(57)【要約】【課題】検出の精度が経時変化する力センサーを用いて重量を計測させる場合であっても、ロボット装置から力センサーを取り外すことなく精度を復帰させ、不良発生の抑制と生産性の向上が実現できるロボットを提供する。【解決手段】力センサーを備えるロボットであって、保持する被作業物の重量を、前記力センサーの検出値から演算し、重量を得る被作業物重量演算手段と、前記被作業物重量演算手段によって得られた測定重量と、前記被作業物の基準重量とを比較する重量比較手段と、前記測定重量が前記基準重量と異なる場合、標準重量を有する標準重りの検出値と前記標準重量とのずれを判定するセンサー検出ずれ判定手段と、前記センサー検出ずれ判定手段において、前記標準重りの前記検出値が前記標準重量とずれていると判定された場合、前記標準重りを前記ロボットに保持させ、前記検出値のずれを校正する検出値校正手段と、を備えている。【選択図】図１
2013052486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力センサーを備えるロボットであって、
前記ロボットが保持する被作業物の重量を、前記力センサーの検出値から演算し、前記被作業物の重量を得る被作業物重量演算手段と、
前記被作業物重量演算手段によって得られた前記被作業物の測定重量と、前記被作業物の基準重量とを比較する重量比較手段と、
前記測定重量が前記基準重量と異なる場合、標準重量を有する標準重りの前記力センサーの検出値と前記標準重量とのずれを判定するセンサー検出ずれ判定手段と、
前記センサー検出ずれ判定手段において、前記標準重りの前記力センサーの前記検出値が前記標準重量とずれていると判定された場合、前記標準重りを前記ロボットに保持させ、前記力センサーの前記検出値のずれを校正する検出値校正手段と、を備えている、
ことを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記センサー検出ずれ判定手段において、前記検出値のずれが校正可能範囲を超えている場合、前記センサー検出ずれ判定手段は前記力センサーが異常であると判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記力センサーが使われた時間を積算した使用累計時間と、前記力センサーの前記検出値の信頼性が保証可能な時間である使用可能時間と、を比較する使用時間比較手段を備え、
前記使用時間比較手段は、前記使用累計時間が前記使用可能時間を超えていると判定された場合、前記検出値校正手段に前記力センサーの前記検出値のずれの校正の実行を指示する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のロボット。
【請求項４】
前記検出値の平均値と偏差値の少なくとも一方を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記検出値の前記平均値と前記偏差値の少なくとも一方と、前記力センサーの検出ずれを示す閾値と、を比較するデータ比較手段と、を備え、
前記データ比較手段は、前記平均値と前記偏差値の少なくとも一方が、前記閾値を超えていると判定された場合、前記検出値校正手段に前記力センサーの前記検出値のずれの校正の実行を指示する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のロボット。
【請求項５】
被作業物をロボットに保持させ、前記被作業物の重量を前記ロボットに備える力センサーから得られた検出値から演算し、前記被作業物の重量を得る被作業物重量測定工程と、
前記被作業物重量測定工程により得られた前記被作業物の測定重量と、前記被作業物の基準重量と、を比較し前記被作業物の重量の良否判定を行う重量良否判定工程と、
前記重量良否判定工程において、前記測定重量が前記基準重量と異なり、否と判定された場合、標準重量を有する標準重りの前記力センサーの検出値と前記標準重量とのずれを判定するセンサー検出ずれ判定工程と、
前記センサーずれ判定工程において、前記標準重りの前記力センサーの前記検出値が前記標準重量とずれていると判定された場合、前記標準重りを前記ロボットに保持させ、前記標準重りの検出値から前記標準重量の値が得られる演算補正を行う検出値校正工程と、を含む、
ことを特徴とするロボット制御方法。
【請求項６】
前記センサー検出ずれ判定工程において、前記検出ずれが前記力センサーの校正可能範囲を超えている場合、前記センサー検出ずれ判定工程では前記力センサーが異常であると判定する、
ことを特徴とする請求項５に記載のロボット制御方法。
【請求項７】
前記被作業物重量測定工程の前に、
前記力センサーが使われた時間を積算した使用累計時間と、前記力センサーの前記検出値の信頼性が保証可能な時間である使用可能時間と、を比較する使用時間比較工程と、
前記使用時間比較工程において、前記使用累計時間が前記使用可能時間を超えていると判定された場合、前記検出値校正工程を実行させる、
ことを特徴とする請求項５または６に記載のロボット制御方法。
【請求項８】
前記被作業物重量測定工程の前に、
前記検出データの平均値と偏差値の少なくとも一方と、前記力センサーの検出ずれを示す閾値と、を比較するデータ比較工程と、
前記データ比較工程において、前記検出値の平均値と偏差値の少なくとも一方が、前記力センサーの検出ずれを示す前記閾値を超えていると判定された場合、前記検出データ校正工程を実行させる、
ことを特徴とする請求項５または６に記載のロボット制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットおよびロボット制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産ラインに作業単位毎に複数台のロボットを配置し、作業ロボットが加工したワークを次の工程の作業ロボットに、搬送システムを用いて受け渡しすることが通常行われている。この生産ラインにおける搬送システムにワーク重量測定手段を備え各作業ロボットが行った作業内容の適否を、作業後のワーク重量を測定して、測定重量と基準重量とを比較し工程作業の良否を判定することが開示されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示された方法では、各作業ロボット間でワークを搬送する搬送システムを備えなければならない。しかし近年、ロボットハンドによってワークを把持し、所定の作業を行う場合には、当該ロボットハンドから次工程に備えるロボットハンドへ、いわゆる手渡しすることが可能になり、特許文献１に示す搬送システムを構成することは、生産ラインのコストアップ、生産性の低下に繋がってしまう。そこで、特許文献２には、ロボットアームの先端に取り付けた対象物把持機構の付け根部に力センサーを備え、対象物把持機構が把持した対象物の重量を、力センサーによって検出することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０２０１０号公報
【特許文献２】特開２００７−９８５０１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、上述の特許文献２であっても、ロボットアームの作業を繰り返すことにより、力センサーは経時変化によって、検出データにずれ、すなわち正確さが低下することが発生する。この場合にどのように経時変化に対して力センサーを処置するかに関する記載が特許文献２には無い。また、近年のロボット装置において、作業動作中における異常を検出する方法として、ロボットアームに力センサーを装備して、異常発生時に生じるロボットアームへの過負荷を検知して、異常への回避行動をとらせ、対象物（ワーク）の破損防止、対人間への安全性の確保、を実現している。
【０００６】
そこで、上述のように対象物（ワーク）の破損防止、対人間への安全性の確保を目的に備える力センサーを用いて対象物の重量を計測させる場合であっても、経時変化する力センサーの重量検出の精度を、ロボット装置から力センサーを取り外すことなく所定の精度に復帰させる。更に、力センサーの故障も確実に検知して、不良発生の抑制と生産性の向上が実現できるロボットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも上述の課題の一つを解決するように、下記の形態または適用例として実現され得る。
【０００８】
〔適用例１〕本適用例のロボットは、力センサーを備えるロボットであって、前記ロボットが保持する被作業物の重量を、前記力センサーの検出値から演算し、前記被作業物の重量を得る被作業物重量演算手段と、前記被作業物重量演算手段によって得られた前記被作業物の測定重量と、前記被作業物の基準重量とを比較する重量比較手段と、前記測定重量が前記基準重量と異なる場合、標準重量を有する標準重りの前記力センサーの検出値と前記標準重量とのずれを判定するセンサー検出ずれ判定手段と、前記センサー検出ずれ判定手段において、前記標準重りの前記力センサーの前記検出値が前記標準重量とずれていると判定された場合、前記標準重りを前記ロボットに保持させ、前記力センサーの前記検出値のずれを校正する検出値校正手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本適用例のロボットによれば、変化する力センサーの検出精度を、力センサーの検出値から被作業物の重量を演算する被作業物重量演算手段に有する演算式を補正して力センサーの検出値の校正を行い、検出精度を維持させることで、力センサーの交換頻度を抑制しながら、高い精度の被作業物の重量測定を実現できる。従って、ロボットの生産性を高め、コスト低減を実現することができる。また、被作業物重量演算手段に有する演算式の補正は、標準重量を有する標準重りを被作業物と同様の手段により重量測定を行い、標準重りの測定重量と標準重量との差から補正値を得ることで実現される。従って、ロボットに補正のための特別な動作をさせる必要が無いため、必要な頻度で力センサーの検出値の校正を実施できる。よって、高い精度の被作業物の重量測定を維持することができる。
【００１０】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記センサー検出ずれ判定手段において、前記検出値のずれが校正可能範囲を超えている場合、前記センサー検出ずれ判定手段は前記力センサーが異常であると判定することを特徴とする。
【００１１】
上述の適用例によれば、力センサーの異常を容易に発見することができ、高い精度の被作業物の重量測定を維持することができる。
【００１２】
〔適用例３〕上述の適用例において、前記力センサーが使われた時間を積算した使用累計時間と、前記力センサーの前記検出値の信頼性が保証可能な時間である使用可能時間と、を比較する使用時間比較手段を備え、前記使用時間比較手段は、前記使用累計時間が前記使用可能時間を超えていると判定された場合、前記検出値校正手段に前記力センサーの前記検出値のずれの校正の実行を指示することを特徴とする。
【００１３】
上述の適用例によれば、ロボットの作業開始前に力センサーの検出値の校正の要否が判断でき、検出値の精度が所定の水準でなければ、予め力センサーの検出値の校正を実行し、高い精度の被作業物の重量測定を維持することができる。
【００１４】
〔適用例４〕上述の適用例において、前記検出値の平均値と偏差値の少なくとも一方を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記検出値の前記平均値と前記偏差値の少なくとも一方と、前記力センサーの検出ずれを示す閾値と、を比較するデータ比較手段と、を備え、前記データ比較手段は、前記平均値と前記偏差値の少なくとも一方が、前記閾値を超えていると判定された場合、前記検出値校正手段に前記力センサーの前記検出値のずれの校正の実行を指示することを特徴とする。
【００１５】
上述の適用例によれば、ロボットの作業開始前に力センサーの検出値の校正の要否が判断でき、検出値の精度が所定の水準でなければ、予め力センサーの検出値の校正を実行し、高い精度の被作業物の重量測定を維持することができる。
【００１６】
〔適用例５〕本適用例のロボット制御方法は、被作業物をロボットに保持させ、前記被作業物の重量を前記ロボットに備える力センサーから得られた検出値から演算し、前記被作業物の重量を得る被作業物重量測定工程と、前記被作業物重量測定工程により得られた前記被作業物の測定重量と、前記被作業物の基準重量と、を比較し前記被作業物の重量の良否判定を行う重量良否判定工程と、前記重量良否判定工程において、前記測定重量が前記基準重量と異なり、否と判定された場合、標準重量を有する標準重りの前記力センサーの検出値と前記標準重量とのずれを判定するセンサー検出ずれ判定工程と、前記センサーずれ判定工程において、前記標準重りの前記力センサーの前記検出値が前記標準重量とずれていると判定された場合、前記標準重りを前記ロボットに保持させ、前記標準重りの検出値から前記標準重量の値が得られる演算補正を行う検出値校正工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
本適用例のロボット制御方法は、変化する力センサーの検出精度を、力センサーの検出値から被作業物の重量を演算する被作業物重量演算手段に有する演算式を補正して力センサーの検出値の校正を行い、検出精度を維持させることで、力センサーの交換頻度を抑制しながら、高い精度の被作業物の重量測定を実現できる。従って、ロボットの生産性を高め、コスト低減を実現することができる。また、被作業物重量演算手段に有する演算式の補正は、標準重量を有する標準重りを被作業物と同様の方法により重量測定を行い、標準重りの測定重量と標準重量との差から補正値を得ることで実現される。従って、ロボットに補正のための特別な動作をさせる必要が無いため、必要な頻度で力センサーの検出値の校正を実施できる。よって、高い精度の被作業物の重量測定を維持することができる。
【００１８】
〔適用例６〕上述の適用例において、前記センサー検出ずれ判定工程において、前記検出ずれが前記力センサーの校正可能範囲を超えている場合、前記センサー検出ずれ判定工程では前記力センサーが異常であると判定することを特徴とする。
【００１９】
上述の適用例によれば、力センサーの異常を容易に発見することができ、高い精度の被作業物の重量測定を維持することができる。
【００２０】
〔適用例７〕上述の適用例において、前記被作業物重量測定工程の前に、前記力センサーが使われた時間を積算した使用累計時間と、前記力センサーの前記検出値の信頼性が保証可能な時間である使用可能時間と、を比較する使用時間比較工程と、前記使用時間比較工程において、前記使用累計時間が前記使用可能時間を超えていると判定された場合、前記検出値校正工程を実行させることを特徴とする。
【００２１】
上述の適用例によれば、ロボットの作業開始前に力センサーの検出値の校正の要否が判断でき、検出値の精度が所定の水準でなければ、予め力センサーの検出値の校正を実行し、高い精度の被作業物の重量測定を維持することができる。
【００２２】
〔適用例８〕上述の適用例において、前記被作業物重量測定工程の前に、前記検出データの平均値と偏差値の少なくとも一方と、前記力センサーの検出ずれを示す閾値と、を比較するデータ比較工程と、前記データ比較工程において、前記検出値の平均値と偏差値の少なくとも一方が、前記力センサーの検出ずれを示す前記閾値を超えていると判定された場合、前記検出データ校正工程を実行させることを特徴とする。
【００２３】
上述の適用例によれば、ロボットの作業開始前に力センサーの検出値の校正の要否が判断でき、検出値の精度が所定の水準でなければ、予め力センサーの検出値の校正を実行し、高い精度の被作業物の重量測定を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態に係るロボットを示す構成図。
【図２】第１実施形態に係るロボットに用いる力センサーの、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ´部の概略断面図。
【図３】第２実施形態に係るロボット制御方法を示すフローチャート。
【図４】図３に示す（Ｓ２０）の詳細を示すフローチャート。
【図５】図４に示す（Ｓ２１）のロボット動作を説明する構成図。
【図６】第３実施形態に係るロボット制御方法を示すフローチャート。
【図７】第３実施形態に係る測定重量平均値と閾値を説明する概念図。
【図８】第４実施形態に係るロボット制御方法を示すロボットの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態に係るロボットを示す構成図である。図１に示すように、ロボット１００は基台１０に固定されたアーム２０を備え、アーム２０の先端にはハンド部３０が装着されている。ハンド部３０は被作業物３００（以下、ワーク３００という）を把持することが可能な把持手段３０ａを備え、アーム２０を駆動させ、作業台４０に固定された対象作業物５０にワーク３００を装着するなどの所定の作業を行い、把持手段３０ａからワーク３００を開放し、対象作業物５０とワーク３００とが組み合わされる。
【００２７】
アーム２０は、軸回転ジョイント２１ａ，２１ｂ，２１ｃと平面回転ジョイント２２ａ，２２ｂ，２２ｃとにより、基台軸１０ａとアーム軸２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆと、を繋ぎ、自由度６を有している。軸回転ジョイント２１ａ，２１ｂ，２１ｃはアーム軸回りに図示矢印Ｒａ方向に両回転し、平面回転ジョイント２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、繋ぎあうアーム軸を相対的に図示矢印Ｒｂ方向に両回転することができる。自由度６を有するアーム２０が駆動され、先端のハンド部３０を対象作業物５０の図示しないワーク３００の組込み部位まで移動させ、把持手段３０ａに把持されたワーク３００を対象作業物５０に組み込む。
【００２８】
本実施形態のロボット１００には、アーム２０に掛かる過負荷を検出する力センサー６１，６２，６３，６４が、アーム軸２３ｂ，２３ｃ，２３ｅ，２３ｆに備えられている。力センサー６１，６２，６３，６４は、後述するが圧電体を用いて構成され、圧縮、引張、ねじれ、曲げなどのアームに掛かる負荷を検出するものであり、ロボット１００の異常動作によるアーム２０への過負荷、人間などロボット１００の周辺の物への衝突によるアームへの過負荷、などを検知する制御に用いられる。なお、本実施形態のロボット１００における力センサー６１，６２，６３，６４の配置および数には限定されないが、少なくともワーク３００を把持するハンド部３０に連接するアーム軸２３ｆに装備される力センサー６１が配置されることが好ましく、ワーク３００に近い位置に力センサー６１が在ることで、ワーク３００の重量をより検出しやすくなる。
【００２９】
ロボット１００はコンピューターなどの外部制御装置４００によって、作業内容の指示がロボット１００に備える駆動制御装置７０に送られ、アーム２０が駆動され、図１に図示するＡ状態のアーム２０位置で外部に設けられたワーク格納部２００に格納されたワーク３００を取り出し、図示するＢ状態のアーム２０位置で対象作業物５０に組み込む作業が実行される。図１に示すロボット１００では、ワーク格納部２００に格納されたワーク３０３が、ハンド部３０の把持手段３０ａによって掴まれ、アーム２０が駆動されてハンド部３０が対象作業物５０の位置までワーク３０３を運び、所定の作業が実行される。この作業において、ワーク格納部２００からワーク３０３を取り出し、対象作業物５０にワーク３０３を組み込む直前までに、ワーク３０３の良否判定の一つである重量を計測し、ワーク３０３が少なくとも基準重量である、すなわち合格良品判定された、物だけが対象作業物５０に組み込まれなければならない。従って、本実施形態に係るロボット１００では、ワーク格納部２００からワーク３０３を取り出し、対象作業物５０にワーク３０３を組み込む直前までの間にワーク３０３の重量を測定し、合否判定を行う構成となっている。
【００３０】
上述のワーク３０３の重量を測定する手段として力センサー６１，６２，６３，６４が用いられる。すなわち、ハンド部３０の把持手段３０ａによってワーク３０３が把持されワーク格納部２００から取り出される際に、アーム２０にはワーク３０３の重量によって負荷が掛かってくる。この負荷量を検出、演算してワーク３０３の重量を測定する。力センサー６１，６２，６３，６４は、ロボット１００に備える重量測定制御装置８０に有する被作業物重量演算手段としての重量演算部８１に検出値を送出する。重量演算部８１は得られた力センサー６１，６２，６３，６４それぞれの検出値からワーク３０３の重量を演算する。演算されたワーク３０３の重量は、重量比較手段としての重量比較部８２において、図示しない記憶手段に格納されたワーク３００の基準重量、すなわち良品として判定される重量値と比較され、基準重量との差異が良品と判定される範囲内である場合にはワーク３０３の重量は良品、基準重量との差異が良品と判定される範囲外である場合にはワーク３０３の重量は不良品、と判定され所定の処理が実行される。
【００３１】
ここで、図２を用いて力センサー６１，６２，６３，６４の概要を説明する。図２はセンサーの一例としての水晶を用いた力センサー６１，６２，６３，６４に用いられる力センサー６０の、（ａ）はセンサーデバイス６０ａを用いた力センサー６０の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ´部の概略断面図である。図２（ｂ）に示すように、力センサー６０はセンサーデバイス６０ａを、アーム２０と平面回転ジョイント２２とで挟持され、アーム２０と平面回転ジョイント２２とを結合する結合部材のボルト２０ａによって圧迫されている。また、センサーデバイス６０ａは図２（ａ）に示すように、本例では４個配置される。
【００３２】
このようにセンサーデバイス６０ａを配置させた力センサー６０は、図２（ａ）に図示するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に掛かる負荷に加えて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りに生じる回転トルクも検出できる、いわゆる６軸検出が可能な力センサー６０である。この力センサー６０の６軸検出値から、ワーク３００の重量を測定するために必要な検出値を、重量演算部８１において演算し、ワーク重量を計測する。
【００３３】
センサーデバイス６０ａは、容器６０ｃの内部に圧電体として電極を備える水晶基板６０ｂが複数積層されており、水晶基板６０ｂはそれぞれにカット方向、積層方向などを異ならせて、上述の６軸方向の変位が検出できるように構成されている。本実施形態に係るロボット１００では、力センサー６０に水晶基板６０ｂを用いたセンサーデバイス６０ａを例示して説明するが、これに限定はされない。少なくとも、ワーク３００をロボット１００が保持した状態で、ワーク３００の重量に関する検出値を出力するセンサーであればよい。
【００３４】
図１に示すハンド部３０の把持手段３０ａよって把持されるワーク３０３の重量Ｗが、力センサー６０（６１，６２，６３，６４）からの検出値を重量演算部８１において演算結果として、ワーク３０３の測定重量ＷM1が演算される。そして測定重量ＷMがワーク３００の基準重量範囲、すなわち良品として判断できる基準重量Ｗｓの上限値Ｗｓmaxと下限値Ｗｓminの範囲、すなわち、
Ｗｓmin≦ＷM≦Ｗｓmax              （１）
の関係にあるかを重量比較部８２で比較し、式（１）の関係に測定重量ＷMがあるとき、ワーク３０３は良品と判断し、ワーク３０３を対象作業物５０に対して所定の作業を実行させる。
【００３５】
力センサー６１，６２，６３，６４は、本実施形態においては上述した図２に示す力センサー６０の形態である。力センサー６０に備えるセンサーデバイス６０ａは、検出精度のばらつきや、検出精度の経時変化などによって、正確な測定重量ＷMの計測が困難になってしまう。そこで、本実施形態に係るロボット１００には、力センサー６１，６２，６３，６４の検出精度のばらつきや、検出精度の経時変化によって起こる検出結果のずれが生じているかを、ワーク３００の計測結果から判定するセンサー検出ずれ判定手段としてのセンサー検出ずれ判定部８３を備えている。また、センサー検出ずれ判定部８３において力センサー６１，６２，６３，６４にずれが生じていると判定された場合、力センサー６１，６２，６３，６４の検出値が正しい値を示すように、検出値を校正する検出値校正手段としての検出値校正部８４を備えている。なお、検出値の校正などを含む重量測定方法に関するロボット制御方法の詳細は後述する。
【００３６】
上述したように、本実施形態に係るロボット１００は、ワーク３００の重量測定のための搬送部を備えることなく、ワーク格納部２００からワーク３００を取り出す際に、ハンド部３０の把持手段３０ａがワーク３００を把持するだけでワーク３００の重量測定を行うことを可能とする。従って、製造ラインの簡略化、コストダウンを実現することができる。また、重量測定制御装置８０にセンサー検出ずれ判定部８３、検出値校正部８４を備えることによって、ロボット１００の定常作業の最中であっても、力センサー６１，６２，６３，６４の不具合を検出することができるため、点検のためにロボット動作を停止させる必要が無いため、生産性を高めることができる。
【００３７】
（第２実施形態）
第２実施形態として、第１実施形態に係るロボット１００によるワーク３００の重量測定を実行するロボット制御方法の一方法を説明する。図３は第２実施形態に係るロボット制御方法を示すフローチャートである。
【００３８】
〔基礎情報入力工程〕
基礎情報入力工程（Ｓ１）では、ワーク３００の重量測定の前に、ワーク３００の重量測定の演算のための基礎情報として、図１に示す外部制御装置４００もしくは駆動制御装置７０もしくは重量測定制御装置８０に有する図示しない記憶手段に記憶された、例えばワーク３００の基準重量Ｗｓ、および基準重量Ｗｓの上限値Ｗｓmaxと下限値Ｗｓminの範囲の情報、および使用する力センサー６１，６２，６３，６４の検出性能に関する情報としての検出精度保証範囲、検出精度の経時変化に対する精度保証時間情報など、を重量測定制御装置８０の所定の部に読み込ませる。所定の基礎情報が重量測定制御装置８０に読み込まれ、次の力センサー使用時間比較工程（Ｓ２）に移行する。
【００３９】
〔力センサー使用時間比較工程〕
使用時間比較工程としての力センサー使用時間比較工程（Ｓ２）は、後述する重量測定工程（Ｓ３）の前に、ロボット１００に備えている力センサー６１，６２，６３，６４の経時変化による検出精度の低下を想定して、後述する第１力センサー校正工程（Ｓ２０）の実行の要否を使用時間比較手段としての力センサー使用時間比較部８５（図１参照）において判断する。力センサー使用時間比較工程（Ｓ２）において、力センサー６１，６２，６３，６４に使用しているセンサーデバイス６０ａ（図２参照）の基本仕様、あるいは使用実績データから使用可能時間Ｔ０を設定し力センサー使用時間比較部８５に予め入力される。使用可能時間Ｔ０とは、センサーデバイス６０ａをロボット１００に装着して動作させた累計時間がＴ０までは正しい検出値が得られることを保証する時間を言う。そして、その単位は時間、日、週、月など、特に限定は無く、ロボット１００の作業態様により設定すればよい。
【００４０】
次に、図示しない記憶手段に記憶された力センサー６１，６２，６３，６４の動作時間を累計した使用時間Ｔｓを力センサー使用時間比較部８５に読み込み、使用時間Ｔｓが使用可能時間Ｔ０より大きいか、を比較する。使用時間Ｔｓが使用可能時間Ｔ０以下（ＮＯ）である場合、ワーク３００の重量測定工程（Ｓ３）に移行する。しかし、使用時間Ｔｓが使用可能時間Ｔ０を超えている（ＹＥＳ）場合、すなわち力センサー６１，６２，６３，６４から正しい検出値が得られることを保証できる使用時間（期間）を過ぎている場合、次の第１力センサー校正工程（Ｓ２０）に移行する。
【００４１】
〔第１力センサー校正工程〕
第１力センサー校正工程（Ｓ２０）は、上述した使用経過時間による経年変化よって生じる検出値の精度低下を補正し、重量の測定値が正しく得られるように重量演算部８１に有する演算式を補正、校正する工程である。図４に第１力センサー校正工程（Ｓ２０）の詳細フローチャートを示す。
【００４２】
＜第１標準重り測定工程＞
図４に示すように、第１力センサー校正工程（Ｓ２０）は、まず第１標準重り重量測定工程（Ｓ２１）から行う。標準重り測定工程（Ｓ２１）は、図５に示すように、標準重り格納部２Ａ０に格納される標準重り３Ａ０をハンド部３０の把持手段３０ａにより把持し、通常測定動作状態におけるハンド部３０の位置に標準重り３Ａ０を把持した状態で保持する。標準重り３Ａ０とは、図示しない重量測定装置、方法によって正確な重量が計測された重りであり、その形態が限定されない。しかしロボット１００の動作に対応させるため、ワーク３００と同じ物を予め正確に重量を測定し、標準重り３Ａ０とすることが好ましい。また、通常測定動作状態とは、ワーク３００をハンド部３０が把持し、後述する重量測定工程（Ｓ３）においてハンド部３０がワーク３００を把持して保持される動作が実行される状態を言う。標準重り３Ａ０を把持し通常測定動作状態において、既知の標準重量ＷT0で作成されている標準重り３Ａ０の重量を測定する。第１標準重り重量測定工程（Ｓ２１）において、力センサー６１，６２，６３，６４からの検出値を重量演算部８１において重量演算し、標準重り３Ａ０の測定重量ＷT1を得る。標準重り３Ａ０の測定重量ＷT1が得られると、次の標準重り重量差演算工程（Ｓ２２）に移行する。
【００４３】
＜標準重り重量差演算工程＞
標準重り重量差演算工程（Ｓ２２）では、重量演算部８１において第１標準重り重量測定工程（Ｓ２１）において測定された重さＷT0の標準重り３Ａ０の測定重量ＷT1の測定差ΔＷT、すなわち、
ΔＷT＝ＷT0−ＷT1
を求める。求められた差ΔＷTによって、次の重量演算係数補正工程（Ｓ２３）を実行する。
【００４４】
＜重量演算係数補正工程＞
検出値校正工程としての重量演算係数補正工程（Ｓ２３）は、図１、図５に示すロボット１００に備える重量演算部８１に有する、力センサー６１，６２，６３，６４から得られた検出値によってワーク３００の重量に換算する演算式に対して、換算式に含む換算係数の値を補正する工程である。重量演算係数補正工程（Ｓ２３）では、検出値校正部８４において、標準重り重量差演算工程（Ｓ２２）で得られた標準重り３Ａ０の重量ＷT0と、標準重り３Ａ０の測定重量ＷT1との差ΔＷTを、“０（ゼロ）”に近づける、すなわちＷT1≒ＷT0となるように、換算係数の値を修正、補正する。これにより、重量演算部８１において力センサー６１，６２，６３，６４の検出値から標準重り３Ａ０の重量ＷT0を正確に演算することができる。従って、ワーク３００の重量測定においても力センサー６１，６２，６３，６４の検出値からワーク３００の重量を正確演算する重量演算部８１を得ることができる。
【００４５】
以上説明したとおり、第１力センサー校正工程（Ｓ２０）は、第１標準重り重量測定工程（Ｓ２１）、標準重り重量差演算工程（Ｓ２２）、重量演算係数補正工程（Ｓ２３）を含む工程により構成され、ワーク３００の重量を正確に演算し測定重量を得るための重量演算部８１に有するセンサー検出値を重量に換算する換算式の係数を補正し、重量測定制御装置８０を校正するものである。第１力センサー校正工程（Ｓ２０）が行われ、次に第１重量測定工程（Ｓ３）に移行する。なお、第１力センサー校正工程（Ｓ２０）が実行されると、図示しない記憶手段に記憶された力センサー６１，６２，６３，６４の動作時間を累計した使用時間Ｔｓはリセットされ、新たな使用時間Ｔｓの積算を開始する。
【００４６】
〔第１重量測定工程〕
第１重量測定工程（Ｓ３）では、図１に示すように、ワーク格納部２００から所定のワーク３０３を、ハンド部３０の把持手段３０ａによって把持し、ワーク格納部２００より取り出し通常測定動作状態に維持し、ワーク３０３の重量測定を実行する。本実施形態に係るロボット１００では、通常測定動作状態は図１の図示Ａ状態を示しているが、これに限定されない。例えば、図示Ａ状態からワーク３０３を対象作業物５０に組み込む作業を実行する直前の図示Ｂ状態に至るまでの間に第１重量測定工程（Ｓ３）を行っても良い。
【００４７】
通常測定動作状態において力センサー６１，６２，６３，６４は、ワーク重量Ｗを有するワーク３０３がハンド部３０に保持されることによって得られる検出値が、重量演算部８１において測定重量ＷM1として演算され、次の第１重量良否判定工程（Ｓ４）に移行する。
【００４８】
〔第１重量良否判定工程〕
第１重量良否判定工程（Ｓ４）では、第１重量測定工程（Ｓ３）において得られた測定重量ＷM1が、所定の重量値であるかを比較判定する。いわゆる、ワーク３０３の重量に関する合否判定を行う工程である。第１重量良否判定工程（Ｓ４）において、ワーク３０３の良否は、測定されたワークの測定重量ＷM1が、上述の式（１）に示す、次の範囲であるかを比較します。
Ｗｓmin≦ＷM1≦Ｗｓmax              （２）
ここで、Ｗｓminはワーク３００の基準重量Ｗｓの下限値、Ｗｓmaxは基準重量Ｗｓの上限値を示す。すなわち、ワーク３０３の測定重量ＷM1が規定のばらつきの範囲内であるかを判定する。測定重量ＷM1が式（２）を満たす（ＹＥＳ）、すなわちワーク３０３は所定重量であると判定されると、作業工程（Ｓ３０）に移行する。
【００４９】
〔作業工程〕
作業工程（Ｓ３０）は、ワーク３０３を対象作業物５０に対して、所定の作業動作を実行する工程である。作業工程（Ｓ３０）が実行されると、作業実行されたワーク数が図示しない記憶部に記憶され、予め基礎情報入力工程（Ｓ１）において入力された所定作業数に達したかがＳ３１において判定され、所定数に達しない（ＮＯ）場合には、第１重量測定工程（Ｓ３）に移行する。Ｓ３１にて所定数に達している（ＹＥＳ）の場合には、ロボット１００の作業は終了する。
【００５０】
〔第２標準重り重量測定工程〕
第１重量良否判定工程（Ｓ４）において、測定重量ＷM1が式（２）を満たさない（ＮＯ）、すなわち測定重量ＷM1がＷｓminより小さい、もしくはＷｓmaxより大きい、と判定された場合、第２標準重り重量測定工程（Ｓ５）に移行する。第２標準重り重量測定工程（Ｓ５）は、上述の力センサー校正工程（Ｓ２０）における第１標準重り重量測定工程（Ｓ２１）と同じであるため、詳細な説明は省略する。なお、第２標準重り重量測定工程（Ｓ５）の実行前には、ハンド部３０に把持されたワーク３０３は、ワーク格納部２００に戻されて格納され、ハンド部３０にはワーク３００は把持されていない状態となってから標準重り３Ａ０が把持される。第２標準重り重量測定工程（Ｓ５）において、重量ＷT0の標準重り３Ａ０の測定重量ＷT2を得ると、次の力センサー検出ずれ判定工程（Ｓ６）に移行する。
【００５１】
〔力センサー検出ずれ判定工程〕
力センサー検出ずれ判定工程（Ｓ６）は、力センサー６１，６２，６３，６４のいずれか、もしくは全てから、何らかの原因によって正確な検出値が得られなくなったかどうかを判定する工程である。力センサー検出ずれ判定工程（Ｓ６）では、第２標準重り重量測定工程（Ｓ５）で得られた重量ＷT0の標準重り３Ａ０の測定重量ＷT2が、力センサー６１，６２，６２，６４に用いられるセンサーデバイス６０ａの製品仕様書において保証されている検出精度を閾値として、力センサー６１，６２，６３，６４の検出値にずれが生じていないかを判定する。ここで言う検出精度とは、力センサー６１，６２，６３，６４の検出値から重量を演算することから、保証精度が±α％とされている場合、
ＷT0×（１００−α）／１００≦ＷT2≦ＷT0×（１００＋α）／１００    （３）
であれば、力センサー６１，６２，６２，６４は保証精度内、すなわち校正可能範囲内にあると判定できる。保証精度α％は、３〜５％が通常保証精度であり、使用するセンサーデバイス６０ａの仕様書に記載の値を用いればよい。
【００５２】
力センサー検出ずれ判定工程（Ｓ６）において、第２標準重り重量測定工程（Ｓ５）にて重量ＷT0の標準重り３Ａ０を測定して得られた標準重り測定重量ＷT2が、式（３）に示す閾値範囲を超えている（ＮＯ）と判定された場合、力センサー６１，６２，６３，６４のいずれか、もしくは全てに異常があると判定し、力センサー異常検出工程（Ｓ４０）に移行する。しかし、重量ＷT0の標準重り３Ａ０を測定して得られた標準重り測定重量ＷT2が、式（３）に示す閾値範囲内にある（ＹＥＳ）と判定された場合、力センサー校正工程（Ｓ８）に移行する。
【００５３】
〔力センサー異常判定工程〕
力センサー異常判定工程は、上述の力センサー検出ずれ判定工程（Ｓ６）において、式（３）に示す閾値範囲を超えている（ＮＯ）と判定された場合、力センサー６１，６２，６３，６４に異常が生じていると判断し、図示しないロボット１００の表示手段、もしくは外部制御装置４００の表示手段に、力センサー６１，６２，６３，６４の故障を含む異常のメッセージの表示もしくは警告灯の点灯を行い、作業者（人）に対して交換、修理を促し、同時にロボット１００の作業の停止、もしくはロボット１００を停止させる信号を駆動制御装置７０に送出し、ロボット１００の動作を停止させる。
【００５４】
〔第２力センサー校正工程〕
上述の力センサー検出ずれ判定工程（Ｓ６）において、式（３）に示す閾値範囲にある（ＹＥＳ）と判定された場合、再度、力センサー６１，６２，６３，６４からの検出値が正しく重量に換算されるようにする第２力センサー校正工程（Ｓ７）に移行する。第２力センサー校正工程（Ｓ７）は、上述の第１力センサー校正工程（Ｓ２０）と同じであるので詳細な説明は省略する。第２力センサー校正工程（Ｓ７）が実行されると、第２重量測定工程（Ｓ８）に移行する。
【００５５】
〔第２重量測定工程〕
第２重量測定工程（Ｓ８）では、第２標準重り重量測定工程（Ｓ５）の前にワーク格納部２００に戻されて格納されていたワーク３０３を、再び、ハンド部３０の把持手段３０ａによって把持してワーク格納部２００より取り出し、通常測定動作状態においてワーク３０３の重量を測定し、測定重量ＷM2を得る。次に第２重量良否判定工程（Ｓ９）に移行する。
【００５６】
〔第２重量良否判定工程〕
第２重量良否判定工程（Ｓ９）では、第２重量測定工程（Ｓ８）において得られた測定重量ＷM2が、所定の重量値であるかを比較判定する。すなわち、第２力センサー校正工程（Ｓ７）において、校正された重量演算部８１の演算式によって演算された測定重量ＷM2が、ワーク３０３の重量として再度の合否判定を行う工程である。第２重量良否判定工程（Ｓ９）において、ワーク３０３の良否は、測定されたワークの測定重量ＷM2が、上述の式（１）に示す、次の範囲であるかを比較します。
Ｗｓmin≦ＷM2≦Ｗｓmax              （４）
ここで、Ｗｓminはワーク３００の基準重量Ｗｓの下限値、Ｗｓmaxは基準重量Ｗｓの上限値を示す。すなわち、ワーク３０３の測定重量ＷM2が規定のばらつきの範囲内であるかを判定する。測定重量ＷM2が式（４）を満たす（ＹＥＳ）、すなわちワーク３０３は所定重量であると判定されると、作業工程（Ｓ３０）に移行する。しかし、測定重量ＷM2が式（４）を満たさない（ＮＯ）、すなわちワーク３０３は所定重量ではない判定されると、ワーク排出工程（Ｓ１０）に移行する。
【００５７】
〔ワーク排出工程〕
ワーク排出工程（Ｓ１０）では、いわゆるワーク３０３が不良品として判定され、図示しない所定の不良品収容部にワーク３０３を収納する。ワーク３０３の収納が実行されると新たなワーク３００による第１重量測定工程（Ｓ３）に移行する。
【００５８】
以上述べたように、第２実施形態に係るロボット制御方法によれば、センサー使用時間の経過によるセンサー劣化を第１力センサー校正工程（Ｓ２０）において、まず正確な重量測定を可能とするように重量演算部８１の演算式の係数補正、すなわち校正が確実に実行されるため、正確なワーク３００の重量測定が可能となり、不良ワークの排除を確実に行うことができる。更に、初めの第１重量良否判定工程（Ｓ４）において、ワーク３００が不良という判定結果であっても、力センサー６１，６２，６３，６４の異常の可能性を確認する力センサー検出ずれ判定工程（Ｓ６）に進み、以降の工程において、再度ワーク３００の不良であるか、力センサー６１，６２，６３，６４の異常であるかをチェックする。これにより、確実にワーク３００の不良であるかを判定することができ、良否判定ミスを抑制し、生産性向上、コスト低減を実現することができる。更に、力センサー６１，６２，６３，６４の異常、すなわち故障を確実に見つけ出すことができるため、ロボット１００の可動を停止させてのセンサー交換の作業頻度を抑制し、生産性向上、コスト低減を図ることができる。
【００５９】
（第３実施形態）
第３実施形態として、第２実施形態に係るロボット制御方法における第１力センサー校正工程（Ｓ２０）（図３参照）に至る判定工程が異なるロボット制御方法を説明する。図６は第３実施形態に係るロボット制御方法を示すフローチャートである。第３実施形態に係るロボット制御方法は、第２実施形態に係るロボット制御方法における力センサー使用時間比較工程（Ｓ２）が異なり、その他の工程は同じである。従って、図６は、第２実施形態のフローチャートを示す図３における（Ｓ４）以降の工程の図示および同じ工程に関する説明は省略して示す。
【００６０】
〔測定重量平均値比較工程〕
図６に示すように、第３実施形態に係るロボット制御方法は、基礎情報入力工程（Ｓ１）の後、測定重量平均値比較工程（Ｓ２００）を含んでいる点で、第２実施形態に係るロボット制御方法とは異なる。データ比較工程としての測定重量平均値比較工程（Ｓ２００）は、本実施形態においてはロボット１００が動作し、重量を測定した日数を時間軸にして、各日毎の測定重量の平均値と、所定の閾値との比較をデータ比較手段としての測定重量平均値比較部８６（図１参照）によって行い、第１力センサー校正工程（Ｓ２０）の実行を判定する。
【００６１】
図７に示すように、本実施形態に係るロボット１００において、力センサー６１，６２，６３，６４を使い始めた日を第１日目として、当該日中の測定重量ＷM1もしくはＷM2を図示しない記憶部へ記憶し、その平均値を演算し記憶する。図７におけるＷｓはワーク３００の基準重量を示し、第１力センサー校正工程（Ｓ２０）を実行する必要があると判定する目標重量Ｗｓに対する閾値としてＷd1，Ｗd2が規定されている。Ｗd1，Ｗd2は第１および第２重量良否判定工程（Ｓ４，Ｓ９）での良否判定基準となるＷｓmin〜Ｗｓmaxの範囲より狭い範囲で設定されることが好ましく、予め予備製造もしくは試運転製造において適正値を決定することが好ましい。また、力センサー６１，６２，６２，６４の仕様書において保証されている精度から閾値を設定しても良い。上述した式（３）に示される保証範囲において用いた保証精度α％に対して、より厳しい精度としてのβ％により目標重量Ｗｓに対する閾値としてＷd1，Ｗd2を設定することもできる。例えば、一般的な保証精度α％が５％の力センサーを用い、β％として３％の閾値設定とし、判定を行うこともできる。
【００６２】
図７に示すように、例えば第１日目の測定重量ＷM1もしくはＷM2の平均値がＷX1、第２日目の測定重量ＷM1もしくはＷM2の平均値がＷX2、第３日目以降の各日の測定重量平均値がＷX3，ＷX4…ＷX10、とする。第２日目の基礎情報入力工程（Ｓ１）において、第１日目の測定重量平均値ＷX1を読み込み、測定重量平均値比較工程（Ｓ２００）に移行する。測定重量平均値比較工程（Ｓ２００）では、平均値判定閾値Ｗd1〜Ｗd2の間にある（ＹＥＳ）ので、次の第１重量測定工程（Ｓ３）に移行する。同様に、第３日目は第２日目の測定重量平均値ＷX2を測定重量平均値比較工程（Ｓ２００）にて平均値判定閾値Ｗd1〜Ｗd2と比較判定し、ＹＥＳの結果から第１重量測定工程（Ｓ３）に移行する。
【００６３】
第６日目は、第５日目の測定重量平均値ＷX5に基づいて測定重量平均値比較工程（Ｓ２００）において比較され、測定重量平均値ＷX5は閾値Ｗd1を超えて下回っていることから、測定重量平均値比較工程（Ｓ２００）での判定はＮＯとなり、第１力センサー校正工程（Ｓ２０）に移行し、実行される。前述した通り、第１力センサー校正工程（Ｓ２０）が実施されることにより、重量演算部８１の力センサー６１，６２，６３，６４の検出値から重量へ変換演算する演算式は補正、構成され正確な重量測定の結果が得られることなり、第６日目の測定重量平均値ＷX6は基準重量Ｗｓに近い値となる。
【００６４】
更に重量測定を行い、第１１日目の場合には、第１０日目の重量測定平均値ＷX10は閾値Ｗd2を超えて上回っていることから、測定重量平均値比較工程（Ｓ２００）での判定はＮＯとなり、第１力センサー校正工程（Ｓ２０）に移行し、実行される。このように、前日の測定重量平均値ＷXと閾値Ｗd1，Ｗd2とを比較判定し、第１力センサー校正工程（Ｓ２０）への移行の要否を決定し、正確に重量測定ができる状態を維持することができるロボット制御方法を得ることができる。
【００６５】
（第４実施形態）
第４実施形態として、第２実施形態に係るロボット制御方法において説明した通常測定動作状態の形態が異なるロボット制御方法を説明する。なお、第１実施形態および第２実施形態と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００６６】
図８に示すように、第４実施形態では、第１実施形態に係るロボット１００による重量測定において、通常測定動作状態でのワーク３０３の保持方向を、力センサー６１，６２に対して図示する重力方向Ｇにワーク３０３の重量が付加される方向、すなわち例示の形態においてはアーム軸２３ｅ，２３ｆが鉛直方向に位置するように配置される。従って、ロボット１００がワーク格納部２００の格納されたワーク３００から、ワーク３０３を重力方向に交差する方向に取り出した後、ワーク３０３の重量測定作業としてアーム軸２３ｅ，２３ｆが鉛直方向となるように駆動させ、アーム軸２３ｅ，２３ｆが鉛直方向となった位置を通常測定動作状態として、第２実施形態または第３実施形態に係るロボット制御方法によって、ワーク３０３の重量を測定する。また、第１標準重り重量測定工程（Ｓ２１）および第２標準重り重量測定工程（Ｓ５）においても、標準重り格納部２Ａ０から標準重り３Ａを取り出し、通常測定動作状態としてのアーム軸２３ｅ，２３ｆが鉛直方向となった位置にて標準重り３Ａ０の重量測定を行う。
【００６７】
このように、アーム軸２３ｅ，２３ｆが鉛直方向となった位置にしてワーク３００の重量を測定することにより、前述の図２に示す力センサー６０におけるＺ軸方向の検出値だけを用いて、ワーク３０３の重量を演算することができるため、第２実施形態に係るロボット制御方法での力センサー６１，６２，６３，６４の４個全ての検出値からの重量演算に対して、力センサー６１，６２の２個のどちらか一方、もしくは両方の少ない力センサーの検出値によって重量演算が可能となるため、測定重量の誤差を小さくすることができる。
【００６８】
以上述べた通り、上述の実施形態に係るロボット１００、およびロボット制御方法によれば、変化する力センサーの検出精度を、力センサーの検出値から被作業物の重量を演算する被作業物重量演算手段に有する演算式を補正して力センサーの検出値の校正を行え、検出精度を維持させることで、力センサーの交換頻度を抑制しながら、高い精度の被作業物の重量測定を実現できる。従って、ロボットの生産性を高め、コスト低減を実現することができる。また、被作業物重量演算手段に有する演算式の補正は、標準重量を有する標準重りを被作業物と同様の重量測定を行い、標準重りの測定重量と標準重量との差から補正値を得ることで実現される。従って、ロボットに補正のための特別な動作をさせる必要が無いため、必要な頻度で力センサーの検出値の校正を実施できる。よって、高い精度の被作業物の重量測定を維持することができる。
【００６９】
また、ロボットの作業開始前に力センサーの検出値の校正の要否が判断でき、検出値の精度が所定の水準でなければ予め力センサーの検出値の校正を実行し、高い精度の被作業物の重量測定を維持することができる。更に、力センサーの検出値から得られる測定重量と閾値との比較によって力センサーの異常を容易に発見することができ、高い精度の被作業物の重量測定を維持することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０…基台、２０…アーム、３０…ハンド部、４０…作業台、５０…対象作業物、６０…力センサー、７０…駆動制御装置、８０…重量測定制御装置、１００…ロボット、２００…ワーク格納部、３００…被作業物（ワーク）、４００…外部制御装置。
【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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【図７】
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【図８】
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