特開 2024-289 ロボットシステムの制御方法および制御装置

(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】P2024000289

(43)【公開日】2024-01-05

(54)【発明の名称】ロボットシステムの制御方法および制御装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/10 20060101AFI20231225BHJP

   B25J 13/00 20060101ALI20231225BHJP

【ＦＩ】

B25J9/10 A

B25J13/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022099003

(22)【出願日】2022-06-20

(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】100091292

【弁理士】

【氏名又は名称】増田 達哉

(74)【代理人】

【識別番号】100173428

【弁理士】

【氏名又は名称】藤谷 泰之

(74)【代理人】

【識別番号】100091627

【弁理士】

【氏名又は名称】朝比 一夫

(72)【発明者】

【氏名】岩佐 康平

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707BS12

3C707DS01

3C707KS05

3C707KT01

3C707KT06

3C707LS15

3C707LT06

3C707LT12

3C707NS02

(57)【要約】

【課題】対象物の搬送を精度よく行うことのできるロボットシステムの制御方法および制御装置を提供する。
【解決手段】ロボットシステムの制御方法は、搬送装置により搬送される対象物を保持し、前記保持した前記対象物を目標位置まで搬送するロボットシステムの制御方法であって、前記目標位置への前記対象物の搬送を開始する予測位置を求める搬送開始位置予測ステップと、前記予測位置から前記目標位置までの前記対象物の搬送経路を生成する搬送経路生成ステップと、保持した前記対象物の前記目標位置までの搬送を開始する搬送開始ステップと、前記搬送を開始した開始位置と前記予測位置との差を用いて、前記搬送経路を補正する補正ステップと、を含んでいる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送装置により搬送される対象物を保持し、保持した前記対象物を目標位置まで搬送するロボットシステムの制御方法であって、
前記目標位置への前記対象物の搬送を開始する予測位置を求める搬送開始位置予測ステップと、
前記予測位置から前記目標位置までの前記対象物の搬送経路を生成する搬送経路生成ステップと、
保持した前記対象物の前記目標位置までの搬送を開始する搬送開始ステップと、
前記搬送を開始した開始位置と前記予測位置との差を用いて、前記搬送経路を補正する補正ステップと、を含んでいることを特徴とするロボットシステムの制御方法。

【請求項2】

前記補正ステップは、前記差と予め設定された許容範囲とを比較した結果に基づいて実行される請求項１に記載のロボットシステムの制御方法。

【請求項3】

前記補正ステップでは、前記開始位置から前記予測位置までの補正用搬送経路を生成し、前記補正用搬送経路を用いて前記搬送経路を補正する請求項１に記載のロボットシステムの制御方法。

【請求項4】

前記補正ステップでは、前記搬送経路と前記補正用搬送経路とを合成することにより前記搬送経路を補正する請求項３に記載のロボットシステムの制御方法。

【請求項5】

前記補正ステップでは、前記搬送経路の後に前記補正用搬送経路を追加することにより前記搬送経路を補正する請求項３に記載のロボットシステムの制御方法。

【請求項6】

前記補正ステップでは、前記搬送経路の前に前記補正用搬送経路を追加することにより前記搬送経路を補正する請求項３に記載のロボットシステムの制御方法。

【請求項7】

前記搬送経路を補正する方法を複数備え、
前記補正ステップでは、複数の前記補正する方法から予め選択された１つの前記補正する方法を用いて前記搬送経路を補正する請求項１に記載のロボットシステムの制御方法。

【請求項8】

搬送装置により搬送される対象物を保持し、保持した前記対象物を目標位置まで搬送するロボットシステムの制御装置であって、
前記目標位置への前記対象物の搬送を開始する予測位置を求める搬送開始位置予測ステップと、
前記予測位置から前記目標位置までの前記対象物の搬送経路を生成する搬送経路生成ステップと、
保持した前記対象物の前記目標位置までの搬送を開始する搬送開始ステップと、
前記搬送を開始した開始位置と前記予測位置との差を用いて、前記搬送経路を補正する補正ステップと、を実行することを特徴とする制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットシステムの制御方法および制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に記載されているロボットのトラッキング制御方法は、コンベアによって搬送されるワークをコンベアの直上に配置されているカメラで連続撮像し、その撮像結果に基づいてワークの位置および搬送速度を検出するステップと、ワークの搬送速度とロボットの動作時間から繰り返し計算によってトラッキング動作の目標位置を推定するステップと、を含んでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－１０５２１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１では、コンベアで搬送されるワークに対してロボットがトラッキングを開始できたとしても、その後、ロボットがワークをピックアップし、ピックアップしたワークを目標位置まで搬送することができるとは限らない。特に、ピックアップ後の搬送経路が予め決められている場合には、搬送経路の始点に対してピックアップ後の搬送を開始する実際の位置がずれると、そのずれがそのまま目標位置からのずれに繋がるという問題がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明のロボットシステムの制御方法は、搬送装置により搬送される対象物を保持し、保持した前記対象物を目標位置まで搬送するロボットシステムの制御方法であって、
前記目標位置への前記対象物の搬送を開始する予測位置を求める搬送開始位置予測ステップと、
前記予測位置から前記目標位置までの前記対象物の搬送経路を生成する搬送経路生成ステップと、
保持した前記対象物の前記目標位置までの搬送を開始する搬送開始ステップと、
前記搬送を開始した開始位置と前記予測位置との差を用いて、前記搬送経路を補正する補正ステップと、を含んでいる。

【0006】

本発明の制御装置は、搬送装置により搬送される対象物を保持し、保持した前記対象物を目標位置まで搬送するロボットシステムの制御装置であって、
前記目標位置への前記対象物の搬送を開始する予測位置を求める搬送開始位置予測ステップと、
前記予測位置から前記目標位置までの前記対象物の搬送経路を生成する搬送経路生成ステップと、
保持した前記対象物の前記目標位置までの搬送を開始する搬送開始ステップと、
前記搬送を開始した開始位置と前記予測位置との差を用いて、前記搬送経路を補正する補正ステップと、を実行する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】好適な実施形態に係るロボットシステムの全体構成図である。

【図2】ロボットシステムの制御方法を示すフローチャートである。

【図3】搬送装置によるワークの搬送が開始された状態を示す正面図である。

【図4】撮像部がワークを撮像する様子を示す正面図である。

【図5】生成された搬送経路を示す上面図である。

【図6】ロボットがワークを保持する様子を示す正面図である。

【図7】目標位置の位置ずれが生じる様子を示す上面図である。

【図8】補正用搬送経路を示す上面図である。

【図9】第１補正方法で補正された搬送経路を示す上面図である。

【図10】第２補正方法で補正された搬送経路を示す上面図である。

【図11】第３補正方法で補正された搬送経路を示す上面図である。

【図12】グラフィックインターフェースの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明のロボットシステムの制御方法および制御装置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】

図１は、好適な実施形態に係るロボットシステムの全体構成図である。図２は、ロボットシステムの制御方法を示すフローチャートである。図３は、搬送装置によるワークの搬送が開始された状態を示す正面図である。図４は、撮像部がワークを撮像する様子を示す正面図である。図５は、生成された搬送経路を示す上面図である。図６は、ロボットがワークを保持する様子を示す正面図である。図７は、目標位置の位置ずれが生じる様子を示す上面図である。図８は、補正用搬送経路を示す上面図である。図９は、第１補正方法で補正された搬送経路を示す上面図である。図１０は、第２補正方法で補正された搬送経路を示す上面図である。図１１は、第３補正方法で補正された搬送経路を示す上面図である。図１２は、グラフィックインターフェースの一例を示す図である。

【0010】

図１に示すロボットシステム１は、ロボット２と、撮像部３と、制御装置４と、搬送装置６と、表示装置８と、を有している。なお、ロボット２、撮像部３および搬送装置６のキャリブレーションは済んでおり、それぞれお互いの相対的な位置関係が既知の状態となっている。

【0011】

ロボットシステム１では、搬送装置６が対象物としてのワークＷを搬送方向Ａに沿って搬送し、制御装置４が撮像部３で取得される画像ＧとワークＷの搬送速度とに基づいてワークＷの搬送状況を検出し、検出した搬送状況に基づいてロボット２が搬送中のワークＷに対して並走（トラッキング）しながらワークＷを保持し、保持したワークＷを目標位置まで搬送する。なお、本実施形態では、図１に示すように、箱状のケースＣに収容された状態でワークＷが搬送される。ただし、これに限定されず、例えば、剥き出しの状態でワークＷが搬送されてもよい。

【0012】

図１に示すように、ロボット２は、駆動軸を６つ有する６軸垂直多関節ロボットであり、基体２１と、基体２１に回動自在に連結されているロボットアーム２２と、ロボットアーム２２の先端に装着されているエンドエフェクター２３と、を有している。ロボットアーム２２は、複数のアーム２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６が回動自在に連結されたロボティックアームであり、６つの関節Ｊ１～Ｊ６を備えている。このうち、関節Ｊ２、Ｊ３、Ｊ５は、曲げ関節であり、関節Ｊ１、Ｊ４、Ｊ６は、ねじり関節である。エンドエフェクター２３は、目的の作業に応じて適宜選択される。なお、図示の構成では、エンドエフェクター２３は、エアチャックによりワークＷを吸着保持する構成となっている。

【0013】

また、関節Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６には、それぞれ、モーターＭと、モーターＭの回転量を検出するエンコーダーＥとが設置されている。制御装置４は、ロボットシステム１の運転中、各関節Ｊ１～Ｊ６について、エンコーダーＥの出力が示す関節Ｊ１～Ｊ６の回転角度を制御目標に一致させるサーボ制御（フィードバック制御）を実行する。

【0014】

搬送装置６は、ベルトコンベアであり、ベルト６２と、ベルト６２を送る搬送ローラー６３と、搬送ローラー６３を駆動するモーター６１と、ベルト６２の回転量に応じた信号を制御装置４に出力するエンコーダー６４と、を有している。制御装置４は、ロボットシステム１の運転中、エンコーダー６４の出力が示すワークＷの搬送速度を制御目標である目標搬送速度に一致させるサーボ制御（フィードバック制御）を実行する。

【0015】

撮像部３は、搬送装置６の上方からワークＷを撮像し、撮像した画像を制御装置４に出力するカメラである。撮像部３の撮像エリアは、ロボット２の作業エリアよりも搬送方向Ａの上流側に位置する。撮像部３から出力される画像における各画素の位置は、制御装置４によって搬送経路における位置と関連付けられる。したがって、撮像部３の画角内にワークＷが存在する場合、撮像部３の画像内におけるワークＷの位置に基づいて、当該画像を撮像した時刻（以下、「画像取得時刻Ｔｉ」ともいう。）におけるワークＷの座標（位置）を特定することができる。

【0016】

制御装置４は、ロボット２、撮像部３および搬送装置６の駆動をそれぞれ制御する。制御装置４は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー（ＣＰＵ）と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部装置との接続を行う外部インターフェースと、を有する。メモリーにはプロセッサーにより実行可能な各種プログラムが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行することができる。なお、制御装置４の構成要素の一部または全部は、ロボット２の筐体の内側に配置されてもよい。また、制御装置４は、複数のプロセッサーにより構成されてもよい。

【0017】

以上、ロボットシステム１の構成について簡単に説明した。このようなロボットシステム１は、次のように稼働する。まず、制御装置４は、搬送装置６を稼働し、エンコーダー６４の出力に基づいて検出されるワークＷの搬送速度が目標搬送速度となるように制御装置４の駆動を制御する。この状態で、搬送装置６にワークＷが供給され、搬送装置６によるワークＷの搬送が開始される。次に、制御装置４は、撮像部３で撮像エリアを通過中のワークＷを撮像し、ワークＷが写った画像Ｇを取得する。次に、制御装置４は、画像Ｇから画像Ｇを取得した時刻におけるワークＷの座標を検出する。次に、制御装置４は、画像Ｇを取得した時刻におけるワークＷの座標とワークＷの搬送速度とから未来の各時刻におけるワークＷの位置を算出し、算出した位置に基づいてロボット２に対する制御信号を算出する。そして、制御装置４は、算出した制御信号でロボット２を駆動し、ロボット２に搬送中のワークＷに対して所定の作業を行わせる。

【0018】

次に、所定の作業について説明する。本実施形態では、前記所定の作業として、搬送装置６により搬送されるワークＷを保持（ピック）する保持工程と、保持したワークＷを目標位置Ｐｅまで搬送する搬送工程と、を含んでいる。このような作業を行う際のロボットシステム１の制御方法は、搬送装置６でワークＷを搬送するワーク搬送ステップＳ１と、目標位置ＰｅへのワークＷの搬送を開始する予測位置Ｐｓを求める搬送開始位置予測ステップＳ２と、予測位置Ｐｓから目標位置ＰｅまでのワークＷの搬送経路Ｅ１を生成する搬送経路生成ステップＳ３と、ワークＷを保持するワーク保持ステップＳ４と、保持したワークＷの目標位置Ｐｅまでの搬送を開始する搬送開始ステップＳ５と、搬送開始ステップＳ５において実際にワークＷの搬送を開始した開始位置Ｐｓ’と搬送開始位置予測ステップＳ２で予測した予測位置Ｐｓとの差を用いて搬送経路Ｅ１を補正する補正ステップＳ６と、を含んでいる。以下、図２に示すフローチャートに基づいて、これら各工程Ｓ１～Ｓ６について詳細に説明する。

【0019】

［ワーク搬送ステップＳ１］
まず、制御装置４は、搬送装置６の駆動を開始し、エンコーダー６４の出力が示すワークＷの搬送速度Ｖｓを目標搬送速度に一致させる。これにより、図３に示すように、搬送装置６上に載置されたワークＷが目標搬送速度で搬送される。なお、搬送装置６へのワークＷの供給方法は、特に限定されず、例えば、ロボット、パーツフィーダー等を用いて行うことができる。また、作業員が手作業で供給してもよい。

【0020】

［搬送開始位置予測ステップＳ２］
搬送装置６によるワークＷの搬送が開始されると、制御装置４は、撮像エリアを通過するワークＷを撮像部３によって撮像し、ワークＷが写った画像Ｇを取得する。次に、制御装置４は、取得した画像Ｇに基づいて画像Ｇを取得した時刻、すなわち画像取得時刻ＴｉにおけるワークＷの位置（座標）を求める。次に、図４に示すように、制御装置４は、画像取得時刻Ｔｉ、画像取得時刻ＴｉでのワークＷの位置、搬送速度Ｖｓ、ワーク保持ステップＳ４に要する時間等に基づいて、搬送開始ステップＳ５を開始する位置である予測位置Ｐｓを求める。なお、予測位置Ｐｓは、ロボット２の位置を言い、より具体的には、例えば、ロボットアーム２２の先端に設定されているＴＣＰ（ツールセンターポイント）の位置を言う。

【0021】

ただし、予測位置Ｐｓを求める方法としては、特に限定されない。例えば、上述の方法では、ワークＷの搬送速度Ｖｓとして予め設定された目標搬送速度を用いているが、これに限定されない。例えば、制御装置４は、ワークＷが撮像エリアを通過する間、ワークＷを撮像部３によって所定のフレームレートで連続撮像し、ワークＷが写った複数の画像を取得する。次に、制御装置４は、各画像でのワークＷの位置を求め、画像間でのワークＷのずれ量（ワークＷが進んだ距離）とフレームレートと、によりワークＷの搬送速度Ｖｓを求めてもよい。

【0022】

［搬送経路生成ステップＳ３］
搬送経路生成ステップＳ３では、制御装置４は、図５に示すように、搬送開始位置予測ステップＳ２で求めた予測位置Ｐｓから目標位置ＰｅまでのワークＷの搬送経路Ｅ１を生成すると共に、搬送開始ステップＳ５を開始する動作開始時刻Ｔｓを設定する。搬送経路Ｅ１は、ワークＷの状態、ロボット２の可動域、ロボット２の周辺環境（障害物の有無等）等に基づいて適宜設定することができる。また、搬送経路Ｅ１は、ロボット２の移動方向と移動距離とを規定するパラメーターである。

【0023】

［ワーク保持ステップＳ４］
ワーク保持ステップＳ４では、制御装置４は、図６に示すように、ロボット２の駆動を制御して、搬送装置６上を搬送されるワークＷをエンドエフェクター２３で保持する。具体的には、エンドエフェクター２３をワークＷに並走させつつワークＷの直上に位置させるステップと、エンドエフェクター２３を降下してワークＷに当接させるステップと、エンドエフェクター２３によりワークＷを吸着保持するステップと、を行うことによりワークＷを保持する。なお、前述したように、ワークＷがケースＣに収容されていることから、ワークＷを保持した後もエンドエフェクター２３をワークＷに並走させ続ける。仮に、並走を止めてしまうと、ワークＷがケースＣにぶつかってしまい、ワークＷの破損、作業エラー等が生じるおそれがある。

【0024】

［搬送開始ステップＳ５］
搬送開始ステップＳ５では、制御装置４は、まず、動作開始時刻Ｔｓになったかを判定し、動作開始時刻Ｔｓになった場合には、搬送経路生成ステップＳ３で生成した搬送経路Ｅ１に沿ってワークＷが移動するようにロボット２の駆動制御を開始する。しかしながら、制御装置４の計算処理にかかる時間のばらつき、各部間における通信にかかる時間のばらつき、目標搬送速度に対する搬送速度Ｖｓのばらつき等の各種原因により、図７に示すように、本ステップＳ５を実際に開始した開始位置Ｐｓ’が搬送開始位置予測ステップＳ２で予測した予測位置Ｐｓに対してずれるおそれがある。特に、本実施形態のように、ケースＣとワークＷとの接触を避けるために、ロボット２をワークＷに対して並走させた状態から次の動作すなわちワークＷの目標位置Ｐｅまでの搬送を開始するような場合には、開始位置Ｐｓ’が予測位置Ｐｓに対してずれ易くなる。

【0025】

このように予測位置Ｐｓに対して開始位置Ｐｓ’がずれてしまうと、そのずれがそのまま目標位置Ｐｅにおいて生じてしまう。つまり、予測位置Ｐｓに対する開始位置Ｐｓ’のずれと同じだけ実際の搬送位置Ｐｅ’が目標位置Ｐｅからずれてしまう。したがって、精度のよい搬送作業を行うことができない。そこで、制御装置４は、搬送位置Ｐｅ’が目標位置Ｐｅと一致するように、予測位置Ｐｓと開始位置Ｐｓ’との差ΔＰｓ（ずれ）に基づいて搬送経路Ｅ１を補正する補正ステップＳ６を行う。

【0026】

［補正ステップＳ６］
補正ステップＳ６では、制御装置４は、まず、搬送開始ステップＳ５を開始した開始位置Ｐｓ’を求める。開始位置Ｐｓ’を求める方法は、特に限定されないが、本実施形態では、ロボット２の各関節Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６が有するエンコーダーＥからの出力に基づいて求める。このような方法によれば、簡単かつ高い精度で開始位置Ｐｓ’を求めることができる。次に、制御装置４は、図８に示すように、ワークＷを開始位置Ｐｓ’から予測位置Ｐｓに移動させるための補正用搬送経路Ｅ２を生成する。次に、制御装置４は、補正用搬送経路Ｅ２を用いて、以下に示す３つの方法のいずれかで搬送経路Ｅ１を補正する。このように、補正用搬送経路Ｅ２を用いて搬送経路Ｅ１を補正することにより、簡単に、予測位置Ｐｓと開始位置Ｐｓ’との差ΔＰｓをキャンセルすることができる。

【0027】

－第１補正方法－
第１補正方法では、制御装置４は、図９に示すように、搬送経路Ｅ１と補正用搬送経路Ｅ２とを合成、すなわち、搬送経路Ｅ１と補正用搬送経路Ｅ２とを足し合わせて、新たな搬送経路Ｅ３を生成する。このとき、ロボット２は、すでに搬送経路Ｅ１に基づいて移動を開始している。そのため、搬送経路Ｅ３は、ロボット２がワークＷを搬送しながら少しずつ生成され、ロボット２は、生成された搬送経路Ｅ３を受け取るたびに搬送経路Ｅ３を更新し、ワークＷを搬送する。これにより、予測位置Ｐｓと開始位置Ｐｓ’との差ΔＰｓがキャンセルされ、ワークＷを目標位置Ｐｅに搬送することができる。

【0028】

このような第１補正方法によれば、後述する第２、第３補正方法と比べてワークＷの総移動距離を短くすることができ、搬送に要する時間（タクトタイム）を短縮することができる。

【0029】

－第２補正方法－
第２補正方法では、制御装置４は、図１０に示すように、搬送経路Ｅ１でのワークＷの搬送を行う前に、補正用搬送経路Ｅ２でのワークＷの搬送を行う。つまり、制御装置４は、搬送経路Ｅ１の前に補正用搬送経路Ｅ２を追加する補正を行い、新たな搬送経路Ｅ３を生成する。これにより、予測位置Ｐｓと開始位置Ｐｓ’との差ΔＰｓがキャンセルされ、ワークＷを目標位置Ｐｅに搬送することができる。

【0030】

このような第２補正方法によれば、目標位置Ｐｅへのアプローチ方向が変わらず、例えば、三方が壁に囲まれている等、目標位置Ｐｅへのアプローチ方向に制限がある場合等でも適切な搬送を行うことができる。また、ユーザーが経路を予測することが容易となり、例えば、搬送中に障害物に接触する等の不具合を事前に回避し易い。

【0031】

－第３補正方法－
第３補正方法では、制御装置４は、図１１に示すように、搬送経路Ｅ１でのワークＷの搬送を行った後に、補正用搬送経路Ｅ２でのワークＷの搬送を行う。つまり、制御装置４は、搬送経路Ｅ１の後に補正用搬送経路Ｅ２を追加する補正を行い、新たな搬送経路Ｅ３を生成する。これにより、予測位置Ｐｓと開始位置Ｐｓ’との差ΔＰｓがキャンセルされ、ワークＷを目標位置Ｐｅに搬送することができる。

【0032】

このような第３補正方法によれば、開始位置Ｐｓ’からの動き出し方向が搬送経路Ｅ１と変わらず、例えば、三方が壁に囲まれている等、動き出し方向に制限がある場合等でも適切な搬送を行うことができる。また、経路の予測が容易となり、例えば、搬送中に障害物に接触する等の不具合を事前に回避し易い。

【0033】

制御装置４は、以上のような３つの補正方法のいずれかにより搬送経路Ｅ１の補正を行った後、補正後の搬送経路Ｅ３に沿ってワークＷが搬送されるようにロボット２の駆動を制御する。このような制御方法によれば、予測位置Ｐｓに対する開始位置Ｐｓ’のずれが生じても、ワークＷの搬送中にそのずれがキャンセルされ、ワークＷを目標位置Ｐｅに搬送することができる。そのため、優れた精度でワークＷを搬送することができる。

【0034】

図２に戻って、このような補正ステップＳ６では、制御装置４は、まず、ステップＳ６１として、ロボット２の各関節Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６が有するエンコーダーＥからの出力に基づいて開始位置Ｐｓ’を求める。次に、制御装置４は、ステップＳ６２として、予測位置Ｐｓと開始位置Ｐｓ’との差ΔＰｓを求める。次に、制御装置４は、ステップＳ６３として、差ΔＰｓと、予め設定された許容範囲とを比較した結果に基づいて、搬送経路Ｅ１を補正するかを判定する。予め設定された許容範囲とは、ユーザーが設定した許容範囲、ロボットが出荷時から記憶部等に記憶している許容範囲、機械学習によりロボットが記憶部に記憶した最適な許容範囲、等があげられる。

【0035】

ステップＳ６３において、搬送経路Ｅ１を補正しないと判定した場合、搬送経路Ｅ１の補正を行うことなく、搬送経路Ｅ１に沿ってワークＷが移動するようにロボット２の駆動を制御する。例えば、差ΔＰｓが許容範囲内である場合には、制御装置４は、ステップＳ６４として、搬送経路Ｅ１の補正を行うことなく、搬送経路Ｅ１に沿ってワークＷが移動するようにロボット２の駆動を制御する。このように、差ΔＰｓが許容範囲内である場合には搬送経路Ｅ１を補正しないことにより、速やかにワークＷを目標位置Ｐｅまで搬送することができ、搬送に要する時間（タクトタイム）を短縮することができる。

【0036】

これに対して、ステップＳ６３において、搬送経路Ｅ１を補正すると判定した場合、制御装置４は、ステップＳ６５として、ワークＷを開始位置Ｐｓ’から予測位置Ｐｓに搬送するための補正用搬送経路Ｅ２を生成する。例えば、差ΔＰｓが許容範囲外の場合には、制御装置４は、ステップＳ６５として、ワークＷを開始位置Ｐｓ’から予測位置Ｐｓに搬送するための補正用搬送経路Ｅ２を生成する。次に、制御装置４は、ステップＳ６６として、搬送経路Ｅ１を補正する方法として、上述した第１、第２、第３補正方法から１つを選択する。選択方法としては、特に限定されないが、本実施形態では、事前にユーザーに選択させる構成となっている。

【0037】

例えば、本実施形態では、表示装置８に、図１２に示すようなグラフィックインターフェース８０を表示し、グラフィックインターフェース８０を介してユーザーからの入力を受け付けることができる構成となっている。グラフィックインターフェース８０には、補正方法を第１補正方法、第２補正方法、第３補正方法から１つ選択する欄が表示されている。そのため、ユーザーは、作業内容、作業環境等を考慮して第１補正方法、第２補正方法、第３補正方法から１つ選択することができる。ただし、これに限定されず、作業内容、作業環境等に基づいて制御装置４が自動で設定してもよい。このように、補正方法を選択できる構成とすることにより、状況に適した方法により搬送経路Ｅ１を補正することができるため、ワークＷの搬送作業をより確実に行うことができる。

【0038】

第１補正方法が選択された場合、制御装置４は、ステップＳ６７１として、搬送経路Ｅ１と補正用搬送経路Ｅ２とを合成して新たな搬送経路Ｅ３を生成する。次に、制御装置４は、ステップＳ６７２として、搬送経路Ｅ３に沿ってワークＷが移動するようにロボット２の駆動を制御する。以上により、ワークＷが目標位置Ｐｅに搬送される。このような方法によれば、開始位置Ｐｓ’が予測位置Ｐｓからずれても、予測位置Ｐｓと開始位置Ｐｓ’との差ΔＰｓがキャンセルされ、ワークＷを目標位置Ｐｅに搬送することができる。

【0039】

第２補正方法が選択された場合、制御装置４は、ステップＳ６８１として、補正用搬送経路Ｅ２に沿ってワークＷが移動するようにロボット２の駆動を制御する。次に、制御装置４は、ステップＳ６８２として、搬送経路Ｅ１に沿ってワークＷが移動するようにロボット２の駆動を制御する。以上により、ワークＷが目標位置Ｐｅに搬送される。このような方法によれば、開始位置Ｐｓ’が予測位置Ｐｓからずれても、予測位置Ｐｓと開始位置Ｐｓ’との差ΔＰｓがキャンセルされ、ワークＷを目標位置Ｐｅに搬送することができる。

【0040】

第３補正方法が選択された場合、制御装置４は、ステップＳ６９１として、搬送経路Ｅ１に沿ってワークＷが移動するようにロボット２の駆動を制御する。次に、制御装置４は、ステップＳ６９２として、補正用搬送経路Ｅ２に沿ってワークＷが移動するようにロボット２の駆動を制御する。以上により、ワークＷが目標位置Ｐｅに搬送される。このような方法によれば、開始位置Ｐｓ’が予測位置Ｐｓからずれても、予測位置Ｐｓと開始位置Ｐｓ’との差ΔＰｓがキャンセルされ、ワークＷを目標位置Ｐｅに搬送することができる。

【0041】

以上、ロボットシステム１について説明した。このようなロボットシステム１の制御方法は、前述したように、搬送装置６により搬送される対象物としてのワークＷを保持し、保持したワークＷを目標位置Ｐｅまで搬送するロボットシステム１の制御方法であって、目標位置ＰｅへのワークＷの搬送を開始する予測位置Ｐｓを求める搬送開始位置予測ステップＳ２と、予測位置Ｐｓから目標位置ＰｅまでのワークＷの搬送経路Ｅ１を生成する搬送経路生成ステップＳ３と、保持したワークＷの目標位置Ｐｅまでの搬送を開始する搬送開始ステップＳ５と、搬送を開始した開始位置Ｐｓ’と予測位置Ｐｓとの差ΔＰｓを用いて、搬送経路Ｅ１を補正する補正ステップＳ６と、を含んでいる。このような制御方法によれば、予測位置Ｐｓに対する開始位置Ｐｓ’のずれが生じても、ワークＷの搬送中にそのずれがキャンセルされ、ワークＷを目標位置Ｐｅに搬送することができる。そのため、優れた精度でワークＷを搬送することができる。

【0042】

また、前述したように、ロボットシステム１の制御方法では、補正ステップＳ６は、前記差ΔＰｓと予め設定された許容範囲とを比較した結果に基づいて実行される。例えば、差ΔＰｓが許容範囲外のときに、搬送経路Ｅ１を補正し、差ΔＰｓが許容範囲内のときに、搬送経路Ｅ１を補正しない。このように、前記差ΔＰｓと予め設定された許容範囲とを比較した結果、搬送経路Ｅ１を補正する場合は、予測位置Ｐｓと開始位置Ｐｓ’との差ΔＰｓをキャンセルしてワークＷを目標位置Ｐｅまで搬送することができ、搬送経路Ｅ１を補正しない場合は、速やかにワークＷを目標位置Ｐｅまで搬送することができ、搬送に要する時間（タクトタイム）を短縮することができる。

【0043】

また、前述したように、補正ステップＳ６では、開始位置Ｐｓ’から予測位置Ｐｓまでの補正用搬送経路Ｅ２を生成し、補正用搬送経路Ｅ２を用いて搬送経路Ｅ１を補正する。これにより、簡単に、予測位置Ｐｓと開始位置Ｐｓ’との差ΔＰｓをキャンセルすることができる。

【0044】

また、前述したように、補正ステップＳ６では、搬送経路Ｅ１と補正用搬送経路Ｅ２とを合成することにより搬送経路Ｅ１を補正する。このような補正方法によれば、第２、第３補正方法と比べてワークＷの総移動距離を短くすることができ、搬送に要する時間（タクトタイム）を短縮することができる。

【0045】

また、前述したように、補正ステップＳ６では、搬送経路Ｅ１の後に補正用搬送経路Ｅ２を追加することにより搬送経路Ｅ１を補正する。このような補正方法によれば、開始位置Ｐｓ’からの動き出し方向が搬送経路Ｅ１と変わらず、例えば、三方が壁に囲まれている等、動き出し方向に制限がある場合等でも適切な搬送を行うことができる。また、経路の予測が容易となり、例えば、搬送中に障害物に接触する等の不具合を事前に回避し易い。

【0046】

また、前述したように、補正ステップＳ６では、搬送経路Ｅ１の前に補正用搬送経路Ｅ２を追加することにより搬送経路Ｅ１を補正する。このような補正方法によれば、目標位置Ｐｅへのアプローチ方向が変わらず、例えば、三方が壁に囲まれている等、目標位置Ｐｅへのアプローチ方向に制限がある場合等でも適切な搬送を行うことができる。また、経路の予測が容易となり、例えば、搬送中に障害物に接触する等の不具合を事前に回避し易い。

【0047】

また、前述したように、搬送経路Ｅ１を補正する方法を複数備え、補正ステップＳ６では、複数の方法から予め選択された１つの方法を用いて搬送経路Ｅ１を補正する。このように、補正方法を選択できる構成とすることにより、状況に適した方法により搬送経路Ｅ１を補正することができるため、ワークＷの搬送作業をより確実に行うことができる。

【0048】

また、前述したように、制御装置４は、搬送装置６により搬送される対象物としてのワークＷを保持し、保持したワークＷを目標位置Ｐｅまで搬送するロボットシステム１の制御装置であって、目標位置ＰｅへのワークＷの搬送を開始する予測位置Ｐｓを求める搬送開始位置予測ステップＳ２と、予測位置Ｐｓから目標位置ＰｅまでのワークＷの搬送経路Ｅ１を生成する搬送経路生成ステップＳ３と、保持したワークＷの目標位置Ｐｅまでの搬送を開始する搬送開始ステップＳ５と、搬送を開始した開始位置Ｐｓ’と予測位置Ｐｓとの差ΔＰｓを用いて、搬送経路Ｅ１を補正する補正ステップＳ６と、を実行する。このような制御装置４によれば、予測位置Ｐｓに対する開始位置Ｐｓ’のずれが生じても、ワークＷの搬送中にそのずれがキャンセルされ、ワークＷを目標位置Ｐｅに搬送することができる。そのため、優れた精度でワークＷを搬送することができる。

【0049】

以上、本発明のロボットシステムの制御方法および制御装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれ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。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１…ロボットシステム、２…ロボット、２１…基体、２２…ロボットアーム、２２１…アーム、２２２…アーム、２２３…アーム、２２４…アーム、２２５…アーム、２２６…アーム、２３…エンドエフェクター、３…撮像部、４…制御装置、６…搬送装置、６１…モーター、６２…ベルト、６３…搬送ローラー、６４…エンコーダー、８…表示装置、８０…グラフィックインターフェース、Ａ…搬送方向、Ｃ…ケース、Ｅ…エンコーダー、Ｅ１…搬送経路、Ｅ２…補正用搬送経路、Ｅ３…搬送経路、Ｇ…画像、Ｊ１…関節、Ｊ２…関節、Ｊ３…関節、Ｊ４…関節、Ｊ５…関節、Ｊ６…関節、Ｍ…モーター、Ｐｅ…目標位置、Ｐｅ’…搬送位置、Ｐｓ…予測位置、Ｐｓ’…開始位置、Ｓ１…ワーク搬送ステップ、Ｓ２…搬送開始位置予測ステップ、Ｓ３…搬送経路生成ステップ、Ｓ４…ワーク保持ステップ、Ｓ５…搬送開始ステップ、Ｓ６…補正ステップ、Ｓ６１…ステップ、Ｓ６２…ステップ、Ｓ６３…ステップ、Ｓ６４…ステップ、Ｓ６５…ステップ、Ｓ６６、Ｓ６７１…ステップ、Ｓ６７２…ステップ、Ｓ６８１…ステップ、Ｓ６８２…ステップ、Ｓ６９１…ステップ、Ｓ６９２…ステップ、Ｔｉ…画像取得時刻、Ｔｓ…動作開始時刻、Ｗ…ワーク、ΔＰｓ…差

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】