(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されるワークの加工対象に対して所定の加工を行う加工システムにおいて、
前記ワークを搬送する搬送手段と、
前記ワークの前記加工対象までの移動動作と、前記加工対象に対する加工動作とを行う加工手段と、
前記加工手段を、前記搬送手段により搬送されている前記ワークと並走するように移動させる移動手段と、
前記加工手段に取り付けられて、前記加工対象の位置を検出する加工対象検出手段と、
前記移動手段に取り付けられて、前記搬送手段の特定位置を検出する搬送検出手段と、
前記搬送検出手段の検出結果を用いて前記移動手段の移動を制御し、前記加工対象検出手段又は前記搬送検出手段の検出結果を用いて前記加工手段の移動動作を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、所定の条件が満たされた場合、前記加工手段の移動動作の制御に用いる情報を、前記加工対象検出手段と前記搬送検出手段とのうちの一方の検出結果から他方の検出結果に切り替える切替手段を有する加工システム。
【請求項２】
前記切替手段は、前記加工手段の移動動作の制御に前記加工対象検出手段の検出結果が用いられている状態で、前記所定の条件として、前記加工対象検出手段が検出不能であるという条件が満たされた場合、前記加工手段の移動動作の制御に用いる情報を、前記搬送検出手段の検出結果に切り替える請求項１に記載の加工システム。
【請求項３】
搬送されるワークの加工対象に対して所定の加工を行う加工システムの加工方法において、
前記ワークを搬送する搬送手段と、
前記ワークの前記加工対象までの移動動作と、前記加工対象に対する加工動作とを行う加工手段と、
前記加工手段を、前記搬送手段により搬送されている前記ワークと並走するように移動させる移動手段と、
前記加工手段に取り付けられて、前記加工対象の位置を検出する加工対象検出手段と、
前記移動手段に取り付けられて、前記搬送手段の特定位置を検出する搬送検出手段と、
を備える前記加工システムが、
前記搬送検出手段の検出結果を用いて前記移動手段の移動を制御するステップと、
前記加工対象検出手段又は前記搬送検出手段の検出結果を用いて前記加工手段の移動動作を制御するステップと、
所定の条件が満たされた場合、前記加工手段の移動動作の制御に用いる情報を、前記加工対象検出手段と前記搬送検出手段とのうちの一方の検出結果から他方の検出結果に切り替えるステップと、を含む加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送されるワークを加工する加工システム及び加工方法に関する。詳しくは、加工装置による加工動作の最中やその直前においても、加工装置の位置決め制御の精度を向上させ、ひいては加工装置による加工精度も向上させることが可能な加工システム及び加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車のボディ等をワークとして加工する加工ラインには、ワークを搬送する搬送台車と、ワークに対する加工動作を行う加工装置（ロボット等）と、が設けられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような加工装置には、多関節マニュピュレータ等で構成されるアームと、その先端に取り付けられる加工機と、が設けられている。
加工装置のアームは、移動動作をすることによって、ワーク内の加工対象に加工機の先端を近接させる。すると、加工装置の加工機は、加工対象に対して、ボルト締めや溶接等の加工動作をする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０３１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、加工機による加工動作の最中にもワークは自動搬送されているため、ワークの揺れ等により、相対的な加工対象の位置ずれが発生する場合がある。従って、加工機による加工動作の最中にも、加工装置のアームの移動動作を継続して、加工対象の位置ずれを補正する必要がある。
ところが、アームを移動させて加工機の先端位置を目標位置に近接させる制御（以下、「位置決め制御」と称する）では、アームの先端又は加工機に取り付けられたカメラ等が視覚センサとして用いられ、当該視覚センサにより検出された加工対象の情報が、フィードバック情報として用いられている。
このため、加工機による加工動作の最中やその直前においては、視覚センサが加工対象を検出できない場合がある。
このような場合には、有効なフィードバック情報が得られず、位置決め制御の精度が悪化する。位置決め制御の精度の悪化は、加工機の先端の位置と加工対象の位置との誤差が大きくなることを意味するため、加工機による加工精度の悪化も招く。
【０００６】
本発明は、搬送されるワークを加工する加工システム及び加工方法であって、加工装置の加工動作の最中やその直前においても、加工装置の位置決め制御の精度を向上させ、ひいては加工装置の加工精度も向上させることが可能な加工システム及び加工方法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】
【０００７】
本発明の加工システムは、
搬送されるワーク（例えば実施形態におけるワーク２）の加工対象（例えば実施形態における目標位置４１の加工対象）に対して所定の加工を行う加工システム（例えば実施形態における加工システム１）において、
前記ワークを搬送する搬送手段（例えば実施形態における搬送台車１８）と、
前記ワークの前記加工対象までの移動動作と、前記加工対象に対する加工動作とを行う加工手段（例えば実施形態における加工機１２が取り付けられたロボット１１）と、
前記加工手段を、前記搬送手段により搬送されている前記ワークと並走するように移動させる移動手段（例えば実施形態におけるロボット移動機構１４）と、
前記加工手段に取り付けられて、前記加工対象の位置を検出する加工対象検出手段（例えば実施形態における視覚センサ１３）と、
前記移動手段に取り付けられて、前記搬送手段の特定位置を検出する搬送検出手段（例えば実施形態における同期センサ１５）と、
前記搬送検出手段の検出結果を用いて前記移動手段の移動を制御し、前記加工対象検出手段又は前記搬送検出手段の検出結果を用いて前記加工手段の移動動作を制御する制御手段（例えば実施形態におけるロボット制御装置１７）と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、加工手段に取り付けられて加工対象の位置を検出する加工対象検出手段の検出結果のみならず、移動手段に取り付けられて搬送手段の特定位置を検出する搬送検出手段の検出結果を用いて、加工手段の移動動作の制御（実施形態でいう位置決め制御）を実行することができる。
即ち、例えば加工手段による加工動作の最中やその直前において、加工対象検出手段の検出結果が得られない場合や、得られたとしても精度の悪い検出結果である場合、加工対象検出手段に代えて、搬送検出手段の検出結果を用いて、加工手段の位置決め制御を実行することができる。
これにより、加工手段による加工動作の最中やその直前においても、加工手段の位置決め制御の精度が向上し、ひいては加工手段の加工精度も向上する。
【０００９】
この場合、
前記制御手段は、所定の条件が満たされた場合、前記加工手段の移動動作の制御に用いる情報を、前記加工対象検出手段と前記搬送検出手段とのうちの一方の検出結果から他方の検出結果に切り替える切替手段（例えば実施形態におけるフィードバック切替部６４）を有する、
ようにすることができる。
【００１０】
さらに、この場合、
前記切替手段は、前記加工手段の移動動作の制御に前記加工対象検出手段の検出結果が用いられている状態で、前記所定の条件として、前記加工対象検出手段が検出不能であるという条件が満たされた場合、前記加工手段の移動動作の制御に用いる情報を、前記搬送検出手段の検出結果に切り替える、
ようにすることができる。
【００１１】
本発明の加工方法は、上述の本発明の加工システムに対応する方法である。従って、上述の本発明の加工システムと同様の各種効果を奏することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、加工手段に取り付けられて加工対象の位置を検出する加工対象検出手段の検出結果のみならず、移動手段に取り付けられて搬送手段の特定位置を検出する搬送検出手段の検出結果を用いて、加工手段の移動動作の制御（実施形態でいう位置決め制御）をすることができる。
即ち、例えば加工手段による加工動作の最中やその直前において、加工対象検出手段の検出結果が得られない場合や、得られたとしても精度の悪い検出結果である場合、加工対象検出手段に代えて、搬送検出手段の検出結果を用いて、加工手段の位置決め制御を実行することができる。
これにより、加工手段による加工動作の最中やその直前においても、加工手段の位置決め制御の精度が向上し、ひいては加工手段の加工精度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る加工システムの概略外観構成を示す側面図である。
【図２】図１の加工システムのロボット制御装置の機能的構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】図２のロボット制御装置のハードウェアの構成例を示すブロック図である。
【図４】図２のロボット制御装置によるロボット移動処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】図４のロボット移動処理の結果の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る加工システム１の概略外観構成を示す側面図である。
例えば、加工システム１は、自動車の生産ラインのうち連続搬送ラインに配設され、連続搬送されている自動車のボディ等をワーク２として、ワーク２に対して、溶接やボルト締め等の各種加工を行う。
【００１５】
加工システム１は、ロボット１１と、加工機１２と、視覚センサ１３と、ロボット移動機構１４と、同期センサ１５と、ロボット駆動装置１６と、ロボット制御装置１７と、搬送台車１８と、を備える。
【００１６】
ロボット１１は、ロボット移動機構１４に取り付けられる基台２１（以下、「ロボットベース２１」と称する）と、そのロボットベース２１に旋回可能に取り付けられるアーム２２と、を備える。
アーム２２は、多関節マニュピュレータとして構成されている。即ち、アーム２２は、関節３１ａ乃至３１ｄと、連結部材３２ａ乃至３２ｅと、各関節３１ａ乃至３１ｄを回転させるサーボモータ（図示せず）と、サーボモータの位置、速度、電流等の各種状態を検出する検出器（図示せず）と、を備える。
各サーボモータによる各関節３１ａ乃至３１ｄの回転動作と、それらの回転動作に連動する各連結部材３２ａ乃至３２ｅの移動動作との組み合わせにより、アーム２２の全体の動作、即ちロボット１１の全体の動作が実現される。
【００１７】
加工機１２は、アーム２２の連結部材３２ｅの先端にエンドエフェクトとして取り付けられ、アーム２２の移動動作に伴い、ワーク２の加工対象の存在位置（以下、「目標位置」と称する）、例えば図１中の目標位置４１まで先端が移動する。すると、加工機１２は、ロボット制御装置１７の制御に従って、目標位置４１における加工対象に対して、溶接やボルト締め等の各種加工動作を行う。
【００１８】
このように、本実施形態では、アーム２２に加工機１２が取り付けられた状態のロボット１１が、加工装置である。即ち、本実施形態の加工装置は、ロボット１１と、加工機１２と、を備えている。
【００１９】
視覚センサ１３は、カメラ等で構成されており、加工機１２の先端を画角の中心として撮影できるように、アーム２２の連結部材３２ｅの外周部に固定して取り付けられている。
視覚センサ１３は、加工機１２の先端の方向に対して、画角の範囲内にある被写体を撮影する。以下、視覚センサ１３により撮影された被写体の画像を、「撮影画像」と称する。
後述するロボット制御装置１７は、撮影画像の画像データに対して画像処理を施すことで、視覚センサ１３の位置を原点とする座標系（以下、「カメラ座標系」と称する）における目標位置４１の座標を容易に求めることができる。なお、以下、カメラ座標系における目標位置４１の座標を、「視覚センサ位置」と称する。
【００２０】
ロボット移動機構１４は、後述するロボット制御装置１７の制御の下、ロボットベース２１を、例えばワーク２の搬送方向と略平行に（図１中白抜き矢印の方向に）、搬送台車１８によるワーク２の連続搬送と同期して移動させる。
【００２１】
以下、説明の都合上、搬送台車１８によるワーク２の連続搬送の方向を、図１の記載にあわせて「Ｔ方向」と称する。Ｔ方向と直角の方向であって、ロボット移動機構１４から搬送台車１８に向かう水平方向を、図１の記載にあわせて「Ｂ方向」と称する。Ｔ方向及びＢ方向と直角の方向であって、垂直上向き方向を、図１の記載にあわせて「Ｈ方向」と称する。
【００２２】
同期センサ１５は、ロボット移動機構１４に固定されており、搬送台車１８の特定位置に設けられたシールや穴を検出対象物５１として、当該検出対象物５１の位置を検出する。
同期センサ１５による検出位置の座標は、特に限定されないが、本実施形態では、ロボット移動機構１４の所定位置を原点とする座標系、例えばロボットベース２１の中心位置を原点とする座標系（以下、「ロボット座標系」と称する）が採用されている。
換言すると、本実施形態では、同期センサ１５は、ロボット移動機構１４（ロボットベース２１）からみた搬送台車１８（検出対象物５１）の相対位置の座標（以下、「同期センサ位置」と称する）を検出する。
同期センサ１５により検出された同期センサ位置は、後述するロボット制御装置１７に供給され、ロボット移動機構１４を搬送台車１８と同期して移動させる制御（以下、「搬送台車１８との同期制御」と称する）において、フィードバック情報として用いられる。
さらに、同期センサ位置は、必要に応じて、ロボット１１の位置決め制御のフィードバック情報として用いられる。位置決め制御の詳細については、図２以降の図面を参照して後述する。
【００２３】
ロボット駆動装置１６には、ロボット１１のアーム２２に接続された加工機１２の先端の位置を目標位置４１まで移動させる指令（以下、「移動指令」と称する）が、後述するロボット制御装置１７から供給される。そこで、ロボット駆動装置１６は、移動指令に従って、アーム２２に内蔵された各検出器の検出値をフィードバック値として用いて、アーム２２に内蔵された各サーボモータに対するトルク（電流）制御を行う。これにより、アーム２２の全体の動作、即ちロボット１１の全体の動作が制御される。
【００２４】
ロボット制御装置１７は、ロボット１１の位置決め制御及びロボット移動機構１４の移動の制御を実行する。
ロボット制御装置１７はまた、加工機１２に対する加工条件を変更する制御や、加工機１２の加工動作の制御を実行する。加工条件とは、例えば、加工機１２が溶接機である場合には溶接に必要な電流等の条件をいう。
【００２５】
搬送台車１８は、ワーク２を一定方向に、本実施形態ではＴ方向に連続搬送させる。
【００２６】
次に、図２及び図３を参照して、ロボット制御装置１７についてさらに詳しく説明する。
図２は、ロボット制御装置１７の機能的構成例を示す機能ブロック図である。
【００２７】
ロボット制御装置１７は、同期センサ位置取得部６１と、ロボット移動機構制御部６２と、視覚センサ位置取得部６３と、フィードバック切替部６４と、ロボット位置制御部６５と、加工制御部６６と、を備える。
【００２８】
同期センサ位置取得部６１は、同期センサ１５により検出された同期センサ位置、即ち、ロボット移動機構１４（ロボットベース２１）からみた搬送台車１８（検出対象物５１）の相対位置を取得し、ロボット移動機構制御部６２とフィードバック切替部６４とに供給する。
【００２９】
ロボット移動機構制御部６２は、同期センサ位置取得部６１から供給された同期センサ位置に基づいて、ロボット移動機構１４（ロボットベース２１）に対する、搬送台車１８との同期制御を実行する。
即ち、ロボット移動機構制御部６２は、同期センサ位置が一定となるように、ロボット移動機構１４のＴ方向の移動動作を制御する。
【００３０】
視覚センサ位置取得部６３は、視覚センサ１３から出力された撮影画像の画像データに基づいて、カメラ座標系における加工対象の目標位置４１の位置の座標、即ち視覚センサ位置を取得し、フィードバック切替部６４に供給する。
【００３１】
フィードバック切替部６４は、ロボット１１の位置決め制御のフィードバック情報として入力する位置情報を切り替える。
例えば、フィードバック切替部６４は、デフォルトとして、視覚センサ位置取得部６３から視覚センサ位置を入力し、フィードバック情報としてロボット位置制御部６５に供給する。
その後、所定の切替条件が満たされた場合、例えば加工機１２による加工動作の直前等において、視覚センサ１３の撮影画像内に目標位置４１の加工対象が含まれなくなった場合、フィードバック切替部６４は、入力を視覚センサ位置取得部６３側から同期センサ位置取得部６１側に切り替える。
そして、フィードバック切替部６４は、同期センサ位置取得部６１から同期センサ位置を入力し、フィードバック情報としてロボット位置制御部６５に供給する。
【００３２】
ロボット位置制御部６５は、フィードバック切替部６４から供給されたフィードバック情報を用いて、ロボット１１の位置決め制御を実行する。
即ち、ロボット位置制御部６５は、フィードバック情報から、加工機１２の先端の位置と目標位置４１との偏差を求め、この偏差を無くすように、ロボット１１（より正確にはアーム２２）の移動動作を制御する。
【００３３】
本実施形態では、ワーク２によって目標位置４１が異なるため、デフォルトの場合、即ちフィードバック情報として視覚センサ位置が供給されている場合、ロボット位置制御部６５は、Ｔ方向、Ｂ方向、及びＨ方向の全ての方向のロボット１１の移動動作を制御する。
即ち、ロボット位置制御部６５は、視覚センサ位置に基づいて、Ｔ方向、Ｂ方向、及びＨ方向の全ての方向の偏差を求める。そして、ロボット位置制御部６５は、当該偏差に基づいて、Ｔ方向、Ｂ方向、及びＨ方向の全ての方向の移動指令を生成し、ロボット駆動装置１６に供給する制御を、ロボット１１の位置決め制御として実行する。
移動指令が供給されたロボット駆動装置１６は、上述したように、この移動指令に従って、ロボット１１を移動させることによって、加工機１２の先端を目標位置４１に近接させる。
即ち、本実施形態では、デフォルトのロボット１１の位置決め制御として、視覚センサ１３の撮影画像から得られる視覚センサ位置をフィードバック情報として用いる制御（以下、「視覚サーボ制御」と称する）が採用されている。
このような視覚サーボ制御の結果、上述の偏差が無くなると、ロボット位置制御部６５による視覚サーボ制御は停止し、ロボット１１の移動動作が一旦停止する。
【００３４】
すると、加工制御部６６は、加工機１２の加工動作を制御する。即ち、加工機１２は、目標位置４１における加工対象に対して、ボルト締めや溶接等の加工動作をする。
【００３５】
このような加工機１２の加工動作の最中やその直前においては、視覚センサ１３の撮影画像には目標位置４１の加工対象が含まれずに、視覚センサ位置を求めることができない場合がある。このような場合には、視覚サーボ制御が実行できなくなるので、フィードバック情報が視覚センサ位置から同期センサ位置に切り替わる。
この場合、ロボット１１からみてワーク２が相対的に静止しているならば、視覚サーボ制御の結果として、加工機１２の先端の位置と目標位置４１とは略一致している。ロボット移動機構１４に対する、搬送台車１８との同期制御は継続しているため、ロボット１１からみてＴ方向についてのワーク２の相対的な動きは無いとみなしてよい。しかしながら、搬送台車１８により搬送されているワーク２は、ロボット１１からみてＢ方向又はＹ方向に揺れる場合がある
そこで、フィードバック情報として同期センサ位置が供給されている場合、ロボット位置制御部６５は、Ｂ方向及びＨ方向のロボット１１の位置決め制御を実行することによって、Ｂ方向又はＹ方向のワーク２の揺れに起因する誤差を補正する。
即ち、ロボット位置制御部６５は、同期センサ位置に基づいて、Ｂ方向及びＨ方向の偏差を求める。そして、ロボット位置制御部６５は、当該偏差に基づいて、Ｂ方向及びＨ方向の移動指令を生成し、ロボット駆動装置１６に供給する制御を、ロボット１１の位置決め制御として実行する。
移動指令が供給されたロボット駆動装置１６は、上述したように、この移動指令に従って、ロボット１１を移動させることによって、加工機１２の先端を目標位置４１に近接させる。
【００３６】
以上、ロボット制御装置１７の機能的構成例について説明した。次に、このような機能的構成を有するロボット制御装置１７のハードウェア構成例について説明する。
図３は、ロボット制御装置１７のハードウェアの構成例を示すブロック図である。
【００３７】
ロボット制御装置１７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３と、バス１０４と、入出力インターフェース１０５と、入力部１０６と、出力部１０７と、記憶部１０８と、通信部１０９と、ドライブ１１０と、を備えている。
【００３８】
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記録されているプログラムに従って各種の処理を実行する。又は、ＣＰＵ１０１は、記憶部１０８からＲＡＭ１０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。ＲＡＭ１０３にはまた、ＣＰＵ１０１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
【００３９】
例えば本実施形態では、上述した図２の同期センサ位置取得部６１乃至加工制御部６６の各機能を実行するプログラムが、ＲＯＭ１０２や記憶部１０８に記憶されている。従って、ＣＰＵ１０１が、このプログラムに従った処理を実行することで、同期センサ位置取得部６１乃至加工制御部６６の各機能を実現することができる。なお、このようなプログラムに従った処理の一例については、図４のフローチャートを参照して後述する。
【００４０】
ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２と、ＲＡＭ１０３とは、バス１０４を介して相互に接続されている。このバス１０４にはまた、入出力インターフェース１０５も接続されている。
【００４１】
入出力インターフェース１０５には、キーボード等で構成される入力部１０６と、表示デバイスやスピーカ等で構成される出力部１０７と、ハードディスク等より構成される記憶部１０８と、通信部１０９と、が接続されている。
通信部１０９は、視覚センサ１３との間で行う通信と、ロボット移動機構１４との間で行う通信と、同期センサ１５との間で行う通信と、ロボット駆動装置１６との間で行う通信と、インターネットを含むネットワークを介して他の装置（図示せず）との間で行う通信と、をそれぞれ制御する。なお、これらの通信は、図１の例では有線通信とされているが、無線通信であってもよい。
【００４２】
入出力インターフェース１０５にはまた、必要に応じてドライブ１１０が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリ等よりなるリムーバブルメディア１１１が適宜装着される。そして、それらから読み出されたプログラムが、必要に応じて記憶部１０８にインストールされる。
【００４３】
図４は、このような構成を有するロボット制御装置１７により実行される、ロボット移動機構１４（ロボットベース２１）の移動の制御及びロボット１１（アーム２２）の位置決め制御を実現する処理（以下、「ロボット移動処理」と称する）の流れの一例を示すフローチャートである。
【００４４】
図５は、ロボット移動処理の結果の一例を示すタイミングチャートである。
詳細には、図５において、上から順に、搬送台車１８の動作期間、ロボット移動機構１４の動作期間、ロボット移動機構１４の移動の制御に同期センサ１５の同期センサ位置が用いられる期間、加工機１２が取り付けられたロボット１１の動作期間、ロボット１１の位置決め制御に同期センサ１５の同期センサ位置が用いられる期間、及び、ロボット１１の位置決め制御に視覚センサ１３の視覚センサ位置が用いられる期間のそれぞれを示すタイミングチャートが図示されている。
【００４５】
図４及び図５の説明では、ロボット制御装置１７が担当する処理の動作主体は、図３のＣＰＵ１０１であるとする。
【００４６】
搬送台車１８によるワーク２の自動搬送が開始し、搬送台車１８に設けられた検出対象物５１の位置が、デフォルト位置に存在するロボット移動機構１４に固定された同期センサ１５により検出されるようになり、その結果、同期センサ１５から同期センサ位置の出力が開始すると、ロボット移動処理が開始する。
例えば図５の例では、時刻ｔ１にロボット移動処理が開始する。
【００４７】
ステップＳ１において、ＣＰＵ１０１は、ロボット移動機構１４による搬送台車１８の追跡を制御する。
即ち、ＣＰＵ１０１は、同期センサ位置が予め設定された規定位置となるように、ロボット移動機構１４のＴ方向の移動動作の制御を実行する。
【００４８】
ステップＳ２において、ＣＰＵ１０１は、追跡完了したか否かを判定する。
ステップＳ２の判定手法は、特に限定されないが、本実施形態では、同期センサ位置が規定位置を維持するようになったとき、追跡が完了したと判定する手法が採用されている。
【００４９】
従って、同期センサ位置が規定位置とは異なる場合、又は同期センサ位置が規定位置になっても直ぐに別の位置に変化して安定しない場合、ステップＳ２においてＮＯであると判定されて、処理はステップＳ１に戻され、それ以降の処理が繰り返される。
即ち、ステップＳ１，Ｓ２ＮＯのループ処理が繰り返されることで、ＣＰＵ１０１の制御の下、ロボット移動機構１４による搬送台車１８の追跡が行われる。
【００５０】
その後、同期センサ位置が規定位置を維持するようになったとき、例えば図５の例では時刻ｔ２になったととき、追跡が完了したとして、ステップＳ２においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ３に進む。
【００５１】
ステップＳ３において、ＣＰＵ１０１は、ロボット移動機構１４に対する、搬送台車１８との同期制御を開始する。
即ち、ＣＰＵ１０１は、同期センサ位置が規定位置を維持するように、ロボット移動機構１４のＴ方向の移動動作の制御を開始する。
【００５２】
ステップＳ４において、ＣＰＵ１０１は、ロボット１１の位置決め制御に用いるフィードバック情報として、視覚センサ位置を設定する。
【００５３】
ステップＳ５において、ＣＰＵ１０１は、ロボット１１の位置決め制御を実行する。
【００５４】
ステップＳ６において、ＣＰＵ１０１は、切替条件を満たすか否かを判定する。
切替条件は特に限定されないが、本実施形態では、視覚センサ位置から同期センサ位置への切替条件として、上述の如く、視覚センサ１３の撮影画像に目標位置４１の加工対象が含まれなくなったこと、即ち視覚センサ位置を求めることができなくなったこと、という条件が採用されている。
従って、視覚センサ１３の撮影画像に目標位置４１の加工対象が含まれており、視覚センサ位置を求めることができる間は、ステップＳ６においてＮＯであると判定されて、処理はステップＳ７に進む。
【００５５】
ステップＳ７において、ＣＰＵ１０１は、ロボット１１の位置決め制御を終了したか否かを判定する。
ステップＳ７の判定条件は特に限定されないが、本実施形態では、ワーク２の加工対象に対する加工機１２の加工動作が終了して、加工機１２の先端の位置がデフォルトの位置に戻ったとき、ロボット１１の位置決め制御も終了したと判定される。
従って、加工機１２の加工動作が開始する前又は加工動作が継続中の場合には、ステップＳ７においてＮＯであると判定されて、処理はステップＳ５に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
即ち、加工機１２の加工動作が開始する前であって、視覚センサ１３の撮影画像に目標位置４１の加工対象が含まれており、視覚センサ位置を求めることができる間は、ステップＳ５，Ｓ６ＮＯ，Ｓ７ＮＯのループ処理が繰り返されて、ロボット１１の位置決め制御として、Ｔ方向、Ｂ方向、及びＨ方向の全方向についての視覚センサ位置を用いた視覚サーボ制御が実行される。
例えば図５の例では、ロボット１１についてのタイミングチャートのうち、「移動」と記述されている時刻ｔ２乃至ｔ３の期間において、ロボット１１の位置決め制御として、Ｔ方向、Ｂ方向、及びＨ方向の全方向についての視覚センサ位置を用いた視覚サーボ制御が実行される。
このような視覚サーボ制御の結果、上述の偏差が無くなると、視覚サーボ制御は停止し、ロボット１１の移動動作が一旦停止する。
【００５６】
すると、ＣＰＵ１０１は、加工機１２の加工動作を制御する。即ち、加工機１２は、目標位置４１における加工対象に対して、ボルト締めや溶接等の加工動作をする。
例えば図５の例では、ロボット１１についてのタイミングチャートのうち、「加工」と記述されている時刻ｔ３乃至ｔ４の期間において、加工機１２の加工動作が行われる。
【００５７】
従って、図５の例では時刻ｔ３になると、視覚センサ１３の撮影画像には目標位置４１の加工対象が含まれずに、視覚センサ位置を求めることができなくなる。即ち、時刻ｔ３に切替条件が満たされ、ステップＳ６においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ８に進む。
ステップＳ８において、ＣＰＵ１０１は、フィードバック情報を、視覚センサ位置から同期センサ位置に切り替える。
そして、処理はステップＳ５に戻され、それ以降の処理が繰り返される。
【００５８】
ここで、本実施形態では、ステップＳ６の切替条件のうち、同期センサ位置から視覚センサ位置への切替条件として、視覚センサ１３の撮影画像に目標位置４１の加工対象が含まれるようになったこと、即ち視覚センサ位置を求めることができるようになったこと、という条件が採用されている。
従って、視覚センサ１３の撮影画像に目標位置４１の加工対象が含まれておらず、視覚センサ位置を求めることができない間は、ステップＳ５，Ｓ６ＮＯ，Ｓ７ＮＯのループ処理が繰り返されて、Ｂ方向及びＨ方向についての同期センサ位置を用いたロボット１１の位置決め制御が実行される。
【００５９】
例えば図５の例では、時刻ｔ３乃至時刻ｔ４までの加工動作の最中においては、ワーク２のＢ方向又はＨ方向の揺れ分を補正するために、Ｂ方向及びＨ方向についての同期センサ位置を用いたロボット１１の位置決め制御が実行される。
ここで、図５の例では、ワーク２には２つの加工対象が存在するものとされている。このため、時刻ｔ４において、１つ目の加工対象に対する加工機１２の加工動作が終了すると、ロボット１１についてのタイミングチャートのうち、「移動」と記述されている時刻ｔ４乃至ｔ６の期間において、ロボット１１は、加工機１２の先端を２つ目の加工対象の目標位置４１に近接させるように、移動動作をする。
ただし、時刻ｔ５までの間は、加工機１２の先端の位置は、２つ目の加工対象の目標位置４１から大きくずれているため、視覚センサ１３の撮影画像には２つ目の加工対象は含まれておらず、視覚センサ位置を求めることができない。
従って、時刻ｔ５までの間は、ステップＳ５，Ｓ６ＮＯ，Ｓ７ＮＯのループ処理が繰り返されて、Ｂ方向及びＨ方向についての同期センサ位置を用いたロボット１１の位置決め制御が実行される。
【００６０】
その後、時刻ｔ５になると、加工機１２の先端の位置は、２つ目の加工対象の目標位置４１にある程度近づき、視覚センサ１３の撮影画像には２つ目の加工対象が含まれるようになり、視覚センサ位置を求めることができるようになる。即ち、時刻ｔ５に切替条件が満たされ、ステップＳ６においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ８に進む。
ステップＳ８において、ＣＰＵ１０１は、フィードバック情報を、同期センサ位置から視覚センサ位置に再度切り替える。
そして、処理はステップＳ５に戻され、それ以降の処理が繰り返される。即ち、ステップＳ５，Ｓ６ＮＯ，Ｓ７ＮＯのループ処理が繰り返されて、ロボット１１の位置決め制御として、Ｔ方向、Ｂ方向、及びＨ方向の全方向についての視覚センサ位置を用いた視覚サーボ制御が実行される。
このような視覚サーボ制御の結果、図５の例では時刻ｔ６に、上述の偏差が無くなり、視覚サーボ制御は停止し、ロボット１１の移動動作が一旦停止する。
【００６１】
すると、ＣＰＵ１０１は、２つ目の加工対象に対する加工機１２の加工動作を制御する。例えば図５の例では、ロボット１１についてのタイミングチャートのうち、「加工」と記述されている時刻ｔ６乃至ｔ７の期間において、加工機１２の加工動作が行われる。
【００６２】
従って、図５の例では時刻ｔ６になると、視覚センサ１３の撮影画像には目標位置４１の加工対象が含まれずに、視覚センサ位置を求めることができなくなる。即ち、時刻ｔ６に切替条件が満たされ、ステップＳ６においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ８に進む。
ステップＳ８において、ＣＰＵ１０１は、フィードバック情報を、視覚センサ位置から同期センサ位置に切り替える。
そして、処理はステップＳ５に戻され、それ以降の処理が繰り返される。即ち、時刻ｔ６乃至時刻ｔ７までの加工動作の最中においては、ワーク２のＢ方向又はＨ方向の揺れ分を補正するために、Ｂ方向及びＨ方向についての同期センサ位置を用いたロボット１１の位置決め制御が実行される。
上述したように、図５の例では、ワーク２には２つの加工対象が存在するものとされている。このため、時刻ｔ７において、２つ目の加工対象に対する加工機１２の加工動作が終了すると、ワーク２全体に対する加工動作も終了することになる。
そこで、ロボット１１についてのタイミングチャートのうち、「移動」と記述されている時刻ｔ７乃至ｔ８の期間において、ロボット１１は、加工機１２の先端をデフォルトの位置に戻すように、移動動作をする。
従って、時刻ｔ８までの間は、当然ながら、視覚センサ１３の撮影画像には加工対象は含まれておらず、視覚センサ位置を求めることができない。このため、時刻ｔ８までの間も、ステップＳ５，Ｓ６ＮＯ，Ｓ７ＮＯのループ処理が繰り返されて、Ｂ方向及びＨ方向についての同期センサ位置を用いたロボット１１の位置決め制御が実行される。
【００６３】
時刻ｔ８に、加工機１２の先端がデフォルトの位置に戻ると、ロボット１１の位置決め制御は終了する。従って、ステップＳ７においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ９に進む。
ステップＳ９において、ＣＰＵ１０１は、ロボット移動機構１４に対する、搬送台車１８との同期制御を終了させる。
ステップＳ１０において、ＣＰＵ１０１は、ロボット移動機構１４をデフォルト位置に移動させる制御を実行する。
これにより、ロボット移動処理は終了となる。
【００６４】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
ロボット制御装置１７は、視覚センサ１３の検出結果のみならず、同期センサ１５の検出結果も用いて、ロボット１１の位置決め制御を実行することができる。
即ち、例えば加工機１２による加工動作の最中やその直前において、視覚センサ１３の検出結果が得られない場合や、得られたとしても精度の悪い検出結果である場合、ロボット制御装置１７は、視覚センサ１３に代えて、同期センサ１５の検出結果を用いて、ロボット１１の位置決め制御を実行することができる。
これにより、加工機１２による加工動作の最中やその直前においても、ロボット１１の位置決め制御の精度が向上し、ひいては加工機１２の加工精度も向上する。
【００６５】
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００６６】
例えば、ロボット１１の位置決め制御として、本実施形態では、視覚センサ１３の撮影画像から得られる視覚センサ位置が、フィードバック情報として用いられた。しかしながら、フィードバック情報は、本実施形態に特に限定されず、任意の検出手法で検出された加工対象の目標位置４１の位置を採用することができる。換言すると、目標位置４１の位置を検出するセンサは、本実施形態の視覚センサ１３に特に限定されず、任意の検出センサを採用することができる。
【００６７】
同様に、ロボット１１の位置決め制御として、本実施形態では、同期センサ１５の同期センサ位置が、フィードバック情報として用いられた。しかしながら、フィードバック情報は、本実施形態に特に限定されず、任意の検出手法で検出された搬送台車１８の特定位置を採用することができる。換言すると、搬送台車１８の特定位置を検出するセンサは、本実施形態の同期センサ１５に特に限定されず、任意の検出センサを採用することができる。
【００６８】
また例えば、本実施形態では、図２の同期センサ位置取得部６１乃至加工制御部６６をソフトウェアとハードウェア（ＣＰＵ１０１を含む関連部分）の組み合わせにより構成するものとして説明したが、かかる構成は当然ながら例示であり、本発明はこれに限定されない。例えば、同期センサ位置取得部６１乃至加工制御部６６の少なくとも一部を、専用のハードウェアで構成してもよし、ソフトウェアで構成してもよい。
【００６９】
このように、本発明に係る一連の処理は、ソフトウェアにより実行させることも、ハードウェアにより実行させることもできる。
【００７０】
一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムを、コンピュータ等にネットワークを介して、或いは、記録媒体からインストールすることができる。コンピュータは、専用のハードウェアを組み込んだコンピュータであってもよいし、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
【００７１】
本発明に係る一連の処理を実行するための各種プログラムを含む記録媒体は、情報処理装置（例えば本実施形態ではロボット制御装置１７）本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布されるリムーバブルメディアでもよく、或いは、情報処理装置本体に予め組み込まれた記録媒体等でもよい。リムーバブルメディアは、例えば、磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク、又は光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｋ）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた記録媒体としては、例えば、プログラムが記録されている、図３のＲＯＭ１０２や、図３の記憶部１０８に含まれるハードディスク等でもよい。
【００７２】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。
【００７３】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置や処理部により構成される装置全体を表すものである。
【符号の説明】
【００７４】
１      加工システム
２      ワーク
１１    ロボット
１２    加工機
１３    視覚センサ
１４    ロボット移動機構
１５    同期センサ
１６    ロボット駆動装置
１７    ロボット制御装置
１８    搬送台車
２１    ロボットベース
２２    アーム
４１    目標位置
６１    同期センサ位置取得部
６２    ロボット移動機構制御部
６３    視覚センサ位置取得部
６４    フィードバック切替部
６５    ロボット位置制御部
６６    加工制御部
【図１】
0005508895.tif 000002
【図２】
0005508895.tif 000003
【図３】
0005508895.tif 000004
【図４】
0005508895.tif 000005
【図５】
0005508895.tif 000006