特許 5856837 ロボット教示点作成方法およびロボットシステム

(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】5856837

(24)【登録日】2015年12月18日

(45)【発行日】2016年2月10日

(54)【発明の名称】ロボット教示点作成方法およびロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/22 20060101AFI20160128BHJP

【ＦＩ】

   B25J9/22 A

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2011-281204(P2011-281204)

(22)【出願日】2011年12月22日

(65)【公開番号】特開2013-129033(P2013-129033A)

(43)【公開日】2013年7月4日

【審査請求日】2014年8月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】田中 英紀

(72)【発明者】

【氏名】久保田 哲也

【審査官】 臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−０３３００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１２９６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−０５８４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３１９４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２１１８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２２１７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２４９６１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ ９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を作成するロボット教示点作成方法であって、
基準点にロボットの代表点が位置する第１の姿勢にロボットを制御する工程（１）と、
基準点と第１の姿勢のロボットの代表点との間の誤差を計測する工程（２）と、
ロボットの姿勢によって変動する変動誤差成分であって、第１の姿勢のロボットに生じる第１の変動誤差成分を算出する工程（３）と、
誤差および第１の変動誤差成分に基づいて、姿勢によって変動しない固定誤差成分を算出する工程（４）と、
目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢のロボットに生じる第２の変動誤差成分を算出する工程（５）と、
固定誤差成分および第２の変動誤差成分に基づいて、目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を算出する工程（６）とを含み、
工程（５）が、
固定誤差成分および基準点に基づいて、固定誤差成分が補償された基準点として仮の基準点を設定する工程（５−１）と、
仮の目標点を、仮の基準点との間で、基準点と目標点との間の位置関係と同一の位置関係を実現できる位置に設定する工程（５−２）と、
仮の目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢を算出する工程（５−３）と、
第２の姿勢のロボットに生じる、第２の変動誤差成分を算出する工程（５−４）と、を含む、ロボット教示点作成方法。

【請求項2】

目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を作成するロボット教示点作成方法であって、
基準点にロボットの代表点が位置合わせされる第１の姿勢にロボットを手動操作する工程（１）と、
第１の姿勢に基づいてロボットの代表点の位置を算出する工程（２）と、
ロボットの代表点の位置と基準点の位置との間の誤差を算出する工程（３）と、
ロボットの姿勢によって変動する変動誤差成分であって、第１の姿勢のロボットに生じる第１の変動誤差成分を算出する工程（４）と、
誤差および第１の変動誤差成分に基づいて、姿勢によって変動しない固定誤差成分を算出する工程（５）と、
目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢のロボットに生じる第２の変動誤差成分を算出する工程（６）と、
固定誤差成分および第２の変動誤差成分に基づいて、目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を算出する工程（７）とを含み、
工程（６）が、
固定誤差成分および基準点に基づいて、固定誤差成分が補償された基準点として仮の基準点を設定する工程（６−１）と、
仮の目標点を、仮の基準点との間で、基準点と目標点との間の位置関係と同一の位置関係を実現できる位置に設定する工程（６−２）と、
仮の目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢を算出する工程（６−３）と、
第２の姿勢のロボットに生じる、第２の変動誤差成分を算出する工程（６−４）と、を含む、ロボット教示点作成方法。

【請求項3】

目標点がワークの表面上に存在し、
目標点の位置からロボット側且つワーク表面垂直方向に第１の距離離れた第２の目標点が存在し、
仮の目標点の位置からロボット側且つワーク表面垂直方向に第１の距離離れた位置を、
仮の第２の目標点と設定する工程と、
仮の第２の目標点にロボットの代表点が位置する第３の姿勢を算出する工程と、
第３の姿勢のロボットに生じる第３の変動誤差成分を算出する工程と、
仮の第２の目標点の位置および第３の変動誤差成分に基づいて、第２の目標点にロボットの代表点を位置合わせするための第２の教示点を算出する工程とを含む、請求項１または２に記載のロボット教示点作成方法。

【請求項4】

ロボットの代表点が穴あけ工具の先端であって、
目標点の位置から反ロボット側且つワーク表面垂直方向に第２の距離離れた第３の目標点が存在し、
仮の目標点の位置から反ロボット側且つワーク表面垂直方向に第２の距離離れた位置を、仮の第３の目標点と設定する工程と、
仮の第３の目標点にロボットの代表点が位置する第４の姿勢を算出する工程と、
第４の姿勢のロボットに生じる第４の変動誤差成分を算出する工程と、
仮の第３の目標点の位置および第４の変動誤差成分に基づいて、第３の目標点にロボットの代表点を位置合わせするための第３の教示点を算出する工程とを含む、請求項３に記載のロボット教示点作成方法。

【請求項5】

目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を作成するロボットシステムであって、
基準点と目標点とが定義されたワークと、
基準点とロボットの先端との間の距離を計測するための計測装置と、
ロボットを制御する制御装置を有し、
制御装置が、
基準点の位置を取得する動作（１）と、
基準点にロボットの代表点が位置する第１の姿勢にロボットを制御する動作（２）と、
計測装置を介して基準点と第１の姿勢のロボットの代表点との間の誤差を計測する動作（３）と、
ロボットの姿勢によって変動する変動誤差成分であって、第１の姿勢のロボットに生じる第１の変動誤差成分を算出する動作（４）と、
誤差および第１の変動誤差成分に基づいて、姿勢によって変動しない固定誤差成分を算出する動作（５）と、
目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢のロボットに生じる第２の変動誤差成分を算出する動作（６）と、
固定誤差成分および第２の変動誤差成分に基づいて、目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を算出する動作（７）とを実行し、
動作（６）が、
固定誤差成分および基準点に基づいて、固定誤差成分が補償された基準点として仮の基準点を設定する動作（６−１）と、
仮の目標点を、仮の基準点との間で、基準点と目標点との間の位置関係と同一の位置関係を実現できる位置に設定する動作（６−２）と、
仮の目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢を算出する動作（６−３）と、
第２の姿勢のロボットに生じる、第２の変動誤差成分を算出する動作（６−４）と、を含む、ロボットシステム。

【請求項6】

目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を作成するロボットシステムであって、
基準点と目標点とが定義されたワークと、
ロボットを手動操作するための手動操作装置と、
ロボットを制御する制御装置を有し、
制御装置が、
手動操作装置を介して基準点にロボットの代表点が位置合わせされる第１の姿勢にロボットが手動操作されると、
第１の姿勢に基づいてロボットの代表点の位置を算出する動作（１）と、
基準点の位置を取得する動作と（２）、
ロボットの代表点の位置と基準点の位置との間の誤差を算出する動作（３）と、
ロボットの姿勢によって変動する変動誤差成分であって、第１の姿勢のロボットに生じる第１の変動誤差成分を算出する動作（４）と、
誤差および第１の変動誤差成分に基づいて、姿勢によって変動しない固定誤差成分を算出する動作（５）と、
目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢のロボットに生じる第２の変動誤差成分を算出する動作（６）と、
固定誤差成分および第２の変動誤差成分に基づいて、目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を算出する動作（７）とを実行し、
動作（６）が、
固定誤差成分および基準点に基づいて、固定誤差成分が補償された基準点として仮の基準点を設定する動作（６−１）と、
仮の目標点を、仮の基準点との間で、基準点と目標点との間の位置関係と同一の位置関係を実現できる位置に設定する動作（６−２）と、
仮の目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢を算出する動作（６−３）と、
第２の姿勢のロボットに生じる、第２の変動誤差成分を算出する動作（６−４）と、を含む、ロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットの教示点を作成する方法およびシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、加工装置に対して位置決めされたワークを該加工装置によって加工することが行われている。加工装置によってワークを高精度に加工するために、ワークと加工装置との位置関係が計測され、その計測結果に基づいてワークまたは加工装置のいずれか一方に対する他方の相対位置を補正することが行われている。

【0003】

例えば、特許文献１に記載する加工システムは、ワークの複数のねじ穴にねじを締め付ける加工システムであって、レーザ測距儀を用いてワークまでの距離を測定し、その測定結果に基づいて、加工システムが記憶するねじ穴位置座標を補正する。そして、補正されたねじ穴の座標に基づいて締め付けツールがねじ穴にねじを締め付ける。ねじ穴がどのような位置にあっても締め付けができるように、締め付けツールは、多関節アーム（多関節ロボット）の先端に取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４５８３３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載する加工システムの場合、多関節ロボットの先端に締め付けツールが取り付けられているために、ワークの複数のねじ穴それぞれについて、締め付け精度が異なる。

【0006】

具体的に説明すると、ロボットの先端（締め付けツールの先端）を目標点（ねじ穴の正面位置）に位置合わせするために、その目標点を教示点として教示してロボットを動作させても、ロボットの動力伝達機構に含まれる歯車のガタ、関節を駆動するモータの軸のねじれ、リンクのたわみやねじれなどを原因としてロボットに生じるたわみにより、実際の先端は目標点からずれる、すなわち誤差が生じる。また、その誤差は、ロボットの姿勢によって異なる。

【0007】

したがって、姿勢によって異なるロボットに生じるたわみを原因として、ワークの複数のねじ穴それぞれについて、ロボットの先端の目標点への位置合わせ精度が異なる。その結果、ねじ穴それぞれについて、締め付け精度が異なる。

【0008】

この対処として、ワークの複数のねじ穴それぞれについて、ロボットの先端と目標点との間の誤差を計測し、その計測した誤差を考慮してロボットの先端が目標点に高精度に位置合わせされる教示点を作成することが考えられる。しかしながら、複数の目標点それぞれについて誤差の計測を実行しなければならず、それには時間がかかる。

【0009】

そこで、本発明は、複数の目標点それぞれにロボットの先端を高精度に位置合わせするための複数の教示点を短時間で作成することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述の課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、
目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を作成するロボット教示点作成方法であって、
基準点にロボットの代表点が位置する第１の姿勢にロボットを制御する工程（１）と、
基準点と第１の姿勢のロボットの代表点との間の誤差を計測する工程（２）と、
ロボットの姿勢によって変動する変動誤差成分であって、第１の姿勢のロボットに生じる第１の変動誤差成分を算出する工程（３）と、
誤差および第１の変動誤差成分に基づいて、姿勢によって変動しない固定誤差成分を算出する工程（４）と、
目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢のロボットに生じる第２の変動誤差成分を算出する工程（５）と、
固定誤差成分および第２の変動誤差成分に基づいて、目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を算出する工程（６）とを含み、
工程（５）が、
固定誤差成分および基準点に基づいて、固定誤差成分が補償された基準点として仮の基準点を設定する工程（５−１）と、
仮の目標点を、仮の基準点との間で、基準点と目標点との間の位置関係と同一の位置関係を実現できる位置に設定する工程（５−２）と、
仮の目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢を算出する工程（５−３）と、
第２の姿勢のロボットに生じる、第２の変動誤差成分を算出する工程（５−４）と、を含む、ロボット教示点作成方法が提供される。

【0012】

本発明の第２の態様によれば、
目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を作成するロボット教示点作成方法であって、
基準点にロボットの代表点が位置合わせされる第１の姿勢にロボットを手動操作する工程（１）と、
第１の姿勢に基づいてロボットの代表点の位置を算出する工程（２）と、
ロボットの代表点の位置と基準点の位置との間の誤差を算出する工程（３）と、
ロボットの姿勢によって変動する変動誤差成分であって、第１の姿勢のロボットに生じる第１の変動誤差成分を算出する工程（４）と、
誤差および第１の変動誤差成分に基づいて、姿勢によって変動しない固定誤差成分を算出する工程（５）と、
目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢のロボットに生じる第２の変動誤差成分を算出する工程（６）と、
固定誤差成分および第２の変動誤差成分に基づいて、目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を算出する工程（７）とを含み、
工程（６）が、
固定誤差成分および基準点に基づいて、固定誤差成分が補償された基準点として仮の基準点を設定する工程（６−１）と、
仮の目標点を、仮の基準点との間で、基準点と目標点との間の位置関係と同一の位置関係を実現できる位置に設定する工程（６−２）と、
仮の目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢を算出する工程（６−３）と、
第２の姿勢のロボットに生じる、第２の変動誤差成分を算出する工程（６−４）と、を含む、ロボット教示点作成方法が提供される。

【0014】

本発明の第３の態様によれば、
目標点がワークの表面上に存在し、
目標点の位置からロボット側且つワーク表面垂直方向に第１の距離離れた第２の目標点が存在し、
仮の目標点の位置からロボット側且つワーク表面垂直方向に第１の距離離れた位置を、仮の第２の目標点と設定する工程と、
仮の第２の目標点にロボットの代表点が位置する第３の姿勢を算出する工程と、
第３の姿勢のロボットに生じる第３の変動誤差成分を算出する工程と、
仮の第２の目標点の位置および第３の変動誤差成分に基づいて、第２の目標点にロボットの代表点を位置合わせするための第２の教示点を算出する工程とを含む、第１または第２の態様に記載のロボット教示点作成方法が提供される。

【0015】

本発明の第４の態様によれば、
ロボットの代表点が穴あけ工具の先端であって、
目標点の位置から反ロボット側且つワーク表面垂直方向に第２の距離離れた第３の目標点が存在し、
仮の目標点の位置から反ロボット側且つワーク表面垂直方向に第２の距離離れた位置を、仮の第３の目標点と設定する工程と、
仮の第３の目標点にロボットの代表点が位置する第４の姿勢を算出する工程と、
第４の姿勢のロボットに生じる第４の変動誤差成分を算出する工程と、
仮の第３の目標点の位置および第４の変動誤差成分に基づいて、第３の目標点にロボットの代表点を位置合わせするための第３の教示点を算出する工程とを含む、第３の態様に記載のロボット教示点作成方法が提供される。

【0016】

本発明の第５の態様によれば、
目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を作成するロボットシステムであって、
基準点と目標点とが定義されたワークと、
基準点とロボットの先端との間の距離を計測するための計測装置と、
ロボットを制御する制御装置を有し、
制御装置が、
基準点の位置を取得する動作（１）と、
基準点にロボットの代表点が位置する第１の姿勢にロボットを制御する動作（２）と、
計測装置を介して基準点と第１の姿勢のロボットの代表点との間の誤差を計測する動作（３）と、
ロボットの姿勢によって変動する変動誤差成分であって、第１の姿勢のロボットに生じる第１の変動誤差成分を算出する動作（４）と、
誤差および第１の変動誤差成分に基づいて、姿勢によって変動しない固定誤差成分を算出する動作（５）と、
目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢のロボットに生じる第２の変動誤差成分を算出する動作（６）と、
固定誤差成分および第２の変動誤差成分に基づいて、目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を算出する動作（７）とを実行し、
動作（６）が、
固定誤差成分および基準点に基づいて、固定誤差成分が補償された基準点として仮の基準点を設定する動作（６−１）と、
仮の目標点を、仮の基準点との間で、基準点と目標点との間の位置関係と同一の位置関係を実現できる位置に設定する動作（６−２）と、
仮の目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢を算出する動作（６−３）と、
第２の姿勢のロボットに生じる、第２の変動誤差成分を算出する動作（６−４）と、を含む、ロボットシステムが提供される。

【0018】

本発明の第６の態様によれば、
目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を作成するロボットシステムであって、
基準点と目標点とが定義されたワークと、
ロボットを手動操作するための手動操作装置と、
ロボットを制御する制御装置を有し、
制御装置が、
手動操作装置を介して基準点にロボットの代表点が位置合わせされる第１の姿勢にロボットが手動操作されると、
第１の姿勢に基づいてロボットの代表点の位置を算出する動作（１）と、
基準点の位置を取得する動作と（２）、
ロボットの代表点の位置と基準点の位置との間の誤差を算出する動作（３）と、
ロボットの姿勢によって変動する変動誤差成分であって、第１の姿勢のロボットに生じる第１の変動誤差成分を算出する動作（４）と、
誤差および第１の変動誤差成分に基づいて、姿勢によって変動しない固定誤差成分を算出する動作（５）と、
目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢のロボットに生じる第２の変動誤差成分を算出する動作（６）と、
固定誤差成分および第２の変動誤差成分に基づいて、目標点にロボットの代表点を位置合わせするための教示点を算出する動作（７）とを実行し、
動作（６）が、
固定誤差成分および基準点に基づいて、固定誤差成分が補償された基準点として仮の基準点を設定する動作（６−１）と、
仮の目標点を、仮の基準点との間で、基準点と目標点との間の位置関係と同一の位置関係を実現できる位置に設定する動作（６−２）と、
仮の目標点にロボットの代表点が位置する第２の姿勢を算出する動作（６−３）と、
第２の姿勢のロボットに生じる、第２の変動誤差成分を算出する動作（６−４）と、を含む、ロボットシステムが提供される。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、基準点とロボットの先端との間の誤差を計測するだけで、後は計算のみで目標点にロボットの代表点を高精度に位置合わせするための教示点を作成することができる。したがって、複数の目標点にロボットの先端を高精度に位置合わせするための複数の教示点を短時間で作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施の形態に係るロボットシステムの構成を概略的に示す図

【図2】ワークに定義された基準点および目標点を説明するための図

【図3】目標点にロボットの先端を高精度に位置合わせするための、本発明に係る教示点作成方法を概念的に説明するための図

【図4】図３に説明する概念的な教示点作成方法のフローを示す図

【図5A】ロボットシステムの固定誤差成分を算出する方法のフローを示す図

【図5B】教示点を作成する方法のフローを示す図

【図6A】ロボットシステムの固定誤差成分の算出について説明するための図

【図6B】仮の目標点の設定について説明するための図

【図6C】教示点の作成について説明するための図

【図6D】別の教示点の作成について説明するための図

【図7】別のロボットシステムの固定誤差成分を算出する方法のフローを示す図

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１は、本発明の一実施の形態に係るロボットシステムの構成を概略的に示している。図１に示すロボットシステム１０は、ワークＷの複数箇所に複数の穴を形成するものである。

【0023】

ロボットシステム１０は、多関節型のロボット１２と、ロボット１２を制御するコントローラ１４と、ワークＷを固定する治具１６と、ワークＷに複数の穴を形成する穴あけ装置１８と、ビジョンセンサ２０とを有する。

【0024】

ロボット１２は、多関節型のロボットであって、複数の関節１２ａ〜１２ｆと、フランジ１２ｇとを備える。フランジ１２ｇには、穴あけ装置１８とビジョンセンサ２０とが取り付けられている。

【0025】

コントローラ１４は、ロボット１２を制御する装置であって、作業者によって教示された教示点に基づいてロボット１２の複数の関節１２ａ〜１２ｆそれぞれの関節角度を制御することにより、ロボット１２の先端の位置を変更するように構成されている。なお、本実施の形態のコントローラ１４は、後述するが、自動で教示点を作成する機能を備えている。

【0026】

治具１６は、ロボット１２に対して位置決めされた状態で設置されている。また、治具１６は、ワークＷをロボット１２に対して位置決めして保持するように構成されている。具体的には、ワークＷの表面Ｗａには２つの基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２が定義されており、その２つの基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２にロボット１２がアクセスできるように、治具１６はワークＷを位置決め保持する。

【0027】

なお、２つの基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２は、ビジョンセンサ２０の撮像画像から特定できる点、例えば図２に示すように開口の中心などによって定義されている。

【0028】

穴あけ装置１８は、ワークＷに穴を形成するものであって、穴あけツールとして、例えばドリル１８ａを備える。本実施の形態においては、ドリル１８ａの先端が、ロボット１２の先端Ｔとして定義されている。

【0029】

ビジョンセンサ２０は、ロボット１２の先端Ｔおよびその周囲を撮像するためのものであって、コントローラ１４からの指示に基づいて撮像し、その撮像画像データをコントローラ１４に送信するように構成されている。

【0030】

ここからは、本発明に係る、コントローラ１４の自動で教示点を作成する機能について説明する。

【0031】

コントローラ１４の自動で教示点を作成する機能について説明する前に、まず、本発明の概念を、図３を参照しながら説明する。

【0032】

図３に示すように、目標点Ｐ_Ｇを教示点と設定し、その目標点Ｐ_Ｇにロボットの先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ）にロボットを制御した場合、実際には、先端Ｔが完全に目標点Ｐ_Ｇに一致せず、先端Ｔと目標点Ｐ_Ｇとの間に誤差ΔＥ_Ｇが生じる。したがって、目標点Ｐ_Ｇに先端Ｔを位置合わせするためには、目標点Ｐ_Ｇから−ΔＥ_Ｇずれた位置を教示点Ｐ_Ｔとすればよい。

【0033】

そのためには、誤差ΔＥ_Ｇを計測する必要がある。しかしながら、目標点Ｐ_Ｇが複数存在する場合、従来のように、各目標点Ｐ_Ｇを教示点として教示してロボットを動作させ、各目標点Ｐ_Ｇに対する誤差ΔＥ_Ｇを計測すると、当然ながら手間がかかる。その結果、複数の目標点Ｐ_Ｇに先端Ｔを位置合わせできる複数の教示点Ｐ_Ｔを求めるのに時間がかかる。

【0034】

そこで、複数の目標点Ｐ_Ｇに先端Ｔが位置合わせできる複数の教示点Ｐ_Ｔを求める時間を短縮するために、発明者は、図３に示すように、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ）のロボットに生じる誤差ΔＥ_Ｇが、ロボットの姿勢によって変動する誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ））（以下、「変動誤差成分Δ（Ｆ（Ｐ_Ｇ））」と称する）と、ロボットの姿勢によって変動しない誤差成分ΔＥ_Ｓ（以下、「固定誤差成分ΔＥｓ」と称する）からなることに着目した。

【0035】

ここで言う、変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ））は、例えば、リンクのたわみやねじれ、ロボットの動力伝達機構に含まれる歯車のガタ、関節を駆動するモータの軸のねじれなどを原因としてロボットに生じるたわみによる目標点Ｐ_Ｇとロボットの先端Ｔとの間の誤差であって、姿勢によって変動する（異なる）誤差を言う。変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ））は、目標点Ｐ_Ｇからロボットの先端Ｔが変位した量と、その変位方向に対応する。

【0036】

この変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ））は、目標点Ｐ_Ｇを教示点と設定し、目標点Ｐ_Ｇにロボットの先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ）を、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ）のロボットに生じるたわみを考慮せずに、ロボットのリンク長と複数の関節それぞれの関節角度とを用いて幾何学的に算出するために生じる。姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ）によってロボット先端におけるたわみ量やたわみ方向が異なるため、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ）によって変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ））も異なる。

【0037】

また、ここで言う、固定誤差成分ΔＥ_Ｓは、ロボットの姿勢によって変動しない、すなわちどのような教示点であっても生じる一定の誤差を言う。

【0038】

例えば、固定誤差成分ΔＥ_Ｓは、目標点Ｐ_Ｇがワーク上の点である場合、ロボットに対するワークの配置誤差によって生じる。本実施の形態の場合、ロボット１２の据え付け誤差、治具１６の据え付け誤差、ワークＷの治具１６への取り付け誤差などによって生じる。

【0039】

このような変動誤差成分と固定誤差成分とを利用した、目標点Ｐ_Ｇに先端Ｔを高精度に位置合わせするための教示点Ｐ_Ｔの作成方法およびその流れについて図４に示すフローを参照しながら説明する。

【0040】

図４に示すように、ステップＳ１００において、図３に示すように、目標点Ｐ_Ｇに対する位置関係が既知の基準点Ｐ_Ｒにロボットの先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｒ）にロボットを制御する。なお、ここでは、基準点Ｐ_Ｒの位置がロボットに対する位置で与えられ、一方、目標点Ｐ_Ｇの位置がロボットではなく基準点Ｐ_Ｒに対する位置で与えられる場合を例に挙げる。

【0041】

次に、ステップＳ１１０において、図３に示すように、基準点Ｐ_Ｒとロボットの実際の先端Ｔとの間の誤差ΔＥ_Ｒを計測する。

【0042】

続いて、ステップＳ１２０において、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｒ）のときのロボットに生じる変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｒ））を算出する。変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｒ））は、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｒ）のときの複数の関節それぞれの関節角度、複数のリンクそれぞれの長さ、ロボットの複数の構成要素それぞれの重量、関節を駆動するモータ軸のねじれ剛性、リンクそれぞれに生じるたわみやねじれなどから算出することができる。なお、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｒ）に対応する変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｒ））を予め実測してデータとして記憶しておいてもよい。

【0043】

そして、ステップＳ１３０において、ステップＳ１１０で計測された誤差ΔＥ_Ｒと、ステップＳ１２０で算出された変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｒ））とに基づいて、具体的には、誤差ΔＥ_Ｒから変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｒ）を減算して、固定誤差成分ΔＥ_Ｓを算出する。

【0044】

ステップＳ１３０で固定誤差成分ΔＥ_Ｓが算出されると、ステップＳ１４０において、図３に示すように、基準点Ｐ_Ｒから−ΔＥ_Ｓずれた位置に仮の基準点Ｐ_Ｒ’を設定する。すなわち、固定誤差成分ΔＥ_Ｓが補償された基準点Ｐ_Ｒとして仮の基準点Ｐ_Ｒ’が設定される。

【0045】

次に、ステップＳ１５０において、仮の目標点Ｐ_Ｇ’を、仮の基準点Ｐ_Ｒ’との間で、基準点Ｐ_Ｇと目標点Ｐ_Ｒとの間の位置関係と同一の位置関係を実現できる位置に設定する。その結果、仮の目標点Ｐ_Ｇ’は、目標点Ｐ_Ｇから−ΔＥ_Ｓずれた位置に設定される（固定誤差成分ΔＥ_Ｓが補償された目標点Ｐ_Ｇとして仮の目標点Ｐ_Ｇ’が設定される）。

【0046】

続いて、ステップＳ１６０において、仮の目標点Ｐ_Ｇ’にロボットの先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ’）を算出する。補足すると、目標点Ｐ_Ｇにロボットの先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ）は、目標点Ｐ_Ｇの位置がロボットに対する位置で与えられていないために算出することができない。そのために、仮の目標点Ｐ_Ｇ’にロボットの先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ’）を、目標点Ｐ_Ｇにロボットの先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ）の代わりとして算出している。なお、仮の目標点Ｐ_Ｇ’（仮の目標点Ｐ_Ｇ’になりうる点）にロボットの先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ’）を予め求めて記憶装置（図示せず）に記憶し、仮の目標点Ｐ_Ｇ’に対応する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ’）を記憶装置から取得するようにしてもよい。

【0047】

ステップＳ１７０において、図３に示すように、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ’）のロボットに生じる、先端Ｔにおける変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ’））を算出する。ステップＳ１２０で変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｒ））を算出した方法と同様の方法によって算出する。

【0048】

次に、ステップＳ１８０において、図３に示すように、ステップＳ１４０で設定された仮の目標点Ｐ_Ｇ’の位置と、ステップＳ１６０で算出された変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ’））とに基づいて、具体的には、仮の目標点Ｐ_Ｇ’から−ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ’））ずれた位置に、目標点Ｐ_Ｇにロボットの先端Ｔが高精度に位置合わせされる教示点Ｐ_Ｔが作成される。

【0049】

この教示点Ｐ_Ｔに位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｔ）にロボットを制御すると、ロボットの先端Ｔは、教示点Ｐ_Ｔから変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ’））だけずれ、さらに固定誤差成分ΔＥ_Ｓだけずれ、そして、目標点Ｐ_Ｇに高精度に位置合わせされる。

【0050】

このような教示点作成方法によれば、基準点Ｐ_Ｒと姿勢Ｆ（Ｐ_Ｒ）のロボットの先端Ｔとの間の誤差ΔＥ_Ｒを計測するだけで、後は計算のみで目標点Ｐ_Ｇにロボットの先端Ｔを高精度に位置合わせするための教示点Ｐ_Ｔを作成することができる。したがって、複数の目標点Ｐ_Ｇにロボットの先端Ｔを高精度に位置合わせするための複数の教示点Ｐ_Ｔを短時間で作成することができる。

【0051】

また、このような教示点作成方法によれば、目標点Ｐ_Ｇの位置がロボットに対する位置でなくても、基準点Ｐ_Ｒと目標点Ｐ_Ｇとの位置関係が既知であれば、目標点Ｐ_Ｇにロボットの先端Ｔを高精度に位置合わせするための教示点Ｐ_Ｔを作成することができる。

【0052】

ここで補足すると、図３に示す変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ）），ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ’））は、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ），Ｆ（Ｐ_Ｇ’）が異なる姿勢であるため、厳密に言えば、同一ではない。しかしながら、変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ））とΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ’））との差は、変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ’））に比べて一般に小さい。したがって、変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ）），ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ’））を実質的に同一とみなすことが可能である。以上の理由から、目標点Ｐ_Ｇの位置がロボットではなく基準点Ｐ_Ｒに対する位置として与えられる場合は、仮の目標点Ｐ_Ｇ’から求められた変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ’））に基づいて、目標点Ｐ_Ｇにロボットの先端Ｔを高精度に位置合わせすることができる教示点Ｐ_Ｔを作成することができる。

【0053】

一方、目標点Ｐ_Ｇの位置がロボットに対する位置で与えられる場合、仮の目標点Ｐ_Ｇ’を求めることなく、目標点Ｐ_Ｇに先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ）を算出することができる、すなわち、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ）のロボットに生じる変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ））を算出することができる。その結果、変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ））に基づいて、目標点Ｐ_Ｇにロボットの先端Ｔを高精度に位置合わせすることができる教示点Ｐ_Ｔを作成することができる。

【0054】

この上述の概念にしたがって、コントローラ１４は、自動で教示点を作成する。具体的には、図１や図２に示すように、ワークＷの表面Ｗａには、３つの穴を形成するために必要な目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ３が定義されている。この目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ３は、ワークＷの表面Ｗａに形成される、穴の開口の中心に対応する。また、目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ３は、２つの基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２をワークＷの表面Ｗａに沿って最短の長さで結ぶ仮想線Ｌを等分するように、仮想線Ｌ上に配置されている。すなわち、目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ３の位置は、基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２に対する位置で定義されている。このような目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ３にロボット１２の先端Ｔを高精度に位置合わせするための３つの教示点Ｐ_Ｔ１〜Ｐ_Ｔ３が作成される。

【0055】

また、穴の加工開始点に対応し、目標点Ｐ_Ｇ１，Ｐ_Ｇ２，Ｐ_Ｇ３の位置からロボット１２側且つ表面Ｗａに対して垂直方向に距離Ｄ１離れた目標点Ｐ_Ｇ４，Ｐ_Ｇ５，Ｐ_Ｇ６にロボット１２の先端Ｔを高精度に位置決めするための３つの教示点Ｐ_Ｔ４，Ｐ_Ｔ５，Ｐ_Ｔ６が作成される。

【0056】

さらに、穴の加工終了点に対応し、目標点Ｐ_Ｇ１，Ｐ_Ｇ２，Ｐ_Ｇ３の位置から反ロボット１２側且つ表面Ｗａに対して垂直方向に距離Ｄ２離れた目標点Ｐ_Ｇ７，Ｐ_Ｇ８，Ｐ_Ｇ９にロボット１２の先端Ｔを高精度に位置決めするための３つの教示点Ｐ_Ｔ７，Ｐ_Ｔ８，Ｐ_Ｔ９が作成される。

【0057】

以下、９つの教示点Ｐ_Ｔ１〜Ｐ_Ｔ９の作成方法およびその流れについて、図５Ａ〜５Ｂと、図６Ａ〜６Ｄとを参照しながら説明する。

【0058】

固定誤差成分ΔＥ_Ｓを算出するためのフローを示す図５Ａに示すように、まず、ステップＳ２００において、コントローラ１４は、ワークＷの２つの基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２の位置データ（座標）を取得する。なお、２つの基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２の位置データ（座標）は、例えば、ロボット１２、治具１６、およびワークＷの配置図面（ＣＡＤデータ）に基づいて予め求められており、コントローラ１４の記憶部（図示せず）に記憶されている。

【0059】

次に、ステップＳ２１０において、コントローラ１４は、ステップＳ２１０で取得した基準点Ｐ_Ｒ１にロボット１２の先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｒ１）にロボット１２を制御する。

【0060】

続いて、ステップＳ２２０において、コントローラ１４は、図６Ａに示すように、基準点Ｐ_Ｒ１とロボット１２の先端Ｔとの間の誤差ΔＥ_Ｒ１を計測する。

【0061】

誤差ΔＥ_Ｒ１の計測は、コントローラ１４がビジョンセンサ２０を制御して撮影した画像を用いて行われる。具体的には、撮像画像上において、基準点Ｐ_Ｒ１とロボット１２の先端Ｔとの間の距離を計測する。次に、ロボット１２の姿勢からビジョンセンサ２０の撮影方向を割り出す。そして、撮像画像上における基準点Ｐ_Ｒ１とロボット１２の先端Ｔとの間の距離およびビジョンセンサ２０の撮影方向に基づいて、基準点Ｐ_Ｒ１とロボット１２の先端Ｔとの間の空間上の距離、すなわち誤差ΔＥ_Ｒ１を算出する。

【0062】

ステップＳ２３０において、コントローラ１４は、図６Ａに示すように、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｒ１）のときのロボット１２に生じる変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｒ１））を算出する。変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｒ１））は、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｒ１）のときの複数の関節それぞれの関節角度、複数のリンクそれぞれの長さ、ロボット１２の構成要素の重量、関節を駆動するモータ軸のねじれ剛性、リンクそれぞれのたわみなどから算出することができる。

【0063】

ステップＳ２４０において、コントローラ１４は、図６Ａに示すように、ステップＳ２２０で計測した誤差ΔＥ_Ｒ１と、ステップＳ２３０で算出した変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｒ１））とに基づいて、固定誤差成分ΔＥ_Ｓ１を算出する。

【0064】

ステップＳ２５０において、コントローラ１４は、ステップＳ２１０で取得した基準点Ｐ_Ｒ２にロボット１２の先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｒ２）にロボット１２を制御する。

【0065】

ステップＳ２６０において、ステップＳ２２０と同様に、コントローラ１４は、図６Ａに示すように、基準点Ｐ_Ｒ２とロボット１２の先端Ｔとの間の誤差ΔＥ_Ｒ２を計測する。

【0066】

ステップＳ２７０において、ステップＳ２３０と同様に、コントロローラ１４は、図６Ａに示すように、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｒ２）のときのロボット１２に生じる変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｒ２））を算出する。

【0067】

ステップＳ２８０において、コントローラ１４は、図６Ａに示すように、ステップＳ２６０で計測した誤差ΔＥ_Ｒ２と、ステップＳ２７０で算出した変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｒ２）とに基づいて、固定誤差成分ΔＥ_Ｓ２を算出する。

【0068】

ステップＳ２９０において、コントローラ１４は、ステップＳ２４０で算出した固定誤差成分ΔＥ_Ｓ１と、ステップＳ２８０で算出した固定誤差成分ΔＥ_Ｓ２との平均値として、平均固定誤差成分ΔＥ_Ｓを算出する。以後、この平均固定誤差成分ΔＥ_Ｓが、教示点Ｐ_Ｔ１〜Ｐ_Ｔ９を作成する際に使用される。

【0069】

ここからは、ステップＳ２９０で算出された（平均）固定誤差成分ΔＥ_Ｓを用いて、教示点Ｐ_Ｔ１〜Ｐ_Ｔ９を作成する方法について説明する。なお、教示点Ｐ_Ｔ１，Ｐ_Ｔ４，Ｐ_Ｔ７を作成する方法について説明することにより、他の教示点の作成方法についての説明を行ったものとする（教示点Ｐ_Ｔ２，Ｐ_Ｔ３がＰ_Ｔ１と同一の方法で作成され、教示点Ｐ_Ｔ５，Ｐ_Ｔ６がＰ_Ｔ４と同一の方法で作成され、教示点Ｐ_Ｔ８，Ｐ_Ｔ９がＰ_Ｔ７と同一の方法で作成されるからである）。

【0070】

教示点Ｐ_Ｔ１，Ｐ_Ｔ４，Ｐ_Ｔ７を作成するためのフローを示す図５Ｂに示すように、ステップＳ３００において、コントローラ１４は、図６Ｂに示すように、基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２から、ステップＳ２９０で算出された固定誤差成分ΔＥ_Ｓが補償された基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２として、すなわち基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２から−ΔＥ_Ｓずれた、仮の基準点Ｐ_Ｒ１’，Ｐ_Ｒ２’を設定する。

【0071】

ステップＳ３１０において、コントローラ１４は、図６Ｂに示すように、仮の目標点Ｐ_Ｇ１’を、仮の基準点Ｐ_Ｒ１’，Ｐ_Ｒ２’との間で、目標点Ｐ_Ｇ１，Ｐ_Ｇ２と基準点Ｐ_Ｒ１の間の位置関係と同一の位置関係を実現できる位置に設定する。

【0072】

本実施の形態においては、図１に示すように、目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ３は、２つの基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２をワークＷの表面Ｗａに沿って最短の長さで結ぶ仮想線Ｌを等分するように、その仮想線Ｌ上に等間隔に配置されている。したがって、仮の目標点Ｐ_Ｇ１’〜Ｐ_Ｇ３’は、仮の基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２を結んで仮想線Ｌと同一形状の仮想線Ｌ’を等分するように、その仮想線Ｌ’上に設定される。その結果、仮の目標点Ｐ_Ｇ１’〜Ｐ_Ｇ３’は、目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ３から−ΔＥ_Ｓずれた位置に設定される。

【0073】

なお、コントローラ１４は、目標点Ｐ_Ｇ１，Ｐ_Ｇ２と基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２の間の位置関係を、例えば、ワークＷのＣＡＤデータに基づいて取得する。

【0074】

ステップＳ３２０において、コントローラ１４は、仮の目標点Ｐ_Ｇ１’にロボット１２の先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ１’）を算出する。

【0075】

ステップＳ３３０において、コントローラ１４は、図６Ｃに示すように、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ１’）のロボット１２に生じる、変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ１’））を算出する。

【0076】

ステップＳ３４０において、コントローラ１４は、図６Ｃに示すように、ステップＳ３１０で設定した仮の目標点Ｐ_Ｇ１’の位置と、ステップＳ３３０で算出した変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ１’））とに基づいて、目標点Ｐ_Ｇ１にロボットの先端Ｔが高精度に位置合わせされる教示点Ｐ_Ｔ１を作成する。具体的には、仮の目標点Ｐ_Ｇ１’から−ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ１’））ずれた位置に教示点Ｐ_Ｔ１が作成される。

【0077】

次に、ステップＳ３５０において、コントローラ１４は、図６Ｄに示すように、仮の目標点Ｐ_Ｇ１’からロボット１２側に且つワークＷの表面Ｗａに対して垂直方向に距離Ｄ１離れた位置に仮の目標点Ｐ_Ｇ４’を設定する。その結果、固定誤差成分ΔＥ_Ｓが補償された目標点Ｐ_Ｇ４として仮の目標点Ｐ_Ｇ４’が設定される。

【0078】

続いて、ステップＳ３６０において、コントローラ１４は、図６Ｄに示すように、仮の目標点Ｐ_Ｇ１’から反ロボット１２側に且つワークＷの表面Ｗａに対して垂直方向に距離Ｄ２離れた位置に仮の目標点Ｐ_Ｇ７’を設定する。その結果、固定誤差成分ΔＥ_Ｓが補償された目標点Ｐ_Ｇ７として仮の目標点Ｐ_Ｇ７’が設定される。

【0079】

ステップＳ３７０において、コントローラ１４は、仮の目標点Ｐ_Ｇ４’にロボット１２の先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ４’）を算出する。

【0080】

ステップＳ３８０において、コントローラ１４は、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ４’）のロボット１２に生じる、先端Ｔにおけるたわみ誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ４’））を算出する。

【0081】

ステップＳ３９０において、コントローラ１４は、ステップＳ３５０で設定した仮の目標点Ｐ_Ｇ４’の位置と、ステップＳ３８０で算出した変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ４’））とに基づいて、目標点Ｐ_Ｇ４にロボットの先端Ｔが高精度に位置合わせされる教示点Ｐ_Ｔ４を作成する。具体的には、仮の目標点Ｐ_Ｇ４’から−ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ４’））ずれた位置に教示点Ｐ_Ｔ４が作成される。

【0082】

ステップＳ４００において、コントローラ１４は、仮の目標点Ｐ_Ｇ７’にロボット１２の先端Ｔが位置する姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ７’）を算出する。

【0083】

ステップＳ４１０において、コントローラ１４は、姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ７’）のロボット１２に生じる、先端Ｔにおける変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ７’））を算出する。

【0084】

ステップＳ４２０において、コントローラ１４は、ステップＳ３６０で設定した仮の目標点Ｐ_Ｇ７’の位置と、ステップＳ４１０で算出した変動誤差成分ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ７’））とに基づいて、目標点Ｐ_Ｇ７にロボットの先端Ｔが高精度に位置合わせされる教示点Ｐ_Ｔ７を作成する。具体的には、仮の目標点Ｐ_Ｇ７’から−ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ７’））ずれた位置に教示点Ｐ_Ｔ７が作成される。

【0085】

本実施の形態によれば、基準点Ｐ_Ｒ１と姿勢Ｆ（Ｐ_Ｒ１）のロボットの先端Ｔとの間の誤差ΔＥ_Ｒ１と、基準点Ｐ_Ｒ２と姿勢Ｆ（Ｐ_Ｒ２）のロボットの先端Ｔとの間の誤差ΔＥ_Ｒ２とを計測するだけで、後は計算のみで、ワークＷに定義されている目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ９にロボットの先端Ｔを高精度に位置合わせするための教示点Ｐ_Ｔ１〜Ｐ_Ｔ９を作成することができる。したがって、複数の目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ９にロボットの先端Ｔを高精度に位置合わせするための複数の教示点Ｐ_Ｔ１〜Ｐ_Ｔ９を短時間で作成することができる。

【0086】

また、目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ９の位置がロボット１２に対する位置でなくても、基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２と目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ９との位置関係があれば（例えばワークＷのＣＡＤデータがあれば）、目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ９にロボットの先端Ｔを高精度に位置合わせするための教示点Ｐ_Ｔ１〜Ｐ_Ｔ９を作成することができる。

【0087】

さらに、穴の開口中心に対応する目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ３、穴の加工開始点に対応する目標点Ｐ_Ｇ４〜Ｐ_Ｇ６、および穴の加工終了点に対応する目標点Ｐ_Ｇ７〜Ｐ_Ｇ９にロボット１２の先端Ｔ、すなわちドリル１８ａの先端Ｔを高精度に位置合わせできるため、ワークＷに高精度の穴を形成することができる。すなわち、基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２を結ぶ仮想線Ｌを等分する位置からワークＷの表面Ｗａに対して垂直に延びる３つの穴を高精度に形成することができる。

【0088】

以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されない。

【0089】

上述の実施の形態の場合、ロボット１２がワークＷの表面Ｗａに向かってドリル１８ａを送るものであるが、本発明はこれに限らない。穴あけ装置１８に、ドリル１８ａを送る送り機構を設けてもよい。この場合、ロボット１２によって目標点Ｐ_Ｇ４〜Ｐ_Ｇ６にドリル１８ａの先端Ｔが位置合わせされた後、送り機構を備える穴あけ装置１８が、ドリル１８ａをワークＷに向かって所定の送り速度で送るように、ロボットシステム１０が構成される。要するに複数の位置での位置決めを行う機械に適用可能である。

【0090】

また、上述の実施の形態の場合、目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ３に孔が形成されるが、基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２にも孔を形成してもよい。この場合、例えば基準点Ｐ_Ｒ１に穴を形成するための教示点は、図５Ａに示すステップＳ２２０で計測された誤差ΔＥ_Ｒ１とステップＳ２００で取得した基準点Ｐ_Ｒ１の位置とに基づいて、作成することができる。すなわち、教示点の位置は、基準点Ｐ_Ｒ１から−ΔＥ_Ｒ１の位置に決定される。

【0091】

また、上述の実施の形態の場合、ワークＷに定義された２つの基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２に基づいて算出された固定誤差成分ΔＥ_Ｓ１，ΔＥ_Ｓ２の平均（平均固定誤差成分ΔＥ_Ｓ）を用いて、目標点Ｐ_Ｇ１〜Ｐ_Ｇ９にロボット１２の先端Ｔを高精度に位置合わせすることができる教示点Ｐ_Ｔ１〜Ｐ_Ｔ９を作成しているが、本発明はこれに限らない。例えば、図１や図６Ａに示すように、目標点Ｐ_Ｇ１に対する教示点Ｐ_Ｔ１を算出する場合は近い方の基準点Ｐ_Ｒ１の固定誤差成分ΔＥ_Ｓ１を用い、目標点Ｐ_Ｇ３に対する教示点Ｐ_Ｔ３を算出する場合は近い方の基準点Ｐ_Ｒ２の固定誤差成分ΔＥ_Ｓ２を用いるようにしてもよい。

【0092】

また、ワーク上の複数の基準点におけるΔＥ_Ｓを図４のステップＳ１００〜Ｓ１３０と同様の方法で算出し、得られた複数のΔＥ_Ｓに基づいて、任意の目標点におけるΔＥ_Ｓを解析的に求めてもよい。

【0093】

本発明において、固定誤差成分ΔＥ_Ｓを求めるための基準点Ｐ_Ｒが少なくとも１つ存在すればよい。ただし、複数の基準点Ｐ_Ｒに基づいて求められた複数の固定誤差成分ΔＥ_Ｓを用いる方が、目標点Ｐ_Ｔにロボット先端Ｔを位置合わせできる教示点Ｐ_Ｔを高精度に作成できることは明らかであり、また好ましい。

【0094】

さらに、上述の実施の形態の場合、ロボット１２に取り付けられたビジョンセンサ２０を用いて、基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２とロボット１２の先端Ｔとの間の誤差ΔＥ_Ｒ１，ΔＥ_Ｒ２を計測しているが、本発明はこれに限らない。ビジョンセンサ２０は、ロボット１２以外の場所、例えば治具１６に取り付けられてもよい。

【0095】

加えて、基準点を用いて固定誤差成分ΔＥ_Ｓを算出する方法は、図５Ａに示す方法以外の方法も考えられる。それについて、図７を参照しながら説明する。

【0096】

図７に示す、固定誤差成分ΔＥ_Ｓを算出する方法では、例えばティーチングペンダントなどの手動操作装置を介して作業者がロボット１２を手動操作するステップが存在する。

【0097】

図７に示すように、ステップＳ５００において、コントローラ１４は、ワークＷの２つの基準点Ｐ_Ｒ１，Ｐ_Ｒ２の位置（座標）を取得する。

【0098】

次に、ステップＳ５１０において、作業者がティーチングペンダントを介して、基準点Ｐ_Ｒ１にロボット１２の先端Ｔが位置合わせされる姿勢Ｆ_Ｍ１にロボット１２を手動操作する。なお、上述の実施の形態と異なり、作業者の目視によってロボット１２の先端Ｔが基準点Ｐ_Ｒ１に位置合わせされるため、図６Ａに示すような空間上の誤差ΔＥ_Ｒ１は生じない。

【0099】

続いて、ステップＳ５２０において、コントローラ１４は、ステップＳ５１０で作業者の手動操作によって実現されたロボット１２の姿勢Ｆ_Ｍ１に基づいて、ロボット１２の先端Ｔの位置（座標）Ｐ_Ｍ１を算出する。先端Ｔの位置Ｐ_Ｍ１は、姿勢Ｆ_Ｍ１のときの複数の関節それぞれの関節角度、リンク長などによって算出することができる。

【0100】

ステップＳ５３０において、コントローラ１４は、ステップＳ５００で取得した基準点Ｐ_Ｒ１の位置と、ステップＳ５２０で算出されたロボット１２の先端Ｔの位置Ｐ_Ｍ１との間の誤差ΔＥ_ＲＭ１を算出する。確認すると、外見上では基準点Ｐ_Ｒ１に先端Ｔは位置合わせされているが、数値上では、基準点Ｐ１の座標と先端Ｔの座標がΔＥ_ＲＭ１だけ異なっている。その理由は、ステップＳ５２０において、コントローラ１４が、ロボット１２に生じるたわみやロボット１２の据え付け誤差などを考慮せずに先端Ｔの位置を算出しているためである。

【0101】

ステップ５４０において、コントローラ１４は、姿勢Ｆ_Ｍ１のロボット１２に生じる、変動誤差成分ΔＥ（Ｆ_Ｍ１）を算出する。

【0102】

ステップＳ５５０において、コントローラ１４は、ステップＳ５３０で算出した誤差ΔＥ_ＲＭ１と、ステップＳ５４０で算出した変動誤差成分ΔＥ（Ｆ_Ｍ１）とに基づいて、固定誤差成分ΔＥ_Ｓ１を算出する。

【0103】

次に、ステップＳ５６０において、ステップＳ５１０と同様に、作業者がティーチングペンダントを介して、基準点Ｐ_Ｒ２にロボット１２の先端Ｔが位置合わせされる姿勢Ｆ_Ｍ２にロボット１２を手動操作する。

【0104】

続いて、ステップＳ５７０において、ステップＳ５２０と同様に、コントローラ１４は、ステップＳ５６０で作業者の手動操作によって実現されたロボット１２の姿勢Ｆ_Ｍ２に基づいて、ロボット１２の先端Ｔの位置（座標）Ｐ_Ｍ２を算出する。

【0105】

ステップＳ５８０において、ステップＳ５３０と同様に、コントローラ１４は、ステップＳ５００で取得した基準点Ｐ_Ｒ２の位置と、ステップＳ５７０で算出されたロボット１２の先端Ｔの位置Ｐ_Ｍ２との間の誤差ΔＥ_ＲＭ２を算出する。

【0106】

ステップ５９０において、コントローラ１４は、姿勢Ｆ_Ｍ２のロボット１２に生じる、先端Ｔにおける変動誤差成分ΔＥ（Ｆ_Ｍ２）を算出する。

【0107】

ステップＳ６００において、コントローラ１４は、ステップＳ５８０で算出した誤差ΔＥ_ＲＭ２と、ステップＳ５９０で算出した変動誤差成分ΔＥ（Ｆ_Ｍ２）とに基づいて、固定誤差成分ΔＥ_Ｓ２を算出する。

【0108】

ステップＳ６１０において、コントローラ１４は、ステップＳ５５０で算出した固定誤差成分ΔＥ_Ｓ１と、ステップＳ６１０で算出した固定誤差成分ΔＥ_Ｓ２との平均値として、平均固定誤差成分ΔＥ_Ｓを算出する。

【0109】

このような、ロボットシステム１０の固定誤差成分ΔＥ_Ｓの算出方法によれば、ビジョンセンサ２０は不要となる。

【0110】

最後に、ロボットの先端Ｔを目標点に位置合わせされるロボットの部分として本発明を説明してきたが、本発明は、これに限定しない。例えば、ロボット１２のフランジ１２ｇの取り付け面の中心であってもよい。

【0111】

また、上述の実施の形態においては、ロボットの先端が任意の位置に位置するときのロボットの姿勢は１つであるものとして説明してきたが、実際には複数存在する場合がある。そのために、例えば、図５ＢのステップＳ３２０において、仮の目標点Ｐ_Ｇ１’にロボットの先端Ｔが位置する複数の姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ１’）が算出される可能性がある。この場合、例えば、作業者が所望する、目標点にロボットの先端が位置合わせされているときのロボットの姿勢を取得し、その取得した所望の姿勢に近い方の姿勢Ｆ（Ｐ_Ｇ’）を選択するようにすればよい。

【産業上の利用可能性】

【0112】

本発明は、穴あけ作業に限らず、多関節型のロボットを使用する作業であれば、あらゆる作業に適用可能である。

【符号の説明】

【0113】

Ｐ_Ｇ 目標点
Ｐ_Ｒ 基準点
Ｔ 代表点（先端）
Ｆ（Ｐ_Ｒ） 第１の姿勢
ΔＥ_Ｒ 誤差
ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｒ）） 第１の変動誤差成分
ΔＥ_Ｓ 固定誤差成分
Ｐ_Ｒ’ 仮の基準点
Ｐ_Ｇ’ 仮の目標点
Ｆ（Ｐ_Ｇ’） 第２の姿勢
ΔＥ（Ｆ（Ｐ_Ｇ’）） 第２の変動誤差成分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】