ホーム > 特許ランキング > ＤＭＧ森精機株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022074725
(43)【公開日】2022-05-18
(54)【発明の名称】ロボット搭載移動装置及びシステムの位置決め制御方法
(51)【国際特許分類】
B25J 5/00 20060101AFI20220511BHJP
B25J 13/08 20060101ALI20220511BHJP
【ＦＩ】
B25J5/00 E
B25J13/08 A
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020185030
(22)【出願日】2020-11-05
(71)【出願人】
【識別番号】000146847
【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104662
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 智司
(74)【代理人】
【識別番号】100184631
【弁理士】
【氏名又は名称】大久保 隆
(72)【発明者】
【氏名】大場 勇太
(72)【発明者】
【氏名】國府田 頼人
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS05
3C707BS10
3C707CS08
3C707KS03
3C707KS04
3C707KS16
3C707KT01
3C707KT05
3C707LT11
3C707LU01
3C707MT04
3C707WA16
(57)【要約】 （修正有）
【課題】無人搬送車を作業位置に位置決めしたときのロボットの作業姿勢につき、工作機械内で対象物に作用する動作を行うロボットの位置を精度良く設定するロボット搭載移動装置を提供する。
【解決手段】第１装置位置と異なる第２装置位置において、カメラ３１で識別画像が撮像された際の識別図形の位置である第２識別位置に基づいて、第２識別位置が第２装置位置から所定の範囲内にある場合には、ハンド部２９の位置を調整し、第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲外にある場合には、移動部（無人搬送車）３５を移動させ前記移動部の位置を調整する。
【選択図】図１
【解決手段】第１装置位置と異なる第２装置位置において、カメラ３１で識別画像が撮像された際の識別図形の位置である第２識別位置に基づいて、第２識別位置が第２装置位置から所定の範囲内にある場合には、ハンド部２９の位置を調整し、第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲外にある場合には、移動部（無人搬送車）３５を移動させ前記移動部の位置を調整する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
工作機械内で対象物に作用する動作を行うロボットを搭載したロボット搭載移動装置の位置としての第１装置位置に関連する関連情報として、工作機械内に配された識別図形と平行な平面内で設定される第１軸と第２軸とにおける前記第１装置位置における前記識別図形の位置を第１識別位置として設定されるロボット搭載移動装置であって、
(i)カメラと、(ii)前記対象物を把持するためのハンド部と、(iii)前記ハンド部を可動可能に繋いでいる第２アーム部と、(iv)第２アーム部を可動可能に繋いでいる第１アーム部と、を有するロボットと、
前記ロボットのハンド部の位置を制御する制御部と、
前記ロボットが搭載され移動可能な移動部と、を備え、
前記制御部は、前記第１装置位置と異なる第２装置位置において、前記カメラで前記識別画像が撮像された際の前記平面内での前記識別図形の位置である第２識別位置に基づいて、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内にある場合には、前記ハンド部の位置を調整し、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲外にある場合には、前記移動部を移動させ前記移動部の位置を調整する、ロボット搭載移動装置。
(i)カメラと、(ii)前記対象物を把持するためのハンド部と、(iii)前記ハンド部を可動可能に繋いでいる第２アーム部と、(iv)第２アーム部を可動可能に繋いでいる第１アーム部と、を有するロボットと、
前記ロボットのハンド部の位置を制御する制御部と、
前記ロボットが搭載され移動可能な移動部と、を備え、
前記制御部は、前記第１装置位置と異なる第２装置位置において、前記カメラで前記識別画像が撮像された際の前記平面内での前記識別図形の位置である第２識別位置に基づいて、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内にある場合には、前記ハンド部の位置を調整し、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲外にある場合には、前記移動部を移動させ前記移動部の位置を調整する、ロボット搭載移動装置。
【請求項2】
前記第２装置位置まで移動する際の前記移動部の移動速度は、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲外にある場合の前記移動部の移動速度よりも速い、請求項１記載のロボット搭載移動装置。
【請求項3】
前記移動部は、前記第１装置位置または第２装置位置で停止する直前で、工作機械間を移動する移動速度よりも移動速度を遅くし、前記第１装置位置または第２装置位置で停止する請求項１または２に記載のロボット搭載移動装置。
【請求項4】
対象物に対して作用する作用部を有するロボットと、該ロボットを搭載して、設定された作業位置に移動する搬送装置とを備えたシステムの前記ロボット及び搬送装置の動作を制御して、前記搬送装置を、相互に直交する第１軸及び第２軸で形成される水平面内で移動させて第１位置に位置決めした後、前記ロボットの作用部を、前記第１軸及び第２軸、並びにこれらと直交する第３軸によって形成される３次元空間内で移動させて第２位置に位置決めする制御方法であって、
前記搬送装置を前記第１位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第２位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第２位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第２位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、該第１軸及び第２軸方向への補正を行わない状態で、前記作用部を第２位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
前記搬送装置を前記第１位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第２位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第２位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第２位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、該第１軸及び第２軸方向への補正を行わない状態で、前記作用部を第２位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
【請求項5】
対象物に対して作用する作用部を有するロボットと、該ロボットを搭載して、設定された作業位置に移動する搬送装置とを備えたシステムの前記ロボット及び搬送装置の動作を制御して、前記搬送装置を、相互に直交する第１軸及び第２軸で形成される水平面内で移動させて第１位置に位置決めした後、前記ロボットの作用部を、前記第１軸及び第２軸、並びにこれらと直交する第３軸によって形成される３次元空間内で移動させて第２位置に位置決めする制御方法であって、
前記搬送装置を前記第１位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第２位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第２位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第２位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、前記搬送装置の第１位置に対する位置ずれ量を再度検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
前記搬送装置を前記第１位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第２位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第２位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第２位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、前記搬送装置の第１位置に対する位置ずれ量を再度検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、対象物に対して作用するハンド部を有するロボットと、このロボットを搭載して所定の作業位置に移動する移動部と、を備えるロボット搭載移動装置、これを用いたシステムの位置決め制御方法などに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、上述したシステムの一例として、特開２０１７－１３２００２号公報（特許文献１）に開示されたシステムが知られている。このシステムでは、ロボットを搭載した無人搬送車が、工作機械に対して設定された作業位置に移動し、この作業位置において、ロボットにより、工作機械に対してワークの着脱等の作業が実行される。
【0003】
このようなシステムでは、無人搬送車によって移動する一台のロボットにより、複数の工作機械に対して、ワークの着脱等の作業を実施することができるので、工作機械に対してロボットを固定した状態で配設する場合に比べて、工作機械のレイアウトの自由度が増すため、工作機械のレイアウトを、より生産効率を高めることが可能なレイアウトに設定することができる。また、ロボットを固定状態で配設した旧来のシステムに比べて、一台のロボットにより、より多くの工作機械に対して作業を行うことができるので、設備費用の低廉化を図ることができる。
【0004】
その一方、無人搬送車は車輪を用いて自走する構造であるが故に、前記作業位置に停止するその位置決め精度は必ずしも高いものとは言えない。
【0005】
従来、固定状態で配設されたロボットの作業姿勢を補正する技術として、特開２０１６－２２１６２２号公報（特許文献２）に開示されるような位置補正手法が知られている。具体的には、この位置補正手法は、２つの較正用マーカからなる視覚ターゲットを工作機械の外表面に配設し、ロボットの可動部に設けられたカメラにより、前記視覚ターゲットを撮像し、得られた画像と、カメラの位置及び姿勢とを基に、ロボットと工作機械との相対的な位置関係を測定し、測定された位置関係に基づいて、ロボットの作業姿勢を補正するというものである。
【0006】
ロボットが多関節型の場合、ロボットのアーム先端部に設けられる作用部（エンドエフェクタ）の位置は、各関節部を構成するモータの回転によって移動する各アームの姿勢が累積されたものとして定まる。そして、各モータが回転できる当該回転角には構造上の限界があるため、各アームの姿勢によっては、作用部をある方向にはそれ以上動かすことができない、いわゆる、特異点となるところが存在する。例えば、各アームが一直線状に並んだ場合には、その延長線方向には作用部を動かすことができない。また、２つ以上の可動軸が一直線状に並んだときにも、前記作用部を動かすことができない方向が生じる。
【0007】
したがって、自動運転において、無人搬送車を作業位置に位置決めしたときのロボットの作業姿勢を補正する際に、無人搬送車の位置決め誤差量が特異点によって制限される作用部の可動範囲を超えている場合には、ロボットの作業姿勢を補正することができず、従来は、システムがアラーム状態となり、停止した状態となっていた。
【0008】
この点について、図１０及び図１１に基づいて、より具体的に説明する。尚、図１０及び図１１では、無人搬送車がＸ軸－Ｙ軸平面で移動するとし、ティーチング時に無人搬送車を作業位置に位置決めしたときの、Ｘ軸－Ｙ軸平面と平行な平面上における、ティーチング時の前記ロボットの作用部の先端（ロボット先端）の位置（目標位置）をＰｔとし、自動運転時に無人搬送車を作業位置に位置決めしたときの、Ｘ軸－Ｙ軸平面と平行な平面上におけるロボット先端の位置（実動作位置）をＰａとする。また、無人搬送車の位置決め誤差量をΔＸｅ，ΔＹｅとし、実動作位置Ｐａを基準としたロボット先端部のＸ軸及びＹ軸方向の各可動距離をＸｃ，Ｙｃとする。
【0009】
例えば、図１０に示すように、無人搬送車の位置決め誤差量ΔＸｅ，ΔＹｅのいずれもが、実動作位置Ｐａを基準としたロボット先端部のＸ軸及びＹ軸方向の各可動距離Ｘｃ，Ｙｃより小さい場合、即ち、補正によってロボット先端部を移動させるべき位置である前記目標位置Ｐｔが２点鎖線で示すロボット先端部の可動領域内にあれば、当該ロボット先端部の実動作位置Ｐａを目標位置Ｐｔに補正することができる（破線の矢印を参照）。
【0010】
一方、図１１に示すように、無人搬送車の位置決め誤差量ΔＸｅ，ΔＹｅの少なくとも一方が、実動作位置Ｐａを基準としたロボット先端部のＸ軸及びＹ軸方向の各可動距離Ｘｃ，Ｙｃを超える場合（図１１に示した例では、ΔＸｅ＞Ｘｃ）、即ち、補正によってロボット先端部を移動させるべき位置である前記目標位置Ｐｔが２点鎖線で示すロボット先端部の可動領域外にあれば、当該ロボット先端部の実動作位置Ｐａを目標位置Ｐｔに補正することができない（破線の矢印を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開２０１７－１３２００２号公報
【特許文献2】特開２０１６－２２１６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
上記のように補正することができず、システムがアラーム状態となって停止した場合には、移動部及びロボットを初期位置に復帰させた後、再稼働させる必要がある。また、アラームが頻繁に発生する場合には、ティーチング操作によって、ロボットの位置及び移動部の移動位置を再設定するといった対応を採る必要がある。そして、このような対応を採ることによって、当該システムの稼働率が低下する。
そのため、工作機械内で対象物に作用する動作を行うロボットの位置の正確性を向上させることが求められている。
そのため、工作機械内で対象物に作用する動作を行うロボットの位置の正確性を向上させることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0013】
そこで、本発明は、請求項に記載のロボット搭載移動装置、システムの位置決め制御方法などを提供するものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明により、工作機械内で対象物に作用する動作を行うロボットの位置の正確性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本実施形態に係るシステムの概略構成を示した平面図である。
【図2】本実施形態に係るシステムの構成を示したブロック図である。
【図3】本実施形態に係る移動部及びロボットを示した斜視図である。
【図4】本実施形態に係るロボットの撮像姿勢に関する説明図である。
【図5】本実施形態に係る識別図形を示した説明図である。
【図6】本実施形態におけるロボット搭載移動装置の制御に関する説明図である。
【図7】本実施形態におけるロボット搭載移動装置の制御に関する説明図である。
【図8】本実施形態におけるロボット搭載移動装置の制御に関する説明図である。
【図9】本実施形態における制御について説明するための説明図である。
【図10】設定方法の説明をするための説明図である。
【図11】設定方法の説明をするための説明図である。
【図12】本実施形態における補正量算出手法を説明するための説明図である。
【図13】本実施形態に係るシステムの概略構成を示した平面図である。
【図14】本実施形態に係る識別図形の撮像画像例を示す斜視図である。
【図15】識別図形を工作機械中に配置する変形例を示した説明図である。
【図16】識別図形を撮像した際の制御部における処理を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0017】
＜＜実施形態１＞＞
図１及び図２に示すように、本例のシステム１は、同じ構成を有する第１工作機械１０Ａ、第２工作機械１０Ｂ及び第３工作機械１０Ｃ（以下、これらを総称して工作機械１０と称する場合がある）、周辺装置としての材料ストッカ２０及び製品ストッカ２１、移動部の一例である無人搬送車３５、この無人搬送車３５に搭載されたロボット２５、ロボット２５に装着されたカメラ３１、ロボット２５のハンド部、及び無人搬送車３５を制御する制御装置４０などを備える。
なお、本実施形態では、無人搬送車３５、ロボット２５、カメラ３１及び制御装置４０からロボット搭載移動装置が構成されるが、この構成に限定されない。本実施形態のロボット搭載移動装置は、カメラ、ロボット、ロボットのハンド部の位置を制御する制御部、移動可能な移動部を少なくとも有していればよい。
図１及び図２に示すように、本例のシステム１は、同じ構成を有する第１工作機械１０Ａ、第２工作機械１０Ｂ及び第３工作機械１０Ｃ（以下、これらを総称して工作機械１０と称する場合がある）、周辺装置としての材料ストッカ２０及び製品ストッカ２１、移動部の一例である無人搬送車３５、この無人搬送車３５に搭載されたロボット２５、ロボット２５に装着されたカメラ３１、ロボット２５のハンド部、及び無人搬送車３５を制御する制御装置４０などを備える。
なお、本実施形態では、無人搬送車３５、ロボット２５、カメラ３１及び制御装置４０からロボット搭載移動装置が構成されるが、この構成に限定されない。本実施形態のロボット搭載移動装置は、カメラ、ロボット、ロボットのハンド部の位置を制御する制御部、移動可能な移動部を少なくとも有していればよい。
【0018】
図４に示すように、工作機械１０は、ワークＷ１（Ｗ２）を把持するチャック１２が装着される主軸１１を備え、いわゆる横形のＮＣ（数値制御）旋盤であり、ワークＷ１（Ｗ２）に対して旋削加工を行うことができるようになっている。また、主軸１１の近傍には接触子１４及びこれを支持する支持バー１５を備えたツールプリセッタ１３が設けられており、この支持バー１５は、主軸１１の軸線に沿って、加工領域に対して進退可能に設けられており、その加工領域側の端面にセラミック製の表示板１６が設けられ、この表示板１６に、図５に示した識別図形が描画されている。
【0019】
また、識別図形は、好ましくは、工作機械１０内の加工領域内に位置しているときに、カメラ３１によって撮像される。このため、識別図形にクーラントや加工屑などが付着する場合があり、クーラントなどの異物が付着すると識別図形を含む画像データから識別図形の位置を認識できない恐れがある。そこで、ロボット２５にエアブローやゴムブラシなどの清掃手段３２（図４において、一点鎖線で示す。）を設けて、識別図形を含む表示板１６を清掃するようにしてもよい。また、ロボット２５に清掃手段３２を設けるのではなく、工作機械１０に清掃手段を設けてもよい。例えば、表示板１６の裏に、圧電素子などから構成される超音波振動発生手段などの振動発生手段を設けて、識別図形を含む表示板１６を振動させることにより、表示板１６の表面や識別図形表面に付着した異物を振るい落すようにしてもよい。
【0020】
本実施形態では、表示板１６は水平に設けられており、したがって、識別図形は水平面と平行になっている。また、図４では、支持バー１５及び接触子１４が加工領域内に進出した状態を図示しているが、支持バー１５及び接触子１４が後退して、接触子１４及び表示板１６が収納領域内に収納された状態で、シャッタ１７が閉じることにより、接触子１４及び表示板１６は加工領域から隔離される。尚、表示板１６は鉛直面に対して平行に設けることができ、このような例として、図１では、ロボット２５に対して正面に位置するように配置した例を破線で示している。
【0021】
また、本例の識別図形は複数の正方形をした画素が二次元に配列されたマトリクス構造を有するものであり、各画素が白または黒で表示される。図５では、黒色の画素に斜線を付している。このような識別図形には、ＡＲマーカやＡｐｒｉｌＴａｇと称されるものがある。また、識別図形が小さい場合には、当該識別図形上にレンズを設けるなどして、後述するカメラ３１により拡大された画像が撮像されるようにしても良い。
【0022】
材料ストッカ２０は、図１において第１工作機械１０Ａの左隣に配設され、第１工作機械１０Ａで加工される複数の材料（加工前ワークＷ１）をストックする装置である。また、製品ストッカ２１は、図１において第３工作機械１０Ｃの右隣に配設され、第３工作機械１０Ｃで加工された複数の製品又は半製品（加工済ワークＷ２）をストックする装置である。
【0023】
図１に示すように、移動部の一例である無人搬送車３５には、その上面である載置面３６にロボット２５が搭載され、また、オペレータが携帯可能な操作盤３７が付設されている。なお、この操作盤３７は、データの入出力を行う入出力部、当該無人搬送車３５及びロボット２５を手動操作する操作部、並びに画面表示可能なディスプレイなどを備えている。
【0024】
また、無人搬送車３５は、工場内における自身の位置を認識可能なセンサ（例えば、レーザ光を用いた距離計測センサ）を備えており、制御装置４０による制御の下、水平なＸ軸－Ｙ軸平面内で、第１工作機械１０Ａ、第２工作機械１０Ｂ、第３工作機械１０Ｃ、材料ストッカ２０及び製品ストッカ２１が配設される領域を含む工場内を無軌道で走行することができる。本例のロボット搭載移動装置は、第１工作機械１０Ａ、第２工作機械１０Ｂ、第３工作機械１０Ｃ、材料ストッカ２０及び製品ストッカ２１のそれぞれに対して設定された各作業位置を経由する。
【0025】
図１及び図３に示すように、本実施形態のロボット２５は、第１アーム２６、第２アーム２７及び第３アーム２８の３つのアームを備えた多関節型のロボットである。また、ロボット２５は、第３アーム２８の先端部にはエンドエフェクタ（作用部）としてのハンド２９が装着され、支持バー３０を介して１つのカメラ３１が装着されている。これらハンド２９及びカメラ３１を、水平なＸ軸，Ｙ軸、及びこれらと直交する鉛直方向のＺ軸で定義される３次元空間内で移動させる。
ただし、ロボット２５は、上述の形態に限定されるものではない。例えば、ロボットは、(i)カメラと、(ii)ワークや工具などの対象物を把持するためのハンド部と、(iii)ハンド部を可動可能に繋いでいる第２アーム部と、(iv)第２アーム部を可動可能に繋いでいる第１アーム部と、を少なくとも有していればよい。本実施形態では、第１アーム２６を第１アーム部、第２アーム２７を第２アーム部、ハンド２９をハンド部としているが、第２アーム２７を第１アーム部、第３アーム２８を第２アーム部、ハンド２９をハンド部としてもよい。
ただし、ロボット２５は、上述の形態に限定されるものではない。例えば、ロボットは、(i)カメラと、(ii)ワークや工具などの対象物を把持するためのハンド部と、(iii)ハンド部を可動可能に繋いでいる第２アーム部と、(iv)第２アーム部を可動可能に繋いでいる第１アーム部と、を少なくとも有していればよい。本実施形態では、第１アーム２６を第１アーム部、第２アーム２７を第２アーム部、ハンド２９をハンド部としているが、第２アーム２７を第１アーム部、第３アーム２８を第２アーム部、ハンド２９をハンド部としてもよい。
【0026】
図２に示すように、制御装置４０は、動作プログラム記憶部４１、移動位置記憶部４２、動作姿勢記憶部４３、マップ情報記憶部４４、基準画像記憶部４５、手動運転制御部４６、自動運転制御部４７、マップ情報生成部４８、位置認識部４９、補正量算出部５０及び入出力インターフェース５１から構成される。そして、本実施形態の制御装置４０は、この入出力インターフェース５１を介して、ロボット２５、カメラ３１、無人搬送車３５及び操作盤３７に接続しており、手動運転制御部４６及び自動運転制御部４７によって、ハンド２９の位置及び開閉等の動作、カメラ３１の動作、及び無人搬送車３５の動作が制御される。
【0027】
なお、制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むコンピュータから構成される。手動運転制御部４６、自動運転制御部４７、マップ情報生成部４８、位置認識部４９、補正量算出部５０及び入出力インターフェース５１は、コンピュータプログラムによってその機能が実現され、後述する処理を実行する機能モジュールである。また、動作プログラム記憶部４１、移動位置記憶部４２、動作姿勢記憶部４３、マップ情報記憶部４４及び基準画像記憶部４５はＲＡＭなどの適宜記憶媒体から構成される。本例では、制御装置４０は無人搬送車３５に付設され、ロボット２５、カメラ３１、無人搬送車３５及び操作盤３７とは有線又は無線によって接続されている。但し、このような態様に限られるものではなく、制御装置４０は無人搬送車３５以外の適宜位置に配設されていても良い。例えば、制御装置４０は、操作盤に配設されていても良い。この場合、制御装置４０は適宜通信手段によって各部と接続される。
【0028】
動作プログラム記憶部４１は、生産時に無人搬送車３５及びロボット２５を自動運転するための自動運転用プログラム、並びに後述する工場内のマップ情報を生成する際に無人搬送車３５を動作させるためのマップ生成用プログラムを記憶する機能部である。自動運転用プログラム及びマップ生成用プログラムは、例えば、操作盤３７に設けられた入出力部から入力され、当該動作プログラム記憶部４１に格納される。
【0029】
なお、この自動運転用プログラムには、無人搬送車３５が移動する目標位置としての移動位置、移動速度及び無人搬送車３５の向きに関する指令コードが含まれ、また、ロボット２５が順次動作する当該動作に関する指令コード、及びカメラ３１の操作に関する指令コードが含まれる。また、マップ生成用プログラムは、前記マップ情報生成部４８においてマップ情報を生成できるように、無人搬送車３５を無軌道で工場内を隈なく走行させるための指令コードが含まれる。
【0030】
マップ情報記憶部４４は、無人搬送車３５が走行する工場内に配置される機械、装置、機器など（装置等）の配置情報を含むマップ情報を記憶する機能部であり、このマップ情報は前記マップ情報生成部４８によって生成される。
【0031】
マップ情報生成部４８は、詳しくは後述する制御装置４０の自動運転制御部４７による制御の下で、動作プログラム記憶部４１に格納されたマップ生成用プログラムに従って無人搬送車３５を走行させた際に、センサによって検出される距離データから工場内の空間情報を取得するとともに、工場内に配設される装置等の平面形状を認識し、例えば、予め登録された装置等の平面形状を基に、工場内に配設された具体的な装置、本例では、第１工作機械１０Ａの位置、第２工作機械１０Ｂの位置、第３工作機械１０Ｃの位置、材料ストッカ２０の位置及び製品ストッカ２１の位置、これらの平面形状等（配置情報）を認識する。そして、マップ情報生成部４８は、得られた空間情報及び装置等の配置情報を工場内のマップ情報としてマップ情報記憶部４４に格納する。
【0032】
移動位置記憶部４２は、無人搬送車３５が移動する具体的な目標位置としての移動位置であって、動作プログラム中の指令コードに対応した具体的な移動位置を記憶する機能部であり、この移動位置には、上述した第１工作機械１０Ａ、第２工作機械１０Ｂ、第３工作機械１０Ｃ、材料ストッカ２０及び製品ストッカ２１に対して設定される各作業位置が含まれる。本実施形態の作業位置は、ロボット搭載移動装置の移動部、即ち、無人搬送車３５の第１装置位置や第２装置位置などの位置である。なお、本実施形態の移動位置の一つである目標移動位置は、例えば、手動運転制御部４６による制御の下、操作盤３７により無人搬送車３５を手動運転して、目標とする各位置に移動させた後、位置認識部４９によって認識される位置データを移動位置記憶部４２に格納する操作によって設定される。この操作はいわゆるティーチング操作と呼ばれる。
【0033】
動作姿勢記憶部４３は、ロボット２５が所定の順序で動作することによって順次変化するロボット２５の姿勢（動作姿勢）であって、動作プログラム中の指令コードに対応した動作姿勢に係るデータを記憶する機能モジュールである。この動作姿勢に係るデータは、手動運転制御部４６による制御の下で、操作盤３７を用いたティーチング操作により、当該ロボット２５を手動運転して、目標とする各姿勢を取らせたときのデータを動作姿勢記憶部４３に格納される。本実施形態では、各姿勢におけるロボット２５の各関節（モータ）の回転角度データを動作姿勢に係るデータとして動作姿勢記憶部４３に格納している。
【0034】
ただし、これに限定されない。例えば、各姿勢においてカメラで識別図形を撮像し、撮像された画像データの識別図形の識別位置（例えば、２軸の座標）とロボットの姿勢とを対応付けたテーブルを動作姿勢記憶部４３で記憶している形態でもよい。この場合、識別位置と装置位置とも対応付けてテーブルを作成する必要がある。例えば、第１装置位置と第１識別位置との場合は、第１アーム部と第２アーム部とがなす角が６０°に広がったロボット姿勢と対応付け、第１装置位置と第２識別位置（第１識別位置と異なる位置）との場合は、第１アーム部と第２アーム部とのなす角が１０°であるアームが折り畳まれたロボット姿勢と対応付ける。さらに、テーブルでなく、上述の対応付けに合致する変換が可能な変換行列を用いた演算処理を行う演算部を設ける構成でもよい。つまり、識別図形の座標をもとに、ロボットのハンド部の位置（２次元座標、３次元座標など）を算出する形態でもよい。
【0035】
本実施形態のロボット２５の具体的な動作姿勢は、材料ストッカ２０、第１工作機械１０Ａ、第２工作機械１０Ｂ、第３工作機械１０Ｃ及び製品ストッカ２１において、それぞれ設定される。例えば、材料ストッカ２０では、材料ストッカ２０において作業を開始するときの作業開始姿勢（取出開始姿勢）、材料ストッカ２０に収納された加工前ワークＷをハンド２９により把持して、材料ストッカ２０から取り出すための各作業姿勢（各取出姿勢）及び取出を完了したときの姿勢（取出完了姿勢であり、本例では、取出開始姿勢と同じ姿勢）が取出動作姿勢（目標作業姿勢）として設定される。
【0036】
また、工作機械１０では、加工済のワークＷ２を工作機械１０から取り出すワーク取出動作における姿勢（ワーク取出動作姿勢）、及び加工前ワークＷ１を工作機械１０に取り付けるワーク取付動作における姿勢（ワーク取付動作姿勢）が目標作業姿勢として設定される。
【0037】
ワーク取出動作姿勢では、例えば、次のような姿勢がある。まず、工作機械１０に進入する前の作業開始姿勢がある。次に、ハンド２９を工作機械１０の加工領域内に進入させて、カメラ３１によって工作機械内に配された識別図形を撮像する姿勢（撮像姿勢）（図４参照）がある。そして、工作機械１０のチャック１２に把持された加工済ワークＷ２に対してハンド２９を対向させた姿勢（取出準備姿勢）がある。その後、ハンド２９をチャック１２側に移動させて、チャック１２に把持された加工済ワークＷ２をハンド２９によって把持する姿勢（把持姿勢）がある。そして、ハンド２９をチャック１２から離隔させて加工済ワークＷ２をチャック１２から取り外した姿勢（取外姿勢）があり、最後に、ハンド２９及びカメラ３１を工作機械１０から抜け出させた姿勢（作業完了姿勢）がある。これらの各姿勢が本実施形態において目標作業姿勢として設定される。なお、本実施形態においては、カメラ３１を識別図形に対して対向させたときのカメラ３１の姿勢は、カメラの光軸が識別図形を含む平面に直交する姿勢が好ましい。
また、本実形態における撮像姿勢は、ハンド２９やカメラ３１を工作機械内に進入させているが、この姿勢に限定されない。例えば、図１に示すように、ハンド２９やカメラ３１が工作機械１０の外にあってもよい。この場合、ロボット２５のカメラ３１は、工作機械１０内に配された識別図形を撮像できるように、言い換えれば、識別図形に対向するように、更に言い換えれば、光軸が識別図形を含む面と交差（好ましくは直交）するように、回転や移動で、カメラ３１の位置を調整すればよい。さらに、撮像姿勢は、本実施形態の作業開始姿勢からカメラ３１を識別図形と対向するように向きを変えた姿勢を撮像姿勢としてもよい。
また、本実形態における撮像姿勢は、ハンド２９やカメラ３１を工作機械内に進入させているが、この姿勢に限定されない。例えば、図１に示すように、ハンド２９やカメラ３１が工作機械１０の外にあってもよい。この場合、ロボット２５のカメラ３１は、工作機械１０内に配された識別図形を撮像できるように、言い換えれば、識別図形に対向するように、更に言い換えれば、光軸が識別図形を含む面と交差（好ましくは直交）するように、回転や移動で、カメラ３１の位置を調整すればよい。さらに、撮像姿勢は、本実施形態の作業開始姿勢からカメラ３１を識別図形と対向するように向きを変えた姿勢を撮像姿勢としてもよい。
【0038】
また、ワーク取付動作姿勢では、例えば、次のような姿勢がある。まず、工作機械１０に進入する前の作業開始姿勢がある。つぎに、ハンド２９及びカメラ３１を工作機械１０の加工領域内に進入させて、支持バー１５に設けられた識別図形にカメラ３１を対向させ、カメラ３１によって識別図形を撮像する姿勢（撮像姿勢）（図４参照）がある。そして、工作機械のチャック１２に対してハンド２９に把持された加工前ワークＷ１を対向させた姿勢（取付準備姿勢）がある。その後、ハンド２９をチャック１２側に移動させて、加工前ワークＷ１をチャック１２によって把持可能にした姿勢（取付姿勢）がある。そして、ハンド２９をチャック１２から離隔させた姿勢（離隔姿勢）がある。最後に、ハンド２９及びカメラ３１を工作機械１０から抜け出させた姿勢（作業完了姿勢）がある。これらの各姿勢が本実施形態において目標作業姿勢として設定される。
また、本実形態における撮像姿勢は、ハンド２９やカメラ３１を工作機械１０内に進入させた姿勢としているが、この姿勢に限定されるものではない。例えば、図１に示すように、ハンド２９やカメラ３１が工作機械１０の外にある状態で、機内にある表示板１６に設けられた識別図形を撮像するようにしても良いい。この場合、ロボット２５のカメラ３１は、工作機械１０内に配された識別図形を撮像できるように、言い換えれば、識別図形に対向するように、更に言い換えれば、光軸が識別図形を含む面と交差（好ましくは直交）するように、回転や移動で、カメラ３１の位置を調整すればよい。さらに、撮像姿勢は、本実施形態の作業開始姿勢からカメラ３１を識別図形と対向するように向きを変えた姿勢を撮像姿勢としてもよい。
また、本実形態における撮像姿勢は、ハンド２９やカメラ３１を工作機械１０内に進入させた姿勢としているが、この姿勢に限定されるものではない。例えば、図１に示すように、ハンド２９やカメラ３１が工作機械１０の外にある状態で、機内にある表示板１６に設けられた識別図形を撮像するようにしても良いい。この場合、ロボット２５のカメラ３１は、工作機械１０内に配された識別図形を撮像できるように、言い換えれば、識別図形に対向するように、更に言い換えれば、光軸が識別図形を含む面と交差（好ましくは直交）するように、回転や移動で、カメラ３１の位置を調整すればよい。さらに、撮像姿勢は、本実施形態の作業開始姿勢からカメラ３１を識別図形と対向するように向きを変えた姿勢を撮像姿勢としてもよい。
【0039】
製品ストッカ２１に対するロボット２５の姿勢としては、製品ストッカ２１において作業を開始するときの作業開始姿勢（収納開始姿勢）、ハンド２９に把持した加工済ワークＷ２を製品ストッカ２１内に収納するための各作業姿勢（収納姿勢）及び収納を完了したときの姿勢（収納完了姿勢であり、本例では、収納開始姿勢と同じ姿勢）がある。本実施径形態においては、これらの姿勢を収納動作姿勢（目標作業姿勢）として設定する。
【0040】
位置認識部４９は、センサによって検出される距離データ、及びマップ情報記憶部４４に格納された工場内のマップ情報を基に、工場内における無人搬送車３５の位置を認識する処理、並びに、ロボット２５の各関節に設けられるモータの回転角に基づいて、エンドエフェクタとしてのハンド２９及びカメラ３１の３次元空間内における位置を認識する処理を実行する機能モジュールである。そして、この位置認識部４９によって認識される無人搬送車３５の位置に基づいて、無人搬送車３５の動作が自動運転制御部４７によって制御される。また、位置認識部４９によって認識された無人搬送車３５のＸ軸－Ｙ軸平面における位置、並びにハンド２９及びカメラ３１の３次元空間内（Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸で定義される３次元空間内）における位置は、操作盤３７のディスプレイ上に表示される。なお、ハンド２９及びカメラ３１の３次元空間内の位置は、ロボット２５の各アーム長さ及び各関節に設けられるモータの回転角に基づいて、所定の変換式から算出することができる。
【0041】
手動運転制御部４６は、オペレータにより操作盤３７から入力される操作信号に従って、無人搬送車３５、ロボット２５及びカメラ３１を動作させる機能モジュールである。即ち、オペレータは、この手動運転制御部４６による制御の下で、操作盤３７を用いて、位置認識部４９により認識され、ディスプレイに表示される無人搬送車３５の位置、並びにハンド２９及びカメラ３１の３次元空間内における位置を確認しながら、無人搬送車３５をＸ軸及びＹ軸に沿って並進移動させることができるとともに、カメラ３１により画像を撮像することができる。また、ロボット２５のハンド２９及びカメラ３１を、Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸の各軸に沿って並進移動させることができるとともに、Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸の各軸回りにそれぞれ回転させることができる。尚、Ｘ軸，Ｙ軸及びＺ軸の各軸回りの回転はそれぞれｒｘ，ｒｙ及びｒｚで表される。
【0042】
自動運転制御部４７は、動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラム及びマップ生成用プログラムの何れかを用い、当該プログラムに従って無人搬送車３５、ロボット２５及びカメラ３１を動作させる機能モジュールである。その際、移動位置記憶部４２及び動作姿勢記憶部４３に格納されたデータが必要に応じて使用される。
【0043】
基準画像記憶部４５は、ティーチング操作時に、無人搬送車３５が工作機械１０に対して設定された作業位置で、ロボット２５が撮像姿勢にあるときに、ツールプリセッタ１３の支持バー１５に設けられた識別図形（図４）をカメラ３１により撮像して得られた画像を、基準画像として記憶する機能モジュールである。なお、識別図形は、図４に示すようにツールプリセッタに設けられるものに限られない。図１５に示すように、工具主軸に取り付け可能な識別図形付き着脱器具の識別図形を用いてもよい。
【0044】
例えば、図１５に示すような、工具を回転させる工具主軸１０５を備えた横形の旋盤１００の場合、前記表示板１６をホルダ１０６によって水平に支持するとともに、このホルダ１０６を工具主軸１０５に装着するようにした態様を採ることができる。この場合、旋盤１００により加工を行うときには、ホルダ１０６を工具収容部である工具マガジンに格納しておき、前記ロボット２５により作業を行うときに、ホルダ１０６を工具マガジンから取り出して工具主軸１０５に装着する。尚、図１５において、符号１０１は第１主軸、符号１０３は第２主軸であり、これらは同軸且つ相互に対向するように配設される。また、符号１０２は第１主軸１０１に装着された第１チャック、符号１０４は第２主軸１０３に装着された第２チャックである。また、符号１０７は刃物台であり、符号１０８は刃物台１０７に設けられたタレット、符号１０９は、ワークＷを支持する支持治具であり、タレット１０８の外面に取り付けられている。
【0045】
補正量算出部５０は、自動運転制御部４７による制御の下で、動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラムに従ってロボット２５が自動運転され、ワーク取出動作及びワーク取付動作が実行される際に、当該ロボット２５が撮像姿勢に在り、カメラ３１によって識別図形が撮像されると、自動運転時に得られた現在の識別図形の画像と、基準画像記憶部４５に格納された基準画像（ティーチング操作時に撮像された画像）とに基づいて、ロボット２５の現在の姿勢（実動作姿勢）とティーチング操作時の姿勢（目標動作姿勢）との間におけるカメラ３１の位置誤差量であって、識別図形と平行な平面内で設定される相互に直交する２軸方向（本例ではＸ軸及びＹ軸方向）におけるカメラ３１の位置誤差量（Δｘ，Δｙ）、及び該平面と直交する垂直軸（本例ではＺ軸）回りのカメラ３１の回転誤差量（Δｒｚ）を推定し、推定された各誤差量に基づいて、実動作姿勢における作用部（ハンド２９又はカメラ３１が対応）に対する補正量を算出する（図１２参照）。なお、この位置誤差量（Δｘ，Δｙ）、及び回転誤差量（Δｒｚ）は、ティーチング操作時に設定された無人搬送車３５の目標作業位置に対する位置決め誤差に起因するもので、実質的に、この目標作業位置に対する実際に無人搬送車が停止した位置との差３５の位置決め誤差量に相当するものである。
【0046】
そして、この補正量算出部５０によって算出された補正量は、ロボット２５が工作機械１０で作業する際のワーク取出動作姿勢における取出準備姿勢、把持姿勢及び取外姿勢、並びにワーク取付動作姿勢における取付準備姿勢、取付姿勢及び離隔姿勢を補正する際に用いられ、補正量に基づいて、自動運転制御部４７により、各姿勢におけるハンド２９の位置（目標位置）が補正される。なお、この補正量は、自動運転制御部４８により、予め設定された変換式により、ロボット２５の各関節の角度データに変換され、変換された角度データに従って、ロボット２５が制御される。
【0047】
以上の構成を備えた本例のシステム１によれば、制御装置４０の自動運転制御部４７は、動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラムを実行して、無人搬送車３５及びロボット２５を制御し、工作機械１０、材料ストッカ２０及び製品ストッカ２１に対して、図６に示した動作を実行させる。
【0048】
即ち、自動運転制御部４７は、まず、工作機械１０から加工を完了した信号を受信するまで待機する（ステップＳ１）。尚、工作機械１０において加工が完了されると、工作機械１０は、ロボット２５が加工領域内に侵入可能なようにそのドアカバーが開き、また、ツールプリセッタ１３の支持バー１５を加工領域内に進出させた後、工作機械１０に対して加工完了信号を送信する。
【0049】
次に、自動運転制御部４７は、図７及び図８に示した加工後ワークＷ２の取出動作を実行させる（ステップＳ２）。即ち、自動運転制御部４７は、ロボット２５に作業開始姿勢を取らせた後（ステップＳ２０１）、無人搬送車３５を工作機械１０に対して設定された作業位置に位置決めする（ステップＳ２０２）。
【0050】
ついで、自動運転制御部４７は、ロボット２５を撮像姿勢に移行させ（ステップＳ２０３）、支持バー１５に設けられた識別図形をカメラ３１によって撮像する（ステップＳ２０４）。そして、このようにして、カメラ３１によって識別図形が撮像されると、補正量算出部５０において、識別図形を含む画像と、基準画像記憶部４５に格納された識別画像を含む基準画像とを基に、ロボット２５のティーチング操作時における撮像姿勢と現在の撮像姿勢との間の位置誤差量Δｘ，Δｙ及び回転誤差量Δｒｚが推定され、推定された各誤差量に基づき、ロボット２５の以降のワーク取出動作姿勢に対するＸ軸，Ｙ軸及びｒｚ方向の補正量が算出される。
【0051】
そして、自動運転制御部４７は、算出された補正量を補正量算出部５０から取得し（ステップＳ２０５）、ついで、ロボット２５を、取得したＸ軸，Ｙ軸及びｒｚ方向の補正量に基づいて補正した取出準備姿勢に移行させた後（ステップＳ２０６）、この動作が完了されたかどうかを監視する（ステップＳ２０７）。ロボット２５の作業姿勢を補正する際に、無人搬送車３５の作業位置への位置決め誤差量が、特異点により制限される作用部（この場合はハンド２９）の可動範囲を超えている場合には、ロボット２５は動作を完了することができず、停止した状態となる。そこで、本例では、自動運転制御部４７は、ロボット２５が動作を完了できるかどうかを監視し（ステップＳ２０７）、動作を完了することができた場合には、ロボット２５を、次の動作である把持姿勢に移行させ（ステップＳ２１４）、予定された時間内に動作を完了することができなかった場合には、ステップＳ２０８～ステップＳ２１３の回復動作を実行する。
【0052】
回復動作では、自動運転制御部４７は、まず、ロボット２５を停止状態となる一つ前の姿勢、即ち、撮像姿勢に移行させた後（ステップＳ２０８）、無人搬送車３５をＸ軸及びＹ軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置誤差量Δｘ，Δｙだけそれぞれ移動させて、その作業位置を調整する（ステップＳ２０９）。
【0053】
例えば、図１において、第１速度ＳＰ１で無人搬送車３５（ロボット搭載移動装置）が移動して、第２工作機械１０Ｂの前で停止し、停止後に、撮像姿勢で識別図形の撮像を行い、撮像された画像に基づいて補正動作を行った結果、回復動作が必要であると判断された場合に、算出された位置誤差量Δｘだけ、第１速度ＳＰ１よりも遅い第２速度ＳＰ２で無人搬送車３５を移動させる。図１の例では、位置誤差量Δｙ＝０だった場合の例である。無人搬送車３５は、位置誤差量Δｘだけ移動することにより、ティーチング位置と同じ位置に移動する。これにより、ティーチング操作時に設定された目標作業位置に対する無人搬送車３５の実動作位置の位置ずれが解消され、無人搬送車３５は、目標作業位置に対してほぼ位置決めされた状態となる。尚、無人搬送車３５の位置調整の際の移動速度は、自動運転時に目標作業位置に位置決めする際の移動速度と同速としてもよいが、上述のように、この速度よりも低速であるのが好ましい。このようにすることで、無人搬送車３５の位置調整を正確に、即ち、高精度に実行することができる。結果として、ロボットの位置の正確性が向上する。
【0054】
次に、自動運転制御部４７は、再度、カメラ３１によって識別図形を撮像した後（ステップＳ２１０）、この識別図形の画像に基づいて算出される算出される補正量を前記補正量算出部５０から取得して（ステップＳ２１１）、取得した新たなＸ軸，Ｙ軸及びｒｚ方向の補正量に基づいて補正した取出準備姿勢にロボット２５を移行させ（ステップＳ２１２）、この動作が完了されるか否かを監視する（ステップＳ２１３）。そして、動作が完了された場合には、ステップＳ２１４の処理を実行する。一方、動作が完了されない場合には、上記の回復動作によって特異点に関する問題は解消されている可能性が高いが、他の原因により動作が完了していないと考えられる。このため、アラームを出力して（ステップＳ２２０）、一連の処理を終了する（ステップＳ６）。
【0055】
ステップＳ２１４では、自動運転制御部４７は、ロボット２５を把持姿勢に移行させ、この動作が完了された後（ステップＳ２１５）、取外姿勢に移行させる（ステップＳ２１６）。そして、この動作が完了されると（ステップＳ２１７）、次に、自動運転制御部４７は、ロボット２５を作業完了姿勢に移行させ、この動作が完了された後（ステップＳ２１９）、一連のワーク取出動作を終了する。尚、ロボット２５が把持姿勢から取外姿勢に移行する間に、自動運転制御部４７から工作機械１０にチャック開指令を送信され、これにより、チャック１２が開かれる。
【0056】
一方、把持姿勢への移行、取外姿勢への移行、及びに作業完了姿勢への移行が所定時間内に完了されない場合には、上記と同様に、アラームを出力し（ステップＳ２２０）、一連の処理を終了する（ステップＳ６）。
【0057】
以上により、加工後のワークＷ２の取出動作が完了する。
【0058】
次に、自動運転制御部４７は、加工後ワークＷ２の格納動作を実行する（ステップＳ３）。この格納動作では、自動運転制御部４７は、無人搬送車３５を、製品ストッカ２１に対して設定された作業位置に移動させるとともに、ロボット２５に、当該製品ストッカ２１において作業を開始するときの収納開始姿勢、ハンド２９に把持した加工済ワークを製品ストッカ２１内に収納するための各収納姿勢及び収納を完了したときの収納完了姿勢を順次取らせて、ハンド２９に把持した加工済ワークを製品ストッカ２１に収納する。
【0059】
ついで、自動運転制御部４７は、材料である加工前ワークＷ１の取出動作を実行する（ステップＳ４）。この取出動作では、自動運転制御部４７は、無人搬送車３５を、材料ストッカ２０に対して設定された作業位置に移動させるとともに、ロボット２５に、材料ストッカ２０において作業を開始するときの取出開始姿勢、材料ストッカ２０に収納された加工前ワークＷ１をハンド２９によって把持して、材料ストッカ２０から取り出すための各取出姿勢及び取出を完了したときの取出完了姿勢を順次取らせて、ハンド２９に加工前ワークＷを把持させる。
【0060】
続いて、自動運転制御部４７は、加工前ワークＷ１の取付動作を実行する（ステップＳ５）。この取付動作は、図７及び図８に示した動作と同様のものであり、図７及び図８に示した取出動作の取出準備姿勢、把持姿勢及び取外姿勢は、それぞれ、取付動作における取付準備姿勢、取付姿勢及び離隔姿勢と読み替えられる。この取付動作の詳しい説明は省略するが、当該取付動作によって、ハンド２９に把持された加工前ワークＷ１が工作機械１０にチャック１２に受け渡され、当該チャック１２によって把持される。尚、この取付動作では、ロボット２５が取付姿勢に移行した後に、自動運転制御部４７から工作機械１０にチャック閉指令を送信され、これを受けて工作機械１０は前記チャック１２を閉じる。これにより、チャック１２によって加工前ワークＷ１が把持される。
【0061】
そして、この取付動作を完了した後、自動運転制御部４７は、工作機械１０に加工開始指令を送信して、工作機械１０に加工動作を行わせる。
【0062】
そして、以上を繰り返すことにより、本例のシステム１では、無人自動生産が連続して実行される（ステップＳ６）。尚、この実施形態では、無人搬送車３５が各作業位置に移動する際には、第２速度ＳＰ２よりも速い第３速度ＳＰ３で移動する。
【0063】
以上のように、本例のシステム１によれば、無人搬送車３５を工作機械１０に対して設定された作業位置に位置決めしたときの位置決め誤差量が、ロボット２５の特異点により制限されるハンド２９の可動範囲を超えていることに起因して、ロボット２５が停止した状態となったとしても、当該ロボット２５を停止状態から自動的に回復させることができるとともに、当該ロボット２５の作業姿勢、即ち、取出動作における取出準備姿勢、把持姿勢及び取外姿勢、並びに取付動作における取付準備姿勢、取付姿勢及び離隔姿勢（言い換えれば、各姿勢における前記ハンド２９の位置）を適正に補正することができる。つまり、ロボットの位置の正確性を向上させることができる。これにより、ロボット２５が停止した状態となった際に、当該システム１を手作業によって復帰させる作業や、ティーチング操作をやり直すといった煩わしい作業を回避することができ、当該システム１の稼働率を向上させることができる。
【0064】
また、上記の回復動作後に、無人搬送車３５の目標作業位置に位置決め誤差量を再度検出し、検出された位置決め誤差量に基づいて、ロボット２５の取出動作における取出準備姿勢、把持姿勢及び取外姿勢、並びに取付動作における取付準備姿勢、取付姿勢及び離隔姿勢を補正するようにしているので、各姿勢を高精度に制御することができる、言い換えれば、ロボット２５のハンド２９を目標とする位置に、正確に、即ち、高精度に位置決めすることができる。
【0065】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。また、後述する実施形態で説明するシステムとも別々のシステムとして説明するものではなく、各実施形態の一部の構成同士を組み合わせて実施してもよい。
【0066】
例えば、上例では、前記回復動作の実行後に、無人搬送車３５の目標作業位置への位置決め誤差量を再度検出するようにしたが（ステップＳ２１０～Ｓ２１１）、このような態様に限られるものではない。例えば、ロボット２５の作業姿勢（ハンド２９の位置決め）に、高精度な位置決めが求められない場合がある。このような場合には、回復動作を実行した後、無人搬送車３５の目標作業位置への位置決め誤差量を再度検出することなく、以降の動作を実行するようにしても良い。
【0067】
この例を図９に示している。図９に示した動作は、図７に示したステップＳ２０９に続くもので、無人搬送車３５の作業位置を調整した後、Ｘ軸及びＹ軸方向については補正することなく、一方、回転方向（ｒｚ）についての補正量については、ステップＳ２０５で算出された補正量を用いて補正しながら、ロボット２５に、順次、取出準備姿勢（取付準備姿勢）（ステップＳ２３２）、把持姿勢（取付姿勢）（ステップＳ２３４）、取外姿勢（離隔姿勢）（ステップＳ２３４）及び作業完了姿勢（ステップＳ２３６）を取らせる。
【0068】
無人搬送車３５をＸ軸及びＹ軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置誤差量Δｘ，Δｙだけそれぞれ移動させて、作業位置を調整することにより（ステップＳ２０９）、ティーチング操作時に設定された目標作業位置に対する無人搬送車３５のＸ軸及びＹ軸方向の位置ずれはほぼ解消され、当該無人搬送装置３５は、目標作業位置に対してほぼ位置決めされた状態となっている。したがって、Ｘ軸及びＹ軸方向については特に補正をすることなく、回転方向（ｒｚ）についてのみ補正することで、ロボット２５の作業姿勢を、ティーチング操作によって設定された目標作業姿勢とすることができる。
【0069】
尚、図９に示した例においても、前記各作業姿勢への移行が所定時間内に完了されない場合には、上記と同様に、アラームを出力し（ステップＳ２３８）、一連の処理を終了する（ステップＳ６）。
【0070】
＜＜実施形態２＞＞
実施形態１では、識別図形を水平面と平行に配置した例で説明したが、本実施形態では、水平面と交差する面（特に、直交する面）と平行に識別図形が配置された例を用いて説明を行う。図１４は、水平方向に光軸があるカメラ３１で撮像影した場合の識別画像の見え方の違いを示した図であり、（ａ）は、第１工作機械１０Ａ及び第２工作機械１０Ｂにおける識別図形の撮像画像を示し、（ｂ）は、第３工作機械１０Ｃにおける識別図形の撮像画像を示している。
実施形態１では、識別図形を水平面と平行に配置した例で説明したが、本実施形態では、水平面と交差する面（特に、直交する面）と平行に識別図形が配置された例を用いて説明を行う。図１４は、水平方向に光軸があるカメラ３１で撮像影した場合の識別画像の見え方の違いを示した図であり、（ａ）は、第１工作機械１０Ａ及び第２工作機械１０Ｂにおける識別図形の撮像画像を示し、（ｂ）は、第３工作機械１０Ｃにおける識別図形の撮像画像を示している。
【0071】
図１４（ａ）は、表示板１６が図１に示すように配置された状態において、無人搬送車３５（ロボット搭載移動装置）が第１工作機械１０Ａの前に停止している状態で、カメラ３１により撮像された識別図形の画像が、ティーチング時に撮像したティーチング時撮像画像と同じ画像となる例を示すとともに、無人搬送車３５が第２工作機械１０Ｂの前に停止している状態で撮像された画像が、ティーチング時撮像画像と異なっている例を示している。これらの例は、ｙ軸上のずれはない例であり、ｘ軸とｚ軸との座標位置が異なっている例である。図１６を用いて、識別画像を含む画像を撮像した際に、制御部が、ロボットのハンド部を制御してワーク等を着脱するか、ロボット搭載移動装置を移動させて移動部の位置を変更するかの判断をどのように行うか説明する。図１６（ａ）に示すように、カメラフレームに対応した画像がある。画像処理は、図１６（ａ）に示すように画像の一部の領域を所定範囲と設定する。そして、画像上の所定範囲の内側を所定範囲内とし、所定範囲の外側を所定範囲外と設定する。さらに、画像処理は、識別図形の位置と関連ある情報を画像と所定範囲との情報とを重ねる。本実施径形態では、識別図形の位置に関連ある情報として識別図形の中心の位置を用いる。制御部は、撮像された画像の中で、識別図形の中心位置を検出し、検出された位置が所定範囲内か否かで判定を行う。制御部は、識別図形の中心位置が所定範囲内にあると判断した場合、ロボットのハンド部を制御してワークの搬送などを行う。一方で、制御部は、識別図形の中心位置が所定範囲内にない（所定範囲の外）と判断した場合、移動部を移動させロボット搭載移動装置の位置の補正を行う。
図１６（ｂ）に示すように識別図形の中心が、カメラで撮影したときに写る範囲であるカメラフレーム内において、予め設定されている所定範囲の外にある場合、制御部は、ロボット搭載移動装置の移動部を移動させロボット搭載移動装置の装置位置を変更する。その後、カメラで識別図形を撮像し、識別図形の中心が所定範囲内であれば、制御部は、ロボット搭載移動装置のロボットのハンド部の位置を制御し、ワークの着脱などを行う。なお、所定範囲は、カメラフレームの対角線の１／４の長さを半径とした円を所定範囲と設定してもよい。また、カメラフレーム全域を所定範囲としてもよい。例えば、カメラフレームに識別図形の中心が撮像されさえすれば、制御部は、ロボットのハンド部の位置を制御し、ワークの着脱を行うように設定してもよい。このように所定範囲は、ロボットアームの可動範囲を考慮して、適宜設定することができる。
また、図１４(ｂ)は、無人搬送車３５が第３工作機械１０Ｃの前に停止している状態で、カメラ３１で識別図形を撮像する場合の想定のカメラフレームの例を示している。この例では、図１に示すように、第３工作機械１０Ｃのドア１８が閉じた状態であり、第３工作機械１０Ｃの内部にある識別画像を撮像することができない（図１及び図１４参照）。この場合は、ロボット搭載移動装置の制御装置４０は、第３工作機械１０Ｃにドア１８を開けるための指示を送信するか、または、作業者や監督者に第３工作機械１０Ｃのドア１８が開いていない旨の報知を行う処理を行うのが好ましい。
図１６（ｂ）に示すように識別図形の中心が、カメラで撮影したときに写る範囲であるカメラフレーム内において、予め設定されている所定範囲の外にある場合、制御部は、ロボット搭載移動装置の移動部を移動させロボット搭載移動装置の装置位置を変更する。その後、カメラで識別図形を撮像し、識別図形の中心が所定範囲内であれば、制御部は、ロボット搭載移動装置のロボットのハンド部の位置を制御し、ワークの着脱などを行う。なお、所定範囲は、カメラフレームの対角線の１／４の長さを半径とした円を所定範囲と設定してもよい。また、カメラフレーム全域を所定範囲としてもよい。例えば、カメラフレームに識別図形の中心が撮像されさえすれば、制御部は、ロボットのハンド部の位置を制御し、ワークの着脱を行うように設定してもよい。このように所定範囲は、ロボットアームの可動範囲を考慮して、適宜設定することができる。
また、図１４(ｂ)は、無人搬送車３５が第３工作機械１０Ｃの前に停止している状態で、カメラ３１で識別図形を撮像する場合の想定のカメラフレームの例を示している。この例では、図１に示すように、第３工作機械１０Ｃのドア１８が閉じた状態であり、第３工作機械１０Ｃの内部にある識別画像を撮像することができない（図１及び図１４参照）。この場合は、ロボット搭載移動装置の制御装置４０は、第３工作機械１０Ｃにドア１８を開けるための指示を送信するか、または、作業者や監督者に第３工作機械１０Ｃのドア１８が開いていない旨の報知を行う処理を行うのが好ましい。
【0072】
また、本実施形態のロボット搭載移動装置の無人搬送車３５は、図１３に示すように、移動速度ＳＰ１６＞移動速度ＳＰ１４＞移動速度ＳＰ１３＞移動速度ＳＰ１５＞移動速度ＳＰ１２＞移動速度ＳＰ１１で移動するような態様を採ることができる。この移動速度に限定はされないが、撮像姿勢の停止位置に移動する移動速度ＳＰ１１は、移動速度は遅くし、停止位置の正確性をあげることが好ましい。例えば、移動速度ＳＰ１４＞移動速度ＳＰ１６＞移動速度ＳＰ１５＞移動速度ＳＰ１３＞移動速度ＳＰ１１＞移動速度ＳＰ１２のような関係でもよい。尚、図１３において、矢印は無人搬送車３５の移動経路を示している。
【0073】
また、図１３に示すように、ロボット２５のハンド２９の可動範囲は、障害物がなければＭＯ１の破線の円内になる。ただし、図１３に示すように、ロボット２５のハンド２９の可動範囲には、工作機械１０があるため、当該ハンド２９は、三日月マークを付したＭＯ３の領域や星マークを付したＭＯ４の領域に配置されたワーク等を把持することができない。図１３に示す例では、ロボットのハンド部は、ＭＯ２の領域にワーク等の対象物を配置したり、取り外したりできる。
【0074】
繰り返しになるが、上述した実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
【符号の説明】
【0075】
１ システム
１０ 工作機械
１１ 主軸
１２ チャック
１３ ツールプリセッタ
１４ 接触子
１５ 支持バー
１６ 表示板
２０ 材料ストッカ
２１ 製品ストッカ
２５ ロボット
２９ ハンド
３１ カメラ
３５ 無人搬送車
３７ 操作盤
４０ 制御装置
４１ 動作プログラム記憶部
４２ 移動位置記憶部
４３ 動作姿勢記憶部
４４ マップ情報記憶部
４５ 基準画像記憶部
４６ 手動運転制御部
４７ 自動運転制御部
４８ マップ情報生成部
４９ 位置認識部
５０ 補正量算出部
５１ 入出力インターフェース
Ｗ１ 加工前ワーク
Ｗ２ 加工済ワーク
１０ 工作機械
１１ 主軸
１２ チャック
１３ ツールプリセッタ
１４ 接触子
１５ 支持バー
１６ 表示板
２０ 材料ストッカ
２１ 製品ストッカ
２５ ロボット
２９ ハンド
３１ カメラ
３５ 無人搬送車
３７ 操作盤
４０ 制御装置
４１ 動作プログラム記憶部
４２ 移動位置記憶部
４３ 動作姿勢記憶部
４４ マップ情報記憶部
４５ 基準画像記憶部
４６ 手動運転制御部
４７ 自動運転制御部
４８ マップ情報生成部
４９ 位置認識部
５０ 補正量算出部
５１ 入出力インターフェース
Ｗ１ 加工前ワーク
Ｗ２ 加工済ワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【手続補正書】
【提出日】2021-08-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
開閉可能なドアを有する工作機械内で対象物に作用する動作を行うロボットを搭載したロボット搭載移動装置の位置としての第１装置位置に関連する関連情報として、工作機械内に配された識別図形と平行な平面内で設定される第１軸と第２軸とにおける前記第１装置位置における前記識別図形の位置を第１識別位置として設定されるロボット搭載移動装置であって、
(i)前記対象物を把持するためのハンド部と、(ii)前記ハンド部を可動可能に繋いでいる第２アーム部と、(iii)第２アーム部を可動可能に繋いでいる第１アーム部とが順次連結された構成を有するとともに、(iv)前記第１アームとは反対側の前記ハンド部側に設けられたカメラを有するロボットと、
前記ロボットのハンド部の位置を制御する制御部と、
前記ロボットが搭載され移動可能な移動部と、を備え、
前記制御部は、前記カメラによって撮像された画像に基づいて前記ドアの開閉状態を検知し、かつ
前記制御部は、前記第１装置位置と異なる第２装置位置において、前記カメラで前記識別図形が撮像された際の前記平面内での前記識別図形の位置である第２識別位置に基づいて、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内にある場合には、前記ハンド部の位置を調整し、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内に無い場合には、前記移動部を移動させ前記移動部の位置を調整する、ロボット搭載移動装置。
(i)前記対象物を把持するためのハンド部と、(ii)前記ハンド部を可動可能に繋いでいる第２アーム部と、(iii)第２アーム部を可動可能に繋いでいる第１アーム部とが順次連結された構成を有するとともに、(iv)前記第１アームとは反対側の前記ハンド部側に設けられたカメラを有するロボットと、
前記ロボットのハンド部の位置を制御する制御部と、
前記ロボットが搭載され移動可能な移動部と、を備え、
前記制御部は、前記カメラによって撮像された画像に基づいて前記ドアの開閉状態を検知し、かつ
前記制御部は、前記第１装置位置と異なる第２装置位置において、前記カメラで前記識別図形が撮像された際の前記平面内での前記識別図形の位置である第２識別位置に基づいて、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内にある場合には、前記ハンド部の位置を調整し、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内に無い場合には、前記移動部を移動させ前記移動部の位置を調整する、ロボット搭載移動装置。
【請求項2】
工作機械内で対象物に作用する動作を行うロボットを搭載したロボット搭載移動装置の位置としての第１装置位置に関連する関連情報として、工作機械内に配された識別図形と平行な平面内で設定される第１軸と第２軸とにおける前記第１装置位置における前記識別図形の位置を第１識別位置として設定されるロボット搭載移動装置であって、
(i)前記対象物を把持するためのハンド部と、(ii)前記ハンド部を可動可能に繋いでいる第２アーム部と、(iii)第２アーム部を可動可能に繋いでいる第１アーム部とが順次連結された構成を有するとともに、(iv)前記第１アームとは反対側の前記ハンド部側に設けられたカメラを有するロボットと、
前記ロボットのハンド部の位置を制御する制御部と、
前記ロボットが搭載され移動可能な移動部と、を備え、
前記制御部は、前記第１装置位置と異なる第２装置位置において、前記カメラで前記識別図形が撮像された際の前記平面内での前記識別図形の位置である第２識別位置に基づいて、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内にある場合には、前記ハンド部の位置を調整し、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内に無い場合には、前記移動部を、前記カメラで撮像するために前記工作機械の前に移動してきた方向とは反対方向に移動させ前記移動部の位置を調整する、ロボット搭載移動装置。
(i)前記対象物を把持するためのハンド部と、(ii)前記ハンド部を可動可能に繋いでいる第２アーム部と、(iii)第２アーム部を可動可能に繋いでいる第１アーム部とが順次連結された構成を有するとともに、(iv)前記第１アームとは反対側の前記ハンド部側に設けられたカメラを有するロボットと、
前記ロボットのハンド部の位置を制御する制御部と、
前記ロボットが搭載され移動可能な移動部と、を備え、
前記制御部は、前記第１装置位置と異なる第２装置位置において、前記カメラで前記識別図形が撮像された際の前記平面内での前記識別図形の位置である第２識別位置に基づいて、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内にある場合には、前記ハンド部の位置を調整し、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内に無い場合には、前記移動部を、前記カメラで撮像するために前記工作機械の前に移動してきた方向とは反対方向に移動させ前記移動部の位置を調整する、ロボット搭載移動装置。
【請求項3】
前記第２装置位置まで移動する際の前記移動部の移動速度は、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲外にある場合の前記移動部の移動速度よりも速い、請求項１または２記載のロボット搭載移動装置。
【請求項4】
前記移動部は、前記第１装置位置または第２装置位置で停止する直前で、工作機械間を移動する移動速度よりも移動速度を遅くし、前記第１装置位置または第２装置位置で停止する請求項１から３のいずれか１項に記載のロボット搭載移動装置。
【請求項5】
対象物に対して作用する作用部を有するロボットと、該ロボットを搭載して、設定された作業位置に移動する搬送装置とを備えたシステムの前記ロボット及び搬送装置の動作を制御して、前記搬送装置を、相互に直交する第１軸及び第２軸で形成される水平面内で移動させて第１位置に位置決めした後、前記ロボットの作用部を、前記第１軸及び第２軸、並びにこれらと直交する第３軸によって形成される３次元空間内で移動させて第２位置に位置決めする制御方法であって、
前記搬送装置を前記第１位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第２位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第２位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第２位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、該第１軸及び第２軸方向への補正を行わない状態で、前記作用部を第２位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
前記搬送装置を前記第１位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第２位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第２位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第２位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、該第１軸及び第２軸方向への補正を行わない状態で、前記作用部を第２位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
【請求項6】
対象物に対して作用する作用部を有するロボットと、該ロボットを搭載して、設定された作業位置に移動する搬送装置とを備えたシステムの前記ロボット及び搬送装置の動作を制御して、前記搬送装置を、相互に直交する第１軸及び第２軸で形成される水平面内で移動させて第１位置に位置決めした後、前記ロボットの作用部を、前記第１軸及び第２軸、並びにこれらと直交する第３軸によって形成される３次元空間内で移動させて第２位置に位置決めする制御方法であって、
前記搬送装置を前記第１位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第２位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第２位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第２位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、前記搬送装置の第１位置に対する位置ずれ量を再度検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
前記搬送装置を前記第１位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第２位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第２位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第２位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、前記搬送装置の第１位置に対する位置ずれ量を再度検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
【手続補正書】
【提出日】2022-03-02
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
工作機械内で対象物に作用する動作を行うロボットを搭載したロボット搭載移動装置の位置としての第１装置位置に関連する関連情報として、工作機械内に配された識別図形と平行な平面内で設定される第１軸と第２軸とにおける前記第１装置位置における前記識別図形の位置を第１識別位置として設定されるロボット搭載移動装置であって、
(i)前記対象物を把持するためのハンド部と、(ii)前記ハンド部を可動可能に繋いでいる第２アーム部と、(iii)第２アーム部を可動可能に繋いでいる第１アーム部とが順次連結された構成を有するとともに、(iv)前記第１アームとは反対側の前記ハンド部側に設けられたカメラを有するロボットと、
前記ロボットのハンド部の位置を制御する制御部と、
前記ロボットが搭載され移動可能な移動部と、を備え、
前記制御部は、前記第１装置位置と異なる第２装置位置において、前記カメラで前記識別図形が撮像された際の前記平面内での前記識別図形の位置である第２識別位置に基づいて、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内にある場合には、前記ハンド部の位置を調整し、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内に無い場合には、前記第２装置位置に対する前記移動部の前記第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に前記移動部を移動させて、前記移動部の位置を調整する、ロボット搭載移動装置。
(i)前記対象物を把持するためのハンド部と、(ii)前記ハンド部を可動可能に繋いでいる第２アーム部と、(iii)第２アーム部を可動可能に繋いでいる第１アーム部とが順次連結された構成を有するとともに、(iv)前記第１アームとは反対側の前記ハンド部側に設けられたカメラを有するロボットと、
前記ロボットのハンド部の位置を制御する制御部と、
前記ロボットが搭載され移動可能な移動部と、を備え、
前記制御部は、前記第１装置位置と異なる第２装置位置において、前記カメラで前記識別図形が撮像された際の前記平面内での前記識別図形の位置である第２識別位置に基づいて、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内にある場合には、前記ハンド部の位置を調整し、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内に無い場合には、前記第２装置位置に対する前記移動部の前記第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に前記移動部を移動させて、前記移動部の位置を調整する、ロボット搭載移動装置。
【請求項2】
開閉可能なドアを有する工作機械内で対象物に作用する動作を行うロボットを搭載したロボット搭載移動装置の位置としての第１装置位置に関連する関連情報として、工作機械内に配された識別図形と平行な平面内で設定される第１軸と第２軸とにおける前記第１装置位置における前記識別図形の位置を第１識別位置として設定されるロボット搭載移動装置であって、
(i)前記対象物を把持するためのハンド部と、(ii)前記ハンド部を可動可能に繋いでいる第２アーム部と、(iii)第２アーム部を可動可能に繋いでいる第１アーム部とが順次連結された構成を有するとともに、(iv)前記第１アームとは反対側の前記ハンド部側に設けられたカメラを有するロボットと、
前記ロボットのハンド部の位置を制御する制御部と、
前記ロボットが搭載され移動可能な移動部と、を備え、
前記制御部は、前記カメラによって撮像された画像に基づいて前記ドアの開閉状態を検知し、かつ
前記制御部は、前記第１装置位置と異なる第２装置位置において、前記カメラで前記識別図形が撮像された際の前記平面内での前記識別図形の位置である第２識別位置に基づいて、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内にある場合には、前記ハンド部の位置を調整し、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内に無い場合には、前記移動部を移動させ前記移動部の位置を調整する、ロボット搭載移動装置。
(i)前記対象物を把持するためのハンド部と、(ii)前記ハンド部を可動可能に繋いでいる第２アーム部と、(iii)第２アーム部を可動可能に繋いでいる第１アーム部とが順次連結された構成を有するとともに、(iv)前記第１アームとは反対側の前記ハンド部側に設けられたカメラを有するロボットと、
前記ロボットのハンド部の位置を制御する制御部と、
前記ロボットが搭載され移動可能な移動部と、を備え、
前記制御部は、前記カメラによって撮像された画像に基づいて前記ドアの開閉状態を検知し、かつ
前記制御部は、前記第１装置位置と異なる第２装置位置において、前記カメラで前記識別図形が撮像された際の前記平面内での前記識別図形の位置である第２識別位置に基づいて、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内にある場合には、前記ハンド部の位置を調整し、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲内に無い場合には、前記移動部を移動させ前記移動部の位置を調整する、ロボット搭載移動装置。
【請求項3】
前記第２装置位置まで移動する際の前記移動部の移動速度は、前記第２識別位置が前記第２装置位置から所定の範囲外にある場合の前記移動部の移動速度よりも速い、請求項１または２記載のロボット搭載移動装置。
【請求項4】
前記移動部は、前記第１装置位置または第２装置位置で停止する直前で、工作機械間を移動する移動速度よりも移動速度を遅くし、前記第１装置位置または第２装置位置で停止する請求項１から３のいずれか１項に記載のロボット搭載移動装置。
【請求項5】
対象物に対して作用する作用部を有するロボットと、該ロボットを搭載して、設定された作業位置に移動する搬送装置とを備えたシステムの前記ロボット及び搬送装置の動作を制御して、前記搬送装置を、相互に直交する第１軸及び第２軸で形成される水平面内で移動させて第１位置に位置決めした後、前記ロボットの作用部を、前記第１軸及び第２軸、並びにこれらと直交する第３軸によって形成される３次元空間内で移動させて第２位置に位置決めする制御方法であって、
前記搬送装置を前記第１位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第２位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第２位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第２位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、該第１軸及び第２軸方向への補正を行わない状態で、前記作用部を第２位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
前記搬送装置を前記第１位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第２位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第２位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第２位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、該第１軸及び第２軸方向への補正を行わない状態で、前記作用部を第２位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
【請求項6】
対象物に対して作用する作用部を有するロボットと、該ロボットを搭載して、設定された作業位置に移動する搬送装置とを備えたシステムの前記ロボット及び搬送装置の動作を制御して、前記搬送装置を、相互に直交する第１軸及び第２軸で形成される水平面内で移動させて第１位置に位置決めした後、前記ロボットの作用部を、前記第１軸及び第２軸、並びにこれらと直交する第３軸によって形成される３次元空間内で移動させて第２位置に位置決めする制御方法であって、
前記搬送装置を前記第１位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第２位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第２位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第２位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、前記搬送装置の第１位置に対する位置ずれ量を再度検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
前記搬送装置を前記第１位置に位置決めした際の位置ずれ量を検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにした制御方法において、
前記作用部の第２位置への位置決めが完了されたか否かを監視し、前記作用部を第２位置へ位置決めすることができない場合には、前記作用部を第２位置への位置決め動作を実行する前の位置に戻した後、前記搬送装置を、第１軸及び第２軸方向における位置ずれとは逆方向に、その位置ずれ量だけ移動させる位置調整を実行し、この後、前記搬送装置の第１位置に対する位置ずれ量を再度検出し、検出された位置ずれ量に基づいて、前記作用部を前記第２位置に位置決めする際の補正量を算出し、算出した補正量に基づいて前記作用部の位置決め位置を補正して、該作用部を前記第２位置に位置決めするようにしたことを特徴とするシステムの位置決め制御方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0045】
補正量算出部５０は、自動運転制御部４７による制御の下で、動作プログラム記憶部４１に格納された自動運転用プログラムに従ってロボット２５が自動運転され、ワーク取出動作及びワーク取付動作が実行される際に、当該ロボット２５が撮像姿勢に在り、カメラ３１によって識別図形が撮像されると、自動運転時に得られた現在の識別図形の画像と、基準画像記憶部４５に格納された基準画像（ティーチング操作時に撮像された画像）とに基づいて、ロボット２５の現在の姿勢（実動作姿勢）とティーチング操作時の姿勢（目標動作姿勢）との間におけるカメラ３１の位置誤差量であって、識別図形と平行な平面内で設定される相互に直交する２軸方向（本例ではＸ軸及びＹ軸方向）におけるカメラ３１の位置誤差量（Δｘ，Δｙ）、及び該平面と直交する垂直軸（本例ではＺ軸）回りのカメラ３１の回転誤差量（Δｒｚ）を推定し、推定された各誤差量に基づいて、実動作姿勢における作用部（ハンド２９又はカメラ３１が対応）に対する補正量を算出する（図１２参照）。なお、この位置誤差量（Δｘ，Δｙ）、及び回転誤差量（Δｒｚ）は、ティーチング操作時に設定された無人搬送車３５の目標作業位置に対する位置決め誤差に起因するもので、実質的に、この目標作業位置に対する実際に無人搬送車３５が停止した位置との無人搬送車３５の位置決め誤差量に相当するものである。