JPS63295191A - ２腕協調ロボットシステムの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 概要 本発明は２腕協調ロボットシステムにおいて、力制御を
伴う協調作業を行なう場合、従来の制御方法では片方の
ロボットをある位置で固定し、他方のロボットを力・位
置制御していたため、力・位置制御を行なう側のロボッ
トの制御が非常に複雑となり時間が掛ってしまうという
問題があった。

この問題を解決するため、片方のロボットを位置制御で
制御し、他方のロボットを力制御で制御することにより
、簡単に且つ速く制御するようにしたことを特徴とする
２腕協調ロボットシステムの制御方法。

Ｌ呈ユＪυＵ狙注１ 本発明は２腕協調ロボットシステムの制御方法にｌする
。

２つのロボットに協同しである作業を行なわせる２腕協
調ロボットシステムは、その作業能力が高いことが要求
されるが、それに伴ってロボットの制御が複雑となりロ
ボット自体の動作速度が遅くなるという傾向がある。こ
のため、作業速度（ロボット自体の動作速度）を下げる
ことなく、作業能力を高めることが必要とされている。

（迷１０え頂 第４図に２腕協調ロボツトのシステム構成図を示す。第
４図に示すように従来の２腕協調ロボットシステムは、
１ｒ！ｉｉロボツトを２台組合せた構成をとってい、る
。ロボット１０ａは、４本のアーム１２．１４，１６．
１８を３個の関節２０．２２゜２４で結合した多関節型
であり、さらにアーム１８の先端にはハンド２６が回転
自在に結合されている。ハンド２６は例えば感圧センサ
付２関ｍ３本指ハンドである。１１１節２０及びアーム
１６とハンド２６は矢印方向に回転可能であるため、木
口ボッｔ−１０ａは６軸多関節型ロボットである。

２８は６軸センサであり、例えば歪みゲージを使用して
構成されており、歪みゲージの抵抗変化から各軸に印加
されている力を検出することができ、６軸センザ２８の
検出出力に応じてロボット１０ａの力制御を行なうよう
になっている。またロボット１０ａは、各軸を独立して
動か１だめの図示しない６個のモータと、ロボットの位
置を検出するための６個のエンコーダがそれぞれ設けら
れている。

ロボット１０ｂはロボツｌ−１０ａと全く同一構成の６
軸多関節型ロボットであり、各［］ボット１０ａ、１０
ｂは位置制御及び力制御の両制御が可能なように構成さ
れている。

各ロボット１０ａ、１０ｂはロボット制御装置３０ａ、
３０ｂに接続されており、それぞれのロボット制ｔｌｌ
ｌ装置からの指令により各ロボツ１〜１０ａ、１０ｂは
所定の動作を行なうようになっている。さらにロボット
制御装置３０ａ、３０ｂは協調制御用コンピュータ３２
に接続されており、この協調制御用コンピュータ３２か
らの制御指令により、ロボット制ｔ！Ｉ装置３０ａ、３
０ｂがそれぞれロボット１０ａ、１０ｂの動作を制御し
て、２腕協調作業を行なわせるようになっている。

第５図は上述したロボット制御装置の構成ブロック図で
あり、ＣＰＵ３４、フロッピ・ディスク・コントローラ
３６、メモリ３８、協調制御用コンピュータ３２へのパ
ラレルｌ１０４０、ティーチングボックス制御回路４２
、各軸用の０１サ一ボ回路４４　・・・θ６サーボ回路
４４６、ハンドサ−水回路４６、Ａ／Ｄ変換器５２が内
部バス５４により相互接続されており、Ａ／Ｄ変換器５
２には６軸センナアンプ４８及び感圧センサアンプ５０
が接続されている。

６軸センサの検出信号は６軸センサアンプ４８により増
幅されて、Ａ／Ｄ変換器５２によりデジタル信号に変換
され、ＣＰｔＪ３４がこの信号を演ｎしてサーボ回路４
４　・・・４４６を力制御するようになっており、感圧
センサからの検出信号は感圧センサアンプ５０により増
幅されてからＡ／Ｄ変換器５２によりデジタル信号に変
換されて、この信号に基づいてＣＰＬ１３４がハンドサ
ーボ回路４６を制御してハンド２６の握力の制御をする
ようになっている。

第４図に示したような２腕協調ロボットシステム及び第
５図に示したようなロボットυ制御装置を採用した従来
の２腕協調ロボットシステムの制御方法は次のように構
成されている。

上述したようにロボット１０ａ及びロボット１ｏｂとも
位１　！ｌｌ１ｔｌｌ及び力制御が可能のようなロボッ
ト・であるが、このようなロボットを使用して２腕協調
制御を行なう場合には、片方のロボット、例えば１０ｂ
をある位置で固定し、他方のロボット１０ａを位置・力
制御で動作させるという制御方法を採用していた。

このような制御方法における従来の位置・力制御側ロボ
ットの制御フローチャートを第６図に示す。まずステッ
プ１０１においてカセンサ即ち６軸センサ２８の検出値
を読み取り、ステップ１０２において指令力が出ている
か否か判断する。指令力が出ていない場合には、ステッ
プ１０３に進んで力の補正を行ない、再びステップ１０
１で力センサを読み取ってからステップ１０２で指令力
が出ているか否かを判断する。このように力の補正を行
なってステップ１０２で指令力が出ていると判断された
場合には、ステップ１０４に進んで現在位置と目標補間
位置から速度を計算し、ステップ１０５においてサーボ
回路４４　・・・４４６へ速度を指示する。ステップ１
０１〜ステツプ１゜３は力制御のフローであり、ステッ
プ１０４及び１０５は位置制御のフローである。

発明が解決しようとする問題点 上述したように従来は、単体で位置・力制御できるロボ
ッ１〜を２台組合せて２腕協調制御を行なっており、２
腕協調して力制御を伴う作業を行なう場合もロボット単
体で位置・力制御できるため片方のロボットを固定し他
方のロボットを位置・力制御していた。このため位置・
力制御を行なう側のロボットが位置と力の情報をいつも
検出しながら動くこととなり、位置だけの制御、力だけ
の制御のとぎよりロボットの動作速度が遅くなってしま
い、ロボットが協同して行なう作業時間が長くなってし
まうという問題を生じていた。

本発明はこのような点に鑑みなされたものであり、その
目的とするところは、ロボットの制御方法が簡単になる
と同時にロボットを高速で動作させることのできる２腕
協調ロボットシステムの制御方法を提供することである
。

問　、を解゛１するための手［ 第１図に本発明の原理ブロック図を示す。ロボット１は
少なくとも位置制御可能でありロボット２は位置・力制
御可能である。ロボット１．２はそれぞれロボット制御
装置３，４に接続されており、ロボット制御装置３．４
は協調制御用コンピュータ５に接続されてこれにより制
御される。

本発明の２腕協調ロボットシステムの制御方法によると
、協調制御用コンピュータ５によりロボット制御装置３
に位置制御指令を出し、ロボット１を位置制御で制御し
、一方協調制御用コンピュータ５がロボット制御装置４
に力制御指令を出して、ロボット２を力制御で制御する
ように構成されている。

１−−」 上述したように本発明の制御方法によれば、片方のロボ
ットは位置制御動作だけを行ない、他方のロボットは力
制御動作だけをすれば良く、この結集ロボットの動作速
度を速くすることができ、２ｒｌｉ協調ロボットシステ
ムの作業時間を速くすることができる。

衷−ｍ−μ 以下本発明の制御方法を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明することにする。

本発明の制御方法に使用する２腕協ｖＡ０ホツトのシス
テム構成図は第４図に示した従来の２腕協調ロボツトの
システム構成図と同様であり、またロボット制御装置の
構成ブロック図は第５図に示した構成ブロック図と同様
であるため、ここではそれぞれについての詳細な説明を
省略することにする。ただ一方のロボット１０ａ又は１
０ｂは位置制御だけで制御するので、この一方のロボッ
トに接続されたロボット制御装置３０ａ又は３０ｂにお
いては、第５図に示した６＠センサアンプ４８を省略す
ることができる。

第４図のシステム構成図において、ロボット１０ａを力
制御し、ロボット１０ｂを位置制御するものと仮定する
。第２図は力制御側ロボット１０ａの制御フローチャー
トを示しており、まずステップ２０１においてカセンサ
即ち６軸センサ２８の検出値を読み取り、ステップ２０
２において指令力が出ているか否か判断する。指令力が
出ていない場合には、ステップ２０３で力の補正を行な
ってから、再びステップ２０１で力センサを読み取り、
ステップ２０２で指令力が出ているか否かを判断する。

このようにして力の補正を行ないながら、ロボット１０
ａの力制御を達成する。即ち本ルーチンにおいては、歪
みゲージ等を利用した６軸センサ２８で歪みゲージの抵
抗変化がら各軸に印加されている力を検出し、この検出
値を６軸センサアンプ４８により増幅してからＡ／Ｄ変
換器５２によりデジタル値に変換して、このデジタル値
に基づいてＣＰＵ３４が各サーボ回路４４１・・・４４
６を制御して所定の指令力が出るように力制御する。

第３図は位置制御側ロボット１０ｂの制御フローチＶ−
トを示しており、まずステップ３０１において現在位置
と目標補間位置から速度を計算する。現在位置検出は各
軸の回転角を検出するエンコーダにより行ない、目標補
間位置は第５図のメモリ３８に予め記憶されている。ス
テップ３０１において速度を計算したならば、ステップ
３０２に進んで各サーボ回路４４１・・・４４６に速度
を指示して、角軸をこの速度に応じて位置制御する。

発明の効果 本発明の２腕協調ロボットシステムの制御方法は以上詳
述したように構成したので、ロボットの制御方法が簡単
になるためにロボットを高速で動作させることができ、
その結果２腕協調ロボットシステムの作業時間を短縮す
ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御方法の原理を示す原理ブロック図
、 第２図は本発明の制御方法における力制御側ロボットの
制御７０−チシート、 第３図は本発明の制御方法のにおける位置制御側ロボッ
トの制御フローチャート、 第４図は２腕協調ロボツトのシステム構成図、第５図は
ロボット制御装置の構成ブロック図、第６図は従来の制
御方法における位置・力制御側ロボットの制御フローチ
ｖ　−ｔ〜である。 １０ａ、１０ｂ・・・６軸多関節ロボット、１２．１４
．１６．１８・・・アーム、２０．２２．２４・・・関
節、 ２６・・・ハンド、 ２８・・・６軸センサ、 ３０ａ、３０ｂ・・・ロボット制御装置、３２・・・協
調制御用コンピュータ。 本厖明のＪ！ｒＸ埋プロ・ンク図 第１図 力脩Ｉ］イ岬鳴用ロホ゛ットの＠ｌ］倖Ｐフローチャー
ト第２図 有〔昶のイ装置・力牛り僧ｐイ貝ＩＪロホ゛ットの呼り
有甲フロー＋ヤード第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも片方のロボット（１又は２）が位置制御可能
   で他方のロボットが位置・力制御可能な２腕協調ロボッ
   トシステムにおいて、 ２腕協同して力制御を伴う協調作業を行なうとき、前記
   片方のロボット（１又は２）を位置制御で制御し、前記
   他方のロボットを力制御で制御することを特徴とする２
   腕協調ロボットシステムの制御方法。