特開 2024-103982 ロボットのプログラム作成方法

(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】P2024103982

(43)【公開日】2024-08-02

(54)【発明の名称】ロボットのプログラム作成方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/10 20060101AFI20240726BHJP

【ＦＩ】

B25J9/10 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023007958

(22)【出願日】2023-01-23

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】菊池 尊行

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS08

3C707AS13

3C707AS14

3C707BS01

3C707BS10

3C707BS15

3C707BS26

3C707DS01

3C707GS00

3C707HS27

3C707HT17

3C707HT20

3C707JS03

3C707KS22

3C707KS37

3C707KV01

3C707LS11

3C707LS14

3C707LU05

3C707MS03

3C707NS17

(57)【要約】

【課題】駆動時に各モーターへの通電量の合計電力が許容値を超えないようにロボットアームを駆動させることができるロボットのプログラム作成方法を提供すること。
【解決手段】第１モーターへの単位時間当たりの通電量Ｗ１と、第２モーターへの単位時間当たりの通電量Ｗ２とを合算した合計電力をＷ３とし、合計電力の許容値をＷ０としたとき、動作開始から動作終了までの間にＷ０＜Ｗ３となる状態が存在するか否かを判断する第３工程と、第３工程において、Ｗ０＜Ｗ３となる状態が存在すると判断した場合、動作開始から動作終了までの間、Ｗ３≦Ｗ０を満足するよう、通電量Ｗ１および通電量Ｗ２のうちのいずれか一方の通電量のピークのタイミングを先行または遅延する補正動作プログラムを作成する第４工程と、を有するロボットのプログラム作成方法。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１アームと、前記第１アームを駆動する第１モーターと、第２アームと、前記第２アームを駆動する第２モーターと、を有するロボットアームを備えるロボットのプログラム作成方法であって、
前記ロボットアームを第１姿勢から前記第１姿勢とは異なる第２姿勢に変更するよう前記ロボットアームを駆動することを含む動作プログラムを取得する第１工程と、
前記第１モーターへの単位時間当たりの通電量Ｗ１の経時変化に関する第１情報と、前記第２モーターへの単位時間当たりの通電量Ｗ２の経時変化に関する第２情報とを取得する第２工程と、
前記通電量Ｗ１と前記通電量Ｗ２とを合算した合計電力をＷ３とし、前記合計電力の許容値をＷ０としたとき、動作開始から動作終了までの間にＷ０＜Ｗ３となる状態が存在するか否かを判断する第３工程と、
前記第３工程において、Ｗ０＜Ｗ３となる状態が存在すると判断した場合、動作開始から動作終了までの間、Ｗ３≦Ｗ０を満足するよう、通電量Ｗ１および通電量Ｗ２のうちのいずれか一方の通電量のピークのタイミングを先行または遅延する補正動作プログラムを作成する第４工程と、を有することを特徴とするロボットのプログラム作成方法。

【請求項2】

前記第４工程における前記補正動作プログラムは、前記通電量Ｗ１および前記通電量Ｗ２のうちのいずれか一方の通電量のピークのタイミングを遅延するものである請求項１に記載のロボットのプログラム作成方法。

【請求項3】

前記第４工程における前記補正動作プログラムは、前記第１モーターへの前記通電量Ｗ１のピークと、前記第２モーターへの前記通電量Ｗ２のピークとを比較し、ピーク値が小さい方の通電量のピークのタイミングを先行または遅延するものである請求項１に記載のロボットのプログラム作成方法。

【請求項4】

前記第４工程における前記補正動作プログラムは、前記通電量Ｗ１および前記通電量Ｗ２のうちのいずれか一方の通電量のピークのタイミングを先行または遅延するとともに、前記ピークに到達するまでの間でモーター回転加速度を増大するものである請求項１に記載のロボットのプログラム作成方法。

【請求項5】

前記第４工程における前記補正動作プログラムは、前記通電量Ｗ１および前記通電量Ｗ２のうちのいずれか一方の通電量のピークのタイミングを先行または遅延するとともに、前記ピークから前記動作終了までの間でモーター回転加速度を減少するものである請求項１に記載のロボットのプログラム作成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットのプログラム作成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載されているロボットは、ベースと、ベースに回転可能に接続された第１アームと、第１アームに回転可能に接続された第２アームと、第２アームに回転可能に接続された第３アームと、第１アームを回転駆動する第１モーターと、第２アームを回転駆動する第２モーターと、第１モーターおよび第２モーターに電力を供給する電源と、を備える。ロボットアームを効率良く駆動するために、第１アームおよび第２アームを同時に回転させることが行われる。すなわち、第１モーターへの通電と第２モーターへの通電とが同時に行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１１６６６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されているロボットでは、第１モーターへの通電量および第２モーターへの通電量の合計が、電源の最大出力を超える状態が生じるおそれがある。この場合、予め設定された経路および速度でロボットアームを駆動することができないという問題がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のロボットのプログラム作成方法は、第１アームと、前記第１アームを駆動する第１モーターと、第２アームと、前記第２アームを駆動する第２モーターと、を有するロボットアームを備えるロボットのプログラム作成方法であって、
前記ロボットアームを第１姿勢から前記第１姿勢とは異なる第２姿勢に変更するよう前記ロボットアームを駆動することを含む動作プログラムを取得する第１工程と、
前記第１モーターへの単位時間当たりの通電量Ｗ１の経時変化に関する第１情報と、前記第２モーターへの単位時間当たりの通電量Ｗ２の経時変化に関する第２情報とを取得する第２工程と、
前記通電量Ｗ１と前記通電量Ｗ２とを合算した合計電力をＷ３とし、前記合計電力の許容値をＷ０としたとき、動作開始から動作終了までの間にＷ０＜Ｗ３となる状態が存在するか否かを判断する第３工程と、
前記第３工程において、Ｗ０＜Ｗ３となる状態が存在すると判断した場合、動作開始から動作終了までの間、Ｗ３≦Ｗ０を満足するよう、通電量Ｗ１および通電量Ｗ２のうちのいずれか一方の通電量のピークのタイミングを先行または遅延する補正動作プログラムを作成する第４工程と、を有することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本発明の第１実施形態に係るロボットのプログラム作成方法を実行するロボットシステムの全体図である。

【図2】図１に示すロボットシステムのブロック図である。

【図3】動作プログラムから取得した第１モーターの回転速度および第２モーターの回転速度の経時変化の一例を示すグラフである。

【図4】動作プログラムから取得した第１モーターへの通電量および第２モーターへの通電量の経時変化の一例を示すグラフである。

【図5】補正動作プログラムにおける第１モーターの回転速度および第２モーターの回転速度の経時変化の一例を示すグラフである。

【図6】補正動作プログラムにおける第１モーターへの通電量および第２モーターへの通電量の経時変化の一例を示すグラフである。

【図7】本発明のロボットのプログラム作成方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【図8】本発明の第２実施形態で作成する補正動作プログラムにおける第１モーターの回転速度および第２モーターの回転速度の経時変化の一例を示すグラフである。

【図9】本発明の第２実施形態で作成する補正動作プログラムにおける第１モーターへの通電量および第２モーターへの通電量の経時変化の一例を示すグラフである。

【図10】本発明の第３実施形態で作成する補正動作プログラムにおける第１モーターの回転速度および第２モーターの回転速度の経時変化の一例を示すグラフである。

【図11】本発明の第３実施形態で作成する補正動作プログラムにおける第１モーターへの通電量および第２モーターへの通電量の経時変化の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明のロボットのプログラム作成方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0008】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットのプログラム作成方法を実行するロボットシステムの全体図である。図２は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。図３は、動作プログラムから取得した第１モーターの回転速度および第２モーターの回転速度の経時変化の一例を示すグラフである。図４は、動作プログラムから取得した第１モーターへの通電量および第２モーターへの通電量の経時変化の一例を示すグラフである。５は、補正動作プログラムにおける第１モーターの回転速度および第２モーターの回転速度の経時変化の一例を示すグラフである。図６は、補正動作プログラムにおける第１モーターへの通電量および第２モーターへの通電量の経時変化の一例を示すグラフである。図７は、本発明のロボットのプログラム作成方法の一例を説明するためのフローチャートである。

【0009】

図１中には、互いに直交する３軸であるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が設定されている。３軸のうちＺ軸方向は鉛直方向を示し、Ｘ－Ｙ平面は水平面を示す。

【0010】

図１中の上下方向は、鉛直方向と一致している。図１の上側を「上」、下側を「下」とも言う。ロボットアーム２２、第１アーム２３および第２アーム２４等については、図１中の右側を「基端部」、左側を「先端部」と言う。

【0011】

本明細書において、「鉛直」とは、鉛直と一致している場合のみならず、鉛直に対して若干、例えば±１０°以内傾斜している場合も含む意味である。また、本明細書において、「平行」とは、２つの対象が平行と一致している場合のみならず、平行から若干、例えば±１０°以内傾斜している場合も含む意味である。

【0012】

図１に示すロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２の駆動を制御するロボット制御装置９と、を有している。本実施形態では、ロボット制御装置９が本発明のロボットのプログラム作成方法を実行してロボット２を駆動する。ただし、この構成に限定されず、その他の制御装置、例えば、図示しない教示装置等が本発明のロボットのプログラム作成方法を実行してもよい。

【0013】

本実施形態におけるロボット２は、スカラロボットであり、ロボットアーム２２を所望の動作で駆動し、例えば、電子部品等のワークの搬送、組立、検査等の作業、または工具によりワークに対し各種の加工、塗装等の作業（以下これらを総称して、単に「作業」と言うことがある。）を行う。ただし、ロボット２の用途は、特に限定されない。また、本発明にかかるロボットは、スカラロボット以外、例えば、６軸多関節ロボット、リニアスライダーを組み合わせた直交ロボット、および双腕ロボット等であってもよい。

【0014】

図１に示すように、ロボット２は、基部であるベース２１と、ベース２１に対し回転可能に接続されているロボットアーム２２と、を有している。ベース２１は、水平面と平行な床面１０に固定されている。

【0015】

ロボットアーム２２は、基端部がベース２１に接続され、ベース２１に対して鉛直方向に沿う第１回転軸Ｊ１まわりに回転する第１アーム２３と、基端部が第１アーム２３の先端部に接続され、第１アーム２３に対して鉛直方向に沿う第２回転軸Ｊ２まわりに回転する第２アーム２４と、を有している。

【0016】

第２アーム２４の先端部には作業ヘッド２５が設けられている。作業ヘッド２５は、第２アーム２４の先端部に同軸的に配置されているスプラインナット２５１およびボールネジナット２５２と、スプラインナット２５１およびボールネジナット２５２に挿通されているスプラインシャフト２５３と、を有している。スプラインシャフト２５３は、第２アーム２４に対して、その中心軸であり鉛直方向に沿う第３回転軸Ｊ３まわりに回転可能で、かつ、第３回転軸Ｊ３に沿って昇降可能である。

【0017】

スプラインシャフト２５３の下端部には、エンドエフェクター２６が装着されている。エンドエフェクター２６は、着脱自在であり目的の作業に適したものが適宜選択される。エンドエフェクター２６としては、例えばワークや工具を保持することができるものが挙げられる。

【0018】

ロボット２は、ベース２１と第１アーム２３とを連結し、ベース２１に対して第１アーム２３を第１回転軸Ｊ１まわりに回転させる第１関節アクチュエーター２７と、第１アーム２３と第２アーム２４とを連結し、第１アーム２３に対して第２アーム２４を第２回転軸Ｊ２まわりに回転させる第２関節アクチュエーター２８と、を有している。第１アーム２３は、第１関節アクチュエーター２７によって、ベース２１の上面２２０に対し、離間した状態でベース２１に接続されている。第２アーム２４は、第２関節アクチュエーター２８によって、第１アーム２３の上面２３０に対し、離間した状態で第１アーム２３に接続されている。

【0019】

また、ロボット２は、スプラインナット２５１を回転させてスプラインシャフト２５３を第３回転軸Ｊ３まわりに回転させる第１駆動機構２９１と、ボールネジナット２５２を回転させてスプラインシャフト２５３を第３回転軸Ｊ３に沿った方向に昇降させる第２駆動機構２９２と、を有する。

【0020】

第１関節アクチュエーター２７は、第１モーターとしてのモーター２７Ａと、図示しない減速機、エンコーダー等を有する。第２関節アクチュエーター２８は、第２モーターとしてのモーター２８Ａと、図示しない減速機、エンコーダー等を有する。第１駆動機構２９１は、モーター２９１Ａと、図示しない減速機、エンコーダー等を有する。第２駆動機構２９２は、モーター２９２Ａと、図示しない減速機、エンコーダー等を有する。

【0021】

図２に示すように、モーター２７Ａ、モーター２８Ａ、モーター２９１Ａおよびモーター２９２Ａは、それぞれ、図示しないモータードライバーを介してロボット制御装置９と電気的に接続されている。ロボット制御装置９は、各モータードライバーを介して、電源２００から各モーター２７Ａ、モーター２８Ａ、モーター２９１Ａおよびモーター２９２Ａへの通電条件、すなわち通電量、通電タイミング等を制御する。これにより、各アームを所望の姿勢に変更するようロボットアーム２２の作動を制御することができる。

【0022】

各エンコーダーは、それぞれ、ロボット制御装置９と電気的に接続されている。各エンコーダーは、対応するモーターの回転位置情報を検出し、ロボット制御装置９に送信する。ロボット制御装置９は、各エンコーダーから受信した各モーターの回転位置情報に基づいて、モーター２７Ａ、モーター２８Ａ、モーター２９１Ａおよびモーター２９２Ａへの通電条件を制御する。各モーター２７Ａ、モーター２８Ａ、モーター２９１Ａおよびモーター２９２Ａへの回転位置を把握しつつ、ロボットアーム２２の作動を制御することにより、所望の動作を正確に行うことができる。

【0023】

ロボット制御装置９は、ロボット制御部９１と、補正部９２と、記憶部９３と、通信部９４と、を有する。

【0024】

ロボット制御部９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成され、記憶部９３に記憶されている動作プログラム等の各種プログラムを読み出し、実行する。ロボット制御部９１で生成された信号は、通信部９４を介してロボット２の各部に送信され、ロボット２の各部からの信号は、通信部９４を介してロボット制御部９１で受信される。ロボット制御部９１で受信された信号は、所定の処理が施され、記憶部９３に記憶される。

【0025】

また、ロボット制御部９１は、ユーザーが入力した動作プログラムまたは後述する補正部９２が作成した補正動作プログラムに基づいて、モーター２７Ａ、モーター２８Ａ、モーター２９１Ａおよびモーター２９２Ａへの通電条件を制御する。すなわち、ロボット制御部９１は、モーター２７Ａ、モーター２８Ａ、モーター２９１Ａおよびモーター２９２Ａへの通電量を、経時的に変化させることによりロボットアーム２２を駆動し、所定の作業を所定の条件で実行することができる。

【0026】

補正部９２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成され、記憶部９３に記憶されている補正動作プログラム等の各種プログラムを読み出し、実行する。補正動作プログラムは、本発明のロボットのプログラム作成方法を実行するためのプログラムであり、補正動作プログラムを読み出して実行することにより、後述する第１工程～第４工程を実行することができる。なお、補正動作プログラムは、記憶部９３以外の記憶装置に記憶されていてもよい。

【0027】

記憶部９３は、ロボット制御部９１および補正部９２で実行される各種プログラム等を保存する。記憶部９３としては、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリー、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリー、着脱式の外部記憶装置等を有する構成のものが挙げられる。記憶部９３には、前述したような各種プログラムや、後述する許容値Ｗ０や、補正動作プログラム等が記憶される。

【0028】

通信部９４は、例えば有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ等の外部インターフェースを用いて他の機器との間で信号の送受信を行う。この場合、図示しないサーバーを介して通信を行ってもよく、また、インターネット等のネットワークを介して通信を行ってもよい。この通信部９４は、ユーザーが他と通信機器を介して入力した動作プログラムを取得する取得部として機能する。

【0029】

以上、ロボットシステム１の構成について説明した。このようなロボットシステム１では、作業を行うのに先立って、ロボット制御装置９が動作プログラムを取得する。動作プログラムは、例えば、図示しない教示装置等を用いてロボット制御装置９に入力され、ロボット制御装置９が取得する。以下、動作プログラムは、制御点ＴＣＰが、出発位置ＰＡから停止位置ＰＢまで移動するようロボットアーム２２の姿勢を変化させることを含む動作を実行するためのプログラムとして説明する。

【0030】

動作プログラムは、出発位置ＰＡの位置情報、出発位置ＰＡでのロボットアーム２２の姿勢（第１姿勢）に関する情報、停止位置ＰＢの位置情報および停止位置ＰＢでのロボットアーム２２の姿勢（第２姿勢）に関する情報を含む。

【0031】

「出発位置ＰＡの位置情報」は、出発位置ＰＡのロボット座標系での座標データである。「出発位置ＰＡの位置情報でのロボットアーム２２の姿勢に関する情報」は、制御点ＴＣＰが出発位置ＰＡの座標データに位置しているときの姿勢に関するデータであり、例えば、各関節の回転角度のデータである。

【0032】

「停止位置ＰＢの位置情報」は、停止位置ＰＢのロボット座標系での座標データである。「停止位置ＰＢの位置情報でのロボットアーム２２の姿勢に関する情報」は、制御点ＴＣＰが停止位置ＰＢの座標データに位置しているときの姿勢に関するデータであり、例えば、第１アーム２３、第２アーム２４の回転速度またはモーター２７Ａ、モーター２８Ａの回転角度のデータである。

【0033】

なお、ユーザーが入力する動作プログラムには、後述するモーター２７Ａの回転速度に関する速度情報、モーター２８Ａの回転速度に関する速度情報、モーター２７Ａへの単位時間当たりの通電量Ｗ１の経時変化に関する第１情報、モーター２８Ａへの単位時間当たりの通電量Ｗ２の経時変化に関する第２情報を含んでいてもよい。

【0034】

ロボット制御部９１は、このような動作プログラムを取得し、記憶部９３に取り込み、記憶する。補正部９２は、モーター２７Ａの回転速度に関する速度情報、モーター２８Ａの回転速度に関する速度情報を取得、すなわち算出する。

【0035】

なお、以下の説明では、動作開始の位置である出発位置ＰＡから動作終了の位置である停止位置ＰＢまでの間において、モーター２９１Ａおよびモーター２９２Ａは駆動しないもの、すなわち通電量が０として説明する。

【0036】

出発位置ＰＡから停止位置ＰＢまでの間において、モーター２７Ａとモーター２８Ａとは、時間的に重複して駆動する。これにより、ロボットアーム２２の動作開始から動作終了までの姿勢の変更を、より短時間で迅速に行うことができ、作業を効率良く行うことができる。

【0037】

出発位置ＰＡから停止位置ＰＢまでの間において、モーター２７Ａの速度情報は、モーター２７Ａの回転速度（角速度）Ｖ１の経時変化に関する第１情報であり、例えば、図３に示すような波形で表すことができる。モーター２７Ａの回転速度Ｖ１は、Ｔ＝０（秒）からＴ＝０．２（秒）までの間、一定の加速度で加速し、Ｔ＝０．２（秒）のときに速度が１００％（最大速度）となる。次いで、Ｔ＝０．２（秒）からＴ＝０．４（秒）までの間、一定の速度で回転駆動する。次いで、Ｔ＝０．４（秒）からＴ＝０．６（秒）までの間、一定の加速度で減速し、Ｔ＝０．６（秒）のときに速度が０％となり、すなわちモーター２７Ａは停止する。動作プログラムを実行すると、このような速度条件で第１アーム２３が駆動する。

【0038】

出発位置ＰＡから停止位置ＰＢまでの間において、モーター２８Ａの速度情報は、モーター２８Ａの回転速度（角速度）Ｖ２の経時変化に関する第２情報であり、であり、例えば、図３に示すような波形で表すことができる。モーター２８Ａの回転速度Ｖ２は、Ｔ＝０（秒）からＴ＝０．２（秒）までの間、一定の加速度で加速し、Ｔ＝０．２（秒）のときに速度が５０％となる。次いで、Ｔ＝０．２（秒）からＴ＝０．４（秒）までの間、一定の速度で回転駆動する。次いで、Ｔ＝０．４（秒）からＴ＝０．６（秒）までの間、一定の加速度で減速し、Ｔ＝０．６（秒）のときに速度が０％となり、すなわちモーター２８Ａは停止する。動作プログラムを実行すると、このような速度条件で第２アーム２４が駆動する。

【0039】

このような速度情報は、例えば、設定された目標作業時間や、モーター許容トルク等に基づいて算出することができる。なお、動作プログラムに速度情報が含まれていた場合、単に読み出すことにより取得することができる。

【0040】

次いで、補正部９２は、図３に示すような速度情報でロボットアーム２２を駆動するためのモーター２７Ａおよびモーター２８Ａに対する通電情報を取得、算出する。モーター２７Ａの通電情報は、モーター２７Ａへの単位時間当たりの通電量（以下、単に「通電量Ｗ１と言う」）の経時変化の情報である。モーター２８Ａの通電情報は、モーター２８Ａへの単位時間当たりの通電量（以下、単に「通電量Ｗ２と言う」）の経時変化の情報である。これらの通電情報は、例えば、図４に示すような波形で表すことができる。単位時間当たりの通電量は、消費電力に対応しており、単位はワット（Ｗ）である。

【0041】

通電量Ｗ１は、Ｔ＝０（秒）のときに３０（Ｗ）であり、Ｔ＝０．２（秒）までの間、一定の増加率で増加し、Ｔ＝０．２（秒）のときに通電量が６０（Ｗ）となる。Ｔ＝０．２（秒）からＴ＝０．４（秒）までの間、３０（Ｗ）の通電量が維持される。次いで、Ｔ＝０．４（秒）からＴ＝０．６（秒）までの間、一定の減少率で３０（Ｗ）から減少し、Ｔ＝０．５（秒）のときに０（Ｗ）となる。図４に示すように、Ｔ＝０．５（秒）でモーター２７Ａへの通電を切っても、それまで回転していた第１アーム２３の慣性力により、停止位置ＰＢに向けてＴ＝０．６（秒）までモーター２７Ａおよび第１アーム２３は回転駆動する。このようなパターンでモーター２７Ａに通電を行うと、図３に示すような速度で第１アーム２３が駆動する。

【0042】

なお、図３および図４に示すように、出発位置ＰＡであるＴ＝０（秒）のとき、モーター２７Ａの回転速度Ｖ１は０であるが、通電量Ｗ１は３０（Ｗ）である。

【0043】

通電量Ｗ２は、Ｔ＝０（秒）のときに１５（Ｗ）であり、Ｔ＝０．２（秒）までの間、一定の増加率で増加し、Ｔ＝０．２（秒）のときに通電量が３０（Ｗ）となる。Ｔ＝０．２（秒）からＴ＝０．４（秒）までの間、１５（Ｗ）の通電量が維持される。次いで、Ｔ＝０．４（秒）からＴ＝０．６（秒）までの間、一定の減少率で１５（Ｗ）から減少し、Ｔ＝０．５（秒）のときに０（Ｗ）となる。図４に示すように、Ｔ＝０．５（秒）でモーター２８Ａへの通電を切っても、それまで回転していた第２アーム２４の慣性力により、停止位置ＰＢに向けてＴ＝０．６（秒）までモーター２８Ａおよび第２アーム２４は回転駆動する。このようなパターンでモーター２８Ａに通電を行うと、図３に示すような速度で第２アーム２４が駆動する。

【0044】

ロボット制御装置９は、モーター２７Ａおよびモーター２８Ａに対する通電情報に基づいて、同時刻における通電量Ｗ１と通電量Ｗ２とを合算した合計電力Ｗ３の経時変化の情報を算出する。合計電力Ｗ３の経時変化の情報は、図４に示すような波形で表すことができる。合計電力Ｗ３は、Ｔ＝０（秒）のときに４５（Ｗ）であり、Ｔ＝０．２（秒）までの間、一定の増加率で増加し、Ｔ＝０．２（秒）のときに通電量が９０（Ｗ）となる。Ｔ＝０．２（秒）からＴ＝０．４（秒）までの間、４５（Ｗ）の通電量が維持される。次いで、Ｔ＝０．４（秒）からＴ＝０．６（秒）までの間、一定の減少率で４５（Ｗ）から減少し、Ｔ＝０．５（秒）のときに０（Ｗ）となる。

【0045】

ここで、ロボットシステム１では、電源２００から各モーターに供給される単位時間当たりの電力、すなわち、合計電力Ｗ３に、許容値Ｗ０が設定されている。許容値Ｗ０は、安定してかつ安全に電力の供給が可能な値であり、例えば、電源２００の最大出力値から若干低い値、例えば所定の安全率を掛けた値とすることができる。このような許容値Ｗ０を設定することにより、モーター２７Ａおよびモーター２８Ａを含む各モーターに安定して電力を供給することができるとともに、単位時間当たりの通電量が過剰に大きくなるのを防止し、安全性を高めることができる。このような許容値Ｗ０は、使用環境に応じてユーザーが適宜設定することができる。

【0046】

許容値Ｗ０が例えば８０（Ｗ）に設定されていた場合、図３および図４に示すケースでは、合計電力Ｗ３が、Ｔ＝０．２のときに９０（Ｗ）となり、一時的に８０（Ｗ）を超えてしまう。すなわち、動作開始から動作終了までの間にＷ０＜Ｗ３となる状態が存在している。この場合、上記効果を得ることができない。

【0047】

そこで、補正部９２は、このような場合を想定し、必要に応じて以下のような補正動作プログラムを作成する。以下、補正動作プログラムの一例について、図５および図６を用いて説明する。

【0048】

図５に示すように、補正動作プログラムでは、モーター２７Ａの回転速度Ｖ１は、図３に示す動作プログラムと同じ経時変化である。モーター２８Ａの回転速度Ｖ２は、Ｔ＝０．２（秒）からＴ＝０．４（秒）までの間、一定の加速度で加速し、Ｔ＝０．４（秒）のときに速度が５０％となる。次いで、Ｔ＝０．４（秒）からＴ＝０．６（秒）までの間、一定の速度で回転駆動する。次いで、Ｔ＝０．６（秒）からＴ＝０．８（秒）までの間、一定の加速度で減速し、Ｔ＝０．８（秒）のときに速度が０％となり、すなわちモーター２８Ａは停止する。このように、モーター２７Ａの回転速度の推移は、動作プログラムと同じであるが、モーター２８Ａの回転開始タイミングおよび回転停止タイミングをそれぞれ０．２秒遅延させる。なお、本補正では、第２アーム２４の通算回転量が補正前と同じになるように回転速度Ｖ２を変更する。このような補正を行うことにより、通電量Ｗ２の推移は、図６に示すようになる。

【0049】

図６に示すように、通電量Ｗ２は、Ｔ＝０．２（秒）のときに１５（Ｗ）であり、Ｔ＝０．４（秒）までの間、一定の増加率で増加し、Ｔ＝０．４（秒）のときに通電量が３０（Ｗ）となる。Ｔ＝０．４（秒）からＴ＝０．６（秒）までの間、１５（Ｗ）の通電量が維持される。次いで、Ｔ＝０．６（秒）からＴ＝０．７（秒）までの間、一定の減少率で１５（Ｗ）から減少し、Ｔ＝０．７（秒）のときに０（Ｗ）となる。

【0050】

この場合、補正動作プログラムの合計電力Ｗ３は、図６に示すように、Ｔ＝０（秒）のときに３０（Ｗ）であり、Ｔ＝０．２（秒）までの間、一定の増加率で増加し、Ｔ＝０．２（秒）のときに通電量が６０（Ｗ）となる。Ｔ＝０．２（秒）からＴ＝０．４（秒）までの間、４５（Ｗ）から一定の増加率で増加し、Ｔ＝０．４（秒）のときに通電量が６０（Ｗ）となる。Ｔ＝０．４（秒）からＴ＝０．５（秒）までの間、一定の減少率で４５（Ｗ）から減少し、Ｔ＝０．５（秒）のときに１５（Ｗ）となる。Ｔ＝０．５（秒）からＴ＝０．６（秒）までの間、１５（Ｗ）の通電量が維持され、Ｔ＝０．６（秒）からＴ＝０．７（秒）までの間、一定の減少率で１５（Ｗ）から減少し、Ｔ＝０．７（秒）のときに０（Ｗ）となる。

【0051】

このように、補正前の動作プログラムにおける合計電力Ｗ３のピークは、９０（Ｗ）であり、補正動作プログラムにおける合計電力Ｗ３のピークは、６０（Ｗ）となる。補正部９２は、動作開始から動作終了までの間、本実施形態では出発位置ＰＡから停止位置ＰＢまでの間、Ｗ０＜Ｗ３となる状態が存在しないよう、すなわち、動作開始から動作終了までの間、継続してＷ３≦Ｗ０を満足するよう、補正動作プログラムを作成する。このような、補正動作プログラムを実行することにより、作業を行った際、許容値Ｗ０を超えることなく、Ｗ０＜Ｗ３が維持される。よって、安定してかつ安全にモーター２７Ａおよびモーター２８Ａへの電力の供給が可能となり、作業を安定してかつ安全に行うことができる。

【0052】

以上述べたように、本発明では、通電量Ｗ１および通電量Ｗ２のうちのいずれか一方を遅延する補正動作プログラムを作成する。本実施形態では、通電量Ｗ２のピークのタイミングを遅延した補正動作プログラムを作成する。この場合、通電量Ｗ２のピークのタイミングを先行させてもよい。また、通電量Ｗ１のピークのタイミングを先行または遅延させてもよい。
特に、通電量Ｗ１および通電量Ｗ２のうちのいずれか一方、本実施形態では、通電量Ｗ２のピークのタイミングを遅延した補正動作プログラムを作成することにより、第２アーム２４の動作、ひいては、制御点ＴＣＰの経路が変わることなく若干の作業時間（図示の構成では、０．２秒）を遅らせるだけで、容易に補正を行うことができる。

【0053】

また、このような補正は、ＰＴＰ制御、すなわち、出発位置ＰＡおよび停止位置ＰＢの位置情報だけが設定されていて、その間の経路をリアルタイムで作成しながらロボットアーム２２の駆動を制御する制御において、上記のような補正が可能となり、有利である。

【0054】

記憶部９３には、取得した動作プログラムの他、作成された補正動作プログラムが記憶される。記憶部９３に動作プログラムと補正動作プログラムの双方が記憶されている場合、これらのうちから１つを適宜選択し、実行して作業を行うことができる。

【0055】

次に、本発明のロボットのプログラム作成方法の一例について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。なお、以下では、一例として図３～図６を参照しつつ説明する。

【0056】

まず、ステップＳ１０１において、ロボットアーム２２を第１姿勢から第１姿勢とは異なる第２姿勢に変更するようロボットアーム２２を駆動することを含む動作プログラムを取得する。このステップＳ１０１が第１工程である。

【0057】

次いで、ステップＳ１０２において、速度情報を取得する。速度情報は、前述したように、モーター２７Ａの回転速度Ｖ１の経時変化の情報およびモーター２８Ａの回転速度Ｖ２の経時変化の情報である（図３、図５参照）。取得した動作プログラムに速度情報が含まれていない場合には算出し、含まれている場合には単に取り込む。

【0058】

次いで、ステップＳ１０３において、通電情報を取得する。通電情報は、前述したように、モーター２７Ａの単位時間当たりの通電量Ｗ１の経時変化に関する第１情報およびモーター２８Ａの単位時間当たりの通電量Ｗ２の経時変化に関する第２情報である（図４、図６参照）。

【0059】

また、本ステップでは、第１情報と第２情報とに基づいて、合計電力Ｗ３の経時変化の情報を取得する。取得した動作プログラムにこれらの通電情報が含まれていない場合には算出し、含まれている場合には単に取り込む。このようなステップＳ１０３が第２工程である。

【0060】

次いで、ステップＳ１０４において、動作開始から動作終了までの間にＷ０＜Ｗ３となる状態が存在するか否かを判断する。本ステップにおける判断は、ステップＳ１０３で取得した合計電力Ｗ３の経時変化の情報に基づいてなされる。このようなステップＳ１０４が第３工程である。

【0061】

ステップＳ１０４において、動作開始から動作終了までの間にＷ０＜Ｗ３となる状態が存在しない、すなわち、動作開始から動作終了までの間、継続してＷ３≦Ｗ０を満足すると判断した場合、ステップＳ１０５に移行する。

【0062】

ステップＳ１０５では、入力された動作プログラムを採用し、ステップＳ１０８で当該動作プログラムを実行し、所望の作業を行う。

【0063】

一方、ステップＳ１０４において、動作開始から動作終了までの間にＷ０＜Ｗ３となる状態が存在すると判断した場合、ステップＳ１０６に移行する。

【0064】

ステップＳ１０６では、Ｗ３≦Ｗ０を満足するよう補正する対象等を決定する。すなわち、通電量Ｗ１および通電量Ｗ２のうち、どちらの通電量のピークをずらすか、すなわち先行または遅延するかを決定する。本実施形態では、モーター２７Ａへの通電量Ｗ１のピークと、モーター２８Ａへの通電量Ｗ２のピークとを比較し、ピーク値が小さい方の通電量（本実施形態では、通電量Ｗ２）のピークのタイミングをずらすよう決定する。さらに、このピークのタイミングを先行させるか遅延させるかを決定する（本実施形態では、遅延）。通電量のピーク値が小さいということは、回転に要する電力が比較的小さい先端側のモーター２８Ａであるため、ロボットアーム２２全体で見たときの姿勢の変化への影響が比較的小さい。このため、補正によるロボットアーム２２の姿勢の変化の影響を軽微にすることができる。

【0065】

ステップＳ１０７では、補正動作プログラムを作成する。すなわち、本実施形態では、ステップＳ１０６で選択した補正対象の通電量Ｗ２のピークのタイミングを遅延して、図６に示すような波形となるよう通電量Ｗ２を経時変化させる補正動作プログラムを作成する。なお、「補正動作プログラムを作成する」とは、入力された動作プログラムを一部書き換えることと、入力された動作プログラムとは別に新たに補正動作プログラムを作成することの双方を含む。このようなステップＳ１０７が第４工程である。

【0066】

次に、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０７で作成した補正動作プログラムを実行し、所望の作業を行う。

【0067】

以上説明したように、本発明のロボットのプログラム作成方法は、第１アーム２３と、第１アーム２３を駆動する第１モーターであるモーター２７Ａと、第２アーム２４と、第２アーム２４を駆動する第２モーターであるモーター２８Ａと、を有するロボットアーム２２を備えるロボット２のプログラム作成方法である。また、本発明のロボットのプログラム作成方法は、ロボットアーム２２を第１姿勢から第１姿勢とは異なる第２姿勢に変更するようロボットアーム２２を駆動することを含む動作プログラムを取得する第１工程と、モーター２７Ａへの単位時間当たりの通電量Ｗ１の経時変化に関する第１情報と、モーター２８Ａへの単位時間当たりの通電量Ｗ２の経時変化に関する第２情報とを取得する第２工程と、通電量Ｗ１と通電量Ｗ２とを合算した合計電力をＷ３とし、合計電力の許容値をＷ０としたとき、動作開始から動作終了までの間にＷ０＜Ｗ３となる状態が存在するか否かを判断する第３工程と、第３工程において、Ｗ０＜Ｗ３となる状態が存在すると判断した場合、動作開始から動作終了までの間、Ｗ３≦Ｗ０を満足するよう、通電量Ｗ１および通電量Ｗ２のうちのいずれか一方の通電量のピーク、本実施形態では、通電量Ｗ２のピークのタイミングを先行または遅延する補正動作プログラムを作成する第４工程と、を有する。このようにして作成された補正動作プログラムを実行することにより、作業を行った際、合計電力Ｗ３が許容値Ｗ０を超えることなく、Ｗ０＜Ｗ３が維持される。よって、安定してかつ安全に電力の供給が可能となり、作業を安定してかつ安全に行うことができる。

【0068】

なお、上記構成に限定されず、通電量Ｗ１および通電量Ｗ２のうち、通電量Ｗ１のピークのタイミングを先行または遅延した補正動作プログラムを作成してもよい。

【0069】

第４工程における補正動作プログラムは、通電量Ｗ１および通電量Ｗ２のうちのいずれか一方の通電量（本実施形態では、通電量Ｗ２）のピークのタイミングを遅延するものである。これにより、作業開始時間を変更する必要がないため、補正動作プログラムの作成が容易となる。

【0070】

なお、本発明はこれに限らず、補正動作プログラムは、通電量Ｗ１または通電量Ｗ２のピークのタイミングを先行するものでもよい。

【0071】

第４工程における補正動作プログラムは、第１モーターであるモーター２７Ａへの通電量Ｗ１のピークと、第２モーターであるモーター２８Ａへの通電量Ｗ２のピークとを比較し、ピーク値が小さい方の通電量のピークのタイミングを先行または遅延するものである。これにより、補正によるロボットアーム２２の姿勢の変化の影響を軽微にすることができる。

【0072】

なお、モーター２７Ａへの通電量のピーク値と、モーター２８Ａへの通電量のピーク値とが同じであった場合、より先端側に位置するモーター２８Ａへの通電量のピークを先行または遅延することが好ましい。

【0073】

＜第２実施形態＞
図８は、本発明の第２実施形態で作成する補正動作プログラムにおける第１モーターの回転速度および第２モーターの回転速度の経時変化の一例を示すグラフである。図９は、本発明の第２実施形態で作成する補正動作プログラムにおける第１モーターへの通電量および第２モーターへの通電量の経時変化の一例を示すグラフである。

【0074】

以下、図８および図９を参照しつつ本発明のロボットのプログラム作成方法の第２実施形態について説明するが、以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。

【0075】

第２実施形態では、第４工程において、以下のような補正動作プログラムを作成する。
図８に示すように、補正動作プログラムでは、モーター２７Ａの回転速度Ｖ１は、図３に示す動作プログラムと同じ経時変化である。モーター２８Ａの回転速度Ｖ２は、Ｔ＝０．２（秒）からＴ＝０．４５（秒）までの間、一定の加速度（第１実施形態よりも大きい加速度）で加速し、Ｔ＝０．４５（秒）のときに回転速度が８０％（第１実施形態の５０％よりも大きい）となる。次いで、Ｔ＝０．４５（秒）からＴ＝０．７（秒）までの間、一定の加速度（第１実施形態よりも大きい減速度）で減速し、Ｔ＝０．７（秒）のときに速度が０％となり、すなわち停止する。このように、第２実施形態では、ピークに到達するまでのモーター２８Ａの回転速度Ｖ２の加速度およびピークでの回転速度を第１実施形態よりも高くし、回転停止タイミングの遅延を０．１秒としている（第１実施形態では、０．２秒）。

【0076】

図９に示すように、補正動作プログラムでは、モーター２７Ａへの通電量Ｗ１は、図４に示す動作プログラムと同じ経時変化である。モーター２８Ａへの通電量Ｗ２は、Ｔ＝０．２（秒）のときに２０（Ｗ）であり、Ｔ＝０．４５（秒）までの間、一定の増加率（第１実施形態よりも大きい増加率）で増加し、Ｔ＝０．４５（秒）のときに通電量が４２．５（Ｗ）となる。

【0077】

この場合、補正動作プログラムの合計電力Ｗ３は、図９に示すように、Ｔ＝０（秒）のときに３０（Ｗ）であり、Ｔ＝０．２（秒）までの間、一定の増加率で増加し、Ｔ＝０．２（秒）のときに通電量が６０（Ｗ）となる。Ｔ＝０．２（秒）からＴ＝０．４（秒）までの間、５０（Ｗ）から一定の増加率で増加し、Ｔ＝０．４（秒）のときに通電量が７０（Ｗ）となる。Ｔ＝０．４（秒）からＴ＝０．５（秒）までの間、一定の減少率で７０（Ｗ）から減少し、Ｔ＝０．５（秒）のときに０（Ｗ）となる。なお、合計電力Ｗ３のピークは、第１実施形態よりも高い７０（Ｗ）である。

【0078】

このように、第４工程における補正動作プログラムは、通電量Ｗ１および通電量Ｗ２のうちのいずれか一方の通電量（本実施形態では、通電量Ｗ２）のピークのタイミングを先行または遅延（本実施形態では、遅延）するとともに、ピークに到達するまでの間でモーター回転加速度（回転速度Ｖ２）を増大するものである。これにより、合計電力Ｗ３を許容値Ｗ０に可能な限り近付けるよう大きくすることができ、動作終了時の遅延時間を短くするのに寄与する。

【0079】

また、第４工程における補正動作プログラムは、通電量Ｗ１および通電量Ｗ２のうちのいずれか一方の通電量（本実施形態では、通電量Ｗ２）のピークのタイミングを先行または遅延（本実施形態では、遅延）するとともに、ピークから動作終了までの間でモーター回転加速度を減少（速度の減少率を増大）するものである。これにより、合計電力Ｗ３を許容値Ｗ０に可能な限り近付けるよう大きくすることができ、動作終了時の遅延時間を短くするのに寄与する。

【0080】

＜第３実施形態＞
図１０は、本発明の第３実施形態で作成する補正動作プログラムにおける第１モーターの回転速度および第２モーターの回転速度の経時変化の一例を示すグラフである。図１１は、本発明の第３実施形態で作成する補正動作プログラムにおける第１モーターへの通電量および第２モーターへの通電量の経時変化の一例を示すグラフである。

【0081】

以下、図１０および図１１を参照しつつ本発明のロボットのプログラム作成方法の第３実施形態について説明するが、以下では、第１実施形態および第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については説明を省略する。

【0082】

第３実施形態では、第４工程において、以下のような補正動作プログラムを作成する。
図１０に示すように、補正動作プログラムでは、モーター２７Ａの回転速度Ｖ１は、図３に示す動作プログラムと同じ経時変化である。モーター２８Ａの回転速度Ｖ２は、Ｔ＝０．２（秒）からＴ＝０．５５（秒）までの間、一定の加速度（第１実施形態と同じ）で加速し、Ｔ＝０．５５（秒）のときに回転速度が８０％（第１実施形態の５０％よりも大きい）となる。次いで、Ｔ＝０．５５（秒）からＴ＝０．７（秒）までの間、一定の加速度（第２実施形態よりも大きい減速度）で減速し、Ｔ＝０．７（秒）のときに速度が０％となり、すなわち停止する。このように、第３実施形態では、ピークに到達してから停止するまでのモーター２８Ａの回転速度Ｖ２の減速度（速度の減少率）が第１実施形態および第２実施形態よりも大きい。

【0083】

図１１に示すように、補正動作プログラムでは、モーター２７Ａへの通電量Ｗ１は、図４に示す動作プログラムと同じ経時変化である。通電量Ｗ２は、Ｔ＝０．２（秒）のときに１５（Ｗ）であり、Ｔ＝０．５５（秒）までの間、一定の増加率（第１実施形態よりも大きい増加率）で増加し、Ｔ＝０．５５（秒）のときに通電量が４０（Ｗ）となる。次いで、Ｔ＝０．５５（秒）からＴ＝０．６（秒）までの間、一定の減少率で４０（Ｗ）から減少し、Ｔ＝０．６（秒）のときに０（Ｗ）となる。

【0084】

この場合、補正動作プログラムの合計電力Ｗ３は、図１１に示すように、Ｔ＝０（秒）のときに３０（Ｗ）であり、Ｔ＝０．２（秒）までの間、一定の増加率で増加し、Ｔ＝０．２（秒）のときに通電量が６０（Ｗ）となる。Ｔ＝０．２（秒）からＴ＝０．４（秒）までの間、４５（Ｗ）から一定の増加率で増加し、Ｔ＝０．４（秒）のときに通電量が６０（Ｗ）となる。Ｔ＝０．４（秒）からＴ＝０．５（秒）までの間、一定の減少率で６０（Ｗ）から減少し、Ｔ＝０．５（秒）のときに３５（Ｗ）となる。次いで、Ｔ＝０．５（秒）からＴ＝０．５５（秒）までの間、３５（Ｗ）から一定の増加率で増加し、Ｔ＝０．５５（秒）のときに通電量が４０（Ｗ）となる。次いで、Ｔ＝０．５５（秒）からＴ＝０．６（秒）までの間、一定の減少率で４０（Ｗ）から減少し、Ｔ＝０．６（秒）のときに０（Ｗ）となる。

【0085】

このように本実施形態では、第２実施形態と比べ、モーター２８Ａにおいて、回転開始時のモーター加速度は同じであるが、回転停止に向かう際のモーター減速度が第２実施形態よりも小さい（速度の減少率が大きい）。このように、本実施形態によれば、第１実施形態よりも作業終了時間を短縮することができるとともに、合計電力Ｗ３のピークにおける電力量（６０Ｗ）を第２実施形態の電力量（７０Ｗ）よりも低くすることができる。

【0086】

以上、本発明のロボットのプログラム作成方法を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。以上の各実施形態では、ロボット２がスカラロボットであって、第１アーム２３はベース２１に接続し、さらに第２アーム２４は第１アーム２３に接続しているものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１アーム２３と第２アーム２４とはロボットアーム２２を構成する何れか２つのアームに置換することができる。また、第１実施形態に、第２実施形態または第３実施形態を任意に組み合わせてもよく、第２実施形態と第３実施形態とを任意に組み合わせてもよい。また、本発明では、各実施形態に他の任意の構成が付加されていてもよい。また、各実施形態に任意の工程が付加されたものであってもよい。

【符号の説明】

【0087】

１…ロボットシステム、２…ロボット、９…ロボット制御装置、１０…床面、２１…ベース、２２…ロボットアーム、２３…第１アーム、２４…第２アーム、２５…作業ヘッド、２６…エンドエフェクター、２７…第１関節アクチュエーター、２７Ａ…モーター、２８…第２関節アクチュエーター、２８Ａ…モーター、９１…ロボット制御部、９２…補正部、９３…記憶部、９４…通信部、２００…電源、２２０…上面、２３０…上面、２５１…スプラインナット、２５２…ボールネジナット、２５３…スプラインシャフト、２９１…第１駆動機構、２９１Ａ…モーター、２９２…第２駆動機構、２９２Ａ…モーター、Ｊ１…第１回転軸、Ｊ２…第２回転軸、Ｊ３…第３回転軸、ＰＡ…出発位置、ＰＢ…停止位置、ＴＣＰ…制御点、Ｖ１…回転速度、Ｖ２…回転速度、Ｗ１…通電量、Ｗ２…通電量、Ｗ３…合計電力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】