特許 7553585 ロボットのツール変形量算出装置、ロボットのツール変形量算出システム、及びロボットのツール変形量算出方法

(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】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】ロボットのツール変形量算出装置、ロボットのツール変形量算出システム、及びロボットのツール変形量算出方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/10 20060101AFI20240910BHJP

   B25J 19/04 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

B25J9/10 A

B25J19/04

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022555406

(86)(22)【出願日】2021-09-29

(86)【国際出願番号】 JP2021035979

(87)【国際公開番号】W WO2022075159

(87)【国際公開日】2022-04-14

【審査請求日】2023-05-12

(31)【優先権主張番号】P 2020169246

(32)【優先日】2020-10-06

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100120499

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 淳

(72)【発明者】

【氏名】小窪 恭平

【審査官】神山 貴行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１６３４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１１１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－０００１８３８（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５６５０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットの先端のツール取付部に位置する第１被測定ターゲットを撮像した第１画像および前記ツール取付部よりもツールの先端側の所定部位に位置する第２被測定ターゲットを撮像した第２画像を取得する画像取得部と、
前記第１画像に基づいて前記第１被測定ターゲットの位置を算出する第１被測定ターゲット位置算出部と、
前記第２画像に基づいて前記第２被測定ターゲットの位置を算出する第２被測定ターゲット位置算出部と、
前記第１被測定ターゲットの位置と前記第２被測定ターゲットの位置に基づき、前記ロボットの姿勢に応じた前記ツールの変形量を算出するツール変形量算出部と、
を備える、ロボットのツール変形量算出装置。

【請求項2】

前記第１被測定ターゲット位置算出部は前記第１画像に基づいて前記第１被測定ターゲットの位置を算出することで前記ロボットの座標系に対する前記第１画像および前記第２画像を撮像するカメラの座標系の位置を算出する、請求項１に記載のロボットのツール変形量算出装置。

【請求項3】

前記第２被測定ターゲット位置算出部は、
前記第２画像に基づいて算出した前記カメラの座標系に対する前記第２被測定ターゲットの位置と、前記ロボットの座標系に対する前記カメラの座標系の位置とから、前記ロボットの座標系に対する前記第２被測定ターゲットの位置を算出し、前記ロボットの関節の角度に基づいて前記ロボットの座標系に対する前記ツール取付部の位置および姿勢を算出し、前記ロボットの座標系に対する前記第２被測定ターゲットの位置と、前記ロボットの座標系に対する前記ツール取付部の位置および姿勢とに基づいて、前記ツール取付部に対する前記第２被測定ターゲットの位置を算出する、請求項２に記載のロボットのツール変形量算出装置。

【請求項4】

前記ロボットの複数の姿勢において、前記第２被測定ターゲット位置算出部が算出した前記ツール取付部に対する前記第２被測定ターゲットの位置と、前記ツールの弾性変形を表すモデル式から得られる前記ツール取付部に対する前記第２被測定ターゲットの位置とを比較することで、前記モデル式に含まれる前記ツールの弾性変形パラメータを決定する弾性変形パラメータ決定部を備え、
前記ツール変形量算出部は、前記モデル式に基づいて前記ロボットの姿勢に応じた前記ツールの変形量を算出する、請求項３に記載のロボットのツール変形量算出装置。

【請求項5】

前記ツールの変形量に基づいて前記ツールの前記所定部位の位置を算出するツール位置算出部を更に備える、請求項１～４のいずれか１項に記載のロボットのツール変形量算出装置。

【請求項6】

前記ロボットの弾性変形に応じた前記ロボットの変形量を算出するロボット変形量算出部を更に備え、
前記ツール位置算出部は、前記ロボットの変形量と前記ツールの変形量とに基づいて前記所定部位の位置を算出する、請求項５に記載のロボットのツール変形量算出装置。

【請求項7】

前記所定部位は前記ツールの先端である、請求項１～６のいずれか１項に記載のロボットのツール変形量算出装置。

【請求項8】

ロボットの先端のツール取付部に位置する第１被測定ターゲットと、
前記ツール取付部よりもツールの先端側に位置する第２被測定ターゲットと、
前記ロボットの周辺に設置され、前記第１被測定ターゲットを撮像した第１画像および前記第２被測定ターゲットを撮像した第２画像を生成するカメラと、
前記ツールの変形量を算出するツール変形量算出装置と、
を備え、
前記ツール変形量算出装置は、
前記第１画像および前記第２画像を取得する画像取得部と、
前記第１画像に基づいて前記第１被測定ターゲットの位置を算出する第１被測定ターゲット位置算出部と、
前記第２画像に基づいて前記第２被測定ターゲットの位置を算出する第２被測定ターゲット位置算出部と、
前記第１被測定ターゲットの位置と前記第２被測定ターゲットの位置に基づき、前記ロボットの姿勢に応じた前記ツールの変形量を算出するツール変形量算出部と、
を有する、ロボットのツール変形量算出システム。

【請求項9】

ロボットの先端のツール取付部に位置する第１被測定ターゲットを撮像した第１画像および前記ツール取付部よりもツールの先端側に位置する第２被測定ターゲットを撮像した第２画像を取得するステップと、
前記第１画像に基づいて前記第１被測定ターゲットの位置を算出するステップと、
前記第２画像に基づいて前記第２被測定ターゲットの位置を算出するステップと、
前記第１被測定ターゲットの位置と前記第２被測定ターゲットの位置に基づき、前記ロボットの姿勢に応じた前記ツールの変形量を算出するステップと、
を備える、ロボットのツール変形量算出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットのツール変形量算出装置、ロボットのツール変形量算出システム、及びロボットのツール変形量算出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ターゲットをツール取付面に固定し、カメラがターゲット上のマークを撮像し、メカニカルメカニカルインターフェイス座標系Σｆでのカメラの注視点の位置、及びロボット座標系Σｂでのマークの所定点の位置を算出することが公知である（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４２６７００５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

産業用ロボットは、幾つかの剛体部分と、剛体部分を回転させるための関節部分から構成される。剛体部分や関節部分は、ロボットに取り付けたツールの重量やロボットの自重によって、またはロボットの姿勢に応じて弾性変形する。関節部分の回転角度の値からツール先端の位置を算出する際に、剛体部分や関節部分が変形しないものとして計算を行うと、弾性変形の分だけ計算結果に誤差が生じる。このため、ロボットの弾性変形の量を計算し、弾性変形の量をロボットのツール先端の位置の計算に利用することによって、計算の精度を高める技術がある。

【0005】

一方、ロボットだけでなく、ロボットに取り付けたサーボガンやハンドなどのツールについても、弾性変形等の変形が発生する。したがって、ツール先端の位置を正確に求めるためには、ツールの弾性変形の程度を求める必要がある。また、ツールの種類に応じて弾性変形の程度は異なるため、使用しようとするツールの種類に応じて弾性変形の程度を求める必要がある。しかし、ツールの弾性変形の程度を求めるためには、一般的にはレーザートラッカーのような高価な三次元測定機が必要となり、煩雑な工程と高額な費用がかかるといった問題がある。

【0006】

上記特許文献１に記載された技術は、カメラでターゲットを撮像して、ロボットのキャリブレーションの際に、高精度かつ自動的にリンク長さや各駆動軸の原点位置などの機構パラメータの誤差を求めて機構パラメータを補正するものであるが、ターゲットがツール取付面に固定されているため、ツールの弾性変形の程度を求めることは何ら想定していない。

【0007】

一つの側面では、簡素な構成でロボットに装着される各種ツールの変形量を算出することが可能なロボットのツール変形量算出装置、ロボットのツール変形量算出システム、及びロボットのツール変形量算出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の要旨は以下のとおりである。

【0009】

本発明の一態様において、ロボットのツール変形量算出装置は、ロボットの先端のツール取付部に位置する第１被測定ターゲットを撮像した第１画像およびツール取付部よりもツールの先端側の所定部位に位置する第２被測定ターゲットを撮像した第２画像を取得する画像取得部と、第１画像に基づいて第１被測定ターゲットの位置を算出する第１被測定ターゲット位置算出部と、第２画像に基づいて第２被測定ターゲットの位置を算出する第２被測定ターゲット位置算出部と、第１被測定ターゲットの位置と第２被測定ターゲットの位置に基づき、ロボットの姿勢に応じたツールの変形量を算出するツール変形量算出部と、を備える。

【0010】

第１被測定ターゲット位置算出部は第１画像に基づいて第１被測定ターゲットの位置を算出することでロボットの座標系に対する第１画像および第２画像を撮像するカメラの座標系の位置を算出してもよい。

【0011】

第２被測定ターゲット位置算出部は、第２画像に基づいて算出したカメラの座標系に対する第２被測定ターゲットの位置と、ロボットの座標系に対するカメラの座標系の位置とから、ロボットの座標系に対する第２被測定ターゲットの位置を算出し、ロボットの関節の角度に基づいてロボットの座標系に対するツール取付部の位置および姿勢を算出し、ロボットの座標系に対する第２被測定ターゲットの位置と、ロボットの座標系に対するツール取付部の位置および姿勢とに基づいて、ツール取付部に対する第２被測定ターゲットの位置を算出するものであってもよい。

【0012】

ロボットの複数の姿勢において、第２被測定ターゲット位置算出部が算出したツール取付部に対する第２被測定ターゲットの位置と、ツールの弾性変形を表すモデル式から得られるツール取付部に対する第２被測定ターゲットの位置とを比較することで、モデル式に含まれるツールの弾性変形パラメータを決定する弾性変形パラメータ決定部を備え、ツール変形量算出部は、モデル式に基づいてロボットの姿勢に応じたツールの変形量を算出するものであってもよい。

【0013】

ツールの変形量に基づいてツールの所定部位の位置を算出するツール位置算出部を更に備えていてもよい。

【0014】

ロボットの弾性変形に応じたロボットの変形量を算出するロボット変形量算出部を更に備え、ツール位置算出部は、ロボットの変形量とツールの変形量とに基づいて所定部位の位置を算出するものであってもよい。

【0015】

所定部位はツールの先端であってもよい。

【0016】

本発明の他の態様において、ロボットのツール変形量算出システムは、ロボットの先端のツール取付部に位置する第１被測定ターゲットと、ツール取付部よりもツールの先端側に位置する第２被測定ターゲットと、ロボットの周辺に設置され、第１被測定ターゲットを撮像した第１画像および第２被測定ターゲットを撮像した第２画像を生成するカメラと、ツールの変形量を算出するツール変形量算出装置と、を備え、ツール変形量算出装置は、第１画像および第２画像を取得する画像取得部と、第１画像に基づいて第１被測定ターゲットの位置を算出する第１被測定ターゲット位置算出部と、第２画像に基づいて第２被測定ターゲットの位置を算出する第２被測定ターゲット位置算出部と、第１被測定ターゲットの位置と第２被測定ターゲットの位置に基づき、ロボットの姿勢に応じたツールの変形量を算出するツール変形量算出部と、を有する。

【0017】

本発明の更に他の態様において、ロボットのツール変形量算出方法は、ロボットの先端のツール取付部に位置する第１被測定ターゲットを撮像した第１画像およびツール取付部よりもツールの先端側に位置する第２被測定ターゲットを撮像した第２画像を取得するステップと、第１画像に基づいて第１被測定ターゲットの位置を算出するステップと、第２画像に基づいて第２被測定ターゲットの位置を算出するステップと、第１被測定ターゲットの位置と第２被測定ターゲットの位置に基づき、ロボットの姿勢に応じたツールの変形量を算出するステップと、を備える。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、簡素な構成でロボットに装着される各種ツールの変形量を算出することが可能なロボットのツール変形量算出装置、ロボットのツール変形量算出システム、及びロボットのツール変形量算出方法を提供することが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】一つの実施形態による、ロボットのツール変形量算出装置が実装されたロボットシステムの概略構成図である。

【図2】ツールがロボットの先端のツール取付面に装着される様子を示す模式図である。

【図3】制御装置の概略構成図である。

【図4】ツールの変形を算出し、ツールの変形を考慮してツールの先端位置を算出する処理に関する、プロセッサの機能ブロック図である。

【図5】弾性変形モデルの各パラメータを説明するための模式図である。

【図6】弾性変形モデルの各パラメータを説明するための模式図である。

【図7】本実施形態に係るロボットのツール変形量算出方法の処理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】

【0020】

以下、本発明に係る幾つかの実施形態について図を参照しながら説明する。しかしながら、これらの説明は、本発明の好ましい実施形態の単なる例示を意図するものであって、本発明をこのような特定の実施形態に限定することを意図するものではない。

【0021】

図１は、一つの実施形態による、ロボットのツール変形量算出装置が実装されたロボットシステム１０００の概略構成図である。ロボットシステム１０００は、ロボットのツール変形量算出システムの一態様であり、ロボット１００と、ロボット１００の先端に装着されるツール２００と、ロボット１００およびツール２００を制御する制御装置３００と、表示装置４００と、教示操作盤５００と、カメラ６００とを有する。

【0022】

ロボット１００は、例えば多関節ロボットであり、台座１０２と、回転ステージ１０４と、第１のアーム１０６と、第２のアーム１０８と、リスト１１０とを有する。回転ステージ１０４、第１のアーム１０６、第２のアーム１０８及びリスト１１０のそれぞれは、それらが取り付けられる関節に設けられる軸により支持され、サーボモータがその軸を駆動することで動作する。

【0023】

台座１０２は、ロボット１００が床１上に設置される場合に、台となる部材である。回転ステージ１０４は、台座１０２の天面に、関節１１２にて、台座１０２のその一方の面と直交するように設けられる軸を回転中心として回動可能に取り付けられる。

【0024】

第１のアーム１０６は、その一端側にて、回転ステージ１０４に設けられる関節１１４において回転ステージ１０４に取り付けられる。本実施形態では、図１に示されるように、第１のアーム１０６は、関節１１４にて、台座１０２の回転ステージ１０４が取り付けられる面と平行に設けられる軸を中心として回動可能となっている。

【0025】

第２のアーム１０８は、その一端側にて、関節１１４とは反対側の第１のアーム１０６の他端側に設けられる関節１１６にて第１のアーム１０６に取り付けられる。本実施形態では、図１に示されるように、第２のアーム１０８は、関節１１６にて、台座１０２の回転ステージ１０４が取り付けられる面と平行に設けられる軸を中心として回動可能となっている。

【0026】

リスト１１０は、関節１１６とは反対側の第２のアーム１０８の先端にて、関節１１８を介して取り付けられる。リスト１１０は、関節１２０を有し、関節１２０にて関節１１４の軸及び関節１１６の軸と平行に設けられる軸を回転中心として屈曲可能となっている。さらに、リスト１１０は、関節１１８において、第２のアーム１０８の長手方向と平行な軸を回転中心として、第２のアーム１０８の長手方向と直交する面において回動可能であってもよい。

【0027】

ツール２００は、関節１１８とは反対側のリスト１１０の先端のツール取付面（ツール取付部）１２２に取り付けられる。ツール２００は、ワークＷに対する作業を行うための機構または装置を有する。例えば、ツール２００は、ワークＷを加工するためのレーザを有してもよく、ワークＷを溶接するためのサーボガンを有していてもよい。あるいは、ツール２００は、ワークＷまたはワークＷに組み付けられる部品を把持するためのハンド機構を有していてもよい。

【0028】

制御装置３００は、ロボットのツール変形量算出装置の一態様である。制御装置３００は、通信回線３０２を介してロボット１００と接続され、ロボット１００のそれぞれの関節に設けられる軸を駆動するサーボモータの動作状況を表す情報などを、ロボット１００から通信回線３０２を介して受信する。また、制御装置３００は、通信回線３０４を介してカメラ６００と接続され、カメラ６００が撮像して生成した画像を、通信回線３０２を介してカメラ６００から受信する。そして制御装置３００は、受信した情報、及び、上位制御装置（図示せず）から受信した、あるいは、予め設定されたロボット１００の動作を示す情報に基づいて、サーボモータを制御することで、ロボット１００の各可動部の位置及び姿勢を制御し、またツール２００またはカメラ６００を制御する。

【0029】

表示装置４００は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）等から構成される。表示装置４００は、制御装置３００の指令に基づき、カメラ６００が撮影中の画像、メモリ３３０に格納された過去の画像、画像処理が施された画像等を必要に応じて表示する。

【0030】

教示操作盤５００は通常のディスプレイ機能付のもので、オペレータは、この教示操作盤５００のマニュアル操作を通して、ロボット１００の動作プログラムの作成、修正、登録、あるいは各種パラメータの設定の他、教示された動作プログラムの再生運転、ジョグ送り等を実行する。また、オペレータは、ツール２００の変形量を算出する際に、使用するカメラ６００に関する情報を表すカメラパラメータを入力することができる。ロボット１００及び制御装置３００の基本機能を支えるシステムプログラムは、後述する制御装置３００のメモリ３３０のＲＯＭに格納される。また、アプリケーションに応じて教示されるロボットの動作プログラム（例えばスポット溶接のプログラム）並びに関連設定データは、メモリ３３０の不揮発性メモリに格納される。

【0031】

カメラ６００は、床１の上に台座や三脚などを介して設置され、本実施形態に係る処理が終了するまでの間はその位置や姿勢が変更されないものとされる。カメラ６００は、ＣＣＤあるいはＣ－ＭＯＳなど、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器と、その２次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系を有する。カメラ６００は、ツール取付面１２２に装着された第１被測定ターゲット１０、またはツール２００の先端２０２に装着された第２被測定ターゲット２０が撮影範囲に含まれる方向に向けられる。そしてカメラ６００は、所定の撮影周期ごとに、第１被測定ターゲット１０または第２被測定ターゲット２０を含む撮影範囲を撮影することで、撮影範囲に第１被測定ターゲット１０または第２被測定ターゲット２０が表された画像を生成する。カメラ６００は、画像を生成する度に、生成した画像を、通信回線３０４を介して制御装置３００へ出力する。

【0032】

図１に示すように、ロボットシステム１０００には、ロボットベースに固定された座標系（以下、ロボット座標系という）Σｂと、ツール取付面１２２に固定された座標系（以下、ツール取付面座標系という）Σｆと、カメラ６００の代表点（例えば受光面中心）から第１または第２被測定ターゲット１０，２０などの被写体に向かう視線を表わす座標系（以下、受光デバイス座標系という）Σｖと、が設定されている。制御装置３００内では、ロボット１００の関節の角度とアーム長などのロボット１００の諸元に基づいて、随時、ツール取付面座標系Σｆの原点の位置および姿勢を知ることができるようになっている。

【0033】

図２は、ツール２００がロボット１００の先端のツール取付面１２２に装着される様子を示す模式図である。床１上のワークＷに対する各種作業を行うため、各種作業に応じた異なるツール２００がツール取付面１２２に対して交換可能に装着される。

【0034】

ロボット１００に取り付けたこれらのツール２００は、その自重により、ツール取付面１２２に対して弾性変形等により変形する。特に、スポット溶接用のサーボガンなど比較的大きく重量のあるツール２００がツール取付面１２２に装着されると、ツール２００の変形は比較的大きくなる。ワークＷに対する作業を行う際にはツール２００の先端２０２の位置（ワークＷに対する作用点の位置）が算出されるが、ツール２００の先端２０２の位置を精度良く算出するためには、ツール２００の変形の程度を考慮して先端２０２の位置を算出することが好ましい。このため、本実施形態に係るロボットシステム１０００は、ロボット１００の先端に装着される各種のツール２００のそれぞれについて、変形量を算出可能とされている。

【0035】

各種のツール２００の変形量を算出するため、ロボット１００の先端のツール取付面１２２には、第１被測定ターゲット１０が装着される。また、ツール取付面１２２よりもツール２００の先端側の所定部位には、第２被測定ターゲット２０が装着される。なお、以下では、第２被測定ターゲット２０がツール２００の先端２０２に装着された場合を例に挙げて説明するが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、第２被測定ターゲット２０は、ツール取付面１２２よりもツール２００の先端側の任意の位置に装着され得る。第１被測定ターゲット１０と第２被測定ターゲット２０は、例えば平板状のものであり、画像から第１被測定ターゲット１０または第２被測定ターゲット２０を検出する際のターゲットとなる円形もしくは十字形などのマークを含む。なお、特に説明のない限り、第１被測定ターゲット１０とはこのマークを意味する。第２被測定ターゲット２０についても同様である。

【0036】

第１被測定ターゲット１０および第２被測定ターゲット２０は、ユーザが特定のツール２００を使用する際に、そのツール２００の変形量、または変形量を考慮したツール２００の先端２０２の位置を算出するために、ユーザ自身が装着してもよい。このため、第１被測定ターゲット１０と第２被測定ターゲット２０は、接着層を有するシール、紙などから構成されていてもよい。一方、第１被測定ターゲット１０および第２被測定ターゲット２０は、予めツール取付面１２２または各ツール２００の先端２０２に装着されていてもよい。

【0037】

図３は、制御装置３００の概略構成図である。制御装置３００は、通信インターフェース３１０と、駆動回路３２０と、メモリ３３０と、プロセッサ３４０とを有する。通信インターフェース３１０は、例えば、制御装置３００を通信回線３０２または通信回線３０４と接続するための通信インターフェース及び通信回線３０２または通信回線３０４を介した信号の送受信に関する処理を実行するための回路などを含む。そして通信インターフェース３１０は、例えば、ロボット１００から、通信回線３０２を介して、サーボモータ１３０の回転量を検出するためのエンコーダからの回転量の測定値など、サーボモータ１３０の動作状況を表す情報を受信して、その情報をプロセッサ３４０へわたす。なお、図３では、代表的に一つのサーボモータ１３０が図示されているが、ロボット１００は、関節ごとに、その関節の軸を駆動するサーボモータを有していてよい。

【0038】

また、通信インターフェース３１０は、カメラ６００が生成し、出力した画像を、通信回線３０４を介して受信してプロセッサ３４０へわたす。更に、通信インターフェース３１０は、プロセッサ３４０を表示装置４００または教示操作盤５００に接続するためのインターフェース回路及び教示操作盤５００または表示装置４００との信号の送受信に関する処理を実行するための回路などを含む。

【0039】

駆動回路３２０は、電流供給用のケーブルを介してサーボモータ１３０と接続され、プロセッサ３４０による制御に従って、サーボモータ１３０に生じさせるトルク、回転方向あるいは回転速度に応じた電力をサーボモータ１３０へ供給する。

【0040】

メモリ３３０は、例えば、読み書き可能な半導体メモリ（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と読み出し専用の半導体メモリ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、不揮発性メモリ等を有する。さらに、メモリ３３０は、半導体メモリカード、ハードディスク、あるいは光記憶媒体といった記憶媒体及びその記憶媒体にアクセスする装置を有していてもよい。

【0041】

メモリ３３０は、制御装置３００のプロセッサ３４０で実行される、ロボット１００の制御用の各種コンピュータプログラムなどを記憶する。また、メモリ３３０は、ロボット１００を動作させる際のロボット１００の動作を制御するための情報を記憶する。さらに、メモリ３３０は、ロボット１００の動作中においてロボット１００から得られるサーボモータ１３０の動作状況を表す情報を記憶する。さらにまた、メモリ３３０は、ツール２００の変形量算出処理で利用される各種のデータを記憶する。そのようなデータには、カメラ６００の焦点距離、取り付け位置及び向きといった、カメラ６００に関する情報を表すカメラパラメータ、カメラ６００から得られた画像、および、第１のアーム１０６または第２のアーム１０８の長さなどのロボット１００の諸元に関する情報が含まれる。

【0042】

図４は、ツール２００の変形を算出し、ツール２００変形を考慮してツール２００の先端位置を算出する処理に関する、プロセッサ３４０の機能ブロック図である。プロセッサ３４０は、第１被測定ターゲット１０が表された画像と、第２被測定ターゲット２０が表された画像を取得し、第１被測定ターゲット１０が表された画像から第１被測定ターゲットの位置を算出し、第２被測定ターゲット２０が表された画像から第２被測定ターゲット２０の位置を算出する。

【0043】

第１被測定ターゲット１０の位置と第２被測定ターゲット２０の位置が算出されると、両者の相対的な位置からツール２００の変形量が算出可能となる。この際、ロボット１００の複数の姿勢において、第１被測定ターゲット１０と第２被測定ターゲット２０の相対的な位置からツール２００の変形量が求められていると、ロボット１００の任意の姿勢において、ツール２００の変形量を算出することが可能となる。

【0044】

より詳細には、プロセッサ３４０は、ロボット１００の複数の姿勢において算出されたツール２００の変形量から、ツール２００が弾性変形する度合いを表す弾性変形パラメータを求める。弾性変形パラメータが求まると、ロボット１００の任意の姿勢に応じたツール２００の変形量を算出することが可能となる。そして、ロボット１００の任意の姿勢に応じたツール２００の変形量が算出できると、ツール２００の変形量を考慮して、ツール２００の先端位置が高精度に求まることになる。

【0045】

更に、プロセッサ３４０は、ロボット１００の弾性変形による変形量を算出し、ロボット１００の変形量とツール２００の変形量に基づいてツールの先端位置を算出する。これにより、ツール２００の先端位置がより高精度に求まることになる。

【0046】

以下、プロセッサ３４０が行う処理について詳細に説明する。図４に示すように、プロセッサ３４０は、画像取得部３４１と、第１被測定ターゲット位置算出部３４２と、第２被測定ターゲット位置算出部３４３と、弾性変形パラメータ決定部３４４と、ツール変形量算出部３４５と、ロボット変形量算出部３４６と、ツール先端位置算出部３４７と、を有する。プロセッサ３４０が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ３４０上で実行されるコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、これらの各部は、プロセッサ３４０の一部に実装される専用の演算回路として実装されてもよい。

【0047】

プロセッサ３４０の画像取得部３４１は、カメラ６００が生成した、第１被測定ターゲット１０が表された画像を取得する。また、画像取得部３４１は、カメラ６００が生成した、第２被測定ターゲット２０が表された画像を取得する。

【0048】

プロセッサ３４０の第１被測定ターゲット位置算出部３４２は、第１被測定ターゲット１０が表された画像に対し、例えばテンプレートマッチング等の画像処理を行うことにより、またはターゲット検出用に機械学習された識別器に画像を入力することにより、第１被測定ターゲット１０を検出する。そして、第１被測定ターゲット位置算出部３４２は、第１被測定ターゲット１０が表された画像に基づいて、第１被測定ターゲット１０の位置を算出し、ロボット座標系Σｂに対する受光デバイス座標系Σｖの位置および姿勢を算出する。したがって、第１被測定ターゲット位置算出部３４２は、受光デバイス座標系算出部としても機能する。

【0049】

第１被測定ターゲット位置算出部３４２は、例えば特許第４１９１８０号公報に記載された方法を用い、ロボット座標系Σｂに対する受光デバイス座標系Σｖの位置を算出する。この方法は公知であるため、ここでは概要を説明する。先ず、ロボット１００を並進移動させ、画像中の第１被測定ターゲット１０をカメラ６００の受光面（ＣＣＤアレイ）の中心点に一致させ、ロボット座標系Σｂ上でのツール取付面座標系Σｆの位置Ｑｆ１を算出する。次に、ロボット１００を並進移動させ、第１被測定ターゲット１０とカメラ６００の距離が異なる位置へロボット１００を移動させた後、画像中の第１被測定ターゲット１０を受光面の中心点に一致させ、ロボット座標系Σｂ上でのツール取付面座標系Σｆの位置Ｑｆ２を算出する。Ｑｆ１とＱｆ２を結ぶカメラ６００の視線の方向が求まると、視線の方向と平行であり且つツール取付面座標系Σｆの原点を通る軸周りでＱｆ１を１８０度回転させた位置へロボット１００を移動させた後、ロボット１００を並進移動させ、画像中の第１被測定ターゲット１０をカメラ６００の受光面の中心点に一致させる処理を行い、ロボット座標系Σｂ上でのツール取付面座標系Σｆの位置Ｑｆ３を算出する。これにより、Ｑｆ１とＱｆ３の中点が受光デバイス座標系Σｖの原点位置として求まる。カメラ６００の視線の方向とカメラ６００の原点位置が求まることで、ロボット座標系Σｂに対する受光デバイス座標系Σｖの位置および姿勢が求まることになる。なお、ロボット座標系Σｂ上でのＱｆ１，Ｑｆ２，Ｑｆ３の位置は、ロボット１００の関節の角度とアーム長などのロボット１００の諸元から算出される。また、受光デバイス座標系Σｖの原点の位置は、カメラ６００の視線上の任意の位置とすることができるが、カメラ６００の受光面上での第１被測定ターゲット１０の大きさが第１被測定ターゲット１０の実際の大きさと一致する位置からカメラ６００の焦点距離だけ第１被測定ターゲット１０から離れた位置とすることが好ましい。

【0050】

変形する可能性があるツール２００に第１被測定ターゲット１０を取り付けると、第１被測定ターゲット１０の位置がツール２００の弾性変形の影響を受けてしまい、ロボット座標系Σｂに対する受光デバイス座標系Σｖの位置および姿勢を正確に求めることができなくなる。本実施形態では、第１被測定ターゲット１０をツール取付面１２２に装着することで、ロボット座標系Σｂに対する受光デバイス座標系Σｖの位置および姿勢が高精度に求まる。

【0051】

また、ユーザは、ツール取付面１２２に第１被測定ターゲット１０を装着し、任意のカメラ６００を床１上に設置するのみで、ロボット座標系Σｂに対する受光デバイス座標系Σｖの位置および姿勢を容易に求めることができる。

【0052】

プロセッサ３４０の第２被測定ターゲット位置算出部３４３は、第２被測定ターゲット２０が表された画像に基づいて、ツール取付面座標系Σｆに対する、ツール２００の先端２０２に装着された第２被測定ターゲット２０の位置を算出することで、ツール２００の先端２０２の位置を算出する。画像に表された第２被測定ターゲット２０はツール２００の変形による位置ずれを含むため、第２被測定ターゲット２０が表された画像に基づいて第２被測定ターゲット２０の位置を算出することで、ツール２００の変形による影響を含んだツール２００の先端２０２の位置が算出される。

【0053】

この処理を行うため、第２被測定ターゲット位置算出部３４３は、ロボット座標系Σｂに対する第２被測定ターゲット２０の位置を算出する第２被測定ターゲット位置算出部３４３ａと、ロボット座標系Σｂに対するツール取付面座標系Σｆの位置および姿勢を算出するツール取付面位置算出部３４３ｂと、ツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置を算出するツール先端位置算出部３４３ｃと、を有している。

【0054】

第２被測定ターゲット位置算出部３４３ａは、受光デバイス座標系Σｖに対する第２被測定ターゲット２０の位置を、公知のピンホールカメラモデルを利用して以下のようにして算出する。先ず、第２被測定ターゲット２０が表された画像に対し、例えばテンプレートマッチング等の画像処理を行うことにより、またはターゲット検出用に機械学習された識別器に画像を入力することにより、画像上に表された第２被測定ターゲット２０を検出する。そして、検出した第２被測定ターゲット２０について、第２被測定ターゲット２０の画像上の位置（Ｖｔ,Ｈｚ）と画像上の大きさ（サイズ）Ｓｚを取得する。なお、画像上での距離、大きさは、例えば正方形の「画素」の何個分であるかで測ることができる。この際、画像の中央を原点とするＸＹ平面を設定して、第２被測定ターゲット２０の座標値を画像上の位置（Ｖｔ,Ｈｚ）とする。なお、Ｖｔ,Ｈｚ，Ｓｚの単位はｍｍとする。

【0055】

そして、第２被測定ターゲット位置算出部３４３ａは、カメラ６００の焦点距離をｆ（ｍｍ）、第２被測定ターゲット２０の実際のサイズをＳ０とし、受光デバイス座標系Σｖに対する第２被測定ターゲット２０の位置（Ｘ_ｖ,Ｙ_ｖ,Ｚ_ｖ）を以下の式（１）～（３）から算出する。なお、焦点距離ｆとＳ０の値は既知であるものとする。

【0056】

Ｘ_ｖ＝Ｖｔ×（Ｓ０/Ｓｚ） ・・・（１）
Ｙ_ｖ＝Ｈｚ×（Ｓ０/Ｓｚ） ・・・（２）
Ｚ_ｖ＝ｆ×（Ｓ０/Ｓｚ） ・・・（３）

【0057】

ここで得られた第２被測定ターゲット２０の位置（Ｘ_ｖ,Ｙ_ｖ,Ｚ_ｖ）は受光デバイス座標系Σｖに対する位置である。一方、第１被測定ターゲット位置算出部３４２によりロボット座標系Σｂに対する受光デバイス座標系Σｖの位置および姿勢が求められている。したがって、第２被測定ターゲット位置算出部３４３ａは、受光デバイス座標系Σｖに対する第２被測定ターゲット２０の位置（Ｘ_ｖ,Ｙ_ｖ,Ｚ_ｖ）と、ロボット座標系Σｂに対する受光デバイス座標系Σｖの位置および姿勢とから、ロボット座標系Σｂに対する第２被測定ターゲット２０の位置（Ｘ_ｂ,Ｙ_ｂ,Ｚ_ｂ）を算出する。これにより、受光デバイス座標系Σｖに対する第２被測定ターゲット２０の位置（Ｘ_ｖ,Ｙ_ｖ,Ｚ_ｖ）が、ロボット座標系Σｂに対する第２被測定ターゲット２０の位置（Ｘ_ｂ,Ｙ_ｂ,Ｚ_ｂ）に座標変換される。

【0058】

第２被測定ターゲット位置算出部３４３ａは、以上の処理をロボット１００の姿勢を変えながらカメラ６００が生成した複数の画像に対して行う。これにより、複数の姿勢（Ｐ_１，Ｐ_２，・・・,Ｐ_Ｎ）に対応する第２被測定ターゲット２０が表された画像に基づいて、ロボット１００の姿勢がＰ_ｉ（ｉ＝１，２，・・，Ｎ（Ｎは自然数））である場合のロボット座標系Σｂに対する第２被測定ターゲット２０の位置（Ｘ_ｂ,Ｙ_ｂ,Ｚ_ｂ）が算出される。

【0059】

ツール取付面位置算出部３４３ｂは、ロボット座標系Σｂに対するツール取付面座標系Σｆの位置および姿勢を算出する。ツール取付面位置算出部３４３ｂは、ロボット１００の各関節の角度と、第１のアーム１０６、第２のアーム１０８の長さなどのロボット１００の諸元から、ロボット座標系Σｂに対するツール取付面座標系Σｆの位置および姿勢を算出する。なお、ロボット１００の各関節の角度は、各関節の軸を駆動するサーボモータの回転量を検出するためのエンコーダから得られる。また、第１のアーム１０６、第２のアーム１０８の長さなどのロボット１００の諸元は、予めメモリ３３０に記憶されている。

【0060】

ツール先端位置算出部３４３ｃは、ツール取付面座標系Σｆに対する第２被測定ターゲット２０の位置を算出することで、ツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置を算出する。ツール先端位置算出部３４３ｃは、第２被測定ターゲット位置算出部３４３ａが算出したロボット座標系Σｂに対する第２被測定ターゲット２０の位置（Ｘ_ｂ,Ｙ_ｂ,Ｚ_ｂ）と、ツール取付面位置算出部３４３ｂが算出したロボット座標系Σｂに対するツール取付面座標系Σｆの位置および姿勢とに基づいて、ロボットの姿勢がＰ_ｉ（ｉ＝１，２，・・，Ｎ）である場合のツール取付面座標系Σｆに対する第２被測定ターゲット２０の位置、すなわちツール２００の先端２０２の位置（Ｘ_ｆ,Ｙ_ｆ,Ｚ_ｆ）を算出する。これにより、ロボット座標系Σｂに対する第２被測定ターゲット２０の位置（Ｘ_ｂ,Ｙ_ｂ,Ｚ_ｂ）が、ツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置（Ｘ_ｆ,Ｙ_ｆ,Ｚ_ｆ）に座標変換される。

【0061】

以上のようにして算出されたツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置（Ｘ_ｆ,Ｙ_ｆ,Ｚ_ｆ）は、第２被測定ターゲット２０をカメラ６００で撮像した画像に基づいて算出されるため、ロボット１００の姿勢に応じた、ツール２００の弾性変形の要因を含んでいる。したがって、ロボットの姿勢がＰ_ｉ（ｉ＝１，２，・・，Ｎ）である場合のそれぞれについて、ツール２００の弾性変形の影響が含まれたツール２００の先端２０２の位置（Ｘ_ｆ,Ｙ_ｆ,Ｚ_ｆ）が算出されたことになる。なお、ツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置（Ｘ_ｆ,Ｙ_ｆ,Ｚ_ｆ）は、仮にツール２００が変形しない場合は、Ｎ個の姿勢Ｐ_ｉ（ｉ＝１，２，・・，Ｎ）のいずれにおいても同じ値になる。しかし、ツール２００が変形すると、ツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置（Ｘ_ｆ,Ｙ_ｆ,Ｚ_ｆ）は、ツール２００の姿勢に応じて異なるものとなる。

【0062】

プロセッサ３４０の弾性変形パラメータ決定部３４４は、第２被測定ターゲット位置算出部３４３が算出した、ツール２００の弾性変形の影響が含まれる、ツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置（Ｘ_ｆ,Ｙ_ｆ,Ｚ_ｆ）に基づき、ツール２００の弾性変形パラメータを決定する。具体的に、弾性変形パラメータ決定部３４４は、以下の式（４）～（６）で示される弾性変形モデルを利用して、ツール２００が弾性変形する度合いを表す弾性変形パラメータαの値を決定する。
Ｘ_ｍ＝α×sinθ×cosφ ・・・（４）
Ｙ_ｍ＝α×sinθ×sinφ ・・・（５）
Ｚ_ｍ＝Ｚ_０ ・・・（６）

【0063】

式（４）～（６）において、Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ,Ｚ_ｍは、弾性変形モデルにおいて、ロボット１００のツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置（座標値）を表しており、ツール先端位置算出部３４３ｃが算出したツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置（Ｘ_ｆ,Ｙ_ｆ,Ｚ_ｆ）に対応する。なお、（Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ,Ｚ_ｍ）および（Ｘ_ｆ,Ｙ_ｆ,Ｚ_ｆ）の単位は［ｍｍ］とする。

【0064】

式（４）、式（５）において、ツール２００が弾性変形する度合いを表す弾性変形パラメータαは、ツール２００が撓み易いほど大きな値となる。仮にツール２００が撓まなければ、弾性変形パラメータαの値は０である。

【0065】

また、式（４）、式（５）において、θはツール２００が基準の姿勢から重力方向（ロボット座標系ΣｂのＺ軸方向）に対して傾く角度を表す。θの単位は度（ｄｅｇ）であり、また、０≦θ≦９０である。また、式（４）、式（５）において、φはツール２００が傾く角度であり、ツール取付面座標系Σｆから見た傾きを表す。φの単位も度（ｄｅｇ）であり、また、０≦φ≦９０である。

【0066】

図５及び図６は、式（４）～（６）の各パラメータを説明するための模式図である。図５は、ツール２００に傾きが生じていない基準の姿勢を示している。図５及び図６において、ツール２００は円柱形状であるものとし、基準の姿勢ではツール２００の円柱の軸が重力方向と一致している。また、図５及び図６では、ツール２００の先端２０２に装着された第２被測定ターゲット２０に描かれたマーク２２が示されている。図５中の左側に示す図はツール２００を横（水平方向）から見た状態を示している。また、図５中の右側に示す図は、左側に示すツール２００を下から（矢印Ａ１方向から）見た図を示している。図５に示す基準位置において、ツール２００の先端２０２の位置は、ツール取付面座標系Σｆに対して、Ｘ_ｆ＝０、Ｙ_ｆ＝０、Ｚ_ｆ＝Ｚ_０である。

【0067】

図６は、図５の状態からツール２００を重力方向に対して角度θだけ傾けた場合の姿勢を示している。図６中の右側の図は、図５中の右側の図と同様、ツール２００を下から見た状態を示している。図６中の右側の図に示す座標軸は、図５に示した基準の姿勢の時のツール取付面座標系Σｆの座標軸（Ｘ軸、Ｙ軸）が傾いた様子を模式的に示しており、ツール取付面座標系ΣｆのＸ軸に対して角度φだけツール２００が傾いている状態が示されている。また、図６中の左側の図は、図６中の右側の図を横（矢印Ａ２方向）から見た状態を示しており、基準の姿勢に対して角度θだけツール２００が傾いている状態が示されている。

【0068】

図６に示すように、ツール２００を重力方向に対して角度θだけ傾けた場合、ツール２００の自重により、図６中に矢印Ａ３，Ａ４で示す方向にツール２００の先端２０２が変形する。

【0069】

弾性変形パラメータ決定部３４４は、ロボット１００のＮ個の姿勢Ｐ_ｉ（ｉ＝１，２，・・，Ｎ）のそれぞれについて、ロボット１００の姿勢からθ、φの値を算出する。なお、θ、φの値は、各関節の軸を駆動するサーボモータの回転量を検出するためのエンコーダの値から各関節の角度を求め、各関節の角度とロボット１００の諸元からロボット１００のツール取付面１２２（ツール取付面座標系Σｆ）の位置および姿勢を求めることによって算出される。

【0070】

そして、弾性変形パラメータ決定部３４４は、ロボット１００のＮ個の姿勢Ｐ_ｉ（ｉ＝１，２，・・，Ｎ）のそれぞれについて、ツール先端位置算出部３４３ｃが実際に算出したツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置（Ｘ_ｆ,Ｙ_ｆ,Ｚ_ｆ）と、式（４）～（６）のモデルによって計算されるモデル値（Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ,Ｚ_ｍ）との差が最も小さくなるように、最小二乗法等を用いて弾性変形パラメータαの値を決定する。

【0071】

以上のようにしてツール２００が弾性変形する度合いを表す弾性変形パラメータαが決定されると、弾性変形パラメータαとロボット１００の姿勢に応じて定まるθ、φの値に基づいて、式（４）～（６）の弾性変形モデルからツール２００の先端２０２の座標Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ,Ｚ_ｍ、すなわちツール２００の変形量が求まる。プロセッサ３４０のツール変形量算出部３４５は、式（４）～（６）の弾性変形モデルに基づいて、ロボット１００の任意に姿勢において、ツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ,Ｚ_ｍをツール２００の変形量として算出する。

【0072】

以上のようにして求まるツール２００の変形量は、ユーザが特定のツール２００を使用する際に、ユーザ自身が第１被測定ターゲット１０および第２被測定ターゲット２０を装着し、床１上にカメラ６００を設置することで求めることができる。一方、ツール２００の変形量は、ロボットシステム１００またはツール２００の出荷時に予め算出されてメモリ３３０等に記憶されていてもよい。

【0073】

プロセッサ３４０のロボット変形量算出部３４６は、ロボット座標系Σｂを基準として、ツール取付面１２２の理論上の位置および姿勢に対する、ロボット１００の弾性変形量を算出する。前述したように、ロボット１００の剛体部分や関節部分は、ロボット１００に取り付けたツール２００の重量やロボット１００の自重によって、ロボット１００の姿勢に応じて弾性変形する。ロボット変形量算出部３４６は、例えば特開２００２－３０７３４４号公報に記載された、各関節のトルクを計算し、各関節のばね定数と各関節のトルクから各関節の撓み量を算出する手法を用いて、ロボット１００の姿勢に応じたロボット１００の弾性変形量を算出する。なお、ツール取付面位置算出部３４３ｂがロボット座標系Σｂに対するツール取付面座標系Σｆの位置および姿勢を算出する際においても、ロボット変形量算出部３４６が算出したロボット１００の変形量を考慮してロボット座標系Σｂに対するツール取付面座標系Σｆの位置および姿勢を算出してもよい。

【0074】

プロセッサ３４０のツール先端位置算出部３４７は、ツール変形量算出部３４５が弾性変形モデルに基づいて算出したツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ,Ｚ_ｍと、ロボット１００の各関節の角度とロボット１００の諸元から求まるロボット座標系Σｂに対するツール取付面座標系Σｆの位置とに基づいて、ツール２００の変形量を考慮したツール２００の先端２０２の位置を算出する。更に、ツール先端位置算出部３４７は、ツール変形量算出部３４５が弾性変形モデルに基づいて算出したツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端２０２の位置Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ,Ｚ_ｍと、ロボット１００の各関節の角度とロボット１００の諸元から求まるロボット座標系Σｂに対するツール取付面座標系Σｆの位置と、ロボット変形量算出部３４６が算出したロボット座標系Σｂを基準とするロボット１００の変形量と、に基づいて、ツール２００の変形量とロボット１００の変形量を考慮したツール２００の先端２０２の位置を算出することもできる。

【0075】

これにより、ツール２００の変形量を考慮してツール２００の先端２０２の位置が算出されるため、ワークＷに対する作業を行う際に、ツール２００の先端２０２を高い精度でワークＷに位置合わせすることが可能となる。更には、ロボット１００の弾性変形を考慮してツール２００の先端２０２の位置が算出されるため、ツール２００の先端２０２をより高い精度でワークＷに位置合わせすることが可能となる。

【0076】

次に、図７のフローチャートに基づいて、本実施形態に係るロボットのツール変形量算出方法の処理について説明する。先ず、第１被測定ターゲット１０をツール取付面１２２に装着し、第２被測定ターゲット２０をツール２００の先端２０２に装着し、カメラ６００を床１上に設置した状態で、制御装置３００のプロセッサ３４０の画像取得部３４１が第１被測定ターゲット１０、第２被測定ターゲット２０が表された画像を取得する（ステップＳ１０）。次に、プロセッサ３４０の第１被測定ターゲット位置算出部３４２が、ツール取付面１２２に取り付けた第１被測定ターゲット１０の位置を算出し、ロボット座標系Σｂに対する受光デバイス座標系Σｖの位置および姿勢を算出する（ステップＳ１２）。

【0077】

次に、プロセッサ３４０の第２被測定ターゲット位置算出部３４３ａが、ロボット１００の複数の姿勢において、受光デバイス座標系Σｖに対する第２被測定ターゲット２０の位置を算出し（ステップＳ１４）、更にロボット座標系Σｂに対する第２被測定ターゲット２０の位置を算出する（ステップＳ１６）。

【0078】

次に、プロセッサ３４０のツール取付面位置算出部３４３ｂが、ロボット座標系Σｂに対するツール取付面座標系Σｆの位置および姿勢を算出する（ステップＳ１８）。次に、プロセッサ３４０のツール先端位置算出部３４３ｃが、ツール取付面１２２に対する第２被測定ターゲット２０の位置、すなわちツール２００の先端２０２の位置を算出する（ステップＳ２０）。

【0079】

次に、プロセッサ３４０の弾性変形パラメータ決定部３４４が、弾性変形モデルにおける弾性変形パラメータαを決定する（ステップＳ２２）。次に、プロセッサ３４０のツール変形量算出部３４５が、弾性変形モデルに基づいて、ツール取付面座標系Σｆに対するツール２００の先端の位置（Ｘ_ｍ,Ｙ_ｍ,Ｚ_ｍ）、すなわちツール２００の変形量を算出する（ステップＳ２４）。次に、プロセッサ３４０のツール先端位置算出部３４７が、ツール２００の変形量を考慮して、ロボット座標系Σｂに対するツール２００の先端２０２の位置を算出する（ステップＳ２６）。

【0080】

以上説明したように本実施形態によれば、ロボット１００の複数の姿勢において、カメラ６００で撮影した画像からツール２００の先端２０２に装着した第２被測定ターゲット２０の位置を求め、弾性変形モデルの弾性変形パラメータを算出するようにしたため、ロボット１００の先端に装着される各種ツール２００の弾性変形量を簡素な構成で精度良く算出することが可能となる。

【0081】

また、ロボットシステム１０００を使用するユーザ自身が第１被測定ターゲット１０および第２被測定ターゲット２０を装着し、任意のカメラ６００を設置することで、煩雑な作業を伴うことなく、また高価な三次元測定機等を使用することなく、ユーザが使用しようとする各種ツール２００の弾性変形量を精度良く算出することが可能となる。

【0082】

ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。

【符号の説明】

【0083】

１ 床
１０ 第１被測定ターゲット
２０ 第２被測定ターゲット
２２ マーク
１００ ロボット
１０２ 台座
１０４ 回転ステージ
１０６ 第１のアーム
１０８ 第２のアーム
１１０ リスト
１１２，１１４，１１６，１１８，１２０ 関節
１２２ ツール取付面
１３０ サーボモータ
２００ ツール
２０２ 先端
３００ 制御装置
３０２， ３０４ 通信回線
３１０ 通信インターフェース
３２０ 駆動回路
３３０ メモリ
３４０ プロセッサ
３４１ 画像取得部
３４２ 第１被測定ターゲット位置算出部
３４３ 第２被測定ターゲット位置算出部
３４３ａ 第２被測定ターゲット位置算出部
３４３ｂ ツール取付面位置算出部
３４３ｃ ツール先端位置算出部
３４４ 弾性変形パラメータ決定部
３４５ ツール変形量算出部
３４６ ロボット変形量算出部
３４７ ツール先端位置算出部
４００ 表示装置
５００ 教示操作盤
６００ カメラ
１０００ ロボットシステム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】