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JP7453000B2 - Robot systems and control equipment - Google Patents
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JP7453000B2 - Robot systems and control equipment - Google Patents

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Description

本開示は、ロボットシステムおよび制御装置に関するものである。 The present disclosure relates to a robot system and a control device .

操作者が回転操作する操作部に、モータおよび回転位置センサを備える教示装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
操作者が操作部を回転操作すると、その回転量および回転方向が回転位置センサにより検出され、検出された回転量および回転方向に応じてロボットが動作させられる。その一方で、ロボットのハンド等がハンドリングする部品等から反力を受けたときにその反力をモータのトルクに換算して操作者に力覚表示する。
2. Description of the Related Art A teaching device is known that includes a motor and a rotational position sensor in an operation section rotated by an operator (see, for example, Patent Document 1).
When the operator rotates the operating section, the rotation amount and rotation direction are detected by the rotation position sensor, and the robot is operated according to the detected rotation amount and rotation direction. On the other hand, when a robot's hand or the like receives a reaction force from the parts it handles, the reaction force is converted into motor torque and displayed as a force sensation to the operator.

また、ロボットの可動領域とその内側に反力発生限界とを設定しておき、ロボットが反力発生限界を超えて可動領域に近接すると操作者に反力を力覚表示し、ロボットが可動領域に接触するとそれ以上の操作を禁止する技術が知られている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, the robot's movable area and the reaction force generation limit are set inside the movable area, and when the robot approaches the movable area beyond the reaction force generation limit, the reaction force is displayed to the operator with a sense of force, and the robot moves within the movable area. There is a known technology that prohibits further operations when the user contacts the user (for example, see Patent Document 2).

特開2009-142905号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-142905 特開2017-13167号公報JP 2017-13167 Publication

可動領域の内側の所定距離に反力発生限界を設定する場合、可動領域と反力発生限界との距離が小さ過ぎると、操作者が反力を感じてロボットを停止させる方向に操作しても、ロボットの惰走によって可動領域を超えてしまうことがある。ロボットが可動領域を超えると、ロボットはアラーム停止してしまうので、その復旧作業に手間がかかる。 When setting the reaction force generation limit at a predetermined distance inside the movable area, if the distance between the movable area and the reaction force generation limit is too small, the operator may feel a reaction force and operate the robot in a direction to stop it. , the robot may exceed its movable range due to coasting. If the robot exceeds its movable range, the robot will stop with an alarm, which takes time and effort to restore.

また、制限速度を設定する場合、ロボットのツール先端(TCP)の速度が制限速度を超えるとアラーム停止してしまい、速度制限に引っかかってしまうと復旧作業に手間がかかる。
したがって、操作者による操作を過度に制限することなく、アラーム停止をより確実に防止することが望まれている。
Furthermore, when setting a speed limit, if the speed of the tool tip (TCP) of the robot exceeds the speed limit, the alarm will stop, and if the speed limit is exceeded, recovery work will be time consuming.
Therefore, it is desired to more reliably prevent alarm stoppage without excessively restricting operations by the operator.

本開示の一態様は、ロボットと、該ロボットに対する操作指令を操作者に入力させる操作装置と、該操作装置および前記ロボットを制御する制御装置とを備え、前記操作装置が、前記操作指令に対する反力を発生可能な反力発生部を備え、前記制御装置が、前記操作装置に入力された前記操作指令に応じて前記ロボットを制御するロボット制御部と、前記ロボットの動作制限領域の情報を記憶する記憶部と、前記ロボットが前記動作制限領域に対して反力発生距離以下の領域内に進入した状態で前記反力発生部に反力を発生させる反力制御部とを備え、該反力制御部が、前記ロボットが前記動作制限領域に近接する方向の惰走距離を、前記ロボットの動作速度に基づいて逐次算出し、前記反力発生距離を前記惰走距離よりも大きく設定するロボットシステムである。 One aspect of the present disclosure includes a robot, an operating device that causes an operator to input an operating command to the robot, and a control device that controls the operating device and the robot, and wherein the operating device responds to the operating command. The control device includes a reaction force generation section capable of generating a force, and the control device stores information on a robot control section that controls the robot according to the operation command input to the operation device, and an operation restriction area of the robot. and a reaction force control unit that generates a reaction force in the reaction force generation unit when the robot enters an area within a reaction force generation distance with respect to the movement restriction area, A robot system, wherein a control unit sequentially calculates a coasting distance in a direction in which the robot approaches the movement restricted area based on the operating speed of the robot, and sets the reaction force generation distance to be larger than the coasting distance. It is.

本開示の一実施形態に係るロボットシステムを示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing a robot system according to an embodiment of the present disclosure. 図1のロボットシステムを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the robot system of FIG. 1. FIG. 図1のロボットシステムにおいてロボットの周囲に設定された可動領域と動作制限領域とを説明する斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a movable region and a motion restriction region set around a robot in the robot system of FIG. 1. FIG. 図1のロボットシステムにおける反力発生領域を説明する図である。2 is a diagram illustrating a reaction force generation area in the robot system of FIG. 1. FIG. 図4の反力発生領域において発生させる反力と距離との関係の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the reaction force generated in the reaction force generation region of FIG. 4 and the distance. 図5の反力と距離との関係の変形例を示す図である。6 is a diagram showing a modification of the relationship between reaction force and distance in FIG. 5. FIG. 図5の反力と距離との関係の他の変形例を示す図である。6 is a diagram showing another modification of the relationship between reaction force and distance in FIG. 5. FIG. 図3の反力発生領域の変形例を示す図である。4 is a diagram showing a modification of the reaction force generation area in FIG. 3. FIG. 本開示の一実施形態に係るロボットシステムの変形例におけるロボットのツール先端の速度とトルクとの関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the speed and torque of the tool tip of the robot in a modified example of the robot system according to an embodiment of the present disclosure. 図9のロボットのツール先端の速度とトルクとの関係の変形例を示す図である。10 is a diagram showing a modified example of the relationship between the speed and torque of the tool tip of the robot in FIG. 9. FIG. 図9のロボットのツール先端の速度とトルクとの関係の他の変形例を示す図である。10 is a diagram showing another modification of the relationship between the speed and torque of the tool tip of the robot shown in FIG. 9. FIG.

本開示の一実施形態に係るロボットシステム1について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るロボットシステム1は、図1に示されるように、ロボット2と、操作装置3と、制御装置4とを備えている。
A robot system 1 according to an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
The robot system 1 according to this embodiment includes a robot 2, an operating device 3, and a control device 4, as shown in FIG.

ロボット2は、例えば、垂直6軸多関節型のロボットであり、先端にツールSを備えている。ここで、ロボット2というときは、先端のツールSまで含むものとする。
ロボット2の各軸はサーボモータ(図示略)によって駆動され、サーボモータには、各軸の回転角度位置を検出するエンコーダ(図示略)が備えられている。
The robot 2 is, for example, a vertical six-axis multi-joint robot, and is equipped with a tool S at its tip. Here, the robot 2 includes the tool S at the tip.
Each axis of the robot 2 is driven by a servo motor (not shown), and the servo motor is equipped with an encoder (not shown) that detects the rotational angular position of each axis.

操作装置3は、ダイヤル5の回転角度に応じた数のパルスを発生する手動のパルス発生器6を備えている。また、操作装置3は、ダイヤル5に接続された反力用モータ(反力発生部)7を備えている。
制御装置4は、図2に示されるように、ロボット2の動作を制御するロボット制御部8と、操作装置3の反力用モータ7を制御する反力制御部9と、ロボット2の3次元モデルの情報および動作制限領域の情報を記憶する記憶部10とを備えている。ロボット制御部8および反力制御部9はプロセッサにより構成され、記憶部10はメモリにより構成されている。
The operating device 3 includes a manual pulse generator 6 that generates a number of pulses depending on the rotation angle of the dial 5. Further, the operating device 3 includes a reaction force motor (reaction force generating section) 7 connected to the dial 5.
As shown in FIG. 2, the control device 4 includes a robot control section 8 that controls the operation of the robot 2, a reaction force control section 9 that controls the reaction force motor 7 of the operating device 3, and a three-dimensional control section of the robot 2. The storage unit 10 stores model information and operation restriction area information. The robot control section 8 and the reaction force control section 9 are constituted by a processor, and the storage section 10 is constituted by a memory.

ロボット制御部8は、操作装置3のダイヤル5の回転によって発生したパルスを受け取って、パルス数に応じた距離だけツール先端点(TCP)を移動させるようロボット2を制御する。また、ロボット制御部8は、操作装置3のダイヤル5の回転速度に対応するパルスの頻度に応じた速度でTCPを移動させるようロボット2を制御する。 The robot control unit 8 receives pulses generated by rotation of the dial 5 of the operating device 3 and controls the robot 2 to move the tool tip point (TCP) by a distance corresponding to the number of pulses. Further, the robot control unit 8 controls the robot 2 to move the TCP at a speed corresponding to the frequency of pulses corresponding to the rotation speed of the dial 5 of the operating device 3.

動作制限領域は、ロボット2が動作できる空間(可動領域)の外側に位置する領域であって、周囲の物体との関係で予め設定されている。図3に示す例では、可動領域は直方体状の空間によって設定されており、動作制限領域は、可動領域の輪郭を形成している各平面を境界としてその外側に設定されている。可動領域および動作制限領域は、任意の形状でよい。 The movement restricted area is an area located outside the space in which the robot 2 can operate (movable area), and is set in advance in relation to surrounding objects. In the example shown in FIG. 3, the movable region is set as a rectangular parallelepiped space, and the motion restriction region is set outside each plane forming the outline of the movable region as a boundary. The movable region and the restricted movement region may have any shape.

ロボット制御部8は、エンコーダにより検出された各軸の回転角度位置および記憶部10に記憶されている3次元モデルの情報に基づいて、各時刻におけるロボット2の外面の位置を算出する。そして、ロボット制御部8は、算出されたロボット2の外面が、いずれかの位置において動作制限領域と干渉しているか否かを監視し、干渉している場合には、アラームを出してロボット2を停止(アラーム停止)させる。 The robot control unit 8 calculates the position of the outer surface of the robot 2 at each time based on the rotational angular position of each axis detected by the encoder and the information of the three-dimensional model stored in the storage unit 10. Then, the robot control unit 8 monitors whether or not the calculated outer surface of the robot 2 interferes with the motion restriction area at any position, and if so, issues an alarm and moves the robot 2 (alarm stop).

反力制御部9は、動作制限領域を構成する境界の内側(可動領域内)に、境界面に対して平行に間隔をあけて反力の発生を開始する反力発生境界面(境界面)を設定する。そして、反力制御部9は、ロボット制御部8により算出されたロボット2の外面の情報を受け取る。 The reaction force control unit 9 has a reaction force generation boundary surface (boundary surface) that starts generating a reaction force at an interval parallel to the boundary surface inside the boundary (within the movable region) constituting the motion restriction region. Set. Then, the reaction force control unit 9 receives information about the outer surface of the robot 2 calculated by the robot control unit 8.

反力制御部9は、受け取ったロボット2の外面が、いずれかの位置において反力発生境界面と動作制限領域の境界との間の領域(反力発生領域)内に位置しているか否かを監視する。ロボット2の外面が反力発生領域内に位置している場合には、反力制御部9は、操作装置3の反力用モータ7を駆動し、ダイヤル5に反力を発生させる。 The reaction force control unit 9 determines whether the received outer surface of the robot 2 is located within the area (reaction force generation area) between the reaction force generation boundary surface and the boundary of the motion restriction area at any position. monitor. When the outer surface of the robot 2 is located within the reaction force generation area, the reaction force control unit 9 drives the reaction force motor 7 of the operating device 3 to cause the dial 5 to generate a reaction force.

本実施形態においては、反力制御部9は、操作装置3のダイヤル5の回転によって動作するロボット2のTCPの移動速度に基づいて、その移動速度で移動しているロボット2を非常停止させたときの動作制限領域に近接する方向の惰走距離を算出する。そして、反力制御部9は、図4に示されるように、動作制限領域の境界から反力発生境界面までの距離(反力発生距離)として、算出された惰走距離よりも大きな値を設定する。例えば、反力発生距離としては惰走距離+α(αは正の実数)の値を設定する。 In the present embodiment, the reaction force control unit 9 causes the robot 2 moving at the moving speed to come to an emergency stop based on the moving speed of the TCP of the robot 2 that operates by rotating the dial 5 of the operating device 3. Calculate the coasting distance in the direction approaching the motion restriction area. Then, as shown in FIG. 4, the reaction force control unit 9 sets a value larger than the calculated coasting distance as the distance from the boundary of the motion restriction area to the reaction force generation boundary surface (reaction force generation distance). Set. For example, a value of coasting distance + α (α is a positive real number) is set as the reaction force generation distance.

反力発生境界面は、ロボット2の表面が反力発生境界面に接触するまで、例えば、一定のサンプリングタイム毎に逐次更新される。また、反力発生境界面は、ロボット2の表面が一旦、反力発生領域内に進入した後には、次にロボット2の表面が反力発生領域から離脱するまで、維持される。 The reaction force generation boundary surface is sequentially updated, for example, at every fixed sampling time, until the surface of the robot 2 comes into contact with the reaction force generation boundary surface. Further, the reaction force generation boundary surface is maintained once the surface of the robot 2 enters the reaction force generation area until the next time the surface of the robot 2 leaves the reaction force generation area.

そして、反力制御部9は、ロボット2の外面の一部が反力発生領域内に位置する状態では、図5に示されるように、ロボット2の外面と動作制限領域との距離が近接するに従って大きな反力を発生させるよう反力用モータ7を制御する。すなわち、ロボット2が動作制限領域に向かって動作している場合には、ロボット2の外面が反力発生境界面に接触した位置において、反力用モータ7が作動させられて、比較的小さい反力が発生する。ロボット2がさらに反力発生領域内を移動して動作制限領域までの距離が小さくなってくると、反力用モータ7により発生する反力が増大させられていく。 Then, the reaction force control unit 9 controls the robot 2 so that when a part of the outer surface of the robot 2 is located within the reaction force generation region, the distance between the outer surface of the robot 2 and the motion restriction region becomes close, as shown in FIG. The reaction force motor 7 is controlled so as to generate a large reaction force accordingly. That is, when the robot 2 is moving toward the movement restricted area, the reaction force motor 7 is activated at a position where the outer surface of the robot 2 contacts the reaction force generation boundary surface, and a relatively small reaction is generated. force is generated. As the robot 2 further moves within the reaction force generation area and the distance to the movement restriction area becomes smaller, the reaction force generated by the reaction force motor 7 increases.

一方、ロボット2の外面の一部が反力発生領域内に位置する状態では、動作制限領域から離れる方向にロボット2を動作させるダイヤル5の操作時には、反力は発生しない。したがって、操作者は、ロボット2を動作制限領域から離れる方向に移動させて、ロボット2を反力発生領域から容易に離脱させることができる。 On the other hand, in a state where a part of the outer surface of the robot 2 is located within the reaction force generation area, no reaction force is generated when the dial 5 is operated to move the robot 2 in a direction away from the movement restricted area. Therefore, the operator can move the robot 2 in a direction away from the movement restricted area and easily remove the robot 2 from the reaction force generation area.

このように構成された本実施形態に係るロボットシステム1の作用について以下に説明する。
本実施形態によれば、操作者が操作装置3のダイヤル5を回転させてロボット2を動作させているときに、反力用モータ7の作動によりダイヤル5に反力が与えられることにより、ロボット2の外面が動作制限領域に近づいたことを操作者に認識させることができる。
The operation of the robot system 1 according to the present embodiment configured in this way will be described below.
According to this embodiment, when the operator rotates the dial 5 of the operating device 3 to operate the robot 2, a reaction force is applied to the dial 5 by the operation of the reaction force motor 7, so that the robot The operator can be made aware that the outer surface of No. 2 has approached the movement restricted area.

また、操作者が、ダイヤル5における反力を感じながらもダイヤル5の回転を継続すると、ダイヤル5に加えられる反力が大きくなっていくので、ロボット2の外面が動作制限領域にさらに近づいていることを操作者に認識させることができる。
そして、操作者がダイヤル5の反力を感じてダイヤル5を停止させると、ロボット2は惰走して動作制限領域に近接する。
Furthermore, if the operator continues to rotate the dial 5 while feeling a reaction force on the dial 5, the reaction force applied to the dial 5 increases, causing the outer surface of the robot 2 to move closer to the movement restriction area. The operator can be made aware of this.
Then, when the operator feels the reaction force of the dial 5 and stops the dial 5, the robot 2 coasts and approaches the motion restriction area.

この場合において、本実施形態に係るロボットシステム1によれば、反力発生距離が、惰走距離+αに設定されているので、ロボット2が惰走しても動作制限領域に進入させることなくロボット2を停止させることができる。これにより、ロボット2のアラーム停止を防止することができるという利点がある。 In this case, according to the robot system 1 according to the present embodiment, the reaction force generation distance is set to the coasting distance + α, so even if the robot 2 coasts, the robot 2 does not enter the movement restricted area. 2 can be stopped. This has the advantage that it is possible to prevent the robot 2 from stopping due to an alarm.

ロボット2の表面が動作制限領域に近接するに従ってダイヤル5に加わる反力が大きくなるので、操作者は反力に抗してダイヤル5を回転させることが困難になっていく。ロボット2の動作速度は、ダイヤル5の回転速度に応じて設定されるので、ロボット2の表面が動作制限領域に近接するとロボット2の動作速度は次第に低下していき、惰走距離が短くなる。したがって、動作制限領域に近接する位置においてロボット2を停止させた場合にも、ロボット2が動作制限領域に進入して、アラーム停止することを防止できる。 As the surface of the robot 2 approaches the movement restricted area, the reaction force applied to the dial 5 increases, so that it becomes difficult for the operator to rotate the dial 5 against the reaction force. The operating speed of the robot 2 is set according to the rotational speed of the dial 5, so when the surface of the robot 2 approaches the movement restricted area, the operating speed of the robot 2 gradually decreases, and the coasting distance becomes shorter. Therefore, even when the robot 2 is stopped at a position close to the movement restriction area, it is possible to prevent the robot 2 from entering the movement restriction area and causing an alarm stop.

なお、本実施形態においては、ロボット2の表面が反力発生領域内に位置する状態では、ロボット2の表面が動作制限領域に近づくに従って発生する反力を大きくすることとした。この場合の反力は、反力発生境界面からの距離に比例して線形的に反力を増大させることにしてもよいし、図6に示されるように非線形に増大させることにしてもよい。 In the present embodiment, when the surface of the robot 2 is located within the reaction force generation area, the reaction force generated is increased as the surface of the robot 2 approaches the movement restriction area. In this case, the reaction force may be increased linearly in proportion to the distance from the reaction force generation boundary surface, or may be increased non-linearly as shown in FIG. .

また、本実施形態においては、反力発生距離を惰走距離+αに等しく設定したが、これに代えて、惰走距離に1よりも大きい比例係数を乗算することにより反力発生距離を算出してもよい。
また、本実施形態においては、ロボット2の表面が動作制限領域に一致するときに反力が最大となることとした。これに代えて、図7に示されるように、ロボット2の表面が動作制限領域から所定距離βだけ離れた位置に配置されているときに、発生する反力を最大にしてもよい。
Furthermore, in this embodiment, the reaction force generation distance is set equal to the coasting distance + α, but instead, the reaction force generation distance can be calculated by multiplying the coasting distance by a proportional coefficient larger than 1. You can.
Furthermore, in this embodiment, the reaction force is maximized when the surface of the robot 2 coincides with the motion restriction area. Alternatively, as shown in FIG. 7, the generated reaction force may be maximized when the surface of the robot 2 is located at a predetermined distance β from the movement restricted area.

また、本実施形態においては、動作制限領域に対して平行に、ロボット2の惰走距離よりも大きく離れた位置に反力発生境界面を生成した。
これに代えて、制御装置4が、ロボット2の動作に同期して仮想空間内において3次元モデルを動作させ、図8に示されるように、反力制御部9が、3次元モデルの周囲に、占有領域を設定してもよい。占有領域は、仮想空間内において3次元モデルが惰走して停止するまでに占有する領域である。
Furthermore, in the present embodiment, the reaction force generation boundary surface is generated in a position parallel to the motion restriction area and further away than the coasting distance of the robot 2.
Instead, the control device 4 moves the three-dimensional model in the virtual space in synchronization with the movement of the robot 2, and the reaction force control unit 9 moves around the three-dimensional model as shown in FIG. , an occupied area may be set. The occupied area is an area that the three-dimensional model occupies in the virtual space until it coasts and stops.

そして、動作制限領域に対して平行に、所定距離γだけ離れた位置に反力発生境界面を生成し、占有領域と反力発生領域とが重複する状態で、ダイヤル5に反力を与えることにしてもよい。これにより、本実施形態と同様の効果を奏する。
また、反力発生境界面を設定することなく、3次元モデルの外面から占有領域の外面までの距離を、惰走距離よりも大きく設定してもよい。
Then, a reaction force generation boundary surface is generated at a position parallel to the motion restriction area and separated by a predetermined distance γ, and a reaction force is applied to the dial 5 in a state where the occupied area and the reaction force generation area overlap. You may also do so. This produces the same effects as this embodiment.
Alternatively, the distance from the outer surface of the three-dimensional model to the outer surface of the occupied area may be set larger than the coasting distance without setting the reaction force generation boundary surface.

また、本実施形態においては、ロボット2の表面が動作制限領域に近接するに従ってダイヤル5に加わる反力が大きくなるものを例示したが、これに代えて、ロボット2のツール先端点TCPの速度増加に応じてダイヤル5に加わる反力が大きくなるものを採用してもよい。 In addition, in this embodiment, the reaction force applied to the dial 5 increases as the surface of the robot 2 approaches the motion restriction area, but instead of this, the speed of the tool tip point TCP of the robot 2 increases. It is also possible to adopt a device that increases the reaction force applied to the dial 5 depending on the situation.

この場合、記憶部10には操作者によって設定されたロボット2のツール先端点TCPの制限速度が記憶される。そして、ロボット2のツール先端点TCPの速度が所定速度(所定の閾値)を超えると反力用モータ7に反力を発生させる。発生させる反力は、ロボット2のツール先端点TCPの速度増加に応じて増加し、記憶部10に設定されている制限速度を超えない走行速度になるように付与される。 In this case, the storage unit 10 stores the speed limit of the tool tip point TCP of the robot 2 set by the operator. Then, when the speed of the tool tip point TCP of the robot 2 exceeds a predetermined speed (predetermined threshold), the reaction force motor 7 is caused to generate a reaction force. The reaction force to be generated increases in accordance with an increase in the speed of the tool tip point TCP of the robot 2, and is applied so that the running speed does not exceed the speed limit set in the storage unit 10.

これにより、操作者が操作装置3のダイヤル5を回転させてロボット2を動作させているときに、反力用モータ7の作動によりダイヤル5に反力が与えられることにより、ロボット2のツール先端点TCPの速度が制限速度に近づいたことを操作者に認識させることができる。 As a result, when the operator rotates the dial 5 of the operating device 3 to operate the robot 2, a reaction force is applied to the dial 5 by the operation of the reaction force motor 7, thereby causing the tool tip of the robot 2 to move. The operator can be made aware that the speed at point TCP has approached the speed limit.

また、操作者が、ダイヤル5における反力を感じながらもダイヤル5の回転を継続すると、ダイヤル5に加えられる反力が大きくなっていくので、ロボット2のツール先端点TCPの速度が制限速度にさらに近づいていることを操作者に認識させることができる。
したがって、ロボット2のツール先端点TCPの速度が増加しても制限速度を超えることなくロボット2を停止させることができる。これにより、ロボット2のアラーム停止を防止することができるという利点がある。
Furthermore, if the operator continues to rotate the dial 5 while feeling a reaction force on the dial 5, the reaction force applied to the dial 5 will increase, and the speed of the tool tip point TCP of the robot 2 will reach the speed limit. The operator can be made aware that the object is getting closer.
Therefore, even if the speed of the tool tip point TCP of the robot 2 increases, the robot 2 can be stopped without exceeding the speed limit. This has the advantage that it is possible to prevent the robot 2 from stopping due to an alarm.

また、ロボット2のツール先端点TCPの速度が所定速度を超えた状態では、ロボット2のツール先端点TCPの速度が制限速度に近づくに従って発生する反力を大きくすることとした。この場合の反力は、図9に示されるように、ロボット2のツール先端点TCPの速度に比例して線形的に反力を増大させることにしてもよいし、図10に示されるように非線形に増大させることにしてもよい。 Further, in a state where the speed of the tool tip point TCP of the robot 2 exceeds a predetermined speed, the reaction force generated is increased as the speed of the tool tip point TCP of the robot 2 approaches the speed limit. In this case, the reaction force may be increased linearly in proportion to the speed of the tool tip point TCP of the robot 2, as shown in FIG. 9, or as shown in FIG. It may also be increased non-linearly.

また、図11に示されるように、ロボット2のツール先端点TCPの速度に応じてデジタル的にトルクを付与して反力を発生させてもよい。 Further, as shown in FIG. 11, the reaction force may be generated by digitally applying torque according to the speed of the tool tip point TCP of the robot 2.

1 ロボットシステム
2 ロボット
3 操作装置
4 制御装置
7 反力用モータ(反力発生部)
8 ロボット制御部
9 反力制御部
10 記憶部
1 Robot system 2 Robot 3 Operating device 4 Control device 7 Reaction force motor (reaction force generation part)
8 Robot control section 9 Reaction force control section 10 Storage section

Claims (6)

ロボットと、
該ロボットに対する操作指令を操作者に入力させる操作装置と、
該操作装置および前記ロボットを制御する制御装置とを備え、
前記操作装置が、前記操作指令に対する反力を発生可能な反力発生部を備え、
前記制御装置が、前記操作装置に入力された前記操作指令に応じて前記ロボットを制御するロボット制御部と、前記ロボットの動作制限領域の情報を記憶する記憶部と、前記ロボットが前記動作制限領域に対して反力発生距離以下の領域内に進入した状態で前記反力発生部に反力を発生させる反力制御部とを備え、
該反力制御部が、前記ロボットが前記動作制限領域に近接する方向の惰走距離を、前記ロボットの動作速度に基づいて算出し、前記反力発生距離を前記惰走距離よりも大きく設定するロボットシステム。
robot and
an operating device that allows an operator to input operating instructions for the robot;
comprising the operating device and a control device that controls the robot,
The operating device includes a reaction force generating section capable of generating a reaction force in response to the operation command,
The control device includes a robot control unit that controls the robot according to the operation command input to the operating device, a storage unit that stores information on a movement restricted area of the robot, and a storage unit that stores information on a movement restricted area of the robot, and a storage unit that stores information on a movement restricted area of the robot. a reaction force control unit that generates a reaction force in the reaction force generation unit when the reaction force generation unit enters a region within a reaction force generation distance,
The reaction force control unit calculates a coasting distance in a direction in which the robot approaches the motion restriction area based on the operating speed of the robot, and sets the reaction force generation distance to be larger than the coasting distance. robot system.
前記反力制御部が、前記動作制限領域から内側に前記反力発生距離だけ離れた位置に境界面を設定し、前記ロボットが前記境界面と前記動作制限領域との間の領域に進入した状態で前記反力発生部に反力を発生させる請求項1に記載のロボットシステム。 a state in which the reaction force control unit sets a boundary surface at a position separated by the reaction force generation distance inward from the movement restriction area, and the robot enters an area between the boundary surface and the movement restriction area; The robot system according to claim 1, wherein the reaction force generating section generates a reaction force. 前記制御装置が、前記ロボットの動作に同期して仮想空間内において動作するロボットの3次元モデルを備え、
前記反力制御部が、前記仮想空間内において前記3次元モデルが惰走して停止するまでに占有する占有領域を算出するとともに、前記動作制限領域から内側に所定距離だけ離れた位置に境界面を設定し、前記占有領域が前記境界面と前記動作制限領域との間の領域に進入した状態で前記反力発生部に反力を発生させる請求項1に記載のロボットシステム。
The control device includes a three-dimensional model of a robot that operates in virtual space in synchronization with the movements of the robot,
The reaction force control unit calculates an occupied area that the three-dimensional model occupies in the virtual space until it coasts to a stop, and also creates a boundary surface at a position a predetermined distance away from the movement restriction area. 2. The robot system according to claim 1, wherein the reaction force generating section generates a reaction force in a state where the occupied area enters an area between the boundary surface and the motion restriction area.
操作者により入力された操作指令に応じてロボットを制御する制御装置であって、
前記ロボットの動作制限領域を記憶する少なくとも1つのメモリと、
少なくとも1つのプロセッサとを備え、
該プロセッサは、前記ロボットが前記動作制限領域に対して反力発生距離以下の領域内に進入した状態で前記操作指令に対する反力を発生させるよう指令するとともに、前記ロボットが前記動作制限領域に近接する方向の惰走距離を、前記ロボットの動作速度に基づいて算出し、前記反力発生距離を前記惰走距離よりも大きく設定する制御装置
A control device that controls a robot according to operation commands input by an operator,
at least one memory that stores a motion restriction area of the robot;
at least one processor;
The processor instructs the robot to generate a reaction force in response to the operation command when the robot enters within a reaction force generation distance or less with respect to the movement restriction area, and also causes the robot to approach the movement restriction area. A control device that calculates a coasting distance in a direction in which the robot moves based on an operating speed of the robot, and sets the reaction force generation distance to be larger than the coasting distance .
前記動作制限領域から内側に反力発生距離だけ離れた位置に境界面を設定し、前記ロボットが前記境界面と前記動作制限領域との間の領域に進入した状態で反力を発生させる請求項4に記載の制御装置 A boundary surface is set at a position a reaction force generation distance inward from the movement restriction area, and the reaction force is generated when the robot enters an area between the boundary surface and the movement restriction area. 4. The control device according to 4 . 前記ロボットの動作に同期して仮想空間内において動作するロボットの3次元モデルを備え、comprising a three-dimensional model of a robot that moves in virtual space in synchronization with the movements of the robot;
前記仮想空間内において前記3次元モデルが惰走して停止するまでに占有する占有領域を算出するとともに、前記動作制限領域から内側に所定距離だけ離れた位置に境界面を設定し、前記占有領域が前記境界面と前記動作制限領域との間の領域に進入した状態で反力を発生させる請求項4に記載の制御装置。In addition to calculating the occupied area that the three-dimensional model occupies in the virtual space until it coasts and stops, a boundary surface is set at a position a predetermined distance inward from the movement restricted area, and the occupied area is calculated. 5. The control device according to claim 4, wherein the control device generates a reaction force when the boundary surface enters a region between the boundary surface and the motion restriction region.
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