特許ウォッチ

公開番号2024111358
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-19
出願番号2023015784
出願日2023-02-06
発明の名称直接教示装置及び直接教示方法
出願人アズビル株式会社
代理人弁理士法人山王内外特許事務所
主分類B25J 9/22 20060101AFI20240809BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】従来に対し、操作者がロボットアーム1における手先以外を操作しても手先の姿勢の挙動が分かりやすくなる。
【解決手段】複数の関節に加えられた外力トルクを計測する外力トルク計測部202と、外力トルクに基づいて、従動制御を行う従動制御部203と、操作位置を判定する操作位置判定部204と、複数の関節の関節角を計測する位置姿勢計測部205と、関節角に基づいて、手先の姿勢を演算する姿勢演算部206と、姿勢に基づいて、手先の姿勢制御を行う姿勢制御部207と、従動制御部203による制御結果及び姿勢制御部207による制御結果に基づいて、ロボットアーム1を駆動する駆動制御部208とを備え、姿勢制御部207は、操作位置がロボットアーム1における手先部分であると判定された場合に、姿勢制御を無効とする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ロボットアームが有する複数の関節に加えられた外力トルクを計測する外力トルク計測部と、
前記外力トルク計測部により計測された外力トルクに基づいて、前記ロボットアームの従動制御を行う従動制御部と、
前記ロボットアームの操作を行う操作者が操作を行っている当該ロボットアームにおける操作位置を判定する操作位置判定部と、
前記ロボットアームが有する複数の関節の関節角を計測する位置姿勢計測部と、
前記位置姿勢計測部により計測された関節角に基づいて、前記ロボットアームにおける手先の姿勢を演算する姿勢演算部と、
前記姿勢演算部により演算された姿勢に基づいて、前記ロボットアームにおける手先の姿勢制御を行う姿勢制御部と、
前記従動制御部による制御結果及び前記姿勢制御部による制御結果に基づいて、前記ロボットアームを駆動する駆動制御部とを備え、
前記姿勢制御部は、前記操作位置判定部により操作者の操作位置が前記ロボットアームにおける手先部分であると判定された場合に、姿勢制御を無効とする
ことを特徴とする直接教示装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記姿勢制御部は、前記操作位置判定部により操作者が前記ロボットアームにおける手先部分以外を操作していると判定される直前での、当該ロボットアームにおける手先の姿勢に基づいて、当該ロボットアームにおける手先の姿勢制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の直接教示装置。
【請求項３】
前記姿勢制御部は、前記ロボットアームにおける手先部分の関節のみを制御することで、当該ロボットアームにおける手先の姿勢制御を行う
ことを特徴とする請求項２記載の直接教示装置。
【請求項４】
前記姿勢制御部は、所定の座標系における所定の回転軸回りの回転を抑制するように、前記ロボットアームにおける手先の姿勢制御を行う
ことを特徴とする請求項２記載の直接教示装置。
【請求項５】
前記姿勢制御部は、所定の座標系における所定の回転軸回りの回転を抑制するように、前記ロボットアームにおける手先の姿勢制御を行う
ことを特徴とする請求項３記載の直接教示装置。
【請求項６】
前記操作位置判定部は、前記ロボットアームにおける手先と手首とを接続する関節及び当該関節よりも手先側にある関節のうちの何れか１つ以上で、前記外力トルク計測部により計測された外力トルクの大きさが所定の値よりも大きい場合に、操作者の操作位置が当該ロボットアームにおける手先部分であると判定する
ことを特徴とする請求項１記載の直接教示装置。
【請求項７】
前記操作位置判定部は、前記ロボットアームにおける手先部分に設けられて当該手先部分における人の接触有無を検知する接触センサによる検知結果に基づいて、操作者の操作位置が当該ロボットアームにおける手先部分であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１記載の直接教示装置。
【請求項８】
前記操作位置判定部は、前記ロボットアームに設けられて光を検知する光電センサによる検知結果に基づいて、操作者の操作位置が当該ロボットアームにおける手先部分であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１記載の直接教示装置。
【請求項９】
外力トルク計測部が、ロボットアームが有する複数の関節に加えられた外力トルクを計測するステップと、
従動制御部が、前記外力トルク計測部により計測された外力トルクに基づいて、前記ロボットアームの従動制御を行うステップと、
操作位置判定部が、前記ロボットアームの操作を行う操作者が操作を行っている当該ロボットアームにおける操作位置を判定するステップと、
位置姿勢計測部が、前記ロボットアームが有する複数の関節の関節角を計測するステップと、
姿勢演算部が、前記位置姿勢計測部により計測された関節角に基づいて、前記ロボットアームにおける手先の姿勢を演算するステップと、
姿勢制御部が、前記姿勢演算部により演算された姿勢に基づいて、前記ロボットアームにおける手先の姿勢制御を行うステップと、
駆動制御部が、前記従動制御部による制御結果及び前記姿勢制御部による制御結果に基づいて、前記ロボットアームを駆動するステップとを有し、
前記姿勢制御部は、前記操作位置判定部により操作者の操作位置が前記ロボットアームにおける手先部分であると判定された場合に、姿勢制御を無効とする
ことを特徴とする直接教示方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロボットアームに対して直接教示を行う直接教示装置及び直接教示方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
産業用ロボットでは、ロボットアームに作業をさせるために、前もって教示と呼ばれる作業を行う。この教示は、ティーチングとも呼ばれる。このロボットアームに対して教示を行う方法の中に、直接教示と呼ばれる方法がある。この直接教示は、ダイレクト教示とも呼ばれる。
例えば特許文献１では、トルク検出手段を用いたロボットアームに対する直接教示方法が開示されている。
【０００３】
この特許文献１に開示された直接教示方法の概略構成図を図１３に示す。
この直接教示方法では、図１３に示すように、ロボットアーム１及びロボットコントローラ（直接教示装置）２ｂを備えている。
【０００４】
ロボットアーム１には、各関節に、トルクセンサ１０１が設けられている。
トルクセンサ１０１は、自身が設けられた関節に加えられたトルクを検知する。
【０００５】
ロボットコントローラ２ｂは、従動制御部２０１ｂ及び駆動制御部２０２ｂを有している。
従動制御部２０１ｂは、各トルクセンサ１０１により検知されたトルクに基づいて、操作者が加えた外力トルクの方向にロボットアーム１を動かす制御を行う。
駆動制御部２０２ｂは、従動制御部２０１ｂによる制御に従ってロボットアーム１を駆動する。
【０００６】
これにより、従来の直接教示方法では、操作者がロボットアーム１の任意の部分に力を加えてロボットアーム１を直接操作でき、所望の姿勢になったところで手先の位置等を記録することで、直接教示が実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平０５－２５００２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、特許文献１に開示された従来の直接教示方法では、ロボットアーム１における手先だけでなく、人の手首又は腕にあたる部分に力を加えることでもロボットアーム１を操作できる。
しかしながら、操作者がロボットアーム１における手先以外の部分を操作した場合、ロボットアーム１における手先の姿勢が意図しない方向になる場合があり、直感的に分かりにくいという課題がある。
【０００９】
例として、図１４に示すロボットアーム１において、操作者が、手先が鉛直下向きの状態から、部位Ａ又は部位Ｂを上方に操作した場合で説明する。部位Ａはロボットアーム１における手先である。また、部位Ｂは人手首に相当する部分である。
【００１０】
操作者が部位Ａを上方に操作した場合には、図１５Ａに示すように、ロボットアーム１における手先の姿勢は概ね鉛直下向きのままになる。なお、手先の姿勢は、手先の向きともいえる。
すなわち、操作者が部位Ａを上方に操作した場合には、当該操作によってロボットアーム１における関節Ｊａ，Ｊｂ，Ｊｃにトルクが発生して、当該関節Ｊａ，Ｊｂ，Ｊｃが全て動く。その結果、ロボットアーム１における手先の姿勢を維持したまま手先の位置を変えることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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