第13章 Freedrive Mode

本章について

Freedrive Mode は、サーボモータのトルク制御を利用して、人がロボットアームを直接手で動かせる機能である。

ティーチング作業では最も利用頻度が高い機能の一つであり、

・教示点作成・位置合わせ・試運転・メンテナンス

などで利用される。

本章では

・Freedrive の仕組み・Teach Pendant との関係・Python API ・CBシリーズとe-Seriesの違い

について説明する。

13.1 Freedriveとは

通常、URロボットは

Motor

↓

位置制御

↓

位置保持

となっている。

そのため、人が押してもほとんど動かない。

Freedriveでは

Motor

↓

重力補償

↓

外力追従

へ制御モードが切り替わる。

その結果、

人が軽い力でロボットを動かせるようになる。

13.2 ティーチングとの関係

Freedrive は

ティーチング

そのものである。

一般的な流れ

Freedrive開始

↓

手でロボットを動かす

↓

目的位置

↓

現在位置取得

↓

教示点保存

となる。

13.3 Teach PendantでのFreedrive

Teach Pendantでは

Freedrive ボタン

または

画面上の Freedrive 機能

から開始する。

開始すると

ロボットを直接動かせる。

終了すると通常制御へ戻る。

13.4 Pythonから開始

ur_rtdeでは

rtde_c.teachMode()

またはバージョンによっては

rtde_c.freedriveMode()

を利用する。

内部的には

Freedrive状態

へControllerを切り替える。

13.5 終了

終了は

rtde_c.endTeachMode()

または

rtde_c.endFreedriveMode()

を利用する。

終了後は

moveJ

moveL

など通常制御へ戻る。

13.6 位置取得

Freedrive中でも

pose = rtde_r.getActualTCPPose()

や

q = rtde_r.getActualQ()

は利用できる。

そのため

手で動かす

↓

現在位置取得

↓

保存

という教示が可能である。

13.7 教示プログラム例

teachMode()

↓

ユーザーが手で動かす

↓

Enterキー

↓

getActualTCPPose()

↓

CSV保存

↓

endTeachMode()

非常に単純な構成で

ティーチングソフトウェアを作成できる。

13.8 COBOTTAとの違い

COBOTTAでは

TakeArm

↓

Motor ON

↓

Free Mode

という流れになる。

URでは

Teach Mode

を開始するだけで

同様の操作ができる。

考え方は非常によく似ている。

13.9 Payload設定

Freedriveでは

Payload設定

が重要である。

重量設定が誤っていると

・重い

・勝手に動く

・保持しづらい

などの現象が起きる。

13.10 Safety

Freedrive中も

安全監視

は継続される。

衝突や過負荷が発生すると

Protective Stop

になる。

13.11 Remote Controlとの関係

PythonからTeach Modeを開始する場合も

Remote Control

が有効である必要がある。

Remote Modeでなければ

開始できない場合がある。

13.12 e-Series

e-Seriesでは

Force Sensor

との組み合わせにより

より自然な操作感になる。

ティーチング用途では

e-Seriesの方が扱いやすい。

13.13 CBシリーズ

CBシリーズでも

Freedriveは利用できるが、

利用可能なAPIや操作方法が

e-Seriesと一部異なる。

使用するControllerの世代を確認すること。

13.14 典型的な利用例

Teach Mode開始

↓

P1へ移動

↓

保存

↓

P2へ移動

↓

保存

↓

P3へ移動

↓

保存

↓

Teach Mode終了

このようにして

ティーチングポイントを作成する。

13.15 Pythonサンプル

rtde_c.teachMode()

input("Move robot and press Enter")

pose = rtde_r.getActualTCPPose()

print(pose)

rtde_c.endTeachMode()

最小構成の教示プログラムである。

13.16 ur_ctrl.pyでの実装

高レベルAPIとして

enter_freedrive()

leave_freedrive()

または

teach_start()

teach_stop()

を提供すると利用しやすい。

さらに

get_current_pose()

を組み合わせることで

Teach Pendantを使わずに

Pythonだけでティーチングツールを構築できる。

まとめ

Freedrive Mode は、

人が直接ロボットを動かすための制御モードである。

ティーチング用途では最も重要な機能の一つであり、

Pythonから

・Teach Mode開始

・現在位置取得

・Teach Mode終了

を組み合わせることで、

独自のティーチングソフトウェアを容易に作成できる。

次章では TCP・Base・Tool・Feature などの座標系について説明する。