(57)【要約】【課題】  力を検出する検出装置を備えたロボット装置において、検出装置のどの部分で問題が発生したのか特定することができるロボット装置を提供する。【解決手段】  複数のリンクを備えたロボットアームと、ロボットアームを制御する制御装置と、を備えたロボット装置であって、リンク間の相対的な位置を検出する第１の位置検出手段と、リンク間で生じる力を検出する力検出手段と、を備え、制御装置は、第１の位置検出手段の検出結果と、力検出手段の検出結果とに基づき、第１の位置検出手段及びまたは力検出手段が有する複数の所定の部品の状態を判定することを特徴とするロボット装置を採用した。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリンクを備えたロボットアームと、
前記ロボットアームを制御する制御装置と、を備えたロボット装置であって、
前記複数のリンク間の相対的な位置を検出する第１の位置検出手段と、
前記複数のリンク間で生じる力を検出する力検出手段と、を備え、
前記制御装置は、
前記第１の位置検出手段の検出結果と、前記力検出手段の検出結果とに基づき、前記第１の位置検出手段及びまたは前記力検出手段が有する複数の所定の部品の状態を判定することを特徴とするロボット装置。
【請求項２】
請求項１に記載のロボット装置において、
前記制御装置は、
前記第１の位置検出手段の検出結果を、前記力検出手段が有する前記所定の部品ごとの状態を判定することに用い、
前記力検出手段の検出結果を、前記第１の位置検出手段の状態を判定することに用いることを特徴とするロボット装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロボット装置において、
前記制御装置は、
前記力検出手段が正常な状態である場合に検出されると予測される検出結果を予め記憶しており、
前記第１の位置検出手段の検出結果と、前記力検出手段の検出結果と、前記力検出手段が正常な状態である場合に検出されるであろう検出結果と、に基づき、前記第１の位置検出手段及びまたは前記力検出手段が有する複数の所定の部品の状態を判定することを特徴とするロボット装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のロボット装置において、
前記制御装置は
前記ロボットアームを所定の姿勢に変化させ、第１のタイミングで前記第１の位置検出手段により位置を検出し、前記力検出手段により力を検出し、
前記第１のタイミングとは異なる第２のタイミングで、前記ロボットアームを前記所定の姿勢に変化させ、前記第１の位置検出手段により位置を検出し、前記力手段により力を検出し、
前記第１のタイミングで検出した位置の値と、前記第２のタイミングで検出した位置の値とを比較すると共に、前記第１のタイミングで検出した力の値と、前記第２のタイミングで検出した力の値とを比較し、前記第１の位置検出手段及びまたは前記力検出手段が有する複数の所定の部品の状態を判定することを特徴とするロボット装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のロボット装置において、
前記力検出手段は、弾性体と、前記弾性体の変位を検出する変位検出センサとを備えており、
前記制御装置は、
前記第１のタイミングで検出した位置の値と、前記第２のタイミングで検出した位置の値との差が、所定の閾値以下であり、
前記第１のタイミングで検出した力の値と、前記第２のタイミングで検出した力の値との差が、所定の閾値より大きい場合、
前記力検出手段において、前記変位検出センサに異常が発生していると判定することを特徴とするロボット装置。
【請求項６】
請求項５に記載のロボット装置において、
前記制御装置は、
前記第１のタイミングで検出した位置の値と、前記第２のタイミングで検出した位置の値との差が、所定の閾値より大きく、
前記第１のタイミングで検出した力の値と、前記第２のタイミングで検出した力の値との差が、所定の閾値より大きい場合、
前記力検出手段において、前記弾性体に異常が発生していると判定することを特徴とするロボット装置。
【請求項７】
請求項６に記載のロボット装置において、
前記弾性体の異常は、前記弾性体の剛性が変化している状態であることを特徴とするロボット装置。
【請求項８】
請求項７に記載のロボット装置において、
前記制御装置は、
前記弾性体の剛性が変化していると判定された場合、前記力検出手段を用いて力を検出する際に使用する剛性の値を変更することを特徴とするロボット装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載のロボット装置において、
前記制御装置は、
前記第１のタイミングで検出した位置の値と、前記第２のタイミングで検出した位置の値との差が、所定の閾値より大きく、
前記第１のタイミングで検出した力の値と、前記第２のタイミングで検出した力の値との差が、所定の閾値以下である場合、
前記第１の位置検出手段に異常が発生していると判定することを特徴とするロボット装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のロボット装置において、
前記制御装置は、
前記第１のタイミングで検出した位置の値と、前記第２のタイミングで検出した位置の値との差が、所定の閾値以下であり、
前記第１のタイミングで検出した力の値と、前記第２のタイミングで検出した力の値との差が、所定の閾値以下である場合、
前記第１の位置検出手段と、前記力検出手段が有する複数の所定の部品とには異常が発生していないと判定することを特徴とするロボット装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のロボット装置において、
前記ロボット装置は、前記リンクを駆動する駆動源の回転軸の位置を検出する第２の位置検出手段を備え、
前記制御装置は、
前記第２の位置検出手段で検出される値に基づいて算出される前記リンク間の相対的な位置の値と、前記第１の位置検出手段で検出した位置の値とを比較することを特徴とするロボット装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のロボット装置において、
前記制御装置は、
前記第２の位置検出手段で検出される値と、前記第１の位置検出手段で検出される値とに基づいて算出される前記リンク間で生じる力の値と、前記力検出手段で検出した力の値とを比較することを特徴とするロボット装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載のロボット装置において、
前記第２のタイミングは、前記ロボット装置により製品の製造を行っている最中のタイミングであることを特徴とするロボット装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載のロボット装置において、
前記第１の位置検出手段は、光学式エンコーダであることを特徴とするロボット装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載のロボット装置において、
前記第１の位置検出手段は、前記リンク間の相対的な位置を直接、検出することを特徴とするロボット装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載のロボット装置において、
前記力検出手段は、トルクセンサであることを特徴とするロボット装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載のロボット装置において、
前記第１の位置検出手段と、前記力検出手段とは、一体となって構成されていることを特徴とするロボット装置。
【請求項１８】
複数のリンクを備えたロボットアームと、
前記ロボットアームを制御する制御装置と、を備えたロボット装置の制御方法であって、
前記複数のリンク間の相対的な位置を検出する第１の位置検出手段と、
前記複数のリンク間で生じる力を検出する力検出手段と、を備え、
前記第１の位置検出手段により、前記リンク間の相対的な位置を検出し、
前記力検出手段により、前記リンク間で生じる力を検出し、
前記制御装置は、
前記第１の位置検出手段の検出結果と、前記力検出手段の検出結果とに基づき、前記第１の位置検出手段及びまたは前記力検出手段が有する複数の所定の部品の状態を判定することを特徴とする制御方法。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか１項に記載のロボット装置を用いた、物品の製造方法。
【請求項２０】
複数のリンクを備えたロボット装置に設けられる検出装置であって、
前記リンク間の相対的な位置を検出する第１の位置検出手段と、
前記リンク間で生じる力を検出する力検出手段と、を備え、
前記第１の位置検出手段により、前記リンク間の相対的な位置を検出し、
前記力検出手段により、前記リンク間で生じる力を検出し、
前記第１の位置検出手段の検出結果と、前記力検出手段の検出結果とに基づき、前記第１の位置検出手段及びまたは前記力検出手段が有する複数の所定の部品の状態を判定することを特徴とする検出装置。
【請求項２１】
請求項１８に記載の制御方法または請求項１９に記載の物品の製造方法を実行可能な制御プログラム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の制御プログラムを格納した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置が設けられたロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ロボットアームの各関節部にトルクセンサ等の力の情報を検出する検出装置を搭載し、検出装置で検出した値をロボットアームの動作へフィードバックする力制御を用い、製品の製造等の作業が行われている。
【０００３】
力制御を用いることで、ロボットアームを含めたロボット装置によって組立対象へ印加される力を制御する事が可能となり、従来の位置制御では組み立てる事が困難な製品の製造が可能となっている。
【０００４】
トルクセンサ等の力の情報を検出する検出装置の構造は外力が加わることで変形する弾性体と、その弾性体の変位を測定する変位測定センサ（ひずみゲージ、光学式変位計、磁気式変位計）で主に構成されている。
【０００５】
しかしながら上記のような弾性体は、変形による変位の測定を精度よく行う為に、変形する方向が所望の方向となるように、弾性体の各方向の剛性に変化を付けて設計されている。そのため、例えば、ロボット装置のフレームなどよりも、ある方向には剛性が小さく、ある方向には強度が弱い場合が多々ある。
【０００６】
ゆえに、ロボット装置の動作により、弾性体に繰り返し力がかかることで、弾性体の剛性の低下や亀裂・破損、変位測定センサの配置ズレなどの問題が生じる場合がある。
【０００７】
弾性体に亀裂・破損などが生じ剛性が低下したり、変位測定センサの配置ズレが生じると、正しく外力を測定することができなくなり、力制御を用いた組立を失敗してしまう場合がある。これにより、製品の不良が生じてしまうため、検出装置の弾性体の不具合を事前に予測する事が求められている。
【０００８】
特許文献１では、事前に所定の工具をロボットが把持したときの力センサからの検出値を記憶しておき、所定の時間が経過した後、検査のタイミングで力センサからの検出値を比較し、その偏差が規定値よりも大きくなったら警報信号を出している。
【０００９】
これにより、上記のような理由により検出装置に問題が発生しそうな場合でも、ユーザに事前に問題の発生の危険を通知することができ、組立失敗による不良品が生じる前に検出装置の交換を行わせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−２２５５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１の方法では力センサに問題が生じたことは判定できるが、力センサのどの部分で問題が生じたのか分からない。そのため、問題が発生した力センサのメンテナンスを効果的に行うことが困難となる。
【００１２】
以上の課題を鑑み、本発明では、力を検出する検出装置を備えたロボット装置において、力を検出する検出装置のどの部分で問題が発生したのか特定することができるロボット装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明においては、複数のリンクを備えたロボットアームと、前記ロボットアームを制御する制御装置と、を備えたロボット装置であって、前記リンク間の相対的な位置を検出する第１の位置検出手段と、前記リンク間で生じる力を検出する力検出手段と、を備え、前記制御装置は、前記第１の位置検出手段の検出結果と、前記力検出手段の検出結果とに基づき、前記第１の位置検出手段及びまたは前記力検出手段が有する複数の所定の部品の状態を判定することを特徴とするロボット装置を採用した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２つの検出装置を用いて、各検出装置の問題発生の判定を行っている。よって、問題発生の状況を場合分けすることができ、特に力を検出する検出装置に関してはどの部分で問題が発生しているのか特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態のロボット装置１００の概略図である。
【図２】実施形態のロボット装置１００のブロック図である。
【図３】実施形態のロボット装置１００の関節Ｊ２の概略図と、関節Ｊ２にかかる制御ブロック図である。
【図４】実施形態のトルクセンサ５６２の概略図である。
【図５】実施形態の制御フローチャートである。
【図６】実施形態の制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面に示す実施例を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す実施例はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態におけるロボット装置１００を、ＸＹＺ座標系の任意の方向から見た平面図である。なお以下の図面において、図中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚはロボット装置１００全体の座標系を示す。一般に、ロボット装置を用いたロボットシステムでは、ＸＹＺ３次元座標系は、設置環境全体のグローバル座標系の他に、制御の都合などによって、ロボットハンド、指部などに関して適宜ローカル座標系を用いる場合がある。本実施形態ではロボット装置１００全体の座標系をＸＹＺ、ローカル座標系をｘｙｚで表すものとする。
【００１８】
図１に示すように、ロボット装置１００は、多関節のロボットアーム本体２００、ロボットハンド本体３００、ロボット装置１００全体の動作を制御する制御装置４００を備えている。
【００１９】
また、制御装置４００に教示データを送信する教示装置としての外部入力装置５００を備えている。外部入力装置５００の一例としてティーチングペンダントが挙げられ、作業者がロボットアーム本体２００やロボットハンド本体３００の位置を指定するのに用いる。
【００２０】
本実施形態では、エンドエフェクタとしてロボットアーム本体２００の先端部に設けられるものが、ロボットハンドである場合について説明するが、これに限定するものではなく、ツール等であってもよい。
【００２１】
ロボットアーム本体２００の基端となるリンク２０１は、基台２１０に設けられている。
【００２２】
ロボットハンド本体３００は、部品やツール等の対象物を把持するものである。本実施形態のロボットハンド本体３００は不図示の駆動機構およびモータにより２本の指部を開閉し、ワークＷの把持ないし開放を行う。ワークＷをロボットアーム本体２００に対して相対的に変位させないように把持できれば良い。
【００２３】
ロボットハンド本体３００はリンク２０６に接続され、リンク２０６が回転することで、ロボットハンド本体３００も回転させることができる。
【００２４】
ロボットアーム本体２００は、複数の関節、例えば６つ関節（６軸）を有している。ロボットアーム本体２００は、各関節Ｊ１〜Ｊ６を各回転軸まわりの矢印方向にそれぞれ回転駆動させる複数（６つ）のサーボモータ２１１〜２１６を有している。
【００２５】
ロボットアーム本体２００は、複数のリンク２０１〜２０６が各関節Ｊ１〜Ｊ６で回転可能に連結されている。ここで、ロボットアーム本体２００の基端側から先端側に向かって、リンク２０１〜２０６が順に直列に連結されている。
【００２６】
同図より、ロボットアーム本体２００の基台２１０とリンク２０１はＺ軸方向の回転軸Ａ１の周りで回転する関節Ｊ１で接続されている。関節Ｊ１は、例えば初期姿勢から約±１８０度の可動範囲を有するものとする。
【００２７】
ロボットアーム本体２００のリンク２０１とリンク２０２は関節Ｊ２で接続されている。関節Ｊ２の回転軸Ａ２は、図示の状態ではＸ軸方向に一致している。この関節Ｊ２は、例えば初期姿勢から約±８０度の可動範囲を有するものとする。
【００２８】
ロボットアーム本体２００のリンク２０２とリンク２０３は関節Ｊ３で接続されている。この関節Ｊ３の回転軸Ａ３は、図示の状態ではＸ軸方向に一致している。関節Ｊ３は、例えば初期姿勢から約±７０度の可動範囲を有するものとする。
【００２９】
ロボットアーム本体２００のリンク２０３とリンク２０４とは、関節Ｊ４で接続されている。この関節Ｊ４の回転軸Ａ４は、図示の状態ではＹ軸方向に一致している。関節Ｊ４は、例えば初期姿勢から約±１８０度の可動範囲を有するものとする。
【００３０】
ロボットアーム本体２００のリンク２０４とリンク２０５は関節Ｊ５で接続されている。関節Ｊ５の回転軸はＹ軸方向に一致している。この関節Ｊ５は、初期姿勢から約±１２０度の可動範囲を有するものとする。
【００３１】
ロボットアーム本体２００のリンク２０５とリンク２０６は関節Ｊ６で接続されている。関節Ｊ６の回転軸Ａ６はＸ軸方向に一致している。この関節Ｊ６は、初期姿勢から約±２４０度の可動範囲を有するものとする。
【００３２】
以上によりロボットアーム本体２００は、可動範囲の中であれば、任意の３次元位置で任意の３方向の姿勢に、ロボットアーム本体２００のエンドエフェクタ（ロボットハンド本体３００）を向けることができる。
【００３３】
ここで、ロボットアーム本体２００の手先とは、本実施形態では、ロボットハンド本体３００のことである。ロボットハンド本体３００が物体を把持している場合は、ロボットハンド本体３００と把持している物体（例えば部品やツール等）とを含めてロボットアーム本体２００の手先という。
【００３４】
つまり、ロボットハンド本体３００が物体を把持している状態であるか物体を把持していない状態であるかにかかわらず、エンドエフェクタであるロボットハンド本体３００を手先という。
【００３５】
各関節Ｊ１〜Ｊ６は、それぞれモータ２１１〜２１６と、各モータ２１１〜２１６にそれぞれ接続されたセンサ部２２１〜２２６とを有している。各センサ部２２１〜２２６は、各リンク間の相対的な位置を検出する位置検出手段と、各関節Ｊ１〜Ｊ６で生じる力を検出する力検出手段とを有している。
【００３６】
本実施形態では、位置検出手段として出力軸エンコーダ５５１〜５５６、力検出手段としてトルクセンサ５６１〜５６６を用いている。詳しい構成については後述する。
【００３７】
また、各関節Ｊ１〜Ｊ６は、減速機２３１〜２３６（図３）を有し、直接、又は不図示のベルトやベアリング等の伝達部材を介して各関節で駆動されるリンク２０１〜２０６に接続されている。
【００３８】
基台２１０の内部には、各モータ２１１〜２１６の駆動を制御する駆動制御部としてのサーボ制御部２３０（図２）が配置されている。
【００３９】
サーボ制御部２３０は、入力された各関節Ｊ１〜Ｊ６に対応する各トルク指令値に基づき、各関節Ｊ１〜Ｊ６のトルクがトルク指令値に追従するよう、各モータ２１１〜２１６に電流を出力し、各モータ２１１〜２１６の駆動を制御する。
【００４０】
なお、本実施形態では、サーボ制御部２３０が１つの制御装置で構成されているものとして説明しているが、各モータ２１１〜２１６にそれぞれ対応した複数の制御装置の集合体で構成されていてもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、サーボ制御部２３０は、基台２１０の内部に配置されているが、ロボットアーム制御装置４００の内部に配置されていてもよい。
【００４２】
以上の構成により、ロボットアーム本体２００によりロボットハンド本体３００を任意の位置に動作させ、所望の作業を行わせることができる。所望の作業とは例えば、ワークＷを把持し、所定のワークに組み付け、物品の製造を行う等の作業である。
【００４３】
なおロボットハンド本体３００は、例えば空気圧駆動のエアハンドなどのエンドエフェクタ等であっても良い。
【００４４】
またロボットハンド本体３００は、リンク２０６に対してビス止めなどの半固定的な手段によって装着されるか、あるいは、ラッチ止めなどの着脱手段によって装着可能であるものとする。
【００４５】
特に、ロボットハンド本体３００が着脱可能である場合は、ロボットアーム本体２００を制御して、ロボットアーム本体２００自身の動作によって供給位置に配置された複数種類のロボットハンド本体３００を着脱ないし交換する方式も考えられる。
【００４６】
図２は、本実施形態におけるロボット装置１００の構成を示すブロック図である。制御装置４００は、コンピュータで構成されており、制御部（処理部）としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４０１を備えている。
【００４７】
また制御装置４００は、記憶部として、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）４０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４０３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）４０４を備えている。また、制御装置４００は、記録ディスクドライブ４０５、各種のインタフェース４０６〜４０９を備えている。
【００４８】
ＣＰＵ４０１には、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、ＨＤＤ４０４、記録ディスクドライブ４０５、各種のインタフェース４０６〜４０９が、バス４１０を介して接続されている。
【００４９】
ＲＯＭ４０２には、ＣＰＵ４０１に、演算処理を実行させるためのプログラム４３０が格納されている。ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０２に記録（格納）されたプログラム４３０に基づいてロボット制御方法の各工程を実行する。
【００５０】
ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１の演算処理結果等、各種データを一時的に記憶する記憶装置である。
【００５１】
ＨＤＤ４０４は、ＣＰＵ４０１の演算処理結果や外部から取得した各種データ等を記憶する記憶装置である。
【００５２】
記録ディスクドライブ４０５は、記録ディスク４３５に記録された各種データやプログラム等を読み出すことができる。
【００５３】
外部入力装置５００はインタフェース４０６に接続されている。ＣＰＵ４０１はインタフェース４０６及びバス４１０を介して外部入力装置５００からの教示データの入力を受ける。
【００５４】
サーボ制御部２３０は、インタフェース４０９に接続されている。ＣＰＵ４０１は、サーボ制御部２３０、インタフェース４０９及びバス４１０を介して各センサ部２２１〜２２６から検出結果を取得する。また、ＣＰＵ４０１は、各関節のトルク指令値のデータを所定時間間隔でバス４１０及びインタフェース４０９を介してサーボ制御部２３０に出力する。
【００５５】
同様にロボットハンド用のモータ３１１の駆動を制御するサーボ制御部３５１も、インタフェース４１１に接続され、バス４１０を介してＣＰＵ４０１と通信可能に設けられている。ＣＰＵ４０１は、サーボ制御部３５１、バス４１０及びインタフェース４１１を介してセンサ部３２１から検出結果を取得する。また、ＣＰＵ４０１は、各指部の指令値のデータを所定時間間隔でバス４１０及びインタフェース４１１を介してサーボ制御部３５１に出力する。
【００５６】
インタフェース４０７には、モニタ４２１が接続されており、モニタ４２１には、ＣＰＵ４０１の制御の下、各種画像が表示される。インタフェース４０８は、書き換え可能な不揮発性メモリや外付けＨＤＤ等の記憶部である外部記憶装置４２２が接続可能に構成されている。
【００５７】
なお本実施形態では、コンピュータ読み取り可能な記録媒体がＨＤＤ４０４であり、ＨＤＤ４０４にプログラム４３０が格納される場合について説明するが、これに限定するものではない。プログラム４３０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。
【００５８】
例えば、プログラム４３０を供給するための記録媒体としては、ＲＯＭ４０２、記録ディスク４３５、外部記憶装置４２２等を用いてもよい。具体例を挙げて説明すると、記録媒体として、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性メモリ、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００５９】
図３は、本実施形態におけるロボットアーム本体２００の関節Ｊ２における構造の概略図と、制御ブロック図である。
【００６０】
図３より、リンク２０１にはモータ２１２が取り付けられており、モータ２１２にはモータの回転量を計測するための入力軸エンコーダ２７２が取り付けられている。
【００６１】
モータ２１２の回転軸には、減速機２３２が接続されており、モータ２１２の高速な回転を入力として、モータ２１２の回転を減速し、トルクが増大した回転を出力する。
【００６２】
さらに減速機２３２の出力側には、力検出手段としてトルクセンサ５６２が接続されており、トルクセンサ５６２にはリンク２０２が接続されている。
【００６３】
ここで、トルクセンサ５６２について図４を用いて詳細に説明する図４（ａ）は所定の方向からトルクセンサ５６３を見た際の詳細図である。図４（ｂ）はトルクセンサ５６２を図４（ａ）の一点鎖線ＡＡを−Ｘ方向に切断した際の断面図を詳細に表した図である。なお、図４は各トルクセンサ５６１〜５６６を代表して示しており、図４と同様の構造を各トルクセンサ５４１〜５４６も有している。
【００６４】
図４（ａ）より、トルクセンサ５６２は円筒形のフレーム５０１と、光学式エンコーダ５０２により構成されている。光学式エンコーダ５０２は回転軸Ａ２を中心としたフレーム５０１の円周上に対向配置されている。
【００６５】
フレーム５０１は、第１の固定部材５０４、第２の固定部材５０５、およびこれら両者を相対移動可能に連結するフレーム５０１の円周上に配置された連結部材５０６により構成されている。
【００６６】
第１の固定部材５０４、第２の固定部材５０５、連結部材５０６は本実施形態では同じ材質で一体に作られている。また第１の固定部材５０４には検出ヘッド支持部５１０を取り付ける取付部５１２が設けられている。
【００６７】
第１の固定部材５０４と第２の固定部材５０５は、図示のような中空の円筒形状に構成される。これら第１の固定部材５０４、第２の固定部材５０５は、相対変位する測定対象、例えば図３の減速機２３２およびリンク２０２にそれぞれ締結するためのフランジ部位として機能する。
【００６８】
連結部材５０６は、ドーナツ形状の第１の固定部材５０４と、第２の固定部材５０５の間連結するリブ形状の部材として構成されている。この複数の連結部材５０６は回転軸Ａ２を中心として、第１の固定部材５０４と第２の固定部材５０５の間に円陣配置されている。
【００６９】
また第１の固定部材５０４と第２の固定部材５０５には、減速機２３２とリンク２０２にそれぞれ締結するための締結部位５０７が複数個配置されている。
【００７０】
本実施形態ではビス止めを行うビス孔が締結部位５０７として、第１の固定部材５０４および第２の固定部材５０５にそれぞれ１２個配置されている。
【００７１】
また、本実施形態では、第１の固定部材５０４に減速機２３２が接続され、第２の固定部材５０５にリンク２０２が接続されているものとする。なお、各接続に関しては逆でも良い。
【００７２】
フレーム５０１の各部位は、目的のトルク検出範囲およびその必要分解能などに応じた弾性係数を有する所定の材質、例えば樹脂や、金属（鋼材、ステンレスなど）の材質から構成される。
【００７３】
さらにフレーム５０１は３Ｄプリンタによって製造されてもよい。具体的には、フレーム５０１の設計データ（例えばＣＡＤデータ）から、３Ｄプリンタ用のスライスデータを作成し、そのデータを従来の３Ｄプリンタに入力することにより製造することができる。
【００７４】
光学式エンコーダ５０２は光学式の位置センサとしての機能を有する。光学式エンコーダ５０２は、スケール５０８と、スケール５０８から位置情報を検出する検出ヘッド５０９を備える。また検出ヘッド５０９は検出ヘッド支持部５１０に取り付けられており、検出ヘッド５０９とスケール５０８が対向する空間をシール部材５１１により封止している。
【００７５】
図４（ｂ）より、検出ヘッド支持部５１０は第１の固定部材５０４に設けられており、スケール５０８は第２の固定部材５０５に設けられている。検出ヘッド５０９については、検出ヘッド支持部５１０に固定されている。
【００７６】
スケール５０８は、反射型のスケールであり、格子配列の光学パターン５４１を有する。光学パターン５４１は、例えばＡｌ、Ｃｒで形成されている。
【００７７】
検出ヘッド５０９は、反射型の検出ヘッドであり、発光素子５７１及び受光素子５７２を有する。
【００７８】
この検出ヘッド５０９の発光素子５７１からの光を光学パターン５４１に照射し、また、この照射空間にゴミが混入しないよう、発光素子５７１、受光素子５７２、光学パターン５４１が、シール部材５１１により封止されている。また発光素子５７１および受光素子５７２に電力を供給するための配線５１４が設けられている。
【００７９】
検出ヘッド５０９は、発光素子５７１から光をスケール５０８に対して照射し、スケール５０８の光学パターン５４１から反射した光を受光素子５７２が受光する。
【００８０】
なお、検出ヘッド５０９は第１の固定部材５０４に、スケール５０８は第２の固定部材５０５に設けられているが逆でも構わない。
【００８１】
第１の固定部材５０４と第２の固定部材５０５との相対移動量が検出できるならば、第１の固定部材５０４と第２の固定部材５０５のどちらか一方に検出ヘッド５０９、他方にスケール５０８が設けられていればよい。
【００８２】
ここで、回転軸Ａ２まわりのトルクが作用し、第１の固定部材５０４と第２の固定部材５５０５とが相対回転すると、検出ヘッド５０９とスケール５０８の相対位置が変化する。そしてスケール５０８に照射されている光の照射位置が光学パターン５４１上を移動する。
【００８３】
このとき、スケール５０８に照射されている光がスケール５０８上に設けられた光学パターン５４１を通過すると、検出ヘッド５０９の受光素子５７２で検出される光の光量が変化する。
【００８４】
この光量の変化から、第１の固定部材５０４と第２の固定部材５０５との相対移動量を検出する。検出ヘッド５０９が検出した相対移動量とトルクセンサ５６２に作用したトルクに変換する感度係数となるフレーム５０１の剛性値を用いることでトルクを算出する。
【００８５】
また、光学式エンコーダ５０２は回転軸Ａ２を中心としたフレーム５０１の円周上に対向配置されている。これにより、光学式エンコーダ５０２を複数個配置しているので、各光学式エンコーダ５０２から検出される値を平均化でき、第１の固定部材と第２の固定部材との相対移動量の検出精度を向上させることができる。
【００８６】
なお、スケールパターンは、算出の方式によっては１条のみならず、（例えば配置位相の異なる）複数条の濃淡パターンを複数条配置することもできる。スケールパターンのピッチは、位置検出に必要とされる分解能などに応じて決定するが、近年ではエンコーダの高精度化／高分解能化に伴い、μｍオーダのピッチの物も利用可能である。
【００８７】
以上によりトルクセンサ５６２によってリンク２０１、リンク２０２間に生じているトルクを計測することができる。
【００８８】
このトルクセンサ５６２を構成する、弾性体となるフレーム５０１の剛性が低下、もしくは、変位検出センサとなる光学式エンコーダ５０２の、検出ヘッド５０９、スケール５０８の配置がズレることで、トルクセンサ５６２に不具合が生じる。
【００８９】
図３に戻り、リンク２０１とリンク２０２には、減速機を介さずにリンク間の相対的な位置を直接計測する事が可能な出力軸エンコーダ５５２が配置されている。
【００９０】
出力軸エンコーダ５５２も、上記で説明したトルクセンサ５６２に設けられた光学式エンコーダ５０２と同様に、発光素子と受光素子を備えた検出ヘッド５５２ｂと、光学パターンを備えたスケール５５２ａとを備えている。
【００９１】
図３では、リンク２０１に検出ヘッド５５２ｂ、リンク２０２にスケール５５２ａが配置されている。
【００９２】
リンク２０２が、モータ２１２により駆動されると、リンク２０１とリンク２０２との相対位置が変化する。
【００９３】
その際、スケール５５２ａに照射されている光の照射位置がスケール５５２ａに配置されている光学パターン上を移動する。
【００９４】
このとき、スケール５５２ａに照射されている光がスケール５５２ａ上に設けられた光学パターンを通過すると、検出ヘッド５５２ｂの受光素子で検出される光の光量が変化する。この光量の変化から、リンク２０１とリンク２０２との相対移動量を検出する。
【００９５】
ここで、リンク間の相対的な位置を計測する方法として、入力軸エンコーダ２７２によりモータの回転軸の位置を検出し、減速機２３２の減速比から計測する方法がある。
【００９６】
しかしながら、減速機２３２の精度などの影響で入力軸エンコーダ２７２では、正確にリンク間の角度を計測することが困難である。
【００９７】
それに対して、上記のように出力軸エンコーダ５５２によってリンク間の相対的な位置を直接計測すると、減速機２３１などの誤差要因を取り除くことが可能になり、正確にリンク間の相対的な位置を検出することができる。
【００９８】
上述したモータ２１２、減速機２３２、トルクセンサ５６２の、リンク２０１、リンク２０２に対する配置は一つの例でありこれ以外の公知の構造を利用することも可能である。
【００９９】
次に制御装置４００の制御ブロックについて説明する。図３では、制御装置４００のＣＰＵ４０１と、ＲＯＭ４０２、外部入力装置５００を示している。
【０１００】
まず、ＣＰＵ４０１は、プログラムを動作させることによって、比較器４４１、判定器４４２、目標値生成部４４３として機能する。ＲＡＭ４０３は、入力軸エンコーダ記憶器４３１、トルク記憶器４３２、出力軸エンコーダ記憶器４３３として機能する。
【０１０１】
目標値生成部４４３は関節Ｊ２の位置制御やトルクセンサ５６２を用いた力制御を行うために、モータ２１２の目標値を生成する。目標値生成部４４３には外部入力装置５００が接続されており、作業者が外部入力装置５００により指令値を入力することで、それを達成するための目標値を生成する。
【０１０２】
サーボ制御器２３０は、目標値生成部４４３で生成された関節Ｊ２の目標値に合わせた制御値を、ロボットアーム本体２００内部に設けられたケーブルを介してモータ２１２に送信しモータ２１２を駆動させる。
【０１０３】
入力軸エンコーダ記憶器４３１は、複数のタイミングにおける入力軸エンコーダ２７２で検出されるモータ２１２の回転軸の位置の値を、検出したタイミングに紐づけて記憶する。
【０１０４】
トルク記憶器４３２は、複数のタイミングにおけるトルクセンサ５６２で検出されるトルクの値を検出したタイミングに紐づけて記憶している。
【０１０５】
ここで、トルク記憶器４３２は、トルクセンサ５６２のフレーム５０１の剛性値も記憶しており、トルクセンサ５６２の光学式エンコーダ５０２から入力される相対変位の値に剛性値を掛け合わせ、トルク値として記憶するものとする。
【０１０６】
出力軸エンコーダ記憶器４３３は、複数のタイミングにおける出力軸エンコーダ５５２で検出される、リンク２０１とリンク２０２との相対的な位置の値を、検出したタイミングに紐づけて記憶する。
【０１０７】
比較器４４１は、上記３種類の記憶器に記憶された過去の複数のタイミングにおける各値を、それぞれ比較し変化の有無を判定する。
【０１０８】
判定器４４２は、比較器４４１で比較した結果をもとにトルクセンサ５６２およびまたは出力軸エンコーダ５５２の状態を判定する。
【０１０９】
そして、判定した状態をモニタ４２１に出力する。
【０１１０】
また判定器４４２は、入力軸エンコーダ２７２、出力軸エンコーダ５５２、トルクセンサ５６２によって検出した値を目標値生成部４４３に返している。
【０１１１】
これにより、目標値生成部４４３は各センサの検出値によるフィードバック制御を実行することができる。以下、トルクセンサ５６２およびまたは出力軸エンコーダ５５２の状態を判定する方法についてフローチャートを用いて詳述する。
【０１１２】
図５は、トルクセンサ５６２およびまたは出力軸エンコーダ５５２の状態を判定するための制御方法を例示した制御フローチャートである。図５（ａ）は、トルクセンサ５６２およびまたは出力軸エンコーダ５５２の状態を判定する為の事前準備を示したフローチャートである。以下では、関節Ｊ２を例に取り説明を行うものとする。今回は関節Ｊ２を例に取り説明するが、必要に応じて他の関節において以下の制御フローが実施されるものとする。
【０１１３】
まず図５（ａ）より、Ｓ１０１により所定のタイミングで、ロボットアーム本体２００を所定の姿勢に動作させる。
【０１１４】
ここで、所定の姿勢は、状態を判定したい関節に合わせて精度よく判定を行うことができる姿勢にすることが望ましい。
【０１１５】
例えば関節Ｊ２なら、関節Ｊ２を回転させ、リンク２０１からリンク２０６までが、ロボットアーム本体２００の設置面に対して水平に伸びるような姿勢とする。これにより関節Ｊ２に大きな自重トルクが印加される状態となり関節Ｊ２に搭載されたトルクセンサ５６２の不具合を発見しやすくなる。
【０１１６】
そしてＳ１０３で、Ｓ１０１で動作させた所定の姿勢の状態で、出力軸エンコーダ５５２からの検出値を取得し、出力軸エンコーダ記憶器４３３に格納する。
【０１１７】
次にＳ１０４で、Ｓ１０１で動作させた所定の姿勢の状態で、トルクセンサ５６２からの検出値を取得し、トルク記憶器４３２に格納する。
【０１１８】
以上により、トルクセンサ５６２およびまたは出力軸エンコーダ５５２の状態を判定する為の基準値を各記憶器に格納しておく。そして制御フローを終了し、事前準備を終了する。
【０１１９】
次に図５（ｂ）より、ロボット装置１００をある程度使用した上で、トルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２の状態を判定する制御を行う。
【０１２０】
製品の生産ラインが止まっている状態で、Ｓ１０１により、作業者の指示によりロボットアーム本体２００を所定の姿勢に変更する。所定の姿勢は、図５（ａ）で説明した事前準備の際の制御と同じ姿勢である。
【０１２１】
そして、再度、Ｓ１０３、Ｓ１０４の処理を行う。
【０１２２】
以上により、出力軸エンコーダ５５２からの検出値と、トルクセンサ５６２からの検出値において、事前準備の段階と、検査を行う段階とのいう２つ以上のタイミングで検出し、記憶させた上でＳ１０５に進む。
【０１２３】
次にＳ１０５で、比較器４４１により、出力軸エンコーダ記憶器４３３に記憶された２つのタイミングにおける出力軸エンコーダ５５２の検出値を比較する。
【０１２４】
その差があらかじめ決められた閾値以下であれば、Ｓ１０６に進み、その差が閾値より大きい場合、Ｓ１０７に進む。
【０１２５】
Ｓ１０６、Ｓ１０７では、比較器４４１により、トルク記憶器４３２に記憶された２つのタイミングにおけるトルクセンサ５６２の検出値を比較する。
【０１２６】
Ｓ１０５で出力軸エンコーダ５５２からの検出値の差が閾値以下であり、Ｓ１０６でトルクセンサ５６２からの検出値の差が閾値以下ならば、Ｓ１０８に進む。
【０１２７】
Ｓ１０８では、判定器４４２によって、出力軸エンコーダ５５２、トルクセンサ５６２どちらも異常なしと判定され、Ｓ１０９に進む。
【０１２８】
Ｓ１０９において、上記で説明した１つ目の検査の場合、モニタ４２１に異常なし、と表示させ、フローを終了する。
【０１２９】
Ｓ１０５で出力軸エンコーダ５５２からの検出値の差が閾値以下であり、Ｓ１０６でトルクセンサ５６２からの検出値の差が閾値より大きければ、Ｓ１１０に進む。
【０１３０】
Ｓ１１０に進むということは、出力軸エンコーダ５５２からの検出値の変化は無く、トルクセンサ５６２からの検出値に変化が生じたという事である。
【０１３１】
言い換えると、２つのタイミング間において、リンク２０１とリンク２０２との相対的な位置は変化していないので、ロボットアーム本体２００の姿勢は変化しておらず、トルクセンサ５６２の変形量も変化していないと判定できる。
【０１３２】
つまり、トルクセンサ５６２の弾性体となるフレーム５０１には、疲労による剛性の低下は生じていないと判定できる。
【０１３３】
それにもかかわらず、トルクセンサ５６２からの検出値に変化が生じたという事は、トルクセンサ５６２の弾性体となるフレーム５０１の変形量を測定する変位検出センサである光学式エンコーダ５０２に異常が発生したと判定される。
【０１３４】
変位検出センサのトラブルとして想定されることは、発光素子、受光素子の位置ズレ、熱による発光素子、受光素子の故障などが想定される。
【０１３５】
また本実施形態では、変位検出センサとしての光学式エンコーダ５０２を２個対向させて個配置しており、２つの光学式エンコーダ５０２の検出値を平均した値からトルクを算出している。
【０１３６】
よって、トルク記憶器４３２において平均した値だけでなく、各光学式エンコーダ５０２の検出値を個別に記憶しておくことで、どの光学式エンコーダ５０２にトラブルが生じたのかを判別することも可能である。
【０１３７】
Ｓ１１０の場合はＳ１１１に進み、モニタ４２１に、トルクセンサ５６２の変位検出センサに異常あり、と表示する。
【０１３８】
変位検出センサに異常が発生した場合の対応は２つあり、１つ目はトルクセンサ５６２をロボットアーム本体２００から取り外し修理を行う対応がある。
【０１３９】
２つ目はトルクセンサ５６２に２個配置されている光学式エンコーダ５０２から、異常が生じている光学式エンコーダ５０２の検出値を除外してトルクを求めることで、現状のままトルクセンサ５６２の修理をせずに製造を再開するという対応がある。
【０１４０】
以上により、トルクセンサ５６２における変位検出センサに異常が発生した場合の効果的な対応をロボット装置１００により作業者に促すことができる。
【０１４１】
Ｓ１０５で出力軸エンコーダ５５２からの検出値の差が閾値よりも大きく、Ｓ１０７でトルクセンサ５６２からの検出値の差が閾値以下であれば、Ｓ１１２に進む。
【０１４２】
Ｓ１１２に進むということは、出力軸エンコーダ５５２からの検出値に変化が生じ、トルクセンサ５６２からの検出値には変化が生じていないという事である。
【０１４３】
言い換えると、２つのタイミング間において、リンク２０１とリンク２０２との相対的な位置は変化しているため、ロボットアーム本体２００の姿勢が変化しているが、トルクセンサ５６２の変形量に変化が生じていないという事である。
【０１４４】
ロボットアーム本体２００の姿勢が変化すると、自重による関節への負荷が変化していると予測されるが、トルクセンサ５６２からの検出値が変化していないことから、ロボットアーム本体２００の姿勢は変化していないと判定できる。
【０１４５】
それにもかかわらず、出力軸エンコーダ５５２からの検出値が変化したという事は、出力軸エンコーダ５６２に異常が発生したと判定できる。
【０１４６】
出力軸エンコーダ５６２の異常のさらなる確認方法として、入力軸エンコーダ記憶器４３１と出力軸エンコーダ記憶器４３３との検出値を比較して、減速機２３１の減速比と同じ関係になっているかどうかで確認する方法もある。
【０１４７】
Ｓ１１２の場合はＳ１１３に進み、モニタ４２１に、出力軸エンコーダ５５２に異常あり、と表示する。
【０１４８】
この場合、出力軸エンコーダ５５２の修理が必要であり、出力軸エンコーダ５５２をロボットアーム本体２００から取り外す必要がある。そして、出力軸エンコーダ５５２に修理を施すか、新しい出力軸エンコーダ５５２をロボットアーム本体２００に取り付ける。
【０１４９】
以上により、出力軸エンコーダ５５２に異常が発生した場合の効果的な対応をロボット装置１００により作業者に促すことができる。
【０１５０】
Ｓ１０５で出力軸エンコーダ５５２からの検出値の差が閾値よりも大きく、Ｓ１０７でトルクセンサ５６２からの検出値の差も閾値より大きければ、Ｓ１１４に進む。
【０１５１】
Ｓ１１４に進むという事は、出力軸エンコーダ５５２からの検出値とトルクセンサ５６２からの検出値の両方に変化が生じたという事である。
【０１５２】
言い換えると、２つのタイミング間において、リンク２０１とリンク２０２との相対的な位置は変化しているため、ロボットアーム本体２００の姿勢が変化し、トルクセンサ５６２の変形量にも変化が生じているという事である。
【０１５３】
一般的に出力軸エンコーダ５５２と、トルクセンサ５６２とに同時に異常が発生するという事は考えづらい。
【０１５４】
上記のような事が起こる場合は、トルクセンサ５６２の弾性体となるフレーム５０１の剛が疲労によって低下し、それによって、フレーム５０１の変形量が大きくなる場合が考えられる。
【０１５５】
これにより、トルクセンサ５６２の検出値が変化すると共に、リンク間の相対的な位置も変化し、出力軸エンコーダ５５２の検出値の変化が生じたと判定できる。
【０１５６】
Ｓ１１４の場合はＳ１１５に進み、モニタ４２１に、トルクセンサ５６２の剛性値が変化、と表示し、フローを終了する。
【０１５７】
この際、トルクセンサ５６２をロボットアーム本体２００から取り外し、トルクセンサ５６２に修理を施すか、新しいトルクセンサ５６２をロボットアーム本体２００に取り付ける対応を行う。
【０１５８】
この対応は、このまま継続して使うとフレーム５０１が破断し大きなトラブルにつながると判断した場合に行う。
【０１５９】
以上、本実施形態によれば、出力軸エンコーダとトルクセンサとの２つの検出装置を用いて、各検出装置の問題発生の判定を行っているので、問題発生の状況を場合分けすることができ、各検出値のどの部分で問題が発生しているのか特定することができる。
【０１６０】
よって各検出装置の問題の発生場所により異なる対応を、効果的に作業者に行わせることができる。
【０１６１】
また、ロボット装置を静止させて安定した状態で時間をかけて検査をすることができるので精度の高い検査が可能になり故障の初期段階から発見することができる。
【０１６２】
さらに近年、３Ｄプリンタなどで従来の切削加工では実現できない形状で高機能な弾性体を製作することが提案されている。しかしながら、３Ｄプリンタで造形された弾性体の内部には空孔が形成される可能性があり、ロボット装置の動作により繰り返して荷重を受けると、空孔が起点となって弾性体の剛性の低下などの問題が生じる可能性が高まる。
【０１６３】
しかしながら、本実施形態により、上記のように弾性体の剛性の低下などの問題が生じる可能性が高い検出装置の場合でも、問題が生じた箇所に応じて適切な対応を行い、早期に製品の生産を再開することができる。
【０１６４】
（変形例１）
図６は、本実施形態の変形例を表した制御フローチャートである。第１の実施形態ではロボット装置の日常点検などのタイミングで実施する検査で、製品の生産ラインが止まっている状態で作業者の指示によって開始される場合について説明した。
【０１６５】
それに対し本変形例では製品の生産ラインを止めずにロボット装置の一連の動きの最中に任意のタイミングで検査を行う。
【０１６６】
図６より、第１の実施形態と本変形例で異なる点は、図５（ｂ）のフローチャートにおいて、Ｓ１０１に代わりＳ１０２のステップが設定されている点である。なお、図６で示したフローチャートは、図５（ａ）で説明した事前準備を終えた段階で開始される。
【０１６７】
Ｓ１０２では、ロボット装置１００が製造工程を実行している最中に任意のタイミングで、事前準備のＳ１０１で設定した所定の姿勢をロボットアーム本体２００に取らせる。
【０１６８】
Ｓ１０２以降の処理は、第１の実施形態と同様であり、トルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２の状態を判定する。
【０１６９】
また、製造を行っている最中に検査を行っているため、図５（ｂ）で説明した、Ｓ１０９、Ｓ１１１、Ｓ１１３、Ｓ１１５の内容が異なっている。
【０１７０】
図６のＳ１０９では、各検出装置の異常は発生していないと判断し、モニタ４２１に異常なし、と表示し、ロボット装置１００による製品の製造を続行させ、フローを終了する。
【０１７１】
図６のＳ１１１では、光学式エンコーダ５０２に異常があると判断し、モニタ４５１に変位検出センサに異常あり、と表示した上でロボット装置１００による製造を停止し、フローを終了する。
【０１７２】
その後の対応については、第１の実施形態と同様である。
【０１７３】
図６のＳ１１３では、出力軸エンコーダ５５２に異常があると判断し、モニタ４２１に出力軸エンコーダ５５２に異常あり、と表示した上でロボット装置１００による製造を停止し、フローを終了する。
【０１７４】
その後の対応については、第１の実施形態と同様である。
【０１７５】
図６のＳ１１５では、トルクセンサ５６２のフレーム５０１の剛性値が変化したと判断、モニタ４２１に剛性値の変化を表示した上で、トルク記憶器４３２に記憶している剛性値を設定し直し、ロボット装置１００による製造を続行する。
【０１７６】
その際、トルクセンサ５６２の弾性体であるフレーム５０１の剛性の設定値を変更してトルク記憶器４３２に記憶させる。
【０１７７】
剛性値を再取得する方法は、ロボットアーム本体２００を所定の姿勢にして関節Ｊ２に任意のトルクを負荷し、そのときのトルクセンサ５６２の値から設定値（剛性：Ｎｍ／ｒａｄ）を変更する方法がある。
【０１７８】
以上より、本変形例の検査タイミングであれば製品の生産ラインを止めずに検査することが可能なので、生産ラインの生産性を落とさずに検査することができる。
【０１７９】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、トルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２からの検出値を用いて、トルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２の状態を判定する方法を示した。
【０１８０】
しかしながら、一般的には考えづらいとはいえ、ロボットアーム本体２００の予期せぬ動作により、周辺の装置とロボットアーム本体２００とが衝突すると、リンクに直接つながっているトルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２とが故障する可能性がある。
【０１８１】
この場合、トルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２とからの検出値がどちらも信用できなくなるため、第１の実施形態で述べた方法では、トルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２の状態を正しく判定することが困難となる。
【０１８２】
本実施形態では、トルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２の両方が故障した場合でも、トルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２の状態を正しく判定する方法について説明する。
【０１８３】
以下では、第１の実施形態とは異なるハードウェアや制御系の構成の部分について図示し説明する。また、第１の実施形態と同様の部分については上記と同様の構成ならびに作用が可能であるものとし、その詳細な説明は省略するものとする。
【０１８４】
ロボットアーム本体２００が周辺機器と衝突すると、ロボットアーム本体２００の各リンクに大きくダメージがかかるが、減速機２３２及びモータ２１２を介してリンク２０１に設けられている入力軸エンコーダ２７２は故障する可能性が低い。
【０１８５】
よって、入力軸エンコーダ２７２の検出値から、トルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２の状態を判定することができる。
【０１８６】
具体的には、入力軸エンコーダ２７２からの検出値と減速機２３１の減速比から想定されるリンク２０２とリンク２０１との相対的な位置と、出力軸エンコーダ５５２の値を比較することで出力軸エンコーダ５５２の状態が判定できる。
【０１８７】
また、入力軸エンコーダ２７２の検出値から推定されるロボットアーム本体２００の姿勢とそのときに生じる自重トルクの推定値と、トルクセンサ５６２からの検出値を比較することでトルクセンサ５６２の状態が判定できる。
【０１８８】
以上、本実施形態では、トルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２の他に、入力軸エンコーダ２７２も用い、３つのセンサにより状態を判定している。よってトルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２の両方に異常が発生した可能性が高い場合でも、入力軸エンコーダ２７２によって、トルクセンサ５６２と出力軸エンコーダ５５２の状態を判定することができる。
【０１８９】
上述した種々の実施形態の処理手順は具体的には制御装置４００により実行されるものとして説明したが、上述した機能を実行可能なソフトウェアの制御プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を外部入力装置５００に搭載させて実施しても良い。
【０１９０】
従って上述した機能を実行可能なソフトウェアの制御プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
【０１９１】
また、上記実施形態では、コンピュータで読み取り可能な記録媒体がＲＯＭ或いはＲＡＭであり、ＲＯＭ或いはＲＡＭに制御プログラムが格納される場合について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。
【０１９２】
本発明を実施するための制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。例えば、制御プログラムを供給するための記録媒体としては、ＨＤＤ、外部記憶装置、記録ディスク等を用いてもよい。
【０１９３】
（その他の実施形態）
上述した第１の実施形態では、出力軸エンコーダ５５２とトルクセンサ５６２の状態をロボット装置１００に設けられた制御装置４００により判定しているがこれに限られない。
【０１９４】
例えば、出力軸エンコーダ５５２とトルクセンサ５６２とを一体にした検出装置に、図５で述べた制御フローを実行できる制御基板を備え１つのユニットとして、第１の実施形態を実施しても良い。
【０１９５】
また、上述した第１の実施形態、第２の実施形態では、出力軸エンコーダ５５２の検出値の比較、トルクセンサ５６２の検出値の比較を、どちらも検出した値同士で比較したがこれに限られない。
【０１９６】
例えば、比較器４４１に予め、出力軸エンコーダ５５２とトルクセンサ５６２の正常な状態の判定に用いるそれぞれの基準データを格納しておき、その基準データと、検出した値とを比較し、その差が閾値を超えたかどうかで状態を判定しても良い。
【０１９７】
また上述した第１の実施形態、第２の実施形態では、第１の固定部材５０４と第２の固定部材５０５との相対移動量を検出するために光学式のエンコーダを用いたが別の形態を取っても良い。
【０１９８】
例えば磁気的に変位を計測する方法に関して、第１の固定部材５０４と第２の固定部材５０５のどちらかに磁束発生源、磁電変換素子を配置して検出しても良い。第１の固定部材５０４と第２の固定部材５０５が相対移動することで、磁束発生源と磁電変換素子との距離の変化に伴い、磁電変換素子へ流入する磁束密度の大きさに変化が生じ、磁束密度の変化にともなう磁電変換素子の出力が変化する。この磁電変換素子の出力の変化を検出することで変位を計測することができる。
【０１９９】
また、上述した第１の実施形態、第２の実施形態では、出力軸エンコーダ５５２と、トルクセンサ５６２とは、別々の構成で説明したが、所定の部品にそれぞれ設けられ、一体のコンポーネントとして構成してもよい。これにより、一体のコンポーネントとして、出力軸エンコーダ５５２と、トルクセンサ５６２とを構成した場合でも、容易にどの箇所に問題が生じているのか判定することができ、適切な処置を行うことができる。
【０２００】
上述した第１の実施形態、第２の実施形態では、ロボット装置１００が複数の関節を有する多関節ロボットアームを用いた場合を説明したが、関節の数はこれに限定されるものではない。ロボット装置の形式として、垂直多軸構成を示したが、パラレルリンク型など異なる形式の関節においても上記と同等の構成を実施することができる。
【０２０１】
また、ロボット装置１００が単軸の場合、関節は１つであるため、関節に設ける力検出手段として、トルクを検出するトルクセンサではなく、荷重を検出する力覚センサを使用する場合がある。この場合でも上記第１の実施形態、第２の実施形態を実施することができる。
【０２０２】
また、ロボット装置１００の構成例を各実施形態の例図により示したが、これに限定されるものではなく、当業者において任意に設計変更が可能である。また、ロボット装置１００に設けられる各モータは、上述の構成に限定されるものではなく、各関節を駆動する駆動源は例えば人工筋肉のようなデバイス等であってもよい。
【０２０３】
また上述した第１の実施形態、第２の実施形態は、制御装置に設けられる記憶装置の情報に基づき、伸縮、屈伸、上下移動、左右移動もしくは旋回の動作またはこれらの複合動作を自動的に行うことができる機械に適用可能である。
【符号の説明】
【０２０４】
１００  ロボット装置
２００  ロボットアーム本体
２０１〜２０６  リンク
２１０  基台
２１１〜２１６  モータ
２２１〜２２６  センサ部
２３０、３５０  サーボ制御部
２３１〜２３６  減速機
２７２  入力軸エンコーダ
３００  ロボットハンド本体
４００  制御装置
４３１  入力軸エンコーダ記憶器
４３２  トルク記憶器
４３３  出力軸エンコーダ記憶器
４２１  モニタ
４４１  比較器
４４２  判定器
４４３  目標値生成部
５００  外部入力蔵置
５０１  フレーム
５０２  光学式エンコーダ
５０４  第１の固定部材
５０５  第２の固定部材
５０６  連結部材
５０８、５５２ａ  スケール
５０９、５５２ｂ  検出ヘッド
５７１  発光素子
５７２  受光素子
【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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