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ロボット制御装置 外国出願あり

国内特許コード P200016902
整理番号 6010
掲載日 2020年5月14日
出願番号 特願2019-510378
登録番号 特許第6625266号
出願日 平成30年3月23日(2018.3.23)
登録日 令和元年12月6日(2019.12.6)
国際出願番号 JP2018011704
国際公開番号 WO2019180916
国際出願日 平成30年3月23日(2018.3.23)
国際公開日 令和元年9月26日(2019.9.26)
発明者
  • 藤本 堅太
  • 奥田 晴久
  • 松野 文俊
  • 遠藤 孝浩
出願人
  • 三菱電機株式会社
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 ロボット制御装置 外国出願あり
発明の概要 作業者がロボットを容易に操作することが可能な技術を提供することを目的とする。ロボット制御装置は、ロボット9を制御するロボット制御装置であって、作業者のジェスチャを認識し、当該ジェスチャに基づいて、ロボット9が動作を行うための動作指示を決定する作業支援装置2と、作業支援装置2が決定した動作指示に基づいて、ロボット9の動作を制御するロボットコントローラ4と、作業支援装置2が決定した動作指示に基づいて動く人間のアニメーションを表示する動作表示装置5とを備える。
従来技術、競合技術の概要

近年、日本では生産人口の減少や熟練技能者の高齢化が進み、ものづくりができる人材が減少してきている。このため、ものづくりに参画できる人材の裾野を広げるために、在宅から遠隔地のものづくりに参画するためのしくみや、初心者がすぐに技能を身につけるためのしくみが必要になってきている。

ものづくりの現場では、組立てや搬送などの作業をロボットに代替させる自動化が進められてきている。このような自動化によってロボットに所望の作業を行わせるためには、作業経路の開始、中間、及び終了等のロボットの挙動が変化する各場面での、ロボットの位置姿勢(位置、高さ及び傾き)を定義する教示が必要である。

一般的なロボットの教示作業には、(i)装置熟知者が制御装置に接続された教示専用のティーチングボックスを用いて、ロボットハンドを所望の位置姿勢に移動させ、その位置姿勢を示す位置姿勢データをロボットプログラム上に予め記憶させること、(ii)予め記憶させた位置姿勢データに基づいて、それらの位置姿勢を繋ぐ経路(軌道)を満足する、ロボットに設けられた複数のサーボモータへの動作指示(動作指令)を制御装置に計算させること、などがある。このような教示は、作業対象の物体の形状ごとに必要となるため、ロボットが多品種少量生産のように様々な形状の物体に対して作業を行うためには、複数の教示を行う必要がある。

教示専用のティーチングボックスを用いて、以上のように教示されたロボットに対する動作指示(作業指示)の方式として、いくつかの方式が提案されている。例えば、ジェスチャを用いてロボットへの動作指示を行う方式、または、操作対象物が変化したときに人間がジェスチャを行うことによって、教示によって得られた情報とロボットの状態をセンシングした情報とに基づいて位置情報を変更する方式などがある。これら方式によれば、作業者がロボットへ動作指示する際に、ロボット固有のインタフェースを知ることなくロボットを直接操作することができる。

また例えば、特許文献1に開示の方式では、ロボット制御部が撮像情報から作業者のジェスチャを検出し、ジェスチャに関連付けられたロボット制御コマンドを特定し、制御コマンドに対応したロボット制御を行い、表示制御部において作業者にロボット制御コマンドを表示する。このような構成によれば、作業者は、表示されたロボット制御コマンドによって、ロボットに指示が正しく伝わったか否かを確認することが可能となっている。

また例えば、特許文献2に開示の方式では、教示ステップの際に、教示対象のロボットから取得した感覚情報を用いて生成された3次元仮想世界映像に基づいて、ロボットに動作を行わせ、ロボットの触覚センサやカメラから運動情報と、視覚、触覚、聴覚などの感覚情報とを取得する。そして、身まねステップの際に、運動情報と感覚情報とに基づいてロボットに所望の動作を身まねさせる。これにより、作業者は、視覚、触覚、聴覚などの感覚情報を参考にして動作を行うことにより、多様な対象に対応する動作をロボットにまねさせることが可能となっている。

産業上の利用分野

本発明は、ロボットを制御するロボット制御装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ロボットを制御するロボット制御装置であって、
作業者の動作をセンサで検出した前記作業者の特定部位の座標に基づいて、前記特定部位と前記特定部位の移動量との組み合わせを前記作業者のジェスチャとして認識して登録するジェスチャ認識部と、前記ジェスチャと、動作可視化テーブルに記憶されている複数のアバターアニメーションのいずれかと、移動箇所とを関連付ける動作可視化機構部と、前記動作可視化機構部で特定された移動箇所に基づいて位置情報管理テーブルから当該移動箇所の位置座標を特定する作業指示変換部とを備え、前記ジェスチャに基づいて、前記位置座標を含み、前記ロボットが動作を行うための動作指示を決定する作業支援装置と、
前記作業支援装置が決定した動作指示に基づいて、前記ロボットの動作を制御するための情報を決定し、当該情報をサーボモータに出力するロボットコントローラと、
前記作業支援装置が決定した動作指示に基づいて動く人間の前記アバターアニメーションを、前記ロボットの動作として表示する動作表示装置と
を備える、ロボット制御装置。

【請求項2】
請求項1に記載のロボット制御装置であって、
前記作業支援装置は、ネットワークによって前記ロボットコントローラと接続されている、ロボット制御装置。

【請求項3】
ロボットを制御するロボット制御装置であって、
作業者の動作をセンサで検出した結果に基づいて当該作業者のジェスチャを認識し、当該ジェスチャに基づいて、前記ロボットが動作を行うための動作指示を決定する作業支援装置と、
前記作業支援装置が決定した動作指示に基づいて、前記ロボットの動作を制御するための情報を決定し、当該情報をサーボモータに出力するロボットコントローラと、
前記作業支援装置が決定した動作指示に基づいて動く人間のアニメーションを、前記ロボットの動作として表示する動作表示装置と、
特定の前記動作指示に基づく前記ロボットの動作の開始及び完了の少なくともいずれかが行われたときに、当該動作とテーブルで予め対応付けられた音及び振動の少なくともいずれかを出力させる出力デバイスと
を備える、ロボット制御装置。

【請求項4】
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載のロボット制御装置であって、
前記作業支援装置は、
前記動作指示を決定するための前記ジェスチャである特定の第1ジェスチャだけでなく、前記第1ジェスチャと異なる特定の第2ジェスチャと、作業者の動作から当該作業者の特定部位の移動を示す第3ジェスチャとを認識し、
前記作業支援装置は、
前記第2ジェスチャを認識した場合に、前記第1ジェスチャに基づく前記動作指示を決定する第1モードの代わりに、前記ロボットが前記第3ジェスチャの前記移動に基づく移動を行うための移動量を前記動作指示として決定する第2モードを行う、ロボット制御装置。

【請求項5】
請求項4に記載のロボット制御装置であって、
前記作業支援装置は、
前記第3ジェスチャが示す前記移動と、予め設定された比例ゲインとに基づいて、前記ロボットの前記移動量を求める、ロボット制御装置。

【請求項6】
請求項4に記載のロボット制御装置であって、
前記第3ジェスチャが示す前記移動と、予め設定された積分ゲインとに基づいて、前記ロボットの前記移動量求める、ロボット制御装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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