特許 6816060 作業ロボットシステムおよび作業ロボット

(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】6816060

(24)【登録日】2020年12月25日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】作業ロボットシステムおよび作業ロボット

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/00 20060101AFI20210107BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20210107BHJP

   B23P 19/04 20060101ALI20210107BHJP

   B23P 21/00 20060101ALI20210107BHJP

   B62D 65/18 20060101ALI20210107BHJP

【ＦＩ】

   B25J13/00 A

   B25J13/08 A

   B25J13/08 Z

   B25J13/00 Z

   B23P19/04 G

   B23P21/00 307Z

   B23P21/00 303A

   B62D65/18 C

【請求項の数】4

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2018-82405(P2018-82405)

(22)【出願日】2018年4月23日

(65)【公開番号】特開2019-188507(P2019-188507A)

(43)【公開日】2019年10月31日

【審査請求日】2019年9月11日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(74)【代理人】

【識別番号】100142789

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100163050

【弁理士】

【氏名又は名称】小栗 眞由美

(74)【代理人】

【識別番号】100201466

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】大場 雅文

【審査官】 松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−００９３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５０９７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２６０７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２９６４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００１７０３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−１００２７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００ − ２１／０２

Ｂ２３Ｐ １９／０４

Ｂ２３Ｐ ２１／００

Ｂ２５Ｊ １３／０８

Ｂ６２Ｄ ６５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物品を搬送する搬送装置と、
前記搬送装置によって搬送される前記物品の対象部に対して所定の作業を行う作業ロボットと、
前記作業ロボットを制御する作業ロボット制御部と、
前記搬送装置によって搬送されている前記物品における前記対象部又は前記対象部に対して位置が変化しない検出対象の位置を検出するために用いられるセンサと、
前記位置の検出を行うために、前記センサを移動可能な計測ロボットと、
前記計測ロボットの先端部に取付けられた前記センサの画角内の所定の位置に常に前記対象部又は前記検出対象を配置することによる前記センサの前記対象部又は前記検出対象への追随を行うように前記計測ロボットを制御する計測ロボット制御部と、
前記作業ロボットに支持された部品又はツールと前記物品との接触によって生ずる力を検出する力検出部と、を備え、 前記作業ロボットによる前記所定の作業を前記搬送装置によって移動している前記対象部に対して行うために、前記センサの前記追随が行われている時に前記計測ロボット制御部が前記計測ロボット制御部によって把握されている前記計測ロボットの先端部又は前記センサの位置の変位に前記作業ロボットおよび前記計測ロボットの共有の座標系の設定位置の変位を連動させ、前記作業ロボット制御部が、前記共有の座標系を基準に前記作業ロボットを動作させることによって前記作業ロボットによって前記部品又は前記ツールを前記対象部に追随させながら、前記力検出部の検出値に基づいた力制御を行う、作業ロボットシステム。

【請求項2】

前記搬送装置上の前記物品の少なくとも位置を検出する検出部を備え、
前記作業ロボット制御部が、前記検出部の検出結果に基づいて、前記作業ロボットの前記部品又は前記ツールを前記対象部に近付け、
前記計測ロボット制御部が、前記検出部の検出結果に基づいて、前記計測ロボットの前記センサを前記対象部又は前記検出対象に近付ける、請求項１に記載の作業ロボットシステム。

【請求項3】

物品を搬送する搬送装置と、
前記搬送装置によって搬送される前記物品の対象部に対して所定の作業を行う作業ロボットと、
前記作業ロボットを制御する作業ロボット制御部と、
前記搬送装置によって搬送されている前記物品における前記対象部又は前記対象部に対して位置が変化しない検出対象の位置を検出するために用いられるセンサと、
前記位置の検出を行うために、前記センサを移動可能な計測ロボットと、
前記計測ロボットを制御する計測ロボット制御部と、
前記作業ロボットに支持された部品又はツールと前記物品との接触によって生ずる力を検出する力検出部と、を備え、
前記作業ロボット制御部が、前記作業ロボットによる前記所定の作業が前記搬送装置によって移動している前記対象部に対して行われる時に、検出される前記対象部又は前記検出対象の位置に基づく前記作業ロボットの制御を行いながら、前記力検出部の検出値に基づいた力制御を行い、
前記対象部又は前記検出対象の検出位置が、所定の基準を超えて変動する時に、前記作業ロボット制御部が前記力制御の制御周期を短くする、または、感度を高める作業ロボットシステム。

【請求項4】

搬送装置によって搬送される物品の対象部に対して所定の作業を行うアームと、
前記アームを制御する作業ロボット制御部と、
前記アームに支持された部品又はツールと前記物品との接触によって生ずる力を検出する力検出部と、を備えた作業ロボットであって、
前記作業ロボット制御部が、前記搬送装置によって移動している前記対象部又は前記対象部に対して位置が変化しない検出対象の位置を検出するために用いられるセンサを移動させる計測ロボットの計測ロボット制御部から、前記計測ロボット制御部が前記計測ロボットを制御して前記計測ロボットの先端部に取付けられた前記センサの画角内の所定の位置に常に前記対象部又は前記検出対象を配置することによる前記センサの前記対象部又は前記検出対象への追随を行っている時に、前記計測ロボット制御部によって把握されている前記計測ロボットの先端部又は前記センサの位置の変位に連動して設定位置が変位する座標系であって前記作業ロボットおよび前記計測ロボットの共有の座標系を基準に前記作業ロボット制御部が前記アームを動作せることによって、前記アームによる前記所定の作業が前記搬送装置によって移動している前記対象部に対して行われる時に前記アームによって前記部品又は前記ツールを前記対象部に追随させながら、前記力検出部の検出値に基づいた力制御を行う、作業ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は作業ロボットシステムおよび作業ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、搬送装置によって搬送される物品に部品を組み付ける時には、搬送装置を停止させる場合が多かった。特に、車のボディ等の大きな物品に部品を精密に組み付ける時には、搬送装置による物品の搬送を停止する必要があった。これが作業効率の低下に帰結する場合もあった。

【0003】

一方、ロボットと、物体を搬送する搬送装置と、搬送装置に沿って設けられたレールと、レールに沿ってロボットを移動させる移動装置とを備えた生産ラインが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この生産ラインでは、搬送装置によって物体が搬送されている時に、ロボットは物体の欠陥検査および研磨を行う。また、欠陥検査および研磨が行われる時に、搬送装置による物体の搬送速度と同じ速度で、移動装置がロボットをレールに沿って移動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０８−７２７６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記生産システムでは、欠陥検査および研磨を行っているだけである。一方、ロボットと物体とが干渉し得る作業が行われる場合は、ロボット、搬送装置、物品等の破損防止の目的で、ロボットの力制御を行う必要が生ずる。しかし、搬送装置によって移動している物品は予測できない挙動を行う可能性があるので、力制御の制御周期を極めて短くし、または、感度を高めないと、前記の破損防止を実現することは難しい。

【0006】

しかし、ロボットはロボットの制御周期でしか反応できないため、結果的に力制御の制御周期はロボットの制御周期よりも短くできない。つまり、ロボット自体の性能を変更しない限り、前記の破損防止を実現することが難しいケースがあった。また、力制御の感度を高くすると、ロボットの発振が発生する可能性が高まる。また、物品が予測できない挙動を行う場合、連続するいくつかの制御周期の期間に力制御が行われても、ロボットと物体との過度な干渉が改善されない状態も生じ得る。この時もロボットの発振が発生する可能性が高まる。

【0007】

本発明は、前述の事情に鑑みてなされている。本発明の目的の一つは、ロボット、搬送装置、物品等の破損防止を効率的に実現することのできる作業ロボットシステムおよび作業ロボットの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１態様の作業ロボットシステムは、物品を搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送される前記物品の対象部に対して所定の作業を行う作業ロボットと、前記作業ロボットを制御する作業ロボット制御部と、前記搬送装置によって搬送されている前記物品における前記対象部又は前記対象部に対して位置が変化しない検出対象の位置を検出するために用いられるセンサと、前記位置の検出を行うために、前記センサを移動可能な計測ロボットと、前記計測ロボットの先端部に取付けられた前記センサの画角内の所定の位置に常に前記対象部又は前記検出対象を配置することによる前記センサの前記対象部又は前記検出対象への追随を行うように前記計測ロボットを制御する計測ロボット制御部と、前記作業ロボットに支持された部品又はツールと前記物品との接触によって生ずる力を検出する力検出部と、を備え、 前記作業ロボットによる前記所定の作業を前記搬送装置によって移動している前記対象部に対して行うために、前記センサの前記追随が行われている時に前記計測ロボット制御部が前記計測ロボット制御部によって把握されている前記計測ロボットの先端部又は前記センサの位置の変位に前記作業ロボットおよび前記計測ロボットの共有の座標系の設定位置の変位を連動させ、前記作業ロボット制御部が、前記共有の座標系を基準に前記作業ロボットを動作させることによって前記作業ロボットによって前記部品又は前記ツールを前記対象部に追随させながら、前記力検出部の検出値に基づいた力制御を行う。

【0009】

上記態様では、計測ロボットによってセンサが移動し、この時に物品における対象部又は検出対象の位置が検出される。また、検出対象又は対象部に追随する計測ロボットの先端部又はセンサの位置変化が、搬送装置によって移動する対象部の位置変化に相当する。計測ロボットの先端部又はセンサの位置は計測ロボット制御部が把握しているので、当該構成は対象部の位置変化を確実に取得するために有利である。そして、このように検出される対象部又は検出対象の位置を用いて作業ロボットが制御される。このため、力制御が無い状態であっても、作業ロボット制御部は、作業ロボットに支持された部品又はツールと物品との位置関係を認識でき、両者の接触有無を認識できる場合もある。例えば、搬送装置による物品の移動量が大きく変動する搬送装置の異常も、作業ロボット制御部は力制御が無い状態において認識できる。このため、力制御の制御周期を無理に短くせずに、作業ロボット、搬送装置、物品等の破損防止を実現できるようになり、作業ロボットの発振の発生も抑制される。

【0010】

ここで、部品又はツールと共にセンサが作業ロボットの先端部に支持される場合、センサの検出範囲が部品又はツールによって遮られる場合がある。部品又はツールが物品に接触する時に、センサによって対象部又はその近傍を検出できなくなる場合もある。前記態様では、作業ロボットとは異なる計測ロボットにセンサが支持されている。このため、センサの検出範囲が部品又はツールによって遮られる可能性が低減され、部品又はツールが物品に接触する時のセンサによる対象部又はその近傍の検出状態も良くなる。

【0011】

また、部品又はツールと共にセンサが作業ロボットの先端部に支持される場合、ツール又は作業ロボットの洗浄や修理等を行う際に、作業ロボットからセンサを取外す必要がある。この場合、センサを作業ロボットに再度取り付ける際に、センサのキャリブレーションを行う必要がある。前記態様では、作業ロボットとは異なる計測ロボットにセンサが支持されているので、センサのキャリブレーションの手間を低減又は無くすことができる。

【0012】

さらに、センサがカメラであり、センサが作業ロボットの先端部に支持される場合、作業の進行に応じて作業ロボットの先端部と物品との距離が変わる時に、センサのピントを調整する必要がある。センサのピントを作業の進行に応じて逐次調整することは容易ではなく、ピント合わせの遅れが作業ロボットの制御の精度に影響を与える。前記態様では、作業ロボットとは異なる計測ロボットにセンサが支持されているため、対象部又は検出対象とカメラとの距離を作業の進行とは無関係に保てる。このため、作業ロボットの作業の進行に応じてセンサのピントを逐次調整する必要がない。

【0013】

上記態様において、好ましくは、前記作業ロボット制御部が、前記作業ロボットによって支持されている前記部品又は前記ツールを、検出される前記対象部又は前記検出対象の位置に基づいて前記対象部に追随させながら、前記力検出部の検出値を用いて前記力制御を行う。

【0014】

このように、センサの検出結果を用いることによって、作業ロボット制御部が作業ロボットの部品又はツールを対象部に追随させる。このため、作業ロボット制御部は、作業ロボットが所定の作業を行う時に、搬送装置によって搬送される物品の対象部に対して、作業ロボットに支持された部品又はツールの位置および姿勢を正確に制御できる。これは、力制御の制御周期を短くせずに、または、感度を高めずに、作業ロボット、搬送装置、物品等の破損防止を実現するために有利であり、作業ロボットの発振の発生を抑制するためにも有利である。

【0015】

上記のように、前記計測ロボット制御部が、前記計測ロボットによって前記センサを前記対象部又は前記検出対象に追随させることによって、前記対象部の位置を検出する。
当該態様では、対象部に追随する計測ロボットの先端部又はセンサの位置変化が、搬送装置によって移動する対象部の位置変化に相当する。計測ロボットの先端部又はセンサの位置は計測ロボット制御部が把握しているので、当該構成は対象部の位置変化を容易且つ確実に取得するために有利である。

【0016】

上記態様において、好ましくは、前記計測ロボット制御部が、前記センサの位置と、前記センサに対する前記対象部の位置とを用いて、前記対象部の位置を検出する。
当該構成では、前記センサの位置は計測ロボット制御部が把握している。このため、例えばセンサに対する対象部の検出位置を加えるだけで、対象部の位置を得ることができ、前後の差分を取ることで対象部の位置変化を得ることができる。これは、対象部の位置変化の取得を容易且つ確実に行うために有利である。

【0017】

上記態様において、好ましくは、前記計測ロボット制御部が、前記計測ロボットによって前記センサを前記検出対象に追随させることによって、前記対象部の位置変化を検出する。
また、好ましくは、前記計測ロボット制御部が、前記センサの位置と、前記センサに対する前記検出対象の検出位置とを用いて、前記対象部の位置変化を検出する。

【0018】

これらの態様は、対象部に対して位置が変化しない検出対象にセンサを追随させること、又は、当該検出対象をセンサによって検出することによって、対象部の位置が検出される。このため、部品やツールによって対象部が覆われる場合であっても、対象部の位置を検出することができ、これは作業ロボットによる作業の精度を向上するために極めて有利である。

【0019】

上記態様において、好ましくは、前記搬送装置上の前記物品の少なくとも位置を検出する検出部を備え、前記作業ロボット制御部が、前記検出部の検出結果に基づいて、前記作業ロボットの前記部品又は前記ツールを前記対象部に近付け、前記計測ロボット制御部が、前記検出部の検出結果に基づいて、前記計測ロボットの前記センサを前記対象部又は前記検出対象に近付ける。なお、近付ける際に、作業ロボットは前記対象部の姿勢に合わせて前記部品又は前記ツールの姿勢を変えても良いし、計測ロボットは前記対象部又は前記検出対象の姿勢に合わせて前記センサの姿勢を変えても良い。
検出部の検出結果に基づいてこのように作業ロボットおよび計測ロボットが作動すると、作業の効率が向上する。

【0020】

上記態様において、好ましくは、前記対象部又は前記検出対象の検出位置が、前記作業ロボット制御部が前記力制御の制御周期を短くする、または、感度を高める。

【0021】

当該態様では、前述のように作業ロボットに支持された部品又はツールと物品との位置関係が認識されている状態において、作業ロボット制御部および前記搬送装置の少なくとも一方がさらに、センサの検出結果に基づいて異常対応作動を行う。当該構成は、作業ロボット、搬送装置、物品等の破損防止の確実な実現を図る時に有利であり、作業ロボットの発振の発生を抑制するためにも有利である。

【0022】

本発明の第２態様は、搬送装置によって搬送される物品の対象部に対して所定の作業を行うアームと、前記アームを制御する作業ロボット制御部と、前記アームに支持された部品又はツールと前記物品との接触によって生ずる力を検出する力検出部と、を備えた作業ロボットであって、前記作業ロボット制御部が、前記搬送装置によって移動している前記対象部又は前記対象部に対して位置が変化しない検出対象の位置を検出するために用いられるセンサを移動させる計測ロボットの計測ロボット制御部から、前記計測ロボット制御部が前記計測ロボットを制御して前記計測ロボットの先端部に取付けられた前記センサの画角内の所定の位置に常に前記対象部又は前記検出対象を配置することによる前記センサの前記対象部又は前記検出対象への追随を行っている時に、前記計測ロボット制御部によって把握されている前記計測ロボットの先端部又は前記センサの位置の変位に連動して設定位置が変位する座標系であって前記作業ロボットおよび前記計測ロボットの共有の座標系を基準に前記作業ロボット制御部が前記アームを動作せることによって、前記アームによる前記所定の作業が前記搬送装置によって移動している前記対象部に対して行われる時に前記アームによって前記部品又は前記ツールを前記対象部に追随させながら、前記力検出部の検出値に基づいた力制御を行う。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、ロボット、搬送装置、物品等の破損防止を効率的に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態の作業ロボットシステムの構成を示す図である。

【図2】本実施形態の作業ロボットシステムの構成を示す図である。

【図3】本実施形態の作業ロボットシステムの作業ロボット制御装置のブロック図である。

【図4】本実施形態の作業ロボットシステムの計測ロボット制御装置のブロック図である。

【図5】本実施形態の計測ロボットシステムのセンサによって撮像される画像データの例である。

【図6】本実施形態の制御システムの構成の例を示す図である。

【図7】本実施形態の作業ロボットおよび計測ロボットの制御装置の処理の例を示すフローチャートである。

【図8】本実施形態の作業ロボットおよび計測ロボットの制御装置の処理の例を示すフローチャートである。

【図9】本実施形態の作業対象である物品の平面図である。

【図10】本実施形態の物品の対象部および部品の取付部の平面図である。

【図11】本実施形態の作業ロボットシステムにおけるトラッキング制御の座標系を説明する図である。

【図12】本実施形態の作業ロボットシステムの変形例の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の第１実施形態に係る作業ロボットシステムについて、図面を用いながら以下説明する。
本実施形態の作業ロボットシステムは、図１および図２に示されるように、作業対象である物品１００を搬送する搬送装置２と、搬送装置２によって搬送される物品１００の対象部１０１に対して所定の作業を行う作業ロボット１０と、作業ロボット１０が有する作業ロボット制御装置２０と、検出部としての検出装置４０とを備えている。

【0026】

検出装置４０は、物品１００が所定位置まで搬送されてきたことを検出する。検出装置４０が、搬送装置２によって搬送される物品１００の対象部１０１の位置および姿勢を特定できるデータを取得してもよい。検出装置４０として、このような機能を有する装置は全て利用することができる。本実施形態では検出装置４０は光電センサである。この場合、検出装置４０は、その設置位置まで物品１００が搬送されてきたことを検出する。検出装置４０の検出結果は各制御装置に送信されても良いし、後述の上位制御装置８０に送信されても良い。

【0027】

物品１００は特定の種類の物に限定されないが、本実施形態では、一例として、物品１００は車のボディである。搬送装置２はモータ２ａによって複数のローラ３のうち数本を駆動することによって物品１００を搬送するものであり、本実施形態では搬送装置２は図１および図２における右側に向かって物品１００を搬送する。なお、モータ２ａは作動位置検出装置２ｂを備えていても良い。作動位置検出装置２ｂはモータ２ａの出力軸の回転位置および回転量を逐次検出する。作動位置検出装置２ｂは例えばエンコーダであり、作動位置検出装置２ｂの検出値は作業ロボット制御装置２０や計測ロボット制御装置７０に送信される。

【0028】

対象部１０１は、物品１００において、作業ロボット１０が所定の作業を行う部分である。本実施形態では、所定の作業として、作業ロボット１０のハンド３０が部品１１０を持上げ、作業ロボット１０は部品１１０の取付部１１１を対象部１０１に取付ける。これにより、例えば、部品１１０の取付部１１１から下方に延びるシャフト１１１ａが、物品１００の対象部１０１に設けられた孔１０１ａに嵌合する。
なお、物品１００が搬送装置２によって移動している状態において、作業ロボット１０は部品１１０の取付部１１１を対象部１０１に取付ける。

【0029】

作業ロボット１０は特定の種類のロボットに限定されないが、本実施形態の作業ロボット１０は、複数の可動部をそれぞれ駆動する複数のサーボモータ１１を備えている（図３参照）。なお、複数の可動部によって作業ロボット１０のアーム１０ａが構成されている。各サーボモータ１１はその作動位置を検出するための作動位置検出装置を有し、作動位置検出装置は一例としてエンコーダである。作動位置検出装置の検出値は作業ロボット制御装置２０に送信される。

【0030】

作業ロボット１０のアーム１０ａの先端部にはハンド３０が取付けられている。本実施形態のハンド３０は複数の爪による把持によって部品１１０を支持するが、磁力、空気の吸引、またはそれらを組み合わせたもの等を用いて部品１１０を支持するハンドを用いることも可能である。
ハンド３０は爪を駆動するサーボモータ３１を備えている（図３参照）。サーボモータ３１はその作動位置を検出するための作動位置検出装置を有し、作動位置検出装置は一例としてエンコーダである。作動位置検出装置の検出値は作業ロボット制御装置２０に送信される。
なお、各サーボモータ１１，３１として、回転モータ、直動モータ等の各種のサーボモータが用いられ得る。

【0031】

作業ロボット１０のアーム１０ａの先端部には力検出部としての力センサ３２が取付けられている。力センサ３２は、例えば、図１に示す力センサ座標系２０２のｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向の力を検出し、ｘ軸周り、ｙ軸周り、およびｚ軸周りの力も検出する。
本実施形態では、搬送装置２の搬送方向と図１の共有座標系２０１のＸ軸方向が一致しており、鉛直方向と図１のＺ軸方向とが一致しており、図１のＹ軸方向は搬送装置２の幅方向と一致するように取る。

【0032】

力センサ３２は、ハンド３０又はハンド３０によって把持された部品１１０に加わる力の方向および力の程度を検出できるものであればよい。このため、本実施形態では力センサ３２が作業ロボット１０とハンド３０との間に設けられているが、力センサ３２はハンド３０内に設けられていてもよいし、作業ロボット１０内に設けられていても良い。

【0033】

作業ロボット制御装置２０は、図３に示されるように、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を有する作業ロボット制御部２１と、表示装置２２と、不揮発性ストレージ、ＲＯＭ等を有する記憶部２３と、作業ロボット１０のサーボモータ１１にそれぞれ対応している複数のサーボ制御器２４と、ハンド３０のサーボモータ３１に対応しているサーボ制御器２５と、作業ロボット制御装置２０に接続された入力部２６とを備えている。つまり、作業ロボット制御装置２０は、作業ロボット１０のアーム１０ａおよびハンド３０を制御するものである。入力部２６は、一例では、オペレータが持ち運べる操作盤等の入力装置である。入力部２６が作業ロボット制御装置２０と無線通信を行う場合もある。

【0034】

本実施形態の作業ロボットシステムは、図１および図２に示されるように、複数の計測ロボット６０と、複数の計測ロボット６０がそれぞれ持っている計測ロボット制御装置７０と、複数の計測ロボット６０にそれぞれ取付けられたセンサ５０とをさらに備えている。本実施形態では２つの計測ロボット６０が用いられる。計測ロボット６０は１つであってもよい。

【0035】

各計測ロボット６０は特定の種類のロボットに限定されないが、本実施形態の各計測ロボット６０は、複数の可動部をそれぞれ駆動する複数のサーボモータ６１を備えている（図４参照）。なお可動部数は計測対象の動き方で限定することが可能である。例えば計測対象が平面内で姿勢を変えずに動作するようなものである場合は、Ｘ及びＹ方向にしか動作する必要はないため可動部数は２軸あれば十分であり、計測ロボットの製作コストを抑えることが可能である。各サーボモータ６１はその作動位置を検出するための作動位置検出装置を有し、作動位置検出装置は一例としてエンコーダである。作動位置検出装置の検出値は計測ロボット制御装置７０に送信される。

【0036】

各計測ロボット６０の先端部の例えば手首フランジ６２には、支持部材６２ａを用いてセンサ５０が取付けられている。センサ５０は、二次元カメラ、三次元カメラ、三次元距離センサ等である。本実施形態のセンサ５０は二次元カメラであり、センサ５０は、例えば、図５に示されるような対象部１０１の画像データを取得することができるものである。各センサ５０は画像データを対応する計測ロボット制御装置７０に送信する。後述する計測ロボット制御部７１は、周知の画像処理を適用することにより、例えば図５の画像データを用いて、２つの対象部１０１の少なくともどちらか一方の位置を特定できる。また、計測ロボット制御部７１は、例えば図５の画像データ中の２つの対象部１０１の少なくとも一方の特徴形状に基づいて、対象部１０１の姿勢を特定できる。

【0037】

本実施形態では、作業ロボット１０および２つの計測ロボット６０の座標系として共有座標系２０１を使用する。つまり、共有座標系２０１で定義されたある位置は各ロボット１０，６０において実空間上で一致した位置を指すことになる。

【0038】

共有座標系２０１の設定時には、作業ロボット１０の先端部に設けられた設定ツールおよび２つの計測ロボット６０の先端部に設けられた設定ツールがそれぞれ、搬送装置２上のある位置に設置されたキャリブレーション治具の複数の所定箇所を触る。これにより、共有座標系２０１が設定される。本実施形態では、共有座標系２０１のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の延びる方向は図１に示されるＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸の延びる方向と一致しており、共有座標系２０１の位置、即ち原点位置は、キャリブレーション治具上の所定の位置となる。
また、２つのセンサ５０がそれぞれ前記キャリブレーション治具の画像データを得て、共有座標系２０１とセンサ５０の位置姿勢（センサ座標系２０３，２０４）とを関連付ける。このように、センサ５０の位置および方向は、共有座標系と予め関係付けられている（キャリブレーションされている）。
なお、共有座標系設定時にキャリブレーション治具とは別の治具を用いても良い。

【0039】

各計測ロボット制御装置７０は、図４に示されるように、ＣＰＵ、ＲＡＭ等を有する計測ロボット制御部７１と、表示装置７２と、不揮発性ストレージ、ＲＯＭ等を有する記憶部７３と、計測ロボット６０のサーボモータ１１にそれぞれ対応している複数のサーボ制御器７４と、計測ロボット制御装置７０に接続された入力部７６とを備えている。一例では、入力部７６はオペレータが持ち運べる操作盤等の入力装置である。入力部７６が計測ロボット制御装置７０と無線通信を行う場合もある。

【0040】

作業ロボット制御装置２０の記憶部２３にはシステムプログラム２３ａが格納されており、システムプログラム２３ａは作業ロボット制御装置２０の基本機能を担っている。また、記憶部２３には作業動作プログラム２３ｂが格納されている。また、記憶部２３には、力制御プログラム２３ｃが格納されている。

【0041】

各計測ロボット制御装置７０の記憶部７３にはシステムプログラム７３ａが格納されており、システムプログラム７３ａは計測ロボット制御装置７０の基本機能を担っている。また、記憶部７３には計測動作プログラム７３ｂが格納されている。また、記憶部７３には、追随制御プログラム７３ｃが格納されている。

【0042】

計測ロボット制御部７１は、プログラム７３ａ，７３ｂ，７３ｃに基づいて、対象部１０１の位置又は移動量をモニタするための制御指令を各サーボ制御器７４に送信する。また、作業ロボット制御部２１は、プログラム２３ａ，２３ｂ，２３ｃに基づいて、物体１００に対する所定の作業を行うための制御指令を各サーボ制御器２４，２５に送信する。これによって、作業ロボット１０およびハンド３０が物体１００に対して所定の作業を行う。

【0043】

なお、図６に示されるように、作業ロボット制御装置２０および各計測ロボット制御装置７０は上位制御装置８０に接続されていても良い。上位制御装置８０は、プロセッサと、ＲＡＭ、ハードディスク等の記憶部と、入力部と、送受信部とを有するコンピュータである。作業ロボット１０の稼働状態、各計測ロボット６０の稼働状態等は、上位制御装置８０に送信される。センサ５０および計測ロボット制御装置７０によってモニタされる対象部１０１の位置および移動量のデータと、これらに関する後述のデータも、上位制御装置８０に逐次送信される。また、前記データは上位制御装置８０から作業ロボット制御装置２０に逐次送信される。また、上位制御装置８０が受付けるその他のデータも、上位制御装置８０から作業ロボット制御装置２０および各計測ロボット制御装置７０に送信される。
なお前記上位制御装置がない場合は、各々の制御装置が直接やり取りを行う。

【0044】

作業ロボット１０が物体１００に対して所定の作業を行う際の計測ロボット制御部７１および作業ロボット制御部２１の処理を図７および図８のフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下の制御は、搬送装置２によって物品１００が搬送されている状態で行われる。
また、ここでは２つのセンサ５０用にそれぞれ検出対象Ｏが準備されており、検出対象Ｏは例えば物体１００の上面に設けられたマークである（図９）。なお検出対象Ｏは対象部１０１に対する位置および姿勢が変化しないものであればよい。

【0045】

先ず、検出装置４０による物品１００の検出信号を受信すると（ステップＳ１−１）、作業ロボット制御部２１は、作業動作プログラム２３ｂに基づき、ハンド３０によって把持された部品１１０を対象部１０１に近付けるための制御指令を各サーボ制御器２４に送信する（ステップＳ１−２）。

【0046】

また、検出装置４０による物品１００の検出信号を受信すると（ステップＳ２−１）、各計測ロボット制御部７１は、計測動作プログラム７３ｂに基づき、センサ５０を物品１００の検出対象Ｏに近付けるための制御指令を各サーボ制御器７４に送信する（ステップＳ２−２）。
ステップＳ１−２およびＳ２−２の制御を行うために、作業ロボット制御部２１および計測ロボット制御部７１は、物品１００内における対象部１０１や検出対象Ｏに対するロボットの位置のデータ等を用いる。なお、ここであらかじめ指定されたおおよその搬送装置２の搬送速度を用いてロボットの位置を補正しても良いし、もしくは作動位置検出装置２ｂによって得られる搬送装置２の搬送速度を使ってロボットの位置を補正しても良い。

【0047】

続いて、センサ５０の画角内に検出対象Ｏが存在するようになると（ステップＳ２−３）、第１の処理として、計測ロボット制御部７１が、計測プログラム７３ｂに基づき、検出対象Ｏの計測に基づく対象部１０１の位置座標および姿勢の補正データの導出を行い（ステップＳ２−４）、作業ロボット制御部２１が、導出された補正データを用いた作業動作プログラム２３ｂの補正を行う（ステップＳ１−３）。同時に又は第１の処理の後すぐに、第２の処理として、計測ロボット制御部７１が、検出対象Ｏの位置および移動速度を検出するための制御を開始すると共に（ステップＳ２−５）、共有座標系２０１の設定位置に関するデータの作成を開始し（ステップＳ２−６）、また、作業ロボット制御部２１が、前記データを用いた共有座標系２０１の逐次設定を開始する（ステップＳ１−４）。ステップＳ２−４、Ｓ２−６等を作業ロボット制御装置２０、上位制御装置８０、又はその他のコンピュータが行ってもよい。

【0048】

（第１の処理）
計測ロボット制御部７１は、センサ５０の画像データを用いて、共有座標系２０１における検出対象Ｏの位置、又は、位置および姿勢を検出する。そして、計測ロボット制御部７１は、予め教示されている基準と実際の検出結果との相対関係から第１の処理の補正データを求める。各検出対象Ｏは対象部１０１に対して位置および姿勢が変化しないので、対象部１０１の補正データとして前記補正データを用いることが可能である。

【0049】

作業ロボット制御部２１は、計測ロボット制御部７１が導出した補正データを用いて、作業動作プログラム２３ｂを補正する。なお、位置のみを補正することも可能であり、姿勢のみを補正することも可能である。これにより、後述の制御によってハンド３０が支持された部品１１０のシャフト１１１ａを対象部１０１の孔１０１ａに嵌合する際に（図１０）、当該嵌合の精度を向上することができる。

【0050】

（第２の処理）
第２の処理としてステップＳ２−５およびＳ２−６を行うために、例えば下記の２つの制御を用いることが可能である。本実施形態では、前者の制御は画像ベース法と称され、後者の制御は位置ベース法と称される。それ以外の制御を用いてステップＳ２−５およびＳ２−６を行うことも勿論可能である。本実施形態では、２つの制御において、センサ５０の検出データから検出対象Ｏの位置が検出されるが、センサ５０の検出データから検出対象Ｏの位置および姿勢が検出されてもよい。

【0051】

画像ベース法の制御は、計測ロボット６０の制御によって、センサ５０の画角内の所定の位置に物品１００上の特徴形状および／又は特徴点を常に配置し、これにより、センサ５０を検出対象Ｏに追随させ、追随している時のセンサ５０の位置の変化を共有座標系２０１の設定位置の変化に連動させる。

【0052】

本実施形態の場合、追随制御プログラム７３ｃに基づく計測ロボット６０の制御によって、センサ５０の画角内の所定の位置、例えば中央に検出対象Ｏが常に配置される。そして、当該制御によって移動する計測ロボット６０の先端部又はセンサ５０の位置の変位が、共有座標系２０１の設定位置の変位に連動する。
例えば、２つのセンサ５０のうち一方のセンサ５０の位置がある瞬間にＸ方向に１ｍｍ変化した場合、共有座標系２０１の原点位置も１ｍｍ変化したとして設定される、又は、２つのセンサ５０の位置の変位の平均が、共有座標系２０１の原点位置の変位として設定される。
当該制御によって、センサ５０の移動に伴って共有座標系２０１の設定位置が移動し、共有座標系２０１が対象部１０１に追随している状態となる。

【0053】

なお、２つの検出対象ＯがＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する時は、共有座標系２０１の設定位置もＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。即ち、対象部１０１が斜めに移動している状態である。なお、２つの検出対象Ｏの位置がＺ軸等に平行な軸線周りに回転している時は、共有座標系２０１の姿勢を回転させてもよい。

【0054】

一方、位置ベース法の制御は、計測ロボット制御部７０がセンサ５０を物品１００の搬送に応じて移動させながら、センサ５０によって逐次得られる画像データを用いて、固定された共有座標系２０１上における物品１００の特徴形状および／又は特徴点の位置を逐次検出する。本実施形態では、対象部１０１に対して位置および姿勢が変化しない検出対象Ｏの位置の検出結果に基づき、物品１００の対象部１０１の位置が逐次検出される。なお、同時に対象部１０１の姿勢が逐次検出されてもよい。そして、計測ロボット制御部７１は、当該共有座標系２０１上の時間の経過により移動する検出位置同士の差（例えば、現在の検出位置と過去のある時点の検出位置との差）に基づいて、共有座標系２０１を逐次移動させるための共有座標系の設定位置に関するデータを逐次生成する。

【0055】

なお、２つの検出対象ＯがＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する時は、共有座標系２０１の設定位置もＸ軸方向およびＹ軸方向に補正される。なお、２つの検出対象Ｏの位置がＺ軸方向等に延びる軸線周りに回転している時は、共有座標系２０１の姿勢を回転させてもよい。

【0056】

ここで、第１の処理では、センサ５０の検出範囲内に入ってくる検出対象Ｏの位置を検出するために、検出範囲の全域について画像処理を行う必要があるが、第２の処理では、検出対象Ｏの大凡の位置を特定することができるので、検出範囲の一部について画像処理を行い、これにより処理速度の向上を図ることが可能である。

【0057】

上記２つの制御において、計測ロボット制御部７１は、例えば図１１に示されるように、２つの検出対象Ｏの位置ｐ１１，ｐ２１がそれぞれ位置ｐ１２，ｐ２２、・・・に移動する場合、最小二乗法等でフィッティングすることにより、２つの検出対象Ｏの移動速度をそれぞれ計算する。または、２つの検出対象Ｏの移動速度を平均することによって、平均の移動速度が計算される。求められた移動速度に時間を掛けたものが移動量となる。
この移動量を使って共有座標系２０１を移動させるための設定位置を補間しても良い。

【0058】

また、位置ベース法の制御において２つの検出対象Ｏの共有座標系２０１における中心位置を、２つの検出対象Ｏの検出位置として用いることも可能である。３つ以上の検出対象Ｏがある場合は、３つ以上の検出対象Ｏの重心位置がこれら検出対象Ｏの検出位置として用いられ得る。複数の検出対象Ｏの中心位置又は重心位置を用いることにより、物品１００の検出誤差の影響等を低減することが可能となる。

【0059】

そして、作業ロボット制御部２１は、作業動作プログラム２３ｂに基づき、部品１１０のシャフト１１１ａを対象部１０１の孔１０１ａに嵌合するための制御指令の各サーボ制御器２４への送信を開始する（ステップＳ１−５）。
ここで、本実施形態の作業動作プログラム２３ｂは、共有座標系２０１において部品１１０のシャフト１１１ａの位置および姿勢を順次変更するものである。

【0060】

ステップＳ１−４によって共有座標系２０１の設定位置がセンサ５０の検出結果に応じて逐次調整されるこの制御では、搬送装置２によって物品１００の対象部１０１は移動しているが、共有座標系２０１からは対象部１０１は停止しているように見える。

【0061】

このように制御されている状態において、作業ロボット制御部２１は、力制御プログラム２３ｃに基づいた力制御を開始する（ステップＳ１−６）。力制御として、周知の力制御を用いることが可能である。本実施形態では、力センサ３２によって検出される力から逃げる方向に作業ロボット１０が部品１１０を移動させる。その移動量は力センサ３２の検出値に応じて作業ロボット制御部２１が決定する。

【0062】

例えば、ハンド３０によって把持された部品１１０のシャフト１１１ａと物品１００の孔１０１ａとが嵌合し始めた状況で、搬送装置２による搬送方向と反対方向の力が力センサ３２によって検出されると、作業ロボット１０は追随しながら搬送方向と反対方向に部品１１０を僅かに移動させて検出される力から逃げる。

【0063】

続いて、計測ロボット制御部７１は、センサ５０に対する検出対象Ｏの位置が所定の基準を超えて変動する時に（ステップＳ２−７）、第１の異常信号を作業ロボット制御装置２０に送信する（ステップＳ２−８）。作業ロボット制御部２１は、第１の異常信号を受付けると（ステップＳ１−７）、第１の異常対応作動を行う（ステップＳ１−８）。所定の基準を超えた変動は、画像データ内における検出対象Ｏの大きな移動、画像データ内における検出対象Ｏの所定速度よりも早い移動、検出対象Ｏの意図しないタイミングでの消失等である。電力供給が安定していない場合、モータ２ａの回転速度が急激に低下する場合もあり、モータ２ａの回転速度が大きく変動する場合もある。これらの場合に、センサ５０に対する検出対象Ｏの位置が前記所定の基準を超えて変動することになる。
なおステップＳ２−７、Ｓ２−８は嵌合動作（ステップＳ１−５）の開始前に行われても良い。

【0064】

第１の異常対応作動として、作業ロボット制御部２１は、力制御の制御周期を短くする作動または感度を高める作動、嵌合の進行を停止する作動、嵌合作業を中止する作動等を行う。力制御の制御周期が短くし、または、感度を高めると、部品１１０に加わる力に対して作業ロボット１０をより敏感に移動させることが可能となる。本実施形態では、作業ロボット制御部２１は、嵌合作業を中止、退避する作動、搬送装置を停止させる、またはそれらを組み合わせた作動等を行う。

【0065】

また、作業ロボット制御部２１は、力センサ３２の検出値が所定の基準値を超える時に（ステップＳ１−９）、第２の異常対応作動を行う（ステップＳ１−１０）。力センサ３２の検出値が所定の基準値を超える時は、部品１１０、物品１００等に異常な力が加わっている可能性が高い。このため、作業ロボット制御部２１は、第２の異常対応作動として、作業ロボット１０を退避、停止させる作動、力センサ３２によって検出された力の方向から逃げる方向に作業ロボット１０を低速で移動させる作動、搬送装置２を停止させる作動、ハンド３０を部品１１０から離す作動またはそれらを組み合わせた作動等を行う。本実施形態では、作業ロボット制御部２１は、作業ロボット１０と搬送装置２を停止させる作動を行う。

【0066】

一方、作業ロボット制御部２１は、嵌合作業が完了したか否かを判断し（ステップＳ１−１１）、嵌合作業が完了している場合は、作業ロボット１０およびハンド３０に制御指令を送る（ステップＳ１−１２）。これにより、ハンド３０が部品１１０から離れ、ハンド３０が作業ロボット１０によって待機位置又は次の部品１１０がストックされている場所に移動する。同時に、計測ロボット制御部７１も、センサ５０を待機位置に移動させるための制御指令を計測ロボット６０に送る（ステップＳ２−９）。

【0067】

ステップＳ２−５によって得られる検出対象Ｏの移動速度は、センサ５０によって検出対象Ｏの位置を検出できなくなった場合でも使うことができる。例えば、計測ロボット制御部７１は、直前に検出された２つの検出対象Ｏの位置と、検出対象Ｏが見えなくなる前に計算された移動速度とを用いて、共有座標系の設定位置に関するデータの生成を行うことができる。

【0068】

なお、作業ロボット１０の先端部に加工ツールが支持され、搬送装置２によって搬送される物品１００に作業ロボット１０が所定の作業として加工を行ってもよい。この場合、加工ツールは、ドリル、フライス、ドリルタップ、バリ取り工具、その他の工具等である。この場合でも、ステップＳ１−２において加工ツールが対象部１０１に近付けられ、ステップＳ１−７において加工ツールと対象部１０１との接触に応じて力制御が行われること等により、前述と同様の効果が達成される。

【0069】

なお、第２の処理で位置ベース法を適用する場合、検出対象Ｏの位置の逐次検出を行う際に、第１の処理の補正データを求めることも可能である。この場合、第１の処理のステップＳ２−４が不要となる。

【0070】

このように、本実施形態では、計測ロボット６０によってセンサ５０が物品１００の搬送に応じて移動し、この時に物品１００における対象部１０１の位置が逐次検出される。そして、このように逐次検出される対象部１０１の位置を用いて作業ロボット１０が制御される。このため、力制御が無い状態であっても、作業ロボット制御部２０は、作業ロボット１０に支持された部品１１０又はツールと物品１００との位置関係を認識でき、両者の接触有無を認識できる場合もある。例えば、搬送装置２による物品１００の移動量が大きく変動する搬送装置２の異常も、作業ロボット制御部２０は力制御が無い状態において認識できる。このため、力制御の制御周期を無理に短くせずに、作業ロボット１０、搬送装置２、物品１００等の破損防止を実現できるようになり、作業ロボット１０の発振の発生も抑制される。

【0071】

ここで、部品１１０又はツールと共にセンサ５０が作業ロボット１０の先端部に支持される場合、センサ５０の画角（検出範囲）が部品１１０又はツールによって遮られる場合がある。部品１１０又はツールが物品１００に接触する時に、センサ５０によって対象部１０１又はその近傍を検出できなくなる場合もある。本実施形態では、作業ロボット１０とは異なる計測ロボット６０にセンサ５０が支持されている。このため、センサ５０の検出範囲が部品１１０又はツールによって遮られる可能性が低減され、部品１１０又はツールが物品１００に接触する時のセンサによる対象部１０１又はその近傍の検出状態も良くなる。

【0072】

また、部品１１０又はツールと共にセンサ５０が作業ロボット１０の先端部に支持される場合、ツール又は作業ロボット１０の洗浄や修理等を行う際に、作業ロボット１０からセンサ５０を取外す必要がある。この場合、センサ５０を作業ロボット１０に再度取り付ける際に、センサ５０のキャリブレーションを行う必要がある。本実施形態では、作業ロボット１０とは異なる計測ロボット６０にセンサ５０が支持されているので、センサ５０のキャリブレーションの手間を低減又は無くすことができる。

【0073】

さらに、カメラであるセンサ５０が作業ロボット１０の先端部に支持される場合、作業の進行に応じて作業ロボット１０の先端部と物品１００との距離が変わる時に、センサ５０のピントを調整する必要がある。センサ５０のピントを作業の進行に応じて逐次調整することは容易ではなく、ピント合わせの遅れが作業ロボット１０の制御の精度に影響を与える。本実施形態では、作業ロボット１０とは異なる計測ロボット６０にセンサ５０が支持されているので、作業ロボット１０の作業の進行に応じてセンサ５０のピントを逐次調整する必要がない。

【0074】

また、本実施形態では、センサ５０の検出結果を用いることによって、作業ロボット制御部２０が作業ロボット１０の部品１１０又はツールを対象部１０１に追随させる。このため、作業ロボット制御部２１は、作業ロボット１０が所定の作業を行う時に、搬送装置２によって搬送される物品１００の対象部１０１に対して、作業ロボット１０に支持された部品１１０又はツールの位置および姿勢を正確に制御できる。これは、力制御の制御周期を短くせずに、または、感度を高めずに、作業ロボット１０、搬送装置２、物品１００等の破損防止を実現するために有利であり、作業ロボット１０の発振の発生を抑制するためにも有利である。

【0075】

また、本実施形態の画像ベース法では、計測ロボット制御部７１が、計測ロボット６０によってセンサ５０を検出対象Ｏに追随させることによって、対象部１０１の位置を検出する。なお、計測ロボット制御部７１が、計測ロボット６０によってセンサ５０を対象部１０１に追随させてもよい。
当該構成では、検出対象Ｏ又は対象部１０１に追随する計測ロボット６０の先端部又はセンサ５０の位置変化が、搬送装置２によって移動する対象部１０１の位置変化に相当する。計測ロボット６０の先端部又はセンサ５０の位置は計測ロボット制御部７１が把握しているので、当該構成は対象部１０１の位置変化を容易且つ確実に取得するために有利である。

【0076】

また、本実施形態の位置ベース法では、計測ロボット制御部７１が、物品１００の搬送に応じて適宜移動するセンサ５０の位置と、センサ５０に対する検出対象Ｏの位置とを用いて、対象部１０１の位置を逐次検出する。なお、センサ５０に対する対象部１０１の位置が用いられてもよい。
当該構成では、物品１００の搬送に応じて適宜移動するセンサ５０の位置は計測ロボット制御部７１が把握している。このため、例えばセンサ５０に対する検出対象Ｏ又は対象部１０１の位置や姿勢を逐次得ることができる。これは、対象部の位置や姿勢の取得を容易且つ確実に行うために有利である。
なお、計測ロボット６０は物品１００を一定時間止まった状態で計測しても良く、物品１００の搬送に合わせて間欠的に移動しながら予め決められた位置で物品１００における対象部１０１又は検出対象Ｏの位置を検出しても良い。

【0077】

また、本実施形態では、対象部１０１に対して位置が変化しない検出対象Ｏにセンサ５０を追随させること、又は、検出対象Ｏをセンサ５０によって検出することによって、対象部１０１の位置が逐次検出される。このため、部品１１０やツールによって対象部１０１が覆われる場合であっても、対象部１０１の位置を逐次検出することができ、これは作業ロボット１０による作業の精度を向上するために極めて有利である。

【0078】

また、搬送装置２上の物品１００の少なくとも位置を検出する検出装置４０を備え、作業ロボット制御部２０が、検出装置４０の検出結果に基づいて、作業ロボット１０の部品１１０又はツールを対象部１０１に近付け、計測ロボット制御部７１が、検出装置４０の検出結果に基づいて、計測ロボット６０のセンサ５０を対象部１０１又は検出対象Ｏに近付ける。なお近付ける際に、作業ロボットは前記対象部の姿勢に合わせて前記部品又は前記ツールの姿勢を変えても良いし、計測ロボットは前記対象部又は前記検出対象の姿勢に合わせて前記センサの姿勢を変えても良い。

【0079】

検出装置４０の検出結果に基づいてこのように作業ロボット１０および計測ロボット６０が作動すると、作業の効率が向上する。この時、作業ロボット制御部２１および計測ロボット制御部７１が、作動位置検出装置２ｂの検出結果も用いて、作業ロボット１０に支持された部品１１０を対象部１０１に近付け、計測ロボット６０のセンサ５０を対象部１０１又は検出対象Ｏに近付けてもよい。作動位置検出装置２ｂの検出結果を用いることにより、上記制御がより正確になる。

【0080】

また、本実施形態では、対象部１０１又は検出対象Ｏのセンサ５０から見た位置が、所定の基準を超えて変動する時に、作業ロボット制御部２０が異常対応作動を行う。

【0081】

当該構成では、作業ロボット１０に支持された部品１１０又はツールと物品１００との位置関係が認識されている状態において、作業ロボット制御部２０がさらに、センサ５０の検出結果に基づいて異常対応作動を行う。当該構成は、作業ロボット１０、搬送装置２、物品１００等の破損防止の確実な実現を図る時に有利であり、作業ロボット１０の発振の発生を抑制するためにも有利である。

【0082】

本実施形態では検出装置４０は光電センサであるが、検出装置４０は、搬送装置２の上方、側方、又は下方に配置された二次元カメラ、三次元カメラ、三次元距離センサ、ライン光を対象物に照射して形状を測定するセンサ等であってもよい。検出装置４０が二次元カメラである場合、作業ロボット制御部２１および計測ロボット制御部７１は、検出装置４０の検出結果である画像データに基づき、搬送装置２によって搬送される物品１００の対象部１０１の位置を認識でき、姿勢を認識できる場合もある。このため、作業ロボット制御部２１は、ステップＳ１−２において、部品１１０のシャフト１１１ａを対象部１０１の穴１０１ａにより正確に近付けることができる。

【0083】

なお、ステップＳ２−５において、計測ロボット制御部７１が、画像データ中の検出対象Ｏの位置、画像データ内における検出対象Ｏの移動速度、その方向等を用いて、計測ロボット６０の先端部およびセンサ５０を検出対象Ｏに追随させることもできる。その他の周知な方法を用いて、計測ロボット６０の先端部およびセンサ５０を検出対象Ｏに追随させることもできる。

【0084】

また、搬送装置２として、物品１００を曲線的なルートに沿って搬送する搬送装置を用いることも可能であり、物品１００を曲がりくねったルートに沿って搬送する搬送装置を用いることも可能である。これらの場合でも、作業ロボット制御部２１は、センサ５０の検出結果を用いて、作業ロボット１０によって支持された部品１１０を対象部１０１に追随させることができる。また、ステップＳ２−７においてセンサ５０に対する検出対象Ｏの位置が所定の基準を超えて変動する時に、ステップＳ１−８において作業ロボット制御部２１が第１の異常対応動作を行うことができる。つまり、前記搬送装置を用いた場合でも、前述と同様の効果が達成される。
なおステップＳ２−７、Ｓ２−８は嵌合動作（ステップＳ１−５）の開始前に行われても良い。

【0085】

なお、ステップＳ２−５の位置の取得は、センサ５０によって現実に撮像された画像データに基づいて計算される。このため、センサ５０の撮像周期によって位置の取得周期が影響される。これに対し、センサ５０の撮像データに基づいて逐次得られる位置を補間することも可能である。例えば、計測ロボット制御部７１は、連続する複数の位置の検出結果を用いて位置および移動量の変動の傾向を特定する。そして、計測ロボット制御部７１は、特定された傾向に沿って、検出位置と検出位置の間に補間位置を設定することができる。

【0086】

ステップＳ１−８において、作業ロボット制御部２１は、第１の異常対応作動として、搬送装置２のモータ２ａの停止、搬送装置２のモータ２ａの減速等をおこなってもよい。

【0087】

本実施形態では、作業ロボット１０の先端部に力センサ３２が取付けられている。一方、ハンド３０内部、ロボット１０内部、搬送装置２と物体１００との間、物体１００の内部等に、力センサ３２を配置することも可能である。この場合でも、力センサ３２の検出値に基づく力制御を行うことが可能であり、前述と同様の効果が達成される。

【0088】

また、センサ５０が計測ロボット６０における手首フランジ６２以外の部分に取付けられてもよい。
また、計測ロボット６０がセンサ５０を１方向にのみ移動させるロボットであってもよい。例えば、図１２に示されるように、計測ロボット６０は、Ｘ軸方向に延びるレール６３と、レール６３に支持されたスライダ６４と、スライダ６４をレール６３に沿って移動させるサーボモータ６５およびボールねじ６５ａとを有する。この場合でも、計測ロボット６０は物品１００の移動に応じてセンサ５０を適宜移動することができる。

【0089】

例えば、対象部１０１および検出対象Ｏの位置がＹ軸方向に変動しないのであれば、計測ロボット制御部７１は、サーボモータ６５を制御することによって、前述の画像ベース法の制御および位置ベース法の制御を行うことが可能である。対象部１０１および検出対象Ｏの位置がＹ軸方向に変動する場合であっても、前述の位置ベース法の制御は可能である。このため、前述と同様の作用効果が達成される。

【0090】

センサ５０をＹ軸方向に移動させるための機構をスライダ６４に設けることも可能である。この場合、対象部１０１および検出対象Ｏの位置がＹ軸方向に変動する場合であっても、前述の画像ベース法の制御が可能である。

【0091】

なお、本実施形態では、計測ロボット６０のセンサ５０は、物体１００の上面に設けられた検出対象Ｏを検出する。これに対し、物体１００の背面に設けられた検出対象Ｏを検出する計測ロボット６０と、物体１００の側面に設けられた検出対象Ｏを検出する計測ロボット６０をさらに設けることも可能である。この場合、対象部１０１の３次元的な位置姿勢を検出できる。

【0092】

なお、２つのセンサ５０によってそれぞれ検出対象Ｏを検出する代わりに、両方又は何れか一方のセンサ５０によって対象部１０１を検出する場合、計測ロボット制御部７１は、周知の画像処理を適用することにより、例えば図５の画像データを用いて、２つの対象部１０１の少なくともどちらか一方の位置を特定できる。また、計測ロボット制御部７１は、図５の画像データ中の対象部１０１の特徴形状又は複数の特徴点に基づいて、対象部１０１の姿勢を特定できる。

【0093】

また、第２の処理の一部であるステップＳ１−４において、共有座標系２０１の移動を行う代わりに、動作プログラム２３ｂの補正を行ってもよい。この場合、ステップＳ２−６において、検出対象Ｏの基準位置と実際の検出位置との差に基づいて、計測ロボット制御部７１が動作プログラム２３ｂの補正に用いられるデータを逐次生成し、作業ロボット制御部２１は、生成された前記データを用いて、共有座標系２０１に対して予め教示されている動作プログラム２３ｂの教示点を逐次補正する。この場合でも前述と同様の作用効果を奏する。

【符号の説明】

【0094】

２ 搬送装置
２ａ モータ
３ ローラ
１０ 作業ロボット
１０ａ アーム
１１ サーボモータ
２０ 作業ロボット制御装置
２１ 作業ロボット制御部
２２ 表示装置
２３ 記憶部
２３ａ システムプログラム
２３ｂ 作業動作プログラム
２３ｃ 力制御プログラム
３０ ハンド
３２ 力センサ（力検出部）
４０ 検出装置（検出部）
５０ センサ
６０ 計測ロボット
６１ サーボモータ
６３ レール
６４ スライダ
６５ サーボモータ
７０ 計測ロボット制御装置
７１ 計測ロボット制御部
７２ 表示装置
７３ 記憶部
７３ａ システムプログラム
７３ｂ 計測動作プログラム
７３ｃ 追随制御プログラム
１００ 物品
１０１ 対象部
１０１ａ 孔
１１０ 部品
１１１ 取付部
１１１ａ シャフト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】