特許 7131162 制御システム、制御システムの制御方法、および制御システムのプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-29

(45)【発行日】2022-09-06

(54)【発明の名称】制御システム、制御システムの制御方法、および制御システムのプログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20220830BHJP

   G05B 19/404 20060101ALI20220830BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 A

G05B19/404 K

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018137011

(22)【出願日】2018-07-20

(65)【公開番号】P2020011360

(43)【公開日】2020-01-23

【審査請求日】2020-12-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100122286

【弁理士】

【氏名又は名称】仲倉 幸典

(72)【発明者】

【氏名】大倉 嵩史

(72)【発明者】

【氏名】呉 賢瑩

(72)【発明者】

【氏名】大谷 拓

(72)【発明者】

【氏名】島村 純児

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１０２８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２０８２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０１１３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１４０９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１０６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－００６５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３４０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５１４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０９９１９４２７（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／１０－１５／０４

Ｇ０５Ｂ １９／１８－１９／４１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のワークを把持するロボットと、
第２のワークを支持する支持台と、
前記支持台を移動させる移動機構と、
前記ロボットの位置および前記支持台の位置を計測する計測部と、
前記ロボットおよび前記移動機構を制御する中央制御装置と、を備え、
前記中央制御装置は、
前記計測部により計測した前記ロボットおよび前記支持台の位置に基づいて、前記移動機構により前記支持台を移動させ、前記第１のワークの前記第２のワークに対する相対的な位置決めを調整する位置決め調整部を備え、
前記ロボットおよび前記移動機構は、前記中央制御装置と産業用ネットワークにより通信可能に接続され、所定の制御周期により制御されており、
前記位置決め調整部は、前記位置決めの調整を、前記第２のワークに前記第１のワークを挿入するための前記第１のワークの軌道計算を行い、当該軌道計算に基づく前記制御周期ごとの前記ロボットの目標位置と現在位置との差を修正するように、前記移動機構の前記制御周期ごとの次の目標位置を設定することにより、前記ロボットおよび前記移動機構の前記所定の制御周期による制御中に行う、
制御システム。

【請求項2】

前記計測部は、前記ロボットおよび前記移動機構に備えられたエンコーダ、または、前記第１のワークあるいは前記第２のワークを撮影するカメラを備える、
請求項１に記載の制御システム。

【請求項3】

第１のワークを把持するロボットと、第２のワークを支持する支持台の移動機構とを制御する制御システムの制御方法であって、
前記ロボットの位置、および前記支持台の位置を計測部により計測するステップと、
前記計測部により計測した前記ロボットおよび前記支持台の位置に基づいて、前記移動機構により前記支持台を移動させ、前記第１のワークの前記第２のワークに対する相対的な位置決めを中央制御装置の位置決め調整部により調整するステップと、
前記ロボットおよび前記移動機構を、前記中央制御装置と産業用ネットワークにより通信可能に接続され、所定の制御周期により制御するステップとを備え、
前記位置決め調整部により調整するステップは、前記位置決めの調整を、前記第２のワークに前記第１のワークを挿入するための前記第１のワークの軌道計算を行い、当該軌道計算に基づく前記制御周期ごとの前記ロボットの目標位置と現在位置との差を修正するように、前記移動機構の前記制御周期ごとの次の目標位置を設定することにより、前記ロボットおよび前記移動機構の前記所定の制御周期による制御中に行う、
制御システムの制御方法。

【請求項4】

第１のワークを把持するロボットと、第２のワークを支持する支持台の移動機構とを制御する制御システムのプログラムであって、コンピュータに、
前記ロボットの位置、および前記支持台の位置を計測部により計測するステップと、
前記計測部により計測した前記ロボットおよび前記支持台の位置に基づいて、前記移動機構により前記支持台を移動させ、前記第１のワークの前記第２のワークに対する相対的な位置決めを中央制御装置の位置決め調整部により調整するステップと、
前記ロボットおよび前記移動機構を、前記中央制御装置と産業用ネットワークにより通信可能に接続され、所定の制御周期により制御するステップとを、実行させ、
前記位置決め調整部により調整するステップは、前記位置決めの調整を、前記第２のワークに前記第１のワークを挿入するための前記第１のワークの軌道計算を行い、当該軌道計算に基づく前記制御周期ごとの前記ロボットの目標位置と現在位置との差を修正するように、前記移動機構の前記制御周期ごとの次の目標位置を設定することにより、前記ロボットおよび前記移動機構の前記所定の制御周期による制御中に行う、
制御システムのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、電子部品等の組み立てを行うロボット等を制御装置により制御する制御システム、制御システムの制御方法、および制御システムのプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

電子部品の組み立てでは、基板に対して垂直方向だけではなく、水平方向および斜め方向からの部品の挿入が必要となる。このような多方向の部品挿入に対応するためには、垂直多関節ロボットが必要になる。

【0003】

例えば特許文献１のように、組み付け位置をテンプレートを用いて教示し、組み立てを行う装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－３６２９５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の手法では、部品の位置決め誤差を予め静的に計測して修正し、組み立てを実行するものであり、ロボットの動作中における振動やたわみ等による位置決め誤差を修正することはできない。特に、垂直多関節ロボットは、高速で動かすと振動し、手先の位置決め精度が出ず、組み付けが実現できない。また、垂直多関節ロボットには、自重や手先の把持物体の重さにより、リンクにたわみが発生し、手先の位置決めに誤差が生じる。

【0006】

そこで、この発明の課題は、垂直多関節ロボットの手先の精度を補償し、高速高精度かつ多方向の挿入に対応した電子部品等の組み付けを可能とする制御システム、制御システムの制御方法、および制御システムのプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、この開示の制御システムは、
第１のワークを把持するロボットと、
第２のワークを支持する支持台と、
前記支持台を移動させる移動機構と、
前記ロボットの位置および前記支持台の位置を計測する計測部と、
前記ロボットおよび前記移動機構を制御する中央制御装置と、を備え、
前記中央制御装置は、
前記計測部により計測した前記ロボットおよび前記支持台の位置に基づいて、前記移動機構により前記支持台を移動させ、前記第１のワークの前記第２のワークに対する相対的な位置決めを調整する位置決め調整部を備える。

【0008】

上述の制御システムでは、支持台に支持される第２のワークに、ロボットに把持される第１のワークを挿入する等の組み立てを行う場合には、中央制御装置は、ロボットを所定の位置に移動させる。振動等によりロボットに位置決め誤差が生じた場合には、位置決め調整部は、計測部により計測したロボットおよび支持台の位置に基づいて、移動機構により前記支持台を移動させ、第１のワークの第２のワークに対する相対的な位置決めを調整する。

【0009】

上述の制御システムによれば、振動やたわみ等により垂直多関節ロボットの位置決め誤差が生じた場合でも、垂直多関節ロボットの手先の精度を補償し、高速高精度かつ多方向の挿入に対応した電子部品等の組み付けを行うことができる。

【0010】

一実施形態の制御システムは、
前記ロボットおよび前記移動機構は、前記中央制御装置と産業用ネットワークにより通信可能に接続され、所定の制御周期により制御されており、
前記位置決め調整部は、前記位置決めの調整を、前記第２のワークに前記第１のワークを挿入するための前記第１のワークの軌道計算を行い、当該軌道計算に基づく前記制御周期ごとの前記ロボットの目標位置と現在位置との差を修正するように、前記移動機構の前記制御周期ごとの次の目標位置を設定することにより行う。

【0011】

この一実施形態の制御システムでは、ロボットおよび移動機構は、中央制御装置と産業用ネットワークにより通信可能に接続され、所定の制御周期により制御されている。位置決め調整部は、第２のワークに第１のワークを挿入するための第１のワークの軌道計算を行う。そして、この軌道計算に基づく制御周期ごとのロボットの目標位置と現在位置との差を計測し、その差を修正するように、移動機構の前記制御周期ごとの次の目標位置を設定する。このようにして、位置決めの調整を行う。したがって、位置決めの調整が動的に行われるので、振動やたわみ等により垂直多関節ロボットの位置決め誤差が生じた場合でも、垂直多関節ロボットの手先の精度を補償し、高速高精度かつ多方向の挿入に対応した電子部品等の組み付けを行うことができる。

【0012】

一実施形態の制御システムは、計測部は、ロボットおよび移動機構に備えられたエンコーダ、または、第１のワークあるいは第２のワークを撮影するカメラを備える。

【0013】

この一実施形態の制御システムでは、エンコーダまたはカメラによりロボットおよび支持台の位置を計測するので、位置決めの調整が動的に行うことができる。その結果、振動やたわみ等により垂直多関節ロボットの位置決め誤差が生じた場合でも、垂直多関節ロボットの手先の精度を補償し、高速高精度かつ多方向の挿入に対応した電子部品等の組み付けを行うことができる。

【0014】

上記課題を解決するため、この開示の制御システムの制御方法は、
第１のワークを把持するロボットと、第２のワークを支持する支持台の移動機構とを制御する制御システムの制御方法であって、
前記ロボットの位置、および前記支持台の位置を計測部により計測するステップと、
前記計測部により計測した前記ロボットおよび前記支持台の位置に基づいて、前記移動機構により前記支持台を移動させ、前記第１のワークの前記第２のワークに対する相対的な位置決めを中央制御装置の位置決め調整部により調整するステップと、を備える。

【0015】

この開示の制御システムの制御方法によれば、振動やたわみ等により垂直多関節ロボットの位置決め誤差が生じた場合でも、垂直多関節ロボットの手先の精度を補償し、高速高精度かつ多方向の挿入に対応した電子部品等の組み付けを行うことができる。

【0016】

上記課題を解決するため、この開示の制御システムのプログラムは、上記制御システムの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

【0017】

この開示のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記制御システムの制御方法を実施することができる。

【発明の効果】

【0018】

以上より明らかなように、この開示の制御システムによれば、垂直多関節ロボットの手先の精度を補償し、高速高精度かつ多方向の挿入に対応した電子部品等の組み付けを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１実施形態における制御システムの概略構成を示す図である。

【図2】制御システムの機能ブロック図である。

【図3】制御システムにおける全体処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】制御システムにおける全体処理の流れを説明するための図である。

【図5】制御システムにおける全体処理の流れを説明するための図である。

【図6】制御システムにおける全体処理の流れを説明するための図である。

【図7】制御システムにおける全体処理の流れを説明するための図である。

【図8】制御システムの処理の詳細を示すフローチャートである。

【図9】制御システムの処理の詳細を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0021】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における制御システム１の概略構成を示す図である。図１に示すように、制御システム１は、垂直多関節ロボット１０と、カメラ２０と、支持台としてのステージ３０と、移動機構としてのＸＹＺロボット４０とを備えている。

【0022】

垂直多関節ロボット１０は、一例として、６軸の垂直多関節ロボットであり、回転関節１１～１３および屈曲関節１４～１６を回転・屈曲させることにより、ロボット先端の位置を固定した状態で色々な姿勢をとることができる。垂直多関節ロボット１０は、一例として、サーボモータを備えており、各サーボモータの近傍には、各サーボモータの回転量等を検出するための計測部としてのエンコーダ１０ａ（図２参照）が備えられている。

【0023】

垂直多関節ロボット１０の先端部には、ハンド１７が取り付けられており、ハンド１７は、ハンド１７内のサーボモータにより駆動される。ハンド１７は、第１のワーク５０を把持する機能を備えている。

【0024】

ステージ３０は、平板状の部材であり、第２のワーク５１を支持する支持台として機能する。ステージ３０は、移動機構としてのＸＹＺロボット４０のＺバー４３に取り付けられている。

【0025】

ＸＹＺロボット４０は、Ｘバー４１、Ｙバー４２、およびＺバー４３を備えており、Ｘバー４１、Ｙバー４２、およびＺバー４３は、それぞれサーボモータ９３，９４，９５（図２参照）によって、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に自在に移動可能となっている。ＸＹＺロボット４０の各サーボモータ９３，９４，９５（図２参照）近傍には、各サーボモータの回転量等を検出するためのエンコーダ９３ａ，９４ａ，９５ａ（図２参照）が備えられている。

【0026】

カメラ２０は、ステージ３０の上方における任意の位置に取り付けられ、ステージ３０上の第２のワーク５１を撮影可能となっている。

【0027】

第１のワーク５０は、例えば、電子部品であり、プリント基板等に挿入するための端子を有している。

【0028】

第２のワーク５１は、例えば、プリント基板であり、第１のワーク５０の端子が挿入される部品５２が取り付けられている。

【0029】

図２は、制御システム１の機能ブロック図である。図２に示すように、制御システム１は、中央制御装置６０と、ロボットアンプ７０と、ハンドドライバ８０と、サーボモータドライバ９０，９１，９２と、画像処理装置１００とを備えている。

【0030】

中央制御装置６０は、一例として、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）であり、垂直多関節ロボット１０の動作を制御するロボット制御プログラムと、垂直多関節ロボット１０に取り付けられたハンド１７の動作およびＸＹＺロボット４０の動作を制御するシーケンス制御プログラムとを実行し、制御信号を出力する。

【0031】

中央制御装置６０は、垂直多関節ロボット１０のエンコーダ１０ａ、ＸＹＺロボット４０のサーボモータ９３，９４，９５のエンコーダ９３ａ，９４ａ，９５ａにより計測した垂直多関節ロボット１０およびステージ３０の位置に基づいて、ＸＹＺロボット４０によりステージ３０を移動させ、第１のワーク５０の第２のワーク５１に対する相対的な位置決めを調整する位置決め調整部６１の機能を有する。

【0032】

ロボットアンプ７０は、中央制御装置６０からの制御信号に基づいて、垂直多関節ロボット１０のサーボモータを駆動する。また、垂直多関節ロボット１０のエンコーダ１０ａのカウンタ値を中央制御装置６０に送信する。

【0033】

ハンドドライバ８０は、中央制御装置６０からの制御信号に基づいて、ハンド１７を駆動する。

【0034】

サーボモータドライバ９０，９１，９２は、中央制御装置６０からの制御信号に基づいて、ＸＹＺロボット４０のサーボモータ９３，９４，９５を駆動する。また、サーボモータドライバ９０，９１，９２は、エンコーダ９３ａ，９４ａ，９５ａのカウンタ値を中央制御装置６０に送信する。

【0035】

画像処理装置１００は、カメラ２０と接続されている。カメラ２０は、ステージ３０上の第２のワーク５１を撮影し、画像処理装置１００は、撮影された画像を中央制御装置６０に送信する。

【0036】

中央制御装置６０は、産業用ネットワークであるＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）により、ロボットアンプ７０、ハンドドライバ８０、サーボモータドライバ９０，９１，９２、および画像処理装置１００と接続されている。

【0037】

中央制御装置６０は、例えば１ｍｓの制御周期でロボットアンプ７０、ハンドドライバ８０、サーボモータドライバ９０，９１，９２に制御信号を送信し、１ｍｓの制御周期でエンコーダ１０ａ，９３ａ，９４ａ，９５ａからの信号を受信している。つまり、垂直多関節ロボット１０、ハンド１７、およびＸＹＺロボット４０は、１ｍｓの周期で同期して動作している。なお、中央制御装置６０は、画像処理装置１００からの信号を所望のタイミングで受信することができる。

【0038】

（全体処理の流れ）
次に、本実施形態の制御システム１における全体処理の流れを図３から図７を参照しつつ説明する。図３は、制御システム１における全体処理の流れを示すフローチャートである。図４から図７は、制御システム１における全体処理の流れを説明するための図である。

【0039】

まず、中央制御装置６０は、カメラ２０を用いてステージ３０上における第２のワーク５１の画像を撮影し、画像処理装置１００からこの画像を受信して、第２のワーク５１のステージ３０上の位置を計算する（Ｓ１０）。

【0040】

第２のワーク５１のステージ３０上の位置を画像から計算する方法としては、例えば、図４に示すように、第２のワーク５１上にマーカ５３，５４を設け、マーカ５３，５４をカメラ２０により撮影する方法が挙げられる。

【0041】

次に、中央制御装置６０は、第１のワーク５０を第２のワーク５１に挿入する軌道を計算する（Ｓ２０）。図５に軌道Ｓの一例を示す。

【0042】

ステップＳ３０からステップＳ７５までは、制御ループとなり、第１のワーク５０と第２のワーク５１の組み立てが完了したら、この制御ループを終了する。

【0043】

まず、中央制御装置６０は、図６に示すように、第１のワーク５０を周期毎の目標位置へ垂直多関節ロボット１０を用いて移動させる（Ｓ４０）。

【0044】

次に、中央制御装置６０は、垂直多関節ロボット１０、およびＸＹＺロボット４０の各軸のエンコーダ情報を取得する（Ｓ５０）。

【0045】

中央制御装置６０は、垂直多関節ロボット１０のエンコーダ値から、手先の位置を計算し、第１のワーク５０の実際の位置を計算する（Ｓ６０）。

【0046】

中央制御装置６０は、垂直多関節ロボット１０のエンコーダ値から、垂直多関節ロボット１０の各リンクにかかるトルクを計算し、垂直多関節ロボット１０のたわみ量を計算する（Ｓ７０）。

【0047】

中央制御装置６０は、垂直多関節ロボット１０のたわみによる第１のワーク５０の実際の位置を計算する（Ｓ７１）。

【0048】

中央制御装置６０は、最終的な第１のワーク５０の実際の位置を計算する（Ｓ７２）。

【0049】

中央制御装置６０は、第１のワーク５０の目標位置と実際の位置とに誤差がないかどうかを判断する（Ｓ７３）。

【0050】

中央制御装置６０は、第１のワーク５０の目標位置と実際の位置とに誤差がある場合には（Ｓ７３：ＮＯ）、ＸＹＺテーブル４０を誤差分移動し、修正する（Ｓ７４）。一方、中央制御装置６０は、第１のワーク５０の目標位置と実際の位置とに誤差がない場合には（Ｓ７３：ＹＥＳ）、制御ループが終了するまで、ステップと４０からステップＳ７３までの処理を繰り返す。

【0051】

そして、図７に示すように、第１のワーク５０が第２のワーク５１に挿入され、組み付けが完了すると、制御ループが終了する。

【0052】

（処理の詳細）
次に、図８を参照しつつ、制御システム１の処理の詳細について説明する。図８は、制御システム１の処理の詳細を示すフローチャートである。

【0053】

まず、中央制御装置６０は、任意の位置に固定されたカメラ２０で第２のワーク５１のマーカ５３，５４を撮影し、画像処理装置１００から撮影画像を受信して、ステージ３０上の第２のワーク５１の初期位置として時刻０における現在位置Ｐ_Ｗ２（０）を計算する（Ｓ１００）。ここで、第２のワーク５１の時刻ｔにおける現在位置はＰ_Ｗ２（ｔ）で表される。

【0054】

次に、中央制御装置６０は、第１のワーク５０の初期位置として時刻０における現在位置Ｐ_Ｗ１（０）と、計算した第２のワーク５１の初期位置として時刻０における現在位置Ｐ_Ｗ２（０）を用いて第１のワーク５０を第２のワーク５１に挿入する軌道を計算する（Ｓ１１０）。ここで、第１のワーク５０の時刻ｔにおける現在位置はＰ_Ｗ１（ｔ）で表される。

【0055】

中央制御装置６０は、垂直多関節ロボット１０の時刻０における初期位置目標Ｒ_ｄ（０）を、垂直多関節ロボット１０の時刻０における現在位置Ｒ（０）とする（Ｓ１２０）。ここで、垂直多関節ロボット１０の時刻ｔにおける初期位置目標はＲ_ｄ（ｔ）で表され、垂直多関節ロボット１０の時刻ｔにおける現在位置はＲ（ｔ）で表される。

【0056】

ステップＳ１３０からステップＳ２００までは、制御ループとなっており、第１のワーク５０と第２のワーク５１との組み立てが完了すると制御ループは終了する。

【0057】

制御ループが開始されると、中央制御装置６０は、垂直多関節ロボット１０の時刻ｔにおけるエンコーダ値Ｅ_Ｒ（ｔ）と、ＸＹＺロボット４０の時刻ｔにおけるエンコーダ値Ｅ_Ｓ（ｔ）とを取得する。そして、中央制御装置６０は、これらのエンコーダ値Ｅ_Ｒ（ｔ），Ｅ_Ｓ（ｔ）に基づいて、垂直多関節ロボット１０の時刻ｔにおける現在位置Ｒ（ｔ）と、ＸＹＺロボット４０の時刻ｔにおける現在位置Ｓ（ｔ）とを計算する（Ｓ１４０）。

【0058】

次に、中央制御装置６０は、垂直多関節ロボット１０の時刻ｔにおける現在位置Ｒ（ｔ）に基づいて、第１のワーク５０の時刻ｔにおける現在位置Ｐ_Ｗ１（ｔ）を計算する（Ｓ１５０）。

【0059】

中央制御装置６０は、垂直多関節ロボット１０の振動に起因する第１のワーク５０の補正量σ_V（t）を以下のように時刻ｔにおける第１のワーク５０の目標位置Ｐ_ｄＷ１（ｔ）と、第１のワーク５０の時刻ｔにおける現在位置Ｐ_Ｗ１（ｔ）とから計算する（Ｓ１６０）。

【0060】

σ_V（t）＝Ｐ_ｄｗ１（ｔ）－Ｐ_Ｗ１（ｔ）

【0061】

中央制御装置６０は、垂直多関節ロボット１０の関節の現在角度より各関節のトルクτ（ｔ）を以下のように計算する（Ｓ１７０）。

【0062】

【0063】

中央制御装置６０は、計算した各関節のトルクτ（ｔ）から各リンクのたわみ量δ（ｔ）を計算する（Ｓ１８０）。

【0064】

中央制御装置６０は、各リンクのたわみ量δ（ｔ）に起因する第１のワーク５０の補正量σ_ｆ（ｔ）を計算する（Ｓ１９０）。

【0065】

次に、中央制御装置６０は、ＸＹＺロボット４０の次の目標位置、つまり、時刻ｔ＋１における目標位置Ｓ_ｄ（ｔ＋１）を、ＸＹＺロボット４０の時刻ｔにおける現在位置Ｓ（ｔ）と、振動に起因する第１のワーク５０の補正量σ_V（ｔ）と、たわみ量δ（ｔ）に起因する第１のワーク５０の補正量σ_ｆ（ｔ）とに基づいて計算する（Ｓ２００）。つまり、ＸＹＺロボット４０の次の目標位置である時刻ｔ＋１における目標位置Ｓ_ｄ（ｔ＋１）は以下のようになる。

【0066】

Ｓ_ｄ（ｔ＋１）＝Ｓ（ｔ）＋σ_V（ｔ）＋σ_ｆ（ｔ）

【0067】

中央制御装置６０は、上述のようにして計算した第１のワーク５０を第２のワーク５１に挿入する軌道から、第１のワーク５０の次の目標位置、つまり時刻ｔ＋１における目標位置Ｐ_ｄＷ１（ｔ＋１）を求め、この第１のワーク５０の時刻ｔ＋１における目標位置P_ｄＷ１（ｔ＋１）から、垂直多関節ロボット１０の次の目標位置、つまり時刻ｔ＋１における目標位置Ｒ_ｄ（ｔ＋１）を計算する（Ｓ２１０）。

【0068】

中央制御装置６０は、垂直多関節ロボット１０、およびＸＹＺロボット４０を、それぞれの次の目標位置、つまり時刻ｔ＋１における目標位置Ｒ_ｄ（ｔ＋１），Ｓ_ｄ（ｔ＋１）に移動させる（Ｓ２２０）。

【0069】

中央制御装置６０は、時刻ｔが次の周期である時刻ｔ＋１になると（Ｓ２３０）、第１のワーク５０と第２のワーク５１との組み立てが完了するまで、ステップＳ１３０からステップＳ２４０までの制御ループを繰り返す。

【0070】

そして、中央制御装置６０は、第１のワーク５０と第２のワーク５１との組み立てが完了すると、制御ループを終了し、処理を終了する。

【0071】

以上のように、本実施形態の制御システム１は、垂直多関節ロボット１０およびＸＹＺロボット４０は、中央制御装置６０と産業用ネットワークであるＥｔｈｅｒＣＡＴにより通信可能に接続されて制御され、高速で動くことになる。このように高速で動いた場合には、振動等により垂直多関節ロボット１０の位置決めにずれが生じる。また、垂直多関節ロボット１０には、自重や手先の把持物体の重さにより、リンクにたわみが発生し、手先の位置決めに誤差が生じる。

【0072】

しかしながら、中央制御装置６０の位置決め調整部６１は、第２のワーク５１に第１のワーク５０を挿入するために、第１のワーク５０の軌道計算を行い、この軌道計算に基づいて、制御周期ごとの垂直多関節ロボット１０の目標位置と、振動やたわみに起因する現在位置との差を求める。そして、位置決め調整部６１は、この差を修正するように、ＸＹＺロボット４０の制御周期ごとの次の目標位置を設定する。このようにして、垂直多関節ロボット１０の位置決めの調整を行っている。

【0073】

ＸＹＺロボット４０は、高速で動作させても高精度で動作可能なため、以上のような位置決めの調整が可能となっている。

【0074】

したがって、本実施形態によれば、中央制御装置６０により、垂直多関節ロボット１０の位置決め誤差を、ＸＹＺロボット４０で補償するように、両者を同期させて制御することで、高速かつ高精度の電子部品等の組み立て作業を行うことができる。

【0075】

また、垂直多関節ロボット１０の位置決め誤差の補償を、垂直多関節ロボット１０の動作中に動的に行うため、静的な補償しかしていなかった従来の方法に比べて、高精度な位置決め誤差の補償が可能である。

【0076】

（変形例）
上述した実施形態においては、ステージ３０およびＸＹＺロボット４０を用いた態様について説明したが、ステージ３０およびＸＹＺロボット４０の代わりに、ＵＶＷステージと、Ｚ軸駆動機構を用いてもよい。

【0077】

上述した実施形態においては、垂直多関節ロボット１０の位置、およびステージ３０の位置を計測する計測部として、エンコーダ１０ａ，９３ａ，９４ａ，９５ａを用いた態様について説明した。しかし、本発明は、このような態様に限定される訳ではなく、計測部としてカメラを用いることも可能である。

【0078】

上述した実施形態においては、一例として、電子部品の組み立てを行う場合の制御について説明した。しかし、本発明は、このような態様に限定される訳ではなく、あらゆる部品の組み立て作業全般に適用可能である。

【0079】

以上の実施形態は例示であり、この発明の範囲から離れることなく様々な変形が可能である。上述した複数の実施の形態は、それぞれ単独で成立し得るものであるが、実施の形態同士の組みあわせも可能である。また、異なる実施の形態の中の種々の特徴も、それぞれ単独で成立し得るものであるが、異なる実施の形態の中の特徴同士の組みあわせも可能である。

【符号の説明】

【0080】

１ 制御システム
１０ 垂直多関節ロボット
１７ ハンド
２０ カメラ
３０ ステージ
４０ ＸＹＺロボット
５０ 第１のワーク
５１ 第２のワーク
６０ 中央制御装置
１００ 画像処理装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】