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(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】P2024044523
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】算出方法および算出装置
(51)【国際特許分類】
B25J 13/08 20060101AFI20240326BHJP
B25J 13/00 20060101ALI20240326BHJP
【ＦＩ】
B25J13/08 Z
B25J13/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022150086
(22)【出願日】2022-09-21
(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】工藤 真
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS01
3C707BS12
3C707BS15
3C707BT05
3C707CT05
3C707CV08
3C707CW08
3C707CX01
3C707DS01
3C707ES03
3C707HS27
3C707JS03
3C707JU01
3C707JU09
3C707JU14
3C707KS17
3C707KS23
3C707KS35
3C707KV01
3C707KW05
3C707KX06
3C707KX10
3C707LU07
3C707MS15
3C707MT04
(57)【要約】
【課題】適正な動作パラメーターを設定することができ、ロボットに適正で迅速な動作を行わせることができる算出方法および算出装置を提供すること。
【解決手段】モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップと、第１ステップで取得したトルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２ステップと、第２ステップで取得したトルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する第３ステップと、ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、特性値の値を変更して動作パラメーターを求める第４ステップと、を有し、第４ステップで求める前記動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の特性値を含む算出方法。
【選択図】図４
【解決手段】モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップと、第１ステップで取得したトルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２ステップと、第２ステップで取得したトルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する第３ステップと、ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、特性値の値を変更して動作パラメーターを求める第４ステップと、を有し、第４ステップで求める前記動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の特性値を含む算出方法。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸を中心として回転する関節と、前記関節を回転駆動するモーターとを有し、先端にエンドエフェクターが設置されるロボットアームの動作パラメーターを算出する算出方法であって、
前記動作パラメーターは、特性値である前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置および前記関節のイナーシャのうちの少なくとも１つを含み、
前記モーターを駆動して前記関節を回転させて、前記モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得した前記トルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで取得した前記トルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する第３ステップと、
ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、前記特性値の値を変更して前記動作パラメーターを求める第４ステップと、を有し、
前記第４ステップで求める前記動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の前記特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の前記特性値を含むことを特徴とする算出方法。
前記動作パラメーターは、特性値である前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置および前記関節のイナーシャのうちの少なくとも１つを含み、
前記モーターを駆動して前記関節を回転させて、前記モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得した前記トルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで取得した前記トルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する第３ステップと、
ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、前記特性値の値を変更して前記動作パラメーターを求める第４ステップと、を有し、
前記第４ステップで求める前記動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の前記特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の前記特性値を含むことを特徴とする算出方法。
【請求項2】
前記ロボットアームは、水平多関節ロボットのロボットアームであり、
前記動作パラメーターは、前記エンドエフェクターの重量および前記関節のイナーシャの前記特性値を含み、
前記特性値を前記エンドエフェクターの重量として前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを行う第５ステップと、
前記特性値を前記関節のイナーシャとして前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを行う第６ステップと、を有し、
前記第５ステップと前記第６ステップとを任意の順序で実行する請求項１に記載の算出方法。
前記動作パラメーターは、前記エンドエフェクターの重量および前記関節のイナーシャの前記特性値を含み、
前記特性値を前記エンドエフェクターの重量として前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを行う第５ステップと、
前記特性値を前記関節のイナーシャとして前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを行う第６ステップと、を有し、
前記第５ステップと前記第６ステップとを任意の順序で実行する請求項１に記載の算出方法。
【請求項3】
前記ロボットアームは、垂直多関節ロボットのロボットアームであり、
前記動作パラメーターは、前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置および前記関節のイナーシャの前記特性値を含み、
前記特性値を前記エンドエフェクターの重量として前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを行う第７ステップと、
前記特性値を前記エンドエフェクターの重心位置として前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを行う第８ステップと、
前記特性値を前記関節のイナーシャとして前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを行う第９ステップと、を有し、
前記第７ステップと前記第８ステップと前記第９ステップとを任意の順序で実行する請求項１に記載の算出方法。
前記動作パラメーターは、前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置および前記関節のイナーシャの前記特性値を含み、
前記特性値を前記エンドエフェクターの重量として前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを行う第７ステップと、
前記特性値を前記エンドエフェクターの重心位置として前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを行う第８ステップと、
前記特性値を前記関節のイナーシャとして前記第１ステップ、前記第２ステップ、前記第３ステップおよび前記第４ステップを行う第９ステップと、を有し、
前記第７ステップと前記第８ステップと前記第９ステップとを任意の順序で実行する請求項１に記載の算出方法。
【請求項4】
回転軸を中心として回転する関節と、前記関節を回転駆動するモーターとを有し、先端にエンドエフェクターが設置されるロボットアームの動作パラメーターを算出する算出方法であって、
前記動作パラメーターは、特性値である前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置、および前記関節のイナーシャのうちの少なくとも１つを含み、
前記モーターを駆動して前記関節を回転させて、前記モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得した前記トルク情報から所定のトルク値ＴＢ１を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで取得した前記トルク値ＴＢ１と、所定の設定値ＴＢ０とを比較する第３ステップと、
ＴＢ０／ＴＢ１≦１、かつ、ＴＢ１－ＴＢ０＝ＴＢｘが可及的に小さくなるように、前記特性値の値を変更して前記動作パラメーターを求める第４ステップと、を有し、
前記第４ステップで求める前記動作パラメーターは、ＴＢ１を減少させることによりＴＢｘを段階的にｎ回減少させ、０＜ＴＢｘとなったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の前記特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の前記特性値を含むことを特徴とする算出方法。
前記動作パラメーターは、特性値である前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置、および前記関節のイナーシャのうちの少なくとも１つを含み、
前記モーターを駆動して前記関節を回転させて、前記モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得した前記トルク情報から所定のトルク値ＴＢ１を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで取得した前記トルク値ＴＢ１と、所定の設定値ＴＢ０とを比較する第３ステップと、
ＴＢ０／ＴＢ１≦１、かつ、ＴＢ１－ＴＢ０＝ＴＢｘが可及的に小さくなるように、前記特性値の値を変更して前記動作パラメーターを求める第４ステップと、を有し、
前記第４ステップで求める前記動作パラメーターは、ＴＢ１を減少させることによりＴＢｘを段階的にｎ回減少させ、０＜ＴＢｘとなったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の前記特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の前記特性値を含むことを特徴とする算出方法。
【請求項5】
回転軸を中心として回転する関節と、前記関節を回転駆動するモーターとを有し、先端にエンドエフェクターが設置されるロボットアームの動作パラメーターを算出する算出装置であって、
前記動作パラメーターは、特性値である前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置および前記関節のイナーシャのうちの少なくとも１つを含み、
前記モーターを駆動して前記関節を回転させて、前記モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１取得部と、
前記第１取得部で取得した前記トルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２取得部と、
前記第２取得部で取得した前記トルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する比較部と、
ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、前記特性値の値を変更して前記動作パラメーターを求める算出部と、を有し、
前記算出部が求める前記動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の前記特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の前記特性値を含むことを特徴とする算出装置。
前記動作パラメーターは、特性値である前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置および前記関節のイナーシャのうちの少なくとも１つを含み、
前記モーターを駆動して前記関節を回転させて、前記モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１取得部と、
前記第１取得部で取得した前記トルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２取得部と、
前記第２取得部で取得した前記トルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する比較部と、
ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、前記特性値の値を変更して前記動作パラメーターを求める算出部と、を有し、
前記算出部が求める前記動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の前記特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の前記特性値を含むことを特徴とする算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、算出方法および算出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、工場では人件費の高騰や人材不足により、ロボットアームを有するロボットを用いて製造、加工、組み立て等の作業が行われるようになり、人手で行われてきた作業の自動化が進んでいる。
【0003】
ロボットに所定の決められた作業内容の作業を行わせるに際しては、例えば特許文献１に示すような装置を用いて、事前にロボットの動作パラメーターを設定する。該動作パラメーターは、種々の特性値を含む。該特性値としては、ロボットアームの先端に装着されるハンドであるエンドエフェクターの重量、エンドエフェクターの重心位置、エンドエフェクターのイナーシャが挙げられる。エンドエフェクターのイナーシャとしては、例えば、エンドエフェクターの最大許容イナーシャが挙げられる。
【0004】
特許文献１に記載されている装置では、ロボットアームの動作に先立って、所定の姿勢のロボットアームにハンドを装着し、ロボットアームを駆動してモーターの駆動トルクを測定し、取得したモーター駆動トルク値から、エンドエフェクター重量およびエンドエフェクターの重心位置を求め、設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平１０－１３８１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載されている装置では、求めることができる動作パラメーターの種類、すなわち特性値の項目が限られており、また、特性値の算出方法にも問題があることから、必ずしも適正な動作パラメーターを設定することが難しい。このため、ロボットアームが適正な動作を行うことができない場合がある。すなわち、動作中にロボットアームに過剰に負荷がかかってしまったり、必要以上に低速度で動作してしまい、動作に長時間を要したりするという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の適用例にかかる算出方法は、
回転軸を中心として回転する関節と、前記関節を回転駆動するモーターとを有し、先端にエンドエフェクターが設置されるロボットアームの動作パラメーターを算出する算出方法であって、
前記動作パラメーターは、特性値である前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置および前記関節のイナーシャのうちの少なくとも１つを含み、
前記モーターを駆動して前記関節を回転させて、前記モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得した前記トルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで取得した前記トルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する第３ステップと、
ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、前記特性値の値を変更して前記動作パラメーターを求める第４ステップと、を有し、
前記第４ステップで求める前記動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の前記特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の前記特性値を含むことを特徴とする。
回転軸を中心として回転する関節と、前記関節を回転駆動するモーターとを有し、先端にエンドエフェクターが設置されるロボットアームの動作パラメーターを算出する算出方法であって、
前記動作パラメーターは、特性値である前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置および前記関節のイナーシャのうちの少なくとも１つを含み、
前記モーターを駆動して前記関節を回転させて、前記モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得した前記トルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで取得した前記トルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する第３ステップと、
ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、前記特性値の値を変更して前記動作パラメーターを求める第４ステップと、を有し、
前記第４ステップで求める前記動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の前記特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の前記特性値を含むことを特徴とする。
【0008】
本発明の適用例にかかる算出方法は、回転軸を中心として回転する関節と、前記関節を回転駆動するモーターとを有し、先端にエンドエフェクターが設置されるロボットアームの動作パラメーターを算出する算出方法であって、
前記動作パラメーターは、特性値である前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置、および前記関節のイナーシャのうちの少なくとも１つを含み、
前記モーターを駆動して前記関節を回転させて、前記モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得した前記トルク情報から所定のトルク値ＴＢ１を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで取得した前記トルク値ＴＢ１と、所定の設定値ＴＢ０とを比較する第３ステップと、
ＴＢ０／ＴＢ１≦１、かつ、ＴＢ１－ＴＢ０＝ＴＢｘが可及的に小さくなるように、前記特性値の値を変更して前記動作パラメーターを求める第４ステップと、を有し、
前記第４ステップで求める前記動作パラメーターは、ＴＢ１を減少させることによりＴＢｘを段階的にｎ回減少させ、０＜ＴＢｘとなったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の前記特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の前記特性値を含むことを特徴とする。
前記動作パラメーターは、特性値である前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置、および前記関節のイナーシャのうちの少なくとも１つを含み、
前記モーターを駆動して前記関節を回転させて、前記モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得した前記トルク情報から所定のトルク値ＴＢ１を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで取得した前記トルク値ＴＢ１と、所定の設定値ＴＢ０とを比較する第３ステップと、
ＴＢ０／ＴＢ１≦１、かつ、ＴＢ１－ＴＢ０＝ＴＢｘが可及的に小さくなるように、前記特性値の値を変更して前記動作パラメーターを求める第４ステップと、を有し、
前記第４ステップで求める前記動作パラメーターは、ＴＢ１を減少させることによりＴＢｘを段階的にｎ回減少させ、０＜ＴＢｘとなったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の前記特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の前記特性値を含むことを特徴とする。
【0009】
また、本発明の適用例にかかる算出装置は、回転軸を中心として回転する関節と、前記関節を回転駆動するモーターとを有し、先端にエンドエフェクターが設置されるロボットアームの動作パラメーターを算出する算出装置であって、
前記動作パラメーターは、特性値である前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置および前記関節のイナーシャのうちの少なくとも１つを含み、
前記モーターを駆動して前記関節を回転させて、前記モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１取得部と、
前記第１取得部で取得した前記トルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２取得部と、
前記第２取得部で取得した前記トルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する比較部と、
ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、前記特性値の値を変更して前記動作パラメーターを求める算出部と、を有し、
前記算出部が求める前記動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の前記特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の前記特性値を含むことを特徴とする。
前記動作パラメーターは、特性値である前記エンドエフェクターの重量、前記エンドエフェクターの重心位置および前記関節のイナーシャのうちの少なくとも１つを含み、
前記モーターを駆動して前記関節を回転させて、前記モーターに生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１取得部と、
前記第１取得部で取得した前記トルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２取得部と、
前記第２取得部で取得した前記トルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する比較部と、
ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、前記特性値の値を変更して前記動作パラメーターを求める算出部と、を有し、
前記算出部が求める前記動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の前記特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の前記特性値を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の算出方法および算出装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【0012】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の算出方法を実行する算出装置の第１実施形態にかかるロボットシステムの全体構成を示す図である。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、トルク情報および補正トルク情報を示すグラフである。図４は、本発明の算出方法の一例を示すフローチャートである。
図１は、本発明の算出方法を実行する算出装置の第１実施形態にかかるロボットシステムの全体構成を示す図である。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、トルク情報および補正トルク情報を示すグラフである。図４は、本発明の算出方法の一例を示すフローチャートである。
【0013】
なお、以下では、説明の便宜上、ロボットアームについては、図１中の基台１１側を「基端」、その反対側、すなわち、エンドエフェクター２０側を「先端」とも言う。
【0014】
図１に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット１と、本発明の算出装置５と、を備える。算出装置５は、ロボット１の各部の作動を制御する制御装置３と、教示装置４と、を備える。
【0015】
まず、ロボット１について説明する。
図１に示すロボット１は、本実施形態では単腕の６軸垂直多関節ロボットであり、基台１１と、ロボットアーム１０と、を有する。また、ロボットアーム１０の先端部にエンドエフェクター２０を装着することができる。なお、エンドエフェクター２０は、ロボット１の構成要件であってもよく、ロボット１とは別部材、すなわち、ロボット１の構成要件でなくてもよい。
図１に示すロボット１は、本実施形態では単腕の６軸垂直多関節ロボットであり、基台１１と、ロボットアーム１０と、を有する。また、ロボットアーム１０の先端部にエンドエフェクター２０を装着することができる。なお、エンドエフェクター２０は、ロボット１の構成要件であってもよく、ロボット１とは別部材、すなわち、ロボット１の構成要件でなくてもよい。
【0016】
なお、ロボット１は、図示の構成に限定されず、例えば、双腕型の多関節ロボットであってもよい。また、ロボット１は、水平多関節ロボットであってもよい。
【0017】
基台１１は、ロボットアーム１０をその基端側において、駆動可能に支持する支持体であり、例えば工場内の床に固定されている。ロボット１は、基台１１が中継ケーブルを介して制御装置３と電気的に接続されている。なお、ロボット１と制御装置３との接続は、図１に示す構成のように有線による接続に限定されず、例えば、無線による接続であってもよい。また、インターネット等のネットワークを介して接続されていてもよい。
【0018】
本実施形態では、ロボットアーム１０は、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第３アーム１４と、第４アーム１５と、第５アーム１６と、第６アーム１７とを有し、これらのアームが基台１１側からこの順に連結されている。なお、ロボットアーム１０が有するアームの数は、６つに限定されず、例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つまたは７つ以上であってもよい。また、各アームの全長等の大きさは、それぞれ、特に限定されず、適宜設定可能である。
【0019】
基台１１と第１アーム１２とは、関節１７１を介して連結されている。そして、第１アーム１２は、基台１１に対し、鉛直方向に延びる回転軸Ｏ１を回転中心とし、その回転軸Ｏ１回りに回転可能となっている。このように、回転軸Ｏ１は、基台１１が固定される床の床面の法線と一致しており、ロボットアーム１０の全体が回転軸Ｏ１の軸回りに正方向・逆方向のいずれへも回転することができる。
【0020】
第１アーム１２と第２アーム１３とは、関節１７２を介して連結されている。そして、第２アーム１３は、第１アーム１２に対し、水平方向に延びる回転軸Ｏ２を回転中心として回転可能となっている。
【0021】
第２アーム１３と第３アーム１４とは、関節１７３を介して連結されている。そして、第３アーム１４は、第２アーム１３に対し、水平方向に延びる回転軸Ｏ３を回転中心として回転可能となっている。回転軸Ｏ３は、回転軸Ｏ２と平行である。
【0022】
第３アーム１４と第４アーム１５とは、関節１７４を介して連結されている。そして、第４アーム１５は、第３アーム１４に対し、第３アーム１４の中心軸方向と平行な回転軸Ｏ４を回転中心として回転可能となっている。回転軸Ｏ４は、回転軸Ｏ３と直交している。
【0023】
第４アーム１５と第５アーム１６とは、関節１７５を介して連結されている。そして、第５アーム１６は、第４アーム１５に対して回転軸Ｏ５を回転中心として回転可能となっている。回転軸Ｏ５は、回転軸Ｏ４と直交している。
【0024】
第５アーム１６と第６アーム１７とは、関節１７６を介して連結されている。そして、第６アーム１７は、第５アーム１６に対して回転軸Ｏ６を回転中心として回転可能となっている。回転軸Ｏ６は、回転軸Ｏ５と直交している。
【0025】
第６アーム１７は、ロボットアーム１０の中で最も先端側に位置するロボット先端部となっている。この第６アーム１７は、ロボットアーム１０の駆動により、エンドエフェクター２０ごと変位することができる。
【0026】
図１に示すエンドエフェクター２０は、ワークまたは工具を把持することができる把持部を有する構成である。第６アーム１７にエンドエフェクター２０を装着した状態では、エンドエフェクター２０の先端部は、制御点ＴＣＰとなる。
【0027】
ロボット１は、駆動部としてのモーターＭ１、モーターＭ２、モーターＭ３、モーターＭ４、モーターＭ５およびモーターＭ６と、エンコーダーＥ１、エンコーダーＥ２、エンコーダーＥ３、エンコーダーＥ４、エンコーダーＥ５およびエンコーダーＥ６とを備える。モーターＭ１は、関節１７１に内蔵され、基台１１に対し第１アーム１２を前記回転軸Ｏ１回りに回転させる。モーターＭ２は、関節１７２に内蔵され、第１アーム１２と第２アーム１３とを前記回転軸Ｏ２回りに相対的に回転させる。モーターＭ３は、関節１７３に内蔵され、第２アーム１３と第３アーム１４とを前記回転軸Ｏ３回りに相対的に回転させる。モーターＭ４は、関節１７４に内蔵され、第３アーム１４と第４アーム１５とを前記回転軸Ｏ４回りに相対的に回転させる。モーターＭ５は、関節１７５に内蔵され、第４アーム１５と第５アーム１６とを前記回転軸Ｏ５回りに相対的に回転させる。モーターＭ６は、関節１７６に内蔵され、第５アーム１６と第６アーム１７とを前記回転軸Ｏ６回りに相対的に回転させる。
【0028】
また、エンコーダーＥ１は、関節１７１に内蔵され、モーターＭ１の位置を検出する。エンコーダーＥ２は、関節１７２に内蔵され、モーターＭ２の位置を検出する。エンコーダーＥ３は、関節１７３に内蔵され、モーターＭ３の位置を検出する。エンコーダーＥ４は、関節１７４に内蔵され、モーターＭ４の位置を検出する。エンコーダーＥ５は、第５アーム１６に内蔵され、モーターＭ５の位置を検出する。エンコーダーＥ６は、第６アーム１７に内蔵され、モーターＭ６の位置を検出する。なお、ここで言う「位置を検出」とは、モーターの回転角すなわち正逆を含む回転量および角速度を検出することを言い、当該検出された情報を「位置情報」と言う。
【0029】
図２に示すように、モータードライバーＤ１～モータードライバーＤ６は、それぞれ、対応するモーターＭ１～モーターＭ６に接続され、これら各モーターの駆動を制御する。モータードライバーＤ１～モータードライバーＤ６は、それぞれ、関節１７１、関節１７２、関節１７３、関節１７４、第５アーム１６および第６アーム１７に内蔵されている。
【0030】
エンコーダーＥ１～エンコーダーＥ６、モーターＭ１～モーターＭ６およびモータードライバーＤ１～モータードライバーＤ６は、それぞれ、制御装置３と電気的に接続されている。エンコーダーＥ１～エンコーダーＥ６で検出されたモーターＭ１～モーターＭ６の位置情報、すなわち、回転量は、制御装置３に電気信号として送信される。そして、この位置情報に基づいて、制御装置３は、図２に示すモータードライバーＤ１～モータードライバーＤ６に制御信号を出力し、モーターＭ１～モーターＭ６を駆動させる。すなわち、ロボットアーム１０を制御するということは、モーターＭ１～モーターＭ６の駆動を制御して、ロボットアーム１０に属する第１アーム１２～第６アーム１７の作動を制御することである。
【0031】
トルクセンサー１８は、モーターＭ６のトルクを検出するセンサーである。トルクセンサー１８のトルクの検出方式は、特に限定されないが、例えば、磁歪式、ひずみゲージ式、回転トランス式、テレメーター式、圧電式、光学式、静電容量式等が挙げられる。トルクセンサー１８が検出したトルクに関する情報は、電気信号に変換されて、制御装置３に送信される。なお、この構成に限定されず、トルクセンサー１８が検出したトルクに関する情報が、教示装置４に直接送信される構成であってもよい。この場合、教示装置４の、トルクセンサー１８からの信号線が接続される端子が取得部４５となる。
【0032】
ロボットアーム１０の先端部には、エンドエフェクター２０を着脱可能に装着することができる。本実施形態では、エンドエフェクター２０は、互いに接近離間可能な一対の爪部を有し、各爪部によりワークまたは工具（図示せず）を把持、解除するハンドで構成される。このエンドエフェクター２０に装着された力検出器は、両爪部でワークを把持した際の把持力の反力の大きさや向きを検出することができる。
【0033】
なお、エンドエフェクター２０としては、図示の構成に限定されず、例えば吸着部を有し、該吸着部の吸着によりワークまたは工具を把持する構成のものであってもよい。また、エンドエフェクター２０としては、例えば、研磨機、研削機、切削機、スプレーガン、レーザー光照射器、ドライバー、レンチ等の工具であってもよい。
【0034】
本明細書において、「関節１７６を回転」または「関節１７６を回転駆動」とは、モーターＭ６を駆動することにより、関節１７６が有する回転軸Ｏ６回りに、当該関節１７６を介して連結されている第５アーム１６と第６アーム１７とを正・逆いずれかの方向に回転させることを言う。他の関節１７１～１７５についても同様である。
【0035】
次に、制御装置３および教示装置４について説明する。
図１に示すように、制御装置３は、本実施形態では、ロボット１と離れた位置に設置されている。ただし、この構成に限定されず、制御装置３は、基台１１に内蔵されていてもよい。また、制御装置３は、ロボット１の駆動を制御する機能を有し、前述したロボット１の各部と電気的に接続されている。制御装置３は、制御部３１と、記憶部３２と、通信部３３と、を有する。これらの各部は、例えばバスを介して相互に通信可能に接続されている。
図１に示すように、制御装置３は、本実施形態では、ロボット１と離れた位置に設置されている。ただし、この構成に限定されず、制御装置３は、基台１１に内蔵されていてもよい。また、制御装置３は、ロボット１の駆動を制御する機能を有し、前述したロボット１の各部と電気的に接続されている。制御装置３は、制御部３１と、記憶部３２と、通信部３３と、を有する。これらの各部は、例えばバスを介して相互に通信可能に接続されている。
【0036】
制御部３１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成され、記憶部３２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３１で生成された信号は、通信部３３を介してロボット１の各部に送信され、ロボット１の各部からの信号は、通信部３３を介して制御部３１で受信される。制御部３１で受信された信号は、所定の処理が施され、記憶部３２に記憶され、あるいはロボットアーム１０の動作の制御や教示作業に利用される。このような制御部３１により、ロボットアーム１０が所定の作業を所定の条件で実行することができる。
【0037】
また、制御部３１は、教示装置４から取得した動作プログラムに基づいて、モーターＭ１～Ｍ６を駆動して関節１７１～１７６を回転させ、所定の速度条件（加速度条件）、所定の動作パラメーターで加速動作を実行する実行部である。
【0038】
記憶部３２は、制御部３１で実行される各種プログラム等を保存する。記憶部３２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。
【0039】
通信部３３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。
【0040】
教示装置４は、作業（作業動作）の開始前にロボットアーム１０の動作プログラムを作成したり、ロボットアーム１０を動作させるための速度条件や、各種動作パラメーター等を設定したりする装置である。
【0041】
動作プログラムとしては、実際に作業を行うための作業動作プログラム、試験的に動作を行って適切な動作パラメーターを設定するための試験動作プログラム等が挙げられる。
【0042】
作業動作プログラムは、作業時のロボットアーム１０の経時的な位置情報を示すプログラムであり、例えば、直接教示、間接教示等により作成される。これらの教示を行うことによって位置情報を作成し、別途、経時的な速度条件、各種動作パラメーターを設定する。なお、教示を行わずに、作業者が予め作成された作業動作プログラム、経時的な速度条件および各種動作パラメーターを設定する構成であってもよい。
【0043】
試験動作プログラムは、試験運転時の経時的な位置情報を示すプログラムであり、予め設定されている。また、試験運転時には、速度条件や、各種動作パラメーターは、所定の値に設定されている。試験運転時のロボットアーム１０の動作は、作業動作プログラムに比べ、比較的簡単な動作であり、例えば、制御点ＴＣＰが直線運動を行うような動作や、制御点ＴＣＰが円運動を行うような動作が挙げられる。
【0044】
動作パラメーターには、種々の項目、すなわち特性値がある。この特性値としては、例えば、エンドエフェクター２０の重量、エンドエフェクター２０の重心位置、および関節のイナーシャ等が挙げられる。
【0045】
エンドエフェクター２０の重量は、装着したエンドエフェクター２０によってロボットアーム１０の先端にどの程度の負荷がかかるかを示す特性値であり、その単位は、例えば、（ｋｇ）で表される。以下では、「エンドエフェクター２０の重量を設定する」ということは、ロボットアーム１０の先端にかかる最大許容荷重を設定することとする。
【0046】
エンドエフェクター２０の重心位置は、装着したエンドエフェクター２０によってロボットアーム１０の先端にかかる負荷の重心が、例えば、基準位置から、どれくらいの距離ずれているかを示す特性値であり、その単位は、例えば、（ｍｍ）で表される。前記基準位置は、例えば、回転軸Ｏ６の延長上の任意の位置とされる。
【0047】
イナーシャは、慣性モーメントのことであり、回転のしやすさを表す特性値であり、その単位は、例えば、（ｋｇ・ｍ２）で表される。以下、本実施形態では、イナーシャは、関節１７６のイナーシャとして説明する。
【0048】
これらの特性値を適正な値に設定することにより、その設定を加味した速度条件でロボットアーム１０を適正に動作させることができる。すなわち、ロボットアーム１０に過剰な負荷がかかることなく、迅速な動作を行うことができる。
【0049】
以下では、「イナーシャを設定する」とは、許容し得る最大のイナーシャを設定することとする。すなわち、イナーシャを適正に設定することにより、ロボットアーム１０は、動作中の関節１７６のイナーシャが設定値を超えずに、可及的に速度を高めて動作を行う。
【0050】
図１に示すように、教示装置４は、表示部であるディスプレイ４０と、入力操作部４４と、を有し、本実施形態では、ノート型パソコンで構成される。
【0051】
上述した動作パラメーターの各特性値の設定や、速度条件の設定は、図示はしないが、ディスプレイ４０に表示された入力画面上で、入力操作部４４を適宜操作することによりなされる。
【0052】
入力操作部４４は、キーボードおよび図示しないマウスで構成され、ユーザーがこれらを適宜操作することによって、前述した動作パラメーター等の各種情報の入力操作が行われる。後述する教示ボタンの押下は、例えば、キーボード上の任意のキー、例えばエンターキーを押すことにより実行され、あるいはディスプレイ４０の入力画面上の適正な位置にカーソルまたはポインタを合わせた状態で、マウスをクリック操作することにより実行される。なお、教示ボタンは、入力操作部４４とは別の箇所に設置されていてもよい。
【0053】
ディスプレイ４０は、例えば、液晶、有機ＥＬ等により構成され、各種表示画面をカラーまたはモノクロで表示することができる。なお、教示装置４は、ノート型パソコンに限らず、デスクトップ型パソコン、タブレット型端末でもよい。
【0054】
図２に示すように、教示装置４は、制御部４１と、記憶部４２と、通信部４３と、を有する。
【0055】
制御部４１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の少なくとも１つのプロセッサーで構成され、記憶部４２に記憶されている教示プログラム等の各種プログラムを読み出し、実行する。
【0056】
この制御部４１は、特性値を算出し、該特性値を含むパラメーターを求める算出部として機能する。
【0057】
記憶部４２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。また、記憶部４２には、本発明の算出方法を実行するためのプログラムが記憶されている。また、記憶部４２には、作業者が入力した各種動作プログラム、取得したトルク情報、補正トルク情報、算出した特性値等が一時的に記憶される。
【0058】
通信部４３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制御装置３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。通信部４３は、記憶部４２に記憶された動作プログラムに関する情報等を制御装置３に送信する。また、通信部４３は、記憶部３２に記憶された情報を受信し、記憶部４２に当該情報を記憶することもできる。
【0059】
取得部４５は、トルクセンサー１８から送信されたトルク情報を取得し、教示装置４内に取り込む端子である。この取得部４５は、後述するトルク情報を取得する第１取得部として機能する。
【0060】
取得部４５で取得したトルク情報は、記憶部４２に記憶され、特性値の算出に用いられる。
【0061】
また、取得部４５で取得したトルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する。制御部４１は、この所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２取得部として機能する。
【0062】
次に、本発明の算出方法の一例について説明する。以下では、動作パラメーターにおける特性値の算出として、（１）エンドエフェクター２０の重量の算出、（２）エンドエフェクター２０の重心位置の算出、（３）イナーシャの算出の順に説明する。
【0063】
（１）エンドエフェクター２０の重量の算出
１．ステップＳ１０１
まず、ステップＳ１０１において、各種設定を行う。本ステップは、作業者が教示装置４を用いて、動作プログラム、速度条件、動作パラメーターの特性値等を入力することによりなされる。
１．ステップＳ１０１
まず、ステップＳ１０１において、各種設定を行う。本ステップは、作業者が教示装置４を用いて、動作プログラム、速度条件、動作パラメーターの特性値等を入力することによりなされる。
【0064】
本ステップでは、特性値として、エンドエフェクター２０の重量の初期値および後述するステップＳ１０５における判断の基準となる設定値ＴＡ０が設定される。
【0065】
設定値ＴＡ０は、しきい値とも言い、例えば、エンドエフェクター２０の重量の許容最大重量に対応したトルク値、すなわち、許容最大重量のエンドエフェクター２０を装着した状態において、ロボットアーム１０にかかっても物理的損傷や破壊が生じない程度のトルク値とされる。このような設定値ＴＡ０は、実験的に求められ、記憶部４２に記憶されていてもよく、作業者が適宜設定してもよい。
【0066】
２．ステップＳ１０２
次いで、制御装置３の制御部３１は、ステップＳ１０１で設定された情報に基づいて、ロボットアーム１０に試験動作を行わせる。
次いで、制御装置３の制御部３１は、ステップＳ１０１で設定された情報に基づいて、ロボットアーム１０に試験動作を行わせる。
【0067】
試験動作としては、特に限定されないが、エンドエフェクター２０の重量を算出する場合、関節１７３を９０°回転させて、その後、反対方向に９０°回転させる動作を繰り返す反復動作であることが好ましい。これにより、エンドエフェクター２０の重量の算出をより正確に行うことができる。
【0068】
３．ステップＳ１０３（第１ステップ）
次いで、制御装置３は、トルクセンサー１８から取得したトルク情報を取得し、教示装置４に送信する。教示装置４は、取得部４５を介してトルク情報を取得する。
次いで、制御装置３は、トルクセンサー１８から取得したトルク情報を取得し、教示装置４に送信する。教示装置４は、取得部４５を介してトルク情報を取得する。
【0069】
取得部４５が取得するトルク情報は、例えば、図３中の細線で示すような、トルク値の経時変化、すなわち経時的なトルク値のデータＱ１である。図３は、横軸が時間、縦軸がトルクの実測値を示すグラフである。なお、図示の構成では、関節１７６の回転動作の加速および減速を１セットとして、４セット同じ動作を行っている。
【0070】
このようなステップＳ１０３が、モーターＭ６を駆動して関節１７６を回転させて、モーターＭ６に生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップに相当する。
【0071】
４．ステップＳ１０４（第２ステップ）
教示装置４の制御部４１は、取得部４５を介して取得したトルク情報からトルク値ＴＡ１を取得する。本ステップでは、まず、制御部４１は、トルク情報に所定の補正処理を施して補正トルク情報を生成する。
教示装置４の制御部４１は、取得部４５を介して取得したトルク情報からトルク値ＴＡ１を取得する。本ステップでは、まず、制御部４１は、トルク情報に所定の補正処理を施して補正トルク情報を生成する。
【0072】
補正トルク情報としては、例えば、図３中の太線で示すような、データＱ１に平滑化移動平均処理を施したデータＱ２が挙げられる。平滑化移動平均処理は、ある時刻でのトルク値に、過去のトルク値の推移を反映させる処理であり、その種類としては、単純移動平均処理、加重移動平均移動処理、指数移動平均処理等が挙げられる。このような補正トルク情報を用いることにより、ノイズによる外れ値ＱＮ等を除外することができ、トルク情報をより適正化することができる。
【0073】
なお、補正トルク情報の生成は、平滑化移動平均処理に限られず、例えば、データの補間処理、近似処理、圧縮処理、拡大処理、サンプリング等、いかなる種類、方法の補正処理によるものであってもよい。
【0074】
制御部４１は、データＱ１で示される補正トルク情報のうち、最大トルク値をトルク値ＴＡ１とする。ただし、トルク値ＴＡ１としては、最大トルク値に限定されず、例えば、モーターＭ６の加速時における最大トルク値と、減速時における最大トルク値との平均値であってもよい。
【0075】
このようなステップＳ１０４が、第１ステップで取得したトルク情報からトルク値ＴＡ１を取得する第２ステップに相当する。
【0076】
５．ステップＳ１０５（第３ステップ）
次いで、制御部４１は、ＴＡ１＜ＴＡ０であるか否かを判断する。すなわち、ステップＳ１０４で取得したトルク値ＴＡ１と設定値ＴＡ０とを比較し、トルク値ＴＡ１が、設定値ＴＡ０よりも小さいか否かを判断する。
次いで、制御部４１は、ＴＡ１＜ＴＡ０であるか否かを判断する。すなわち、ステップＳ１０４で取得したトルク値ＴＡ１と設定値ＴＡ０とを比較し、トルク値ＴＡ１が、設定値ＴＡ０よりも小さいか否かを判断する。
【0077】
ステップＳ１０５において、ＴＡ１＜ＴＡ０であると判断した場合、ステップＳ１０６に移行し、ＴＡ１＜ＴＡ０ではないと判断した場合、ステップＳ１０７に移行する。
【0078】
このようなステップＳ１０５が、第２ステップで取得したトルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する第３ステップである。
【0079】
６．ステップＳ１０６（第４ステップ）
制御部４１は、特性値の値を変更し、変更した値を記憶部４２に記憶する。すなわち、制御部４１は、エンドエフェクター２０の重量を、ステップＳ１０１で設定された設定値、すなわちエンドエフェクター２０の重量の初期値よりも、所定の重量、例えば０．５ｋｇ重い値に設定し直す。そして、その設定でステップＳ１０２およびそれ以降のステップを繰り返す。
制御部４１は、特性値の値を変更し、変更した値を記憶部４２に記憶する。すなわち、制御部４１は、エンドエフェクター２０の重量を、ステップＳ１０１で設定された設定値、すなわちエンドエフェクター２０の重量の初期値よりも、所定の重量、例えば０．５ｋｇ重い値に設定し直す。そして、その設定でステップＳ１０２およびそれ以降のステップを繰り返す。
【0080】
すなわち、１ループ目は、初期設定値のエンドエフェクター２０の重量を用いて試験動作を行い、取得したトルク値ＴＡ１と設定値ＴＡ０とを比較する。２ループ目は、初期設定値よりも所定値重いエンドエフェクター２０の重量を用いて試験動作を行い、取得したトルク値ＴＡ１と設定値ＴＡ０とを比較する。３ループ目は、２ループ目での設定値よりも所定値重いエンドエフェクター２０の重量を用いて試験動作を行い、取得したトルク値ＴＡ１と設定値ＴＡ０とを比較する。ループの回数を重ねるごとに、トルク値ＴＡ１が増大し、設定値ＴＡ０との差（ＴＡｘ）が段階的に小さくなり、ｎ回目のループでトルク値ＴＡ１が設定値ＴＡ０を超える。すなわち、ｎ回目のループでＴＡｘ＜０となる。
【0081】
７．ステップＳ１０７（第４ステップ）
ｎ回目のステップＳ１０５において、ＴＡ１＜ＴＡ０ではないと判断すると、１つ前の特性値の値を設定する。すなわち、ｎ－１回目のループの際に用いた設定値であるエンドエフェクター２０の重量を、作業時に用いる動作パラメーターの特性値として記憶部４２に記憶する。
ｎ回目のステップＳ１０５において、ＴＡ１＜ＴＡ０ではないと判断すると、１つ前の特性値の値を設定する。すなわち、ｎ－１回目のループの際に用いた設定値であるエンドエフェクター２０の重量を、作業時に用いる動作パラメーターの特性値として記憶部４２に記憶する。
【0082】
このステップＳ１０６およびステップＳ１０７が、ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように特性値の値を変更し、該特性値を含んだ動作パラメーターを求める第４ステップに相当する。
【0083】
このように、上記ステップにより設定される特性値は、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回（ｎは２以上の整数）減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目の特性値である。すなわち、特性値の値を変更しつつ試験動作を行うことによりトルク値ＴＡ１を設定値ＴＡ０に近づけて行き、設定値ＴＡ０を超える直前のトルク値ＴＡ１に対応する特性値を求める。このようにして求められた特性値を含む動作パラメーターを用いてロボットアーム１０を動作させることにより、ロボットアーム１０に過剰な負荷がかかることなく、設定値ＴＡ０に可及的に近いトルク値を想定してロボットアーム１０を迅速に動作させることができる。
【0084】
なお、ＴＡｘを１回目に１回減少させ、ＴＡｘ＜０となった場合は、１回目の特性値を特性値に設定する。
【0085】
また、高精度に特性値を設定する必要がない場合は、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回（ｎは１以上の整数）減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ回目の特性値を特性値に設定してもよい。
【0086】
以上より、本発明によれば、適正な動作パラメーターを算出することができ、この動作パラメーターを用いてロボットアーム１０を動作させることにより、ロボットアーム１０に適正で迅速な動作を行わせることができる。
【0087】
上記では、動作パラメーターの特性値として、（１）エンドエフェクター２０の重量の算出について説明したが、（２）エンドエフェクター２０の重心位置の算出および（３）イナーシャの算出に関しても、同様に行うことができる。
【0088】
（２）エンドエフェクター２０の重心位置の算出
エンドエフェクター２０の重心位置を求める場合、特性値をエンドエフェクター２０の重心位置とし、ステップＳ１０１では、エンドエフェクター２０の重心位置の初期位置を設定し、設定値ＴＡ０は、例えば、重心からの距離が許容最大限度とされる値に基づいて設定される。
エンドエフェクター２０の重心位置を求める場合、特性値をエンドエフェクター２０の重心位置とし、ステップＳ１０１では、エンドエフェクター２０の重心位置の初期位置を設定し、設定値ＴＡ０は、例えば、重心からの距離が許容最大限度とされる値に基づいて設定される。
【0089】
試験動作としては、特に限定されないが、エンドエフェクター２０の重心位置を算出する場合、関節１７５を９０°回転させて、その後、反対方向に９０°回転させる動作を繰り返す反復動作であることが好ましい。これにより、エンドエフェクター２０の重心位置の算出をより正確に行うことができる。
【0090】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０１で設定された初期位置よりも、所定値、例えば基準位置から０．１ｃｍ遠い位置に設定し直す。そして、その設定でステップＳ１０２およびそれ以降のステップを繰り返す。これにより、適正なエンドエフェクター２０の重心位置を算出することができる。
【0091】
（３）イナーシャの算出
関節１７６のイナーシャを求める場合、特性値をイナーシャとし、ステップＳ１０１では、エンドエフェクター２０のイナーシャの初期値を設定し、設定値ＴＡ０は、例えば、イナーシャの許容最大限度とされる値に基づいて設定される。
関節１７６のイナーシャを求める場合、特性値をイナーシャとし、ステップＳ１０１では、エンドエフェクター２０のイナーシャの初期値を設定し、設定値ＴＡ０は、例えば、イナーシャの許容最大限度とされる値に基づいて設定される。
【0092】
試験動作としては、特に限定されないが、関節１７６のイナーシャを算出する場合、関節１７６を３６０°回転させて、その後、反対方向に３６０°回転させる動作を繰り返す反復動作であることが好ましい。これにより、イナーシャの算出をより正確に行うことができる。
【0093】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０１で設定された初期値よりも、所定値、例えば、０．０１ｋｇ・ｍ２大きい値に設定し直す。そして、その設定でステップＳ１０２およびそれ以降のステップを繰り返す。これにより、適正なイナーシャを算出することができる。
【0094】
以上説明したように、本発明の算出方法は、回転軸Ｏ６を中心として回転する関節１７６と、関節１７６を回転駆動するモーターＭ６とを有し、先端にエンドエフェクター２０が設置されるロボットアーム１０の動作パラメーターを算出する算出方法である。また、動作パラメーターは、特性値であるエンドエフェクター２０の重量、エンドエフェクター２０の重心位置、および関節１７６のイナーシャのうちの少なくとも１つを含む。また、算出方法は、モーターＭ６を駆動して関節１７６を回転させて、モーターＭ６に生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップと、第１ステップで取得したトルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２ステップと、第２ステップで取得したトルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する第３ステップと、ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、特性値の値を変更して動作パラメーターを求める第４ステップと、を有し、第４ステップで求める動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の特性値を含む。
【0095】
このような第１ステップ～第４ステップを経ることにより、適正な動作パラメーターを算出し、設定することができる。よって、この動作パラメーターを用いてロボットアーム１０を動作させることにより、ロボットアーム１０に適正で迅速な動作を行わせることができる。
【0096】
また、本発明の算出装置５は、回転軸Ｏ６を中心として回転する関節１７６と、関節１７６を回転駆動するモーターＭ６とを有し、先端にエンドエフェクター２０が設置されるロボットアーム１０の動作パラメーターを算出する算出装置である。また、動作パラメーターは、特性値であるエンドエフェクター２０の重量、エンドエフェクター２０の重心位置、および関節１７６のイナーシャのうちの少なくとも１つを含む。また、算出装置５は、モーターＭ６を駆動して関節１７６を回転させて、モーターＭ６に生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１取得部（取得部４５）と、第１取得部が取得したトルク情報から所定のトルク値ＴＡ１を取得する第２取得部（制御部４１）と、第２取得部で取得したトルク値ＴＡ１と、所定の設定値ＴＡ０とを比較する比較部（制御部４１）と、
ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、特性値の値を変更して動作パラメーターを求める算出部（制御部４１）と、を有し、制御部４１が求める動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の特性値を含む。
ＴＡ１／ＴＡ０≦１、かつ、ＴＡ０－ＴＡ１＝ＴＡｘが可及的に小さくなるように、特性値の値を変更して動作パラメーターを求める算出部（制御部４１）と、を有し、制御部４１が求める動作パラメーターは、ＴＡ１を増大させることによりＴＡｘを段階的にｎ回減少させ、ＴＡｘ＜０となったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の特性値を含む。
【0097】
本実施形態では、第１ステップ～第４ステップを経ることにより、エンドエフェクター２０の重量、エンドエフェクター２０の重心位置、および関節１７６のイナーシャのうちの１つを求める場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、これら３つの特性値のうちの任意の２つ以上を所定の順序で、同時に、または時間的に重複して求める構成であってもよい。
【0098】
なお、回転軸、関節およびモーターとして、回転軸Ｏ６、関節１７６、モーターＭ６を例に挙げて説明したが、本発明ではこれに限定されず、回転軸、関節およびモーターとして、回転軸Ｏ１、関節１７１、モーターＭ１を適用してもよく、回転軸Ｏ２、関節１７２、モーターＭ２を適用してもよく、回転軸Ｏ３、関節１７３、モーターＭ３を適用してもよく、回転軸Ｏ４、関節１７４、モーターＭ４を適用してもよく、回転軸Ｏ５、関節１７５、モーターＭ５を適用してもよい。
【0099】
また、本実施形態では、算出部の一例として、制御部４１を例に挙げて説明したが、本発明ではこれに限定されず、制御部３１が、算出部として機能する構成であってもよい。この場合、制御装置３の、トルクセンサー１８からの信号線が接続される端子が取得部となる。
【0100】
なお、検出したトルク値が、所定のしきい値を超えた場合、その旨を報知することが好ましい。これにより、過大な負荷がかかっていることを作業者が認識することができる。また、報知を行った場合、トルク値ＴＡ１と設定値ＴＡ０の判断を行わず、初期設定を再設定する構成であることが好ましい。
【0101】
また、エンドエフェクター２０の重量およびエンドエフェクター２０の重心位置を、従来（特開平１０－１３８１８７号公報）の方法で算出し、イナーシャを、本発明の算出方法を用いて算出してもよい。
【0102】
＜第２実施形態＞
図５は、本発明の算出方法の第２実施形態を示すフローチャートであり、特に、本発明の算出方法を用いて各種特性値を算出する順序の一例を示すフローチャートである。
図５は、本発明の算出方法の第２実施形態を示すフローチャートであり、特に、本発明の算出方法を用いて各種特性値を算出する順序の一例を示すフローチャートである。
【0103】
以下、図５を参照しつつ本発明の算出方法の第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説明し、共通点については説明を省略する。
【0104】
本実施形態におけるロボット１は、垂直多関節ロボット、特に６軸垂直多関節ロボットであり、ロボットアーム１０は、当該垂直多関節ロボットのロボットアームである。
【0105】
動作パラメーターは、エンドエフェクター２０の重量、エンドエフェクター２０の重心位置、および関節１７６のイナーシャを所定の順序で算出する。
【0106】
本実施形態における算出方法では、まず、図５中のステップＳ２０１で示すように、特性値をエンドエフェクター２０の重量として、第１実施形態で述べたのと同様の第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを行い、エンドエフェクター２０の重量を算出する。このステップＳ２０１が、第７ステップに相当する。
【0107】
次いで、図５中のステップＳ２０２で示すように、特性値をエンドエフェクター２０の重心位置として第１実施形態で述べたのと同様の第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを行い、エンドエフェクター２０の重心位置を算出する。このステップＳ２０２が、第８ステップに相当する。
【0108】
次いで、図５中のステップＳ２０３で示すように、特性値を関節１７６のイナーシャとして第１実施形態で述べたのと同様の第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを行い、関節１７６のイナーシャを算出する。このステップＳ２０３が、第９ステップに相当する。
【0109】
このように、垂直多関節ロボットにおいて、異なる複数種の特性値について算出し、設定することができる。これにより、設定される特性値の組み合わせも適正となり、より適正な動作パラメーターを算出し、設定することができる。よって、この動作パラメーターを用いてロボットアーム１０を動作させることにより、ロボットアーム１０により適正で迅速な動作を行わせることができる。
【0110】
このように、ロボットアーム１０は、垂直多関節ロボットのロボットアームであり、動作パラメーターは、エンドエフェクター２０の重量、エンドエフェクター２０の重心位置および関節１７６のイナーシャの特性値を含む。そして、算出方法は、特性値をエンドエフェクター２０の重量として第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを行う第７ステップと、特性値をエンドエフェクター２０の重心位置として第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを行う第８ステップと、特性値を関節１７６のイナーシャとして第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを行う第９ステップと、を有し、第７ステップと第８ステップと第９ステップとを任意の順序で実行する。
【0111】
このように、垂直多関節ロボットにおいて、異なる複数種の特性値について算出し、設定することができる。これにより、設定される特性値の組み合わせも適正となり、より適正な動作パラメーターを算出し、設定することができる。よって、この動作パラメーターを用いてロボットアーム１０を動作させることにより、ロボットアーム１０により適正で迅速な動作を行わせることができる。
【0112】
この場合、エンドエフェクター２０の重量の算出、エンドエフェクター２０の重心位置の算出およびイナーシャの算出の順で行うのが好ましい。すなわち、エンドエフェクター２０の重量を算出し、その算出した特性値を、エンドエフェクター２０の重心位置の算出の際に設定する初期のエンドエフェクター２０の重量の設定値とし、これら２つの特性値を、イナーシャの算出の際に設定する初期のエンドエフェクター２０の重量およびエンドエフェクター２０の重心位置の設定値とすることができる。これにより、イナーシャの算出をより適正に行うことができる。
【0113】
＜第３実施形態＞
図６は、本発明の算出方法の第３実施形態を示すフローチャートであり、特に、本発明の算出方法を用いて各種特性値を算出する順序の一例を示すフローチャートである。
図６は、本発明の算出方法の第３実施形態を示すフローチャートであり、特に、本発明の算出方法を用いて各種特性値を算出する順序の一例を示すフローチャートである。
【0114】
以下、図６を参照しつつ本発明の算出方法の第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説明し、共通点については説明を省略する。
【0115】
本実施形態におけるロボット１は、水平多関節ロボット、ロボットアーム１０は、当該水平多関節ロボットのロボットアームである。水平多関節ロボットとしては、例えば、特開２０２１－１２１４５０号公報に開示されているような水平多関節ロボット、いわゆるスカラーロボットが挙げられる。
【0116】
動作パラメーターは、特性値として、エンドエフェクター２０の重量、エンドエフェクター２０の重心位置、および関節１７６のイナーシャを含み、これらの特性値を所定の順序で算出する。
【0117】
ロボットがスカラーロボットである場合、図６に示すように、エンドエフェクター２０の重量の算出、イナーシャの算出およびエンドエフェクター２０の重心位置の算出を、この順で行うことが好ましい。
【0118】
本実施形態における算出方法では、まず、図６中のステップＳ３０１で示すように、特性値をエンドエフェクター２０の重量として、第１実施形態で述べたのと同様の第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを行い、エンドエフェクター２０の重量を算出する。このステップＳ３０１が、第５ステップに相当する。
【0119】
次いで、図６中のステップＳ３０２で示すように、特性値を関節１７６のイナーシャとして、第１実施形態で述べたのと同様の第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを行い、関節１７６のイナーシャを算出する。このステップＳ３０２が、第６ステップに相当する。
【0120】
以上述べたように、ロボットアーム１０は、水平多関節ロボットのロボットアームであり、動作パラメーターは、エンドエフェクター２０の重量および関節１７６のイナーシャの特性値を含む。そして、算出方法は、特性値をエンドエフェクター２０の重量として第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを行う第５ステップと、特性値を関節１７６のイナーシャとして第１ステップ、第２ステップ、第３ステップおよび第４ステップを行う第６ステップと、を有し、第５ステップと第６ステップとを任意の順序で実行する。
【0121】
本実施形態では、エンドエフェクター２０の重量の算出、関節１７６イナーシャの算出の順で行うのが好ましい。すなわち、エンドエフェクター２０の重量を算出し、その算出した特性値を、イナーシャの算出の際に設定する初期のエンドエフェクター２０の重量の設定値とすることができる。これにより、イナーシャの算出をより適正に行うことができる。
【0122】
なお、各特性値の算出は、上記順序に限定されず、関節１７６のイナーシャの算出を行ってからエンドエフェクター２０の重量の算出を行ってもよい。
【0123】
本実施形態において、さらに、特性値としてエンドエフェクター２０の重心位置の算出を行ってもよい。この場合、エンドエフェクター２０の重心位置は、エンドエフェクター２０の重量の算出の前に算出してもよく、エンドエフェクター２０の重量の算出とイナーシャの算出との間で算出してもよく、イナーシャの算出の後に行ってもよい。
【0124】
スカラーロボットにおける試験動作としては、特に限定されないが、エンドエフェクター２０の重量を算出する場合、第２アームを第１アームに対して９０°回転させて、その後、反対方向に９０°回転させる動作を繰り返す反復動作であることが好ましい。これにより、エンドエフェクター２０の重量の算出をより正確に行うことができる。
【0125】
スカラーロボットにおける試験動作としては、特に限定されないが、エンドエフェクター２０のイナーシャを算出する場合、第４アーム（シャフト）を３６０°回転させて、その後、反対方向に３６０°回転させる動作を繰り返す反復動作であることが好ましい。これにより、エンドエフェクター２０のイナーシャの算出をより正確に行うことができる。
【0126】
スカラーロボットにおける試験動作としては、特に限定されないが、エンドエフェクター２０の重心位置を算出する場合、第１アームを基台に対して回転させる動作、第２アームを第１アームに対して回転させる動作、および、第４アーム（シャフト）を回転させる動作を同時に行う複合動作であることが好ましい。これにより、エンドエフェクター２０の重心位置の算出をより正確に行うことができる。
【0127】
＜第４実施形態＞
図７は、本発明の算出方法（第４実施形態）の一例を示すフローチャートである。
図７は、本発明の算出方法（第４実施形態）の一例を示すフローチャートである。
【0128】
以下、図７を参照しつつ本発明の算出方法の第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説明し、共通点については説明を省略する。また、以下では、エンドエフェクター２０の重量の算出について代表的に説明する。
【0129】
（１）エンドエフェクター２０の重量の算出
１．ステップＳ１０１Ａ
まず、ステップＳ１０１Ａにおいて、各種設定を行う。本ステップは、作業者が教示装置４を用いて、動作プログラム、速度条件、動作パラメーターの特性値等を入力することによりなされる。
１．ステップＳ１０１Ａ
まず、ステップＳ１０１Ａにおいて、各種設定を行う。本ステップは、作業者が教示装置４を用いて、動作プログラム、速度条件、動作パラメーターの特性値等を入力することによりなされる。
【0130】
本ステップでは、特性値として、エンドエフェクター２０の重量の初期値および後述するステップＳ１０５Ａにおける判断の基準となる設定値ＴＢ０が設定される。
【0131】
設定値ＴＢ０は、しきい値とも言い、例えば、関節１７６の回転速度の下限値に対応したトルク値とされる。このような設定値ＴＢ０は、実験的に求められ、記憶部４２に記憶されていてもよく、作業者が適宜設定してもよい。
【0132】
２．ステップＳ１０２Ａ
次いで、制御装置３の制御部３１は、ステップＳ１０１Ａで設定された情報に基づいて、ロボットアーム１０に試験動作を行わせる。
次いで、制御装置３の制御部３１は、ステップＳ１０１Ａで設定された情報に基づいて、ロボットアーム１０に試験動作を行わせる。
【0133】
３．ステップＳ１０３Ａ（第１ステップ）
次いで、制御装置３は、トルクセンサー１８から取得したトルク情報を取得し、教示装置４に送信する。教示装置４は、取得部４５を介してトルク情報を取得する。
次いで、制御装置３は、トルクセンサー１８から取得したトルク情報を取得し、教示装置４に送信する。教示装置４は、取得部４５を介してトルク情報を取得する。
【0134】
取得部４５が取得するトルク情報は、例えば、図３中の細線で示すような、トルク値の経時変化、すなわち経時的なトルク値のデータＱ１である。図３は、横軸が時間、縦軸がトルクの実測値を示すグラフである。なお、図示の構成では、関節１７６の回転動作の加速および減速を１セットとして、４セット同じ動作を行っている。
【0135】
このようなステップＳ１０３Ａが、モーターＭ６を駆動して関節１７６を回転させて、モーターＭ６に生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップに相当する。
【0136】
４．ステップＳ１０４Ａ（第２ステップ）
教示装置４の制御部４１は、取得部４５を介して取得したトルク情報からトルク値ＴＢ１を取得する。本ステップでは、まず、制御部４１は、トルク情報に所定の補正処理を施して補正トルク情報を生成する。補正トルク情報としては、第１実施形態で述べた通りである。
教示装置４の制御部４１は、取得部４５を介して取得したトルク情報からトルク値ＴＢ１を取得する。本ステップでは、まず、制御部４１は、トルク情報に所定の補正処理を施して補正トルク情報を生成する。補正トルク情報としては、第１実施形態で述べた通りである。
【0137】
制御部４１は、第１実施形態と同様に、データＱ１で示される補正トルク情報のうち、最大トルク値をトルク値ＴＢ１とする。このようなステップＳ１０４Ａが、第１ステップで取得したトルク情報からトルク値ＴＢ１を取得する第２ステップに相当する。
【0138】
５．ステップＳ１０５Ａ（第３ステップ）
次いで、制御部４１は、ＴＢ０＜ＴＢ１であるか否かを判断する。すなわち、ステップＳ１０４で取得したトルク値ＴＢ１と設定値ＴＢ０とを比較し、トルク値ＴＢ１が、設定値ＴＡ０よりも大きいか否かを判断する。
次いで、制御部４１は、ＴＢ０＜ＴＢ１であるか否かを判断する。すなわち、ステップＳ１０４で取得したトルク値ＴＢ１と設定値ＴＢ０とを比較し、トルク値ＴＢ１が、設定値ＴＡ０よりも大きいか否かを判断する。
【0139】
ステップＳ１０５Ａにおいて、ＴＢ０＜ＴＢ１であると判断した場合、ステップＳ１０６Ａに移行し、ＴＢ０＜ＴＢ１ではないと判断した場合、ステップＳ１０７Ａに移行する。
【0140】
このようなステップＳ１０５Ａが、第２ステップで取得したトルク値ＴＢ１と、所定の設定値ＴＢ０とを比較する第３ステップである。
【0141】
６．ステップＳ１０６Ａ（第４ステップ）
制御部４１は、特性値の値を変更し、変更した値を記憶部４２に記憶する。すなわち、制御部４１は、エンドエフェクター２０の重量を、ステップＳ１０１Ａで設定された設定値、すなわちエンドエフェクター２０の重量の初期値よりも、所定の重量、例えば０．５ｋｇ軽い値に設定し直す。そして、その設定でステップＳ１０２Ａおよびそれ以降のステップを繰り返す。
制御部４１は、特性値の値を変更し、変更した値を記憶部４２に記憶する。すなわち、制御部４１は、エンドエフェクター２０の重量を、ステップＳ１０１Ａで設定された設定値、すなわちエンドエフェクター２０の重量の初期値よりも、所定の重量、例えば０．５ｋｇ軽い値に設定し直す。そして、その設定でステップＳ１０２Ａおよびそれ以降のステップを繰り返す。
【0142】
すなわち、１ループ目は、初期設定値のエンドエフェクター２０の重量を用いて試験動作を行い、取得したトルク値ＴＢ１と設定値ＴＢ０とを比較する。２ループ目は、初期設定値よりも所定値軽いエンドエフェクター２０の重量を用いて試験動作を行い、取得したトルク値ＴＡ１と設定値ＴＡ０とを比較する。３ループ目は、２ループ目での設定値よりも所定値軽いエンドエフェクター２０の重量を用いて試験動作を行い、取得したトルク値ＴＢ１と設定値ＴＢ０とを比較する。ループの回数を重ねるごとに、トルク値ＴＢ１が増大し、設定値ＴＢ０との差（ＴＢｘ）が段階的に小さくなり、ｎ回目のループでトルク値ＴＢ１が設定値ＴＢ０を下回る。すなわち、ｎ回目のループでＴＢｘ＜０となる。
【0143】
７．ステップＳ１０７Ａ（第４ステップ）
ｎ回目のステップＳ１０５Ａにおいて、ＴＢ０＜ＴＢ１ではないと判断すると、１つ前の特性値の値を設定する。すなわち、ｎ－１回目のループの際に用いた設定値であるエンドエフェクター２０の重量を、作業時に用いる動作パラメーターの特性値として記憶部４２に記憶する。
ｎ回目のステップＳ１０５Ａにおいて、ＴＢ０＜ＴＢ１ではないと判断すると、１つ前の特性値の値を設定する。すなわち、ｎ－１回目のループの際に用いた設定値であるエンドエフェクター２０の重量を、作業時に用いる動作パラメーターの特性値として記憶部４２に記憶する。
【0144】
このステップＳ１０６ＡおよびステップＳ１０７Ａが、ＴＢ０＜ＴＢ１≦１、かつ、ＴＢ１－ＴＢ０＝ＴＢｘが可及的に小さくなるように特性値の値を変更し、該特性値を含んだ動作パラメーターを求める第４ステップに相当する。
【0145】
このように、上記ステップにより設定される特性値は、ＴＢ１を減少させることによりＴＢｘを段階的にｎ回（ｎは２以上の整数）減少させ、０＜ＴＢｘとなったときの、ｎ－１回目の特性値である。すなわち、特性値の値を変更しつつ試験動作を行うことによりトルク値ＴＢ１を設定値ＴＢ０に近づけて行き、設定値ＴＢ０を超える直前のトルク値ＴＢ１に対応する特性値を求める。
【0146】
なお、ＴＢｘを１回目に１回減少させ、０＜ＴＢｘとなった場合は、１回目の特性値を特性値に設定する。
【0147】
また、高精度に特性値を設定する必要がない場合は、ＴＢ１を減少させることによりＴＢｘを段階的にｎ回（ｎは１以上の整数）減少させ、０＜ＴＢｘとなったときの、ｎ回目の特性値を特性値に設定してもよい。
【0148】
このようにして求められた特性値を含む動作パラメーターを用いてロボットアーム１０を動作させることにより、ロボットアーム１０の速度が必要以上に遅くなることなく、設定値ＴＢ０に可及的に近いトルク値を想定してロボットアーム１０を迅速に動作させることができる。
【0149】
以上より、本発明によれば、適正な動作パラメーターを算出することができ、この動作パラメーターを用いてロボットアーム１０を動作させることにより、ロボットアーム１０に適正で迅速な動作を行わせることができる。
【0150】
上記では、動作パラメーターの特性値として、（１）エンドエフェクター２０の重量の算出について説明したが、（２）エンドエフェクター２０の重心位置の算出および（３）イナーシャの算出に関しても、同様に行うことができる。
【0151】
（２）エンドエフェクター２０の重心位置の算出
エンドエフェクター２０の重心位置を求める場合、特性値をエンドエフェクター２０の重心位置とし、ステップＳ１０１Ａでは、エンドエフェクター２０の重心位置の初期位置を設定し、設定値ＴＢ０は、例えば、重心からの距離が許容最小限度とされる値に基づいて設定される。
エンドエフェクター２０の重心位置を求める場合、特性値をエンドエフェクター２０の重心位置とし、ステップＳ１０１Ａでは、エンドエフェクター２０の重心位置の初期位置を設定し、設定値ＴＢ０は、例えば、重心からの距離が許容最小限度とされる値に基づいて設定される。
【0152】
ステップＳ１０６Ａでは、ステップＳ１０１Ａで設定された初期位置よりも、所定値、例えば基準位置から０．１ｃｍ遠い位置に設定し直す。そして、その設定でステップＳ１０２Ａおよびそれ以降のステップを繰り返す。これにより、適正なエンドエフェクター２０の重心位置を算出することができる。
【0153】
（３）イナーシャの算出
関節１７６のイナーシャを求める場合、特性値をイナーシャとし、ステップＳ１０１Ａでは、エンドエフェクター２０のイナーシャの初期値を設定し、設定値ＴＢ０は、例えば、イナーシャの許容最小限度とされる値に基づいて設定される。
関節１７６のイナーシャを求める場合、特性値をイナーシャとし、ステップＳ１０１Ａでは、エンドエフェクター２０のイナーシャの初期値を設定し、設定値ＴＢ０は、例えば、イナーシャの許容最小限度とされる値に基づいて設定される。
【0154】
ステップＳ１０６Ａでは、ステップＳ１０１Ａで設定された初期値よりも、所定値、例えば、０．０１ｋｇ・ｍ２大きい値に設定し直す。そして、その設定でステップＳ１０２Ａおよびそれ以降のステップを繰り返す。これにより、適正なイナーシャを算出することができる。
【0155】
以上説明したように、本発明の算出方法は、回転軸Ｏ６を中心として回転する関節１７６と、関節１７６を回転駆動するモーターＭ６とを有し、先端にエンドエフェクター２０が設置されるロボットアーム１０の動作パラメーターを算出する算出方法である。また、動作パラメーターは、特性値としてのエンドエフェクター２０の重量、エンドエフェクター２０の重心位置、および関節１７６のイナーシャのうちの少なくとも１つを含む。また、算出方法は、モーターＭ６を駆動して関節１７６を回転させて、モーターＭ６に生じるトルクに関する情報であるトルク情報を取得する第１ステップと、第１ステップで取得したトルク情報から所定のトルク値ＴＢ１を取得する第２ステップと、第２ステップで取得したトルク値ＴＢ１と、所定の設定値ＴＢ０とを比較する第３ステップと、ＴＢ０／ＴＢ１≦１、かつ、ＴＢ１－ＴＢ０＝ＴＢｘが可及的に小さくなるように、特性値の値を変更して動作パラメーターを求める第４ステップと、を有し、第４ステップで求める動作パラメーターは、ＴＢ１を減少させることによりＴＢｘを段階的にｎ回減少させ、０＜ＴＢｘとなったときの、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）の特性値、またはｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の特性値を含む。
【0156】
このような第１ステップ～第４ステップを経ることにより、適正な動作パラメーターを算出し、設定することができる。よって、この動作パラメーターを用いてロボットアーム１０を動作させることにより、ロボットアーム１０に適正で迅速な動作を行わせることができる。
【0157】
＜第５実施形態＞
図８は、本発明の算出方法（第５実施形態）の一例を示すフローチャートである。
図８は、本発明の算出方法（第５実施形態）の一例を示すフローチャートである。
【0158】
以下、図８を参照しつつ本発明の算出方法の第５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説明し、共通点については説明を省略する。また、以下では、エンドエフェクター２０の重心位置の算出について代表的に説明する。
【0159】
本実施形態では、イナーシャの算出中にエラーが生じた場合、それを加味してエンドエフェクター２０の重心位置を変更することにより、イナーシャの算出を行う場合について説明する。
【0160】
【0161】
まず、第１実施形態と同様にイナーシャの算出を行い、ステップＳ１０４が完了したか、ステップＳ４００において、ＴＡ１＜ＴＣ０であるか否かを判断する。すなわち、ステップＳ１０４で取得したトルク値ＴＡ１と設定値ＴＣ０（異常しきい値）とを比較し、トルク値ＴＡ１が、設定値ＴＣ０よりも小さいか否かを判断する。ＴＡ１＜ＴＣ０であると判断した場合、ステップＳ１０５に移行し、ＴＡ１＜ＴＣ０ではないと判断した場合、過大なトルクが生じたと判断し、ステップＳ４０６に移行する。
【0162】
ステップＳ４０６では、重心位置を変更する。すなわち、ステップＳ４０１で設定された初期位置よりも、所定値、例えば基準位置から０．１ｃｍ遠い位置に設定し直す。そして、その設定でステップＳ４０２およびそれ以降のステップを繰り返す。このように、イナーシャの算出の際に、トルク値ＴＡ１が異常であった場合、エンドエフェクター２０の重心位置を変更することにより、互いの特性値を加味しつつ、イナーシャおよびエンドエフェクター２０の重心位置を適正かつバランスよく算出することができる。
【0163】
＜変形例＞
以上の各実施形態においては、トルク値を段階的にｎ回減少させ、トルク値が所定の条件を満たしたときに、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）または、ｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の特性値を特性値に設定することを示したがこれに限らない。例えば、ｎが２以上の整数のとき、ｎ－１回目の特性値とｎ回目の特性値との平均値を特性値に設定してもよく、また、ｎ－１回目の特性値とｎ回目の特性値とで直線補完し、計算により、設定値ちょうどのトルク値をとるときの特性値を求めてもよい。
以上の各実施形態においては、トルク値を段階的にｎ回減少させ、トルク値が所定の条件を満たしたときに、ｎ－１回目（このとき、ｎは２以上の整数）または、ｎ回目（このとき、ｎは１以上の整数）の特性値を特性値に設定することを示したがこれに限らない。例えば、ｎが２以上の整数のとき、ｎ－１回目の特性値とｎ回目の特性値との平均値を特性値に設定してもよく、また、ｎ－１回目の特性値とｎ回目の特性値とで直線補完し、計算により、設定値ちょうどのトルク値をとるときの特性値を求めてもよい。
【0164】
以上、本発明の算出方法および算出装置を図示の各実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。各実施形態における構成を、適宜組み合わせたり置換したりすることができる。また、本発明の算出方法には、任意の工程が付加されていてもよい。また、本発明の算出装置の各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構造物と置換することができる。また、任意の構造体が付加されていてもよい。
【符号の説明】
【0165】
１…ロボット、３…制御装置、４…教示装置、５…算出装置、１０…ロボットアーム、１１…基台、１２…第１アーム、１３…第２アーム、１４…第３アーム、１５…第４アーム、１６…第５アーム、１７…第６アーム、１８…トルクセンサー、２０…エンドエフェクター、３１…制御部、３２…記憶部、３３…通信部、４０…ディスプレイ、４１…制御部、４２…記憶部、４３…通信部、４４…入力操作部、４５…取得部、１００…ロボットシステム、１７１…関節、１７２…関節、１７３…関節、１７４…関節、１７５…関節、１７６…関節、Ｄ１…モータードライバー、Ｄ２…モータードライバー、Ｄ３…モータードライバー、Ｄ４…モータードライバー、Ｄ５…モータードライバー、Ｄ６…モータードライバー、Ｅ１…エンコーダー、Ｅ２…エンコーダー、Ｅ３…エンコーダー、Ｅ４…エンコーダー、Ｅ５…エンコーダー、Ｅ６…エンコーダー、Ｍ１…モーター、Ｍ２…モーター、Ｍ３…モーター、Ｍ４…モーター、Ｍ５…モーター、Ｍ６…モーター、ＴＣＰ…制御点、ＴＡ０…設定値、ＴＢ０…設定値、ＴＡ１…トルク値、ＴＢ１…トルク値、Ｏ６…回転軸、Ｑ１…データ、Ｑ２…データ、ＱＮ…外れ値
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
