特開 2024-71866 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】P2024071866

(43)【公開日】2024-05-27

(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 20060101AFI20240520BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182343

(22)【出願日】2022-11-15

(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

(72)【発明者】

【氏名】奥山 正幸

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS12

3C707KS21

3C707KS33

3C707KS35

3C707KX06

3C707KX10

3C707LT00

3C707LU06

3C707LV15

3C707MT08

(57)【要約】

【課題】搬送中のワークの振動を低減することの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。
【解決手段】ロボットアームと、ツールと、前記ロボットアームと前記ツールとの間に配置されている力検出部と、を有するロボットの制御方法であって、前記ツールで少なくとも一部が前記ツールに対して変位するワークを保持し、前記ロボットアームを動かして前記ワークを第１方向に移動させる移動工程と、前記移動中に前記ロボットの制御点が受ける力を検出する力検出工程と、前記検出した力が目標力となるように前記ロボットアームの駆動を力制御する制御工程と、を含む。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットアームと、ツールと、前記ロボットアームと前記ツールとの間に配置されている力検出部と、を有するロボットの制御方法であって、
前記ツールで少なくとも一部が前記ツールに対して変位するワークを保持し、前記ロボットアームを動かして前記ワークを第１方向に移動させる移動工程と、
前記移動中に前記ロボットの制御点が受ける力を検出する力検出工程と、
前記検出した力が目標力となるように前記ロボットアームの駆動を力制御する制御工程と、を含むことを特徴とするロボットの制御方法。

【請求項2】

前記目標力は、ゼロである請求項１に記載のロボットの制御方法。

【請求項3】

前記力検出工程では、前記力として前記第１方向の並進力を検出する請求項１に記載のロボットの制御方法。

【請求項4】

前記力検出工程では、前記力として前記第１方向に直交する水平軸まわりのトルクを検出する請求項１に記載のロボットの制御方法。

【請求項5】

前記第１方向が水平方向である請求項１に記載のロボットの制御方法。

【請求項6】

前記第１方向が水平方向および鉛直方向に対して傾斜した方向である請求項１に記載のロボットの制御方法。

【請求項7】

前記移動工程の間または前記移動工程の後に、前記ワークに対して所定の作業を行う作業工程を含む請求項１に記載のロボットの制御方法。

【請求項8】

ロボットアームと、ツールと、前記ロボットアームと前記ツールとの間に配置されている力検出部と、を有するロボットと、
前記ロボットの駆動を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記ツールで少なくとも一部が前記ツールに対して変位するワークを保持し、前記ロボットアームを動かして前記ワークを第１方向に移動させる移動工程と、
前記移動中に前記ロボットの制御点が受ける力を検出する力検出工程と、
前記検出した力が目標力となるように前記ロボットアームの駆動を力制御する制御工程と、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】

ロボットを使用する生産現場においては、生産効率の向上を図るためにロボットの動作を高速化してタクトタイムを短縮することが求められる。しかしながら、ロボットの動作をある程度以上高速化すると、減速機の歪みやロボットアームの剛性不足などに起因して動作中のロボットの先端部に振動が発生してしまう。

【0003】

ロボットの振動を抑制する技術として、例えば、特許文献１に記載されたロボットシステムが知られている。このロボットシステムでは、機械学習を用いてロボットの振動を抑制している。具体的には、学習制御の対象とする動作プログラムに基づいてロボットを実際に駆動させ、その際のセンサー検出値の時系列データと、ロボットのサーボモーターに対する位置指令値の時系列データと、を取得する。また、これら両データからロボットの振動量の時系列データを求め、このデータから振動補正量を求める。そして、求められた振動補正量に基づいて動作プログラムを補正する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１１８３５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のロボットシステムでは、事前に振動補正量を求めておく必要があり、決まったワークおよび決まった動作でなければ振動を抑制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】

【0006】

本発明のロボットの制御方法は、ロボットアームと、ツールと、前記ロボットアームと前記ツールとの間に配置されている力検出部と、を有するロボットの制御方法であって、
前記ツールで少なくとも一部が前記ツールに対して変位するワークを保持し、前記ロボットアームを動かして前記ワークを第１方向に移動させる移動工程と、
前記移動中に前記ロボットの制御点が受ける力を検出する力検出工程と、
前記検出した力が目標力となるように前記ロボットアームの駆動を力制御する制御工程と、を含む。

【0007】

本発明のロボットシステムは、ロボットアームと、ツールと、前記ロボットアームと前記ツールとの間に配置されている力検出部と、を有するロボットと、
前記ロボットの駆動を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記ツールで少なくとも一部が前記ツールに対して変位するワークを保持し、前記ロボットアームを動かして前記ワークを第１方向に移動させる移動工程と、
前記移動中に前記ロボットの制御点が受ける力を検出する力検出工程と、
前記検出した力が目標力となるように前記ロボットアームの駆動を力制御する制御工程と、を実行する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係るロボットシステムの構成図である。

【図2】ワークおよび移動時のワークの変位を示す図である。

【図3】制御装置のブロック部である。

【図4】ロボットの制御方法を示すフローチャートである。

【図5】第２実施形態に係るワークおよび移動時のワークの変位を示す図である。

【図6】第３実施形態に係るワークおよび移動時のワークの変位を示す図である。

【図7】第４実施形態に係るワークを示す図である。

【図8】第４実施形態に係るロボットの制御方法を示すフローチャートである。

【図9】作業工程の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るロボットシステムの構成図である。図２は、ワークおよび移動時のワークの変位を示す図である。図３は、制御装置のブロック部である。図４は、ロボットの制御方法を示すフローチャートである。

【0011】

図１に示すロボットシステム１は、ワークＷを保持するロボット２と、ロボット２の駆動を制御する制御装置３と、を有する。

【0012】

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る。ロボット２は、ベース２１と、ベース２１に回動自在に連結されたロボットアーム２２と、ロボットアーム２２の先端に装着されたツール２３と、ロボットアーム２２とツール２３との間に配置された力検出部としての力センサー２４と、を有する。

【0013】

また、ロボットアーム２２は、６本のアーム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、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６を備えている。これら６つの関節Ｊ１～Ｊ６のうち、関節Ｊ２、Ｊ３、Ｊ５が曲げ関節であり、関節Ｊ１、Ｊ４、Ｊ６がねじり関節である。

【0014】

関節Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６には、それぞれ、モーターＭとエンコーダーＥとが設置されている。制御装置３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の回転角度を目標位置Ｐｒｅｆに一致させるフィードバック制御を実行する。これにより、ツール２３で把持したワークＷを所望の軌道で搬送することができる。

【0015】

また、ツール２３は、ワークＷを保持する構成であり、フック状の引っ掛け部２３１を有する。このようなツール２３は、引っ掛け部２３１にワークＷを引っ掛けることでワークＷを保持することができる。ただし、ツール２３の構成は、ワークＷを保持することができれば、特に限定されない。

【0016】

また、力センサー２４は、互いに直交する３つの検出軸を有し、各検出軸に沿う並進力（軸力）および各検出軸まわりの回転力（トルク）をそれぞれ独立して検出することができる６軸力センサーである。

【0017】

また、ロボット２には、ベース２１を座標系の基準位置として設定されたロボット座標系と、制御点であるツールセンターポイント（以下、「ＴＣＰ」とも言う。）を座標系の基準位置として設定されたツール座標系と、力センサー２４を座標系の基準位置として設定されたセンサー座標系と、が設定されている。なお、ＴＣＰは、ツール２３に設定される基準点であり、ユーザーが任意に設定することができる。

【0018】

以上、ロボット２について説明したが、ロボット２の構成は、特に限定されない。例えば、スカラロボット（水平多関節ロボット）、上述のロボットアーム２２を２本備えた双腕ロボット等であってもよい。また、ベース２１が固定されていない自走式のロボットであってもよい。

【0019】

ワークＷは、ツール２３に保持された状態において、少なくとも一部がツール２３に対して変位する。そのため、ロボット２でワークＷを搬送する際、主に慣性力によってワークＷが振動する。搬送中にワークＷが振動すると、その振動がロボット２に伝わってロボット２の駆動が不安定になるおそれがある。また、ワークＷの振動が収まるまで次の作業に進むことができず、タクトタイムが長くなるおそれもある。また、例えば、ワークＷに対象物Ｑが載置されているような場合には、ワークＷの振動によって対象物ＱがワークＷから落下するおそれもある。そこで、制御装置３は、搬送中のワークＷの振動を低減して上記問題を解消すべく、力制御を用いてロボット２の駆動を制御する。なお、制御装置３の構成や制御方法については後述する。

【0020】

本実施形態のワークＷは、筐体Ｗ１１と、筐体Ｗ１１に取り付けられた把持部Ｗ１２と、を備えるワーク本体Ｗ１と、ワーク本体Ｗ１に載置された対象物Ｑと、を有する。このようなワークＷは、把持部Ｗ１２が引っ掛け部２３１に引っ掛けられてツール２３に保持される。把持部Ｗ１２が引っ掛け部２３１に引っ掛けられた状態では、ワークＷは、ツール２３に対して振り子のように揺動可能である。また、筐体Ｗ１１は、棚状になっており、筐体Ｗ１１内には複数の対象物Ｑが載置されている。そのため、例えば、図２に示すように、ロボット２を動かしてワークＷを第１方向Ａに搬送すると、ワークＷが第１方向Ａに直交する水平軸Ｊｇまわりに揺動する。そのため、前述したように、ロボット２の駆動が不安定になったり、タクトタイムが長くなったり、対象物Ｑが落下したりするおそれがある。

【0021】

制御装置３は、ロボット２の駆動を制御する。制御装置３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プログラム等を読み込んで実行することができる。

【0022】

このような制御装置３は、ワークＷを搬送する際の振動を低減するために力制御を用いてロボット２の駆動を制御する。図３に示すように、制御装置３は、力制御部３１と、指令統合部３３と、を有する。

【0023】

制御装置３は、各モーターＭの回転角つまり各エンコーダーＥの出力信号から導出される各関節Ｊ１～Ｊ６の回転角と、ロボット座標系におけるＴＣＰの位置および姿勢（以下、単に「位置姿勢」とも言う。）と、を相互に変換する第１変換部Ｕ１を有する。第１変換部Ｕ１は、ロボット座標系におけるＴＣＰの位置を各モーターＭの回転角に変換することができ、反対に、各モーターＭの回転角をロボット座標系におけるＴＣＰの位置に変換することができる。

【0024】

また、制御装置３は、センサー座標系とツール座標系との対応関係に基づいて、力センサー２４により検出される力Ｆ０をツール座標系における力つまりＴＣＰに作用する力Ｆ１に変換する第２変換部Ｕ２を有する。第２変換部Ｕ２は、力Ｆ１の力成分と、力Ｆ１のトルク成分と、を算出することができる。

【0025】

力制御部３１は、力検出部３１１と、力制御補正量算出部３１２と、第３変換部Ｕ３と、を有する。力制御部３１は、ＴＣＰに作用する力Ｆ１を所定の目標力Ｆｒｅｆに制御する機能を有する。具体的には、力制御部３１は、力Ｆ１を目標力Ｆｒｅｆにするように目標位置Ｐｒｅｆを補正する力制御補正量ΔＰを算出し、指令統合部３３に出力する。

【0026】

力検出部３１１は、力センサー２４からの出力に基づいてＴＣＰに作用する力Ｆ２を検出する。具体的には、力検出部３１１は、第２変換部Ｕ２を介して力センサー２４から取得される力Ｆ１に対して重力に起因する成分を除去する重力補償を施し、重力の影響を有しないＴＣＰに作用する力Ｆ２を検出する。

【0027】

ここで、本実施形態では、力検出部３１１は、力Ｆ２としてワークＷの移動方向である第１方向Ａに直交する水平軸Ｊｇまわりのトルクを検出する。ワークＷは、慣性力によって第１方向Ａへの移動中に水平軸Ｊｇまわりに特に揺動し易い。そのため、水平軸Ｊｇまわりのトルクを検出することにより、移動中のワークＷの振動をより効果的に低減することができる。なお、ワークＷの移動方向については、例えば、動作プログラムから取得することができる。

【0028】

力制御補正量算出部３１２は、目標力Ｆｒｅｆと力Ｆ２とから、力Ｆ２を目標力Ｆｒｅｆにするように目標位置Ｐｒｅｆを補正する力制御補正量ΔＰを算出する。力制御補正量ΔＰは、ＴＣＰが機械的インピーダンスを受けた場合において、目標力Ｆｒｅｆと力Ｆ２との力偏差（＝Ｆｒｅｆ－Ｆ２）を解消するために、ＴＣＰが位置から移動すべき量を意味する。力制御補正量算出部３１２は、例えば、仮想の機械的インピーダンスを各モーターＭによって実現するインピーダンス制御により力制御補正量ΔＰを算出する。

【0029】

ここで、目標力Ｆｒｅｆとしては、特に限定されないが、小さい程、移動中のワークＷの振動を低減することができる。そのため、本実施形態では、目標力Ｆｒｅｆが０（ゼロ）に設定されている。これにより、移動中のワークＷの振動をより効果的に低減することができる。

【0030】

第３変換部Ｕ３は、ツール座標系とロボット座標系との対応関係に基づいて、力制御補正量ΔＰをロボット座標系における力制御補正量ΔＰ１に変換する。

【0031】

指令統合部３３は、フィードバック制御部３３１と、前述した第１変換部Ｕ１および第２変換部Ｕ２と、力制御補正量加算部３３２と、を有する。指令統合部３３は、目標位置Ｐｒｅｆと、力制御部３１により算出された力制御補正量ΔＰ１とを統合する。指令統合部３３は、統合した制御指令に応じた目標値を達成するように、ロボット２に操作量を出力する。

【0032】

力制御補正量加算部３３２は、目標位置Ｐｒｅｆに力制御補正量ΔＰ１を加算し、各モーターＭの指令位置Ｐｔｔを算出する。指令位置Ｐｔｔは、ロボット座標系における最終的なＴＣＰの目標値を意味する。第１変換部Ｕ１は、ロボット座標系における指令位置Ｐｔｔを、各モーターＭの目標角Ｄｔに変換する。

【0033】

フィードバック制御部３３１は、各モーターＭの実際の回転角Ｄａを制御量として目標角Ｄｔに制御するフィードバック制御を行う。フィードバック制御部３３１は、各エンコーダーＥの出力から回転角Ｄａを取得する。フィードバック制御部３３１は、回転角Ｄａ、目標角Ｄｔから操作量Ｄｃを算出して、各モーターＭを制御する。

【0034】

以上、制御装置３について説明した。次に、図４に示すフローチャートを参照してロボットの制御方法について説明する。ロボットの制御方法は、ロボットアーム２２を駆動してワークＷを第１方向Ａに移動させる移動工程Ｓ１と、第１方向Ａへの移動中にＴＣＰが受ける力Ｆ２を検出する力検出工程Ｓ２と、検出した力Ｆ２が目標力Ｆｒｅｆとなるようにロボットアーム２２の駆動を制御する制御工程Ｓ３と、を含む。なお、力検出工程Ｓ２および制御工程Ｓ３は、移動工程Ｓ１中に行われる。

【0035】

［移動工程Ｓ１］
移動工程Ｓ１では、制御装置３は、ステップＳ１１として、ロボットアーム２２を動かして、ＴＣＰを目標位置Ｐｒｅｆへ向けて移動させる。これにより、ＴＣＰの目標位置Ｐｒｅｆへの移動が開始される。次に、制御装置３は、ステップＳ１２として、ＴＣＰが目標位置Ｐｒｅｆに到達したかを判定する。制御装置３は、ＴＣＰが目標位置Ｐｒｅｆに到達した場合は、ロボット２の制御を終了し、ＴＣＰが目標位置Ｐｒｅｆに到達していない場合は、力検出工程Ｓ２に移行する。

【0036】

［力検出工程Ｓ２］
力検出工程Ｓ２では、制御装置３は、ステップＳ２１として、ＴＣＰの目標位置Ｐｒｅｆへの移動が開始されてからＴＣＰが目標位置Ｐｒｅｆに到達するまでの間、力センサー２４により検出される力Ｆ０に基づいて、所定の周期で力Ｆ２を算出する。

【0037】

［制御工程Ｓ３］
制御工程Ｓ３では、制御装置３は、ステップＳ３１として、力Ｆ２と目標力Ｆｒｅｆとに基づいて力制御補正量ΔＰを算出する。次に、制御装置３は、ステップＳ３２として、力制御補正量ΔＰをロボット座標系に変換して力制御補正量ΔＰ１を算出する。次に、制御装置３は、ステップＳ３３として、力制御補正量ΔＰ１と目標位置Ｐｒｅｆとに基づいて各モーターＭの指令位置Ｐｔｔを算出する。次に、制御装置３は、ステップＳ３４として、指令位置Ｐｔｔに基づいてロボット２の駆動を制御する。

【0038】

このような制御方法によれば、目標位置Ｐｒｅｆへの移動中のワークＷの振動を効果的に低減することができる。そのため、目標位置Ｐｒｅｆへの移動中のロボット２の駆動が安定する。また、目標位置Ｐｒｅｆへの移動が完了した後、速やかに次の作業に進むことができる。そのため、タクトタイムを短縮することができ、生産性が向上する。また、目標位置Ｐｒｅｆへの移動中の対象物Ｑの落下を抑制することもでき、作業エラーの発生を効果的に抑制することもできる。特に、上述の制御方法によれば、事前に補正量を求めておく必要がなく、どのようなワークＷでも、かつ、どのような動作でも、移動中のワークＷの振動を低減することができる。そのため、容易かつ利便性の高いロボットの制御方法となる。

【0039】

以上のように、本実施形態のロボットの制御方法は、ロボットアーム２２と、ツール２３と、ロボットアーム２２とツール２３との間に配置されている力検出部である力センサー２４と、を有するロボット２の制御方法であって、ツール２３で少なくとも一部がツール２３に対して変位するワークＷを保持し、ロボットアーム２２を動かしてワークＷを第１方向Ａに移動させる移動工程Ｓ１と、移動中に制御点が受ける力を検出する力検出工程Ｓ２と、検出した力が目標力Ｆｒｅｆとなるようにロボットアーム２２の駆動を力制御する制御工程Ｓ３と、を含む。

【0040】

これにより、移動中のワークＷの振動を効果的に低減することができる。そのため、目標位置Ｐｒｅｆへの移動中のロボット２の駆動が安定する。また、目標位置Ｐｒｅｆへの移動が完了した後、速やかに次の作業に進むことができる。そのため、タクトタイムを短縮することができ、生産性が向上する。また、目標位置Ｐｒｅｆへの移動中の対象物Ｑの落下を抑制することもでき、作業エラーの発生を効果的に抑制することもできる。特に、上述の制御方法によれば、事前に補正量を求めておく必要がなく、どのようなワークＷでも、かつ、どのような動作でも、移動中のワークＷの振動を低減することができる。そのため、容易かつ利便性の高いロボットの制御方法となる。

【0041】

また、前述したように、目標力Ｆｒｅｆは、ゼロである。これにより、移動中のワークＷの振動をより効果的に低減することができる。

【0042】

また、前述したように、力検出工程Ｓ２では、力Ｆ２として第１方向Ａに直交する水平軸Ｊｇまわりのトルクを検出する。第１方向Ａへの移動中、ワークＷは、水平軸Ｊｇまわりに揺動し易い。したがって、力Ｆ２として水平軸Ｊｇまわりのトルクを検出することにより、移動中のワークＷの振動をより効果的に低減することができる。

【0043】

また、前述したように、第１方向Ａが水平方向である。これにより、ワークＷがより振動し易くなり、上述の力制御の効果がより顕著となる。

【0044】

また、前述したように、ロボットシステム１は、ロボットアーム２２と、ツール２３と、ロボットアーム２２とツール２３との間に配置されている力検出部である力センサー２４と、を有するロボット２と、ロボット２の駆動を制御する制御装置３と、を有する。また、制御装置３は、ツール２３で少なくとも一部がツール２３に対して変位するワークＷを保持し、ロボットアーム２２を動かしてワークＷを第１方向Ａに移動させる移動工程Ｓ１と、移動中に制御点が受ける力を検出する力検出工程Ｓ２と、検出した力が目標力Ｆｒｅｆとなるようにロボットアーム２２の駆動を力制御する制御工程Ｓ３と、を実行する。

【0045】

これにより、移動中のワークＷの振動を効果的に低減することができる。そのため、目標位置Ｐｒｅｆへの移動中のロボット２の駆動が安定する。また、目標位置Ｐｒｅｆへの移動が完了した後、速やかに次の作業に進むことができる。そのため、タクトタイムを短縮することができ、生産性が向上する。また、目標位置Ｐｒｅｆへの移動中の対象物Ｑの落下を抑制することもでき、作業エラーの発生を効果的に抑制することもできる。特に、上述の制御方法によれば、事前に補正量を求めておく必要がなく、どのようなワークＷでも、かつ、どのような動作でも、移動中のワークＷの振動を低減することができる。そのため、容易かつ利便性の高いロボットシステム１となる。

【0046】

＜第２実施形態＞
図５は、第２実施形態に係るワークおよび移動時のワークの変位を示す図である。

【0047】

本実施形態に係るロボットの制御方法は、ワークＷの移動方向である第１方向Ａが異なること以外は、前述した第１実施形態のロボットの制御方法と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態のロボットの制御方法に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の図では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。

【0048】

本実施形態のロボットの制御方法では、図５に示すように、ワークＷの移動方向である第１方向Ａが水平方向および鉛直方向に対して傾斜した方向である。このような方向であっても、ワークＷが水平軸Ｊｇまわりに揺動し易い。したがって、制御装置３による力制御の効果がより顕著となる。

【0049】

このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0050】

＜第３実施形態＞
図６は、第３実施形態に係るワークおよび移動時のワークの変位を示す図である。

【0051】

本実施形態に係るロボットの制御方法は、ワークＷの構成および力Ｆ２の種類が異なること以外は、前述した第１実施形態のロボットの制御方法と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態のロボットの制御方法に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の図では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。

【0052】

図６に示すように、本実施形態のワークＷは、トレーＷ３と、トレーＷ３上に載置された対象物Ｑと、を有する。対象物Ｑは、例えば、食器である。そして、このようなワークＷは、トレーＷ３を水平にした姿勢でツール２３に保持されている。この状態でワークＷを第１方向Ａに移動させると、慣性力によって対象物ＱがトレーＷ３に対して移動方向後方側に滑るように変位する。そのため、移動中に対象物ＱがトレーＷ３から落下するおそれがある。

【0053】

このようなワークＷの場合、制御装置３の力検出部３１１は、力Ｆ２としてワークＷの移動方向である第１方向Ａの並進力を検出する。前述したように、トレーＷ３上の対象物Ｑは、慣性力によって第１方向Ａの反対側に変位し易いため、第１方向Ａの並進力を検出することにより、対象物Ｑの変位をより効果的に低減することができる。

【0054】

以上のように、力検出工程Ｓ２では、力Ｆ２として第１方向Ａの並進力を検出する。第１方向Ａへの移動中、ワークＷは、第１方向Ａと反対側の方向に変位し易い。したがって、力Ｆ２として第１方向Ａの並進力を検出することにより、移動中のワークＷの変位をより効果的に低減することができる。

【0055】

このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0056】

＜第４実施形態＞
図７は、第４実施形態に係るワークを示す図である。図８は、第４実施形態に係るロボットの制御方法を示すフローチャートである。図９は、作業工程の一例を示す図である。

【0057】

本実施形態に係るロボットの制御方法は、移動工程Ｓ１中または移動工程Ｓ１の後に行われる作業工程Ｓ４をさらに有すること以外は、前述した第１実施形態のロボットの制御方法と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態のロボットの制御方法に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、本実施形態の各図では、前述した実施形態と同様の構成について、同一符号を付している。

【0058】

図７に示すように、本実施形態のワークＷは、作業対象物Ｗ４１をフックＷ４２で吊り下げた構成であり、フックＷ４２がツール２３の引っ掛け部２３１に引っ掛けられている。そのため、ワークＷを第１方向Ａへ移動させると、ワークＷがツール２３に対して水平軸Ｊｇまわりに揺動する。

【0059】

次に、図８に示すフローチャートを参照してロボットの制御方法について説明する。ロボットの制御方法は、ロボットアーム２２を駆動してワークＷを第１方向Ａに移動させる移動工程Ｓ１と、第１方向Ａへの移動中にＴＣＰが受ける力Ｆ２を検出する力検出工程Ｓ２と、検出した力Ｆ２が目標力Ｆｒｅｆとなるようにロボットアーム２２の駆動を制御する制御工程Ｓ３と、ワークＷに対して所定の作業を行う作業工程Ｓ４と、を含む。なお、力検出工程Ｓ２および制御工程Ｓ３は、移動工程Ｓ１中に行われる。これに対して、作業工程Ｓ４は、移動工程Ｓ１の後に行われる。

【0060】

作業工程Ｓ４では、ワークＷに対して所定の作業が行われる。所定の作業としては、特に限定されないが、本実施形態では、図９に示すように、吹き付け塗装装置９を用いてワークＷを塗装する塗装作業である。前述したように、制御装置３による力制御によって移動工程Ｓ１中のワークＷの変位が低減されるため、移動工程Ｓ１が終了した後、より迅速に、作業工程Ｓ４に進むことができる。そのため、タクトタイムを短縮することができる。

【0061】

なお、作業工程Ｓ４は、移動工程Ｓ１の後ではなく、移動工程Ｓ１中に行われてもよい。つまり、ＴＣＰを目標位置Ｐｒｅｆに向けて移動させつつ、ワークＷに対して塗装作業を行ってもよい。これにより、移動工程Ｓ１と作業工程Ｓ４とを並行して行うことができ、タクトタイムをさらに短縮することができる。特に、前述したように、制御装置３による力制御によって移動工程Ｓ１中のワークＷの変位が低減されるため、移動工程Ｓ１中においても作業工程Ｓ４を高い精度で行うことができる。

【0062】

以上のように、本実施形態のロボットの制御方法は、移動工程Ｓ１中または移動工程Ｓ１の後に、ワークＷに対して所定の作業を行う作業工程を含む。移動工程Ｓ１中に作業工程Ｓ４を行う場合には、これら工程Ｓ１、Ｓ４を並行して行うことができるため、タクトタイムを短縮することができる。特に、前述したように、制御装置３による力制御によって移動工程Ｓ１中のワークＷの振動が低減されるため、移動工程Ｓ１中においても作業工程Ｓ４を高い精度で行うことができる。一方、移動工程Ｓ１の後に作業工程Ｓ４を行う場合には、移動工程Ｓ１の後、より迅速に作業工程Ｓ４に進むことができる。そのため、タクトタイムを短縮することができる。

【0063】

このような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0064】

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い。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】

【0065】

１…ロボットシステム、２…ロボット、２１…ベース、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…ツール、２３１…引っ掛け部、２４…力センサー、３…制御装置、３１…力制御部、３１１…力検出部、３１２…力制御補正量算出部、３３…指令統合部、３３１…フィードバック制御部、３３２…力制御補正量加算部、９…吹き付け塗装装置、Ａ…第１方向、Ｄａ…回転角、Ｄｃ…操作量、Ｄｔ…目標角、Ｅ…エンコーダー、Ｆ０…力、Ｆ１…力、Ｆ２…力、Ｆｒｅｆ…目標力、Ｊ１…関節、Ｊ２…関節、Ｊ３…関節、Ｊ４…関節、Ｊ５…関節、Ｊ６…関節、Ｊｇ…水平軸、Ｍ…モーター、Ｐｒｅｆ…目標位置、Ｐｔｔ…指令位置、Ｑ…対象物、Ｓ１…移動工程、Ｓ１１…ステップ、Ｓ１２…ステップ、Ｓ２…力検出工程、Ｓ２１…ステップ、Ｓ３…制御工程、Ｓ３１…ステップ、Ｓ３２…ステップ、Ｓ３３…ステップ、Ｓ３４…ステップ、Ｓ４…作業工程、ＴＣＰ…ツールセンターポイント、Ｕ１…第１変換部、Ｕ２…第２変換部、Ｕ３…第３変換部、Ｗ…ワーク、Ｗ１…ワーク本体、Ｗ１１…筐体、Ｗ１２…把持部、Ｗ３…トレー、Ｗ４１…作業対象物、Ｗ４２…フック、ΔＰ…力制御補正量、ΔＰ１…力制御補正量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】