特許 7613198 ロボットシステムの制御方法、ロボットシステムおよびプログラム

(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】2025-01-06

(45)【発行日】2025-01-15

(54)【発明の名称】ロボットシステムの制御方法、ロボットシステムおよびプログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20250107BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021052920

(22)【出願日】2021-03-26

(65)【公開番号】P2022150352

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2024-01-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】上田 淳也

【審査官】臼井 卓巳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０３５７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６８０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１２１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１５９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／００４４０７０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １３／００－１３／０８

Ｈ０１Ｒ １３／４１－４３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットが有する把持部で雄型コネクターを把持し、前記雄型コネクターを雌型コネク
ターの挿入孔に挿入するロボットシステムの制御方法であって、
前記雌型コネクターの位置を検出する検出ステップと、
検出された前記雌型コネクターの位置に基づいて、前記雄型コネクターの前記雌型コネ
クターへの挿入の成否を判断するための基準となる基準位置を設定する基準位置設定ステ
ップと、
挿入開始位置にある前記雄型コネクターを前記雌型コネクターの挿入方向に沿って移動
させる挿入作業中に前記ロボットが有する力センサーが前記雄型コネクターと前記雌型コ
ネクターとの接触により生じる力以上である所定の力を検出した位置を比較位置とし、前
記基準位置と前記比較位置とを比較して前記成否を判断する挿入動作ステップと、を含み
、
前記挿入動作ステップでは、前記比較位置が前記基準位置に対して前記挿入方向の上流
側に位置する場合に、前記雄型コネクターの前記雌型コネクターへの挿入が失敗したと判
断することを特徴とするロボットシステムの制御方法。

【請求項2】

前記挿入動作ステップでは、前記比較位置が前記基準位置に対して前記挿入方向の下流
側に位置する場合に、前記雄型コネクターの前記雌型コネクターへの挿入が成功したと判
断する請求項１に記載のロボットシステムの制御方法。

【請求項3】

前記成功と判断された場合、前記挿入動作ステップを終了する請求項２に記載のロボッ
トシステムの制御方法。

【請求項4】

前記失敗と判断された場合、
前記挿入開始位置を変更して前記挿入動作ステップをやり直す請求項１に記載のロボッ
トシステムの制御方法。

【請求項5】

前記挿入動作ステップでは、前記力センサーが前記所定の力を検出すると、前記雄型コ
ネクターの移動が停止する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボットシステムの
制御方法。

【請求項6】

雄型コネクターを雌型コネクターの挿入孔に挿入するロボットシステムであって、
雄型コネクターを把持する把持部が設けられているロボットと、
前記ロボットを制御するロボット制御装置と、を備え、
前記ロボット制御装置は、
前記雌型コネクターの位置を検出し、
検出した前記雌型コネクターの位置に基づいて、前記雄型コネクターの前記雌型コネク
ターへの挿入の成否を判断するための基準となる基準位置を設定し、
前記ロボットを用いて挿入開始位置にある前記雄型コネクターを前記雌型コネクターの
挿入方向に沿って移動させる挿入作業中に前記ロボットが有する力センサーが前記雄型コ
ネクターと前記雌型コネクターとの接触により生じる力以上である所定の力を検出した位
置を比較位置とし、前記基準位置と前記比較位置とを比較して前記成否を判断し、
前記成否の判断では、前記比較位置が前記基準位置に対して前記挿入方向の上流側に位
置する場合に、前記雄型コネクターの前記雌型コネクターへの挿入が失敗したと判断する
ことを特徴とするロボットシステム。

【請求項7】

把持部および力センサーを備えるロボットと、
前記ロボットを制御するロボット制御装置と、を有するロボットシステムに対し、
前記把持部で雄型コネクターを把持し、前記雄型コネクターを雌型コネクターの挿入孔
に挿入するよう命令するプログラムであって、
前記ロボットシステムに対して、
前記雌型コネクターの位置を検出する検出ステップと、
検出された前記雌型コネクターの位置に基づいて、前記雄型コネクターの前記雌型コネ
クターへの挿入の成否を判断するための基準となる基準位置を設定する基準位置設定ステ
ップと、
挿入開始位置にある前記雄型コネクターを前記雌型コネクターの挿入方向に沿って移動
させる挿入作業中に前記ロボットが有する力センサーが前記雄型コネクターと前記雌型コ
ネクターとの接触により生じる力以上である所定の力を検出した位置を比較位置とし、前
記基準位置と前記比較位置とを比較して前記成否を判断する挿入動作ステップと、を行わ
せ、
前記挿入動作ステップでは、前記比較位置が前記基準位置に対して前記挿入方向の上流
側に位置する場合に、前記雄型コネクターの前記雌型コネクターへの挿入が失敗したと判
断することを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットシステムの制御方法、ロボットシステムおよびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、ロボットを用いてワークを挿入孔へ挿入するロボットシステムの制御方法が記載されている。この制御方法では、動作開始位置からのワークの移動量や受けた力に基づいて挿入孔に対するワークの位置ずれを検出し、この検出結果に基づいて、挿入孔へのワークの挿入の成否を判断している。また、例えば、特許文献２には、カメラで撮像した画像に基づいて挿入孔の位置を検出し、ワークを挿入する方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－１２５８５２号公報

【文献】特開２０１４－０４３３２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献２のようにカメラで撮像した画像に基づいて挿入孔の位置を検出する方法では誤検出が生じた場合、設定された挿入孔の位置が実際の位置からずれてしまうことがある。このように、挿入孔が実際の位置からずれた状態でワークの挿入を実施すれば、ロボットシステム側では、指令通りの駆動が行われてワークが挿入孔に正常に挿入されたと判断される場合でも、実際には、正常に挿入されていないケースが生じ、成否の誤判定が生じるおそれがある。

【0005】

特許文献１では、挿入孔の位置を検出する方法については記載されていないが、特許文献２と同様にカメラで撮像した画像に基づいて挿入孔の位置を検出する場合には、上述と同様の問題が生じる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のロボットシステムの制御方法は、ロボットが有する把持部で雄型コネクターを把持し、前記雄型コネクターを雌型コネクターの挿入孔に挿入するロボットシステムの制御方法であって、
前記雌型コネクターの位置を検出する検出ステップと、
検出された前記雌型コネクターの位置に基づいて、前記雄型コネクターの前記雌型コネクターへの挿入の成否を判断するための基準となる基準位置を設定する基準位置設定ステップと、
挿入開始位置にある前記雄型コネクターを前記雌型コネクターの挿入方向に沿って移動させ、前記移動中に前記ロボットが有する力センサーが前記雄型コネクターと前記雌型コネクターとの接触により生じる所定の力を検出した位置を比較位置とし、前記基準位置と前記比較位置とを比較して前記成否を判断する挿入動作ステップと、を含むことを特徴とするロボットシステムの制御方法。

【0007】

本発明のロボットシステムは、雄型コネクターを雌型コネクターの挿入孔に挿入するロボットシステムであって、
雄型コネクターを把持する把持部が設けられているロボットと、
前記ロボットを制御するロボット制御装置と、を備え、
前記ロボット制御装置は、
前記雌型コネクターの位置を検出し、
検出した前記雌型コネクターの位置に基づいて、前記雄型コネクターの前記雌型コネクターへの挿入の成否を判断するための基準となる基準位置を設定し、
前記ロボットを用いて挿入開始位置にある前記雄型コネクターを前記雌型コネクターの挿入方向に沿って移動させ、前記移動中に前記ロボットが有する力センサーが前記雄型コネクターと前記雌型コネクターとの接触により生じる所定の力を検出した位置を比較位置とし、前記基準位置と前記比較位置とを比較して前記成否を判断することを特徴とするロボットシステム。

【0008】

本発明のプログラムは、把持部および力センサーを備えるロボットと、
前記ロボットを制御するロボット制御装置と、を有するロボットシステムに対し、
前記把持部で雄型コネクターを把持し、前記雄型コネクターを雌型コネクターの挿入孔に挿入するよう命令するプログラムであって、
前記ロボットシステムに対して、
前記雌型コネクターの位置を検出する検出ステップと、
検出された前記雌型コネクターの位置に基づいて、前記雄型コネクターの前記雌型コネクターへの挿入の成否を判断するための基準となる基準位置を設定する基準位置設定ステップと、
挿入開始位置にある前記雄型コネクターを前記雌型コネクターの挿入方向に沿って移動させ、前記移動中に前記ロボットが有する力センサーが前記雄型コネクターと前記雌型コネクターとの接触により生じる所定の力を検出した位置を比較位置とし、前記基準位置と前記比較位置とを比較して前記成否を判断する挿入動作ステップと、を行わせることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】好適な実施形態に係るロボットシステムの全体構成図である。

【図2】ロボットシステムが行う挿入作業を示す断面図である。

【図3】挿入作業の工程を示すフローチャートである。

【図4】挿入作業の工程を示すフローチャートである。

【図5】挿入作業の各工程を示す断面図である。

【図6】挿入作業の各工程を示す断面図である。

【図7】挿入作業の各工程を示す断面図である。

【図8】挿入作業の各工程を示す断面図である。

【図9】挿入作業の各工程を示す断面図である。

【図10】挿入作業の各工程を示す断面図である。

【図11】挿入作業の各工程を示す断面図である。

【図12】挿入作業の各工程を示す断面図である。

【図13】検出ステップの変形例を示す断面図である。

【図14】ロボットシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。

【図15】ロボットシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。

【図16】ロボットシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明のロボットシステムの制御方法、ロボットシステムおよびプログラムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0011】

図１は、好適な実施形態に係るロボットシステムの全体構成図である。図２は、ロボットシステムが行う挿入作業を示す断面図である。図３および図４は、それぞれ、挿入作業の工程を示すフローチャートである。図５ないし図１２は、それぞれ、挿入作業の各工程を示す断面図である。

【0012】

なお、以下では、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とする。また、Ｘ軸方向に沿う方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸方向に沿う方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸方向に沿う方向を「Ｚ軸方向」ともいう。また、各軸の矢印側を「プラス側」、反対側を「マイナス側」ともいう。また、Ｚ軸方向プラス側を「上」、マイナス側を「下」ともいう。

【0013】

図１に示すロボットシステム１は、ロボット２と、ロボット２を制御するロボット制御装置３と、位置検出装置としてのカメラ４と、を備えている。このようなロボットシステム１は、図２に示すように、雌型コネクター８に雄型コネクター９を挿入し、これらを機械的および電気的に接続する挿入作業を行うことができる。

【0014】

まずは、ロボットシステム１の説明に先立って、雌型コネクター８および雄型コネクター９について説明する。

【0015】

≪雌型コネクター８≫
図２に示すように、雌型コネクター８は、回路基板６の上面に搭載されている。雌型コネクター８は、雄型コネクター９が挿入される挿入孔８１を有し、挿入孔８１内には回路基板６に繋がる図示しない端子が設けられている。また、挿入孔８１は、Ｘ軸方向に延在し、Ｘ軸方向マイナス側の側面８Ａに開口している。そのため、雄型コネクター９を雌型コネクター８に対してＸ軸方向マイナス側に位置させ、さらに、雄型コネクター９をＸ軸方向プラス側に移動させることにより、雄型コネクター９を雌型コネクター８の挿入孔８１に挿入することができる。

【0016】

本実施形態の雌型コネクター８は、ＮＯＮ－ＺＩＦ（Ｚｅｒｏ Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｆｏｒｃｅ）型のコネクターである。ＮＯＮ－ＺＩＦ型のコネクターは、「非ＺＩＦ型のコネクター」、「ワンアクション式のコネクター」とも言われ、挿入孔８１に雄型コネクター９を挿入する際に挿入力（Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｆｏｒｃｅ）を必要とする。ただし、雌型コネクター８は、ＮＯＮ－ＺＩＦ型のコネクターに限定されず、例えば、ＺＩＦ型のコネクターであってもよい。

【0017】

≪雄型コネクター９≫
図２に示すように、雄型コネクター９は、基部９１と、基部９１から突出し、雌型コネクター８の挿入孔８１に挿入される挿入部９２と、を有する。挿入部９２には、図示しない端子が設けられており、挿入部９２が挿入孔８１に適切に挿入されると、互いの端子同士が電気的に接続される。また、雄型コネクター９には、ケーブル７が接続されている。ケーブル７としては、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits：フレキシブルプリント基板）、ＦＦＣ（Flexible Flat Cable：フレキシブルケーブル）、光ケーブル、ＬＡＮケーブル、ＵＳＢケーブル、同軸ケーブル等、如何なるケーブルであってもよい。

【0018】

以上、雌型コネクター８および雄型コネクター９について説明した。次に、ロボットシステム１の各部について説明する。

【0019】

≪ロボット２≫
図１に示すように、ロボット２は、本実施形態では単腕の６軸垂直多関節ロボットである。なお、ロボット２としては、特に限定されず、例えば、双腕型の多関節ロボット、スカラロボット（水平多関節ロボット）等であってもよい。また、ロボット２は、床等に固定された固定式のロボットであってもよいし、自走可能な自走式のロボットであってもよい。このようなロボット２は、基台２１と、ロボットアーム２２と、ロボットアーム２２の先端に装着されたエンドエフェクター２３と、ロボットアーム２２とエンドエフェクター２３との間に配置された力センサー２４と、を有する。

【0020】

基台２１は、ロボットアーム２２を下側から駆動可能に支持する支持体であり、例えば工場内の床や工場内の架台に固定されている。ロボットアーム２２は、互いに回動可能に連結された複数のアーム２２０を有する。ロボットアーム２２は、複数のアーム２２０として、第１アーム２２１、第２アーム２２２、第３アーム２２３、第４アーム２２４、第５アーム２２５および第６アーム２２６を有し、これらのアーム２２１～２２６が基台２１側からこの順に連結されている。また、隣り合うアーム同士は、関節を介して連結されており、先端側に位置するアームが基端側に位置するアームに対して回動自在となっている。なお、アーム２２０の数は、６つに限定されない。

【0021】

エンドエフェクター２３は、力センサー２４を介して第６アーム２２６に装着されている。また、エンドエフェクター２３は、雄型コネクター９を把持する把持部２３０を有する。また、把持部２３０は、雄型コネクター９を挟持する一対の爪部２３１、２３２を有する。ただし、把持部２３０としては、雄型コネクター９を把持できれば、特に限定されず、例えば、エアチャック等により雄型コネクター９を把持する構成であってもよい。

【0022】

力センサー２４は、第６アーム２２６とエンドエフェクター２３との間に配置されている。力センサー２４は、エンドエフェクター２３に把持された状態の雄型コネクター９に加わる力を検出することができる。

【0023】

≪カメラ４≫
カメラ４は、ロボット２の上方に設置され、図２に示すように、雌型コネクター８の上方から撮像する。ロボット制御装置３は、カメラ４により取得された雌型コネクター８を含む画像に基づいて、雌型コネクター８の位置を検出する。カメラ４としては、特に限定されず、２Ｄカメラ、３Ｄカメラ等を用いることができる。なお、後述するように、本実施形態では、挿入作業を行う際は、雌型コネクター８を作業台ＷＤに載置した状態で行われる。そのため、予め、作業台ＷＤの高さから雌型コネクター８のＺ軸座標を求め、それを設定しておくことができる。したがって、後は、雌型コネクター８の座標（Ｘ，Ｙ，Ｕ）を検出すればよいため、２Ｄカメラで十分である。なお、前記Ｕは、Ｚ軸まわりの座標を意味する。これに対して、雌型コネクター８のＺ軸座標が未知である場合には、３Ｄカメラによって（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ）の各座標を検出してもよい。

【0024】

なお、本実施形態では、カメラ４がロボット２と離間して配置され、その位置が作業台ＷＤに対して固定されているが、これに限定されない。例えば、カメラ４は、ロボット２のロボットアーム２２やエンドエフェクター２３に固定されていてもよい。この場合、カメラ４の画角内に雌型コネクター８が位置するようにロボットアーム２２を動かし、その状態で、カメラ４による撮像を行えばよい。また、位置検出装置としては、雌型コネクター８の位置を検出することができれば、カメラ４に限定されず、例えば、レーザーを用いた形状測定装置を用いることもできる。

【0025】

≪ロボット制御装置３≫
図１に示すように、ロボット制御装置３は、ロボット２と接続されている。ロボット制御装置３は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサー（ＣＰＵ）と、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、外部インターフェースと、を有する。また、メモリーにはプロセッサーにより実行可能なプログラムＰが保存され、プロセッサーは、メモリーに記憶されたプログラムＰを読み込んで実行する。ロボット制御装置３は、プログラムＰに基づいてロボット２に挿入作業を行わせる。

【0026】

プログラムＰは、ロボットシステム１に対し、挿入作業を実行するよう命令するプログラムである。図３に示すように、プログラムＰは、ロボットシステム１に対して、雌型コネクター８の位置を検出する検出ステップＳ１と、雄型コネクター９を挿入開始位置Ｐｓに移動する移動ステップＳ２と、雌型コネクター８の位置に基づいて基準位置Ｆａを設定する基準位置設定ステップＳ３と、雄型コネクター９を雌型コネクター８の挿入方向に移動させ、移動中に力センサー２４が力Ｆ０を検出した位置を比較位置Ｆｓとし、基準位置Ｆａと比較位置Ｆｓとを比較して挿入の成否を判断する挿入動作ステップＳ４と、を行わせる。各ステップについては、後述するロボットシステム１の制御方法として詳細に説明する。

【0027】

以上、ロボットシステム１の全体構成について説明した。次に、ロボット制御装置３によるロボットシステム１の制御方法について説明する。なお、ロボットシステム１の制御方法の説明は、プログラムＰの説明としても用いられる。

【0028】

ロボット制御装置３によるロボットシステム１の制御方法は、ロボット２で雄型コネクター９を把持し、把持した雄型コネクター９を雌型コネクター８の挿入孔８１に挿入する方法である。このような制御方法は、プログラムＰにより実行される。そのため、プログラムＰと同様、図３に示すように、雌型コネクター８の位置を検出する検出ステップＳ１と、雄型コネクター９を挿入開始位置Ｐｓに移動する移動ステップＳ２と、雌型コネクター８の位置に基づいて基準位置Ｆａを設定する基準位置設定ステップＳ３と、雄型コネクター９を雌型コネクター８の挿入方向に移動させ、移動中に力センサー２４が力Ｆ０を検出した位置を比較位置Ｆｓとし、基準位置Ｆａと比較位置Ｆｓとを比較して挿入の成否を判断する挿入動作ステップＳ４と、を含む。以下、図４に示すフローチャートに基づいて各ステップＳ１～Ｓ４について順に説明する。

【0029】

［１］検出ステップＳ１
まず、図５に示すように、ステップＳ１１として、カメラ４で作業台ＷＤ上に載置された雌型コネクター８を撮像し、撮像した画像をロボット制御装置３に出力する。なお、作業台ＷＤへの雌型コネクター８の載置は、ロボットシステム１自身が行ってもよいし、別のロボットシステムが行ってもよい。また、ベルトコンベアー等の搬送装置によって搬送される構成であってもよい。次に、ステップＳ１２として、ロボット制御装置３は、カメラ４からの画像に基づいて、雌型コネクター８の位置および姿勢を検出する。カメラ４からの画像内における位置は、ロボット制御装置３によって座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ）と関連付けられる。したがって、画像内における雌型コネクター８の位置に基づいて雌型コネクター８の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ）を特定することができる。なお、Ｚ軸座標は、前述したように既知であり、作業台ＷＤの高さに基づいて予め設定されている。また、雌型コネクター８の姿勢（向き）については、例えば、画像内の雌型コネクター８の輪郭形状と予め取得された雌型コネクター８の３Ｄ形状データとのテンプレートマッチングにより検出することもできる。位置や姿勢を検出する方法は、特に限定されない。

【0030】

［２］移動ステップＳ２
次に、図６に示すように、ロボット２は、把持部２３０により雄型コネクター９を把持し、雄型コネクター９を挿入開始位置Ｐｓに移動させる。挿入開始位置Ｐｓは、検出ステップＳ１で検出された雌型コネクター８の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ）に基づき、雄型コネクター９の挿入部９２と雌型コネクター８の挿入孔８１とが正対し、これらがＸ軸方向に並ぶように決定される。

【0031】

［３］基準位置設定ステップＳ３
次に、図７に示すように、ロボット制御装置３は、検出ステップＳ１で検出した雌型コネクター８の位置に基づいて基準位置Ｆａを設定する。基準位置Ｆａは、挿入作業の成否を判断するための基準となる位置である。基準位置Ｆａは、挿入方向であるＸ軸方向に直交するＹ－Ｚ平面であり、挿入孔８１と重なるように設定される。検出ステップＳ１で発生し得る位置検出誤差を加味し、挿入孔８１のＸ軸方向両端部を避けて設定することが好ましい。これにより、検出ステップＳ１において検出した雌型コネクター８の位置が実際の位置に対してずれていても、挿入動作ステップＳ４における挿入の成否の判断をより精度よく行うことができる。

【0032】

基準位置Ｆａは、挿入孔８１のＸ軸方向マイナス側の端である開口８１１と、Ｘ軸方向プラス側の端である度当たり８１２（雄型コネクター９のそれ以上のＸ軸方向プラス側への移動を規制する面）と、の間に設定される。例えば、プログラムＰには、開口８１１からＸ軸方向プラス側にＭ（ｍｍ）の位置に基準位置Ｆａを設定する、あるいは、挿入開始位置Ｐｓにある雄型コネクター９の先端からＸ軸方向プラス側にＮ（ｍｍ）の位置に基準位置Ｆａを設定する等の基準位置設定ルールが予め定められており、ロボット制御装置３は、当該ルールに従って基準位置Ｆａを設定する。前記Ｍ、Ｎは、雌型コネクター８の形状や大きさによって適宜変更される。

【0033】

［４］挿入動作ステップＳ４
次に、図８に示すように、ステップＳ４１として、ロボット２は、雄型コネクター９を雌型コネクター８に挿入すべく挿入作業を開始する。具体的には、ロボット２は、ロボットアーム２２を動かし、雄型コネクター９を雌型コネクター８の挿入方向すなわちＸ軸方向プラス側に移動させる。

【0034】

次に、ステップＳ４２として、ロボット制御装置３は、ステップＳ４１の最中に力センサー２４が力Ｆ０を検出したか否かを判断する。実際に雌型コネクター８と雄型コネクター９との接触により生じる力をＦ１とすると、力Ｆ１は、例えば、図９に示すように、挿入が適切に行われ雄型コネクター９が度当たり８１２にぶつかることにより生じる力、または、図１０に示すように、挿入がうまくいかず雄型コネクター９が雌型コネクター８の側面８Ａにぶつかることにより生じる力に相当する。ロボット制御装置３は、力Ｆ１が力Ｆ０に達したかを判断する。

【0035】

また、力Ｆ０は、挿入動作の目標力をＦ２とした場合、目標力Ｆ２よりも小さい値として設定することが好ましい。つまり、Ｆ１≦Ｆ０＜Ｆ２となるように力Ｆ０を設定することが好ましい。これにより、挿入の成否をより精度よく判断することができる。

【0036】

力センサー２４が力Ｆ０を検出した場合、ステップＳ４３、Ｓ４４として、ロボット２は、速やかに雄型コネクター９の移動を停止する。また、ロボット制御装置３は、力センサー２４が力Ｆ０を検出したときの雄型コネクター９の先端部の位置を比較位置Ｆｓとして求める。このように、ステップＳ４３において、雄型コネクター９の移動を停止することにより、雌型コネクター８および雄型コネクター９に過度な力が加わり難くなり、把持部２３０からの雄型コネクター９の離脱や、雌型コネクター８および雄型コネクター９の破損、故障を効果的に抑制することができる。

【0037】

次に、ステップＳ４５として、ロボット制御装置３は、比較位置Ｆｓと基準位置Ｆａとを比較して、雌型コネクター８への雄型コネクター９の挿入の成否を判断する。具体的には、比較位置Ｆｓが基準位置Ｆａに対して挿入方向の下流側すなわちＸ軸方向プラス側に位置する場合、言い換えると、基準位置Ｆａを過ぎてから力Ｆ０を検出した場合、ロボット制御装置３は、挿入作業が成功したと判断する。この場合、図９に示すように、雄型コネクター９が挿入孔８１に適切に挿入され、その先端が度当たり８１２にぶつかって、挿入が完了した状態となっている。成功と判断した場合、ロボット制御装置３は、挿入作業を終了する。

【0038】

一方で、比較位置Ｆｓが基準位置Ｆａに対して挿入方向の上流側すなわちＸ軸方向マイナス側に位置する場合、言い換えると、基準位置Ｆａを過ぎる前に力Ｆ０を検出した場合、ロボット制御装置３は、挿入作業が失敗したと判断する。この場合、図１０に示すように、雄型コネクター９が挿入孔８１に対してＺ軸方向またはＹ軸方向にずれており、挿入部９２が雌型コネクター８の側面８Ａにぶつかって、雌型コネクター８への挿入ができない状態となっている。

【0039】

失敗と判断した場合、図１１に示すように、ステップＳ４６として、ロボット２は、ロボットアーム２２を動かして、雄型コネクター９を挿入方向と逆側すなわちＸ軸方向マイナス側に移動させる。これにより、雄型コネクター９と雌型コネクター８との接触が解除される。次に、図１２に示すように、ステップＳ４７として、挿入開始位置Ｐｓを直前の位置から変更し、ステップＳ４５において成功と判断されるまで、移動ステップＳ２からやり直す。なお、図１２では、直前の挿入開始位置ＰｓをＰｓ（ｎ）、今回の挿入開始位置ＰｓをＰｓ（ｎ＋１）として図示している。挿入開始位置Ｐｓ（ｎ＋１）は、直前の挿入開始位置Ｐｓ（ｎ）に対して少なくともＹ軸方向およびＺ軸方向の一方にずれていればよい。挿入開始位置Ｐｓのずらし方としては、例えば、Ｘ軸方向の平面視で、渦巻状にずらしていってもよいし、Ｚ軸方向あるいはＹ軸方向に直線状にずらしていってもよい。

【0040】

以上、ロボットシステム１の制御方法について説明した。このような制御方法によれば、比較位置Ｆｓと基準位置Ｆａとの比較に基づいて雌型コネクター８への雄型コネクター９の挿入の成否を判断するため、検出ステップＳ１で検出した雌型コネクター８の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ）が、実際の雌型コネクター８の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ）からずれていても、従来の方法と比べて挿入成否が誤判断される確率を低減することができる。

【0041】

以上のように、ロボットシステム１の制御方法は、ロボット２が有する把持部２３０で雄型コネクター９を把持し、雄型コネクター９を雌型コネクター８の挿入孔８１に挿入するロボットシステム１の制御方法であって、雌型コネクター８の位置を検出する検出ステップＳ１と、検出された雌型コネクター８の位置に基づいて、雄型コネクター９の雌型コネクター８への挿入の成否を判断するための基準となる基準位置Ｆａを設定する基準位置設定ステップＳ３と、挿入開始位置Ｐｓにある雄型コネクター９を雌型コネクター８の挿入方向であるＸ軸方向に沿って移動させ、この移動中にロボット２が有する力センサー２４が雄型コネクター９と雌型コネクター８との接触により生じる所定の力Ｆ０を検出した位置を比較位置Ｆｓとし、基準位置Ｆａと比較位置Ｆｓとを比較して挿入の成否を判断する挿入動作ステップＳ４と、を含む。このような制御方法によれば、比較位置Ｆｓと基準位置Ｆａとの比較に基づいて雌型コネクター８への雄型コネクター９の挿入の成否を判断するため、検出ステップＳ１で検出した雌型コネクター８の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ）が、実際の雌型コネクター８の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ）からずれていても、従来の方法と比べて挿入成否が誤判断される確率を低減することができる。

【0042】

また、前述したように、挿入動作ステップＳ４では、比較位置Ｆｓが基準位置Ｆａに対して挿入方向の下流側に位置する場合に、雄型コネクター９の雌型コネクター８への挿入が成功したと判断する。このような判断方法によれば、成否をより精度よく判断することができる。

【0043】

また、前述したように、成功と判断された場合、挿入動作ステップＳ４を終了する。これにより、速やかに、挿入作業を終えることができる。

【0044】

また、前述したように、挿入動作ステップＳ４では、比較位置Ｆｓが基準位置Ｆａに対して挿入方向の上流側に位置する場合に、雄型コネクター９の雌型コネクター８への挿入が失敗したと判断する。このような判断方法によれば、成否をより精度よく判断することができる。

【0045】

また、前述したように、失敗と判断された場合、挿入開始位置Ｐｓを変更して挿入動作ステップＳ４をやり直す。これにより、雄型コネクター９の雌型コネクター８への挿入を成功させることができる。

【0046】

また、前述したように、挿入動作ステップＳ４では、力センサーが所定の力Ｆ０を検出すると、雄型コネクター９の移動が停止する。これにより、雌型コネクター８および雄型コネクター９に過度な力が加わり難くなり、把持部２３０からの雄型コネクター９の離脱や、雌型コネクター８および雄型コネクター９の破損、故障を効果的に抑制することができる。

【0047】

また、前述したように、ロボットシステム１は、雄型コネクター９を雌型コネクター８の挿入孔８１に挿入するロボットシステムであって、雄型コネクター９を把持する把持部２３０が設けられているロボット２と、ロボット２を制御するロボット制御装置３と、を備え、ロボット制御装置３は、雌型コネクター８の位置を検出し、検出した雌型コネクター８の位置に基づいて、雄型コネクター９の雌型コネクター８への挿入の成否を判断するための基準となる基準位置Ｆａを設定し、ロボット２を用いて挿入開始位置Ｐｓにある雄型コネクター９を雌型コネクター８の挿入方向に沿って移動させ、移動中にロボット２が有する力センサー２４が雄型コネクター９と雌型コネクター８との接触により生じる所定の力Ｆ０を検出した位置を比較位置Ｆｓとし、基準位置Ｆａと比較位置Ｆｓとを比較して挿入の成否を判断する。このようなロボットシステム１によれば、比較位置Ｆｓと基準位置Ｆａとの比較に基づいて雌型コネクター８への雄型コネクター９の挿入の成否を判断するため、検出ステップＳ１で検出した雌型コネクター８の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ）が、実際の雌型コネクター８の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ）からずれていても、従来の方法と比べて挿入成否が誤判断される確率を低減することができる。

【0048】

また、前述したように、プログラムＰは、把持部２３０および力センサー２４を備えるロボット２と、ロボット２を制御するロボット制御装置３と、を有するロボットシステム１に対し、把持部２３０で雄型コネクター９を把持し、雄型コネクター９を雌型コネクター８の挿入孔８１に挿入するよう命令するプログラムであって、ロボットシステム１に対して、雌型コネクター８の位置を検出する検出ステップＳ１と、検出された雌型コネクター８の位置に基づいて、雄型コネクター９の雌型コネクター８への挿入の成否を判断するための基準となる基準位置Ｆａを設定する基準位置設定ステップＳ３と、挿入開始位置Ｐｓにある雄型コネクター９を雌型コネクター８の挿入方向に沿って移動させ、移動中にロボット２が有する力センサー２４が雄型コネクター９と雌型コネクター８との接触により生じる所定の力Ｆ０を検出した位置を比較位置Ｆｓとし、基準位置Ｆａと比較位置Ｆｓとを比較して挿入の成否を判断する挿入動作ステップＳ４と、を行わせる。このようなプログラムＰによれば、比較位置Ｆｓと基準位置Ｆａとの比較に基づいて雌型コネクター８への雄型コネクター９の挿入の成否を判断するため、検出ステップＳ１で検出した雌型コネクター８の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ）が、実際の雌型コネクター８の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ）からずれていても、従来の方法と比べて挿入成否が誤判断される確率を低減することができる。

【0049】

以上、本発明のロボットシステムの制御方法、ロボットシステムおよびプログラムを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、ロボットシステムを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。また、ロボットシステムの制御方法における各ステップの順番は、挿入作業を実行できる限りにおいて、適宜変更することができ、例えば、移動ステップＳ２と基準位置設定ステップＳ３の順番を入れ替えてもよい。

【0050】

例えば、前述した実施形態では、位置検出装置としてのカメラ４を用いて雌型コネクター８の位置を検出しているが、雌型コネクター８の位置を検出する方法としては、これに限定されず、例えば、位置検出装置を用いずに検出してもよい。例えば、図１３に示すように、把持部２３０で把持した雄型コネクター９をＸ－Ｙ平面内での位置をずらしながらＺ軸方向に昇降させて雌型コネクター８の上面との接触を力センサー２４により検出することにより、雌型コネクター８の位置を検出することができる。また、さらに、Ｙ軸方向やＸ軸方向からも雄型コネクター９を雌型コネクター８に接触させることにより、雌型コネクター８の位置をより精度よく検出することができる。

【0051】

以下に、ロボットシステムのハードウェア構成について説明する。図１４には、ロボット２とコントローラー５１とコンピューター５２が接続されたロボットシステム１Ａの全体構成が示されている。ロボット２の制御は、コントローラー５１にあるプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して実行されてもよいし、コンピューター５２に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出してコントローラー５１を介して実行されてもよい。したがって、コントローラー５１とコンピューター５２とのいずれか一方または両方を「ロボット制御装置３」として捉えることができる。

【0052】

また、図１５には、ロボット２に直接コンピューター５３が接続されたロボットシステム１Ｂの全体構成が示されている。ロボット２の制御は、コンピューター５３に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して直接実行される。したがって、コンピューター５３を「ロボット制御装置３」として捉えることができる。

【0053】

また、図１６には、コントローラー５４が内蔵されたロボット２とコンピューター５５が接続され、コンピューター５５がＬＡＮ等のネットワーク５６を介してクラウド５７に接続されているロボットシステム１Ｃの全体構成が示されている。ロボット２の制御は、コンピューター５５に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して実行されてもよいし、クラウド５７上に存在するプロセッサーによりコンピューター５５を介してメモリーにある指令を読み出して実行されてもよい。したがって、コントローラー５４、コンピューター５５およびクラウド５７のいずれか１つ、または、いずれか２つ、または、３つを「ロボット制御装置３」として捉えることができる。

【符号の説明】

【0054】

１…ロボットシステム、１Ａ…ロボットシステム、１Ｂ…ロボットシステム、１Ｃ…ロボットシステム、２…ロボット、２１…基台、２２…ロボットアーム、２２０…アーム、２２１…第１アーム、２２２…第２アーム、２２３…第３アーム、２２４…第４アーム、２２５…第５アーム、２２６…第６アーム、２３…エンドエフェクター、２４…力センサー、３…ロボット制御装置、４…カメラ、５１…コントローラー、５２…コンピューター、５３…コンピューター、５４…コントローラー、５５…コンピューター、５６…ネットワーク、５７…クラウド、６…回路基板、７…ケーブル、８…雌型コネクター、８Ａ…側面、８１…挿入孔、８１１…開口、８１２…度当たり、９…雄型コネクター、９１…基部、９２…挿入部、２３０…把持部、２３１…爪部、２３２…爪部、Ｆ０…力、Ｆａ…基準位置、Ｆｓ…比較位置、Ｐｓ…挿入開始位置、Ｓ１…検出ステップ、Ｓ１１…ステップ、Ｓ１２…ステップ、Ｓ２…移動ステップ、Ｓ３…基準位置設定ステップ、Ｓ４…挿入動作ステップ、Ｓ４１…ステップ、Ｓ４２…ステップ、Ｓ４３…ステップ、Ｓ４４…ステップ、Ｓ４５…ステップ、Ｓ４６…ステップ、Ｓ４７…ステップ、ＷＤ…作業台

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】