(57)【要約】【課題】吐出面に対して吐出物を吐出するニードルを有するロボットにおいて、吐出不良の発生を抑制する。【解決手段】制御装置は、距離センサーによって検出された値を用いて、ロボットアームの動作を制御する制御部を備え、複数の距離センサーは、ディスペンサーの軸方向と直交する第１方向に配置されている第１の距離センサー及び第２の距離センサーを含み、第２の距離センサーは、第１の距離センサーよりディスペンサーから離れた位置に配置され、制御部は、第１の距離センサーによって取得される距離が、予め定められた範囲の距離であり、かつ、第２の距離センサーによって取得される距離が、予め定められた範囲の距離より大きい距離である第１条件が満たされている場合には、ディスペンサーによる吐出物の吐出を実行させる第１指示をロボットに対して実行する。【選択図】図３
2020049642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けられ、吐出物を吐出するディスペンサーと、前記吐出物が吐出される方向における対象との距離を検出する複数の距離センサーと、を備えるロボットを制御する制御装置であって、
前記距離センサーによって検出された値を用いて、前記ロボットアームの動作を制御する制御部を備え、
前記複数の距離センサーは、第１の距離センサーと第２の距離センサーを含み、
前記第１の距離センサーは、前記ディスペンサーと前記第２の距離センサーの間に配置され、
前記第２の距離センサーは、前記ディスペンサーの軸と直交し、前記ディスペンサーの軸から前記第１の距離センサーに向かう第１方向に沿って配置され、
前記第１の距離センサーによって検出される第１の値が、予め定められた範囲であり、かつ、前記第２の距離センサーによって検出される第２の値が、前記範囲より大きい第１条件が満たされている場合には、
前記ディスペンサーが前記吐出物を吐出する、
制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置であって、
前記複数の距離センサーは、さらに、第３の距離センサーと第４の距離センサーを含み、
前記第３の距離センサーは、前記ディスペンサーと第４の距離センサーの間に配置され、
前記第４の距離センサーは、前記ディスペンサーの軸と前記第１方向に直交し、前記ディスペンサーの軸から前記第３の距離センサーに向かう第２方向に沿って配置され、
前記第１条件に加えて、前記第３の距離センサーによって検出される第３の値及び第４の距離センサーによって検出される第４の値が、前記範囲に含まれる第２条件が満たされている場合には、
前記ディスペンサーは、前記吐出物を吐出するとともに、前記第２方向に移動する、制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の制御装置であって、
前記第２方向に前記ディスペンサーが移動している場合において、
前記第４の値が前記範囲より大きい第３条件が満たされた場合には、
前記ディスペンサーは、前記第２方向への移動を停止する、制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の制御装置であって、
前記複数の距離センサーは、さらに、第５の距離センサーを含み、  前記第５の距離センサーは、前記ディスペンサーの軸から前記第５の距離センサーに向かう第３の方向が、前記ディスペンサーの軸と直交するように配置され、
前記第３条件に加えて、前記第５の距離センサーによって検出される第５の値が前記範囲に含まれる第４条件が満たされた場合には、
前記ディスペンサーは、前記第３方向に移動する、制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の制御装置であって、
前記複数の距離センサーは、さらに、第６の距離センサーを含み、
前記第６の距離センサーは、前記ディスペンサーの軸から前記第６の距離センサーに向かう第４の方向が、前記ディスペンサーの軸と、前記第３方向とに直交するように配置され、
前記第４条件に加えて、前記第６の距離センサーによって検出される第６の値が、前記範囲より大きい第５条件が満たされている場合には、
前記ディスペンサーは、前記第３方向に前記ディスペンサーを移動させるとともに、前記吐出物を吐出する、制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の制御装置であって、
前記制御部は、前記複数の距離センサーのうち、検出される値が前記範囲に含まれる３以上の距離センサーを用いて、前記ディスペンサーの軸と前記吐出物が吐出される吐出面との成す角度を予め定められた角度にするように制御する、制御装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記距離センサーとして超音波センサーを備えた前記ロボットを制御する、制御装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の制御装置であって、
前記距離センサーとしてレーザーセンサーを備えた前記ロボットを制御する、制御装置。
【請求項９】
ロボットシステムであって、
ロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けられ、吐出物を吐出するディスペンサーと、前記吐出物が吐出される方向における対象との距離を検出する複数の距離センサーと、を備えるロボットと、
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の制御装置であって、前記ロボットを制御する制御装置と、を備える、
ロボットシステム。
【請求項１０】
制御装置によって制御されるロボットであって、
ロボットアームと、
前記ロボットアームの先端に設けられ、吐出物を吐出するディスペンサーと、
前記吐出物が吐出される方向における対象との距離を検出する複数の距離センサーと、
を備え、
前記複数の距離センサーは、第１の距離センサーと第２の距離センサーを含み、
前記第１の距離センサーは、前記ディスペンサーと前記第２の距離センサーの間に 配置され、
前記第２の距離センサーは、前記ディスペンサーの軸と直交し、前記ディスペンサーの軸から前記第１の距離センサーに向かう第１方向に沿って配置され、
前記第１の距離センサーによって検出される第１の値が、予め定められた範囲であり、かつ、前記第２の距離センサーによって検出される第２の値が、前記範囲より大きい第１条件が満たされている場合には、
前記ディスペンサーが前記吐出物を吐出する、
ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、制御装置、ロボットシステム、及びロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズルと、ノズルから接着剤をガラス基板に塗布する塗布シリンジと、を有し、ガラス基板の高さをレーザーセンサーで計測するとともに、ノズルを所定の高さで設けられたロードセルに接触させてノズルの高さを設定する接着剤塗布装置が知られている（例えば、特許文献１）。この接着剤塗布装置では、設定された高さに応じて、ガラス基板とノズルとのギャップが一定の値になるようにノズルの位置を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３４５１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術を用いて、塗布対象物の縁から一定の距離となる経路に沿ってノズルを移動させて塗布対象物の縁に接着剤を塗布しようとする際に、塗布対象物の形状にばらつきがある場合には、塗布対象物からの高さを測定する箇所が塗布対象物の縁から外れてしまい、塗布不良が発生するという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一形態によれば、ロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けられ、吐出物を吐出するディスペンサーと、前記吐出物が吐出される方向における対象との距離を検出する複数の距離センサーと、を備えるロボットを制御する制御装置が提供される。この制御装置は、前記距離センサーによって検出された値を用いて、前記ロボットアームの動作を制御する制御部を備え、前記複数の距離センサーは、前記ディスペンサーの軸方向と直交する第１方向に配置されている第１の距離センサー及び第２の距離センサーを含み、前記第２の距離センサーは、第１の距離センサーより前記ディスペンサーから離れた位置に配置され、前記制御部は、前記第１の距離センサーによって取得される距離が、予め定められた範囲の距離であり、かつ、前記第２の距離センサーによって取得される距離が、予め定められた範囲の距離より大きい距離である第１条件が満たされている場合には、前記ディスペンサーによる前記吐出物の吐出を実行させる第１指示を前記ロボットに対して実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ロボットシステムの一例を示す斜視図。
【図２】ロボットと制御装置の機能を示すブロック図。
【図３】吐出物を吐出する際のロボットの様子を示す模式図。
【図４】ニードルと距離センサーとの位置関係を示す模式図。
【図５】ニードルが吐出面Ｓの縁に沿って吐出物を吐出する際の様子を示す第１の模式図。
【図６】図５におけるエンドエフェクターの様子を示す模式図。
【図７】ニードルが吐出面へ吐出する際の様子を示す第２の模式図である。
【図８】ニードルが吐出面へ吐出する際の様子を示す第３の模式図である。
【図９】複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される一例を示す概念図。
【図１０】複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される他の例を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
Ａ．第１実施形態
図１は、ロボットシステムの一例を示す斜視図である。図２は、ロボット１００と制御装置２００の機能を示すブロック図である。以下では、図１及び図２を用いて、本実施形態に係るロボットシステムの構成について説明する。このロボットシステムは、ロボット１００と、制御装置２００と、教示装置３００とを備えている。制御装置２００は、ロボット１００及び教示装置３００とケーブル又は無線を介して通信可能に接続されている。
【０００８】
ロボット１００は、予め作成された教示データに応じて作業を実行する。また、ロボット１００は、ロボットシステムに備えられたセンサーから取得される検出値に応じた動作の調整が可能である。図１に示す様に、ロボット１００は、基台１１０と、ロボットアーム１２０と、を備える。以下において、ロボットアーム１２０は、単にアーム１２０とも記載される。
【０００９】
アーム１２０は複数の関節を備える。アーム１２０の先端には、力覚センサー１９０が設置され、力覚センサー１９０の先端側にはエンドエフェクター１３０が装着されている。図１の例では、図示の便宜上、エンドエフェクター１３０を単純な形状で描いている。アーム１２０の軸数は、６軸である。これにより、アーム１２０は、制御装置２００からの指示に応じてエンドエフェクター１３０を任意の位置に移動させることができる。
【００１０】
本実施形態において、エンドエフェクター１３０は、吐出物を吐出するディスペンサーとしてのニードル１３２と、ニードル１３２から吐出物が吐出される吐出面Ｓからの距離を検出する複数の距離センサー１３４と、を含む。エンドエフェクター１３０は、アーム１２０と配線１４０を介して電気的に接続されている。この配線１４０は、ロボット１００の外部から目視可能な状態で取り付けられている。
【００１１】
力覚センサー１９０は、エンドエフェクター１３０に加えられる外力を計測する６軸の力覚センサーである。なお、力覚センサー１９０は、６軸の力覚センサーに限定されない。例えば、５軸以下の力覚センサーであってもよい。また、本実施形態において、力覚センサー１９０は、アーム１２０の先端に設けられているが、これに限定されない。例えば、力覚センサー１９０は、アーム１２０のいずれかの関節に設けられていても良い。
【００１２】
図２に示す様に、制御装置２００は、プロセッサー２１０と、メインメモリー２２０と、不揮発性メモリー２３０と、表示制御部２４０と、表示部２５０と、Ｉ／Ｏインターフェース２６０とを有している。これらの各部は、バスを介して接続されている。プロセッサー２１０は、例えばマイクロプロセッサー又はプロセッサー回路であり、ロボット１００の動作を制御するための制御部として機能する。以下において、プロセッサー２１０は、制御部２１０とも記載される。制御装置２００は、Ｉ／Ｏインターフェース２６０を介してロボット１００と教示装置３００に接続される。なお、制御装置２００は、ロボット１００の内部に収納されていてもよい。本実施形態において、制御装置２００は、エンドエフェクター１３０の先端を中心としたツール座標系を用いて、ロボット１００を制御することができる。ツール座標系の原点であるツールセンターポイントは、エンドエフェクター１３０の一部であるニードル１３２の先端中心である。また、ツール座標系のＺ軸は、ニードル１３２の開口方向に沿った方向に延びる軸である。Ｚ軸方向におけるプラス方向である＋Ｚ軸方向は、ニードル１３２による吐出物の吐出方向である。また、Ｘ軸及びＹ軸は、互いに直交し、またＺ軸とも直交する方向に延びる。
【００１３】
制御装置２００は、メインメモリー２２０に記憶された教示データと距離センサー１３４から出力される値とに応じて、アクチュエーターを駆動させることによって、アーム１２０を移動させる。制御装置２００の各種機能の実現には、不揮発性メモリー２３０に予め格納されたプログラムが用いられる。
【００１４】
なお、制御装置２００の構成は、適宜変更可能であり、図２に示した構成に限定されない。例えば、プロセッサー２１０とメインメモリー２２０とは、制御装置２００と通信可能な他の装置に設けられていても良い。この場合には、制御装置２００と他の装置とが、ロボット１００の制御装置として機能する。また、制御装置２００は、複数のプロセッサー２１０を備えていても良い。
【００１５】
教示装置３００は、ロボット１００の作業のための教示データを含む制御プログラムを作成する際に利用される。教示装置３００は、「ティーチングペンダント」とも呼ばれる。なお、ティーチングペンダントの代わりに、教示処理のアプリケーションプログラムを有するパーソナルコンピューターが用いられても良い。教示装置３００は、作成した教示データを制御装置２００と送信する。送信された教示データは、制御装置２００のメインメモリー２２０に記憶される。
【００１６】
図３は、吐出物３０を吐出する際のロボット１００の様子を示す模式図である。以下では、図３を用いて、制御装置２００によって実行されるロボット１００の制御内容の概要を説明する。
【００１７】
ロボット１００は、ニードル１３２から吐出物３０として接着剤を吐出することによって、接着剤を吐出面Ｓに塗布する。吐出面Ｓは、例えば、スマートフォン用のケースや、液晶パネルや、射出成形機で完成されたカメラモジュール等を含む種々の製造品の加工面である。なお、吐出物３０は、接着剤に限定されない。例えば、吐出物３０は、粘性を有する液状の物質やジェル状の物質やゲル状の物質であればよく、ロボット１００の用途に応じて適宜変更可能である。より具体的には、例えば、吐出物３０は、塗料や、シール部材や緩衝材等として用いられる樹脂であってもよい。
【００１８】
吐出物３０を吐出面Ｓに塗布する際において、アーム１２０は、制御装置２００からの制御に応じて、ニードル１３２が予め定められ一方の教示点から他方の教示点に向かって移動するように駆動する。また、吐出物３０を吐出面Ｓに塗布する際には、制御装置２００は、種々の制御を実行している。例えば、制御装置２００は、位置補正制御や、高さ補正制御や、角度補正制御を実行する。位置補正制御とは、ニードル１３２が吐出面Ｓから外れた範囲に移動しないようにする制御である。高さ補正制御とは、ニードル１３２と吐出面Ｓとの距離が予め設定された距離になるようにする制御である。また、角度補正制御とは、ニードル１３２と吐出面Ｓとの角度が予め設定された角度となるようにする制御である。位置補正制御、高さ補正制御及び角度補正制御には、距離センサー１３４から出力される値が用いられる。また、制御装置２００は、距離センサー１３４の検出値を用いて、ニードル１３２から吐出される吐出物３０の量を測定する。
【００１９】
図４は、ニードル１３２と距離センサー１３４との位置関係を示す模式図である。図４では、ニードル１３２の先端側から見た場合における、エンドエフェクター１３０の正面図が模式的に示されている。以下において、ニードル１３２及び距離センサー１３４の位置は、ニードル１３２の先端側から見た場合における位置関係を用いて説明される。
【００２０】
本実施形態において、エンドエフェクター１３０は、ニードル１３２の周囲に配置された１６つの距離センサー１３４を有している。以下では、説明の便宜のため、１６つの距離センサー１３４のうちの一部を、他の距離センサー１３４と区別するために、第１距離センサー１３４１ａ等と番号を付して記載する場合がある。
【００２１】
１６つの距離センサー１３４は、ニードル１３２の軸方向ｄｘに垂直な方向に２つの距離センサー１３４が配置されている。軸方向ｄｘに垂直な各方向に配置された１組の距離センサーは、組を成す２つの距離センサー１３４間の距離は予め定められた距離に設計されている。また、組を成す２つの距離センサー１３４のうちニードル１３２から遠い方の距離センサー１３４は、ニードル１３２から予め定められた距離に位置するように設計されている。このため、１６つの距離センサー１３４は、ニードル１３２を中心とした２つの同心円状に８つずつ距離センサー１３４が配置されている。１６つの距離センサー１３４を含む８組の距離センサーは、等しい角度間隔になるようにニードル１３２の周囲に配置されている。本実施形態において、８組の距離センサーの配置されている角度間隔は、４５°である。
【００２２】
例えば、ニードル１３２から第１方向ｄ１に向かって２つの距離センサー１３４１a、１３４１ｂが配置されている。第１方向ｄ１に向かって配置された２つの距離センサー１３４１a、１３４１ｂのうちニードル１３２に近い距離センサーを第１距離センサー１３４１ａと呼び、遠い距離センサーが第２距離センサー１３４１ｂと呼ぶ。また例えば、ニードル１３２から第2方向ｄ２に向かって２つの距離センサー１３４２a、１３４２ｂが配置されている。第２方向ｄ２に向かって配置された２つの距離センサー１３４２a、１３４２ｂのうちニードル１３２に近い距離センサーが第３距離センサー１３４２ａと呼び、遠い距離センサーを第４距離センサー１３４２ｂと呼ぶ。第２方向ｄ２は、軸方向ｄｘと第１方向ｄ１との両方に直交する方向である。
【００２３】
距離センサー１３４には、超音波センサーが用いられている。距離センサー１３４として超音波センサーを用いる場合には、例えば光センサーを用いる場合と比べて、信号の処理が容易である。例えば、光センサーを用いた場合と比べて、超音波センサーでは信号となる超音波が発信されてから受信されるまでの時間が長い。このため、光センサーを用いた場合と比べて、超音波センサーを用いる場合には、必要となる応答速度や時間分解能が小さい。本実施形態において、超音波センサーは、複数の超音波発生素子が配列された超音波アレイである。距離センサー１３４としての超音波アレイは、超音波発生素子の撓み変形に応じて生じる超音波を測定対象へと照射する発信器として機能する。また、超音波アレイは、測定対象に反射された超音波を取得できる検出器として機能する。超音波アレイは、位相差シフト駆動が可能である。位相差シフト駆動とは、各超音波発生素子の駆動タイミングをずらすことによって、各超音波発生素子から発生する超音波同士の位相差を調整する駆動方法を意味する。これにより、超音波アレイは、位相差に応じて生じる超音波間の干渉を用いて、超音波の発信方向を任意に変更することが可能である。このため、距離センサー１３４として位相差シフト駆動が可能な超音波アレイを用いる場合には、発信方向を調整するための機構を別途設ける必要が無いため、距離センサー１３４の小型化が容易である。この場合には、距離センサー１３４として他の構成を用いる場合と比べて、設計における自由度が高い。本実施形態において、超音波発生素子には、圧電素子が用いられている。圧電素子には、例えば、膜状に成膜された、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）やチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）やジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）やチタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ、Ｌａ）ＴｉＯ３）を用いることができる。本実施形態において、圧電素子には、膜状に成膜されたＰＺＴが用いられている。なお、超音波センサーには、バルク超音波素子を有する、バルク超音波センサーを用いてもよい。
【００２４】
複数の距離センサー１３４を配置する際には、複数の距離センサー１３４から発信される超音波同士の重なりを小さくする必要がある。このため以下に説明する点を考慮して、距離センサー１３４の配置及び数を決定する必要がある。超音波同士の重なりの程度は、例えば、距離センサー１３４から発信される超音波の有する指向性の高さによって変動する。具体的には、指向性が高い場合には、超音波信号の重なりは小さくなる。距離センサー１３４を形成する超音波センサーアレーに含まれる超音波発生素子を多くすることによって、超音波の位相走査を実行した場合の発信方向をより鋭くできるため、超音波の指向性は高くできる。また、超音波の指向性は、例えば、音響レンズを取り付ける等によっても変更可能である。また、距離センサー１３４と計測の対象となる吐出面Ｓとの距離が大きい場合には、超音波が広がるため、超音波の重なりは大きくなる。また、距離センサー同士の距離も超音波同士の重なりの程度に影響を与える。
【００２５】
図５は、ニードル１３２が吐出面Ｓの縁に沿って吐出物を吐出する際の様子を示す第１の模式図である。図６は、図５におけるエンドエフェクター１３０の様子を示す模式図である。図７は、ニードル１３２が吐出面Ｓへ吐出する際の様子を示す第２の模式図である。図８は、ニードル１３２が吐出面Ｓへ吐出する際の様子を示す第３の模式図である。以下の処理は、ニードル１３２が教示点間を移動する際に、実行される。
【００２６】
制御部２１０は、ニードル１３２を吐出面Ｓの縁、例えば図５における地点Ｐ１へと移動させる。吐出面Ｓの縁へニードル１３２を移動させる際には、制御部２１０は、例えば、教師データに応じてアーム１２０を駆動させてもよい。また、ロボットシステムの利用者からの入力に応じて、アーム１２０を駆動させてもよい。
【００２７】
制御部２１０は、ニードル１３２が吐出面Ｓの縁に到達した後に、吐出を実行させる。具体的には、制御部２１０は、エンドエフェクター１３０に含まれる複数の距離センサー１３４のうち１つの組をなす２つの距離センサー１３４から得られる距離情報を用いて、ニードル１３２からの吐出を実行するか否かを決定する。制御部２１０は、次の２つの要件からなる第１条件を満たす場合に、ロボット１００に吐出物３０の吐出を実行させる。第１の要件は、２つの距離センサー１３４のうちニードル１３２から遠い方の距離センサー１３４から取得される距離が、予め定められた範囲の距離Ｌよりも大きいことである。第２の要件は、２つの距離センサー１３４のうちニードル１３２から近い方の距離センサー１３４から取得される距離が、予め定められた範囲の距離Ｌであることである。
【００２８】
図６に示す場合において、第１距離センサー１３４１ａによって取得される距離は、吐出面Ｓまでの距離を取得している。この場合、第１距離センサー１３４１ａから取得される距離が、予め定められた範囲の距離Ｌである。一方、第２距離センサー１３４１ｂによって取得される距離は、吐出面Ｓから外れた位置との距離を取得している。この場合、第２距離センサー１３４１ｂから取得される距離が、予め定められた範囲より大きい距離である。図５及び図６に示す場合には、２つの要件が満たされているので、制御部２１０は、ロボット１００に対して、吐出物３０の吐出を指示する。なお、以下において、この指示を第１指示とも記載する。なお、予め定めた範囲の距離とは、吐出面Ｓへの吐出を実行する場合において想定される、吐出面Ｓと距離センサー１３４との距離である。吐出面Ｓは、平面以外の構造、例えば凹凸面も含む。
【００２９】
制御部２１０は、吐出を指示する際に、ニードル１３２の移動を移動させるか否かの決定をする。この際に、制御部２１０は、第１条件で用いられた２つの距離センサー１３４１ａ、１３４１ｂが配置された方向である第１方向ｄ１に直交する第２方向ｄ２に配置された２つの距離センサー１３４２ａ、１３４２ｂによって得られる距離を用いる。第２条件が満たされた場合に、第２方向ｄ２側には縁がない。第２条件は、第２方向ｄ２に配置された第３距離センサー１３４２ａと第４距離センサー１３４２ｂから得られる距離が予め定めた範囲の距離Ｌであることである。このため、制御部２１０は、第２条件が満たされている場合に、第２方向ｄ２にニードル１３２に移動させる第２の指示を実行する。なお、第２条件が満たされていない場合には、制御部２１０は、第２方向ｄ２以外の方向から移動可能な方向を選択してもよい。この際には、制御部２１０は、吐出面Ｓと各距離センサー１３４との位置関係を変えるように、アーム１２０の位置及び角度を変化させてもよい。
【００３０】
第２の指示に応じて、ニードル１３２が第２方向に移動される場合には、第１条件が満たされた状態で移動されることが好ましい。第１指示に応じた、ニードル１３２からの吐出物３０の吐出は、第１条件が満たされなくなった場合に停止される。これにより、縁以外の領域に吐出物３０が吐出されることが抑制される。この場合において、制御部２１０は、第１条件を再度満たすようにアーム１２０の位置及び角度を調整してもよい。
【００３１】
ニードル１３２の第２方向ｄ２への移動させた後に、第２方向ｄ２に吐出面Ｓの縁がある場合には、制御部２１０は、ニードル１３２の第２方向ｄ２への移動の停止を指示する。図７に示すように、ニードル１３２が第２位置Ｐ２に到達すると、第４距離センサー１３４２ｂが吐出面Ｓの外側へと出る。制御部２１０は、第２条件で用いた２つの距離センサー１３４２ａ、１３４２ｂのうちニードル１３２から遠い第４距離センサー１３４２ｂから取得される距離が予め定められた範囲の距離Ｌより大きい第３条件が満たされた場合に、第２方向ｄ２へのニードル１３２の移動の停止を指示する。この指示を第３の指示とも呼ぶ。この際には、制御部２１０はロボット１００に吐出の停止も指示する。これにより、ニードル１３２が吐出面Ｓの外側に吐出物を吐出することを抑制できる。
【００３２】
制御部２１０は、第３指示に応じて、ニードル１３２の移動が停止させる場合において、第２方向ｄ２とは異なる方向へと移動させるか否かを決定する。図７に示す様に、第２方向ｄ２とは異なる方向である第３方向ｄ３に配置された第５距離センサー１３４３ａによって取得される距離が、予め定められた範囲の距離Ｌより大きい距離になる第４条件が満たされている。この場合に、制御部２１０は、第３方向ｄ３にニードル１３２を移動させる第４指示を実行する。
【００３３】
制御部２１０は、第３指示に応じて、ニードル１３２の移動が停止させる場合において、第２方向ｄ２とは異なる方向へと移動させるか否かを決定する。図７に示す様に、第２方向ｄ２とは異なる方向である第３方向ｄ３に配置された第５距離センサー１３４３ａによって取得される距離が、予め定められた範囲の距離Ｌより大きい距離になる第４条件が満たされている。この場合に、制御部２１０は、第３方向ｄ３にニードル１３２を移動させる第４指示を実行する。なお、第４条件が満たされていない場合には、制御部２１０は、第２方向ｄ２以外の方向から移動可能な方向を選択してもよい。この際には、制御部２１０は、吐出面Ｓと各距離センサー１３４との位置関係を変えるように、アーム１２０の位置及び角度を変化させてもよい。
【００３４】
制御部２１０は、第４条件に加えて、第５条件が満たされている場合には、第３方向ｄ３にニードル１３２を移動させるとともに、吐出物３０の吐出を実行させる第５指示をロボット１００に対して実行する。第５条件は、第３方向ｄ３に直交する第４方向ｄ４方向に配置された第６距離センサー１３４４ｂによって取得される距離が、予め定められた範囲の距離Ｌより大きいことである。第５指示を実行する場合において、制御部２１０は、第５条件を維持するように、さらに、制御部２１０は、第６距離センサー１３４４ｂとニードル１３２との間に配置された第７の距離センサー１３４４ａによって取得される距離が予め定められた範囲の距離Ｌになるように、アーム１２０の位置及び角度を制御しても良い。これら一連の処理が実行された場合には、図９に示す様に、吐出面Ｓの縁に沿って吐出物３０を吐出できる。
【００３５】
なお、図５に示した第１方向ｄ１は、吐出面Ｓの縁に沿った方向である場合を例として示している。しかし、第１方向ｄ１は、吐出面Ｓの縁に沿った方向である必要はない。第１方向ｄ１と吐出面Ｓの縁が延びる方向とが交差している場合であっても、上記一連の処理によって、ニードル１３２による吐出の位置が修正される。
【００３６】
また、これらの一連の処理を実行する際には、制御部２１０は、ニードル１３２の角度補正処理を実行する。角度補正処理には、複数の距離センサー１３４のうち、取得される距離が予め定められた範囲の距離Ｌである３以上の距離センサーを用いられる。例えば、制御部２１０は、３つ以上の距離センサー１３４によって取得される距離を予め定めた関係になるようにすることによって、ニードル１３２の軸方向ｄｘと吐出物が吐出される吐出面Ｓとの成す角度を予め定められた角度にするように制御する。具体的には、例えば、３つ以上の距離センサー１３４によって取得される距離が同一になるようにアーム１２０が制御された場合には、ニードル１３２と吐出面Ｓとは垂直になる。なお、角度補正処理に用いる３つ以上の距離センサー１３４は、互いにニードル１３２からの距離が同程度であることが好ましい。
【００３７】
また、これらの一連の処理を実行する際には、制御部２１０は、吐出物３０の吐出量の算出を実行する。吐出量の算出において、制御部２１０は、複数の距離センサー１３４のうち、ニードル１３２の移動方向の後方に位置する距離センサー１３４と前方に位置する距離センサー１３４との少なくとも１つを用いる。制御部２１０は、前方側の距離センサー１３４によって取得される吐出面Ｓまでの距離と後方側の距離センサー１３４によって取得される吐出面Ｓまでの距離との差分に応じて、吐出量を取得する。前方側の距離センサー１３４によって取得される吐出面Ｓまでの距離は、吐出物３０が吐出される前における吐出面Ｓまでの距離を示している。一方、後方側の距離センサー１３４によって取得される吐出面Ｓまでの距離は、吐出物３０が吐出された後における吐出面Ｓまでの距離を示している。
【００３８】
以上説明した第１実施形態によれば、制御部２１０は、吐出面Ｓの縁が、第１距離センサー１３４１ａによって距離が計測されている位置と第２距離センサー１３４１ｂによって距離が計測されている位置との間にある場合に、吐出を実行させる。このため、吐出面Ｓの縁に沿って吐出物３０を吐出する際に、吐出面Ｓの形状にばらつきがある場合であっても、吐出面Ｓの縁から外れた位置に吐出物３０が吐出される可能性が低減される。
【００３９】
Ｂ．第２実施形態
（１）図９は、複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される一例を示す概念図である。この例では、ロボット１００およびその制御装置２００の他に、パーソナルコンピューター５００、５１０と、ＬＡＮなどのネットワーク環境を介して提供されるクラウドサービス６００とが描かれている。パーソナルコンピューター５００、５１０は、それぞれプロセッサーとメモリーとを含んでいる。また、クラウドサービス６００においてもプロセッサーとメモリーを利用可能である。プロセッサーは、コンピューター実行可能な命令を実行する。これらの複数のプロセッサーの一部または全部を利用して、制御装置２００および教示装置３００を含むロボット制御装置を実現することが可能である。また、各種の情報を記憶する記憶部も、これらの複数のメモリーの一部または全部を利用して、実現することが可能である。
【００４０】
（２）図１０は、複数のプロセッサーによってロボットの制御装置が構成される他の例を示す概念図である。この例では、ロボット１００の制御装置２００が、ロボット１００の中に格納されている点が図９と異なる。この例においても、複数のプロセッサーの一部または全部を利用して、制御装置２００および教示装置３００を含むロボット制御装置を実現することが可能である。また、各種の情報を記憶する記憶部も、複数のメモリーの一部または全部を利用して、実現することが可能である。
【００４１】
Ｃ．他の実施形態
Ｃ１．第１の他の実施形態
上記実施形態に記載の制御部２１０は、第１指示から第５指示までの一連の処理のうち、第１指示以降の処理のうち任意の処理までしか実行しなくてもよい。この場合であっても、制御装置２００は、少なくとも第１指示を実行するため、吐出面Ｓの縁に沿って吐出物３０を吐出する際に、吐出面Ｓの形状にばらつきがある場合であっても、吐出面Ｓの縁から外れた位置に吐出物３０が吐出される可能性が低減される。
【００４２】
Ｃ２．第２の他の実施形態
上記実施形態において、１６つの距離センサー１３４は、ニードル１３２を中心とした２つの同心円状に配置されている。しかし、距離センサー１３４は、アーム１２０において異なる配置がされていてもよい。１７つ以上の距離センサー１３４がアーム１２０に備えられていてもよい。また、１５つ以下の距離センサー１３４がアーム１２０に備えられていてもよい。複数の距離センサー１３４は、ニードル１３２を中心とした３つ以上の同心円状に配置されていてもよい。また、ニードル１３２は、必ずしもニードル１３２を中心とした複数の同心円状に配置されている必要は無い。
【００４３】
例えば、ロボット１００が第１指示に応じた動作を実行するための最小の距離センサー１３４の数は、２つである。この場合において、ニードル１３２から一方向に延びる直線上に２つの距離センサー１３４が配置されていればよい。
【００４４】
Ｃ３．第３の他の実施形態
上記実施形態において、組を成す２つの距離センサー１３４において、２つの距離センサー１３４、例えば第１距離センサー１３４１ａと第２距離センサー１３４１ｂとの距離は、変更できない。しかし、組を成す２つの距離センサー１３４において、２つの距離センサー１３４の間の距離は、変更可能であってもよい。この場合において、ロボット１００は、距離センサー１３４の位置を変更する機構を有していても良い。例えば、組を成す距離センサー１３４のうち、ニードル１３２から遠い側に配置された距離センサー１３４の位置を変更する機構を有していてもよい。この場合には、吐出物３０を吐出したい位置と吐出面Ｓの縁との位置関係に応じて、ニードル１３２から遠い側に配置された距離センサー１３４の位置を変更することが可能である。
【００４５】
Ｃ４．第４の他の実施形態
上記実施形態において、吐出面Ｓと距離センサー１３４との位置関係は限定されていない。しかし、吐出面Ｓと距離センサー１３４との位置関係は、予め定められた距離になるように、調整されていてもよい。例えば、距離センサー１３４と吐出面Ｓとの距離を近づけることが可能になるように、距離センサー１３４は、ニードル１３２の先端側に配置されていてもよい。この場合には、距離センサー１３４から発信される超音波が吐出面Ｓに形成する照射スポット径を小さくすることができる。これにより、複数の距離センサー１３４から発信される超音波同士が重なる可能性が低減される。このため、ニードル１３２の周囲において、距離センサー１３４をより高密度で配置することが容易になる。
【００４６】
Ｃ５．第５の他の実施形態
上記実施形態において、距離センサー１３４は、超音波センサーであるが、これに限定されない。例えば、距離センサー１３４は、レーザー光源と光センサーとからなるレーザーセンサーであってもよい。この場合において、レーザーセンサーは、パルスレーザー光が対象物に反射してくるまでに要する飛行時間を取得するために用いられてもよい。この場合には、制御部２１０は、飛行時間に基づいて対象物までの距離を算出する飛行時間解析を行うことによって、距離を取得しても良い。
【００４７】
Ｃ６．第６の他の実施形態
上記実施形態において、力覚センサー１９０は、備えられていなくても良い。力覚センサー１９０が備えられていない場合には、制御装置２００は、ロボット１００に対して行った指示の内容に基づいて、ロボット１００に備えられたアクチュエーターの駆動量を算出することによって、力覚センサー１９０の機能を補っても良い。また、ロボットシステムが、さらに、カメラ等の画像取得装置を備えている場合には、制御装置２００は、画像取得装置から取得される画像データに基づいてロボット１００の姿勢等を取得してもよい。
【００４８】
Ｃ７．第７の他の実施形態
上記実施形態において、第４条件が満たされている場合において実行される第４指示では、ニードル１３２の移動方向である第３方向ｄ３を第２方向と交差する方向に限定されている。しかし、第３方向ｄ３はこれに限定されない。例えば、第３方向ｄ３は、第２方向ｄ２とは逆の方向であってもよい。この場合には、ニードル１３２は、第２方向ｄ２側に吐出面Ｓの縁がある場合には、移動した経路を引き返す。
【００４９】
Ｃ８．第８の他の実施形態
上記形態において、ロボット１００は、６軸ロボットであるが、これに限定されない。ロボット１００が有する軸の数は、７軸以上でもよく、５軸以下であってもよい。具体的には、例えば、ロボット１００は、１軸のロボットであるスカラロボットであってもよい。
【００５０】
Ｃ９．第９の他の実施形態
上記実施形態において、ロボット１００に備えられたエンドエフェクター１３０は、吐出物を吐出するディスペンサーとしてニードル１３２を備えている。しかし、ディスペンサーは、ニードル１３２に限定されない。例えば、ロボット１００は、ディスペンサーとしてジェットディスペンサーを備えていてもよい。
【００５１】
Ｃ１０．第１０の他の実施形態
上記実施形態において、制御部２１０は、角度補正処理を実行しているが、これに限定されない。例えば、制御部２１０は、高さ補正処理を実行しなくてもよい。また、制御部２１０は、吐出物３０の吐出量を取得しているが、これに限定されない。例えば、制御部２１０は、吐出量を取得しなくてもよい。
【００５２】
以上説明した第１から第１０の他の実施形態であっても、上記実施形態と同様の構成を有する点において、同様の効果を奏する。
【００５３】
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００５４】
（１）本開示の一形態によれば、ロボットアームと、前記ロボットアームの先端に設けられ、吐出物を吐出するディスペンサーと、前記吐出物が吐出される方向における対象との距離を検出する複数の距離センサーと、を備えるロボットを制御する制御装置が提供される。この制御装置は、前記距離センサーによって検出された値を用いて、前記ロボットアームの動作を制御する制御部を備え、前記複数の距離センサーは、第１の距離センサーと第２の距離センサーを含み、前記第１の距離センサーは、前記ディスペンサーと前記第２距離センサーの間に配置され、前記第２の距離センサーは、前記ディスペンサーの軸と直交し、前記ディスペンサーの軸から前記第１の距離センサーに向かう第１方向に沿って配置され、前記第１の距離センサーによって検出される第１の値が、予め定められた範囲であり、かつ、前記第２の距離センサーによって検出される第２の値が、前記範囲より大きい第１条件が満たされている場合には、前記ディスペンサーが前記吐出物を吐出する。
この形態の制御装置によれば、制御部は、吐出対象の縁が、第１の距離センサーによって距離が計測されている位置と第２の距離センサーによって距離が計測されている位置との間にある場合に、吐出を実行させる。このため、吐出対象の縁に沿って吐出物を吐出する際に、吐出対象の形状にばらつきがある場合であっても、吐出対象の縁から外れた位置に吐出物が吐出される可能性が低減される。ここで、ディスペンサーの軸とは、ディスペンサーにおける吐出物の吐出方向に沿った方向に延びる軸である。また、距離センサーによって検出された値は、例えば、距離センサーから出力される信号値である。また例えば、距離センサーによって検出された値は、距離センサーから出力される信号値に応じて取得される距離情報であってもよい。
【００５５】
（２）上記形態において、前記複数の距離センサーは、さらに、第３の距離センサーと第４の距離センサーを含み、前記第３の距離センサーは、前記ディスペンサーと第４の距離センサーの間に配置され、前記第４の距離センサーは、前記ディスペンサーの軸と前記第１方向に直交し、前記ディスペンサーの軸から前記第３の距離センサーに向かう第２方向に沿って配置され、前記第１条件に加えて、前記第３の距離センサーによって検出される第３の値及び第４の距離センサーによって検出される第４の値が、前記範囲に含まれる第２条件が満たされている場合には、前記ディスペンサーは、前記吐出物を吐出するとともに、前記第２方向に移動してもよい。
この形態の制御装置によれば、吐出面の外にディスペンサーの吐出位置が出る可能性の小さい第２方向にディスペンサーを移動させることができる。
【００５６】
（３）上記形態において、前記第２方向に前記ディスペンサーが移動している場合において、前記第４の値が前記範囲より大きい第３条件が満たされた場合には、前記ディスペンサーは、前記第２方向への移動を停止してもよい。
この形態の制御装置によれば、吐出面の外にディスペンサーの吐出位置が出る可能性の高い第２方向へのディスペンサーの移動を停止させることができる。
【００５７】
（４）上記形態において、前記複数の距離センサーは、さらに、第５の距離センサーを含み、前記第５の距離センサーは、前記ディスペンサーの軸から前記第５の距離センサーに向かう第３の方向が、前記ディスペンサーの軸と直交するように配置され、前記第３条件に加えて、前記第５の距離センサーによって検出される第５の値が前記範囲に含まれる第４条件が満たされた場合には、前記ディスペンサーは、前記第３方向に移動してもよい。
この形態の制御装置によれば、吐出面の外にディスペンサーの吐出位置が出る可能性の小さい第３方向へのディスペンサーの移動させることができる。
【００５８】
（５）上記形態において、前記複数の距離センサーは、さらに、第６の距離センサーを含み、前記第６の距離センサーは、前記ディスペンサーの軸から前記第６の距離センサーに向かう第４の方向が、前記ディスペンサーの軸と、前記第３方向とに直交するように配置され、前記第４条件に加えて、前記第６の距離センサーによって検出される第６の値が、前記範囲より大きい第５条件が満たされている場合には、前記ディスペンサーは、前記第３方向に前記ディスペンサーを移動させるとともに、前記吐出物を吐出してもよい。
この形態の制御装置によれば、第３方向へのディスペンサーの移動させる場合にも吐出を実行させることができる。
【００５９】
（６）上記形態において、前記制御部は、前記複数の距離センサーのうち、検出される値が前記範囲に含まれる３以上の距離センサーを用いて、前記ディスペンサーの軸と前記吐出物が吐出される吐出面との成す角度を予め定められた角度にするように制御してもよい。
【００６０】
（７）上記形態において、前記距離センサーとして超音波センサーを備えた前記ロボットを制御してもよい。
【００６１】
（８）上記形態において、前記距離センサーとしてレーザーセンサーを備えた前記ロボットを制御してもよい。
【００６２】
本開示は、制御装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、制御装置によって制御されるロボットや制御装置及びロボットを備えるロボットシステムやロボットの制御方法やロボットを制御するための制御プログラム等の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００６３】
３０…吐出物、１００…ロボット、１１０…基台、１２０…ロボットアーム、１３０…エンドエフェクター、１３２…ニードル、１３４…距離センサー、１４０…配線、１９０…力覚センサー、２００…制御装置、２１０…制御部、２２０…メインメモリー、２３０…不揮発性メモリー、２４０…表示制御部、２５０…表示部、２６０…Ｉ／Ｏインターフェース、３００…教示装置、５００…パーソナルコンピューター、６００…クラウドサービス
【図１】
2020049642.tif 000003
【図２】
2020049642.tif 000004
【図３】
2020049642.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020049642.tif 000009
【図８】
2020049642.tif 000010
【図９】
2020049642.tif 000011
【図１０】
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