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特開2024-78698ロボット監視方法、ロボット監視装置およびロボットモデル作成方法
(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】P2024078698
(43)【公開日】2024-06-11
(54)【発明の名称】ロボット監視方法、ロボット監視装置およびロボットモデル作成方法
(51)【国際特許分類】
B25J 19/06 20060101AFI20240604BHJP
【ＦＩ】
B25J19/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022191193
(22)【出願日】2022-11-30
(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】田辺 輝
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707BS12
3C707BS15
3C707JS03
3C707JS07
3C707KS16
3C707KS20
3C707LS20
3C707MS15
(57)【要約】
【課題】汎用性に優れるロボット監視方法、ロボット監視装置およびロボットモデル作成方法を提供すること。
【解決手段】ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する第１ロボットアームを備える第１ロボットと、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する第２ロボットアームを備える第２ロボットと、に兼用のロボットモデルデータを用いてロボットモデルを作成する第１工程と、第１工程で作成されたロボットモデルに基づいて第１ロボットまたは第２ロボットの監視を行う第２工程と、を有するロボット監視方法。
【選択図】図８
【解決手段】ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する第１ロボットアームを備える第１ロボットと、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する第２ロボットアームを備える第２ロボットと、に兼用のロボットモデルデータを用いてロボットモデルを作成する第１工程と、第１工程で作成されたロボットモデルに基づいて第１ロボットまたは第２ロボットの監視を行う第２工程と、を有するロボット監視方法。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する第１ロボットアームを備える第１ロボットと、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する第２ロボットアームを備える第２ロボットと、に兼用のロボットモデルデータを用いてロボットモデルを作成する第１工程と、
前記第１工程で作成された前記ロボットモデルに基づいて前記第１ロボットまたは前記第２ロボットの監視を行う第２工程と、を有し、
前記第１工程では、
監視対象が前記第１ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第１ロボットの関節データとして、ｍ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡを割り当て、
前記第１ロボットのアームデータとして、ｍ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表した第１アームデータＢを割り当て、
監視対象が前記第２ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第２ロボットの関節データとして、ｎ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤを割り当て、
第２ロボットのアームデータとして、ｎ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦを割り当てることを特徴とするロボット監視方法。
前記第１工程で作成された前記ロボットモデルに基づいて前記第１ロボットまたは前記第２ロボットの監視を行う第２工程と、を有し、
前記第１工程では、
監視対象が前記第１ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第１ロボットの関節データとして、ｍ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡを割り当て、
前記第１ロボットのアームデータとして、ｍ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表した第１アームデータＢを割り当て、
監視対象が前記第２ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第２ロボットの関節データとして、ｎ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤを割り当て、
第２ロボットのアームデータとして、ｎ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦを割り当てることを特徴とするロボット監視方法。
【請求項2】
前記第１ロボットは、垂直多関節６軸ロボットであり、
前記第２ロボットは、水平多関節４軸ロボットであり、
前記第１工程では、第２ロボットのアームデータとして、実在する４個のアームおよび関節に、それぞれ前記第２関節データＣおよび前記第２アームデータＥを割り当てるとともに、実在しないアームおよび関節に、それぞれ前記第２関節データＤおよび前記第２アームデータＦを割り当てる請求項１に記載のロボット監視方法。
前記第２ロボットは、水平多関節４軸ロボットであり、
前記第１工程では、第２ロボットのアームデータとして、実在する４個のアームおよび関節に、それぞれ前記第２関節データＣおよび前記第２アームデータＥを割り当てるとともに、実在しないアームおよび関節に、それぞれ前記第２関節データＤおよび前記第２アームデータＦを割り当てる請求項１に記載のロボット監視方法。
【請求項3】
ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する第１ロボットアームを備える第１ロボットと、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する第２ロボットアームを備える第２ロボットと、に兼用のロボットモデルデータを用いて作成されたロボットモデルを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記ロボットモデルに基づいて前記第１ロボットまたは前記第２ロボットの監視を行う監視部と、を備え、
前記ロボットモデルは、
監視対象が前記第１ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第１ロボットの関節データとして、ｍ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡが割り当てられ、
前記第１ロボットのアームデータとして、ｍ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表した第１アームデータＢが割り当てられ、
監視対象が前記第２ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第２ロボットの関節データとして、ｎ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣが割り当てられているとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤが割り当てられており、
第２ロボットのアームデータとして、ｎ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥが割り当てられているとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦが割り当てられていることを特徴とするロボット監視装置。
前記取得部が取得した前記ロボットモデルに基づいて前記第１ロボットまたは前記第２ロボットの監視を行う監視部と、を備え、
前記ロボットモデルは、
監視対象が前記第１ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第１ロボットの関節データとして、ｍ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡが割り当てられ、
前記第１ロボットのアームデータとして、ｍ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表した第１アームデータＢが割り当てられ、
監視対象が前記第２ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第２ロボットの関節データとして、ｎ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣが割り当てられているとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤが割り当てられており、
第２ロボットのアームデータとして、ｎ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥが割り当てられているとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦが割り当てられていることを特徴とするロボット監視装置。
【請求項4】
ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する第１ロボットアームを備える第１ロボットと、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する第２ロボットアームを備える第２ロボットと、に兼用のロボットモデルデータを用いてロボットモデルを作成する第１工程を有し、
前記第１工程では、
監視対象が前記第１ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第１ロボットの関節データとして、ｍ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡを割り当て、
前記第１ロボットのアームデータとして、ｍ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表した第１アームデータＢを割り当て、
監視対象が前記第２ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第２ロボットの関節データとして、ｎ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤを割り当て、
第２ロボットのアームデータとして、ｎ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦを割り当てることを特徴とするロボットモデル作成方法。
前記第１工程では、
監視対象が前記第１ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第１ロボットの関節データとして、ｍ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡを割り当て、
前記第１ロボットのアームデータとして、ｍ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表した第１アームデータＢを割り当て、
監視対象が前記第２ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第２ロボットの関節データとして、ｎ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤを割り当て、
第２ロボットのアームデータとして、ｎ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦを割り当てることを特徴とするロボットモデル作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボット監視方法、ロボット監視装置およびロボットモデル作成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ロボットを安全に動作させるために、ロボットの動作を監視することが行われている。例えば、特許文献１に記載の装置は、マニピュレーター構造に基づく各アームの長さの差や、各軸間のオフセット量といった静的パラメータを、ＤＨ記法を用いてロボットモデルを作成し、ロボットの動作における位置姿勢を推定することにより監視を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１６４８３８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のような、ＤＨ記法を用いたロボットモデルを利用する順運動学計算は、マニピュレーター構造に応じて監視処理を用意する必要があり、マニピュレーターの構造が異なる複数のロボットに対応することができず、汎用性に乏しいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明のロボット監視方法は、ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する第１ロボットアームを備える第１ロボットと、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する第２ロボットアームを備える第２ロボットと、に兼用のロボットモデルデータを用いてロボットモデルを作成する第１工程と、
前記第１工程で作成された前記ロボットモデルに基づいて前記第１ロボットまたは前記第２ロボットの監視を行う第２工程と、を有し、
前記第１工程では、
監視対象が前記第１ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第１ロボットの関節データとして、ｍ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡを割り当て、
前記第１ロボットのアームデータとして、ｍ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表した第１アームデータＢを割り当て、
監視対象が前記第２ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第２ロボットの関節データとして、ｎ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤを割り当て、
第２ロボットのアームデータとして、ｎ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦを割り当てることを特徴とする。
前記第１工程で作成された前記ロボットモデルに基づいて前記第１ロボットまたは前記第２ロボットの監視を行う第２工程と、を有し、
前記第１工程では、
監視対象が前記第１ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第１ロボットの関節データとして、ｍ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡを割り当て、
前記第１ロボットのアームデータとして、ｍ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表した第１アームデータＢを割り当て、
監視対象が前記第２ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第２ロボットの関節データとして、ｎ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤを割り当て、
第２ロボットのアームデータとして、ｎ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦを割り当てることを特徴とする。
【0006】
本発明のロボット監視装置は、ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する第１ロボットアームを備える第１ロボットと、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する第２ロボットアームを備える第２ロボットと、に兼用のロボットモデルデータを用いて作成されたロボットモデルを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記ロボットモデルに基づいて前記第１ロボットまたは前記第２ロボットの監視を行う監視部と、を備え、
前記ロボットモデルは、
監視対象が前記第１ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第１ロボットの関節データとして、ｍ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡが割り当てられ、
前記第１ロボットのアームデータとして、ｍ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表した第１アームデータＢが割り当てられ、
監視対象が前記第２ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第２ロボットの関節データとして、ｎ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣが割り当てられているとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤが割り当てられており、
第２ロボットのアームデータとして、ｎ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥが割り当てられているとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦが割り当てられていることを特徴とする。
前記取得部が取得した前記ロボットモデルに基づいて前記第１ロボットまたは前記第２ロボットの監視を行う監視部と、を備え、
前記ロボットモデルは、
監視対象が前記第１ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第１ロボットの関節データとして、ｍ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡが割り当てられ、
前記第１ロボットのアームデータとして、ｍ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表した第１アームデータＢが割り当てられ、
監視対象が前記第２ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第２ロボットの関節データとして、ｎ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣが割り当てられているとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤが割り当てられており、
第２ロボットのアームデータとして、ｎ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥが割り当てられているとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦが割り当てられていることを特徴とする。
【0007】
本発明のロボットモデル作成方法は、ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する第１ロボットアームを備える第１ロボットと、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する第２ロボットアームを備える第２ロボットと、に兼用のロボットモデルデータを用いてロボットモデルを作成する第１工程を有し、
前記第１工程では、
監視対象が前記第１ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第１ロボットの関節データとして、ｍ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡを割り当て、
前記第１ロボットのアームデータとして、ｍ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表した第１アームデータＢを割り当て、
監視対象が前記第２ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第２ロボットの関節データとして、ｎ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤを割り当て、
第２ロボットのアームデータとして、ｎ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦを割り当てることを特徴とする。
前記第１工程では、
監視対象が前記第１ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第１ロボットの関節データとして、ｍ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡを割り当て、
前記第１ロボットのアームデータとして、ｍ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表した第１アームデータＢを割り当て、
監視対象が前記第２ロボットである場合、前記ロボットモデルデータに、
前記第２ロボットの関節データとして、ｎ個の前記関節に、それぞれ前記関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤを割り当て、
第２ロボットのアームデータとして、ｎ個の前記アームに、それぞれ前記アームの長さおよび方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦを割り当てることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施形態に係るロボット監視装置を備えるロボットシステムの概略構成図である。
【図2】本発明の実施形態に係るロボット監視装置が監視を行う対象である第１ロボットの一例を示す図である。
【図3】本発明の実施形態に係るロボット監視装置が監視を行う対象である第２ロボットの一例を示す図である。
【図6】従来のロボットモデルの一例を示す図である。
【図7】従来のロボットモデルの一例を示す図である。
【図8】本発明のロボット監視方法に用いられるロボットモデルの一例を示す図である。
【図12】本発明のロボット監視方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明のロボット監視方法、ロボット監視装置およびロボットモデル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。なお、以下の説明において、単に「ロボット」と言うときは、第１ロボットおよび第２ロボットを含むロボットの総称を言う。
【0010】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係るロボット監視装置を備えるロボットシステムの概略構成図である。図２は、本発明の実施形態に係るロボット監視装置が監視を行う対象である第１ロボットの一例を示す図である。図３は、本発明の実施形態に係るロボット監視装置が監視を行う対象である第２ロボットの一例を示す図である。図４は、図２に示す第１ロボットの模式図である。図５は、図３に示す第２ロボットの模式図である。図６は、従来のロボットモデルの一例を示す図である。図７は、従来のロボットモデルの一例を示す図である。図８は、本発明のロボット監視方法に用いられるロボットモデルの一例を示す図である。図９は、図８に示すロボットモデルを作成する際に用いられるロボットモデルデータの一例を示す図である。図１０は、図６に示すロボットモデルを作成する際に用いられる従来のロボットモデルデータの一例を示す図である。図１１は、図７に示すロボットモデルを作成する際に用いられる従来のロボットモデルデータの一例を示す図である。図１２は、本発明のロボット監視方法の一例を説明するためのフローチャートである。
図１は、本発明の実施形態に係るロボット監視装置を備えるロボットシステムの概略構成図である。図２は、本発明の実施形態に係るロボット監視装置が監視を行う対象である第１ロボットの一例を示す図である。図３は、本発明の実施形態に係るロボット監視装置が監視を行う対象である第２ロボットの一例を示す図である。図４は、図２に示す第１ロボットの模式図である。図５は、図３に示す第２ロボットの模式図である。図６は、従来のロボットモデルの一例を示す図である。図７は、従来のロボットモデルの一例を示す図である。図８は、本発明のロボット監視方法に用いられるロボットモデルの一例を示す図である。図９は、図８に示すロボットモデルを作成する際に用いられるロボットモデルデータの一例を示す図である。図１０は、図６に示すロボットモデルを作成する際に用いられる従来のロボットモデルデータの一例を示す図である。図１１は、図７に示すロボットモデルを作成する際に用いられる従来のロボットモデルデータの一例を示す図である。図１２は、本発明のロボット監視方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【0011】
【0012】
図２および図３中の上下方向は、鉛直方向と一致している。図２～図５中の上側を「上」、下側を「下」とも言い、第１ロボットアーム１０、第２ロボットアーム２２等については、基台１１、２１側を基端部、エンドエフェクター２０、２６側を先端部と言う。
【0013】
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。
【0014】
図１に示すように、ロボットシステム１００は、第１ロボット１と、第２ロボット２と、第１ロボット１の駆動を制御するロボット制御装置９Ａと、第２ロボット２の駆動を制御するロボット制御装置９Ｂと、を有している。第２ロボット２は、第１ロボット１と機種が異なるロボットである。
【0015】
まず、第１ロボット１について説明する。
図２に示すように、第１ロボット１は、基台１１と、基台１１に対し回転可能に接続されている第１ロボットアーム１０とを有する。第１ロボットアーム１０は、ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する。第１ロボットアーム１０におけるアームの数と関節の数は等しい。本実施形態では、ｍは、６である。すなわち、第１ロボット１は、６軸垂直多関節ロボットである。
図２に示すように、第１ロボット１は、基台１１と、基台１１に対し回転可能に接続されている第１ロボットアーム１０とを有する。第１ロボットアーム１０は、ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する。第１ロボットアーム１０におけるアームの数と関節の数は等しい。本実施形態では、ｍは、６である。すなわち、第１ロボット１は、６軸垂直多関節ロボットである。
【0016】
なお、第１ロボット１は、図示の構成に限定されず、例えば、ｍが６以外の垂直多関節ロボットであってもよい。
【0017】
基台１１は、第１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。第１ロボット１は、基台１１が中継ケーブルの電気線を介してロボット制御装置９Ａと電気的に接続されている。なお、第１ロボット１とロボット制御装置９Ａとの接続は、図２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、第１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、第１ロボットアーム１０が有するアームの数は、６個に限定されず、例えば、２、３、４、５個または７個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、組み立てまたは加工の対象物であるワーク等の条件、作業内容等に応じて適宜設定可能である。
【0019】
基台１１と第１アーム１２とは、第１関節アクチュエーター１７１を介して連結されている。そして、第１関節アクチュエーター１７１により、第１アーム１２は、基台１１に対し、鉛直方向に延びる第１回転軸を回転中心とし、その第１回転軸回りに回転可能に支持されている。このように、第１回転軸は、基台１１が固定される床の床面の法線と一致しており、第１ロボットアーム１０の全体が第１回転軸の軸回りに正方向・逆方向のいずれへも回転することができる。
【0020】
なお、図２中、第１回転軸は図示されておらず、以下に説明する第２回転軸、第３回転軸、第４回転軸、第５回転軸および第６回転軸についても同様である。
【0021】
第１アーム１２と第２アーム１３とは、第２関節アクチュエーター１７２を介して連結されている。そして、第３関節アクチュエーター１７３により、第２アーム１３は、第１アーム１２に対し、水平方向に延びる第２回転軸を回転中心として回転可能に支持されている。
【0022】
第２アーム１３と第３アーム１４とは、第３関節アクチュエーター１７３を介して連結されている。そして、第３関節アクチュエーター１７３により、第３アーム１４は、第２アーム１３に対し、水平方向に延びる第３回転軸を回転中心として回転可能に支持されている。第３回転軸は、第２回転軸と平行である。
【0023】
第３アーム１４と第４アーム１５とは、第４関節アクチュエーター１７４を介して連結されている。そして、第４関節アクチュエーター１７４により、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第４回転軸を回転中心として回転可能に支持されている。第４回転軸は、第３回転軸と直交している。
【0024】
第４アーム１５と第５アーム１６とは、第５関節アクチュエーター１７５を介して連結されている。そして、第５関節アクチュエーター１７５により、第５アーム１６は、第４アーム１５に対して第５回転軸を回転中心として回転可能に支持されている。第５回転軸は、第４回転軸と直交している。
【0025】
第５アーム１６と第６アーム１７とは、第６関節アクチュエーター１７６を介して連結されている。そして、第６関節アクチュエーター１７６により、第６アーム１７は、第５アーム１６に対して第６回転軸を回転中心として回転可能に支持されている。第６回転軸は、第５回転軸と直交している。
【0026】
第１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。エンドエフェクター２０の先端には、制御点ＴＣＰが設定されている。
【0027】
エンドエフェクター２０としては、例えば、ワークを把持するハンド、チャック、孔あけ、研削、研磨等を行う工具、スプレーガン等の塗装具等が挙げられる。
【0028】
各アームの接続部である関節アクチュエーター１７１～１７６は、それぞれ、図示しないモーター、モータードライバー、減速機、エンコーダー等を有する。各モーター、各モータードライバーおよび各エンコーダーは、それぞれ、ロボット制御装置９Ａ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９Ａに送信する。ロボット制御装置９Ａ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、モータードライバーを介して各モーターへの通電条件を制御する。これにより、第１アーム１２～第６アーム１７がそれぞれ作動し、予め定められたプログラムに従い第１ロボットアーム１０の姿勢が経時的に変化して、第１ロボットアーム１０の先端部に装着されたエンドエフェクター２０により所望の作業を行うことができる。
【0029】
次に、第２ロボット２について説明する。
図３に示す第２ロボット２は、基台２１と、基台２１に対し回転可能に接続されている第２ロボットアーム２２と、を有する。第２ロボットアーム２２は、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する。アームの数と関節の数は等しい。本実施形態では、ｎは、４であり、第２ロボット２は、４軸水平多関節ロボット、すなわち、スカラロボットである。
図３に示す第２ロボット２は、基台２１と、基台２１に対し回転可能に接続されている第２ロボットアーム２２と、を有する。第２ロボットアーム２２は、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する。アームの数と関節の数は等しい。本実施形態では、ｎは、４であり、第２ロボット２は、４軸水平多関節ロボット、すなわち、スカラロボットである。
【0030】
なお、第２ロボット２は、図示の構成に限定されず、例えば、ｎが４以外の水平多関節ロボットであってもよい。
【0031】
第２ロボットアーム２２の先端部には、図示しないエンドエフェクター等を着脱可能に装着することができる。基台２１は、水平面と平行な床面に固定されている。基台２１の内部には、ロボット制御装置９Ｂが設置されている。なお、図示の構成と異なり、ロボット制御装置９Ｂは、基台２１の外部に設置されていてもよい。
【0032】
第２ロボットアーム２２は、基端部が基台２１に接続され、基台２１に対して鉛直方向に沿う第１回転軸Ｏ１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Ｏ２回りに回転する第２アーム２４と、を有している。
【0033】
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、互いに同軸で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、かつ鉛直方向に沿う第３回転軸Ｏ３回りに回転可能であるとともに、第３回転軸Ｏ３に沿って上下方向に移動可能である。
【0034】
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の先端には、制御点ＴＣＰが設定されている。エンドエフェクター２６としては、前述したエンドエフェクター２０で例示したものを用いることができる。
【0035】
第２ロボット２は、基台２１と第１アーム２３とを連結し、基台２１に対して第１アーム２３を第１回転軸Ｏ１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Ｏ２回りに回転させる関節部としての第２関節アクチュエーター２８と、を有している。
【0036】
また、第２ロボット２は、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Ｏ３に沿った方向に昇降させる関節部としての第１駆動機構２９１と、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Ｏ３回りに回転させる関節部としての第２駆動機構２９２と、を有する。第１駆動機構２９１の作動によりスプラインシャフト２５３が第３回転軸Ｏ３の軸方向に移動し、これに伴いエンドエフェクター２６が同方向に移動、すなわち上昇または下降する。また、第２駆動機構２９２の作動によりスプラインシャフト２５３が第３回転軸Ｏ３回りに所定方向に回転し、これに伴いエンドエフェクター２６が同方向に回転する。
【0037】
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、モータードライバー、減速機、エンコーダー等を有する。各モーター、各モータードライバーおよび各エンコーダーは、それぞれ、ロボット制御装置９Ｂ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９Ｂに送信する。ロボット制御装置９Ｂ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、各モータードライバーを介して各モーターへの通電条件を制御する。これにより、第１アーム２３、第２アーム２４およびスプラインシャフト２５３がそれぞれ作動し、予め定められたプログラムに従い第２ロボットアーム２２の姿勢が経時的に変化して、第２ロボットアーム２２の先端部、すなわち作業ヘッド２５の下端部に装着されたエンドエフェクター２６により所望の作業を行うことができる。
【0038】
次に、ロボット監視装置３について説明する。
図１に示すように、ロボット監視装置３は、本発明のロボット監視方法を実行する装置であり、第１ロボット１または第２ロボット２の監視を行う監視部３１と、記憶部３２と、ロボットモデルを取得する取得部としての通信部３３と、を備える。
図１に示すように、ロボット監視装置３は、本発明のロボット監視方法を実行する装置であり、第１ロボット１または第２ロボット２の監視を行う監視部３１と、記憶部３２と、ロボットモデルを取得する取得部としての通信部３３と、を備える。
【0039】
監視部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の少なくとも１つのプロセッサーを有し、記憶部３２に記憶されている各種プログラムを読み出し、実行する。具体的には、監視部３１は、記憶部３２に記憶されているロボット監視プログラムを読み出し、実行することにより、監視対象であるロボットの監視を行う。監視部３１は、例えば、後述するロボットモデルＲＭに基づいて各アームの長さの差や、各軸間のオフセット量といった静的パラメータを推定し、順運動学計算を用いてロボットの動作中の位置姿勢を導出し、第１ロボット１または第２ロボット２を監視する。
【0040】
記憶部３２は、監視部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。記憶部３２には、本発明のロボット監視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３２には、通信部３３を介して入力されたロボットモデルＲＭが一時的または永続的に記憶される。
【0041】
通信部３３は、例えば有線ＬＡＮ（Local Area Network）、無線ＬＡＮ等のネットワーク４を用いてロボット制御装置９Ａおよびロボット制御装置９Ｂ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。
【0042】
従来では、ロボットの機種毎にロボットモデルデータおよびロボットモデルが設定されていた。すなわち、第１ロボット１に対しては、図６に示すようなロボットモデルＲＭ１が設定され、第２ロボット２には、図７に示すようなロボットモデルＲＭ２が設定されていた。
【0043】
そのため、従来では、ロボットモデルＲＭ１およびロボットモデルＲＭ２がそれぞれロボット監視装置３に相当するロボット監視装置に入力され、例えば、順運動学計算を用いてロボットの動作における位置姿勢を導出することにより監視対象である第１ロボット１または第２ロボット２の監視が行われていた。
【0044】
なお、図４、図６および図８では、図２に示す第１ロボット１において、第１関節アクチュエーター１７１を第１関節として「Ｊ１」で示し、第２関節アクチュエーター１７２を第２関節として「Ｊ２」で示し、第３関節アクチュエーター１７３を第３関節として「Ｊ３」で示し、第４関節アクチュエーター１７４を第４関節として「Ｊ４」で示し、第５関節アクチュエーター１７５を第５関節として「Ｊ５」で示し、第６関節アクチュエーター１７６を第６関節として「Ｊ６」で示している。
【0045】
また、図５、図７および図８では、図３に示す第２ロボット２において、第１関節アクチュエーター２７を第１関節として「Ｊ１」で示し、第２関節アクチュエーター２８を第２関節として「Ｊ２」で示し、第１駆動機構２９１を第３関節として「Ｊ３」で示し、第２駆動機構２９２を第４関節として「Ｊ４」で示している。
【0046】
図６に示す従来のロボットモデルＲＭ１は、ベクトルで表されるロボットモデルであり、一例として、図２に示す第１ロボット１の機種を特定するための情報を含むデータである。ロボットモデルＲＭ１は、第１関節データＡと、第１アームデータＢとを含むものであり、一例として、テーブルで表すことができる。
【0047】
第１関節データＡは、ｍ個、本実施形態では、６個の第１関節アクチュエーター１７１～第６関節アクチュエーター１７６に、それぞれ関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表した関節の情報である関節データが割り当てられた有効関節データである。また、第１関節データＡは、制御点ＴＣＰにも割り当てられている。回転軸の方向は、第１ロボット１の初期姿勢における回転軸の方向である。
【0048】
図４に示すように、第１関節Ｊ１（第１関節アクチュエーター１７１）は、ベクトルａ１で表される。初期姿勢において第１関節Ｊ１の回転軸は、ｚ軸方向に沿っているので、図６に示すように、ベクトルａ１は、３次元座標（０,０,１）で表される。
【0049】
図４に示すように、第２関節Ｊ２（第２関節アクチュエーター１７２）は、ベクトルａ２で表される。初期姿勢において第２関節Ｊ２の回転軸は、ｘ軸方向に沿っているので、図６に示すように、ベクトルａ２は、３次元座標（１,０,０）で表される。
【0050】
図４に示すように、第３関節Ｊ３（第３関節アクチュエーター１７３）は、ベクトルａ３で表される。初期姿勢において第３関節Ｊ３の回転軸は、ｘ軸方向に沿っているので、図６に示すように、ベクトルａ３は、３次元座標（１,０,０）で表される。
【0051】
図４に示すように、第４関節Ｊ４（第４関節アクチュエーター１７４）は、ベクトルａ４で表される。初期姿勢において第４関節Ｊ４の回転軸は、ｙ軸方向に沿っているので、図６に示すように、ベクトルａ４は、３次元座標（０,１,０）で表される。
【0052】
図４に示すように、第５関節Ｊ５（第５関節アクチュエーター１７５）は、ベクトルａ５で表される。初期姿勢において第５関節Ｊ５の回転軸は、ｘ軸方向に沿っているので、図６に示すように、ベクトルａ５は、３次元座標（１,０,０）で表される。
【0053】
図４に示すように、第６関節Ｊ６（第６関節アクチュエーター１７６）は、ベクトルａ６で表される。初期姿勢において第６関節Ｊ６の回転軸は、ｙ軸方向に沿っているので、図６に示すように、ベクトルａ６は、３次元座標（０,１,０）で表される。
【0054】
【0055】
以上のように、第１関節データＡのうち、回転軸を有している関節の関節データでは、３次元座標のＸ、Ｙ、Ｚのいずれかの値として１を用いたが、これに限定されず、０と区別できるものであれば１以外の値を用いてもよい。
【0056】
第１アームデータＢは、ｍ個、本実施形態では、６個のアームに、それぞれアームの長さおよび延在する方向のベクトル（相対位置ベクトル）を３次元座標で表した関節の情報である関節データが割り当てられた有効アームデータである。また、第１アームデータＢは、制御点ＴＣＰにも割り当てられている。アームの延在する方向は、第１ロボット１の初期姿勢におけるアームの延在する方向である。ここで、「アームの長さ」は、当該アームを回転駆動する当該アームの基端側の関節に設定された原点と当該アームの先端との離間距離Ｌａおよび前記原点と当該アームの基端との離間距離Ｌｂの差ΔＬ（＝Ｌａ－Ｌｂ）で示される。
【0057】
図４に示すように、基台に設定された原点と第１関節Ｊ１との相対位置ベクトルは、ベクトルｂ１で表される。ベクトルｂ１は、図６および図８に示すように、３次元座標（０,０,Ｌ１）で表される。なお、Ｌ１は、正の整数である。
【0058】
図４に示すように、第１アーム１２は、ベクトルｂ２で表される。初期姿勢において第１アーム１２の延在方向は、ｙ軸方向に沿っているため、ベクトルｂ２は、図６および図８に示すように、３次元座標（０,Ｌ２,０）で表される。なお、Ｌ２は、第１アーム１２の長さを表す正の整数である。
【0059】
図４に示すように、第２アーム１３は、ベクトルｂ３で表される。初期姿勢において第２アーム１３の延在方向は、ｚ軸方向に沿っているため、ベクトルｂ３は、図６および図８に示すように、３次元座標（０,０,Ｌ３）で表される。なお、Ｌ３は、第２アーム１３の長さを表す正の整数である。
【0060】
図４に示すように、第３アーム１４は、ベクトルｂ４で表される。初期姿勢において第３アーム１４の延在方向は、ｚ軸方向に沿っているため、ベクトルｂ４は、図６および図８に示すように、３次元座標（０,０,Ｌ４）で表される。なお、Ｌ４は、第３アーム１４の長さを表す正の整数である。
【0061】
図４に示すように、第４アーム１５は、ベクトルｂ５で表される。初期姿勢において第４アーム１５の延在方向は、ｙ軸方向に沿っているため、ベクトルｂ５は、図６および図８に示すように、３次元座標（０,Ｌ５,０）で表される。なお、Ｌ５は、第４アーム１５の長さを表す正の整数である。
【0062】
図４に示すように、第５アーム１６は、ベクトルｂ６で表される。初期姿勢において第５アーム１６の延在方向は、ｙ軸方向に沿っているため、ベクトルｂ６は、図６および図８に示すように、３次元座標（０,Ｌ６,０）で表される。なお、Ｌ６は、第５アーム１６の長さを表す正の整数である。
【0063】
図４に示すように、第６アーム１７およびエンドエフェクター２０は、ベクトルｂｔｃｐで表される。ベクトルｂｔｃｐは、第６関節アクチュエーター１７６から制御点ＴＣＰがどの方向にどの程度ずれているかを表すものであり、図６および図８に示すように、３次元座標（Ｏｆｓｘ,Ｏｆｓｙ,Ｏｆｓｚ）で表される。Ｏｆｓｘ、ＯｆｓｙおよびＯｆｓｚは、上記ずれ量を示す整数である。
【0064】
このようなロボットモデルＲＭ１がロボット監視装置３に入力された場合、ロボット監視装置３は、例えば、順運動学計算を用いて第１ロボット１の位置姿勢を導出し、監視することができる。
【0065】
次に、従来のロボットモデルＲＭ２について説明する。
図７に示すロボットモデルＲＭ２は、ベクトルで表されるロボットモデルであり、一例として、図３に示す第２ロボット２の機種を特定するための情報を含むデータである。ロボットモデルＲＭ２は、第２関節データＣと、第２アームデータＥとを含む。
図７に示すロボットモデルＲＭ２は、ベクトルで表されるロボットモデルであり、一例として、図３に示す第２ロボット２の機種を特定するための情報を含むデータである。ロボットモデルＲＭ２は、第２関節データＣと、第２アームデータＥとを含む。
【0066】
第２関節データＣは、ｎ個、本実施形態では、４個の関節に、それぞれ関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表した関節の情報である関節データが割り当てられた有効関節データである。また、第２関節データＣは、制御点ＴＣＰにも割り当てられている。回転軸の方向は、第２ロボット２の初期姿勢における回転軸の方向である。
【0067】
図５に示すように、第１関節Ｊ１（第１関節アクチュエーター２７）は、ベクトルａ１で表される。初期姿勢において第１関節Ｊ１の回転軸は、ｚ軸方向に沿っているため、図７に示すように、ベクトルａ１は、（０,０,１）で表される。
【0068】
図５に示すように、第２関節Ｊ２（第２関節アクチュエーター２８）は、ベクトルａ２で表される。初期姿勢において第２関節Ｊ２の回転軸は、ｚ軸方向に沿っているので、図７（および図８）に示すように、ベクトルａ２は、（０,０,１）で表される。
【0069】
図５に示すように、第３関節Ｊ３（第１駆動機構２９１）は、ベクトルａ３で表される。第３関節Ｊ３は、回転軸を有していないので、図７（および図８）に示すように、ベクトルａ３は、（０,０,０）、すなわち、ゼロベクトルで表される。
【0070】
図５に示すように、第４関節Ｊ４（第２駆動機構２９２）は、ベクトルａ４で表される。初期姿勢において第４関節Ｊ４の回転軸は、ｚ軸方向に沿っているので、図７に示すように、ベクトルａ４は、（０,０,１）で表される。
【0071】
【0072】
以上のように、第２関節データＣのうち、回転軸を有している関節の関節データでは、３次元座標のＸ、Ｙ、Ｚのいずれかの値として１を用いたが、これに限定されず、０と区別できるものであれば１以外の値を用いてもよい。
【0073】
第２アームデータＥは、ｎ個、本実施形態では、４個のアームに、それぞれアームの長さおよび延在する方向のベクトルを３次元座標で表した関節の情報である関節データが割り当てられた有効アームデータである。また、第２アームデータＥは、制御点ＴＣＰにも割り当てられている。アームの延在する方向は、第２ロボット２の初期姿勢におけるアームの延在する方向である。
【0074】
図５に示すように、第１関節Ｊ１～第３関節Ｊ３までは２次元平面、すなわちＸ－Ｙ平面と平行な平面で順運動学計算を行うため、第１関節Ｊ１に対応するベクトルｂ１は、図７および図８に示すように、（０,０,０）、すなわち、ゼロベクトルで表される。
【0075】
図５に示すように、第１関節Ｊ１と第２関節Ｊ２との相対位置ベクトル、すなわち、第１アーム２３の長さは、ベクトルｂ２で表される。初期姿勢において第１アーム２３の延在方向は、ｘ軸方向に沿っているため、ベクトルｂ２は、図７（および図８）に示すように、（ｌ１，０，０）で表される。なお、ｌ１は、第１アーム２３の長さを表す正の整数である。
【0076】
図５に示すように、第２関節Ｊ２と第３関節Ｊ３との相対位置ベクトル、すなわち、第２アーム２４の長さは、ベクトルｂ３で表される。初期姿勢において第２アーム２４の延在方向は、ｘ軸方向に沿っているため、ベクトルｂ３は、図７（および図８）に示すように、（ｌ２，０，０）で表される。なお、ｌ２は、第２アーム２４の長さを表す正の整数である。
【0077】
図５に示すように、第３関節Ｊ３と第４関節Ｊ４との相対位置ベクトル、すなわち、作業ヘッド２５の長さは、ベクトルｂ４で表される。ベクトルｂ４は、図７および図８に示すように、（０,０,０）、すなわち、ゼロベクトルで表される。
【0078】
図５に示すように、第２駆動機構２９２およびエンドエフェクターは、ベクトルｂｔｃｐで表される。ベクトルｂｔｃｐは、作業ヘッド２５の先端から制御点ＴＣＰがどの方向にどの程度ずれているかを表すものであり、図７（および図８）に示すように、（Ｏｆｓｘ,Ｏｆｓｙ,Ｏｆｓｚ）で表される。Ｏｆｓｘ、ＯｆｓｙおよびＯｆｓｚは、上記ずれ量を示す整数である。
【0079】
このようなロボットモデルＲＭ２がロボット監視装置３に入力された場合、ロボット監視装置３は、監視対象が第２ロボット２であることを認識し、順運動学計算を用いて第２ロボット２の位置姿勢を導出し、監視することができる。
【0080】
上述のように、ロボットモデルＲＭ１およびロボットモデルＲＭ２は、ＤＨ記法ではなく、ベクトルで表されるロボットモデルで定義される。ベクトルで表されるロボットモデルは、ロボットの関節が完全に平行な隣接する関節の回転軸であった場合でも対応可能であり、また、関節毎に座標系の姿勢を回転させることなくロボットモデルを表すことが可能であるため、ＤＨ記法を用いたロボットモデルに比べて、より汎用性が高い。
【0081】
従来では、これから作業を行うロボットの機種等に対応して、それぞれ異なるベクトルで表されるロボットモデルを作成する必要があった。すなわち、例えば、第１ロボット１に対しては上記ロボットモデルＲＭ１、第２ロボット２に対しては上記ロボットモデルＲＭ２をそれぞれ作成する必要があった。
【0082】
ロボットモデルＲＭ１を作成するには、図１０に示すようなそれ専用のロボットモデルデータＲＭＤ１を用意し、当該ロボットモデルデータＲＭＤ１の空欄部分に各種データを割り当てる。一方、ロボットモデルＲＭ２を作成するには、図１１に示すようなそれ専用のロボットモデルデータＲＭＤ２を用意し、当該ロボットモデルデータＲＭＤ２の空欄部分に各種データを割り当てる。ロボットモデルデータＲＭＤ１は、７行×２列のテーブルで構成され、ロボットモデルデータＲＭＤ２は、５行×２列のテーブルで構成され、両者は、データの格納箇所の数、表のサイズ、表の形式またはフォーマット等の条件が異なっている。このように、従来では、異なる２つのロボットモデルデータＲＭＤ１およびＲＭＤ２を用意する必要があった。すなわち、１つのロボットモデルデータでは、第１ロボット１および第２ロボット２のような機種またはアームの数等が異なる複数種のロボットを兼用のロボットモデルを用いて監視することができない。本発明では、このような課題を以下のような方法により解決することができる。
【0083】
以下、本発明のロボット監視方法およびロボットモデル作成方法の一例について説明する。
【0084】
本発明のロボット監視方法は、第１ロボット１および第２ロボット２に兼用のロボットモデルデータＲＭＤを用いて図８に示すようなロボットモデルＲＭを作成する第１工程（ロボットモデル作成方法）と、第１工程で作成されたロボットモデルＲＭに基づいてロボットの監視を行う第２工程と、を有する。
【0085】
第１工程は、ステップＳ１０１と、ステップＳ１０２と、ステップＳ１０３とを有する。
【0086】
まず、ステップＳ１０１において、監視対象が６軸ロボットであるか否かを判断する。すなわち、監視対象が第１ロボット１であるか否かを判断する。本ステップにおける判断は、ロボット制御装置９Ａまたはロボット制御装置９Ｂが行う。また、本ステップにおける判断は、作業者が例えば教示装置等の入力装置を用いて入力した情報等に基づいてなされる。
【0087】
ただし、この構成に限定されず、ステップＳ１０１における判断は、ロボット制御装置９Ａまたはロボット制御装置９Ｂと通信可能な外部機器、例えば、教示装置等が行う構成であってもよい。
【0088】
ステップＳ１０１において、監視対象が６軸ロボット（正確には、垂直多関節６軸ロボット）であると判断した場合には、ステップＳ１０２に移行し、監視対象が６軸ロボットではない、すなわちスカラロボット（正確には、水平多関節４軸ロボット）であると判断した場合には、ステップＳ１０３に移行する。
【0089】
ステップＳ１０２では、６軸ロボットのロボットモデルを作成する、すなわち、第１ロボット１のロボットモデルＲＭを作成する。ステップＳ１０３では、スカラロボットのロボットモデルを作成する、すなわち、第２ロボット２のロボットモデルＲＭを作成する。
【0090】
本発明では、ステップＳ１０２、１０３いずれの場合でも、図９に示すような１種類のロボットモデルデータＲＭＤを用いて作成する。すなわち、ロボットモデルデータＲＭＤは、第１ロボット１および第２ロボット２のそれぞれに対し兼用である。ロボットモデルデータＲＭＤは、一例として、７行×４列のテーブルで構成される。
【0091】
ステップＳ１０２では、図８に示すように、ロボットモデルデータＲＭＤの「（６軸）関節軸ベクトル」の列のＪ１～Ｊ６およびＴＣＰに対応する各行に第１関節データＡを割り当て、「（６軸）相対位置ベクトル」の列のＪ１～Ｊ６およびＴＣＰに対応する各行に第１アームデータＢを割り当てる。第１関節データＡおよび第１アームデータＢに関しては、前述した通りである。なお、「（スカラ）関節軸ベクトル」および「（スカラ）相対位置ベクトル」の列には、データを割り当てない。すなわち、図８に示す表では、これらの列は、ダミーデータとしてのゼロベクトルが割り当てられる。
【0092】
一方、ステップＳ１０３では、図８に示すように、ロボットモデルデータＲＭＤの「（スカラ）関節軸ベクトル」の列のＪ１～Ｊ４およびＴＣＰに対応する各行に第２関節データＣを割り当てるとともに、「（スカラ）関節軸ベクトル」の列のＪ５およびＪ６に対応する各行にダミー関節データとしての第２関節データＤを割り当て、「（スカラ）相対位置ベクトル」の列のＪ１～Ｊ４およびＴＣＰに対応する各行に第２アームデータＥを割り当てるとともに、「（スカラ）相対位置ベクトル」の列のＪ５およびＪ６に対応する各行にダミーアームデータとしての第２アームデータＦを割り当てる。なお、「（６軸）関節軸ベクトル」および「（６軸）相対位置ベクトル」の列には、データを割り当てない。すなわち、図８に示す表では、これらの列は、ダミーデータとしてのゼロベクトルが割り当てられる。
【0093】
第２関節データＣは、前述したように、Ｊ１～Ｊ４およびＴＣＰに対応する各行に、３次元ベクトルとして割り当てられる。
【0094】
第２関節データＤは、ｍ－ｎの全ての行、すなわち、第１ロボット１に存在しかつ第２ロボット２に存在しないｎ＋１番目の関節およびｎ＋２（＝ｍ）番目の関節の回転軸方向のベクトルを３次元座標で表したものである。具体的には、第２関節データＤは、「（スカラ）関節軸ベクトル」の列の「Ｊ５」に対応する行に、ベクトルａ５として割り当てられ、「（スカラ）関節軸ベクトル」の列の「Ｊ６」に対応する行に、ベクトルａ６として割り当てられる。ベクトルａ５およびベクトルａ６は、実際には存在しないため、３次元座標（０,０,０）、すなわちゼロベクトルで表される。
【0095】
第２アームデータＥは、前述したように、Ｊ１～Ｊ４およびＴＣＰに対応する行に、３次元ベクトルとして割り当てられる。
【0096】
第２アームデータＦは、ｍ－ｎの全ての行、すなわち、第１ロボット１に存在しかつ第２ロボット２に存在しないｎ＋１番目のアームおよびｎ＋２（＝ｍ）番目のアームの長さ並びに延在方向のベクトルを３次元座標で表したものである。具体的には、第２アームデータＦは、「（スカラ）関節軸ベクトル」の列の「Ｊ５」に対応する行に、ベクトルｂ５として割り当てられ、「（スカラ）関節軸ベクトル」の列の「Ｊ６」に対応する行に、ベクトルｂ６として割り当てられる。ベクトルｂ５およびベクトルｂ６は、実際には存在しないため、３次元座標（０,０,０）すなわちゼロベクトルで表される。
【0097】
このように、関節およびアームの数が多い方の第１ロボット１を想定したロボットモデルデータＲＭＤを用意し、関節およびアームの数が少ない第２ロボット２を監視する場合には、実際に存在しないアームおよび関節に対しダミーデータ（第２関節データＤおよび第２アームデータＦ）としてゼロベクトルを割り振ることにより、１つの共通のロボットモデルＲＭを作成する。これにより、第１ロボット１はもちろんのこと、第２ロボット２の監視にも対応することができる。特に、１つのロボットモデルデータＲＭＤで第１ロボット１と第２ロボット２とに対応することができるため、汎用性に優れる。
【0098】
上記では、ｍを６とし、ｎを４として説明したが、ｎ＜ｍを満足していれば、これに限定されず、ｍ、ｎは、正の整数であればいかなる数であってもよい。
【0099】
また、上記では、ロボットモデルデータＲＭＤに、第１関節データＡおよび第１アームデータＢを割り当てる場合（ステップＳ１０２）と、第２関節データＣ、第２関節データＤ、第２アームデータＥおよび第２アームデータＦを割り当てる場合（ステップＳ１０３）とを分けて説明したが、本発明ではこれに限定されず、図８に示すように、ロボットモデルデータＲＭＤに、第１関節データＡ、第１アームデータＢ、第２関節データＣ、第２関節データＤ、第２アームデータＥおよび第２アームデータＦの全てを割り当てたロボットモデルＲMを作成してもよい。これにより、ステップＳ１０１における判断を省略することができる。さらに、このようなロボットモデルＲMを一旦作成し、記憶部３２に記憶しておけば、次回からは、ステップＳ１０１～ステップＳ１０３を省略することができ、第１ロボット１および第２ロボット２の監視をより迅速に開始することができる。
【0100】
ステップＳ１０２またはステップＳ１０３の後、ステップＳ１０４の前工程として、監視対象である第１ロボット１または第２ロボット２をＸＹＺ座標上の基準位置に配置するとともに定められた所定の方向に向けて設置する。次いで、監視対象である第１ロボット１または第２ロボット２を所定の動作プログラムに従って作動させるとともに、ステップＳ１０４において、当該作動状態の第１ロボット１または第２ロボット２の監視を行う。ステップＳ１０４では、例えば作成したロボットモデルＲＭを用いて第１ロボット１、または、第２ロボット２の監視を行う。本ステップは、ロボット監視装置３の監視部３１が行う。
【0101】
以上説明したように、ロボット監視方法は、ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する第１ロボットアーム１０を備える第１ロボット１と、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する第２ロボットアーム２２を備える第２ロボット２と、に兼用のロボットモデルデータＲＭＤを用いてロボットモデルＲＭを作成する第１工程と、第１工程で作成されたロボットモデルＲＭに基づいて第１ロボット１または第２ロボット２の監視を行う第２工程と、を有する。また、第１工程では、監視対象が第１ロボット１である場合、ロボットモデルデータＲＭＤに、第１ロボット１の関節データとして、ｍ個の関節に、それぞれ関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡを割り当て、ロボット１のアームデータとして、ｍ個のアームに、それぞれアームの長さおよび方向を３次元座標で表した第１アームデータＢを割り当て、監視対象が第２ロボット２である場合、ロボットモデルデータＲＭＤに、第２ロボット２の関節データとして、ｎ個の関節に、それぞれ関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤを割り当て、第２ロボット２のアームデータとして、ｎ個のアームに、それぞれアームの長さおよび方向を３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦを割り当てる。これにより、第１ロボット１はもちろんのこと、第２ロボット２の監視にも対応することができる。特に、１つのロボットモデルデータＲＭＤで第１ロボット１と第２ロボット２の双方に対応することができるため、汎用性に優れる。
【0102】
なお、上記では、監視対象として、２台のロボットを想定した場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、３台以上のロボットを監視対象としてもよい。この場合、ロボットモデルデータは、例えば、１台のロボットにつき、関節データおよびアームデータの２つの列を有する。また、ロボットモデルデータは、アームおよび関節の数が最も多いロボットに合わせて、少なくともアームおよび関節の数に対応する行を有する。
【0103】
また、第１ロボット１は、垂直多関節６軸ロボットであり、第２ロボット２は、水平多関節４軸ロボットであり、第１工程では、第２ロボット２のアームデータとして、実在する４個のアームおよび関節に、それぞれ第２関節データＣおよび第２アームデータＥを割り当てるとともに、実在しないアームおよび関節に、それぞれ第２関節データＤおよび第２アームデータＦを割り当てる。このように、第１ロボット１および第２ロボット２の組み合わせとして、比較的広く普及している垂直多関節６軸ロボットおよび水平多関節４軸ロボットを適用することにより、本発明をより有効に活用することができる。
【0104】
また、ロボット監視装置３は、ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する第１ロボットアーム１０を備える第１ロボット１と、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する第２ロボットアーム２２を備える第２ロボット２と、に兼用のロボットモデルデータＲＭＤを用いて作成されたロボットモデルＲＭを取得する取得部としての通信部３３と、通信部３３が取得したロボットモデルＲＭに基づいて第１ロボット１または第２ロボット２の監視を行う監視部３１と、を備える。また、ロボットモデルＲＭは、監視対象が第１ロボット１である場合、ロボットモデルデータＲＭＤに、第１ロボット１の関節データとして、ｍ個の関節に、それぞれ関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡが割り当てられ、第１ロボット１のアームデータとして、ｍ個のアームに、それぞれアームの長さおよび方向を３次元座標で表した第１アームデータＢが割り当てられており、監視対象が第２ロボット２である場合、ロボットモデルデータＲＭＤに、ロボット２の関節データとして、ｎ個の関節に、それぞれ関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣが割り当てられるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤが割り当てられ、第２ロボット２のアームデータとして、ｎ個のアームに、それぞれアームの長さおよび方向を３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥが割り当てられるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦが割り当てられている。これにより、第１ロボット１はもちろんのこと、第２ロボット２の監視にも対応することができる。特に、１つのロボットモデルデータＲＭＤで第１ロボット１と第２ロボット２の双方に対応することができるため、汎用性に優れる。
【0105】
また、ロボット監視方法は、ｍ（ｍは、２以上の整数）個のアームおよび該アームに対応するｍ個の関節を有する第１ロボットアーム１０を備える第１ロボット１と、ｎ（ｎは、整数かつｎ＜ｍ）個のアームおよび該アームに対応するｎ個の関節を有する第２ロボットアーム２２を備える第２ロボット２と、に兼用のロボットモデルデータＲＭＤを用いてロボットモデルＲＭを作成する第１工程を有する。また、第１工程では、監視対象が第１ロボット１である場合、ロボットモデルデータＲＭＤに、第１ロボット１の関節データとして、ｍ個の関節に、それぞれ関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｍ個の第１関節データＡを割り当て、第１ロボット１のアームデータとして、ｍ個のアームに、それぞれアームの長さおよび方向を３次元座標で表した第１アームデータＢを割り当て、監視対象が第２ロボット２である場合、ロボットモデルデータＲＭＤに、第２ロボット２の関節データとして、ｎ個の関節に、それぞれ関節の回転軸の方向のベクトルを３次元座標で表したｎ個の第２関節データＣを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２関節データＤを割り当て、第２ロボット２のアームデータとして、ｎ個のアームに、それぞれアームの長さおよび方向を３次元座標で表したｎ個の第２アームデータＥを割り当てるとともに、ｍ－ｎ個のゼロベクトルで表される第２アームデータＦを割り当てる。これにより、第１ロボット１はもちろんのこと、第２ロボット２の監視にも対応することができる。特に、１つのロボットモデルデータＲＭＤで第１ロボット１と第２ロボット２の双方に対応することができるため、汎用性に優れる。
【0106】
なお、上記では、第１工程で作成したロボットモデルデータＲＭＤを監視に用い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、例えば、第１工程で作成したロボットモデルデータＲＭＤをその他の用途、例えば、シミュレーション等に用いてもよい。
【0107】
以上、本発明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、第１ロボット１、第２ロボット２、ロボット監視装置３、ロボットシステム１００等における各部の構成は、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、また、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【符号の説明】
【0108】
１…第１ロボット、２…第２ロボット、３…ロボット監視装置、４…ネットワーク、９Ａ…ロボット制御装置、９Ｂ…ロボット制御装置、１０…第１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、２０…エンドエフェクター、２１…基台、２２…第２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、３１…監視部、３２…記憶部、３３…通信部、１００…ロボットシステム、１７１…第１関節アクチュエーター、１７２…第２関節アクチュエーター、１７３…第３関節アクチュエーター、１７４…第４関節アクチュエーター、１７５…第５関節アクチュエーター、１７６…第６関節アクチュエーター、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、２９２…第２駆動機構、Ａ…第１関節データ、Ｂ…第１アームデータ、Ｃ…第２関節データ、Ｄ…第２関節データ、Ｅ…第２アームデータ、Ｆ…第２アームデータ、Ｊ１…第１関節、Ｊ２…第２関節、Ｊ３…第３関節、Ｊ４…第４関節、Ｊ５…第５関節、Ｊ６…第６関節、Ｏ１…第１回転軸、Ｏ２…第２回転軸、Ｏ３…第３回転軸、ＲＭ…ロボットモデル、ＲＭ１…ロボットモデル、ＲＭ２…ロボットモデル、ＲＭＤ…ロボットモデルデータ、ＲＭＤ１…ロボットモデルデータ、ＲＭＤ２…ロボットモデルデータ、ＴＣＰ…制御点
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】