(57)【要約】【課題】ワーク位置の変動を検出するセンサの増設数を抑制しつつ、移動するワークに対するロボットの追従性を向上させる。【解決手段】  ワーク位置認識装置１６には、ワーク１００を第１所定位置に載置するパレット１０２上において、搬送方向に延びる板状体を搬送方向に対する横方向で上下に傾斜するように第２所定位置に設置され、横方向に延びる所定隙間の貫通スリットが搬送方向へ所定間隔で繰り返し形成されてなるスケール２０と、スケール２０の移動軌跡上に設置され、パレット１０２又はスケール２０までの距離に応じた信号を出力するセンサ２２と、センサ２２の出力信号に基づいてワーク１００位置の変動量を演算する変動量演算ユニット２４と、が備えられる。ロボット１２に対して、記憶されたデータに基づいて、所定動作を行うように指示信号を出力するロボットコントローラ１４は、ワーク１００位置の変動量に基づいて指示信号を補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを第１の所定位置に載置するワーク搬送パレット上において第２の所定位置に設置されて前記ワークとともに搬送され、搬送方向に対する横方向で上下に傾斜する第１面と前記第１面よりも上下の傾斜が小さい第２面とが、上方から見て、搬送方向に交互に現れるように形成されるスケールと、
前記スケールが移動する軌跡の上方に設置されて前記第１面又は前記第２面までの距離を検出し、前記距離に応じて信号を出力する第１のセンサと、
前記第１のセンサから出力された出力信号に基づいて、前記ワーク位置の変動量を演算する変動量演算ユニットと、
を有するワーク位置認識装置。
【請求項２】
前記スケールは、前記搬送方向に延びる板状体であり、前記横方向で上下に傾斜するように配置され、前記スケールには、前記横方向に延びる所定隙間の貫通スリットが前記搬送方向へ前記所定間隔で繰り返し形成され、
前記第１面が前記スケールの上面であり、前記第２面が前記ワーク搬送パレットの上面であることを特徴とする請求項１に記載のワーク位置認識装置。
【請求項３】
前記変動量演算ユニットは、前記横方向で上下に傾斜する前記スケールの傾斜角度と、前記ワーク搬送パレットの上面から前記スケールの上面までの距離について前記第１のセンサの前記出力信号から求めた変化量と、に基づいて、前記ワーク位置の前記横方向における変動量を演算することを特徴とする請求項２に記載のワーク位置認識装置。
【請求項４】
前記変動量演算ユニットは、前記第１のセンサから前記ワーク搬送パレットの上面までの距離について前記第１のセンサの前記出力信号から求めた変化量に基づいて、前記ワーク位置の高さ方向における変動量を演算することを特徴とする請求項３に記載のワーク位置認識装置。
【請求項５】
前記変動量演算ユニットは、前記第１のセンサの前記出力信号におけるパルス間隔に基づいて、前記ワーク位置の搬送方向における変動量を演算することを特徴とする請求項４に記載のワーク位置認識装置。
【請求項６】
前記スケールが移動する軌跡の上方に、前記搬送方向における前記スケールの長さよりも短い所定間隔で前記第１のセンサと離間して設置されて、前記スケールの上面、及び前記ワーク搬送パレットの上面までの距離を検出して、前記距離に応じて信号を出力する第２のセンサを更に有し、
前記変動量演算ユニットは、前記第１のセンサから出力された信号、前記第２のセンサから出力された信号、前記スケールの傾斜角度、及び前記所定間隔に基づいて、前記搬送方向から前記横方向への前記ワークの回転角度を演算することを特徴とする請求項５に記載のワーク位置認識装置。
【請求項７】
前記ワーク搬送パレットの上方に、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサと離間して設置されて、前記ワーク搬送パレットの上面までの距離を検出して、前記距離に応じて信号を出力する第３のセンサを更に有し、
前記変動量演算ユニットは、前記第１のセンサから出力された信号、前記第２のセンサから出力された信号、及び前記第３のセンサから出力された信号に基づいて、水平に対する前記ワークの姿勢変動量を演算することを特徴とする請求項６に記載のワーク位置認識装置。
【請求項８】
ワークを第１の所定位置に載置するワーク搬送パレット上において第２の所定位置に設置されて前記ワークとともに搬送され、搬送方向に対する横方向で上下に傾斜する第１面と前記第１面よりも上下の傾斜が小さい第２面とが、上方から見て、搬送方向に交互に現れるように形成されるスケールの移動軌跡の上方に、前記第１面又は前記第２面までの距離を検出して前記距離に応じて信号を出力するセンサが設置され、
前記センサと接続される変動量演算ユニットが、前記センサから出力された信号に基づいて、前記ワークの変動量を演算することを特徴とするワーク位置認識方法。
【請求項９】
ワークを第１の所定位置に載置するワーク搬送パレット上において第２の所定位置に設置されて前記ワークとともに搬送され、搬送方向に対する横方向で上下に傾斜する第１面と前記第１面よりも上下の傾斜が小さい第２面とが、上方から見て、搬送方向に交互に現れるように形成されるスケールと、
前記スケールの移動軌跡の上方に設置され、前記第１面又は前記第２面までの距離を検出して前記距離に応じて信号を出力するセンサと、
前記センサから出力された信号に基づいて、前記ワーク位置の変動量を演算する変動量演算ユニットと、
前記ワーク搬送パレット上の前記ワークを取り出すロボットと、
前記ロボットに対して、予め記憶されたデータに基づいて、所定の動作を行うように指示信号を出力するロボットコントローラと、
を有し、
前記ロボットコントローラは、前記変動量演算ユニットで演算された前記ワーク位置の変動量に基づいて、前記指示信号を補正することを特徴とするロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動するワークの位置を認識する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動するワークの位置を認識する技術として、ワークを搬送する搬送装置に設置されたエンコーダなどのセンサにより搬送装置の搬送速度を検出するものが知られ、検出された搬送速度をロボットの制御装置にフィードバックして、ロボットの動きを搬送速度に同期させている。この技術によれば、搬送装置の搬送速度が変動しても、移動するワークにロボットを追従させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６３４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、搬送装置における搬送精度の問題から、ワーク位置は、高さ方向や、搬送方向に対して横方向にも変動するため、搬送速度だけを検出するだけでは、ロボットを正確にワークに追従させることは困難である。これに対し、ワーク位置について、高さ方向の変動や、搬送方向に対して横方向の変動も検出すべく、追加のセンサを増設することが考えられるが、センサ取り付けエリアが増大するとともに、製造コストが上昇するおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、ワーク位置の変動を検出するためのセンサの増設数を抑制しつつ、移動するワークに対するロボットの追従性を向上させることができるワーク位置認識装置及びワーク位置認識方法並びにロボットシステム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】
【０００６】
ワーク位置認識装置には、ワークを第１の所定位置に載置するパレット上において第２の所定位置に設置されてワークとともに搬送され、搬送方向に対する横方向で上下に傾斜する第１面と第１面よりも上下の傾斜が小さい第２面とが、上方から見て、搬送方向に交互に現れるように形成されるスケールと、スケールの移動軌跡の上方に設置され、第１面又は第２面までの距離を検出して距離に応じて信号を出力するセンサと、センサから出力された信号に基づいて、ワーク位置の変動量を演算する変動量演算ユニットと、が備えられている。
【０００７】
また、ロボットシステムには、ワーク位置認識装置に加えて、パレット上のワークを取り出すロボットと、ロボットに対して、予め記憶されたデータに基づいて、所定の動作を行うように指示信号を出力するロボットコントローラと、が更に備えられ、ロボットコントローラは、変動量演算ユニットで演算されたワーク位置の変動量に基づいて、ロボットに対して出力する指示信号を補正する。
【発明の効果】
【０００８】
ワーク位置の変動を検出するためのセンサの増設数を抑制しつつ、移動するワークに対するロボットの追従性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ワーク位置認識装置を有するロボットシステムの一例を示す概略図である。
【図２】ロボットの一例を示す側面図である。
【図３】スケールの詳細を示し、（ａ）はパレットの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＱ部の拡大図である。
【図４】スケールの別例を示し、（ａ）は第１プレートの斜視図、（ｂ）は第２プレートの斜視図、（ｃ）は、別例のスケールが設置されたパレット全体の斜視図である。
【図５】定常状態で搬送されている場合について説明し、（ａ）はスケールの上面図、（ｂ）はパレットの移動速度変化図、（ｃ）はパレットの高さ変化図、（ｄ）は変位センサの出力信号波形図である。
【図６】搬送速度が変動する場合について説明し、（ａ）はスケールの平面図、（ｂ）はパレットの移動速度変化図、（ｃ）はパレットの高さ変化図、（ｄ）は変位センサの出力信号波形図である。
【図７】パレットが横方向に変動する場合について説明し、（ａ）はスケールの平面図、（ｂ）はパレットの移動速度変化図、（ｃ）はパレットの高さ変化図、（ｄ）は変位センサの出力信号を示す波形図である。
【図８】パレットが高さ方向に変動する場合について説明し、（ａ）はスケールの平面図、（ｂ）はパレットの移動速度変化図、（ｃ）はパレットの高さ変化図、（ｄ）は変位センサの出力信号波形図である。
【図９】ワークの移動速度を演算する演算処理を示すフローチャートである。
【図１０】変位センサの出力信号の一例を示す波形図である。
【図１１】ワーク横方向変動量を演算する演算処理を示すフローチャートである。
【図１２】変位センサの出力信号の一例を示す波形図である。
【図１３】ワーク高さ方向変動量を演算する演算処理を示すフローチャートである。
【図１４】変位センサの出力信号の一例を示す波形図である。
【図１５】ロボットへの指示信号を補正する補正処理を示すフローチャートである。
【図１６】スケールの基準位置を示し、（ａ）はパレットの平面図、（ｂ）はスケールの正面図である。
【図１７】ロボットシステムにおける補正処理の内容を説明する説明図である。
【図１８】第２実施形態に係る構成を説明し、（ａ）はパレットの平面図、（ｂ）はパレットの左側面図、（ｃ）はパレットの右側面図である。
【図１９】第３実施形態に係る構成を説明するパレットの平面図である。
【図２０】パレットの姿勢変動を検出する構成を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための第１実施形態について詳述する。
図１は、ロボットシステムの一例を概略的に示したものである。
【００１１】
ロボットシステム１０は、図示省略の部品をハンドリングしてワーク１００に組み付ける組み立て作業を行うロボット１２と、ロボット１２の動作を制御するロボットコントローラ１４と、ワーク１００の位置を変動量として認識するワーク位置認識装置１６と、を有している。
【００１２】
ワーク１００を第１の所定位置に載置する台であるワーク搬送パレット（以下、単に「パレット」という）１０２は、例えば、ベルトコンベアやローラーコンベア等の搬送装置１０４により、設定速度で一定方向（図中の白抜き矢印方向すなわちＸ方向）に順次搬送され、これにより、ワーク１００はロボット１２の可動範囲まで移動する。
【００１３】
ロボット１２は、例えば、６軸を有する垂直多関節型のロボットであり、作業ツールとして、パレット１０２上に載置されたワーク１００に組み付ける部品をハンドリングするためのロボットハンド１８を備えている。
【００１４】
図２は、ロボット１２の一例として、床面１２ａに不動に固定される基台１２ｂと、第１関節要素１２ｃを介して、床面１２ａに直交する回動軸線Ｈ１の周りに回転自在に基台１２ｂに連結される基端アーム１２ｄと、第２関節要素１２ｅを介して、回転軸線Ｈ１に直交する回転軸線Ｈ２の周りに回転自在に基端アーム１２ｄに連結される第１中間アーム１２ｆと、第３関節要素１２ｇを介して、回転軸線Ｈ２に直交する回転軸線Ｈ３の周りに回転自在に第１中間アーム１２ｆと連結される第２中間アーム１２ｈと、第４関節要素１２ｉを介して、回転軸線Ｈ３に直交する回転軸線Ｈ４の周りに回転自在に第２中間アーム１２ｈと連結される第３中間アーム１２ｊと、第５関節要素１２ｋを介して、回転軸線Ｈ４に平行な回転軸線Ｈ５の周りに回転自在に第３中間アーム１２ｊと連結される第４中間アーム１２ｌと、第６関節要素１２ｍを介して、回転軸線Ｈ５に直交する回転軸線Ｈ６の周りに回転自在に第４中間アーム１２ｌと連結される先端アーム１２ｎと、を有するものを示している。先端アーム１２ｎの先端には、前述のロボットハンド１８が、例えば、着脱自在に装着される。
【００１５】
ロボット１２には、基台１２ｂと基端アーム１２ｄとの間に回転軸線Ｈ１周りで、基端アーム１２ｄと第１中間アーム１２ｆとの間に回転軸線Ｈ２周りで、第１中間アーム１２ｆと第２中間アーム１２ｈとの間に回転軸線Ｈ３周りで、第２中間アーム１２ｈと第３中間アーム１２ｊとの間に回転軸線Ｈ４周りで、第３中間アーム１２ｊと第４中間アーム１２ｌとの間に回転軸線Ｈ５周りで、第４中間アーム１２ｌと先端アーム１２ｎとの間に回転軸線Ｈ６周りで、それぞれ相対回転を発生させるサーボモータ（図示省略）が６つ内蔵されている。また、各サーボモータは、その回転角度を検出する図示省略のエンコーダを有する。
【００１６】
ロボットコントローラ１４は、予め記憶されたデータに基づいて、ロボット１２（サーボモータ）に対して所定の動作を行うように指示信号を出力する。この指示信号は、具体的には、サーボモータを所定の回転角度へ回転するように指示するものである。サーボモータの回転角度を示す角度信号はエンコーダからロボットコントローラ１４にフィードバックされ、所定の回転角度へ回転するように制御される。
【００１７】
ロボットコントローラ１４において、ロボット１２が所定の動作を行うために予め記憶されたデータは、例えば、ロボットティーチングにより作成される。ロボットティーチングは、静止したワーク１００に対してロボット１２に所定の動作を行わせたときのロボットハンド１８の位置・姿勢を、６つのパラメータ（Ｘ，Ｙ，Ｘ，Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）としてポイントごとに順次記録していくものである。ここで、Ｘ、Ｙ、及びＺは、３次元直交座標系における空間座標を意味し、Ｒｘ、Ｒｙ、及びＲｚは、夫々、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を中心とした回転角度を意味するものとする。このようにして６つのパラメータとして記録されたロボットハンド１８の位置・姿勢が、ロボット１２の所定動作を再生するためのデータ（以下、「ティーチングデータ」という）として、ロボットコントローラ１４などに内蔵される記憶手段に記憶される。２つのティーチングデータで特定されるロボットハンド１８の位置間における移動経路が、例えば、直線の場合には、直線補間などを用いて、２つのティーチングデータで特定される位置間におけるロボット１２の動作を規定する。なお、移動経路が直線でない場合には、曲線補間や円弧補間などを用いてもよい。
【００１８】
ワーク位置認識装置１６は、図１に示すように、スケール２０と、変位センサ２２（第１のセンサ）と、変動量演算ユニット２４と、を有する。
スケール２０は、変位センサ２２と組み合わせて、ワーク１００位置の搬送方向（図中のＸ方向）における変動量、ワーク１００位置の高さ方向（図中のＺ方向）における変動量、及びワーク１００位置の搬送方向に対する横方向（図中のＹ方向）における変動量を検出するために用いられる。
【００１９】
スケール２０は、図３（ａ）に示すように、一端２０ａから他端２０ｂまで、パレット１０２の搬送方向（図中の白抜矢印方向すなわちＸ方向）に延びる板状体であり、ワーク１００を載置するパレット１０２上において、横方向（図中のＹ方向）で上下に傾斜（パレット１０２の上面１０２ａに対して角度θをなして傾斜）しつつ、ワーク１００の載置に邪魔とならない第２の所定位置に設置される。スケール２０には、図３（ｂ）に示すように、板状体を厚さ方向に貫通し、かつ、横方向に延びる所定隙間Ａの貫通スリット２０ｃが、搬送方向へ所定間隔Ｄで繰り返し形成されている。貫通スリット２０ｃの幅、すなわち貫通スリット２０ｃの横方向の寸法Ｗは、搬送装置１０４で搬送されるパレット１０２が横方向に最も変動した場合でも、後述する変位センサ２２から照射されるレーザ光が貫通スリット２０ｃを通過できるように設定される。隣り合う貫通スリット２０ｃ間におけるスケール２０本体部の幅Ｂが所定隙間Ａに等しいとすると、搬送方向に対する横方向で上下に傾斜するスケール２０の上面２０ｄと、スケール２０の上面２０ｄよりも上下の傾斜が小さいパレット１０２の上面１０２ａとが、上方から見て、搬送方向に所定間隔Ａで交互に現れる。以下、理解を容易にするために、隣り合う貫通スリット２０ｃ間におけるスケール２０本体部の幅Ｂは、所定隙間Ａと同じ寸法（Ａ＝Ｂ）であるものとして説明する。
【００２０】
なお、スケール２０は、前述のような板状体のものに限定されず、パレット１０２上において第２の所定位置に設置され、搬送方向に対する横方向で上下に傾斜する第１面と、第１面よりも傾斜が小さい第２面とが、上方から見て、搬送方向に交互に現れるように形成されているものであればよい。例えば、図４（ａ）に示すように、台形の脚のうち、一方が底辺２６ａ及び２６ｂと直交する垂線に対して傾く傾斜脚２６ｃであり、他方が上底２６ａ及び下底２６ｂと直交する垂直脚２６ｄである直角台形状の第１プレート２６（厚さ＝Ａ）と、図４（ｂ）に示すように、第１プレート２６の傾斜脚２６ｄよりも底辺２８ａ及び２８ｂと直交する垂線脚２８ｃに近い傾きの傾斜脚２８ｄを有する直角台形状の第２プレート２８（厚さ＝Ａ）とを、図４（ｃ）に示すように、いずれも底辺２６ａ、２６ｂ、２８ａ及び２８ｂをパレット１０２の上面１０２ａに対して垂直にした状態で、搬送方向（図中のＸ方向）へ交互に積層して形成される櫛刃状のスケール３０をパレット１０２の第２の所定位置に設置してもよい。また、このように第１プレート２６と第２プレート２８を交互に積層した櫛刃状のスケール３０を最初から一体成形により形成してもよい。第１プレート２６又は第２プレート２８の一方を所定間隔ごとにパレット１０２上に設置できれば、第１プレート２６又は第２プレート２８の上方に向く面が第１面に該当し、２つの第１プレート２６間、又は２つの第２プレート２８間におけるパレット１０２の上面１０２ａが第２面に該当するので、他方のプレートを省略してもよい。
【００２１】
図１及び図３を再び参照すると、変位センサ２２は、搬送装置１０４によりパレット１０２が搬送されて移動するスケール２０の軌跡の上方、より詳しくは、貫通スリット２０ｃの移動軌跡の上方に設置されて、スケール２０の上面２０ｄ、又はパレット１０２の上面１０２ａまでの距離を検出し、変動量演算ユニット２４に対して、距離に応じて信号を出力する。
【００２２】
変位センサ２２は、例えば、半導体レーザなどを用いる発光素子と、ＣＣＤ（Charge-coupled device）あるいはＣＭＯＳ（Complementary metal-oxide-semiconductor）などを用いた受光素子と、の組み合わせで構成される三角測距方式のレーザ式変位センサである。変位センサ２２としてレーザ式変位センサを用いた場合、半導体レーザの光がスケール２０の移動軌跡に向けて照射される。照射された光は、スケール２０の搬送方向の位置に応じて、スケール２０の上面２０ｄで、あるいは貫通スリット２０ｃを通過してパレット１０２の上面１０２ａで拡散反射し、反射光の一部が受光素子上に焦点を結ぶが、焦点の位置は発光素子から拡散反射する面までの距離に応じて移動するので、焦点位置を検出することにより、スケール２０の上面２０ｄ、又はパレット１０２の上面１０２ａまでの距離を検出する。なお、変位センサ２２は、レーザ式に限定されず、超音波式、ＬＥＤ式、渦電流式などの非接触式のものであればよい。
【００２３】
変位センサ２２は、限定するものではないが、例えば、測定対象物までの距離が近いほど、すなわち、スケール２０の上面２０ｄまでの距離である場合には電圧レベルの高い信号を出力し、測定対象物までの距離が遠いほど、すなわち、パレット１０２の上面１０２ａまでの距離である場合には電圧レベルの低い信号を出力するように構成される。
【００２４】
コンピュータを内蔵する変動量演算ユニット２４は、変位センサ２２から出力された信号に基づいて、ワーク１００位置の変動量を演算し、演算したワーク１００位置の変動量からワーク１００位置を認識する。ワーク１００位置の変動量は、変動量演算ユニット２４と通信可能に接続されたロボットコントローラ１４に出力される。
【００２５】
次に、図５〜図８を参照して、変位センサ２２から出力される信号のプロファイルを、パレット１０２の変動モードに応じて説明する。
図５は、搬送装置１０４がパレット１０２を定常状態で搬送している場合に、変位センサ２２から出力される信号プロファイルの一例を示している。
【００２６】
ここで、定常状態とは、図５（ａ）に示すように、変位センサ２２からスケール２０に向けて照射されたレーザ光の軌跡（黒太実線）が、スケール２０の中心線又はこれに平行な直線に沿って通る、つまり、パレット１０２の横方向における位置の変動がなく、パレット１０２の移動速度が、図５（ｂ）に示すように、一定であって変動せず、さらに、パレット１０２の高さ位置も、図５（ｃ）に示すように、一定であって変動していない状態である。
【００２７】
このような定常状態の場合、変位センサ２２から照射されるレーザ光は、一端２０ａよりスケール２０の上面２０ｄに対する拡散反射を開始した後、貫通スリット２０ｃを通してパレット１０２の上面１０２ａにおいて拡散反射する。レーザ光は、他端２０ｂまで、スケール２０の上面２０ｄとパレット１０２の上面１０２ａとで所定時間ごとに交互に拡散反射を繰り返す。また、変位センサ２２からスケール２０の上面２０ｄまでの距離、及び変位センサ２２からパレット１０２の上面１０２ａまでの距離は、パレット１０２が高さ方向及び横方向に変動しないので、一定である。したがって、変位センサ２２から出力される信号は、図５（ｄ）に示すように、スケール２０の上面２０ｄまでの距離に応じて一定の第１信号レベルＬ１と、スリットを通してパレット１０２の上面１０２ａまでの距離に応じて一定の第２信号レベルＬ２と、が所定時間ごとに交互に現れる波形となる。
【００２８】
図６は、搬送装置１０４により搬送されるパレット１０２の移動速度が変動した場合に、変位センサ２２から出力される信号プロファイルの一例を示している。
変位センサ２２からスケール２０に向けて照射されたレーザ光の軌跡（黒太実線）、及びパレット１０２の高さ位置が、図６（ａ）及び（ｃ）に示すように、定常状態と同様に変動せず、パレット１０２の移動速度が、図６（ｂ）に示すように、徐々に減少していく場合、変位センサ２２から出力される信号は、図６（ｄ）に示す波形となる。
【００２９】
すなわち、変位センサ２２から照射されるレーザ光は、一端２０ａよりスケール２０の上面２０ｄに対して拡散反射を開始した後、貫通スリット２０ｃを通過してパレット１０２の上面１０２ａにおいて拡散反射し、他端２０ｂまで、スケール２０の上面２０ｄとパレット１０２の上面１０２ａとで交互に拡散反射を繰り返す。また、変位センサ２２からスケール２０の上面２０ｄまでの距離、及び変位センサ２２からパレット１０２の上面１０２ａまでの距離は、パレット１０２が高さ方向及び横方向に変動しないので、一定である。しかし、パレット１０２の移動速度が徐々に減少しているので、レーザ光が、スケール２０の上面２０ｄ、又はパレット１０２の上面１０２ａに照射されている時間は徐々に増加する。したがって、変位センサ２２から出力される信号は、図６（ｄ）に示すように、一定の第１信号レベルＬ１と、一定の第２信号レベルＬ２とが交互に現れるが、どちらの信号レベルも、徐々に持続時間が長くなる波形となる。
【００３０】
図７は、搬送装置１０４により搬送されるパレット１０２が横方向に変動した場合に、変位センサ２２から出力される信号プロファイルの一例を示している。
パレット１０２の移動速度、及びパレット１０２の高さ位置が、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、定常状態と同様に変動せず、変位センサ２２からスケール２０に照射されたレーザ光の軌跡（黒太実線）が、スケール２０の高い方から低い方へ徐々に移動していくものである場合、変位センサ２２から出力される信号は図７（ｄ）に示す波形となる。
【００３１】
すなわち、変位センサ２２から照射されるレーザ光は、一端２０ａよりスケール２０の上面２０ｄに対する拡散反射を開始した後、貫通スリット２０ｃを通過してパレット１０２の上面１０２ａにおいて拡散反射し、他端２０ｂまで、スケール２０の上面２０ｄとパレット１０２の上面１０２ａとで所定時間ごとに交互に拡散反射を繰り返す。また、変位センサ２２からパレット１０２の上面１０２ａまでの距離は変化せず一定である。しかし、変位センサ２２からスケール２０の上面２０ｄまでの距離は徐々に減少している。したがって、図７（ｄ）に示すように、スケール２０の上面２０ｄまでの距離に応じて電圧が徐々に減少していく第１信号レベルＬ１と、パレット１０２の上面１０２ａまでの距離に応じて一定の第２信号レベルＬ２とが、所定時間ごとに交互に現れる波形となる。
【００３２】
図８は、搬送装置１０４により搬送されるパレット１０２が高さ方向に変動した場合に、変位センサ２２から出力される信号プロファイルの一例を示している。
変位センサ２２からスケール２０に向けて照射されたレーザ光の軌跡（黒太実線）、及びパレット１０２の移動速度が、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、定常状態と同様に変動せず、パレット１０２の高さが徐々に低くなっていく場合、変位センサ２２から出力される信号は、図８（ｄ）に示す波形となる。
【００３３】
すなわち、変位センサ２２から照射されるレーザ光は、一端２０ａよりスケール２０の上面２０ｄに対する拡散反射を開始した後、貫通スリット２０ｃを通過してパレット１０２の上面１０２ａにおいて拡散反射し、他端２０ｂまで、スケール２０の上面２０ｄとパレット１０２の上面１０２ａとで所定時間ごとに交互に拡散反射を繰り返す。
【００３４】
しかし、変位センサ２２からスケール２０の上面２０ｄまでの距離、及び変位センサ２２からパレット１０２の上面１０２ａまでの距離は、徐々に増大している。したがって、図８（ｄ）に示すように、スケール２０の上面２０ｄまでの距離に応じて電圧が徐々に減少していく第１信号レベルＬ１と、パレット１０２の上面１０２ａまでの距離に応じて電圧が徐々に減少していく第２信号レベルＬ２と、が所定時間ごとに交互に現れる波形となる。
【００３５】
変位センサ２２から出力される信号の各変動モードにおける例示的なプロファイルは以上の通りであるが、変位センサ２２の各変動モードにおける検出分解能、及びデータサンプリング周期は、変位センサ２２の性能仕様が、サンプリング周期を０．３３ｍｓとし、繰り返し再現性を１μｍとする場合に、搬送装置１０４の搬送速度が毎秒２０ｍｍであり、貫通スリット２０ｃの所定隙間Ａが０．１ｍｍであり、かつ、スケール２０の傾斜角度θが３０°であるとすると、以下の通りとなる。すなわち、検出分解能は、搬送方向の変動について６．６μｍ、横方向の変動について１．７μｍ、高さ方向の変動について１μｍとなり、また、データサンプリング周期は変動モードにかかわらず５ｍｓとなる。スケール２０の所定隙間Ａや傾斜角度θは、所望のデータサンプリング周期と所望の検出分解能、及び変位センサ２２の性能仕様に基づいて、設定すればよい。なお、検出分解能を向上させる場合、搬送方向の変動については、変位センサ２２のサンプリング周期を短くし、横方向の変動については、スケール２０の傾斜角度θを大きくし、高さ方向の変動については、変位センサ２２の精度を高くしてもよい。
【００３６】
次に、図９〜図１６を参照して、変位センサ２２がスケール２０の一端２０ａを検出してから、他端２０ｂを検出するまで、変動量演算ユニット２４において繰り返し実行される、ワーク１００位置の変動量を検出するための演算処理について説明する。なお、スケール２０の一端２０ａの検出は、変位センサ２２から出力される信号において、第２信号レベルＬ２の状態を所定時間持続した後、第１信号レベルＬ１へ変化したか否かにより可能である。また、スケール２０の他端２０ｂの検出は、変位センサ２２から出力される信号において、第１信号レベルＬ１から第２信号レベルＬ２へ変化してから所定時間が経過したか否か、などの処理により可能である。
【００３７】
図９は、ワーク１００の搬送方向における移動速度を演算するための演算処理の内容を示す。
ステップ１００１（図では「Ｓ１００１」と略記する。以下同様）では、図１０に示すように、変位センサ２２から出力される信号波形について、パレット１０２の上面１０２ａまでの距離に応じた第２信号レベルＬ２から、スケール２０の上面２０ｄまでの距離に応じた第１信号レベルＬ１へ変化する際の立上りエッジ（上向き太矢印）を検出し、このときの時刻ｔｕを、少なくともステップ１００３が実行されるまで、変動量演算ユニット２４内に備えられたＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置に記憶する。
【００３８】
ステップ１００２では、第１信号レベルＬ１から第２信号レベルＬ２へ変化する際の立下りエッジ（下向き太矢印）を検出して、このときの時刻ｔｄを、少なくともステップ１００３が実行されるまで、ＲＡＭなどに記憶する。
【００３９】
ステップ１００３では、ステップ１００１で記憶された時刻ｔｕからステップ１００２で記憶された時刻ｔｄまでの時間Δｔud＝ｔｄ−ｔｕを演算する。
ステップ１００４では、スケール２０の移動速度、すなわちワーク１００の移動速度Ｓを演算する。具体的には、隣り合う貫通スリット２０ｃ間におけるスケール２０本体部の幅Ｂを時間Δｔudで除算する。特に、幅Ｂが貫通スリット２０ｃの所定隙間Ａと等しい場合には、ワーク１００の移動速度Ｓ＝Ａ／Δｔudとなる。要するに、移動速度Ｓは、変位センサ２２から出力されるパルス信号波形のパルス間隔に基づいて演算される。演算されたワーク１００の移動速度Ｓは、少なくとも次の移動速度Ｓが演算されるまでの間、ＲＡＭなどに記憶される。
【００４０】
演算された移動速度Ｓは微小時間における平均速度であり、移動速度Ｓに微小時間を乗じることにより、微小時間ごとのワーク１００の搬送方向の移動距離Ｄを求めることができるので、移動速度Ｓの演算は、ワーク１００位置の搬送方向における変動量の演算に相当する。
【００４１】
なお、ワーク１００の移動速度にロボット１２の動作をより正確に追従させるべく、ステップ１００１を再度実行した際に記憶される立上りエッジの時刻をｔｕ´とした場合、ステップ１００１とステップ１００２との間において、時間Δｔdu＝ｔｕ´−ｔｄを演算し、さらに、時間Δｔduを貫通スリット２０ｃの所定隙間Ａで除算して移動速度を演算するステップを追加してもよい。
【００４２】
また、このように立上りエッジにおける時刻ｔｕから立下りエッジにおける時刻ｔｄまでの時間Δｔduを演算する処理を、立下りエッジにおける時刻ｔｄから立上りエッジにおける時刻ｔｕまでの時間Δｔudを演算する本演算処理と別に並列して実行してもよい。
【００４３】
図１１は、ワーク１００位置の横方向における変動量を演算するための演算処理の内容を示す。
ステップ２００１では、図１２に示すように、変位センサ２２から出力される信号波形について、波高値Ｖ１を計測して、前述のＲＡＭなどに記憶する。
【００４４】
ステップ２００２では、立上りエッジ（上向き太矢印）を検出したか否かを判定する。立上りエッジを検出した場合には、ステップ２００３へ進み（Ｙｅｓ）、一方、立上りエッジを検出していない場合には、レーザ光が、貫通スリット２０ｃを通過してパレット１０２の上面１０２ａで拡散反射していた状態から、スケール２０の上面２０ｄで拡散反射するようになる直前におけるパレット１０２の上面１０２ａまでの距離を検出すべく、ステップ２００１へ戻る（Ｎｏ）。
【００４５】
ステップ２００３では、波高値Ｖ２を計測して、ＲＡＭなどに記憶する。
ステップ２００４では、ＲＡＭなどに記憶された波高値Ｖ１の最新のものとステップ２００３で記憶された波高値Ｖ２とから、第１の差分Ｖｄ１（＝Ｖ２−Ｖ１）を演算する。
【００４６】
ステップ２００５では、波高値Ｖ３を計測して、ＲＡＭなどに記憶する。
ステップ２００６では、立下りエッジ（下向き太矢印）を検出したか否かを判定する。立下りエッジを検出した場合には、ステップ２００７へ進み（Ｙｅｓ）、一方、立下りエッジを検出していない場合には、レーザ光が、スケール２０の上面２０ｄで拡散反射していた状態から、貫通スリット２０ｃを通過してパレット１０２の上面１０２ａで拡散反射するようになる直前におけるスケール２０の上面２０ｄまでの距離を検出すべく、ステップ２００５へ戻る（Ｎｏ）。
【００４７】
ステップ２００７では、波高値Ｖ４を計測して、ＲＡＭなどに記憶する。
ステップ２００８では、ＲＡＭなどに記憶された波高値Ｖ３の最新のものとステップ２００７で記憶された波高値Ｖ４とから、第２の差分Ｖｄ２（＝Ｖ３−Ｖ４）を演算する。
【００４８】
ステップ２００９では、変位センサ２２の直下でのパレット１０２の横方向における第１の横方向変動量ΔＹを演算する。第１の横方向変動量ΔＹは、第２の差分Ｖｄ２から第１の差分Ｖｄ１を減算した減算値（Ｖｄ２−Ｖｄ１）を、スケール２０がパレット１０２の上面１０２ａに対して傾斜する傾斜角度θを正接角とするｔａｎθで除算して演算される。すなわち、変位センサ２２の直下でのパレット１０２の横方向における第１の横方向変動量ΔＹは、ΔＹ＝（Ｖｄ２−Ｖｄ１）／ｔａｎθなる式で表される。演算された第１の横方向変動量ΔＹは、少なくとも次の第１の横方向変動量ΔＹが演算されるまでの間、ＲＡＭなどに記憶される。
【００４９】
要するに、ワーク１００位置の横方向における変動量は、変位センサ２２の直下でのパレット１０２の横方向における第１の横方向変動量ΔＹであるものとみなして、スケール２０の傾斜角度θと、パレット１０２の上面１０２ａからスケール２０の上面２０ｄまでの距離の変化量と、に基づいて演算される。
【００５０】
図１３は、ワーク１００位置の高さ方向における変動量を演算するための演算処理の内容を示す。
ステップ３００１では、図１４に示すように、変位センサ２２から出力される信号波形について、立下りエッジ（下向き太矢印）を検出したか否かを判定する。立下りエッジを検出したと判定された場合には、ステップ３００２へ進み（Ｙｅｓ）、一方、立下りエッジを検出していないと判定された場合には、ステップ３００１を再度実行する（Ｎｏ）。
【００５１】
ステップ３００２では、波高値Ｖ５を計測して、ＲＡＭなどに記憶する。
このように、立下りエッジが検出されてから第２信号レベルＬ２の波高値を計測し、第１信号レベルＬ１で波高値を計測しないのは、前述のように、パレット１０２が横方向に変動した場合にも第１信号レベルＬ１が変化するため、第１信号レベルＬ１の波高値を計測しても、パレット１０２の高さ方向の変動とパレット１０２の横方向の変動とを峻別することが困難だからである。
【００５２】
ステップ３００３では、波高値Ｖ６を計測して、ＲＡＭなどに記憶する。
ステップ３００２の計測からステップ３００３の計測までの時間は、信号が次に立ち上がる前に波高値Ｖ６を計測できる時間であれば、タイマーによる管理を実施してもよく、また、単に、変位センサ２２のデータサンプリング周期に依存してもよい。
【００５３】
ステップ３００４では、変位センサ２２の直下でのパレット１０２の高さ方向における第１の高さ方向変動量ΔＺを演算する。第１の高さ方向変動量ΔＺは、波高値Ｖ６から波高値Ｖ５を減算した減算値（Ｖ６−Ｖ５）として演算される。要するに、ワーク１００位置の高さ方向における変動量は、変位センサ２２の直下でのパレット１０２の高さ方向における第１の高さ方向変動量ΔＺであるものとみなして、変位センサ２２からパレット１０２の上面１０２ａまでの距離の変化量に基づいて演算される。演算された第１の高さ方向変動量ΔＺは、少なくとも次の第１の高さ方向変動量ΔＺが演算されるまでの間、ＲＡＭなどに記憶される。
【００５４】
次に、図１５は、ロボットコントローラ１４において、変位センサ２２がスケール２０の一端２０ａを検出してから他端２０ｂを検出するまで、ロボット１２（サーボモータ）に出力される指示信号を、ワーク１００位置の変動量に基づいて補正する補正処理の一例を示す。
【００５５】
ステップ４００１では、変位センサ２２がスケール２０の一端２０ａを検出したときにおける変位センサ２２のＸ方向の位置を０として、変位センサ２２からスケール２０の上面２０ｄまでの距離Ｙ０、及び変位センサ２２からパレット１０２の上面１０２ａまでの距離Ｚ０を検出して、スケール２０の基準位置に対して、どの程度のズレが生じているかを示す初期ズレ量を演算する。
【００５６】
ここで、スケール２０の基準位置とは、図１６に示すように、前述のロボットティーチングを実施したときにおける、スケール２０の一端２０ａから変位センサ２２までのＸ方向の距離Ｘｓ（図１６（ａ）参照）、変位センサ２２からスケール２０の上面２０ｄまでの距離Ｙｓ（図１６（ｂ）参照）、及び変位センサ２２からパレット１０２の上面１０２ａまでの距離Ｚｓ（図１６（ｂ）参照）であり、基準位置（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）は、ロボットコントローラ１４内に予め記憶されている。
【００５７】
したがって、Ｘ方向の初期ズレ量をΔＸ０、Ｙ方向の初期ズレ量をΔＹ０、及びＺ方向の初期ズレ量をΔＺ０とすると、各初期ズレ量は、ΔＸ０＝０−Ｘｓ、ΔＹ０＝Ｙ０−Ｙｓ、及びΔＺ０＝Ｚ０−Ｚｓなる式で演算される。
【００５８】
ステップ４００２では、前述のティーチングデータのうち、ロボット１２の動作をポイントごとに規定するティーチングデータに対して、ステップ４００１で演算された初期ズレ量により補正を行い、静的補正ティーチングデータＰｉ（ｉ：０〜ｎの整数）を求める。
【００５９】
ステップ４００３では、図１７に示されるように、所定時間Δｔごとに、変動量演算ユニット２４に記憶された最新の変動量、すなわち、搬送方向の変動量を間接的に表す移動速度Ｓ、横方向の変動量ΔＹ、高さ方向の変動量ΔＺを読み込む。
【００６０】
ステップ４００４では、ステップ４００２で補正された２つの静的補正ティーチングデータＰ０及びＰ１間の補間データＩＰＤ１を補正して、動的補正補間データｃＩＰＤ１を求める。
【００６１】
ここで、ステップ４００２で補正された２つの静的補正ティーチングデータＰ０及びＰ１間の補間データＩＰＤ１は、ロボットハンド１８を、第１の静的補正ティーチングデータＰ０の位置から第２の静的補正ティーチングデータＰ１の位置まで、例えば、直線的に移動させる場合、ロボットハンド１８の位置・姿勢を表す６つのパラメータ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚ）のうち位置を表すパラメータ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を、２つの静的補正ティーチングデータＰ０及びＰ１で特定される位置間において、時間ｔについての１次関数であるパラメータ関数、Ｘ１（ｔ）、Ｙ１（ｔ）、及びＺ１（ｔ）で規定するものである。
【００６２】
パラメータ関数、Ｘ１（ｔ）、Ｙ１（ｔ）、及びＺ１（ｔ）は、動的補正補間データｃＩＰＤ１として、補正パラメータ関数、Ｘ１ｃ（ｔ）、Ｙ１ｃ（ｔ）、及びＺ１ｃ（ｔ）に補正される。例えば、Ｘ１ｃ（ｔ）＝Ｘ１（ｔ）＋Ｓ×Δｔ、Ｙ１ｃ（ｔ）＝Ｙ１（ｔ）＋ΔＹ、及びＺ１ｃ（ｔ）＝Ｚ１（ｔ）＋ΔＺ、というように補正される。
【００６３】
そして、各時刻ｔｍにおいて、Ｘ１ｃ（ｔｍ）、Ｙ１ｃ（ｔｍ）、及びＺ１ｃ（ｔｍ）を演算し、演算されたＸ１ｃ（ｔｍ）、Ｙ１ｃ（ｔｍ）、及びＺ１ｃ（ｔｍ）に基づいて、公知の方法により、ロボット１２の６つのサーボモータの回転角度ＡＮＧＬＥ１（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６）を演算する。ただし、ｍは、２つの静的補正ティーチングデータＰ０及びＰ１で特定される位置間の移動時間をＴ（＝ｎ×Δｔ）とすると、ｍ＝０，（１／ｎ）×（Ｔ／Δｔ），（２／ｎ）×（Ｔ／Δｔ），…，（ｋ／ｎ）×（Ｔ／Δｔ），…，Ｔ／Δｔである（ｎは自然数、ｋは０以上の整数）。回転角度ＡＮＧＬＥ１（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６）は、指示信号としてロボット１２に出力される。
【００６４】
前述の補間データの補正は、２つの静的補正ティーチングデータＰｉー１及びＰｉ（ｉ＝２，…，ｎ）間の補間データについて順次実行され、同様にして、公知の方法により、ロボット１２の６つのサーボモータの回転角度ＡＮＧＬＥｉ（Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５，Ｊ６）を演算する。
【００６５】
このようなワーク位置認識装置１６及びこれを含むロボット１２システム１０によれば、ワーク１００位置の搬送方向、横方向、及び高さ方向における変動量を１つの変位センサ２２で検出した距離信号から演算し、ロボット１２に対する指示信号を、演算された変動量に基づいて補正している。したがって、ワーク１００位置の変動を検出するためのセンサ数を増やすことなく、移動するワーク１００に対するロボット１２の追従性を向上させることができる。これにより、本実施形態のように、ロボット１２が組み立て作業を行う場合には、部品をワーク１００に組み付ける際の組み付けミスが低減して、ロボットシステム１０及び搬送装置１０４などを含む組み立て作業ラインの停止を抑制することが可能となる。
【００６６】
次に、本発明を実施する第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付すことでその説明を省略又は簡潔にする。
図１８は、搬送装置１０４により搬送されるパレット１０２が、搬送装置１０４上において搬送方向から横方向に角度αで回転している状態を示す。
【００６７】
ワーク位置認識装置１６は、図１８（ａ）に示すように、スケール２０が移動する軌跡の上方に、より詳しくは、貫通スリット２０ｃの移動軌跡の上方に、搬送方向におけるスケール２０の長さよりも短い第１の所定間隔Ｆ１で変位センサ２２と離間しつつ同一高さに設置される追加の変位センサ３２（第２のセンサ）を更に有している。追加の変位センサ３２は、スケール２０の上面２０ｄ、及びパレット１０２の上面１０２ａまでの距離を検出し、変動量演算ユニット２４に対して、距離に応じた信号を出力する。
【００６８】
変動量演算ユニット２４は、図１８（ｂ）に示すように、パレット１０２の上面１０２ａからスケール２０の上面２０ｄまでの距離ＨＬを、図１１のステップ２００１〜ステップ２００４、又はステップ２００５〜ステップ２００８と同様にして、変位センサ２２から出力される信号に基づいて演算する。そして、変動量演算ユニット２４は、演算された距離ＨＬと、スケール２０の傾斜角度θと、に基づいて、傾斜するスケール２０の上面とパレット１０２の上面との交線から変位センサ２２までのＹ方向の距離ＹＬを演算する。具体的には、ＹＬ＝ＨＬ／ｔａｎθなる式から距離ＹＬを演算することができる。
【００６９】
また、変動量演算ユニット２４は、図１８（ｃ）に示すように、パレット１０２の上面１０２ａからスケール２０の上面２０ｄまでの距離ＨＲを、図１１のステップ２００１〜ステップ２００４、又はステップ２００５〜ステップ２００８と同様にして、追加の変位センサ３２から出力される信号に基づいて演算する。そして、変動量演算ユニット２４は、演算された距離ＨＲと、スケール２０の傾斜角度θと、に基づいて、傾斜するスケール２０の上面とパレット１０２の上面との交線から追加の変位センサ３２までのＹ方向の距離ＹＲを演算する。具体的には、ＹＲ＝ＨＲ／ｔａｎθなる式から距離ＹＲを演算することができる。
【００７０】
変動量演算ユニット２４は、演算された距離ＹＬ及び距離ＹＲと、変位センサ２２と変位センサ３２との第１の所定間隔Ｆ１と、に基づいて、図１８（ａ）における角度αを演算する。具体的には、α＝ｔａｎ−１（（ＹＬ−ＹＲ）／Ｆ１）なる式から角度αを演算することができる。これにより、Ｚ軸を中心とするパレット１０２の回転角度αひいてはワーク１００の回転角度αを検出できるので、図１５のステップ４００３において、ロボットコントローラ１４が変動量演算ユニット２４から回転角度αを所定時間Δｔごとに読み込み、ステップ４００４において、補間データＩＰＤ１を補正して、動的補正補間データｃＩＰＤ１を求める。例えば、ロボットハンド１８の姿勢に関するパラメータ関数Ｒｚ（ｔ）を補正パラメータ関数Ｒｚｃ（ｔ）に補正して、Ｒｚｃ（ｔ）＝Ｒｚ（ｔ）＋αとする。
【００７１】
このような第２実施形態のワーク位置認識装置１６及びこれを含むロボット１２システム１０によれば、変位センサ２２と変位センサ３２の２つのセンサを用いることにより、ワーク１００位置の搬送方向、横方向及び高さ方向の変動のみならず、Ｚ軸を中心とするワーク１００の回転角度αも検出できるので、少ないセンサ数で、移動するワーク１００に対するロボット１２の追従性を更に向上させることができる。
【００７２】
次に、本発明を実施する第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一構成については、同一符号を付すことでその説明を省略又は簡潔にする。
図１９に示すように、ワーク位置認識装置１６は、第２実施形態における変位センサ２２及び変位センサ３２に加えて、パレット１０２の上方に、変位センサ２２とＹ方向に第２の所定間隔Ｆ２で離間しつつ同一高さに設置された変位センサ３４（第３のセンサ）を更に有している。変位センサ３４は、図２０に示すように、パレット１０２の上面１０２ａまでの距離ＨＨＴを検出して、変動量演算ユニット２４に対して、距離ＨＨＴに応じた信号を出力する。また、変位センサ２２及び変位センサ３２は、第１実施形態及び第２実施形態のように、夫々、パレット１０２の上面１０２ａまでの距離ＨＨＬ及び距離ＨＨＲを検出して、変動量演算ユニット２４に対して、距離ＨＨＬ及び距離ＨＨＲに応じた信号を出力する。
【００７３】
変動量演算ユニット２４は、変位センサ２２から出力された信号、変位センサ３２から出力された信号、及び変位センサ３４から出力された信号に基づいて、水平面に対するパレット１０２の上面１０２ａの傾きを、Ｘ方向についての角度β、及びＹ方向についての角度γとして演算する。具体的には、β＝ｔａｎ−１（ＨＨＲ−ＨＨＬ）／Ｆ１及びγ＝ｔａｎ−１（ＨＨＴ−ＨＨＬ）／Ｆ２なる式より演算することができる。これにより、水平面に対するパレット１０２の姿勢変動量、ひいてはワーク１００の姿勢変動量を演算する。
【００７４】
ロボットコントローラ１４は、図１５のステップ４００３において、変動量演算ユニット２４から角度β及び角度γを所定時間Δｔごとに読み込み、ステップ４００４において、補間データＩＰＤ１を補正して、動的補正補間データｃＩＰＤ１を求める。例えば、ロボットハンド１８の姿勢に関するパラメータ関数Ｒｙ（ｔ）及びＲｚを補正パラメータ関数Ｒｚｃ（ｔ）に補正して、Ｒｘｃ（ｔ）＝Ｒｘ（ｔ）＋γ、Ｒｙｃ（ｔ）＝Ｒｙ（ｔ）＋βとする。
【００７５】
このような第３実施形態のワーク位置認識装置１６及びこれを含むロボットシステム１０によれば、変位センサ２２、変位センサ３２、及び変位センサ３４の３つのセンサを用いることにより、ワーク１００位置の搬送方向、横方向及び高さ方向の変動や、Ｚ軸を中心とするワーク１００の回転角度αのみならず、ワーク１００の姿勢変動量も検出できる。したがって、これらワーク１００の変動量を検出するのに、従来は５〜６つのセンサを必要としていたのに対し、少ないセンサ数で、移動するワーク１００に対するロボット１２の追従性を更に向上させることができる。
【００７６】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）ワークを第１の所定位置に載置するワーク搬送パレット上において第２の所定位置に設置されて前記ワークとともに搬送され、搬送方向に対する横方向で上下に傾斜する第１面と前記第１面よりも上下の傾斜が小さい第２面とが、上方から見て、搬送方向に交互に現れるように形成されるスケールと、前記スケールが移動する軌跡の上方に設置されて前記第１面又は前記第２面までの距離を検出し、前記距離に応じて信号を出力する第１のセンサと、前記第１のセンサから出力された出力信号に基づいて、前記ワーク位置の変動量を演算する変動量演算ユニットと、
を有するワーク位置認識装置。
【００７７】
（付記２）前記スケールは、前記搬送方向に延びる板状体であり、前記横方向で上下に傾斜するように配置され、前記スケールには、前記横方向に延びる所定隙間の貫通スリットが前記搬送方向へ前記所定間隔で繰り返し形成され、
前記第１面前記スケールの上面であり、前記第２面が前記ワーク搬送パレットの上面である
ことを特徴とする付記１に記載のワーク位置認識装置。
【００７８】
（付記３）前記変動量演算ユニットは、前記横方向で上下に傾斜する前記スケールの傾斜角度と、前記ワーク搬送パレットの上面から前記スケールの上面までの距離について前記第１のセンサの前記出力信号から求めた変化量と、に基づいて、前記ワーク位置の前記横方向における変動量を演算する
ことを特徴とする付記２に記載のワーク位置認識装置。
【００７９】
（付記４）前記変動量演算ユニットは、前記第１のセンサから前記ワーク搬送パレットの上面までの距離について前記第１のセンサの前記出力信号から求めた変化量に基づいて、前記ワーク位置の高さ方向における変動量を演算する
ことを特徴とする付記３に記載のワーク位置認識装置。
【００８０】
（付記５）前記変動量演算ユニットは、前記第１のセンサの前記出力信号におけるパルス間隔に基づいて、前記ワーク位置の搬送方向における変動量を演算する
ことを特徴とする付記４に記載のワーク位置認識装置。
【００８１】
（付記６）前記スケールが移動する軌跡の上方に、前記搬送方向における前記スケールの長さよりも短い所定間隔で前記第１のセンサと離間して設置されて、前記スケールの上面、及び前記ワーク搬送パレットの上面までの距離を検出して、前記距離に応じて信号を出力する第２のセンサを更に有し、前記変動量演算ユニットは、前記第１のセンサから出力された信号、前記第２のセンサから出力された信号、前記スケールの傾斜角度、及び前記所定間隔に基づいて、前記搬送方向から前記横方向への前記ワークの回転角度を演算する
ことを特徴とする付記５に記載のワーク位置認識装置。
【００８２】
（付記７）前記変動量演算ユニットは、前記第１のセンサから出力された信号より演算される、前記ワーク搬送パレットの上面までの第１の距離と、前記第２のセンサから出力された信号より演算される、前記ワーク搬送パレットの上面までの第２の距離と、の差分に基づいて、前記搬送方向から前記横方向への前記ワークの回転角度を演算する
ことを特徴とする付記６に記載のワーク位置認識装置。
【００８３】
（付記８）前記ワーク搬送パレットの上方に、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサと離間して設置されて、前記ワーク搬送パレットの上面までの距離を検出して、前記距離に応じて信号を出力する第３のセンサを更に有し、前記変動量演算ユニットは、前記第１のセンサから出力された信号、前記第２のセンサから出力された信号、及び前記第３のセンサから出力された信号に基づいて、水平に対する前記ワークの姿勢変動量を演算する
ことを特徴とする付記６又は付記７に記載のワーク位置認識装置。
【００８４】
（付記９）前記変動量演算ユニットは、前記第１のセンサから出力された信号より演算される、前記ワーク搬送パレットの上面までの第１の距離と、前記第２のセンサから出力された信号より演算される、前記ワーク搬送パレットの上面までの第２の距離と、の差分に基づいて、前記第１のセンサから前記第２のセンサへ向かう方向における前記ワーク搬送パレットの上面の第１の傾きを演算し、前記第１の距離又は前記第２の距離と、前記第３のセンサから出力された信号より演算される、前記ワーク搬送パレットの上面までの第３の距離と、の差分に基づいて、前記第３のセンサから前記第１のセンサ又は前記第２のセンサに向かう方向における前記ワーク搬送パレットの上面の第２の傾きを演算して、水平に対する前記ワークの姿勢変動量を演算する
ことを特徴とする付記８に記載のワーク位置認識装置。
【００８５】
（付記１０）ワークを第１の所定位置に載置するワーク搬送パレット上において第２の所定位置に設置されて前記ワークとともに搬送され、搬送方向に対する横方向で上下に傾斜する第１面と前記第１面よりも上下の傾斜が小さい第２面とが、上方から見て、搬送方向に交互に現れるように形成されるスケールの移動軌跡の上方に、前記第１面又は前記第２面までの距離を検出して前記距離に応じて信号を出力するセンサが設置され、
前記センサと接続される変動量演算ユニットが、前記センサから出力された信号に基づいて、前記ワークの変動量を演算する
ことを特徴とするワーク位置認識方法。
【００８６】
（付記１１）ワークを第１の所定位置に載置するワーク搬送パレット上において第２の所定位置に設置されて前記ワークとともに搬送され、搬送方向に対する横方向で上下に傾斜する第１面と前記第１面よりも上下の傾斜が小さい第２面とが、上方から見て、搬送方向に交互に現れるように形成されるスケールと、
前記スケールの移動軌跡の上方に設置され、前記第１面又は前記第２面までの距離を検出して前記距離に応じて信号を出力するセンサと、
前記センサから出力された信号に基づいて、前記ワーク位置の変動量を演算する変動量演算ユニットと、
前記ワーク搬送パレット上の前記ワークを取り出すロボットと、
前記ロボットに対して、予め記憶されたデータに基づいて、所定の動作を行うように指示信号を出力するロボットコントローラと、
を有し、
前記ロボットコントローラは、前記変動量演算ユニットで演算された前記ワーク位置の変動量に基づいて、前記指示信号を補正する
ことを特徴とするロボットシステム。
【符号の説明】
【００８７】
１０      ロボットシステム
１２      ロボット
１４      ロボットコントローラ
１６      ワーク位置認識装置
２０      スケール
２０ｃ    貫通スリット
２０ｄ    上面
２２      変位センサ
２４      変動量演算ユニット
２６      第１プレート
２８      第２プレート
３０      スケール
３２      変位センサ
３４      変位センサ
１００    ワーク
１０２    ワーク搬送パレット
１０２ａ  上面
１０４    搬送装置
【図２】
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【図１】
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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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