JP6946669B2

JP6946669B2 - Robot direct teaching system

Info

Publication number: JP6946669B2
Application number: JP2017040801A
Authority: JP
Inventors: 喜浩宮越
Original assignee: Denso Wave Inc
Current assignee: Denso Wave Inc
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2021-10-06
Anticipated expiration: 2037-03-03
Also published as: JP2018144148A

Description

本発明は、ユーザがロボットを直接動かして動作位置を教示するダイレクトティーチングに用いられるシステムに関する。 The present invention relates to a system used for direct teaching in which a user directly moves a robot to teach an operating position.

従来、この種のシステムにおいて、ユーザがロボットに加えた力を検出する力センサを、ロボット自体が備えていない場合、以下のようにダイレクトティーチングが行われる。特許文献１に記載のものでは、ロボットの手首に６軸の力センサを装着し、力センサの先に装着されたエンドエフェクタをユーザが直接把持して、ロボットを教示点に誘導して動作位置を教示している。特許文献１に記載のものは、ユーザがエンドエフェクタに加えた力を力センサによって計測し、力の方向へロボットを誘導する制御を行っている。 Conventionally, in this type of system, when the robot itself does not have a force sensor for detecting the force applied to the robot by the user, direct teaching is performed as follows. In the one described in Patent Document 1, a 6-axis force sensor is attached to the wrist of the robot, the user directly grasps the end effector attached to the tip of the force sensor, and the robot is guided to the teaching point to move the operating position. Is taught. In Patent Document 1, the force applied by the user to the end effector is measured by a force sensor, and the robot is guided in the direction of the force.

特開平１１−２３１９２５号公報JP-A-11-231925

ところで、特許文献１に記載のものでは、教示時にロボットの手首に力センサを取り付ける必要があるとともに、ロボットの実際の動作時に力センサを取り外す必要がある。さらに、ロボットの手首とエンドエフェクタとの間に力センサを装着しているため、教示時と実際の動作時とでエンドエフェクタの位置が異なる。このため、ロボットの実際の動作時に、エンドエフェクタの位置を微調整する必要がある。 By the way, in the one described in Patent Document 1, it is necessary to attach a force sensor to the wrist of the robot at the time of teaching, and it is necessary to remove the force sensor at the time of actual operation of the robot. Further, since the force sensor is mounted between the wrist of the robot and the end effector, the position of the end effector differs between the time of teaching and the time of actual operation. Therefore, it is necessary to fine-tune the position of the end effector during the actual operation of the robot.

本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、ロボット自体が力センサを備えていない場合であっても、ロボットのダイレクトティーチングを簡易に行うことのできるダイレクトティーチングシステムを提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and a main object thereof is direct teaching that enables direct teaching of a robot even when the robot itself does not have a force sensor. To provide the system.

上記課題を解決するための第１の手段は、
ユーザがロボットを直接動かして動作位置を教示するダイレクトティーチングに用いられるダイレクトティーチングシステムであって、
前記ユーザの手に取り付け可能なセンサ装置と、
前記センサ装置が接触した前記ロボットの部位を検出する部位検出部と、
前記部位検出部により検出された前記部位に応じて、前記ロボットに異なる動作をさせる動作部と、
前記ロボットの動作位置を設定する設定部と、
を備える。 The first means for solving the above problems is
A direct teaching system used for direct teaching in which the user directly moves the robot to teach the operating position.
A sensor device that can be attached to the user's hand,
A part detection unit that detects the part of the robot that the sensor device comes into contact with, and
An operation unit that causes the robot to perform different operations according to the part detected by the part detection unit, and an operation unit that causes the robot to perform different operations.
A setting unit that sets the operating position of the robot,
To be equipped.

上記構成によれば、ユーザの手にセンサ装置を取り付けることができる。そして、ユーザが手を動かしてセンサ装置をロボットの部位に接触させれば、その部位が部位検出部により検出される。動作部は、部位検出部により検出された部位に応じて、ロボットに異なる動作をさせる。このため、ユーザは、ロボットの部位を選択してセンサ装置を接触させることにより、ロボットの動作を制御することができる。そして、設定部により、ロボットの動作位置が設定（すなわち教示）される。したがって、ロボットに対して力センサを取り付けたり取り外したりする必要がなく、ロボット自体が力センサを備えていない場合であっても、ダイレクトティーチングを簡易に行うことができる。 According to the above configuration, the sensor device can be attached to the user's hand. Then, when the user moves his / her hand to bring the sensor device into contact with the part of the robot, the part is detected by the part detection unit. The moving unit causes the robot to perform different movements depending on the part detected by the part detecting unit. Therefore, the user can control the operation of the robot by selecting the part of the robot and bringing it into contact with the sensor device. Then, the operating position of the robot is set (that is, taught) by the setting unit. Therefore, it is not necessary to attach or detach the force sensor to the robot, and even when the robot itself does not have the force sensor, direct teaching can be easily performed.

第２の手段では、前記部位検出部は、前記ロボットの位置及び姿勢を検出するロボット検出部と、前記センサ装置の位置、姿勢、及び接触を検出するセンサ検出部と、を有し、前記ロボット検出部により検出された前記ロボットの位置及び姿勢、並びに前記センサ検出部により検出された前記センサ装置の位置、姿勢、及び接触に基づいて、前記センサ装置が接触した前記ロボットの部位を検出する。 In the second means, the site detection unit includes a robot detection unit that detects the position and orientation of the robot, and a sensor detection unit that detects the position, attitude, and contact of the sensor device, and the robot. Based on the position and orientation of the robot detected by the detection unit and the position, orientation, and contact of the sensor device detected by the sensor detection unit, the part of the robot that the sensor device comes into contact with is detected.

上記構成によれば、ロボット検出部により、ロボットの位置及び姿勢が検出される。センサ検出部により、センサ装置の位置、姿勢、及び接触が検出される。このため、ロボットの位置及び姿勢と、センサ装置の位置及び姿勢との関係、そしてセンサ装置の接触があったことを把握することができる。したがって、ロボット検出部により検出されたロボットの位置及び姿勢、並びにセンサ検出部により検出されたセンサ装置の位置、姿勢、及び接触に基づいて、センサ装置が接触したロボットの部位を検出することができる。 According to the above configuration, the position and orientation of the robot are detected by the robot detection unit. The sensor detector detects the position, orientation, and contact of the sensor device. Therefore, it is possible to grasp the relationship between the position and posture of the robot and the position and posture of the sensor device, and the contact of the sensor device. Therefore, based on the position and posture of the robot detected by the robot detection unit and the position, posture, and contact of the sensor device detected by the sensor detection unit, it is possible to detect the part of the robot that the sensor device has contacted. ..

第３の手段では、前記ダイレクトティーチングシステムは、前記ロボットに対して前記センサ装置を所定位置及び所定姿勢に保持させる保持部を備え、前記センサ装置は、前記ユーザの手に取り付け可能な本体、前記本体の加速度を検出する加速度センサ、前記本体の角速度を検出する角速度センサ、及び前記本体に作用する圧力を検出する圧力センサを有し、前記センサ検出部は、前記保持部により前記センサ装置が前記所定位置及び前記所定姿勢に保持された状態から、前記加速度センサにより検出された前記加速度及び前記角速度センサにより検出された前記角速度に基づいて、前記センサ装置の位置及び姿勢を検出するとともに、前記圧力センサにより検出された前記圧力に基づいて、前記センサ装置が前記ロボットに接触したことを検出する。 In the third means, the direct teaching system includes a holding unit that causes the robot to hold the sensor device in a predetermined position and a predetermined posture, and the sensor device is a main body that can be attached to the user's hand. It has an acceleration sensor that detects the acceleration of the main body, an angular velocity sensor that detects the angular velocity of the main body, and a pressure sensor that detects the pressure acting on the main body. The position and orientation of the sensor device are detected based on the acceleration detected by the acceleration sensor and the angular velocity detected by the angular velocity sensor from the state of being held in the predetermined position and the predetermined posture, and the pressure is detected. Based on the pressure detected by the sensor, it is detected that the sensor device comes into contact with the robot.

上記構成によれば、ユーザは、センサ装置の本体を手に取り付け、保持部によりロボットに対してセンサ装置を所定位置及び所定姿勢に保持することができる。本体の加速度が加速度センサにより検出され、本体の角速度が角速度センサにより検出され、本体に作用する圧力が圧力センサにより検出される。このため、ロボットに対して所定位置及び所定姿勢に保持されたセンサ装置と、その時に加速度センサにより検出された本体の加速度、及び角速度センサにより検出された本体の角速度との関係が把握される。したがって、センサ検出部は、ロボットに対してセンサ装置が所定位置及び所定姿勢に保持された状態から、加速度センサにより検出された本体の加速度、及び角速度センサにより検出された本体の角速度に基づいて、センサ装置の位置及び姿勢を検出することができる。さらに、センサ検出部は、圧力センサにより検出された圧力に基づいて、本体（すなわちセンサ装置）がロボットに接触したことを検出することができる。 According to the above configuration, the user can attach the main body of the sensor device to his / her hand and hold the sensor device in a predetermined position and a predetermined posture with respect to the robot by the holding portion. The acceleration of the main body is detected by the acceleration sensor, the angular velocity of the main body is detected by the angular velocity sensor, and the pressure acting on the main body is detected by the pressure sensor. Therefore, the relationship between the sensor device held in a predetermined position and a predetermined posture with respect to the robot, the acceleration of the main body detected by the acceleration sensor at that time, and the angular velocity of the main body detected by the angular velocity sensor is grasped. Therefore, the sensor detection unit is based on the acceleration of the main body detected by the acceleration sensor and the angular velocity of the main body detected by the angular velocity sensor from the state where the sensor device is held in a predetermined position and a predetermined posture with respect to the robot. The position and orientation of the sensor device can be detected. Further, the sensor detection unit can detect that the main body (that is, the sensor device) has come into contact with the robot based on the pressure detected by the pressure sensor.

第４の手段では、前記ロボットは、肘部及び手首部を備える垂直多関節型ロボットであり、前記部位検出部は、前記ロボット検出部により検出された前記手首部の位置と、前記センサ検出部により検出された前記センサ装置の位置とのずれ量が第１所定値未満であり、且つ前記センサ検出部により前記センサ装置の接触があったと検出された場合に、前記センサ装置が接触した前記ロボットの部位として前記手首部を検出し、前記動作部は、前記部位検出部により前記手首部が検出された場合に、前記ロボットに前記手首部を平行移動させる動作をさせる。 In the fourth means, the robot is a vertical articulated robot including an elbow portion and a wrist portion, and the site detection unit includes the position of the wrist portion detected by the robot detection unit and the sensor detection unit. When the amount of deviation from the position of the sensor device detected by the robot is less than the first predetermined value and the sensor detection unit detects that the sensor device has come into contact with the robot, the robot comes into contact with the sensor device. The wrist portion is detected as a portion of the robot, and the moving portion causes the robot to move the wrist portion in parallel when the wrist portion is detected by the portion detecting portion.

上記構成によれば、具体的には、部位検出部は、ロボット検出部により検出された手首部の位置と、センサ検出部により検出されたセンサ装置の位置とのずれ量が第１所定値未満であり、且つセンサ検出部によりセンサ装置の接触があったと検出された場合に、センサ装置が接触したロボットの部位として手首部を検出する。このため、センサ装置が接触したロボットの部位を検出するために、加速度センサ、角速度センサ、及び圧力センサに高い精度を要求する必要がない。また、動作部は、部位検出部により手首部が検出された場合に、ロボットに手首部を平行移動させる動作をさせる。すなわち、ユーザがロボットの手首部に接触すれば手首部が平行移動するため、ユーザは直感的な操作によりロボットの動作を制御することができる。 According to the above configuration, specifically, in the site detection unit, the amount of deviation between the position of the wrist portion detected by the robot detection unit and the position of the sensor device detected by the sensor detection unit is less than the first predetermined value. When the sensor detection unit detects that the sensor device has come into contact with the robot, the wrist portion is detected as the part of the robot that the sensor device has come into contact with. Therefore, it is not necessary to require high accuracy from the acceleration sensor, the angular velocity sensor, and the pressure sensor in order to detect the part of the robot that the sensor device comes into contact with. In addition, the moving unit causes the robot to translate the wrist when the wrist is detected by the site detecting unit. That is, when the user touches the wrist portion of the robot, the wrist portion moves in parallel, so that the user can control the operation of the robot by an intuitive operation.

第５の手段では、前記部位検出部は、前記センサ装置が接触した前記ロボットの部位と、前記ロボットの部位に対する前記センサ装置の向きとを検出し、前記動作部は、前記部位検出部により前記手首部が検出された場合に、前記手首部に対する前記センサ装置の向きに沿って前記手首部を平行移動させる動作を前記ロボットにさせる。 In the fifth means, the part detection unit detects the part of the robot that the sensor device comes into contact with and the orientation of the sensor device with respect to the robot part, and the operation part is said by the part detection unit. When the wrist portion is detected, the robot is made to move the wrist portion in parallel along the direction of the sensor device with respect to the wrist portion.

上記構成によれば、部位検出部により、センサ装置が接触したロボットの部位と、ロボットの部位に対するセンサ装置の向きとが検出される。そして、動作部は、部位検出部により手首部が検出された場合に、手首部に対するセンサ装置の向きに沿って手首部を平行移動させる動作をロボットにさせる。このため、ユーザは、手首部に対するセンサ装置の向き、すなわち手の向きに沿って、手首部を平行移動させることができ、より直感的な操作によりロボットの動作を制御することができる。 According to the above configuration, the part detection unit detects the part of the robot that the sensor device comes into contact with and the orientation of the sensor device with respect to the part of the robot. Then, the moving unit causes the robot to translate the wrist portion along the direction of the sensor device with respect to the wrist portion when the wrist portion is detected by the site detecting unit. Therefore, the user can translate the wrist portion along the orientation of the sensor device with respect to the wrist portion, that is, the orientation of the hand, and can control the operation of the robot by a more intuitive operation.

第６の手段では、前記ロボットは、肘部及び手首部を備える垂直多関節型ロボットであり、前記部位検出部は、前記ロボット検出部により検出された前記肘部の位置と、前記センサ検出部により検出された前記センサ装置の位置とのずれ量が第２所定値未満であり、且つ前記センサ検出部により前記センサ装置の接触があったと検出された場合に、前記センサ装置が接触した前記ロボットの部位として前記肘部を検出し、前記動作部は、前記部位検出部により前記肘部が検出された場合に、前記ロボットに前記手首部を回転させる動作をさせる。 In the sixth means, the robot is a vertical articulated robot including an elbow portion and a wrist portion, and the site detection unit is a position of the elbow portion detected by the robot detection unit and the sensor detection unit. When the amount of deviation from the position of the sensor device detected by the robot is less than the second predetermined value and the sensor detection unit detects that the sensor device has come into contact with the robot, the robot comes into contact with the sensor device. The elbow portion is detected as a portion of the robot, and the moving portion causes the robot to rotate the wrist portion when the elbow portion is detected by the portion detecting portion.

上記構成によれば、具体的には、部位検出部は、ロボット検出部により検出された肘部の位置と、センサ検出部により検出されたセンサ装置の位置とのずれ量が第２所定値未満であり、且つセンサ検出部によりセンサ装置の接触があったと検出された場合に、センサ装置が接触したロボットの部位として肘部を検出する。このため、センサ装置が接触したロボットの部位を検出するために、加速度センサ、角速度センサ、及び圧力センサに高い精度を要求する必要がない。また、動作部は、部位検出部により肘部が検出された場合に、ロボットに手首部を回転させる動作をさせる。ここで、肘部は、手首部が回転しても比較的動かない部位である。このため、手首部を回転させる動作をロボットにさせる際に、ユーザに危険が及ぶことを抑制することができる。 According to the above configuration, specifically, in the site detection unit, the amount of deviation between the position of the elbow portion detected by the robot detection unit and the position of the sensor device detected by the sensor detection unit is less than the second predetermined value. When the sensor detection unit detects that the sensor device has come into contact with the robot, the elbow portion is detected as the part of the robot with which the sensor device has come into contact. Therefore, it is not necessary to require high accuracy from the acceleration sensor, the angular velocity sensor, and the pressure sensor in order to detect the part of the robot that the sensor device comes into contact with. In addition, the moving unit causes the robot to rotate the wrist when the elbow is detected by the site detecting unit. Here, the elbow portion is a portion that does not move relatively even if the wrist portion rotates. Therefore, it is possible to prevent the user from being in danger when the robot is made to rotate the wrist portion.

第７の手段では、前記部位検出部は、前記センサ装置が接触した前記ロボットの部位と、前記センサ装置の向きとを検出し、前記動作部は、前記部位検出部により前記肘部が検出された場合に、前記センサ装置の向きに応じて前記手首部を異なる方向へ回転させる動作を前記ロボットにさせる。 In the seventh means, the part detection unit detects the part of the robot that the sensor device comes into contact with and the orientation of the sensor device, and the moving part detects the elbow part by the part detection unit. In this case, the robot is made to rotate the wrist portion in different directions according to the orientation of the sensor device.

上記構成によれば、部位検出部により、センサ装置が接触したロボットの部位と、センサ装置の向きとが検出される。そして、動作部は、部位検出部により肘部が検出された場合に、センサ装置の向きに応じて手首部を異なる方向へ回転させる動作をロボットにさせる。上述したように、肘部は、手首部が回転しても比較的動かない部位である。このため、手首部が回転してもセンサ装置の向きが変わることを抑制することができ、ユーザの意図しない方向へ手首部が回転することを抑制することができる。 According to the above configuration, the part detection unit detects the part of the robot that the sensor device comes into contact with and the orientation of the sensor device. Then, the moving unit causes the robot to rotate the wrist portion in different directions according to the orientation of the sensor device when the elbow portion is detected by the site detecting portion. As described above, the elbow portion is a portion that does not move relatively even if the wrist portion rotates. Therefore, it is possible to suppress the orientation of the sensor device from changing even if the wrist portion rotates, and it is possible to suppress the rotation of the wrist portion in a direction not intended by the user.

第８の手段は、
ユーザがロボットを直接動かして動作位置を教示するダイレクトティーチングに用いられるダイレクトティーチングシステムであって、
前記ユーザの手に取り付け可能なセンサ装置と、
前記センサ装置が近接した前記ロボットの部位を検出する部位検出部と、
前記部位検出部により検出された前記部位に応じて、前記ロボットに異なる動作をさせる動作部と、
前記ロボットの動作位置を設定する設定部と、
を備える。 The eighth means is
A direct teaching system used for direct teaching in which the user directly moves the robot to teach the operating position.
A sensor device that can be attached to the user's hand,
A part detection unit that detects a part of the robot in close proximity to the sensor device, and a part detection unit.
An operation unit that causes the robot to perform different operations according to the part detected by the part detection unit, and an operation unit that causes the robot to perform different operations.
A setting unit that sets the operating position of the robot,
To be equipped.

上記構成によれば、ユーザの手にセンサ装置を取り付けることができる。そして、ユーザが手を動かしてセンサ装置をロボットの部位に近接させれば、その部位が部位検出部により検出される。動作部は、部位検出部により検出された部位に応じて、ロボットに異なる動作をさせる。このため、ユーザは、ロボットの部位を選択してセンサ装置を近接させることにより、ロボットの動作を制御することができる。そして、設定部により、ロボットの動作位置が設定（すなわち教示）される。したがって、ロボットに対して力センサを取り付けたり取り外したりする必要がなく、ロボット自体が力センサを備えていない場合であっても、ダイレクトティーチングを簡易に行うことができる。さらに、センサ装置を、ロボットに接触させなくても近接させるだけで、動作位置を教示することができる。 According to the above configuration, the sensor device can be attached to the user's hand. Then, when the user moves his / her hand to bring the sensor device close to the part of the robot, the part is detected by the part detection unit. The moving unit causes the robot to perform different movements depending on the part detected by the part detecting unit. Therefore, the user can control the operation of the robot by selecting the part of the robot and bringing the sensor device close to the robot. Then, the operating position of the robot is set (that is, taught) by the setting unit. Therefore, it is not necessary to attach or detach the force sensor to the robot, and even when the robot itself does not have the force sensor, direct teaching can be easily performed. Further, the operating position can be taught only by bringing the sensor device close to the robot without touching it.

ロボットシステムの概要を示す斜視図。The perspective view which shows the outline of the robot system. グローブを示す斜視図。A perspective view showing a glove. 加速度センサ及び角速度センサの配置を示す模式図。The schematic diagram which shows the arrangement of an acceleration sensor and an angular velocity sensor. 圧力センサの配置を示す模式図。The schematic diagram which shows the arrangement of a pressure sensor. 接触部位及びグローブの向きとロボットの動作との関係を示す斜視図。The perspective view which shows the relationship between the contact part and the direction of a glove, and the movement of a robot. 接触部位及びグローブの向きとロボットの動作との関係を示す斜視図。The perspective view which shows the relationship between the contact part and the direction of a glove, and the movement of a robot. 接触部位及びグローブの向きとロボットの動作との関係を示す斜視図。The perspective view which shows the relationship between the contact part and the direction of a glove, and the movement of a robot. 接触部位及びグローブの向きとロボットの動作との関係を示す斜視図。The perspective view which shows the relationship between the contact part and the direction of a glove, and the movement of a robot. 接触部位及びグローブの向きとロボットの動作との関係を示す斜視図。The perspective view which shows the relationship between the contact part and the direction of a glove, and the movement of a robot. 接触部位及びグローブの向きとロボットの動作との関係を示す斜視図。The perspective view which shows the relationship between the contact part and the direction of a glove, and the movement of a robot.

以下、一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、機械組立工場等において、機械等の組み立てを行うロボットシステムとして具現化している。 Hereinafter, one embodiment will be described with reference to the drawings. This embodiment is embodied as a robot system for assembling machines and the like in a machine assembly factory and the like.

図１は、ロボットシステム１０の概要を示す斜視図である。同図に示すように、ロボットシステム１０（ダイレクトティーチングシステムに相当）は、ロボット２０、コントローラ３０、グローブ４０、及び基準台５０を備えている。 FIG. 1 is a perspective view showing an outline of the robot system 10. As shown in the figure, the robot system 10 (corresponding to a direct teaching system) includes a robot 20, a controller 30, a glove 40, and a reference base 50.

ロボット２０は、垂直多関節型の６軸ロボットであり、複数のリンク、及び基台２２を備えている。複数のリンク（被駆動部）は、基台２２側から順に、リンク２１Ａ〜２１Ｄ、及び手首部（リンク）２１Ｅを含んでいる。基台２２とリンク２１Ａとが関節２３Ａにより連結され、リンク２１Ａとリンク２１Ｂとが関節２３Ｂにより連結され、リンク２１Ｂとリンク２１Ｃとが関節２３Ｃ（肘部）により連結され、リンク２１Ｃとリンク２１Ｄとが関節２３Ｄにより連結され、リンク２１Ｄと手首部２１Ｅとが関節２３Ｅにより連結されている。なお、手首部２１Ｅの先端には、ツール（ハンド部）が取り付けられる。 The robot 20 is a vertical articulated 6-axis robot, and includes a plurality of links and a base 22. The plurality of links (driven portions) include the links 21A to 21D and the wrist portion (link) 21E in this order from the base 22 side. The base 22 and the link 21A are connected by the joint 23A, the link 21A and the link 21B are connected by the joint 23B, the link 21B and the link 21C are connected by the joint 23C (elbow), and the link 21C and the link 21D are connected. Is connected by the joint 23D, and the link 21D and the wrist portion 21E are connected by the joint 23E. A tool (hand portion) is attached to the tip of the wrist portion 21E.

各関節２３Ａ〜２３Ｅ、及び手首部２１Ｅには、それぞれサーボモータ（図示略）が設けられており、これらのサーボモータの回転によりリンク２１Ａ〜２１Ｅ、及びハンド部が駆動される。各サーボモータには、その出力軸を制動する電磁ブレーキと、出力軸の回転角度に応じたパルス信号を出力するエンコーダとがそれぞれ設けられている。ロボット２０は、リンク２１Ａ〜２１Ｅ、及びハンド部を動作させることにより、ワークに対する部品の組付けやワークの搬送等の作業を行う。 Servo motors (not shown) are provided in the joints 23A to 23E and the wrist portion 21E, respectively, and the links 21A to 21E and the hand portion are driven by the rotation of these servomotors. Each servomotor is provided with an electromagnetic brake that brakes the output shaft and an encoder that outputs a pulse signal according to the rotation angle of the output shaft. By operating the links 21A to 21E and the hand portion, the robot 20 performs work such as assembling parts to the work and transporting the work.

コントローラ３０（動作部及び設定部に相当）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、駆動回路、位置検出回路、入出力インターフェース等を備えている。ＲＯＭは、ロボット２０のシステムプログラムや動作プログラム等を記憶している。ＲＡＭは、これらのプログラムを実行する際にパラメータの値等を記憶する。位置検出回路には、各エンコーダの検出信号がそれぞれ入力される。位置検出回路は、各エンコーダの検出信号に基づいて、各関節に設けられたサーボモータの回転角度を検出する。ＣＰＵ（ロボット検出部に相当）は、検出された各サーボモータの回転角度に基づいて、ロボット２０の位置及び姿勢を検出する。ＣＰＵは、動作プログラム（プログラム）を実行することにより、位置検出回路から入力される位置情報に基づいて、リンク２１Ａ〜２１Ｅの各関節の回転角度を目標回転角度に制御する。コントローラ３０は、ユーザにより教示されたロボット２０の動作位置を設定する。 The controller 30 (corresponding to the operation unit and the setting unit) includes a CPU, ROM, RAM, drive circuit, position detection circuit, input / output interface, and the like. The ROM stores a system program, an operation program, and the like of the robot 20. The RAM stores parameter values and the like when executing these programs. The detection signal of each encoder is input to the position detection circuit. The position detection circuit detects the rotation angle of the servomotor provided in each joint based on the detection signal of each encoder. The CPU (corresponding to the robot detection unit) detects the position and orientation of the robot 20 based on the detected rotation angles of the servomotors. By executing the operation program (program), the CPU controls the rotation angle of each joint of the links 21A to 21E to the target rotation angle based on the position information input from the position detection circuit. The controller 30 sets the operating position of the robot 20 taught by the user.

図２に示すように、グローブ４０（センサ装置に相当）は本体４１を備えている。本体４１は、ゴム等により、手の形の袋状に形成されている。本体４１は、ユーザが手にはめる（取り付ける）ことが可能になっている。 As shown in FIG. 2, the glove 40 (corresponding to the sensor device) includes a main body 41. The main body 41 is formed in the shape of a hand-shaped bag by rubber or the like. The main body 41 can be worn (attached) by the user.

図３に示すように、本体４１（図示略）において手Ｈの甲側の部分には、加速度センサ４２及び角速度センサ４３が設けられている。加速度センサ４２は、本体４１の加速度、すなわちグローブ４０をはめたユーザの手の加速度を検出する。角速度センサ４３は、本体４１の角速度、すなわちグローブ４０をはめたユーザの手の角速度を検出する。これらの加速度センサ４２及び角速度センサ４３の検出値に基づいて、コントローラ３０はグローブ４０（すなわちユーザの手）の移動量及び向き（姿勢）を算出する。加速度センサ４２及び角速度センサ４３の検出値は、通信等によりコントローラ３０へ入力される。 As shown in FIG. 3, an acceleration sensor 42 and an angular velocity sensor 43 are provided on the back side of the hand H in the main body 41 (not shown). The acceleration sensor 42 detects the acceleration of the main body 41, that is, the acceleration of the user's hand wearing the glove 40. The angular velocity sensor 43 detects the angular velocity of the main body 41, that is, the angular velocity of the user's hand wearing the glove 40. Based on the detected values of the acceleration sensor 42 and the angular velocity sensor 43, the controller 30 calculates the movement amount and the direction (posture) of the glove 40 (that is, the user's hand). The detected values of the acceleration sensor 42 and the angular velocity sensor 43 are input to the controller 30 by communication or the like.

図４に示すように、本体４１（図示略）において手Ｈの平側の部分には、圧力センサ４４Ａ〜４４Ｆが設けられている。圧力センサ４４Ａ〜４４Ｅ（力覚センサ）は、それぞれ手の親指〜小指の先に対応する部分に設けられている。圧力センサ４４Ｆは、手の平（掌）に対応する部分に設けられている。圧力センサ４４Ａ〜４４Ｆは、それぞれの位置において本体４１に作用する圧力を検出する。圧力センサ４４Ａ〜４４Ｆの検出値は、通信等によりコントローラ３０へ入力される。 As shown in FIG. 4, pressure sensors 44A to 44F are provided on the flat side portion of the hand H in the main body 41 (not shown). The pressure sensors 44A to 44E (force sensor) are provided in the portions corresponding to the tips of the thumb and little finger of the hand, respectively. The pressure sensor 44F is provided in a portion corresponding to the palm (palm). The pressure sensors 44A to 44F detect the pressure acting on the main body 41 at each position. The detected values of the pressure sensors 44A to 44F are input to the controller 30 by communication or the like.

図１に戻り、基準台５０（保持部に相当）は、四角柱状（柱状）に形成されている。基準台５０の上面（所定面）には、グローブ４０の形状に対応した凹部５０Ａが設けられている。凹部５０Ａには、グローブ４０を嵌める（合わせる）ことができる。凹部５０Ａにグローブ４０を嵌めることにより、グローブ４０は、ロボット２０に対して所定位置及び所定姿勢に保持される。この所定位置及び所定姿勢は、予め測定されており、コントローラ３０に記憶されている。 Returning to FIG. 1, the reference table 50 (corresponding to the holding portion) is formed in a square columnar shape. A recess 50A corresponding to the shape of the glove 40 is provided on the upper surface (predetermined surface) of the reference base 50. The glove 40 can be fitted (fitted) into the recess 50A. By fitting the glove 40 into the recess 50A, the glove 40 is held in a predetermined position and a predetermined posture with respect to the robot 20. The predetermined position and the predetermined posture are measured in advance and stored in the controller 30.

コントローラ３０は、基準台５０によりグローブ４０が所定位置及び所定姿勢に保持された状態から、加速度センサ４２により検出された加速度及び角速度センサ４３により検出された角速度に基づいて、グローブ４０の位置及び姿勢を検出する。なお、コントローラ３０、グローブ４０、及び基準台５０により、センサ検出部が構成されている。 The controller 30 determines the position and posture of the glove 40 based on the acceleration detected by the acceleration sensor 42 and the angular velocity detected by the angular velocity sensor 43 from the state where the glove 40 is held in the predetermined position and the predetermined posture by the reference table 50. Is detected. The sensor detection unit is composed of the controller 30, the glove 40, and the reference base 50.

詳しくは、ユーザはグローブ４０を手にはめて、グローブ４０を基準台５０の凹部５０Ａに嵌める。この状態において、コントローラ３０は、グローブ４０の位置が所定位置であり、グローブ４０の姿勢が所定姿勢であると把握する（キャリブレーション）。コントローラ３０は、加速度センサ４２により検出された加速度及び角速度センサ４３により検出された角速度に基づいて、所定位置からのグローブ４０の移動量を算出して所定位置に加算し、グローブ４０の現在の位置を検出する。また、コントローラ３０は、加速度センサ４２により検出された加速度及び角速度センサ４３により検出された角速度に基づいて、所定姿勢からのグローブ４０の姿勢の変化量を算出して所定姿勢に加算し、グローブ４０の現在の姿勢を検出する。さらに、コントローラ３０は、圧力センサ４４Ａ〜４４Ｆにより検出された圧力に基づいて、グローブ４０が物体に接触したことを検出する。 Specifically, the user holds the glove 40 in his hand and fits the glove 40 into the recess 50A of the reference base 50. In this state, the controller 30 grasps that the position of the glove 40 is the predetermined position and the posture of the glove 40 is the predetermined posture (calibration). The controller 30 calculates the amount of movement of the glove 40 from a predetermined position based on the acceleration detected by the acceleration sensor 42 and the angular velocity detected by the angular velocity sensor 43, adds it to the predetermined position, and adds the current position of the glove 40 to the predetermined position. Is detected. Further, the controller 30 calculates the amount of change in the posture of the glove 40 from the predetermined posture based on the acceleration detected by the acceleration sensor 42 and the angular velocity detected by the angular velocity sensor 43, adds it to the predetermined posture, and adds the glove 40 to the predetermined posture. Detects the current posture of. Further, the controller 30 detects that the glove 40 has come into contact with an object based on the pressure detected by the pressure sensors 44A to 44F.

ロボットシステム１０は、上述した構成を備え、ユーザがグローブ４０を接触させたロボット２０の部位を検出し、検出された部位に応じて、ロボット２０に異なる動作をさせる。そして、コントローラ３０は、ユーザがグローブ４０を用いて動作させたロボット２０の動作位置を設定（教示）する。なお、コントローラ３０、グローブ４０、及び基準台５０により、部位検出部が構成されている。 The robot system 10 has the above-described configuration, detects a portion of the robot 20 that the user has come into contact with the glove 40, and causes the robot 20 to perform a different operation according to the detected portion. Then, the controller 30 sets (teaches) the operating position of the robot 20 operated by the user using the glove 40. The part detection unit is composed of the controller 30, the glove 40, and the reference base 50.

部位検出部は、以下のように、ユーザがグローブ４０を接触させたロボット２０の部位を検出する。部位検出部は、検出された手首部２１Ｅの位置と、検出されたグローブ４０の位置とのずれ量が第１所定値未満であり、且つグローブ４０の接触があったと検出された場合に、グローブ４０が接触したロボット２０の部位として手首部２１Ｅを検出する。第１所定値は、グローブ４０が手首部２１Ｅの近辺にあることを検出することのできる値であり、１０〜３０ｃｍに設定されることが望ましく、例えば２０ｃｍに設定されている。グローブ４０の接触があったことは、例えば圧力センサ４４Ａ〜４４Ｆにより検出された圧力の少なくとも１つが閾値を超えたことにより検出される。この閾値は、グローブ４０が物体に接触していることを検出することのできる値に設定されている。 The site detection unit detects the site of the robot 20 that the user has brought into contact with the glove 40 as follows. When it is detected that the amount of deviation between the detected position of the wrist portion 21E and the position of the detected glove 40 is less than the first predetermined value and the glove 40 is in contact with the site detection unit, the glove The wrist portion 21E is detected as the portion of the robot 20 that the 40 comes into contact with. The first predetermined value is a value capable of detecting that the glove 40 is in the vicinity of the wrist portion 21E, and is preferably set to 10 to 30 cm, for example, set to 20 cm. The contact of the glove 40 is detected, for example, when at least one of the pressures detected by the pressure sensors 44A to 44F exceeds the threshold value. This threshold value is set to a value at which it is possible to detect that the glove 40 is in contact with an object.

同様に、部位検出部は、検出された関節２３Ｃ（以下、「肘部２３Ｃ」という）の位置と、検出されたグローブ４０の位置とのずれ量が第２所定値未満であり、且つグローブ４０の接触があったと検出された場合に、グローブ４０が接触したロボット２０の部位として肘部２３Ｃを検出する。第２所定値は、グローブ４０が肘部２３Ｃの近辺にあることを検出することのできる値であり、上記第１所定値と同様に、１０〜３０ｃｍに設定されることが望ましく、例えば２０ｃｍに設定されている。なお、第１所定値と第２所定値とが異なる値に設定されていてもよい。 Similarly, in the site detection unit, the amount of deviation between the detected joint 23C (hereinafter referred to as “elbow 23C”) position and the detected glove 40 position is less than the second predetermined value, and the glove 40 When it is detected that the glove 40 has come into contact with the robot 20, the elbow portion 23C is detected as the part of the robot 20 that the glove 40 has come into contact with. The second predetermined value is a value capable of detecting that the glove 40 is in the vicinity of the elbow portion 23C, and is preferably set to 10 to 30 cm, for example, 20 cm, as in the case of the first predetermined value. It is set. The first predetermined value and the second predetermined value may be set to different values.

また、部位検出部は、ロボット２０の部位に対するグローブ４０（すなわちユーザの手）の向きを検出する。グローブ４０の向きとは、グローブ４０の手の平側が向いている向き（圧力センサ４４Ａ〜４４Ｆが面する向き）である。 Further, the site detection unit detects the orientation of the glove 40 (that is, the user's hand) with respect to the site of the robot 20. The orientation of the glove 40 is the orientation in which the palm side of the glove 40 faces (the orientation in which the pressure sensors 44A to 44F face).

以下に、グローブ４０（すなわちユーザの手）が接触したロボット２０の部位及びグローブ４０の向きと、ロボット２０の動作との関係を示す。ロボット２０は、コントローラ３０により動作させられる。 The relationship between the portion of the robot 20 in contact with the glove 40 (that is, the user's hand), the orientation of the glove 40, and the operation of the robot 20 is shown below. The robot 20 is operated by the controller 30.

図５に示すように、接触部位が手首部２１Ｅであり、且つグローブ４０の向きがＸ軸の向きである場合は、Ｘ軸に沿って手首部２１Ｅを平行移動させるようにロボット２０を動作させる。詳しくは、グローブ４０の手の甲側から手の平側へ手首部２１Ｅを平行移動させる。図５に矢印で示す方向と反対方向へ手首部２１Ｅを平行移動させる場合は、Ｘ軸方向において矢印と反対側から手首部２１Ｅにグローブ４０を接触させればよい。 As shown in FIG. 5, when the contact portion is the wrist portion 21E and the glove 40 is oriented in the X-axis direction, the robot 20 is operated so as to translate the wrist portion 21E along the X-axis. .. Specifically, the wrist portion 21E is translated from the back side of the glove 40 to the palm side. When the wrist portion 21E is translated in the direction opposite to the direction indicated by the arrow in FIG. 5, the glove 40 may be brought into contact with the wrist portion 21E from the side opposite to the arrow in the X-axis direction.

図６に示すように、接触部位が手首部２１Ｅであり、且つグローブ４０の向きがＹ軸の向きである場合は、Ｙ軸に沿って手首部２１Ｅを平行移動させるようにロボット２０を動作させる。詳しくは、グローブ４０の手の甲側から手の平側へ手首部２１Ｅを平行移動させる。なお、検出された手首部２１Ｅの位置と、検出されたグローブ４０の位置とのずれ量が上記第１所定値未満であり、且つグローブ４０の接触があったと検出されれば、グローブ４０が手首部２１Ｅに直接接触していなくて、接触部位として手首部２１Ｅが検出される。図６に矢印で示す方向と反対方向へ手首部２１Ｅを平行移動させる場合は、Ｙ軸方向において矢印と反対側から手首部２１Ｅにグローブ４０を接触させればよい。 As shown in FIG. 6, when the contact portion is the wrist portion 21E and the glove 40 is oriented in the Y axis, the robot 20 is operated so as to translate the wrist portion 21E along the Y axis. .. Specifically, the wrist portion 21E is translated from the back side of the glove 40 to the palm side. If the amount of deviation between the detected position of the wrist portion 21E and the detected position of the glove 40 is less than the first predetermined value and it is detected that the glove 40 has come into contact with the glove 40, the glove 40 is placed on the wrist. The wrist portion 21E is detected as a contact portion without directly contacting the portion 21E. When the wrist portion 21E is translated in the direction opposite to the direction indicated by the arrow in FIG. 6, the glove 40 may be brought into contact with the wrist portion 21E from the side opposite to the arrow in the Y-axis direction.

図７に示すように、接触部位が手首部２１Ｅであり、且つグローブ４０の向きがＺ軸の向きである場合は、Ｚ軸に沿って手首部２１Ｅを平行移動させるようにロボット２０を動作させる。詳しくは、グローブ４０の手の甲側から手の平側へ手首部２１Ｅを平行移動させる。図７に矢印で示す方向と反対方向へ手首部２１Ｅを平行移動させる場合は、Ｚ軸方向において矢印と反対側から手首部２１Ｅにグローブ４０を接触させればよい。 As shown in FIG. 7, when the contact portion is the wrist portion 21E and the glove 40 is oriented in the Z axis, the robot 20 is operated so as to translate the wrist portion 21E along the Z axis. .. Specifically, the wrist portion 21E is translated from the back side of the glove 40 to the palm side. When the wrist portion 21E is translated in the direction opposite to the direction indicated by the arrow in FIG. 7, the glove 40 may be brought into contact with the wrist portion 21E from the side opposite to the arrow in the Z-axis direction.

このように、コントローラ３０は、手首部２１Ｅに対するグローブ４０の向きに沿って手首部２１Ｅを平行移動させる。したがって、手首部２１Ｅに対するグローブ４０の向きが、例えばＸ軸及びＹ軸に対して斜めの向きである場合は、その斜めの向きに手首部２１Ｅを平行移動させる。すなわち、ユーザがグローブ４０により手首部２１Ｅを押した方向へ、手首部２１Ｅを平行移動させる。 In this way, the controller 30 translates the wrist portion 21E along the direction of the glove 40 with respect to the wrist portion 21E. Therefore, when the orientation of the glove 40 with respect to the wrist portion 21E is, for example, an oblique orientation with respect to the X-axis and the Y-axis, the wrist portion 21E is translated in the oblique orientation. That is, the wrist portion 21E is translated in the direction in which the user pushes the wrist portion 21E by the glove 40.

図８に示すように、接触部位が肘部２３Ｃであり、且つグローブ４０の向きがＹ軸の向きである場合は、ＲＸ軸に従って（Ｘ軸周りに）手首部２１Ｅを回転させるようにロボット２０を動作させる。図８に矢印ＲＸで示す方向と反対方向へ手首部２１Ｅを回転させる場合は、Ｙ軸方向において反対側から（＋側から−側へ）肘部２３Ｃにグローブ４０を接触させればよい。ここで、肘部２３Ｃは、手首部２１Ｅが回転しても比較的動かない部位である。 As shown in FIG. 8, when the contact portion is the elbow portion 23C and the orientation of the glove 40 is the Y-axis orientation, the robot 20 rotates the wrist portion 21E along the RX axis (around the X-axis). To operate. When rotating the wrist portion 21E in the direction opposite to the direction indicated by the arrow RX in FIG. 8, the glove 40 may be brought into contact with the elbow portion 23C from the opposite side (from the + side to the − side) in the Y-axis direction. Here, the elbow portion 23C is a portion that does not move relatively even if the wrist portion 21E rotates.

図９に示すように、接触部位が肘部２３Ｃであり、且つグローブ４０の向きがＸ軸の向きである場合は、ＲＹ軸に従って（Ｙ軸周りに）手首部２１Ｅを回転させるようにロボット２０を動作させる。図９に矢印ＲＹで示す方向と反対方向へ手首部２１Ｅを平行移動させる場合は、Ｘ軸方向において反対側から（−側から＋側へ）肘部２３Ｃにグローブ４０を接触させればよい。 As shown in FIG. 9, when the contact portion is the elbow portion 23C and the orientation of the glove 40 is the orientation of the X axis, the robot 20 rotates the wrist portion 21E along the RY axis (around the Y axis). To operate. When the wrist portion 21E is translated in the direction opposite to the direction indicated by the arrow RY in FIG. 9, the glove 40 may be brought into contact with the elbow portion 23C from the opposite side (from the − side to the + side) in the X-axis direction.

図１０に示すように、接触部位が肘部２３Ｃであり、且つグローブ４０の向きがＺ軸の向きである場合は、ＲＹ軸に従って（Ｙ軸周りに）手首部２１Ｅを回転させるようにロボット２０を動作させる。図１０に矢印ＲＹで示す方向と反対方向へ手首部２１Ｅを回転させる場合は、図９に示したように、Ｘ軸方向において反対側から（−側から＋側へ）肘部２３Ｃにグローブ４０を接触させればよい。すなわち、肘部２３Ｃの内側でグローブ４０（ユーザの手）が挟まれるおそれがあるため、Ｚ軸方向において反対側から（−側から＋側へ）肘部２３Ｃにグローブ４０を接触させる操作ではロボット２０を動作させない。 As shown in FIG. 10, when the contact portion is the elbow portion 23C and the orientation of the glove 40 is the Z-axis orientation, the robot 20 rotates the wrist portion 21E along the RY axis (around the Y-axis). To operate. When rotating the wrist portion 21E in the direction opposite to the direction indicated by the arrow RY in FIG. 10, as shown in FIG. 9, the glove 40 is attached to the elbow portion 23C from the opposite side (from the − side to the + side) in the X-axis direction. Should be brought into contact. That is, since the glove 40 (user's hand) may be pinched inside the elbow 23C, the robot is required to bring the glove 40 into contact with the elbow 23C from the opposite side (from the − side to the + side) in the Z-axis direction. Do not operate 20.

このように、コントローラ３０は、グローブ４０の向きに応じて手首部２１Ｅを異なる方向へ回転させる。詳しくは、コントローラ３０は、ロボット２０の座標系に対するグローブ４０の向きに応じて、手首部２１Ｅを異なる方向へ回転させる。 In this way, the controller 30 rotates the wrist portion 21E in different directions according to the orientation of the glove 40. Specifically, the controller 30 rotates the wrist portion 21E in different directions according to the orientation of the glove 40 with respect to the coordinate system of the robot 20.

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。 The present embodiment described in detail above has the following advantages.

・ユーザの手にグローブ４０を取り付けることができる。そして、ユーザが手を動かしてグローブ４０をロボット２０の部位に接触させれば、その部位が部位検出部により検出される。コントローラ３０は、部位検出部により検出された部位に応じて、ロボット２０に異なる動作をさせる。このため、ユーザは、ロボット２０の部位を選択してグローブ４０を接触させることにより、ロボット２０の動作を制御することができる。そして、コントローラ３０により、ロボット２０の動作位置が設定（すなわち教示）される。したがって、ロボット２０に対して力センサを取り付けたり取り外したりする必要がなく、ロボット２０自体が力センサを備えていない場合であっても、ダイレクトティーチングを簡易に行うことができる。 -The glove 40 can be attached to the user's hand. Then, when the user moves his / her hand to bring the glove 40 into contact with the part of the robot 20, that part is detected by the part detection unit. The controller 30 causes the robot 20 to perform different operations according to the portion detected by the portion detecting unit. Therefore, the user can control the operation of the robot 20 by selecting the part of the robot 20 and bringing the gloves 40 into contact with each other. Then, the operation position of the robot 20 is set (that is, taught) by the controller 30. Therefore, it is not necessary to attach or detach the force sensor to the robot 20, and even when the robot 20 itself does not have the force sensor, direct teaching can be easily performed.

・ロボット検出部により、ロボット２０の位置及び姿勢が検出される。センサ検出部により、グローブ４０の位置、姿勢、及び接触が検出される。このため、ロボット２０の位置及び姿勢と、グローブ４０の位置及び姿勢との関係、そしてグローブ４０の接触があったことを把握することができる。したがって、ロボット検出部により検出されたロボット２０の位置及び姿勢、並びにセンサ検出部により検出されたグローブ４０の位置、姿勢、及び接触に基づいて、グローブ４０が接触したロボット２０の部位を検出することができる。 -The position and orientation of the robot 20 are detected by the robot detection unit. The sensor detection unit detects the position, posture, and contact of the glove 40. Therefore, it is possible to grasp the relationship between the position and posture of the robot 20 and the position and posture of the glove 40, and the contact of the glove 40. Therefore, based on the position and posture of the robot 20 detected by the robot detection unit and the position, posture, and contact of the glove 40 detected by the sensor detection unit, the part of the robot 20 in contact with the glove 40 is detected. Can be done.

・ユーザは、グローブ４０の本体４１を手に取り付け、基準台５０によりロボット２０に対してグローブ４０を所定位置及び所定姿勢に保持することができる。本体４１の加速度が加速度センサ４２により検出され、本体４１の角速度が角速度センサ４３により検出され、本体４１に作用する圧力が圧力センサ４４Ａ〜４４Ｆにより検出される。このため、ロボット２０に対して所定位置及び所定姿勢に保持されたグローブ４０と、その時に加速度センサ４２により検出された本体４１の加速度、及び角速度センサ４３により検出された本体４１の角速度との関係が把握される。したがって、センサ検出部は、ロボット２０に対してグローブ４０が所定位置及び所定姿勢に保持された状態から、加速度センサ４２により検出された本体４１の加速度、及び角速度センサ４３により検出された本体４１の角速度に基づいて、グローブ４０の位置及び姿勢を検出することができる。さらに、センサ検出部は、圧力センサ４４Ａ〜４４Ｆにより検出された圧力に基づいて、本体４１（すなわちグローブ４０）がロボット２０に接触したことを検出することができる。 -The user can attach the main body 41 of the glove 40 to his hand and hold the glove 40 in a predetermined position and a predetermined posture with respect to the robot 20 by the reference base 50. The acceleration of the main body 41 is detected by the acceleration sensor 42, the angular velocity of the main body 41 is detected by the angular velocity sensor 43, and the pressure acting on the main body 41 is detected by the pressure sensors 44A to 44F. Therefore, the relationship between the glove 40 held in a predetermined position and a predetermined posture with respect to the robot 20, the acceleration of the main body 41 detected by the acceleration sensor 42 at that time, and the angular velocity of the main body 41 detected by the angular velocity sensor 43. Is grasped. Therefore, the sensor detection unit is the acceleration of the main body 41 detected by the acceleration sensor 42 and the main body 41 detected by the angular velocity sensor 43 from the state where the glove 40 is held in a predetermined position and a predetermined posture with respect to the robot 20. The position and orientation of the glove 40 can be detected based on the angular velocity. Further, the sensor detection unit can detect that the main body 41 (that is, the glove 40) has come into contact with the robot 20 based on the pressure detected by the pressure sensors 44A to 44F.

・部位検出部は、ロボット検出部により検出された手首部２１Ｅの位置と、センサ検出部により検出されたグローブ４０の位置とのずれ量が第１所定値未満であり、且つセンサ検出部によりグローブ４０の接触があったと検出された場合に、グローブ４０が接触したロボット２０の部位として手首部２１Ｅを検出する。このため、グローブ４０が接触したロボット２０の部位を検出するために、加速度センサ４２、角速度センサ４３、及び圧力センサ４４Ａ〜４４Ｆに高い精度を要求する必要がない。また、コントローラ３０は、部位検出部により手首部２１Ｅが検出された場合に、ロボット２０に手首部２１Ｅを平行移動させる動作をさせる。すなわち、ユーザがロボット２０の手首部２１Ｅに接触すれば手首部２１Ｅが平行移動するため、ユーザは直感的な操作によりロボット２０の動作を制御することができる。 In the site detection unit, the amount of deviation between the position of the wrist portion 21E detected by the robot detection unit and the position of the glove 40 detected by the sensor detection unit is less than the first predetermined value, and the glove is detected by the sensor detection unit. When it is detected that there is contact with 40, the wrist portion 21E is detected as a portion of the robot 20 with which the glove 40 has come into contact. Therefore, it is not necessary to require high accuracy from the acceleration sensor 42, the angular velocity sensor 43, and the pressure sensors 44A to 44F in order to detect the portion of the robot 20 that the glove 40 has come into contact with. Further, the controller 30 causes the robot 20 to translate the wrist portion 21E when the wrist portion 21E is detected by the site detection unit. That is, when the user comes into contact with the wrist portion 21E of the robot 20, the wrist portion 21E moves in parallel, so that the user can control the operation of the robot 20 by an intuitive operation.

・部位検出部により、グローブ４０が接触したロボット２０の部位と、ロボット２０の部位に対するグローブ４０の向きとが検出される。そして、コントローラ３０は、部位検出部により手首部２１Ｅが検出された場合に、手首部２１Ｅに対するグローブ４０の向きに沿って手首部２１Ｅを平行移動させる動作をロボット２０にさせる。このため、ユーザは、手首部２１Ｅに対するグローブ４０の向き、すなわち手の向きに沿って、手首部２１Ｅを平行移動させることができ、より直感的な操作によりロボット２０の動作を制御することができる。 -The part detection unit detects the part of the robot 20 that the glove 40 comes into contact with and the orientation of the glove 40 with respect to the part of the robot 20. Then, when the wrist portion 21E is detected by the site detection unit, the controller 30 causes the robot 20 to translate the wrist portion 21E along the direction of the glove 40 with respect to the wrist portion 21E. Therefore, the user can translate the wrist portion 21E along the orientation of the glove 40 with respect to the wrist portion 21E, that is, the orientation of the hand, and can control the operation of the robot 20 by a more intuitive operation. ..

・部位検出部は、ロボット検出部により検出された肘部２３Ｃの位置と、センサ検出部により検出されたグローブ４０の位置とのずれ量が第２所定値未満であり、且つセンサ検出部によりグローブ４０の接触があったと検出された場合に、グローブ４０が接触したロボット２０の部位として肘部２３Ｃを検出する。このため、グローブ４０が接触したロボット２０の部位を検出するために、加速度センサ４２、角速度センサ４３、及び圧力センサ４４Ａ〜４４Ｆに高い精度を要求する必要がない。また、コントローラ３０は、部位検出部により肘部２３Ｃが検出された場合に、ロボット２０に手首部２１Ｅを回転させる動作をさせる。ここで、肘部２３Ｃは、手首部２１Ｅが回転しても比較的動かない部位である。このため、手首部２１Ｅを回転させる動作をロボット２０にさせる際に、ユーザに危険が及ぶことを抑制することができる。 In the site detection unit, the amount of deviation between the position of the elbow 23C detected by the robot detection unit and the position of the glove 40 detected by the sensor detection unit is less than the second predetermined value, and the glove is detected by the sensor detection unit. When it is detected that there is contact with 40, the elbow portion 23C is detected as the portion of the robot 20 with which the glove 40 has come into contact. Therefore, it is not necessary to require high accuracy from the acceleration sensor 42, the angular velocity sensor 43, and the pressure sensors 44A to 44F in order to detect the portion of the robot 20 that the glove 40 has come into contact with. Further, the controller 30 causes the robot 20 to rotate the wrist portion 21E when the elbow portion 23C is detected by the site detection unit. Here, the elbow portion 23C is a portion that does not move relatively even if the wrist portion 21E rotates. Therefore, it is possible to prevent the user from being in danger when the robot 20 is made to rotate the wrist portion 21E.

・部位検出部により、グローブ４０が接触したロボット２０の部位と、グローブ４０の向きとが検出される。そして、コントローラ３０は、部位検出部により肘部２３Ｃが検出された場合に、グローブ４０の向きに応じて手首部２１Ｅを異なる方向へ回転させる動作をロボット２０にさせる。上述したように、肘部２３Ｃは、手首部２１Ｅが回転しても比較的動かない部位である。このため、手首部２１Ｅが回転してもグローブ４０の向きが変わることを抑制することができ、ユーザの意図しない方向へ手首部２１Ｅが回転することを抑制することができる。 -The part detection unit detects the part of the robot 20 that the glove 40 comes into contact with and the orientation of the glove 40. Then, when the elbow portion 23C is detected by the site detection unit, the controller 30 causes the robot 20 to rotate the wrist portion 21E in different directions according to the orientation of the glove 40. As described above, the elbow portion 23C is a portion that does not move relatively even if the wrist portion 21E rotates. Therefore, it is possible to prevent the glove 40 from changing its orientation even if the wrist portion 21E rotates, and it is possible to prevent the wrist portion 21E from rotating in a direction not intended by the user.

・グローブ４０を肘部２３ＣにＸ軸方向又はＺ軸方向から接触させた場合に、肘部２３Ｃを曲げる方向のイメージで手首部２１ＥをＲＹ軸に従って回転させている。このため、ユーザは直感的な操作によりロボット２０の動作を制御することができる。 When the glove 40 is brought into contact with the elbow 23C from the X-axis direction or the Z-axis direction, the wrist 21E is rotated along the RY axis in the image of the bending direction of the elbow 23C. Therefore, the user can control the operation of the robot 20 by an intuitive operation.

・グローブ４０を手首部２１Ｅに接触させた場合に、グローブ４０（ユーザの手）から離れる方向へ手首部２１Ｅを移動させている。したがって、ユーザの安全を確保することができる。 -When the glove 40 is brought into contact with the wrist portion 21E, the wrist portion 21E is moved in a direction away from the glove 40 (user's hand). Therefore, the safety of the user can be ensured.

・肘部２３Ｃの内側でグローブ４０（ユーザの手）が挟まれるおそれがあるため、Ｚ軸方向において−側から＋側へ肘部２３Ｃにグローブ４０を接触させる操作では、ロボット２０を動作させない。したがって、ユーザの安全を確保することができる。その場合であっても、図９に示したように、Ｘ軸方向において−側から＋側へ肘部２３Ｃにグローブ４０を接触させることにより、図１０に矢印ＲＹで示す方向と反対方向へ手首部２１Ｅを回転させることができる。 -Since the glove 40 (user's hand) may be caught inside the elbow 23C, the robot 20 is not operated in the operation of bringing the glove 40 into contact with the elbow 23C from the − side to the + side in the Z-axis direction. Therefore, the safety of the user can be ensured. Even in that case, as shown in FIG. 9, by bringing the glove 40 into contact with the elbow portion 23C from the − side to the + side in the X-axis direction, the wrist is in the direction opposite to the direction indicated by the arrow RY in FIG. The part 21E can be rotated.

なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。 It should be noted that the above embodiment can be modified and implemented as follows.

・上記実施形態では、基準台５０によりグローブ４０が所定位置及び所定姿勢に保持された状態から、加速度センサ４２により検出された加速度及び角速度センサ４３により検出された角速度に基づいて、グローブ４０の位置及び姿勢を検出している。この場合に、検出される加速度及び角速度の誤差が徐々に積み重なることにより、検出されるグローブ４０の位置及び姿勢が実際の位置及び姿勢から次第にずれるおそれがある。これに対して、所定時間毎に基準台５０にグローブ４０を合わせてキャリブレーションを行うことにより、グローブ４０の位置及び姿勢のずれを抑制することができる。なお、ロボット２０の手首部２１Ｅ又は肘部２３Ｃの近辺にグローブ４０があること及びグローブ４０の向きを検出できればよいため、グローブ４０の位置及び姿勢を厳密に検出する必要はない。 In the above embodiment, the position of the glove 40 is based on the acceleration detected by the acceleration sensor 42 and the angular velocity detected by the angular velocity sensor 43 from the state where the glove 40 is held in a predetermined position and a predetermined posture by the reference table 50. And the posture is detected. In this case, the detected acceleration and angular velocity errors gradually accumulate, and the detected position and posture of the glove 40 may gradually deviate from the actual position and posture. On the other hand, by aligning the glove 40 with the reference table 50 and performing calibration at predetermined time intervals, it is possible to suppress the deviation of the position and posture of the glove 40. Since it is sufficient that the glove 40 is located near the wrist portion 21E or the elbow portion 23C of the robot 20 and the orientation of the glove 40 can be detected, it is not necessary to accurately detect the position and posture of the glove 40.

・基準台５０に代えて、例えばロボット２０の基台２２（保持部に相当）に、グローブ４０を嵌める（合わせる）凹部を設けてもよい。その場合も、凹部にグローブ４０を嵌めることにより、グローブ４０は、ロボット２０に対して所定位置及び所定姿勢に保持される。そして、この所定位置及び所定姿勢は、予め測定されており、コントローラ３０に記憶されている。 -Instead of the reference base 50, for example, the base 22 (corresponding to the holding portion) of the robot 20 may be provided with a recess for fitting (fitting) the glove 40. Even in that case, the glove 40 is held in a predetermined position and a predetermined posture with respect to the robot 20 by fitting the glove 40 in the recess. The predetermined position and the predetermined posture are measured in advance and stored in the controller 30.

・グローブ４０の位置及び姿勢を、高精度のＧＰＳ装置により検出することができる場合は、ロボット２０に対してグローブ４０を所定位置及び所定姿勢に保持するキャリブレーションを省略することもできる。 -If the position and posture of the glove 40 can be detected by a high-precision GPS device, the calibration for holding the glove 40 in the predetermined position and the predetermined posture with respect to the robot 20 can be omitted.

・グローブ４０に代えて、例えば人差し指の指サック（センサ装置に相当）に、加速度センサ４２、角速度センサ４３、及び圧力センサ４４Ｂを設けることもできる。 -Instead of the glove 40, for example, the finger cot of the index finger (corresponding to the sensor device) may be provided with the acceleration sensor 42, the angular velocity sensor 43, and the pressure sensor 44B.

・上記実施形態では、ＲＺ軸に従って（Ｚ軸の周りに）手首部２１Ｅを回転させる動作は、グローブ４０により操作しなかった。これに対して、例えばグローブ４０を基台２２又はリンク２１Ａに接触させた場合に、ＲＺ軸に従って手首部２１Ｅを回転させることもできる。 -In the above embodiment, the operation of rotating the wrist portion 21E along the RZ axis (around the Z axis) was not operated by the glove 40. On the other hand, for example, when the glove 40 is brought into contact with the base 22 or the link 21A, the wrist portion 21E can be rotated along the RZ axis.

・垂直多関節型のロボット２０に限らず、水平多関節型のロボットを採用することもできる。その場合であっても、コントローラ３０は、部位検出部により第３軸（手首部に相当）が検出された場合に、第３軸に対するグローブ４０の向きに沿って第３軸を平行移動させる動作をロボット２０にさせることができる。 -Not limited to the vertical articulated robot 20, a horizontal articulated robot can also be adopted. Even in that case, the controller 30 translates the third axis along the direction of the glove 40 with respect to the third axis when the third axis (corresponding to the wrist portion) is detected by the site detection unit. Can be made to be a robot 20.

・圧力センサ４４Ａ〜４４Ｆに代えて、静電容量センサによりグローブ４０（センサ装置）が物体に接触したことを検出することもできる。また、静電容量センサを用いて、グローブ４０が近接したロボット２０の部位を検出し、検出された部位に応じて、ロボット２０に異なる動作をさせることもできる。この場合も、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、グローブ４０を、ロボット２０に接触させなくても近接させるだけで、動作位置を教示することができる。 -Instead of the pressure sensors 44A to 44F, it is possible to detect that the glove 40 (sensor device) has come into contact with an object by using a capacitance sensor. Further, the capacitance sensor can be used to detect a part of the robot 20 in which the glove 40 is close to the robot 20, and the robot 20 can be made to perform a different operation according to the detected part. In this case as well, the same effects as those in the above embodiment can be obtained. Further, the operation position can be taught only by bringing the glove 40 close to the robot 20 without contacting it.

１０…ロボットシステム（ダイレクトティーチングシステム）、２０…ロボット、３０…コントローラ（動作部、設定部、ロボット検出部）、４０…グローブ（センサ装置）、５０…基準台（保持部）。 10 ... Robot system (direct teaching system), 20 ... Robot, 30 ... Controller (moving unit, setting unit, robot detection unit), 40 ... Gloves (sensor device), 50 ... Reference stand (holding unit).

Claims

A direct teaching system used for direct teaching in which the user directly moves the robot to teach the operating position.
A sensor device that can be attached to the user's hand,
A part detection unit that detects the part of the robot that the sensor device comes into contact with, and
An operation unit that causes the robot to perform different operations according to the part detected by the part detection unit, and an operation unit that causes the robot to perform different operations.
A setting unit that sets the operating position of the robot,
Equipped with a,
The site detection unit
A robot detection unit that detects the position and posture of the robot, and
It has a sensor detection unit that detects the position, posture, and contact of the sensor device.
Based on the position and posture of the robot detected by the robot detection unit and the position, posture, and contact of the sensor device detected by the sensor detection unit, the part of the robot in contact with the sensor device is detected. Direct teaching system for robots.

The direct teaching system includes a holding unit that causes the robot to hold the sensor device in a predetermined position and a predetermined posture.
The sensor device includes a main body that can be attached to the user's hand, an acceleration sensor that detects the acceleration of the main body, an angular velocity sensor that detects the angular velocity of the main body, and a pressure sensor that detects the pressure acting on the main body. ,
The sensor detection unit is based on the acceleration detected by the acceleration sensor and the angular velocity detected by the angular velocity sensor from the state in which the sensor device is held in the predetermined position and the predetermined posture by the holding unit. The robot direct teaching system according to claim 1 , wherein the position and orientation of the sensor device are detected, and the sensor device is detected to have come into contact with the robot based on the pressure detected by the pressure sensor. ..

The robot is a vertical articulated robot having an elbow and a wrist.
In the site detection unit, the amount of deviation between the position of the wrist portion detected by the robot detection unit and the position of the sensor device detected by the sensor detection unit is less than the first predetermined value, and the sensor When the detection unit detects that the sensor device has come into contact with the sensor device, the wrist portion is detected as a part of the robot that the sensor device has come into contact with.
The robot direct teaching system according to claim 2 , wherein the moving unit is an operation of causing the robot to translate the wrist portion when the wrist portion is detected by the site detecting unit.

The part detection unit detects the part of the robot that the sensor device comes into contact with and the orientation of the sensor device with respect to the part of the robot.
The third aspect of the present invention, wherein the moving unit causes the robot to translate the wrist portion along the direction of the sensor device with respect to the wrist portion when the wrist portion is detected by the site detecting unit. Robot direct teaching system.

The robot is a vertical articulated robot having an elbow and a wrist.
In the site detection unit, the amount of deviation between the position of the elbow portion detected by the robot detection unit and the position of the sensor device detected by the sensor detection unit is less than the second predetermined value, and the sensor When the detection unit detects that the sensor device has come into contact with the sensor device, the elbow portion is detected as a part of the robot that the sensor device has come into contact with.
The robot direct teaching system according to any one of claims 2 to 4 , wherein the moving unit causes the robot to rotate the wrist portion when the elbow portion is detected by the site detecting unit. ..

The part detection unit detects the part of the robot that the sensor device comes into contact with and the orientation of the sensor device.
The robot according to claim 5 , wherein the moving unit causes the robot to rotate the wrist portion in different directions according to the orientation of the sensor device when the elbow portion is detected by the site detecting unit. Direct teaching system.

A direct teaching system used for direct teaching in which the user directly moves the robot to teach the operating position.
A sensor device that can be attached to the user's hand,
A part detection unit that detects a part of the robot in close proximity to the sensor device, and a part detection unit.
An operation unit that causes the robot to perform different operations according to the part detected by the part detection unit, and an operation unit that causes the robot to perform different operations.
A setting unit that sets the operating position of the robot,
With
The site detection unit
A robot detection unit that detects the position and posture of the robot, and
It has a sensor detection unit that detects the position, orientation, and proximity of the sensor device.
Based on the position and orientation of the robot detected by the robot detection unit and the position, orientation, and proximity of the sensor device detected by the sensor detection unit, the sensor device detects a portion of the robot in close proximity. Direct teaching system for robots.