特許 5678979 ロボットシステム、校正方法及び被加工物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5678979

(24)【登録日】2015年1月16日

(45)【発行日】2015年3月4日

(54)【発明の名称】ロボットシステム、校正方法及び被加工物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/10 20060101AFI20150212BHJP

【ＦＩ】

   B25J9/10 A

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-53528(P2013-53528)

(22)【出願日】2013年3月15日

(65)【公開番号】特開2014-176944(P2014-176944A)

(43)【公開日】2014年9月25日

【審査請求日】2013年12月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100161425

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 鉄平

(72)【発明者】

【氏名】永井 亮一

(72)【発明者】

【氏名】中村 民男

(72)【発明者】

【氏名】河野 大

(72)【発明者】

【氏名】泉 哲郎

【審査官】 杉山 悟史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−３４２８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６２６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１２５４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第３６３２２７８（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００ − ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のロボットと、
各ロボットを制御する制御部と、
前記複数のロボットが作業するための共有の作業台と、
前記ロボットの座標が校正された１のロボットと他のロボットとの位置関係に基づいて、他のロボットの座標を校正する校正部と、
を備え、
前記複数のロボットは、ラインに沿って並んで配置されており、
前記校正部は、
最も上流のラインで作業する上流ロボットと前記作業台との位置関係に基づいて、前記上流ロボットの座標を校正するとともに、前記上流ロボットと該上流ロボットの下流側に位置する中間ロボットとの位置関係に基づいて、該中間ロボットの座標を校正し、
最も下流のラインで作業する下流ロボットと前記作業台との位置関係に基づいて、前記下流ロボットの座標を校正するとともに、前記下流ロボットと該下流ロボットの上流側に位置する中間ロボットとの位置関係に基づいて、該中間ロボットの座標を校正し、
前記中間ロボットは、前記上流ロボットの校正結果及び前記下流ロボットの校正結果を用いて校正する、
ロボットシステム。

【請求項2】

前記校正部は、前記作業台と前記複数のロボットのうちの１のロボットとの位置関係に基づいて、１のロボットの座標を校正する請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記校正部は、前記他のロボット間の位置関係に基づいて、さらに他のロボットの座標を校正するとともに、最後に校正されたロボットの校正結果を、最後に校正されたロボットと前記作業台との位置関係に基づいて評価する請求項１又は２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

制御部によって動作し、ラインに沿って並んで配置され、共有の作業台を用いて作業する複数のロボットの座標を校正する校正方法であって、
ロボットの座標が校正された１のロボットと他のロボットとの位置関係に基づいて、他のロボットの座標を校正する校正工程を備え、
前記校正工程では、
最も上流のラインで作業する上流ロボットと前記作業台との位置関係に基づいて、前記上流ロボットの座標を校正するとともに、前記上流ロボットと該上流ロボットの下流側に位置する中間ロボットとの位置関係に基づいて、該中間ロボットの座標を校正し、
最も下流のラインで作業する下流ロボットと前記作業台との位置関係に基づいて、前記下流ロボットの座標を校正するとともに、前記下流ロボットと該下流ロボットの上流側に位置する中間ロボットとの位置関係に基づいて、該中間ロボットの座標を校正し、
前記中間ロボットは、前記上流ロボットの校正結果及び前記下流ロボットの校正結果を用いて校正する、
校正方法。

【請求項5】

制御部によって動作しラインに沿って並んで配置された複数のロボットにより共有の作業台上で加工される被加工物の製造方法であって、
ロボットの座標が校正された１のロボットと他のロボットとの位置関係に基づいて、他のロボットの座標を校正する校正工程と、
校正された前記複数のロボットの座標を用いて前記被加工物を加工する加工工程と、
を備え、
前記校正工程では、
最も上流のラインで作業する上流ロボットと前記作業台との位置関係に基づいて、前記上流ロボットの座標を校正するとともに、前記上流ロボットと該上流ロボットの下流側に位置する中間ロボットとの位置関係に基づいて、該中間ロボットの座標を校正し、
最も下流のラインで作業する下流ロボットと前記作業台との位置関係に基づいて、前記下流ロボットの座標を校正するとともに、前記下流ロボットと該下流ロボットの上流側に位置する中間ロボットとの位置関係に基づいて、該中間ロボットの座標を校正し、
前記中間ロボットは、前記上流ロボットの校正結果及び前記下流ロボットの校正結果を用いて校正する、
被加工物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットシステム、校正方法及び被加工物の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、生産効率を向上させるために、隣接する２台のロボットが協調して作業するロボットシステムが知られている（例えば特許文献１参照。）。特許文献１記載のロボットシステムは、基準点を用いて複数のロボット間の座標変換行列を算出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３６３２２７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１記載の方法にあっては、複数のロボットの全てを基準点近傍に配置する必要があるため、ロボットのレイアウトが制約される。本技術分野では、レイアウトに影響を与えない他の校正方法、該校正方法を利用したロボットシステム及び被加工物の製造方法が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係るロボットシステムは、複数のロボットと、各ロボットを制御する制御部と、複数のロボットが作業するための共有の作業台と、ロボットの座標が校正された１のロボットと他のロボットとの位置関係に基づいて、他のロボットの座標を校正する校正部と、を備え、前記複数のロボットは、ラインに沿って並んで配置されており、前記校正部は、最も上流のラインで作業する上流ロボットと前記作業台との位置関係に基づいて、前記上流ロボットの座標を校正するとともに、前記上流ロボットと該上流ロボットの下流側に位置する中間ロボットとの位置関係に基づいて、該中間ロボットの座標を校正し、最も下流のラインで作業する下流ロボットと前記作業台との位置関係に基づいて、前記下流ロボットの座標を校正するとともに、前記下流ロボットと該下流ロボットの上流側に位置する中間ロボットとの位置関係に基づいて、該中間ロボットの座標を校正し、前記中間ロボットは、前記上流ロボットの校正結果及び前記下流ロボットの校正結果を用いて校正する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態に係るロボットシステムの概略側面図である。

【図2】図１に示されたロボットシステムに含まれる１セルの側面図である。

【図3】図２に示すコントローラの機能を説明するブロック図である。

【図4】校正用の冶具の斜視図である。

【図5】図４のＡに示す方向からみた校正用の冶具の斜視図である。

【図6】ロボット座標の校正方法の手順を示すフローチャートである。

【図7】キャリブレーション手順を説明する概要図である。

【図8】第２実施形態に係るキャリブレーション手順を説明する概要図である。

【図9】第２実施形態に係るロボットシステムに含まれるロボット及び移動ロボットである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0008】

（第１実施形態）
本実施形態に係るロボットシステムは、ロボットが動作をする際に用いる座標系（ロボット座標系）を校正するシステムであって、例えば、システム起動前におけるロボットへの教示作業する場合（作業台との位置関係を教示する場合）や、ロボットが作業台に対して相対的に移動する場合等に採用される。なお、本実施形態に係るロボットシステムは、例えば単品の部品及び複数の部品が組み合わされた製品または半製品であるワーク（被加工物）を加工するロボットシステムとして採用され得る。以下では説明理解の容易性を考慮して、各セル内に収容されたロボットが加工や組立等の種々の作業を行う、いわゆるセル生産システムを一例に説明する。なお、被加工物としてはロボットシステムにより搬送あるいは組付などの加工を受けるあらゆる物品が該当し得る。例えば、被加工物としてはボルト等の部品や電子機器用の基板の組立体、自動車、加工済食品などが含まれうる。

【0009】

図１は、本実施形態に係るロボットシステム１の概略側面図である。図１に示すように、本実施形態に係るロボットシステム１は、同一構成の移動可能な各セル１１（セル１１Ａ、セル１１Ｂ、セル１１Ｃ、…、セル１１Ｘ）が連結されて生産ラインを構成するロボットシステムである。

【0010】

各セル１１の内部には、ワークＷに対して種々の作業を行うロボット１０が配置されている。ロボット１０は、ロボットアーム１０１を備える。ロボットアーム１０１の先端には、被加工物等を把持可能なツール１０２が取り付けられている。ツール１０２は、ハンド等のエンドエフェクタである。なお、ロボットアーム１０１の先端には、複数のセンサが取り付けられていてもよい。ここでは、ロボットアーム１０１の先端とツール１０２との間に力覚センサ１０３が設けられている。また、ツール１０２には、対象物までの距離を測定可能なレーザセンサ１２０が設けられている。これらのセンサ類の動作等については後述する。

【0011】

さらに、各セル１１は、ロボット１０を制御するコントローラ１２及び個別作業台１４を収容している。コントローラ１２は、ケーブルハーネス１３を介してロボット１０に接続されている。なお、ロボット１０とコントローラ１２とを無線で接続してもよいし、コントローラ１２をロボット１０に内蔵してもよい。

【0012】

生産ラインの最上流のセル１１Ａには、共有作業台２０に載置されたワーク（被加工物）Ｗが提供される。共有作業台２０は、複数のロボット１０間で共有される作業台である。最上流のセル１１Ａに収容されたロボット１０（上流ロボット）は、共有作業台２０を受け取り、個別作業台１４に載置してワークＷを加工し、セル１１Ｂに収容されたロボット１０へ共有作業台２０を提供する。セル１１Ｂに収容されたロボット１０は、共有作業台２０を受け取り、個別作業台１４に載置してワークＷを加工し、セル１１Ｃに収容されたロボット１０へ共有作業台２０を提供する。このような動作を順次繰り返し、最下流のセル１１Ｘに終了されたロボット１０（下流ロボット）に共有作業台２０が提供され、所定の加工処理後にセル１１Ｘから共有作業台２０及び加工済みのワークＷが搬出される。

【0013】

次に、セル１１内の構成の詳細について、図２を用いて説明する。図２は、図１に示されたロボットシステムに含まれる１セルの側面図である。セル１１には、架台の下面にキャスタ１１ａとストッパ１１ｂとが設けられており、該キャスタ１１ａ及びストッパ１１ｂによりセル１１の移動及び固定が容易化されている。また、図示しないが、セル１１の正面側の外壁部には、ワークＷの供給及び搬出を行うための開口部、ロボットの作業状況を確認するためのモニタ、各種の計器、スイッチ等が集中配置されている。これにより、作業者はロボットシステム１の操作をセル１１の正面側のみで行うことができる。さらに、各外壁部の一部には、透明且つ耐衝撃性に優れたポリカーボーネートで形成された窓部（不図示）が設けられており、作業者はかかる窓部から作業状況を確認することができる。

【0014】

図２に示すように、ロボット１０は、架台１０４に固定された基礎部１０５、及び、基礎部１０５から上方に延伸するロボットアーム１０１を備えている。

【0015】

ロボットアーム１０１は、基端（基礎部１０５）側から順に、第１アーム１０６、第２アーム１０７、第３アーム１０８、第４アーム１０９、第５アーム１１０及び第６アーム１１１の６本のアームが連結されて構成されている。これらの各アームには、内部にアクチュエータが設けられており、各アクチュエータによって、図２中に両向き矢印で示すように各アームの連結部を関節として各アームが回転駆動させられる。

【0016】

また、ロボットアーム１０１の先端には、上述したツール１０２が設けられている。ツール１０２は、ロボットアーム１０１の先端である第６アーム１１１の内部に設けられたアクチュエータにより回転駆動させられる。ここではツール１０２は、被加工物を把持可能なハンドとして構成されている。ツール１０２は、その内部にツール１０２の先端に取り付けられた一対の把持爪１０２ａを駆動させるアクチュエータが設けられている。把持爪１０２ａは、例えば直方体を呈し、被加工物を把持するために対向した２つの把持平面を有している。また、把持爪１０２ａの側面は、２つの把持平面に直交した平面である。さらに、ツール１０２において把持爪１０２ａが立設された平面は、把持平面及び把持爪１０２ａの側面にそれぞれ直交している。すなわち、ハンドは、互いに直交する３つの平面を有している。

【0017】

ロボットアーム１０１の先端である第６アーム１１１とツール１０２との間には力覚センサ１０３が配設されている。力覚センサ１０３は、検出部分に作用する、並進３軸方向の力成分と回転３軸回りのモーメント成分との合計６成分を同時に検出することができるいわゆる６軸力覚センサである。

【0018】

コントローラ１２は、例えば演算装置、記憶装置及び入出力装置を有するコンピュータである。コントローラ１２は、動作命令を出すことによりロボット１０の動作を制御する。具体的には、コントローラ１２は、ケーブルハーネス１３を介してロボット１０の各アクチュエータに接続されており、動作命令によって各アクチュエータを駆動させ、ロボット１０の動作を制御している。ロボット１０は、コントローラ１２の制御に従い、第１アーム１０６、第２アーム１０７、第３アーム１０８、第４アーム１０９、第５アーム１１０、第６アーム１１１、ツール１０２及び把持爪１０２ａを動作させる。また、コントローラ１２は、ケーブルハーネスを介して力覚センサ１０３及びレーザセンサ１２０とも接続されており、ツール１０２の状態を検知することが可能に構成されている。

【0019】

コントローラ１２が出力する動作命令とは、ロボット１０を動作させるプログラムを起動させるコマンドや、ロボット１０を動作させるプログラムを起動させるコマンドのまとまりであるジョブである。例えば、把持爪１０２ａにより被加工物を把持するコマンド、ツール１０２を所定位置に押しつけるコマンド等も動作命令として予め設定されている。

【0020】

コントローラ１２の機能について、図３を用いて説明する。図３は、コントローラの機能を説明するブロック図である。図３に示すように、コントローラ１２は、力覚センサ１０３、レーザセンサ１２０及び他のロボット１０のコントローラに接続されている。そして、コントローラ１２は、キャリブレーション部（校正部）１１２、ロボット制御部１１３及び通信部１１５を備えている。

【0021】

ロボット制御部１１３は、ロボット座標を用いてロボット１０を制御する。また、ロボット制御部１１３は、被加工物の加工動作前に、ツール１０２を校正の冶具や作業台３０に押し当てることにより、ロボット１０にキャリブレーション動作を行わせる。キャリブレーション動作は、ロボット１０の座標系の原点及び座標軸を校正する動作である。ロボット制御部１１３は、押し当て制御によって、平面同士を突き当ててロボット１０の姿勢や位置を固定し位置決めさせる。押し当て制御は、例えば力覚センサ１０３を用いることで実現する。

【0022】

キャリブレーション部１１２は、力覚センサ１０３又はレーザセンサ１２０を用いて検出されたツール１０２の位置を入力する。例えば、キャリブレーション部１１２は、力覚センサ１０３によって検出された力とモーメントとから力の作用線を算出し、該力の作用線とロボット１０等の表面との交点を接触位置として導出する。キャリブレーション部１１２は、例えば、キャリブレーション動作を行ったツール１０２の接触位置を基準位置として入力する。そして、キャリブレーション部１１２は、教示時の位置と基準位置とのずれ量を算出する。例えば、キャリブレーション部１１２は、ｘ、ｙ、ｚ方向それぞれのずれ量に加えて、ｘ軸回り、ｙ軸回り、ｚ軸回りの回転方向のずれ量を算出する。そして、キャリブレーション部１１２は、教示時の原点の位置及び座標軸を上記ずれ量を用いて校正することにより、ロボット１０が利用するロボット座標を校正する。具体的には、ロボットで用いられる座標系を基準位置に合わせて変更する。

【0023】

通信部１１５は、ロボット１０の駆動制御のための情報を、通信を介して入力可能に構成されている。通信部１１５は、入力した情報をコントローラ１２が備える記録媒体に保存する。ロボット制御部１１３は、必要に応じて記録媒体を参照し、通信によって取得された情報を利用する。

【0024】

次に、キャリブレーション処理において用いられる冶具について説明する。図４は、校正用の冶具の斜視図である。この冶具は、ロボット１０間で受け渡されるものであり、一方のロボット１０の座標校正結果を利用して他方のロボット１０の座標系を校正するために用いられる。図５は、図４の矢印Ａ方向に見た場合の斜視図である。

【0025】

図４，５に示すように、冶具５０は、複数の平面を有している。冶具５０は、図４の矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向からみて略Ｔ字状の凸部が形成された冶具であり、２台のロボット１０が同時に把持可能に構成されている。一方の略Ｔ字状の凸部は、他方の略Ｔ字状の凸部と比べて矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に延在する回転軸を中心として９０度回転して配置されている。なお、略Ｔ字状の凸部の回転角は９０度でなくてもよく、任意の角度で形成されていてもよい。また、少なくとも略Ｔ字状の凸部は一つ備えていればよい。

【0026】

図４に示すように、冶具５０は、例えば直方体の基礎部材５５の主面に直方体の第１部材５１及び直方体の第２部材５２が立設されて形成される。第１部材５１は、ｙｚ方向に沿った側面５１ａ、及び、ｚｘ方向に沿った側面５１ｂ，５１ｃを有している。第２部材５２は、ｙｚ方向に沿った側面５２ａ、並びに、ｘｙ方向に沿った上面５２ｂ及び下面５２ｃを有している。同様に、図５に示すように、冶具５０は、例えば直方体の基礎部材５５の主面に直方体の第３部材５３及び直方体の第４部材５４が立設されて形成される。第３部材５３は、ｙｚ方向に沿った側面５３ａ、及び、ｘｙ方向に沿った下面５３ｂ，５３ｃを有している。第４部材５４は、ｙｚ方向に沿った側面５４ａ、及び、ｚｘ方向に沿った側面５４ｂ，５４ｃを有している。

【0027】

２台のロボット１０は、第２部材５２及び第４部材５４をそれぞれ把持することで、冶具５０を同時に把持することができる。そして、第１ロボット１０がキャリブレーション済みであるとすると、該第１ロボット１０は正確に冶具５０を把持して所定の位置へ正確に移動させて、冶具５０の位置決めをすることができる。第２ロボット１０は、正確に位置決めされた冶具５０に対して、互いに直交する３つの平面を力制御で突き当て基準位置とし、該基準位置とのズレを校正する。

【0028】

例えば、第２ロボット１０は、第２部材５２を力制御で把持する。この状態で、第２ロボット１０のツール１０２において把持爪１０２ａが立設された平面を、第１部材５１の側面５１ａ及び第２部材５２の側面５２ａへ力制御で突き当てて当接させる。さらに、第２ロボットの把持爪１０２ａの側面を、第１部材５１の側面５１ｂ，５１ｃに力制御で押しつける。このように、ツール１０２が有する互いに直交する３つの平面を、略Ｔ字状の凸部を把持して押し当てることにより、第２ロボット１０の姿勢及び位置が決定される。第２ロボット１０は、第１ロボットの座標系と自身の座標系との間でどの程度のズレ量が存在するのかを認識することができる。そして、第２ロボット１０の座標系の原点位置及び座標軸を第１ロボットの座標系に合わせることで校正が完了する。

【0029】

なお、キャリブレーション部１１２は、他の方法でキャリブレーションを行ってもよい。例えば、ツール１０２からの距離を測定可能なレーザセンサ１２０を用いて、ｘ，ｙ，ｚの位置の計測結果（例えば隣接ロボットまでの距離等）を基準位置として取得してもよい。

【0030】

次に、図６、７を用いてロボットシステム１の校正方法を説明する。図６は、校正方法の動作を説明するフローチャート、図７は校正方法を説明する概要図である。ここではツール１０２としてハンドを用いた場合を説明する。

【0031】

図６に示すように、最初に生産ラインの最上流のセル１１Ａがキャリブレーションされる（Ｓ１０）。このキャリブレーションは、該ロボット１０単体で行われるキャリブレーションであり、任意の方法で実行可能である。例えば、目視で共有作業台２０との位置関係を教示してもよいし、キャリブレーション部１１２によって、互いに直交する３平面を有する冶具に互いに直交する３平面を有するツール１０２を突き当ててキャリブレーションしてもよい。Ｓ１０の処理が終了すると、隣接ロボット判定処理へ移行する（Ｓ１２）。

【0032】

Ｓ１２の処理では、ロボット制御部１１３が、セル１１に備わるセンサ類の出力信号又は通信部１１５により受信した情報に基づいて、隣接するロボット（隣接ロボット）１０の有無を判定する。Ｓ１２の処理において、隣接ロボットが存在しないと判定した場合には、図６に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ１２の処理において、隣接ロボットが存在すると判定した場合には、校正確認処理へ移行する（Ｓ１４）。

【0033】

Ｓ１４の処理では、ロボット制御部１１３が、通信部１１５により受信した情報等に基づいて隣接ロボットのキャリブレーション処理が済んでいるか否かを判断する。Ｓ１４の処理において、隣接ロボットのキャリブレーション処理が済んでいると判定した場合には、図６に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ１４の処理において、隣接ロボットのキャリブレーション処理が済んでいないと判定した場合には、冶具の受け渡し処理へ移行する（Ｓ１６）。

【0034】

Ｓ１６の処理では、ロボット制御部１１３が、隣接ロボットに校正用の冶具を受け渡す。例えば、最上流のセル１１Ａのロボット１０に隣接するセル１１Ｂのロボット１０がキャリブレーション済みでないとする。この場合、図７に示すように、最上流のセル１１Ａは、校正用の冶具５０を把持するとともに、受け渡し位置へ冶具５０を移動させる。受け渡し位置は、セル１１Ａのロボット１０及びセル１１Ｂのロボット１０にて互いに事前設定された場所である。セル１１Ａのロボット１０は、既にＳ１０の処理にてキャリブレーション済みであり、冶具５０を正確に位置決めすることができる。次に、セル１１Ｂのロボット１０が、ツール１０２を受け渡し位置へ移動させ、ツール１０２で冶具５０を把持し、互いに直交する３つの平面を力制御で冶具５０に突き当て、基準位置を確定させる。基準位置の情報は、力覚センサ１０３で取得することができる。Ｓ１６の処理が終了すると、キャリブレーション処理（校正工程）へ移行する（Ｓ１８）。

【0035】

Ｓ１８の処理では、冶具５０を受け渡された側のロボット１０のキャリブレーション部１１２が、該ロボットのキャリブレーションを行う。例えば、Ｓ１６の処理で取得した基準位置と、ロボット１０の座標系に基づく基準位置とを比較し、差分が生じている場合には、冶具５０を受け渡した側のロボット１０の座標系に整合するように、当該ロボット１０の座標系を変更する。例えば、原点位置及び軸方向を変更する。Ｓ１８の処理が終了すると、Ｓ１２の処理へ移行する。

【0036】

Ｓ１２〜Ｓ１８の制御処理を実行することで、隣接するロボットが存在しなくなるか、全てのロボットのキャリブレーションが終了するまで、冶具５０が順次受け渡され、受け渡しの際に座標系を校正するデータが生成され、該データに基づいてロボットの校正が行われる。

【0037】

以上で図６に示す制御処理を終了する。図６に示す制御処理を実行することで、複数のロボット１０の校正を容易かつ自動で行うことができる。なお、図６の制御処理は、被加工物を加工する前のオフライン動作として実施され得る。従って、当該校正処理を行ったあとに、ロボット１０により被加工物が加工され、製造される（加工工程）。

【0038】

ところで、いわゆるセル生産システムにあっては、製品ロッド変更の度に、セルを結合又は分離させてレイアウトを変更する。このため、レイアウト変更の度に、キャリブレーション処理を行わなければならず、非常に手間がかかる。

【0039】

これに対して、第１実施形態に係るロボットシステム１及び校正方法によれば、校正された１のロボットと他のロボットとの位置関係を、冶具５０を受け渡すことで取得して、該位置関係に基づいて他のロボットの座標を校正することができる。従って、レイアウトが変更された場合であっても自動でキャリブレーションをすることができるとともに、冶具５０を受け渡して行うことから、基準点の近くにロボットを配置する必要がなく、レイアウトの自由度を向上させることができる。

【0040】

（第２実施形態）
第２実施形態に係るロボットシステム、校正方法及び被加工物の製造方法は、第１実施形態に係るロボットシステム、校正方法及び被加工物の製造方法とほぼ同様に構成され、ロボット１０が移動台車に搭載されている点、及び共有作業台２０の形態が相違する。以下では、第１実施形態に記載された内容については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

【0041】

図８は、第２実施形態に係るロボットシステム２の平面図である。ここでは、図中左側から右側へワークを移動させて生産する生産ラインを例に説明する。図８に示すように、ロボットシステム２は、移動台車６Ａ〜６Ｅに搭載された複数のロボット１０を備えている。移動台車６Ａに搭載されたロボット１０が最も上流側に配置された上流ロボットであり、移動台車６Ｅに搭載されたロボット１０が最も下流側に配置された下流ロボットである。

【0042】

ここで、図９を用いて、ロボットシステム２のロボット１０について概説する。図９は、ロボット１０及び移動ロボット５の詳細を示す側面図である。ロボット１０は、図２に示すロボット１０と同様に動作する。移動ロボット５は、移動台車６及び駆動車輪８を備える。移動台車６は、ロボット１０を支持するとともに制御機器を収容する。移動台車６は、例えば、駆動車輪８を駆動させる駆動源（不図示）、並びに、ロボット１０及び移動ロボット５の動作制御を行う後述するコントローラ及び等を収容する。なお、移動台車６には、複数のセンサが取り付けられていてもよい。ここでは、移動台車６には、走行方向の障害物を検知する障害センサ１２２が設けられている。また、移動台車６には、制御に必要な情報等を無線通信するためのアンテナ１２３等が設けられている。移動ロボット５は、駆動車輪８を駆動させることでｘｙ方向に走行可能に構成されている。また、移動ロボット５は、障害センサ１２２を用いて作業台３０の手前で停止可能に構成されている。コントローラ１２は、ロボット１０だけでなく、移動ロボット５も制御する。例えば、コントローラ１２は、あらかじめ教示された走行経路に沿って移動するように、移動ロボット５を制御する。

【0043】

図９に戻り、複数のロボット１０は、作業台２０を共有している。すなわち、複数のロボット１０は、同一の作業台２０を作業台として被加工物を加工する。ロボット１０は、移動可能であるため、作業台２０が新たな別のロボットが共有作業台２０を使用することになる場合がある。このような場合には、ロボットのキャリブレーション処理が必要になる。

【0044】

共有作業台２０の一端（上流）には、冶具５０が配置されている。ここで、移動台車６Ａのロボットは校正済みであるとする。例えば、共有作業台２０に校正用の冶具が固定されている場合には、固定された冶具を用いて校正してもよい。校正後、移動台車６Ａのロボット１０は冶具５０を拾い上げ、移動台車６Ｂのロボット１０へ冶具５０を受け渡す。受け渡し時のキャリブレーション処理は第１実施形態と同様である。これにより冶具５０を用いて複数のロボット全体のキャリブレーションを実行することができる。また、この場合には、ロボット１０のアームが届く範囲で冶具５０を受け渡すことができるため、例えば移動台車６Ｂのロボット１０のように、共有作業台２０へ到達していないロボット間でも校正が可能である。

【0045】

また、共有作業台２０の一端（上流）から他端（下流）へ向けて冶具５０を搬送する場合に限られず、図９に示すように、個別に又は同時進行で、共有作業台２０の他端（下流）から一端（上流）へ向けて冶具５０を搬送させてもよい。この場合、例えば、上流側の移動台車６Ａのロボット１０が移動台車６Ｂのロボット１０へ冶具５０を受け渡すとともに、下流側の移動台車６Ｅのロボット１０が移動台車６Ｄのロボット１０へ冶具５０を受け渡す。そして、上流側の移動台車６Ａのロボット１０と下流側の移動台車６Ｅのロボット１０との間に存在するロボット（中間ロボット）については、下流側の移動台車６Ｅのロボット１０の校正結果（位置ずれ）と上流側の移動台車６Ａのロボット１０の校正結果（位置ずれ）との平均値を用いて、自身のロボット座標系を校正してもよい。

【0046】

さらに、下流側の冶具５０が共有作業台２０に固定されていてもよい。下流側の移動台車６Ｅのロボット１０は、上流側から伝達された冶具５０を用いて位置ずれ量を算出し、キャリブレーションする。そして、該キャリブレーション結果を用いて動作した場合に、共有作業台２０に固定された冶具５０を用いて位置ずれ量がどの程度発生するのかを比較して評価（検算）してもよい。

【0047】

以上、第２実施形態に係るロボットシステム１及び校正方法によれば、校正された１のロボットと他のロボットとの位置関係を、冶具５０を受け渡すことで取得して、該位置関係に基づいて他のロボットの座標を校正することができる。従って、レイアウトが変更された場合であっても自動でキャリブレーションをすることができるとともに、冶具５０を受け渡して行うことから、基準点の近くにロボットを配置する必要がなく、レイアウトの自由度を向上させることができる。

【0048】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【0049】

例えば、ツール１０２の把持平面１０２ｅは、仮想的な平面（凸部の頂点の位置が同じ等）を構成できていれば凹凸を有していても良い。また、ツール１０２及び冶具５０において説明をしていない平面部分については、必ずしも平面である必要はない。

【0050】

また、上述した実施形態では、キャリブレーション部１１２がロボット１０ごとに備わる例を説明したが、各コントローラ１２と通信可能な上位機器が存在する場合には、該上位機器がキャリブレーション部１１２として機能し、各ロボット１０のキャリブレーション処理を行ってもよい。また、隣接するコントローラ１２間で通信することで、他のコントローラ１２がキャリブレーション処理を行うように動作してもよい。

【符号の説明】

【0051】

１…ロボットシステム、１０…ロボット、１１２…キャリブレーション部（校正部）、１１３…ロボット制御部（制御部）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】