2016/05/27:Real-time Impedance Control on NEXTAGE Open Dual-arm Robot Using Dynpick F/T Sensor双腕ロボット NEXTAGE Open での実時間 impedance 制御が Dynpick F/T センサにも対応


カワダロボティクス社製の双腕ロボット NEXTAGE Open (/ Hironx) の力センサを用いた実時間制御は以前のブログ記事でお伝えしました.当時の例で用いていた JR3 力センサは日本国内では販売が終了 (*1) していますが,今回日本国産,ワコーテック社の Dynpick センサに対応しました.



Dynpick 小型静電容量型6軸力覚センサ (画像元)

動画がまだありません,すみません!挙動自体は JR3 のものと同様なので,上記記事中のものと同じ動画でイメージを掴んでいただけるとこれ幸いです.



例によって,必要なソースコードはすべて公開しております ([1], [2]).

実装上の留意点が幾つかあります:

  • 現状では wdf-6m200-3 (廃番,USB-Serial 接続) にのみ対応しています.同社の新型製品 (USB-Serial ではない) ではドライバの都合でそのままでは本機能はおそらくつかえません.
  • 本機能の適用には QNX ライセンスに基づいたコントローラボックス上のソフトウェアの改変が必要なのと,ノウハウが必要なのとで,適用方法は公開しておりません.

FAQs:

  • Q: F/T センサを追加で装着しても,装着前に使っていたグリッパは使えますか? A: はい,問題ありません.気をつけるべきは,キネマティクスが変わるのでロボットの3次元モデルをセンサを含めるよう更新が必要となります.また,センサ装着,グリッパの再装着等の据付作業はお客様御自身で行って頂くこととなります.
  • Q: 配線変更やケーブル追加,その他電子機器の追加設置は必要になりますか? A: はい,F/T センサとその出力をを処理するコンピュータとの通信のために必要です. なお本ページ中で取り上げている JR3・Dynpick は USB/RS232C を使います.
  • Q: F/T センサを Ubuntu に接続してインピーダンス制御機能を利用できますか? A: Dynpick の場合,はい,ただし得られる結果は要件により異なります.Dynpick には ROS で使える Ubuntu 用デバイスドライバパッケージが無償入手でき,デバイスを繋げばすぐ使いはじめることが出来るのですが,Ubuntu は基本的にはリアルタイム性を担保しないため,やや限定的となります.本ページでご紹介しているのは F/T センサを QNX に接続し,そのリアルタイム機能を活かす方法です.インストール方法が複雑となります.
  • Q: インピーダンス制御機能の導入費用は? A: TORK サポート窓口までお問合せ下さい.

なお本件に関わるソースコードの公開は,株式会社豊田中央研究所様の御厚意により実現しています.

*1 米国メーカ JR3 Inc. は今日現在存続しています.連絡したら返信も返ってきました.


Earlier this year we mentioned that for Kawada’s industrial dual-arm robot NEXTAGE Open (/ Hironx), a force-torque sensor “JR3” can be integrated into its real-time control loop. Now that then-sales agency discontinued import so that JR3 becomes not easily available for Japanese users, another sensor support has been desired. Recently we’ve added Wacohtech’s Dynpick to the lineup.



“Dynpick” Miniature capacitive 6-axis force sensor (image source)

Fresh out of the lab, we haven’t shot any video of the robot with this! For now you can get an idea from the same video that uses JR3.



We believe the best practical approach to sustainably develop software is to make it opensouce. So did we put them online as usual ([1], [2]).

To implement the necessary changes, a few thiings to be noted:

  • Currently only the product wdf-6m200-3 is tested (discontinued,USB-Serial), and other newer type of Dynpick products shouldn’t work as it is, since some tweaks are most likely needed for them to work on QNX.
  • Because the work requires modification on the software on ControllerBox (QNX), we have no plan so far to write publicly about how to apply the change.

FAQs:

  • Q: Can the same gripper be used after F/T sensor attached? A: Yes, no problem. Robot’s kinematics changes, however, so updating robot’s 3D model will be necessary. Attaching the F/T sensor and re-attach the gripper is your responsibility.
  • Q: Is adding/changing cabling or electronics to provide communication between sensor and the robot necessary? A: Yes, for the communication between the F/T sensors and the computer. JR3 and Dynpick are USB/RS232C.
  • Q: Can the F/T sensor be connected to Ubuntu for impedance controller feature? A: Depending on the requirement of your application. Dynpick has a device driver package for ROS that works on Ubuntu This works out-of-the-box, but Ubuntu is not a real-time OS perse by default. The solution explained on this page is to connect the sensor to QNX to take advantage of its real-time capability. Installation isn’t easy as mentioned earlier.
  • Q: How much is the cost to activate the impedance control? A: Please contact us.

The opensource contribution of this project was realized thanks to Toyota Central R&D Labs., Inc..