばれる。ティーチングペンダントの代わりに、教示処理のアプリケーションプログラムをインストールしたパーソナルコンピューターを用いることも可能である。教示処理の際には、制御装置200と教示装置300が「制御装置」として機能する。なお、教示装置300を用いずに、制御装置200のみを用いて教示処理を行うようにしてもよい。
力検出部190は、エンドエフェクター130に加えられる外力を計測する6軸の力覚センサーである。力検出部190は、固有の座標系であるセンサー座標系Σfにおいて互いに直交する3つの検出軸X,Y,Zを有し、各検出軸に平行な力の大きさと、各検出軸回りのトルク(力のモーメント)の大きさとを検出する。各検出軸に平行な力を「並進力」と呼ぶ。また、各検出軸回りのトルクを「回転力」と呼ぶ。本明細書において、「力」という用語は、並進力と回転力の両方を含む意味で使用される。
力検出部190は、6軸の力を検出するセンサーである必要はなく、より少ない方向の力を検出するセンサーを使用してもよい。また、力検出部190をアーム120の先端に設ける代わりに、アーム120のいずれか1つ以上の関節に力検出部としての力センサーを設けても良い。なお、「力検出部」は、力を検出する機能を有していればよい。すなわち、「力検出部」は、力覚センサーのように直接的に力を検出する装置でもよく、或いは、IMU(Inertial Measurement Unit,慣性計測装置)や、アーム120のアクチュエーターの電流値から力を検出する装置のように、間接的に力を求める装置でもよい。また、「力検出部」は、ロボット100に外付けされてもよく、ロボット100に内蔵されていてもよい。
図4は、ロボット100と制御装置200の機能を示すブロック図である。ロボット100は、上述した力検出部190の他に、複数の関節を駆動するための複数のアクチュエーター170を有している。制御装置200のプロセッサー210は、不揮発性メモリー230に予め格納されたプログラム命令232を実行することにより、可動部制御部212と、制御モード選択部214と、入力受付部216の機能を実現する。可動部制御部212は、アクチュエーター170を制御することによって、アーム120を移動させる。制御モード選択部214は、力検出部190により検出された力の時間変化に応じて、後述する第1制御モード又は第2制御モードを選択する。第1制御モードや第2制御モードにおけるアーム120の制御は、可動部制御部212によって実行される。可動部制御部212と制御モード選択部214の機能を実行するプロセッサー210は、「制御部」に相当する。教示処理によって作成された教示データ234は、不揮発性メモリー230に格納される。なお、可動部制御部212と制御モード選択部214と入力受付部216の機能の一部又は全部をハ―ドウェア回路で実現しても良い。
教示処理では、以下に説明する第1制御モードと第2制御モードを含む複数の制御モードを利用可能である。
<第1制御モード>
第1制御モードは、力検出部190により検出された力に応じて連続的にアーム120を移動させるモードである。この第1制御モードは、いわゆるダイレクトティーチと呼ばれるモードであり、ユーザーがエンドエフェクター130を保持した状態で力を掛けると、アーム120がその力に応じてスムーズに移動する。このとき、制御装置200は、力制御の一種であるコンプライアンス制御を実行してアーム120を移動させる。第1制御モードによる移動を「連続移動」とも呼ぶ。ダイレクトティーチで用いられるコンプライアンス制御は、予め決められた力制御パラメーター(運動方程式の質量M、粘性係数D,及び弾性係数K)に基づいて、アームを移動させる制御である。
<第2制御モード>
第2制御モードは、力検出部190により検出された力に応じて予め決められた移動量でアーム120を移動させるモードである。この第2制御モードでは、ユーザーがエンドエフェクター130を軽く叩いたり、軽く引いたり、軽く捻ったりすることによって、予め定められた閾値以上の力が検出されたときに、所定の移動量だけアーム120が移動する。この移動量は、並進力に対しては例えば0.1mmから1mmの微小な並進量(並進移動量)に設定され、回転力に対しては例えば0.1度から3度の微小な回転角(回転移動量)に設定される。こうすれば、エンドエフェクター130やTCPの位置を微調整することが可能である。第2制御モードによる移動を「定量移動」とも呼ぶ。
第1実施形態では、力検出部190により検出された力の時間変化に応じて第1制御モードと第2制御モードのいずれかが選択される。なお、教示処理におけるロボット100のユーザーを「教示者」とも呼ぶ。
図5は、第2制御モードにおける並進力と移動量の関係を示す説明図である。この例では、ユーザーがエンドエフェクター130に対してY軸方向に微小な並進力Fyを加えており、この並進力Fyに応じて、アーム120とエンドエフェクター130を含む可動部がY軸方向に予め決められた微小な移動量ΔLだけ移動する。
図6は、第2制御モードにおける回転力と移動量の関係を示す説明図である。この例では、ユーザーがエンドエフェクター130に対してX軸回りに微小な回転力Mxを加えており、この回転力Mxに応じて、アーム120とエンドエフェクター130を含む可動部が、X軸回りの回転方向に沿って予め決められた微小な回転量ΔRだけ回転する。回転量ΔRは、広義の「移動量」に含まれる。なお、第2制御モードにおける回転は、例えばTCPを中心とした回転とすることが好ましい。
第2制御モードにおいて、閾値以上の複数の並進力や複数の回転力が同時に検出された場合には、その移動方法について以下のような選択肢が存在する。制御装置200は、教示処理の設定画面において、2つの選択肢A1,A2のいずれを採用するかをユーザーが選択できるように構成されていることが好ましい。選択肢B1,B2の選択、及び、選択肢C1,C2の選択についても同様である。
<複数方向の並進力が同時に検出された場合の移動方法の選択肢>
・A1:並進力が検出された複数の方向に、それぞれ所定の移動量ΔLだけ移動する。
・A2:並進力が検出された複数の方向のうち、力のピークが最も大きな方向のみに所定の移動量ΔLだけ移動する。
<複数の軸回りの回転力が同時に検出された場合の移動方法の選択肢>
・B1:回転力が検出された複数の軸の回りに、それぞれ所定の回転量ΔRだけ回転する。
・B2:回転力が検出された複数の軸のうち、力のピークが最も大きな軸回りのみに所定の回転量ΔRだけ回転する。
<並進力と回転力が同時に検出された場合の移動方法の選択肢>
・C1:並進力に応じた移動は行わず、回転力が検出された軸の回りに所定の回転量ΔRだけ回転する。
・C2:並進力が検出された方向に所定の移動量ΔLだけ移動するとともに、回転力が検出された軸の回りに所定の回転量ΔRだけ回転する。
なお、図6に示したようにエンドエフェクター130を捻ったときには、回転力と共に並進力も検出される場合が多い。従って、回転力と並進力が同時に検出される場合には、ユーザーが並進方向の移動を意図していない可能性がある。上記選択肢C1では、このような場合を考慮して、並進力に応じた移動を行わないものとしている。
図7は、ロボットシステムの他の例を示している。この例では、エンドエフェクター130が図1に比べて小さく細い形状を有している。このようにエンドエフェクター130のサイズが小さい場合には、第1制御モードや第2制御モードを選択するための力をエンドエフェクター130に加えにくい。そこで、この例では、力検出部190にハンドル150を取付け、このハンドル150に力を加えることによって、第1制御モードや第2制御モードを選択しながら教示処理を実行できるようにしている。なお、ハンドル150に加えられた力を正確に検出するために、ハンドル150は力検出部190の先端側に設けることが好ましい。
図8は、ロボットシステムの更に他の例を示している。この例では、ロボット100の基台110の下に力検出部190が設置されている。この構成では、アーム120の途中の部位に力を加えた場合にも、第1制御モードや第2制御モードでアーム120を制御することが可能になる。この例から理解できるように、ロボット100の可動部のうち、力検出部190よりも先端側の任意の部位に加えられる力に応じて、第1制御モードや第2制御モードによる制御を実行することができる。
図9は、力検出部190で検出される力Fの変化の一例を示すグラフである。この例では、ピークが力閾値Fth以上となる2つの並進力F1,F2が検出されている。第1の並進力F1は、力閾値Fth以上の継続時間が継続時間閾値Tth以上である。このような並進力F1が検出された場合には、第1制御モードが選択され、並進力F1の方向に沿ってエンドエフェクター130の連続的な移動が実行される。すなわち、エンドエフェクター130は、ユーザーに把持された状態でユーザーが力を掛ける方向にスムーズに移動する。第2の並進力F2は、力閾値Fth以上の継続時間がゼロより大きく継続時間閾値Tth未満であるパルス状の変化を示している。このようなパルス状の並進力F2は、例えばユーザーがエンドエフェクター130を軽く叩く(タップする)ことによって生じる。このようなパルス状の並進力F2が検出された場合には、第2制御モードが選択されて、並進力F2の方向に沿って所定の移動量ΔLだけエンドエフェクター130の移動が実行される。回転力に関しても同様に、制御モードの選択と移動が実行されるが、回転力についての説明は省略する。以下で説明する他の例でも同様である。
図9から理解できるように、第1実施形態において、制御モード選択部214は、力検出部190により検出された力Fの時間変化に応じて第1制御モード又は第2制御モードを選択する。より具体的には、力Fの大きさが力閾値Fth以上である時間の長さに応じて第1制御モード又は第2制御モードが選択される。従って、ユーザーがロボット100の可動部に加える力の時間変化に応じて、制御モードを容易に切り替えることが可能である。なお、図9において、力が検出されていない状態の制御モードは、第1制御モードと第2制御モードのいずれに設定されていてもよく、また、他の制御モードに設定されていてもよい。いずれの場合にも、力が検出されていないので、第1制御モードにおける連続移動や、第2制御モードにおける定量移動が実行されない点では同じである。
図10は、第1実施形態における教示処理のフローチャートである。この教示処理は、教示装置300によってロボット100が教示モードに設定された状態で、制御装置200の可動部制御部212と制御モード選択部214により実行される。
ステップS111では、力検出部190によって力が検出されまで待機し、力が検出されるとステップS112に進む。ステップS112では、制御モード選択部214が、制御モードの判定と選択を実行する。具体的には、図9で説明したように、力検出部190により検出された力の時間変化に応じて第1制御モード又は第2制御モードが選択される。ステップS112において第1制御モードが選択された場合には、ステップS113に進み、可動部制御部212が第1制御モードによる連続移動を実行する。第1制御モードは、次のステップS114において第1制御モードによる連続移動が終了したと判定されるまで継続された後に、ステップS116に進む。なお、第1制御モードは、例えば図9に示したように、力が力閾値Fth未満になったときに終了するものと判定してもよい。但し、終了判定用の力閾値として、制御モード選択用の力閾値Fthと異なる値を用いても良い。ステップS112において第2制御モードが選択された場合には、ステップS115に進み、可動部制御部212が第2制御モードによる定量移動を実行した後に、ステップS116に進む。なお、ステップS111において検出された力が力閾値Fthを越えない場合には、ステップS112において第1制御モードと第2制御モードのいずれも選択されずにステップS116に進む。ステップS116では、教示処理が終了したか否かが判定され、終了していない場合にはステップS111に戻る。なお、教示処理の終了の指示は、例えばユーザーが教示装置300を用いて行うことができる。
以上のように、第1実施形態では、力検出部190により検出された力の時間変化に応じて第1制御モード又は第2制御モードが選択される。より具体的には、力Fの大きさが力閾値Fth以上である時間の長さに応じて第1制御モード又は第2制御モードが選択される。従って、ユーザーがロボット100の可動部に加える力の時間変化に応じて、制御モードを容易に切り替えることが可能である。
なお、上述した第1実施形態では、力Fの大きさが力閾値Fth以上である継続時間がゼロより大きく継続時間閾値Tth未満の場合には第2制御モードを選択し、継続時間が継続時間閾値Tth以上の場合には第1制御モードを選択していたが、これ以外の方法で第1制御モードと第2制御モードのいずれかを選択するようにしてもよい。例えば、力Fの時間変化に関する以下のような特徴量のいずれかを用いて、第1制御モード又は第2制御モードを選択することが可能である。
<力の時間変化に関する特徴量の例>
(a)力が力閾値以上となる時間の長さ
(b)力の時間変化の周波数、特に、力の時間変化の周波数スペクトルのピーク周波数
(c)力の微分値、特に、力の微分値のピークの大きさ
(d)力の時間変化と予め設定された力変化パターンとのパターンマッチングによる一致度
上述した第1実施形態では、上記特徴量(a)を用いていると考えることができる。このように、力Fの時間変化に関する予め定められた特徴量を利用して、第1制御モード又は第2制御モードを選択することが可能である。この場合には、その特徴量に適した閾値が予め設定される。
B.第2実施形態:
図11は、第2実施形態において力検出部190で検出される力の変化の例を示すグラフである。第2実施形態は、制御モードの判定方法が第1実施形態と異なるだけであり、装置構成や処理手順は第1実施形態と同じである。
図11の第1の並進力F1と第2の並進力F2は、第1実施形態の図9に示したものと同じである。図11において、力閾値としては、図9に示した力閾値Fthに等しい第1の値V1と、第1の値V1よりも大きな第2の値V2とを用いている。上述した第1実施形態と同様に、第1の並進力F1と第2の並進力F2のピークは、いずれも第1の値V1(=Fth)以上であり、その継続時間の違いによって第1制御モードと第2制御モードのいずれかが選択されて実行される。第3の並進力F3も第2の並進力F2と同様に、第1の値V1(=Fth)以上である継続時間がゼロより大きく継続時間閾値Tth未満なので、第2制御モードが選択されて実行される。但し、第2の並進力F2のピークは第1の値V1以上第2の値V2未満であり、第3の並進力F3のピークは第2の値V2以上である。この場合に、第2の並進力F2に応じて実行される第2制御モードでは、所定の移動量ΔL1だけエンドエフェクター130の移動が実行される。また、第3の並進力F3に応じて実行される第2制御モードでは、並進力F3の方向に沿って所定の移動量ΔL2だけエンドエフェクター130の移動が実行される。第3の並進力F3に応じた移動量ΔL2は、第2の並進力F2に応じた移動量ΔL1よりも大きな値に設定される。例えば、第1の移動量ΔL1は0.1mmに設定され、第2の移動量ΔL2は1mmに設定される。
図11のように、第2制御モードに関して複数の閾値V1,V2を設定しておき、力Fのピークがそのうちのいずれの閾値以上となるかに応じた異なる移動量ΔL1,ΔL2で移動を実行するようにすれば、ユーザーが、より粗い微調整とより細かい微調整を容易に使い分けることが可能である。
なお、図11の例では、力Fが第1の値V1(=Fth)以上である継続時間が継続時間閾値Tth以上の場合に第1制御モードが選択されているが、この代わりに、力Fが第2の値V2以上である継続時間が継続時間閾値Tth以上の場合に第1制御モードが選択されるようにしてもよい。
以上のように、第2実施形態では、力Fの時間変化と、力Fの大きさと、の両方に応じて第1制御モード又は第2制御モードが選択されるので、ユーザーが制御モードを容易に切り替えることができる。
C.第3実施形態:
図12は、第3実施形態において力検出部190で検出される力の変化の例を示すグラフである。第3実施形態も、制御モードの判定方法が第1実施形態と異なるだけであり、装置構成や処理手順は第1実施形態と同じである。
図12の例において、力閾値として第1の値V1と第2の値V2が使用される。これらの値V1,V2は、図11に示した値とは異なる値を使用可能である。第3実施形態において、力Fの大きさは、一定の周期Pd毎に判定され、第1実施形態で使用した継続時間閾値Tthは使用しない。各周期Pdの始点で力Fが第1の値V1以上になると、第2制御モードが選択されて所定の移動量ΔLで定量移動が実行される。また、各周期Pdの始点で力Fが第2の値V2以上になると、第1制御モードが選択されて連続移動が実行される。例えば、第1の並進力F1が加えられると、第1の値V1以上となった時点から第2制御モードで2回の定量移動が実行され、その後、第2の値V2以上に達した時点から第1制御モードで連続移動が実行される。一方、第2の並進力F2が加えられると、第1の値V1以上になった時点で第2制御モードで1回の定量移動が実行される。
以上のように、第3実施形態では、力Fの大きさに応じて第1制御モード又は第2制御モードを選択している。こうすれば、ユーザーがロボット100の可動部に加える力の大きさに応じて制御モードを容易に切り替えることができる。
D.第4実施形態:
図13は、第4実施形態における制御モード選択部214の機能ブロック図である。第4実施形態は、ロボットシステムの全体構成は第1実施形態と同じであり、制御モード選択部214の構成と、教示処理の処理手順が第1実施形態と異なっている。
制御モード選択部214は、2つの比較器271,272と、並進力カウンター273と、回転力カウンター274と、モード判定部275とを有している。力検出部190で検出された並進力Fは、第1の比較器271に入力されて力閾値Fthと比較される。この力閾値Fthは、図9に示した力閾値Fthと同じである。第1の比較器271の比較結果を示す2値の判定値Fbは、並進力カウンター273に入力され、判定値Fbの値が1である回数がカウントされる。一方、力検出部190で検出された回転力Mは、第2の比較器272に入力されて力閾値Mthと比較される。第2の比較器272の比較結果を示す2値の判定値Mbは、回転力カウンター274に入力され、判定値Mbの値が1である回数がカウントされる。並進力カウンター273のカウント値Fcと回転力カウンター274のカウント値Mcは、モード判定部275に入力される。モード判定部275は、判定値Fb,Mbとカウント値Fc,Mcから、第1制御モードと第2制御モードのいずれを選択するかの判定を実行する。
図14は、第4実施形態における教示処理のフローチャートであり、図15は、そのタイミングチャートである。図15に示すように、比較器271,272における比較は所定の周期Pd毎に実行され、それらの比較結果を示す判定値Fb,Mbも周期Pd毎にカウントされてカウント値Fc,Mcが生成される。
図14のステップS211では、モード判定部275が、カウント値Fc,Mcの少なくとも一方が、予め設定された閾値以上であるか否かを判定する。この閾値は、第1制御モードか否かを判定するための閾値である。図15の例では、閾値は5に設定されている。カウント値Fc,Mcの少なくとも一方が閾値以上である場合には、ステップS221に進み、第1制御モードによる連続移動が実行される。第1制御モードは、ステップS222において比較器271,272の判定値Fb,Mbがゼロになるまで継続される。図15の例では、時刻t6~t7において、第1制御モードによる連続移動が実行されている。第1制御モードが終了すると、ステップS223においてカウンター273,274がゼロにリセットされてステップS215に進む。
ステップS211において、カウント値Fc,Mcの両方が閾値未満である場合には、ステップS212に進み、回転力が検出されているか否かが判定される。この判定は、回転力の比較器272の判定値Mbが1か否かの判定である。回転力が検出されている場合には、ステップS231に進み、第2制御モードが選択されるとともに、検出された回転力に応じて定量回転が実行される。図15の例では、時刻t3及び時刻t8において、第2制御モードによる定量回転が実行されている。定量回転が一度実行されるとステップS232に進み、カウンター274のカウント値Mcがインクリメントされた後にステップS215に進む。
ステップS212において、回転力が検出されていない場合には、ステップS213に進み、並進力が検出されているか否かが判定される。この判定は、並進力の比較器271の判定値Fbが1か否かの判定である。並進力が検出されている場合には、ステップS241に進み、第2制御モードが選択されるとともに、検出された並進力に応じて定量並進が実行される。図15の例では、時刻t1,t2,t4及び、時刻t5~t6の期間において、第2制御モードによる定量並進が実行されている。定量並進が一度実行されるとステップS242に進み、カウンター273のカウント値Fcがインクリメントされた後にステップS215に進む。
ステップS213において、並進力が検出されていない場合には、ステップS214に進み、カウンター273,273のカウント値Fc,Mcがゼロにリセットされた後にステップS215に進む。ステップS215では、教示処理が終了したか否かが判定され、終了していない場合にはステップS211に戻る。
図15の例において、時刻t3及び時刻t8では、並進力と回転力の両方が検出されており、これに応じて第2制御モードの定量回転が実行されている。すなわち、この例では、並進力と回転力が同時に検出された場合の移動方法として、並進力に応じた移動は行わなず、回転力が検出された軸の回りに所定の回転量だけ回転する方法が採用されている。この移動方法は、第1実施形態で説明した選択肢C1に相当する。この代わりに、選択肢C2を使用してもよい。
また、図15の例において、時刻t5~t6の間は並進力Fが連続的に検出されているが、並進力カウンター273のカウント値Fcが閾値(=5)に達するまでは第2制御モードによる定量移動が4回実行され、カウント値Fcが閾値に達した時刻t6以降に第1制御モードによる連続移動が実行されている。カウント値Fcが閾値に達するまでの時間は、図9に示した継続時間閾値Tthと等価である。すなわち、第4実施形態においても、第1実施形態と同様に、力Fの大きさが力閾値Fth以上である継続時間が継続時間閾値未満の場合には第2制御モードを選択し、継続時間が継続時間閾値以上の場合には第1制御モードを選択する。但し、図9で説明したように、第1実施形態では、力Fの大きさが力閾値Fth以上となってから継続時間閾値Tthが経過するまでの期間は、第2制御モードによる定量移動は実行されない。一方、図15に示すように、第4実施形態では、力Fの大きさが力閾値Fth以上となってから継続時間閾値が経過するまでの期間(すなわち、カウント値が閾値に達するまでの期間)は、第2制御モードによる定量移動が実行される。いずれの場合も、力検出部190で検出される力の時間変化に応じて第1制御モード又は第2制御モードが選択される点では共通している。従って、ユーザーがロボット100に可動部に加える力の時間変化に応じて制御モードを容易に切り替えることができる。
E.第5実施形態:
図16は、第5実施形態における制御モード選択部214の機能ブロック図である。第5実施形態は、ロボットシステムの全体構成は第1実施形態及び第4実施形態と同じであり、制御モード選択部214の構成と、教示処理の処理手順が第1実施形態及び第4実施形態と異なっている。
制御モード選択部214は、2つの比較器271,272と、モード判定部275と、カウンター276と、記憶部277とを有している。第5実施形態の制御モード選択部214は、図13に示した第4実施形態の制御モード選択部214からカウンター273,274を省略し、カウンター276と記憶部277を追加した構成を有している。比較器271,272は、閾値としてプラスの閾値+Fth,+Mthとマイナスの閾値-Fth,-Mthの両方を使用して3値(-1,0,+1)の判定値Fb,Mbを生成する点でも第4実施形態と異なっている。なお、並進力Fのプラスの力閾値+Fthは、順方向(例えば+X方向)の力閾値を意味しており、マイナスの力閾値-Fthは、逆方向(例えば-X方向)の力閾値を意味している。プラスとマイナスの力閾値±Fthは、並進力Fの方向を判定するために使用される。この場合に、「力の大きさが力閾値以上」か否かは、力Fと力閾値±Fthの絶対値との比較によって判定される。回転力Mも同様である。
2つの比較器271,272の3値の判定値Fb,Mbは、モード判定部275に入力される。モード判定部275は、2つの判定値Fb,Mbを記憶部277に記録するとともに、記憶部277に記録された判定値Fb,Mbの履歴を参照して、第1制御モードと第2制御モードのいずれを選択するかの判定を実行する。カウンター276は、モード判定部275による処理周期を決めるために使用される。
図17は、第5実施形態における力データ記録処理のフローチャートである。この処理は、モード判定部275によって実行される。ステップS311では、カウンター276のカウント値CNTがゼロでない初期値に設定される。ステップS312では、カウント値CNTがゼロか否かが判定され、ゼロで無ければステップS313に進み、カウント値CNTが1つデクリメントされてステップS312に戻る。ステップS312において、カウント値CNTが0に達すると、ステップS314に進む。ステップS314では、比較器271,272が力検出部190から力F,Mを取得して、それぞれの力閾値±Fth,±Mthと比較する。ステップS315では、モード判定部275が、比較器271,272の判定値Fb,Mbを記憶部277に記録して、ステップS311に戻る。このように、図17の処理では、カウント値CNTの初期値に相当する一定の周期毎に、ステップS314,S315の処理が繰り返して実行される。
図18は、第5実施形態における制御モード判定処理のフローチャートであり、図19は、そのタイミングチャートである。この処理も、モード判定部275によって実行される。図18の処理も、図17の処理と同様に、カウント値CNTの初期値に相当する一定の周期毎に実行されているが、カウント値CNTの処理については図示が省略されている。図19には、力Fと、判定値Fbと、第1制御モード及び第2制御モードの実行状態が描かかれている。図19の黒丸は、一定の周期Pd毎の値をプロットした点を示す。周期Pdは、例えば10ms~30msの範囲に設定される。なお、回転力は、図示が省略されている。
モード判定部275は、図18のステップS321で記憶部277から判定値Fb,Mbの履歴を読み出し、ステップS322で制御モードの判定と選択を実行する。例えば、並進力の判定値Fbが+1又は-1で継続している継続時間が継続時間閾値Tth以上の場合には第1制御モードが選択されてステップS323に進み、連続移動が実行される。第1制御モードは、ステップS324において判定値Fbがゼロになるまで継続される。一方、ステップS322において、判定値Fbが+1又は-1で継続している継続時間が継続時間閾値Tth未満で最小時間閾値Tmin以上の場合には第2制御モードが選択されてステップS325に進み、定量移動が実行される。また、ステップS322において、判定値Fbが+1又は-1で継続している継続時間が最小時間閾値Tmin未満の場合には、第1制御モードと第2制御モードのいずれも選択されることなく、ステップS326に進む。これらの処理は、回転力についても同様である。ステップS326では、教示処理が終了したか否かが判定され、終了していない場合にはステップS321に戻る。
図19の例では、時刻t11~t12の期間において判定値Fbが-1で継続している。時刻t12では、その継続時間が最小時間閾値Tminに達しているので第2制御モードが選択されて、定量移動が実行されている。また、時刻t13~t14の期間も同様に、判定値Fbが+1で継続している。時刻t14では、その継続時間が最小時間閾値Tminに達しているので第2制御モードが選択されて、定量移動が実行されている。但し、時刻t12における定量移動と、時刻t14における定量移動は、力Fの方向が逆なので、定量移動も逆方向に行われている。時刻t14から一周期Pdが経過した時刻t15では、判定値Fbが+1で継続している継続時間が継続時間閾値Tthに達しているので、第1制御モードが選択されて、時刻t16まで連続移動が開始されている。
このように、第5実施形態においても、力検出部190で検出される力の時間変化に応じて第1制御モード又は第2制御モードが選択されている。従って、ユーザーがロボット100に可動部に加える力の時間変化に応じて制御モードを容易に切り替えることができる。
図20は、第5実施形態で使用される閾値の設定画面の一例を示す説明図である。この例では、図16の比較器271,272で使用する力閾値Fth,Mthを設定するための第1ウィンドウW1と、図19に示した最小時間閾値Tminを設定するための第2ウィンドウW2の例が示されている。2つのウィンドウW1,W2には、それぞれ複数の選択肢が表示されている。複数の選択肢は、「敏感な設定」と「標準設定」と「鈍感な設定」の3つを含んでいる。ユーザーが各ウィンドウW1,W2内の複数の選択肢のうちの1つを選択すると、その入力が入力受付部216によって受付られ、これに応じてテーブルT1,T2に示されている閾値がそれぞれ設定される。
第1のテーブルT1には、6軸方向に関する力閾値がそれぞれ設定されている。「敏感な設定」では、並進力の閾値Fx,Fx,Fzが1.5Nに設定され、回転力の閾値Mx,My,Mzが0.7N・mに設定される。「標準設定」では、並進力の閾値Fx,Fx,Fzが5.0Nに設定され、回転力の閾値Mx,My,Mzが1.5N・mに設定される。「鈍感な設定」では、並進力の閾値Fx,Fx,Fzが8.0Nに設定され、回転力の閾値Mx,My,Mzが2.2N・mに設定される。なお、並進力に対する力閾値は、0.5N以上10N以下の範囲に設定されることが好ましい。また、回転力に対する力閾値は、0.05N・m以上3N・m以下の範囲に設定されることが好ましい。これらの好ましい範囲は、上述した他の実施形態でも同様である。
第2のテーブルT2には、6軸方向の力に対する最小時間閾値Tminがそれぞれ設定されている。「敏感な設定」では、6軸方向の力に対する最小時間閾値TFx,TFx,TFz,TMx,TMy,TMzがいずれも100msに設定される。「標準設定」では、6軸方向の力に対する最小時間閾値がいずれも150msに設定される。「鈍感な設定」では、6軸方向の力に対する最小時間閾値がいずれも400msに設定される。なお、最小時間閾値Tminは、50ms以上500ms以下の範囲に設定されることが好ましい。
このように、複数の選択肢を含む設定画面であるウィンドウW1,W2を用いてユーザーの設定入力を受け付けるようにすれば、ユーザーが簡単に閾値の設定を行うことが可能である。なお、図19で使用した継続時間閾値Tthも最小時間閾値Tminと同様にして設定してもよい。テーブルT1,T2を表示部に表示する必要は無いが、ウィンドウW1,W2と共に表示部に表示するようにしてもよい。
図21は、第5実施形態で使用される閾値の設定画面の他の例を示す説明図である。この例では、図16の比較器271,272で使用する閾値Fth,Mthを設定するための第1ウィンドウW1aと、図19に示した最小時間閾値Tminを設定するための第2ウィンドウW2aの別の例が示されている。2つのウィンドウW1a,W2aのそれぞれは、数値を入力又は表示するためのフィールドFLと、数値を選択するためのスライドバーSBとを含んでいる。ユーザーがスライドバーSBを用いて値を設定した場合には、その値がフィールドFLに表示される。一方、ユーザーがフィールドFLに値を直接入力した場合には、その値がスライドバーSBに反映される。図21の例では、力閾値と最小時間閾値とを、6つの軸に関してそれぞれ個別に設定できるので、図20の例に比べてより適切な値を設定できるという利点がある。一方、図20の例は、図21の例に比べて設定が容易であるという利点がある。
図20及び図21に示したような画面は、上述した種々の実施形態で使用した各種のパラメーターの入力や設定に使用するようにしてもよい。例えば、教示処理の設定画面において、第2制御モードにおける移動量をユーザーが任意に設定できることが好ましい。このように、第1制御モード又は第2制御モードの選択と実行に使用するパラメーターとして、力閾値を含むパラメーターの入力をユーザーから受け付けるようにすれば、ユーザーの好みのパラメーターを用いて制御モードを選択したり実行したりすることが可能となる。
以上のように、第5実施形態においても、力の大きさが力閾値以上である時間の長さに応じて第1制御モード又は第2制御モードが選択されている。従って、ユーザーがロボット100の可動部に加える力の時間変化に応じて制御モードを容易に切り替えることができる。また、第5実施形態では特に、力の大きさが力閾値以上である継続時間が最小時間閾値Tminに達するまでは第2制御モードを選択せず、継続時間が最小時間閾値Tminに達した後に第2制御モードを選択している。こうすれば、チャタリング等の不安定な力の発生時には第2制御モードを選択しないので、第2制御モードによる制御を正しく実行できるという利点がある。
F.他の実施形態:
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本発明は、以下の形態(aspect)によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本発明の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本発明の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
(1)本発明の第1の形態によれば、可動部と、前記可動部に加えられた力を検出する力検出部とを備えるロボットを制御する制御装置が提供される。この制御装置は、前記ロボットの教示において、前記力検出部により検出された力に応じて連続的に前記可動部を移動させる第1制御モードと、前記力検出部により検出された力に応じて、ユーザーが入力した移動量で前記可動部を移動させる第2制御モードと、で前記可動部を制御する制御部を備える。前記制御部は、前記力検出部により検出された力の時間変化と、前記力の大きさと、の一方又は両方に応じて前記第1制御モード又は前記第2制御モードを選択する。
この制御装置によれば、力検出部により検出された力の時間変化と力の大きさの一方又は両方に応じて制御モードを容易に切り替えることができる。
(2)上記制御装置において、前記制御部は、前記力の大きさが力閾値以上である時間の長さに応じて前記第1制御モード又は前記第2制御モードを選択するものとしてもよい。
この制御装置によれば、ユーザーが可動部に加える力の時間変化に応じて制御モードを容易に切り替えることができる。
(3)上記制御装置において、前記制御部は、前記力の大きさが前記力閾値以上である継続時間が0より大きく継続時間閾値未満の場合には前記第2制御モードを選択し、前記継続時間が前記継続時間閾値以上の場合には前記第1制御モードを選択するものとしてもよい。
この制御装置によれば、ユーザーが可動部に加える力の時間変化に応じて制御モードを容易に切り替えることができる。
(4)上記制御装置において、前記制御部は、前記力の大きさが前記力閾値以上である継続時間が最小時間閾値に達するまでは前記第2制御モードを選択せず、前記継続時間が前記最小時間閾値に達した後に前記第2制御モードを選択するものとしてもよい。
この制御装置によれば、チャタリング等の不安定な力の発生時には第2制御モードを選択しないので、第2制御モードによる制御を正しく実行できる。
(5)上記制御装置において、前記最小時間閾値は、50ms以上500ms以下の範囲に設定されるものとしてもよい。
この制御装置によれば、チャタリング等の不安定な力の発生時に第2制御モードを選択しないので、第2制御モードによる制御を正しく実行できる。
(6)上記制御装置において、前記力閾値は、第1の値と、前記第1の値よりも大きい第2の値を含み、前記制御部は、前記第2制御モードにおいて、前記力の大きさが前記第1の値以上第2の値未満である場合には第1移動量で前記可動部を移動させ、前記力の大きさが前記第2の値以上である場合には前記第1移動量よりも大きな第2移動量で前記可動部を移動させるものとしてもよい。
この制御装置によれば、第2制御モードにおいて、ユーザーが可動部に加える力の大きさに応じて可動部の移動量を切り替えることができる。
(7)上記制御装置において、前記力閾値の入力をユーザーから受け付ける入力受付部を備えるものとしてもよい。
この制御装置によれば、ユーザーから力閾値を含むパラメーターの入力を受け付けるので、ユーザーの好みのパラメーターを用いて制御モードを選択したり実行したりすることができる。
(8)上記制御装置において、前記制御部は、前記力の大きさが第1の値以上第2の値未満である場合には前記第2制御モードを選択し、前記力の大きさが前記第2の値以上である場合には前記第1制御モードを選択するものとしてもよい。
この制御装置によれば、ユーザーが可動部に加える力の大きさに応じて制御モードを容易に切り替えることができる。
(9)本発明の第2の形態によれば、可動部と、前記可動部に加えられた力を検出する力検出部とを備えるロボットと、上述のいずれかの制御装置と、を備えるロボットシステムが提供される。
このロボットシステムによれば、力検出部により検出された力の時間変化と力の大きさの一方又は両方に応じて制御モードを容易に切り替えることができる。
本発明は、上記以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ロボットとロボット制御装置とを備えたロボットシステム、ロボット制御装置の機能を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体(non-transitory storage medium)等の形態で実現することができる。
100…ロボット、110…基台、120…アーム、130…エンドエフェクター、150…ハンドル、170…アクチュエーター、190…力検出部、200…制御装置、210…プロセッサー、212…可動部制御部、214…制御モード選択部、216…入力受付部、220…メインメモリー、230…不揮発性メモリー、232…プログラム命令、234…教示データ、240…表示制御部、250…表示部、260…I/Oインターフェース、271,272…比較器、273…並進力カウンター、274…回転力カウンター、275…モード判定部、276…カウンター、277…記憶部、300…教示装置、400…パーソナルコンピューター、500…クラウドサービス

Claims (7)

  1. 可動部と、前記可動部に加えられた力を検出する力検出部と、を備えるロボットと、
    前記ロボットを制御する制御部と、を有するロボットシステムの制御方法であって、
    前記制御部は、前記ロボットの教示において、前記力検出部により検出された力の時間変化と、前記力の大きさと、の一方又は両方に応じて、
    前記力検出部により検出された力に応じて連続的に前記可動部を移動させる第1制御モード、又は前記力検出部により検出された力に応じて、ユーザーが入力した移動量で前記可動部を移動させる第2制御モードを選択し、
    前記制御部は、前記力の大きさが力閾値以上である継続時間が0より大きく継続時間閾値未満の場合には前記第2制御モードを選択し、前記継続時間が前記継続時間閾値以上の場合には前記第1制御モードを選択する、制御方法。
  2. 請求項に記載の制御方法であって、
    前記制御部は、前記力の大きさが前記力閾値以上である継続時間が最小時間閾値に達するまでは前記第2制御モードを選択せず、前記継続時間が前記最小時間閾値に達した後に前記第2制御モードを選択する、制御方法。
  3. 請求項に記載の制御方法であって、
    前記最小時間閾値は、50ms以上500ms以下の範囲である、制御方法。
  4. 請求項1~3のいずれか一項に記載の制御方法であって、
    前記力閾値は、第1の値と、前記第1の値よりも大きい第2の値と、を含み、
    前記制御部は、前記第2制御モードにおいて、前記力の大きさが前記第1の値以上前記第2の値未満である場合には第1移動量で前記可動部を移動させ、前記力の大きさが前記第2の値以上である場合には前記第1移動量よりも大きな第2移動量で前記可動部を移動させる、制御方法。
  5. 可動部と、前記可動部に加えられた力を検出する力検出部と、を備えるロボットと、
    前記ロボットを制御する制御部と、を有するロボットシステムの制御方法であって、
    前記制御部は、前記ロボットの教示において、前記力検出部により検出された力の時間変化と、前記力の大きさと、の一方又は両方に応じて、
    前記力検出部により検出された力に応じて連続的に前記可動部を移動させる第1制御モード、又は前記力検出部により検出された力に応じて、ユーザーが入力した移動量で前記可動部を移動させる第2制御モードを選択し、
    前記制御部は、前記力の大きさが第1の値以上第2の値未満である場合には前記第2制御モードを選択し、前記力の大きさが前記第2の値以上である場合には前記第1制御モードを選択する、制御方法。
  6. 可動部と、前記可動部に加えられた力を検出する力検出部と、を備えるロボットと、
    前記ロボットを制御する制御部と、を有するロボットシステムであって、
    前記制御部は、前記ロボットの教示において、前記力検出部により検出された力に応じて連続的に前記可動部を移動させる第1制御モードと、前記ロボットの教示において、前記力検出部により検出された力に応じて、ユーザーが入力した移動量で前記可動部を移動させる第2制御モードと、有し、前記力検出部により検出された力の時間変化と、前記力の大きさと、の一方又は両方に応じて前記第1制御モード又は前記第2制御モードを選択し、
    前記制御部は、前記力の大きさが力閾値以上である継続時間が0より大きく継続時間閾値未満の場合には前記第2制御モードを選択し、前記継続時間が前記継続時間閾値以上の場合には前記第1制御モードを選択する、ロボットシステム。
  7. 可動部と、前記可動部に加えられた力を検出する力検出部と、を備えるロボットと、
    前記ロボットを制御する制御部と、を有するロボットシステムであって、
    前記制御部は、前記ロボットの教示において、前記力検出部により検出された力に応じて連続的に前記可動部を移動させる第1制御モードと、前記ロボットの教示において、前記力検出部により検出された力に応じて、ユーザーが入力した移動量で前記可動部を移動させる第2制御モードと、有し、前記力検出部により検出された力の時間変化と、前記力の大きさと、の一方又は両方に応じて前記第1制御モード又は前記第2制御モードを選択し、
    前記制御部は、前記力の大きさが第1の値以上第2の値未満である場合には前記第2制御モードを選択し、前記力の大きさが前記第2の値以上である場合には前記第1制御モードを選択する、ロボットシステム。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7211007B2 (ja) * 2018-10-30 2023-01-24 セイコーエプソン株式会社 制御装置、ロボットシステムおよび制御方法
DK180508B1 (en) * 2019-10-22 2021-06-03 Universal Robots As Maintaining free-drive mode of robot arm for period of time
JP7483177B1 (ja) 2023-06-27 2024-05-14 三菱電機株式会社 制御装置、ロボットシステム、および制御方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009297853A (ja) 2008-06-16 2009-12-24 Denso Wave Inc ロボットのダイレクトティーチ制御装置
JP2017164876A (ja) 2016-03-18 2017-09-21 セイコーエプソン株式会社 制御装置、ロボット、及びロボットシステム

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2774618B2 (ja) * 1989-10-20 1998-07-09 トキコ株式会社 工業用ロボット及びその制御方法
JP2812582B2 (ja) 1991-05-21 1998-10-22 株式会社日立製作所 産業用ロボットの制御装置
JPH08300281A (ja) * 1995-05-11 1996-11-19 Seiko Epson Corp ロボット装置及びその制御方法
JPH11231925A (ja) 1998-02-10 1999-08-27 Yaskawa Electric Corp ダイレクトティーチング用ロボットの手先
JPH11254361A (ja) * 1998-03-13 1999-09-21 Sumitomo Heavy Ind Ltd ロボットにおけるダイレクトティーチングのモード切替え方式
JP5148092B2 (ja) * 2006-09-11 2013-02-20 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 エネルギ手術装置
WO2010069429A1 (de) * 2008-12-17 2010-06-24 Kuka Roboter Gmbh Verfahren und vorrichtung zur befehlseingabe in eine steuerung eines manipulators
US20110015787A1 (en) * 2009-01-22 2011-01-20 Yuko Tsusaka Control apparatus and control method for robot arm, robot, control program for robot arm, and integrated electronic circuit
CN102292194B (zh) * 2009-08-21 2015-03-04 松下电器产业株式会社 机器人手臂的控制装置及控制方法、装配机器人、机器人手臂的控制程序及机器人手臂的控制用集成电路
JP5893665B2 (ja) * 2014-04-14 2016-03-23 ファナック株式会社 作用された力に応じて移動されるロボットを制御するロボット制御装置
JP6522930B2 (ja) * 2014-11-28 2019-05-29 ファナック株式会社 可動部を直接手動で操作可能な数値制御工作機械
US9804593B1 (en) * 2014-12-12 2017-10-31 X Development Llc Methods and systems for teaching positions to components of devices
JP6034900B2 (ja) * 2015-03-06 2016-11-30 ファナック株式会社 動作プログラムの再開を判断するロボット制御装置
CN107438502B (zh) * 2015-03-31 2019-05-31 Abb瑞士股份有限公司 通过触摸来控制工业机器人的方法
JP6591818B2 (ja) * 2015-07-30 2019-10-16 ファナック株式会社 産業用ロボットシステムおよびその制御方法
JP6754364B2 (ja) * 2015-08-25 2020-09-09 川崎重工業株式会社 ロボットシステム
AT518481B1 (de) * 2016-03-07 2018-09-15 Keba Ag System und Verfahren zur räumlichen Bewegung eines Objekts
JP2017177297A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 ソニー株式会社 制御装置及び制御方法
CN107717981B (zh) * 2016-08-12 2021-01-05 财团法人工业技术研究院 机械手臂的控制装置及其教导系统与方法
JP2018043320A (ja) * 2016-09-15 2018-03-22 セイコーエプソン株式会社 制御装置、ロボットおよびロボットシステム
JP6714734B2 (ja) * 2017-02-03 2020-06-24 オリンパス株式会社 医療用マニピュレータおよびその作動方法
JP6619395B2 (ja) * 2017-07-12 2019-12-11 ファナック株式会社 ロボットシステムおよびロボットの教示方法
JP6690626B2 (ja) * 2017-10-31 2020-04-28 株式会社安川電機 ロボットシステムおよびロボットの退避方法
US11148297B2 (en) * 2017-12-31 2021-10-19 Asensus Surgical Us, Inc. Force based gesture control of a robotic surgical manipulator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009297853A (ja) 2008-06-16 2009-12-24 Denso Wave Inc ロボットのダイレクトティーチ制御装置
JP2017164876A (ja) 2016-03-18 2017-09-21 セイコーエプソン株式会社 制御装置、ロボット、及びロボットシステム

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