特開 2024-127207 ロボットの制御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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024127207

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】ロボットの制御方法およびロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023036197

(22)【出願日】2023-03-09

(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】竪山 光普

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707AS06

3C707AS14

3C707BS10

3C707BS15

3C707BS26

3C707BT14

3C707CV04

3C707CW04

3C707CX01

3C707CX03

3C707CY12

3C707CY13

3C707DS01

3C707FS01

3C707FT02

3C707HS27

3C707HT17

3C707HT20

3C707KS03

3C707KS05

3C707KS09

3C707KS35

3C707KX06

3C707LU01

3C707LV05

3C707LV07

3C707MT04

(57)【要約】

【課題】外部環境によらず、ずれ量を精度よくかつ安定的に取得することができるロボットの制御方法およびロボットシステムを提供すること。
【解決手段】ロボットの制御方法は、ロボットアームと、ロボットアームに設置され、対象物を把持するエンドエフェクターと、エンドエフェクターに加わる水平方向に沿った第１軸の軸回りの第１トルクを検出する力センサーと、を備えるロボットの制御方法であって、エンドエフェクターによって対象物を把持して持ち上げる第１ステップと、対象物を持ち上げた状態において第１トルクを取得する第２ステップと、取得した前記第１トルクに基づいて、エンドエフェクターが対象物を把持している把持位置と、エンドエフェクターが対象物を把持する把持目標位置とのずれ量を取得する第３ステップと、を有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットアームと、前記ロボットアームに設置され、対象物を把持するエンドエフェクターと、前記エンドエフェクターに加わる水平方向に沿った第１軸の軸回りの第１トルクを検出する力センサーと、を備えるロボットの制御方法であって、
前記エンドエフェクターによって前記対象物を把持して持ち上げる第１ステップと、
前記対象物を持ち上げた状態において前記第１トルクを取得する第２ステップと、
取得した前記第１トルクに基づいて、前記エンドエフェクターが前記対象物を把持している把持位置と、前記エンドエフェクターが前記対象物を把持する把持目標位置とのずれ量を取得する第３ステップと、を有することを特徴とするロボットの制御方法。

【請求項2】

前記力センサーは、前記第１軸と直交し、水平方向に沿った第２軸の軸回りの第２トルクと、前記第１トルクと、を検出するものであり、
前記第２ステップでは、前記対象物を持ち上げた状態において、前記第１トルクと、前記第２トルクと、を取得し、
前記第３ステップでは、取得した前記第１トルクおよび前記第２トルクに基づいて前記ずれ量を取得する請求項１に記載のロボットの制御方法。

【請求項3】

前記第３ステップでは、前記対象物の質量に基づいて、前記ずれ量を算出する請求項１または２に記載のロボットの制御方法。

【請求項4】

前記力センサーは、さらに、鉛直方向に沿った第３軸の軸方向の並進力を検出するものであり、
前記第３ステップでは、前記対象物の質量を前記並進力に基づいて取得する請求項３に記載のロボットの制御方法。

【請求項5】

前記ずれ量が許容値を超えているか否かを判断する第４ステップと、
前記第４ステップで前記ずれ量が前記許容値を超えていると判断した場合、前記対象物の搬送条件を変更する第５ステップと、を有する請求項１または２に記載のロボットの制御方法。

【請求項6】

前記第５ステップでは、前記搬送条件の変更として、前記対象物の搬送目標位置を補正する請求項５に記載のロボットの制御方法。

【請求項7】

前記第５ステップでは、前記搬送条件の変更として、前記対象物の搬送速度を遅くする請求項５に記載のロボットの制御方法。

【請求項8】

前記第５ステップでは、前記搬送条件の変更として、搬送中の前記ロボットアームの姿勢を調整する請求項５に記載のロボットの制御方法。

【請求項9】

前記第５ステップでは、前記搬送条件の変更として、前記対象物の前記把持位置を変更する請求項５に記載のロボットの制御方法。

【請求項10】

ロボットアームと、
前記ロボットアームに設置され、対象物を把持するエンドエフェクターと、
前記エンドエフェクターに加わる水平方向に沿った第１軸の軸回りの第１トルクを検出する力センサーと、
前記ロボットアームの作動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記エンドエフェクターによって前記対象物を把持して持ち上げる第１ステップと、
前記対象物を持ち上げた状態において前記第１トルクを取得する第２ステップと、
取得した前記第１トルクに基づいて、前記エンドエフェクターが前記対象物を把持している把持位置と、前記エンドエフェクターが前記対象物を把持する把持目標位置とのずれ量を取得する第３ステップと、を実行することを特徴とするロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットの制御方法およびロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載されているロボットシステムは、２本のロボットアームを有する双腕ロボットと、各ロボットアームの先端部を撮像するカメラと、を備える。このロボットシステムでは、カメラの撮像画像に基づいて、各アームが把持したワークの保持状態を把握している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１７６９２２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システムでは、カメラの撮像画像に基づいてアームが把持したワークの保持状態を把握する構成であるため、例えば、周囲の明るさ等の外部環境によっては、光量不足により露出が不適正となったり、ピントが十分に合わず画像の解像度が低かったりすることがあり、良好な撮像画像を得られないことがあるという問題がある。このため、外部環境によって、ワークの保持状態を精度よく把握することが難しく、対象物を把持すべき把持目標位置と、エンドエフェクターが実際に対象物を把持している把持位置とのずれ量を精度よくかつ安定的に取得することができないことがあるという問題がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のロボットの制御方法は、ロボットアームと、前記ロボットアームに設置され、対象物を把持するエンドエフェクターと、前記エンドエフェクターに加わる水平方向に沿った第１軸の軸回りの第１トルクを検出する力センサーと、を備えるロボットの制御方法であって、
前記エンドエフェクターによって前記対象物を把持して持ち上げる第１ステップと、
前記対象物を持ち上げた状態において前記第１トルクを取得する第２ステップと、
取得した前記第１トルクに基づいて、前記エンドエフェクターが前記対象物を把持している把持位置と、前記エンドエフェクターが前記対象物を把持する把持目標位置とのずれ量を取得する第３ステップと、を有する。

【0006】

本発明のロボットシステムは、ロボットアームと、
前記ロボットアームに設置され、対象物を把持するエンドエフェクターと、
前記エンドエフェクターに加わる水平方向に沿った第１軸の軸回りの第１トルクを検出する力センサーと、
前記ロボットアームの作動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記エンドエフェクターによって前記対象物を把持して持ち上げる第１ステップと、
前記対象物を持ち上げた状態において前記第１トルクを取得する第２ステップと、
取得した前記第１トルクに基づいて、前記エンドエフェクターが前記対象物を把持している把持位置と、前記エンドエフェクターが前記対象物を把持する把持目標位置とのずれ量を取得する第３ステップと、を実行する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の第１実施形態に係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】図１に示すロボットが対象物を把持している状態の一例を示す側面図である。

【図4】図１に示すロボットが対象物を把持している状態の一例を示す側面図である。

【図5】対象物を図４中の矢印方向Ａ１から見た図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係るロボットの制御方法の一例を示すフローチャートである。

【図7】本発明の第２実施形態に係るロボットの制御方法において、搬送条件の変更を説明するための図であって、ロボットアームの先端部の側面図である。

【図8】本発明の第３実施形態に係るロボットの制御方法の一例を示すフローチャートである。

【図9】本発明の第４実施形態に係るロボットの制御方法において、把持位置と把持目標位置との位置関係を説明するための対象物の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明のロボットの制御方法およびロボットシステムを添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0009】

＜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、図１に示すロボットが対象物を把持している状態の一例を示す側面図である。図４は、図１に示すロボットが対象物を把持している状態の一例を示す側面図である。図５は、対象物を図４中の矢印方向Ａ１から見た図、すなわち対象物の平面図である。図６は、本発明の第１実施形態に係るロボットの制御方法の一例を示すフローチャートである。

【0010】

図１、図３、図４、図５、図７および図９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。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸において、矢印で示す方向を「正側」、その反対側を「負側」と言う。

【0011】

図１、図３、図４および図７中の上下方向は、鉛直方向と一致している。図１、図３、図４および図７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。図３および図４中では、スプラインシャフト２５３、作業ヘッド２５、第２アーム２４等、エンドエフェクター２６より上側の構成物の記載が省略されている。

【0012】

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。

【0013】

図１に示すように、ロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２の駆動を制御する制御装置９と、を有している。本実施形態では、制御装置９が本発明のロボットの制御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、ロボット２の内部または外部にある他の制御装置、例えば、図示しない教示装置等が本発明のロボットの制御方法を実行してもよい。

【0014】

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２が有するロボットアーム２２を所望の動作で駆動し、例えば、電子部品、長尺の棒状体のようなワークである対象物の搬送、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、塗装等の作業を行う。以下では、ロボット２は、図４および図５に示すように、長尺な棒状体である対象物Ｗを搬送する作業を行う場合を例に挙げて説明する。

【0015】

ただし、ロボット２の用途は、特に限定されない。また、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、双腕ロボット等であってもよい。

【0016】

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。

【0017】

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回りに回転する第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回りに回転する第２アーム２４と、を有している。

【0018】

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。スプラインナット２５１およびボールネジナット２５２は、スプラインシャフト２５３に同軸的に設置されている。スプラインシャフト２５３は、第２アーム２４に対して、シャフトの中心軸でありかつ鉛直方向に沿う第３回転軸Ｊ３回りに回転可能で、かつ、第３回転軸Ｊ３に沿ってＺ軸方向に移動可能である。

【0019】

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回りに回転させる第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回りに回転させる第２関節アクチュエーター２８と、を有している。

【0020】

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に対し、Ｚ軸方向に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に対し、Ｚ軸方向に離間した状態で第１アーム２３に接続されている。

【0021】

また、ロボット２は、スプラインナット２５１を回転駆動してスプラインシャフト２５３を第３回転軸Ｊ３回りに回転させる第１駆動機構２９１と、ボールネジナット２５２を回転駆動し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。

【0022】

第１関節アクチュエーター２７、第２関節アクチュエーター２８、第１駆動機構２９１および第２駆動機構２９２は、それぞれ、図示しないモーター、減速機およびエンコーダー等を有する。

【0023】

前記の各モーターは、それぞれ、図示しないモータードライバーを介して図２に示す制御装置９と電気的に接続されている。制御装置９は、各モータードライバーを介して、図示しない電源から各モーターへの通電条件、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。

【0024】

前記の各エンコーダーは、それぞれ、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、制御装置９に送信する。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、各モーターへの通電条件を制御する。各モーター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、所望の動作を精度よく行うことができる。

【0025】

スプラインシャフト２５３の下端部には、力センサー１９が設置され、さらに力センサー１９を介して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、ロボットアーム２２に対し着脱自在であり、目的の作業に適したものが適宜選択され、装着される。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。

【0026】

図３および図４に示すように、本実施形態では、エンドエフェクター２６は、吸着により対象物Ｗを把持するハンドである。エンドエフェクター２６は、吸盤等により構成される図示しない吸着部と、吸着部内を減圧して吸着力を発生させるサクションポンプ２６１とを有する。サクションポンプ２６１は、本実施形態では、エンドエフェクター２６の内部に設置されているが、例えばベース２１、第１アーム２３または第２アーム２４の内部等の他所に設置され、サクションポンプ２６１と吸着部とが可撓性を有する減圧管を介して接続された構成であってもよい。このようなエンドエフェクター２６のサクションポンプ２６１は、制御装置９と電気的に接続されている。制御装置９は、サクションポンプ２６１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。通電によりサクションポンプ２６１を作動すると、吸着部が吸着力を生じ、対象物Ｗを吸着し、把持することができる。この状態からサクションポンプ２６１の作動を停止すると、吸着部における吸着力が消滅または減少し、対象物Ｗの把持が解除される。

【0027】

なお、エンドエフェクター２６の構成や把持原理は、上記に限定されず、例えば、２本の爪部を接近離間させて各爪部の間で対象物Ｗを把持する構成であってもよい。

【0028】

力センサー１９は、本実施形態では、６軸力覚センサーである。力センサー１９は、互いに直交する３つの検出軸に沿った並進力成分の大きさと、当該３つの検出軸回りのトルク成分の大きさとを検出する。すなわち、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向の力成分と、Ｘ軸回りとなるＷ方向の力成分と、Ｙ軸回りとなるＶ方向の力成分と、Ｚ軸回りとなるＵ方向の力成分とを検出する。Ｘ軸およびＹ軸は、ぞれぞれ、水平面上の任意の方向、すなわち水平方向に沿っており、Ｚ軸は、鉛直方向に沿っている。

【0029】

ここで、力センサー１９の検出軸であるＸ軸およびＹ軸が水平方向に沿っているとは、水平方向に対して概ね沿っていることを示し、水平方向に完全に沿う軸に限定されない。例えば、Ｘ軸およびＹ軸は、水平方向に対して±１０°の範囲内に沿う軸であればよい。ただし、Ｘ軸およびＹ軸と、水平方向とのなす角が、０°に近づくことがより好ましい。同様に、力センサー１９の検出軸であるＺ軸が鉛直方向に沿っているとは、鉛直方向に対して概ね沿っていることを示し、鉛直方向に完全に沿う軸に限定されない。

【0030】

なお、本実施形態では、Ｚ軸方向が鉛直方向となっている。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の各軸方向の力成分を「並進力成分」と言い、各軸回りの力成分を「トルク成分」とも言う。

【0031】

以下、Ｘ軸に沿った並進力成分を「並進力Ｆｘ」と言い、Ｙ軸に沿った並進力成分を「並進力Ｆｙ」と言い、Ｚ軸に沿った並進力成分を「並進力Ｆｚ」と言い、Ｘ軸回りとなるＷ方向の力成分を「トルクＴｘ」と言い、Ｙ軸回りとなるＶ方向の力成分を「トルクＴｙ」と言い、Ｚ軸回りとなるＵ方向の力成分を「トルクＴｚ」とも言う。これらの成分Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｔｘ、ＴｙおよびＴｚを総称して、力センサー１９の検出値、または、単に、検出値とも言う。

【0032】

なお、力センサー１９は、６軸力覚センサーに限定されず、上記成分Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｔｘ、ＴｙおよびＴｚのうち、少なくともＴｙを検出し得る構成のものであればよく、少なくともＦｚおよびＴｙを検出し得る構成のものであるのが好ましい。このような構成の力センサーとしては、例えば、単一のセンサー素子で構成されるものの他、複数のセンサー素子を組み合わせて上記検出値を得るものでもよい。

【0033】

図２に示すように、制御装置９は、制御部９１と、記憶部９２と、通信部９３と、を有する。

【0034】

制御部９１は、１以上のプロセッサーを備える。制御部９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成され、記憶部９２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。制御部９１で生成された信号は、通信部９３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９３を介して制御部９１で受信される。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９２に記憶される。

【0035】

制御部９１は、ユーザーが入力した動作プログラムに基づいて、各モーターへの通電条件を制御する。すなわち、制御部９１は、各モーターへの通電量を、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。

【0036】

記憶部９２は、制御部９１で実行される各種プログラム等を保存する。記憶部９２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９２には、後述する本発明のロボットの制御方法を実行するためのプログラム等の各種プログラムや、後述する各種数式、許容値ｄ１、ｄ２等の各種設定値等が記憶される。

【0037】

通信部９３は、インターフェース回路を備え、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。通信部９３は、有線での通信を行うケーブルを接続するための端子や、無線での通信を行うためのアンテナを備えていてもよい。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９３は、ユーザーが他の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。

【0038】

このようなロボットシステム１では、ロボット２を用いて、対象物Ｗを搬送する作業が行われる。例えば、搬送開始位置に載置されている対象物Ｗをエンドエフェクター２６で把持して持ち上げ、持ち上げた状態を維持しつつ対象物Ｗを搬送完了位置の直上に移動させ、そのまま下降して搬送完了位置に到達したら把持を解除する。このような作業において、対象物Ｗは、搬送開始位置において定められた向きで載置されており、ロボット２は、図３に示すように、対象物Ｗの重心Ｇに対応する位置、すなわち、重心Ｇの直上の把持目標位置Ｐ１をエンドエフェクター２６で把持する。換言すると、ロボット２がエンドエフェクター２６によって、実際に対象物Ｗを把持する把持位置Ｐ２が、把持目標位置Ｐ１と一致する。これは、例えば、ロボット２の位置制御により実現することができる。すなわち、エンドエフェクター２６の先端部（図３中下端部）に設定された制御点ＴＣＰが、把持目標位置Ｐ１の座標に位置するようにロボット２を駆動することにより実現することができる。

【0039】

なお、搬送する対象物Ｗが特定されている場合、当該対象物Ｗの重心Ｇまたは把持目標位置Ｐ１は、既知である。

【0040】

図３に示す状態は、対象物Ｗの重心Ｇの直上の把持目標位置Ｐ１をエンドエフェクター２６が把持するので、理想的な状態である。これに対し、例えば、搬送開始位置からずれた位置に対象物Ｗが載置されていた場合、図４に示すように、エンドエフェクター２６は、把持目標位置Ｐ１からずれた位置である把持位置Ｐ２を把持し、この状態で搬送作業を行ってしまう。この場合、搬送中に対象物Ｗの把持が不本意に解除されて落下したり、搬送完了時に搬送完了位置からずれた位置に搬送されたりといった搬送不良が生じるおそれがある。このようなことから、本発明では、まず、力センサー１９を用いて把持目標位置Ｐ１と把持位置Ｐ２とのずれ量ｄを把握する。

【0041】

従来では、エンドエフェクター付近を撮像するカメラを用い、このカメラの撮像画像に基づいて対象物の把持位置を把握していた。しかしこの方法では、周囲の明るさ等の外部環境によっては、例えば、光量不足により露出が不適正となったり、ピントが十分に合わず画像の解像度が低かったりすることがあり、良好な撮像画像を得られないことがあるという問題がある。このため、対象物の把持位置の確認が難しいか、あるいは精度よく把持位置を取得することができないという欠点がある。

【0042】

本発明では、撮像画像に基づくのではなく、以下のようにしてずれ量ｄを取得するため、外部環境によらず、ずれ量ｄを精度よくかつ安定して取得することができる。以下、詳細に説明する。

【0043】

図４および図５に示すように、把持位置Ｐ２が、重心Ｇの直上の把持目標位置Ｐ１からＸ軸正側にずれていた場合について説明する。エンドエフェクター２６が把持位置Ｐ２で対象物Ｗを把持し、持ち上げると、制御点ＴＣＰである把持目標位置Ｐ１には、図４中矢印方向の第１トルクＴ、すなわち、Ｙ軸回りの第１トルクＴが作用する。この第１トルクＴは、エンドエフェクター２６を介して力センサー１９へ伝達され、力センサー１９において第１トルクＴを検出することができる。第１トルクＴは、単位が（ｋｇｆ・ｍ）や（Ｎ・ｍ）で表される値であり、力センサー１９の検出値のうちトルクＴｙには、この第１トルクＴに相当する信号が含まれている。

【0044】

また、対象物Ｗの質量をＭ（ｋｇ）としたとき、力センサー１９には、Ｚ軸方向に沿った並進力Ｆｚ、すなわち、鉛直下方（Ｚ軸負側）に向かって引っ張られる力が作用する。この場合、力センサー１９の検出値は、以下の通りである。
Ｆｘ＝０、Ｆｙ＝０、Ｆｚ＝Ｍ、Ｔｘ＝０、Ｔｙ＝Ｔ、Ｔｚ＝０

【0045】

このような検出値に基づいて、以下の式（１）、（２）を用いてずれ量ｄ（ｍｍ）を取得することができる。

【0046】

Ｙ軸回りの第１トルクＴは、ずれ量ｄと質量（重量）Ｍとを積算することにより得ることができるため、以下の式（１）で表すことができる。
Ｔ＝Ｍ×ｄ …（１）

【0047】

従って、ずれ量ｄは、式（１）を変形した以下の式（２）で表すことができる。
ｄ＝Ｔ／Ｍ＝Ｔｙ／Ｆｚ…（２）

【0048】

前述したように、Ｔ、Ｍは、検出値Ｔｙ、Ｆｚからわかるため、ずれ量ｄを算出することができる。

【0049】

式（１）および式（２）は、予め記憶部９２に記憶されている。また、後述する許容値ｄ１、ｄ２も、予め記憶部９２に記憶されている。

【0050】

なお、上記では、対象物Ｗの質量Ｍは、検出値に含まれる並進力Ｆｚに基づいて取得する構成について説明したが、本発明ではこれに限定されず、Ｍの値が既知であれば、検出値に含まれる並進力Ｆｚに基づかず、例えば、記憶部９２に予めＭの値が記憶されており、この記憶されているＭの値を読み出して上記式（２）に代入する構成であってもよい。

【0051】

このように、制御装置９は、力センサー１９が取得した第１トルクＴに基づいて、エンドエフェクター２６が対象物Ｗを把持している把持位置Ｐ２と、エンドエフェクター２６が対象物Ｗを把持する把持目標位置Ｐ１とのずれ量ｄを取得する。これにより、従来のようなカメラによる撮像画像を用いてずれ量の取得を行う構成に比べ、外部環境によらず、安定的かつ精度よくずれ量ｄを取得することができる。

【0052】

以上のようにして求めたずれ量ｄを次に説明するように活用することにより、対象物Ｗの搬送を精度よく行うことができる。

【0053】

以下、ずれ量ｄの活用例を含め、本発明のロボットの制御方法の一例について、図６に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

【0054】

ステップＳ１０１において、力センサー１９の作動下で、載置されている対象物Ｗをエンドエフェクター２６で把持し、持ち上げる。

【0055】

まず、ロボットアーム２２の姿勢を適宜調整して対象物Ｗの把持目標位置Ｐ１の座標に制御点ＴＣＰが位置するよう、ロボット２を駆動する。すなわち、制御装置９は、設定されている動作プログラムに従い、第１関節アクチュエーター２７、第２関節アクチュエーター２８、第１駆動機構２９１および第２駆動機構２９２等の駆動を制御して、制御点ＴＣＰを所望の位置へ移動し、位置決めを行う。

【0056】

次いで、エンドエフェクター２６のサクションポンプ２６１を作動し、吸着部にて対象物Ｗを吸着、把持する。その後、第２駆動機構２９２を作動して、対象物Ｗを上方へ持ち上げる。このとき、図３に示す理想の状態が好ましいが、実際には、図４および図５に示すように、把持目標位置Ｐ１と把持位置Ｐ２とが、ずれ量ｄ分ずれてしまうことがある。

【0057】

このようなステップＳ１０１が、エンドエフェクター２６により対象物Ｗを把持して持ち上げる第１ステップである。対象物Ｗが持ち上げられると、対象物Ｗの質量Ｍと第１トルクＴとがエンドエフェクター２６の把持位置Ｐ２に作用し、力センサー１９においては、質量Ｍに起因する並進力Ｆｚと、質量Ｍおよびずれ量ｄに起因するトルクＴｙとが検出される。

【0058】

ステップＳ１０２では、第１トルクＴを取得する。すなわち、力センサー１９の検出値に含まれるトルクＴｙを取得する。なお、本実施形態では、並進力Ｆｚも取得する。

【0059】

このようなステップＳ１０２が、対象物Ｗを持ち上げた状態において第１トルクＴを取得する第２ステップである。

【0060】

次いで、ステップＳ１０３では、ずれ量ｄを取得する。すなわち、前述した式（１）、（２）を用いてずれ量ｄを算出する。

【0061】

このようなステップＳ１０３が、取得した第１トルクＴに基づいて、エンドエフェクター２６が対象物Ｗを把持している把持位置Ｐ２と、エンドエフェクター２６が対象物Ｗを把持する把持目標位置Ｐ１とのずれ量ｄを取得する第３ステップである。

【0062】

次いで、ステップＳ１０４において、ずれ量ｄが許容値ｄ１を超えているか否かを判断する。すなわち、ｄ≦ｄ１であるか否かを判断する。許容値ｄ１は、現状の把持位置Ｐ２のまま搬送を行っても搬送不良が実質的に生じないと判断される値の限界値であり、予め記憶部９２に記憶されている。

【0063】

このようなステップＳ１０４が、ずれ量ｄが許容値ｄ１を超えているか否かを判断する第４ステップである。

【0064】

ステップＳ１０４において、ｄ≦ｄ１である、すなわち、ずれ量ｄが許容値ｄ１を超えていないと判断した場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５の搬送工程に移行する。一方、ステップＳ１０４において、ｄ≦ｄ１ではない、すなわち、ずれ量ｄが許容値ｄ１を超えていると判断した場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１１１に移行し、搬送条件を変更する。

【0065】

本実施形態では、搬送条件の変更として、下記（Ａ）搬送速度の低下、（Ｂ）搬送目標位置の補正を行う。

【0066】

（Ａ）搬送速度の低下
予め設定されている動作プログラム中の搬送速度に関する情報を補正する。具体的には、搬送中の速度を設定速度よりも所定割合遅い速度に補正し、動作プログラムを書き換える。これにより、搬送速度が遅くなり、ロボットアーム２２の加速時、減速時等に対象物Ｗに作用する慣性力等の応力が減少する。よって、対象物Ｗの搬送をより安定的に、安全に行うことができ、ずれ量ｄに起因する搬送不良、特に、対象物Ｗの不本意な把持解除による落下を防止することができる。よって、対象物Ｗの搬送における安全性が向上する。

【0067】

ここで言う、「速度を遅くする」とは、等速運動中の速度を減少させること、加速運動中の加速度を減少させること、および減速運動中の負の加速度を減少させることの３つのパターンのうちの少なくとも１つのパターンを実行することを言う。

【0068】

速度をどのパターンで、どの程度減少させるかは、特に限定されないが、例えば、上記パターンごとに予め設定された減少率を適用することができる。この減少率は、ずれ量ｄによらず安定的に搬送を行うことができる程度の値であり、例えば、予め実験的に求められた値とすることができる。

【0069】

なお、ずれ量ｄに応じて、速度や加速度の減少率を増減させる構成であってもよく、ずれ量ｄの大小に関わらず一定の減少率で速度や加速度を減少させる構成であってもよい。

【0070】

（Ｂ）搬送目標位置の補正
予め設定されている動作プログラム中の搬送目標位置に関する情報を補正する。すなわち、予め設定されている動作プログラム中の搬送目標位置を、ずれ量ｄ分、把持位置Ｐ２が把持目標位置Ｐ１に対してずれている方向と同方向にずらした位置に再設定する。これにより、ずれ量ｄによらず、対象物Ｗを新たに設定された適正な搬送目標位置へ搬送することができる。

【0071】

ステップＳ１１１では、このような搬送条件の変更を行い、ステップＳ１０５に移行する。なお、本実施形態では、上記（Ａ）および（Ｂ）の２つを行う構成であるが、本発明ではこれに限定されず、上記（Ａ）および（Ｂ）のうちのいずれか１つを行う構成であってもよい。

【0072】

このようなステップＳ１１１が、ずれ量ｄが許容値ｄ１を超えていると判断した場合、対象物Ｗの搬送条件を変更する第５ステップである。

【0073】

ステップＳ１０５では、対象物Ｗの搬送を行う。制御装置９は、予め設定されているかまたは補正済みの動作プログラムに従い、第１関節アクチュエーター２７、第２関節アクチュエーター２８、第１駆動機構２９１および第２駆動機構２９２等の駆動を制御して、制御点ＴＣＰを所望の位置へ移動する。すなわち、本実施形態では、対象物Ｗを持ち上げた状態から、Ｘ－Ｙ平面に沿って対象物Ｗを移動させ、搬送目標位置の直上に向かって移動させる。

【0074】

次いで、ステップＳ１０６において、搬送中における第１トルクＴと、ずれ量ｄとを取得する。本ステップで行う処理は、前述したステップＳ１０２およびＳ１０３と同様である。本ステップでは、ロボットアーム２２の姿勢変化や制御点ＴＣＰの移動が生じているので、力センサー１９の検出値に、ロボットアーム２２の振動に起因する成分や、移動に伴う慣性力に起因する成分が含まれる。

【0075】

次いで、ステップＳ１０７において、ずれ量ｄが許容値ｄ２を超えているか否かを判断する。すなわち、ｄ≦ｄ２であるか否かを判断する。許容値ｄ２は、現状の把持位置Ｐ２のまま搬送を行っても搬送不良が実質的に生じないと判断される値の限界値であり、予め記憶部９２に記憶されている。許容値ｄ２は、許容値ｄ１と同じ値であってもよく、異なっていてもよい。

【0076】

ステップＳ１０７において、ｄ≦ｄ２である、すなわちずれ量ｄが許容値ｄ２を超えていないと判断した場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０８に移行する。一方、ステップＳ１０７において、ｄ≦ｄ２ではない、すなわちずれ量ｄが許容値ｄ２を超えていると判断した場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１１２に移行し、搬送条件を変更する。

【0077】

ステップＳ１１２では、搬送条件の変更として、ステップＳ１１１と同様の処理、すなわち、上記（Ａ）および（Ｂ）のうちの少なくとも１つの処理を行い、ステップＳ１０５に移行する。

【0078】

ステップＳ１０８において、制御点ＴＣＰは、搬送目標位置の直上で停止する。すなわち、搬送目標位置または補正された搬送目標位置の直上に制御点ＴＣＰが位置した状態で停止する。

【0079】

次いで、ステップＳ１０９において、対象物Ｗを所定位置まで下降させるようロボット２を駆動する。すなわち、第２駆動機構２９２を駆動して、対象物Ｗを所定位置まで下降させる。

【0080】

次いで、ステップＳ１１０において、エンドエフェクター２６による対象物Ｗの把持を解除する。すなわち、エンドエフェクター２６のサクションポンプ２６１の作動を停止して吸着力を消滅または減少させ、対象物Ｗの把持を解除する。

【0081】

このようなステップＳ１０１～ステップＳ１１０を実行することにより、ずれ量ｄを精度よくかつ安定的に取得し、搬送をより適正に安全に行うことができる。

【0082】

以上説明したように、ロボットの制御方法は、ロボットアーム２２と、ロボットアーム２２に設置され、対象物Ｗを把持するエンドエフェクター２６と、エンドエフェクター２６に加わる水平方向に沿った第１軸の一例であるＹ軸の軸回りの第１トルクＴを検出する力センサー１９と、を備えるロボットの制御方法である。また、ロボットの制御方法は、エンドエフェクター２６によって対象物Ｗを把持して持ち上げる第１ステップと、対象物Ｗを持ち上げた状態において第１トルクＴを取得する第２ステップと、取得した第１トルクＴに基づいて、エンドエフェクター２６が対象物Ｗを把持している把持位置Ｐ２と、エンドエフェクター２６が対象物Ｗを把持する把持目標位置Ｐ１とのずれ量ｄを取得する第３ステップと、を有する。このような第１ステップ、第２ステップおよび第３ステップを実行することにより、外部環境によらず、ずれ量ｄを精度よくかつ安定的に取得することができ、よって、対象物Ｗの保持状態を精度よく把握することができる。

【0083】

なお、上記では、第１軸をＹ軸とし、把持目標位置Ｐ１と把持位置Ｐ２とがＸ軸方向にずれている場合を例に挙げて説明したが、本発明ではこれに限定されず、第１軸をＸ軸とし、把持目標位置Ｐ１と把持位置Ｐ２とがＹ軸方向にずれている場合であっても本発明を適用し、同様の効果を発揮することができる。

【0084】

また、ロボットシステム１は、ロボットアーム２２と、ロボットアーム２２に設置され、対象物Ｗを把持するエンドエフェクター２６と、エンドエフェクター２６に加わる水平方向に沿った第１軸の一例であるＹ軸の軸回りの第１トルクＴを検出する力センサー１９と、ロボットアーム２２の作動を制御する制御装置９と、を備える。また、制御装置９は、エンドエフェクター２６によって対象物Ｗを把持して持ち上げる第１ステップと、対象物Ｗを持ち上げた状態において第１トルクＴを取得する第２ステップと、取得した第１トルクＴに基づいて、エンドエフェクター２６が対象物Ｗを把持している把持位置Ｐ２と、エンドエフェクター２６が対象物Ｗを把持する把持目標位置Ｐ１とのずれ量ｄを取得する第３ステップと、を実行する。このようなロボットシステム１では、制御装置９が、第１ステップ、第２ステップおよび第３ステップを実行することにより、外部環境によらず、ずれ量ｄを精度よくかつ安定的に取得することができる。よって、対象物Ｗの保持状態を精度よく把握することができる。

【0085】

第３ステップでは、対象物Ｗの質量Ｍに基づいて、ずれ量ｄを算出する。これにより、対象物Ｗの質量Ｍさえ把握していれば、第１トルクＴの値からずれ量ｄを容易に算出することができる。このことは、上記式（１）、（２）を参照すれば明らかである。

【0086】

力センサー１９は、さらに、鉛直方向に沿った第３軸の一例であるＺ軸の軸方向の並進力Ｆｚを検出するものであり、第３ステップでは、対象物Ｗの質量Ｍを並進力Ｆｚに基づいて取得する。これにより、対象物Ｗの質量Ｍが既知でなかった場合でも、ずれ量ｄを算出することができる。

【0087】

なお、上記構成に限定されず、対象物Ｗの質量Ｍは、作業者が予め入力する構成であってもよい。

【0088】

また、ロボットの制御方法は、ずれ量ｄが許容値ｄ１を超えているか否かを判断する第４ステップと、第４ステップでずれ量ｄが許容値ｄ１を超えていると判断した場合、対象物の搬送条件を変更する第５ステップと、を有する。これにより、ずれ量ｄの大きさに応じて適正な処理を行い、対象物Ｗの搬送を良好に、より安全に行うことができる。

【0089】

また、第５ステップでは、搬送条件の変更として、例えば上記（Ｂ）で示すように、対象物Ｗの搬送目標位置を補正する。これにより、ずれ量ｄによらず、対象物Ｗを新たに設定された適正な搬送目標位置へ搬送することができる。よって、対象物Ｗの搬送を安定的に、安全に行うことができ、ずれ量ｄに起因する搬送不良、特に、搬送中における対象物Ｗの落下等を防止することができる。

【0090】

第５ステップでは、搬送条件の変更として、例えば上記（Ａ）で示すように、対象物Ｗの搬送速度を遅くする。これにより、対象物Ｗの搬送を安定的、安全に行うことができ、ずれ量ｄに起因する搬送不良、特に、搬送中における対象物Ｗの落下等を防止することができる。

【0091】

＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係るロボットの制御方法において、搬送条件の変更を説明するための図であって、ロボットアームの先端部の側面図である。

【0092】

以下、図７を参照しつつ本発明のロボットの制御方法の第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。

【0093】

本実施形態では、ロボット２は、６軸垂直多関節ロボットであり、前記ロボットアーム２２に相当するロボットアーム２９を有する。このロボットアーム２９は、複数のアームと、隣接するアーム同士を回転可能に接続する複数の関節とを有し、各アームが変位することによりロボットアーム２９の姿勢の変更が可能である。ロボットアーム２９の先端（図７中下端）には、エンドエフェクター２６が装着されており、前記各関節の回転角度を調整することにより、ロボットアーム２９の先端部（図７中下端部）の向き、すなわちエンドエフェクター２６の中心軸２６２の向きを所望の方向に変更することができる。

【0094】

また、第５ステップであるステップＳ１１１では、搬送条件の変更として、（Ｃ）搬送中のロボットアーム２９の姿勢の変更を行う。具体的には、制御点ＴＣＰが対象物Ｗの進行方向Ａ２に対して後方に位置するようにロボットアーム２９の先端部、すなわちエンドエフェクター２６の中心軸２６２をＺ軸に対して所定の傾斜角度θ傾斜させる。そして、この姿勢を対象物Ｗの搬送中の姿勢として設定する。これにより、ずれ量ｄに起因する第１トルクＴの影響を、慣性力Ｆにより緩和することができる。よって、ロボットアーム２９の姿勢を変更するという簡単な制御によって、ずれ量ｄに起因する搬送不良、特に、対象物Ｗの不本意な把持解除による落下を防止することができる。その結果、対象物Ｗの搬送を安定的に、より安全に行うことができる。本実施形態では、上記（Ｃ）を行う構成であるが、本発明ではこれに限定されず、上記（Ａ）および（Ｂ）のうちの少なくとも１つと、上記（Ｃ）と、を行う構成であってもよい。

【0095】

傾斜角度θは、特に限定されないが、２°以上６０°以下が好ましく、５°以上４５°以下がより好ましい。

【0096】

ロボットアーム２９の先端部をどの程度傾斜させるかは、第１トルクＴまたはずれ量ｄに応じて、傾斜角度θを決定する構成であってもよく、ずれ量ｄの大小に関わらず一定の傾斜角度θでロボットアーム２９の姿勢変更を行う構成であってもよい。また、対象物Ｗの搬送中に、傾斜角度θが例えば、０°以上６０°以下の範囲で、随時変更されるような構成であってもよい。

【0097】

このように、第５ステップでは、搬送条件の変更として、搬送中のロボットアーム２９の姿勢を調整する。これにより、簡単な制御で対象物Ｗの搬送を安定的に、安全に行うことができる。

【0098】

＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係るロボットの制御方法の一例を示すフローチャートである。

【0099】

以下、図８を参照しつつ本発明のロボットの制御方法の第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。

【0100】

なお、図８において、ステップＳ２０１は、第１実施形態でのステップＳ１０１と同じであり、ステップＳ２０２は、第１実施形態でのステップＳ１０２と同じであり、ステップＳ２０３は、第１実施形態でのステップＳ１０３と同じであり、ステップＳ２０４は、第１実施形態でのステップＳ１０４と同じであり、ステップＳ２０５は、第１実施形態でのステップＳ１０５と同じであり、ステップＳ２０６は、第１実施形態でのステップＳ１０６と同じであり、ステップＳ２０７は、第１実施形態でのステップＳ１０７と同じであり、ステップＳ２０８は、第１実施形態でのステップＳ１０８と同じであり、ステップＳ２０９は、第１実施形態でのステップＳ１０９と同じであり、ステップＳ２１０は、第１実施形態でのステップＳ１１０と同じである。

【0101】

以下、ステップＳ２１１およびステップＳ２１２について説明するが、ステップＳ２１１を実行した後にステップＳ２０１に移行し、ステップＳ２１２を実行した後にステップＳ２０５に移行すること以外は、略同様の処理であるため、ステップＳ２１１について代表的に説明する。

【0102】

ステップＳ２１１では、搬送条件の変更として、（Ｄ）対象物Ｗの把持位置Ｐ２を変更する。すなわち、ステップＳ２１１では、エンドエフェクター２６が把持している対象物Ｗを所定の場所に移動させて把持を解除し、その後、制御点ＴＣＰの位置を所定量、所定方向にずらして再度把持を行う。所定量は、例えば、取得したずれ量ｄよりも小さい値であることが好ましい。所定方向は、把持位置Ｐ２が把持目標位置Ｐ１に対してずれている方向と反対方向である。

【0103】

そして、ステップＳ２１１の後、ステップＳ２０１～ステップＳ２０４を順次実行し、ｄ≦ｄ１となるまでステップＳ２０１～ステップＳ２０４およびステップＳ２１１を繰り返し実行する。このような処理を行うことにより、ずれ量ｄが許容値ｄ１以下の状態で対象物Ｗの搬送を行うことができる。よって、対象物Ｗの搬送をより安定的で精度よく、安全に行うことができる。なお、対象物Ｗの搬送中においても、ステップＳ２０５～ステップＳ２０７およびステップＳ２１２を繰り返し実行することにより、ずれ量ｄが許容値ｄ２以下の状態で搬送を行うことができ、対象物Ｗの搬送における安全性がより高まる。

【0104】

このように、第５ステップでは、搬送条件の変更として、対象物Ｗの把持位置Ｐ２を変更する。これにより、ずれ量ｄを小さくすることができ、対象物Ｗの搬送をより安定的に、安全に行うことができる。

【0105】

＜第４実施形態＞
図９は、本発明の第４実施形態に係るロボットの制御方法において、把持位置と把持目標位置との位置関係を説明するための対象物の平面図である。

【0106】

以下、図９を参照しつつ本発明のロボットの制御方法の第４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。

【0107】

図９に示すように、対象物Ｗは、平面視で、すなわちＺ軸方向から見て四角形をなす板状またはブロック状のものである。以下、エンドエフェクター２６による対象物Ｗの把持位置Ｐ２が、把持目標位置Ｐ１からＸ軸正側およびＹ軸正側にそれぞれずれていた場合について説明する。把持目標位置Ｐ１と把持位置Ｐ２とのＸ－Ｙ平面上におけるずれ量ｄは、Ｚ軸方向から見たときのＰ１、Ｐ２間の直線距離である。把持目標位置Ｐ１と把持位置Ｐ２とのＸ軸方向におけるずれ量をｄａとし、把持目標位置Ｐ１と把持位置Ｐ２とのＹ軸方向におけるずれ量をｄｂとする。ずれ量ｄａおよびずれ量ｄｂの値がわかると、ずれ量ｄを求めることができる。

【0108】

なお、平面視での対象物Ｗの形状は、上記の四角形に限らず、例えば、円形、楕円形、三角形、五角形、六角形等の多角形、これらに類似する形状、その他任意の形状を採用することが可能である。

【0109】

エンドエフェクター２６が把持位置Ｐ２で対象物Ｗを把持し、持ち上げると、把持目標位置Ｐ１には、Ｙ軸回りの第１トルクＴＡが作用するとともに、Ｘ軸回りの第２トルクＴＢが作用する。この第１トルクＴＡおよび第２トルクＴＢは、エンドエフェクター２６を介して力センサー１９へ伝達される。このため、力センサー１９の検出値のうちトルクＴｙには、第１トルクＴＡの値に相当する信号が含まれ、トルクＴｘには、第２トルクＴＢの値に相当する信号が含まれる。第１トルクＴＡおよび第２トルクＴＢは、それぞれ、単位が（ｋｇｆ・ｍ）や（Ｎ・ｍ）で表される値である。

【0110】

また、対象物Ｗの質量をＭ（ｋｇ）としたとき、力センサー１９には、Ｚ軸方向に沿った並進力Ｆｚ、すなわち、鉛直下方（Ｚ軸負側）に向かって引っ張られる力が作用する。この場合、力センサー１９の検出値は、以下の通りである。
Ｆｘ＝０、Ｆｙ＝０、Ｆｚ＝Ｍ、Ｔｘ＝ＴＢ、Ｔｙ＝ＴＡ、Ｔｚ＝０

【0111】

このような検出値に基づいて、以下の式（３）、（４）を用いてずれ量ｄ（ｍｍ）を取得することができる。

【0112】

Ｙ軸回りの第１トルクＴＡは、ずれ量ｄａと質量（重量）Ｍとを積算することにより得ることができる。また、Ｘ軸回りの第２トルクＴＢは、ずれ量ｄｂと質量（重量）Ｍとを積算することにより得ることができるため、以下の式（３）および（４）で表すことができる。

【0113】

ＴＡ＝Ｍ×ｄａ …（３）
ＴＢ＝Ｍ×ｄｂ …（４）

【0114】

従って、ずれ量ｄａは、式（３）を変形した以下の式（５）で表すことができ、ずれ量ｄｂは、式（４）を変形した以下の式（６）で表すことができる。

【0115】

ｄａ＝ＴＡ／Ｍ＝Ｔｙ／Ｆｚ …（５）
ｄｂ＝ＴＢ／Ｍ＝Ｔｘ／Ｆｚ …（６）

【0116】

前述したように、ＴＡ、ＴＢ、Ｍは、検出値からわかるため、ずれ量ｄａおよびずれ量ｄｂを算出することができる。

【0117】

ずれ量ｄは、以下の式（７）で表すことができる。式（７）にｄａ、ｄｂを代入することにより、ずれ量ｄを算出することができる。
ｄ＝（ｄａ^２＋ｄｂ^２）^１／２ …（７）

【0118】

本実施形態では、第１実施形態におけるステップＳ１０２に相当する第２ステップにおいて、対象物Ｗを持ち上げた状態において、第１トルクＴＡと、第２トルクＴＢとを取得する。そして、第１実施形態におけるステップＳ１０３に相当する第３ステップでは、取得した第１トルクＴＡおよび第２トルクＴＢに基づいてずれ量ｄを取得する。

【0119】

このように、本実施形態では、把持位置Ｐ２が、把持目標位置Ｐ１からＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれにずれていた場合であっても、外部環境によらず、把持目標位置Ｐ１と把持位置Ｐ２とのＸ－Ｙ平面上におけるずれ量ｄを安定的かつ精度よく取得することができる。よって、対象物Ｗの保持状態を精度よく把握することができる。

【0120】

また、本実施形態では、対象物Ｗの平面視形状がいかなる形状であっても、Ｘ－Ｙ平面上におけるずれ量ｄを安定的かつ精度よく取得することができ、対象物Ｗの保持状態を精度よく把握することができる。

【0121】

以上述べたように、力センサー１９は、第１軸の一例であるＹ軸と直交し、水平方向に沿った第２軸の一例であるＸ軸の軸回りの第２トルクＴＢと、第１トルクＴＡと、を検出するものである。また、第２ステップでは、対象物Ｗを持ち上げた状態において、第１トルクＴＡと、第２トルクＴＢと、を取得し、第３ステップでは、取得した第１トルクＴＡおよび第２トルクＴＢに基づいてずれ量ｄを取得する。これにより、把持位置Ｐ２が、把持目標位置Ｐ１からＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれにずれていた場合であっても、外部環境によらず、ずれ量ｄを安定的かつ精度よく取得することができる。

【0122】

本実施形態のロボットの制御方法で用いられるロボットシステム１は、ロボットアーム２２（または２９）と、ロボットアーム２２に設置され、対象物Ｗを把持するエンドエフェクター２６と、エンドエフェクター２６に加わる水平方向に沿ったＹ軸（第１軸）の軸回りの第１トルクＴＡおよび水平方向に沿ったＹ軸と直交するＸ軸（第２軸）の軸回りの第２トルクＴＢを検出する力センサー１９と、ロボットアーム２２の作動を制御する制御装置９と、を備える。また、制御装置９は、エンドエフェクター２６によって対象物Ｗを把持して持ち上げる第１ステップと、対象物Ｗを持ち上げた状態において第１トルクＴＡおよび第２トルクＴＢを取得する第２ステップと、取得した第１トルクＴＡおよび第２トルクＴＢに基づいて、エンドエフェクター２６が対象物Ｗを把持している把持位置Ｐ２と、エンドエフェクター２６が対象物Ｗを把持する把持目標位置Ｐ１とのずれ量ｄを取得する第３ステップと、を実行する。

【0123】

上記ロボットシステム１における力センサー１９は、第１実施形態と同様の６軸力覚センサーであるが、これに限定されず、上記成分Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｔｘ、ＴｙおよびＴｚのうち、少なくともＴｘおよびＴｙを検出し得る構成のものであればよく、少なくともＦｚ、ＴｘおよびＴｙを検出し得る構成のものであるのが好ましい。このような構成の力センサーとしては、例えば、単一のセンサー素子で構成されるものの他、複数のセンサー素子を組み合わせて上記検出値を得るものでもよい。

【0124】

このようなロボットシステム１では、制御装置９が、第１ステップ、第２ステップおよび第３ステップを実行することにより、把持位置Ｐ２が、把持目標位置Ｐ１からＸ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれにずれていた場合であっても、外部環境によらず、ずれ量ｄを精度よくかつ安定的に取得することができる。よって、対象物Ｗの形状に係わらず、対象物Ｗの保持状態を精度よく把握することができる。

【0125】

また、本実施形態における上記ロボットシステム１およびロボットの制御方法においても、上記第４ステップおよび第５ステップを実行することができる。これにより、ずれ量ｄの大きさに応じて適正な処理を行い、対象物Ｗの搬送を良好に、より安全に行うことができる。この場合、第５ステップでは、搬送条件の変更として、上記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）のうちの少なくとも１つを実行することができる。これにより、対象物Ｗの搬送をより安定的に、安全に行うことができる。

【0126】

以上、本発明のロボットの制御方法およびロボットシステムを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、各工程、システム各部の構成等は、同様の機能を有する任意の工程、構成のもの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、第３実施形態および第４実施形態のうちの少なくとも１つ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く、第２実施形態と第４実施形態とを任意に組み合わせてもよく、第３実施形態と第４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工程、構成が付加されていてもよい。

【符号の説明】

【0127】

１…ロボットシステム、２…ロボット、９…制御装置、１０…床面、１９…力センサー、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、２８…第２関節アクチュエーター、２９…ロボットアーム、９１…制御部、９２…記憶部、９３…通信部、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、２６１…サクションポンプ、２６２…中心軸、２９１…第１駆動機構、２９２…第２駆動機構、Ａ１…矢印方向、Ａ２…進行方向、Ｆ…慣性力、Ｇ…重心、Ｊ１…第１回転軸、Ｊ２…第２回転軸、Ｊ３…第３回転軸、Ｐ１…把持目標位置、Ｐ２…把持位置、Ｔ…第１トルク、ＴＡ…第１トルク、ＴＢ…第２トルク、ＴＣＰ…制御点、Ｗ…対象物、ｄ…ずれ量、ｄａ…ずれ量、ｄｂ…ずれ量、θ…傾斜角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】