特許7405960ロボットの制御装置及び制御方法、ロボットシステム、ロボットの動作プログラムを生成する装置及び方法
(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】2023-12-18
(45)【発行日】2023-12-26
(54)【発明の名称】ロボットの制御装置及び制御方法、ロボットシステム、ロボットの動作プログラムを生成する装置及び方法
(51)【国際特許分類】
B25J 13/08 20060101AFI20231219BHJP
【ＦＩ】
B25J13/08 Z
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2022515357
(86)(22)【出願日】2021-04-09
(86)【国際出願番号】 JP2021015082
(87)【国際公開番号】W WO2021210514
(87)【国際公開日】2021-10-21
【審査請求日】2022-11-21
(31)【優先権主張番号】P 2020073038
(32)【優先日】2020-04-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】390008235
【氏名又は名称】ファナック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100112357
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 繁樹
(72)【発明者】
【氏名】石井 優希
(72)【発明者】
【氏名】顧 義華
【審査官】樋口 幸太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開平０６－２６２５６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－００９３２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－１７９６３２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １３／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットの制御装置であって、ワークの形状を表す形状データに基づいて設定された複数の目標位置に前記ロボットを順に位置決めし、該ワークの作業対象箇所に沿って作業を実行させるように前記ロボットを制御するロボット制御部を備え、
前記ロボット制御部は、前記ロボットが、前記形状データにおける前記作業対象箇所の終端に対応して設定された最後の前記目標位置に到達した後、該最後の目標位置を超えて前記作業を継続させるように前記ロボットを制御する、制御装置。
【請求項2】
前記複数の目標位置と、前記最後の目標位置から所定の延長方向へ所定の距離だけ離隔した位置に設定された追加目標位置と、が規定された動作プログラムを記憶する記憶部をさらに備え、前記ロボット制御部は、前記動作プログラムに従って前記ロボットを動作させて、該ロボットが前記最後の目標位置に達した後、前記追加目標位置まで前記作業を継続させる、請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記ロボット制御部は、前記ロボットのツールを前記ワークに対して押し付けることで前記作業を実行させ、前記制御装置は、
前記ロボットが前記作業を実行しているときに前記ワークから前記ロボットに加えられた力のデータを取得する力取得部と、
前記最後の目標位置を超えて前記作業を継続している間、前記力が予め定めた閾値以下になったか否かを判定する力判定部と、をさらに備える、請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項4】
前記ロボット制御部は、前記力判定部によって前記力が前記閾値以下になったと判定された場合に、前記作業を終了させる、請求項３に記載の制御装置。【請求項5】
前記ロボット制御部は、前記作業の実行中に、前記力取得部が取得した前記力に基づいて、前記ロボットが前記ツールを前記ワークに対して押し付ける押付力を予め定めた目標値に制御する倣い制御を実行し、
前記力判定部によって前記力が前記閾値以下になったと判定された場合に、前記倣い制御を終了させる、請求項３に記載の制御装置。
【請求項6】
前記ロボット制御部は、前記ロボットのツールを前記ワークに対して押し付けることで前記作業を実行させ、前記制御装置は、
前記ロボットが前記作業を実行しているときに、前記ワークに対して前記ツールを押し付ける方向への前記ロボットの移動量を取得する移動量取得部と、
前記最後の目標位置を超えて前記作業を継続している間、前記移動量が予め定めた閾値を超えたか否かを判定する移動判定部と、をさらに備える、請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項7】
前記ロボット制御部は、前記移動判定部によって前記移動量が前記閾値を超えたと判定された場合に、前記作業を終了させる、請求項６に記載の制御装置。【請求項8】
前記ロボットが前記作業を実行しているときに前記ワークから前記ロボットに加えられた力のデータを取得する力取得部をさらに備え、前記ロボット制御部は、
前記作業の実行中に、前記力取得部が取得した前記力に基づいて、前記ロボットが前記ツールを前記ワークに対して押し付ける押付力を予め定めた目標値に制御する倣い制御を実行し、
前記移動判定部によって前記移動量が前記閾値を超えたと判定された場合に、前記倣い制御を終了させる、請求項６に記載の制御装置。
【請求項9】
ロボットと、請求項１～８のいずれか１項に記載の制御装置と、を備える、ロボットシステム。
【請求項10】
ロボットの動作プログラムを生成する装置であって、ワークの形状を表す形状データを取得する形状データ取得部と、
前記形状データに基づいて、前記ワークの作業対象箇所に対する作業のために前記ロボットを順に位置決めすべき複数の目標位置を設定する目標位置設定部と、
前記形状データにおける前記作業対象箇所の終端に対応して前記目標位置設定部が設定した最後の前記目標位置から、所定の延長方向へ所定の距離だけ離隔した位置に、追加目標位置を自動で設定する追加目標位置設定部と、
前記複数の目標位置と前記追加目標位置とが規定された前記動作プログラムを生成するプログラム生成部と、を備える、装置。
【請求項11】
前記形状データ取得部は、前記形状データとして、前記ロボットを制御するための制御座標系に対して既知の位置関係に配置された視覚センサが撮像した前記ワークの画像データを取得し、前記装置は、前記画像データに基づいて、前記制御座標系における前記作業対象箇所の位置を取得する位置取得部をさらに備え、
前記目標位置設定部は、前記位置取得部が取得した前記作業対象箇所の前記位置に基づいて、前記複数の目標位置を設定する、請求項１０に記載の装置。
【請求項12】
前記形状データ又は前記目標位置に基づいて前記延長方向を設定する方向設定部をさらに備える、請求項１０又は１１に記載の装置。【請求項13】
ロボットの制御方法であって、ワークの形状を表す形状データに基づいて設定された複数の目標位置に前記ロボットを順に位置決めし、該ワークの作業対象箇所に沿って作業を実行させるように前記ロボットを制御し、
前記ロボットが、前記形状データにおける前記作業対象箇所の終端に対応して設定された最後の前記目標位置に到達した後、該最後の目標位置を超えて前記作業を継続させるように前記ロボットを制御する、制御方法。
【請求項14】
ロボットの動作プログラムを生成する方法であって、ワークの形状を表す形状データを取得し、
前記形状データに基づいて、前記ワークの作業対象箇所に対する作業のために前記ロボットを順に位置決めすべき複数の目標位置を設定し、
前記形状データにおける前記作業対象箇所の終端に対応して設定した最後の前記目標位置から、所定の延長方向へ所定の距離だけ離隔した位置に、追加目標位置を自動で設定し、
前記複数の目標位置と前記追加目標位置とが規定された前記動作プログラムを生成する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボットの制御装置及び制御方法、ロボットシステム、並びに、ロボットの動作プログラムを生成する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ロボットを複数の目標位置に順に位置決めし、該ロボットに所定の作業（例えば、バリ取り）を実行させる制御装置が知られている（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－９１２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来、ロボットの目標位置が実際のワークからずれてしまい、ワークの作業対象箇所の終端まで作業を完遂できなくなる場合があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様において、ロボットの制御装置は、ワークの形状を表す形状データに基づいて設定された複数の目標位置にロボットを順に位置決めし、該ワークの作業対象箇所に沿って作業を実行させるようにロボットを制御するロボット制御部を備え、該ロボット制御部は、ロボットが、形状データにおける作業対象箇所の終端に対応して設定された最後の目標位置に到達した後、該最後の目標位置を超えて作業を継続させるようにロボットを制御する。
【0006】
本開示の他の態様において、ロボットの動作プログラムを生成する装置は、ワークの形状を表す形状データを取得する形状データ取得部と、形状データに基づいて、ワークの作業対象箇所に対する作業のためにロボットを順に位置決めすべき複数の目標位置を設定する目標位置設定部と、形状データにおける作業対象箇所の終端に対応して目標位置設定部が設定した最後の目標位置から、所定の延長方向へ所定の距離だけ離隔した位置に、追加目標位置を自動で設定する追加目標位置設定部と、複数の目標位置と追加目標位置とが規定された動作プログラムを生成するプログラム生成部とを備える。
【0007】
本開示のさらに他の態様において、ロボットの制御方法は、ワークの形状を表す形状データに基づいて設定された複数の目標位置にロボットを順に位置決めし、該ワークの作業対象箇所に沿って作業を実行させるようにロボットを制御し、ロボットが、形状データにおける作業対象箇所の終端に対応して設定された最後の目標位置に到達した後、該最後の目標位置を超えて作業を継続させるようにロボットを制御する。
【0008】
本開示のさらに他の態様において、ロボットの動作プログラムを生成する方法は、ワークの形状を表す形状データを取得し、形状データに基づいて、ワークの作業対象箇所に対する作業のためにロボットを順に位置決めすべき複数の目標位置を設定し、形状データにおける作業対象箇所の終端に対応して設定した最後の目標位置から、所定の延長方向へ所定の距離だけ離隔した位置に、追加目標位置を自動で設定し、複数の目標位置と追加目標位置とが規定された動作プログラムを生成する。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、作業対象箇所の終端まで確実に作業を完遂し、該終端の近傍部分が未作業となってしまうのを防止できる。これにより、ワークの仕上がり品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】一実施形態に係るロボットシステムの図である。
【図3】ワークの一例を示す図である。
【図4】形状データに基づいて取得した作業対象箇所の位置と、実空間での作業対象箇所の位置との誤差を説明するための図である。
【図5】形状データに基づいて取得した作業対象箇所に対し目標位置を設定した態様を模式的に示す図である。
【図8】他の実施形態に係るロボットシステムのブロック図である。
【図11】制御装置が実行する動作フローのさらに他の例を示すフローチャートである。
【図12】他の実施形態に係るロボットシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。まず、図１及び図２を参照して、一実施形態に係るロボットシステム１０について説明する。ロボットシステム１０は、ロボット１２、力センサ１４、視覚センサ１６、及び制御装置１８を備える。
【0012】
本実施形態においては、ロボット１２は、垂直多関節ロボットであって、ロボットベース２０、旋回胴２２、ロボットアーム２４、手首部２６、及びエンドエフェクタ２８を有する。ロボットベース２０は、作業セルの床に固定されている。旋回胴２２は、鉛直軸周りに旋回可能となるようにロボットベース２０に設けられている。ロボットアーム２４は、旋回胴２２に水平軸周りに回動可能に設けられた下腕部３０と、該下腕部３０の先端部に回動可能に設けられた上腕部３２とを有する。手首部２６は、上腕部３２の先端部に回動可能に設けられ、エンドエフェクタ２８を回動可能に支持する。
【0013】
ロボットベース２０、旋回胴２２、ロボットアーム２４、及び手首部２６には、サーボモータ３５（図２）がそれぞれ内蔵されている。サーボモータ３５は、制御装置１８からの指令に応じてロボット１２の各可動要素（すなわち、旋回胴２２、ロボットアーム２４、及び手首部２６）を駆動する。これら可動要素の動作により、ロボット１２は、エンドエフェクタ２８を移動させる。
【0014】
本実施形態においては、エンドエフェクタ２８は、ワークＷＲに形成されたバリを削って除去する作業（いわゆる、バリ取り）を行う。具体的には、エンドエフェクタ２８は、ツール３４と、該ツール３４を軸線Ａ周りに回転駆動するツール駆動部３６とを有する。ツール３４は、バリ取りツールであって、その円錐状の先端部でワークＷＲを削る。ツール駆動部３６は、例えばサーボモータを有し、制御装置１８からの指令に応じてツール３４を回転駆動する。
【0015】
ロボット１２には、ロボット座標系Ｃ１（図１）が設定されている。ロボット座標系Ｃ１は、ロボット１２の各可動要素の動作を自動制御するための制御座標系であって、３次元空間内に固定されている。本実施形態においては、ロボット座標系Ｃ１は、その原点が、ロボットベース２０の中心に配置され、そのｚ軸が、旋回胴２２の旋回軸に一致するように、ロボット１２に対して設定されている。
【0016】
一方、ツール３４には、ツール座標系Ｃ２が設定されている。ツール座標系Ｃ２は、ロボット座標系Ｃ１におけるツール３４（すなわち、エンドエフェクタ２８）の位置及び姿勢を制御するための制御座標系である。本実施形態においては、ツール座標系Ｃ２は、その原点が、ツール３４の先端点に配置され、そのｚ軸が軸線Ａに一致するように、ツール３４に対して設定されている。
【0017】
ツール３４を移動させるとき、制御装置１８は、ロボット座標系Ｃ１においてツール座標系Ｃ２を設定し、設定したツール座標系Ｃ２によって表される位置及び姿勢にツール３４を配置させるように、ロボット１２の各サーボモータ３５を制御する。こうして、制御装置１８は、ロボット座標系Ｃ１における任意の位置及び姿勢にツール３４を位置決めできる。
【0018】
力センサ１４は、ロボット１２の作業（すなわち、バリ取り）中にワークＷＲからツール３４に加えられる力Ｆを検出する。例えば、力センサ１４は、円筒状の本体部と、該本体部に設けられた複数の歪ゲージを有する６軸力覚センサである。本実施形態においては、力センサ１４は、手首部２６とエンドエフェクタ２８（具体的には、ツール駆動部３６）との間に介挿されている。
【0019】
視覚センサ１６は、例えば、２次元カメラ又は３次元視覚センサであって、光学系（コリメートレンズ、フォーカスレンズ等）、及び撮像センサ（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）等を有する。視覚センサ１６は、物体を撮像し、撮像した画像データを制御装置１８へ送信する。視覚センサ１６は、エンドエフェクタ２８に対して所定の位置に固定されている。
【0020】
視覚センサ１６には、センサ座標系Ｃ３が設定されている。センサ座標系Ｃ３は、視覚センサ１６が撮像した画像データの各画素の座標を規定する。本実施形態においては、センサ座標系Ｃ３は、その原点が、視覚センサ１６の撮像センサの受光面の中心に配置され、そのｘ軸及びｙ軸が、該撮像センサの横方向及び縦方向とそれぞれ平行に配置され、且つ、そのｚ軸が視覚センサ１６の光軸Ｏに一致するように、該視覚センサ１６に対して設定される。
【0021】
センサ座標系Ｃ３とツール座標系Ｃ２との位置関係は、キャリブレーションにより既知とされている。よって、視覚センサ１６が撮像した画像データのセンサ座標系Ｃ３の座標は、キャリブレーションにより得られた変換行列Ｍ１を介して、ツール座標系Ｃ２の座標に変換することができる。
【0022】
また、ツール座標系Ｃ２の座標は、ロボット座標系Ｃ１における該ツール座標系Ｃ２の位置及び姿勢（すなわち、原点の座標及び各軸の方向）に応じて定められる既知の変換行列Ｍ２を介して、ロボット座標系Ｃ１の座標に変換可能となっている。よって、センサ座標系Ｃ３の座標は、変換行列Ｍ１及びＭ２を介して、ロボット座標系Ｃ１の座標に変換可能である。こうして、視覚センサ１６は、制御座標系（ロボット座標系Ｃ１、ツール座標系Ｃ２）に対して既知の位置関係に配置されている。
【0023】
制御装置１８は、ロボット１２、力センサ１４、及び視覚センサ１６の動作を制御する。具体的には、制御装置１８は、プロセッサ４０、記憶部４２、Ｉ／Ｏインターフェース４４、入力装置４６、及び表示装置４８を有するコンピュータである。プロセッサ４０は、ＣＰＵ又はＧＰＵ等を有し、バス５０を介して、記憶部４２、Ｉ／Ｏインターフェース４４、入力装置４６、及び表示装置４８と通信可能に接続されている。プロセッサ４０は、記憶部４２、Ｉ／Ｏインターフェース４４、入力装置４６、及び表示装置４８と通信しつつ、後述する各種機能を実現するための演算処理を行う。
【0024】
記憶部４２は、ＲＡＭ又はＲＯＭ等を有し、各種データを一時的又は恒久的に記憶する。Ｉ／Ｏインターフェース４４は、例えば、イーサネット（登録商標）ポート、ＵＳＢポート、光ファイバコネクタ、又はＨＦＭＩ（登録商標）端子等を有し、プロセッサ４０からの指令の下、外部機器とデータを無線又は有線で通信する。上述のサーボモータ３５、ツール駆動部３６、力センサ１４、及び視覚センサ１６は、Ｉ／Ｏインターフェース４４に無線又は有線で通信可能に接続されている。
【0025】
入力装置４６は、キーボード、マウス、又はタッチパネル等を有し、オペレータの入力操作を受け付けて、入力された情報をプロセッサ４０に送信する。表示装置４８は、ＬＣＤ又は有機ＥＬディスプレイ等を有し、プロセッサ４０からの指令の下、各種情報を表示する。
【0026】
図３に、ロボット１２の作業対象となるワークＷＲの一例を示す。本実施形態においては、ワークＷＲの頂点ＤＲから頂点ＥＲまで延びるエッジＦＲに対し、バリ取り作業を行うものとする。プロセッサ４０は、動作プログラムＯＰに従ってロボット１２を動作させて、ワークＷＲに対して作業を行う。この動作プログラムＯＰは、記憶部４２に予め格納される。
【0027】
以下、ロボットシステム１０において動作プログラムＯＰを生成する方法について説明する。まず、プロセッサ４０は、ワークＷＲをモデル化したワークモデルＷＭの図面データ（例えば、３ＤＣＡＤデータ）ＤＤを取得する。例えば、オペレータは、製図装置（ＣＡＤ装置等）を操作して、ワークモデルＷＭの図面データＤＤを作成し、該製図装置から制御装置１８へ該図面データＤＤを供給する。
【0028】
プロセッサ４０は、Ｉ／Ｏインターフェース４４を介して図面データＤＤを取得し、記憶部４２に記憶する。この図面データＤＤは、ワークＷＲの形状を表す形状データに対応する。したがって、プロセッサ４０は、形状データを取得する形状データ取得部１０２（図２）として機能する。
【0029】
次いで、プロセッサ４０は、ワークモデルＷＭにおいて作業対象箇所を指定する入力情報を受け付ける。具体的には、プロセッサ４０は、ワークモデルＷＭを表示装置４８に表示し、オペレータは、表示装置４８に表示されたワークモデルＷＭを視認しつつ、入力装置４６を操作して、ワークモデルＷＭにおいて、エッジＦＲをモデル化したエッジモデルＦＭを作業対象箇所として指定する入力情報を入力する。プロセッサ４０は、オペレータからの入力情報に応じて、エッジモデルＦＭを、図面データＤＤにおける作業対象箇所ＦＭとして設定する。
【0030】
次いで、プロセッサ４０は、ワークモデルＷＭに設定した作業対象箇所ＦＭに基づいて、ロボット座標系Ｃ１における作業対象箇所ＦＭの位置を取得する。ここで、本実施形態においては、実空間において、ワークＷＲの作業対象箇所（エッジ）ＦＲがロボット座標系Ｃ１のｘ軸に平行に延在するように、該ワークＷＲがロボット座標系Ｃ１における既知の設置位置に位置決めされる。プロセッサ４０は、ロボット座標系Ｃ１における設置位置データとワークモデルＷＭとから、ロボット座標系Ｃ１における作業対象箇所ＦＭの位置ＰＦＭのデータ（具体的には、座標）を取得できる。
【0031】
次いで、プロセッサ４０は、視覚センサ１６を動作させて、実物のワークＷＲの作業対象箇所（すなわち、エッジ）ＦＲを撮像する。具体的には、プロセッサ４０は、取得したロボット座標系Ｃ１の位置ＰＦＭに基づいてロボット１２を動作させ、視覚センサ１６を、作業対象箇所ＦＲを視野に収めることができる撮像位置に位置決めする。
【0032】
次いで、プロセッサ４０は、視覚センサ１６を動作させてワークＷＲを撮像する。このときに視覚センサ１６が撮像した画像データＩＤには、作業対象箇所ＦＲが、作業対象箇所画像ＩＤＦとして写ることになる。視覚センサ１６が撮像した画像データＩＤは、ワークＷＲの形状を表す形状データに対応する。
【0033】
プロセッサ４０は、形状データ取得部１０２として機能して、視覚センサ１６から画像データＩＤを取得する。次いで、プロセッサ４０は、画像データＩＤを解析して該画像データＩＤに写る特徴点を抽出し、該画像データＩＤに写る作業対象箇所画像ＩＤＦを特定する。
【0034】
次いで、プロセッサ４０は、上述変換行列Ｍ１及びＭ２を用いて、作業対象箇所画像ＩＤＦのセンサ座標系Ｃ３の座標をロボット座標系Ｃ１に変換し、ロボット座標系Ｃ１における作業対象箇所ＦＲの位置ＰＦＩのデータ（具体的には、座標）を取得する。このように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、画像データＩＤに基づいて、制御座標系（ロボット座標系Ｃ１）における作業対象箇所ＦＲの位置ＰＦＩを取得する位置取得部１０４（図２）として機能する。
【0035】
ここで、プロセッサ４０が画像データＩＤに基づいて取得した作業対象箇所ＦＲの位置ＰＦＩと、実空間に設置されたワークＷＲの作業対象箇所ＦＲの位置との間で、誤差が生じる場合がある。この誤差について、図４を参照して説明する。図４中の点線は、ロボット座標系Ｃ１における実際のワークＷＲの位置を模式的に示している。一方、図４中の実線ＦＩは、ロボット座標系Ｃ１において、画像データＩＤに基づいて取得された位置ＰＦＩにある作業対象箇所ＦＩを示している。
【0036】
図４に示すように、画像データＩＤに基づいて取得された作業対象箇所ＦＩの終端ＥＩと、実際のワークＷＲの作業対象箇所ＦＲの終端（すなわち、頂点）ＥＲとは、誤差δだけ互いからずれている。このような誤差は、ロボット１２が視覚センサ１６を撮像位置に配置したときの位置決め精度、視覚センサ１６の検出精度、画像データＩＤの解像度、実物のワークＷＲとワークモデルＷＭとの寸法誤差、又は、実空間におけるワークＷＲの設置位置の誤差等に起因して、生じ得る。
【0037】
次いで、プロセッサ４０は、取得した位置ＰＦＩに基づいて、ワークＷＲに対する作業のためにロボット１２（具体的には、ツール３４の先端点）を順に位置決めすべき複数の目標位置ＴＰｎを設定する。具体的には、プロセッサ４０は、ロボット座標系Ｃ１において、作業対象箇所ＦＩの位置ＰＦＩに対応させる（例えば、位置ＰＦＩに一致させるか、又は、位置ＰＦＩから所定の距離だけ離隔させる）ように、複数の目標位置ＴＰｎ（ｎ＝１，２，３，・・・，ｍ－２，ｍ－１，ｍ）を、作業対象箇所ＦＩに沿って自動的に設定する。
【0038】
このように設定された目標位置ＴＰｎを図５に模式的に示す。ここで、プロセッサ４０は、ロボット座標系Ｃ１において、複数の目標位置ＴＰｎのうち、作業時にロボット１２を最後に位置決めすべき最後の目標位置ＴＰｍを、作業対象箇所ＦＩの終端ＥＩに対応（一致又は所定の距離だけ離隔）して設定する。換言すれば、最後の目標位置ＴＰｍは、画像データＩＤにおける作業対象箇所ＦＲ（すなわち、作業対象箇所画像ＩＤＦ）の終端ＥＲに対応して設定されている。
【0039】
このように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、形状データ（図面データＤＤ、画像データＩＤ）に基づいて目標位置ＴＰｎを設定する目標位置設定部１０６（図２）として機能する。プロセッサ４０は、設定した各々の目標位置ＴＰｎのロボット座標系Ｃ１における位置データ（座標）を記憶部４２に記憶する。
【0040】
ここで、仮に、プロセッサ４０が、上述のように設定した目標位置ＴＰｎが規定された動作プログラムを生成し、該動作プログラムに従ってロボット１２に作業を実行させた場合、ロボット１２が最後の目標位置ＴＰｍに到達したときに作業を終了させることになる。この場合、最後の目標位置ＴＰｍが実際のワークＷＲの頂点ＥＲから誤差δだけずれているので、実際の作業対象箇所ＦＲのうち、終端ＥＲの近傍部分が未作業となってしまう可能性がある。
【0041】
このような事態を避けるために、本実施形態においては、プロセッサ４０は、設定した最後の目標位置ＴＰｍから、所定の延長方向ＥＤへ所定の距離Δだけ離隔した位置に、追加目標位置ＴＰＡを自動で設定する。具体的には、プロセッサ４０は、まず、延長方向ＥＤを設定する。一例として、プロセッサ４０は、画像データＩＤを解析することによって、作業対象箇所画像ＩＤＦの、終点ＥＲ近傍での延在方向を特定する。プロセッサ４０は、特定した作業対象箇所画像ＩＤＦの延在方向を、延長方向ＥＤとして設定する。
【0042】
他の例として、プロセッサ４０は、ワークモデルＷＭの図面データＤＤを参照し、該ワークモデルＷＭをロボット座標系Ｃ１における既知の設置位置に配置したときのエッジモデルＦＭの延在方向を、延長方向ＥＤとして設定する。このように、これらの例の場合、プロセッサ４０は、形状データ（画像データＩＤ、図面データＤＤ）に基づいて延長方向ＥＤを設定している。
【0043】
さらに他の例として、プロセッサ４０は、設定した最後の目標位置ＴＰｍと、該最後の目標位置ＴＰｍよりも前の目標位置ＴＰｎ（ｎ＜ｍ）とに基づいて、延長方向ＥＤを設定してもよい。例えば、プロセッサ４０は、最後の目標位置ＴＰｍの直前の目標位置ＴＰｍ－１から該最後の目標位置ＴＰｍまでのベクトルＶＤ１を求める。
【0044】
プロセッサ４０は、該ベクトルＶＤ１の方向を、延長方向ＥＤとして設定する。この例の場合、プロセッサ４０は、目標位置ＴＰｎに基づいて、延長方向ＥＤを設定している。このように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、形状データ（画像データＩＤ、図面データＤＤ）又は目標位置ＴＰｎに基づいて延長方向ＥＤを設定する方向設定部１０８（図２）として機能する。
【0045】
次いで、プロセッサ４０は、ロボット座標系Ｃ１において、最後の目標位置ＴＰｍから、設定した延長方向ＥＤへ距離Δだけ離隔した位置に追加目標位置ＴＰＡを自動で設定する。この距離Δは、オペレータによって予め定められ、記憶部４２に記憶される。プロセッサ４０は、設定した追加目標位置ＴＰＡのロボット座標系Ｃ１における位置データ(座標)を、記憶部４２に記憶する。このように、プロセッサ４０は、追加目標位置ＴＰＡを設定する追加目標位置設定部１１０（図２）として機能する。
【0046】
次いで、プロセッサ４０は、複数の目標位置ＴＰｎ（ｎ＝１～ｍ）の位置データと、追加目標位置ＴＰＡの位置データとを用いて、これら目標位置ＴＰｎ及び追加目標位置ＴＰＡが規定された動作プログラムＯＰを生成する。動作プログラムＯＰは、作業のための一連の動作をロボット１２に実行させるコンピュータプログラムである。
【0047】
動作プログラムＯＰには、目標位置ＴＰｎ及び追加目標位置ＴＰＡの位置データ、目標位置ＴＰｎへ位置決めするための命令文、２つの目標位置ＴＰｎ及びＴＰｎ＋１の間のロボット１２（具体的には、ツール３４）の移動速度及び移動経路のデータが、規定されている。このように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、動作プログラムＯＰを生成するプログラム生成部１１２（図２）として機能する。
【0048】
以上のように、プロセッサ４０は、形状データ取得部１０２、位置取得部１０４、目標位置設定部１０６、方向設定部１０８、追加目標位置設定部１１０、及びプログラム生成部１１２として機能して、動作プログラムＯＰを生成する。よって、形状データ取得部１０２、位置取得部１０４、目標位置設定部１０６、方向設定部１０８、追加目標位置設定部１１０、及びプログラム生成部１１２は、動作プログラムＯＰを生成する装置１００（図２）を構成する。
【0049】
次に、図６を参照して、制御装置１８が実行する動作フローの一例について説明する。図６に示すフローは、プロセッサ４０が、オペレータ、上位コントローラ、又はコンピュータプログラム（例えば、上述の動作プログラムＯＰ）から作業開始指令を受け付けたときに、開始する。
【0050】
ステップＳ１において、プロセッサ４０は、ワークＷＲに対する作業（バリ取り）を開始する。具体的には、プロセッサ４０は、動作プログラムＯＰに従ってロボット１２を制御し、ツール駆動部３６によってツール３４を回転駆動させ、該ツール３４をワークＷＲに対して押し付けつつ、該ツール３４（又は、ツール座標系Ｃ２の原点）を目標位置ＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３・・・，ＴＰｍの順に位置決めする動作を開始する。こうして、作業対象箇所ＦＲに沿ってツール３４でワークＷＲを削ってバリを除去する作業が開始される。このように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、ロボット１２を制御するロボット制御部５２（図２）として機能する。
【0051】
ステップＳ２において、プロセッサ４０は、倣い制御を開始する。具体的には、プロセッサ４０は、力センサ１４が連続的（例えば、周期的）に検出する力Ｆのデータを、該力センサ１４から連続的に取得する。このように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、力Ｆのデータを取得する力取得部５４（図２）として機能する。
【0052】
そして、プロセッサ４０は、取得した力Ｆに基づいて、ロボット１２がツール３４をワークＷＲに対して押し付ける押付力ＦＰを予め定めた目標値ＦＴに制御する。例えば、プロセッサ４０は、取得した力Ｆの大きさが、目標値ＦＴを基準として予め定めた範囲［Ｆｔｈ１，Ｆｔｈ２］内にある（Ｆｔｈ１≦Ｆ≦Ｆｔｈ２）か否かを判定する。この範囲［Ｆｔｈ１，Ｆｔｈ２］を画定する閾値Ｆｔｈ１及びＦｔｈ２は、例えば、Ｆｔｈ１≦ＦＴ≦Ｆｔｈ２を満たす値として、オペレータによって予め定められ、記憶部４２に記憶される。
【0053】
プロセッサ４０は、Ｆｔｈ１＞Ｆである場合は、押付力ＦＰが目標値ＦＴよりも過度に小さいと判断し、ロボット１２を動作させてツール３４を、ワークＷＲへ向かう方向（例えば、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸マイナス方向）へ変位させ、ワークＷＲに作用する押付力ＦＰを増大させる。
【0054】
また、プロセッサ４０は、Ｆ＞Ｆｔｈ２である場合は、押付力ＦＰが目標値ＦＴよりも過度に大きいと判断し、ロボット１２を動作させてツール３４をワークＷＲから離反する方向（例えば、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸プラス方向）へ変位させ、ワークＷＲに作用する押付力ＦＰを減少させる。こうして、プロセッサ４０は、押付力ＦＰを目標値ＦＴに制御する倣い制御を実行する。
【0055】
ステップＳ３において、プロセッサ４０は、ロボット１２が最後の目標位置ＴＰｍに到達したか否かを判定する。具体的には、プロセッサ４０は、ロボット１２の各サーボモータ３５に設けられた回転検出器（エンコーダ、又はホール素子等）から、該サーボモータ３５の回転位置（又は、回転角度）を示す位置フィードバックＦＢＴを受信する。
【0056】
プロセッサ４０は、各サーボモータ３５からの位置フィードバックＦＢＴに基づいて、ロボット座標系Ｃ１におけるツール３４（又は、ツール座標系Ｃ２の原点）の位置ＰＴを求めることができる。このステップＳ３において、プロセッサ４０は、求めたツール３４の位置ＰＴが、最後の目標位置ＴＰｍに一致したか（又は、該最後の目標位置ＴＰｍを基準として定められた範囲内となったか）否かを判定する。
【0057】
プロセッサ４０は、位置ＰＴが最後の目標位置ＴＰｍに一致した（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合は、ステップＳ４へ進む一方、位置ＰＴが最後の目標位置ＴＰｍに達していない（すなわち、ＮＯ）と判定した場合は、ステップＳ３をループする。ステップＳ３でＹＥＳと判定した後、プロセッサ４０は、ロボット１２によって、ワークＷに押し当てたツール３４を、最後の目標位置ＴＰｍを超えて追加目標位置ＴＰＡへ向かって移動させることで、作業を継続させる。
【0058】
ステップＳ４において、プロセッサ４０は、直近に力センサ１４から取得した力Ｆの大きさが閾値Ｆｔｈ０以下となったか否かを判定する。この閾値Ｆｔｈ０は、例えばゼロに近い値（Ｆｔｈ１＞Ｆｔｈ０≒０）としてオペレータによって予め定められ、記憶部４２に記憶される。
【0059】
プロセッサ４０は、力Ｆが閾値Ｆｔｈ０以下になった（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合は、ステップＳ６へ進む一方、力Ｆが閾値Ｆｔｈ０よりも大きい（すなわち、ＮＯ）と判定した場合は、ステップＳ５へ進む。このように、本実施形態においては、ロボット１２が最後の目標位置ＴＰｍを超えて作業を継続している間に力Ｆが閾値Ｆｔｈ０以下になったか否かを判定する力判定部５６（図２）として機能する。
【0060】
ステップＳ５において、プロセッサ４０は、ロボット１２が追加目標位置ＴＰＡに到達したか否かを判定する。具体的には、プロセッサ４０は、位置フィードバックＦＢＴから求めた上述の位置ＰＴが追加目標位置ＴＰＡに一致したか（又は、該追加目標位置ＴＰＡを基準として定められた範囲内となったか）否かを判定する。
【0061】
プロセッサ４０は、位置ＰＴが追加目標位置ＴＰＡに一致した（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合は、ステップＳ６へ進む一方、位置ＰＴが追加目標位置ＴＰＡに達していない（すなわち、ＮＯ）と判定した場合は、ステップＳ４へ戻る。こうして、プロセッサ４０は、ステップＳ４又はＳ５でＹＥＳと判定するまで、ステップＳ４及びＳ５をループし、作業を継続する。
【0062】
ステップＳ６において、プロセッサ４０は、作業を終了する。具体的には、プロセッサ４０は、ロボット１２によってツール３４を、ワークＷから離反させるように所定の逃げ方向（例えば、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸プラス方向）へ移動させるとともに、ツール駆動部３６の動作を停止させることで該ツール３４の回転を停止する。こうして、プロセッサ４０は、ワークＷに対する作業を終了する。
【0063】
このように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、ロボット１２が最後の目標位置ＴＰｍに到達した後、該最後の目標位置ＴＰｍを超えて作業を継続させている。この構成によれば、仮に上記のような誤差δが生じていたとしても、作業対象箇所ＦＲの終端ＥＲまで作業を完遂し、該終端ＥＲの近傍部分が未作業となってしまうのを防止できる。これにより、ワークＷの仕上がり品質を向上させることができる。
【0064】
また、本実施形態においては、プロセッサ４０は、目標位置ＴＰｎに加えて追加目標位置ＴＰＡが規定された動作プログラムＯＰに従ってロボット１２を動作させて、該ロボット１２に追加目標位置ＴＰＡまで作業を継続させている。この構成によれば、プロセッサ４０は、ロボット１２によって作業対象箇所ＦＲの終端ＥＲまで、確実且つ迅速に作業を完遂できる。
【0065】
また、本実施形態においては、上述のステップＳ４で力Ｆが閾値Ｆｔｈ０以下になったか否かを判定し、ＹＥＳと判定した場合に作業を終了させている（ステップＳ６）。この機能に関し、最後の目標位置ＴＰｍから追加目標位置ＴＰＡまで作業を実行している間、ツール３４が、ワークＷＲの作業対象箇所ＦＲの終端ＥＲを、ロボット座標系Ｃ１のｘ軸プラス方向の側へ超えてしまう場合がある。この場合、ツール３４がワークＷＲから離反するので、ワークＷＲからツール３４に加えられる力Ｆが急激に小さくなる。
【0066】
本実施形態によれば、ツール３４が終端ＥＲを超えたことを、力Ｆを監視することで検知し、ツール３４が終端ＥＲを超えた蓋然性が高い場合（つまり、ステップＳ４でＹＥＳと判定した場合）は作業を終了させて、ロボット１２を退避させている。これにより、ロボット１２が終端ＥＲを超えて移動して、該ロボット１２の周囲の環境物と干渉してしまう可能性を低減できるとともに、作業を迅速に終了させることができるので、作業のサイクルタイムを縮減できる。
【0067】
また、本実施形態においては、プロセッサ４０は、形状データ取得部１０２、目標位置設定部１０６、追加目標位置設定部１１０、及びプログラム生成部１１２を備える装置１００の機能を担い、動作プログラムＯＰを生成している。この装置１００によれば、形状データ（図面データＤＤ、画像データＩＤ）から、目標位置ＴＰｎ及び追加目標位置ＴＰＡが規定された動作プログラムＯＰを、自動で生成できる。
【0068】
また、本実施形態においては、装置１００は、画像データＩＤに基づいて制御座標系（ロボット座標系Ｃ１）における作業対象箇所ＦＲの位置ＰＦＩを取得する位置取得部１０４をさらに備え、取得した該位置ＰＦＩに基づいて複数の目標位置ＴＰｎを設定している。この構成によれば、複数の目標位置ＴＰｎを、制御座標系（ロボット座標系Ｃ１）に実際に設置されたワークＷＲの作業対象箇所ＦＲに対し、ある程度正確に対応するように設定でき、これにより、上記の誤差δが過大となってしまうのを防止できる。
【0069】
また、本実施形態においては、装置１００は、形状データ（図面データＤＤ、画像データＩＤ）又は目標位置ＴＰｎに基づいて延長方向ＥＤを設定する方向設定部１０８をさらに備えている。この構成によれば、作業の延長方向ＥＤを、作業対象箇所ＦＲの延在方向に概ね沿うように設定できるので、終端ＥＲまで作業対象箇所ＦＲに沿って正確に作業を継続できる。
【0070】
次に、図７を参照して、制御装置１８が実行する動作フローの他の例について説明する。図７に示すフローは、図６に示すフローと、ステップＳ７及びＳ８をさらに有する点で相違する。具体的には、プロセッサ４０は、ステップＳ４でＹＥＳと判定したとき、ステップＳ７において、上述のステップＳ２で開始した倣い制御を終了する。その結果、プロセッサ４０は、ツール３４を、ワークＷＲに対して進退（例えば、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸方向に変位）させることなく、追加目標位置ＴＰＡへ向かって移動させる。
【0071】
ステップＳ８において、プロセッサ４０は、上述のステップＳ５と同様に、ロボット１２が追加目標位置ＴＰＡに到達したか否かを判定し、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ６へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ８をループする。このように、本実施形態によれば、ロボット１２が最後の目標位置ＴＰｍを超えて作業を継続している間に力Ｆが閾値Ｆｔｈ０以下になった（すなわち、ツール３４が終端ＥＲを超えた）場合に、倣い制御を終了している。これにより、プロセッサ４０が不要の倣い制御を実行することを防止し、以って、プロセッサ４０の演算量を削減できるとともに、ロボット１２が周囲の環境物と干渉してしまう可能性を低減できる。
【0072】
次に、図８を参照して、制御装置１８の他の機能について説明する。本実施形態においては、制御装置１８は、上述の力判定部５６の代わりに、移動量取得部５８及び移動判定部６０の機能を有する。以下、図９を参照して、図８に示す制御装置１８が実行する動作フローの一例について説明する。なお、図９に示すフローにおいて、図６に示すフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。
【0073】
図９に示すフローの開始後、プロセッサ４０は、上述のステップＳ１～Ｓ３を実行する。ここで、本実施形態においては、プロセッサ４０は、ステップＳ３でＹＥＳと判定した後、ワークＷＲに対してツール３４を押し付ける方向ＰＤ（例えば、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸マイナス方向）へのロボット１２（具体的には、ツール３４）の移動量ξを連続的（例えば、周期的）に取得する。
【0074】
具体的には、プロセッサ４０は、各サーボモータ３５からの位置フィードバックＦＢＴに基づいて上述の位置ＰＴを連続的に取得し、該位置ＰＴから、方向ＰＤへのロボット１２（エンドエフェクタ２８）の移動量ξを求める。こうして、プロセッサ４０は、ロボット１２が作業を実行している間、移動量ξを取得し、記憶部４２に記憶する。したがって、プロセッサ４０は、移動量ξを取得する移動量取得部５８（図８）として機能する。なお、プロセッサ４０は、移動量ξを取得する動作を、ステップＳ１で作業を開始したときに、開始してもよい。
【0075】
ステップＳ９において、プロセッサ４０は、直近に取得した移動量ξが、予め定めた閾値ξｔｈを超えたか否かを判定する。この閾値ξｔｈは、オペレータによって予め定められ、記憶部４２に記憶される。プロセッサ４０は、移動量ξが閾値ξｔｈを超えた（ξ≧ξｔｈ）場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ６へ進む一方、移動量ξが閾値ξｔｈを超えていない（ξ＜ξｔｈ）場合はＮＯと判定し、ステップＳ５へ進む。このように、プロセッサ４０は、ロボット１２が最後の目標位置ＴＰｍを超えて作業を継続している間、移動量ξが閾値ξｔｈを超えたか否かを判定する移動判定部６０（図８）として機能する。
【0076】
以上のように、本実施形態においては、プロセッサ４０は、上述のステップＳ９で移動量ξが閾値ξｔｈを超えたと判定した場合に作業を終了させている（ステップＳ６）。この機能に関し、最後の目標位置ＴＰｍから追加目標位置ＴＰＡまで作業を実行している間、ツール３４が終端ＥＲを超えると、ツール３４が方向ＰＤ（例えば、ロボット座標系Ｃ１のｚ軸マイナス方向）へ急激に変位し、これにより、方向ＰＤへの移動量ξが増大する。
【0077】
本実施形態によれば、ツール３４が終端ＥＲを超えたことを、移動量ξを監視することで検知し、ツール３４が終端ＥＲを超えた蓋然性が高い場合（つまり、ステップＳ９でＹＥＳと判定した場合）は作業を終了させ、ロボット１２を退避させている。これにより、ロボット１２が終端ＥＲを超えて移動して、該ロボット１２の周囲の環境物と干渉してしまう可能性を低減できるとともに、作業を迅速に終了させることができるので、作業のサイクルタイムを縮減できる。
【0078】
次に、図１０を参照して、図８に示す制御装置１８が実行する動作フローの他の例について説明する。図１０に示すフローは、図９に示すフローと、ステップＳ７及びＳ８をさらに有する点で相違する。具体的には、プロセッサ４０は、ステップＳ９でＹＥＳと判定したとき、上述のステップＳ７を実行して倣い制御を終了し、次いで、ステップＳ８を実行する。本実施形態によれば、プロセッサ４０が不要の倣い制御を実行することを防止でき、以って、プロセッサ４０の演算量を削減できるとともに、ロボット１２が周囲の環境物と干渉してしまう可能性を低減できる。
【0079】
なお、図８に示す実施形態において、プロセッサ４０は、移動量ξの代わりに（又は加えて）、方向ＰＤへのロボット１２（エンドエフェクタ２８）の速度又は加速度を取得してもよい。そして、プロセッサ４０は、ステップＳ９において、取得した速度又は加速度が、予め定めた閾値を超えたか否かを判定してもよい。ツール３４が終端ＥＲを超えた場合、ロボット１２の速度又は加速度も増大するので、速度又は加速度を監視することで、
ツール３４が終端ＥＲを超えたことを検知できる。
ツール３４が終端ＥＲを超えたことを検知できる。
【0080】
なお、上述の実施形態においては、ステップＳ１において、プロセッサ４０が、目標位置ＴＰｎ及び追加目標位置ＴＰＡが規定されている動作プログラムＯＰに従って作業を実行する場合について述べた。しかしながら、これに限らず、プロセッサ４０は、追加目標位置ＴＰＡが規定されていない動作プログラムＯＰ’に従って作業を実行してもよい。
【0081】
このような動作フローの例を、図１１に示す。例えば、図２に示す制御装置１８のプロセッサ４０が、図１１に示すフローを実行する。なお、図１１に示すフローにおいて、図６に示すフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。
【0082】
ステップＳ１において、プロセッサ４０は、動作プログラムＯＰ’に従ってロボット１２を制御し、作業を開始する。この動作プログラムＯＰ’には、複数の目標位置ＴＰｎ（ｎ＝１，２，３，・・・，ｍ－２，ｍ－１，ｍ）が規定されている一方、上述の追加目標位置ＴＰＡが規定されていない。その後、プロセッサ４０は、ステップＳ２～Ｓ４を実行する。
【0083】
ステップＳ４でＮＯと判定したとき、ステップＳ１０において、プロセッサ４０は、ロボット１２による作業を継続させる。具体的には、プロセッサ４０は、まず、延長方向ＥＤを決定する。一例として、プロセッサ４０は、上述のステップＳ３でＹＥＳと判定した時点（又は、ステップＳ４でＮＯと判定した時点）でのロボット１２（ツール３４）の移動方向を取得する。
【0084】
例えば、プロセッサ４０は、位置フィードバックＦＢＴから求められる上述の位置ＰＴに基づいて、該移動方向を取得することができる。プロセッサ４０は、求めた移動方向を、延長方向ＥＤとして決定する。代替的には、プロセッサ４０は、上述の方向設定部１０８と同様に、形状データ（画像データＩＤ、図面データＤＤ）又は目標位置ＴＰｎに基づいて延長方向ＥＤを決定してもよい。
【0085】
そして、プロセッサ４０は、決定した延長方向ＥＤへロボット１２を移動させるとともに、ツール駆動部３６によるツール３４の回転を継続させ、これにより、ワークＷＲに対する作業を継続させる。そして、プロセッサ４０は、ステップＳ４へ戻る。ここで、ロボット１２が最後の目標位置ＴＰｍに到達したとしても、このときにワークＷＲからツール３４に加えられる力Ｆが閾値Ｆｔｈ０よりも大きい（Ｆ＞Ｆｔｈ０）場合、ツール３４が終端ＥＲを超えておらず、作業対象箇所ＦＲのうち、終端ＥＲの近傍部分が未作業となっている可能性がある。
【0086】
本実施形態においては、ロボット１２が最後の目標位置ＴＰｍに到達した時点（すなわち、ステップＳ３でＹＥＳと判定した時点）で、力Ｆの大きさに基づいて作業を継続するか否かを判定している。この構成によれば、追加目標位置ＴＰＡが規定されていない動作プログラムＯＰ’に従って作業を実行したとしても、終端ＥＲまで確実に作業を完遂できる。
【0087】
なお、上述の実施形態においては、装置１００が、プロセッサ４０によって実行される機能として制御装置１８に実装されている場合について述べた。しかしながら、これに限らず、装置１００は、制御装置１８の外部に設けられてもよい。このような形態を図１２に示す。図１２に示すロボットシステム７０は、上述のロボット１２、力センサ１４、視覚センサ１６、及び制御装置１８に加えて、設計支援装置７２をさらに備える。
【0088】
設計支援装置７２は、ＣＡＤ装置７４、及びＣＡＭ装置７６を有する。ＣＡＤ装置７４は、オペレータによる操作を受け付けて、ワークモデルＷＭの図面データＤＤを作成する製図装置である。ＣＡＭ装置７６は、図面データ（３ＤＣＡＤデータ）に基づいてコンピュータプログラムを生成する装置である。
【0089】
本実施形態においては、装置１００は、ＣＡＭ装置７６に実装されている。ＣＡＭ装置７６は、ＣＡＤ装置７４から図面データＤＤを受け付け、形状データ取得部１０２、位置取得部１０４、目標位置設定部１０６、方向設定部１０８、追加目標位置設定部１１０、及びプログラム生成部１１２として機能して動作プログラムＯＰを生成する。
【0090】
設計支援装置７２は、制御装置１８のＩ／Ｏインターフェース４４と通信可能に接続され、制御装置１８から、ロボット１２の位置データ、及び視覚センサ１６が撮像した画像データＩＤ等を取得する一方、生成した動作プログラムＯＰを制御装置１８へ送信する。なお、ＣＡＤ装置７４及びＣＡＭ装置７６は、各々がプロセッサ（ＣＰＵ、ＧＰＵ等）及び記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ）を有する別々のコンピュータであってもよいし、共通のプロセッサ及び記憶部を有する１つのコンピュータから構成されてもよい。
【0091】
なお、上述の実施形態においては、プロセッサ４０が、形状データとしての画像データＩＤに基づいて目標位置ＴＰｎを設定する場合について述べた。しかしながら、これに限らず、プロセッサ４０は、形状データとしての図面データＤＤに基づいて目標位置ＴＰｎを設定することもできる。
【0092】
例えば、プロセッサ４０は、ワークモデルＷＭから取得される上述の位置ＰＦＭに基づいて、ロボット座標系Ｃ１において目標位置ＴＰｎを、該位置ＰＦＭに対応（例えば、一致又は所定の距離だけ離隔）させるように設定してもよい。この場合、ロボットシステム１０、７０から視覚センサ１６を省略することもできる。
【0093】
また、上述の実施形態においては、力センサ１４が、手首部２６とエンドエフェクタ２８との間に介挿されている場合について述べたが、ロボット１２の如何なる部位（例えば、ロボットベース２０、下腕部３０、上腕部３２）に設置されてもよい。また、力センサ１４は、６軸力覚センサに限らず、例えば、各サーボモータ３５に設けられて該サーボモータ３５に掛かるトルクを検出する複数のトルクセンサを有してもよい。プロセッサ４０は、該複数のトルクセンサからトルク（力）のデータを取得し、該トルクに基づいてワークＷＲからツール３４に加えられる力Ｆを求めることができる。
【0094】
また、ロボットシステム１０、７０から力センサ１４を省略することもできる。例えば、プロセッサ４０は、力取得部５４として機能して、各サーボモータ３５から電流フィードバック（外乱トルク）ＦＢＣを取得し、該電流フィードバックＦＢＣに基づいて力Ｆを取得することもできる。
【0095】
また、図２に示す制御装置１８から、力取得部５４及び力判定部５６を省略することもできる。この場合、図６に示すフローからステップＳ２及びＳ４が省略されることになる。同様に、図８に示す制御装置１８から、力取得部５４、移動量取得部５８、及び移動判定部６０を省略することもできる。この場合、図９に示すフローからステップＳ２及びＳ９が省略されることになる。
【0096】
また、上述の装置１００から、位置取得部１０４を省略することもできる。例えば、プロセッサ４０は、上述したように図面データＤＤに基づいて目標位置ＴＰｎを設定することもできる。この場合、画像データＩＤから制御座標系における作業対象箇所ＦＲの位置ＰＦＩを取得するプロセスを省略できる。
【0097】
また、装置１００から、方向設定部１０８を省略することもできる。例えば、上述の実施形態のように作業対象箇所ＦＲがロボット座標系Ｃ１のｘ軸に平行に延在するように配置されている場合（換言すれば、作業対象箇所ＦＲの延在方向が既知である場合）、延長方向ＥＤは、ロボット座標系Ｃ１のｘ軸プラス方向（既知の延在方向）としてオペレータによって予め定められてもよい。この場合、形状データ又は目標位置ＴＰｎに基づいて延長方向ＥＤを設定するプロセスを省略できる。
【0098】
また、装置１００において、追加目標位置設定部１１０は、所定の作業条件に応じて、上述の距離Δを変更してもよい。この作業条件は、例えば、ロボット１２（具体的には、ツール３４）の移動速度及び移動経路、ワークＷＲの仕様（寸法、形状、材料等）、視覚センサ１６の仕様（画像データＩＤの解像度、撮像センサのサイズ等）を含む。
【0099】
一例として、プロセッサ４０は、画像データＩＤの解像度が低い程、距離Δが大きくなるように、該解像度に応じて距離Δを変更してもよい。画像データＩＤの解像度が低い程、上述の誤差δが大きく成り得るので、該解像度の低さに応じて距離Δを大きくすることによって、作業対象箇所ＦＲで未作業の部分が生じるのをより確実に回避できる。
【0100】
他の例として、プロセッサ４０は、ロボット１２の移動速度が大きい程、距離Δが小さくなるように、該移動速度に応じて距離Δを変更してもよい。移動速度が大きいと、ロボット１２の移動距離が増大し易くなるので、移動速度の大きさに応じて距離Δを小さくすることによって、ツール３４が終端ＥＲを超えて作業を継続してしまう可能性を低減できる。
【0101】
また、上述の制御座標系として、ロボット座標系Ｃ１及びツール座標系Ｃ２に限らず、例えば、ワールド座標系又はワーク座標系が設定され得る。ワールド座標系は、ロボット１２の作業セルの３次元空間を規定する座標系であって、ロボット座標系Ｃ１は、ワールド座標系において固定される。また。ワーク座標系は、ロボット座標系Ｃ１（又はワールド座標系）におけるワークＷＲの位置及び姿勢を規定する座標系である。
【0102】
また、上述の実施形態においては、ロボット１２がワークＷＲのバリ取り作業を行う場合について述べたが、本開示の概念は、ロボット１２を複数の目的位置ＴＰｎに位置決めして作業を実行させる、如何なる用途に適用することもできる。例えば、ロボット１２は、ワークＷＲの表面を研磨するものであってもよいし、ワークＷＲをレーザ加工（レーザ切断、レーザ溶接）するものであってもよいし、又は、ワークＷＲの表面に塗工するものであってもよい。以上、実施形態を通じて本開示を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【0103】
１０，７０ ロボットシステム
１２ ロボット
１４ 力センサ
１６ 視覚センサ
１８ 制御装置
４０ プロセッサ
４２ 記憶部
５２ ロボット制御部
５４ 力取得部
５６ 力判定部
５８ 移動量取得部
６０ 移動判定部
１００ 装置
１０２ 形状データ取得部
１０４ 位置取得部
１０６ 目標位置設定部
１０８ 方向設定部
１１０ 追加目標位置設定部
１１２ プログラム生成部
１２ ロボット
１４ 力センサ
１６ 視覚センサ
１８ 制御装置
４０ プロセッサ
４２ 記憶部
５２ ロボット制御部
５４ 力取得部
５６ 力判定部
５８ 移動量取得部
６０ 移動判定部
１００ 装置
１０２ 形状データ取得部
１０４ 位置取得部
１０６ 目標位置設定部
１０８ 方向設定部
１１０ 追加目標位置設定部
１１２ プログラム生成部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】