(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対応する複数の関節部をそれぞれ駆動する複数の駆動源を有し、ワークを保持するエンドエフェクタが装着されるロボットと、
前記ワークが収容される収容部と、
前記収容部の前記ワークの中に、前記エンドエフェクタで保持可能な前記ワークがあるか否かを判定する判定部と、
前記ロボットの前記駆動源の動作を制御する動作制御部と、
前記判定部において前記エンドエフェクタで保持可能な前記ワークがないと判定された場合、前記動作制御部が前記駆動源へ指令する動作トルクを制限するトルク制限部と、
前記トルク制限部が前記動作トルクを制限した状態で、前記動作制御部により前記収容部内の前記ワークを前記エンドエフェクタで撹拌する撹拌動作を実行させる撹拌動作制御部と
を備え、
前記ロボットは、
複数の前記関節部として、接続する複数のリンクのなす角度を変化させることによって該複数のリンクの相対位置を変化させる関節部と、前記複数のリンクの相対位置を変化させる関節部の先端側および基端側にそれぞれ設けられ接続する複数のリンクの相対位置を変化させずに従動側のリンクを回転軸回りに回転させる関節部と
を含み、
前記トルク制限部は、
対応する複数の前記関節部をそれぞれ駆動する複数の前記駆動源のうち、少なくとも３個以上の前記駆動源へ指令する前記動作トルクを制限する際には、前記複数のリンクの相対位置を変化させる関節部を駆動する前記駆動源における前記動作トルクの上限値を、当該駆動源よりも前記ロボットの先端側および基端側にある前記駆動源における前記動作トルクの上限値と比べて最も低くすること
を特徴とするロボットシステム。
【請求項２】
前記トルク制限部は、
前記複数のリンクの相対位置を変化させる関節部のうち、少なくとも前記エンドエフェクタから最も近い位置にある関節部を駆動する前記駆動源へ指令する前記動作トルクを制限すること
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】
前記撹拌動作制御部は、
前記収容部の前記ワークの姿勢に基づいて前記収容部内における前記エンドエフェクタの前記撹拌動作の開始位置を決定し、決定した前記開始位置に前記エンドエフェクタを位置させた後に前記収容部内を所定距離移動させて、前記撹拌動作を実行させること
を特徴とする請求項１または２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記収容部の底面を複数の領域に分けて識別し、複数の前記領域のうちの一つの所定領域内において、前記動作制御部により前記ワークを前記エンドエフェクタで保持する保持動作を実行させる保持動作制御部
を備え、
前記保持動作制御部は、
前記所定領域において前記判定部によって前記エンドエフェクタで保持可能な前記ワークがないと判定されて前記撹拌動作制御部によって前記撹拌動作が実行された回数が所定回数に到達した場合、前記所定領域とは別の領域へ前記エンドエフェクタを移動させて前記保持動作を実行させること
を特徴とする請求項１、２または３に記載のロボットシステム。
【請求項５】
対応する複数の関節部をそれぞれ駆動する複数の駆動源を有し、複数の前記関節部として、接続する複数のリンクのなす角度を変化させることによって該複数のリンクの相対位置を変化させる関節部と、前記複数のリンクの相対位置を変化させる関節部の先端側および基端側にそれぞれ設けられ接続する複数のリンクの相対位置を変化させずに従動側のリンクを回転軸回りに回転させる関節部とを含み、被加工物の製造作業に用いるワークを保持するエンドエフェクタが装着されるロボットによって前記製造作業を行わせる製造工程と、
収容部に収容された前記ワークの中に、前記エンドエフェクタで保持可能な前記ワークがあるか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記エンドエフェクタで保持可能な前記ワークがないと判定された場合、前記駆動源へ指令する動作トルクを制限した状態で、前記収容部内の前記ワークを前記エンドエフェクタで撹拌する撹拌動作を実行する撹拌工程と
を含み、
前記撹拌工程は、
対応する複数の前記関節部をそれぞれ駆動する複数の前記駆動源のうち、少なくとも３個以上の前記駆動源へ指令する前記動作トルクを制限する際には、前記複数のリンクの相対位置を変化させる関節部を駆動する前記駆動源における前記動作トルクの上限値を、当該駆動源よりも前記ロボットの先端側および基端側にある前記駆動源における前記動作トルクの上限値と比べて最も低くすること
を特徴とする被加工物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、ロボットシステムおよび被加工物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンドエフェクタを有するロボットを備え、例えばワークをエンドエフェクタで保持し、保持したワークを用いて被加工物の製造作業を行うようにしたロボットシステムが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記したロボットシステムにおいて、ワークは例えば容器にバラ積みされて重なるようにして収容される。そのため、ワークの姿勢や配置位置によっては、ワーク同士またはワークと容器とが干渉し、エンドエフェクタでワークを保持することができない収容状態になることがある。
【０００４】
そのような収容状態の場合、上記したロボットシステムでは、エンドエフェクタを容器に侵入させつつ容器内を移動させることで、ワークを撹拌させてワークの姿勢等を変え、エンドエフェクタでワークを保持することができる収容状態にするようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１５９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば容器内のワークが密集した状態で撹拌動作を行った場合、エンドエフェクタがワークに引っ掛かることがあるが、上記のロボットシステムのように構成すると、引っ掛かった状態のままエンドエフェクタを移動させることとなる。そのような状態でエンドエフェクタを移動させ続けると、ワークからエンドエフェクタや駆動用のモータに対して過度な負荷が作用したり、エンドエフェクタが損傷したりする恐れがある。
【０００７】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、エンドエフェクタなどへの過度な負荷やエンドエフェクタの損傷を生じさせることなく、ワークの撹拌動作を行うことができるロボットシステムおよび被加工物の製造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】
【０００８】
実施形態の一態様に係るロボットシステムは、ロボットと、収容部と、判定部と、動作制御部と、トルク制限部と、撹拌動作制御部とを備える。ロボットは、対応する複数の関節部をそれぞれ駆動する複数の駆動源を有し、ワークを保持するエンドエフェクタが装着される。収容部は、前記ワークが収容される。判定部は、前記収容部の前記ワークの中に、前記エンドエフェクタで保持可能な前記ワークがあるか否かを判定する。動作制御部は、前記ロボットの前記駆動源の動作を制御する。トルク制限部は、前記判定部において前記エンドエフェクタで保持可能な前記ワークがないと判定された場合、前記動作制御部が前記駆動源へ指令する動作トルクを制限する。撹拌動作制御部は、前記トルク制限部が前記動作トルクを制限した状態で、前記動作制御部により前記収容部内の前記ワークを前記エンドエフェクタで撹拌する撹拌動作を実行させる。ロボットは、複数の前記関節部として、接続する複数のリンクのなす角度を変化させることによって該複数のリンクの相対位置を変化させる関節部と、前記複数のリンクの相対位置を変化させる関節部の先端側および基端側にそれぞれ設けられ接続する複数のリンクの相対位置を変化させずに従動側のリンクを回転軸回りに回転させる関節部とを含む。トルク制限部は、対応する複数の前記関節部をそれぞれ駆動する複数の前記駆動源のうち、少なくとも３個以上の前記駆動源へ指令する前記動作トルクを制限する際には、前記複数のリンクの相対位置を変化させる関節部を駆動する前記駆動源における前記動作トルクの上限値を、当該駆動源よりも前記ロボットの先端側および基端側にある前記駆動源における前記動作トルクの上限値と比べて最も低くする。
【発明の効果】
【０００９】
実施形態の一態様によれば、エンドエフェクタなどへの過度な負荷やエンドエフェクタの損傷を生じさせることなく、ワークの撹拌動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係るロボットシステムの構成例を示す模式全体図である。
【図２】図２は、図１に示す収容部の模式平面図である。
【図３】図３は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図１に示すハンドを撹拌動作の開始位置に位置させた状態を示す説明図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示すハンドを開始位置から所定距離移動させる状態を示す説明図である。
【図５】図５は、実施形態に係るロボットシステムが実行する処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、被加工物を示す模式側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボットシステムおよび被加工物の製造方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
図１は、実施形態に係るロボットシステムの構成例を示す模式全体図である。なお、説明を分かり易くするために、図１には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするＺ軸、紙面における左右方向をＹ軸、紙面奥から手前方向をＸ軸とした３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、後述の説明に用いる他の図面でも示す場合がある。
【００１３】
また、以下においては、「Ｘ軸方向」「Ｙ軸方向」「Ｚ軸方向」などと表現して説明することもあるが、これらはロボットが図示された姿勢にあるときのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向を意味するものであって、表現した方向に限定されるものではない。
【００１４】
ロボットシステム１は、図１に示すように、ロボット１０と、収容部３０と、ワーク検出センサ４０と、制御装置５０とを備える。
【００１５】
ロボット１０は、複数のリンクと、各リンクを接続する複数の関節部（第１〜第６関節部）１１〜１６とを有する多関節型ロボットである。かかるロボット１０は、リンクとして、ベース２０と、旋回部２１と、下部アーム２２と、上部アーム２３と、第１手首部２４、第２手首部２５と、手首フランジ２６とを備え、これらは互いに回動可能に接続される。
【００１６】
具体的には、旋回部２１は、ベース２０に対して第１関節部１１の関節軸Ｊ１回りに回動可能に接続され、下部アーム２２は、旋回部２１に対し、関節軸Ｊ１と垂直な第２関節部１２の関節軸Ｊ２回りに回動可能に接続される。また、上部アーム２３は、下部アーム２２に対して関節軸Ｊ２と平行な第３関節部１３の関節軸Ｊ３回りに回動可能に接続され、第１手首部２４は、上部アーム２３に対し、関節軸Ｊ３と垂直な第４関節部１４の関節軸Ｊ４回りに回動可能に接続される。
【００１７】
また、第２手首部２５は、第１手首部２４に対し、関節軸Ｊ４と垂直な第５関節部１５の関節軸Ｊ５回りに回動可能に接続され、手首フランジ２６は、第２手首部２５に対し、関節軸Ｊ５と垂直な第６関節部１６の関節軸Ｊ６回りに回動可能に接続される。
【００１８】
なお、上記した「垂直」「平行」などの語句は、必ずしも数学的に厳密な精度を必要とするものではなく実質的な公差や誤差などについては許容されるものである。また、この明細書において「垂直」なる語句は、２つの直線（例えば回転軸）が同一平面上で直角に交わることのみを意味するものではなく、２つの直線の関係がねじれの位置である場合も含めるものとする。
【００１９】
上記した第１〜第６関節部１１〜１６のうち、第２、第３、第５関節部１２，１３，１５は、接続する複数のリンクのなす角度を変化させ、複数のリンクの相対位置を変化させる関節部である。具体的に例えば、第５関節部１５は、第１手首部２４と第２手首部２５との相対位置を変化させる関節軸である。なお、第１、第４、第６関節部１１，１４，１６は、接続する複数のリンクの相対位置を変化させずに従動側のリンクを回転軸回りに回転させるような関節部である。
【００２０】
ロボット１０はさらに、第１〜第６関節部１１〜１６を駆動する駆動源Ｍ１〜Ｍ６を有する。駆動源Ｍ１〜Ｍ６は、具体的には例えばサーボモータである。なお、駆動源Ｍ１〜Ｍ６をサーボモータとしたが、それに限られるものではなく、例えば油圧モータなど他の種類のモータであってもよい。以下においては、駆動源を「モータ」と表現する。
【００２１】
各モータＭ１〜Ｍ６について説明すると、ベース２０に取り付けられたモータＭ１は、第１関節部１１を駆動して旋回部２１を回転駆動する。旋回部２１に取り付けられたモータＭ２は、第２関節部１２を駆動して下部アーム２２を回転駆動し、また下部アーム２２に取り付けられたモータＭ３は、第３関節部１３を駆動して上部アーム２３を回転駆動する。
【００２２】
また、上部アーム２３に取り付けられたモータＭ４は、第４関節部１４を駆動して第１手首部２４を回転駆動し、第１手首部２４に取り付けられたモータＭ５は、第５関節部１５を駆動して第２手首部２５を回転駆動する。第２手首部２５に取り付けられたモータＭ６は、第６関節部１６を駆動して手首フランジ２６を回転駆動する。
【００２３】
また、図１で図示を省略するが、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６には、それぞれエンコーダＥ１〜Ｅ６が取り付けられる（図３参照）。エンコーダＥ１〜Ｅ６から出力される、各モータＭ１〜Ｍ６の回転量や回転角度などを示すエンコーダ値は、制御装置５０へ出力される。
【００２４】
ロボット１０の先端部、正確には手首フランジ２６には、エンドエフェクタ２７が装着される。エンドエフェクタ２７は、例えば後述するワークＷ（図１で見えず）を保持するハンドである。エンドエフェクタ２７は、例えば１対の把持爪２７ａを備え、把持爪２７ａを使ってワークＷを保持（把持）するが、これについては後述する。
【００２５】
なお、以下においては、エンドエフェクタ２７を「ハンド２７」と表現するが、エンドエフェクタ２７は、ハンドに限定されるものではない。すなわち、エンドエフェクタ２７は、ワークＷを保持可能なものであればよく、例えばワークＷを吸着して保持する吸着部などであってもよい。
【００２６】
図２は、図１に示す収容部３０の模式平面図である。収容部３０は、略直方体状に形成された箱であり、Ｚ軸方向における上面側が開口され、内部に上記したワークＷが収容される。換言すると、収容部３０は、平面視略矩形状の底面３０ａと、底面３０ａの外縁からＺ軸の正方向に向けて突出する壁部３０ｂとを備えるように構成され、底面３０ａと壁部３０ｂとによって形成された内部空間３０ｃに、ワークＷが収容される。
【００２７】
なお、収容部３０の形状は、上記に限定されるものではなく、例えば平面視において多角形状、円形状、または楕円形状などその他の形状であってもよく、さらには壁部３０ｂを備えないようなものであってもよい。
【００２８】
ワークＷは、図示のように、収容部３０にバラ積みされて収容される。なお、図２では、図示の簡略化のため、紙面において収容部３０の左上部分にのみワークＷを配置したが、その他の部分、すなわち収容部３０の紙面右上部分や下側部分にも同様に、ワークＷがバラ積みされているものとする。
【００２９】
ワークＷは、中空部分を有する環状部Ｗ１と、環状部Ｗ１の外径側から径方向外向きに延びる棒状部Ｗ２とを備える。上記のようなワークＷに対し、ハンド２７は、例えば閉じた状態の把持爪２７ａを環状部Ｗ１の中空部分へ挿入し、その後把持爪２７ａを開いて（すなわち一対の把持爪２７ａを互いに離間する方向へ駆動させて）環状部Ｗ１を把持する、いわゆる内つかみで保持する。
【００３０】
なお、上記において、ハンド２７によるワークＷの保持動作を内つかみとしたが、それに限定されるものではなく、例えば、把持爪２７ａで棒状部Ｗ２を挟み込んで把持する、いわゆる外つかみによってワークＷを保持してもよい。さらには、上記した内つかみと外つかみとを、ワークＷの姿勢等に応じて適宜に選択してワークＷを保持するようにしてもよい。さらに、ワークＷの保持動作において、ハンド２７によって把持されるワークＷの部位も上記に限定されるものではない。また、ワークＷ自体の形状も、上記に限定されるものではなく、例えば直方体や球形など他の形状であってもよい。
【００３１】
なお、上記のようにして保持されたワークＷは、ロボット１０、または図示しない別のロボット等によって他の種類のワーク（後述）と組み付けられて被加工物が製造されるが、それについては後述する。
【００３２】
ところで、上記の如く、ワークＷが収容部３０にバラ積みされて収容されると、ワークＷの姿勢や配置位置によっては、ハンド２７でワークＷを保持することができない収容状態になることがある。すなわち、例えば複数のワークＷ同士またはワークＷと収容部３０の壁部３０ｂとが干渉し、ハンド２７によるワークＷの保持動作を行うことができないことがある。
【００３３】
そのような収容状態の場合、従来技術におけるロボットシステムでは、ハンドを収納部に侵入させつつ収容部内を移動させることで、ワークを撹拌させてワークの姿勢等を変え、ハンドでワークを保持することができる収容状態にするようにしている。
【００３４】
しかしながら、例えば収容部内のワークが密集した状態で撹拌動作を行った場合、密集したワークにハンドが引っ掛かることがある。そのような状態でハンドを移動させ続けると、ワークからハンドやモータ等に対して過度な負荷が作用したり、ハンドが損傷したりする恐れがある。
【００３５】
そこで、本実施形態に係るロボットシステム１においては、ハンド２７などへの過度な負荷やハンド２７の損傷を生じさせることなく、ワークＷの撹拌動作を行うことができるような構成とした。以下、そのようなワークＷの撹拌動作を行うロボットシステム１の構成について詳しく説明する。
【００３６】
図１の説明に戻ると、ワーク検出センサ４０は、収容部３０内におけるワークＷの姿勢や配置位置などを検出するセンサである。具体的には、ワーク検出センサ４０は、例えば収容部３０のＺ軸方向において上方に配置され、ワークＷの３次元形状を計測可能なデバイス（３次元計測器）である。このワーク検出センサ４０としては、例えばレーザスリット光を用いたスキャン動作によって、物体の３次元形状の取得を行う計測ユニットを用いることができる。
【００３７】
制御装置５０は、上記したロボット１０の各モータＭ１〜Ｍ６やハンド２７、ワーク検出センサ４０の動作を制御する。図３は、ロボットシステム１のブロック図である。
【００３８】
図３に示すように、制御装置５０は、制御部６０と、記憶部７０とを備える。制御部６０は、ワーク検出センサ制御部６１と、センサ情報取得部６２と、ワーク姿勢・配置位置算出部６３と、判定部６４と、保持動作制御部６５と、動作制御部６６と、撹拌動作制御部６７と、トルク制限部６８とを備える。そして、記憶部７０は、センサ情報７１と、ワーク情報７２とを記憶する。
【００３９】
なお、図３では、１つの制御装置５０を示したが、制御装置５０を複数の独立した装置としたうえで、各装置が相互に通信するように構成してもよい。
【００４０】
制御部６０は、制御装置５０の全体制御を行う。ワーク検出センサ制御部６１は、ワーク検出センサ４０に対し、ワークＷの姿勢や配置位置などの検出を開始する検出開始指示を出力して、ワーク検出センサ４０を作動させる。
【００４１】
センサ情報取得部６２は、ワーク検出センサ４０から検出データを受け取り、受け取った検出データを、センサ情報７１として記憶部７０へ記憶させる。ここで、センサ情報７１は、１つまたは複数のワークＷの３次元形状を示す情報である。
【００４２】
ワーク姿勢・配置位置算出部６３は、センサ情報７１およびワーク情報７２に基づき、ワークＷの姿勢や配置位置を算出する処理を行う。ここで、ワーク情報７２は、ワークＷの３次元形状や被把持部位を定義した情報である。なお、被把持部位としては、具体的に例えば、上記した内つかみで保持動作する場合はワークＷの環状部Ｗ１が、外つかみで保持動作する場合は棒状部Ｗ２が定義される。
【００４３】
ワーク姿勢・配置位置算出部６３は、ワーク情報７２を用いたマッチング処理を行うことによって、センサ情報７１から収容部３０内におけるワークＷの姿勢や配置位置を算出する。
【００４４】
判定部６４は、ワーク姿勢・配置位置算出部６３からワークＷの姿勢や配置位置を示す情報（以下「ワーク姿勢情報」という）を受け取る。そして、判定部６４は、受け取ったワーク姿勢情報に基づいて、収容部３０のワークＷの中に、ハンド２７で保持可能なワークＷがあるか否かを判定する。
【００４５】
具体的には例えば、判定部６４は、収容部３０内にハンド２７で保持できるような状態のワークＷの被把持部位が存在する場合、保持可能なワークＷがあると判定する。一方、判定部６４は、例えば複数のワークＷ同士が重なり合うなどして、ハンド２７で保持できるような状態のワークＷの被把持部位が存在しない場合、保持可能なワークＷがないと判定する。
【００４６】
判定部６４は、保持可能なワークＷの有無を示す判定結果とワーク姿勢情報とを、保持動作制御部６５および撹拌動作制御部６７に対してそれぞれ送る。さらに、判定部６４は、判定結果をトルク制限部６８に送る。
【００４７】
保持動作制御部６５は、判定部６４から送られた判定結果とワーク姿勢情報とに基づいて、ロボット１０の姿勢およびハンド２７の動作を制御してワークＷの保持動作を実行させる。
【００４８】
具体的に保持動作制御部６５は、判定部６４においてハンド２７で保持可能なワークＷがあると判定された場合、保持動作を実行可能なロボット１０の保持姿勢、およびハンド２７による保持動作を開始する開始タイミングを決定する。ここで、ロボット１０の保持姿勢とは、例えば判定部６４において保持可能と判定されたワークＷの近傍までハンド２７を近づけるようなロボット１０の姿勢である。
【００４９】
動作制御部６６は、保持動作制御部６５等から入力される信号に基づいて、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６の動作を制御する。また、動作制御部６６には、エンコーダＥ１〜Ｅ６からエンコーダ値が入力される。なお、図３では、図示の簡略化のため、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６を一つのブロックで示したが、動作制御部６６は、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６を個別に制御するものとする。
【００５０】
動作制御部６６は、保持動作制御部６５からロボット１０の保持姿勢を示す信号が入力され、入力された信号とエンコーダ値とに基づいて、ロボット１０がその保持姿勢となるように、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６を位置制御する。これによってハンド２７は、保持予定のワークＷの近傍に位置される。
【００５１】
その後、保持動作制御部６５は、上記した開始タイミングでハンド２７を駆動し、ワークＷを保持（把持）させる。このように、保持動作制御部６５は、動作制御部６６を介してロボット１０の姿勢を制御しつつ、ワークＷをハンド２７で保持する保持動作を実行させる。
【００５２】
撹拌動作制御部６７は、判定部６４から送られた判定結果とワーク姿勢情報とに基づいて、ロボット１０を制御してワークＷの撹拌動作を実行させる。
【００５３】
具体的に撹拌動作制御部６７は、判定部６４においてハンド２７で保持可能なワークＷがないと判定された場合、収容部３０のワークＷの姿勢に基づいて収容部３０内におけるハンド２７の撹拌動作の開始位置を決定する。ここで、撹拌動作の開始位置とは、例えば図２に符号Ｓで示すように、収容部３０内においてハンド２７が侵入可能なスペースを有する場所であって、撹拌動作の起点となるような位置を意味する。
【００５４】
さらに、撹拌動作制御部６７は、ハンド２７を開始位置Ｓから所定の方向（例えば後述する領域における中央方向（図２の例では開始位置ＳからＹ軸の正方向））に向けて所定距離移動させる移動指示を生成する。上記した撹拌動作の開始位置Ｓおよび移動指示を示す信号は、動作制御部６６へ入力される。
【００５５】
動作制御部６６は、拌動作制御部６７から入力された開始位置Ｓにハンド２７が位置するように、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６の動作を制御する。これによってハンド２７は、開始位置Ｓに位置される。
【００５６】
ここで、トルク制限部６８について説明する。トルク制限部６８は、上記したように、判定部６４から判定結果を受け取る。トルク制限部６８は、判定部６４においてハンド２７で保持可能なワークＷがないと判定された場合、動作制御部６６が第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６へ指令する動作トルクを制限する。
【００５７】
このように、保持可能なワークＷがなく、撹拌動作を実行する際、動作制御部６６は、上記したトルク制限部６８によって第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６へ指令する動作トルクが制限される、すなわち、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６を力制御（トルク制御）する。
【００５８】
上記した動作制御部６６によって行われる撹拌動作について、図４Ａおよび図４Ｂを参照しつつ詳説する。図４Ａは、ハンド２７を撹拌動作の開始位置Ｓに位置させた状態を示す説明図であり、図４Ｂは、図４Ａに示すハンド２７を開始位置Ｓから所定距離移動させる状態を示す説明図である。なお、図４Ａ，４Ｂにおいては、図示の簡略化のため、ハンド２７やワークＷ、収容部３０を模式的に示し、また手首フランジ２６等の図示を省略した。
【００５９】
先ず動作制御部６６は、図４Ａに示すように、ハンド２７が撹拌動作の開始位置Ｓに位置するように、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６の動作を制御する。なお、このとき、例えばハンド２７の基端側が壁部３０ｂに対し、収容部３０の内側方向に傾斜するような状態で開始位置Ｓに位置させる。これにより、ハンド２７が収容部３０の壁部３０ｂと干渉するのを防止することができる。
【００６０】
次いで動作制御部６６は、上記した移動指示に基づき、ハンド２７が開始位置Ｓから収容部３０内を所定の方向（ここではＹ軸の正方向）へ向けて所定距離移動するように、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６の動作を制御する。このとき、動作制御部６６は、上記したトルク制限部６８によって第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６へ指令する動作トルクが制限された状態で、具体的に例えば動作トルクの上限値が設定された状態で、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６を力制御する。
【００６１】
従って、例えば、図４Ｂに示す如くワークＷが密集していると、二点鎖線で示すハンド２７のように、ハンド２７を移動させる途中でワークＷａに引っ掛かることがある。そのような場合であっても、上記の如く力制御としていることから、実線で示すハンド２７のように、ワークＷａから作用する外力に従動するようにして傾く。そして、破線で示す如くハンド２７を移動させても、ワークＷ形状に倣うようにして移動することとなる。
【００６２】
このように、ハンド２７がワークＷａに引っ掛かった場合であっても、上記の如く構成することで、ワークＷａ等からハンド２７や各モータＭ１〜Ｍ６へ過度な負荷が作用せず、またハンド２７に損傷が生じることなく、ワークＷの撹拌動作を継続して行うことができる。
【００６３】
さらに、ワークＷの撹拌動作を継続することで、撹拌動作によって姿勢が変わるワークＷの数を増加させることができる。従って、例えば図４Ｂに一点鎖線で示すハンド２７のように、ワークＷａに引っ掛かった後に別のワークＷｂに当って、ワークＷｂの姿勢をハンド２７で保持できる姿勢に変えることができることもある。
【００６４】
また、上記したように、開始位置Ｓにハンド２７を位置させた後に収容部３０内を所定距離移動させて、撹拌動作を実行することから、収容部３０内のワークＷを効率よく掻き混ぜることができる。
【００６５】
上記では、トルク制限部６８は、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６の全ての動作トルクを制限するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、トルク制限部６８は、ハンド２７から最も近い位置に配設され、接続する複数のリンクの相対位置を変化させる第５関節部１５を駆動する第５モータＭ５へ指令する動作トルクを少なくとも制限するような構成であってもよい。
【００６６】
上記で第５モータＭ５の動作トルクを制限するようにしたのは、例えば撹拌動作の際にハンド２７がワークＷに引っ掛かった場合、第５関節部１５が、ワークＷから作用する外力の影響を比較的受け易い関節部と考えられるためである。従って、この第５関節部１５を駆動する第５モータＭ５の動作トルクを少なくとも制限することで、第５モータＭ５、ひいてはロボット１０全体に過度な負荷がかかるのを抑制することができる。
【００６７】
また、トルク制限部６８は、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６のうち、少なくとも２個以上、例えば２個のモータの動作トルクを制限するようにしてもよい。この場合、上記と同様に、ハンド２７がワークＷに引っ掛かった場合、ワークＷから作用する外力の影響を比較的受け易い関節部、例えば第４、第５関節部１４，１５を駆動する第４、第５モータＭ４，Ｍ５の動作トルクを制限するのが好ましい。これにより、第４、第５モータＭ４，Ｍ５に過度な負荷がかかるのを防止することができる。
【００６８】
また、トルク制限部６８によって制限される第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６の動作トルクの上限値についても、第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６において互いに相違させるようにしてもよい。すなわち、ハンド２７がワークＷに引っ掛かった場合に影響を比較的受け易い関節部、例えば第５モータＭ５の動作トルクの上限値を最も低く設定し、次いで第４モータＭ４の動作トルクの上限値が低くなるようにしてもよい（第５モータＭ５の上限値＜第４モータＭ４の上限値）。これにより、第４、第５モータＭ４，Ｍ５等に過度な負荷がかかるのを効果的に防止することができる。
【００６９】
続いて、収容部３０において、上記した保持動作および撹拌動作が行われる場所について説明する。具体的に保持動作および撹拌動作は、収容部３０を複数の領域に区画し、区画した領域ごとに行われる。詳しくは、図２に破線で囲んで示すように、収容部３０の底面３０ａを複数（例えば４つ）の領域Ａ１〜Ａ４に分け、保持動作制御部６５において領域Ａ１〜Ａ４を識別できるようにしておく。
【００７０】
そして、保持動作制御部６５は、複数の領域Ａ１〜Ａ４のうちの一つの所定領域（例えば領域Ａ１）内において、上記したワークＷの保持動作を実行させる。また、撹拌動作制御部６７は、所定領域（ここでは領域Ａ１）においてハンド２７で保持可能なワークＷがないと判定された場合は、撹拌動作を実行させる。
【００７１】
そして、保持動作制御部６５は、撹拌動作制御部６７によって撹拌動作が実行された回数が所定回数に到達した場合、所定領域（ここでは領域Ａ１）とは別の領域（例えば領域Ａ２）へハンド２７を移動させて保持動作を実行させるようにする。
【００７２】
すなわち、撹拌動作を繰り返し実行しても保持可能なワークＷがないような場合は、別の領域へハンド２７を移動させて保持動作を実行させるようにする。これにより、撹拌動作が長時間に亘って繰り返されることがなく、よって収容部３０におけるワークＷの保持動作または撹拌動作を効率よく行うことができる。
【００７３】
なお、上記では、収容部３０の底面３０ａを４つの領域Ａ１〜Ａ４に分けたがこれに限定されるものではなく、３つ以下、または５つ以上の領域に分けるように構成してもよい。
【００７４】
次に、実施形態に係るロボットシステム１が実行する処理手順について図５を用いて説明する。図５は、実施形態に係るロボットシステム１が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【００７５】
図５に示すように、ワーク検出センサ制御部６１は、ワーク検出センサ４０へ検出開始指示を出力して、ワーク検出センサ４０を作動させる（ステップＳ１）。そして、ワーク姿勢・配置位置算出部６３は、記憶部７０のセンサ情報７１およびワーク情報７２に基づき、ワーク姿勢を算出する（ステップＳ２）。
【００７６】
次いで、判定部６４は、算出されたワーク姿勢に基づいて、収容部３０のワークＷの中に、ハンド２７で保持可能なワークＷがあるか否かを判定する（ステップＳ３）。保持可能なワークＷがある場合（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、保持動作制御部６５は、ロボット１０に保持動作を実行させる（ステップＳ４）。
【００７７】
続いてロボット１０、または図示しない別のロボット等によって、ワークＷと他のワークＷｃとが組み付けられて、図６に示すような被加工物Ｂが製造される（ステップＳ５）。図６は、被加工物Ｂを示す模式側面図である。なお、上記では、被加工物Ｂについて、具体的に組み付ける部材を示したが、これはあくまでも例示であって限定されるものではない。
【００７８】
一方、保持可能なワークＷがない場合（ステップＳ３，Ｎｏ）、保持動作制御部６５は、撹拌動作が実行された回数が所定回数に到達したか否かを判定する、換言すれば、撹拌動作の実行回数が所定回数以上か否かを判定する（ステップＳ６）。
【００７９】
撹拌動作制御部６７は、撹拌動作が実行された回数が所定回数に到達していない場合（ステップＳ６，Ｎｏ）、撹拌動作を実行する（ステップＳ７）。他方、撹拌動作が実行された回数が所定回数に到達した場合（ステップＳ６，Ｙｅｓ）、保持動作制御部６５は、保持動作や撹拌動作を行っていた所定領域とは別の領域へハンド２７を移動させる（ステップＳ８）。そして、再度ステップＳ１が実行される。
【００８０】
上述してきたように、本実施形態では、ロボットシステム１は、ロボット１０と、収容部３０と、判定部６４と、動作制御部６６と、トルク制限部６８と、撹拌動作制御部６７とを備える。
【００８１】
ロボット１０は、第１〜第６関節部１１〜１６を駆動する第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６を有し、ワークＷを保持するハンド２７が装着される。収容部３０は、ワークＷが収容される。判定部６４は、収容部３０のワークＷの中に、ハンド２７で保持可能なワークＷがあるか否かを判定する。動作制御部６６は、ロボット１０の第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６の動作を制御する。トルク制限部６８は、判定部６４においてハンド２７で保持可能なワークＷがないと判定された場合、動作制御部６６が第１〜第６モータＭ１〜Ｍ６へ指令する動作トルクを制限する。撹拌動作制御部６７は、トルク制限部６８が動作トルクを制限した状態で、動作制御部６６により収容部３０内のワークＷをハンド２７で撹拌する撹拌動作を実行させる。これにより、ハンド２７などへの過度な負荷やハンド２７の損傷を生じさせることなく、ワークＷの撹拌動作を行うことができる。
【００８２】
なお、上述した実施形態では、ロボット１０を６軸構成のロボットで説明したが、かかる構成に限定されるものではなく、６軸構成以外のロボット、例えば７軸や８軸構成のロボットを用いることも可能であり、また双腕ロボットなど他の種類のロボットであってもよい。
【００８３】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１  ロボットシステム
１０  ロボット
１１〜１６  第１〜第６関節部（関節部）
２７  ハンド（エンドエフェクタ）
３０  収容部
４０  ワーク検出センサ
５０  制御装置
６０  制御部
６１  ワーク検出センサ制御部
６２  センサ情報取得部
６３  ワーク姿勢・配置位置算出部
６４  判定部
６５  保持動作制御部
６６  動作制御部
６７  撹拌動作制御部
６８  トルク制限部
７０  記憶部
Ａ１〜Ａ４  領域
Ｍ１〜Ｍ６  第１〜第６モータ（駆動源）
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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