特許ウォッチ

公開番号2024164343
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-27
出願番号2023079754
出願日2023-05-15
発明の名称ロボット制御装置、ロボット制御システム及びロボット制御方法
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 13/08 20060101AFI20241120BHJP(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】トルク検知結果に生じた他軸誤差を補正することができるロボット制御装置、ロボット制御システム及びロボット制御方法を提供する。
【解決手段】ロボットアーム(3)の関節に作用するトルクを検知するトルク検知部と、ロボットアームの特定部位を対象物に接触させる際の特定部位の位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、特定部位を対象物に接触させる際の接触力の指令値を取得する指令値取得部と、位置情報取得部によって取得された位置情報および指令値取得部によって取得された指令値に基づいて、トルク検知部によって検知されたトルクに含まれる、接触力に起因する他軸誤差を推定する誤差推定部と、トルク検知部によって検知されたトルク、及び誤差推定部によって推定された他軸誤差に基づいて、特定部位が対象物に接触するようにロボットアームを制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ロボットアームの関節に作用するトルクを検知するトルク検知部と、
前記ロボットアームの特定部位を対象物に接触させる際の前記特定部位の位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記特定部位を前記対象物に接触させる際の接触力の指令値を取得する指令値取得部と、
前記位置情報取得部によって取得された位置情報および前記指令値取得部によって取得された指令値に基づいて、前記トルク検知部によって検知されたトルクに含まれる、前記特定部位と前記対象物とが接触している状態での接触力に起因する他軸誤差を推定する誤差推定部と、
前記トルク検知部によって検知されたトルク、及び前記誤差推定部によって推定された他軸誤差に基づいて、前記特定部位が前記対象物に接触するように前記ロボットアームを制御する制御部と、を備えた
ことを特徴とするロボット制御装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記トルク検知部によって検知されたトルクから前記誤差推定部によって推定された他軸誤差を減算することによって、補正後のトルクを取得する補正部を備え、
前記制御部は、前記補正部によって取得された補正後のトルクに基づいて、前記特定部位が前記対象物に接触するように前記ロボットアームを制御する
ことを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
【請求項３】
前記誤差推定部は、前記トルク検知部によって検知されたトルクに含まれる、前記ロボットアームの重力及び慣性力の少なく一方に起因する他軸誤差を推定する
ことを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
【請求項４】
前記誤差推定部は、前記ロボットアームの重力及び慣性力の少なく一方に起因する他軸誤差を、前記ロボットアームの動力学モデルと、角度計測値、角速度計測値及び角加速度計測値の少なくとも一つと、に基づいて推定する
ことを特徴とする請求項３記載のロボット制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載のロボット制御装置と、
前記ロボットアームと、を備えた
ことを特徴とするロボット制御システム。
【請求項６】
トルク検知部と、位置情報取得部と、指令値取得部と、誤差推定部と、制御部と、を備えた装置が行うロボット制御方法であって、
前記トルク検知部が、ロボットアームの関節に作用するトルクを検知するステップと、
前記位置情報取得部が、前記ロボットアームの特定部位を対象物に接触させる際の前記特定部位の位置に関する位置情報を取得するステップと、
前記指令値取得部が、前記特定部位を前記対象物に接触させる際の接触力の指令値を取得するステップと、
前記誤差推定部が、前記位置情報取得部によって取得された位置情報および前記指令値取得部によって取得された指令値に基づいて、前記トルク検知部によって検知されたトルクに含まれる、前記特定部位と前記対象物とが接触している状態での接触力に起因する他軸誤差を推定するステップと、
前記制御部が、前記トルク検知部によって検知されたトルク、及び前記誤差推定部によって推定された他軸誤差に基づいて、前記特定部位が前記対象物に接触するように前記ロボットアームを制御するステップと、を備えた
ことを特徴とするロボット制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロボット制御装置、ロボット制御システム及びロボット制御方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、ロボットアームの関節にトルクセンサを備え、関節の回動軸周りに働く回転力（トルクと呼ぶ）を検知可能な産業用のロボットが知られている。このようなロボットは、ロボットアームの手先又はリンクに加わる外力を検知し、ロボットアームの手先に装着したエンドエフェクタを作業対象であるワークに押付けて加工する等の力作業を行うことが可能となる。このようなロボットのトルクセンサは、関節に作用するトルクを検知するためのものだが、実際には、トルクセンサに働くトルク以外の２方向の回転力や３方向の並進力の影響を受けて、トルク検知結果に誤差（他軸誤差と呼ぶ）を生じることがある。
【０００３】
従来、ロボットアームの質量などに起因してトルク検知結果に生じる他軸誤差を推定し、それを補正するロボットが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－０３７１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したようなロボットの力作業においては、ロボットアームが作業対象に接触することに起因してトルク検知結果に他軸誤差を生じることがある。しかしながら、特許文献１に記載されたロボットは、このような力作業において、他軸誤差を補正することができないという課題がある。
【０００６】
本開示は、上記課題を解決するものであって、ロボットアームが作業対象から受けた力に起因してトルク検知結果に生じた他軸誤差を補正することができるロボット制御装置、ロボット制御システム及びロボット制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係るロボット制御装置は、ロボットアームの関節に作用するトルクを検知するトルク検知部と、ロボットアームの特定部位を対象物に接触させる際の特定部位の位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、ロボットアームの特定部位を対象物に接触させる際の接触力の指令値を取得する指令値取得部と、位置情報取得部によって取得された位置情報および前記指令値取得部によって取得された指令値に基づいて、トルク検知部によって検知されたトルクに含まれる、特定部位と対象物とが接触している状態での接触力に起因する他軸誤差を推定する誤差推定部と、トルク検知部によって検知されたトルク、及び誤差推定部によって推定された誤差に基づいて、特定部位が対象物に接触するようにロボットアームを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、ロボットアームの特定部位を対象物に接触させる際に生じた他軸誤差を接触力の指令値に基づいて推定し、当該推定結果に基づいてロボットアームを制御するので、ロボットアームが作業対象から受ける力に起因してトルク検知結果に生じた他軸誤差を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１に係るロボット制御システムを示す概略図。
実施の形態１に係るロボット制御システムの構成を示すブロック図。
実施の形態１に係るロボット制御装置のハードウェア構成の一例を示す図。
実施の形態１に係るロボット制御装置のハードウェア構成の一例を示す図。
実施の形態１に係る他軸誤差補正部の構成を示すブロック図。
実施の形態１に係る外乱補正部の構成を示すブロック図。
実施の形態１に係る力制御部の構成を示すブロック図。
実施の形態１に係る位置制御部の構成を示すブロック図。
実施の形態１に係る駆動制御部の構成を示すブロック図。
実施の形態１に係るロボット制御装置が行う処理を示すフローチャート。
実施の形態１に係る他軸誤差補正部が行う処理を示すフローチャート。
実施の形態１に係るトルクセンサの座標系の定義例を示す概念図。
実施の形態１に係る力制御部が行う処理を示すフローチャート。
実施の形態１に係る位置制御部が行う処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示に係る実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るロボット制御システム１Ａの構成例を示す図である。図１に示すように、ロボット制御システム１Ａは、指令値生成部１、ロボット制御装置２、及びロボットアーム３を備えている。指令値生成部１は、ロボット制御装置２が処理を行う際の各種指令値を生成する。ロボット制御装置２は、ロボットアーム３の動作を制御する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許