(57)【要約】【課題】エンドエフェクターの動作を過度に制限しないロボットシステムを提供する。【解決手段】ロボット１はアーム部１２と、アーム部１２と接続するエンドエフェクター１３と、アーム部１２に配置されアーム部１２に接近する第１物体１９の近接状態を検出し第１近接信号を出力する第１センサー１８と、エンドエフェクター１３に配置されエンドエフェクター１３に接近する第２物体５２の近接状態を検出し第２近接信号を出力する第２センサー２１と、第１近接信号及び第２近接信号を受けて、第１物体１９及び第２物体５２が障害物か否かを判定する制御部５と、を備え、制御部５は第１近接信号が第１判定値より小さいとき第１物体を障害物と判定し、制御部５は第２近接信号が第２判定値より小さいとき第２物体５２を障害物と判定し、第２判定値は第１判定値より小さい。【選択図】図１
2020127995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム部と、
前記アーム部と接続するエンドエフェクターと、
前記アーム部に配置され前記アーム部に接近する第１物体の近接状態を検出し第１近接信号を出力する第１センサーと、
前記エンドエフェクターに配置され前記エンドエフェクターに接近する第２物体の近接状態を検出し第２近接信号を出力する第２センサーと、
前記第１近接信号及び前記第２近接信号を受けて、前記第１物体及び前記第２物体が障害物か否かを判定する制御部と、を備え、
前記制御部は前記第１近接信号が第１判定値より小さいとき前記第１物体を障害物と判定し、
前記制御部は前記第２近接信号が第２判定値より小さいとき前記第２物体を障害物と判定し、
前記第２判定値は前記第１判定値より小さいことを特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
前記エンドエフェクターは第１領域及び第２領域を有し、
前記第１領域及び前記第２領域に配置されている各第２センサーが出力する前記第２近接信号に対してそれぞれ異なる前記第２判定値が設定されることを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記エンドエフェクターは第１爪部と、
前記第１爪部との距離が変化する第２爪部と、を備え、
前記第２センサーは前記第１領域に配置された第３センサーと前記第２領域に配置された第４センサーとを備え、
前記第３センサーは前記第１爪部と前記第２爪部とが接近または離間する方向と直交する方向のうち、前記第１爪部及び前記第２爪部が延在する第１方向において前記第２物体の近接状態を検出して第３近接信号を出力し、
前記第４センサーは前記第１方向と直交する第２方向において前記第２物体の近接状態を検出して第４近接信号を出力し、
前記第３近接信号を判定する前記第２判定値を第３判定値とし、前記第４近接信号を判定する前記第２判定値を第４判定値とするとき、前記第３判定値は前記第４判定値より小さいことを特徴とする請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記制御部は、
前記アーム部及び前記エンドエフェクターを移動させて、前記第１近接信号及び前記第２近接信号を受けて、
前記第１近接信号を基に、前記アーム部が移動した各場所における前記第１判定値を設定し、前記第２近接信号を基に、前記エンドエフェクターが移動した各場所における前記第２判定値を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記第１センサー及び前記第２センサーは静電容量型近接センサーであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のロボットシステム。
【請求項６】
前記第１センサーは超音波センサーであり、前記第２センサーは静電容量型近接センサーであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のロボットシステム。
【請求項７】
前記アーム部を複数備え、各前記アーム部に前記エンドエフェクターが接続することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボットシステム。
【請求項８】
前記制御部は前記第１物体が障害物であると判定したとき前記アーム部の動作を制限し、
前記第２物体が障害物であると判定したとき前記アーム部と前記エンドエフェクターとの動作を制限することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のロボットシステム。
【請求項９】
アーム部と、前記アーム部と接続するエンドエフェクターと、を有するロボットシステムにおけるロボットシステムの制御方法であって、
第１センサーが前記アーム部に接近する第１物体の近接状態を検出して第１近接信号を制御部に出力し、
前記制御部が前記第１近接信号を受けて、前記第１センサーに対する前記第１物体の近接状態である第１近接状態を取得し、
前記制御部は前記第１近接信号が第１判定値より小さいとき前記第１物体を障害物と判定し、
第２センサーが前記エンドエフェクターに接近する第２物体の近接状態を検出して第２近接信号を前記制御部に出力し、
前記制御部が前記第２近接信号を受けて、前記第２センサーに対する前記第２物体の近接状態である第２近接状態を取得し、
前記制御部は前記第２近接信号が第２判定値より小さいとき前記第２物体を障害物と判定し、
前記第２判定値は前記第１判定値より小さいことを特徴とするロボットシステムの制御方法。
【請求項１０】
前記制御部は前記第１物体が障害物であると判定したとき前記アーム部の動作を制限し、
前記第２物体が障害物であると判定したとき前記アーム部及び前記エンドエフェクターの動作を制限することを特徴とする請求項９に記載のロボットシステムの制御方法。
【請求項１１】
前記アーム部及び前記エンドエフェクターの動作軌跡を設定し、
障害物がない状態で設定した動作軌跡に従って前記アーム部及び前記エンドエフェクターを作動させて、前記第１センサーが出力する前記第１近接信号を用いて前記制御部は前記第１判定値を設定し、前記第２センサーが出力する前記第２近接信号を用いて前記制御部は前記第２判定値を設定することを特徴とする請求項９または１０に記載のロボットシステムの制御方法。
【請求項１２】
ロボットのアーム部に配置された第１センサーが前記アーム部に接近する第１物体の近接状態を検出して出力する第１近接信号を入力し、
前記アーム部と接続するエンドエフェクターに配置された第２センサーが前記エンドエフェクターに接近する第２物体の近接状態を検出して出力する第２近接信号を入力し、
前記第１近接信号が第１判定値より小さいとき前記第１物体を障害物と判定し、
前記第２近接信号が第２判定値より小さいとき前記第２物体を障害物と判定する制御部を備え、
前記第２判定値は前記第１判定値より小さいことを特徴とするロボットコントローラー。
【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、ロボットシステムの制御方法およびロボットコントローラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、対象物を把持する作業等を行うロボットシステムとしての産業用ロボットが知られている。このような産業用ロボットは、例えば、基台と、基台に対して回動可能に接続されたアームとを有している。アームの先端には、操作対象物を把持するハンド等のエンドエフェクターが装着される。
【０００３】
産業用ロボットは人体等の物体との衝突による事故防止を図る必要がある。アームやエンドエフェクターにセンサーとしての距離センサーを設け、このセンサーによって接近する障害物を感知するロボットが特許文献１に開示されている。それによると、センサーはセンサーと障害物との距離を検出する。そして、制御部としての衝突防止コントローラーはセンサーと障害物との距離を判定する複数の判定値を有していた。この判定値を第１判定値、第２判定値、第３判定値とする。衝突防止コントローラーはセンサーと障害物との距離とこれらの判定値と距離とを比較した。そして、センサーと障害物との距離に応じて、アームやエンドエフェクターの動作を低速動作、回避動作、停止動作に切り替えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１０３３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のロボットではセンサーが障害物と操作対象物との区別がつかないため、アームとエンドエフェクターとを同じ判定値を用いて障害物との近接状態を判定していた。このため、エンドエフェクターが操作対象物に接近するとき、衝突防止コントローラーは障害物とエンドエフェクターとを衝突させないために過度に動作を制限する状態が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願のロボットシステムは、アーム部と、前記アーム部と接続するエンドエフェクターと、前記アーム部に配置され前記アーム部に接近する第１物体の近接状態を検出し第１近接信号を出力する第１センサーと、前記エンドエフェクターに配置され前記エンドエフェクターに接近する第２物体の近接状態を検出し第２近接信号を出力する第２センサーと、前記第１近接信号及び前記第２近接信号を受けて、前記第１物体及び前記第２物体が障害物か否かを判定する制御部と、を備え、前記制御部は前記第１近接信号が第１判定値より小さいとき前記第１物体を障害物と判定し、前記制御部は前記第２近接信号が第２判定値より小さいとき前記第２物体を障害物と判定し、前記第２判定値は前記第１判定値より小さいことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態にかかわるロボットの構成を示す概略斜視図。
【図２】近接センサーの構成を説明するための模式側断面図。
【図３】第１電極及び第２電極の配置を説明するための要部模式平面図。
【図４】ロボットアームにおける電極部及び検出回路部の配置を示す模式側面図。
【図５】ロボット本体部の外装部基材の金属部材及び樹脂部材の配置を示す図。
【図６】樹脂部材及び電極部の要部模式側断面図。
【図７】金属部材及び電極部の要部模式側断面図。
【図８】エンドエフェクターの構造を示す要部概略斜視図。
【図９】第２センサーが検出する近接状態を説明するための模式側断面図。
【図１０】第２センサーが検出する近接状態を説明するための模式側断面図。
【図１１】判定値を説明するための図。
【図１２】制御装置の構成を示す電気ブロック図。
【図１３】ロボットの制御方法のフローチャート。
【図１４】ロボットの制御方法を説明するための模式図。
【図１５】ロボットの制御方法を説明するための図。
【図１６】ロボットの制御方法を説明するための模式図。
【図１７】ロボットの制御方法を説明するための図。
【図１８】ロボットの制御方法を説明するための図。
【図１９】第２の実施形態にかかわるロボットの制御方法のフローチャート。
【図２０】ロボットの制御方法を説明するための模式図。
【図２１】ロボットの制御方法を説明するための図。
【図２２】ロボットの制御方法を説明するための図。
【図２３】ロボットの制御方法を説明するための図。
【図２４】ロボットの制御方法を説明するための図。
【図２５】ロボットの制御方法を説明するための図。
【図２６】ロボットの制御方法を説明するための図。
【図２７】ロボットの制御方法を説明するための図。
【図２８】ロボットの制御方法を説明するための図。
【図２９】第３の実施形態にかかわるロボットの構成を示す概略斜視図。
【図３０】第４の実施形態にかかわるロボットの構成を示す模式平面図。
【図３１】電子部品検査装置の構成を示す概略斜視図。
【図３２】水平多関節ロボットの構造を示す模式側面図。
【図３３】垂直多関節ロボットの構成を示す概略斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【０００９】
（第１の実施形態）
本実施形態ではロボットと、このロボットを制御する制御方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわるロボットシステムについて図１〜図１８に従って説明する。図１は、ロボットの構成を示す概略斜視図である。尚、以下の説明において、説明の便宜上、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１の上下方向を「鉛直方向」とし、左右方向を「水平方向」とする。
【００１０】
図１に示すように、ロボットシステムとしてのロボット１は、いわゆる６軸の垂直多関節ロボットであり、例えば、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送及び組立等の作業を行うことができる。
【００１１】
図１に示すように、ロボット１は、基台２及びロボット可動部３を有するロボット本体部４と、ロボット可動部３の動作を制御する制御部としての制御装置５と、を有する。制御装置５はロボットコントローラーともいう。
【００１２】
基台２は、例えば、床、壁、天井、移動可能な台車上等に固定される。基台２は外装部材を含んで構成されている。外装部材はハウジングやカバーともいう。外装部材によって形成された内部空間には制御装置５が収容されている。尚、制御装置５は外装部材の外側に配置されても良い。このとき、制御装置５は基台２と接続して配置されても良く、基台２と離れた場所に配置されても良い。
【００１３】
ロボット可動部３は、基台２上に回動可能に配置されている。基台２と第１アーム６が連結され、第１アーム６と第２アーム７とが連結されている。同様に、第２アーム７、第３アーム８、第４アーム９、第５アーム１０、第６アーム１１、エンドエフェクター１３がこの順に連結されている。第１アーム６〜第６アーム１１がアーム部１２を構成する。尚、ロボット可動部３の基台２側を「基端側」、エンドエフェクター１３側を「先端側」と言う。
【００１４】
第１アーム６は基台２に対して回動可能になっている。第１アーム６〜第６アーム１１は隣り合う部分が回動可能になっている。尚、基台２及び第１アーム６〜第６アーム１１うちの互いに連結された２つの部材同士を回動可能に接続した接続部分が「関節部」を構成している。また、第１アーム６〜第６アーム１１は、それぞれ、外装部材を備えている。外装部材によって形成された内部空間には、駆動部１４や位置検出器１５が収容されている。駆動部１４は関節部を回転させる。そして、位置検出器１５が関節部の回転角を検出する。
【００１５】
ロボット１は、第１アーム６〜第６アーム１１に対してそれぞれ１つ以上の駆動部１４及び位置検出器１５を有している。複数の駆動部１４は、それぞれ、対応するアームをそれの基端側に位置するアームに対して回動させる機能を有する。すなわち駆動部１４はロボット可動部３の各関節部を駆動する機能を有している。駆動部１４はモーター及びブレーキを含むモーターユニットと、減速機やベルト及びプーリー等とを含む動力伝達機構とを備える。減速機は複数の歯車で構成されている。
【００１６】
１つの駆動部１４に対して１つの位置検出器１５が設けられている。位置検出器１５は、モーターまたは減速機の回転軸の回転角度を検出する。これにより、基端側のアームに対する先端側のアームの角度を検出することができる。このような各位置検出器１５としては、例えば磁気式または光学式のロータリーエンコーダー等を用いることができる。
【００１７】
エンドエフェクター１３は第６アーム１１の先端部に装着されている。従って、エンドエフェクター１３はアーム部１２と接続する。エンドエフェクター１３は物体を把持可能なハンド１６を備えている。エンドエフェクター１３と第６アーム１１との間には力検出システム１７が配置されている。他にも、力検出システム１７は基台２と第１アーム６との間や第４アーム９と第５アーム１０との間に配置されている。
【００１８】
力検出システム１７は力検出システム１７に加えられた外力の６軸成分を検出可能な６軸力覚センサーである。６軸成分は互いに直交する３つの軸のそれぞれの方向のせん断力成分、及び、３つの軸のそれぞれの軸まわりの回転力成分である。回転力はモーメントともいう。尚、力検出システム１７の検出軸の数は、６つに限定されず、１つ以上５つ以下であってもよい。
【００１９】
第１アーム６〜第６アーム１１及び基台２の表面には第１センサー１８が配置されている。そして、エンドエフェクター１３には第２センサー２１が配置されている。第１センサー１８及び第２センサー２１は、例えば、ロボット１の周囲に存在する人等の物体の接触または接近に伴う静電容量の変化を検出する静電容量型近接センサーである。特に、本実施形態では、第１センサー１８は、相互容量方式の静電容量型近接センサーである。
【００２０】
静電容量型近接センサーは光学式の反射型センサーに比べて広い範囲の物体を容易に顕出することができる。従って、第１センサー１８及び第２センサー２１は広い範囲の物体を容易に顕出することができる。
【００２１】
図２は近接センサーの構成を説明するための模式側断面図である。図３は第１電極及び第２電極の配置を説明するための要部模式平面図である。図２に示すように、第１センサー１８及び第２センサー２１は、それぞれ、電極部２２、回路部２３及び配線２４を備えている。電極部２２は物体の接触または接近に伴う静電容量の変化に応じて信号を出力する。回路部２３は電極部２２と、電極部２２からの信号を処理する検出回路部２５を有する。配線２４は回路部２３と電極部２２とを電気的に接続する。
【００２２】
電極部２２は、第１電極２６、第２電極２７、グランド電極２８及び絶縁層２９を備える。第１電極２６は静電気を検出する電極である。第２電極２７は交番電圧が印加される電極である。第１電極２６及び第２電極２７は絶縁層２９の同じ面に配置されている。第１電極２６及び第２電極２７は互いに離間して設けられている。図３に示すように、第１電極２６及び第２電極２７はそれぞれ平面視で歯状をなし、第１電極２６の歯と第２電極２７の歯とは互いに離間しつつ噛み合うように配置されている。
【００２３】
図２に戻って、グランド電極２８は基準電位が印加される電極である。グランド電極２８は第１電極２６及び第２電極２７に対向する場所に配置され、絶縁層２９を介して配置されている。
【００２４】
電極部２２では第２電極２７に交番電圧を印加して第１電極２６と第２電極２７との間に電界を発生させる。この状態で物体が電極部２２に接近すると第１電極２６と第２電極２７との間の電界が変化する。この電界の変化による静電容量の変化を第１電極２６で検出することにより、第１センサー１８及び第２センサー２１は物体の接触または接近を検出できる。尚、グランド電極２８は電磁シールドとして機能する。
【００２５】
また、第１電極２６、第２電極２７及びグランド電極２８の配置は図示の例に限定されず任意である。例えば、絶縁層２９の第１電極２６と同じ側の面にグランド電極２８を設けてもよい。この場合、平面視で第１電極２６を囲むようにしてグランド電極２８を設けるのが好ましい。
【００２６】
回路部２３は第１電極２６から電荷を入力して電荷量を検出する検出回路部２５と、第２電極２７に対して電力を供給する図示しない駆動回路とを備える。検出回路部２５はチャージアンプ３０と、ＡＤコンバーター３１（Ａｎａｌｏｇ  Ｄｉｇｔａｌ）とを有する。チャージアンプ３０は増幅回路であり、ＡＤコンバーター３１は変換出力回路である。チャージアンプ３０は第１電極２６から出力された電荷を電圧に変換する。ＡＤコンバーター３１は、チャージアンプ３０から出力された電圧を所定のサンプリング周波数でアナログ信号をデジタル信号に変換する。ＡＤコンバーター３１で変換された電圧情報を含むデジタル信号は制御装置５へ転送される。
【００２７】
図４は、ロボットアームにおける電極部及び検出回路部の配置を示す模式側面図である。図４に示すように、第１センサー１８は、基台２及びアーム部１２の第１アーム６〜第６アーム１１にそれぞれ設けられている。アーム部１２に配置された第１センサー１８はアーム部１２に接近する第１物体１９が近接することを検出し、電圧値である第１近接信号を制御装置５へ出力する。制御装置５は第１近接信号を受けて、第１物体１９が障害物か否かを判定する。このときの障害物とはアーム部１２と接触してアーム部１２に損傷を与える可能性がある物体をいう。
【００２８】
第１センサー１８が有する電極部２２は、例えば図中のハッチングで示す箇所に設けられており、基台２及び第１アーム６〜第６アーム１１の各外装部材の表面に配置されている。また、回路部２３は図中の破線で示す箇所に設けられており、電極部２２と同様に、基台２及び第１アーム６〜第６アーム１１の各外装部材に配置されている。このように、ロボット１は基台２及び第１アーム６〜第６アーム１１のそれぞれに、１つの電極部２２と１つの回路部２３が設けられているので、ロボット可動部３の広範囲にわたって物体の近接を検出することができる。
【００２９】
次に、第１センサー１８について詳述する。具体的には、ロボット本体部４に設置された電極部２２及び回路部２３の配置等について説明する。
【００３０】
図５は、ロボット本体部の外装部基材の金属部材及び樹脂部材の配置を示す図である。図５に示すように、基台２及びロボット可動部３は、主として樹脂材料等で構成された樹脂部材３２と、主として金属材料で構成された金属部材３３と、を含んで構成されている。樹脂部材３２はカバーともいう。金属部材３３はハウジングともいう。図中でハッチングを付された箇所は樹脂部材３２で構成されている。図中でハッチングを付されていない箇所は金属部材３３で構成されている。金属部材３３はロボット本体部４の骨格となる部分である。以下、樹脂部材３２に設けられた電極部２２を第５アーム１０にて説明する。第５アーム１０は図中上側にコネクター挿入部３４が配置されている。金属部材３３に設けられた電極部２２を第２アーム７にて説明する。
【００３１】
図６は、樹脂部材及び電極部の要部模式側断面図である。図６において、樹脂部材３２は射出成形法により形成されている。尚、図中では第５アーム１０が有する樹脂部材３２の一部を示している。樹脂部材３２の表面には、第１電極２６、第２電極２７及びグランド電極２８が配置されている。第１電極２６、第２電極２７及びグランド電極２８の外表面は、例えば、樹脂材料、金属酸化物、金属窒化物等で構成された第１絶縁層３５で覆われている。
【００３２】
具体的には、樹脂部材３２の外表面側には、第１電極２６及び第２電極２７が配置され、その反対側の面の第１電極２６に対向する箇所にグランド電極２８が配置されている。また、コネクター挿入部３４の近傍における樹脂部材３２の外表面には、グランド電極２８が設けられている。コネクター挿入部３４はエンドエフェクター１３と電気的に接続された図示しないコネクターが接続される部分である。このため、コネクター挿入部３４の近傍には第１電極２６や第２電極２７が設けられていない。また、樹脂部材３２には第１ネジ孔３６が設けられている。第１ネジ孔３６に図示しないネジが挿入されて、樹脂部材３２が金属部材３３にネジ止めされる。これにより、樹脂部材３２に設けられたグランド電極２８を金属部材３３に電気的に接続でき、グランド電極２８を簡単に接地することができる。
【００３３】
このような第１電極２６、第２電極２７及びグランド電極２８の形成方法としては、特に限定されず、真空蒸着法等の物理成膜法、ＣＶＤ等の化学蒸着法、インクジェット法等の各種塗布法、スパッタリング法、メッキ、金属箔の接合等を用いることができる。例えば、金属膜を形成した後、フォトリソグラフィー法及びドライエッチング法等を用いて金属膜をパターニングすることで、各電極やそれに接続された配線を一括して形成することができる。また、第１絶縁層３５の形成方法としては、公知の蒸着法や塗布法等を用いることができる。
【００３４】
また、第１電極２６、第２電極２７及びグランド電極２８の厚さは、特に限定されないが、本実施形態では、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下程度になっている。第１電極２６、第２電極２７及びグランド電極２８の各厚さがこのように比較的薄いことで、第１電極２６、第２電極２７及びグランド電極２８のそれぞれをロボット本体部４の樹脂部材３２の形状に追従させることができる。また、第１絶縁層３５の厚さは、特に限定されないが、本実施形態では、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下程度になっている。
【００３５】
尚、図示では、グランド電極２８は、樹脂部材３２の外表面とは反対側の面の一部に設けられていたが、グランド電極２８は、樹脂部材３２の外表面とは反対側の面の全域にわたって設けられていてもよい。
【００３６】
図７は、金属部材及び電極部の要部模式側断面図である。以下、金属部材３３に設けられた電極部２２を第２アーム７にて説明する。図７に示すように、金属部材３３はダイカスト等の鋳造法等で形成された２つの部材を第２ネジ３７で締結することにより構成されている。金属部材３３の外表面には、第２絶縁層３８を介して第１電極２６、第２電極２７及びグランド電極２８が配置されている。さらに、第１電極２６、第２電極２７及びグランド電極２８は、第３絶縁層４１でその外表面が覆われている。尚、第２絶縁層３８、第３絶縁層４１の構成材料、形成方法及び膜厚は第１絶縁層３５と同様である。
【００３７】
このような金属部材３３はグランド電極２８として機能する。これにより、別途グランド電極２８を設ける手間を省くことができる。また、金属部材３３の外表面側に配置されたグランド電極２８は、第１電極２６のシールド電極として機能している。また、金属部材３３には第２ネジ３７が挿入される第２ネジ孔４２が設置されている第２ネジ孔４２の近傍にはグランド電極２８が配置されている。この第２ネジ孔４２の近傍に配置されたグランド電極２８と金属部材３３とは第２ネジ３７を介して電気的に接続されている。第２ネジ３７はグランド電極２８と金属部材３３とを電気的に接続する配線としても機能している。また、図中に示す第１グランド電極２８ａのように、第２絶縁層３８の一部を除去して、第１グランド電極２８ａと金属部材３３とを接続してもよい。すなわち、第２ネジ３７の代わりに第１グランド電極２８ａの一部を配線として用いてもよい。
【００３８】
尚、金属部材３３が基準電位となるグランド電極２８の機能を有しているが、さらに別途グランド電極２８を設けてもよい。これにより、ロボット本体部４の一部である金属部材３３で接地した場合よりも、第１センサー１８の高感度化を図ることができる。
【００３９】
回路部２３は、第１アーム６〜第６アーム１１の外装部材の外表面に設けられてもよい。具体的には、回路部２３が搭載された回路基板は金属部材３３に形成された凹部内に設けられている。尚、回路基板は樹脂部材３２に設けられていてもよい。
【００４０】
この回路基板はネジによって金属部材３３に固定されている。また、回路基板の近傍に設けられた電極部２２は接着剤及び絶縁層を介して回路基板に固定されている。また、回路基板と電極部２２とを電気的に接続している配線２４は、接着剤によって、配線２４の移動が規制されるように固定されている。また、接着剤は、例えば、シリコーン系、エポキシ系、アクリル系、シアノアクリレート系、ポリウレタン系等の絶縁性を有する接着剤等を用いることができる。
【００４１】
このように、回路基板、電極部２２及び配線２４は、金属部材３３に対する相対位置が変わらないように固定されている。これにより、第１アーム６〜第６アーム１１が動作しても、回路基板や電極部２２が有する各電極の変形、揺動または屈曲等することを低減または防止することができる。そのため、これらの変形等に伴う寄生容量の変化を低減または防止することができるので、第１センサー１８の誤動作を低減または防止することができる。
【００４２】
図８はエンドエフェクターの構造を示す要部概略斜視図である。図８に示すように、エンドエフェクター１３では円筒状のセンサーユニット４３が力検出システム１７の一端に接続して配置されている。センサーユニット４３の内部にハンド１６が配置されている。センサーユニット４３は先端に開口部４３ａを備え、開口部４３ａからハンド１６の一部が突出している。
【００４３】
センサーユニット４３において円筒形の上壁に相当する部分を第１領域４４とする。第１領域４４は円筒形の軸と直交する面である。センサーユニット４３において円筒形の周壁に相当する部分を第２領域４５とする。第２領域４５は円筒形の軸と平行な面である。そして、第１領域４４及び第２領域４５に第２センサー２１が配置されている。第２センサー２１の構造は第５アーム１０にて説明した第１センサー１８と同様の構造になっている。
【００４４】
図９は第２センサーが検出する近接状態を説明するための模式側断面図である。図９に示すように、センサーユニット４３は内部に中空部４３ｂを備えている。エンドエフェクター１３は中空部４３ｂに物体を挟む第１爪部４６、第２爪部４７を備えている。第１爪部４６と第２爪部４７とは対向して配置されている。第２爪部４７は第１爪部４６との距離を変更可能になっている。さらに、センサーユニット４３の内部には第１爪部４６及び第２爪部４７を駆動する直動機構４８が配置されている。
【００４５】
第１爪部４６から第２爪部４７に向かう方向を第３方向４９とし、第３方向４９の逆方向を第４方向５０とする。直動機構４８が第１爪部４６を第３方向４９に移動して第２爪部４７を第４方向５０に移動するとき、第１爪部４６と第２爪部４７とが接近する。直動機構４８が第１爪部４６を第４方向５０に移動して第２爪部４７を第３方向４９に移動するとき、第１爪部４６と第２爪部４７とが離間する。直動機構４８にはリニアモーター、ボールねじ、クランク機構、各種のカム機構を用いることができる。
【００４６】
第１爪部４６と第２爪部４７とが接近または離間する方向と直交する方向のうち、第１爪部４６及び第２爪部４７が延在する方向を第１方向５１とする。第１方向５１は第３方向４９及び第４方向５０と直交する方向である。また、第１方向５１は開口部４３ａから第１爪部４６及び第２爪部４７が突出する方向である。
【００４７】
第２センサー２１はエンドエフェクター１３に配置されエンドエフェクター１３に接近する第２物体５２との近接状態を検出し第２近接信号を制御装置５に出力する。制御装置５は第２近接信号を入力する。第２センサー２１は第１領域４４に配置された第３センサー２１ａと第２領域４５に配置された第４センサー２１ｂとを備えている。第１領域４４の第１方向５１に位置する第２物体５２を前方第２物体５２ａとする。そして、第１領域４４の第３センサー２１ａと前方第２物体５２ａとの近接状態を第３近接状態５３とする。第１領域４４に配置された第３センサー２１ａは第１方向５１において第３近接状態５３を検出して第３近接信号を出力する。尚、第３近接状態５３は第３センサー２１ａと最も近い場所の前方第２物体５２ａとの近接状態である。
【００４８】
第１領域４４の第３センサー２１ａは第１領域４４の第１方向５１にある前方第２物体５２ａを検出する。第１領域４４はリング状なので、第３センサー２１ａの検出範囲は円筒状になっている。前方第２物体５２ａが第３センサー２１ａの検出範囲にあるとき、第３センサー２１ａは前方第２物体５２ａを検出する。
【００４９】
第１爪部４６及び第２爪部４７の第１方向５１に位置する第２物体５２を前方第３物体５２ｃとする。第３センサー２１ａの検出範囲は第３センサー２１ａの第１方向５１側の円筒形の領域である。前方第３物体５２ｃは第３センサー２１ａの検出範囲内にないので、第３センサー２１ａは前方第３物体５２ｃを検出しない。
【００５０】
そして、制御装置５は第１方向５１の逆側から第１爪部４６及び第２爪部４７を前方第３物体５２ｃに接近させる。そして、第３センサー２１ａに前方第３物体５２ｃを検出させないようにして、制御装置５は第１爪部４６及び第２爪部４７を前方第３物体５２ｃに接近させることができる。次に、第１爪部４６及び第２爪部４７は前方第３物体５２ｃを挟んで把持することができる。
【００５１】
制御装置５は第３近接信号を入力して、第３近接状態５３を第３判定値５４と比較する。第３判定値５４は第３近接状態５３を判定する判定値である。制御装置５は第３近接状態５３が第３判定値５４より小さいとき前方第２物体５２ａを障害物と判定する。このように、制御装置５は第２近接信号を受けて、第２物体５２が障害物か否かを判定する。このときの障害物とはエンドエフェクター１３と接触してエンドエフェクター１３に損傷を与える可能性がある物体をいう。
【００５２】
図１０は第２センサーが検出する近接状態を説明するための模式側断面図である。図９及び図１０に示すように、第１方向５１と直交する方向を第２方向５５とする。第２方向５５はセンサーユニット４３の形状である円筒形の軸から離れる方向である。第２領域４５の第２方向５５に位置する第２物体５２を側方第２物体５２ｂとする。そして、第４センサー２１ｂと側方第２物体５２ｂとの近接状態を第４近接状態５６とする。第２領域４５に配置された第４センサー２１ｂは第２方向５５において第４近接状態５６を検出して第４近接信号を出力する。尚、第４近接状態５６は第４センサー２１ｂと最も近い場所の側方第２物体５２ｂとの距離を意味する。
【００５３】
制御装置５は第４近接信号を入力して、第４近接状態５６を第４判定値５７と比較する。第４判定値５７は第４近接状態５６を判定する判定値である。制御装置５は第４近接状態５６が第４判定値５７より小さいとき側方第２物体５２ｂを障害物と判定する。このときの障害物とはエンドエフェクター１３と接触してエンドエフェクター１３に損傷を与える可能性がある物体をいう。
【００５４】
上述の説明において、第２センサー２１と第２物体５２との近接状態を第２近接状態５８とする。第３近接状態５３及び第４近接状態５６はともに第２近接状態５８である。制御装置５が第２近接状態５８を判定する判定値を第２判定値６１とする。第３判定値５４及び第４判定値５７はともに第２判定値６１である。つまり、第３近接状態５３を示す第３近接信号を判定する第２判定値６１を第３判定値５４とし、第４近接状態５６を示す第４近接信号を判定する第２判定値６１を第４判定値５７とする。
【００５５】
このように、エンドエフェクター１３は第１領域４４及び第２領域４５を有している。そして、第１領域４４及び第２領域４５に配置されている各第２センサー２１が出力する第２近接信号から取得される第２近接状態５８に対してそれぞれ異なる第２判定値６１が設定される。
【００５６】
第１領域４４における第２判定値６１と第２領域４５における第２判定値６１とは独立しているので、異なってもよく、同じでもよい。制御装置５は第１領域４４における第２近接状態５８と第２領域４５における第２近接状態５８とを個別に判定する。その結果、制御装置５はエンドエフェクター１３の領域毎に第２物体５２に接近しても障害物と判定しない近接状態を設定することができる。
【００５７】
また、第３判定値５４は第４判定値５７より小さく設定されている。このため、第２物体５２が第１爪部４６及び第２爪部４７の第２方向５５から第４センサー２１ｂに接近する近接状態の判定値より第２物体５２が第１爪部４６及び第２爪部４７の第１方向５１から第３センサー２１ａに接近する近接状態の判定値が短くなっている。エンドエフェクター１３は主に第１爪部４６及び第２爪部４７の第１方向５１で第２物体５２に所定の作用を及ぼす。このとき、第１爪部４６及び第２爪部４７は第１方向５１に位置する第２物体５２に接近することができる為、第１爪部４６及び第２爪部４７が第１方向５１の第２物体５２に所定の作用を及ぼすとき制御装置５がエンドエフェクター１３の動作を過度に制限することを低減することができる。
【００５８】
図１１は判定値を説明するための図である。図１１に示すように、エンドエフェクター１３には第２判定値６１が設定され、アーム部１２には第１判定値６２が設定されている。アーム部１２では各アームに判定値が設定されている。そして、基台２には第５判定値６３が設定されている。
【００５９】
制御装置５は第１物体１９と第１センサー１８との近接状態である第１近接状態２０を示す第１近接信号が第１判定値６２より小さいとき第１物体１９を障害物と判定する。同様に、制御装置５は第２物体５２と第２センサー２１との近接状態である第２近接状態５８を示す第２近接信号が第２判定値６１より小さいとき第２物体５２を障害物と判定する。そして、第２判定値６１は第１判定値６２より小さく設定されている。
【００６０】
これにより、第１物体１９がアーム部１２に接近したときに障害物であると判定する距離より第２物体５２がエンドエフェクター１３に接近したときに障害物であると判定する距離を短くしている。このとき、エンドエフェクター１３は第２物体５２に接近することができる為、エンドエフェクター１３が第２物体５２に所定の作用を及ぼすとき制御装置５がエンドエフェクター１３の動作を過度に制限することを低減することができる。
【００６１】
図１２は制御装置の構成を示す電気ブロック図である。図１２において、制御装置５はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ６４（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、各種情報を記憶する記憶部としての記憶部６５を備えている。アーム部１２の各アームに設置された駆動部１４及び位置検出器１５は入出力インターフェイス６６及びデータバス６７を介してＣＰＵ６４に接続されている。他にも、アーム部１２に設置された力検出システム１７及び第１センサー１８も入出力インターフェイス６６及びデータバス６７を介してＣＰＵ６４に接続されている。
【００６２】
他にも、エンドエフェクター１３に設置された駆動部１４、位置検出器１５、力検出システム１７及び第２センサー２１も入出力インターフェイス６６及びデータバス６７を介してＣＰＵ６４に接続されている。他にも、基台２に設置された駆動部１４、位置検出器１５、力検出システム１７及び第１センサー１８も入出力インターフェイス６６及びデータバス６７を介してＣＰＵ６４に接続されている。他にも、入力装置６９も入出力インターフェイス６６及びデータバス６７を介してＣＰＵ６４に接続されている。
【００６３】
アーム部１２は各アームに対してそれぞれ１つ以上の駆動部１４を有しており、１つのアームに複数個の駆動部１４及び位置検出器１５を装備していてもよい。複数の駆動部１４は、それぞれ、対応するアームをそれの基端側に位置するアームまたは基台２に対して回動させる機能を備えている。すなわち駆動部１４は各関節部を駆動する機能を有している。駆動部１４はモーター及びブレーキを含む図示しないモーターユニットと、減速機やベルト及びプーリー等とを含む図示しない動力伝達機構とを備える。尚、駆動部１４は、制御装置５に電気的に接続されている図示しないモータードライバーを備えていてもよい。
【００６４】
アーム部１２は駆動部１４と対応して位置検出器１５を有しており、１つの駆動部１４に対して１つの位置検出器１５が設けられている。位置検出器１５はモーターまたは減速機の回転軸の回転角度を検出する。これにより、位置検出器１５は基端側のアームに対する先端側のアームの角度の情報を得る。位置検出器１５には、例えば、磁気式または光学式のロータリーエンコーダー等を用いることができる。尚、各位置検出器１５は制御装置５と電気的に接続されている。また、位置検出器１５は、１つの駆動部に対して２つ以上の位置検出器１５を有していてもよく、例えば、モーターの回転角度とアームの回転角度をそれぞれ検出して、ロボットを精度よく位置決めしても良い。他にも、２つの位置検出器１５が同じモーターの回転角度を検出して相互監視する構成にして安全性の高いロボットにしても良い。
【００６５】
第４アーム９の中間部に力検出システム１７が設けられている。力検出システム１７は、力検出システム１７に加えられた外力の６軸成分を検出可能な６軸力覚センサーである。６軸成分は互いに直交する３つの軸のそれぞれの方向のせん断力成分、及び、３つの軸のそれぞれの軸まわりのモーメント成分である。
【００６６】
力検出システム１７は、外力に応じた信号を出力する複数の力検出素子と、力検出素子からの信号を処理する回路部と、を有する。力検出素子は、複数の圧電素子を備える。圧電素子は水晶等の圧電材料で構成された圧電体と、圧電体の圧電効果により生じた電荷を出力する出力電極と、基準電位となるグランド電極とを有する。
【００６７】
回路部は、力検出素子から受けた信号を処理する外力検出部と、力検出システム１７の各部に対して電力を供給する電源回路と、を備える。外力検出部は、各圧電素子に対応して設けられた増幅回路と、ＡＤコンバーターと、を有する。増幅回路は、圧電素子から出力された電荷の信号を電圧の信号に変換する。ＡＤコンバーターは、増幅回路から出力された電圧を所定のサンプリング周波数でアナログ信号をデジタル信号に変換する。ＡＤコンバーターで変換されたデジタル形式の電圧情報は、力演算回路で６軸成分に演算され力覚データとして、制御装置５へ転送される。
【００６８】
アーム部１２の第１センサー１８はアーム部１２に接近する物体と第１センサー１８との近接状態を検出する。
【００６９】
エンドエフェクター１３の駆動部１４は直動機構４８と協同して第１爪部４６と第２爪部４７との距離を変化させる。エンドエフェクター１３の位置検出器１５は第１爪部４６と第２爪部４７との近接状態を検出する。
【００７０】
エンドエフェクター１３の力検出システム１７は第６アーム１１に配置されている。エンドエフェクター１３が第２物体５２を把持するとき、力検出システム１７は第６アーム１１に加わる力を検出する。
【００７１】
エンドエフェクター１３の第２センサー２１はエンドエフェクター１３に接近する物体と第２センサー２１との近接状態を検出する。
【００７２】
基台２の駆動部１４は第１アーム６を回転させる。そして、位置検出器１５が第１アーム６の回転角を検出する。力検出システム１７は第１アーム６が基台２に加える力を検出する。基台２の第１センサー１８は基台２に接近する物体と第１センサー１８との近接状態を検出する。
【００７３】
入力装置６９は操作者がロボット１の動作軌跡のデータを入力する装置である。入力装置６９にはアーム部１２やエンドエフェクター１３の移動先を入力できるコントローラーを有している。コントローラーには例えば、ジョイスティック、キーボード、静電パッド、マウスパッド、押しボタンスイッチ等で構成することができる。操作者はコントローラーを操作して、ロボット１を手動で動かすことができる。そして、ロボット１が動いた軌跡や通過した位置のデータを入力装置６９は制御装置５に転送する。
【００７４】
記憶部６５は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスクといった外部記憶装置を含む概念である。記憶部６５はロボット１の動作の制御手順や搬送不良の判定手順等が記述されたプログラム６８を記憶する。他にも、記憶部６５は第１センサー１８及び第２センサー２１が出力するデータを判定する判定値である接近判定値７１を記憶する。接近判定値７１には第１判定値６２、第２判定値６１、第３判定値５４、第４判定値５７及び第５判定値６３が含まれる。
【００７５】
他にも、記憶部６５はアーム部１２及びエンドエフェクター１３を動作させるときの軌跡のデータである動作軌跡データ７２を記憶する。他にも、記憶部６５はアーム部１２及びエンドエフェクター１３が障害物と接触することを回避させるためにアーム部１２及びエンドエフェクター１３を動作させるデータである回避動作データ７３を記憶する。他にも、記憶部６５はアーム部１２及びエンドエフェクター１３の動作のタイミングや動作の内容のデータである動作指令データ７４を記憶する。他にも、記憶部６５はＣＰＵ６４のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域を備える。
【００７６】
ＣＰＵ６４は、記憶部６５内に記憶されたプログラム６８に従ってロボット１の動作を制御する。ＣＰＵ６４は機能を実現するための各種の機能部を有する。具体的な機能部としてＣＰＵ６４は力制御指令部７５及びモーション制御部７６を有する。力制御指令部７５は力検出システム１７が出力する信号を入力する。そして、力制御指令部７５は力検出システム１７からの信号を基に力制御指令を生成し、モーション制御部７６へ送出する。このようにして力制御指令部７５はアーム部１２やエンドエフェクター１３に加わる力を制御する。
【００７７】
モーション制御部７６は受け取った力制御指令の他、動作軌跡データ７２及び動作指令データ７４等に基づいて各駆動部１４に動作信号を送り、基台２、アーム部１２及びエンドエフェクター１３を動作させることで、対象物へのエンドエフェクター１３の作業状態を検知しながら作業を行う。
【００７８】
他にも、ＣＰＵ６４は接近判定部７７を有する。接近判定部７７は第１センサー１８及び第２センサー２１が近接状態を検出して出力した電圧値を判定値と比較して物体が障害物か否かを判定する。接近判定部７７は第１近接状態２０を第１判定値６２と比較して判定し、第２近接状態５８を第２判定値６１と比較して判定する。さらに、接近判定部７７は第３近接状態５３を第３判定値５４と比較して判定し、第４近接状態５６を第４判定値５７と比較して判定する。さらに、接近判定部７７は基台２の第１センサー１８が物体との近接状態を検出して出力した電圧値を第５判定値６３と比較して判定する。
【００７９】
他にも、ＣＰＵ６４は回避動作生成部７８を有する。接近判定部７７は各センサーに接近する物体が障害物であると判定するとき、センサーに障害物が接近したことを示す信号を回避動作生成部７８に転送する。そして、回避動作生成部７８は障害物との接触を回避する動作を演算して回避動作指示情報を生成する。このようにして回避動作生成部７８はアーム部１２やエンドエフェクター１３が障害物と衝突することを回避する。
【００８０】
他にも、ＣＰＵ６４は動作指令部８１を有する。動作指令部８１は所定のタイミングでアーム部１２やエンドエフェクター１３の動作をさせる動作指令情報を生成する機能を備える。回避動作生成部７８は回避動作指示情報を生成したとき動作指令部８１に転送する。動作指令部８１は、受け取った回避動作指示情報に基づいて、動作指令情報を生成する。そして、動作指令部８１はモーション制御部７６に動作指令情報を転送する。
【００８１】
他にも、ＣＰＵ６４は図示しない機能部を有する。例えば、ＣＰＵ６４は装置の状態の表示や測定に関する情報を表示部に表示する制御を行う。他にも、ＣＰＵ６４はアーム部１２及びエンドエフェクター１３の動作を教示する情報を受け付けて記憶部６５に記憶する。
【００８２】
次に上述したロボット１の制御方法について図１３〜図１８にて説明する。図１３は、ロボットの制御方法のフローチャートであり、図１４〜図１８はロボットの制御方法を説明するための図である。図１３のフローチャートにおいて、ステップＳ１、ステップＳ２及びステップＳ３は並行して行われる。
【００８３】
ステップＳ１はアーム部１２の移動工程に相当する。この工程では、動作軌跡データ７２に従ってモーション制御部７６が基台２及びアーム部１２を移動させる工程である。次にステップＳ４に移行する。
【００８４】
ステップＳ２は、エンドエフェクター１３の移動工程である。この工程では、動作指令データ７４に従ってモーション制御部７６がエンドエフェクター１３を作動させる工程である。次にステップＳ４に移行する。
【００８５】
ステップＳ３はセンサー検出工程である。この工程では、第１センサー１８がアーム部１２に接近する第１物体１９との近接状態を検出して第１近接信号を制御装置５に出力する。制御装置５では接近判定部７７が第１近接信号を受けて第１物体１９と第１センサー１８との近接状態である第１近接状態２０を取得する。さらに、第２センサー２１がエンドエフェクター１３に接近する第２物体５２との近接状態を検出して第２近接信号を制御装置５に出力する。制御装置５では接近判定部７７が第２近接信号を受けて第２物体５２と第２センサー２１との近接状態である第２近接状態５８を取得する。次にステップＳ４に移行する。
【００８６】
ステップＳ４の終了判定工程である。この工程は、動作指令部８１がロボット１の動作を継続するか終了するかを判定する工程である。ロボット１が行う予定の動作がまだあるとき、動作指令部８１はロボット１の動作を継続する判定を行う。そして、次にステップＳ５に移行する。ロボット１が行う予定のすべての動作を行ったとき、動作指令部８１はロボット１の動作を終了する判定を行う。そして、ロボット１が作動する工程を終了する。
【００８７】
ステップＳ５は障害物判定工程である。この工程では、第１近接状態２０が第１判定値６２より小さいとき制御装置５の接近判定部７７は第１物体１９を障害物と判定する。そして、基台２やアーム部１２に障害物が接近したと判定する。次にステップＳ６に移行する。
【００８８】
第２近接状態５８が第２判定値６１より小さいとき制御装置５の接近判定部７７は第２物体５２を障害物と判定する。そして、エンドエフェクター１３に障害物が接近したと判定する。次にステップＳ７に移行する。
【００８９】
第２判定値６１は第１判定値６２より小さい値になっている。つまり、第１物体１９がアーム部１２に接近したときに障害物であると判定する距離より第２物体５２がエンドエフェクター１３に接近したときに障害物であると判定する距離を短くしている。このとき、エンドエフェクター１３は第２物体５２に接近することができる為、エンドエフェクター１３が第２物体５２に所定の作用を及ぼすとき制御装置５のモーション制御部７６がエンドエフェクター１３の動作を過度に制限することを低減することができる。
【００９０】
第１近接状態２０が第１判定値６２より大きく、第２近接状態５８が第２判定値６１より大きいとき制御装置５の接近判定部７７は基台２、アーム部１２及びエンドエフェクター１３に接近する障害物はないと判定する。次にステップＳ１、ステップＳ２及びステップＳ３に移行する。
【００９１】
ステップＳ６は第１動作制限工程である。この工程では、第１物体１９が障害物であると接近判定部７７が判定したとき基台２及びアーム部１２の動作を制限する。“動作を制限する”ことには、基台２及びアーム部１２の動きを停止したり減速することが含まれる。そして、障害物があることをロボット１の操作者に伝達する。他にも、アーム部１２が障害物と離れる回避行動を行うように基台２及びアーム部１２を回避動作生成部７８及びモーション制御部７６が作動させても良い。次にステップＳ２及びステップＳ３に移行する。このとき、モーション制御部７６はアーム部１２を停止させて、エンドエフェクター１３の動作を継続する。
【００９２】
このとき、アーム部１２が障害物と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。このとき、モーション制御部７６はエンドエフェクター１３の動作を制限しない。従って、アーム部１２を動作せずにエンドエフェクター１３を動作させることができる。
【００９３】
ステップＳ７は第２動作制限工程である。この工程では、第２物体５２が障害物であると判定したときアーム部１２とエンドエフェクター１３との動作を制限する。“動作を制限する”ことには、アーム部１２及びエンドエフェクター１３の動きを停止したり減速することが含まれる。そして、障害物があることをロボット１の操作者に伝達する。他にも、アーム部１２及びエンドエフェクター１３が障害物と離れる回避行動を行うようにアーム部１２及びエンドエフェクター１３を回避動作生成部７８及びモーション制御部７６が作動させても良い。次にステップＳ３に移行する。このとき、モーション制御部７６はアーム部１２及びエンドエフェクター１３を停止させる。
【００９４】
第２物体５２が障害物であると判定したときアーム部１２及びエンドエフェクター１３の動作を制限する。従って、エンドエフェクター１３が障害物と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。
【００９５】
次に、図１４〜図１８を用いて、図１３に示したステップと対応させて、ロボット１の制御方法を詳細に説明する。図１４はステップＳ１のアーム部１２の移動工程及びステップＳ２のエンドエフェクター１３の移動工程に対応する図である。図１４に示すように、ロボット１の近くに作業台８２が配置されている。作業台８２の上には第２物体５２が載置されている。そして、エンドエフェクター１３が第１地点から第２地点に移動している途中でエンドエフェクター１３が第２物体５２に接近している。
【００９６】
図１５は第２センサーの出力を説明するための図である。図１５において横軸はエンドエフェクター１３の位置を示している。縦軸は第２センサー２１の出力であるセンサー出力を示している。第３近接状態５３が大きいときセンサー出力は縦軸の図中下側になり、第３近接状態５３が小さいときセンサー出力は縦軸の図中上側になる。
【００９７】
そして、第３判定値５４が設定されている。第１センサー出力推移線８３はエンドエフェクター１３の移動に伴って変化する第１領域４４の第２センサー２１の出力の推移を示している。つまり、第１センサー出力推移線８３は第３近接状態５３の推移を示している。
【００９８】
ステップＳ１、ステップＳ２及びステップＳ３が並行して行われる。第１地点と第２地点との間で第２センサー２１の出力が上昇している。そして、第２センサー２１の出力が第３判定値５４より大きくなっている。従って、ステップＳ５では接近判定部７７がエンドエフェクター１３に障害物が接近したと判定し、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７ではモーション制御部７６がアーム部１２及びエンドエフェクター１３の動作を停止する。その後、操作者が第２物体５２を除去する。そして、ステップＳ３及びステップＳ４を経てステップＳ５において接近判定部７７が障害物なしと判定するので、ロボット１は動作を再開することができる。
【００９９】
図１６はステップＳ１のアーム部１２の移動工程及びステップＳ２のエンドエフェクター１３の移動工程に対応する図である。図１６に示すように、作業台８２の上には第１物体１９及び第２物体５２が載置されている。そして、エンドエフェクター１３が第１地点から第２地点に移動している途中でエンドエフェクター１３が第２物体５２に接近している。そして、エンドエフェクター１３が第２物体５２を把持する動作を行う。第２アーム７の近くに第１物体１９が配置されている。この第１物体１９はロボット１が行う作業に関与しない物体である。
【０１００】
図１７は第２センサーの出力を説明するための図である。図１７における横軸及び縦軸は図１５と同じであり、説明を省略する。第２センサー出力推移線８４はエンドエフェクター１３の移動に伴って変化する第１領域４４の第２センサー２１の出力の推移を示している。つまり、第２センサー出力推移線８４は第３近接状態５３の推移を示している。
【０１０１】
ステップＳ１、ステップＳ２及びステップＳ３が並行して行われる。第１地点と第２地点との間で、第１方向５１の逆側から第２センサー２１を第２物体５２に接近させている。このとき、エンドエフェクター１３の移動に伴って変化する第１領域４４の第２センサー２１の出力は第２センサー出力推移線８４に示すように上昇する。第２物体５２を第１領域４４と対向する場所でなく第１爪部４６及び第２爪部４７と対向する場所に第２物体５２が位置するようにモーション制御部７６がアーム部１２及びエンドエフェクター１３を制御する。これにより、第２センサー２１の出力は第３判定値５４より小さくできる。また、第２判定値６１は第１判定値６２より小さくなっている。第２判定値６１の中では第３判定値５４が特に小さくなっている。このため、ロボット１は第１爪部４６及び第２爪部４７を作業台８２に接近させても制御装置５がエンドエフェクター１３の動作を過度に制限することを低減することができる。その結果、ロボット１は安定して動作を継続できる。
【０１０２】
図１８は第１センサーの出力を説明するための図である。図１８における横軸は図１５と同じであり、説明を省略する。縦軸は第１センサー１８の出力であるセンサー出力を示している。第１近接状態２０が大きいときセンサー出力は縦軸の図中下側になり、第１近接状態２０が小さいときセンサー出力は縦軸の図中上側になる。
【０１０３】
第１判定値６２が設定されている。第３センサー出力推移線８５はアーム部１２の移動に伴って変化する第２アーム７の第１センサー１８の出力の推移を示している。つまり、第３センサー出力推移線８５は第２アーム７における第１近接状態２０の推移を示している。
【０１０４】
ステップＳ１、ステップＳ２及びステップＳ３が並行して行われる。このとき、第２アーム７が第１物体１９に接近する。第１地点と第２地点との間で第１センサー１８の出力が上昇している。そして、第１センサー１８の出力が第１判定値６２より大きくなっている。従って、ステップＳ５において接近判定部７７が第２アーム７に障害物が接近したと判定し、ステップＳ６に移行する。
【０１０５】
ステップＳ６ではモーション制御部７６がアーム部１２の動作を停止する。この後、操作者が第１物体１９を作業台８２から除去することにより、モーション制御部７６はアーム部１２を移動させることができる。
【０１０６】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、ロボット１はアーム部１２を備えている。このアーム部１２にはエンドエフェクター１３が接続されている。アーム部１２を動かすことによりエンドエフェクター１３の位置が変更される。エンドエフェクター１３は物体を把持する等の機能を有する。アーム部１２には第１センサー１８が配置されている。第１センサー１８はアーム部１２に接近する第１物体１９との近接状態を検出し第１近接信号を出力する。第１近接信号には第１センサー１８と第１物体１９との近接状態である第１近接状態２０の情報が含まれている。エンドエフェクター１３には第２センサー２１が配置されている。第２センサー２１はエンドエフェクター１３に接近する第２物体５２との近接状態を検出し第２近接信号を出力する。第２近接信号には第２センサー２１と第２物体５２との近接状態である第２近接状態５８の情報が含まれている。
【０１０７】
制御装置５は第１近接信号及び第２近接信号を入力する。そして、第１物体１９及び第２物体５２が障害物か否かを制御装置５が判定する。制御装置５は第１近接信号から第１近接状態２０の値を取得する。そして、制御装置５は第１近接状態２０が第１判定値６２より小さいとき第１物体１９を障害物と判定する。従って、制御装置５はアーム部１２が第１物体１９と衝突しないための手段や衝突したときの損傷や損害の程度を低減する手段を実施することができる。
【０１０８】
制御装置５は第２近接信号から第２近接状態５８の値を取得する。そして、制御装置５は第２近接状態５８が第２判定値６１より小さいとき第２物体５２を障害物と判定する。従って、制御装置５はエンドエフェクター１３が第２物体５２と衝突しないための手段や衝突したときの損傷や損害の程度を低減する手段を実施することができる。
【０１０９】
第２判定値６１は第１判定値６２より小さい値になっている。これにより、第１物体１９がアーム部１２に接近したときに障害物であると判定する距離より第２物体５２がエンドエフェクター１３に接近したときに障害物であると判定する距離を短くしている。このとき、エンドエフェクター１３は第２物体５２に接近することができる為、エンドエフェクター１３が第２物体５２に所定の作用を及ぼすとき制御装置５がエンドエフェクターの動作を過度に制限することを低減することができる。
【０１１０】
（２）本実施形態によれば、エンドエフェクター１３は第１領域４４及び第２領域４５を有している。そして、第１領域４４及び第２領域４５にはそれぞれ第２センサー２１が配置されている。第１領域４４の第２センサー２１及び第２領域４５の第２センサー２１はそれぞれ第２近接信号を制御装置５に出力する。制御装置５は各第２近接信号を入力して第１領域４４の第２センサー２１が検出した第２近接状態５８及び第２領域４５の第２センサー２１が検出した第２近接状態５８を取得する。
【０１１１】
制御装置５は第１領域４４にて第２センサー２１が検出した第２近接状態５８を判定する第２判定値６１を有している。そして、制御装置５は第２領域４５にて第２センサー２１が検出した第２近接状態５８を判定する第２判定値６１を有している。第１領域４４における第２判定値６１と第２領域４５における第２判定値６１とは独立しているので、異なることもあり、同じこともある。制御装置５は第１領域４４における第２近接状態５８と第２領域４５における第２近接状態５８とを個別に判定する。その結果、制御装置５はエンドエフェクター１３の領域毎に第２物体５２に接近しても障害物と判定しない距離としての近接状態を設定することができる。
【０１１２】
（３）本実施形態によれば、エンドエフェクター１３は第１爪部４６と第２爪部４７とを備えている。第１爪部４６と第２爪部４７との距離は変更可能になっているので、第１爪部４６と第２爪部４７との間に物体を挟んで把持することができる。第１方向５１は第１爪部４６と第２爪部４７とが接近または離間する方向と直交する方向のうち、第１爪部４６及び第２爪部４７が延在する方向である。第１方向５１において第２センサー２１と第２物体５２との近接状態を第３近接状態５３とする。
【０１１３】
第１領域４４に配置された第２センサー２１は第３近接状態５３を検出する。第２判定値６１の１つである第３判定値５４と第３近接状態５３を比較して制御装置５は第３近接状態５３を判定する。第３近接状態５３が第３判定値５４より小さいとき制御装置５は第２物体５２を障害物と判定する。
【０１１４】
第１方向５１と直交する第２方向５５において第２センサー２１と第２物体５２との近接状態を第４近接状態５６とする。第２領域４５に配置された第２センサー２１は第４近接状態５６を検出する。第２判定値６１の１つである第４判定値５７と第４近接状態５６を比較して制御装置５は第４近接状態５６を判定する。第４近接状態５６が第４判定値５７より小さいとき制御装置５は第２物体５２を障害物と判定する。第３判定値５４は第４判定値５７より小さい判定値になっている。
【０１１５】
このため、第２物体５２が第１爪部４６及び第２爪部４７の第２方向５５から第２センサー２１に接近する近接状態の判定値より第２物体５２が第１爪部４６及び第２爪部４７の第１方向５１から接近する近接状態の判定値を短くしている。エンドエフェクター１３は主に第１爪部４６及び第２爪部４７の第１方向５１で第２物体５２に所定の作用を及ぼす。このとき、第１爪部４６及び第２爪部４７は第１方向５１に位置する第２物体５２に接近することができる為、第１爪部４６及び第２爪部４７が第１方向５１の第２物体５２に所定の作用を及ぼすとき制御装置５がエンドエフェクター１３の動作を過度に制限することを低減することができる。
【０１１６】
（４）本実施形態によれば、第１センサー１８及び第２センサー２１は静電容量型近接センサーである。静電容量型近接センサーは光学式の反射型センサーに比べて広い範囲の物体を容易に顕出することができる。従って、第１センサー１８及び第２センサー２１は広い範囲の物体を容易に顕出することができる。
【０１１７】
（５）本実施形態によれば、制御装置５は第１物体１９が障害物であると判定したときアーム部１２の動作を制限する。アーム部１２の動作を制限することにはアーム部１２の動作を停止すること、減速すること、回避することが含まれる。従って、アーム部１２が障害物と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。このとき、制御装置５はエンドエフェクター１３の動作を制限しない。従って、アーム部１２を動作せずにエンドエフェクター１３を動作させることができる。
【０１１８】
また、第２物体５２が障害物であると判定したとき制御装置５はアーム部１２及びエンドエフェクター１３の動作を制限する。従って、エンドエフェクター１３が障害物と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。
【０１１９】
（６）本実施形態が示すロボット１の制御方法によれば、ロボット１はアーム部１２と、アーム部１２と接続するエンドエフェクター１３と、を有している。そして、第１センサー１８がアーム部１２に接近する第１物体１９との近接状態を検出して第１近接信号を制御装置５に出力する。制御装置５は第１近接信号を入力する。第１近接信号には第１物体１９と第１センサー１８との近接状態である第１近接状態２０の情報が含まれている。制御装置５は第１近接状態２０を取得する。制御装置５は第１近接状態２０が第１判定値６２より小さいとき第１物体１９を障害物と判定する。従って、制御装置５はアーム部１２が第１物体１９と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減するための手段を実施することができる。
【０１２０】
制御装置５は第２近接信号を入力する。第２近接信号には第２物体５２と第２センサー２１との近接状態である第２近接状態５８の情報が含まれている。制御装置５は第２近接状態５８を取得する。制御装置５は第２近接状態５８が第２判定値６１より小さいとき第２物体５２を障害物と判定する。従って、制御装置５はエンドエフェクター１３が第２物体５２と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減するための手段を実施することができる。
【０１２１】
第２判定値６１は第１判定値６２より小さい値になっている。これにより、第１物体１９がアーム部１２に接近したときに障害物であると判定する距離より第２物体５２がエンドエフェクター１３に接近したときに障害物であると判定する距離を短くしている。このとき、エンドエフェクター１３は第２物体５２に接近することができる為、エンドエフェクター１３が第２物体５２に所定の作用を及ぼすとき制御装置５がエンドエフェクター１３の動作を過度に制限することを低減することができる。
【０１２２】
（７）本実施形態が示すロボット１の制御方法によれば、制御装置５は第１物体１９が障害物であると判定したときアーム部１２の動作を制限する。従って、アーム部１２が障害物と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。このとき、制御装置５はエンドエフェクター１３の動作を制限しない。従って、アーム部１２を動作せずにエンドエフェクター１３を動作させることができる。
【０１２３】
また、第２物体５２が障害物であると判定したとき制御装置５はアーム部１２及びエンドエフェクター１３の動作を制限する。従って、エンドエフェクター１３が障害物と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。
【０１２４】
（８）本実施形態が示すロボット１の制御方法によれば、ロボット１のアーム部１２には第１センサー１８が配置されている。第１センサー１８はアーム部１２に接近する第１物体１９との近接状態を検出して制御装置５に第１近接信号を出力する。第１近接信号には第１物体１９と第１センサー１８との近接状態である第１近接状態２０の情報が含まれている。制御装置５は第１近接信号から第１近接状態２０を取得して第１近接状態２０が第１判定値６２より小さいとき第１物体１９を障害物と判定する。
【０１２５】
アーム部１２にはエンドエフェクター１３が接続されている。エンドエフェクター１３には第２センサー２１が配置されている。第２センサー２１はエンドエフェクター１３に接近する第２物体５２との近接状態を検出して制御装置５に第２近接信号を出力する。第２近接信号には第２物体５２と第２センサー２１との近接状態である第２近接状態５８の情報が含まれている。制御装置５は第２近接信号から第２近接状態５８を取得して第２近接状態５８が第２判定値６１より小さいとき第２物体５２を障害物と判定する。
【０１２６】
第２判定値６１は第１判定値６２より小さい値になっている。これにより、第１物体１９がアーム部１２に接近したときに障害物であると判定する距離より第２物体５２がエンドエフェクター１３に接近したときに障害物であると判定する距離を短くしている。このとき、エンドエフェクター１３は第２物体５２に接近することができる為、エンドエフェクター１３が第２物体５２に所定の作用を及ぼすとき制御装置５がエンドエフェクター１３の動作を過度に制限することを低減することができる。
【０１２７】
（第２の実施形態）
次に、ロボットの一実施形態について図１９〜図２８を用いて説明する。
本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、判定値の設定方法が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１２８】
図１９はロボットの制御方法のフローチャートであり、図２０〜図２８はロボットの制御方法を説明するための図である。すなわち、本実施形態では、図１９に示すようにステップＳ１１及びステップＳ１２を有する。
【０１２９】
ステップＳ１１はティーチング工程に相当する。この工程では、操作者が入力装置６９を操作してロボット１を動かす指示信号を制御装置５に転送する。制御装置５は、指示信号を受信してアーム部１２及びエンドエフェクター１３を移動させる。アーム部１２及びエンドエフェクター１３の移動と並行して、制御装置５は第１センサー１８から第１近接信号を受信し、第２センサー２１から第２近接信号を受信する。制御装置５は第１近接信号を用いてアーム部１２が移動した各場所における第１判定値６２を設定して記憶部６５に接近判定値７１の一部として記憶する。さらに、制御装置５は第２近接信号を用いてエンドエフェクター１３が移動した各場所における第２判定値６１を設定して記憶部６５に接近判定値７１の一部として記憶する。
【０１３０】
詳しくは、制御装置５は、指示信号を受信してアーム部１２及びエンドエフェクター１３の動作軌跡を設定する。次に、ロボット１の動作軌跡内に障害物がない状態で制御装置５は設定した動作軌跡に従ってアーム部１２及びエンドエフェクター１３を作動させる。次に、第１センサー１８が出力する第１近接信号を用いて制御装置５は第１判定値６２を設定する。さらに、第２センサー２１が出力する第２近接信号を用いて制御装置５は第２判定値６１を設定する。次にステップＳ１２に移行する。
【０１３１】
ステップＳ１２は作業工程である。この工程は、ステップＳ１〜ステップＳ７と同じ工程である。ステップＳ１２が終了したときロボット１の制御する工程を終了する。
【０１３２】
次に、図２０〜図２８を用いて、図１９に示したステップＳ１１のティーチング工程を詳細に説明する。ステップＳ１２は第１の実施形態と同じであるので説明を省略する。図２０〜図２８はステップＳ１１のティーチング工程に対応する図である。図２０に示すように、ロボット１の近くに作業台８２が配置されている。作業台８２の上には第１物体１９、第２物体５２、載置箱８６が載置されている。ロボット１の図中上側には第３物体８７が配置されている。
【０１３３】
操作者は作業台８２上にある第２物体５２を載置箱８６の上に移動する作業をロボット１に行わせるティーチングを行う。制御装置５は基台２、アーム部１２及びエンドエフェクター１３が動く軌跡を動作軌跡データ７２の１つとして記憶部６５に記憶する。第１物体１９及び第３物体８７はロボット１の動作に関与しないが除去できない物体である。
【０１３４】
図２１及び図２２は第２センサーの出力を説明するための図である。図２１及び図２２において横軸はエンドエフェクター１３の位置を示している。縦軸は第２センサー２１の出力であるセンサー出力を示している。第２センサー２１と物体との距離が大きいときセンサー出力は縦軸の図中下側になり、第２センサー２１と物体との距離が小さいときセンサー出力は縦軸の図中上側になる。第１地点は作業台８２上に設置された第２物体５２の位置を示している。第２地点は載置箱８６上に第２物体５２を設置する予定の位置を示している。
【０１３５】
図２１において第４センサー出力推移線８８はエンドエフェクター１３の移動に伴って変化する第１領域４４の第２センサー２１の出力の推移を示している。つまり、第４センサー出力推移線８８は第３近接状態５３の推移を示している。第１地点においてエンドエフェクター１３は第１領域４４が作業台８２に接近するので、センサー出力が増加する。次に、エンドエフェクター１３は第２物体５２を把持する。第２物体５２が第１領域４４と対向しないようにエンドエフェクター１３が第２物体５２に接近する。このため、第１爪部４６及び第２爪部４７が第２物体５２を把持してもセンサー出力は突出しない。
【０１３６】
エンドエフェクター１３が第１地点から離れるとセンサー出力は低下する。次に、エンドエフェクター１３が第２地点に接近する。第２地点においてエンドエフェクター１３は第１領域４４が載置箱８６に接近するので、センサー出力が増加する。次に、第１爪部４６及び第２爪部４７が第２物体５２を離す。このときも第２センサー２１は第２物体５２を検出しないのでセンサー出力は突出しない。次に、エンドエフェクター１３が第２地点で載置箱８６から離れるとセンサー出力は低下する。
【０１３７】
次に、制御装置５は第４センサー出力推移線８８に対して第１余裕幅９１を加算して第３判定値５４を設定する。従って、第３判定値５４はエンドエフェクター１３の第１領域４４の第２センサー２１が検出する軌跡よりも第２センサー２１側に設定される。
【０１３８】
図２２において第５センサー出力推移線９２はエンドエフェクター１３の移動に伴って変化する第２領域４５の第２センサー２１の出力の推移を示している。つまり、第５センサー出力推移線９２は第４近接状態５６の推移を示している。第１地点においてエンドエフェクター１３の第２領域４５の近くには物体が存在しないので、センサー出力は小さい状態で推移する。次に、エンドエフェクター１３は第１地点から第２地点に移動する。このとき、エンドエフェクター１３の第２領域４５は載置箱８６の側面と接近する。従って、第５センサー出力推移線９２は第２地点の近くで増加して減少する。第２地点においてエンドエフェクター１３の第２領域４５の近くには物体が存在しないので、センサー出力は小さい状態で推移する。
【０１３９】
制御装置５は第５センサー出力推移線９２に対して第２余裕幅９３を加算して第４判定値５７を設定する。従って、第４判定値５７はエンドエフェクター１３の第２領域４５の第２センサー２１が検出する軌跡よりも第２センサー２１側に設定される。第３判定値５４及び第４判定値５７は第２判定値６１の一部である。従って以上のように、第２センサー２１が出力する第２近接信号を用いて制御装置５は第２判定値６１を設定する。
【０１４０】
図２３〜図２８は第１センサーの出力を説明するための図である。図２３〜図２８において横軸は第１アーム６〜第６アーム１１の位置を示している。縦軸は第１センサー１８の出力であるセンサー出力を示している。第１センサー１８と物体との距離が大きいときセンサー出力は縦軸の図中下側になり、第１センサー１８と物体との距離が小さいときセンサー出力は縦軸の図中上側になる。第１地点は作業台８２上に設置された第２物体５２の位置を示している。第２地点は載置箱８６上に第２物体５２を設置する予定の位置を示している。
【０１４１】
図２３において第６センサー出力推移線９４は第１アーム６の移動に伴って変化する第１アーム６の第１センサー１８の出力の推移を示している。つまり、第６センサー出力推移線９４は第１アーム６における第１近接状態２０の推移を示している。エンドエフェクター１３が第１地点から第２地点に移動するとき第１アーム６は第１物体１９に接近するので、センサー出力が増加する。
【０１４２】
制御装置５は第６センサー出力推移線９４に対して第３余裕幅９５を加算して第１判定値６２を設定する。従って、第１アーム６における第１判定値６２は第１センサー１８が検出する軌跡よりも第１センサー１８側に設定される。
【０１４３】
図２４において第７センサー出力推移線９６は第２アーム７の移動に伴って変化する第２アーム７の第１センサー１８の出力の推移を示している。つまり、第７センサー出力推移線９６は第２アーム７における第１近接状態２０の推移を示している。エンドエフェクター１３が第１地点から第２地点に移動するとき第２アーム７に接近する物体はないので、センサー出力は小さい状態を維持する。
【０１４４】
制御装置５は第７センサー出力推移線９６に対して第３余裕幅９５を加算して第１判定値６２を設定する。従って、第２アーム７における第１判定値６２は第１センサー１８が検出する軌跡よりも第１センサー１８側に設定される。
【０１４５】
図２５において第８センサー出力推移線９７は第３アーム８の移動に伴って変化する第３アーム８の第１センサー１８の出力の推移を示している。つまり、第８センサー出力推移線９７は第３アーム８における第１近接状態２０の推移を示している。エンドエフェクター１３が第１地点から第２地点に移動するとき第３アーム８に接近する物体はないので、センサー出力は小さい状態を維持する。
【０１４６】
制御装置５は第８センサー出力推移線９７に対して第３余裕幅９５を加算して第１判定値６２を設定する。従って、第３アーム８における第１判定値６２は第１センサー１８が検出する軌跡よりも第１センサー１８側に設定される。
【０１４７】
図２６において第９センサー出力推移線９８は第４アーム９の移動に伴って変化する第４アーム９の第１センサー１８の出力の推移を示している。つまり、第９センサー出力推移線９８は第４アーム９における第１近接状態２０の推移を示している。エンドエフェクター１３が第１地点から第２地点に移動するとき第４アーム９は第３物体８７に接近するので、センサー出力は増加する。
【０１４８】
制御装置５は第９センサー出力推移線９８に対して第３余裕幅９５を加算して第１判定値６２を設定する。従って、第４アーム９における第１判定値６２は第１センサー１８が検出する軌跡よりも第１センサー１８側に設定される。
【０１４９】
図２７において第１０センサー出力推移線１０１は第５アーム１０の移動に伴って変化する第５アーム１０の第１センサー１８の出力の推移を示している。つまり、第１０センサー出力推移線１０１は第５アーム１０における第１近接状態２０の推移を示している。エンドエフェクター１３が第１地点から第２地点に移動するとき第５アーム１０に接近する物体はないので、センサー出力は小さい状態を維持する。
【０１５０】
制御装置５は第１０センサー出力推移線１０１に対して第３余裕幅９５を加算して第１判定値６２を設定する。従って、第５アーム１０における第１判定値６２は第１センサー１８が検出する軌跡よりも第１センサー１８側に設定される。
【０１５１】
図２８において第１１センサー出力推移線１０２は第６アーム１１の移動に伴って変化する第６アーム１１の第１センサー１８の出力の推移を示している。つまり、第１１センサー出力推移線１０２は第６アーム１１における第１近接状態２０の推移を示している。エンドエフェクター１３が第１地点から第２地点に移動するとき第６アーム１１に接近する物体はないので、センサー出力は小さい状態を維持する。
【０１５２】
制御装置５は第１１センサー出力推移線１０２に対して第３余裕幅９５を加算して第１判定値６２を設定する。従って、第６アーム１１における第１判定値６２は第１センサー１８が検出する軌跡よりも第１センサー１８側に設定される。以上のように、第１センサー１８が出力する第１近接信号を用いて制御装置５は第１判定値６２を設定する。
【０１５３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、制御装置５はアーム部１２及びエンドエフェクター１３を移動させる。そして、制御装置５は第１近接信号及び第２近接信号を入力して第１近接状態２０及び第２近接状態５８を取得する。アーム部１２の周囲に障害物と判定させたくない第１物体１９や第３物体８７が存在するとき、制御装置５は第１判定値６２を第１近接状態２０より所定の距離だけ小さくなるように近接状態を設定する。このように、第１判定値６２を設定することにより、障害物でない第１物体１９にアーム部１２が接近しても第１物体１９を障害物と判定しないようにできる。
【０１５４】
同様に、エンドエフェクター１３の周囲に障害物と判定させたくない第２物体５２や載置箱８６が存在するとき、制御装置５は第２判定値６１を第２近接状態５８より所定の距離だけ小さくなるように近接状態を設定する。このように、第２判定値６１を設定することにより、障害物でない第２物体５２にエンドエフェクター１３が接近しても第２物体５２を障害物と判定しないようにできる。このように、第１近接信号及び第２近接信号を用いてアーム部１２及びエンドエフェクター１３が移動した各場所における第１判定値６２及び第２判定値６１を設定する。その結果、障害物でない第１物体１９及び第３物体８７にアーム部１２が接近しても障害物でない第１物体１９及び第３物体８７を障害物と判定しないようにできる。また、障害物でない第２物体５２にエンドエフェクター１３が接近しても第２物体５２を障害物と判定しないようにできる。
【０１５５】
（２）本実施形態が示すロボット１の制御方法によれば、制御装置５はアーム部１２及びエンドエフェクター１３の動作軌跡を設定する。そして、障害物がない状態で設定した動作軌跡に従ってアーム部１２及びエンドエフェクター１３を作動させている。このとき、第１センサー１８は第１近接信号を制御装置５に出力し、第２センサー２１は第２近接信号を制御装置５に出力する。そして、制御装置５は第１近接信号及び第２近接信号を入力して第１近接状態２０及び第２近接状態５８を取得する。アーム部１２の周囲に障害物でない第１物体１９が存在するとき、制御装置５は第１判定値６２を第１近接状態２０より所定の距離だけ小さくなるように近接状態を設定する。このように、第１判定値６２を設定することにより、障害物でない第１物体１９にアーム部１２が接近しても第１物体１９を障害物と判定しないようにできる。
【０１５６】
同様に、エンドエフェクター１３の周囲に障害物でない第２物体５２が存在するとき、制御装置５は第２判定値６１を第２近接状態５８より所定の距離だけ小さくなるように近接状態を設定する。このように、第２判定値６１を設定することにより、障害物でない第２物体５２にエンドエフェクター１３が接近しても第２物体５２を障害物と判定しないようにできる。このように、第１近接信号及び第２近接信号を用いてアーム部１２及びエンドエフェクター１３が移動した各場所における第１判定値６２及び第２判定値６１を設定する。その結果、障害物でない第１物体１９にアーム部１２が接近しても障害物でない第１物体１９を障害物と判定しないようにできる。また、障害物でない第２物体５２にエンドエフェクター１３が接近しても第２物体５２を障害物と判定しないようにできる。
【０１５７】
（第３の実施形態）
次に、ロボットの一実施形態について図２９を用いて説明する。図２９はロボットの構成を示す概略斜視図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、基台２及びアーム部１２に設置された静電容量型近接センサーに代えて超音波センサーが設置されている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１５８】
すなわち、本実施形態では、図２９に示すように、ロボットシステムとしてのロボット１０５はアーム部１２及び基台２に第１センサーとしての超音波センサー１０６が配置されている。超音波センサー１０６は超音波を発信する発信部と超音波を受信する受信部とを備えている。発信部及び受信部は圧電素子を備える。圧電素子はＰＺＴ（ｌｅａｄ  ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  ｔｉｔａｎａｔｅ）やＰＤＶＦ（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ＤｉＦｌｕｏｒｉｄｅ）等の圧電材料で構成された圧電体と、圧電体を挟んで設置された電極とを有する。ＰＺＴはジルコン酸チタン酸鉛の略称である。ＰＤＶＦはポリフッ化ビニリデンの略称である。
【０１５９】
さらに、超音波センサー１０６は回路部を備えている。回路部は、受信部から受けた信号を処理する検出部と、発信部に対して駆動信号を供給する駆動回路と、を備える。検出部は、各圧電素子に対応して設けられた増幅回路と、ＡＤコンバーターと、を有する。増幅回路は、受信部から出力された電荷の信号を電圧の信号に変換する。ＡＤコンバーターは、増幅回路から出力された電圧を所定のサンプリング周波数でアナログ信号をデジタル信号に変換する。ＡＤコンバーターで変換されたデジタル形式の電圧情報は、超音波検出データとして、制御装置５へ転送される。
【０１６０】
エンドエフェクター１３には第１の実施形態と同様に、静電容量型近接センサーである第２センサー２１が配置されている。
【０１６１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第１センサー１８には超音波センサー１０６が用いられている。そして、第２センサー２１には静電容量型近接センサーが用いられている。静電容量型近接センサーは近距離に存在する物体との近接状態を精度良く検出することができる。従って、エンドエフェクター１３と第２物体５２との近接状態を精度良く検出できる。超音波センサーは静電容量型近接センサーが検出する近接状態より長い距離に存在する物体を検出することができる。従って、制御装置５はアーム部１２と離れた場所の第１物体１９を検出できる為、アーム部１２を高速で移動させてもアーム部１２が第１物体１９と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。
【０１６２】
（第４の実施形態）
次に、ロボットの一実施形態について図３０〜図３３を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、ロボットの形態が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１６３】
図３０はロボットの構成を示す模式平面図である。図３０に示すように、ロボットシステムとしてのロボット１１０は土台１１１を備えている。土台１１１上には胴体部１１２が設置されている。そして、胴体部１１２の図中左側にアーム部としての第１アーム部１１３が接続されている。胴体部１１２の図中右側にアーム部としての第２アーム部１１５が接続されている。
【０１６４】
第１アーム部１１３は第１上腕部１１３ａ及び第１下腕部１１３ｂを備えている。胴体部１１２と第１上腕部１１３ａとが関節１１４を介して連結されている。第１上腕部１１３ａと第１下腕部１１３ｂとが関節１１４を介して連結されている。第１アーム部１１３には第１センサー１８が設置されている。
【０１６５】
第１下腕部１１３ｂの端にはエンドエフェクター１３が設置されている。第１アーム部１１３と接続するエンドエフェクター１３は第２センサー２１及びハンド１６を備えている。
【０１６６】
第２アーム部１１５は第２上腕部１１５ａ及び第２下腕部１１５ｂを備えている。胴体部１１２と第２上腕部１１５ａとが関節１１４を介して連結されている。第２上腕部１１５ａと第２下腕部１１５ｂとが関節１１４を介して連結されている。第２アーム部１１５には第１センサー１８が設置されている。
【０１６７】
第２下腕部１１５ｂの端にはエンドエフェクター１３が設置されている。第２アーム部１１５と接続するエンドエフェクター１３も第２センサー２１及びハンド１６を備えている。
【０１６８】
土台１１１の内部には制御部としての制御装置１１６が配置され、制御装置１１６は第１の実施形態における制御装置５と同様の機能を備えている。
【０１６９】
このように、ロボット１１０はアーム部を複数備え、各アーム部にエンドエフェクター１３が接続されている。そして、複数のアーム部に第１センサー１８が配置され、各エンドエフェクター１３に第２センサー２１が配置されている。制御装置１１６は第１近接信号を用いてアーム間の近接状態に相当する第１近接状態２０を検出する為、複数のアーム部が互いに衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。
【０１７０】
図３１は電子部品検査装置の構成を示す概略斜視図である。図３１に示すように、ロボットシステムとしての電子部品検査装置１２０は、基台１２１と、基台１２１の側面に立設された支持台１２２とを有する。基台１２１の上面には、検査対象の電子部品１２３が載置されて搬送される上流側ステージ１２４と、検査済みの電子部品１２３が載置されて搬送される下流側ステージ１２５とが設けられている。また、上流側ステージ１２４と下流側ステージ１２５との間には、電子部品１２３の姿勢を確認するための撮像装置１２６と、電気的特性を検査するために電子部品１２３がセットされる検査台１２７とが設けられている。
【０１７１】
また、支持台１２２には、基台１２１の上流側ステージ１２４及び下流側ステージ１２５と平行な方向に移動可能にＹステージ１２８が設けられている。Ｙステージ１２８の移動方向をＹ方向とする。Ｙステージ１２８からは、基台１２１に向かう方向にアーム部としての腕部１３１が延設されている。腕部１３１が延設する方向をＸ方向とする。また、腕部１３１の側面には、Ｘ方向に移動可能にアーム部としてのＸステージ１３２が設けられている。また、Ｘステージ１３２には、撮像カメラ１３３と、図中上下方向に移動可能なＺステージを内蔵した電子部品搬送装置１３４が設けられている。図中上下方向をＺ方向とする。また、電子部品搬送装置１３４の先端側には、電子部品１２３を把持するエンドエフェクターとしての把持部１３５が設けられている。また、電子部品搬送装置１３４の先端と、把持部１３５との間には、力検出装置１３６が設けられている。更に、基台１２１の＋Ｘ方向側には、電子部品検査装置１２０の全体の動作を制御する制御部としての制御装置１３７が設けられている。
【０１７２】
腕部１３１、Ｘステージ１３２、撮像カメラ１３３、電子部品搬送装置１３４及び力検出装置１３６には第１センサー１８が設置されている。そして、把持部１３５には第２センサー２１が設置されている。そして、制御装置１３７は第１の実施形態における制御装置５と同様の機能を備えている。
【０１７３】
電子部品検査装置１２０においても第２判定値は第１判定値より小さい値になっている。これにより、物体が腕部１３１及びＸステージ１３２に接近したときに障害物であると判定する近接状態より物体が把持部１３５に接近したときに障害物であると判定する近接状態を短くしている。このとき、把持部１３５は物体に接近することができる為、把持部１３５が電子部品１２３に所定の作用を及ぼすとき制御装置１３７が把持部１３５の動作を過度に制限することを低減することができる。
【０１７４】
図３２は、水平多関節ロボットの構造を示す模式側面図である。尚、以下では、説明の便宜上、図中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図３２中の基台側を「基端」、その反対側を「先端側」と言う。「先端側」はエンドエフェクターがある側である。また、図中の上下方向を「鉛直方向」とし、左右方向を「水平方向」とする。
【０１７５】
図３２に示すように、ロボットシステムとしてのロボット１４０は、いわゆる水平多関節ロボットである。水平多関節ロボットはスカラーロボットともいう。ロボット１４０は精密機器等を製造する製造工程等で用いられ、精密機器や部品等の把持や搬送等を行うことができる。
【０１７６】
ロボット１４０は、基台１４１と、アーム部としての第１アーム１４２と、アーム部としての第２アーム１４３と、作業ヘッド１４４と、エンドエフェクター１４５と、配線引き回し部１４６と、を有している。
【０１７７】
基台１４１は、例えば、図示しない床面にボルト等によって固定されている。基台１４１の上端部には、第１アーム１４２が連結されている。第１アーム１４２は、基台１４１に対して鉛直方向に沿う第１軸１４７まわりに回動可能となっている。
【０１７８】
基台１４１内には、第１アーム１４２を回動させる駆動力を発生させるモーター１４８と、モーター１４８の駆動力を減速する減速機１５１とが設置されている。減速機１５１の入力軸は、モーター１４８の回動軸に連結され、減速機１５１の出力軸は、第１アーム１４２に連結されている。
【０１７９】
第１アーム１４２の先端部には、第２アーム１４３が連結している。第２アーム１４３は、第１アーム１４２に対して鉛直方向に沿う第２軸１５２まわりに回動可能となっている。図示しないが、第２アーム１４３内には、第２アーム１４３を回動させる駆動力を発生させる第２モーターと、第２モーターの駆動力を減速する第２減速機とが設置されている。そして、第２モーターの駆動力が第２減速機を介して第１アーム１４２に伝達されることにより、第２アーム１４３が第１アーム１４２に対して第２軸１５２まわりに水平面内で回動する。
【０１８０】
第２アーム１４３の先端部には、作業ヘッド１４４が配置されている。作業ヘッド１４４は、第２アーム１４３の先端部に同軸的に配置された、図示しないスプラインナット及びボールネジナットに挿通されたスプラインシャフト１５３を有している。スプラインシャフト１５３は、第２アーム１４３に対して、その軸まわりに回転可能であり、かつ、上下方向に昇降可能となっている。
【０１８１】
第２アーム１４３内には、図示しないが、回転モーター及び昇降モーターが配置されている。回転モーターの駆動力は、図示しない駆動力伝達機構によってスプラインナットに伝達され、スプラインナットが正逆回転すると、スプラインシャフト１５３が鉛直方向に沿う第３軸１５４まわりに正逆回転する。
【０１８２】
一方、昇降モーターの駆動力は、図示しない駆動力伝達機構によってボールネジナットに伝達され、ボールネジナットが正逆回転すると、スプラインシャフト１５３が上下に昇降する。
【０１８３】
スプラインシャフト１５３の先端側にはエンドエフェクター１４５が連結されている。エンドエフェクター１４５としては、特に限定されず、例えば、物体を把持するものや物体を加工するもの等が挙げられる。
【０１８４】
第２アーム１４３内に配置された各電子部品、例えば、第２モーター、回転モーター、昇降モーター、第１〜第４エンコーダー等に接続される複数の配線は、第２アーム１４３と基台１４１とを連結する管状の配線引き回し部１４６内を通って基台１４１内まで引き回されている。さらに、かかる複数の配線は、基台１４１内でまとめられることによって、モーター１４８及びエンコーダーに接続される配線とともに、基台１４１の外部に設置され、ロボット１４０を統括制御する制御部としての制御装置１５５まで引き回される。
【０１８５】
基台１４１、第１アーム１４２、第２アーム１４３及び配線引き回し部１４６には第１センサー１８が設置されている。そして、エンドエフェクター１４５には第２センサー２１が設置されている。そして、制御装置１５５は第１の実施形態における制御装置５と同様の機能を備えている。
【０１８６】
ロボット１４０においても第２判定値は第１判定値より小さい値になっている。これにより、物体が基台１４１、第１アーム１４２及び第２アーム１４３に接近したときに障害物であると判定する近接状態より物体がエンドエフェクター１４５に接近したときに障害物であると判定する近接状態を短くしている。このとき、エンドエフェクター１４５は物体に接近することができる為、エンドエフェクター１４５が物体に所定の作用を及ぼすとき制御装置１５５がエンドエフェクター１４５の動作を過度に制限することを低減することができる。
【０１８７】
図３３は垂直多関節ロボットの構成を示す概略斜視図である。尚、以下では、ロボットシステムとしてのロボット１６０の基台１６１側を「基端側」、エンドエフェクター側を「先端側」という。図３３に示すように、ロボット１６０は、垂直多関節の６軸ロボットである。このロボット１６０は、基台１６１と、アーム部としてのロボットアーム１６２及びエンドエフェクター１６８と、を有する。ロボットアーム１６２は第１アーム１６３、第２アーム１６４、第３アーム１６５、第４アーム１６６及び第５アーム１６７を備え、これらのアームが基端側から先端側に向かってこの順に連結されている。エンドエフェクター１６８は、例えば、精密機器、部品等を把持するハンド１７１を備えている。また、基台１６１の内部にはロボット１６０の各部の作動を制御する制御部としての制御装置１７２が設置されている。
【０１８８】
基台１６１は、例えば、床、壁または天井等に対して固定されている。第１アーム１６３は、基台１６１に対して第１回動軸１７３まわりに回動可能となっている。第２アーム１６４は、第１アーム１６３に対して第１回動軸１７３に直交している第２回動軸１７４まわりに回動可能となっている。第３アーム１６５は、第２アーム１６４に対して第２回動軸１７４に平行な第３回動軸１７５まわりに回動可能となっている。第４アーム１６６は、第３アーム１６５に対して第３回動軸１７５と直交している第４回動軸１７６まわりに回動可能となっている。第５アーム１６７は、第４アーム１６６に対して第４回動軸１７６と直交している第５回動軸１７７まわりに回動可能となっている。エンドエフェクター１６８は、第５アーム１６７に対して第５回動軸１７７と直交している第６回動軸１７８まわりに回動可能となっている。
【０１８９】
基台１６１及びロボットアーム１６２には第１センサー１８が設置されている。そして、エンドエフェクター１６８には第２センサー２１が設置されている。そして、制御装置１７２は第１の実施形態における制御装置５と同様の機能を備えている。
【０１９０】
ロボット１６０においても第２判定値は第１判定値より小さい値になっている。これにより、物体が基台１６１及びロボットアーム１６２に接近したときに障害物であると判定する近接状態より物体がエンドエフェクター１６８に接近したときに障害物であると判定する近接状態を短くしている。このとき、エンドエフェクター１６８は物体に接近することができる為、エンドエフェクター１６８が物体に所定の作用を及ぼすとき制御装置１７２がエンドエフェクター１６８の動作を過度に制限することを低減することができる。
【０１９１】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、ロボット１はエンドエフェクター１３にハンド１６を備えていた。ハンド１６に限らず、ロボット１はエンドエフェクター１３に真空チャック、モータードライバーや物体を加工する工具や刃具を備えてもよい。各種の用途に合わせてロボット１が作業することができる。
【０１９２】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、第１センサー１８及び第２センサー２１に相互容量方式の静電容量型近接センサーを用いた。他にも、自己容量方式のセンサーを用いても良い。自己容量方式のセンサーは、第１電極２６及び第２電極２７の機能を兼ねる電極を１つの電極で構成することができるので、構成を簡易にできる。
【０１９３】
（変形例３）
前記第４の実施形態では、各種のロボットに第１センサー１８及び第２センサー２１を設置した例を示した。他にも、例えば、単軸ロボット、ガントリーロボット、パラレルリンクロボット等の他のロボットに適用しても良い。このときにも、エンドエフェクターは物体に接近することができる為、エンドエフェクターが物体に所定の作用を及ぼすとき制御装置がエンドエフェクターの動作を過度に制限することを低減することができる。
【０１９４】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、第１センサー１８は静電容量型近接センサーであった。前記第３の実施形態では、第１センサー１８は超音波センサーであった。他にも第１センサー１８は磁気センサーでもよく、反射光を検出する光センサーでも良い。物体を検出しやすいセンサーを選択することにより、第１センサー１８が物体を確実に検出することができる。
【０１９５】
（変形例５）
前記第１の実施形態では、すべての第１判定値６２が第２判定値６１より大きな値になっていた。一部の第１判定値６２は第２判定値６１より小さい値になっていても良い。ロボット１の周囲に配置された物体に対応して第１判定値６２を第２判定値６１より小さく設定しても良い。ロボット１の周辺装置の設定の自由度を高くすることができる。
【０１９６】
以下に、実施形態から導きだされる内容を記載する。
【０１９７】
ロボットシステムは、アーム部と、前記アーム部と接続するエンドエフェクターと、前記アーム部に配置され前記アーム部に接近する第１物体の近接状態を検出し第１近接信号を出力する第１センサーと、前記エンドエフェクターに配置され前記エンドエフェクターに接近する第２物体の近接状態を検出し第２近接信号を出力する第２センサーと、前記第１近接信号及び前記第２近接信号を受けて、前記第１物体及び前記第２物体が障害物か否かを判定する制御部と、を備え、前記制御部は前記第１近接信号が第１判定値より小さいとき前記第１物体を障害物と判定し、前記制御部は前記第２近接信号が第２判定値より小さいとき前記第２物体を障害物と判定し、前記第２判定値は前記第１判定値より小さいことを特徴とする。
【０１９８】
この構成によれば、ロボットシステムはアーム部を備えている。このアーム部にはエンドエフェクターが接続されている。アーム部を動かすことによりエンドエフェクターの位置が変更される。エンドエフェクターは物体を把持する等の機能を有する。アーム部には第１センサーが配置されている。第１センサーはアーム部に接近する第１物体との近接状態を検出し第１近接信号を出力する。第１近接信号には第１センサーと第１物体との近接状態である第１近接状態の情報が含まれている。エンドエフェクターには第２センサーが配置されている。第２センサーはエンドエフェクターに接近する第２物体との近接状態を検出し第２近接信号を出力する。第２近接信号には第２センサーと第２物体との近接状態である第２近接状態の情報が含まれている。
【０１９９】
制御部は第１近接信号及び第２近接信号を入力する。そして、第１物体及び第２物体が障害物か否かを制御部が判定する。制御部は第１近接信号から第１近接状態の値を取得する。そして、制御部は第１近接状態を示す第１近接信号が第１判定値より小さいとき第１物体を障害物と判定する。従って、制御部はアーム部が第１物体と衝突しないための手段や衝突したときの損傷や損害の程度を低減する手段を実施することができる。
【０２００】
制御部は第２近接信号から第２近接状態の値を取得する。そして、制御部は第２近接状態を示す第２近接信号が第２判定値より小さいとき第２物体を障害物と判定する。従って、制御部はエンドエフェクターが第２物体と衝突しないための手段や衝突したときの損傷や損害の程度を低減する手段を実施することができる。
【０２０１】
第２判定値は第１判定値より小さい値になっている。これにより、第１物体がアーム部に接近したときに障害物であると判定する距離より第２物体がエンドエフェクターに接近したときに障害物であると判定する距離を短くしている。このとき、エンドエフェクターは第２物体に接近することができる為、エンドエフェクターが第２物体に所定の作用を及ぼすとき制御部がエンドエフェクターの動作を過度に制限することを低減することができる。
【０２０２】
上記のロボットシステムでは、前記エンドエフェクターは第１領域及び第２領域を有し、前記第１領域及び前記第２領域に配置されている各第２センサーが出力する前記第２近接信号に対してそれぞれ異なる前記第２判定値が設定されることが好ましい。
【０２０３】
この構成によれば、エンドエフェクターは第１領域及び第２領域を有している。そして、第１領域及び第２領域にはそれぞれ第２センサーが配置されている。第１領域の第２センサー及び第２領域の第２センサーはそれぞれ第２近接信号を制御部に出力する。制御部は各第２近接信号を入力して第１領域の第２センサーが検出した第２近接状態及び第２領域の第２センサーが検出した第２近接状態を取得する。
【０２０４】
制御部は第１領域にて第２センサーが検出した第２近接状態を示す第２近接信号を判定する第２判定値を有している。そして、制御部は第２領域にて第２センサーが検出した第２近接状態を示す第２近接信号を判定する第２判定値を有している。第１領域における第２判定値と第２領域における第２判定値とは独立しているので、異なることもあり、同じこともある。制御部は第１領域における第２近接状態と第２領域における第２近接状態とを個別に判定する。その結果、制御部はエンドエフェクターの領域毎に第２物体に接近しても障害物と判定しない近接状態を設定することができる。
【０２０５】
上記のロボットシステムは、前記エンドエフェクターは第１爪部と、前記第１爪部との距離が変化する第２爪部と、を備え、前記第２センサーは前記第１領域に配置された第３センサーと前記第２領域に配置された第４センサーとを備え、前記第３センサーは前記第１爪部と前記第２爪部とが接近または離間する方向と直交する方向のうち、前記第１爪部及び前記第２爪部が延在する第１方向において前記第２物体の近接状態を検出して第３近接信号を出力し、前記第４センサーは前記第１方向と直交する第２方向において前記第２物体の近接状態を検出して第４近接信号を出力し、前記第３近接信号を判定する前記第２判定値を第３判定値とし、前記第４近接信号を判定する前記第２判定値を第４判定値とするとき、前記第３判定値は前記第４判定値より小さいことが好ましい。
【０２０６】
この構成によれば、エンドエフェクターは第１爪部と第２爪部とを備えている。第１爪部と第２爪部との距離は変更可能になっているので、第１爪部と第２爪部との間に物体を挟んで把持することができる。第１爪部と第２爪部とが接近または離間する方向と直交する方向のうち、第１爪部及び第２爪部が延在する第１方向において第２センサーと第２物体との近接状態を第３近接状態とする。
【０２０７】
第２センサーは第１領域に配置された第３センサーと第２領域に配置された第４センサーとを備えている。第３センサーは第３近接状態を検出する。第２判定値の１つである第３判定値と第３近接状態が示す第３接近信号を比較して制御部は第３近接状態を判定する。第３近接状態を示す第３接近信号が第３判定値より小さいとき制御部は第２物体を障害物と判定する。
【０２０８】
第２方向は第１方向と直交する方向である。詳しくは、第２方向は第１方向を軸とする円筒の径方向である。第２方向において第４センサーと第２物体との近接状態を第４近接状態とする。第４センサーは第４近接状態を検出して第４接近信号を出力する。第２判定値の１つである第４判定値と第４近接状態を示す第４接近信号を比較して制御部は第４近接状態を判定する。第４近接状態を示す第４接近信号が第４判定値より小さいとき制御部は第２物体を障害物と判定する。第３判定値は第４判定値より小さい判定値になっている。
【０２０９】
このため、第２物体が第１爪部及び第２爪部の第２方向から第４センサーに接近する近接状態の判定値より第２物体が第１爪部及び第２爪部の第１方向から第３センサーに接近する近接状態の判定値を小さくしている。エンドエフェクターは主に第１爪部及び第２爪部の第１方向で第２物体に所定の作用を及ぼす。このとき、第１爪部及び第２爪部は第１方向に位置する第２物体に接近することができる為、第１爪部及び第２爪部が第１方向の第２物体に所定の作用を及ぼすとき制御部がエンドエフェクターの動作を過度に制限することを低減することができる。
【０２１０】
上記のロボットシステムでは、前記制御部は、前記アーム部及び前記エンドエフェクターを移動させて、前記第１近接信号及び前記第２近接信号を受けて、前記第１近接信号を基に、前記アーム部が移動した各場所における前記第１判定値を設定し、前記第２近接信号を基に、前記エンドエフェクターが移動した各場所における前記第２判定値を設定することが好ましい。
【０２１１】
この構成によれば、制御部はアーム部及びエンドエフェクターを移動させる。そして、制御部は第１近接信号及び第２近接信号を入力して第１近接状態及び第２近接状態を取得する。アーム部の周囲に障害物でない第１物体が存在するとき、制御部は第１判定値を第１近接状態より所定の距離だけ小さくなるように近接状態を設定する。このように、第１判定値を設定することにより、障害物でない第１物体にアーム部が接近しても第１物体を障害物と判定しないようにできる。
【０２１２】
同様に、エンドエフェクターの周囲に障害物でない第２物体が存在するとき、制御部は第２判定値を第２近接状態より所定の距離だけ小さくなるように近接状態を設定する。このように、第２判定値を設定することにより、障害物でない第２物体にエンドエフェクターが接近しても第２物体を障害物と判定しないようにできる。このように、第１近接信号及び第２近接信号を用いてアーム部及びエンドエフェクターが移動した各場所における第１判定値及び第２判定値を設定する。その結果、障害物でない第１物体にアーム部が接近しても障害物でない第１物体を障害物と判定しないようにできる。また、障害物でない第２物体にエンドエフェクターが接近しても第２物体を障害物と判定しないようにできる。
【０２１３】
上記のロボットシステムでは、前記第１センサー及び前記第２センサーは静電容量型近接センサーであることが好ましい。
【０２１４】
この構成によれば、第１センサー及び第２センサーは静電容量型近接センサーである。静電容量型近接センサーは光学式の反射型センサーに比べて広い範囲の物体を容易に検出することができる。従って、第１センサー及び第２センサーは広い範囲の物体を容易に顕出することができる。
【０２１５】
上記のロボットシステムでは、前記第１センサーは超音波センサーであり、前記第２センサーは静電容量型近接センサーであることが好ましい。
【０２１６】
この構成によれば、第１センサーには超音波センサーが用いられている。そして、第２センサーには静電容量型近接センサーが用いられている。静電容量型近接センサーは近距離に存在する物体との近接状態を精度良く検出することができる。従って、エンドエフェクターと第２物体との近接状態を精度良く検出できる。超音波センサーは静電容量型近接センサーが検出する近接状態より長い距離に存在する物体を検出することができる。従って、制御部はアーム部と離れた場所の第１物体を検出できる為、アーム部を高速で移動させてもアーム部が第１物体と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。
【０２１７】
上記のロボットシステムでは、前記アーム部を複数備え、各前記アーム部に前記エンドエフェクターが接続することが好ましい。
【０２１８】
この構成によれば、ロボットシステムはアーム部を複数備えている。そして、各アーム部にエンドエフェクターが接続している。そして、複数のアーム部に第１センサーが配置され、各エンドエフェクターに第２センサーが配置されている。制御部は第１近接信号を用いて各アーム間の近接状態に相当する第１近接状態を検出する為、複数のアーム部が互いに衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減したりすることができる。
【０２１９】
上記のロボットシステムでは、前記制御部は前記第１物体が障害物であると判定したとき前記アーム部の動作を制限し、前記第２物体が障害物であると判定したとき前記アーム部と前記エンドエフェクターとの動作を制限することが好ましい。
【０２２０】
この構成によれば、制御部は第１物体が障害物であると判定したときアーム部の動作を制限する。アーム部の動作を制限することにはアーム部の動作を停止すること、減速すること、回避することが含まれる。従って、アーム部が障害物と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。このとき、制御部はエンドエフェクターの動作を制限しない。従って、アーム部を動作せずにエンドエフェクターを動作させることができる。
【０２２１】
また、制御部は第２物体が障害物であると判定したときアーム部及びエンドエフェクターの動作を制限する。従って、エンドエフェクターが障害物と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。
【０２２２】
ロボットシステムの制御方法は、アーム部と、前記アーム部と接続するエンドエフェクターと、を有するロボットシステムにおけるロボットシステムの制御方法であって、第１センサーが前記アーム部に接近する第１物体の近接状態を検出して第１近接信号を制御部に出力し、前記制御部が前記第１近接信号を受けて、前記第１センサーに対する前記第１物体の近接状態である第１近接状態を取得し、前記制御部は前記第１近接信号が第１判定値より小さいとき前記第１物体を障害物と判定し、第２センサーが前記エンドエフェクターに接近する第２物体の近接状態を検出して第２近接信号を前記制御部に出力し、前記制御部が前記第２近接信号を受けて、前記第２センサーに対する前記第２物体の近接状態である第２近接状態を取得し、前記制御部は前記第２近接信号が第２判定値より小さいとき前記第２物体を障害物と判定し、前記第２判定値は前記第１判定値より小さいことを特徴とする。
【０２２３】
この方法によれば、ロボットシステムはアーム部と、アーム部と接続するエンドエフェクターと、を有している。そして、第１センサーがアーム部に接近する第１物体との近接状態を検出して第１近接信号を制御部に出力する。制御部は第１近接信号を入力する。第１近接信号には第１物体と第１センサーとの近接状態である第１近接状態の情報が含まれている。制御部は第１近接状態を取得する。制御部は第１近接状態を示す第１近接信号が第１判定値より小さいとき第１物体を障害物と判定する。従って、制御部はアーム部が第１物体と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減するための手段を実施することができる。
【０２２４】
制御部は第２近接信号を入力する。第２近接信号には第２物体と第２センサーとの近接状態である第２近接状態の情報が含まれている。制御部は第２近接状態を示す第２近接信号を取得する。制御部は第２近接状態を示す第２近接信号が第２判定値より小さいとき第２物体を障害物と判定する。従って、制御部はエンドエフェクターが第２物体と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減するための手段を実施することができる。
【０２２５】
第２判定値は第１判定値より小さい値になっている。これにより、第１物体がアーム部に接近したときに障害物であると判定する距離より第２物体がエンドエフェクターに接近したときに障害物であると判定する距離を短くしている。このとき、エンドエフェクターは第２物体に接近することができる為、エンドエフェクターが第２物体に所定の作用を及ぼすとき制御部がエンドエフェクターの動作を過度に制限することを低減することができる。
【０２２６】
上記のロボットシステムの制御方法では、前記制御部は前記第１物体が障害物であると判定したとき前記アーム部の動作を制限し、前記第２物体が障害物であると判定したとき前記アーム部及び前記エンドエフェクターの動作を制限することが好ましい。
【０２２７】
この方法によれば、制御部は第１物体が障害物であると判定したときアーム部の動作を制限する。従って、アーム部が障害物と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。このとき、制御部はエンドエフェクターの動作を制限しない。従って、アーム部を動作せずにエンドエフェクターを動作させることができる。
【０２２８】
また、制御部は第２物体が障害物であると判定したときアーム部及びエンドエフェクターの動作を制限する。従って、エンドエフェクターが障害物と衝突することを防止したり、衝突したときの損傷や損害の程度を低減することができる。
【０２２９】
上記のロボットシステムの制御方法では、前記アーム部及び前記エンドエフェクターの動作軌跡を設定し、障害物がない状態で設定した動作軌跡に従って前記アーム部及び前記エンドエフェクターを作動させて、前記第１センサーが出力する前記第１近接信号を用いて前記制御部は前記第１判定値を設定し、前記第２センサーが出力する前記第２近接信号を用いて前記制御部は前記第２判定値を設定することが好ましい。
【０２３０】
この方法によれば、アーム部及びエンドエフェクターの動作軌跡を設定する。そして、障害物がない状態で設定した動作軌跡に従ってアーム部及びエンドエフェクターを作動させている。このとき、第１センサーは第１近接信号を制御部に出力し、第２センサーは第２近接信号を制御部に出力する。そして、制御部は第１近接信号及び前記第２近接信号を入力して第１近接状態及び第２近接状態を取得する。アーム部の周囲に障害物でない第１物体が存在するとき、制御部は第１判定値を第１近接状態より所定の距離だけ小さくなるように近接状態を設定する。このように、第１判定値を設定することにより、障害物でない第１物体にアーム部が接近しても第１物体を障害物と判定しないようにできる。
【０２３１】
同様に、エンドエフェクターの周囲に障害物でない第２物体が存在するとき、制御部は第２判定値を第２近接状態より所定の距離だけ小さくなるように近接状態を設定する。このように、第２判定値を設定することにより、障害物でない第２物体にエンドエフェクターが接近しても第２物体を障害物と判定しないようにできる。このように、第１近接信号及び第２近接信号を用いてアーム部及びエンドエフェクターが移動した各場所における第１判定値及び第２判定値を設定する。その結果、障害物でない第１物体にアーム部が接近しても障害物でない第１物体を障害物と判定しないようにできる。また、障害物でない第２物体にエンドエフェクターが接近しても第２物体を障害物と判定しないようにできる。
【０２３２】
ロボットコントローラーでは、ロボットのアーム部に配置された第１センサーが前記アーム部に接近する第１物体の近接状態を検出して出力する第１近接信号を入力し、前記アーム部と接続するエンドエフェクターに配置された第２センサーが前記エンドエフェクターに接近する第２物体の近接状態を検出して出力する第２近接信号を入力し、前記第１近接信号が第１判定値より小さいとき前記第１物体を障害物と判定し、前記第２近接信号が第２判定値より小さいとき前記第２物体を障害物と判定する制御部を備え、前記第２判定値は前記第１判定値より小さいことを特徴とする。
【０２３３】
この構成によれば、ロボットコントローラーは制御部を備えている。ロボットのアーム部には第１センサーが配置されている。第１センサーはアーム部に接近する第１物体との近接状態を検出して制御部に第１近接信号を出力する。第１近接信号には第１物体と第１センサーとの近接状態である第１近接状態の情報が含まれている。制御部は第１近接信号から第１近接状態を取得して第１近接状態を示す第１近接信号が第１判定値より小さいとき第１物体を障害物と判定する。
【０２３４】
アーム部にはエンドエフェクターが接続されている。エンドエフェクターには第２センサーが配置されている。第２センサーはエンドエフェクターに接近する第２物体との近接状態を検出して制御部に第２近接信号を出力する。第２近接信号には第２物体と第２センサーとの近接状態である第２近接状態の情報が含まれている。制御部は第２近接信号から第２近接状態を取得して第２近接状態を示す第２近接信号が第２判定値より小さいとき第２物体を障害物と判定する。
【０２３５】
第２判定値は第１判定値より小さい値になっている。これにより、第１物体がアーム部に接近したときに障害物であると判定する距離より第２物体がエンドエフェクターに接近したときに障害物であると判定する距離を短くしている。このとき、エンドエフェクターは第２物体に接近することができる為、エンドエフェクターが第２物体に所定の作用を及ぼすとき制御部がエンドエフェクターの動作を過度に制限することを低減することができる。
【符号の説明】
【０２３６】
１，１０５，１１０，１４０，１６０…ロボットシステムとしてのロボット、５，１１６，１３７，１５５，１７２…制御部及びロボットコントローラーとしての制御装置、１２…アーム部、１３，１４５，１６８…エンドエフェクター、１８…第１センサー、１９…第１物体、２０…第１近接状態、２１…第２センサー、４４…第１領域、４５…第２領域、４６…第１爪部、４７…第２爪部、５１…第１方向、５２…第２物体、５３…第３近接状態、５４…第２判定値としての第３判定値、５５…第２方向、５６…第４近接状態、５７…第２判定値としての第４判定値、５８…第２近接状態、６１…第２判定値、６２…第１判定値、１０６…第１センサーとしての超音波センサー、１１３…アーム部としての第１アーム部、１１５…アーム部としての第２アーム部、１２０…ロボットシステムとしての電子部品検査装置、１３１…アーム部としての腕部、１３２…アーム部としてのＸステージ、１３５…エンドエフェクターとしての把持部、１４２…アーム部としての第１アーム、１４３…アーム部としての第２アーム、１６２…アーム部としてのロボットアーム。
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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