(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アームを備えるロボットと、
前記ロボットの動作を制御する制御装置と、
前記アームに設けられ、物体を把持する把持部と、
前記把持部又は前記物体に設けられる第１傾斜計と、
第１所定面に対して第１角度の傾きを有する基準面と、を備え、
前記把持部は、第２所定面を備え、
前記物体は、第３所定面を備え、
前記第１傾斜計は、前記第１所定面に対する前記第２所定面の傾き、又は前記第１所定面に対する前記第３所定面の傾き、である第２角度を計測し、
前記制御装置は、前記第１角度と前記第２角度とに基づいて前記アームを動作させる、
ロボットシステム。
【請求項２】
前記第１傾斜計は、前記第１角度を計測する、
請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項３】
前記基準面に前記第２所定面又は前記第３所定面を接面させた状態において、前記第１傾斜計は、前記第１角度を計測する、
請求項２に記載のロボットシステム。
【請求項４】
前記ロボットシステムは、前記アームに設けられ、力を検出する力検出器を備え、
前記制御装置は、前記力検出器の出力に基づいて、前記基準面に前記第２所定面又は前記第３所定面を接面させる、
請求項３に記載のロボットシステム。
【請求項５】
前記ロボットシステムは、前記第１角度を計測する第２傾斜計を備える、
請求項１に記載のロボットシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記アームの少なくとも一部を、前記基準面に対して平行に移動させる、
請求項１から５のうちいずれか一項に記載のロボットシステム。
【請求項７】
前記ロボットシステムは、前記基準面に平行な面に設けられる加工装置を備え、
前記物体は、前記加工装置により加工されるワークである、
請求項１から６のうちいずれか一項に記載のロボットシステム。
【請求項８】
前記ロボットシステムは、撮像部を備え、
前記撮像部により撮像された撮像画像に基づいて、前記把持部と前記物体との位置関係を変更する、
請求項１から７のうちいずれか一項に記載のロボットシステム。
【請求項９】
アームを備え、
前記アームに設けられ、第２所定面を有する把持部又は前記把持部により把持され、第３所定面を有する物体には、第１傾斜計が設けられ、
第１所定面に対する基準面の傾きである第１角度と、前記第１所定面に対する前記第２所定面の傾き又は前記所定第１所定面に対する前記第３所定面の傾きである第２角度と、
に基づいて前記アームを動作させ、
前記第２角度は、前記第１傾斜計により計測される、
ロボット。
【請求項１０】
請求項９に記載のロボットの動作を制御する、
制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロボット、制御装置、及びロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットに物体を把持させ、所定の作業を行わせる技術の研究や開発が行われている。
【０００３】
これに関し、傾斜計を用いることにより、重力方向に垂直な平面に対して水平な方向にアームを動作させる制御方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−２５８８１４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、従来の制御方法では、ワークにおいて作業が行われる面である作業平面を重力方向に垂直な平面に対して水平にすることができなかった。このため、当該制御方法では、アームを当該平面に対して水平に移動させることができたとしても、作業平面が当該平面に対して傾いている場合、作業平面が当該平面に対して水平な状態で行われなければならない作業に誤差が生じ、当該作業を失敗してしまう場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題の少なくとも一つを解決するために本発明の一態様は、アームを備え、前記アームに設けられる把持部又は前記把持部により把持される物体には、第１傾斜計が設けられ、基準面の第１角度と、前記第１傾斜計により計測された第２角度とに基づいて前記アームを動作させる、ロボットである。
この構成により、ロボットは、基準面の第１角度と、第１傾斜計により計測された第２角度とに基づいてアームを動作させる。これにより、ロボットは、基準面と第２角度とに応じた動作によって物体を移動させることができる。
【０００７】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、第１角度を第１傾斜計により計測する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、第１角度を第１傾斜計により計測する。これにより、ロボットは、第１傾斜計により計測された第１角度及び第２角度と基準面と基づく動作によって物体を移動させることができる。
【０００８】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記基準面に前記物体の所定面又は前記把持部の所定面を接面させた状態において前記第１角度を前記第１傾斜計により計測する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、基準面に物体の所定面又は把持部の所定面を接面させた状態において第１角度を第１傾斜計により計測する。これにより、ロボットは、基準面に物体の所定面又は把持部の所定面を接面させた状態において第１傾斜計により計測された第１角度と第２角度に基づく動作によって物体を移動させることができる。
【０００９】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記アームは、力を検出する力検出器を備え、前記力検出器の出力に基づいて、前記基準面に前記物体の所定面又は前記把持部の所定面を接面させる、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、力検出器の出力に基づいて、基準面に物体の所定面又は把持部の所定面を接面させる。これにより、ロボットは、力検出器の出力に基づいて物体の所定面又は把持部の所定面が基準面に接面させた状態を用いて、物体を移動させることができる。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記第１角度を、前記第１傾斜計とは異なる第２傾斜計により計測する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、第１角度を、第１傾斜計とは異なる第２傾斜計により計測する。これにより、ロボットは、第２傾斜計により計測された第１角度と、第１傾斜計により計測された第２角度とに基づいて、基準面に応じた動作によって物体を移動させることができる。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記アームの少なくとも一部を、前記基準面に対して水平に移動させる、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、アームの少なくとも一部を、基準面に対して水平に移動させる。これにより、ロボットは、物体を基準面に対して水平に移動させることができる。
【００１２】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記基準面に平行な面には、加工装置が設けられ、前記物体は、前記加工装置により加工されるワークである、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、基準面を用いて計測された第１角度と、加工装置により加工されるワーク又は把持部に設けられた第１傾斜計により計測された第２角度とに基づいてアームを動作させる。これにより、ロボットは、基準面に応じた動作によって加工装置により加工されるワークを移動させることができる。
【００１３】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、撮像部を備え、前記撮像部により撮像された撮像画像に基づいて、前記把持部と前記物体との位置関係を変更する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、撮像部により撮像された撮像画像に基づいて、把持部と物体との位置関係を変更する。これにより、ロボットは、把持部と物体との位置関係がずれてしまった場合であっても、ずれる前の位置関係に戻すことができる。
【００１４】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、所定の条件が満たされた場合、前記第１角度を再計測する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、所定の条件が満たされた場合、第１角度を再計測する。これにより、ロボットは、第１角度がずれている可能性が高い場合に、第１角度を再計測することができる。
【００１５】
また、本発明の他の態様は、ロボットにおいて、前記物体の所定面又は前記把持部の所定面と、前記第１傾斜計の所定面との基準の位置関係からのずれを補正する、構成が用いられてもよい。
この構成により、ロボットは、物体の所定面又は把持部の所定面と、第１傾斜計の所定面との基準の位置関係からのずれを補正する。これにより、ロボットは、補正した当該位置関係に基づいて、基準面に応じた動作によって物体を移動させることができる。
【００１６】
また、本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載のロボットの動作を行うようにロボットを制御する、制御装置である。
この構成により、制御装置は、基準面を用いて計測された第１角度と、第１傾斜計により計測された第２角度とに基づいてアームを動作させる。これにより、制御装置は、基準面に応じた動作によって物体を移動させることができる。
【００１７】
また、本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載のロボットと、上記に記載の制御装置と、を備えるロボットシステムである。
この構成により、ロボットシステムは、基準面を用いて計測された第１角度と、第１傾斜計により計測された第２角度とに基づいてアームを動作させる。これにより、ロボットシステムは、基準面に応じた動作によって物体を移動させることができる。
【００１８】
以上により、ロボット、制御装置、及びロボットシステムは、基準面を用いて計測された第１角度と、第１傾斜計により計測された第２角度とに基づいてアームを動作させる。これにより、ロボット、制御装置、及びロボットシステムは、基準面に応じた動作によって物体を移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係るロボットシステム１の一例を示す構成図である。
【図２】マニピュレーターＭ、第１傾斜計測部２１、力検出部２２のそれぞれと、制御装置３０との接続の概略的な構成の一例を示す図である。
【図３】制御装置３０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図４】制御装置３０の機能構成の一例を示す図である。
【図５】制御部３６が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】ロボット２０がエンドエフェクターＥに把持された物体Ｏを基準面Ｍ１に接面させようとしている最中の様子の一例を示す図である。
【図７】ロボット２０がエンドエフェクターＥに把持された物体Ｏを基準面Ｍ１に接面させた直後の様子の一例を示す図である。
【図８】ロボット２０が、物体Ｏを把持したエンドエフェクターＥを基準面Ｍ１に接面させた直後の様子の一例を示す図である。
【図９】本実施形態の変形例１に係るロボットシステム１ａの一例を示す構成図である。
【図１０】制御装置３０ａの機能構成の一例を示す図である。制御装置３０ａは、記憶部３２と、制御部３６ａを備える。
【図１１】制御部３６ａが行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】ロボットシステム１ｂの一例を示す構成図である。
【図１３】制御装置３０ｂの機能構成の一例を示す図である。制御装置３０ｂは、記憶部３２と、制御部３６ｂを備える。
【図１４】制御部３６ｂが行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１５】ハンド面Ｍ２と傾斜計面との位置関係に応じた傾斜情報の補正方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るロボットシステム１の一例を示す構成図である。ロボットシステム１は、ロボット２０と、制御装置３０を備える。
【００２１】
まず、ロボットシステム１が備えるロボット２０の構成について説明する。
ロボット２０は、単腕ロボットである。単腕ロボットは、１本のアーム（腕）を備えるロボットである。なお、ロボット２０は、単腕ロボットに代えて、複腕ロボットであってもよい。複腕ロボットは、２本以上のアームを備えるロボットである。図１に示したような２本のアームを備える双腕ロボットは、複腕ロボットの一例である。
【００２２】
アームは、エンドエフェクターＥと、マニピュレーターＭと、第１傾斜計測部２１と、力検出部２２を備える。
【００２３】
エンドエフェクターＥは、物体を把持可能な２以上の爪部と、第１傾斜計測部２１と、図示しない複数のアクチュエーターを備える。エンドエフェクターＥが備える複数のアクチュエーターはそれぞれ、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている。これにより、当該アクチュエーターは、制御装置３０から取得される制御信号に基づいて、２以上の爪部のそれぞれを動作させる。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）等の規格によって行われる。なお、当該アクチュエーターは、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によって制御装置３０と接続される構成であってもよい。
【００２４】
エンドエフェクターＥは、マニピュレーターＭと着脱可能な構成であってもよい。また、エンドエフェクターＥは、物体を把持可能な２以上の爪部を備える構成に代えて、物体を空気や磁気によって吸着可能な吸着部を備える構成であってもよい。エンドエフェクターＥは、把持部の一例である。
【００２５】
第１傾斜計測部２１は、エンドエフェクターＥの一部に設けられた面であるハンド面Ｍ２上に備えられる。ハンド面Ｍ２は、把持部の所定面の一例である。第１傾斜計測部２１は、ロボット座標系におけるＸＹ平面に対するハンド面Ｍ２の傾きを計測するセンサーである。なお、第１傾斜計測部２１は、当該ＸＹ平面に対するハンド面Ｍ２の傾きを示す角度を計測する構成に代えて、他の面に対するハンド面Ｍ２の傾きを示す角度を計測する構成であってもよい。
【００２６】
ハンド面Ｍ２の傾きは、この一例において、当該ＸＹ平面のＸ軸方向とハンド面に設定された三次元局所座標系のＸ軸方向との間の傾きを示す角度と、当該ＸＹ平面のＹ軸方向とハンド面Ｍ２に設定された三次元局所座標系のＹ軸方向との間の傾きを示す角度とによって表される。なお、ハンド面Ｍ２の傾きは、他の値によって表される構成であってもよい。
【００２７】
第１傾斜計測部２１は、計測したこれらの角度を出力値として含む傾斜情報を通信により制御装置３０へ出力する。傾斜情報に含まれるハンド面Ｍ２の傾きを示す１以上の角度は、第２角度の一例である。第１傾斜計測部２１は、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる。なお、第１傾斜計測部２１は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によって制御装置３０と接続される構成であってもよい。なお、第１傾斜計測部２１は、第１傾斜計の一例である。
【００２８】
マニピュレーターＭは、７つの関節と、図示しない複数のアクチュエーターとを備える７軸垂直多関節型のマニピュレーターである。従って、アームは、支持台と、エンドエフェクターＥと、マニピュレーターＭが当該アクチュエーターによる連携した動作によって７軸の自由度の動作を行う。なお、アームは、６軸以下の自由度で動作する構成であってもよく、８軸以上の自由度で動作する構成であってもよい。
【００２９】
アームが７軸の自由度で動作する場合、アームは、６軸以下の自由度で動作する場合と比較して取り得る姿勢が増える。これによりアームは、例えば、動作が滑らかになり、更にアームの周辺に存在する物体との干渉を容易に回避することができる。また、アームが７軸の自由度で動作する場合、アームの制御は、アームが８軸以上の自由度で動作する場合と比較して計算量が少なく容易である。
【００３０】
マニピュレーターＭが備える複数のアクチュエーターはそれぞれ、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている。これにより、当該アクチュエーターは、制御装置３０から取得される制御信号に基づいて、マニピュレーターＭを動作させる。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる。なお、当該アクチュエーターのうちの一部又は全部は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によって制御装置３０と接続される構成であってもよい。
【００３１】
力検出部２２は、エンドエフェクターＥとマニピュレーターＭの間に備えられる。力検出部２２は、エンドエフェクターＥ又はエンドエフェクターＥが把持している物体に作用した力やモーメントの大きさを示す値を検出する。力検出部２２は、検出した力やモーメントの大きさを示す値を出力値として含む力検出情報を通信により制御装置３０へ出力する。力検出情報は、制御装置３０によるアームの力検出情報に基づく制御に用いられる。力検出情報に基づく制御は、例えば、インピーダンス制御等のコンプライアンス制御のことである。なお、力検出部２２は、トルクセンサー等のエンドエフェクターＥ又はエンドエフェクターＥが把持している物体に加わる力やモーメントの大きさを示す値を検出する他のセンサーであってもよい。
【００３２】
力検出部２２は、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる。なお、力検出部２２は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によって制御装置３０と接続される構成であってもよい。
【００３３】
上記で説明したロボット２０が備えるこれらの各機能部は、この一例において、ロボット２０の外部に設置された制御装置３０から制御信号を取得する。そして、当該各機能部は、取得した制御信号に基づいた動作を行う。なお、ロボット２０は、外部に設置された制御装置３０により制御される構成に代えて、ロボット２０に内蔵された制御装置３０により制御される構成であってもよい。
【００３４】
制御装置３０は、ロボット２０に制御信号を送信することにより、ロボット２０を動作させる。これにより、制御装置３０は、ロボット２０に所定の作業を行わせる。ここで、図２を参照し、マニピュレーターＭ、第１傾斜計測部２１、力検出部２２のそれぞれと、制御装置３０との接続の概略的な構成について説明する。図２は、マニピュレーターＭ、第１傾斜計測部２１、力検出部２２のそれぞれと、制御装置３０との接続の概略的な構成の一例を示す図である。
【００３５】
図２に示したように、制御装置３０は、ケーブルＣ１を介してマニピュレーターＭと接続される。制御装置３０は、ケーブルＣ１を介してマニピュレーターＭに制御信号を送信する。
【００３６】
また、制御装置３０は、ケーブル２を介して第１通信方式変換部２１１と接続される。ケーブルＣ２は、例えば、ＲＳ２３２通信規格による通信を行うためのケーブルである。なお、ケーブルＣ２は、これに代えて、他の通信規格による通信を行うためのケーブルであってもよい。制御装置３０は、ケーブルＣ２を介して、すなわちＲＳ２３２通信規格によって第１通信方式変換部２１１と通信を行う。
【００３７】
一方、第１通信方式変換部２１１は、ケーブルＣ３を介して第１傾斜計測部２１と接続される。ケーブルＣ３は、例えば、ＵＡＲＴ（Universal  Asynchronous  Receiver-Transmitter）通信規格による通信を行うためのケーブルである。なお、ケーブルＣ３は、これに代えて、他の通信規格による通信を行うためのケーブルであってもよい。第１通信方式変換部２１１は、ケーブルＣ３を介して、すなわちＵＡＲＴ通信規格によって第１傾斜計測部２１と通信を行う。
【００３８】
第１通信方式変換部２１１は、ケーブルＣ２を介して制御装置３０から第１傾斜計測部２１へ送信された情報であってＲＳ２３２通信規格に基づいて生成された情報を、ＵＡＲＴ通信規格に基づく情報に変換し、変換した当該情報を第１傾斜計測部２１へケーブルＣ３を介して送信する。また、第１通信方式変換部２１１は、ケーブルＣ３を介して第１傾斜計測部２１から制御装置３０へ送信されたＵＡＲＴ通信規格に基づいて生成された情報を、ＲＳ２３２通信規格に基づく情報に変換し、変換した当該情報を制御装置３０へケーブルＣ２を介して送信する。
【００３９】
また、制御装置３０は、ケーブル４を介して第２通信方式変換部２２１と接続される。ケーブルＣ４は、例えば、イーサネット（登録商標）通信規格による通信を行うためのケーブルである。なお、ケーブルＣ４は、これに代えて、他の通信規格による通信を行うためのケーブルであってもよい。制御装置３０は、ケーブルＣ４を介して、すなわちイーサネット（登録商標）通信規格によって第２通信方式変換部２２１と通信を行う。
【００４０】
一方、第２通信方式変換部２２１は、ケーブルＣ５を介して力検出部２２と接続される。ケーブルＣ５は、例えば、ＲＳ４２２通信規格による通信を行うためのケーブルである。なお、ケーブルＣ５は、これに代えて、他の通信規格による通信を行うためのケーブルであってもよい。第２通信方式変換部２２１は、ケーブルＣ５を介して、すなわちＲＳ４２２通信規格によって力検出部２２と通信を行う。
【００４１】
第２通信方式変換部２２１は、ケーブルＣ４を介して制御装置３０から力検出部２２へ送信された情報であってイーサネット（登録商標）通信規格に基づいて生成された情報を、ＲＳ４２２通信規格に基づく情報に変換し、変換した当該情報を力検出部２２へケーブルＣ５を介して送信する。また、第２通信方式変換部２２１は、ケーブルＣ５を介して力検出部２２から制御装置３０へ送信されたＲＳ４２２通信規格に基づいて生成された情報を、イーサネット（登録商標）通信規格に基づく情報に変換し、変換した当該情報を制御装置３０へケーブルＣ４を介して送信する。
【００４２】
以上のように、制御装置３０は、マニピュレーターＭ、第１傾斜計測部２１、力検出部２２のそれぞれと通信を行うことにより、マニピュレーターＭ、第１傾斜計測部２１、力検出部２２のそれぞれを制御する。
【００４３】
以下、ロボット２０が行う所定の作業について説明する。
ロボット２０は、例えば、図１に示したような加工室Ｒの床面Ｄに設置される。加工室Ｒは、ロボット２０に物体Ｏの加工を行わせることが可能な部屋である。ロボット２０は、加工室Ｒにおいて、図示しない給材領域から物体Ｏを把持する給材工程の作業を行う。
【００４４】
物体Ｏは、表面の少なくとも一部に、加工が行われる面である作業面Ｍ３を有する。物体Ｏは、例えば、製品に組み付けるプレート等の作業面Ｍ３を有する産業用のワーク、部品や部材である。この一例において、物体Ｏは、図１に示したように作業面Ｍ３を有する直方体形状の部材である場合について説明する。ロボット２０は、図示しない給材領域から物体Ｏを把持する際、作業面Ｍ３が天井面Ｕ側を向くように把持する。なお、物体Ｏは、産業用の部品や部材に代えて、形状の少なくとも一部に平面（例えば、作業面Ｍ３）を有する産業用の製品であってもよく、形状の少なくとも一部に平面（例えば、作業面Ｍ３）を有する日用品や生体等の他の物体であってもよい。また、物体Ｏの形状は、直方体形状に代えて、他の形状であってもよい。
【００４５】
加工室Ｒの天井面Ｕには、基準面Ｍ１を有する治具Ｊと、加工装置４０が設けられている。治具Ｊは、基準面Ｍ１と反対側の面が天井面Ｕに接面するように天井面Ｕに設置されている。そのため、基準面Ｍ１は、床面Ｄ側を向いている。また、基準面Ｍ１は、天井面Ｕに対して水平となるように治具Ｊに設けられている。基準面Ｍ１は、ロボット座標系のＸＹ平面に対して水平とは限らない。基準面Ｍ１の当該ＸＹ平面に対する傾きは、この一例において、当該ＸＹ平面のＸ軸方向と基準面Ｍ１に設定された三次元局所座標系のＸ軸方向との間の傾きを示す角度と、当該ＸＹ平面のＹ軸方向と基準面Ｍ１に設定された三次元局所座標系のＹ軸方向との間の傾きを示す角度とによって表される。なお、基準面Ｍ１の傾きは、他の値によって表される構成であってもよい。ロボット座標系のＸＹ平面に対する基準面Ｍ１の傾きを示す角度は、第１角度の一例である。
【００４６】
加工装置４０は、この一例において、レーザー加工装置である。加工装置４０は、天井面Ｕと直交する方向であって天井面Ｕから床面Ｄに向かう方向に、物体Ｏの作業面Ｍ３を溶かすことによる表面加工が可能なレーザーＬを照射する。加工装置４０は、例えば、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている。これにより、加工装置４０は、制御装置３０から取得される制御信号に基づいてレーザーＬを照射する。
【００４７】
ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる。なお、加工装置４０は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によって制御装置３０と接続される構成であってもよい。なお、加工装置４０は、制御装置３０に制御される構成に代えて、他の装置に制御される構成であってもよく、加工装置４０が備えるセンサーによって物体Ｏを検出した際にレーザーＬを所定の照射時間だけ照射する構成等の他の構成であってもよい。
【００４８】
ロボット２０は、図示しない給材領域から物体Ｏを把持した後、傾斜調整工程の作業を行う。傾斜調整工程は、ロボット２０が、基準面Ｍ１に対して作業面Ｍ３が水平になるように基準面Ｍ１に作業面Ｍ３を接面させる工程である。これにより、ロボット２０は、作業面Ｍ３を基準面Ｍ１に対して水平にすることができる。なお、傾斜調整工程は、これに代えて、ロボット２０が、基準面Ｍ１に対してハンド面Ｍ２が水平になるように基準面Ｍ１にハンド面Ｍ２を接面させる工程であってもよい。この場合、ロボット２０は、作業面Ｍ３を基準面Ｍ１に対して水平にすることができる。
【００４９】
ロボット２０は、エンドエフェクターＥにより把持された物体Ｏを、基準面Ｍ１に対して作業面Ｍ３が水平である状態を保ったまま所定の加工位置へ移動させる。そして、加工装置４０のレーザーＬによって作業面Ｍ３が加工された後、ロボット２０は、物体Ｏを図示しない除材領域へ除材する除材工程の作業を行う。
【００５０】
以上のように、ロボット２０は、給材工程から除材工程までの一連の作業を所定の作業として行う。
【００５１】
以下、上記において説明した所定の作業のうちの基準面Ｍ１に対して作業面Ｍ３が水平である状態を保ったまま物体Ｏを所定の加工位置へ移動させる作業を制御装置３０がロボット２０に行わせる処理の概要について説明する。
【００５２】
制御装置３０は、基準面Ｍ１の第１角度（この一例において、ロボット座標系のＸＹ平面に対する基準面Ｍ１の傾きを示す角度）と、第１傾斜計測部２１により計測された第２角度（この一例において、ロボット座標系のＸＹ平面に対するハンド面Ｍ２の傾きを示す角度）とに基づいてアームを動作させる。これにより、制御装置３０は、基準面Ｍ１に応じた動作によって物体Ｏをロボット２０に移動させることができる。この一例において、制御装置３０は、基準面Ｍ１と水平な方向に物体Ｏを移動させることができる。
【００５３】
ここで、基準面Ｍ１に対して作業面Ｍ３が水平である状態を保ったまま物体Ｏを所定の加工位置へ移動させる作業を制御装置３０がロボット２０に行わせる処理を具体的に説明する。制御装置３０は、前述したように、物体Ｏを把持しているエンドエフェクターＥを移動させ、基準面Ｍ１に対して作業面Ｍ３が水平になるように基準面Ｍ１に作業面Ｍ３を接面させる。以下では、一例として、制御装置３０がエンドエフェクターＥに物体Ｏを把持させる際、ハンド面Ｍ２と作業面Ｍ３が水平となるように把持させる場合について説明する。すなわち、基準面Ｍ１に対して作業面Ｍ３が水平になるように基準面Ｍ１に作業面Ｍ３を接面させた場合、制御装置３０は、ハンド面Ｍ２と作業面Ｍ３の両方を基準面Ｍ１に対して水平にすることができる。
【００５４】
制御装置３０は、基準面Ｍ１に対して作業面Ｍ３が水平となるように基準面Ｍ１に作業面Ｍ３を接面させた状態を保ったまま、第１傾斜計測部２１から傾斜情報を取得する。制御装置３０は、当該傾斜情報が示す角度と、ロボット座標系のＸＹ平面に対する基準面Ｍ１の傾きを示す角度との相対的な角度に基づいて、当該ＸＹ平面に対する作業面Ｍ３の角度を算出する。制御装置３０は、基準面Ｍ１に対して作業面Ｍ３を水平にしたい場合、算出した当該角度がゼロとなるようにエンドエフェクターＥの姿勢を調整する。この一例では、基準面Ｍ１に対して作業面Ｍ３が水平となるように基準面Ｍ１に作業面Ｍ３を接面させているため、基準面Ｍ１と作業面Ｍ３が接面した段階で当該角度は、ゼロである。制御装置３０は、基準面Ｍ１に対して作業面Ｍ３を所定の傾きに傾けたい場合、当該角度が所定の傾きを示す角度となるようにエンドエフェクターＥの姿勢を調整する。
【００５５】
制御装置３０は、エンドエフェクターＥの姿勢を調整した後、第１傾斜計測部２１から取得される傾斜情報が示す角度が変化しないようにエンドエフェクターＥを移動させ、物体Ｏを所定の加工位置に移動させる。これにより、制御装置３０は、基準面Ｍ１に応じた動作によって物体Ｏをロボット２０に移動させることができる。この一例において、制御装置３０は、基準面Ｍ１と水平な方向に物体Ｏを移動させることができる。
【００５６】
本実施形態では、制御装置３０が、基準面Ｍ１に対して作業面Ｍ３が水平である状態を保ったまま物体Ｏを所定の加工位置へ移動させる作業を制御装置３０がロボット２０に行わせる処理について詳しく説明する。
【００５７】
次に、図３を参照し、制御装置３０のハードウェア構成について説明する。図３は、制御装置３０のハードウェア構成の一例を示す図である。制御装置３０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）３１と、記憶部３２と、入力受付部３３と、通信部３４と、表示部３５を備える。また、制御装置３０は、通信部３４を介してロボット２０と通信を行う。これらの構成要素は、バスＢｕｓを介して相互に通信可能に接続されている。
【００５８】
ＣＰＵ３１は、記憶部３２に格納された各種プログラムを実行する。
記憶部３２は、例えば、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）やＳＳＤ（Solid  State  Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  Read−Only  Memory）、ＲＯＭ（Read−Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等を含む。なお、記憶部３２は、制御装置３０に内蔵されるものに代えて、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポート等によって接続された外付け型の記憶装置であってもよい。
【００５９】
記憶部３２は、制御装置３０が処理する各種情報や画像、プログラム、各種位置情報等を格納する。この一例において、各種位置情報には少なくとも、図示しない給材領域に配置されている１以上の物体Ｏそれぞれのロボット座標系における位置を示す物体位置情報と、基準面Ｍ１の位置を示す基準面位置情報と、レーザーＬによって加工された後の物体Ｏを除材する図示しない除材領域の位置を示す除材領域位置情報と、所定の加工位置を示す加工位置情報とが含まれる。以下では、一例として、記憶部３２が、各種位置情報を予め記憶している場合について説明する。なお、記憶部３２は、ユーザーから受け付けられた操作に基づいて、各種位置情報を記憶する構成であってもよい。
【００６０】
入力受付部３３は、例えば、キーボードやマウス、タッチパッド等を備えたティーチングペンダントや、その他の入力装置である。なお、入力受付部３３は、タッチパネルとして表示部３５と一体に構成されてもよい。
通信部３４は、例えば、ＵＳＢ等のデジタル入出力ポートやイーサネット（登録商標）ポート等を含んで構成される。
表示部３５は、例えば、液晶ディスプレイパネル、あるいは、有機ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイパネルである。
【００６１】
次に、図４を参照し、制御装置３０の機能構成について説明する。図４は、制御装置３０の機能構成の一例を示す図である。制御装置３０は、記憶部３２と、制御部３６を備える。
【００６２】
制御部３６は、制御装置３０の全体を制御する。制御部３６は、位置情報取得部４１と、力検出情報取得部４２と、傾斜情報取得部４３と、加工装置制御部４４と、ロボット制御部４５を備える。制御部３６が備えるこれらの機能部は、例えば、ＣＰＵ３１が、記憶部３２に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。また、これらの機能部のうちの一部又は全部は、ＬＳＩ（Large  Scale  Integration）やＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。
【００６３】
位置情報取得部４１は、記憶部３２から各種位置情報を読み出す。
力検出情報取得部４２は、力検出部２２から力検出情報を取得する。
傾斜情報取得部４３は、第１傾斜計測部２１から傾斜情報を取得する。
加工装置制御部４４は、加工装置４０を制御する。この一例において、加工装置制御部４４は、エンドエフェクターＥに把持された物体Ｏが所定の加工位置へ移動した後、所定の照射時間だけレーザーＬを照射する。
【００６４】
ロボット制御部４５は、給材工程制御部５０と、傾斜調整工程制御部５２と、加工工程制御部５４と、除材工程制御部５６を備える。
給材工程制御部５０は、給材工程の作業をロボット２０に行わせる。
傾斜調整工程制御部５２は、傾斜調整工程の作業をロボット２０に行わせる。
加工工程制御部５４は、加工工程の作業をロボット２０に行わせる。
除材工程制御部５６は、除材工程の作業をロボット２０に行わせる。
【００６５】
以下、図５を参照し、制御部３６が行う処理について説明する。図５は、制御部３６が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
位置情報取得部４１は、記憶部３２から各種位置情報を取得する（ステップＳ１００）。次に、ロボット制御部４５は、ステップＳ１００において取得した各種位置情報に含まれる物体位置情報が示す１以上の位置から１つずつ位置を選択し、選択した位置に配置されている物体Ｏ毎に、ステップＳ１２０からステップＳ１５０までの処理を繰り返し行う（ステップＳ１１０）。
【００６６】
給材工程制御部５０は、給材工程の作業をロボット２０に行わせる（ステップＳ１２０）。より具体的には、給材工程制御部５０は、ステップＳ１１０において選択された位置に配置されている物体Ｏを把持（給材）する。次に、傾斜調整工程制御部５２は、所定の条件が満たされているか否かを判定する（ステップＳ１２５）。所定の条件には、以下に示す３つの条件が含まれる。
【００６７】
条件１）一度もステップＳ１３０において行われる傾斜調整工程の作業が行われていないこと
条件２）所定の時間が経過していること
条件３）ステップＳ１２０からステップＳ１５０までの処理が所定の回数以上行われていること
【００６８】
所定の時間は、例えば、５分である。なお、所定の時間は、これに代えて、他の時間であってもよい。また、所定の回数は、例えば、５回である。なお、所定の回数は、これに代えて、他の回数であってもよい。また、所定の条件には、上記の条件のうちの条件１）及び条件２）のみが含まれる構成であってもよく、上記の条件のうちの条件１）及び条件３）のみが含まれる構成であってもよく、上記の条件１）〜条件３）に加えて他の条件が含まれる構成であってもよい。傾斜調整工程制御部５２は、ステップＳ１２５において、上記の条件１）〜条件３）のうちの少なくとも１つが満たされている場合、所定の条件が満たされていると判定する。
【００６９】
所定の条件が満たされていると判定した場合（ステップＳ１２５−Ｙｅｓ）、傾斜調整工程制御部５２は、傾斜調整工程の作業をロボット２０に行わせる（ステップＳ１３０）。一方、所定の条件が満たされていないと傾斜調整工程制御部５２が判定した場合（ステップＳ１２５−Ｎｏ）、加工工程制御部５４は、加工工程の作業をロボット２０に行わせる（ステップＳ１４０）。
【００７０】
ここで、ステップＳ１３０及びステップＳ１４０の処理について説明する。まず、図６〜図８を参照し、ステップＳ１３０の処理について説明する。
傾斜調整工程制御部５２は、ステップＳ１００において記憶部３２から読み出した各種位置情報に含まれる基準面位置情報に基づいて、傾斜調整工程の作業において、エンドエフェクターＥに把持された物体Ｏの作業面Ｍ３を基準面Ｍ１に接面させる。図６は、ロボット２０がエンドエフェクターＥに把持された物体Ｏを基準面Ｍ１に接面させようとしている最中の様子の一例を示す図である。この一例において、基準面位置情報が示す位置は、基準面Ｍ１の中心の位置である。なお、基準面位置情報が示す位置は、基準面Ｍ１の４つの角のうちの１つの角の位置等の基準面Ｍ１上の他の位置であってもよい。また、物体Ｏの位置は、この一例において、物体Ｏの重心の位置によって示される。
【００７１】
図６に示したように、傾斜調整工程制御部５２は、エンドエフェクターＥを移動させることによってエンドエフェクターＥに把持された物体Ｏの位置を、ロボット座標系におけるＺ軸方向、すなわち重力方向に基準面Ｍ１から所定距離だけ離れた位置へ移動させる。傾斜調整工程制御部５２は、エンドエフェクターＥを移動させることによって物体Ｏを、図６に示した矢印ＴＯの方向、すなわち当該重力方向とは反対の方向へ移動させて基準面Ｍ１へ近づける。そして、傾斜調整工程制御部５２は、力検出情報取得部４２が取得した力検出情報に基づく制御によって物体Ｏの作業面Ｍ３を、図７に示したように基準面Ｍ１に対して水平になるように基準面Ｍ１に接面させる。
【００７２】
図７は、ロボット２０がエンドエフェクターＥに把持された物体Ｏを基準面Ｍ１に接面させた直後の様子の一例を示す図である。ここで、物体Ｏの作業面Ｍ３が基準面Ｍ１に対して水平になるように基準面Ｍ１に接面した場合に、力検出部２２から取得される力検出情報に含まれる力検出部２２の出力値が所定の接面条件を満たす値となるように、力検出部２２がソフトウェア又はハードウェアによって予め調整されている場合、傾斜調整工程制御部５２は、力検出情報に含まれる３つの力を示す情報と、３つのモーメントを示す情報とに基づいて、物体Ｏの作業面Ｍ３を、基準面Ｍ１に対して水平になるように基準面Ｍ１に接面させることができる。このため、この一例における力検出部２２は、このような調整が予め行われている。
【００７３】
３つの力はそれぞれ、エンドエフェクターＥ又はエンドエフェクターＥが把持した物体Ｏに加わった力のうちのＸ軸方向の力、Ｙ軸方向の力、Ｚ軸方向の力である。また、３つのモーメントはそれぞれ、エンドエフェクターＥ又はエンドエフェクターＥが把持した物体Ｏに加わった力によってエンドエフェクターＥを回転させようとする回転モーメントのうちのＸ軸周りに回転させようとする回転モーメント、Ｙ軸周りに回転させようとする回転モーメント、Ｚ軸周りに回転させようとする回転モーメントである。
【００７４】
傾斜調整工程制御部５２は、これら３つの力それぞれの値と、３つのモーメントそれぞれの値とが前述の所定の接面条件を満たすようにエンドエフェクターＥの姿勢を変化させながら物体Ｏの作業面Ｍ３を基準面Ｍ１に対して接面させる。所定の接面条件には、例えば、以下の２つの条件が含まれる。
【００７５】
条件４）Ｚ軸方向の力が所定値以上の力であり、Ｘ軸方向の力及びＹ軸方向の力がゼロであること
条件５）Ｘ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りそれぞれの回転モーメントが全てゼロであること
【００７６】
なお、所定の接面条件には、上記の条件４）及び条件５）のいずれか一方又は両方に代えて、他の条件を含む構成であってもよく、上記の条件４）及び条件５に加えて他の条件を含む構成であってもよい。この一例では、傾斜調整工程制御部５２は、上記の条件４）及び条件５）の両方が満たされた場合、所定の接面条件が満たされたと判定する。
【００７７】
そして、傾斜調整工程制御部５２は、力検出情報取得部４２が取得した力検出情報に含まれる３つの力を示す情報と、３つのモーメントを示す情報とが上記の所定の接面条件を満たした場合、物体Ｏの作業面Ｍ３が基準面Ｍ１に対して水平になるように基準面Ｍ１に接面したと判定する。物体Ｏの作業面Ｍ３が基準面Ｍ１に対して水平になるように基準面Ｍ１に接面した後、傾斜調整工程制御部５２は、傾斜情報取得部４３に第１傾斜計測部２１から傾斜情報を取得させる。なお、この一例における傾斜調整工程において第１傾斜計測部２１から傾斜情報を取得することは、第１角度を第１傾斜計により計測することの一例であるとともに、第２角度を第１傾斜計により計測することの一例である。
【００７８】
以上のように、傾斜調整工程制御部５２は、傾斜調整工程の作業をロボット２０に行わせる。なお、傾斜調整工程制御部５２は、物体Ｏの作業面Ｍ３を基準面Ｍ１に対して接面させる構成に代えて、図８に示したように、エンドエフェクターＥのハンド面Ｍ２を基準面Ｍ１に対して接面させる構成であってもよい。図８は、ロボット２０が、物体Ｏを把持したエンドエフェクターＥを基準面Ｍ１に接面させた直後の様子の一例を示す図である。
【００７９】
この場合、エンドエフェクターＥのハンド面Ｍ２が基準面Ｍ１に対して水平になるように基準面Ｍ１に接面した場合に、力検出部２２から取得される力検出情報に含まれる力検出部２２の出力値が上記の所定の接面条件を満たすように、力検出部２２を予め調整しておく。これにより、傾斜調整工程制御部５２は、力検出情報に含まれる３つの力を示す情報と、３つのモーメントを示す情報とに基づいて、エンドエフェクターＥのハンド面Ｍ２を、基準面Ｍ１に対して水平になるように基準面Ｍ１に接面させることができる。エンドエフェクターＥのハンド面Ｍ２が基準面Ｍ１に対して水平になるように基準面Ｍ１に接面した後、傾斜調整工程制御部５２は、傾斜情報取得部４３に第１傾斜計測部２１から傾斜情報を取得させる。
【００８０】
傾斜調整工程制御部５２が傾斜調整工程の作業をロボット２０に行わせた後、加工工程制御部５４は、ステップＳ１２５において所定の条件が満たされていないと傾斜調整工程制御部５２が判定した場合と同様に、ステップＳ１４０における加工工程の作業をロボット２０に行わせる。なお、ステップＳ１２５において所定の条件のうちの条件２又は条件３のいずれか一方又は両方が満たされていると判定した場合、傾斜情報取得部４３が上記で説明したステップＳ１３０の処理を再度行うことは、第１角度の再計測の一例である。
【００８１】
以下、ステップＳ１４０の処理について説明する。ステップＳ１４０において、加工工程制御部５４は、エンドエフェクターＥを移動させることにより、傾斜情報取得部４３から傾斜情報を取得しながら、ステップＳ１３０において傾斜情報取得部４３が取得した傾斜情報が示す角度が変化しないように物体Ｏを、ステップＳ１００において取得した各種位置情報に含まれる加工位置情報に基づいて所定の加工位置へ移動させる。物体Ｏの位置が所定の加工位置へ移動した後、加工装置制御部４４は、加工装置４０に所定の時間だけレーザーＬを照射させる。レーザーＬは、物体Ｏの作業面Ｍ３に所定の時間だけ照射される。そして、作業面Ｍ３は、レーザーＬにより加工される。
【００８２】
なお、ステップＳ１２５において所定の条件が満たされていないと傾斜調整工程制御部５２が判定した場合、加工工程制御部５４は、現在エンドエフェクターＥが把持している物体Ｏの前にエンドエフェクターＥが把持していた物体Ｏの作業面Ｍ３にレーザーＬを照射する際に用いた傾斜情報（前回のステップＳ１４０の処理に用いた傾斜情報）を用いてステップＳ１４０の処理を行う。
【００８３】
ステップＳ１４０において加工装置４０からのレーザーＬの照射が終了した後、除材工程制御部５６は、除材工程の作業をロボット２０に行わせる（ステップＳ１５０）。より具体的には、除材工程制御部５６は、ステップＳ１００において取得した各種位置情報に含まれる除材位置情報に基づいて、作業面Ｍ３がレーザーＬによって加工された後の物体Ｏを除材領域に除材する。
【００８４】
このように、制御部３６は、ロボット２０に所定の作業を行わせる。なお、ステップＳ１２５における判定は、ステップＳ１３０における傾斜調整工程の作業を、物体Ｏを加工するたびに毎回行わないようにするための判定である。このため、制御部３６は、ロボット２０に所定の作業を行わせる際、図５に示したフローチャートからステップＳ１２５を省略する構成であってもよい。
なお、上記においてハンド面Ｍ２に設けられた第１傾斜計測部２１は、物体Ｏの作業面Ｍ３に設けられる構成であってもよい。この場合、第１傾斜計測部２１は、制御装置３０と無線によって通信可能に接続されていてもよい。
【００８５】
また、ロボットシステム１では、制御装置３０が、物体Ｏの作業面Ｍ３を基準面Ｍ１に対して水平になるように基準面Ｍ１に接面させた状態において第１傾斜計測部２１から傾斜情報を取得する構成に代えて、ハンド面Ｍ２から取り外された第１傾斜計測部２１によって基準面Ｍ１の傾きが計測される構成であってもよい。この場合、第１傾斜計測部２１は、無線通信によって制御装置３０と通信可能に接続されていてもよい。第１傾斜計測部２１がハンド面Ｍ２から取り外されてから基準面Ｍ１に設置された後、制御装置３０は、基準面Ｍ１に設置された第１傾斜計測部２１から傾斜情報を第２傾斜情報として取得する。その後、第１傾斜計測部２１は、基準面Ｍ１から取り外されてハンド面Ｍ２に設置される。制御装置３０は、ハンド面Ｍ２に設置された第１傾斜計測部２１から傾斜情報を第１傾斜情報として取得し、取得した第１傾斜情報が示す角度が、取得した第２傾斜情報が示す角度に一致するようにエンドエフェクターＥの姿勢を変化させる。このようにして、ロボットシステム１は、上記において説明した実施形態に係るロボットシステム１と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
＜実施形態の変形例１＞
以下、図９〜図１１を参照し、本発明の実施形態の変形例１について説明する。なお、実施形態の変形例１では、実施形態と同様な構成部に対して同じ符号を付して説明を省略する。図９は、本実施形態の変形例１に係るロボットシステム１ａの一例を示す構成図である。ロボットシステム１ａは、ロボット２０と、制御装置３０ａを備える。実施形態の変形例１では、ロボットシステム１ａは、上記で説明した実施形態と異なり、傾斜調整工程において作業面Ｍ３の傾きを、治具Ｊが有する基準面Ｍ１に代えて、図９に示した加工室Ｒの天井の面であって加工室Ｒの外側の基準面Ｍ４に対して水平にする。このため、図９に示したように、加工室Ｒ内には治具Ｊが設けられていない。
【００８７】
基準面Ｍ４には、第２傾斜計測部６０が設けられている。第２傾斜計測部６０は、ロボット座標系におけるＸＹ平面に対する基準面Ｍ４の傾きを計測するセンサーである。なお、第２傾斜計測部６０は、当該ＸＹ平面に対する基準面Ｍ４の傾きを示す角度を計測する構成に代えて、他の面に対する基準面Ｍ４の傾きを示す角度を計測する構成であってもよい。基準面Ｍ４の傾きは、この一例において、当該ＸＹ平面のＸ軸方向とハンド面に設定された三次元局所座標系のＸ軸方向との間の傾きを示す角度と、当該ＸＹ平面のＹ軸方向と基準面Ｍ４に設定された三次元局所座標系のＹ軸方向との間の傾きを示す角度とによって表される。なお、基準面Ｍ４の傾きは、他の値によって表される構成であってもよい。
【００８８】
第２傾斜計測部６０は、計測した角度を出力値として含む傾斜情報を通信により制御装置３０へ出力する。傾斜情報に含まれる基準面Ｍ４の傾きを示す１以上の角度は、第１角度の一例である。第２傾斜計測部６０は、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる。なお、第２傾斜計測部６０は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によって制御装置３０と接続される構成であってもよい。
【００８９】
図１０は、制御装置３０ａの機能構成の一例を示す図である。制御装置３０ａは、記憶部３２と、制御部３６ａを備える。
制御部３６ａは、位置情報取得部４１と、力検出情報取得部４２と、傾斜情報取得部４３ａと、加工装置制御部４４と、ロボット制御部４５ａを備える。
傾斜情報取得部４３ａは、第１傾斜計測部２１から傾斜情報を第１傾斜情報として取得する。また、傾斜情報取得部４３ａは、第２傾斜計測部６０から傾斜情報を第２傾斜情報として取得する。
【００９０】
ロボット制御部４５ａは、給材工程制御部５０と、加工工程制御部５４ａと、除材工程制御部５６を備える。
加工工程制御部５４ａは、傾斜情報取得部４３が第１傾斜計測部２１から取得した第１傾斜情報と、傾斜情報取得部４３が第２傾斜計測部６０から取得した第２傾斜情報とに基づいて、加工工程の作業をロボット２０に行わせる。
【００９１】
以下、図１１を参照し、制御部３６ａが行う処理について説明する。図１１は、制御部３６ａが行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１１に示したフローチャートのステップＳ１００、ステップＳ１１０、ステップＳ１２０、ステップＳ１５０それぞれの処理は、図５に示したフローチャートのステップＳ１００、ステップＳ１１０、ステップＳ１２０、ステップＳ１５０それぞれの処理と同様な処理のため、説明を省略する。
【００９２】
ステップＳ１２０において給材工程の作業がロボット２０により行われた後、加工工程制御部５４ａは、実施形態の変形例１に係る加工工程の作業をロボット２０に行わせる（ステップＳ１４０ａ）。より具体的には、加工工程制御部５４ａは、傾斜情報取得部４３に第２傾斜計測部６０から第２傾斜情報を取得させる。
【００９３】
加工工程制御部５４ａは、傾斜情報取得部４３から第１傾斜情報を取得しながら、第１傾斜情報が示す角度と、第２傾斜情報が示す角度である角度とが一致するように、すなわち基準面Ｍ４に対してハンド面Ｍ２が水平になるようにエンドエフェクターＥのハンド面Ｍ２の姿勢を変化させる。
【００９４】
この一例において、物体ＯがエンドエフェクターＥに把持されている場合における作業面Ｍ３は、ハンド面Ｍ２に対して水平であるため、加工工程制御部５４ａは、基準面Ｍ４に対してハンド面Ｍ２が水平になるようにすることにより、基準面Ｍ４に対して作業面Ｍ３を水平にしている。物体ＯがエンドエフェクターＥに把持されている場合における作業面Ｍ３が、ハンド面Ｍ２に対して水平ではない場合、ステップＳ１４０ａにおいて加工工程制御部５４ａは、ハンド面Ｍ２に対する作業面Ｍ３の傾きを示す角度と、第１傾斜情報が示す角度と、第２傾斜情報が示す角度とに基づいて、基準面Ｍ４に対して作業面Ｍ３が水平となるようにエンドエフェクターＥの姿勢を変化させる。
【００９５】
基準面Ｍ４に対して作業面Ｍ３を水平にした後、加工工程制御部５４ａは、エンドエフェクターＥを移動させることにより、傾斜情報取得部４３から第１傾斜情報を取得しながら、ハンド面Ｍ２の姿勢が変化しないように物体Ｏを、ステップＳ１００において取得した各種位置情報に含まれる加工位置情報に基づいて所定の加工位置へ移動させる。物体Ｏの位置が所定の加工位置へ移動した後、加工装置制御部４４は、加工装置４０に所定の時間だけレーザーＬを照射させる。レーザーＬは、物体Ｏの作業面Ｍ３に所定の時間だけ照射される。そして、作業面Ｍ３は、レーザーＬにより加工される。
【００９６】
以上のように、制御部３６ａは、傾斜調整工程において傾斜情報取得部４３が取得した第１傾斜情報が示す角度と、傾斜情報取得部４３が取得した第２傾斜情報が示す角度とに基づいて、作業面Ｍ３の傾きを基準面Ｍ４に対して水平にすることにより、加工工程の作業をロボット２０に行わせる。これにより、ロボットシステム１ａは、実施形態に係るロボットシステム１と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
なお、実施形態の変形例１においてハンド面Ｍ２に設けられた第１傾斜計測部２１は、物体Ｏの作業面Ｍ３に設けられる構成であってもよい。この場合、制御部３６ａは、傾斜調整工程において傾斜情報取得部４３が取得した第１傾斜情報が示す角度と、傾斜情報取得部４３が取得した第２傾斜情報が示す角度とに基づいて、ハンド面Ｍ２の傾きを基準面Ｍ４に対して水平にする。
【００９８】
また、ロボットシステム１ａでは、基準面Ｍ４の傾きが第２傾斜計測部６０によって計測される構成に代えて、ハンド面Ｍ２から取り外された第１傾斜計測部２１によって基準面Ｍ４の傾きが計測される構成であってもよい。この場合、第１傾斜計測部２１は、無線通信によって制御装置３０と通信可能に接続されていてもよい。第１傾斜計測部２１がハンド面Ｍ２から取り外されてから基準面Ｍ４に設置された後、制御装置３０は、基準面Ｍ４に設置された第１傾斜計測部２１から傾斜情報を第２傾斜情報として取得する。その後、第１傾斜計測部２１は、基準面Ｍ４から取り外されてハンド面Ｍ２に設置される。制御装置３０は、ハンド面Ｍ２に設置された第１傾斜計測部２１から傾斜情報を第１傾斜情報として取得し、取得した第１傾斜情報が示す角度が、取得した第２傾斜情報が示す角度に一致するようにエンドエフェクターＥの姿勢を変化させる。このようにして、ロボットシステム１ａは、実施形態に係るロボットシステム１と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
＜実施形態の変形例２＞
以下、図１２〜図１４を参照し、本発明の実施形態の変形例２について説明する。なお、実施形態の変形例２では、実施形態と同様な構成部に対して同じ符号を付して説明を省略する。図１２は、ロボットシステム１ｂの一例を示す構成図である。ロボットシステム１ｂは、ロボット２０ｂと、制御装置３０ｂを備える。実施形態の変形例２では、ロボットシステム１ｂは、上記で説明した実施形態と同様に（実施形態の変形例１と異なり）、傾斜調整工程において作業面Ｍ３の傾きを、治具Ｊが有する基準面Ｍ１に対して水平にする。一方、ロボットシステム１ｂは、以下で説明する撮像部２３を備えており、撮像部２３が撮像した撮像画像に基づいてエンドエフェクターＥの位置と、物体Ｏの位置とを検出する。ロボットシステム１ｂは、検出したエンドエフェクターＥの位置と、物体Ｏの位置とに基づいて、給材工程の作業と、傾斜調整工程の作業と、加工工程の作業と、除材工程の作業をロボット２０ｂに行わせる。
【０１００】
ロボット２０ｂは、第１傾斜計測部２１と、力検出部２２と、撮像部２３を備える。なお、ロボットシステム１は、ロボット２０ｂと別体として撮像部２３を備える構成であってもよい。また、図１２では、図を簡略化するため、ロボット２０ｂと作業面Ｍ３が別体として描いている。
【０１０１】
撮像部２３は、例えば、集光された光を電気信号に変換する撮像素子であるＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）やＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）等を備えたステレオカメラである。撮像部２３は、ケーブルによって制御装置３０と通信可能に接続されている。ケーブルを介した有線通信は、例えば、イーサネット（登録商標）やＵＳＢ等の規格によって行われる。なお、撮像部２３は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の通信規格により行われる無線通信によって制御装置３０と接続される構成であってもよい。
【０１０２】
撮像部２３は、エンドエフェクターＥが作業可能な領域を含む範囲を撮像範囲として撮像可能な位置に設置される。撮像部２３は、撮像範囲の静止画像をステレオ撮像する構成であってもよく、撮像範囲の動画像をステレオ撮像する構成であってもよい。
【０１０３】
図１３は、制御装置３０ｂの機能構成の一例を示す図である。制御装置３０ｂは、記憶部３２と、制御部３６ｂを備える。
制御部３６ｂは、位置情報取得部４１と、力検出情報取得部４２と、傾斜情報取得部４３と、加工装置制御部４４と、ロボット制御部４５と、撮像制御部４６と、画像取得部４７と、位置検出部４８を備える。
【０１０４】
撮像制御部４６は、撮像部２３が撮像可能な撮像範囲を撮像部２３にステレオ撮像させる。
画像取得部４７は、撮像部２３が撮像した撮像画像を撮像部２３から取得する。
位置検出部４８は、画像取得部４７が取得した撮像画像に基づいて、エンドエフェクターＥの位置と、物体Ｏの位置とを検出する。
【０１０５】
以下、図１４を参照し、制御部３６ｂが行う処理について説明する。図１４は、制御部３６ｂが行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１４に示したフローチャートのステップＳ１００〜ステップＳ１５０までの処理は、図５に示したフローチャートのステップＳ１００〜ステップＳ１５０までの処理と同様な処理のため、説明を省略する。
【０１０６】
撮像制御部４６は、撮像部２３が撮像可能な撮像範囲を撮像部２３に撮像させる（ステップＳ２００）。次に、画像取得部４７は、ステップＳ２００において撮像部２３が撮像した撮像画像を撮像部２３から取得する（ステップＳ２１０）。次に、位置検出部４８は、ステップＳ２１０において画像取得部４７が取得した撮像画像に基づいて、エンドエフェクターＥの位置を検出する。また、位置検出部４８は、当該撮像画像に基づいて、図示しない給材領域に配置された１以上の物体Ｏそれぞれの位置を検出する（ステップＳ２２０）。
【０１０７】
ここで、ステップＳ２２０の処理について説明する。実施形態の変形例２において、エンドエフェクターＥと、１以上の物体Ｏのそれぞれとには、それぞれの位置を示すマーカーが設けられている。位置検出部４８は、撮像画像から当該マーカーを検出し、検出したマーカーが示す位置を検出する。
【０１０８】
なお、このように、実施形態の変形例２では、エンドエフェクターＥの位置と、１以上の物体Ｏのそれぞれの位置とが、位置検出部４８により検出されるため、各種位置情報は、前述した物体位置情報を含まない構成であってもよい。また、位置検出部４８は、撮像画像に基づいて、エンドエフェクターＥと、１以上の物体Ｏそれぞれの位置を検出する構成に代えて、エンドエフェクターＥと、１以上の物体Ｏそれぞれの位置と、基準面Ｍ１の位置と、図示しない除材領域の位置と、所定の加工位置とのうちの一部又は全部を検出する構成であってもよい。また、位置検出部４８は、エンドエフェクターＥの位置と、１以上の物体Ｏのそれぞれの位置とを、パターンマッチング等の他の方法によって検出する構成であってもよい。
【０１０９】
以上のように、制御部３６ｂは、撮像部２３が撮像した撮像画像からエンドエフェクターＥの位置と、１以上の物体Ｏそれぞれの位置を検出する。そして、制御部３６ｂは、検出したこれらの位置に基づいて、給材工程の作業と、傾斜調整工程の作業と、加工工程の作業と、除材工程の作業とをロボット２０ｂに行わせる。これにより、ロボットシステム１ｂは、実施形態に係るロボットシステム１と同様の効果を得ることができる。
【０１１０】
なお、実施形態の変形例２のようにロボットシステム１ｂが撮像部２３を備える場合、制御部３６ａは、画像取得部４７が取得した撮像画像に基づいて、エンドエフェクターＥが物体Ｏを把持している際にエンドエフェクターＥと物体Ｏの相対的な位置関係がずれたことを検出する構成であってもよい。より具体的には、制御部３６ａは、画像取得部４７が取得した撮像画像に基づいて、エンドエフェクターＥが物体Ｏを把持している際にエンドエフェクターＥのハンド面Ｍ２に対して物体Ｏの作業面Ｍ３が水平ではなくなったことを検出する構成であってもよい。この場合、ロボット制御部４５ａは、エンドエフェクターＥに物体Ｏを把持し直させることにより、エンドエフェクターＥのハンド面Ｍ２に対して物体Ｏの作業面Ｍ３を水平にする。
【０１１１】
以上のように、ロボットシステム１（又は、ロボットシステム１ａやロボットシステム１ｂ）は、エンドエフェクターＥに設けられた第１傾斜計測部２１から取得される傾斜情報を用いて加工工程の作業をロボット２０（又はロボット２０ｂ）に行わせる。このため、エンドエフェクターＥに第１傾斜計測部２１を設ける際、エンドエフェクターＥのハンド面Ｍ２と、第１傾斜計測部のハンド面Ｍ２に設置される側の面である傾斜計面との位置関係が基準の位置関係からずれていた場合、ロボットシステム１（又はロボットシステム１ａやロボットシステム１ｂ）は、加工工程の作業をロボット２０（又はロボット２０ｂ）に行わせる際に、第１傾斜計測部２１から取得される傾斜情報を、ハンド面Ｍ２と傾斜計面との位置関係が基準の位置関係である場合において取得される傾斜情報への補正を行う必要がある。以下では、当該補正を行う処理について説明する。
【０１１２】
＜ハンド面Ｍ２と傾斜計面との位置関係に応じた傾斜情報の補正方法＞
以下、図１５を参照し、ハンド面Ｍ２と傾斜計面との位置関係に応じた傾斜情報の補正方法について説明する。図１５は、ハンド面Ｍ２と傾斜計面との位置関係に応じた傾斜情報の補正方法を説明するための図である。図１５には、ハンド面Ｍ２の姿勢を示す局所座標系の３つの座標軸（Ｘ軸Ｈｘ、Ｙ軸Ｈｙ、Ｚ軸Ｈｚ）と、傾斜計面の姿勢を示す局所座標系の３つの座標軸（Ｘ軸Ｓｘ、Ｙ軸Ｓｙ、Ｚ軸Ｓｚ）とが示されている。前述の基準の位置関係は、ハンド面Ｍ２の姿勢を示す局所座標系と、傾斜計面の姿勢を示す局所座標系とが一致する場合におけるハンド面Ｍ２と傾斜計面との位置関係のことである。また、図１５に示した例では、これらの局所座標系の原点及びＺ軸方向は、一致している。しかし、当該例では、これらの局所座標系のＸ軸方向及びＹ軸方向はそれぞれ、角度αだけずれている。すなわち、図１５に示した例は、ハンド面Ｍ２と傾斜計面との位置関係が基準の位置関係からずれている場合の一例である。
【０１１３】
このような場合、例えば、ロボット制御部４５は、現在のハンド面Ｍ２の姿勢を示す局所座標系のＸ軸方向をＸ軸の傾きの基準（ゼロ点）とし、当該局所座標系のＹ軸方向をＹ軸の傾きの基準（ゼロ）とする。そして、ロボット制御部４５は、ハンド面Ｍ２の姿勢を示す局所座標系のＸ軸周りにエンドエフェクターＥを角度βだけ回転させる。この場合、第１傾斜計測部２１から取得される傾斜情報は、傾斜計面のロボット座標系のＸＹ平面に対する傾きを示す。
【０１１４】
このため、当該傾斜情報を、以下に示した式（１）及び式（２）を用いて、ハンド面Ｍ２のロボット座標系のＸＹ平面に対する傾きへ補正する。傾斜計面の姿勢を示す局所座標系のＹ軸の当該ＸＹ平面に対する傾きを示す角度を角度γ１とし、当該局所座標系のＸ軸の当該ＸＹ平面に対する傾きを示す角度を角度γ２とすると、角度γ１及び角度γ２と、角度α及び角度βとの関係は、幾何学に基づいて以下に示した式（１）及び式（２）として表される。
【０１１５】
ｓｉｎ（γ１）＝ｃｏｓ（α）×ｓｉｎ（β）  ・・・（１）
【０１１６】
ｓｉｎ（γ２）＝ｃｏｓ（９０°−α）×ｓｉｎ（β）＝ｓｉｎ（α）×ｓｉｎ（β）  ・・・（２）
【０１１７】
ロボット制御部４５は、これらの式に基づいて、ハンド面Ｍ２のロボット座標系のＸＹ平面に対する傾きへ補正する。すなわち、ロボット制御部４５は、ハンド面Ｍ２と、傾斜計面との基準の位置関係からのずれを補正する。これにより、ロボットシステム１は、ハンド面Ｍ２に対する第１傾斜計測部２１の設置を容易にすることができる。なお、傾斜計面は、傾斜計の所定面の一例である。
【０１１８】
以上説明したように、実施形態におけるロボットシステム１（又はロボットシステム１ａやロボットシステム１ｂ）は、基準面（例えば、基準面Ｍ１や基準面Ｍ４）の第１角度（この一例において、基準面Ｍ１の傾きを示す角度）と、第１傾斜計により計測された第２角度（この一例において、ハンド面Ｍ２又は作業面Ｍ３の傾きを示す角度）とに基づいてアームを動作させる。これにより、ロボットシステム１は、基準面と第２角度とに応じた動作によって物体（この一例において、物体Ｏ）を移動させることができる。
【０１１９】
また、ロボットシステム１は、第１角度を第１傾斜計（この一例において、第１傾斜計測部２１）により計測する。これにより、ロボットシステム１は、第１傾斜計により計測された第１角度及び第２角度と基準面と基づく動作によって物体を移動させることができる。
【０１２０】
また、ロボットシステム１は、基準面に物体の所定面（この一例において、作業面Ｍ３）又は把持部（この一例において、エンドエフェクターＥ）の所定面（この一例において、ハンド面Ｍ２）を接面させた状態において第１角度を第１傾斜計により計測する。これにより、ロボットシステム１は、基準面に物体の所定面又は把持部の所定面を接面させた状態において第１傾斜計により計測された第１角度と第２角度に基づく動作によって物体を移動させることができる。
【０１２１】
また、ロボットシステム１は、力検出器（この一例において、力検出部２２）の出力（この一例において、力検出情報）に基づいて、基準面に物体の所定面又は把持部の所定面を接面させる。これにより、ロボットシステム１は、力検出器の出力に基づいて物体の所定面又は把持部の所定面が基準面に接面させた状態を用いて、物体を移動させることができる。
【０１２２】
また、ロボットシステム１ａは、第１角度を、第１傾斜計とは異なる第２傾斜計（この一例において、第２傾斜計測部６０）により計測する。これにより、ロボットシステム１ａは、第２傾斜計により計測された第１角度と、第１傾斜計により計測された第２角度とに基づいて、基準面に応じた動作によって物体を移動させることができる。
【０１２３】
また、ロボットシステム１は、アームの少なくとも一部（この一例において、エンドエフェクターＥ）を、基準面に対して水平に移動させる。これにより、ロボットシステム１は、物体を基準面に対して水平に移動させることができる。
【０１２４】
また、ロボットシステム１は、基準面を用いて計測された第１角度と、加工装置（この一例において、加工装置４０）により加工されるワーク（この一例において、物体Ｏ）又は把持部に設けられた第１傾斜計により計測された第２角度とに基づいてアームを動作させる。これにより、ロボットシステム１は、基準面に応じた動作によって加工装置により加工されるワークを移動させることができる。
【０１２５】
また、ロボットシステム１ｂは、撮像部（この一例において、撮像部２３）により撮像された撮像画像に基づいて、把持部と物体との位置関係を変更する。これにより、ロボットシステム１ｂは、把持部と物体との位置関係がずれてしまった場合であっても、ずれる前の位置関係に戻すことができる。
【０１２６】
また、ロボットシステム１は、所定の条件が満たされた場合、第１角度を再計測する。これにより、ロボットシステム１は、第１角度がずれている可能性が高い場合に、第１角度を再計測することができる。
【０１２７】
また、ロボットシステム１は、物体の所定面又は把持部の所定面と、第１傾斜計の所定面との基準の位置関係からのずれを補正する。これにより、ロボットシステム１は、補正した当該位置関係に基づいて、基準面に応じた動作によって物体を移動させることができる。
【０１２８】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。
【０１２９】
また、以上に説明した装置（例えば、制御装置３０）における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳ（Operating  System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ（Compact  Disk）−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０１３０】
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１、１ａ、１ｂ  ロボットシステム、２０、２０ｂ  ロボット、２１  第１傾斜計測部、２２  力検出部、２３  撮像部、３０、３０ａ、３０ｂ  制御装置、３１  ＣＰＵ、３２  記憶部、３３  入力受付部、３４  通信部、３５  表示部、３６、３６ａ、３６ｂ  制御部、４０  加工装置、４１  位置情報取得部、４２  力検出情報取得部、４３  傾斜情報取得部、４４  加工装置制御部、４５、４５ａ  ロボット制御部、４６  撮像制御部、４７  画像取得部、４８  位置検出部、５０  給材工程制御部、５２  傾斜調整工程制御部、５４、５４ａ  加工工程制御部、５６  除材工程制御部、６０  第２傾斜計測部、２１１  第１通信方式変換部、２２１  第２通信方式変換部
【図１】
0006665450.tif 000002
【図２】
0006665450.tif 000003
【図３】
0006665450.tif 000004
【図４】
0006665450.tif 000005
【図５】
0006665450.tif 000006
【図６】
0006665450.tif 000007
【図７】
0006665450.tif 000008
【図８】
0006665450.tif 000009
【図９】
0006665450.tif 000010
【図１０】
0006665450.tif 000011
【図１１】
0006665450.tif 000012
【図１２】
0006665450.tif 000013
【図１３】
0006665450.tif 000014
【図１４】
0006665450.tif 000015
【図１５】
0006665450.tif 000016