技能传承机械装置的制作方法

文档序号:21545540发布日期:2020-07-17 17:54阅读:334来源:国知局
技能传承机械装置的制作方法

本发明涉及技能传承机械装置。



背景技术:

以往,使神经网络学习人所进行的作业,利用进行了学习的神经网络来控制机器人,由此使人的作业自动化。作为这样的技术,例如公知专利文献1所记载的技术。在该技术中,若熟练的摄影师对机器人照相机操作器进行操作,则机器人照相机根据该操作进行动作,从而拍摄被拍摄体。然后,机器人照相机将表示该拍摄动作的状态的拍摄动作状态数据输出至学习控制装置。另外,被拍摄体检测装置将被拍摄体位置数据输出至学习控制装置。在学习时,学习控制装置使用被拍摄体位置数据,使神经网络学习拍摄动作状态数据。然后,在自动控制时,向进行了学习的神经网络输入被拍摄体位置数据,通过神经网络的输出来控制机器人照相机的动作。由此,使熟练的摄影师的作业自动化。

专利文献1:日本特开2009-211294号公报

然而,在专利文献1所记载的技术中,在自动控制时,仅通过神经网络控制机器人照相机,因此为了使其拍摄的品质与熟练的摄影师进行的拍摄维持为相同水平,需要使神经网络的学习的完成度极限地提高。另外,虽需要与被拍摄体的位置对应地改变机器人照相机的动作状态,但由于被拍摄体的位置无限地存在,所以为了与实际的被拍摄体的方式对应地来适当控制机器人照相机的动作状态,对于神经网络则需要庞大的学习用数据以及掌握期间。因此,在短期间内实现被拍摄体的拍摄的自动化较困难。

这样的问题是在工业领域所使用的、进行针对作业环境的作业的机械装置中也存在的问题。

然而,在工业领域中,因少子老龄化,导致劳动者老龄化并且不足,从而传承熟练作业人员的技能为当务之急,但存在该技能的传承者也在同样减少的问题。



技术实现要素:

本发明是为了解决这样的课题而完成的,其目的在于提供一种技能传承机械装置,其能够传承工业领域中的熟练作业人员的技能,并且能够在短期间内实现规定的作业的自动化。

为了解决上述课题,本发明的一个方面(aspect)的技能传承机械装置具备:动作部,其具有作业部,上述动作部使上述作业部动作来进行作业;控制器,其控制上述动作部的动作;动作信息检测部,其检测与上述作业部的动作对应的上述动作部的动作信息;以及操作器,其输出与操作人员的操作对应的手动动作修正指令,上述控制器具备:基本动作指令部,其输出通过上述动作部使上述作业部进行基本的动作的基本动作指令;学习部,其输出自动动作修正指令;动作修正指令生成部,其在上述自动动作修正指令的基础上追加上述手动动作修正指令而生成动作修正指令;动作修正指令存储部,其存储上述动作修正指令;以及动作信息存储部,其存储上述动作信息,上述学习部构成为:使用存储于上述动作信息存储部的上述动作信息,机械学习存储于上述动作修正指令存储部的上述动作修正指令,在结束机械学习后,在上述动作部进行动作时被输入上述动作信息,并输出上述自动动作修正指令,并且上述动作部构成为:根据基于上述基本动作指令和上述自动动作修正指令的自动动作指令、以及上述手动动作修正,使上述作业部进行动作。

这里,操作人员进行的手动动作修正通过使用操作器将与操作人员的操作对应的手动动作修正指令输入控制器,或者通过操作人员对作业部直接或者间接地作用物理力来进行。在前者的情况下,操作器构成手动动作修正数据产生部。在后者的情况下,手动动作修正数据产生部构成为从动作信息中的动作数据减去自动动作指令而产生手动动作修正数据。这里,动作数据包含表示作业部作用于作业环境的力的力数据与表示动作部进行动作时的作业部的位置的位置数据中的至少任一个。

根据上述结构,动作部根据基于基本动作指令与自动动作修正指令的自动动作指令、以及手动动作修正,使作业部进行动作,因此在操作人员不进行手动动作修正且学习部不进行自动动作修正的情况下,动作部根据基本动作指令部输出的基本动作指令使作业部进行基本的动作。操作人员通过目视观察确认由作业部进行的作业,并监视作业部的动作,在未通过基本的动作以熟练的动作进行规定作业时,进行手动动作修正,使得能够通过熟练的动作来执行规定作业。于是,通过该手动动作修正,来修正基本的动作,由此,能够以熟练的动作执行规定作业。另一方面,产生表示与该规定作业有关的手动动作修正的手动动作修正数据,该手动动作修正数据被追加于学习部输出的自动动作修正指令而生成动作修正数据,该动作修正数据被学习部机械学习。在学习部未如上述那样进行自动修正的情况下,学习部仅学习基于操作人员的动作修正的手动动作修正数据。学习部在动作部进行动作时,被输入与作业部的动作对应的动作部的动作信息,因此在产生未以熟练的动作执行与上述类似的规定作业的动作状态的情况下,从学习部输出如上述那样进行了学习的动作修正指令,作为自动动作修正指令。由此,基本动作指令向以熟练的动作执行规定作业的方向被修正,若该修正适当,则能够以熟练的动作执行规定的作业。

但是,在学习不充分的情况、未以熟练的动作执行规定作业的情况的下动作部的动作状态与学习的情况相比有较大不同的情况等下,与是否进行了该修正无关,均未以熟练的动作执行规定作业。于是,以操作人员以熟练的动作执行规定的作业的方式进行手动动作修正,由此,通过动作部以熟练的动作执行规定的作业。然后,与该进一步的手动动作修正对应的手动动作修正数据被追加于与前次的手动动作修正对应的自动动作修正指令,并通过学习部进行学习。由此,学习部针对作业部的基本的动作的修正能力提高。以下,若重复这些动作,将学习部针对作业部的基本的动作的修正能力提高至与操作人员同等的水平,则不需要操作人员针对作业部的基本的动作的修正。在该状态下,学习部代替操作人员,适当地修正作业部的基本的动作,从而使作业部适当地执行规定作业。

这样,在操作人员为熟练人员的情况下,操作人员的手动动作修正构成熟练人员的“技能”,该“技能”积蓄于学习部并由该学习部传承,从而学习部成为熟练人员的“技能”的“传承者”。其结果是,具备该学习部的机械装置成为“技能传承机械装置”。

另外,根据上述结构,动作部构成为根据基于基本动作指令与自动动作修正指令的自动动作指令、以及手动动作修正来进行动作,因此即使从学习部输出不充分的自动动作修正指令,操作人员也能够观察作业部的动作并进行手动动作修正而使动作部进行适当的动作。因此,能够通过现场的实务进行适当的动作的试行以及修正。换言之,能够通过现场的实务使学习部进行学习,因此无需相对于学习部的庞大的学习用数据以及掌握期间。其结果是,能够在短期间内实现规定作业的自动化。

另外,根据上述结构,与规定作业有关的作业部的基本的动作中的无需修正的部分由基本动作指令部自动地执行,因此操作人员只要仅进行必要的修正即可。因此,能够减少操作人员的负担。另外,即便是熟练人员,作业也存在偏差,若这样由操作人员的操作仅进行一部分的作业,则与由操作人员的操作进行全部的作业的情况相比,作业的精度提高。

另外,考虑将与操作人员的手动动作修正对应的手动动作修正数据存储于存储部,由此传承熟练人员的技能,但必须修正作业部的基本的动作的方式无限地存在,因此通过上述的方法,传承熟练人员的技能在现实中较为困难。另一方面,若如上述结构那样使用学习部,则每当产生必须修正作业部的基本的动作的现象,便使学习部学习与其方式对应的手动动作修正(正确地为动作修正数据),由此能够容易地实现熟练人员的技能的传承。

上述手动动作修正数据产生部是输出与上述操作人员的操作对应的手动动作修正指令来作为上述手动动作修正数据的操作器,进一步具备以能够供上述操作人员察觉上述动作信息的方式对上述操作人员进行提示的动作信息提示单元,上述动作修正数据生成部是在上述自动动作修正指令的基础上追加上述手动动作修正指令而生成动作修正指令的动作修正指令生成部,上述动作修正数据存储部是存储上述动作修正指令的动作修正指令存储部,上述学习部构成为:使用存储于上述动作信息存储部的上述动作信息,机械学习存储于上述动作修正指令存储部的上述动作修正指令,在结束机械学习后,在上述动作部进行动作时,被输入上述动作信息,并输出上述自动动作修正指令,并且,上述动作部构成为:根据基于上述基本动作指令和上述自动动作修正指令的自动动作指令、以及上述手动动作修正指令,使上述作业部进行动作。

根据该结构,操作人员对操作器进行操作,由此能够修正作业部的动作。因此,操作人员能够在从作业部分离的位置操作动作部。另外,操作人员能够通过动作信息提示单元察觉与动作信息对应的作业部的动作,并对操作器进行操作,因此能够正确地修正作业部的动作。

上述机械装置也可以是一种机械系统,其具备机械和上述操作器,上述机械具备机械主体和控制上述机械主体的动作的上述控制器,上述机械主体具有作为上述作业部的前端效果部,并作为上述动作部使上述前端效果部动作来进行相对于作业对象物的作业,上述操作器兼作为上述动作信息提示单元,产生与作为表示上述机械主体的上述前端效果部作用于上述作业对象物的力的上述动作信息的力数据对应的反作用力,并输出与上述操作人员的操作对应的手动动作修正指令,上述基本动作指令部构成为输出通过上述机械主体使上述前端效果部进行基本的动作的基本动作指令,上述学习部构成为:使用存储于上述动作信息存储部的上述动作信息,机械学习存储于上述动作修正指令存储部的上述动作修正指令,在结束机械学习后,在上述机械主体进行动作时,被输入上述动作信息,并输出上述自动动作修正指令,并且上述机械主体构成为:根据基于上述基本动作指令和上述自动动作修正指令的上述自动动作指令、以及上述手动动作修正指令,使上述前端效果部进行动作。

根据该结构,能够实现操作型的技能传承机械系统。具体而言,操作人员对操作器进行操作,由此能够修正前端效果部的动作。因此,操作人员能够在从机械主体分离的位置操作机械主体。另外,操作人员能够产生与力数据对应的反作用力并对操作器进行操作,因此能够正确地修正前端效果部的动作。

上述动作信息检测部也可以构成为:包含设置于上述机械主体的动作数据检测部,上述动作数据检测部包含对表示上述前端效果部作用于上述作业对象物的力的上述力数据进行检测的力数据检测部、以及对表示上述机械主体进行动作时的上述前端效果部的位置的位置数据进行检测的位置数据检测部,并且上述动作数据检测部构成为输出上述力数据以及上述位置数据作为动作数据,上述动作信息存储部为存储上述动作数据的动作数据存储部,并且上述学习部构成为:使用上述动作数据机械学习上述动作修正指令,在结束机械学习后,被输入上述动作数据,并输出上述自动动作修正指令。

根据该结构,能够使操作型的技能传承机械系统中的双向控制适当地具体化。

上述机械主体也可以构成为根据电流指令进行动作,并且,进一步具备基于上述动作指令输出上述电流指令的调整部。

根据该结构,能够使机械主体根据电流指令进行动作的技能传承机械系统适当地具体化。

也可以构成为还具备选择性地连通以及切断从上述操作器至上述控制器的上述手动动作修正指令的传递路径的开关部,在上述开关部切断上述传递路径的情况下,能够使用上述操作器训练上述操作人员。

根据该结构,在切断从操作器至上述控制器的上述手动动作修正指令的传递路径的状态下,即使对操作器进行操作,动作部也不进行动作。因此,能够供不熟练的操作人员实际对操作器进行操作,从而练习操作器的操作。并且,机械装置构成为能够使用操作器训练操作人员,因此能够适当地训练不熟练的操作人员。

也可以进一步具备操作器控制部,上述操作器控制部使用上述力数据以及上述自动动作修正指令来控制上述操作器的动作,并且控制上述开关部的动作,上述操作器控制部构成为:具有训练模式与非训练模式,在非训练模式下,以如下方式控制上述操作器,即:控制上述开关部使上述传递路径连通,并且产生与上述力数据对应的反作用力,并输出与上述操作人员的操作对应的手动动作修正指令,在训练模式下,以如下方式控制上述操作器,即:控制上述开关部使上述传递路径切断,并且向上述操作器输出与上述操作人员的操作对应的上述手动动作修正指令,并运算上述手动动作修正指令相对于上述自动动作修正指令的偏差,在该偏差为规定值以上的情况下,进行输出与上述自动动作修正指令对应的上述手动位置修正指令的动作。

根据该结构,若使用学习至实用水平的机械装置,则在使该机械装置进行规定的作业的情况下,从学习部输出成为规范的自动动作修正指令。另一方面,在这样的状态下,若操作人员对操作器进行操作,则运算基于该操作的手动动作修正指令相对于成为该规范的自动动作修正指令的偏差。然后,在该偏差为规定值以上的情况下,即,在操作人员的操作为规定程度以上不适当的情况下,以进行输出与成为规范的自动动作修正指令对应的手动位置修正指令的动作的方式控制操作器。由此,操作人员以进行适当的操作的方式被操作器引导。因此,能够适当地训练不熟练的操作人员。

上述操作器控制部也可以构成为在上述训练模式下,以产生与上述力数据对应的反作用力,并输出与上述操作人员的操作对应的手动动作修正指令的方式控制上述操作器。

根据该结构,操作人员能够以接近手感的感觉操作动作部,因此能够更加适当地训练操作人员。

上述动作信息也可以包含动作数据,上述动作数据包含表示上述作业部作用于作业环境的力的力数据以及表示上述动作部进行动作时的上述作业部的位置的位置数据,上述手动动作修正是上述操作人员对上述作业部直接或者间接地作用物理力而进行的对上述作业部的动作的修正,上述手动动作修正数据产生部构成为:从由上述动作信息检测部检测出的反映了上述手动动作修正的上述动作数据减去上述基本动作指令,从而产生上述手动动作修正数据。

根据该结构,操作人员对作业部直接或者间接地作用物理力,由此能够修正作业部的动作。因此,即便是较难的作业,也能够极细致地修正作业部的动作。

上述机械装置也可以是一种机械,具备机械主体和控制上述机械主体的动作的上述控制器,上述机械主体具有作为上述作业部的前端效果部,并作为上述动作部使上述前端效果部动作来进行相对于作业对象物的作业,上述基本动作指令部构成为:输出通过上述机械主体使上述前端效果部进行基本的动作的基本动作指令,上述学习部构成为:使用存储于上述动作信息存储部的上述动作信息,机械学习存储于上述动作修正指令存储部的上述动作修正指令,在结束机械学习后,在上述机械主体进行动作时被输入上述动作信息,并输出上述自动动作修正指令,并且上述机械主体构成为:根据基于上述基本动作指令和上述自动动作修正指令的上述自动动作指令、以及上述手动动作修正指令,使上述前端效果部进行动作。

根据该结构,能够实现引导型的技能传承机械系统。具体而言,操作人员对前端效果部直接或者间接地作用物理力,由此能够修正前端效果部的动作。因此,即便是较难的作业,也能够极细致地修正作业部的动作。

上述动作信息检测部也可以包含设置于上述机械主体的动作数据检测部,上述动作数据检测部包含对表示上述前端效果部作用于上述作业对象物的力的上述力数据进行检测的力数据检测部、以及对表示上述机械主体进行动作时的上述前端效果部的位置的位置数据进行检测的位置数据检测部,并且上述动作数据检测部构成为输出上述力数据以及上述位置数据作为动作数据,上述动作信息存储部为存储上述动作数据的动作数据存储部,并且上述学习部构成为:使用上述动作数据机械学习上述动作修正指令,在结束机械学习后,被输入上述动作数据,并输出上述自动动作修正指令。

根据该结构,能够使引导型的技能传承机械系统中的双向控制适当地具体化。

上述前端效果部也可以是末端执行器,上述机械主体是机器人主体,上述机械是机器人,上述机械系统是机器人系统。

根据该结构,能够实现操作型的技能传承机器人系统或者引导型的技能传承机器人。

本发明起到如下效果,即:可提供能够传承工业领域中的熟练作业人员的技能,并且能够在短期间内实现规定的作业的自动化的技能传承机械装置。

附图说明

图1是例示本发明的实施方式1的技能传承机械装置的结构的功能框图。

图2是例示本发明的实施方式2的技能传承机械装置的结构的框图。

图3是例示本发明的实施方式3的技能传承机器人系统的硬件的结构的示意图。

图4是例示图3的操作器的结构的立体图。

图5是例示图3的技能传承机器人系统的控制系统的结构的功能框图。

图6是例示图5的学习部的详细的结构的功能框图。

图7是例示图3的机器人主体的动作的循环时间的示意图。

图8是表示图3的技能传承机器人系统中的手动位置修正指令、教师用手动位置修正指令、以及学习用动作数据各自的时间序列数据的示意图。

图9的(a)~(c)是表示末端执行器的轨迹被改善为理想的轨迹的过程的示意图。

图10的(a)~(c)是表示机器人主体将第1物体顺畅地嵌插于第2物体的样子的示意图。

图11的(a)~(d)是表示机器人主体摸索移动第1物体将其嵌插于第2物体的样子的示意图。

图12的(a)~(d)是表示机器人主体摸索移动第1物体将其嵌插于第2物体的样子的示意图。

图13是例示本发明的实施方式4的技能传承机器人系统的控制系统的结构的功能框图。

图14是例示本发明的实施方式5的技能传承机械装置的结构的功能框图。

图15是例示本发明的实施方式6的技能传承机器人系统的硬件的结构的示意图。

图16是例示图15的技能传承机器人系统的控制系统的结构的功能框图。

图17是例示本发明的实施方式9的技能传承机械装置的结构的框图。

图18是例示本发明的实施方式10的技能传承机器人系统的控制系统的结构的功能框图。

图19是例示本发明的实施方式11的技能传承机器人系统的控制系统的结构的功能框图。

具体实施方式

以下,参照附图,对本发明的实施方式进行说明。此外,以下,在全部的附图中,对相同或者相当的要素标注相同的参照附图标记,并省略其重复的说明。另外,附图是用于对本发明进行说明的图。因此,存在省略与本发明无关的要素的情况、由于夸张所以尺寸不正确的情况、被简化的情况、相同的要素的形状在多个附图中相互不一致的情况等。

(实施方式1)

本发明的实施方式1例示技能传承机械装置。图1是例示本发明的实施方式1的技能传承机械装置的结构的功能框图。在图1中,实线的箭头表示动作部201的动作用的指令、数据、信息等的流动,虚线的箭头表示学习部252的学习用的指令、数据、信息等的流动。该情况在图2、图5、图6、图13、图14、以及图16中相同。

[结构]

若参照图1,则实施方式1的技能传承机械装置(以下,存在简称为机械装置的情况)100具备:动作部201,其具有作业部217,使作业部217动作来进行作业;控制器203,其控制动作部201的动作;动作信息检测部254,其检测与作业部217的动作对应的动作部201的动作信息;以及手动动作修正数据产生部271,其产生表示作为操作人员对作业部217的动作的修正的手动动作修正的手动动作修正数据。

机械装置100只要是通过动力进行针对作业环境的作业的机械装置即可。作为机械装置100,例如,例示建筑机械、隧道挖掘机、起重机、工业用机器人等。例如,在建筑机械为铲车的情况下,铲斗为作业部217,使铲斗动作的连杆机构为动作部201,对连杆机构进行油压控制的控制部为控制器203。在为隧道挖掘机的情况下,挖掘刀具为作业部217,使挖掘刀具动作的工作机构为动作部201,对工作机构的动作进行控制的控制部为控制器203。在为工业用机器人的情况下,末端执行器为作业部217,使末端执行器动作的机器人臂等的机器人主体为动作部201,对机器人主体的动作进行控制的机器人控制部为控制器203。动力的种类也可以是任意的种类。作为动力的种类,例示电动机、内燃机、水蒸气等。控制的种类也可以是任意的种类。作为控制的种类,例如例示电气控制、油压控制、空压控制。

控制器203例如由具有处理器与存储器的运算器构成。控制器203具备:基本动作指令部250,其输出通过动作部201使作业部217进行基本的动作的基本动作指令;学习部252,其输出自动动作修正指令;动作修正数据生成部272,其在自动动作修正指令的基础上追加手动动作修正数据而生成动作修正数据;动作修正数据存储部253,其存储动作修正数据;以及动作信息存储部256,其存储动作信息。图1的框250、252、272以及261是通过处理器执行储存于上述运算器的存储器的规定的程序而被实现的功能模块。存储部253以及254由上述运算器的存储器构成。

学习部252是进行机械学习的学习模型,作为上述的学习模型,例示神经网络、回归模型、树模型、贝叶斯模型、时间序列模型、聚类模型、集成学习模型等。在实施方式1中,学习模型为神经网络。

学习部252构成为使用存储于动作信息存储部256的动作信息,机械学习存储于动作修正数据存储部253的动作修正数据,在结束机械学习后,在动作部201进行动作时,被输入动作信息,并输出自动动作修正指令。

动作部201构成为根据基于基本动作指令和自动动作修正指令的自动动作指令、以及手动动作修正,使作业部217进行动作。

这里,操作由人员进行的手动动作修正根据机械装置100是操作型还是引导型,而经由第1路径或者第2路径作用于机械装置10,并且产生与该手动修正对应的手动动作修正数据。“操作型”意味着通过操作器对动作部进行操作的类型。“引导型”意味着操作人员手动地对动作部进行操作的类型。

在机械装置100为操作型的情况下,手动动作修正经由第1路径。具体而言,使用操作器,将与操作人员的操作对应的手动动作修正指令输入控制器203,或者操作人员对作业部217直接或者间接地作用物理力,由此进行手动动作修正,并且产生手动动作修正数据(后述的手动动作修正指令)。因此,操作器构成手动动作修正数据产生部271。

在机械装置100为引导型的情况下,手动动作修正经由第2路径。具体而言,操作人员对作业部217直接或者间接地作用物理力,由此进行手动动作修正。然后,通过动作信息检测部254检测反映了该手动动作修正的动作部201的动作,手动动作修正数据产生部271从由动作信息检测部检测出的动作信息中的动作数据减去自动动作指令,从而产生手动动作修正数据。

动作信息检测部254检测与动作部的动作有关的信息。本申请的各实施方式中的动作信息作为必须的信息而包含动作数据。动作数据包含表示作业部217作用于作业环境的力的力数据与表示动作部201的动作时的作业部217的位置的位置数据中的至少任一个。动作信息作为必须的信息而包含动作数据的理由是因为,控制器203对作业部217作用于作业环境的“力”以及动作部201进行动作时的作业部217的“位置”的至少任一个进行控制,由此来控制动作部201的动作。因此,本申请的各实施方式中的“指令”包含作为指示该“力”的目标值或者修正值(补正值)的指令的力指令、与作为指示该“位置”的目标值或者修正值(补正值)的指令的位置指令中的至少任一个。

据此,在本申请的各实施方式中,能够将“指令”彼此相加或者相减,以及将“动作指令(动作修正指令)”、“动作数据”以及“动作修正数据”相互相加或者相减。

作为动作数据以外的动作信息,例示作业部217的作业的拍摄数据、在作业部217中产生的振动数据或者冲击数据、在作业部217产生的声音数据等。

[作用效果]

根据实施方式1,动作部201根据基于基本动作指令和自动动作修正指令的自动动作指令、以及手动动作修正,使作业部217进行动作,因此在操作人员不进行手动动作修正,并且学习部252不进行自动动作修正的情况下,动作部201根据基本动作指令部250输出的基本动作指令使作业部217进行基本的动作。操作人员通过目视观察确认由作业部217进行的作业,并监视作业部217的动作,在未通过基本的动作并以熟练的动作执行规定作业时,以使得能够通过熟练的动作来执行规定作业的方式进行手动动作修正。于是,通过该手动动作修正来修正基本的动作,由此,使得能够以熟练的动作执行规定作业。另一方面,产生表示与该规定作业有关的手动动作修正的手动动作修正数据,在该手动动作修正数据的基础上追加在学习部252输出的自动动作修正指令而生成动作修正数据,该动作修正数据被学习部252机械学习。在学习部252未如上述那样进行自动修正的情况下,学习部252仅学习基于操作人员的动作修正的手动动作修正数据。学习部252在动作部201进行动作时,被输入与作业部217的动作对应的动作部201的动作信息,因此在产生未以熟练的动作执行与上述类似的规定作业的动作状态的情况下,从学习部252输出如上述那样进行了学习的动作修正指令而作为自动动作修正指令。由此,基本动作指令向以熟练的动作执行规定作业的方向被修正,若该修正适当,则能够以熟练的动作执行规定的作业。

但是,在与学习不充分的情况、未以熟练的动作执行规定作业的情况下的动作部201的动作状态被学习的情况不同的情况等下,与是否进行了该修正无关,均不以熟练的动作执行规定作业。于是,通过操作人员以熟练的动作执行规定的作业的方式进行手动动作修正,由此,通过动作部201以熟练的动作执行规定的作业。然后,与该进一步的手动动作修正对应的手动动作修正数据被追加于与前次的手动动作修正对应的自动动作修正指令,并被学习部252学习。由此,学习部252针对作业部217的基本的动作的修正能力提高。以下,若重复这些动作,将学习部252针对作业部217的基本的动作的修正能力提高至与操作人员同等的水平,则不需要操作人员对作业部217的基本的动作的修正。在该状态下,学习部252代替操作人员,适当地修正作业部217的基本的动作,从而使作业部217适当地执行规定作业。

这样,在操作人员为熟练人员的情况下,操作人员的手动动作修正构成熟练人员的“技能”,该“技能”积蓄于学习部252并被该学习部252传承,从而学习部252成为熟练人员的“技能”的“传承者”。其结果是,具备该学习部252的机械装置100成为“技能传承机械装置”。

另外,根据实施方式1,动作部201构成为:根据基于基本动作指令和自动动作修正指令的自动动作指令、以及手动动作修正来进行动作,因此即使从学习部252输出不充分的自动动作修正指令,操作人员也能够在观察作业部217的动作的同时进行手动动作修正而使动作部201进行适当的动作。因此,能够通过现场的实务进行适当的动作的试行以及修正。换言之,能够通过现场的实务使学习部252进行学习,因此无需相对于学习部252的庞大的学习用数据以及掌握期间。其结果是,能够在短期间内实现规定作业的自动化。

另外,根据实施方式1,与规定作业有关的作业部217的基本的动作中的无需修正的部分被基本动作指令部250自动地执行,因此操作人员只要仅进行必要的修正即可。因此,能够减少操作人员的负担。另外,即便是熟练人员,作业也存在偏差,因此这样若通过操作人员的操作仅进行一部分的作业,则与通过操作人员的操作进行全部的作业的情况相比,作业的精度提高。

另外,考虑将与操作人员的手动动作修正对应的手动动作修正数据存储于存储部,由此传承熟练人员的技能,但必须修正作业部的基本的动作的方式无限地存在,因此通过上述的方法,传承熟练人员的技能在现实中较为困难。另一方面,若如实施方式1那样使用学习部252,则每当产生必须修正作业部的基本的动作的现象,便使学习部252学习与其方式对应的手动动作修正(正确地为动作修正数据),由此能够容易地实现熟练人员的技能的传承。

此外,机械装置100的更加详细的结构通过以下的实施方式例示。

(实施方式2)

本发明的实施方式2例示操作型的技能传承机械装置。图2是例示本发明的实施方式2的技能传承机械装置的结构的框图。实施方式2的技能传承机械装置200的以下的结构与实施方式1的技能传承机械装置100不同,其他的结构与实施方式1的技能传承机械装置100相同。以下,对该不同点进行说明。

若参照图2,则在实施方式2的机械装置200中,实施方式1的手动动作修正数据产生部271是输出与操作人员220的操作对应的手动动作修正指令而作为手动动作修正数据的操作器202。机械装置200进一步具备以能够使操作人员220察觉动作信息的方式对操作人员220进行提示的动作信息提示单元206。在机械装置200中,实施方式1的动作修正数据生成部272是在自动动作修正指令的基础上追加手动动作修正指令而生成动作修正指令的动作修正指令生成部272,动作修正数据存储部253是存储动作修正指令的动作修正指令存储部53,学习部252构成为:使用存储于动作信息存储部256的动作信息,机械学习存储于动作修正指令存储部53的动作修正指令,在结束机械学习后,在动作部201进行动作时,输入动作信息,从而输出自动动作修正指令。

另外,在机械装置200中,动作部201构成为根据基于基本动作指令和自动动作修正指令的自动动作指令、以及手动动作修正指令,使作业部217进行动作。

若整理以上的不同点,则实施方式2的机械装置200具备:动作部201,其具有作业部217,使作业部217动作来进行作业;控制器203,其控制动作部201的动作;动作信息检测部254,其检测与作业部217的动作对应的动作部201的动作信息;操作器202,其输出与操作人员220的操作对应的手动动作修正指令;以及动作信息提示单元206,其以能够使操作人员220察觉动作信息的方式对操作人员220进行提示。控制器203具备:基本动作指令部250,其输出通过动作部201使作业部217进行基本的动作的基本动作指令;学习部252,其输出自动动作修正指令;动作修正指令生成部272,其在自动动作修正指令的基础上追加手动动作修正指令而生成动作修正指令;动作修正指令存储部53,其存储动作修正指令;以及动作信息存储部256,其存储动作信息。学习部252构成为:使用存储于动作信息存储部256的动作信息,机械学习存储于动作修正指令存储部53的动作修正指令,在结束机械学习后,在动作部201进行动作时,被输入动作信息,并输出自动动作修正指令,并且,动作部201构成为根据基于基本动作指令和自动动作修正指令的自动动作指令、以及手动动作修正指令,使作业部217进行动作。

根据实施方式2,操作人员220对操作器202进行操作,由此能够修正作业部217的动作。因此,操作人员220能够在从作业部217分离的位置操作动作部201。另外,操作人员220能够通过动作信息提示单元206在察觉与动作信息对应的作业部217的动作的同时对操作器202进行操作,因此能够正确地修正作业部217的动作。

(实施方式3)

本发明的实施方式3例示操作型的技能传承机器人系统(以下,存在简称为机器人系统的情况)。图3是例示本发明的实施方式3的技能传承机器人系统的硬件的结构的示意图。若参照图3,则实施方式3的机器人系统300的以下的结构与实施方式2的机械装置200不同,其他的结构与实施方式2的机械装置200相同。以下,对该不同点进行说明。

在实施方式3中,实施方式2的机械装置200构成为机器人系统300,该机器人系统300具备机器人10和操作器2,机器人10具备机器人主体1以及控制机器人主体1的动作的控制器3,机器人主体1具有作为作业部217的末端执行器17,并作为动作部201使末端执行器17动作来进行相对于作业对象物的作业,操作器2兼作为动作信息提示单元206,产生与作为表示机器人主体1的末端执行器17作用于作业对象物的力的动作信息的力数据对应的反作用力,并输出与操作人员的操作对应的手动动作修正指令。

在机器人系统300中,基本动作指令部50构成为输出通过机器人主体1使末端执行器17进行基本的动作的基本动作指令,学习部52构成为:使用存储于动作数据存储部56的动作数据,机械学习存储于动作修正指令存储部53的动作修正指令,在结束机械学习后,在机器人主体1进行动作时,被输入动作数据,并输出自动动作修正指令。

另外,机器人主体1构成为根据基于基本动作指令和自动动作修正指令的自动动作指令、以及手动动作修正指令,使末端执行器17进行动作。

根据该结构,能够实现操作型的技能传承机器人系统300。具体而言,操作人员对操作器2进行操作,由此能够修正末端执行器17的动作。因此,操作人员能够在从机器人主体1分离的位置操作机器人主体1。另外,操作人员能够产生与力数据对应的反作用力并对操作器2进行操作,因此能够正确地修正末端执行器17的动作。

以下,对该机器人系统300的结构以及动作详细地进行说明。

[硬件的结构]

若参照图3,则实施方式3的技能传承机器人系统300具备:机器人主体1、操作器2、控制器3、照相机4、监视器5。机器人主体1与控制器3构成机器人10。机器人主体1具备末端执行器17。机器人主体1例如由机器人臂构成,在机器人臂的手腕部14的前端经由力传感器19而安装有末端执行器17。该力传感器19构成力数据检测部。力数据检测部构成设置于机器人主体1的动作数据检测部273的一部分。另外,照相机4以及监视器5构成动作信息提示单元206(参照图2)的一部分。

以下,对这些构成要素按顺序进行说明。

照相机4能够使用公知的照相机。照相机4设置于能够拍摄机器人主体1的动作的位置。

监视器5能够使用公知的监视器。监视器5设置于操作器2的附近。

控制器3例如具备处理器与存储器。控制器3通过处理器读出并执行储存于存储器的规定的动作程序,从而控制机器人主体1的动作。控制器3具体而言,例如由微型控制器、mpu、fpga(fieldprogrammablegatearray)、plc(programmablelogiccontroller)、逻辑电路等构成。

<机器人主体1>

机器人主体1具备:基台15、支承于基台15的臂部13、以及支承于臂部13的前端并安装有末端执行器17的手腕部14。如图3所示,机器人主体1是具有3个以上的多个关节jt1~jt6的多关节机器人臂,通过将多个连杆11a~11f依次连结而构成。更加详细而言,在第1关节jt1中,基台15与第1连杆11a的基端部被连结为能够绕沿铅垂方向延伸的轴旋转。在第2关节jt2中,第1连杆11a的前端部与第2连杆11b的基端部被连结为能够绕沿水平方向延伸的轴旋转。在第3关节jt3中,第2连杆11b的前端部与第3连杆11c的基端部被连结为能够绕沿水平方向延伸的轴旋转。在第4关节jt4中,第3连杆11c的前端部与第4连杆11d的基端部被连结为能够绕沿第4连杆11c的长边方向延伸的轴旋转。在第5关节jt5中,第4连杆11d的前端部与第5连杆11e的基端部被连结为能够绕与连杆11d的长边方向正交的轴旋转。在第6关节jt6中,第5连杆11e的前端部与第6连杆11f的基端部被连结为能够扭转旋转。然后,在第6连杆11f的前端部设置有机械接口。在该机械接口经由力传感器19以能够装卸的方式安装有作为与机器人主体1的作业内容对应的末端执行器的末端执行器17。力传感器19例如由3轴加速度传感器构成。力传感器19检测末端执行器17作用于作业对象物的力(来自作业对象物的反作用力)。由力传感器19检测的力被适当的信号处理单元(未图示)转换成力数据。该信号处理单元例如设置于力传感器19或者控制器3。在本说明书中,为了方便,力传感器19表现为检测力数据。

通过由上述的第1关节jt1、第1连杆11a、第2关节jt2、第2连杆11b、第3关节jt3、以及第3连杆11c构成的连杆与关节的连结体,形成机器人主体1的臂部13。另外,通过由上述的第4关节jt4、第4连杆11d、第5关节jt5、第5连杆11e、第6关节jt6、以及第4连杆11f构成的连杆与关节的连结体,形成机器人主体1的手腕部14。

在关节jt1~jt6设置有作为使其连结的2个部件相对地旋转的促动器的一个例子的驱动马达(未图示)。驱动马达例如是通过从控制器3发送的电流指令经由伺服放大器而被伺服控制的伺服马达。另外,在关节jt1~jt6设置有用于检测驱动马达的旋转角的旋转角传感器(未图示)、与用于检测驱动马达的电流的电流传感器(未图示)。旋转角传感器例如由编码器构成。

控制器3综合全部的关节的驱动马达的旋转角并转换成末端执行器的位置数据。上述的力传感器19检测的数据是力数据,这些力数据以及位置数据是机器人主体1的动作数据。该旋转角传感器与力传感器19构成动作数据检测部273。电流传感器的检测信号用于控制器3(详细为调整部51)进行反馈控制,使得各关节的伺服马达的电流成为根据电流指令的值。

<操作器2>

图4是表示图3的操作器2的结构的立体图。若参照图4,则操作器2具备由操作人员把持的把持部21、将把持部21支承为能够移动的臂部22、以及马达24。马达24由伺服马达构成。

把持部21以操作人员容易把持的方式形成为能够供操作人员握住把持部21进行把持。在操作人员握住把持部21进行把持的状态下,操作人员使把持部21移动,由此使机器人主体1移动,从而操作机器人主体1。

把持部21被支承部23支承。另外,把持部21经由圆筒状的连接部23c连接于支承部23。支承部23被臂部22支承为能够移动。臂部22连接于马达24。

臂部22分别具有关节22a,并形成为能够以关节22a为中心弯曲。因此,臂部22通过关节22a以能够弯曲的方式连接把持部侧臂部22b与马达侧臂部22c。

马达24被支承台30支承。马达24设置有6个。对于6个马达24而言,通过一对马达24构成一个边,在支承台30上呈三角形状并排配置。更加详细而言,以一对马达24的主轴的旋转轴(中心轴)构成正三角形的1个边的方式配置6个马达24。然后,与构成1个边的一对马达24对应地设置一对臂部22。通过该一对臂部22,夹持规定支承部23的外形的3个边中的一个边23a。在支承部23的边23a,配置轴23b使其通过支承部23的内部。轴23b被夹持边23a的2个把持部侧臂部22b保持为两端部能够绕包含轴23b的中心轴的相互正交的3个轴旋转。由此,支承部23被轴支为能够绕包含轴23b的中心轴的相互正交的3个轴旋转。这样,支承部23被2个把持部侧臂部22b支承为能够绕包含轴23b的中心轴的相互正交的3个轴旋转。支承部23中的边23a与轴23b的结构同支承部23的3个边相同。这里,3个轴23b的中心轴形成正三角形。

另外,上述的关节22a以能够绕包含与一对马达24的输出轴的中心轴平行的轴的相互正交的3个轴旋转的方式,将把持部侧臂部22b连接于马达侧臂部22c。因此,根据支承部23的位置以及姿势,唯一地决定6个马达24的旋转角。

接下来,对操作器2的控制系统进行说明。在本实施方式中,使用操作器2进行双向控制。在操作器2中,6个马达24分别经由伺服放大器由控制器3进行伺服控制(位置控制)。在6个马达24分别设置有旋转角传感器(未图示)。旋转角传感器例如由编码器构成。旋转角传感器的检测信号发送至控制器3的操作器控制部42。该旋转角传感器的检测信号在控制器3中被转换成作为支承部23的位置数据的手动动作指令。以下,为了方便,表现为该手动动作修正指令从操作器2被输出。另一方面,控制器3的操作器控制部42基于从机器人主体1输入的力数据,控制各马达的输出扭矩。该输出扭矩被控制为相对于操作人员对把持部21的操作而产生与上述力数据对应的反作用力。另外,在双向控制中,在需要来自操作器2的力指令的情况下,在把持部21与支承部23之间设置有力传感器(例如3轴加速度传感器),基于该力传感器的输出而生成力指令。根据双向控制的类型,存在仅手动位置修正指令构成手动动作修正指令的情况、与手动位置修正指令和手动力修正指令构成手动动作修正指令的情况。

另外,在操作器2的把持部21设置有按钮21a以及21b。这些按钮例如用于操作末端执行器17。

接下来,对通过操作器2操作机器人主体1时的动作进行说明。在通过操作器2对机器人主体1的臂部13以及手腕部14进行操作时,操作人员对把持部21进行把持。在操作人员把持了把持部21的状态下,若使把持部21向欲使机器人主体1移动的方向对应地移动,则支承把持部21的支承部23伴随着把持部21的移动而移动。另外,连接于支承部23的6个臂部22通过支承部23的移动而移动。

若6个臂部22移动,则与之对应,6个马达24的输出轴旋转,从而6个旋转角传感器检测该旋转角。该检测信号如上述那样被转换成手动位置修正指令,控制器3基于包含该手动位置修正指令的手动动作修正指令、基本动作指令、自动动作修正指令,生成动作指令,将其发送至机器人主体1。于是,机器人主体1以末端执行器17取得反映了支承部23的位置以及姿势的位置以及姿势的方式进行动作。由此,操作人员对操作器2的把持部21进行操作,从而能够按照意图那样操作机器人主体1。

另一方面,在该期间,操作器控制部42以相对于操作人员对把持部21的操作而产生与从机器人主体1发送的力数据对应的反作用力的方式控制各驱动马达,因此操作人员感受到相对于把持部21的移动的反作用力。由此,操作人员能够在感受来自作用于机器人主体1的末端执行器17的作业对象物的反作用力的同时操作末端执行器17的位置以及姿势。

此外,操作器2不限定于此。例如,也可以构成为由与机器人主体1相似的主机器人构成操作器2,并作为从机器人控制机器人主体1。另外,操作器2也可以是操纵杆。

操作器2的设置位置不被特别地限定。例如,也可以将操作器2设置于机器人主体1的末端执行器17。

[控制系统的结构]

图5是例示图3的技能传承机器人系统的控制系统的简要的结构的功能框图。

首先,对照相机4以及监视器5的控制系统进行说明。控制器3具备操作器控制部42。照相机4拍摄机器人主体1的动作范围的景色,并将其拍摄信号发送至监视器控制部43。监视器控制部43将接收到的拍摄信号转换成图像显示信号,并发送至监视器5。监视器5根据接收到的图像显示信号来显示图像。由此,将通过照相机4拍摄到的图像显示于监视器5。操作人员在观察显示于监视器5的图像的同时操作操作器2来对机器人主体1进行操作。

接下来,对机器人主体1的控制系统进行说明。

若参照图5,则控制器3具备:基本动作指令部50、动作指令生成部60、调整部51、学习部52、动作修正指令存储部53、动作数据存储部56。这些是通过构成控制器3的处理器执行储存于构成控制器3的存储器的规定的动作程序来实现的功能模块。

在机器人主体1的控制中,进行双向控制,但根据其类型,存在相对于机器人主体1的指令仅需要与末端执行器17的位置有关的位置指令以及与末端执行器17作用于作业对象物的力有关的力指令中的前者的情况与需要两者的情况。因此,以下,各指令存在仅包含位置指令以及力指令中的前者的情况、以及包含两者的情况。

另外,这里,如图7所示,机器人10在规定的循环时间内反复执行规定作业。该循环时间大致划分为机器人10进行规定作业的“动作时间”与机器人10(正确地为神经网络55)进行学习的“学习时间”。两者也可以部分重叠。此外,机器人10的动作不限定于在规定的循环时间内反复执行规定作业的方式。机器人10只要以进行所希望的作业的动作与学习的方式进行动作即可。

动作指令生成部60基于基本动作指令、从学习部52输出的自动动作修正指令、从操作器2输出的手动动作修正指令而生成动作指令,并将其输出。这里,在基本动作指令的基础上追加自动动作修正指令而生成自动动作修正指令,并在此基础上追加手动动作修正指令而生成动作指令。其中,这些指令只要相互被相加即可,也可以以任意的方式增加这些指令。

调整部51基于动作指令生成电流指令,并发送至机器人主体1。在机器人主体1中,各关节的驱动马达根据电流指令进行动作,机器人主体1根据电流指令进行动作。由此,机器人主体1的末端执行器17操纵作业对象物,从机器人主体1的动作数据检测部273输出包含此时的末端执行器17的位置的数据(位置数据)以及末端执行器17作用于作业对象物的力(从作业对象物接受的反作用力)的数据(力数据)的动作数据。

该动作数据中的力数据被操作器控制部42转换成操作器2的驱动马达的扭矩输出,并发送至操作器2。

如上述那样,操作器2若使操作人员感受到基于力数据的反作用力的同时对操作器2进行操作,则输出手动动作修正指令。该手动动作修正指令被发送至动作指令生成部60,并且发送至动作修正指令生成部272。动作修正指令生成部272在从学习部52输出的自动动作修正指令的基础上追加手动动作修正指令,从而生成动作修正指令。该动作修正指令存储于动作修正指令存储部53。

动作修正指令存储部53在本次的规定作业的动作时(以下,称为本次动作时)的神经网络55的学习时,将存储的手动动作指令作为学习用手动动作指令而输出至学习部52。

从机器人主体1的动作数据检测部273输出的动作数据被输入学习部52,并且存储于动作数据存储部56。

动作数据存储部56在本次的神经网络55的学习时,将存储的动作数据作为学习用动作数据而输出至学习部52。

学习部52基于上述的学习时的输入,使神经网络55学习本次的动作修正指令,并基于动作时的输入,将反映了学习的预测动作修正指令作为自动动作修正指令输出至动作指令生成部60。

接下来,对学习部52的结构详细地进行说明。图6是例示图5的学习部52的详细的结构的功能框图。图7是例示图3的机器人主体1的动作的循环时间的示意图。图8是表示图3的技能传承机器人系统300中的动作修正指令pm、学习用动作修正指令pm’、动作数据pd以及学习用动作数据pd’各自的时间序列数据的示意图。

首先,对各指令的时间的关系进行说明。

若参照图7,则机器人10(机器人主体1)在规定的循环时间内反复执行规定作业。该循环时间大致被划分为机器人10(机器人主体1)进行规定作业的“动作时间”与机器人10学习的“学习时间”。各循环时间的“动作时间”中的机器人10的动作为上述的“~次动作”。

若参照图8,则当前进行中的“动作”是“本次动作”,此前的“动作”是“前次动作”。在当前进行中的动作中,以规定的取样间隔取得动作修正指令pm的时间序列数据pm0、pm1、pm3···pmu(以下,简记为pm0~pmu)。另外,相同地取得动作数据pd的时间序列数据pd0~pdu。然后,在前次动作中取得的动作修正指令pm的时间序列数据pm0~pmu成为本次动作中的学习用动作修正指令pm’的时间序列数据pm0’~pm0’。另外,在前次动作中取得的动作数据pd的时间序列数据pd0~pdu成为本次动作中的学习用动作数据pd’的时间序列数据pd0’~pd0’。以下,各时间序列数据中的附带的数字表示取样时刻(间歇的时刻)的顺序。因此,该附带的数字相同的时间序列数据意味着在相同的取样时刻取得的数据。

若参照图6,则学习部52具备:神经网络55、学习数据以及教师数据生成部71、数据输入部72、学习评价部73。

神经网络55具备输入层、中间层、输出层。各层的神经元的数量被适当地设定。神经网络55的学习能够应用公知的学习方法。因此,这里简单地进行说明。这里,神经网络55例如是递归型神经网络。

学习数据以及教师数据生成部71根据学习用动作修正指令pm’的时间序列数据pm0’~pmu’生成教师数据pn的时间序列数据pn1~pnu。另外,根据学习用动作数据pd’的时间序列数据pd0’~pdu’生成学习数据pd’的时间序列数据pd0’~pdu-1’。

数据输入部72向输入层的各神经元依次输入学习数据pd’的时间序列数据pd0’~pdu-1’。此时,数据输入部72若输入某取样时刻ti的学习数据pd’的时间序列数据pdi,则神经网络55通过向前运算,计算接下来的取样时刻ti+1的预测动作修正指令pni+1。于是,学习评价部73从教师数据pn的时间序列数据pn1~pnu获取接下来的取样时刻ti+1的时间序列数据pni+1,针对预测动作修正指令pni+1与教师数据pn的时间序列数据pni+1,例如计算位置修正指令以及力修正指令各自的平方误差的总和值e2。接下来,学习评价部73通过向后运算,更新神经网络55的权重。数据输入部72以及学习评价部73针对学习数据pd’的时间序列数据pd0’~pdu-1’的全部进行该处理,例如,在全部的处理中,若平方误差的总和值e2成为规定的阈值以下,则结束学习。

若该学习结束,则在下次的机器人主体1的动作时,数据输入部72输入当前的取样时刻t0的动作数据pd0。于是,神经网络55输出接下来的取样时刻t1的预测动作修正指令pn1,作为自动动作修正指令。

由此,在机器人主体1的动作中反映有神经网络55(学习部52)的学习结果。

此外,输入部72也可以在输入某取样时刻ti的学习数据pd’的时间序列数据pdi时,输入此前的时间序列数据pdi-1~pdi-n(n为规定的正数)。其中,在该情况下,输入部72需要在机器人主体1的下次的动作时,与此相同地输入过去的动作数据pd-1~pd-n。这样一来,神经网络55的学习效率提高。其理由是,操作人员在预测末端执行器17的动作时,不仅观察当前时刻的瞬时的动作,还观察此前的一系列的动作,来预测接下来的动作,由此,能够正确地预测末端执行器17的动作。

另外,也可以使用动作数据以外的动作信息,作为学习数据以及机器人主体1进行动作时的输入数据。

[动作]

接下来,参照图3至图5,对如以上那样构成的机器人系统300的动作进行说明。

在机器人系统300中,在机器人主体1的动作时,基本动作指令部50输出基本动作指令。另一方面,学习部52输出自动动作修正指令。自动动作指令生成部61在基本动作指令的基础上追加自动动作修正指令,从而生成自动动作指令。另一方面,根据需要,若操作人员操作操作器2,则输出手动动作修正指令。动作指令生成部62在自动动作修正指令的基础上追加手动操作修正指令,从而生成动作指令。调整部51基于动作指令生成电流指令,并将其输出至机器人主体1。机器人主体1根据电流指令以使末端执行器17动作的方式进行动作。由此,末端执行器17根据基本动作指令、自动动作修正指令以及手动动作修正指令进行动作。

另一方面,动作数据检测部273检测与末端执行器17的动作对应的机器人主体1的动作数据。将该检测出的动作数据中的力数据输入操作器控制部42。操作器控制部42基于该力数据,以使操作人员在操作时能够感受到反作用力的方式控制操作器2。另一方面,动作数据存储部56存储动作数据。另外,动作修正指令生成部272在自动动作修正指令的基础上追加手动动作修正指令,从而生成动作修正指令。动作修正指令存储部53存储该动作修正指令。

另一方面,动作数据输入学习部52。若被输入动作数据,则学习部52输出反映了前次的学习内容的预测动作修正指令,作为上述的自动动作修正指令。

然后,在学习部52进行学习时,学习部52使用存储于动作数据存储部56的学习用动作数据,机械学习存储于动作修正指令存储部53的学习用动作修正指令。

然后,在下次的机器人主体1的动作时,学习部52输出反映了本次的学习内容的预测动作修正指令,作为下次的自动动作修正指令。

此外,调整部51在进行正向控制的情况下,根据动作指令生成电流指令,在进行反馈控制的情况下,运算动作数据相对于动作指令的偏差,基于该偏差生成电流指令。

[作用效果]

接下来,对如以上那样动作的机器人系统300的作用效果进行说明。

<第1作用效果>

这里,极端地简化第1作用效果来进行说明。图9的(a)~(c)是表示末端执行器17的轨迹被改善为理想的轨迹的过程的示意图。

在图9的(a)~(c)中,动作数据pd表示二维面上的位置。另外,双点划线表示时刻ta~tb的时间区间的末端执行器17的理想的轨迹,实线表示与将基本动作指令、自动动作指令、手动动作修正指令合计而得的动作指令对应的末端执行器17的轨迹,点划线表示与将基本动作指令与自动动作修正指令合计而得的自动动作指令对应的假想的末端执行器17的轨迹。

首先,对学习部52未学习手动修正且操作人员不进行手动修正的情况进行说明。学习部52在初始化的状态下,以输出修正值为零的自动动作修正指令的方式进行学习。在该情况下,如图9的(a)中实线表示的那样,末端执行器17以表示与基本动作指令部50输出的基本动作指令对应的基本的轨迹的方式动作。

在其下次的机器人主体1的动作时,在前次的动作中,学习部52学习将修正值为零的自动动作修正与修正值为零的手动动作修正合计而得的动作修正指令,因此时间区间ta~tb的与自动动作指令对应的假想的末端执行器17的轨迹如图9的(b)中点划线表示的那样,成为与基本动作指令对应的末端执行器17的轨迹。操作人员看到末端执行器17欲追寻该轨迹,而对操作器2进行操作,尝试第一次的改善。于是,如图9的(b)中实线表示的那样,以末端执行器17的轨迹接近理想的轨迹的方式进行改善。

在其下次的机器人主体1的动作时,学习部52学习将前次的自动动作指令与手动修正指令合计而得的动作修正指令,输出仿照前次的手动动作修正指令的自动动作修正指令,因此时间区间ta~tb的与自动动作指令对应的假想的末端执行器17的轨迹如图9的(c)中点划线表示的那样,成为与前次的手动动作修正指令对应的末端执行器17的轨迹相同。但是,操作人员看到末端执行器17欲追寻该假想的轨迹,而欲将其改善为理想的轨迹,由此对操作器2进行操作。于是,如图9的(c)中实线表示的那样,将末端执行器17的轨迹改善为理想的轨迹。

在其下次的机器人主体1的动作时,学习部52学习将前次的自动动作指令与手动修正指令合计而得的动作修正指令,输出仿照前次的手动动作修正指令的自动动作修正指令,因此时间区间ta~tb的与自动动作指令对应的假想的末端执行器17的轨迹与前次的手动动作修正指令对应的末端执行器17的轨迹相同地成为理想的轨迹。因此,此后,无需操作人员对操作器2进行操作来进行改善。

这样,根据实施方式3的机器人系统300,将操作人员的手动动作修正指令积蓄于学习部52,因此,最终,操作人员的技能被学习部52传承。另外,学习部52通过实务进行学习,因此学习期间也较短。

<第2作用效果>

图10的(a)~(c)是表示机器人主体1将第1物体81顺畅地嵌插于第2物体82的样子的示意图。图11的(a)~(d)是表示机器人主体1摸索移动第1物体81将其嵌插于第2物体82的样子的示意图。图12的(a)~(d)是表示机器人主体1摸索移动第1物体81将其嵌插于第2物体82的样子的示意图。

这里,以具有大径且短的圆柱状的头部81a与小径且长的圆柱状的躯体部81b的第1物体81与在短的圆柱状的主体的中心部具有圆柱状的贯通孔82a的第2物体82之间的嵌合为例,对第2作用效果进行说明。这里,在第2物体82的贯通孔82a嵌插有第1物体81的躯体部81b,但两者的间隙较小,根据机器人主体1的定位误差,假定为存在两者未顺畅地嵌合的情况。

如图10的(a)~(c)所示,基本动作指令部50输出的基本动作指令使第1物体81在第2物体82的正上方以两者的中心轴一致的方式定位,接下来,以使第1物体81朝向第2物体82下降的方式使末端执行器17动作。在该情况下,若机器人主体1的定位误差接近零,则如图10的(a)~(c)所示,第1物体81的躯体部81b顺畅地嵌插于第2物体82的贯通孔82a。

然而,根据机器人主体1的定位误差,如图11的(a)所示,在第1物体81的位置向附图右方向稍微偏离的情况下,如图11的(b)所示,第1物体81的躯体部81b与第2物体82的贯通孔82a的缘部抵接。于是,操作人员对操作器2进行操作,如图10的(c)~(d)所示,以摸索第2物体82的贯通孔82a的边缘的方式移动第1物体81的躯体部81b,最终将第1物体81的躯体部81b嵌插于第2物体82的贯通孔82a。

与该一系列的摸索动作对应的动作数据被机器人主体1的动作数据检测部273检测,并存储于动作数据存储部56。另外,与该一系列的摸索动作对应的手动动作修正指令与该期间的自动动作修正指令合计,而作为动作修正指令,并存储于动作修正指令存储部53。然后,该动作修正指令与上述动作数据对应,被学习部52学习。

因此,此后,根据机器人主体1的定位误差,在第1物体81的位置向附图右方向稍微偏离的情况下,学习部52输出使机器人主体1进行仿照上述的一系列的摸索动作的动作的自动动作修正指令。由此,将第1物体81嵌合于第2物体82。由此,操作人员的技能的一部分被学习部52传承。

之后,根据机器人主体1的定位误差,如图12的(a)所示,在第1物体81的位置向附图左方向稍微偏离的情况下,学习部52未学习该现象,因此输出无法应对该现象的自动动作修正指令。因此,如图12的(b)所示,假定为第1物体81的躯体部81b与第2物体82的贯通孔82a的缘部抵接。于是,操作人员对操作器2进行操作,如图10的(c)~(d)所示,以摸索第2物体82的贯通孔82a的边缘的方式移动第1物体81的躯体部81b,最终将第1物体81的躯体部81b嵌插于第2物体82的贯通孔82a。

与该一系列的摸索动作对应的动作数据由机器人主体1的动作数据检测部273检测,并存储于动作数据存储部56。另外,与该一系列的摸索动作对应的手动动作修正指令与该期间的自动动作修正指令合计,而作为动作修正指令,并存储于动作修正指令存储部53。然后,该动作修正指令与上述动作数据对应,被学习部52学习。

因此,此后,根据机器人主体1的定位误差,在第1物体81的位置向附图左方向稍微偏离的情况下,学习部52输出使机器人主体1进行仿照上述的一系列的摸索动作的动作的自动动作修正指令。由此,将第1物体81嵌合于第2物体82。由此,操作人员的技能的其他的一部分被学习部52传承。

这样,必须修正末端执行器17的基本的动作的方式存在多数,但若如机器人系统300那样使用进行机械学习的学习部252,则每当产生必须修正末端执行器17的基本的动作的现象,便使学习部52学习与该方式对应的手动动作修正指令(正确地为动作修正指令),由此能够容易地实现操作人员的技能的传承。

另外,根据机器人系统300,与规定作业有关的末端执行器17的基本的动作中的无需修正的部分被基本动作指令部50自动地执行,因此操作人员只要仅进行必要的修正即可。因此,能够减少操作人员的负担。另外,即便是熟练人员,作业也偏差,因此这样若通过操作人员的操作仅进行一部分的作业,则与通过操作人员的操作进行全部的作业的情况相比,作业的精度提高。

[双向控制]

作为双向控制,例如公知有对称型双向控制、反向力型双向控制以及力反馈型双向控制。在实施方式3中,能够应用任意的双向控制。这里,例如,应用反向力型双向控制。在反向力型双向控制中,上述的“动作指令”以及“动作修正指令”仅包含“位置指令”以及“位置修正指令”。

[在其他的机械装置中的应用]

在实施方式3中,将机器人系统300的各要素替换成与上述各要素对应的其他的机械装置的各要素,由此能够将实施方式3的内容容易地应用于其他的机械装置。

(实施方式4)

本发明的实施方式4例示能够训练操作人员的技能传承机器人系统。图13是例示本发明的实施方式4的技能传承机器人系统的控制系统的结构的功能框图。实施方式4的机器人系统400的以下的结构与实施方式3的机器人系统300不同,其他的结构与实施方式3的机器人系统300相同。以下,对该不同点进行说明。

若参照图13,实施方式4的机器人系统400进一步具备开关部75,该开关部75选择性地连通以及切断从操作器2至控制器3的动作指令生成部62的手动动作修正指令的传递路径(以下,称为手动动作修正指令传递路径)。操作器控制部42控制开关部75的动作。另外,向操作器控制部42输入从学习部52输出的自动动作修正指令。

操作器控制部42具有训练模式与非训练模式。操作器控制部42在非训练模式下,控制开关部75使手动动作修正指令传递路径连通,并且产生与力数据对应的反作用力,并控制上述操作器以输出与操作人员的操作对应的手动动作修正指令。由此,机器人系统400以进行规定作业的方式进行动作。

另一方面,在训练模式下,操作器控制部42控制开关部75切断手动动作修正指令传递路径。然后,向操作器2输出与操作人员的操作对应的手动动作修正指令,并且运算手动动作修正指令相对于自动动作修正指令的偏差。然后,在该偏差为规定值以上的情况下,控制操作器2,以进行输出与自动动作修正指令对应的手动位置修正指令的动作。此外,操作器控制部42也可以构成为在该偏差为规定值以上的情况下,向适当的机器产生警告。例如,构成为通过未图示的扬声器,对操作人员产生警报。

根据这样的实施方式4,若使用学习至实用水平的机器人系统400,则在使该机器人系统400进行规定的作业的情况下,从学习部52输出成为规范的自动动作修正指令。另一方面,在这样的状态下,若操作人员对操作器2进行操作,则操作器控制部42运算基于该操作的手动动作修正指令相对于成为该规范的自动动作修正指令的偏差。然后,操作器控制部42在该偏差为规定值以上的情况下,即,在操作人员的操作在规定程度以上不适当的情况下,则控制操作器2,以进行输出与成为规范的自动动作修正指令对应的手动位置修正指令的动作。由此,操作人员以进行适当的操作的方式被操作器2引导。因此,能够适当地训练不熟练的操作人员。

此外,这里,通过电路实现以进行适当的操作的方式通过操作器2对操作人员进行引导的结构,但也可以由硬件实现。

(实施方式5)

本发明的实施方式5例示引导型的技能传承机械装置。图14是例示本发明的实施方式5的技能传承机械装置500的结构的功能框图。

若参照图14,则实施方式5的机械装置500的以下的结构与实施方式1的机械装置100不同,其他的结构与实施方式1的机械装置100相同。

在实施方式5中,动作信息包含动作数据,动作数据包含表示作业部217作用于作业环境的力的力数据与表示动作部201进行动作时的作业部217的位置的位置数据。另外,在作业部217设置有供操作人员用于对作业部217直接作用物理力的操作部218。换句话说,在实施方式5中,手动动作修正是操作人员对作业部217直接或者间接地作用物理力而进行的作业部217的动作的修正。另外,手动动作修正数据产生部282从由动作信息检测部254检测的反映了手动动作修正的动作数据减去基本动作指令,从而产生手动动作修正数据。

根据该实施方式5,操作人员对作业部217直接或者间接地作用物理力,由此能够修正作业部217的动作。因此,即便是较难的作业,也能够极细致地修正作业部217的动作。

(实施方式6)

本发明的实施方式3例示引导型的技能传承机器人系统(以下,存在简称为机器人系统的情况)。图15是例示本发明的实施方式6的技能传承机器人系统600的硬件的结构的示意图。图16是例示图15的技能传承机器人系统600的控制系统的结构的功能框图。

若参照图15以及图16,则在实施方式6中,实施方式1的机械装置100是一种机器人10,其具备机器人主体1和控制机器人主体1的动作的控制器3,机器人主体1具有作为作业部的末端执行器17,并作为动作部使末端执行器17动作,进行相对于作业对象物的作业,基本动作指令部50构成为输出通过机器人主体1使末端执行器17进行基本的动作的基本动作指令。另外,学习部52构成为使用存储于动作数据存储部56的动作数据,机械学习存储于动作修正数据存储部283的动作修正数据,在结束机械学习后,在机器人主体1进行动作时,被输入动作数据,并输出自动动作修正指令。另外,机器人主体1构成为根据基于基本动作指令和自动动作修正指令的自动动作指令、以及手动动作修正,使末端执行器17进行动作。

具体而言,在机器人系统600中,在末端执行器17设置有操作部281。此外,也可以省略操作部281,操作人员直接使力作用于作业对象物。

另外,控制器3具备:基本动作指令部50、自动动作指令生成部61、调整部51、手动动作修正数据产生部282、动作修正数据生成部272、动作修正数据存储部283、动作数据存储部56。

接下来,对如以上那样构成的机器人系统600的动作进行说明。

若参照图15以及图16,则在机器人系统600中,控制器3使机器人主体1的动作的刚性降低(减弱)至当操作人员对末端执行器17作用力时末端执行器17进行动作的程度。然后,在机器人主体1进行动作时,基本动作指令部50输出基本动作指令。另一方面,学习部52输出自动动作修正指令。自动动作指令生成部61在基本动作指令的基础上追加自动动作修正指令,从而生成自动动作指令。调整部51基于自动动作指令生成电流指令,并将其输出至机器人主体1。机器人主体1根据电流指令以使末端执行器17动作的方式进行动作。

另一方面,根据需要,若操作人员操作末端执行器17的操作部281,则末端执行器17与该操作对应地动作。由此,末端执行器17根据基本动作指令、自动动作修正指令、以及手动动作修正进行动作。

另一方面,动作数据检测部273检测与末端执行器17的动作对应的机器人主体1的动作数据。动作数据存储部56存储该检测出的动作数据。另外,手动动作修正数据产生部282从动作数据减去自动动作指令而产生手动动作修正数据。然后,动作修正数据生成部272在自动动作修正指令的基础上追加手动动作修正数据而生成动作修正数据。动作修正数据存储部283存储该动作修正数据。

另一方面,动作数据被输入学习部52。若被输入动作数据,则学习部52输出反映了前次的学习内容的预测动作修正数据,作为上述的自动动作修正指令。

然后,在学习部52进行学习时,学习部52使用存储于动作数据存储部56的学习用动作数据,机械学习存储于动作修正数据存储部283的学习用动作修正数据。

然后,在下次的机器人主体1的动作时,学习部52输出反映了本次的学习内容的预测动作修正数据,作为下次的自动动作修正指令。

此外,学习部52的学习方法与实施方式3的机器人系统300相同,因此省略其说明。

根据该实施方式6,能够实现引导型的技能传承机器人系统。具体而言,操作人员对末端执行器17直接或者间接地作用物理力,由此能够修正末端执行器17的动作。因此,即便是较难的作业,也能够极细致地修正作业部的动作。

[双向控制]

在实施方式6中,也能够应用任意的双向控制。这里,例如,应用反向力型双向控制。在反向力型双向控制中,上述的“动作指令”以及“动作修正指令”仅包含“位置指令”以及“位置修正指令”。

[在其他的机械装置中的应用]

在实施方式6中,将机器人系统600的各要素替换成与上述各要素对应的其他的机械装置的各要素,由此能够将实施方式3的内容容易地应用于其他的机械装置。

(实施方式7)

本发明的实施方式7例示实施方式2~4中的距离的缩放以及力的缩放。

(1)移动距离的缩放

通过操纵装置对作业机械(包含操纵型机器人等的工业用机器人)给予动作指令,从而驱动作业机械。操纵装置具备例如能够沿前后方向直线位移的操作部件。操作人员对操作部件进行操作,由此能够使操纵型机器人的手腕移动。相对于操作部件的位移,手腕成比例地位移。在某设定中,若使操作部件向前方位移1cm,则手腕向前方位移10cm。此时,位移比率为1:10。能够在规定范围内(例如1:1~1:100)任意地设定该位移比率。

在其他的设定中,若使操作部件向前方位移10cm,则手腕向前方位移1cm。此时,位移比率为10:1。能够在规定范围内(例如1:1~100:1)任意地设定该位移比率。

(2)力的缩放

通过操纵装置(包含主机器人)对作业机械(包含操纵型机器人等的工业用机器人以及从机器人)给予动作指令,从而驱动作业机械。操纵装置具备供力传感器进行安装的操作杆。操作人员对操作部件进行操作,由此能够驱动操纵型机器人的手腕。在手腕安装有用于相对于工件进行特定的作业的手。在手安装有力传感器,能够检测手相对于工件施加的力。手的力传感器的输出被反馈给对操纵型机器人进行驱动控制的控制器,以被设定的力从手施加于工件的方式控制操纵型机器人的关节轴的马达的电流。在某设定中,若对操作杆施加1n的力(通常,通过操作人员),则以手对工件施加10n的力的方式控制马达电流。此时,力比率为1:10。能够在规定范围内(例如1:1~1:100)任意地设定该力比率。

在其他的设定中,若对操作杆施加10n的力,则以手对工件施加1n的力的方式控制马达电流。此时,力比率为10:1。能够在规定范围内(例如1:1~100:1)任意地设定该力比率。

(实施方式8)

本发明的实施方式8在实施方式2~4以及7的基础上,例示通过1人用的操纵装置驱动多个作业机,或通过双手双脚操纵以及操纵外部轴的方式。

通过假定由1个操作人员操作而构成的1组操作装置,能够操纵多个作业机(包含操纵型机器人等的工业用作业用机器人)。在操纵装置设置有用于以左手进行操作的操作杆a和以右手进行操作的操作杆b。通过操作杆a对操纵型机器人a进行操纵,通过操作杆b对操纵型机器人b进行操纵。2台操纵型机器人a、b以能够共同相对于1个工件进行作业的方式接近配置。在操纵型机器人a的手腕安装有能够抓住并保持工件的手。在操纵型机器人b的手腕安装有喷漆枪。操作人员对操作杆a进行操作,由此能够在规定范围内任意地设定·变更工件的位置、角度。另外,对操作杆b进行操作,由此能够在规定范围内任意地设定·变更喷漆枪的位置、角度。操作人员能够自由地设定·变更工件的位置·角度,并且自由地设定·变更喷漆枪的位置·角度,从而能够在工件表面均匀地实施涂装。

操纵装置也可以进一步具备左脚用的踏板a与右脚用的踏板b。通过踏板a能够进行涂料从喷漆枪喷出的on·off的控制。

若踏入踏板b,则操纵型机器人a、b紧急停止。

涂料从喷漆枪喷出的on·off控制通过外部轴a进行。换句话说,通过踏板a操纵外部轴a。

(实施方式9)

本发明的实施方式9例示动作信息不包含表示作业部作用于作业环境的力的力数据的操作型的技能传承机械装置。图17是例示本发明的实施方式9的技能传承机械装置的结构的框图。实施方式9的技能传承机械装置900的以下的结构与实施方式1的技能传承机械装置100不同,其他的结构与实施方式1的技能传承机械装置100相同。以下,对该不同点进行说明。

若参照图17,则在实施方式9的机械装置900中,实施方式1的手动动作修正数据产生部271是输出与操作人员220的操作对应的手动动作修正指令来作为手动动作修正数据的操作器202。在机械装置900中,实施方式1的动作修正数据生成部272是在自动动作修正指令的基础上追加手动动作修正指令而生成动作修正指令的动作修正指令生成部272,动作修正数据存储部253是存储动作修正指令的动作修正指令存储部53,学习部252构成为使用存储于动作信息存储部256的动作信息,机械学习存储于动作修正指令存储部53的动作修正指令,在结束机械学习后,在动作部201进行动作时,被输入动作信息,从而输出自动动作修正指令。

另外,在机械装置200中,动作部201构成为根据基于基本动作指令和自动动作修正指令的自动动作指令、以及手动动作修正指令,使作业部217进行动作。

若整理以上的不同点,则实施方式9的机械装置900具备:动作部201,其具有作业部217,使作业部217动作来进行作业;控制器203,其控制动作部201的动作;动作信息检测部254,其检测与作业部217的动作对应的动作部201的动作信息;以及操作器202,其输出与操作人员220的操作对应的手动动作修正指令。控制器203具备:基本动作指令部250,其输出通过动作部201使作业部217进行基本的动作的基本动作指令;学习部252,其输出自动动作修正指令;动作修正指令生成部272,其在自动动作修正指令的基础上追加手动动作修正指令而生成动作修正指令;动作修正指令存储部53,其存储动作修正指令;以及动作信息存储部256,其存储动作信息。学习部252构成为使用存储于动作信息存储部256的动作信息,机械学习存储于动作修正指令存储部53的动作修正指令,在结束机械学习后,在动作部201进行动作时,被输入动作信息,从而输出自动动作修正指令,并且,动作部201构成为根据基于基本动作指令和自动动作修正指令的自动动作指令、以及手动动作修正指令,使作业部217进行动作。

根据实施方式9,操作人员220对操作器202进行操作,由此能够修正作业部217的动作。因此,操作人员220能够在从作业部217分离的位置操作动作部201。

此外,在实施方式9中,动作信息不包含表示作业部217作用于作业环境的力的力数据,因此实施方式9的机械装置900在不具备图2的动作信息提示单元206这点,与实施方式2的机械装置200不同。

(实施方式10)

本发明的实施方式10例示动作信息不包含表示作业部作用于作业环境的力的力数据的操作型的技能传承机器人系统。图18是例示本发明的实施方式10的技能传承机器人系统的控制系统的结构的功能框图。

若参照图18,则实施方式10的机器人系统1000作为实施方式9的机械装置900的一个例子,而将机械装置900具体化为机器人系统1000。另一方面,实施方式3的机器人系统300作为实施方式2的机械装置200的一个例子,而将机械装置200具体化为机器人系统300。

因此,若将实施方式10的机器人系统1000与实施方式3的机器人系统300比较,则机器人系统1000在以下点与机器人系统300不同,即:动作数据不包含表示末端执行器17(参照图3)作用于作业对象物的力的力数据,因此,力数据不被输入控制器3的操作器控制部42,因此,控制器3不进行双向控制,而进行机器人主体1的位置控制。

机器人系统1000的硬件的结构如图3所例示的那样。若参照图3,则实施方式10的机器人系统1000的以下的结构与实施方式9的机械装置900不同,其他的结构与实施方式9的机械装置900相同。以下,对该不同点进行说明。

在实施方式10中,实施方式9的机械装置900构成为机器人系统1000,其具备机器人10和操作器2,机器人10具备机器人主体1以及控制机器人主体1的动作的控制器3,机器人主体1具有作为作业部217的末端执行器17,并作为动作部201使末端执行器17动作,从而进行相对于作业对象物的作业,操作器2输出与操作人员的操作对应的手动动作修正指令。

在机器人系统1000中,基本动作指令部50构成为输出通过机器人主体1使末端执行器17进行基本的动作的基本动作指令,学习部52构成为使用存储于动作数据存储部56的动作数据,机械学习存储于动作修正指令存储部53的动作修正指令,在结束机械学习后,在机器人主体1进行动作时,被输入动作数据,并输出自动动作修正指令。

另外,机器人主体1构成为根据基于基本动作指令和自动动作修正指令的自动动作指令、以及手动动作修正指令,使末端执行器17进行动作。

根据该结构,能够实现不使用力数据的操作型的技能传承机器人系统1000。具体而言,操作人员对操作器2进行操作,由此能够修正末端执行器17的动作。因此,操作人员能够在从机器人主体1分离的位置操作机器人主体1。

机器人系统1000的详细的结构以及动作除了上述的两者的不同点之外,与实施方式3的机器人系统300的结构以及动作相同,因此省略其说明。

根据机器人系统1000,能够获得与实施方式3的机器人系统300相同的效果。

作为实施方式10的机器人10,例示涂装机器人、焊接机器人、选取(挑拣)机器人等。

在实施方式10中,将机器人系统1000的各要素替换成与上述各要素对应的其他的机械装置的各要素,由此能够将实施方式10的内容容易地应用于其他的机械装置。

(实施方式11)

本发明的实施方式11例示利用实施方式10的机器人系统1000能够训练操作人员的技能传承机器人系统。图19是例示实施方式11的技能传承机器人系统1100的控制系统的结构的功能框图。

若参照图19,则实施方式11的机器人系统11的以下的结构与实施方式10的机器人系统1000不同,其他的结构与实施方式10的机器人系统1000相同。以下,对该不同点进行说明。

若参照图19,则实施方式11的机器人系统1100进一步具备开关部75,该开关部75选择性地连通以及切断从操作器2至控制器3的动作指令生成部62的手动动作修正指令传递路径。操作器控制部42控制开关部75的动作。另外,向操作器控制部42输入从学习部52输出的自动动作修正指令。

操作器控制部42具有训练模式与非训练模式。在非训练模式下,操作器控制部42以如下方式控制操作器2,即:控制开关部75使手动动作修正指令传递路径连通,并且输出与操作人员的操作对应的手动动作修正指令。由此,机器人系统1100以进行规定作业的方式进行动作。

另一方面,在训练模式下,操作器控制部42以如下方式控制操作器2,即:控制开关部75切断手动动作修正指令传递路径。然后,向操作器2输出与操作人员的操作对应的手动动作修正指令,并且运算手动动作修正指令相对于自动动作修正指令的偏差。然后,在该偏差为规定值以上的情况下,进行输出与自动动作修正指令对应的手动位置修正指令的动作。此外,操作器控制部42也可以构成为在该偏差为规定值以上的情况下,适当地对机器产生警告。例如,构成为通过未图示的扬声器,对操作人员产生警报。

根据这样的实施方式11,能够获得与实施方式4相同的效果。

(实施方式12)

本发明的实施方式12例示将操作型的技能传承机器人的学习部所学习的程序存储于其他的机器人的存储部,使用其他的机器人对操作人员进行培训的方式。

例如,将实施方式3的机器人系统300或者实施方式10的机器人系统1000的学习部52所学习的程序储存于不具有其他的学习功能的机器人的存储部。然后,在该机器人设置与实施方式4的机器人系统400或者实施方式11的机器人系统1100的操作器控制部42相同的操作器控制部。作为“不具有其他的学习功能的机器人系统”,例如,能够列举在实施方式3的机器人系统300或者实施方式10的机器人系统1000中省略了与学习功能有关的结构的机器人系统。

由此,利用不具有学习功能的机器人,能够进行对操作人员的培训。

根据上述说明,对于本领域技术人员而言,能够明确本发明的更多的改进、其他的实施方式。因此,上述说明应该仅作为例示而被解释,能够以向本领域技术人员教示为目的,来提供执行本发明的最佳的方式。能够不脱离本发明的精神,而实际变更其构造以及/或者功能的详细。

工业上的利用可能性

本发明的技能传承机械装置作为能够传承工业领域中的熟练作业人员的技能,并且能够在短期间内实现规定的作业的自动化的技能传承机械装置是有用的。

附图标记的说明

1...机器人主体;2...操作器;3...控制器;4...照相机;5...监视器;10...机器人;17...末端执行器;19...力传感器;42...操作器控制部;50...基本动作指令部;51...调整部;52...学习部;53...动作修正指令存储部;55...神经网络;56...动作数据存储部;60...动作指令生成部;61...自动动作指令生成部;62...动作指令生成部;72...数据输入部;73...学习部;75...开关部;81...第1物体;82...第2物体;100...机械装置(技能传承机械装置);200、500、900...机械装置(技能传承机械装置);201...动作部;202...操作器;203...控制器;206...动作信息提示单元;217...作业部;218...操作部;250...基本动作指令部;252...学习部;253...动作修正数据存储部;254...动作信息检测部;256...动作信息存储部;271...手动动作修正数据产生部;272...动作修正数据生成(动作修正指令生成部);273...动作数据检测部;281...操作部;282...手动动作修正数据产生部;283...动作修正数据存储部;300、400、600、1000、1100...机器人系统(技能传承机器人系统)。

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