(57)【要約】【課題】作業者による作業をロボットに代替させることにより、ロボットの応用範囲を拡げる汎用性の高いロボット制御システムを提供すること。【解決手段】ロボット制御システム１００は、ロボットアーム部１０５で作業者の動作を模倣するロボット装置１０１と、ロボット装置１０１の動作を制御するロボット制御装置１０２と、ロボット装置１０１およびロボット制御装置１０２に接続され、作業者の位置およびワーク１１０と研磨装置１１１との接触状態値を検出する検出制御装置１０３とを備える。【選択図】図１
2020196097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームで作業者の動作を模倣するロボット装置と、前記ロボット装置の動作を制御するロボット制御装置と、前記ロボット装置および前記ロボット制御装置に接続され、前記作業者の位置およびワークと研磨装置との接触状態値を検出する検出制御装置とを備え、
前記検出制御装置は、
前記作業者が使用する前記ツールの位置情報を取得して座標変換を行う位置検出処理  部と、
前記接触状態値を取得して前記ツールが受ける反力値等に変換する接触状態検出処理  部と、
前記位置検出処理部および前記接触状態検出処理部で処理した作業データを時系列に  格納するデータ処理部と、
前記作業データを前記ロボット制御装置と送受信する第１通信部と、
を有し、
前記ロボット制御装置は、
前記作業データを前記検出制御装置と送受信する第２通信部と、
前記ロボットアームの関節角度値を検出する関節角度検出部と、
前記ロボットアームの関節角度値から前記ロボットアームに取り付けられた前記ツー  ルの現在位置を算出する現在位置算出処理部と、
前記ツールの現在位置、前記作業データおよび前記接触状態値を保存する内部メモリ  と、
前記ツールの現在位置、前記作業データおよび前記接触状態値から前記ロボット装置  のロボット指令値を補正するロボット指令値補正処理部と、
補正したロボット指令値に基づいて、前記ロボットアームの目標関節角度を算出する  目標関節角度算出処理部と、
を有する、ロボット制御システム。
【請求項２】
ロボットアームで作業者の動作を模倣するロボット装置に接続され、前記ロボット装置の動作を制御するロボット制御装置であって、
前記作業者の作業データを送受信する通信部と、
前記ロボットアームの関節角度値を検出する関節角度検出部と、
前記ロボットアームの関節角度値から前記ロボットアームに取り付けられた前記ツールの現在位置を算出する現在位置算出処理部と、
前記ツールの現在位置、前記作業データおよび前記接触状態値を保存する内部メモリと、
前記ツールの現在位置、前記作業データおよび前記接触状態値から前記ロボット装置のロボット指令値を補正するロボット指令値補正処理部と、
補正したロボット指令値に基づいて、前記ロボットアームの目標関節角度を算出する目標関節角度算出処理部と、
を備えるロボット制御装置。
【請求項３】
ロボットアームで作業者の動作を模倣するロボット装置および、前記ロボット装置の動作を制御するロボット制御装置に接続され、前記作業者の位置およびワークと研磨装置との接触状態値を検出する検出制御装置であって、
前記作業者が使用する前記ツールの位置情報を取得して座標変換を行う位置検出処理部と、
前記接触状態値を取得して前記ツールが受ける反力値等に変換する接触状態検出処理部と、
前記位置検出処理部および前記接触状態検出処理部で処理した作業データを時系列に格納するデータ処理部と、
前記作業データを前記ロボット制御装置と送受信する通信部と、
を備える検出制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットの制御技術に関し、より詳細には、空間上の作業者等の位置および姿勢を検出し、その動きを再現することによりロボットの動作を制御するロボット制御システム、ロボット制御装置および検出制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ロボットが目的指向的にプログラミングおよび制御できるようなロボット作業シーケンスの自動化プログラミングおよび最適化方法が知られている。
【０００３】
このような技術の例として、例えば特許文献１には、制御部によって計画された機械加工目的の達成を、工程シミュレータの支援により、事前計算し、前回の動作および作業シーケンスから生じた目的の達成についてのずれを、計画された実行すべき動作および作業シーケンスにおける工程パラメータまたは動作の調整により、補正し、前記工程シミュレータにおけるそのシミュレーションが奏功した後だけ実行すべき計画された動作および作業シーケンスを実行することを特徴とする機械加工ロボットが操作される方法が記載されている。すなわち、特許文献１に記載の方法は、プランニングツールによって事前計算された動作シーケンスと、実際に行った加工との実績値を比較して、パラメータなどを補正・調整して、再度、動作をプランニングするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５８４８１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、シミュレータなどによって事前に計画された動作シーケンスとなっているため、例えば熟練工の手作業など、計算によって求められないような動作をロボットに行わせることは困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業者による作業をロボットに代替させることにより、ロボットの応用範囲を拡げる汎用性の高いボット制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明に係るロボット制御システムは、ロボットアームで作業者の動作を模倣するロボット装置と、前記ロボット装置の動作を制御するロボット制御装置と、前記ロボット装置および前記ロボット制御装置に接続され、前記作業者の位置およびワークと研磨装置との接触状態値を検出する検出制御装置とを備え、
前記検出制御装置は、
前記作業者が使用する前記ツールの位置情報を取得して座標変換を行う位置検出処理  部と、
前記接触状態値を取得して前記ツールが受ける反力値等に変換する接触状態検出処理  部と、
前記位置検出処理部および前記接触状態検出処理部で処理した作業データを時系列に  格納するデータ処理部と、
前記作業データを前記ロボット制御装置と送受信する第１通信部と、
を有し、
前記ロボット制御装置は、
前記作業データを前記検出制御装置と送受信する第２通信部と、
前記ロボットアームの関節角度値を検出する関節角度検出部と、
前記ロボットアームの関節角度値から前記ロボットアームに取り付けられた前記ツー  ルの現在位置を算出する現在位置算出処理部と、
前記ツールの現在位置、前記作業データおよび前記接触状態値を保存する内部メモリ  と、
前記ツールの現在位置、前記作業データおよび前記接触状態値から前記ロボット装置  のロボット指令値を補正するロボット指令値補正処理部と、
補正したロボット指令値に基づいて、ロボットアームの目標関節角度をする目標関節  角度算出処理部と、
を有する。
【０００８】
また、本発明に係るロボット制御装置は、ロボットアームで作業者の動作を模倣するロボット装置に接続され、前記ロボット装置の動作を制御するロボット制御装置であって、
前記作業者の作業データを送受信する通信部と、
前記ロボットアームの関節角度値を検出する関節角度検出部と、
前記ロボットアームの関節角度値から前記ロボットアームに取り付けられた前記ツールの現在位置を算出する現在位置算出処理部と、
前記ツールの現在位置、前記作業データおよび前記接触状態値を保存する内部メモリと、
前記ツールの現在位置、前記作業データおよび前記接触状態値から前記ロボット装置のロボット指令値を補正するロボット指令値補正処理部と、
補正したロボット指令値に基づいて、ロボットアームの目標関節角度を算出する目標関節角度算出処理部と、
を備える。
【０００９】
また、本発明に係る検出制御装置は、ロボットアームで作業者の動作を模倣するロボット装置および、前記ロボット装置の動作を制御するロボット制御装置に接続され、前記作業者の位置およびワークと研磨装置との接触状態値を検出する検出制御装置であって、
前記作業者が使用する前記ツールの位置情報を取得して座標変換を行う位置検出処理部と、
前記接触状態値を取得して前記ツールが受ける反力値等に変換する接触状態検出処理部と、
前記位置検出処理部および前記接触状態検出処理部で処理した作業データを時系列に格納するデータ処理部と、
前記作業データを前記ロボット制御装置と送受信する通信部と、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るロボット制御システムによれば、作業者による作業をロボットに代替させることにより、ロボットの応用範囲を拡げて汎用性を高めることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るロボット制御システムの構成例を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るロボット制御システムにより人の作業を模倣する場合を説明するための模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る検出制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るロボット制御システムのシステム構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るロボット制御システムによるロボット制御処理の流れの例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００１３】
まず、本発明の一実施形態に係るロボット制御システムについて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るロボット制御システム１００の構成例を示す模式図である。
【００１４】
図１に示すように、ロボット制御システム１００は、一例として、ロボット装置１０１と、ロボット制御装置１０２と、検出制御装置１０３と、を備えている。
【００１５】
ロボット装置１０１は、ベース部１０４とベース部１０４に接続されたロボットアーム部１０５と、ロボットアーム部１０５の一端に接続されたエンドエフェクタ１０６と、を備えている。エンドエフェクタ１０６は、ワーク１１０に対して何らかの作業を行うツールの役割を有し、一例として、ワーク取付金具１０７を備えている。なお、エンドエフェクタ１０６は、ワーク１１０に対して直接作業を行う工具等を備えることもできる。エンドエフェクタ１０６には、接触状態検出センサ（力覚センサ）１０９も取り付けられている。ロボット装置１０１は、一例として、エンドエフェクタ１０６のワーク取付金具１０７に取り付けられたワーク１１０を研磨装置１１１に接触させて、ワーク１１０の加工や研磨などの作業を行う。ただし、エンドエフェクタ１０６に備えられた工具等でワーク１１０に対して直接作業を行うこともできる。
【００１６】
ロボット制御装置１０２は、位置検出センサ１０８で得たワーク取付金具１０７の時系列の位置データを再現するために、ロボットアーム部１０５およびエンドエフェクタ１０６等のロボット装置１０１の動作を制御する。ロボット制御装置１０２は、約５ｍｓの間隔に並んだ時系列データから動作目標値を取得し、５ｍｓごとにロボット装置１０１の指令値を更新する。さらに、ロボット制御装置１０２は、接触状態検出センサ１０９で取得する値に応じて、ロボット装置１０１の指令値を補正するための制御器としての機能を有する。なお、ここではロボット装置１０１の指令値の更新間隔を５ｍｓとしているが、この時間間隔はロボット装置１０１の追従性に応じて適宜、設定するものとする。
【００１７】
検出制御装置１０３は、位置検出センサ１０８と接触状態検出センサ１０９によって得られたデータおよびそのデータのタイムスタンプの値を用いて、時系列に並んだ作業者の手の動きを記録した作業データを作成する。さらに、接触状態の値に応じてロボットの指令値を補正する場合は、接触状態検出センサ１０９で取得した値を処理する単体での利用も可能である。
【００１８】
ロボットアーム部１０５は、一例として、位置検出センサ１０８が出力する（Ｘ-Ｙ-Ｚ-Ｒｘ-Ｒｙ-Ｒｚ）の６次元に対して追従できる自由度を有する６軸の垂直多関節型のロボットアームであることが望ましい。ただし、ロボットアーム部１０５は、手先に６次元の自由度を持たないスカラ型ロボットアームであっても、位置検出センサ１０８が示す値に対し、ロボットアームの自由度に応じて必要な変換を行うことで適用することができる。
【００１９】
ワーク取付金具１０７は、接触状態検出センサ１０９の一端にワーク１１０を取り付けるための金具である。そのため、図１のようにロボットアーム部１０５がワーク１１０を制御する場合と、図２のように作業者の手２０２で作業する場合とでは、必ずしも同じワーク取付金具１０７を用いる必要はない。
【００２０】
位置検出センサ１０８は、作業者が操作するワーク取付金具１０７の位置情報を検出する。位置検出センサ１０８で検出される位置情報は、ロボット装置１０１の動作目標値に相当する。ここで、位置情報は、軸方向(Ｘ-Ｙ-Ｚ)および軸周りの回転方向の(Ｒｘ-Ｒｙ-Ｒｚ)の６次元の要素で構成されるが、例えば、平らな面しか扱わない場合、並進方向(Ｘ-Ｙ)および向きを示す（θ）の位置情報だけ検出すればよい。そのため、ここでいう位置は、最大６次元を扱うということになる。また、位置の検出方法としては、センサの磁束密度を計測することで空間上の位置を検出する磁気式や、例えば、モーションキャプチャーなど視覚装置にて計測する光学式、などが挙げられる。
【００２１】
接触状態検出センサ１０９は、ワーク取付金具１０７と加工や研磨などのワーク１１０との接触状態を検出する。接触状態を検出するセンサとしては、力覚センサの他、音響式センサや、振動計（加速度計）等がある。本実施形態の接触状態検出センサ１０９は、作業者による作業の細かい感覚をセンサによって取得するので、一例として、軸力方向（Ｆｘ-Ｆｙ-Ｆｚ）およびモーメント（Ｍｘ-Ｍｙ-Ｍｚ）の６要素を検出する６軸力覚センサを用いている。
【００２２】
ワーク１１０は、加工や研磨の対象となる製品等である。なお、ワーク１１０の研磨には、一例として、回転する研磨装置等にワーク１１０を押し付けて磨きを行う「バフ研磨」や「ベルト研磨」等がある。
【００２３】
次に、本実施形態に係るエンドエフェクタを用いた人手作業について説明する。図２は、本実施形態に係るロボット制御システムにより人の作業を模倣する場合を説明するための模式図である。本実施形態に係るロボット制御システム１００は、加工や研磨などの接触を伴う人手作業をロボットに行わせることを目的としている。
【００２４】
図２に示すように、ロボット制御システム１００により人の作業を模倣する場合、まずロボットアーム部１０５に接続するエンドエフェクタ１０６のみを用意し、エンドエフェクタ１０６の位置検出センサ１０８および接触状態検出センサ１０９のそれぞれと検出制御装置１０３とを有線または無線により通信接続する。ロボット装置１０１は、位置検出センサ１０８の値を入力要素として、それと同じ動きになるようにロボットアーム部１０５を制御する。ただし、本実施形態では、ロボット装置１０１の機械的誤差などによって作業者が望むのとは少し違う動きになってしまうので、その動きを感覚に相当する接触状態によって補正することで、作業者が望む動きをロボット装置１０１に行わせることができる。
【００２５】
エンドエフェクタ１０６は、一端にワーク取付金具１０７を備え、他端に人が把持する把持部２０１を備えている。ワーク取付金具１０７と把持部２０１とは、接触状態検出センサ１０９を介して連結されている。
【００２６】
なお、ワーク取付金具１０７は、人が把持する場合と、エンドエフェクタ１０６に接続する場合とで必ずしも同一の物である必要はない。ワーク取付金具１０７を使用する目的は、作業者の手２０２に伝わる感覚を検出するための接触状態検出センサ１０９に、ワーク１１０を取り付けることと同時に、接触状態検出センサ１０９を介して作業者側又はロボット側とワーク側とを分離することで出来るだけ正確に作業者の手２０２に伝わる感覚を検出するためである。
【００２７】
そして、作業者の手２０２で把持部２０１を把持し、例えば、ワーク取付金具１０７に取り付けられたワーク１１０を研磨装置１１１に接触させて加工または研磨作業を行う。
【００２８】
次に、本実施形態に係る検出制御装置のシステム構成について説明する。図３は、作業者の作業データＤを取得するための本実施形態に係る検出制御装置１０３のシステム構成を示すブロック図である。
【００２９】
検出制御装置１０３は、位置検出処理部３０１と、接触状態検出処理部３０２と、データ処理部３０３と、を備えている。
【００３０】
位置検出処理部３０１は、位置検出センサ１０８から送信された位置情報の値を取得する位置情報取得部３０４と、取得した位置情報の値を座標変換する座標変換処理部３０５と、を有している。
【００３１】
接触状態検出処理部３０２は、接触状態検出センサ１０９から送信された接触状態値のアナログ値（電圧等）を取得する接触状態値取得部３０６と、取得したアナログ値をデジタル値に変換し、かつフィルタ処理などの適切な信号処理を行う接触状態値変換部３０７と、を有している。接触状態値は、例えば、力覚センサから取得する場合はセンサユニットに加わる力（軸力、モーメント）であり、振動データから取得する場合は加速度センサの値であり、音から取得する場合は波形データの値であるように、センシングするセンサによって異なる。
【００３２】
なお、センサの種類によっては、センサ本体に信号処理と通信機能をもった装置を内蔵することで接触状態値のデジタル値を出力することが可能なものがある。この場合は、接触状態検出処理部３０２は、接触状態検出センサ１０９から取得した値を直接参照すればよい。さらに、ロボット制御装置１０２が、接触状態検出センサ１０９と直接通信することが可能な機能を有する場合は、図１に示すように、検出制御装置１０３を介さずに、ロボット制御装置１０２が接触状態検出センサ１０９から直接、接触状態値を取得することが可能である。
【００３３】
接触状態検出処理部３０２は、接触状態値取得部３０６で接触状態値を取得して、取得した接触状態値を接触状態値変換部３０７でツールであるエンドエフェクタ１０６が受ける反力値等に変換する。ここで、反力値とは、例えば、研磨装置１１１にエンドエフェクタ１０６の先端に接続したワーク１１０を押し当てた際に、エンドエフェクタ１０６が研磨装置１１１から受ける力の値をいう。
【００３４】
データ処理部３０３は、作業時刻を計測する時刻計測部３０８と、位置検出処理部３０１および接触状態検出処理部３０２から受信した作業データＤを格納する作業データ格納部３０９と、を有している。作業データ格納部３０９は、時刻計測部３０８で計測した作業時刻に合わせて時系列に作業データＤを格納し、複数の作業データＤをまとめた作業データファイルＦを作成する。
【００３５】
次に、本実施形態に係るロボット制御システムのシステム構成について説明する。図４は、ロボット装置１０１の動作制御によって人間の作業を模倣するための本実施形態に係る検出制御装置１０３およびロボット制御装置１０２のシステム構成を示すブロック図である。
【００３６】
検出制御装置１０３は、接触状態検出処理部３０２の接触状態値変換部３０７で変換した接触状態値のデータを受信し、外部と送受信を行う第１通信部４０１を有している。
【００３７】
ロボット制御装置１０２は、ネットワーク（ＮＷ）等により検出制御装置１０３の第１通信部４０１とデータの送受信を行う第２通信部４０２を有している。さらに、ロボット制御装置１０２は、ロボットアーム関節角度検出部４０３と、ツール現在位置算出処理部４０４と、内部メモリ４０５と、ロボット指令値補正処理部４０６と、目標関節角度算出処理部４０７と、を有している。
【００３８】
ロボットアーム関節角度検出部４０３は、ロボットアーム部１０５からロボットアームの関節角度値を検出して、その検出した値を取得する。
【００３９】
ツール現在位置算出処理部４０４は、検出したロボットアームの関節角度値からロボットアーム部１０５に取り付けられたツール（ワーク取付金具１０７）の現在位置を算出する。
【００４０】
内部メモリ４０５は、ツール現在位置算出処理部４０４からツール現在位置ｄ１を取得し、第２通信部４０２から接触状態値ｄ２を取得し、検出制御装置１０３の作業データ格納部３０９で作成された作業データファイルＦからツール指令値ｄ３を取得して、それらの値を保存する。ここで、ツール指令値ｄ３とは、例えば、作業データファイルＦから取り出される人の作業のコピーデータであって、人の作業時に取得したツールの位置（Ｘ,Ｙ,Ｚ）と姿勢(Ｒｘ,Ｒｙ,Ｒｚ)の６次元の値および接触状態値（例えば、Ｆｘ,Ｆｙ,Ｆｚ,Ｍｘ,Ｍｙ,Ｍｚ）のことをいう。なお、ツールの位置および接触状態値は、両方とも時系列データである。
【００４１】
ロボット指令値補正処理部４０６は、内部メモリ４０５に保存されたツール現在位置ｄ１、接触状態値ｄ２およびツール指令値ｄ３から、ロボット装置１０１のロボット指令値を補正する。ここで、ロボット指令値とは、例えば、ツール指令値ｄ３を、ツール現在位置ｄ１およびロボット装置１０１で作業した際に発生した接触状態値ｄ２によって補正して求められたロボット装置１０１を実際に制御するための指令値をいう。一例として、エンドエフェクタ１０６先端の手先の位置（Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｒｘ,Ｒｙ,Ｒｚ）自体がロボット指令値になる。
【００４２】
目標関節角度算出処理部４０７は、算出した補正後のツール指令値に基づいて、ロボットアーム部１０５の各関節の目標関節角度を算出する。
【００４３】
次に、図５を用いて、本実施形態に係るロボット制御システムを用いた制御方法について説明する。図５は、ロボット制御システム１００を用いた制御方法の例を示すフローチャートである。
【００４４】
まず、エンドエフェクタ１０６および検出制御装置１０３を用いて人の作業データＤを取得する方法について説明する。
【００４５】
Ｓ５０１において、位置検出センサ１０８は、作業者が把持部２０１を介して把持しているワーク取付金具１０７の位置（並進方向）および姿勢（回転方向）を検出する。
【００４６】
Ｓ５０２において、接触状態検出センサ１０９は、加工や研磨などが施されるワーク１１０と研磨装置１１１との接触によって作業者の手２０２に伝わる接触状態値Ａを検出する。
【００４７】
Ｓ５０３において、検出制御装置１０３は、位置検出処理部３０１で位置情報の値を処理し、接触状態検出処理部３０２で接触状態値Ａを処理して、それらの処理した値を時系列にセットになった作業データＤを作業データ格納部３０９に格納する。そして、作業データ格納部３０９は、作業データＤをまとめた作業データファイルＦを作成する。
【００４８】
次に、ロボット制御システム１００を用いてロボット装置１０１の動作制御により人の作業を模倣する方法について説明する。
【００４９】
Ｓ５０４において、ロボット制御装置１０２は、ロボット装置１０１が持つワーク取付金具１０７の位置および姿勢が、検出した位置および姿勢の動きと一致するように制御する。
【００５０】
Ｓ５０５において、接触状態検出センサ１０９は、位置および姿勢の動きを一致させたロボット装置１０１の動作によって得られるワーク１１０とワーク取付金具１０７を介して接触状態検出センサに伝わる接触状態値Ｂを検出する。
【００５１】
Ｓ５０６において、ロボット指令値補正処理部４０６は、接触状態値Ｂが接触状態値Ａに近づくようにロボット装置１０１の動作指令値を補正する。
【００５２】
Ｓ５０７において、目標関節角度算出処理部４０８は、補正した動作指令値および算出したツール指令値によって、ロボットの個体差、設置状態の差異を吸収し、ロボット装置１０１で作業者の動作を模倣する。
【００５３】
本実施形態に係るロボット制御システム１００は、１秒間に１０〜１０００回程度の頻度で、空間上の作業者等の絶対的な位置と姿勢を検出するセンサによって、人間の動作を検出している。特に、多関節ロボットにおいては、手先の位置と姿勢が求められれば、ロボットの逆運動学の計算によって目標姿勢を求めることができる。しかし、単にこの位置および姿勢を検出するセンサによって得られた人間の手先作業を、そのままロボットに置き換えた場合は、ロボットの個体差や、作業対象の据え付け精度によって、目的とした作業結果を得るのが困難である。
【００５４】
そこで、ロボット制御システム１００によれば、接触状態を検出する接触状態検出センサ１０９によって、その差異を補正しているので、人間の作業を模倣することを可能としている。すなわち、ロボット制御システム１００では、多関節ロボットの動作（姿勢）を決定するために必要な空間上の作業者の手２０２の位置と姿勢を検出するセンサで人間の操作を模倣し、物理的な接触を検出する接触状態検出センサ１０９によって、人手による作業における力加減のようなものまでを模倣している。これにより、作業者による複雑な作業をロボット装置１０１に代替させることにより、ロボット装置１０１の応用範囲を拡げて汎用性を高めることができる。
【００５５】
また、ロボット制御システム１００は、接触状態検出センサ１０９を設けることによって、人間とロボットとの差異、ロボットの個体差の際を埋めることを目的としているが、さらに、目標の位置と姿勢と、接触状態を得るセンサの入力を時系列によって学習させることにより、次の制御周期の動作を推論によって求めることができるので、さらなる精度向上に加え、汎用性の向上を可能とすることができる。さらに、人間が力加減などによって、次の動作を決定することと同じように、機械学習によって、次の動作を決定する推論を実現することができる。
【００５６】
＜実施例＞
以下に、本実施形態に係るロボット制御システム１００を用いてワーク１１０に対してバフ研磨を行う実施例について説明する。本実施例では、研磨を行うワーク１１０を回転する研磨装置１１１に押し付けることでワーク１１０を研磨する研磨作業を、ロボット装置１０１で自動化する。
【００５７】
まず、図２に示すように、作業者の手２０２で把持する把持部２０１に接触状態検出センサ１０９を取り付け、その先にワーク取付金具１０７を取り付ける。同時に、作業者の手２０２の動きを検出するための位置検出センサ１０８をエンドエフェクタ１０６のどこか（図２の例ではワーク取付金具１０７の上部）に取り付ける。
【００５８】
次に、ワーク取付金具１０７の先端にワーク１１０を取り付ける。
【００５９】
そして、図２に示すように、エンドエフェクタ１０６一端の把持部２０１を作業者の手２０２で把持し、他端の研磨装置１１１に接触させて、研磨作業を行う。なお、把持部２０１とワーク取付金具１０７とは、反力値を測定するので直接接続せずに、接触状態検出センサ１０９を介して接続している。
【００６０】
この作業者の研磨作業中に、作業者の手２０２の動きに相当する位置検出センサ１０８と作業者の手２０２に伝わる接触状態に相当する接触状態検出センサ１０９の時系列データを作業データＤとして取得し、作業データファイルＦに出力する。
【００６１】
上記作業終了後に、エンドエフェクタ１０６を、ロボット装置１０１のロボットアーム部１０５の先端に取り付ける。
【００６２】
その後、作業データＤ中の位置データで示された動きと同じ動きをロボットアーム部１０５に実行させる。
【００６３】
ここで、人の動きを単純にロボットアーム部１０５に模倣させようとしても、細かい力加減などは、再現することができない。また、ロボット装置１０１の個体毎にばらつきが存在するため、その点も差異を吸収することができない。
【００６４】
そこで、ロボットアーム部１０５を制御しながら得られる力センサの出力をロボット制御装置１０２で取得し、作業データＤ中の力センサの値と一致するような方向に補正をすることで、人の力加減を再現した模倣を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、ロボット等に取り付けられたツールで、ワークの加工や研磨などの作業を行うシステムに関するものであり、産業上の利用可能性を有するものである。
【符号の説明】
【００６６】
１００  ロボット制御システム
１０１  ロボット装置
１０２  ロボット制御装置
１０３  検出制御装置
１０４  ベース部
１０５  ロボットアーム部
１０６  エンドエフェクタ
１０７  ワーク取付金具
１０８  位置検出センサ
１０９  接触状態検出センサ
１１０  ワーク
１１１  研磨装置
２０１  把持部
２０２  作業者の手
３０１  位置検出処理部
３０２  接触状態検出処理部
３０３  データ処理部
３０４  位置情報取得部
３０５  座標変換処理部
３０６  接触状態値取得部
３０７  接触状態値変換部
３０８  時刻計測部
３０９  作業データ格納部
４０１  第１通信部
４０２  第２通信部
４０３  ロボットアーム関節角度検出部
４０４  ツール現在位置算出処理部
４０５  内部メモリ
４０６  ロボット指令値補正処理部
４０７  目標関節角度算出処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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