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EP2788151A1 - Procede de pilotage d'un robot et systeme de pilotage mettant en oeuvre un tel procede - Google Patents

Procede de pilotage d'un robot et systeme de pilotage mettant en oeuvre un tel procede

Info

Publication number
EP2788151A1
EP2788151A1 EP12809665.8A EP12809665A EP2788151A1 EP 2788151 A1 EP2788151 A1 EP 2788151A1 EP 12809665 A EP12809665 A EP 12809665A EP 2788151 A1 EP2788151 A1 EP 2788151A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
robot
control means
control
attitude
forces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12809665.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Julie DUMORA
Franck Geffard
Xavier Lamy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Publication of EP2788151A1 publication Critical patent/EP2788151A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633—Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1687—Assembly, peg and hole, palletising, straight line, weaving pattern movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B25J17/0208—Compliance devices
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36429—Power assisted positioning
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39439—Joystick, handle, lever controls manipulator directly, manually by operator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/02—Arm motion controller
    • Y10S901/09—Closed loop, sensor feedback controls arm movement
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/46—Sensing device

Definitions

  • the present invention relates to a control method of a robot, and a control system implementing such a method.
  • the robot is driven by a human operator by control means.
  • the present invention applies in particular to the control of industrial robots dedicated to the displacement and positioning of heavy and bulky loads.
  • Industrial robots make it possible to move an object in space, according to a certain number of degrees of freedom of the latter. Such robots move parts, typically too heavy or too cumbersome to be moved by a human operator, for example in manufacturing lines. Such robots can also ensure the precise positioning of these parts, for example to ensure assembly operations. Not all tasks performed by industrial robots can be fully automated, some of them require a human operator to manage them.
  • an industrial robot is a system comprising a plurality of joints, like a human arm. It may be in the form of a manipulator arm, equipped at one end with a gripping member capable of grasping the part.
  • the part can be oriented spatially by the robot, for example in rotation along three axes, and in translation along the three aforementioned axes; in any case the combined movements of the elements constituting the robot must allow a manipulation of the room to move and orient it in space.
  • remote operation an operator is allowed to control the robot remotely, via an so-called indirect interaction.
  • the robot can be controlled by means of a control device traditionally presented as a control box provided with a plurality of push buttons allowing the engagement of different moving actions.
  • the control unit then allows the movement of the gripping member of the robot, the pressure on a button being for example associated with a movement according to one of the six degrees of freedom, in a given direction.
  • a disadvantage of this technique is that a control box does not allow the operator to feel the efforts applied by the robot and the environment on the manipulated part, such feedback may be essential to lead to some tasks, such as assembly tasks for example.
  • Another disadvantage of this technique is that it makes it possible to control the movement of the workpiece only in reference marks linked to the robot, more specifically to the gripping member of the latter, or to one of the articulations of the manipulator arm, for example .
  • the operator is interested in the manipulation of the part itself, rather than in the control of the robot itself: it may be preferable for it to be able to control the movement of the part in various references related to the part , for example.
  • a tele-operation technique may be useful for bringing the robot into a particular configuration in space, but it is not very suitable for the precise manipulation of a part, the required precision being for example even greater when contacts of the room with its environment are necessary.
  • control device is not in the form of a housing equipped with buttons, but rather in the form of a member that can be designated "arm-master", for example a control lever or " joystick "according to the English name, can be moved in space by the operator, and causing the movement of the robot, then called” slave ".
  • the control lever can be animated movements controlled by a dedicated controller, to restore a feedback effort noticeable by the user.
  • this technique allows the operator to feel the forces applied to the robot contributes to a more valuable assistance thereof, especially when performing tasks in which the room manipulated comes into contact with external elements. According to this technique, it is made possible for the operator to choose markers in which the robot must be controlled to perform particular tasks; even, it is possible for the operator to specify tasks that must be performed by the robot.
  • a disadvantage of this technique is that it requires the operator to specify the marks or tasks, when the latter wishes, for example, to manipulate the part in other marks than that of the robot, which can be tedious, and particularly impractical in handling a room.
  • Another disadvantage of the two aforementioned techniques is relative to the point of view of the scene by the operator: the latter must indeed remain at a given place, and is not free to choose his point of view of the scene, unless to use video camera systems, for example, that is to say at the cost of additional constraints in terms of the number of sensors used, as well as constraints related to the positioning of these sensors, in particular so as to avoid possible occlusions.
  • control systems by which the operator can interact directly with the robot, for example by means of a control handle fixed at the level of the gripping member of the robot, and allowing the operator to put it in motion. In this way the piece can be manipulated according to its six degrees of freedom, the weight of the piece can be strictly compensated.
  • a control handle attached to one end of the robot arm. It may not only be essential for the operator to enter a particular location of the room to manipulate it in a certain way, but still the fixed handle on the robot may become unreachable by the operator when the robot must seize only a large piece.
  • control systems have been designed, allowing an operator to interact with a workpiece through the workpiece itself, by a control member. remote robot and allowing direct interaction with the room, located at one end of the room.
  • a control system is described in the Japanese patent application published under the reference JP 2008/2131 19.
  • a remote handle of the robot can be arranged at a predetermined location of a frame supporting the workpiece to be handled. .
  • a disadvantage of this control system is related to the fact that the part can be controlled only in the robot or handle reference, fixed relative to the control system, by forcing the orientation and the position of the mark of the handle by compared to the robot to be predetermined and known during the implementation and adjustment of the robot control, and to remain fixed thereafter.
  • the gripping position can not always be adapted to the manipulation of the part: for example, if it is necessary to return the part, the handle can be found under the part when this one is returned , making handling difficult.
  • the gripping position may also be unsuitable, if it is for example necessary to assemble the part with another part, the handle may be an obstacle to assembly in certain configurations.
  • Another disadvantage of systems in which the forces applied by the human operator are applied at a distance from the robot is related to the fact that the forces applied by the operator to the point of seizure of the part are different from the forces felt by the organ grasping the robot, may involve ambiguities between different movements, for example rotation and translation.
  • the force felt at the level of the gripping member of the robot is similar to a torque, that the operator wishes to rotate the part around the effector of the robot, or that it wants to translate.
  • An object of the present invention is to overcome at least the aforementioned drawbacks, by proposing a method and a robot control system enabling an operator to manipulate a part intuitively with precision, according to the six degrees of the piece, by a interaction direct physics with the room, being able to handle the room easily, whatever the configuration of it.
  • An advantage of the invention is that a method or a control system according to one of the described embodiments makes it possible to adapt the control in force or in force-position of the robot according to its environment and the control of the operator, the latter being free to choose the manipulation mark in real time, intuitively, and can simultaneously interact physically with the room, the robot and the environment.
  • Another advantage of the invention is that a method or a control system according to one of the described embodiments allows simple handling, not requiring training for the operator.
  • Another advantage of the invention is that a method or a control system according to one of the embodiments described can be derived from an existing robot control system, with the addition of a reduced number of devices. inexpensive and compact.
  • Another advantage of the invention is that a method or a control system according to one of the described embodiments makes it possible to solve possible ambiguities between translation and rotation movements.
  • Another advantage of the invention is that a method or a control system according to one of the described embodiments makes it possible to apply virtual guides determined according to the forces applied by the operator on the control and control means. the position of these control means, thus conferring additional assistance to the operator.
  • Another advantage of the invention is that a method or a control system according to one of the described embodiments is robust with respect to possible occultations, as well as to possible variations in brightness, and requires no positioning. preliminary sensors. Occultations and variations in brightness can in particular affect the proper functioning of control systems in which are implemented means for locating the handle based on optical sensors, for example cameras, or acoustic sensors, the latter being for example also sensitive to occultations.
  • a control system according to one of the embodiments described is also robust vis-à-vis parasitic magnetic fields and objects with high magnetic permeability present in the environment, which can adversely affect the functioning of control systems in which are implemented means for locating the handle based on magnetic field sensors.
  • a control system is also robust vis-à-vis the walls present in the environment, these walls may adversely affect the functioning of control systems in which are implemented means of location of the radiofrequency handle, for which there are problems of multiple paths or "multipath" of radio waves which are reflected.
  • a control system is also robust with respect to the drifts of the position and the orientation to be determined which may occur in control systems in which means are implemented. locating the handle based on inertial sensors and integration of their measurements.
  • the object of the invention is, in a first embodiment, a method of controlling a robot comprising at least one articulation and at least one gripping member capable of moving a workpiece in space, the robot being controlled by control means, the method comprising a sequence of at least the following steps:
  • a step of positioning control means on the part is a step of positioning control means on the part
  • ⁇ A step of determining the position and attitude control means from efforts measures applied to the control means defining a first force torsor, and corresponding forces at the body grasping the robot, defining a second torsor of forces, ⁇ a step of determining control instructions of the robot in force or force-position from the measurements of forces on the control means applied to move the workpiece and the position and the attitude determined during the determination step, a control step during which the determined instructions are sent to the robot.
  • the determination of the position and the attitude of the control means can be achieved by minimizing the error between the measurement of one of the two torsors of said first torsor of efforts and said second torsor of effort, and of this same torsor reconstructed from the measurement of the other of these two torsors, by means of the Varignon relation.
  • the determination of the position and the attitude of the control means can be achieved by an on-line processing of the torsors of forces resulting from the measurements of forces, by means of a recursive algorithm.
  • said recursive algorithm may be an unscented Kalman filter.
  • the determination of the position and the attitude of the control means can be carried out by an offline processing of the torsors of forces resulting from the measurements of forces, on the basis of a recording of the corresponding data over a given period, by means of an optimization algorithm.
  • said optimization algorithm can be based on the Nelder Mead method.
  • control method may furthermore comprise a step of verifying the attachment of the control means to the piece produced as a result of the positioning step.
  • control method may further comprise a location verification step determining the consistency of the position and the determined attitude of the control means by comparing a level of confidence associated with the values. estimated determined by the recursive algorithm with a predetermined level.
  • control method may further comprise a location verification step determining the consistency of the position and the determined attitude of the control means by comparing a level of confidence associated with the values. estimated determined by offline processing with a predetermined level.
  • control method may further comprise a location verification step determining the consistency of the position and the determined attitude of the control means by comparing the determined position and attitude.
  • a location verification step determining the consistency of the position and the determined attitude of the control means by comparing the determined position and attitude.
  • the setpoint determination step may be substituted by a substitution determination step, in which a determination of the control instructions of the robot is made solely from the measurements of forces. and / or positions made at the gripping member of the robot, or at least one articulation of the robot, if the attachment of the control means to the workpiece is inappropriate.
  • the step of determining instructions can be substituted by a substitution determination step, during which a determination of the control instructions of the robot is made solely from the measurements of efforts. and / or positions performed at the gripping member of the robot, if the determined position or attitude of the control means is inconsistent.
  • the present invention also relates to a control system for a robot comprising at least one articulation and a gripping member adapted to move a room in space, the control system comprising:
  • Control means adapted to be fixed to the workpiece and comprising means for measuring forces applied to the control means, collecting means configured to collect the measurements of forces made by the force measuring means applied at the level of the gripping member of the robot, and on the control means,
  • a controller configured to implement the collection means, the controller being further configured to implement a control method according to the first embodiment mentioned above.
  • control means may comprise reversible fixing means.
  • control system may further comprise means for monitoring the control means, configured to detect the detachment of the control means of the workpiece, the controller being configured to implement a method according to the seventh embodiment mentioned above.
  • control means may be formed by at least one handle comprising a support and a handle, the support being intended to be fixed to the workpiece by the fixing means.
  • control means may be formed by at least one glove.
  • FIG. 1 a profile view illustrating a control system, according to a embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a sectional view schematically illustrating the structure of a handle forming a control means, according to one embodiment of the invention
  • FIG. 3 a logic diagram showing a method for controlling a robot, according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a robot 1, comprising, for example, a manipulator arm 11 at the end of which is disposed a force sensor, for example along six axes of freedom, the sensor then being called a "six-axis sensor", not shown in FIG. .
  • a gripping member 13 is disposed at the end portion of the manipulator arm 11.
  • the gripping member 13 grasps a part 15 to handle. Piloting means, formed by a handle 100 in the example illustrated by the figure, can be fixed to the part 15.
  • the handle 100 can be grasped by an operator, not shown in the figure, and can at the will of the operator. here, be placed at a desired place on the part 15.
  • the handle 100 may in particular comprise fixing means making it possible to fix the workpiece so that the workpiece is held in place in spite of forces exerted on it during the handling of the part 15, that is to say during the control of the robot 1, and it can be easily removed to be disposed of elsewhere. Examples of fixing means are explained below with reference to FIG.
  • the part 15 to be handled is substantially flat in shape, like a board, but it is understood that the present invention allows the handling of parts of various shapes, even complex.
  • the operator can for example print to the piece 15, through the handle 100, movement movements as it would apply directly to the part, the role of the robot being typically d remove the feeling of the weight of the part for the operator.
  • the operator can arrange the handle 100 at the most advantageous location on the surface of the part 15 to be handled.
  • Any movement of the handle 100 may require a prior phase, in which, for example, the operator must exert efforts in different directions.
  • An offline estimation or identification algorithm for example, can then be used to determine the position and orientation of the handle 100, or the plurality of handles.
  • a controller 1 10 can deliver control instructions to the robot 1, and implement servocontrol algorithms based on input data including sensors included in the control means, as well as in the robot 1 as explained below. In a more general manner, the controller 1 10 can implement a control method according to one of the embodiments of the invention.
  • a control system according to the present invention may furthermore comprise means for collecting the data introduced above from the sensors, these collection means being able for example to be included in the controller 110.
  • the control system may comprise different sensors capable of collecting measurements of the forces applied at the gripping member of the robot.
  • sensors are usually added in irreversible or little reversible robots, widely represented in the range of industrial robots, brought to evolve and be in contact with their environment, including with the operator.
  • the force sensor may for example be a multiaxis sensor located at the gripping member of the robot. It is also possible to have sensors at the joints of the robot, for example torque sensors, the measurements made by these sensors can then be used to obtain the measurements of forces at the level of the organ. grasping the robot. Also, measurements of forces can be obtained from measurements of feed currents of the motors of the joints of the robot.
  • the control means that is to say the handle 100 in the example illustrated by the figure, comprise means for carrying out force measurements applied thereto.
  • a handle 100 may comprise a gripping element 101 that can be grasped by the hand of an operator, and a support 103.
  • the handle 100 also comprises a force sensor 105 for capturing the forces along the six axes, and to return effort signals representative of these.
  • the base of the support 103 may comprise fixing means 109.
  • the fixing means 109 must allow attachment of the handle 100 to the part to be handled sufficiently robust to the movements printed by the operator, but allowing the latter to remove the handle 100 easily, to place it at his discretion in another place of the room.
  • the fastening means 109 can thus be described as "reversible”.
  • the fastening means 109 may be formed by self-gripping strips, the surface of the workpiece being able to be treated so as to allow such strips to be fastened.
  • the fixing means 109 may be formed by a permanent magnet, or by an electromagnet.
  • the fastening means 109 may also be formed by a suction cup, or by a suction system operated by a pump.
  • the fastening means 109 may also be formed by an adhesive tape.
  • the force sensor 105 is disposed in the support 103 and is a six-axis force sensor.
  • the handle 100 may comprise additional measuring means 107.
  • the additional measurement means 107 may for example comprise at least one 3D accelerometer and / or one or more 3D gyrometers.
  • the additional measurement means 107 may for example be formed by an inertial unit.
  • At least one 3D accelerometer can for example be used to determine the acceleration related to Earth's gravity, when the handle is in a static position, this information can improve the determination of the orientation of the handle.
  • the additional measurement means 107 can make it possible, by means of calculation means implementing for example a filter such as a Kalman filter, to estimate the position and the attitude of the handle 100, so that by for example, to confirm the determination made by the estimation or identification algorithm described below, or to define an appropriate initialization point of the estimation or identification algorithm so that it converges more rapidly, as described in detail below.
  • the operator can grab a handle or even two handles such as the handle 100, by their gripping elements 101 and have the handle or handles 100 where it desires on the surface of the workpiece.
  • the force sensor 105 then makes it possible to measure the forces applied by the operator to the handles 100.
  • a torsor of forces can then be determined, in the reference of the sensor of the handle 100.
  • the determination of the torsor of forces can be performed in a dedicated calculation module, for example implemented in the controller 1 10, described above with reference to Figure 1.
  • the position and the attitude of the handle 100 from the relation between the torsors of reduced forces at the handle 100 and at the effector of the robot. .
  • the relation between the torsors of reduced forces at the level of the handle 100 and at the effector of the robot depends solely on the relative position of their respective reduction centers and the respective orientations of their own landmarks.
  • y X z is a variable X expressed in a coordinate y at a point z reduction
  • the force torsor consisting, f being the force vector in three dimensions, and m the moment vector following three dimensions, r denoting the effector of the robot and p the handle, RP designating the vector describing the position of the handle relative to the effector of the robot in the reference robot, R and q respectively designating the rotation matrix and the quaternion representing the orientation of the handle relative to the effector of the robot.
  • the operator applies in a prior phase efforts on the handle in given directions, so as to allow a determination of the position and the attitude of the handle , as this is introduced previously.
  • the efforts to be applied by the operator in the preliminary phase can for example be similar to the efforts that it would apply if he wanted to ensure that the handle is properly fixed.
  • the controller 1 10 may also be configured to implement a control method of the robot as described below. An example of a method for controlling the robot is described below with reference to FIG.
  • a positioning step 301 the human operator positions the handle at a given location in the part to be manipulated.
  • the positioning step 301 may advantageously be followed by a verification step 302 of the fixing means, during which it can be verified that the handle is suitably fixed.
  • Monitoring means 3020 of the control means can deliver information representative of the good fixing of the handle. Examples of monitoring means 3020 are described below. If it is determined during the verification step 302 that the control means are not set appropriately, then the control system can for example be put in a so-called "degraded" mode 3021, in which the determination of the robot control instructions is made only from the information provided by the sensors on the robot. Alternatively, if it is determined during the verification step 302 that the control means are not set appropriately, the control system can for example be put in a security mode in which all the degrees of freedom of the robot are blocked.
  • the verification step 302, or the positioning step 301 if no verification step is envisaged, is followed by a step 303 for determining the position and the attitude of the control means.
  • An estimation or identification algorithm may be implemented during the determination step 303, making it possible to determine the position and the orientation of the control means relative to the effector of the robot.
  • the position and orientation or attitude are initialized.
  • the initial position and attitude may be chosen arbitrarily, for example they may be chosen identical to the position and the attitude of the effector of the robot when the control means are fixed for the first time on the part to be manipulated.
  • the initialization can be performed on the basis of the position and the attitude of the control means estimated at the end of the previous movement thereof.
  • the initialization can be carried out more finely, for example if additional means such as a 3D accelerometer or an inertial unit in the control means are available.
  • the initialization can for example be made from the prior knowledge of the acceleration related to the Earth's gravity when an accelerometer is available, and / or from an estimate of position and attitude taken from the data of the inertial unit and the implementation of an estimation filter, when these elements are available.
  • the estimation of the position and the attitude of the control means requires several measurements of the forces applied at the level of these, and the corresponding forces applied at the level of the effector of the robot. To this end, the operator applies various efforts on the control means, for example as the efforts it would apply on them to verify that they are properly fixed, as described above.
  • the estimation of the position and the attitude of the control means can be achieved by minimizing the error, or the square of the error:
  • the position and the attitude between the control means and the effector of the robot are then determined when the error is minimal.
  • the position and the determined attitude correspond to the couple of their values allowing to obtain the smallest error.
  • the estimation of the position and the attitude of the control means can be achieved by online processing and exploitation of the data, via a recursive algorithm, in which the estimation of the current state vector requires the knowledge of the previous state and current measurements.
  • a Kalman filter can be used. More particularly, an unscented type Kalman filter, commonly referred to as "Unscented Kalman Filter” or the corresponding acronym “UKF” can be used.
  • the estimation of the position and the attitude of the control means can be performed by offline data processing, by recording all the data over a given period and then using an optimization algorithm using the method of Nelder Mead for example.
  • a step of determining the control instructions 305 of the robot can be performed.
  • the determined positions and attitudes allow control in force or force-position of the robot from at least effort measurements at the level of the control means.
  • a location verification step 304 can be performed after the determination step 303 and before the step of determining the instructions 305.
  • additional means 3040 such as a 3D accelerometer or an inertial unit are included in the control means, a consistency check between the estimates provided by these additional means can be realized.
  • the control system can for example be put in a mode called "degraded", and the determination position and attitude can then be performed during a substitution determination step 3021, in which the determination of the control instructions of the robot is performed only from the information provided by the sensors present on the robot.
  • the control system may for example be put in a safety mode in which all the degrees of freedom of the robot are blocked, or in which only the degrees of freedom corresponding to those for which the additional means allow the diagnosis of an inconsistency are blocked.
  • a consistency check can also be performed at the location verification step 304, by an assessment of the level of confidence associated with the estimated values. If this level of confidence is below a determined threshold, then the control system can be put in the degraded mode or in a security mode in which all the degrees of freedom of the robot are blocked.
  • the step of determining the instructions 305 is followed by a control step 307 during which the instructions are sent to the robot.
  • the position and the attitude of the control means by applying the aforementioned Varignon relation and its derivative respectively to the angular velocities and accelerations measured by the inertial unit and by acceleration and angular velocity sensors.
  • the latter data can also be obtained from the robot position data provided by position sensors disposed on the robot.
  • the position and the attitude of the control means can then be estimated in a manner similar to the principle applied to force torsors described above, that is to say by minimizing the error, or the square of the error :
  • the error can be minimized by means similar to the means presented above in relation to the torsors of forces.
  • the inertial unit is used according to a method having the advantage of not requiring integration of measurements, and thus not to induce drifts.
  • the estimation algorithm and the various steps mentioned above can be implemented in the controller 110 or by dedicated means.
  • the torsor of the forces applied to the control means can be exploited to detect an intention of the operator, and trigger according to this intention a control of the robot so that the trajectory of the latter is constrained.
  • an intention to displacement in translation can be detected, and the robot can then be controlled in translation, without taking into account involuntary movements of the operator that could deflect the part of its translational movement.
  • the piece is moved according to virtual guides.
  • the principle of virtual guides is enabled by a method or a system according to the present invention, and allows to provide additional assistance to the gesture of the operator, the latter can specify on-line recourse to such assistance, thanks to the positioning control means and efforts applied to them.
  • the choice of the virtual guide can be determined according to the directions and direction of the forces applied by the operator on the handle, the combination of these forces as well as the position where they are applied. For example if the operator wants the piece to rotate around the handle, it will apply only a couple around the axis around which it wishes to rotate the object, and all other efforts will be zero. In such a case, it is possible to determine that the robot must describe a circle around the axis of the applied torque with center of the handle position, the direction - or sign - of the couple giving the direction in which the circle must to be described by the robot. When virtual guides are used, the robot can be controlled in force-position.
  • the handle 100 may advantageously comprise means for monitoring the control means, configured to detect the detachment of the handle 100 from the room.
  • the monitoring means of the control means may for example be formed by a movable appendage mounted on a spring, and disposed in the center of the base of the support 103, that is to say at the level of the fastening means 109. It is it is also possible to form the means for monitoring the control means simply by determining the position of the handle: if the position of the handle 100 is determined at a distance greater than a determined threshold value, it is possible to conclude. that the handle was not held fixed and slid, for example.
  • control means may be formed by a glove or a pair of gloves to allow further manipulation for the operator.
  • a glove may for example comprise a plurality of pressure sensors, and advantageously at least one additional sensor for determining the orientation of the hand.
  • the glove may further comprise multiaxis force sensors.

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Abstract

Procédé de pilotage pour un robot par un opérateur, à l'aide de moyens de pilotage pouvant être disposés à volonté à différents endroits d'une pièce à manipuler, le procédé comprenant au moins une étape de détermination (303) de la position et de l'attitude des moyens de pilotage à partir de mesures d'efforts appliqués sur les moyens de pilotage définissant un premier torseur d'efforts, et d'efforts correspondants par exemple au niveau de l'organe de préhension du robot, une étape de détermination de consignes (305) de contrôle du robot (1) en effort ou en force/position à partir au moins des mesures d'efforts sur les moyens de pilotage appliqués pour déplacer la pièce (15) et de la position et de l'attitude déterminées lors de l'étape de détermination (303), une étape de contrôle (307) lors de laquelle les consignes déterminées sont émises à destination du robot (1). L'invention a également pour objet un système de pilotage mettant en oeuvre un tel procédé.

Description

PROCEDE DE PILOTAGE D'UN ROBOT ET SYSTEME DE PILOTAGE METTANT EN ŒUVRE UN TEL PROCEDE
La présente invention concerne un procédé de pilotage d'un robot, ainsi qu'un système de pilotage mettant en œuvre un tel procédé. Selon la présente invention, le robot est piloté par un opérateur humain par des moyens de pilotage. La présente invention s'applique notamment au pilotage de robots industriels dédiés au déplacement et au positionnement de charges lourdes et encombrantes.
Des robots industriels permettent de déplacer un objet dans l'espace, suivant un certain nombre de degrés de liberté de ce dernier. De tels robots assurent le déplacement de pièces, typiquement trop lourdes ou trop encombrantes pour pouvoir être déplacées par un opérateur humain, par exemple dans des lignes de fabrication. De tels robots peuvent également assurer le positionnement précis de ces pièces, par exemple pour assurer des opérations de montage. Toutes les tâches réalisées par des robots industriels ne pouvant être entièrement automatisées, certaines d'entre elles requièrent qu'un opérateur humain assure leur pilotage. D'une manière typique, un robot industriel est un système comprenant une pluralité d'articulations, à l'instar d'un bras humain. Il peut se présenter sous la forme d'un bras manipulateur, équipé à une extrémité d'un organe de préhension apte à saisir la pièce. La pièce peut être orientée spatialement par le robot, par exemple en rotation selon trois axes, et en translation suivant les trois axes précités ; en tout état de cause les mouvements combinés des éléments constituant le robot doivent permettre une manipulation de la pièce permettant de déplacer et orienter celle-ci dans l'espace.
Différents systèmes de pilotage de tels robots existent. Selon une première technique communément désignée « télé-opération », il est permis à un opérateur de commander le robot à distance, via une interaction dite indirecte. D'une manière typique, le robot peut être piloté par le moyen d'un dispositif de commande se présentant traditionnellement comme un boîtier de commande pourvu d'une pluralité de boutons poussoirs permettant l'enclenchement de différentes actions de déplacement. Le boîtier de commande permet alors le déplacement de l'organe de préhension du robot, la pression sur un bouton étant par exemple associée à un mouvement selon l'un des six degrés de liberté, dans une direction donnée.
Un inconvénient de cette technique est qu'un boîtier de commande ne permet pas à l'opérateur de ressentir les efforts appliqués par le robot et l'environnement sur la pièce manipulée, un tel retour d'informations pouvant s'avérer essentiel pour mener à bien certaines tâches, telles que des tâches d'assemblage par exemple.
Un autre inconvénient de cette technique est qu'elle permet de piloter le mouvement de la pièce uniquement dans des repères liés au robot, plus précisément à l'organe de préhension de ce dernier, ou à l'une des articulations du bras manipulateur par exemple. Or l'opérateur est intéressé par la manipulation de la pièce elle-même, plutôt que dans le pilotage du robot en soi : il peut donc être préférable pour celui-ci de pouvoir commander le mouvement de la pièce dans divers repères liés à la pièce, par exemple. Ainsi, une technique de télé-opération peut être utile pour amener le robot dans une configuration particulière dans l'espace, mais elle est peu adaptée pour la manipulation précise d'une pièce, la précision demandée étant par exemple d'autant plus grande lorsque des contacts de la pièce avec son environnement sont nécessaires.
Une technique alternative connue, communément désignée « téléopération à retour d'effort assistée par ordinateur », permet de pallier en partie les inconvénients précités. Selon une telle technique, le dispositif de commande ne se présente pas sous la forme d'un boîtier équipé de boutons, mais plutôt sous la forme d'un organe pouvant être désigné « bras-maître », par exemple un levier de commande ou « joystick » suivant la dénomination anglaise, pouvant être déplacé dans l'espace par l'opérateur, et entraînant le mouvement du robot, alors dit « esclave ». Le levier de commande peut être animé de mouvements contrôlés par un contrôleur dédié, permettant de restituer un retour d'efforts perceptible par l'utilisateur. Un avantage procuré par cette technique est que celle-ci permet un pilotage plus intuitif du robot. En outre, le fait que cette technique permette à l'opérateur de ressentir les efforts appliqués sur le robot contribue à une assistance plus précieuse de celui-ci, notamment lors de la réalisation de tâches dans lesquelles la pièce manipulée vient au contact d'éléments extérieurs. Selon cette technique, il est rendu possible à l'opérateur de choisir des repères dans lesquels le robot doit être commandé pour effectuer des tâches particulières ; voire, il est possible pour l'opérateur de spécifier des tâches qui doivent être réalisées par le robot.
Un inconvénient de cette technique est qu'elle requiert que l'opérateur spécifie les repères ou les tâches, lorsque celui-ci souhaite par exemple manipuler la pièce dans d'autres repères que celui du robot, ce qui peut s'avérer fastidieux, et particulièrement peu pratique en cours de manipulation d'une pièce.
Un autre inconvénient des deux techniques précitées est relatif au point de vue de la scène par l'opérateur : ce dernier doit en effet demeurer à une place déterminée, et n'est pas libre de choisir son point de vue de la scène, à moins de recourir à des systèmes de caméras vidéo, par exemple, c'est-à-dire au prix de contraintes supplémentaires en terme de nombre de capteurs utilisés, ainsi que de contraintes liées au positionnement de ces capteurs, notamment de manière à éviter de possibles occultations.
Il peut ainsi être préférable que l'opérateur se tienne à proximité de la scène. Il existe des systèmes de pilotage connus grâce auxquels l'opérateur peut interagir directement avec le robot, par exemple par l'intermédiaire d'une poignée de commande fixée au niveau de l'organe de préhension du robot, et permettant à l'opérateur de mettre celui-ci en mouvement. De la sorte la pièce peut être manipulée suivant ses six degrés de liberté, le poids de la pièce pouvant être strictement compensé. Cependant, plus particulièrement lorsque l'opérateur doit manipuler avec précision une pièce de grandes dimensions, il peut lui être difficile de piloter le robot uniquement au moyen d'une poignée de commande fixée à une extrémité du bras du robot. Il peut non seulement s'avérer indispensable pour l'opérateur de saisir un emplacement particulier de la pièce pour pouvoir la manipuler d'une certaine façon, mais encore la poignée fixe sur le robot peut devenir inatteignable par l'opérateur lorsque le robot doit saisir seul une pièce de grandes dimensions.
Dans le but de résoudre ces inconvénients, des systèmes de pilotage ont été conçus, permettant à un opérateur d'interagir avec une pièce à manipuler par le biais de la pièce elle-même, par un organe de pilotage déporté du robot et permettant une interaction directe avec la pièce, situé à une extrémité de la pièce. Un tel système de pilotage est décrit dans la demande de brevet japonais publiée sous la référence JP 2008/2131 19. Dans ce système de pilotage, une poignée distante du robot peut être disposée à un endroit prédéterminé d'un cadre supportant la pièce à manipuler.
Un inconvénient de ce système de pilotage est lié au fait que la pièce peut être commandée uniquement dans le repère du robot ou de la poignée, fixe par rapport au système de pilotage, en obligeant l'orientation et la position du repère de la poignée par rapport au robot à être prédéterminées et connues lors de l'implémentation et du réglage de la commande du robot, et à rester fixe par la suite.
De plus, la position de saisie ne peut pas toujours être adaptée à la manipulation de la pièce : par exemple, s'il est nécessaire de retourner la pièce, la poignée peut se retrouver en-dessous de la pièce lorsque celle-ci est retournée, rendant la manipulation difficile. La position de saisie peut également s'avérer inadaptée, s'il est par exemple nécessaire d'assembler la pièce avec une autre pièce, la poignée pouvant faire obstacle à l'assemblage dans certaines configurations.
Un autre inconvénient de systèmes dans lesquels les efforts appliqués par l'opérateur humain sont appliqués à distance du robot, est lié au fait que les efforts appliqués par l'opérateur au point de saisie de la pièce sont différents des efforts ressentis par l'organe de préhension du robot, pouvant impliquer des ambiguïtés entre différents mouvements, par exemple de rotation et de translation. Par exemple, dans une configuration où l'opérateur et l'organe de préhension du robot saisissent chaque extrémité d'une pièce, par exemple une planche, l'effort ressenti au niveau de l'organe de préhension du robot s'assimile à un couple, que l'opérateur souhaite faire pivoter la pièce autour de l'effecteur du robot, ou bien que celui-ci souhaite la translater.
Un but de la présente invention est de pallier au moins les inconvénients précités, en proposant un procédé et un système de pilotage pour robot permettant à un opérateur de manipuler une pièce de manière intuitive avec précision, selon les six degrés de la pièce, par une interaction physique directe avec la pièce, en étant capable de manipuler la pièce aisément, quelle que soit la configuration de celle-ci.
Un avantage de l'invention est qu'un procédé ou un système de pilotage selon l'un des modes de réalisation décrits permet d'adapter la commande en effort ou en force-position du robot en fonction de son environnement et de la commande de l'opérateur, ce dernier étant libre de choisir le repère de manipulation en temps réel, de manière intuitive, et pouvant simultanément interagir physiquement avec la pièce, le robot et l'environnement.
Un autre avantage de l'invention est qu'un procédé ou un système de pilotage selon l'un des modes de réalisation décrits permet une manipulation simple, ne nécessitant pas un apprentissage pour l'opérateur.
Un autre avantage de l'invention est qu'un procédé ou un système de pilotage selon l'un des modes de réalisation décrits peut être dérivé d'un système de commande de robot existant, moyennant l'adjonction d'un nombre réduit de dispositifs peu coûteux et peu encombrants.
Un autre avantage de l'invention est qu'un procédé ou un système de pilotage selon l'un des modes de réalisation décrits permet de résoudre de possibles ambiguïtés entre des mouvements de translation et de rotation.
Un autre avantage de l'invention est qu'un procédé ou un système de pilotage selon l'un des modes de réalisation décrits permet d'appliquer des guides virtuels déterminés en fonction des efforts appliqués par l'opérateur sur les moyens de pilotage et de la position de ces moyens de pilotage, conférant ainsi une assistance supplémentaire à l'opérateur.
Un autre avantage de l'invention est qu'un procédé ou un système de pilotage selon l'un des modes de réalisation décrits est robuste par rapport à de possibles occultations, ainsi qu'à de possibles variations de luminosité, et ne requiert aucun positionnement préalable de capteurs. Les occultations et les variations de luminosité peuvent notamment nuire au bon fonctionnement de systèmes de pilotage dans lesquels sont mis en œuvre des moyens de localisation de la poignée se basant sur des capteurs optiques, par exemple des caméras, ou bien des capteurs acoustiques, ces derniers étant par exemple également sensibles aux occultations. Un système de pilotage selon l'un des modes de réalisation décrits est également robuste vis-à-vis de champs magnétiques parasites et d'objets à forte perméabilité magnétique présent dans l'environnement, pouvant nuire au bon fonctionnement de systèmes de pilotage dans lesquels sont mis en œuvre des moyens de localisation de la poignée se basant sur des capteurs de champ magnétique.
Un système de pilotage selon l'un des modes de réalisation décrits est également robuste vis-à-vis des parois présentes dans l'environnement, ces parois pouvant nuire au bon fonctionnement de systèmes de pilotage dans lesquels sont mis en œuvre des moyens de localisation de la poignée par radiofréquence, pour lequel se posent des problèmes de chemins multiples ou « multipath » des ondes radio qui se réfléchissent.
Un système de pilotage selon l'un des modes de réalisation décrits est également robuste vis-à-vis des dérives de la position et de l'orientation à déterminer susceptibles de se produire dans des systèmes de pilotage dans lesquels sont mis en œuvre des moyens de localisation de la poignée se basant sur des capteurs inertiels et d'intégration de leurs mesures.
A cet effet, l'invention a pour objet, dans un premier mode de réalisation, un procédé de pilotage d'un robot comprenant au moins une articulation et au moins un organe de préhension apte à déplacer une pièce dans l'espace, le robot étant piloté par des moyens de pilotage, le procédé comprenant un enchaînement d'au moins les étapes suivantes :
• une étape de positionnement de moyens de pilotage sur la pièce,
· une étape de détermination de la position et de l'attitude des moyens de pilotage à partir de mesures d'efforts appliqués sur les moyens de pilotage définissant un premier torseur d'efforts, et d'efforts correspondants au niveau de l'organe de préhension du robot, définissant un second torseur d'efforts, · une étape de détermination de consignes de contrôle du robot en effort ou force-position à partir des mesures d'efforts sur les moyens de pilotage appliqués pour déplacer la pièce et de la position et de l'attitude déterminées lors de l'étape de détermination, * une étape de contrôle lors de laquelle les consignes déterminées sont émises à destination du robot.
Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, la détermination de la position et de l'attitude des moyens de pilotage peut être réalisée en minimisant l'erreur entre la mesure de l'un des deux torseurs parmi ledit premier torseur d'efforts et ledit second torseur d'effort, et de ce même torseur reconstruit à partir de la mesure de l'autre de ces deux torseurs, au moyen de la relation de Varignon.
Dans un troisième mode de réalisation de l'invention, la détermination de la position et de l'attitude des moyens de pilotage peut être réalisée par un traitement en ligne des torseurs d'efforts issus des mesures d'efforts, au moyen d'un algorithme récursif.
Dans un quatrième mode de réalisation de l'invention, ledit algorithme récursif peut être un filtre de Kalman non parfumé.
Dans un cinquième mode de réalisation de l'invention, la détermination de la position et de l'attitude des moyens de pilotage peut être réalisée par un traitement hors ligne des torseurs d'efforts issus des mesures d'efforts, sur la base d'un enregistrement des données correspondantes sur une période déterminée, au moyen d'un algorithme d'optimisation.
Dans un sixième mode de réalisation de l'invention, ledit algorithme d'optimisation peut se baser sur la méthode de Nelder Mead.
Dans un septième mode de réalisation de l'invention, le procédé de pilotage peut comprendre en outre une étape de vérification de la fixation des moyens de pilotage à la pièce réalisée à la suite de l'étape de positionnement.
Dans un huitième mode de réalisation de l'invention, le procédé de pilotage peut comprendre en outre une étape de vérification de la localisation déterminant la cohérence de la position et l'attitude déterminées des moyens de pilotage en comparant un niveau de confiance associé aux valeurs estimées déterminé par l'algorithme récursif avec un niveau prédéterminé.
Dans un neuvième mode de réalisation de l'invention, le procédé de pilotage peut comprendre en outre une étape de vérification de la localisation déterminant la cohérence de la position et l'attitude déterminées des moyens de pilotage en comparant un niveau de confiance associé aux valeurs estimées déterminé par le traitement hors ligne avec un niveau prédéterminé.
Dans un dixième mode de réalisation de l'invention, le procédé de pilotage peut comprendre en outre une étape de vérification de la localisation déterminant la cohérence de la position et l'attitude déterminées des moyens de pilotage en comparant la position et l'attitude déterminées lors de l'étape de détermination des moyens de pilotage avec une position et une attitude des moyens de pilotage déterminées à partir d'un algorithme d'estimation ou d'identification sur la base au moins de mesures d'accélération et d'orientation ou de vitesse angulaire des moyens de pilotage (100) réalisées au moyen de capteurs appropriés.
Dans un onzième mode de réalisation de l'invention, l'étape de détermination de consignes peut être substituée par une étape de détermination de substitution, lors de laquelle une détermination des consignes de commande du robot est réalisée uniquement à partir des mesures d'efforts et/ou de positions réalisées au niveau de l'organe de préhension du robot, ou de ladite au moins une articulation du robot, si la fixation des moyens de pilotage à la pièce est inappropriée.
Dans un douzième mode de réalisation de l'invention, l'étape de détermination de consignes peut être substituée par une étape de détermination de substitution, lors de laquelle une détermination des consignes de commande du robot est réalisée uniquement à partir des mesures d'efforts et/ou de positions réalisées au niveau de l'organe de préhension du robot, si la position ou l'attitude déterminée des moyens de pilotage est incohérente.
La présente invention a également pour objet un système de pilotage pour un robot comprenant au moins une articulation et un organe de préhension apte à déplacer une pièce dans l'espace, le système de pilotage comprenant :
· des moyens de mesure d'efforts appliqués au niveau de l'organe de préhension du robot,
• des moyens de pilotage aptes à être fixés à la pièce et comprenant des moyens de mesure d'efforts appliqués sur les moyens de pilotage, * des moyens de recueil configurés pour recueillir les mesures d'efforts réalisées par les moyens de mesure d'efforts appliqués au niveau de l'organe de préhension du robot, et sur les moyens de pilotage,
· un contrôleur configuré pour mettre en œuvre les moyens de recueil, le contrôleur étant en outre configuré pour mettre en œuvre un procédé de pilotage selon le premier mode de réalisation susmentionné.
Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens de pilotage peuvent comprendre des moyens de fixation réversibles.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le système de pilotage peut comprendre en outre des moyens de surveillance des moyens de pilotage, configurés pour détecter le détachement des moyens de pilotage de la pièce, le contrôleur étant configuré pour mettre en œuvre un procédé de pilotage suivant le septième mode de réalisation susmentionné.
Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens de pilotage peuvent être formés par au moins une poignée comprenant un support et un manche, le support étant destiné à être fixé à la pièce par les moyens de fixation.
Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens de pilotage peuvent être formés par au moins un gant.
Il est proposé par la présente invention de déterminer le torseur d'efforts appliqués par l'opérateur sur les moyens de pilotage dans un repère lié au robot, afin de commander ce dernier. Le procédé ou le système de pilotage selon la présente invention permet aussi de déterminer précisément la position et l'attitude des moyens de pilotage, par exemple formés par une ou plusieurs poignées, utilisées pour exploiter les mesures d'efforts des moyens de pilotage pour déterminer les consignes de contrôle du robot. La ou les poignées peuvent ainsi à volonté être disposées sur la pièce à manipuler, et y être fixées par des moyens de fixation adéquats, ces derniers étant réversibles, c'est-à-dire permettant à un opérateur de facilement retirer la ou les poignées de la pièce, pour les disposer au besoin à un autre endroit sur la pièce. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, donnée à titre d'exemple, faite en regard des dessins annexés qui représentent : la figure 1 , une vue de profil illustrant un système de pilotage, selon un mode de réalisation de la présente invention ;
la figure 2, une vue en coupe illustrant de manière synoptique, la structure d'une poignée formant un moyen de pilotage, selon un mode de réalisation de l'invention ;
la figure 3, un logigramme présentant un procédé de pilotage d'un robot, selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 présente un robot 1 , comprenant par exemple un bras manipulateur 11 au bout duquel est disposé un capteur d'efforts, par exemple suivant six axes de liberté, le capteur étant alors dit « capteur six axes », non représenté sur la figure. Un organe de préhension 13 est disposé en partie terminale du bras manipulateur 1 1 . L'organe de préhension 13 saisit une pièce 15 à manipuler. Des moyens de pilotage, formés par une poignée 100 dans l'exemple illustré par la figure, peuvent être fixés à la pièce 15. La poignée 100 peut être saisie par un opérateur, non représenté sur la figure, et peut à la volonté de celui-ci, être disposée à un endroit souhaité sur la pièce 15.
Un exemple de structure de la poignée 100 est décrit ci-après en référence à la figure 2. La poignée 100 peut notamment comprendre des moyens de fixation permettant de fixer la pièce de manière à ce que celle-ci soit maintenue en place en dépit des efforts exercés sur celle-ci lors de la manipulation de la pièce 15, c'est-à-dire lors du pilotage du robot 1 , et qu'elle puisse être aisément retirée pour être disposée à un autre endroit. Des exemples de moyens de fixation sont explicités ci-après en référence à la figure 2.
Dans l'exemple illustré par la figure, la pièce 15 à manipuler est de forme essentiellement plane, à l'instar d'une planche, mais il est entendu que la présente invention permet la manipulation de pièces de formes diverses, même complexes. Une fois saisi de la poignée 100, l'opérateur peut par exemple imprimer à la pièce 15, par le biais de la poignée 100, des mouvements de déplacement tels qu'il les appliquerait directement sur la pièce, le rôle du robot étant typiquement d'ôter le ressenti du poids de la pièce pour l'opérateur. L'opérateur peut disposer la poignée 100 à l'endroit le plus avantageux sur la surface de la pièce 15 à manipuler.
Tout déplacement de la poignée 100 peut requérir une phase préalable, dans laquelle par exemple, l'opérateur doit exercer des efforts dans différentes directions. Un algorithme d'estimation ou d'identification hors ligne, par exemple, peut alors permettre de déterminer la position et l'orientation de la poignée 100, ou de la pluralité de poignées. Ces principes sont décrits en détails ci-après, en référence à la figure 3.
Un contrôleur 1 10 peut délivrer des consignes de commande à destination du robot 1 , et mettre en œuvre des algorithmes d'asservissement se fondant sur des données d'entrée provenant notamment des capteurs compris dans les moyens de pilotage, ainsi que dans le robot 1 , ainsi que cela est explicité ci-après. D'une manière plus générale, le contrôleur 1 10 peut mettre en œuvre une méthode de pilotage selon l'un des modes de réalisation de l'invention.
Un système de pilotage selon la présente invention peut en outre comprendre des moyens de recueil des données introduites ci-dessus issues des capteurs, ces moyens de recueil pouvant par exemple être compris dans le contrôleur 110.
Le système de pilotage peut comprendre différents capteurs aptes à recueillir des mesures des efforts appliqués au niveau de l'organe de préhension du robot. De tels capteurs sont usuellement ajoutés dans des robots irréversibles ou peu réversibles, largement représentés dans la gamme des robots industriels, amenés à évoluer et être en contact avec leur environnement, y compris avec l'opérateur.
Il est à noter que le capteur d'efforts peut par exemple être un capteur multiaxe situé au niveau de l'organe de préhension du robot. Il est également possible de disposer de capteurs au niveau des articulations du robot, par exemple des capteurs de couple, les mesures réalisées par ces capteurs peuvent alors permettre d'obtenir les mesures d'efforts au niveau de l'organe de préhension du robot. Egalement, des mesures d'efforts peuvent être obtenues à partir de mesures de courants d'alimentation des moteurs des articulations du robot.
Selon une spécificité de la présente invention, les moyens de pilotage, c'est-à-dire la poignée 100 dans l'exemple illustré par la figure, comprennent des moyens pour réaliser des mesures d'efforts appliqués sur ceux-ci. Des exemples de réalisation d'une poignée 100 pourvue de tels moyens sont décrits ci-après en référence à la figure 2. En référence à la figure 2, une poignée 100 peut comprendre un élément de saisie 101 pouvant être saisi par la main d'un opérateur, et un support 103. La poignée 100 comprend également un capteur d'efforts 105 permettant de capter les efforts selon les six axes, et de restituer des signaux d'efforts représentatifs de ceux-ci. La base du support 103 peut comprendre des moyens de fixation 109.
Les moyens de fixation 109 doivent permettre une fixation de la poignée 100 à la pièce à manipuler suffisamment robuste aux mouvements imprimés par l'opérateur, mais permettant à ce dernier de retirer la poignée 100 aisément, pour la placer à sa discrétion à un autre endroit de la pièce. Les moyens de fixation 109 peuvent ainsi être qualifiés de « réversibles ».
Par exemple, les moyens de fixation 109 peuvent être formés par des bandes auto-agrippantes, la surface de la pièce pouvant être traitée de manière à permettre une fixation de telles bandes.
Si la pièce à manipuler est réalisée dans un matériau ferromagnétique, les moyens de fixation 109 peuvent être formés par un aimant permanent, ou bien par un électro-aimant.
Les moyens de fixation 109 peuvent également être formés par une ventouse, ou bien par un système de succion opéré par une pompe.
Les moyens de fixation 109 peuvent encore être formés par une bande adhésive.
Dans l'exemple de mode de réalisation illustré par la figure 2, le capteur d'efforts 105 est disposé dans le support 103 et est un capteur d'efforts six axes. Avantageusement, la poignée 100 peut comprendre des moyens de mesure additionnels 107.
Les moyens de mesure additionnels 107 peuvent par exemple comprendre au moins un accéléromètre 3D et/ou un ou plusieurs gyromètres 3D. Les moyens de mesure additionnels 107 peuvent par exemple être formés par une centrale inertielle. Au moins un accéléromètre 3D peut par exemple servir à déterminer l'accélération liée à la gravité terrestre, lorsque la poignée est en position statique, cette information pouvant améliorer la détermination de l'orientation de la poignée. Egalement, les moyens de mesure additionnels 107 peuvent permettre, grâce à des moyens de calcul mettant par exemple en œuvre un filtre tel qu'un filtre de Kalman, d'estimer la position et l'attitude de la poignée 100, de manière à par exemple confirmer la détermination réalisée par l'algorithme d'estimation ou d'identification décrit ci-après, ou à définir un point d'initialisation approprié de l'algorithme d'estimation ou d'identification afin que celui-ci converge plus rapidement, ainsi que cela est décrit en détails ci- après.
En pratique, l'opérateur peut se saisir d'une poignée ou même de deux poignées telles que la poignée 100, par leurs éléments de saisie 101 et disposer la ou les poignées 100 où il le désire sur la surface de la pièce à manipuler. Le capteur d'efforts 105 permet alors une mesure des efforts appliqués par l'opérateur sur les poignées 100. Un torseur d'efforts peut alors être déterminé, dans le repère du capteur de la poignée 100. La détermination du torseur d'efforts peut être réalisée dans un module de calcul dédié, par exemple mis en œuvre dans le contrôleur 1 10, décrit précédemment en référence à la figure 1 .
Il est alors nécessaire de connaître la position, et l'orientation, ou attitude, de la poignée 100 pour exploiter le torseur d'efforts précité dans la détermination des consignes de contrôle du robot.
Selon une spécificité de la présente invention, il est proposé de déterminer la position et l'attitude de la poignée 100 à partir de la relation entre les torseurs d'efforts réduits au niveau de la poignée 100 et au niveau de l'effecteur du robot. En effet, suivant les hypothèses de la mécanique du solide, la relation entre les torseurs d'efforts réduits au niveau de la poignée 100 et au niveau de l'effecteur du robot dépend uniquement de la position relative de leurs centres de réduction respectifs et des orientations respectives de leurs repères propres.
Cette relation, correspondant à la relation de Varignon appliquée aux torseurs d'efforts peut être formulée par les relations suivantes :
pfP = qpfPq- dans lesquelles yXz désigne une variable X exprimée dans un repère y en un point de réduction z, le torseur d'efforts étant constitué par , f étant le vecteur force suivant trois dimensions, et m le vecteur moment suivant trois dimensions, r désignant l'effecteur du robot et p la poignée, RP désignant le vecteur décrivant la position de la poignée par rapport à l'effecteur du robot dans le repère du robot, R et q désignant respectivement la matrice de rotation et le quaternion représentant l'orientation de la poignée par rapport à l'effecteur du robot.
Dans l'exemple de mode de réalisation présenté ci-dessus, il est possible de déterminer le torseur d'efforts au niveau de l'organe de préhension du robot grâce au capteur d'efforts six axes.
En outre, il est possible de déterminer le torseur d'efforts au niveau de la poignée 100, à partir des données recueillies par le capteur d'efforts 105, qui peuvent être également transmises par des moyens appropriés aux moyens de recueil du contrôleur 1 10.
Dans l'exemple de mode de réalisation décrit ci-dessus, l'opérateur applique lors d'une phase préalable des efforts sur la poignée dans des directions données, de manière à permettre une détermination de la position et de l'attitude de la poignée, ainsi que cela est introduit précédemment. Les efforts à appliquer par l'opérateur dans le cadre de la phase préalable peuvent par exemple s'apparenter aux efforts que celui-ci appliquerait s'il souhaitait s'assurer que la poignée est correctement fixée.
Le contrôleur 1 10 peut par ailleurs être configuré pour mettre en œuvre un procédé de pilotage du robot tel que décrit ci-après. Un exemple de procédé de pilotage du robot est décrit ci-après en référence à la figure 3.
Lors d'une étape de positionnement 301 , l'opérateur humain positionne la poignée à un endroit donné de la pièce à manipuler. L'étape de positionnement 301 peut avantageusement être suivie par une étape de vérification 302 des moyens de fixation, lors de laquelle il peut être vérifié que la poignée est fixée de manière appropriée. Des moyens de surveillance 3020 des moyens de pilotage peuvent délivrer une information représentative de la bonne fixation de la poignée. Des exemples de moyens de surveillance 3020 sont décrits ci-après. S'il est déterminé lors de l'étape de vérification 302 que les moyens de pilotage ne sont pas fixés de manière appropriée, alors le système de pilotage peut par exemple être mis dans un mode dit « dégradé » 3021 , dans lequel la détermination des consignes de commande du robot est réalisée uniquement à partir des informations délivrées par les capteurs présents sur le robot. Alternativement, s'il est déterminé lors de l'étape de vérification 302 que les moyens de pilotage ne sont pas fixés de manière appropriée, le système de pilotage peut être par exemple mis dans un mode de sécurité dans lequel tous les degrés de liberté du robot sont bloqués.
L'étape de vérification 302, ou bien l'étape de positionnement 301 si aucune étape de vérification n'est envisagée, est suivie d'une étape de détermination 303 de la position et de l'attitude des moyens de pilotage.
Un algorithme d'estimation ou d'identification peut être mis en œuvre lors de l'étape de détermination 303, permettant de déterminer la position et l'orientation des moyens de pilotage par rapport à l'effecteur du robot.
Au préalable, la position et l'orientation ou attitude sont initialisées. La position et l'attitude initiales peuvent être choisies arbitrairement, par exemple elles peuvent être choisies identiques à la position et à l'attitude de l'effecteur du robot lorsque les moyens de pilotage sont fixés pour la première fois sur la pièce à manipuler. Pour la suite, à chaque déplacement des moyens de pilotage par l'opérateur, l'initialisation peut être réalisée sur la base de la position et de l'attitude des moyens de pilotage estimées à l'issue du déplacement précédent de ceux-ci. Avantageusement, l'initialisation peut être réalisée plus finement, par exemple si des moyens additionnels tels qu'un accéléromètre 3D ou une centrale inertielle dans les moyens de pilotage, sont disponibles. Ainsi que cela est décrit précédemment, l'initialisation peut par exemple être réalisée à partir de la connaissance préalable de l'accélération liée à la gravité terrestre lorsqu'un accéléromètre est disponible, et/ou à partir d'une estimation de position et d'attitude réalisée à partir des données de la centrale inertielle et de la mise en œuvre d'un filtre d'estimation, lorsque ces éléments sont disponibles.
L'estimation de la position et de l'attitude des moyens de pilotage requiert plusieurs mesures des efforts appliqués au niveau de ceux-ci, et les efforts correspondants appliqués au niveau de l'effecteur du robot. A cette fin, l'opérateur applique divers efforts sur les moyens de pilotage, par exemple à l'instar des efforts qu'il appliquerait sur ceux-ci pour vérifier qu'ils sont correctement fixés, ainsi que cela est décrit précédemment.
Suivant les hypothèses de la mécanique du solide, il est possible d'appliquer la relation de Varignon permettant d'exprimer le torseur appliqué en un point A d'un solide en un autre point B de ce solide uniquement grâce à la position et l'orientation liant ces deux points, aux torseurs réduits au niveau de l'effecteur du robot, c'est-à-dire de son organe de préhension et des moyens de pilotage.
Selon la présente invention, l'estimation de la position et de l'attitude des moyens de pilotage peut être réalisée en minimisant l'erreur, ou le carré de l'erreur :
- entre la mesure d'un des deux torseurs parmi un premier torseur d'efforts formé par le torseur d'efforts réduit au niveau des moyens de pilotage, et un second torseur d'efforts formé par le torseur d'efforts réduit au niveau de l'organe de préhension du robot, et
- ce même torseur reconstruit à partir de la mesure de l'autre des deux torseurs précités, au moyen de la relation de Varignon.
La position et l'attitude entre les moyens de pilotage et l'effecteur du robot sont alors déterminées lorsque l'erreur est minimale. La position et l'attitude déterminées correspondent au couple de leurs valeurs permettant d'obtenir la plus petite erreur.
En pratique, l'estimation de la position et de l'attitude des moyens de pilotage peut être réalisée par un traitement et une exploitation en ligne des données, via un algorithme récursif, dans lequel l'estimation du vecteur d'état courant nécessite la connaissance de l'état précédent et des mesures actuelles. Par exemple, un filtre de Kalman peut être utilisé. Plus particulièrement, un filtre de Kalman de type non parfumé, communément désigné selon la terminologie anglaise « Unscented Kalman Filter » ou le sigle y correspondant « UKF » peut être utilisé.
Alternativement, l'estimation de la position et de l'attitude des moyens de pilotage peut être réalisée par un traitement hors ligne des données, en enregistrant toutes les données sur une période déterminée et en utilisant ensuite un algorithme d'optimisation utilisant la méthode de Nelder Mead par exemple.
Ces algorithmes sont cités à titre d'exemple, mais il est entendu que d'autres algorithmes d'estimation ou d'identification peuvent être utilisés.
Il est à observer que des positions et attitudes de plusieurs dispositifs sont déterminées, lorsque les moyens de pilotage sont formés par deux poignées ou d'autres dispositifs décrits ci-après.
Dès lors que la position et l'attitude des moyens de pilotage ont été déterminées à l'issue de l'étape de détermination 303, une étape de détermination des consignes 305 de contrôle du robot peut être réalisée. Les positions et attitudes déterminées permettent un contrôle en effort ou force-position du robot à partir au moins des mesures d'efforts au niveau des moyens de pilotage. Avantageusement, une étape de vérification de la localisation 304 peut être réalisée après l'étape de détermination 303 et avant l'étape de détermination des consignes 305. Par exemple, si des moyens additionnels 3040 tels qu'un accéléromètre 3D ou une centrale inertielle sont compris dans les moyens de pilotage, un contrôle de cohérence entre les estimations fournies par ces moyens additionnels peut être réalisé. S'il est déterminé lors de l'étape de vérification de la localisation 304 que la position et/ou l'attitude déterminées des moyens de pilotage est incohérente, alors le système de pilotage peut par exemple être mis dans un mode dit « dégradé », et la détermination de la position et de l'attitude peut alors être réalisée lors d'une étape de détermination de substitution 3021 , lors de laquelle la détermination des consignes de commande du robot est réalisée uniquement à partir des informations délivrées par les capteurs présents sur le robot. Alternativement, s'il est déterminé lors de l'étape de vérification de la localisation 304 que la position et l'attitude déterminées des moyens de pilotage est incohérente, le système de pilotage peut être par exemple mis dans un mode de sécurité dans lequel tous les degrés de liberté du robot sont bloqués, ou encore dans lequel seuls les degrés de liberté correspondant à ceux pour lesquels les moyens additionnels permettent le diagnostic d'une incohérence sont bloqués. En parallèle, il peut être procédé à une détermination de la position et de l'attitude de la poignée suivant l'étape de détermination 303, jusqu'à ce que ces dernières soient considérées comme cohérentes. Au préalable, il peut également être procédé à une vérification des moyens de fixations suivant l'étape de vérification 302.
Si de tels moyens additionnels ne sont pas utilisés, un contrôle de cohérence peut être également réalisé à l'étape de vérification de la localisation 304, par une appréciation du niveau de confiance associé aux valeurs estimées. Si ce niveau de confiance est en-deçà d'un seuil déterminé, alors le système de pilotage peut être mis dans le mode dégradé ou dans un mode de sécurité dans lequel tous les degrés de liberté du robot sont bloqués.
L'étape de détermination des consignes 305 est suivie par une étape de contrôle 307 lors de laquelle les consignes sont émises à destination du robot.
En résumé, dès lors que la localisation des moyens de pilotage est cohérente, les efforts appliqués sur les moyens de pilotage sont déterminés, et le robot est contrôlé à partir au moins de ces efforts. Toutes ces étapes forment une boucle et se répètent, par exemple jusqu'à ce qu'il soit détecté que les moyens de pilotage ne sont plus fixés, ou que la localisation ne soit plus considérée comme cohérente si des moyens sont prévus à cette fin. Le procédé peut alors reprendre selon le logigramme présenté dans la figure 3.
Avantageusement, il est possible de déterminer la position et l'attitude des moyens de pilotage en appliquant la relation de Varignon précitée et sa dérivée respectivement aux vitesses angulaires et aux accélérations mesurées par la centrale inertielle et par des capteurs d'accélération et de vitesse angulaire disposés sur le robot, ces dernières données pouvant également être obtenues à partir des données de position du robot fournies par des capteurs de position disposés sur le robot. La position et l'attitude des moyens de pilotage peuvent alors être estimées d'une manière similaire au principe appliqué aux torseurs d'efforts décrit précédemment, c'est-à-dire en minimisant l'erreur, ou le carré de l'erreur :
- entre la mesure d'un des deux vecteurs composés des accélérations et des vitesses angulaires parmi un premier vecteur formé par le vecteur exprimé au niveau des moyens de pilotage et un second vecteur formé par le vecteur exprimé au niveau de l'organe de préhension du robot, et - ce même vecteur reconstruit à partir de la mesure de l'autre des deux vecteurs précités, au moyen de la relation de Varignon et de sa dérivée.
Egalement d'une manière similaire, l'erreur peut être minimisée grâce à des moyens similaires aux moyens présentés précédemment en relation avec les torseurs d'efforts.
Selon ce mode de réalisation avantageux, la centrale inertielle est utilisée selon un procédé présentant l'avantage de ne pas requérir une intégration de mesures, et ainsi de ne pas induire de dérives. L'algorithme d'estimation et les différentes étapes précitées peuvent être mis en œuvre dans le contrôleur 110 ou par des moyens dédiés.
Avantageusement, le torseur des efforts appliqués sur les moyens de pilotage peut être exploité pour détecter une intention de l'opérateur, et déclencher en fonction de cette intention une commande du robot afin que la trajectoire de ce dernier soit contrainte. Par exemple, une intention de déplacement en translation peut être détectée, et le robot peut alors être commandé en translation, sans tenir compte de mouvements involontaires de l'opérateur qui pourraient dévier la pièce de son mouvement de translation. De sorte, la pièce est déplacée suivant des guides virtuels. Le principe de guides virtuels est permis par un procédé ou un système selon la présente invention, et permet d'apporter une assistance supplémentaire au geste de l'opérateur, celui-ci pouvant spécifier en ligne un recours à une telle assistance, grâce au positionnement des moyens de pilotage et aux efforts appliqués sur ceux-ci. Le choix du guide virtuel peut être déterminé en fonction des directions et sens des efforts appliqués par l'opérateur sur la poignée, de la combinaison de ces efforts ainsi que de la position où ils sont appliqués. Par exemple si l'opérateur souhaite que la pièce tourne autour de la poignée, il va appliquer seulement un couple autour de l'axe autour duquel il souhaite faire tourner l'objet, et tous les autres efforts seront nuls. Dans un tel cas, il est possible de déterminer que le robot doit décrire un cercle autour de l'axe du couple appliqué avec pour centre la position de la poignée, le sens - ou signe - du couple donnant la direction dans laquelle le cercle doit être décrit par le robot. Lorsque des guides virtuels sont utilisés, le robot peut être commandé en force-position.
En se référant à nouveau à la figure 2, et ainsi que cela est introduit précédemment en référence à la figure 3, la poignée 100 peut avantageusement comprendre des moyens de surveillance des moyens de pilotage, configurés pour détecter le détachement de la poignée 100 de la pièce. Les moyens de surveillance des moyens de pilotage peuvent par exemple être formés par un appendice mobile monté sur un ressort, et disposé au centre de la base du support 103, c'est-à-dire au niveau des moyens de fixation 109. Il est également possible de former les moyens de surveillance des moyens de pilotage par la seule détermination de la position de la poignée : si la position de la poignée 100 est déterminée à une distance supérieure à une valeur de seuil déterminée, il est possible d'en conclure que la poignée n'a pas été maintenue fixée et a glissé, par exemple.
Avantageusement, les moyens de pilotage peuvent être formés par un gant ou bien une paire de gants afin de permettre une manipulation encore facilitée pour l'opérateur. Un gant peut par exemple comprendre une pluralité de capteurs de pression, et avantageusement au moins un capteur additionnel permettant de déterminer l'orientation de la main.
Avantageusement encore, le gant peut en outre comprendre des capteurs d'efforts multiaxes.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de pilotage d'un robot (1 ) comprenant au moins une articulation et au moins un organe de préhension (13) apte à déplacer une pièce (15) dans l'espace, le robot étant piloté par des moyens de pilotage (100), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend un enchaînement d'au moins les étapes suivantes :
• une étape de positionnement (301 ) de moyens de pilotage sur la pièce (15),
• une étape de détermination (303) de la position et de l'attitude des moyens de pilotage (100) à partir de mesures d'efforts appliqués sur les moyens de pilotage (100) définissant un premier torseur d'efforts, et d'efforts correspondants au niveau de l'organe de préhension (13) du robot (1 ), définissant un second torseur d'efforts,
• une étape de détermination de consignes (305) de contrôle du robot (1 ) en effort ou force-position à partir des mesures d'efforts sur les moyens de pilotage (100) appliqués pour déplacer la pièce (15) et de la position et de l'attitude déterminées lors de l'étape de détermination (303),
• une étape de contrôle (307) lors de laquelle les consignes déterminées sont émises à destination du robot (1 ).
2- Procédé de pilotage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la détermination de la position et de l'attitude des moyens de pilotage (100) est réalisée en minimisant l'erreur entre la mesure de l'un des deux torseurs parmi ledit premier torseur d'efforts et ledit second torseur d'effort, et de ce même torseur reconstruit à partir de la mesure de l'autre de ces deux torseurs, au moyen de la relation de Varignon.
3- Procédé de pilotage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la détermination de la position et de l'attitude des moyens de pilotage (100) est réalisée par un traitement en ligne des torseurs d'efforts issus des mesures d'efforts, au moyen d'un algorithme récursif.
4- Procédé de pilotage selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit algorithme récursif est un filtre de Kalman non parfumé.
5- Procédé de pilotage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la détermination de la position et de l'attitude des moyens de pilotage (100) est réalisée par un traitement hors ligne des torseurs d'efforts issus des mesures d'efforts, sur la base d'un enregistrement des données correspondantes sur une période déterminée, au moyen d'un algorithme d'optimisation.
6- Procédé de pilotage selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit algorithme d'optimisation se base sur la méthode de Nelder Mead.
7- Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de vérification (302) de la fixation des moyens de pilotage (100) à la pièce (15) réalisée à la suite de l'étape de positionnement (301 ).
8- Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de vérification de la localisation (304) déterminant la cohérence de la position et l'attitude déterminées des moyens de pilotage (100) en comparant un niveau de confiance associé aux valeurs estimées déterminé par l'algorithme récursif avec un niveau prédéterminé.
9- Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 5 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de vérification de la localisation (304) déterminant la cohérence de la position et l'attitude déterminées des moyens de pilotage (100) en comparant un niveau de confiance associé aux valeurs estimées déterminé par le traitement hors ligne avec un niveau prédéterminé. 10- Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de vérification de la localisation (304) déterminant la cohérence de la position et l'attitude déterminées des moyens de pilotage (100) en comparant la position et l'attitude déterminées lors de l'étape de détermination (303) des moyens de pilotage (100) avec une position et une attitude des moyens de pilotage (100) déterminées à partir d'un algorithme d'estimation ou d'identification sur la base au moins de mesures d'accélération et d'orientation ou de vitesse angulaire des moyens de pilotage (100) réalisées au moyen de capteurs appropriés.
1 1 - Procédé de pilotage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape de détermination de consignes (305) est substituée par une étape de détermination de substitution (3021 ), lors de laquelle une détermination des consignes de commande du robot (1 ) est réalisée uniquement à partir des mesures d'efforts et/ou de positions réalisées au niveau de l'organe de préhension (13) du robot (1 ), ou de ladite au moins une articulation du robot (1 ), si la fixation des moyens de pilotage (100) à la pièce (15) est inappropriée.
12- Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'étape de détermination de consignes (305) est substituée par une étape de détermination de substitution (3021 ), lors de laquelle une détermination des consignes de commande du robot (1 ) est réalisée uniquement à partir des mesures d'efforts et/ou de positions réalisées au niveau de l'organe de préhension (13) du robot (1 ), si la position ou l'attitude déterminée des moyens de pilotage (100) est incohérente. 13- Système de pilotage pour un robot (1 ) comprenant au moins une articulation et un organe de préhension (13) apte à déplacer une pièce (15) dans l'espace, le système de pilotage comprenant :
• des moyens de mesure d'efforts appliqués au niveau de l'organe de préhension (13) du robot (1 ), • des moyens de pilotage (100) aptes à être fixés à la pièce (15) et comprenant des moyens de mesure d'efforts appliqués sur les moyens de pilotage (100),
• des moyens de recueil configurés pour recueillir les mesures d'efforts réalisées par les moyens de mesure d'efforts appliqués au niveau de l'organe de préhension (13) du robot (1 ), et sur les moyens de pilotage (100),
• un contrôleur (1 10) configuré pour mettre en œuvre les moyens de recueil, le système de pilotage étant caractérisé en ce que le contrôleur (1 10) est en outre configuré pour mettre en œuvre un procédé de pilotage selon la revendication 1 .
14- Système de pilotage selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de pilotage (100) comprennent des moyens de fixation (109) réversibles.
15- Système de pilotage selon l'une quelconque des revendications 13 et 14, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de surveillance des moyens de pilotage, configurés pour détecter le détachement des moyens de pilotage de la pièce (15), le contrôleur (1 10) étant configuré pour mettre en œuvre un procédé de pilotage suivant la revendication 7.
16- Système de pilotage suivant l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que les moyens de pilotage sont formés par au moins une poignée (100) comprenant un support (103) et un manche, le support (103) étant destiné à être fixé à la pièce (15) par les moyens de fixation (109).
17- Système de pilotage suivant l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que les moyens de pilotage sont formés par au moins un gant.
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