机器人、机器人系统、控制装置以及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机器人、机器人系统、控制装置以及控制方法。
[0002] 本申请主张于2014年9月29日在日本申请的日本特愿2014 - 198013号的优先 权，并在此引用其内容。
【背景技术】
[0003] 正在研究、开发基于根据来自力传感器的输出值的顺应运动控制（力控制）的机 器人的控制方法。
[0004] 对此，已知基于来自力传感器的输出值来判定机器人是否与其它物体干扰（即， 接触），并根据该判定结果分别使用专利文献1所述的位置控制和力控制的机器人的控制 装置、调整装置（参照专利文献1、2)。
[0005] 另外，已知基于接受的点动操作等一边使机器人把持的物体与其它物体接触一边 决定阻抗控制的控制变量的内置智能控制器（BUILT-IN INTELLIGENCE CONTROLLER)(参照 专利文献3)。该控制器根据基于点动操作等的机器人的动作来决定阻抗控制的控制变量， 所以能够使用户的示教作业简单化，并提高便利性。
[0006] 专利文献1 :日本国特开2010 - 142909号公报
[0007] 专利文献2 :日本国特开2011 - 88225号公报
[0008] 专利文献3 :日本国特开2014 - 6566号公报
[0009] 然而，专利文献1的控制装置根据来自力传感器的输出值相对于规定值的大小来 切换位置控制和力控制，所以存在该切换所涉及的控制复杂化这一问题。另外，施加给机器 人的力的大小根据机器人把持的物体与其它物体的接触状态的变化而发生变化。然而，该 控制装置无法根据机器人把持的物体与其它物体的接触状态的变化来使机器人20把持的 物体的刚性变化。据此，该控制装置实施良好的组装作业较困难。
[0010] 另外，专利文献2的调整装置存在需要判断位置控制和力控制的切换的神经网络 的学习，迫使用户进行繁琐的示教作业这个问题。
[0011] 另外，专利文献3的控制器无法在作业中根据来自力传感器的输出值使让机器人 进行作业前决定的控制变量变化，所以与专利文献1的控制装置同样地，不能够根据机器 人把持的物体与其它物体的相对位置以及姿势的变化来使机器人20把持的物体的刚性变 化，实施良好的组装作业较困难。
【发明内容】
[0012] 因此，本发明是鉴于上述以往技术的问题而完成的，提供一种能够进行与物体间 的接触状态的变化对应的顺应运动控制的机器人、机器人系统、控制装置以及控制方法。
[0013] 本发明的一方式是一种机器人，该机器人包括臂；以及控制部，其使上述臂进行动 作，上述控制部根据与上述臂一起移动的第1物体和第2物体之间的相对位置姿势来变更 顺应运动控制的参数值。
[0014] 根据该构成，机器人根据与臂一起移动的第1物体和第2物体之间的相对位置姿 势来变更顺应运动控制的参数值。由此，机器人能够进行与物体间的接触状态的变化对应 的顺应运动控制。
[0015] 另外，本发明的其它方式可以使用如下的构成：在机器人中，上述控制部根据基于 与上述第2物体之间的上述相对位置姿势的上述第1物体的能够移动的范围来变更上述参 数值。
[0016] 根据该构成，机器人根据基于与第2物体之间的相对位置姿势的第1物体的能够 移动的范围来变更顺应运动控制的参数值。由此，即使在第1物体与第2物体不接触的情 况下，机器人也能够根据相对位置姿势来变更顺应运动控制的参数值。
[0017] 另外，本发明的其它方式可以使用如下的构成：在机器人中，上述控制部基于上述 能够移动的范围，来计算与上述第1物体和上述第2物体之间的相对位置姿势对应的成为 上述第1物体的移动难度或者移动容易度的指标的量，并基于计算出的成为上述指标的量 来变更上述参数值。
[0018] 根据该构成，机器人根据基于与第2物体之间的相对位置姿势的第1物体的能够 移动的范围，来计算与第1物体和第2物体的相对位置姿势对应的成为第1物体的移动难 度或者移动容易度的指标的量，并基于计算出的成为指标的量来变更顺应运动控制的参数 值。由此，机器人能够调整为：在把持的物体难移动的情况下，减小该物体的刚性，而在容易 移动把持的物体的情况下，增大该物体的刚性。
[0019] 另外，本发明的其它方式可以使用如下的构成：在机器人中，上述控制部变更上述 顺应运动控制中的阻抗控制的参数值。
[0020] 根据该构成，机器人变更顺应运动控制中的阻抗控制的参数值。由此，机器人通过 根据第1物体与第2物体的相对位置姿势来变更阻抗控制的参数值，从而能够调整机器人 把持的物体的刚性。
[0021] 另外，本发明的其它方式是一种机器人系统，该机器人系统包括机器人，其具备 臂；以及控制装置，其使上述臂进行动作，上述控制装置根据与上述臂一起移动的第1物体 和第2物体之间的相对位置姿势来变更顺应运动控制的参数值。
[0022] 根据该构成，机器人系统根据与机器人的臂一起移动的第1物体和第2物体之间 的相对位置姿势来变更顺应运动控制的参数值。由此，机器人系统能够进行与物体间的相 对位置以及姿势对应的顺应运动控制。
[0023] 另外，本发明的其它方式是一种控制装置，该控制装置根据与机器人的臂一起移 动的第1物体和第2物体之间的相对位置姿势来变更顺应运动控制的参数值。
[0024] 根据该构成，控制装置根据与机器人的臂一起移动的第1物体和第2物体的相对 位置姿势来变更顺应运动控制的参数值。由此，控制装置能够进行与物体间的相对位置以 及姿势对应的顺应运动控制。
[0025] 另外，本发明的其它方式是一种控制方法，该控制方法根据与机器人的臂一起移 动的第1物体和第2物体之间的相对位置姿势来变更顺应运动控制的参数值。
[0026] 根据该构成，控制方法根据与机器人的臂一起移动的第1物体和第2物体之间的 相对位置姿势来变更顺应运动控制的参数值。由此，控制方法能够进行与物体间的相对位 置以及姿势对应的顺应运动控制。
[0027] 根据以上，机器人、机器人系统、控制装置以及控制方法根据与机器人的臂一起移 动的第1物体和第2物体之间的相对位置姿势来变更顺应运动控制的参数值。由此，机器 人、机器人系统、控制装置以及控制方法能够进行与物体间的相对位置以及姿势对应的顺 应运动控制。
【附图说明】
[0028] 图1是表示第1实施方式所涉及的机器人系统1的一个例子的构成图。
[0029] 图2是表示机器人20使操作对象N沿着包括组装对象0的二维平面移动而组装 于组装对象0的样子的一个例子的图。
[0030] 图3是表示控制装置30的硬件构成的一个例子的图。
[0031] 图4是表示控制装置30的功能构成的一个例子的图。
[0032] 图5是表示控制装置30计算操作对象N的可动区域，并至进行规定的作业为止的 处理的流程的一个例子的流程图。
[0033] 图6是表示图5所示的步骤S100的可动区域计算处理中的并进可动区域计算处 理的流程的一个例子的流程图。
[0034] 图7是表示图5所示的步骤S100的可动区域计算处理中的旋转可动区域计算处 理的流程的一个例子的流程图。
[0035] 图8是表示步骤S100中所选择的坐标表示的虚拟空间的点上所配置的操作对象 N的一个例子的图。
[0036] 图9是表示图5所示的步骤S110的势计算处理的流程的一个例子的流程图。
[0037] 图10A、图10B是分别表示表现这样计算出的并进势的一个例子的图表以及表现 旋转势的一个例子的图表的图。
[0038] 图11是表示由平滑化处理部39生成的平滑的旋转势的一个例子的图表的图。
[0039] 图12是表示表现图5所示的步骤S130的机器人控制处理的流程的一个例子的流 程图。
[0040] 图13是表示可动区域计算部37a的并进可动区域计算处理的流程的一个例子的 流程图。
[0041] 图14是表示可动区域计算部37a的旋转可动区域计算处理的流程的一个例子的 流程图。
【具体实施方式】
[0042] 第1实施方式
[0043] 以下，参照附图，对本发明的第1实施方式进行说明。图1是表示第1实施方式所 涉及的机器人系统1的一个例子的构成图。机器人系统1具备机器人20和控制装置30。
[0044] 机器人系统1基于机器人20把持的物体与其它物体之间的相对位置以及姿势一 边使顺应运动控制的控制变量变化一边使机器人20进行作业。作为这种作业的一个例子， 机器人系统1使机器人20进行将机器人20把持的物体组装于其它物体的组装作业。以 下，为了便于说明，将机器人20把持的物体称为操作对象N，将其它物体称为组装对象0进 行说明。此外，操作对象N是第1物体的一个例子，组装对象0是第2物体的一个例子，操 作对象N与组装对象0的相对位置以及姿势是相对位置姿势的一个例子。另外，控制变量 是参数值的一个例子。
[0045] 另外，上述的其它物体只要是代替组装操作对象Ν的组装对象0,而被设置为在使 操作对象Ν移动时成为障碍的物体、某些夹具、壁面、作业台等的位置以及姿势相对于机器 人20的坐标原点的位置以及姿势没有变化的物体就可以是任何的物体。此外，机器人20 的坐标原点例如是机器人20的支承台的重心的位置以及姿势等，但也可以是机器人20的 其它部位的位置以及姿势等。以下，将该组装作业称为规定作业，对机器人系统1使机器人 20执行规定的作业的情况进行说明。
[0046] 图1中，组装对象0被夹具F支承，但也可以是代替该构成，而设置于桌子、某些底 座等的构成。该情况下，假设组装对象〇的位置以及姿势被配置为相对于机器人20的坐标 原点的位置以及姿势没有变化。另外，操作对象Ν可以代替被机器人20把持的物体，而是 机器人20的末端执行器END的规定部位、机械手MNP的规定部位等。
[0047] 图1中，虚线所示的物体VN表示组装在组装对象0上的状态的操作对象N。在控 制机器人20以便将操作对象N组装于组装对象0时，机器人系统1如上所述通过顺应运动 控制来控制机器人20。另外，机器人系统1根据操作对象N与组装对象0的相对位置以及 姿势来使顺应运动控制中的控制变量变化。以下，作为顺应运动控制的一个例子，对机器人 系统1通过阻抗控制来控制机器人20的情况进行说明。
[0048] 此处，操作对象N的位置以及姿势例如通过操作对象N的重心的位置以及姿势来 表示，但也可以取而代之，通过与操作对象N-起移动的其它某些点的位置以及姿势等来 表示。另外，组装对象0的位置以及姿势例如通过组装对象0的重心的位置以及姿势来表 示，但也可以取而代之，通过与组装对象0-起固定的其它某些点的位置以及姿势等来表 不。
[0049] 机器人20例如是具有具备能够把持物体（在这一个例子中，为操作对象N)的爪 部的末端执行器END、机械手MNP、力传感器21、和未图示的多个致动器的单臂机器人。所谓 单臂机器人表示由末端执行器END和机械手MNP (或者，仅机