特許 7510514 オフセット値設定方法およびロボット制御装置

(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】2024-06-25

(45)【発行日】2024-07-03

(54)【発明の名称】オフセット値設定方法およびロボット制御装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/10 20060101AFI20240626BHJP

【ＦＩ】

B25J9/10 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022558662

(86)(22)【出願日】2020-10-28

(86)【国際出願番号】 JP2020040371

(87)【国際公開番号】W WO2022091241

(87)【国際公開日】2022-05-05

【審査請求日】2023-09-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】東 将吾

【審査官】樋口 幸太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－２５６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－３１１６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／２１００５４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ ９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多関節ロボットのアームの先端部に取り付けられ、制御点が前記先端部の原点からＸＹ方向にオフセットされたツールのオフセット値設定方法であって、
前記ツールのＸＹ方向の位置合わせ用の位置マークとＺ軸回りの回転向き合わせ用の回転向きマークとを有するプレートを画像認識して、前記位置マークのＸＹ方向の位置を示す第１座標を取得する第１取得ステップと、
前記ツールの設計上のオフセット値を用いて前記第１座標を前記ツールの制御点の目標位置として前記アームを作動させてから、実際の前記制御点の位置および前記ツールの回転向きが前記位置マークおよび前記回転向きマークに合うように前記先端部の位置および回転量を調整する作動ステップと、
該調整後の前記制御点のＸＹ方向の位置を示す第２座標と該調整による前記先端部の回転調整量とを取得する第２取得ステップと、
前記第２座標と前記回転調整量と前記設計上のオフセット値とを用いて前記調整後の前記先端部の原点位置を求め、該原点位置を中心に前記回転調整量だけ戻す方向に前記第２座標を回転させた位置を示す第３座標を取得する第３取得ステップと、
前記第１座標と前記第３座標とのＸ方向とＹ方向の差分をそれぞれ算出し、該差分を前記設計上のオフセット値に加えて前記ツールのオフセット値を設定する設定ステップと、
を含むオフセット値設定方法。

【請求項2】

請求項１に記載のオフセット値設定方法であって、
前記第１取得ステップでは、前記多関節ロボットの作業台に配置された前記プレートを画像認識して、前記第１座標と、前記回転向きマークの回転ずれ量とを取得し、
前記第３取得ステップの後に、前記原点位置を中心に前記回転ずれ量を解消する方向に前記第１座標と前記第３座標とをそれぞれ回転させて補正する補正ステップを含み、
前記設定ステップでは、前記補正後の前記第１座標と前記第３座標とのＸ方向とＹ方向の差分をそれぞれ算出して、前記ツールのオフセット値を設定する
オフセット値設定方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載のオフセット値設定方法であって、
前記プレートは、十字線の中心に前記位置マークが形成されると共に前記ツールの外形の投影形状が前記回転向きマークとして形成されている
オフセット値設定方法。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか１項に記載のオフセット値設定方法であって、
前記ロボットは、前記アームに取り付けられたカメラを備え、
前記第１取得ステップでは、前記カメラにより撮像された画像を画像認識する
オフセット値設定方法。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１項に記載のオフセット値設定方法により設定されたオフセット値を記憶する記憶部と、
前記オフセット値に基づいて、前記ツールが取り付けられた前記アームの作動を制御する制御部と、
を備えるロボット制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、オフセット値設定方法およびロボット制御装置を開示する。

【背景技術】

【0002】

従来、アームの先端にツールが取り付けられる多関節型のロボットにおいて、アームの先端を所望の位置に精度よく位置決めするために、ロボットの各機構のキャリブレーションを行うものが知られている。例えば、特許文献１には、ロボット座標系の空間内に固定されたターゲット上のマークを撮像するカメラを用い、ロボットを複数の動作位置に移動させた際にカメラで撮像されたマークの形状の特徴が所定の条件を満たす動作位置およびロボット姿勢を複数記憶してキャリブレーションを行うものが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－１２６０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上述したツールとして、アームの先端部の原点からオフセットした位置に、制御点を有するものがある。そのようなツールに加工誤差や取付誤差がある場合、その誤差に、先端部の原点を回転中心とする回転ずれによる誤差が重なるため、オフセット値を正しく求めて設定することが困難となり、ロボットの作業精度が低下するおそれがある。

【0005】

本開示は、アームの先端部の原点から制御点がオフセットして取り付けられるツールのオフセット値をより精度よく設定することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本開示のオフセット値設定方法は、
多関節ロボットのアームの先端部に取り付けられ、制御点が前記先端部の原点からＸＹ方向にオフセットされたツールのオフセット値設定方法であって、
前記ツールのＸＹ方向の位置合わせ用の位置マークとＺ軸回りの回転向き合わせ用の回転向きマークとを有するプレートを画像認識して、前記位置マークのＸＹ方向の位置を示す第１座標を取得する第１取得ステップと、
前記ツールの設計上のオフセット値を用いて前記第１座標を前記ツールの制御点の目標位置として前記アームを作動させてから、実際の前記制御点の位置および前記ツールの回転向きが前記位置マークおよび前記回転向きマークに合うように前記先端部の位置および回転量を調整する作動ステップと、
該調整後の前記制御点のＸＹ方向の位置を示す第２座標と該調整による前記先端部の回転調整量とを取得する第２取得ステップと、
前記第２座標と前記回転調整量と前記設計上のオフセット値とを用いて前記調整後の前記先端部の原点位置を求め、該原点位置を中心に前記回転調整量だけ戻す方向に前記第２座標を回転させた位置を示す第３座標を取得する第３取得ステップと、
前記第１座標と前記第３座標とのＸ方向とＹ方向の差分をそれぞれ算出し、該差分を前記設計上のオフセット値に加えて前記ツールのオフセット値を設定する設定ステップと、
を含むことを要旨とする。

【0008】

本開示のオフセット値設定方法では、プレートを画像認識して取得した位置マークの第１座標を制御点の目標位置としてアームを作動させてから、実際の制御点の位置およびツールの回転向きが位置マークおよび回転向きマークに合うように先端部の位置および回転量を調整する。また、調整後の制御点の第２座標と先端部の回転調整量と設計上のオフセット値とを用いて調整後の先端部の原点位置を求め、原点位置を中心に回転調整量だけ戻す方向に第２座標を回転させた第３座標を取得する。そして、第１座標と第３座標とのＸ方向とＹ方向の差分をそれぞれ算出し、その差分を設計上のオフセット値に加えてツールのオフセット値を設定する。これにより、ツールの制御点が先端部の原点からＸＹ方向にオフセットされるものでも、ツールの加工誤差や取付誤差、回転ずれの影響を除去してオフセット値を精度よく設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ロボット２０の構成の概略を示す構成図。

【図2】ロボット２０とロボット制御装置７０の電気的な接続関係を示す説明図。

【図3】オフセット値設定方法の一例を示す説明図。

【図4】回転ずれ除去後オフセット値算出の一例を示す説明図。

【図5】オフセット値を設定する際の様子の一例を示す説明図。

【図6】十字プレートＰの上面の一例を示す説明図。

【図7】オフセット値の設定方法の一例を示すイメージ図。

【図8】オフセット値の設定方法の一例を示すイメージ図。

【図9】オフセット値の設定方法の一例を示すイメージ図。

【図10】オフセット値の設定方法の一例を示すイメージ図。

【図11】オフセット値の設定方法の一例を示すイメージ図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、本開示の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、ロボット２０の構成の概略を示す構成図である。図２は、ロボット２０とロボット制御装置７０の電気的な接続関係を示す説明図である。

【0011】

ロボット２０は、ロボット制御装置７０による制御を受けて、ワーク搬送装置１２（図２参照）により搬送されるワーク（作業対象物）に対して所定の作業を行うものである。なお、所定の作業としては、ワークをピックアップするピックアップ作業や、ワークを所定位置にプレースするプレース作業、ワークを所定位置に組み付ける組み付け作業などを挙げることができる。

【0012】

ロボット２０は、図１に示すように、例えば５軸の垂直多関節アーム（以下、アームという）２２を備える。アーム２２は、６つのリンク（第１～第６リンク３１～３６）と、各リンクを回転または旋回可能に連結する５つの関節（第１～第５関節４１～４５）とを有する。各関節（第１～第５関節４１～４５）には、対応する関節を駆動するモータ（サーボモータ）５１～５５と、対応するモータの回転位置を検出するエンコーダ（ロータリエンコーダ）６１～６５とが設けられている。なお、第６リンク３６を先端リンク（先端部）３６という。

【0013】

アーム２２の先端リンク３６には、エンドエフェクタとしての作業ツール（以下、ツールＴ）が着脱可能となっている。ツールＴとしては、電磁チャックやメカニカルチャック、吸着ノズルなどを挙げることができ、作業対象のワークの形状や素材に合わせて適宜選択される。また、アーム２２の第５リンク３５には、カメラ２４が取り付けられている。カメラ２４は、例えばワークの位置および姿勢を認識するために当該ワークを撮像する。

【0014】

こうして構成された本実施形態のアーム２２は、ロボット２０を正面から見て前（手前）後（奥）の方向をＸ軸とし、ロボット２０の上下方向（第１関節４１の回転軸の延在方向）をＺ軸とし、Ｘ軸およびＺ軸に直交する方向をＹ軸とする三次元空間内の移動が可能である。なお、三次元空間には、ロボット２０の作業台１１（図５参照）の所定位置などを原点とするワールド座標系が規定されている。また、先端リンク３６のツール取付面の中心位置即ちツールＴの取付基準位置を原点とするメカニカルインタフェース座標系が規定されている。このメカニカルインタフェース座標系の原点を、原点Ｍｏとする。

【0015】

ロボット制御装置７０は、図２に示すように、ＣＰＵ７１を中心としたマイクロプロセッサとして構成され、ＣＰＵ７１の他に、ＲＯＭ７２やＨＤＤ７３、ＲＡＭ７４、図示しない入出力インタフェース、図示しない通信インタフェースなどを備える。なお、ＨＤＤ７３は、ロボット２０の動作プログラムやツールＴの後述するオフセット値７３ａなどを記憶している。ロボット制御装置７０には、エンコーダ６１～６５などからの検知信号やカメラ２４からの画像信号、表示操作パネル２８からの操作信号が入力される。また、ロボット制御装置７０からは、モータ５１～５５やワーク搬送装置１２などへの制御信号やカメラ２４への駆動信号、表示操作パネル２８への表示信号が出力される。表示操作パネル２８は、作業者がタッチ操作可能なタッチパネル式の液晶ディスプレイとして構成されている。この表示操作パネル２８では、ロボット２０の作動状況などの各種情報を表示したり、各種設定や各種指示などの入力操作や作業者によるアーム２２の手動操作（位置調整）を受け付けたりする。なお、表示装置と入力装置とが別々に設けられていてもよい。

【0016】

このロボット制御装置７０は、ロボット２０の各モータ５１～５５を駆動制御することにより、アーム２２に装着されたツールＴをワークに向けて移動させ、ツールＴを用いてワークに対して所定の作業を行う。例えば、ロボット制御装置７０は、カメラ２４で撮像された画像を処理して、ツールＴの作業中心（制御中心）である制御点の目標位置およびツールＴの目標角度（姿勢）を取得し、メカニカルインタフェース座標系（原点Ｍｏ）の目標位置および目標角度に変換する。また、ツールＴの制御点が、原点Ｍｏからオフセットして取り付けられるものである場合、そのオフセット値７３ａを反映して目標位置および目標角度に変換する。次に、ロボット制御装置７０は、変換した目標位置および目標角度を周知のパラメータ等を用いてアーム２２の各関節の目標位置および目標角度をそれぞれ設定する。そして、ロボット制御装置７０は、各関節の位置および角度が、それぞれの目標位置および目標角度に一致するように、対応するモータ５１～５５を駆動制御すると共にワークに対して作業が行われるようツールＴを駆動制御する。

【0017】

次に、こうして構成されたロボット２０において、所定の十字プレート（治具プレート）Ｐを用いてツールＴのオフセット値を設定するオフセット値設定方法を説明する。図３は、オフセット値設定方法の一例を示す説明図である。図４は、回転ずれ除去後オフセット値算出の一例を示す説明図であり、図３のＳ６０の内容である。また、図５は、オフセット値を設定する際の様子の一例を示す説明図であり、図６は、十字プレートＰの上面の一例を示す説明図である。図７～図１１は、オフセット値の設定方法の一例を示すＸＹ平面上のイメージ図であり、説明の便宜上、オフセットずれや回転ずれを大きく図示した。

【0018】

本実施形態のオフセット値設定方法は、作業者などにより、図５に示すようにロボット２０の作業台１１上の所定位置に十字プレートＰを設置して行われる。十字プレートＰは、図６に示すように、十字状のパターンと、ツールＴの位置合わせ用の位置マークＭｐと、回転向き合わせ用の回転向きマークＭｒとが、上面に形成されている。位置マークＭｐは、十字の中心即ちプレート中心に形成された円形のマークである。回転向きマークＭｒは、ツールＴの投影形状を示すマークであり、例えば一対のメカニカルチャックの投影形状が位置マークＭｐを中心とする対称位置に形成されている。作業者は、十字プレートＰを作業台１１上に設置した状態で、表示操作パネル２８で必要な情報の入力操作やアーム２２の手動操作を行いながら、ロボット制御装置７０にオフセット値を設定させる。

【0019】

図３のオフセット値設定方法では、作業者は、まず、ツールＴの設計上のオフセット値を登録する（Ｓ１０）。設計上のオフセット値（以下、オフセット設計値）は、ツールＴの取付基準位置からツールＴの制御点までのＸ方向およびＹ方向の距離として、ツールＴの設計寸法に基づいて定められている。オフセット設計値は、例えば作業者により表示操作パネル２８を用いて登録される。例えば、図５には、ツールＴとしてのメカニカルチャックがワークをチャックする作業中心の位置（制御点）Ｔ０が、原点ＭｏからＸ方向にＸｏｆｆ０だけオフセットされた様子を示す。なお、Ｘ方向，Ｙ方向のオフセット値だけでなく、Ｚ軸回りの回転方向のオフセット値が登録されてもよいが、回転方向のオフセット設計値がなければ値０が登録される。

【0020】

次に、ＣＰＵ７１は、十字プレートＰの中心（位置マークＭｐ）にカメラ２４の中心が合うように移動させ、その際の位置マークＭｐの位置（中心位置）を示す第１座標（Ｘ１，Ｙ１）と回転向きマークＭｒのＺ軸回りの回転量Ｒ１とを取得する（Ｓ２０，図７）。Ｓ２０では、ＣＰＵ７１は、カメラ２４により撮像された画像を画像処理して位置マークＭｐや回転向きマークＭｒを認識し、その位置および回転向きを取得する。Ｓ２０の回転量Ｒ１は、作業台１１上の十字プレートＰのＺ軸回りの回転ずれ量を示し、十字プレートＰが回転ずれなく正しく設置されていれば、値０となる。図７では、Ｓ２０で取得された第１座標（Ｘ１，Ｙ１）を「Ｓ２０（Ｘ１，Ｙ１）」とし、図８～図１１も同様とする。また、Ｓ２０を行った際のメカニカルインタフェース座標系の原点Ｍｏ即ち先端リンク３６の原点Ｍｏを、原点Ｍｏ０とする。

【0021】

続いて、ＣＰＵ７１は、ツールＴの制御点の目標位置と目標回転量（目標角度）を、第１座標（Ｘ１，Ｙ１）と回転量Ｒ１として、ツールＴが移動するようにアーム２２の作動を制御する（Ｓ３０，図７）。ここで、ツールＴの加工誤差や取付誤差などにより、実際のオフセット値がオフセット設計値と異なり、Ｘ方向，Ｙ方向のオフセットずれやＺ軸回りの回転ずれが発生する場合がある。その場合、Ｓ３０で移動させたツールＴの実際の制御点の位置が、第１座標（Ｘ１，Ｙ１）や回転量Ｒ１と一致せず、位置ずれや回転ずれが生じる。図７では、回転ずれによる移動位置を点線で図示し、これにオフセットずれが加わった位置を実線で示す。ただし、ＣＰＵ７１は、第１座標（Ｘ１，Ｙ１）と回転量Ｒ１とを制御点の目標位置と目標回転量としてアーム２２を作動させるから、ツールＴの制御点が図７の「Ｓ２０（Ｘ１，Ｙ１）」に移動したと認識している。即ち、実際には、ツールＴの制御点がＳ３０の実線位置に移動しているものの、ＣＰＵ７１は、ツールＴの制御点が「Ｓ２０（Ｘ１，Ｙ１）」にあると誤認識していることになる。

【0022】

Ｓ３０に続いて、ツールＴの制御点の位置と回転向きとが、十字プレートＰの位置マークＭｐと回転向きマークＭｒとに一致するように、先端リンク３６の位置および回転量（角度）を調整する（Ｓ４０，図８）。Ｓ４０では、例えば作業者が表示操作パネル２８を用いて、目視による調整操作を行うことで、ツールＴの制御点の位置と回転向きとが位置マークＭｐと回転向きマークＭｒとに一致するようにロボット２０を作動させる。例えば図８では、回転調整によって回転ずれを解消した位置を点線で図示し、これに位置調整によってオフセットずれを解消した位置を実線で示す。また、ＸＹ方向の位置調整に伴って、メカニカルインタフェース座標系の原点Ｍｏが原点Ｍｏ０から移動した位置を原点Ｍｏ１とする。

【0023】

そして、ＣＰＵ７１は、調整後（移動後）の制御点の位置を示す第２座標（Ｘ２，Ｙ２）と回転量（回転調整量）Ｒ２とを取得する（Ｓ５０，図８，図９）。上述したように、ＣＰＵ７１は、Ｓ３０で制御点が「Ｓ２０（Ｘ１，Ｙ１）」にあると誤認識しているから、「Ｓ２０（Ｘ１，Ｙ１）」に対して調整がなされたと認識する。図９では、「Ｓ２０（Ｘ１，Ｙ１）」（Ｓ４０と同位置）に対して回転調整がされた位置を点線で示し、これにＸＹ方向の位置調整がされた位置を実線で示す。図示するように、第２座標（Ｘ２，Ｙ２）として「Ｓ５０（Ｘ２，Ｙ２）」の位置座標が取得される。

【0024】

ここで、図９（図８）に示すように、メカニカルインタフェース座標系の原点即ち先端リンク３６の回転中心が原点Ｍｏ０から原点Ｍｏ１に移動しているため、Ｓ５０の実線位置には、Ｘ方向，Ｙ方向のオフセットずれに、回転中心が異なることによる回転ずれも重なっている。このため、第２座標（Ｘ２，Ｙ２）および回転量Ｒ２と、第１座標（Ｘ１，Ｙ１）および回転量Ｒ１とに基づいて差分ΔＸ，ΔＹ，ΔＲを算出してオフセット設計値に反映させたとしても、回転ずれによる影響が残ったままとなり正しいオフセット値とならない。また、上述したように、十字プレートＰが回転ずれして配置されているために、その回転ずれによる影響が反映されている可能性もある。そこで、本実施形態では、回転ずれを除去した上でオフセット値を算出するように、図４に示す回転ずれ除去後オフセット値算出の処理を行う（Ｓ６０）。

【0025】

図４の処理では、ＣＰＵ７１は、まず、オフセット設計値と第２座標（Ｘ２，Ｙ２）と回転量Ｒ２とに基づいて、移動後の原点Ｍｏ１を導出する（Ｓ６１）。ここでは、ＣＰＵ７１は、まず、回転量Ｒ２とオフセット設計値とから、回転量Ｒ２で回転した状態のＸＹ方向のオフセット値即ち回転量Ｒ２の回転ずれを反映したオフセット値を算出する。次に、ＣＰＵ７１は、算出したオフセット値分だけ第２座標（Ｘ２，Ｙ２）から離れた位置を、原点Ｍｏ１として導出する。なお、この導出方法に限られず、設計上のオフセット値と第２座標（Ｘ２，Ｙ２）と回転量Ｒ２の少なくともいずれかを用いて、移動後の原点Ｍｏ１を導出するものであればよい。

【0026】

次に、ＣＰＵ７１は、ツールＴの回転ずれを除去する（Ｓ６２）。ここでは、ＣＰＵ７１は、Ｓ６１で算出した原点Ｍｏ１を中心として、回転量Ｒ２と反対方向に回転量Ｒ２分だけ第２座標（Ｘ２，Ｙ２）を回転させて第２座標（Ｘ２，Ｙ２）を修正した第３座標（Ｘ３，Ｙ３）を取得する（図１０）。これにより、ツールＴの回転ずれを除去した制御点の位置が取得される。

【0027】

続いて、ＣＰＵ７１は、十字プレートＰの回転ずれを除去する（Ｓ６３）。ここでは、ＣＰＵ７１は、原点Ｍｏ１を中心として、Ｓ２０で取得した回転量Ｒ１と反対方向に回転量Ｒ１分だけ第１座標（Ｘ１，Ｙ１）と第３座標（Ｘ３，Ｙ３）とをそれぞれ回転させて補正した第１座標（Ｘ１’，Ｙ１’）と第３座標（Ｘ３’，Ｙ３’）とを取得する（図１１）。これにより、十字プレートＰの回転ずれを除去した位置が取得される。

【0028】

こうして回転ずれを除去すると、ＣＰＵ７１は、補正後の第１座標（Ｘ１’，Ｙ１’）と第３座標（Ｘ３’，Ｙ３’）とに基づいて、Ｘ，Ｙ方向のそれぞれのオフセットの差分ΔＸ（＝Ｘ１’－Ｘ３’），ΔＹ（＝Ｙ１’－Ｙ３’）をオフセットずれとして算出する（Ｓ６４）。続いて、ＣＰＵ７１は、算出した差分ΔＸ，ΔＹを、オフセット設計値にそれぞれ加えて、Ｘ方向，Ｙ方向のオフセット値（Ｘｏｆｆ，Ｙｏｆｆ）をそれぞれ算出して（Ｓ６５）、本処理を終了する。

【0029】

そして、ＣＰＵ７１は、Ｓ６０（Ｓ６５）で算出したＸ方向，Ｙ方向のオフセット値（Ｘｏｆｆ，Ｙｏｆｆ）を、ツールＴの種類や型式などの識別情報に対応付けて、ＨＤＤ７３にオフセット値７３ａとして記憶する（Ｓ７０）。これにより、ロボット制御装置７０は、回転ずれを除去して正しく設定されたオフセット値７３ａを用いてロボット２０にツールＴを用いた作業を行わせることができるから、作業精度を向上させることができる。

【0030】

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のオフセット値設定方法のＳ２０が第１取得ステップに相当し、Ｓ３０，Ｓ４０が作動ステップに相当し、Ｓ５０が第２取得ステップに相当し、回転ずれ除去後オフセット値算出のＳ６１，Ｓ６２が第３取得ステップに相当し、Ｓ６４，Ｓ６５が設定ステップに相当する。また、Ｓ６３が補正ステップに相当する。また、カメラ２４がカメラに相当する。ロボット制御装置７０のＨＤＤ７３が記憶部に相当し、ＣＰＵ７１が制御部に相当し、ロボット制御装置７０がロボット制御装置に相当する。

【0031】

以上説明したロボット２０のツールＴのオフセット値設定方法では、まず、十字プレートＰを画像認識して第１座標（Ｘ１，Ｙ１）と回転量Ｒ１とを取得する。次に、第１座標（Ｘ１，Ｙ１）をツールＴの制御点の目標位置として、アーム２２を作動させてから先端リンク３６の位置および回転量を調整し、制御点の第２座標（Ｘ２，Ｙ２）と回転量（回転調整量）Ｒ２とを取得する。続いて、第２座標（Ｘ２，Ｙ２）と回転量Ｒ２とオフセット設計値とから求めた原点Ｍｏ１を中心に回転量Ｒ２だけ戻す方向に第２座標（Ｘ２，Ｙ２）を回転させることで、原点Ｍｏ（回転中心）の移動による回転ずれを除去した第３座標（Ｘ３，Ｙ３）を取得する。さらに、原点Ｍｏ１を中心に第１座標（Ｘ１，Ｙ１）と第３座標（Ｘ３，Ｙ３）とを回転量Ｒ１と反対方向に回転させることで、十字プレートＰの回転ずれを除去した第１座標（Ｘ１’，Ｙ１’）と第３座標（Ｘ３’，Ｙ３’）とに補正する。そして、第１座標（Ｘ１’，Ｙ１’）と第３座標（Ｘ３’，Ｙ３’）との差分ΔＸ，ΔＹをオフセット設計値に加えてオフセット値を設定する。これにより、ツールＴの回転ずれを除去してオフセット値を精度よく設定することができる。また、十字プレートＰの回転ずれの影響を除去してオフセット値をより精度よく設定することができる。

【0032】

また、十字プレートＰは、十字線の中心に位置マークＭｐが形成されると共にツールＴの外形の投影形状が回転向きマークＭｒとして形成されているから、制御点の位置およびツールＴの回転向きを調整する作業をより適切に行うことができる。

【0033】

また、ロボット２０が備えるカメラ２４を用いてオフセット値を設定することができるから、ロボット２０の構成品以外の測定器具やセンサなどを準備することなくオフセット値の調整を容易に行うことができる。

【0034】

なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【0035】

例えば、上述した実施形態では、図４の回転ずれ除去後オフセット値算出のＳ６３で十字プレートＰの回転ずれを除去したが、これに限られず、Ｓ６３を省略してもよい。例えば、ガイド治具など用いて作業台１１に十字プレートＰが回転ずれがないように設置されるものでは、Ｓ６３を省略すればよい。その場合、Ｓ６４では、第１座標（Ｘ１，Ｙ１）と第３座標（Ｘ３，Ｙ３）との差分ΔＸ，ΔＹを算出すればよい。

【0036】

実施形態では、ロボット２０のアーム２２に取り付けられたカメラ２４を用いたが、これに限られず、ロボット２０を含むロボットシステムが備えるカメラを用いればよく、例えばロボット２０の上方に吊り下げて設置されるカメラを用いてもよい。また、ロボット２０に取り付けられたカメラ２４やロボットシステムが備えるカメラとは別のカメラを用いてもよく、オフセット値を設定する際に設置される専用のカメラを用いてもよい。

【0037】

実施形態では、円形の位置マークＭｐとツールＴの投影形状を示す回転向きマークＭｒとが形成された十字プレートＰを用いたが、これに限られるものではない。例えば、位置マークＭｐは、位置合わせが可能なマークであればよく、円形に限られない。回転向きマークＭｒは、Ｚ軸回りの回転向き合わせが可能なマークであればよく、ツールＴの投影形状を示すマークに限られない。また、十字状のパターンが形成された十字プレートＰに限られず、位置マークＭｐと回転向きマークＭｒとが形成されたプレートであればよい。

【0038】

実施形態では、ロボット制御装置７０が主体となってオフセット値設定方法を行うものとしたが、これに限られず、ロボット制御装置７０とは別にカメラ２４の画像を処理する画像処理装置が設けられている場合に、画像処理装置が主体となってオフセット値設定方法を行ってもよい。あるいは、オフセット値を設定する専用の装置が主体となってオフセット値設定方法を行ってもよい。

【0039】

ここで、本開示のオフセット値設定方法およびロボット制御装置は、以下のように構成してもよい。例えば、本開示のオフセット値設定方法において、前記第１取得ステップでは、前記多関節ロボットの作業台に配置された前記プレートを画像認識して、前記第１座標と、前記回転向きマークの回転ずれ量とを取得し、前記第３取得ステップの後に、前記原点位置を中心に前記回転ずれ量を解消する方向に前記第１座標と前記第３座標とをそれぞれ回転させて補正する補正ステップを含み、前記設定ステップでは、前記補正後の前記第１座標と前記第３座標とのＸ方向とＹ方向の差分をそれぞれ算出して、前記ツールのオフセット値を設定するものとしてもよい。こうすれば、作業台に配置されたプレートに回転ずれがあった場合でも、その回転ずれの影響を除去してオフセット値をより精度よく設定することができる。

【0040】

本開示のオフセット値設定方法において、前記プレートは、十字線の中心に前記位置マークが形成されると共に前記ツールの外形の投影形状が前記回転向きマークとして形成されているものとしてもよい。こうすれば、実際の制御点の位置およびツールの回転向きを、作業者の目視で合わせて調整する際に、調整作業をより適切に行うことができる。

【0041】

本開示のオフセット値設定方法において、前記ロボットは、前記アームに取り付けられたカメラを備え、前記第１取得ステップでは、前記カメラにより撮像された画像を画像認識するものとしてもよい。こうすれば、ロボットが備えるカメラを用いてオフセット値を設定することができるから、ロボットの構成品以外の測定器具やセンサなどを準備することなくオフセット値の調整を容易に行うことができる。

【0042】

本開示のロボット制御装置は、上述したいずれかのオフセット値設定方法により設定されたオフセット値を記憶する記憶部と、前記オフセット値に基づいて、前記ツールが取り付けられた前記アームの作動を制御する制御部と、を備えることを要旨とする。本開示のロボット制御装置は、オフセット値設定方法により設定されたオフセット値を記憶しているから、ツールの加工誤差や取付誤差などに拘わらず、精度よく設定されたオフセット値を用いることができる。このため、ロボット制御装置は、アームにツールが取り付けられた多関節ロボットの作業精度を向上させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本開示は、ロボットの製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0044】

１１ 作業台、１２ ワーク搬送装置、２０ ロボット、２２ アーム、２４ カメラ、２８ 表示操作パネル、３１ 第１リンク、３２ 第２リンク、３３ 第３リンク、３４ 第４リンク、３５ 第５リンク、３６ 先端リンク（第６リンク）、４１ 第１関節、４２ 第２関節、４３ 第３関節、４４ 第４関節、４５ 第５関節、５１～５５ モータ、６１～６５ エンコーダ、７０ ロボット制御装置、７１ ＣＰＵ、７２ ＲＯＭ、７３ ＨＤＤ、７３ａ オフセット値、７４ ＲＡＭ、Ｍｐ 位置マーク、Ｍｒ 回転向きマーク、Ｐ 十字プレート、Ｔ ツール。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】