(57)【要約】【課題】ツールを移動させる移動機構の振動の発生を効果的に抑制又は防止することができ、ツールの制御性能を向上させることができるロボット及びこのロボットの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。【解決手段】ロボット１は、第１移動機構３と、第２移動機構４とを備えている。第１移動機構３は、ベース本体２に配設され、ワーク９を回転させる回転軸６３を第１軸方向へ移動させる。第２移動機構４は、ベース本体２に支持部４１、４２を介して支持され、第１軸方向に対して直交する第２軸方向へツール７を移動させる。回転軸６３の軸方向は第１軸方向及び第２軸方向に対して直交する第３軸方向である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース本体に配設され、ワークを回転させる回転軸を第１軸方向へ移動する第１移動機構と、
前記ベース本体に支持部を介して支持され、第１軸方向に対して直交する第２軸方向へツールを移動させる第２移動機構と、
を備え、
前記回転軸の軸方向は、第１軸方向及び第２軸方向に対して直交する第３軸方向であるロボット。
【請求項２】
前記第２移動機構に配設され、第３軸方向へ移動する第３移動機構と、
前記第３移動機構に配設され、前記ツールを保持するツール保持部と、
前記ツールに連結され、ワーク作業に必要な供給体を前記ツールに供給する連結部と、
を更に備えた請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
第１軸方向と第２軸方向との座標系において、前記回転軸の軸中心位置と前記ワークの作業位置との距離の変化に反比例させて前記回転軸の回転速度を制御する制御部を更に備えた
請求項１又は請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１移動機構の第１軸方向への移動速度、前記第２移動機構の第２軸方向への移動速度、前記回転軸の回転速度のそれぞれを制御し、前記ワークにおける前記ツールの移動速度を一定に制御する
請求項３に記載のロボット。
【請求項５】
前記第１移動機構は、
前記ベース本体上に配設され、第１軸方向を長手方向として延設されたスライドレールと、
前記スライドレールに摺動自在に配設され、第１軸方向へ移動するスライダと、
前記スライダ上において回転自在に配設された前記回転軸と、
前記回転軸に連結され、前記回転軸を回転させる電動モータと、を含んで構成されている
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項６】
第１移動機構と、第２移動機構と、制御部とを備えたロボットの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記第１移動機構が、ベース本体上においてワークを回転させる回転軸を第１軸方向へ移動する工程と、
前記第２移動機構が、第１軸方向に対して直交する第２軸方向へツールを移動させる工程と、
前記回転軸が、第１軸方向及び第２軸方向に対して直交する第３軸方向を軸方向として前記ワークを回転させる工程と、
前記制御部が、第１軸方向と第２軸方向との座標系において、前記回転軸の軸中心位置と前記ワークの作業位置との距離の変化に反比例させて前記回転軸の回転速度を制御する工程と、
を備えたプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット及びその制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を含む３軸座標系においてワーク作業を実施可能とする卓上型ロボットが開示されている。卓上型ロボットは、例えば、接着剤の塗布、ねじ締め、半田付け等のワーク作業を自動的に行う産業用ロボットとして使用されている。
卓上型ロボットは、作業テーブル上にＸ軸方向へ移動するスライドテーブルと、このスライドテーブルに対して独立に作業テーブル上に立設された支柱を介してＹ軸方向へ延設された水平状アームを移動するＹ方向移動体とを備えている。Ｙ方向移動体にはＺ軸ユニットが装着され、Ｚ軸ユニットはＺ軸方向へ移動する構成とされている。スライドテーブル上にはワークが保持され、Ｚ軸ユニットには塗布等の各種作業を行うツールが装着される。
Ｚ軸方向を回転軸方向としてツールを回転させるワーク作業を実施する場合には、Ｚ軸ユニットに回転ユニット（回転機構）が装着され、この回転ユニットにツールが装着される。回転ユニットが装着された卓上型ロボットでは、回転軸（Ｒ軸）が含まれるので、４軸座標系においてワーク作業が実施される。
さらに、卓上型ロボットでは、ツールに傾きを与える傾斜ユニットが装着可能とされ、傾斜軸（Ｐ軸）を備えると、５軸座標系においてワーク作業を実施することができる。
【０００３】
上記卓上型ロボットにおいては、スライドテーブル、Ｙ方向移動体のそれぞれが独立に作業テーブル上に配設されているので、スライドテーブル上にＹ方向移動体を積み上げる直交型ロボットに比較し、スライドテーブル上の構造を軽量化することができる。このため、ワークに対するツールの制御性能を高めることができるので、卓上型ロボットは精密な軌跡制御に優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６６９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
３軸座標系においてワーク作業が実施される卓上型ロボットでは、Ｚ軸ユニットにツールが装着され、このＺ軸ユニットがＹ方向移動体を介して水平状アームに支持される。４軸座標系以上のワーク作業が実施される卓上型ロボットでは、更に回転ユニットや傾斜ユニットがＹ方向移動体を介して水平状アームに支持される。Ｙ方向移動体は、水平状アームに沿ってベルト機構により往復移動する構成とされている。
このように構成される卓上型ロボットにおいては、ツール及びＺ軸ユニット、更には回転ユニットや傾斜ユニットを含めたＹ方向移動体の実質的な質量が増加し、Ｙ方向移動体の慣性モーメントが増大する。このため、速い速度条件において水平状アームに沿ってＹ方向移動体を移動させると、振動の発生原因となるので、改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮し、ツールを移動させる移動機構の振動の発生を効果的に抑制又は防止することができ、ツールの制御性能を向上させることができるロボット及びこのロボットの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１実施態様に係るロボットは、ベース本体に配設され、ワークを回転させる回転軸を第１軸方向へ移動する第１移動機構と、ベース本体に支持部を介して支持され、第１軸方向に対して直交する第２軸方向へツールを移動させる第２移動機構と、を備えている。回転軸の軸方向は、第１軸方向及び第２軸方向に対して直交する第３軸方向である。
【０００８】
本発明の第２実施態様に係るロボットは、第１実施態様に係るロボットにおいて、第２移動機構に配設され、第３軸方向へ移動する第３移動機構と、第３移動機構に配設され、ツールを保持するツール保持部と、ツールに連結され、ワーク作業に必要な供給体をツールに供給する連結部と、を更に備えている。
【０００９】
本発明の第３実施態様に係るロボットは、第１実施態様又は第２実施態様に係るロボットにおいて、第１軸方向と第２軸方向との座標系において、回転軸の軸中心位置とワークの作業位置との距離の変化に反比例させて回転軸の回転速度を制御する制御部を更に備えている。
【００１０】
本発明の第４実施態様に係るロボットでは、第３実施態様に係るロボットにおいて、制御部は、第１移動機構の第１軸方向への移動速度、第２移動機構の第２軸方向への移動速度、回転軸の回転速度のそれぞれを制御し、ワークにおけるツールの移動速度を一定に制御する。
【００１１】
本発明の第５実施態様に係るロボットでは、第１実施態様〜第４実施態様のいずれか１つに係るロボットにおいて、第１移動機構は、ベース本体上に配設され、第１軸方向を長手方向として延設されたスライドレールと、スライドレールに摺動自在に配設され、第１軸方向へ移動するスライダと、スライダ上において回転自在に配設された回転軸と、回転軸に連結され、回転軸を回転させる電動モータと、を含んで構成されている。
【００１２】
本発明の第６実施態様に係るプログラムは、第１移動機構と、第２移動機構と、制御部とを備えたロボットの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、第１移動機構が、ベース本体上においてワークを回転させる回転軸を第１軸方向へ移動する工程と、第２移動機構が、第１軸方向に対して直交する第２軸方向へツールを移動させる工程と、回転軸が、第１軸方向及び第２軸方向に対して直交する第３軸方向を軸方向としてワークを回転させる工程と、制御部が、第１軸方向と第２軸方向との座標系において、回転軸の軸中心位置とワークの作業位置との距離の変化に反比例させて回転軸の回転速度を制御する工程と、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ツールを移動させる移動機構の振動の発生を効果的に抑制又は防止することができ、ツールの制御性能を向上させることができるロボット及びこのロボットの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るロボットの全体構成を右斜め上方から見た斜視図である。
【図２】図１に示されるロボットの要部構成を斜め上方から見た拡大斜視図である。
【図３】図１及び図２に示されるロボットの制御システム構成を説明するブロック構成図である。
【図４】（Ａ）は図１〜図３に示されるロボットの制御方法における回転機構の軸中心位置とワーク作業位置との関係を説明する概略平面図、（Ｂ）は図１〜図３に示されるロボットの軌跡制御方法を説明する図４（Ａ）に対応する概略平面図である。
【図５】第１実施の形態に係る軌跡制御方法の第１実施例において軸中心位置とワーク作業位置との関係を説明する概略平面図である。
【図６】第１実施例において、ツールの移動に伴う、軸中心位置からワーク作業位置までの距離の変化を示すグラフである。
【図７】第１実施例において、回転機構の回転軸の回転速度とワーク作業時間との関係を示すグラフである。
【図８】第１実施例において、回転軸の回転による移動速度とワーク作業時間との関係を示すグラフである。
【図９】第１実施の形態に係る軌跡制御方法の第２実施例において軸中心位置とワーク作業位置との関係を説明する図５に対応する概略平面図である。
【図１０】第２実施例において、ツールの移動に伴う、軸中心位置からワーク作業位置までの距離の変化を示す図６に対応するグラフである。
【図１１】第２実施例において、回転機構の回転軸の回転速度とワーク作業時間との関係を示す図７に対応するグラフである。
【図１２】第２実施例において、回転軸の回転による移動速度とワーク作業時間との関係を示す図８に対応するグラフである。
【図１３】第１実施の形態に係る軌跡制御方法の第３実施例において軸中心位置とワーク作業位置との関係を説明する図５に対応する概略平面図である。
【図１４】第３実施例において、ツールの移動に伴う、軸中心位置からワーク作業位置までの距離の変化を示す図６に対応するグラフである。
【図１５】第３実施例において、回転機構の回転軸の回転速度とワーク作業時間との関係を示す図７に対応するグラフである。
【図１６】第３実施例において、回転軸の回転による移動速度とワーク作業時間との関係を示す図８に対応するグラフである。
【図１７】第１実施の形態に係る制御方法の第１制御フローを説明するフローチャートである。
【図１８】第１実施の形態に係る制御方法の第２制御フローを説明するフローチャートである。
【図１９】第１実施の形態に係る制御方法の第３制御フローを説明するフローチャートである。
【図２０】第１実施の形態に係る制御方法においてワーク作業位置の補正フローを説明するフローチャートである。
【図２１】第１実施の形態に係る制御方法において定数Ｋの表示例を示す図である。
【図２２】本発明の第２実施の形態に係るロボットの全体構成を右斜め上方から見た図１に対応する斜視図である。
【図２３】本発明の第３実施の形態に係るロボットの全体構成を右斜め上方から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施の形態］
以下、図１〜図２１を用いて、本発明の第１実施の形態に係るロボット及びその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムについて説明する。
ここで、図中、適宜示されている矢印Ｘは三次元座標のＸ軸方向を示し、矢印ＹはＹ軸方向を示し、矢印ＺはＺ軸方向を示している。Ｙ軸方向は水平面においてＸ軸方向に対して直交し、Ｚ軸方向はＸ軸方向及びＹ軸方向に対して直交している。なお、これらの各方向は、実施の形態を説明するために便宜的に使用される方向であって、本発明における方向を限定するものではない。
【００１６】
（ロボット１の全体構成）
図１に示されるように、本実施の形態に係るロボット１は、４軸仕様の卓上ロボットとして構成されている。つまり、ロボット１は、第１軸方向としてのＸ軸方向へ移動する第１移動機構３と、第２軸方向としてのＹ軸方向へ移動する第２移動機構４と、第３軸方向としてのＺ軸方向へ移動する第３移動機構５と、Ｒ軸方向を回転軸方向とする回転機構６とを備えている。第１移動機構３、第２移動機構４、第３移動機構５及び回転機構６はベース本体２に配設されている。
以下、各構成要素について詳述する。
【００１７】
（１）ベース本体２の構成
図１に示されるように、ロボット１のベース本体２は、平面視において、Ｘ軸方向の長さに対してＹ軸方向の長さを同一か、或いは略同一に設定し、Ｚ軸方向を厚さ（ここでは高さ）方向とする矩形直方体状の筐体２１により構成されている。筐体２１の上面は平坦な水平面を有するベース面２１Ａとして形成されている。
ここで、ベース本体２の図１に示される左側は、操作者がワーク作業を実施するために操作等を行う、ロボット１の正面側とされる。一方、ベース本体２の右側は、ロボット１の背面側とされる。
【００１８】
筐体２１の正面側端部は、ベース面２１Ａから下方向へ斜めに傾斜した操作面２１Ｂと、この操作面２１Ｂの正面側端から下方向へ延設された信号ポート面２１Ｃとを備えている。
操作面２１Ｂには、右側に操作部２２Ａが配設され、操作部２２Ａに隣接した左側に表示部２３Ａが配設されている。後述するが、ロボット１のベース本体２内には図３に示される制御部１０が配設され、操作部２２Ａは制御部１０を含む制御システム１１を構築する操作装置２２に接続されている。表示部２３Ａは、同様に、制御システム１１を構築する表示装置２３に接続されている。操作部２２Ａは、ロボット１の制御を開始する、具体的にはワーク作業を開始するスタートスイッチである。表示部２３Ａは、ロボット１の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムの種類等を表示する液晶ディスプレイである。
【００１９】
信号ポート面２１Ｃには、制御部１０を構築する信号入出力装置２４（図３参照）に接続される各種の接続ポートが配設されている。接続ポートとして、ここでは、メモリポート２４Ａ、LAN（Local Area Network）ポート２４Ｂ、ティーチングペンダント接続ポート２４Ｃ、COM（Communication）ポート２４Ｄ等が含まれている。接続ポートは、制御部１０を構築する信号入出力装置２４に接続され、信号入出力装置２４とロボット１の外部装置とを接続する。
なお、筐体２１の図示省略の背面側にも信号ポート面が配設され、この信号ポート面にはCOMポート、I/Oポート等の各種の接続ポートが配設されている。
【００２０】
（２）第１移動機構３の構成
第１移動機構３はベース本体２のベース面２１Ａ上に配設されている。第１移動機構３は、スライドレール３１と、スライダ（Ｘ軸移動体）３２とを含んで構成されている。
スライドレール３１は、ベース面２１ＡのＹ軸方向中間部において、ベース面２１Ａ上にベース面２１Ａから突出して配設され、Ｘ軸方向を長手方向として延設されている。スライドレール３１のＹ軸方向における幅寸法はＸ軸方向に沿って同一寸法に設定されている。つまり、スライドレール３１は平面視において長方形状に形成されている。このスライドレール３１はベース面２１Ａに固定された構造体として形成されている。
【００２１】
スライダ３２は、スライドレール３１の上面及びスライドレール３１の両側面に沿って形成され、スライドレール３１に摺動自在に配設されている。つまり、スライダ３２は、スライドレール３１の長手方向に沿って、矢印Ａに示されるようにＸ軸方向を正方向及び逆方向へ往復移動する構成とされている。スライダ３２は、スライドレール３１下又は筐体２１内に設けられた図示省略の電動モータと、電動モータの回転によりスライダ３２を移動させるベルト機構とを組み合わせた移動機構により高速移動を可能とする構成とされている。
【００２２】
（３）第２移動機構４の構成
第２移動機構４は、ベース本体２のベース面２１Ａの上方であって、第１移動機構３の上方に配設されている。詳しく説明すると、第２移動機構４は、一対の支持部４１及び支持部４２と、スライドレール（水平アーム）４３と、スライダ（Ｙ軸移動体）４４とを含んで構成されている。
【００２３】
一対のうちの一方の支持部４１は、正面側から背面側へ向かって見て、ベース本体２の筐体２１の左側面において背面側端部に配設され、ベース本体２からＺ軸方向上方側へ向かって立設された矩形柱形状に形成されている。他方の支持部４２は、筐体２１の右側面において背面側端部に配設され、支持部４１と同様に、ベース本体２からＺ軸方向上方側へ向かって立設された矩形柱形状に形成されている。
スライドレール４３は、Ｙ軸方向を長手方向として延設された矩形柱形状に形成され、一対の一方の支持部４１から他方の支持部４２へ架設されている。つまり、スライドレール４３の一端部は支持部４１の上端部に接続され、スライドレール４３の他端部は支持部４２の上端部に接続されている。
【００２４】
左右一対の支持部４１及び支持部４２と、支持部４１の上端部から支持部４２の上端部へ架設されたスライドレール４３とにより組み立てられた構造は、正面側から見て、ベース本体２側となる下側が解放され、上側が連結されたゲート形状に形成されている。スライドレール４３の下端面が第３移動機構５の下方向への移動開始位置とすれば、第３移動機構５のＺ軸方向の移動量（ストローク）に相当する分、少なくともスライドレール４３の下端面は回転機構６からＺ軸方向へ離間された位置に配置されている。正確に表現すれば、少なくとも第３移動機構５の移動量に相当する分、回転機構６に装着されるワーク保持部８（図１及び図２参照）の表面から離間された位置にスライドレール４３の下端面が配置されている。
【００２５】
スライダ４４は、スライドレール４３の正面側の側面に沿って形成され、スライドレール４３に沿って摺動自在に配設されている。つまり、スライダ４４は、スライドレール４３の長手方向に沿って、矢印Ｂに示されるようにＹ軸方向を正方向及び逆方向へ往復移動する構成とされている。スライダ４４は、スライドレール４３内に設けられた図示省略の電動モータと、電動モータの回転によりスライダ４４を移動させるベルト機構とを組み合わせた移動機構により高速移動を可能とする構成とされている。スライダ４４は、第３移動機構５を内部に備えるので、Ｚ軸方向を長手方向とする矩形柱形状に形成されている。
このように構成される第２移動機構４では、スライドレール４３が、ベース本体２に一対の支持部４１及び支持部４２を介して両端支持梁構造により支持されている。さらに、第２移動機構４は、第１移動機構３とは独立に、かつ、分離してベース本体２に配設されている。
【００２６】
（４）第３移動機構５の構成
第３移動機構５は、第２移動機構４のスライダ４４の内部に配設されている。第３移動機構５は、図示省略のスライダ４４の内部に配設されたスライドレールと、スライダ（Ｚ軸移動体）５１とを含んで構成されている。スライダ５１は、スライドレールに沿って摺動自在に配設され、矢印Ｃに示されるようにＺ軸方向を正方向及び逆方向へ往復移動する構成とされている。つまり、スライダ５１は、上下方向へ昇降する構成とされている。
【００２７】
（５）ツール７の構成
第３移動機構５にはワーク作業を実施するツール７が装着されている。ツール７はスライダ５１の下部に配設されたツール保持部７１を介して装着されている。ツール７にはワーク作業に必要な供給体をツール７に供給する連結部７２が連結されている。
ここで、一例として、ツール７には、接着剤を塗布するシリンジが使用されている。ツール７としてシリンジが使用される場合、連結部７２には、供給体としての接着剤をツール７に連続的に供給する供給チューブが使用されている。また、ツール７がねじ締めを行う電動ドライバとされる場合には、連結部７２は電源配線、信号配線等である。さらに、ツール７が半田付け工具とされる場合には、連結部７２は半田を供給する供給管、電力を供給する電源配線等である。
【００２８】
また、本実施の形態では、ツール７は第３移動機構５に装着されているのでＺ軸方向へ移動するが、第３移動機構５が第２移動機構４のスライダ４４に配設されているので、結果的に、第２移動機構４はツール７をＹ軸方向へ移動させる。
【００２９】
（６）回転機構６の構成
図１及び図２に示されるように、回転機構６は、第３移動機構５への配設に代えて、第１移動機構３に配設されている。詳しく説明すると、図２に示されるように、回転機構６は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して直交するＺ軸方向をＲ軸方向とする回転軸６３と、回転伝達機構６４と、電動モータ６５とを含んで構成されている。さらに、回転機構６は、第１移動機構３のスライダ３２上に配設された無底矩形箱状の筐体６１と、この筐体６１内の上下方向中間部に水平に支持された板状の架台６２とを備えている。
【００３０】
図２において、回転軸６３は、スライダ３２上であって、架台６２上に回転自在に配設されている。架台６２はスライダ３２上からスライダ３２を外れた位置までＹ軸方向へ延設され、この外れた位置において架台６２下には電動モータ６５が装着されている。電動モータ６５の図示省略の回転軸は架台６２を通して架台６２上へ突出され、一方、電動モータ６５はベース面２１Ａ上に浮いた状態において架台６２に装着されている。
【００３１】
回転軸６３は回転伝達機構６４を介して電動モータ６５の回転軸に連結されている。回転伝達機構６４は、回転軸６３の下端部に取り付けられた第１プーリ６４１と、架台６２上において電動モータ６５の回転軸に取り付けられた第２プーリ６４２と、第１プーリ６４１と第２プーリ６４２とに巻き掛けられた無端ベルト６４３とを備えている。ここでは、第１プーリ６４１は従動プーリとされ、第２プーリ６４２は駆動プーリとされている。そして、第１プーリ６４１の径（直径）は第２プーリ６４２の径（直径）に比べて大きい設定とされている。
また、第１プーリ６４１の上側において、筐体６１に回転軸６３を回転自在に支持するベアリング６６が装着されている。さらに、第１プーリ６４１の下側において、架台６２に回転軸６３を回転自在に支持する、図示省略のベアリングが装着されている。
【００３２】
一方、電動モータ６５にはケーブルベア（登録商標）６８が接続されている。ここでは、ケーブルベア６８は、Ｙ軸方向から見て板材をＬ字形状に形成したブラケット６７を介して架台６２に取り付けられている。ケーブルベア６８内には電動モータ６５へ駆動電源を供給する図示省略のケーブルが配策されている。
【００３３】
図１及び図２に示されるように、回転機構６の回転軸６３の上端部にはワーク保持部８が装着されている。ワーク保持部８はここでは平面視において円盤形状を有する板材により形成され、ワーク保持部８の中心位置に回転軸６３が連結されている。
図１に示されるように、ワーク保持部８の上面にはワーク作業が実施されるワーク９が保持される。基本的に、ワーク９の構造、形状、材料等は、ワーク作業毎に異なるので、限定されるものではない。図１には、一例として、スマートフォンの筐体の一部となる金属製又は樹脂製の箱形形状のワーク９が示されている。ここでは、ワーク９は、その周囲に沿って接着剤を塗布するワーク作業の開始間近の状態とされている。
【００３４】
上記の通り、回転機構６は第１移動機構３に配設されているので、第１移動機構３はワーク９を回転させる回転機構６の回転軸６３をＸ軸方向へ移動させる構成とされている。
【００３５】
（ロボット１の制御部１０及び制御システム１１の構成）
図３に示されるように、ロボット１は、ベース本体２内に制御部１０及びこの制御部１０を含んで構築される制御システム１１を備えている。制御部１０は、中央演算処理ユニット（CPU）１０１と、ロボット制御プログラム記憶装置１０２と、一時記憶装置１０３と、ポイント列記憶装置１０４と、信号入出力装置２４と、モータ駆動制御装置１０５〜１０８とを備えている。制御部１０の中央演算処理ユニット１０１等の各構成要素は共通バス１０９を通して相互に接続されている。
そして、制御システム１１は、制御部１０に加えて、操作装置２２と、表示装置２３と、電動モータ３５、４５、５５及び６５とを備えて構築されている。
なお、本実施の形態では、ロボット１は、４軸仕様の卓上ロボットとされているので、４つのモータ駆動制御装置１０５〜１０８と、４つの電動モータ３５、４５、５５及び６５とを備えている。５軸仕様の卓上ロボットとされる場合には、駆動軸数の増加に伴い、モータ駆動制御装置並びに電動モータが増加される。
【００３６】
制御部１０の中央演算処理ユニット１０１はコンピュータを構築している。制御部１０では、中央演算処理ユニット１０１を主体としてロボット１の全体の制御が実行される。
ロボット制御プログラム記憶装置１０２には、ロボット１の動作を制御するロボット制御プログラムが格納される。このロボット制御プログラムに従って情報の入力、表示、記憶、信号の入出力が実行され、そしてロボット制御プログラムはモータ駆動制御装置１０５〜１０８を通して電動モータ３５、４５、５５、６５の駆動を制御する。
【００３７】
モータ駆動制御装置１０５により電動モータ３５が駆動されると、第１移動機構３において図１及び図２に示されるスライダ３２はＸ軸方向へ移動する。モータ駆動制御装置１０６により電動モータ４５が駆動されると、第２移動機構４においてスライダ４４はＹ軸方向へ移動する。モータ駆動制御装置１０７により電動モータ５５が駆動されると、第３移動機構５においてスライダ５１はＺ軸方向へ移動する。そして、モータ駆動制御装置１０８により電動モータ６５が駆動されると、回転機構６において回転軸６３はＲ軸方向を軸方向としてワーク保持部８を回転させる。ワーク保持部８が回転すると、ワーク保持部８に保持されたワーク９が回転する（図１参照）。
【００３８】
ロボット１の制御にユーザ設定が必要とされる場合、操作装置２２及び表示装置２３を用いて、ユーザはロボット１の制御を直接設定する。また、ロボット１の制御に際して、制御プログラム、各種の設定情報等は一時記憶装置１０３に格納される。
ポイント列記憶装置１０４には、位置座標値及びポイント（ワーク作業位置）種別からなるポイント情報の並びが実行するプログラムが格納される。ポイント列記憶装置１０４に格納されたプログラムはロボット制御プログラムにより順次読み出され、ロボット制御プログラムは第１移動機構３等の各ユニットの移動を制御する。
【００３９】
（ロボット１の制御方法）
（１）軌跡制御方法の導入
上記の通り、本実施の形態に係るロボット１では、第１移動機構３に回転機構６が配設されている。このため、ロボット１では、制御部１０及び制御システム１１により、Ｘ軸方向とＹ軸方向とのＸＹ座標系において、回転機構６の回転軸６３の軸中心位置とワーク作業位置との距離の変化に反比例させて回転軸６３の回転速度を制御する、軌跡制御が実施される。以下に、詳しく説明する。
【００４０】
図４（Ａ）に示されるように、ロボット１では、回転軸６３の軸中心位置ＣＰから距離Ｌ［mm］だけ離れたワーク作業位置ＷＰ１は、回転軸６３を角度θ［rad］回転させると、Ｌθ［mm］分変化し、ワーク作業位置ＷＰ２へ移動する。つまり、距離Ｌの増加に比例してワーク作業位置ＷＰの移動量が大きくなり、ワーク作業位置でのワーク作業の分解能又はワーク作業の精度が低下する。
【００４１】
そこで、ロボット１では、軌跡制御が実施され、ワーク作業の分解能又はワーク作業の精度が改善されている。ここで、「軌跡制御」とは、本実施の形態では、Ｒ軸方向を軸方向とする回転を含めた４軸方向に移動しながら、ツール９の作業部位（一例として、シリンジの接着剤供給口となる先端部）に直線や曲線を描かせる制御という意味において使用されている。
【００４２】
（２）基本の軌跡制御方法
図４（Ｂ）を用いて、４軸仕様のロボット１における軌跡制御方法について説明する。説明を解り易くするために、軸中心位置ＣＰに向かって線分を描く例を用いて、軌跡制御方法を説明する。
【００４３】
図４（Ｂ）に示されるように、図示省略のワーク９に対して、図示省略のツール７の作業部位がワーク作業の開始位置ＷＰ１からワーク作業の終了位置ＷＰ２まで移動する。開始位置ＷＰ１は、軸中心位置ＣＰを基点とする３次元座標において、Ｘ軸＝０［mm］、Ｙ軸＝Ｌ１［mm］、Ｚ軸＝０［mm］、Ｒ軸＝Ｒ１［rad］として表わされる（Ｘ＝０，Ｙ＝Ｌ１，Ｚ＝０，Ｒ＝Ｒ１）。終了位置ＷＰ２は、同様に、Ｘ軸＝０［mm］、Ｙ軸＝Ｌ２［mm］、Ｚ軸＝０［mm］、Ｒ軸＝Ｒ２［rad］として表わされる（Ｘ＝０，Ｙ＝Ｌ２，Ｚ＝０，Ｒ＝Ｒ２）。
Ｙ軸上において、距離Ｌ２よりも距離Ｌ１が大きい（Ｌ２＜Ｌ１）とき、ツール７はワーク保持部８の周辺側から軸中心位置ＣＰへ向かって移動する軌跡を描く。開始位置ＷＰ１における回転軸６３の回転角度がＲ１とされ、終点位置ＷＰ２における回転軸６３の回転角度がＲ２とされている。ツール７は、Ｙ軸上の移動と共に、回転角度Ｒ２から回転角度Ｒ１を差し引いた回転角度分、ワーク９に対して回転する。ここで、軸中心位置ＣＰの座標は、Ｘ軸＝０［mm］、Ｙ軸＝０［mm］である（Ｘ＝０，Ｙ＝０）である。
【００４４】
図４（Ｂ）に示される例では、開始位置ＷＰ１、終了位置ＷＰ２のそれぞれにおいて、Ｘ軸上の位置が「０」（Ｘ＝０）とされ、回転角度が「０」（Ｒ１＝Ｒ２＝０）とされている。このため、ワーク９に対して、ツール７はＹ軸上に沿って一方向に直線を描く軌跡により移動する。
【００４５】
ここで、軸中心位置ＣＰを中心としてワーク９を回転させながら、ワーク９に対してツール７で直線を描く軌跡とするには、ワーク９の回転と共に、第１移動機構３及び第２移動機構４を用いて、ワーク９をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させる制御が必要とされる。つまり、ワーク９を回転させると、ワーク９が回転に伴い移動するので、回転により移動する分、移動方向とは逆方向となるＸ軸方向及びＹ軸方向へワーク９及びツール７を移動させる制御が必要とされる。
【００４６】
開始位置ＷＰ１から終了位置ＷＰ２までの距離は距離Ｌ１から距離Ｌ２を差し引いて算出される（Ｌ１−Ｌ２）ので、ツール７に対するワーク９の移動速度がＶ［mm/sec］とすれば、ワーク９の移動時間Ｔは次式＜１＞により表される。
【００４７】
【数１】
2020146817.tif 000003
ここで、回転機構６の回転軸６３が一定の回転速度により回転するとき、Ｔ時間において回転軸６３は回転角度Ｒ２から回転角度Ｒ１を差し引いた回転角度量（Ｒ２−Ｒ１）だけ回転するので、次式＜２＞により回転速度ωを算出することができる。
【数２】
2020146817.tif 000004
【００４８】
ところで、回転軸６３を一定の回転速度ωにより回転させると、ツール７に対するワーク９のＸ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれの移動量が時間と共に変化する。具体的には、回転軸６３を微小角度Δθ［rad］だけ回転させると、軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌ［mm］が移動量「Ｌ*Δθ」だけ移動する。移動量「Ｌ*Δθ」の値は、軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌが増加すると、距離Ｌの増加に比例して大きくなる。軌跡制御においては、回転軸６３の回転に伴うワーク９の移動量を打ち消すように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれへワーク９及びツール７を移動させる必要があるが、ワーク９の回転に伴う移動量が変化すると、ワーク９のＸ軸方向、Ｙ軸方向への移動量が変化する。
つまり、軸中心位置ＣＰからの距離Ｌが大きくなる、すなわち軸中心位置ＣＰからワーク作業位置が離れると、打ち消しに必要とされるＸ軸方向、Ｙ軸方向へのワーク９及びツール７の移動量が大きくなる。これでは、ワーク作業における分解能が低下し、ワーク作業における軌跡精度が低下する。
【００４９】
また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向へのワーク９及びツール７の移動量は、大きくなり過ぎると、図３に示される第１移動機構３の電動モータ３５、第２移動機構４の電動モータ４５の追従速度を超えてしまう。
【００５０】
（３）第１軌跡制御方法
そこで、本実施の形態に係る第１軌跡制御方法では、回転機構６の回転軸６３は一定の回転速度にはせずに、軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌに基づいて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向へのツール７に対するワーク９の移動量が制御される。つまり、第１軌跡制御方法は、回転軸６３の回転に伴うワーク９の移動量を打ち消す移動量「Ｌ*Δθ」を一定に保つ軌跡制御方法である。
【００５１】
軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌは逐次変化するので、距離Ｌは時間ｔの関数Ｌ(ｔ)とすることができる。図４（Ｂ）に示される例では、関数Ｌ(ｔ)を直線的に減少する一次関数として表すことができる。回転軸６３の回転速度ωも一定ではなく、時間の関数ω(ｔ)として表すことができる。そして、移動量「Ｌ*Δθ」を一定に保つことは、次式＜３＞に示されるように、関数Ｌ(ｔ)と関数ω(ｔ)との積「Ｌ(ｔ)*ω(ｔ)」を一定に保つことに他ならない。
【数３】
2020146817.tif 000005
【００５２】
上記式＜３＞を変形して、次式＜４＞に示すように、関数ω(ｔ)を算出することができる。
【数４】
2020146817.tif 000006
【００５３】
上記式＜３＞、式＜４＞のそれぞれにおいてＫは定数であり、定数Ｋは回転軸６３の回転量（回転角度Ｒ２−回転角度Ｒ１）から算出することができる。回転軸６３の回転速度ωは時間と共に変化する時間ｔの関数ω(ｔ)であるので、回転軸６３の回転量の総和は関数ω(ｔ)の時間積分になる。関数Ｌ(ｔ)が明示的に求めることができれば、関数Ｌ(ｔ)を積分し、次式＜５＞を立てることができる。
【数５】
2020146817.tif 000007
第１軌跡制御方法では、ＸＹ座標系において、定数Ｋを用いて、回転機構６の回転軸６３の軸中心位置ＣＰとワーク作業位置ＷＰとの距離Ｌの変化に反比例させて、回転軸６３の回転速度ωが制御されている。
表現を代えれば、第１軌跡制御方法では、第１移動機構３のＸ軸方向への移動速度、第２移動機構４のＹ軸方向への移動速度、回転機構６の回転軸６３の回転速度のそれぞれを制御し、ワーク９におけるツール７の移動速度が一定に制御されている。
【００５４】
ここで、第１軌跡制御方法では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれの移動速度は一定であるが、回転軸６３の回転速度ωは一定ではない。例えば、線を描く方向に一致させて回転軸６３を回転させる場合には、回転速度ωを自由に決めることができない。ところが、本実施の形態に係るロボット１は、接着剤の塗布作業、半田付け作業等を主とするワーク作業に使用されるので、線を描く方向と回転軸６３を回転させる方向とを厳密に一致させる必要はない。
【００５５】
また、第１軌跡制御方法では、図４（Ｂ）に示されるように、ツール７の移動の通過点となる、開始位置ＷＰ１と終了位置ＷＰ２との中間位置ＷＰ１２を設定し、この中間位置ＷＰ１２において回転軸６３の回転角度Ｒ１２を指定して、それを満足するように回転速度ωが制御されてもよい。この場合、ある程度、回転軸６３の回転角度を絞ることができる。
【００５６】
詳しく説明する。ここでも、図４（Ｂ）が参照される。
ワーク作業の開始位置ＷＰ１と終了位置ＷＰ２との間の距離（この例ではＹ軸方向の距離）の２分の１の位置（Ｙ＝（Ｌ１−Ｌ２）／２）が中間位置ＷＰ１２に設定される。回転軸６３を回転速度ωにより回転させると、中間位置ＷＰ１２における回転角度Ｒ１２は、開始位置ＷＰ１の回転角度Ｒ１と終了位置ＷＰ２の回転角度Ｒ２との半分ではなく、回転角度Ｒ１に近い回転角度となる。開始位置ＷＰ１が軸中心位置ＣＰから離れているので、回転速度ωの時間ｔの関数ω(ｔ)は、最初遅く、徐々に速くなる。中間位置ＷＰ１２では、回転軸６３の回転角度Ｒ１２が半分にならない。
【００５７】
そこで、第１軌跡制御方法では、中間位置ＷＰ１２の座標が、Ｘ軸＝０［mm］、Ｙ軸＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２［mm］、Ｚ軸＝０［mm］、Ｒ軸＝（Ｒ２＋Ｒ１）／２［rad］に、明示的に設定される。このように設定されると、中間位置ＷＰ１２において、回転軸６３の回転角度Ｒ１２を回転角度Ｒ１と回転角度Ｒ２との半分に調整することができる。
すなわち、開始位置ＷＰ１から終了位置ＷＰ２までのワーク作業において設定される全体の定数Ｋを用いて、軌跡が制御されていない。第１軌跡制御方法では、定数Ｋに代えて、開始位置ＷＰ１から中間位置ＷＰ１２までのワーク作業において設定される定数Ｋ１と、中間位置ＷＰ１２から終了位置ＷＰ２までのワーク作業において設定される定数Ｋ２との２つの定数を用いて、軌跡が制御される。
【００５８】
（４）第２軌跡制御方法
前述の第１軌跡制御方法では、移動量「Ｌ*Δθ」を一定に保つべく、回転軸６３の回転速度ωが厳密に算出されている。第２軌跡制御方法では、移動量「Ｌ*Δθ」がある程度の値（判定値又は閾値）を超えない制限が設定されている。
具体的に例示すると、第２軌跡制御方法では、まず、ワーク９に対するツール７のＸ軸方向、Ｙ軸方向への移動速度に応じて、一定の速度と仮定して、回転軸６３の回転速度ωが算出される。そして、最大の距離Ｌでの移動量「ＬMAX*Δθ」が判定値を超えないとき、軌跡制御がそのまま継続される。一方、判定値を超えたときには、判定値を超えた状況を示す、例えば「運転エラー（ERROR）」表示がなされ、又併せてティーチング（ロボット１の制御プログラム）の見直しが促される。
また、第２軌跡制御方法は、単に「運転エラー」表示だけではなく、判定値を超えるワーク作業位置を表示してもよく、加えて該当するワーク作業位置において移動量「Ｌ*Δθ」の減少を促してもよい。
【００５９】
（５）第３軌跡制御方法
第３軌跡制御方法は、第１軌跡制御方法と第２軌跡制御方法とを組み合わせた方法である。具体的に説明する。第３軌跡制御方法は、第２軌跡制御方法において移動量「ＬMAX*Δθ」が判定値を超えて「運転エラー」となるワーク作業位置の近傍に、第１軌跡制御方法における中間位置ＷＰ１２（図４（Ｂ）参照）を自動的に設定する方法である。
このような第３軌跡制御方法が採用されると、自動的に設定された中間位置ＷＰ１２において、移動量「Ｌ*Δθ」を判定値以下に調整し、軌跡制御を実行することができる。
【００６０】
（６）第４軌跡制御方法
回転軸６３の回転を含む、ツール７が同一の軌跡を描く軌跡制御であっても、軸中心位置ＣＰに対して、何処のワーク作業位置において軌跡を描くかにより、移動量「Ｌ*Δθ」が変化する。つまり、軸中心位置ＣＰに対して、ワーク９を何処に配置し保持するかによって、軌跡制御の難易度並びに移動量「ＬMAX*Δθ」が変化する。ワーク作業において、ツール７の軌跡が決定されていても、ワーク９の配置位置に関して任意性があるので、第４軌跡制御方法では、軸中心位置ＣＰに対して適切なワーク作業位置にワーク９を配置することが促される。
【００６１】
具体的な例示に基づいて説明する。平面視において円形状のワーク９の周縁に沿って、ツール７としてのシリンジから接着剤を塗布するワーク作業では、回転軸６３が３６０度回転する。このとき、第４軌跡制御方法では、回転軸６３の軸中心位置ＣＰにワーク９の円形状の中心位置を一致させてワーク保持部８にワーク９が保持される（図１及び図４（Ｂ）参照）。軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌは、円の半径と一致し、一定となる。このとき、距離Ｌは最大の距離Ｌであり、移動量は「ＬMAX*Δθ」である。
ここで、軸中心位置ＣＰに対してワーク９の円形状の中心位置がずれると、距離Ｌよりも軸中心位置ＣＰから離れたワーク作業位置が発生する。このような場合、第４軌跡制御方法では、ワーク９を配置する位置に従って変化する移動量「ＬMAX*Δθ」が算出され、この移動量「ＬMAX*Δθ」が最小となるワーク保持部８上での最適な位置を求め、求められた最適な位置にワーク９が保持される。
【００６２】
（実施例）
本実施の形態に係るロボット１の制御方法において、軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌの変化に応じて、回転機構６の回転軸６３の回転角度Ｒを変化させてツール７の軌跡制御を行う具体的な例について説明する。
【００６３】
（１）軌跡制御方法の第１実施例
軌跡制御方法の第１実施例は、上記式＜３＞に示す、距離Ｌの時間ｔの関数Ｌ(ｔ)と回転速度ωの時間ｔの関数ω(ｔ)との積「Ｌ(ｔ)*ω(ｔ)」を一定に保つ軌跡制御方法の具体例である。
【００６４】
図５に示されるように、第１実施例では、軸中心位置ＣＰからＹ軸方向へ２０［mm］離れた位置に配置され保持されたワーク９の周縁に、接着剤としてのシーリング剤を塗布するワーク作業について説明する。ワーク９は、平面視において、Ｘ軸方向の長さを５０［mm］とし、Ｙ軸方向の長さを１００［mm］とする、便宜的に厚さを持たない、矩形状（長方形状）に形成されている。ワーク９は例えばスマートフォンの筐体である。ＸＹ座標において、Ｘ軸＝０［mm］、Ｙ軸＝０［mm］の位置が軸中心位置ＣＰとされる。
【００６５】
ワーク９の右辺中央のワーク作業位置はワーク作業の開始位置ＷＰ１とされ、開始位置ＷＰ１の座標位置はＸ軸＝２５［mm］、Ｙ軸＝７０［mm］とされる。また、開始位置ＷＰ１はワーク作業の終了位置ＷＰ９でもある。ワーク作業では、反時計回りに、開始位置ＷＰ１から、作業位置ＷＰ２、作業位置ＷＰ３、…、終了位置ＷＰ９まで一周にわたってシーリング剤が塗布される。
【００６６】
開始位置ＷＰ１の次段のワーク作業位置となる作業位置ＷＰ２の座標位置はＸ軸＝２５［mm］、Ｙ軸＝１２０［mm］である。作業位置ＷＰ３の座標位置はＸ軸＝０［mm］、Ｙ軸＝１２０［mm］、作業位置ＷＰ４の座標位置はＸ軸＝−２５［mm］、Ｙ軸＝１２０［mm］である。作業位置ＷＰ５の座標位置はＸ軸＝−２５［mm］、Ｙ軸＝７０［mm］、作業位置ＷＰ６の座標位置はＸ軸＝−２５［mm］、Ｙ軸＝２０［mm］である。作業位置ＷＰ７の座標位置はＸ軸＝０［mm］、Ｙ軸＝２０［mm］、作業位置ＷＰ８の座標位置はＸ軸＝２５［mm］、Ｙ軸＝２０［mm］である。
ツール７の移動速度は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれにおいて一定の線速度に設定される。
【００６７】
開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２、作業位置ＷＰ４から作業位置ＷＰ５等、Ｙ軸方向への移動距離は５０［mm］、作業位置ＷＰ２から作業位置ＷＰ３、作業位置ＷＰ３から作業位置ＷＰ４等のＸ軸方向への移動距離は２５［mm］に設定されている。ツール７の移動速度が例えば７５［mm/sec］に設定されると、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ３まで、作業位置ＷＰ３から作業位置ＷＰ５まで、作業位置ＷＰ５から作業位置ＷＰ７まで、作業位置ＷＰ７から終了位置ＷＰ９まで、各々の移動時間は１［sec］となる。つまり、開始位置ＷＰ１から終了位置ＷＰ９まで、ツール７がワーク９の周縁を一周する移動時間は４［sec］である。
【００６８】
開始位置ＷＰ１から終了位置ＷＰ９までの移動に伴い、ツール７の先端の角度が各作業位置において９０度→１５０度→１８０度→２１０度→２７０度→３３０度→３６０度→３９０度→４５０度へ変化し、先端が一回転する。ツール７の先端は、ここではシリンジのニードルである。各角度はＸ軸方向（正方向）とツール７の先端とがなす角度である。つまり、開始位置ＷＰ１においてツール７の先端が９０度に設定されている状態とは、ツール７の先端が移動方向に向いている状態を意味している。従って、ツール７の先端は、移動方向へ向きを変えながら３６０度回転する設定とされている。
【００６９】
図６に示されるように、軸中心位置ＣＰ（Ｘ軸＝０［mm］、Ｙ軸＝０［mm］）からの距離Ｌは、ツール７の先端の移動に伴い変化する。図６において、縦軸は軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌ［mm］を示し、横軸はワーク作業時間［sec］を示している。距離Ｌは、ツール７が４秒間において一周する時系列グラフとして表現されている。
【００７０】
詳しく説明すると、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２へのツール７の移動はＹ軸方向（正方向）への移動になるので、ツール７の移動に伴い、距離Ｌは増加する。具体的には、距離Ｌは約７５［mm］から１２０［mm］強へ増加する。作業位置ＷＰ２から作業位置ＷＰ３へツール７が移動すると、距離Ｌは若干小さくなり、作業位置ＷＰ３において距離Ｌは１２０［mm］になる。作業位置ＷＰ３から作業位置ＷＰ４へツール７が移動すると、距離Ｌは若干増加する。その後、作業位置ＷＰ４から作業位置ＷＰ５へツール７が移動すると、ワーク作業位置が軸中心位置ＣＰに近づき、距離Ｌは減少する。ツール７が作業位置ＷＰ７へ移動すると、距離Ｌは最小の２０［mm］になる。そして、作業位置ＷＰ７から作業位置ＷＰ８を経て終了位置ＷＰ９へツール７が移動すると、距離Ｌは徐々に増加する。このように、軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌはツール７の移動と共に、表現を代えれば時間の経過と共に変化する。
【００７１】
図７にはツール７の移動に伴う回転軸６３の回転速度ωが示されている。縦軸は回転軸６３の回転速度ω［度/sec］を示し、横軸は図６の横軸と同様にワーク作業時間［sec］を示している。図７において、回転軸６３を一定の回転速度ωｃ、ここで９０［度/sec］に設定された比較例が破線を用いて示されている。
一定の回転速度ωｃに対して、本実施例に係る軌跡制御方法では、距離Ｌの時間ｔの関数Ｌ(ｔ)と回転速度ωの時間ｔの関数ω(ｔ)との積「Ｌ(ｔ)*ω(ｔ)」が一定となる回転速度ωに制御される。回転速度ωは実線を用いて示されている。
【００７２】
ツール７の先端の角度が大きく変化するワーク作業位置、具体的には開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２では、作業位置ＷＰ２での角度を１５０度に設定すると、回転軸６３の回転速度ωの調整が難しくなる。そこで、軌跡制御方法では、作業位置ＷＰ２でのツール７の角度は設定せずに、作業位置ＷＰ３において角度が１８０度となるように、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ３までの回転速度が設定される。この設定によれば、作業位置ＷＰ２では、角度が１５４．８度となる。距離Ｌが大きい部分での回転軸６３の回転速度ωを抑えるため、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２まで、ツール７は速く回転させる。
【００７３】
図７に示されるように、軌跡制御方法の前半では、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２において、距離Ｌが増加していくので、回転速度ωの時間ｔの関数ω(t)は時間の経過と共に減少する。作業位置ＷＰ２から作業位置ＷＰ３では関数ω(ｔ)は若干増加し、作業位置ＷＰ３から作業位置ＷＰ４では関数ω(ｔ)は若干減少する。作業位置ＷＰ４において回転速度ωが約８０［度/sec］に減少した後に、作業位置ＷＰ５まで回転速度ωは増加していく。
軌跡制御方法の後半では、作業位置ＷＰ５から作業位置ＷＰ６へは回転速度ωは減少し、作業位置ＷＰ６では最小の回転速度ωになる。そして、作業位置ＷＰ６から作業位置ＷＰ７、作業位置ＷＰ８のそれぞれを通って終了位置ＷＰ９へツール７が戻る。回転軸６３の軸中心位置ＣＰから最も近い（距離Ｌが最小の）作業位置ＷＰ７（Ｘ軸＝０［mm］、Ｙ軸＝２０［mm］）において、回転速度ωは最大の約１６０［度/sec］に制御される。作業位置ＷＰ７から終了位置ＷＰ９までは、距離Ｌの増加に伴い、回転速度ωは減少していく。
【００７４】
なお、図７に示される実線の算出には、上記式＜４＞が使用されている。具体的には、開始位置ＷＰ１→作業位置ＷＰ３、作業位置ＷＰ３→作業位置ＷＰ５、作業位置ＷＰ５→作業位置ＷＰ７、作業位置ＷＰ７→終了位置ＷＰ９のそれぞれにおいて、ツール７の先端が９０度回転する定数Ｋが求められる。この定数Ｋを用いて、関数ω(ｔ)が算出されている。定数Ｋの算出は、本来、積分になるが、図７に示される実線は、求められた定数Ｋを離散化し近似して算出されている。このため、若干の誤差が含まれている。
【００７５】
図８には回転軸６３の回転による必要な移動量「Ｌ*Δθ」が示されている。縦軸は回転軸６３の回転による、ワーク９に対するツール７の移動速度［mm/sec］を示し、横軸は図６及び図７の横軸と同様にワーク作業時間［sec］を示している。
図７と同様に、図８において、回転軸６３を一定の回転速度ωｃに設定された比較例が破線を用いて示されている。比較例の場合、移動量は「Ｌ(ｔ)*ωｃ」になり、この移動量「Ｌ(ｔ)*ωｃ」のグラフは、図６に示される距離Ｌの時間ｔの関数Ｌ(ｔ)のグラフに対して相似形状になる。
【００７６】
比較例に対して、図８に実線を用いて示されるように、本実施例に係る軌跡制御方法では、距離Ｌと回転速度ωとの積「Ｌ*ω」である移動速度Ｖが一定に制御されている。詳しく説明すると、開始位置ＷＰ１、作業位置ＷＰ２、作業位置ＷＰ３、作業位置ＷＰ４、作業位置ＷＰ５のそれぞれにおいて、移動速度Ｖは約１６０［mm/sec］の一定値に制御されている。また、作業位置ＷＰ５、作業位置ＷＰ６、作業位置ＷＰ７、作業位置ＷＰ８、終了位置ＷＰ９のそれぞれにおいて、移動速度Ｖは約５５［mm/sec］の一定値に制御されている。
【００７７】
前述の図５に示されるワーク作業では、回転軸６３の回転により、ワーク９に対してツール７の移動速度Ｖは作業位置ＷＰ３付近において最大となる。図８に破線を用いて示されるように、作業位置ＷＰ３付近において移動速度Ｖは１８０［mm/sec］に達する。
これに対して、本実施例に係る軌跡制御方法によれば、移動量「Ｌ*Δθ」が一定に調整された回転速度ωであれば、移動速度を１６０［mm/sec］に抑制することができる。
【００７８】
（２）軌跡制御方法の第２実施例
軌跡制御方法の第２実施例は、回転機構６の回転軸６３の軸中心位置ＣＰとワーク作業位置との関係を変えた例を説明するものである。
図９に示されるように、本実施例に係る軌跡制御方法では、ワーク９は第１実施例に係るワーク９と同一であり、回転軸６３の軸中心位置ＣＰとワーク９の中心位置とが一致されている。
詳しく説明する。ワーク作業の開始位置ＷＰ１並びに終了位置ＷＰ９の座標位置はＸ軸＝２５［mm］、Ｙ軸＝０［mm］である。このとき、ツール７の角度は９０［度］である。作業位置ＷＰ２の座標位置はＸ軸＝２５［mm］、Ｙ軸＝５０［mm］である。作業位置ＷＰ３の座標位置はＸ軸＝０［mm］、Ｙ軸＝５０［mm］である。このとき、ツール７の角度は１８０［度］である。作業位置ＷＰ４の座標位置はＸ軸＝−２５［mm］、Ｙ軸＝５０［mm］である。作業位置ＷＰ５の座標位置はＸ軸＝−２５［mm］、Ｙ軸＝０［mm］である。このとき、ツール７の角度は２７０［度］である。作業位置ＷＰ６の座標位置はＸ軸＝−２５［mm］、Ｙ軸＝−５０［mm］である。作業位置ＷＰ７の座標位置はＸ軸＝０［mm］、Ｙ軸＝−５０［mm］である。このとき、ツール７の角度は３６０［度］である。作業位置ＷＰ８の座標位置はＸ軸＝２５［mm］、Ｙ軸＝−５０［mm］である。作業位置ＷＰ２、作業位置ＷＰ４、作業位置ＷＰ６、作業位置ＷＰ８のそれぞれにおいて、ツール７の角度は指定されていない。
【００７９】
図１０には軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離とワーク作業時間との関係が示されている。縦軸は軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌ［mm］を示し、横軸はワーク作業時間［sec］を示している。
図１０に示されるように、軸中心位置ＣＰから開始位置ＷＰ１、作業位置ＷＰ５、終了位置ＷＰ９までの距離Ｌは小さくなる。作業位置ＷＰ２、作業位置ＷＰ４、作業位置ＷＰ６、作業位置ＷＰ８のそれぞれでは、軸中心位置ＣＰからの距離Ｌは最大となる。このときの距離Ｌは約５５［mm］である。
【００８０】
図１１には回転軸６３の回転速度ωとワーク作業時間との関係が示されている。縦軸は回転軸６３の回転速度ω［度/sec］を示し、横軸は図１０の横軸と同様にワーク作業時間［sec］を示している。
図１１に示されるように、ツール７の移動に伴う回転軸６３の回転速度ωは減少する。開始位置ＷＰ１、作業位置ＷＰ５、終了位置ＷＰ９のそれぞれにおいて、最大の回転速度ωとなる。このときの回転速度ωは約１４０［度/sec］である。
【００８１】
図１２にはツール７の移動速度とワーク作業時間との関係が示されている。縦軸は回転軸６３の回転による、ワーク９に対するツール７の移動速度Ｖ［mm/sec］を示し、横軸は図９及び図１０の横軸と同様にワーク作業時間［sec］を示している。
図１２に示されるように、本実施例に係る軌跡制御方法では、回転軸６３の回転による必要な移動量「Ｌ*Δθ」を小さくすることができる。本実施例に係る軌跡制御方法では、移動量が一定に調整された回転速度ωであれば、開始位置ＷＰ１〜終了位置ＷＰ９のそれぞれのワーク作業位置において、移動速度Ｖを約６０［mm/sec］に抑制することができる。比較例に係る移動速度Ｖに対して、本実施例に係る軌跡制御方法では、約３分の２の移動速度Ｖまで下げることができる。
なお、平面視において、長方形形状のワーク９内に軸中心位置ＣＰが配置されれば、移動速度Ｖが小さくなるが、ワーク９の中心位置に軸中心位置ＣＰが一致されたとき、移動速度Ｖは最小値となる。
【００８２】
（３）軌跡制御方法の第３実施例
軌跡制御方法の第３実施例は、第１実施例において、回転機構６の回転軸６３の軸中心位置ＣＰとワーク作業位置の開始位置ＷＰ１並びに終了位置ＷＰ９との関係を変えた例を説明するものである。
【００８３】
図１３に示されるように、本実施例に係る軌跡制御方法では、ワーク９は第１実施例に係るワーク９と同一であり、回転軸６３の軸中心位置ＣＰに対するワーク９の配置位置は第１実施例に係るワーク９の配置位置と同一である。しかしながら、本実施例に係る軌跡制御方法では、ワーク作業の開始位置ＷＰ１、作業位置ＷＰ５並びに終了位置ＷＰ９が、第１実施例に対して相違している。
【００８４】
詳しく説明すると、ワーク９において、ワーク作業の開始位置ＷＰ１の座標位置はＸ軸＝２５［mm］、Ｙ軸＝４０［mm］である。このとき、ツール７の角度は９０［度］である。同様に、終了位置ＷＰ９の座標位置はＸ軸＝２５［mm］、Ｙ軸＝４０［mm］である。このとき、ツール７の角度は４５０［度］である。そして、作業位置ＷＰ５の座標位置はＸ軸＝−２５［mm］、Ｙ軸＝４０［mm］である。このとき、ツール７の角度は２７０［度］である。つまり、第１実施例に対して、ワーク作業位置の開始位置ＷＰ１、作業位置ＷＰ５、終了位置ＷＰ９のそれぞれは軸中心位置ＣＰの近くに設定され、Ｙ軸方向の距離が小さい設定とされている。
【００８５】
図１４には軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離とワーク作業時間との関係が示されている。縦軸は軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌ［mm］を示し、横軸はワーク作業時間［sec］を示している。
本実施例に係る軌跡制御方法では、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２までの距離並びに作業位置ＷＰ４から作業位置ＷＰ５までの距離が長くなる。逆に、作業位置ＷＰ５から作業位置ＷＰ６までの距離並びに作業位置ＷＰ８から終了位置ＷＰ９までの距離は短くなる。
【００８６】
図１５には回転軸６３の回転速度ωとワーク作業時間との関係が示されている。縦軸は回転軸６３の回転速度ω［度/sec］を示し、横軸は図１４の横軸と同様にワーク作業時間［sec］を示している。
図１５に示されるように、ワーク作業の開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２までの距離並びに作業位置ＷＰ４から作業位置ＷＰ５までの距離が長くなっているので、ワーク９に対するツール７の移動時間が長くなる。このため、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ５までのワーク作業位置において、回転軸６３の回転速度ωは減少する。
【００８７】
図１６にはツール７の移動速度とワーク作業時間との関係が示されている。縦軸は回転軸６３の回転による、ワーク９に対するツール７の移動速度［mm/sec］を示し、横軸は図１４及び図１５の横軸と同様にワーク作業時間［sec］を示している。
図１６に示されるように、本実施例に係る軌跡制御方法では、回転軸６３の回転による必要な移動量「Ｌ*Δθ」を小さくすることができる。ワーク９に対してツール７が一定の線速度、例えば前例の通り、７５［mm/sec］により移動されていると仮定すれば、実線を用いて示されるように、開始位置ＷＰ１〜作業位置ＷＰ５までの移動速度Ｖを約１００［mm/sec］以内に抑えることができる。前述の図８に示される比較例における移動速度Ｖは約１８０［mm/sec］、第１実施例における移動速度Ｖは約１６０［mm/sec］であるので、第３実施例では、移動速度Ｖをかなり減少させることができる。
また、図１６に破線を用いて示される比較例では、一定の回転速度ωｃでの移動速度Ｖは作業位置ＷＰ３付近において１３０［mm/sec］に達する。
【００８８】
（ロボット１の制御フロー）
次に、ロボット１の制御方法を説明する制御フロー、並びに併せて制御方法をコンピュータに実行させるプログラムについて説明する。
【００８９】
（１）第１制御フロー
まず、図１７に示される第１制御フローについて説明する。第１制御フローは、回転機構６の回転軸６３の回転によるツール７の移動量「Ｌ(ｔ)*ω(ｔ)」を一定に保つプランニングを行い、ロボット１の制御動作を実行させる。この制御動作の実行において、定数Ｋが上限値（判定値又は閾値）となる限界定数値「ＫMAX」を超えたとき、「運転エラー」として、制御動作を停止させる。以下、詳しく説明する。
【００９０】
図１７に示される第１制御フローが開始される。
最初に、図３に示されるロボット１の制御部１０において、ポイント列記憶装置１０４にワーク作業の作業位置情報が取得され、かつ、記憶される（ステップＳ１）。この作業位置情報はロボット制御プログラム記憶装置１０２に格納されたロボット制御プログラムにより順次読み出され、ロボット制御プログラムは第１移動機構３等の各ユニットの移動の制御を開始する。
ここでは、理解し易くするために、ワーク作業の開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２まで、設定された線速度において、連続結路制御（CPC：Continuous Path Control）により、ワーク９の回転並びにツール７の移動を制御する例を説明する（図５参照）。後述する第２制御フロー並びに第３制御フローについても、同様の例を用いて説明する。開始位置ＷＰ１は、三次元座標において、Ｘ軸＝Ｘ１、Ｙ軸＝Ｙ１、Ｚ軸＝Ｚ１の座標位置に設定される。このときのツール７の先端の角度ＲはＲ１（例えば９０度）に設定される。一方、作業位置ＷＰ２はＸ軸＝Ｘ２、Ｙ軸＝Ｙ２、Ｚ軸＝Ｚ２の座標位置に設定される。このときのツール７の先端の角度ＲはＲ２（例えば１５０度）に設定される。
【００９１】
制御開始から経過した時間をｔとすると、時間ｔにおけるＸ軸方向の座標位置はＸ(ｔ)、Ｙ軸方向の座標位置はＹ(ｔ)になる。ここで、Ｘ軸方向の座標位置、Ｙ軸方向の座標位置のそれぞれは、回転軸６３の軸中心位置ＣＰのＸ軸方向の座標位置を「０」とし、Ｙ軸方向の座標位置を「０」とした二次元座標により特定される。なお、Ｚ軸方向の説明は省略する。
【００９２】
軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌの時間ｔの関数Ｌ(t)は次式＜６＞により求められる。
【数６】
2020146817.tif 000008
【００９３】
開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２への移動に伴い、回転機構６の回転軸６３（図２参照）は角度Ｒ１から角度Ｒ２まで回転する。回転速度はω(ｔ)である。回転速度ω(ｔ)は、一定の回転速度ではなく、軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌの時間ｔの関数Ｌ(ｔ)に従い、移動量「Ｌ(ｔ)*ω(ｔ)」が一定の定数Ｋとなる回転速度に制御される。このため、定数Ｋが次式＜７＞を用いて算出される（ステップＳ２）。
【数７】
2020146817.tif 000009
なお、定数Ｋの算出を含む演算処理、後述する比較判定処理等の各種処理は、図３に示される制御部１０の中央演算処理ユニット１０１を主体として構築されるコンピュータを用いて実行される。
【００９４】
上記式＜７＞を用いて算出された定数Ｋが、予め設定されている限界定数値「ＫMAX」に対して比較される（ステップＳ３）。
定数Ｋが限界定数値「ＫMAX」を超えていないと判定された場合には、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２まで、回転軸６３の回転速度ωの時間ｔの関数ω(ｔ)を算出しながら、算出毎にワーク９に対してツール７を移動させる制御が実行される（ステップＳ４）。関数ω(ｔ)は上記式＜４＞を用いて求められる。ツール７の移動の制御が終了すると、この第１制御フローが終了する。
【００９５】
一方、ステップＳ３において、定数Ｋが限界定数値「ＫMAX」を超えていると判定された場合には、回転軸６３の回転速度ωが制限値を超えてしまうので、「運転エラー（回転制限オーバーエラー）」のメッセージが表示される（ステップＳ５）。そして、「運転エラー」のメッセージを表示した直後に、ツール７の移動が停止され（ステップＳ６）、「運転エラー」によって第１制御フローが強制的に停止される（ステップＳ７）。
【００９６】
（２）第２制御フロー
図１８に示される第２制御フローについて説明する。第２制御フローでは、ツール７を実際に移動させる合成移動量が算出され、この移動量が限界定数値「ＫMAX」に対して判定され、判定結果に基づいてツール７の移動が制御される。詳しく説明する。
【００９７】
図１８に示される第２制御フローが開始される。
まず、第１制御フローのステップＳ１と同様に、ワーク作業の作業位置情報が取得され（ステップＳ１１）、ロボット制御プログラムは第１移動機構３等の各ユニットの移動の制御を開始する。引き続き、第１制御フローのステップＳ２と同様に、定数Ｋが算出される（ステップＳ１２）。
【００９８】
次に、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２まで、回転軸６３の回転速度ωの時間ｔの関数ω(ｔ)を算出しながら、算出毎にワーク９に対してツール７を移動させる制御が開始される（ステップＳ１３）。すなわち、以降のステップＳ１４〜ステップＳ１７までの処理が、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２に至るまで、繰り返し実行される。
【００９９】
ステップＳ１４では、回転軸６３の回転速度ω、開始位置ＷＰ１〜作業位置ＷＰ２までの間において軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌ、移動量「Ｌ*ω」のそれぞれが算出される。さらに、ステップＳ１４では、ワーク９に対するＸ軸方向及びＹ軸方向のツール７の移動量、このＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量と移動量「Ｌ*ω」との合成移動量のそれぞれが算出される。合成移動量は、回転軸６３の回転が無い場合の移動量であって、ワーク９に対してツール７を実際に移動させる量である。
【０１００】
ステップＳ１５では、ステップＳ１４において算出された合成移動量が限界定数値「ＫMAX」に対して比較される。
合成移動量が限界定数値「ＫMAX」を超えていないと判定された場合には、回転軸６３を回転速度ωにおいて回転させ、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２へ向かって、合成移動量だけツール７が移動する（ステップＳ１６）。ツール７が移動すると、作業位置ＷＰ２に到達したか否かが判定される（ステップＳ１７）。
ツール７が作業位置ＷＰ２に到達していないと判定されたときには、ステップＳ１４に処理が戻る。ツール７が作業位置ＷＰ２に到達していると判定されたときには、ツール７の移動の制御が終了し、この第２制御フローが終了する。
【０１０１】
一方、ステップＳ１５において、合成移動量が限界定数値「ＫMAX」を超えていると判定された場合には、回転速度ωが制限値を超えてしまうので、「運転エラー」のメッセージが表示される（ステップＳ１８）。そして、「運転エラー」のメッセージを表示した直後に、ツール７の移動が停止され（ステップＳ１９）、「運転エラー」によって第２制御フローが強制的に停止される（ステップＳ２０）。
【０１０２】
第２制御フローでは、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２までワーク作業区間が一定の微小時間ΔＴ毎に区切られ、微小時間ΔＴ毎にツール７の移動量が逐次算出され、この算出結果に基づいてツール７を移動させることができる。
【０１０３】
（３）第３制御フロー
図１９に示される第３制御フローについて説明する。
前述の図１７及び図１８に示される第１制御フロー及び第２制御フローでは、ロボット１において、ロボット制御プログラムが実行されると、この実行に伴ってツール７の移動が実際に制御される。
第３制御フローでは、ロボット制御プログラムを実行させてツール７を仮想的に移動させるシミュレーションを実現することができる。つまり、第３制御フローでは、ポイントティーチングがなされた時点において、実際のツール７の移動を伴わずに「運転エラー」が発生するか否のシミュレーションを実現することができる。ポイントティーチングがなされた時点とは、ワーク作業の作業位置情報が取得され、更にツール７の移動速度が取得された時点である。詳しく説明する。
【０１０４】
図１９に示される第３制御フローが開始される。
まず、第１制御フローのステップＳ１と同様に、ワーク作業の作業位置情報が取得され（ステップＳ２１）、ロボット制御プログラムは第１移動機構３等の各ユニットの仮想的な移動の制御を開始する。
次に、ワーク９に対するツール７の移動速度Ｖが設定される（ステップＳ２２）。第３制御フローでは、移動速度Ｖが微小移動速度ΔＶだけ繰り返し調整され、「運転エラー」が回避されるまで、シミュレーションが実行される。
【０１０５】
開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２まで、移動速度Ｖにおいて、ワーク９に対してツール７が仮想的に移動する。このときの回転軸６３の回転角度量（Ｒ２−Ｒ１）、軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌに基づいて、上記式＜７＞を用いて定数Ｋが算出される（ステップＳ２３）。
【０１０６】
次に、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２まで、回転軸６３の回転速度ωの時間ｔの関数ω(ｔ)を算出しながら、算出毎にワーク９に対してツール７を仮想的に移動させる制御が開始される（ステップＳ２４）。すなわち、以降のステップＳ２５〜ステップＳ２８までの処理が、開始位置ＷＰ１から作業位置ＷＰ２に至るまで、繰り返し実行される。
【０１０７】
ステップＳ２５では、回転軸６３の回転速度ω、開始位置ＷＰ１〜作業位置ＷＰ２までの間において軸中心位置ＣＰからワーク作業位置までの距離Ｌ、移動量「Ｌ*ω」のそれぞれが算出される。さらに、ステップＳ２５では、ワーク９に対するＸ軸方向及びＹ軸方向のツール７の移動量、このＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量と移動量「Ｌ*ω」との合成移動量のそれぞれが算出される。
【０１０８】
ステップＳ２６では、ステップＳ２５において算出された合成移動量が限界定数値「ＫMAX」に対して比較される。
合成移動量が限界定数値「ＫMAX」を超えていないと判定された場合には、この判定されたワーク作業位置のＸＹ座標において、ツール７の仮想的な移動が進められる（ステップＳ２７）。
引き続き、作業位置ＷＰ２に到達したか否かが判定される（ステップＳ２８）。ツール７が作業位置ＷＰ２に到達していないと判定されたときには、ステップＳ２５に処理が戻る。
【０１０９】
ステップＳ２８において、ツール７が作業位置ＷＰ２に到達していると判定されたときには、この移動速度Ｖは、「運転エラー」にならない速度になるので、制御部１０の表示装置２３（図３参照）に表示される。表示後、ツール７の仮想的な移動の制御（シミュレーション）が終了し、この第３制御フローが終了する。
【０１１０】
一方、ステップＳ２６において、合成移動量が限界定数値「ＫMAX」を超えていると判定された場合には、ツール７の移動速度Ｖが微小移動速度ΔＶだけ調整される（ステップＳ３０）。ここでは、移動速度Ｖが微小移動速度ΔＶだけ下げられる。この後、ステップＳ２３の処理に戻り、定数Ｋの算出から繰り返し各処理が実行され、最適な移動速度Ｖがシミュレーションにより求められる。
【０１１１】
（４）第４制御フロー
第４制御フローは、第３制御フローに準じて、第１制御フローを用いてシミュレーションを実現する制御フローである。
前述の図１７に示される第１制御フローでは、ステップＳ２において算出された定数ＫがステップＳ３において限界定数値「ＫMAX」に対して比較可能とされている。ステップＳ４において、関数ω(ｔ)を算出しながら、ツール７を実際に移動させずに、ツール７を仮想的に移動させることにより、第４制御フローでは第１制御フローに基づいてシミュレーションを実現することができる。
【０１１２】
（５）第５制御フロー
第５制御フローは、第４制御フローと同様に、第３制御フローに準じて、第２制御フローを用いてシミュレーションを実現する制御フローである。
前述の図１８に示される第２制御フローでは、ステップＳ１４において算出された合成移動量がステップＳ１５において限界定数値「ＫMAX」に対して比較可能とされている。ステップＳ１６において、ツール７を実際に移動させずに、合成移動量だけツール７を仮想的に移動させる（計算上の座標だけを更新させる）ことにより、第５制御フローでは第２制御フローに基づいてシミュレーションを実現することができる。
【０１１３】
（制御フローにおいて「運転エラー」を発生させない方法
ここで、第１制御フロー〜第５制御フローにおいて、「運転エラー」を発生させない方法について説明する。「運転エラー」を発生させない方法として、下記第１方法〜第４方法が有効である。
第１方法：移動速度Ｖを下げる方法
第２方法：ワーク作業位置を変更し、軸中心位置ＣＰからの距離Ｌを小さくする方法
第３方法：回転軸６３の角度指定を緩和する方法
第４方法：軌跡を指定するワーク作業位置を変更する方法
以下、第１方法〜第４方法について説明する。
【０１１４】
（１）第１方法
図１７に示される第１制御フローでは、ステップＳ３において、定数Ｋが限界定数値「ＫMAX」に対して比較されている。定数Ｋが限界定数値「ＫMAX」を超えると、ステップＳ５へ移行し、「運転エラー」が発生する。
そこで、第１方法は、定数Ｋ／限界定数値「ＫMAX」の比率において、移動速度Ｖを下げる。定数Ｋは移動速度Ｖに比例する関係にある（例えば上記式＜３＞参照）。第１方法によれば、「運転エラー」の発生を効果的に抑制又は防止することが、ロボット１の制御方法において実現可能となる。
【０１１５】
図１８に示される第２制御フローでは、駆動速度Ｖを何処まで下げれば「運転エラー」の発生を抑制可能であるかを、単純に算出することができない。
そこで、第２制御フローにおいて、第１方法は、移動速度Ｖを微小移動速度ΔＶだけ下げながら、「運転エラー」が発生しなくなる移動速度Ｖに到達するまで、処理を繰り返し行う。
【０１１６】
（２）第２方法
第２方法では、１つのワーク作業位置が、複数のワーク作業のいずれかに属するかが判定され、属するワーク作業に従って、補正される。ワーク作業位置が変更され、ワーク作業位置が並行移動及び回転移動したときに、同一のワーク作業では、並行移動及び回転移動したワーク作業位置が同一となるので、ワーク作業位置のすべてにおいて「運転エラー」の発生を回避させることができる。詳しく説明する。
【０１１７】
図２０にはワーク作業位置の補正フローが示されている。
第２方法では、最初に、ワーク作業にあるワーク９のワーク作業位置が検出される（ステップＳ３１）。ワーク作業位置の検出には例えばカメラ等の撮像デバイスが使用され、ワーク作業位置は画像情報として検出される。
【０１１８】
画像情報は前述の図３に示される制御部１０のポイント列記憶装置１０４に格納されたワーク作業位置の情報に対して比較され、ワーク作業位置に位置ずれがあるか否かが判定される（ステップＳ３２）。この判定には、図３に示される制御部１０の中央演算処理ユニット１０１が使用される。位置ずれがないと判定されると、この補正フローは終了する。
【０１１９】
一方、位置ずれがあると判定されると、特定のワーク作業に属する場合には、ワーク作業位置の「ポイント属性ワーク補正番号」が取得され、この「ワーク補正番号」と同一のポイントの探索が開始される（ステップ３３）。「ワーク補正番号」は、ワーク作業位置の情報と共に、電子情報としてポイント列記憶装置１０４に格納されている。
探索の次の対象点があるかどうかが判定される（ステップＳ３４）。次に探索される対象点が無くなれば、探索は終了したとして、補正フローは終了する。
【０１２０】
次の探索の対象点がある場合には、その対象点まで進む（ステップＳ３５）。
対象点に付いているワーク補正番号が同じかどうかが判定される（ステップＳ３６）。ワーク補正番号が同じでないとき、その対象点は見送られ、ステップＳ３４へ処理が戻る。
【０１２１】
ステップＳ３６において、対象点のワーク補正番号が同じであると判定されると、この対象点は同一のワーク作業に属している対象点であると判断され、この対象点が並行移動及び回転されて当初のワーク作業位置へ移動される（ステップＳ３７）。
【０１２２】
そして、ステップ３４の処理へ戻り、次対象点が無ければ、この補正フローが終了する。
【０１２３】
第２方法の補正フローでは、同一のワーク作業における同一のワーク作業位置では同一の位置ずれ量の補正が行われる。表現を代えれば、補正フローでは、どのワーク作業位置が１つのワーク作業に属するかを指定し、属するワーク作業に基づいた補正がなされている。つまり、同一の「ポイント属性ワーク補正番号」が付されているワーク作業位置が同一のワーク作業に属する判定がなされている。
補正フローのステップＳ３３及びステップＳ３６では、ワーク作業位置に明示的に「ワーク補正番号」が設定されているが、内部的なリンク等により複数のワーク作業位置を纏めてグループ化した情報を生成し、この情報が制御部１０の記憶装置に予め格納されてもよい。
ワーク作業位置を補正し、このワーク作業位置が属するワーク作業において、ワーク作業位置が並行移動及び回転移動される。この移動に応じて属するワーク作業内において、複数のワーク作業位置のそれぞれの定数Ｋが算出される。算出された定数Ｋは、限界定数値「ＫMAX」を超えたか否かの判定を含めて表示装置２３（図３参照）に表示される。
【０１２４】
例えば、１つのワーク作業に属するワーク作業位置が指定され後、このワーク作業におけるツール７の移動軌跡を結ぶ複数のワーク作業位置のそれぞれに対して、定数Ｋが算出され、算出された定数Ｋが表示される。この表示された定数Ｋが参照され、「運転エラー」の発生を効果的に抑制又は防止する方向へワーク９を移動させることができる。さらに、移動後に、再度、定数Ｋを算出し、かつ、算出された定数Ｋを表示し、「運転エラー」の発生を一層効果的に抑制又は防止するようにしてもよい。
【０１２５】
図２１には定数Ｋの表示例が示されている。この表示例では、１つのワーク作業において５つのワーク作業位置が設定され、それぞれのワーク作業位置において算出された定数Ｋ１〜定数Ｋ５が表示されている。定数Ｋ１〜定数Ｋ５では、数値が表示されると共に、棒グラフが表示されている。定数Ｋ１の値は「１４５」、定数Ｋ２の値は「６０」、定数Ｋ３の値は「２５」、定数Ｋ４の値は「１６０」、定数Ｋ５の値は「３０」である。
表示例では、更に限界定数値「ＫMAX」が棒グラフに重複させて示されている。限界定数値「ＫMAX」が「１３０」であれば、定数Ｋ１及び定数Ｋ４が限界定数値「ＫMAX」を超えていることが、一目瞭然において、ワーク作業者は判定可能である。
【０１２６】
（３）第３方法
第３方法では、回転軸６３の角度指定をワーク作業者が実施し、角度を指定した後にワーク作業位置における定数Ｋが算出され、かつ、算出された定数Ｋが表示され、定数Ｋが限界定数値「ＫMAX」を超えない調整をワーク作業者が行う。定数Ｋの表示例は例えば図２１に示される通りである。
【０１２７】
（４）第４方法
第４方法では、軌跡を指定するワーク作業位置をワーク作業者が変更し、変更した後にワーク作業位置における定数Ｋが算出され、かつ、算出された定数Ｋが表示され、定数Ｋが限界定数値「ＫMAX」を超えない調整をワーク作業者が行う。定数Ｋの表示例は例えば図２１に示される通りである。
【０１２８】
（作用効果）
本実施の形態に係るロボット１は、図１に示されるように、第１移動機構３と、第２移動機構４とを備える。第１移動機構３は、ベース本体２に配設され、ワーク９を回転させる図２に示される回転軸６３を第１軸方向（Ｘ軸方向）へ移動する。第２移動機構４は、図１に示されるように、ベース本体２に支持部４１及び支持部４２を介して支持され、第１軸方向に対して直交する第２軸方向（Ｙ軸方向）へツール７を移動させる。回転軸６３の軸方向（Ｒ軸方向）は、第１軸方向及び第２軸方向に対して直交する第３軸方向（Ｚ軸方向）である。
このように構成されるロボット１では、回転軸６３が、第１移動機構３に配設され、第２移動機構４に配設されないので、第２移動機構４の質量を減少させることができる。質量の減少は第２移動機構４の慣性モーメントの減少となるので、第２移動機構４の移動に伴い、第２移動機構４に発生する振動を効果的に抑制又は防止することができ、ツール７の軌跡制御性能を向上させることができる。
【０１２９】
また、ロボット１は、図１に示されるように、第３移動機構５と、ツール保持部７１と、連結部７２とを備える。第３移動機構５は、第２移動機構４に配設され、第３軸方向へ移動する。ツール保持部７１は、第３移動機構５に配設され、ツール７を保持する。連結部７２は、ツール７に連結され、ワーク作業に必要な供給体をツール７に供給する。
本実施の形態では、ツール７は接着剤を塗布するシリンジとされ、連結部７２は供給体として接着剤を供給する供給チューブとされる。
このように構成されるロボット１では、回転軸６３が、第１移動機構３に配設され、第３移動機構５に配設されていないので、ツール７は第３移動機構５、更には第２移動機構４を中心として回転しない。このため、連結部７２の第３移動機構５や第２移動機構４への巻き付き、絡まり等の不具合を根本的に無くすことができる。
ここで得られる作用効果は、連結部７が供給チューブとされる場合に限定されず、連結部７が配線等であってもよい。
【０１３０】
さらに、ロボット１は、図３に示されるように、制御部１０を備える。制御部１０は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、第１軸方向（Ｘ軸方向）と第２軸方向（Ｙ軸方向）との座標系において、回転軸６３の軸中心位置ＣＰとワーク作業位置ＷＰとの距離Ｌの変化に反比例させて回転軸６３の回転速度ωを制御する（上記式＜４＞参照）。
このように構成されるロボット１では、回転軸６３の軸中心位置ＣＰからワーク作業位置ＷＰまでの距離Ｌが変化しても、ワーク作業位置ＷＰにおいてワーク９に対するツール７の移動速度Ｖが一定に制御される。このため、ワーク作業におけるワーク作業条件が距離Ｌに関係無く一定となるので、ワーク作業の精度を一定に保持することができる。
【０１３１】
また、ロボット１において、図３に示される制御部１０は、図１に示される第１移動機構３の第１軸方向への移動速度、第２移動機構４の第２軸方向への移動速度、図２に示される回転軸６３の回転速度のそれぞれを制御する。そして、制御部１０は、ワーク９におけるツール７の移動速度を一定に制御する（上記式＜３＞参照）。
このように構成されるロボット１では、ワーク作業におけるワーク作業条件が常に一定なるので、ワーク作業の精度を一定に保持することができる。
【０１３２】
さらに、ロボット１では、図２に示されるように、第１移動機構３は、スライドレール３１と、スライダ３２と、回転軸６３と、電動モータ６５とを含んで構成される。スライドレール３１は、ベース本体２上に配設され、第１軸方向を長手方向として延設される。スライダ３２は、スライドレール３１に摺動自在に配設され、第１軸方向へ移動する。回転軸６３は、スライダ３２上において回転自在に配設される。電動モータ６５は、回転軸６３に連結され、回転軸６３を回転させる。
このように構成されるロボット１では、スライドレール３１を第１軸方向へ移動するスライダ３２上に回転軸６３が配設されているので、スライダ３２の第１軸方向への移動と共に回転軸６３を第１軸方向へ移動させることができる。そして、回転軸６３には電動モータ６５が連結されているので、第１軸方向へ移動された回転軸６３によりワーク９を回転させることができる。
加えて、回転軸６３及び電動モータ６５の重量はスライダ３２及びスライドレール３１を介してベース本体２により受け止める構造としているので、回転軸６３を含む回転機構６の重量は第２移動機構４から取り除くことができる。
【０１３３】
また、ロボット１では、図２に示されるように、回転機構６の電動モータ６５は、回転軸６３に対して第２軸方向に配設され、回転伝達機構６４を介して連結される。
このように構成されるロボット１では、第３軸方向において回転軸６３と電動モータ６５とを直結した場合に比較し、回転機構６の第３軸方向の寸法（ロボット１における高さ寸法）を小さくすることができる。電動モータ６５はベース本体２上の空きスペースに配設される。このため、ロボット１の小型化を図ることができる。
【０１３４】
さらに、図１に示される第１移動機構３及び第２移動機構４と、図３に示される制御部１０とを備えたロボット１の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムは、以下の工程を備える。第１移動機構３がベース本体２上においてワーク９を回転させる回転軸６３を第１軸方向へ移動させる。第２移動機構４が第１軸方向に対して直交する第２軸方向へツール７を移動させる。回転軸６３が第１軸方向及び第２軸方向に対して直交する第３軸方向を軸方向としてワーク９を回転させる。制御部１０が、第１軸方向と第２軸方向との座標系において、回転軸６３の軸中心位置ＣＰとワーク作業位置ＷＰとの距離Ｌの変化に反比例させて回転軸６３の回転速度ωを制御する（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）。
このように構成されるプログラムでは、第２移動機構４に発生する振動を効果的に抑制又は防止しつつ、ワーク作業におけるワーク作業条件が距離Ｌに関係無く一定となるので、ワーク作業の精度を一定に保持することができる。
【０１３５】
［第２実施の形態］
図２２を用いて、本発明の第２実施の形態に係るロボット及びその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムについて説明する。本実施の形態に係るロボット１は、５軸仕様の卓上ロボットとして構成されている。
なお、本実施の形態並びに後述する第３実施の形態において、第１実施の形態に係るロボット１の構成要素と同一又は実施的に同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１３６】
図２２に示されるように、本実施の形態に係るロボット１では、第３移動機構５の下端部に傾斜機構１２が配設されている。傾斜機構１２にはツール保持部７１を介してツール７が保持されている。
傾斜機構１２は、ここでは、第１軸方向であるＸ軸方向を回転軸方向（Ｐ軸方向）としてツール７を回転させ、傾斜させる構成とされている。なお、回転軸方向は第２軸方向であるＹ軸方向であってもよい。
【０１３７】
本実施の形態に係るロボット１では、傾斜機構１２を備えた点が第１実施の形態に係るロボット１に対して相違するが、傾斜機構１２以外の構成要素は第１実施の形態に係るロボット１の構成要素と同一である。また、本実施の形態に係るロボット１の制御方法並びに制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムは、第１実施の形態に係るロボット１の制御方法並びにプログラムと同一である。
【０１３８】
このように構成される本実施の形態に係るロボット１、制御方法並びにプログラムでは、第１実施の形態に係るロボット１、制御方法並びにプログラムにより得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【０１３９】
［第３実施の形態］
図２３を用いて、本発明の第３実施の形態に係るロボット及びその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムについて説明する。本実施の形態に係るロボット１は、第１実施の形態に係るロボット１と同様に、４軸仕様の卓上ロボットとして構成されている。
【０１４０】
図２３に示されるように、本実施の形態に係るロボット１では、第２移動機構４が、正面側から見て、ベース本体２上の背面側左端部から上方へ向かって立設された支持部４１を介して支持されている。つまり、第２移動機構４は片持ち支持梁構造により支持されている。
【０１４１】
本実施の形態に係るロボット１では、第２移動機構４が片持ち支持梁構造により支持されている点が第１実施の形態に係るロボット１に対して相違するが、この構造以外の構成要素は第１実施の形態に係るロボット１の構成要素と同一である。
また、本実施の形態に係るロボット１の制御方法並びに制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムは、第１実施の形態に係るロボット１の制御方法並びにプログラムと同一である。
【０１４２】
このように構成される本実施の形態に係るロボット１、制御方法並びにプログラムでは、第１実施の形態に係るロボット１、制御方法並びにプログラムにより得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【０１４３】
なお、本実施の形態に係るロボット１は、第２実施の形態に係るロボット１と組み合わせてもよい。すなわち、ロボット１は、片持ち支持梁構造を有する５軸仕様の卓上ロボットとして構成してもよい。
【０１４４】
［その他の実施の形態］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、主に卓上ロボットに本発明を適用した例を説明しているが、卓上ロボットに限らず、本発明は、広く産業用ロボットに適用可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１   ロボット
２   ベース本体
２１ 筐体
２１Ａ  ベース面
２２ 操作装置
２３ 表示装置
２４ 信号入出力装置
３   第１移動機構
３１、４３  スライドレール
３２  スライダ
３５、４５、５５、６５  電動モータ
４   第２移動機構
４１、４２  支持部
５   第３移動機構
６   回転機構
６３ 回転軸
６４ 回転伝達機構
７   ツール
７１ ツール保持部
７２ 連結部
８   ワーク保持部
９   ワーク
１０ 制御部
１０１  中央演算処理ユニット
１０２  ロボット制御プログラム
１０３  一時記憶装置
１０４  ポイント列記憶装置
１０５〜１０８  モータ駆動制御装置
１１ 制御システム
１２ 傾斜機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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