特許 7556951 プログラム生成装置およびプログラム生成方法

(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】2024-09-17

(45)【発行日】2024-09-26

(54)【発明の名称】プログラム生成装置およびプログラム生成方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20240918BHJP

   B25J 9/22 20060101ALI20240918BHJP

   G05B 19/4093 20060101ALI20240918BHJP

   G05B 19/42 20060101ALI20240918BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 Z

B25J9/22 A

G05B19/4093 H

G05B19/42 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022521861

(86)(22)【出願日】2021-05-06

(86)【国際出願番号】 JP2021017390

(87)【国際公開番号】W WO2021230135

(87)【国際公開日】2021-11-18

【審査請求日】2022-12-19

(31)【優先権主張番号】P 2020082952

(32)【優先日】2020-05-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(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】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 貴之

(72)【発明者】

【氏名】顧 義華

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２９９０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３２９７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９４６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９６７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－０８６１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３９７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１９１１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０３９４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００９３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４０６８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ｇ０５Ｂ １９／１８ － １９／４１６

Ｇ０５Ｂ １９／４２ － １９／４２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プログラム生成装置であって、
対象物に対してロボットの先端が辿る経路を示す経路データを取得する取得部と、
前記ロボットの先端を前記対象物に押し付ける押付力を検出する検出部と、
前記検出部が検出した押付力と、所定の定数とに基づいて、前記ロボットの先端がたわむことによって前記辿る経路がずれる位置ズレ量を計算する計算部と、
前記取得部が取得する前記経路データと、前記計算部が計算した前記位置ズレ量とに基づいて、前記ロボットの先端の移動経路を制御する経路プログラムを自動生成する生成部と、
前記対象物に対して前記ロボットの先端が前記辿る経路を検知して前記経路データを出力する検知部と、
を備え、
前記生成部は、前記ロボットの先端が前記辿る経路を前記位置ズレ量によって補正した経路が前記ロボットの特異点、各駆動軸のリミット値、または設定される禁止領域に近づいた際の座標値を終了点とし、該終了点から指定した経路に従い前記ロボットの先端を退避させる経路プログラムを生成し、前記検知部が出力する前記経路データと、前記計算部が計算した前記位置ズレ量とに基づいて、前記ロボットの先端の移動経路を制御する経路プログラムを自動生成し、前記ロボットの先端が終了点から所定の距離だけ退避させた後、前記ロボットの先端を前記検知部が検知した前記辿る経路に戻す経路プログラムを生成するプログラム生成装置。

【請求項2】

測定される前記ロボットの先端が前記対象物を押し付ける際に発生するたわみ量と、前記検出部が検出する押付力とから求まる所定の定数を記憶する記憶部を備える、請求項１に記載のプログラム生成装置。

【請求項3】

前記ロボットの先端に取り付ける所定のツールは、バリ取りツールである、請求項１または２に記載のプログラム生成装置。

【請求項4】

前記ロボットの先端に取り付ける所定のツールは、研磨ツールである、請求項１または２に記載のプログラム生成装置。

【請求項5】

プログラム生成方法であって、
対象物に対してロボットの先端が辿る経路を示す経路データを取得する取得ステップと、
前記ロボットの先端を前記対象物に押し付ける押付力を検出する検出ステップと、
測定される前記ロボットの先端が前記対象物を押し付ける際に発生するたわみ量と、前記検出ステップが検出する押付力とから求まる所定の定数を記憶する記憶ステップと、
前記検出ステップが検出した押付力と、前記所定の定数とに基づいて、前記ロボットの先端がたわむことによって前記辿る経路がずれる位置ズレ量を計算する計算ステップと、
前記取得ステップが取得する前記経路データと、前記計算ステップが計算した前記位置ズレ量とに基づいて、前記ロボットの先端の移動経路を制御する経路プログラムを自動生成する生成ステップと、
前記対象物に対して前記ロボットの先端が前記辿る経路を検知して前記経路データを出力する検知ステップと、を備え、
前記生成ステップにおいて、前記ロボットの先端が前記辿る経路を前記位置ズレ量によって補正した経路が前記ロボットの特異点、各駆動軸のリミット値、または設定される禁止領域に近づいた際の座標値を終了点とし、該終了点から指定した経路に従い前記ロボットの先端を退避させる経路プログラムを生成し、前記検知ステップにおいて出力する前記経路データと、前記計算ステップにおいて計算した前記位置ズレ量とに基づいて、前記ロボットの先端の移動経路を制御する経路プログラムを自動生成し、前記ロボットの先端が終了点から所定の距離だけ退避させた後、前記ロボットの先端を前記検知ステップにおいて検知した前記辿る経路に戻す経路プログラムを生成するプログラム生成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プログラム生成装置およびプログラム生成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、プログラム生成装置において、ロボットによる加工バリ取り工程で、バリ取りの実際の稜線を視覚センサによって検出し、その稜線に応じた経路プログラムを作成する方法が知られている（特許文献１）。
また、研磨工程でも、エンドエフェクタが辿る軌道を視覚センサによって検出し、その軌道に応じた経路プログラムを作成する方法が知られている。

【0003】

上記の加工バリ取り工程や研磨工程において、ロボットは、その特異点や各軸リミット、設定した禁止領域などに達するかその近傍を通る場合にはアラーム停止する。これを避けるため、通常は特異点やリミット、設定した禁止領域の近くを通らないように動作軌道を教示／設定する。

【0004】

また、実際の稜線や軌道に応じて経路プログラムを自動作成する場合、ある個体のワークでは問題なくても別のワークではその固定位置の違い、ワークそのものの大きさや形状の違いにより、特異点やリミットのアラームになることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１５－００９３２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した経路プログラムを利用するシステムにおいて、所定のワーク加工、例えばバリ取り工程では、ロボットがワークに対してツールを押付けるための力が発生する。そのため、ロボットのアームがたわんだ状態で、ロボット先端（エンドエフェクタ／加工ツール）はワークに少し食い込んだ位置にいることになる。

【0007】

しかし、上記ロボットの先端部の移動経路を制御する経路プログラムには、このようなたわみ量が見込まれていないため、バリ取りロボットがワークにツールを押し付けている際の実際の位置にずれが生じてしまう。特異点や各軸リミット、設定した禁止領域などに達しているかの判定が正しくできず、ワーク自体や、エンドエフェクタ（ロボットの手先）／加工ツールが破損したりしてしまう恐れが指摘されていた。
このような経路プログラムには、ロボットの先端がワークに当接する際に、ロボットの先端部がたわむたわみ量が見込まれていることが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示におけるプログラム生成装置は、対象物に対してロボットの先端が辿る経路を示す経路データを取得する取得部と、前記ロボットの先端を前記対象物に押し付ける押付力を検出する検出部と、前記検出部が検出した押付力と、所定の定数とに基づいて、前記ロボットの先端がたわむことによって前記辿る経路がずれる位置ズレ量を計算する計算部と、前記取得部が取得する前記経路データと前記計算部が計算した前記位置ズレ量とに基づいて、前記ロボットの先端の移動経路を制御する経路プログラムを自動生成する生成部と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

一態様によれば、ロボットの先端部がワークに当接する際に、たわむたわみ量が見込まれた経路プログラムを自動生成できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態を示すロボット装置の構成を説明するブロック図である。

【図2】図１に示した計算部によるたわみ量を測定するサンプリング点の位置座標を示す図である。

【図3】本実施形態を示すプログラム生成装置の制御手順を説明するフローチャートである。

【図4】図１に示したプログラム生成部が生成した経路プログラムに基づく稜線経路を示す概略平面図である。

【図5】本実施形態を示すプログラム生成装置の構成を説明するブロック図である。

【図6】本実施形態を示すロボットによるバリ取り工程を説明する概略図である。

【図7】本実施形態を示すロボットによるバリ取り工程を説明する概略図である。

【図8】本実施形態を示すロボットによるバリ取り工程を説明する概略図である。

【図9】本実施形態を示すプログラム生成装置の制御手順を説明するフローチャートである。

【図10】本実施形態を示すロボットによるバリ取り工程を説明する概略図である。

【図11】本実施形態を示すプログラム生成装置の制御手順を説明するフローチャートである。

【図12】本実施形態を示すロボットによる研磨工程を説明する概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕

【0012】

図１は、本実施形態を示すロボット装置の構成を説明するブロック図である。以下、ロボット装置１に適用する経路プログラムを生成するプログラム生成装置並びにプログラム方法を詳述する。本例は、所定のツールが、例えばバリ取りツールの場合を示す。

【0013】

本実施形態に示すロボット装置は、ロボット装置１、ロボット装置１の制御装置２、ロボット手首（エンドエフェクタ）３、力センサ４、バリ取りツール５を備える。バリ取りツール５は、後述する図６等に示すワーク７を加工する。ワーク７は、位置決め誤差があり、形状や大きさにもバラつきがある。
また、制御装置２は、力制御部２１、記憶部２２、計算部２３、取得部２４、プログラム生成部２５、プログラム実行部２６から構成されている。

【0014】

なお、制御装置２は、図示しないインタフェースを介して、入力部１１、表示部１２を備える。ロボット装置１は、駆動部１Ａを備え、力制御部２１からの指示に基づいて、バリ取りツール５の加工処理が実行される。入力部１１は、作業者が測定したロボット手首（エンドエフェクタ）３のたわみ量を入力する。

【0015】

記憶部２２は、プログラム生成部２５が生成したバリ取り加工プログラム、研磨加工プログラム、各加工プログラムに必要なワーク毎のパラメータ（形状、大きさ、材質）を更新可能に記憶している。

【0016】

取得部２４は、図示しない所定のＣＡＤシステムと通信して、対象物（ワークＷ）を加工する際に移動するエンドエフェクタ３の経路データを取得して、記憶部２２に記憶させておく。計算部２３は、力センサ４が検出する押付力に対するたわみ量を後述するように記憶されるばね定数を用いて算出して、記憶部２２に記憶させておく。プログラム生成部２５は、記憶部２２に記憶した加工経路データを算出したたわみ量に基づいて補正した経路プログラムを生成する。プログラム実行部２６は、補正された経路プログラムを実行することにより、力制御部２１と、駆動部１Ａを制御して、所定のツールが取り付けられたロボット装置１の先端部の移動経路を制御する。

【0017】

図１に示すロボット装置の例では、計算部２３は、後述するように記憶部２２に記憶されたばね定数ｋと、力センサ４が検出する押付け量とに基づいてたわみ量を算出しておく。次に、プログラム生成部２５は、記憶部２２に記憶された経路データ（ＣＡＤデータ）と算出したたわみ量とに基づいてたわみ量を考慮した経路プログラムを生成する。

【0018】

なお、取得部２４が取得するＣＡＤデータは、ワークＷを加工する図形データや画像データを処理して、例えばトレースコマンド等を用いてツールが押し付ける経路をトレースすることで作成したり、ラスタ・ベクタ変換処理で自動的に作成したりすることで得られる。本実施形態では、対象物（ワークＷ）の稜線をロボット装置１の先端部としてのエンドエフェクタが辿る経路データ、または対象物の平面上を直線的に移動する直線経路をＣＡＤデータとする。

【0019】

これにより、エンドエフェクタ３に取り付ける所定のツールがバリ取りツールであっても、研磨ツールであっても、いずれのたわみ量にも適応した経路プログラムを生成することができる。

【0020】

生成部としてのプログラム生成部２５は、記憶部２２に記憶されたロボット装置１のエンドエフェクタ３が辿る経路データに基づいてロボット装置１のエンドエフェクタ３が移動する軌道を制御する経路プログラムを自動生成して、記憶部２２に記憶させる。

【0021】

検出部として力センサ４は、ワークＷを後述するロボット装置１のエンドエフェクタに取り付けられた所定のツールを押し付ける押付力を検出し、力制御部２１と計算部２３に出力する。なお、力センサ４のデータがアナログ量である場合には、図示しないＡ／Ｄ変換器を介して、デジタルデータとしてたわみ量を出力する。

【0022】

計算部２３は、力センサ４が検出する押付力と所定の定数（ばね定数）に基づいて、ロボット装置１のアームがたわむことによって辿る経路がずれる位置ズレ量を計算して、その計算結果を記憶部２２に記憶させておく。なお、位置ズレ量の計算の詳細は後述する。

【0023】

プログラム生成部２５は、記憶部２２に記憶させたワーク毎のたわみ量を読み出して、あらかじめ記憶部２２に記憶されたバリ取り加工工程に基づく加工経路データを補正した経路プログラムを生成し記憶部２２に記憶させておく。

【0024】

力制御部２１は、記憶部２２に記憶された補正済の経路プログラムに従い、ロボット装置１の駆動部１Ａに対して３次元でバリ取り加工を行うための駆動制御情報を出力する。ロボット装置１の駆動部１Ａは、力制御部２１から出力される駆動制御情報と、視覚センサ８、力センサ４などの加工制御情報とに基づいてロボットアームの３次元移動、所定のツール、例えばバリ取りツール５の駆動を行う。

【0025】

〔第１のばね定数算出例〕
以下、図１に示した計算部２３によるばね定数算出処理を詳述する。
計算部２３は、ロボット装置１の代表的な位置・姿勢（例えばＪ１～Ｊ６まで全て０）において、ＸＹＺ方向について押し付け力に対するたわみ量を実測する。ここで、押し付け力は、力センサ４の出力から得るものとする。計算部２３は、押し付け力Ｆとたわみ量Ｌとが比例関係であると想定した場合、Ｌ＝Ｆ／ｋ（ばね定数）に従いばね定数ｋを算出（ｋ＝Ｆ／Ｌ）する。

【0026】

本例では、力センサ４により検知される押し付け力Ｆと測定されるたわみ量Ｌとから所定のツールに対応するばね定数ｋの値が算出される。なお、比例関係でないと想定した場合、関数Ｆを求める。プログラム生成部２５は、ばね定数ｋまたは関数Ｆを全ての位置・姿勢で使用する。

【0027】

また、計算部２３は、算出した所定のツールに対応するばね定数ｋを、ロボット装置１を識別する情報、ツール毎に基づくばね定数テーブルとして記憶部２２に記憶させておく。

【0028】

〔第２のばね定数算出例〕
図２は、図１に示した計算部２３によるたわみ量を測定するサンプリング点の位置座標を示す図である。図中の黒丸は、たわみ量を測定するサンプリング点を示す。

【0029】

図２に示す例では、計算部２３がロボット装置１の動作範囲内の多くの点、例えばＸＹＺ軸方向に等間隔に格子点を設定しておく。作業者は、各サンプリング点におけるロボット装置１の位置・姿勢において、ＸＹＺ方向について押し付け力に対するたわみ量を実測しておく。計算部２３は、そのサンプリング点における所定のツールに対応するばね定数ｋｘｙｚまたは関数ｆｘｙｚを第１のたわみ量計算例と同様に計算により算出し、記憶部２２に記憶しておく。

【0030】

なお、上述した計算例のようにたわみ量を実測することなく、シミュレーションにより算出してもよい。たわみ量は通常ロボットの機種ごとに異なるので、使用するロボットの機種ごとに行う。具体的には、ロボットのリンク長や各部品の質量・イナーシャや各軸の減速機などの特性を考慮した物理モデルを作成し、ロボット先端やエンドエフェクタにかかる押付力に対するたわみ量をシミュレーションによって算出する。ここで、ばね定数は、実測しているものとする。

【0031】

図３は、本実施形態を示すプログラム生成装置の制御手順を説明するフローチャートである。なお、ＳＴ１～ＳＴ５は各ステップを示し、各ステップは、図示しないＣＰＵがＲＯＭ等に記憶された制御プログラムをＲＡＭ上にロードして実行することで実現される。本例は、ツールをワークに押し付ける加工におけるプログラム生成処理に対応する。

【0032】

まず、所定のツールに対応する経路データ、例えば稜線経路を辿る経路データまたは、直線経路を辿る経路データを記憶部２２から読み出すと、プログラム生成部２５は、経路データに従う経路プログラムを作成し、一時的に記憶部２２に保持させておく（ＳＴ１）。ここで、経路データは、図示しないＣＡＤシステムであらかじめ作成され、取得部２４が取得して記憶部２２に記憶されているものとする。また、当該経路データは、先端部がたわむ量が考慮されていないデータである。

【0033】

次に、計算部２３は、記憶部２２に記憶させた所定のツール用のばね定数テーブルを、ロボット装置１の識別情報、ワークＷのサイズ、材質等に基づいて参照し、読み出した所定のツールに対応するばね定数ｋと、力センサ４が検出する所定のツールの押付け力とを用いて、ワークＷに所定のツールを押し付けた際に発生するたわみ量を計算処理により算出する（ＳＴ２）。

【0034】

プログラム生成部２５は、算出したたわみ量に基づいて、先に記憶部２２に記憶させている所定のツール用の経路プログラムの経路データを補正した新たな経路プログラムを作成する（ＳＴ３）。

【0035】

次に、プログラム生成部２５は、新たに作成した経路プログラムを解析して、ロボット装置１の特異点、各駆動軸のリミット値、またはその他の禁止領域に近づく箇所があるかどうかを判断する（ＳＴ４）。ここで、プログラム生成部２５がロボット装置１の特異点、各駆動軸のリミット値、またはその他の禁止領域に近づく箇所があると判断した場合、処理をＳＴ５へ進める。

【0036】

そして、プログラム生成部２５は、ステップＳＴ４で特定されたその場所を終了点とし、そこから指定した経路で退避する経路プログラムを作成し（ＳＴ５）、処理を終了する。なお、作成した最終的な経路プログラムは、記憶部２２に記憶させておくものとする。

【0037】

一方、ステップＳＴ４で、プログラム生成部２５がロボット装置１の特異点、各駆動軸のリミット値、またはその他の禁止領域に近づく箇所がないと判断した場合、処理を終了する。

【0038】

図４は、図１に示したプログラム生成部２５が生成した経路プログラムに基づく稜線経路を示す概略平面図である。図中の黒丸の点のうち外側はたわみを考慮しない軌道上の点、内側はたわみを考慮した軌道上の点である。破線は、バリ取りツール５のたわみを考慮した先端位置を結んだ軌道を示す。

【0039】

これにより、ロボット装置１に取り付けたバリ取りツール５がワークＷに当接した際に生じるたわみ量が考慮されるため、位置ずれなく、かつ精度よくワークＷのバリ取りが可能となる。

【0040】

〔第１実施形態の効果〕
本実施形態によれば、ロボットに取り付けた所定のツールをワークに対して実際に押し付ける際に発生するロボットのアームがたわむことによるたわみ量に従って補正した経路プログラムを自動生成することができる。

【0041】

〔第２実施形態〕
上記実施形態では、取得部２４がＣＡＤシステムから取得して記憶されたワークに押し付ける所定のツールに対する経路データを、ロボット装置１のアームのたわみ量に従って補正した経路プログラムを生成する場合について説明した。以下、視覚センサ８を利用して得られるツールの経路データと、計算して求めるロボット装置１のアームのたわみ量とに基づいて経路プログラムを生成する実施形態について詳述する。以下、バリ取りツール５がバリ取り工程で移動する辿る経路を、ワークＷ上を稜線的に移動する経路とする例を説明する。

【0042】

〔バリ取り工程を例とする経路プログラム生成処理〕
図５は、本実施形態を示すプログラム生成装置の構成を説明するブロック図である。なお、図１と同一のものには同一の符号を付して、その説明を省略する。視覚センサ８は、ワークＷの上部側において３次元上で移動可能に設けられ、対象物（ワークＷ）のバリ取り稜線をロボット装置１の先端部としてのエンドエフェクタが辿る稜線経路を撮像することで検出する。

【0043】

本実施形態では、計算部２３は、力センサ４が検出するワークに押し付ける力と記憶したバリ取りツール５用のばね定数に基づいてたわみ量を計算により求めておく。プログラム生成部２５は、視覚センサ８が実際に所定の工程、例えばバリ取り工程を撮像して得られる経路データに基づく経路プログラムを作成して記憶部２２に記憶させておく。その後、プログラム生成部２５は、記憶部２２に記憶させた経路プログラムと、たわみ量とに基づいて新たな経路プログラムを作成する。

【0044】

なお、プログラム生成部２５は、視覚センサ８が検出するバリ取りの稜線データを解析して、その稜線データに基づく経路プログラムを自動作成するときに、特異点・各軸のリミット値またはその他に設定した禁止領域に近づいたら、その場所を終了点とし、その後指定した経路で退避する経路プログラムを作成する。

【0045】

同様に、プログラム生成部２５は、一旦退避する軌道を通り、特異点または各軸リミット、禁止領域から所定の距離だけ離れたら再び視覚センサ８によって検出された軌道に戻る経路プログラムを作成する。
また、バリ取り中はロボット装置１により押付力を発生させるため、ロボット装置１のアームはたわんでいる。

【0046】

このため、本実施形態では、特異点やリミットの判定もたわみ分を補正された位置で行うのが望ましい。以下、その位置・姿勢におけるロボットのたわみ量を事前に取得するか、上述した関数の計算によって求める。以下、本実施形態を適用するロボット装置１によるバリ取り工程を図面に基づいて説明する。

【0047】

図６～図８は、本実施形態を示すロボットによるバリ取り工程を説明する概略図であり、図６は、バリ取り軌道の始点にバリ取りツールが接近した状態を示し、図７は、自動生成された軌道が特異点の近くを通る状態を示し、図８は、特異点から離れるように退避する軌道（破線）を示す。
本例のロボット装置１は、所定のインタフェースを介して接続される制御装置２により総括的に加工工程とプログラム生成処理が制御される。

【0048】

バリ取り装置は、ロボット装置１、ロボット装置１の制御装置２、ロボット手首（エンドエフェクタ）３、力センサ４、バリ取りツール５、ワーク７、視覚センサ８を備える。なお、ワーク７は、位置決め誤差があり、形状や大きさにもバラつきがある。なお、バリ取り部６は、バリ取りツール５がワーク７を用いて加工する部位（稜線）に対応する。

【0049】

ロボット装置１は、複数のアームを備える多関節ロボットで構成されている。ロボット装置１のアームの先端に位置するロボット手首３には、力センサ４が備えられ、力センサ４にはバリ取りツール５が取り付けられている。ロボット装置１は、制御装置２から出力される制御信号に従って、各関節に設けられた電気モータ（サーボモータ）を回転させることによって、種々の位置及び姿勢をとることができる。ロボット装置１は、図示されるものに限定されず、公知の形態を有する任意のロボットにも適用できる。

【0050】

バリ取りツール５は、ワークＷのバリを除去するのに一般的に使用される工具であって特定の形態のものに限定されず、例えばカッター、グラインダ等がある。バリ取りツール５は、ロボット装置１のロボット手首３に固定されていて、ロボット装置１が動作するのに従ってロボット手首３と一緒に移動する。

【0051】

なお、制御装置２は、図示しないインタフェースを介して接続される入力部１１、表示部１２を備える。ロボット装置１は、駆動部１Ａを備え、入力部１１から加工開始指示を受け付けると、力制御部２１からの指示に基づいて、バリ取りツール５の加工処理が実行される。

【0052】

記憶部２２は、プログラム生成部２５が生成したバリ取り加工のための経路プログラム、研磨加工のための経路プログラム、各加工プログラムに必要なワーク毎のパラメータ（形状、大きさ、材質）を更新可能に記憶している。

【0053】

なお、プログラム生成部２５は、視覚センサ８が撮像して検出するバリ取りの稜線データ（経路データ）を解析して、ロボット手首（エンドエフェクタ）３がその稜線データを辿る経路プログラムを自動作成する。この際、プログラム生成部２５は、エンドエフェクタ３が特異点・各軸のリミット値またはその他に設定した禁止領域に近づいたら、その座標値を終了点とし、その後指定した経路でエンドエフェクタ３を退避させる経路プログラムを作成する。

【0054】

つまり、プログラム生成部２５は、エンドエフェクタが辿る経路を計算された位置ズレ量によって補正した経路がロボット装置１の特異点、各駆動軸のリミット値、または設定される禁止領域に近づいた際の座標値を終了点とし、該終了点から指定した経路でエンドエフェクタ３を退避させる経路プログラムを作成する。

【0055】

同様に、プログラム生成部２５は、エンドエフェクタ３がワークＷから一旦退避する軌道を通り、特異点または各軸リミット、禁止領域から所定の距離だけ離れたら、再び視覚センサ８によって検出された軌道に戻る経路プログラムを作成する。

【0056】

なお、バリ取り中はロボット装置１により押付力を発生させるため、ロボット装置１のアームはたわんでいる。このため、本実施形態では、特異点やリミットの判定もたわみ分を補正された位置で行うのが望ましい。

【0057】

図９は、本実施形態を示すプログラム生成装置の制御手順を説明するフローチャートである。なお、ＳＴ１１～ＳＴ１５は各ステップを示し、各ステップは、図示しないＣＰＵがＲＯＭ等に記憶された制御プログラムをＲＡＭ上にロードして実行することで実現される。本例は、バリ取り加工におけるプログラム生成処理に対応する。

【0058】

まず、視覚センサ８がワークＷ上を撮像して、ワークＷの稜線を辿る経路を検知して、プログラム生成部２５に出力する。プログラム生成部２５は、視覚センサ８から出力されるワークＷの経路データを解析して経路プログラムを作成し、一時的に記憶部２２に保持させておく（ＳＴ１１）。

【0059】

次に、計算部２３は、記憶部２２に記憶させたバリ取りツール５用のばね定数テーブルを、ロボット装置１の識別情報、ワークＷのサイズ、材質等に基づいて参照し、読み出したバリ取りツール５に対応するばね定数ｋと、力センサ４が検出するバリ取りツール５の押付け力とを用いて、ワークＷにバリ取りツール５を押し付けた際に発生するたわみ量を計算処理により算出する（ＳＴ１２）。

【0060】

プログラム生成部２５は、算出したたわみ量に基づいて、先に記憶部２２に記憶させているバリ取りツール用経路プログラムの経路データを補正した新たなバリ取りツール用経路プログラムを作成する（ＳＴ１３）。

【0061】

次に、プログラム生成部２５は、作成した新たなバリ取り用の経路プログラムを解析して、ロボット装置１の特異点、各駆動軸のリミット値、またはその他の禁止領域に近づく箇所があるかどうかを判断する（ＳＴ１４）。

【0062】

ここで、プログラム生成部２５がロボット装置１の特異点、各駆動軸のリミット値、またはその他の禁止領域に近づく箇所があると判断した場合、処理をＳＴ１５へ進める。そして、プログラム生成部２５は、ステップＳＴ４で特定されたその場所を終了点とし、そこから指定した経路で退避する経路プログラムを作成し（ＳＴ１５）、処理を終了する。なお、作成した最終的な経路プログラムは、記憶部２２に記憶させておくものとする。

【0063】

一方、ステップＳＴ１４で、プログラム生成部２５がロボット装置１の特異点、各駆動軸のリミット値、またはその他の禁止領域に近づく箇所がないと判断した場合、処理を終了する。

【0064】

図１０は、本実施形態を示すロボット装置１によるバリ取り工程を説明する概略図である。
本例は、ロボット装置１がバリ取りツール５を取り付けた状態で、ワークＷの円周部を円周軌道に従いバリ取りする工程を示している。仮想的軌道１０は、ワークＷの内側にある軌道であって、押し付け力によるたわみ分を仮想的に示した軌道である。プログラム生成部２５は、仮想的軌道１０（破線で示す）に示すたわみ分補正したバリ取り経路となる経路プログラムを生成する。

【0065】

〔第２実施形態の効果〕
本実施形態によれば、バリ取り用経路プログラムがロボット装置１のアームのたわみ量を考慮した稜線経路に基づくバリ取り加工を精度よく進めることができる。

【0066】

〔第３実施形態〕
上記実施形態では、バリ取り工程におけるたわみ補正に基づくプログラム生成処理について説明したが、ロボット装置１が研磨工程する場合も、ロボット装置１の工具とワークＷが当接する場合、同様のたわみ現象が発生する。研磨ツールが研磨工程で移動する経路を、ワークＷの面上を直線的に移動する直線経路の例を説明する。

【0067】

そこで、第２実施形態におけるバリ取りに代えて、研磨工程における特定の位置・姿勢におけるロボット装置１の押し付け量を計測することで、たわみ量で補正した研磨工程における経路プログラムを生成するように構成してもよい。

【0068】

本実施形態において、プログラム生成部２５は、視覚センサ８が撮像して検出する研磨用のツールが研磨対象ワークの形状や表面を検出して研磨用の経路プログラムを自動作成するときに、エンドエフェクタ３が特異点・各軸のリミット値またはその他に設定した禁止領域に近づいたら、その座標値を終了点とし、その後指定した経路でエンドエフェクタ３を退避させる経路プログラムを作成する。つまり、プログラム生成部２５は、エンドエフェクタ３が辿る経路を計算された位置ズレ量によって補正した経路がロボット装置１のエンドエフェクタ３が通過する特異点、各駆動軸のリミット値、または設定される禁止領域に近づいた際の座標値を終了点とし、該終了点から指定した経路で研磨用のツールを退避させる経路プログラムを作成する。

【0069】

同様に、プログラム生成部２５は、エンドエフェクタ３がワークＷから一旦退避する軌道を通り、エンドエフェクタ３が特異点または各軸リミット、禁止領域から所定の距離だけ離れた後、再び視覚センサ８によって検知された軌道に戻す経路プログラムを作成する。

【0070】

なお、研磨中はロボット装置１により押付力を発生させるため、ロボット装置１のアームはたわんでいる。そこで、本実施形態では、特異点やリミットの判定もたわみ分を補正された位置で行うのが望ましい。

【0071】

〔研磨工程を例とする経路プログラム生成処理〕
図１１は、本実施形態を示すプログラム生成装置の制御手順を説明するフローチャートである。なお、ＳＴ２１～ＳＴ２５は各ステップを示し、各ステップは、図示しないＣＰＵがＲＯＭ等に記憶された制御プログラムをＲＡＭ上にロードして実行することで実現される。本例は、研磨加工におけるプログラム生成処理に対応する。

【0072】

まず、視覚センサ８がワークＷ上を撮像して、ワークＷの形状や表面に沿って直線的経路を辿る経路データをプログラム生成部２５に出力する。プログラム生成部２５は、視覚センサ８から出力された検出した経路データを解析して経路プログラムを作成し、一時的に記憶部２２に保持させておく（ＳＴ２１）。

【0073】

次に、計算部２３は、記憶部２２に記憶させた研磨ツール用のばね定数テーブルを、ロボット装置１の識別情報、ワークＷのサイズ、材質等に基づいて参照し、読み出した研磨ツールに対応するばね定数ｋと、力センサ４が検出する研磨ツールの押付け力とを用いて、ワークＷに研磨ツールを押し付けた際に発生するたわみ量を計算処理により算出する（ＳＴ２２）。

【0074】

プログラム生成部２５は、算出したたわみ量に基づいて、先に記憶部２２に記憶させている研磨用経路プログラムの経路データを補正した新たな研磨用経路プログラムを作成する（ＳＴ２３）。

【0075】

次に、プログラム生成部２５は、新たに作成した研磨用の経路プログラムを解析して、ロボット装置１の特異点、各駆動軸のリミット値、またはその他の禁止領域に近づく箇所があるかどうかを判断する（ＳＴ２４）。

【0076】

ここで、プログラム生成部２５がロボット装置１の特異点、各駆動軸のリミット値、またはその他の禁止領域に近づく箇所があると判断した場合、処理をＳＴ２５へ進める。そして、プログラム生成部２５は、ステップＳＴ４で特定されたその場所を終了点とし、そこから指定した経路で退避する経路プログラムを作成し（ＳＴ２５）、処理を終了する。なお、作成した最終的な経路プログラムは、記憶部２２に記憶させておくものとする。

【0077】

一方、ステップＳＴ２４で、プログラム生成部２５がロボット装置１の特異点、各駆動軸のリミット値、またはその他の禁止領域に近づく箇所がないと判断した場合、処理を終了する。

【0078】

図１２は、本実施形態を示すロボット装置１による研磨工程を説明する概略図である。
本例は、ロボット装置１が研磨ツールを取り付けた状態で、ワークＷの上面を左右方向に直線的経路で移動と、上下方向に直線的経路で移動とを組み合わせて研磨経路１１Ａに従い連続的に研磨する工程を示している。仮想的経路１２Ａは、ワークＷの内部にある軌道であって、押し付け力によるたわみ分を仮想的に示した経路である。プログラム生成部２５は、仮想的経路１２Ａに示すたわみ分補正した研磨経路１１Ａとなる経路プログラムを生成する。

【0079】

〔第３実施形態の効果〕
本実施形態によれば、研磨用経路プログラムがロボット装置１のたわみ量を考慮した加工軌道にもとづいて研磨加工を精度よく進めることができる。
なお、上記各実施形態では、経路プログラムを制御装置２が生成する場合について説明したが、制御装置２と所定のインタフェースを介して接続されるデータ処理装置、いわゆるパーソナルコンピュータにインストールされるＯＳで管理されるプログラムによって実現される構成としてもよい。

【0080】

また、上記実施形態では、バリ取り工程、または研磨工程を例として経路プログラムを作成する例として説明したが、何らかのツールをワークに押し付ける工程であればその他の工程にも適用できる。

【0081】

さらに、上記実施形態では、押し付け量を実測した後、計算式によりたわみ量を計算する例を示したが、本実施形態に示す経路データ、たわみ量等を記憶してたわみ状態をシミュレートするシミュレータ（ＰＣ）上で経路プログラムを作成して検証する構成としてもよい。
また、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変更（プログラム、記憶媒体）、改良は本開示に含まれる。

【符号の説明】

【0082】

１ ロボット
２ 制御装置（制御部）
３ ロボット手首（エンドエフェクタ）
４ 力センサ（検出部）
５ バリ取りツール
７ ワーク（対象物）
８ 視覚センサ（検知部）
２１ 力制御部
２２ 記憶部
２３ 計算部
２４ 通信部（取得部）
２５ プログラム生成部（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】