(57)【要約】【課題】ロボットアームに装着されるツールの姿勢オフセットを容易に短時間で実行可能にする。【解決手段】ツールを装着可能な装着部を有するアームと、前記装着部に装着されたツールが作業空間における基準姿勢になったときに前記装着部の姿勢を取得し、取得した前記装着部の姿勢と前記基準姿勢に基づいて、前記装着部に装着されたツールの前記装着部に対する姿勢オフセットを設定するツール設定部と、を備えるロボット。【選択図】図４
2016182648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールを装着可能な装着部を有するアームと、
前記装着部に装着されたツールが作業空間における基準姿勢になったときに前記装着部の姿勢を取得し、取得した前記装着部の姿勢と前記基準姿勢に基づいて、前記装着部に装着されたツールの前記装着部に対する姿勢オフセットを設定するツール設定部と、
を備えるロボット。
【請求項２】
前記基準姿勢は、前記作業空間に設置された基準物の平坦な基準面と前記ツールの平坦な参照面が平行になる姿勢であって、
前記ツール設定部は、前記基準面に前記参照面が面接触したときに前記装着部の姿勢を取得する、
請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記作業空間に設置された撮像部から画像を取得する画像取得部と、
前記装着部に装着されたツールが前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記装着部に装着されたツールを前記基準姿勢にするアーム制御部と、
を備える請求項１に記載のロボット。
【請求項４】
前記アーム制御部は、前記装着部に装着されたツールが前記撮像部によって撮像された画像から前記ツールの参照点を複数検出し、検出した複数の前記参照点の位置に基づいて、前記装着部に装着されたツールを前記基準姿勢にする、
請求項３に記載のロボット。
【請求項５】
ツールを装着可能な装着部を有するアームを備えるロボットを制御するロボット制御装置であって、
前記装着部に装着されたツールが作業空間における基準姿勢になったときに前記装着部の姿勢を取得し、取得した前記装着部の姿勢と前記基準姿勢に基づいて、前記装着部に装着されたツールの前記装着部に対する姿勢オフセットを設定するツール設定部と、
を備えるロボット制御装置。
【請求項６】
ツールを装着可能な装着部を有するアームと、
作業空間に設置された撮像部と、
前記撮像部から画像を取得する画像取得部と、
前記装着部に装着されたツールが前記作業空間における基準姿勢になったときに前記装着部の姿勢を取得し、取得した前記装着部の姿勢と前記基準姿勢に基づいて、前記装着部に装着されたツールの前記装着部に対する姿勢を設定するツール設定部と、
前記装着部に装着されたツールが前記撮像部によって撮像された画像に基づいて、前記装着部に装着されたツールを前記基準姿勢にするアーム制御部と、
を備え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、ロボット、ロボット制御装置およびロボットシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アームに装着されるツールを用いてワークを処理する前に、アームに対するツールのオフセットを設定する処理が行われている。特許文献１には、アームに装着されたツールを実空間の基準点に位置合わせする操作を、アームの姿勢を変えて複数回実行した結果に基づいて、アームに対するツールのオフセットを導出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−８５０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでツールによってワークを処理する際には、適切な姿勢でツールをワークに接触させなければならない。しかし、特許文献１に記載された技術によると、ツールの１点と基準点を位置合わせしてオフセットを導出するため、アームに対するツールの位置のオフセットを設定することはできても、アームに対するツールの姿勢のオフセットを設定することはできない。ワークに対するツールの姿勢オフセットが設定されなければ、ワークに対するツールの姿勢を自動制御することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、これらの問題を解決するために創作されたものであって、アームに対するツールの姿勢オフセットを設定することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためのロボットは、ツールを装着可能な装着部を有するアームと、前記装着部に装着されたツールが作業空間における基準姿勢になったときに前記装着部の姿勢を取得し、取得した前記装着部の姿勢と前記基準姿勢に基づいて、前記装着部に装着されたツールの前記装着部に対する姿勢を設定するツール設定部と、を備える。
本発明によると、ツールが基準姿勢になったときに、ツールが装着された装着部の姿勢と基準姿勢とに基づいてツールの姿勢オフセットを設定することができる。
【０００７】
なお請求項に記載された各手段の機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら各手段の機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａは本発明の実施形態にかかる模式的な斜視図。図１Ｂは本発明の実施形態にかかるブロック図。
【図２】図２Ａは本発明の実施形態にかかる平面図、図２Ｂは本発明の実施形態にかかる側面図である。
【図３】図３Ａは本発明の実施形態にかかる側面図、図３Ｂは本発明の実施形態に係る上面図、図３Ｃは本発明の実施形態にかかる底面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかるフローチャート。
【図５】本発明の実施形態にかかる座標図。
【図６】図６Ａは本発明の実施形態にかかる模式的な斜視図、図６Ｂは本発明の実施形態にかかるブロック図である。
【図７】本発明の実施形態にかかる平面図。
【図８】本発明の実施形態にかかるフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
【００１０】
１  第一実施例
１．１  構成
本発明の第一実施例としてのロボットシステムは、図１に示すように、ロボット１と、ロボット制御装置としてのＰＣ（Personal Computer）３とを備えている。
【００１１】
図１Ａに簡略化して示すように、ロボット１は、６つの回転軸部材１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６をアーム１１に備える６軸ロボットである。ロボット１は、第一アーム１１１、第二アーム１１２、第三アーム１１３、第四アーム１１４、第五アーム１１５とからなるアーム１１と、基台１１０とを備えている。基台１１０は、第一アーム１１１の回転軸部材１２１を支持している。第一アーム１１１は回転軸部材１２１の中心軸を中心にして回転軸部材１２１とともに基台１１０に対して回転する。第一アーム１１１は、第二アーム１１２の回転軸部材１２２を支持している。第二アーム１１２は、回転軸部材１２２の中心軸を中心にして回転軸部材１２２とともに第一アーム１１１に対して回転する。第二アーム１１２は、第三アーム１１３の回転軸部材１２３を支持している。第三アーム１１３は、回転軸部材１２３の中心軸を中心にして回転軸部材１２３とともに第二アーム１１２に対して回転する。第三アーム１１３は、第四アーム１１４の回転軸部材１２４を支持している。第四アーム１１４は、回転軸部材１２４の中心軸を中心にして回転軸部材１２４とともに第三アーム１１３に対して回転する。第四アーム１１４は、第五アーム１１５の回転軸部材１２５を支持している。第五アーム１１５は、回転軸部材１２５の中心軸を中心にして回転軸部材１２５とともに第四アーム１１４に対して回転する。第五アーム１１５は、ツールが装着される回転軸部材１２６を支持している。
【００１２】
先端の回転軸部材１２６には、図２に示すように、ワークを操作するための各種のツールが装着される装着部としてのツールチャック１２６１が設けられている。図２Ａに示すように、ツールチャック１２６１の取付面は、放射状に分割されており、その中央部にツールの棒状の取付部ＴＪが装着される。ツールチャック１２６１の先端面の中心をツールセンターポイント（ＴＣＰ）という。ツールチャック１２６１は、回転軸部材１２６の回転軸上にツールＴの軸部ＴＪを挟み込んで保持する。したがってツールがツールチャック１２６１に正しく装着された状態において、ツールの取付部ＴＪの中心軸は、回転軸部材１２６の回転軸と一致する。
【００１３】
ロボット１を制御する際に用いられるロボット１の座標系は、作業空間に固定され、それぞれが水平なｘ軸とｙ軸と、鉛直下向きを正方向とするｚ軸とによって定まる３次元の直交座標系である。以下、このようなロボット１の座標系をロボット座標系とも言う。またｚ軸周りの回転をｕ、ｙ軸周りの回転をｖ、ｘ軸周りの回転をｗで表す。ロボット座標系の長さの単位はミリメートル、角度の単位は度である。
【００１４】
ＴＣＰの位置と姿勢は各種のツールの位置と姿勢の基準となる。すなわち、ツールチャック１２６１に装着される任意のツールのオフセットは、回転軸部材１２６に固有の座標系に対して設定される。回転軸部材１２６に固有の座標系は、ＴＣＰを原点とし、回転軸部材１２６の回転軸と平行なｚ６軸と、ｚ６軸に垂直なｘ６軸とｙ６軸とで定まり、回転軸部材１２６とともに回転する。以下、このようなＴＣＰに固有の座標系をＴＣＰ座標系という。
【００１５】
本実施例では、図３に示すツールＴがツールチャック１２６１に装着され、ツールＴのＴＣＰに対する姿勢のオフセット（姿勢オフセット）を設定する手順について説明する。ツールＴの平坦面ＴＲを、ＴＣＰに対する姿勢オフセットを求める基準となる参照面とし、参照面ＴＲ上の１点を参照点ＴＣとする。本実施例ではツールＴに対しても、その姿勢を定義するために３軸直交座標系を定める。参照点ＴＣを原点とし、参照面ＴＲに対して垂直なｚ７軸と、ツールＴをツールチャック１２６１に装着した状態においてＴＣＰ座標系のｚ６軸と同一平面に含まれｚ７軸に垂直なｘ７軸と、ｘ７軸とｚ７軸とに垂直なｙ７軸とで定まる座標系をツールＴの姿勢を定義するための座標系とする。以下、ツールＴに固有のこの座標系をツール座標系という。本実施例では、ＴＣＰ座標系におけるツール座標系の各軸の方向がツールＴの姿勢オフセットとして設定される。
【００１６】
図１Ｂに示すように、ロボット１は、回転軸部材１２１を駆動するモーター１３１と、回転軸部材１２２を駆動するモーター１３２と、回転軸部材１２３を駆動するモーター１３３と、回転軸部材１２４を駆動するモーター１３４と、回転軸部材１２５を駆動するモーター１３５と、回転軸部材１２６を駆動するモーター１３６と、モーター１３１〜１３６を制御する制御部１４とを備えている。モーター１３１〜１３６は、アーム１１１〜１１５の構成要素である。モーター１３１〜１３６は、目標値と現在値との差分がゼロになるようにフィードバック制御されるサーボモーターである。制御部１４は、ＴＣＰの位置と姿勢を示す目標値やＪＯＧ送り指示をＰＣ３から取得し、目標値とＪＯＧ送り指示に基づいてモーター１３１〜１３６を制御する。
【００１７】
ＰＣ３はロボット１に接続されている。ＰＣ３には、ツールの姿勢オフセットを設定するためのツールセットプログラムがインストールされている。ＰＣ３は、図示しないプロセッサ、ＤＲＡＭからなる図示しない主記憶、図示しない入出力機構、不揮発性メモリからなる図示しない外部記憶、ディスプレイ、指示受付部３０として機能するキーボード等を備えるコンピューターである。ＰＣ３は、外部記憶に記憶されたツールセットプログラムをプロセッサで実行することにより、指示受付部３０、出力部３３、ツール設定部３５として機能する。
【００１８】
指示受付部３０は、ＴＣＰ等の操作点の位置と姿勢を、目標を定めずに変化させるための起動指示、停止指示、加速指示、減速指示といったＪＯＧ送り指示や、基準姿勢の設定指示や、ツールの姿勢オフセットを設定するタイミングを指示するためのオフセット設定指示を受け付ける。
出力部３３は、ＪＯＧ送り指示と目標値をロボット１の制御部１４に出力する。
ツール設定部３５は、オフセット設定指示に応じて、ＴＣＰの姿勢を取得し、取得したＴＣＰの姿勢と基準姿勢とに基づいて、ＴＣＰに対するツールの姿勢オフセットを導出して設定する。
【００１９】
１．２  ツールセット処理
以下、ＴＣＰに対するツールＴの姿勢、すなわち姿勢オフセットを導出して設定するためのツールセット処理について図４を参照しながら説明する。
【００２０】
ツールの姿勢オフセットを設定するためには、何らかの基準面を設定する必要がある（ステップＳ１０）。基準面は、ツールの基準姿勢を定めるための平面である。本実施例では、上面が平坦な作業台９を基準物とし、その上面を基準面とし、基準面の法線と平行なｚ軸の単位ベクトル（０，０，１）を基準面の姿勢として設定する。なお、基準面の法線方向はｚ軸の方向に限らず、ツールを用いた作業内容に応じて任意に設定可能である。基準面の法線方向は、オペレーターに入力させても良いし、予め決めてツールセットプログラムに設定しておいてもよい。基準面の法線方向をツールセットプログラムで予め決めておく場合、予め決められた方向が法線方向となる平坦面を有する基準物をオペレーターが用意する。
【００２１】
基準面を設定すると、オペレーターはツールＴの参照面ＴＲを基準面と面接触させるためのＪＯＧ送り指示を行う（ステップＳ１１）。すなわちオペレーターは、ＪＯＧ送り指示により基準面に参照面ＴＲが面接触した状態にすることで、ツールＴを基準姿勢にする。
【００２２】
オペレーターのＪＯＧ送り指示に応じて出力部３３がＪＯＧ送り指示を制御部１４に出力すると、アーム１１が動く（ステップＳ１２）。例えば図５Ａに示すようにツールＴの参照面ＴＲが作業台９の上面である基準面から離れた状態から、ＪＯＧ送り指示により図５Ｂに示すようにツールＴの参照面ＴＲを基準面である作業台９の上面と面接触させると、基準面の法線であるｚ軸に対して参照面ＴＲが垂直になる。この状態では、ツール座標系の原点である参照点ＴＣは基準面上に位置し、ツール座標系のｚ７軸は基準面に対して垂直、すなわちロボット座標系のｚ軸と平行になる。なお、通常、ＪＯＧ送り指示とそれに応じたアームの動作は繰り返されるが、図４に示すフローチャートでは繰り返しについては省略している。
【００２３】
ツールＴの参照面ＴＲが基準面に面接触すると、オペレーターはオフセット設定指示を入力する（ステップＳ１３）。すなわちオペレーターは、ＪＯＧ送り指示によってツールＴを基準姿勢に動かし、ツールＴが基準姿勢になったことを自ら目視で確認してオフセット設定指示を入力する。
【００２４】
オフセット設定指示が入力されると、オフセット設定部３５は、基準面の法線方向とＴＣＰの姿勢に基づいてツールの姿勢オフセットを導出して設定する（ステップＳ１４）。図５Ｃは、図５Ｂに示すようにツールＴの参照面ＴＲが基準面に面接触している状態において、ロボット座標系（ｘ、ｙ、ｚ）とＴＣＰ座標系（ｘ６、ｙ６、ｚ６）とツール座標系（ｘ７、ｙ７、ｚ７）の関係を示している。なお図５Ｃにおいては、ロボット座標系の原点が作業台９の上面上にあると仮定している。この状態において最初に導出すべきツールＴの姿勢オフセットは、ＴＣＰ座標系で表したツール座標系のｚ７軸の方向である。ツールＴの参照面ＴＲが基準面に面接触している状態では、ツール座標系のｚ７軸の方向とロボット座標系のｚ軸の方向は一致する。そしてロボット座標系とＴＣＰ座標系の変換行列は当然に既知である。したがって、オフセット設定部３５は、ツールＴの参照面ＴＲが基準面に面接触している状態におけるＴＣＰ座標系に対するロボット座標系のｚ軸の方向を、ｚ７軸の方向すなわち参照面ＴＲの法線方向として導出する。
【００２５】
本実施例においてツールＴのｘ７軸の方向は、その定義から、ＴＣＰ座標系のｚ６軸と同一平面上にあってｚ７軸と垂直である。そこでオフセット設定部３５は、ツールＴの参照面ＴＲが基準面に面接触している状態におけるＴＣＰ座標系のｚ６軸をロボット座標系のｘｙ平面に投影した直線をｘ７軸とし、ｚ７軸およびｘ７軸に垂直な軸をｙ７軸として、ＴＣＰ座標系におけるｘ７軸とｙ７軸の方向を導出する。ただし、ツールの形態と用途によっては、ツールの参照面の法線方向をＴＣＰ座標系で設定できれば十分である。したがって、ツールの姿勢オフセットとして参照面の法線方向を設定してツールオフセットを終了して差し支えない場合もある。
【００２６】
以上述べたとおり、第一実施例では、オペレーターがＪＯＧ送り指示によってツールＴの参照面ＴＲを基準面と面接触させてツールを基準姿勢にした状態で、ツールＴの参照面ＴＲが基準面と面接触したことをオフセット設定指示によってＰＣ３に通知するため、ＰＣ３はツールＴの参照面ＴＲの法線方向をＴＣＰ座標系で導出し、ツールＴの姿勢オフセットを設定することができる。
【００２７】
２．第二実施例
第二実施例では、オペレーターがＪＯＧ送り指示によってツールＴの参照面ＴＲを基準面と面接触させてツールを基準姿勢にするかわりに、ロボットビジョンを用いてツールを基準姿勢にする方法について説明する。
【００２８】
第二実施例のロボットシステムは、図６に示すように撮像部２を備え、ロボット制御装置としてのＰＣ３は、ツールセットプログラムを実行することにより画像取得部３１、目標値導出部３２としても機能する。
【００２９】
本実施例のロボットビジョンは、予め決められた基準面を対象とする二次元のロボットビジョンである。撮像部２は、ロボット座標系のｚ軸に対して垂直な基準面内におけるワークの大きさ、形状および位置を認識するために用いられるカメラであって、レンズ２０１、エリアイメージセンサー２０２、図示しないＡＤ変換器等を備える。撮像部２は、図６Ａに示すように、作業台９上の所定位置に、鉛直上向きに撮像できるように設けられる。すなわち撮像部２は、レンズ２０１の光軸がロボット座標系のｚ軸と平行になるように設置される。
【００３０】
撮像部２の座標系は、撮像部２から出力される画像の座標系であって、画像の水平右向きを正方向とするＢ軸と、画像の垂直下向きを正方向とするＣ軸とによって定まる。以下、撮像部２から出力される画像の座標系を画像座標系とも言う。画像座標系の長さの単位はピクセル、角度の単位は度である。撮像部２によって撮像される画像の重心が光学系の中心に対応するようにエリアイメージセンサー２０２とレンズ２０１の位置関係が定められている。すなわちレンズ２０１の光軸上の点は画像の重心に撮像される。なお、本実施例では、基準面をｚ軸と垂直に定めるためにレンズ２０１の光軸がｚ軸と平行になるように撮像部２を設置するが、基準面の定め方は任意であり、撮像部２はその撮像方向を定めるレンズ２０１の光軸が基準面に対して垂直になるように設置すればよい。
【００３１】
ツールの姿勢を画像認識するため、本実施例では、図７Ａに示すように５つのマーカーＭ１〜Ｍ５が形成されたシール４をツールＴの参照面ＴＲに貼付して用いる。シール４は、中央のマーカーＭ３の中心がツールＴの参照点ＴＣと一致するように参照面ＴＲに貼付される。なお、マーカーの数は３つ以上あれば良く、マーカーの形態は画像認識によってその位置を特定可能な形態であればよいし、また、ツールＴの参照面ＴＲ自体が画像認識によって検出可能な特徴点を３つ以上有している場合、特徴点自体をマーカーとして用いればよい。
【００３２】
画像取得部３１は、撮像部２に対して撮像を指示し、指示に応じて撮像された画像を撮像部２から取得する。目標値導出部３２は、マーカーＭ１〜Ｍ５を画像認識するためのテンプレートを保持している。このテンプレートは撮像部２から取得する画像を解析してマーカーＭ１〜Ｍ５の座標を画像座標系で検出するために用いられる。目標値導出部３２は、アーム１１を予め決められた状態に変化させるための目標値を、撮像部２が撮像した画像に基づいて導出する。
【００３３】
以下、ロボットビジョンを用いてツールを基準姿勢にする傾き補正について、図８を参照しながら説明する。本実施例では、ツールＴをツールチャック１２６１に正しく装着し、ツールＴの参照面ＴＲに貼付されたシール４を撮像部２によって撮像可能な位置と姿勢にＪＯＧ送り指示で動かし、第一実施例と同様に何らかの基準面を設定すると（ステップＳ１０）、自動的にツールの姿勢オフセットを設定することができる。ＪＯＧ送り指示でツールＴを動かすにあたり、位置と姿勢の精度は必要が無く、ツールＴに貼付されたシール４が撮像部２によって撮像可能な位置と姿勢になればよい。
【００３４】
基準面が設定されシール４を撮像部２によって撮像可能になると、ＰＣ３は撮像部２が撮像する画像に基づいてアーム１１を動かして中央のマーカーＭ３を撮像部２の光軸に位置合わせする（ステップＳ２０１）。具体的には、画像取得部３１は撮像部２に撮像を指示して撮像部２から画像を取得し、目標値導出部３２は、取得した画像に基づいて中央のマーカーＭ３を撮像部２の光軸に位置合わせするための目標値を導出する。すなわち目標値導出部３２は、テンプレートを用いてマーカーＭ３の位置を検出し、マーカーＭからレンズ２０２の光軸に対応する画像の重心までの変位を画像座標系で導出し、画像座標系で導出した変位を座標変換行列を用いてロボット座標系に変換する。出力部３３はロボット座標系に変換された変位を目標値として制御部１４に出力することにより、アーム１１を動かす。
【００３５】
中央のマーカーＭ３を撮像部２の光軸に位置合わせすると、ＰＣ３はツールＴの参照面ＴＲの現在の傾き指標Ｈ１を導出する（ステップＳ２０２）。参照面ＴＲが撮像部２の光軸に垂直であって中央のマーカーＭ３を撮像部２の光軸が通る状態で撮像部２によって撮像される画像においては、中央のマーカーＭ３と周辺のマーカーＭ１、Ｍ２、Ｍ４、Ｍ５の距離ｄ１３、ｄ２３、ｄ３４、ｄ３５は等しくなる。そしてこのとき、画像から検出したマーカーＭｎの座標をｐ（ｎ）で表すとすれば、次式が成立する。
【００３６】
｜ｕ１｜＝｜ｕ２｜
｜ｖ１｜＝｜ｖ２｜
ただし、
ｕ１＝ｐ（３）−ｐ（２）
ｕ２＝ｐ（４）−ｐ（３）
ｖ１＝ｐ（３）−ｐ（１）
ｖ２＝ｐ（５）−ｐ（３）
【００３７】
そして、参照面ＴＲと撮像部２の光軸が垂直な状態からマーカーＭ１と基準点Ｍ５を結ぶ直線を軸に参照面ＴＲが回転すると、回転角度に応じて｜ｖ１｜と｜ｖ２｜の差が大きくなる。また垂直状態からマーカーＭ２とマーカーＭ４を結ぶ直線を軸に参照面ＴＲが回転すると、回転角度に応じて｜ｕ１｜と｜ｕ２｜の差が大きくなる。したがって、傾き指標として次式のＨｘ、Ｈｙを用いることができる。
【００３８】
Ｈｘ＝｜ｕ１｜−｜ｕ２｜
Ｈｙ＝｜ｖ１｜−｜ｖ２｜
【００３９】
次に目標値導出部３２は、導出した傾き指標Ｈｘ、Ｈｙを予め決めた閾値と比較し、傾き指標Ｈｘ、Ｈｙが予め決められた閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。傾き指標Ｈｘ、Ｈｙが予め決められた閾値以下である場合、傾き補正は成功し、参照面ＴＲは基準面と平行になってツールが基準姿勢となる。
【００４０】
傾き指標Ｈｘ、Ｈｙが予め決められた閾値以下でない場合、目標値導出部３２は、後述するステップＳ２１２の傾き補正の実施回数が予め決められた閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。傾き補正の実施回数が予め決められた閾値未満でない場合、傾き補正は失敗して終了する。
【００４１】
ステップＳ２１２の傾き補正の実施回数が予め決められた閾値未満である場合、目標値導出部３２は現在のＴＣＰの姿勢を姿勢（１）として保存する（ステップＳ２０５）。
【００４２】
続いて目標値導出部３２は参照面ＴＲをｙ軸まわりにδ度回転させるための目標値を導出し、出力部３３は導出された目標値をロボットに出力する（ステップＳ２０６）。δは、ツールの姿勢に許容される誤差に応じて予め決められる微小な角度である。
【００４３】
次にＰＣ３は、参照面ＴＲをδ度回転させた後の参照面ＴＲの傾き指標Ｈ２を導出する（ステップＳ２０７）。具体的には、画像取得部３１は撮像部２に撮像を指示し、撮像部２から画像を取得する。目標値導出部３２は取得された画像をステップＳ２０２と同様に解析することにより、傾き指標Ｈ２を導出する。その結果、姿勢（１）からｙ軸まわりにδ度回転した参照面ＴＲについて傾き指標Ｈ２が導出される。
【００４４】
続いてＰＣ３は、アーム１１を姿勢（１）に復帰させる（ステップＳ２０８）。すなわち出力部３３は、姿勢（１）に復帰させるための目標値を制御部１５に出力する。
【００４５】
次にＰＣ３は、アーム１１を動かして参照面ＴＲをｘ軸まわりにδ度回転させる（ステップＳ２０９）。なお、本実施例ではｙ軸とｘ軸の周りに回転させて参照面ＴＲの傾きを補正するが、画像座標系のＢ軸とＣ軸の周りに回転させて参照面ＴＲの傾きを補正しても良い。
【００４６】
次にＰＣ３は、姿勢（１）からｘ軸周りにδ度だけ回転した参照面について、ステップＳ２０２と同様に傾き指標Ｈ３を導出する（ステップＳ２１１）。
【００４７】
次にＰＣ３は、傾き指標Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３に基づいて、ツールＴを基準姿勢にするために参照面ＴＲを基準面と平行にする、すなわち、参照面ＴＲを撮像部２の光軸に対して垂直にするための傾き補正量ΔＶ、ΔＷを導出する（ステップＳ２１１）。傾き補正量ΔＶ、ΔＷは、次式によって目標導出部３３が導出する。
【数１】
2016182648.tif 000003
【００４８】
次に目標値導出部３２は導出された傾き補正量ΔＶ、ΔＷに基づいて目標値を導出し、導出された目標値を出力部３３がロボットに出力する（ステップＳ２１２）。その結果、アーム１１が動き、Ｘ軸まわりにΔＶ、Ｙ軸周りにΔＷだけ参照面ＴＲが回転する。
【００４９】
傾き補正では、以上述べたステップＳ２０２からＳ２１２までの処理が、ステップＳ２０３で肯定判定がなされるか、ステップＳ２０４で否定判定がなされるまで繰り返される。
【００５０】
参照面ＴＲの基準面に対する傾き指標Ｈ１が閾値以下になってステップＳ２０３で肯定判定がなされると、ＰＣ３は、第一実施例と同様に、現在の基準面ＴＲの法線方向とＴＣＰの姿勢に基づいてツールＴの姿勢オフセットを導出して設定する（ステップＳ１４）。すなわち、ＰＣ３は、ロボットビジョンを用いてツールＴを基準姿勢にした状態で、ＴＣＰの姿勢と基準平面の姿勢とに基づいて自動的にツールＴの姿勢オフセットを導出して設定する。
【００５１】
以上説明した第二実施例によると、オペレーターがＪＯＧ送り指示によってツールの参照面を基準面と面接触させてツールを基準姿勢にする操作が不要であるため、ツールの姿勢オフセットの設定が容易になる。
【００５２】
３．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば第一実施例ではオペレーターが目視しながらツールの参照面を基準面と面接触させてオフセット設定指示をＰＣ３に入力したが、ツールの参照面と基準面の接触状態をセンサーを用いて検出しても良い。具体的には、接触状態を検出する光学式又は接触式のセンサーを基準面の３カ所以上に設けることにより、ツールの参照面と基準面が面接触したことを検出可能になる。この場合、センサーがツールの参照面と基準面の面接触を検出したことに応じて、オフセットの導出を自動的に開始することができる。
また本発明は、６軸以外の垂直多関節ロボットにも適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１３１〜１３６…モーター、１１１〜１１５…アーム、１…ロボット、２…撮像部、３…ＰＣ、９…作業台、１４…制御部、３１…画像取得部、３２…目標値導出部、３３…出力部、３５…ツール設定部、１１０…基台、１１１…第一アーム、１１２…第二アーム、１１３…第三アーム、１１４…第四アーム、１１５…第五アーム、１２１〜１２６…回転軸部材、１３１〜１３６…モーター、２０１…レンズ、２０２…エリアイメージセンサー、１２６１…ツールチャック、Ｍ…マーカー、Ｔ…ツール、ＴＲ…参照面
【図１】
2016182648.tif 000004
【図２】
2016182648.tif 000005
【図３】
2016182648.tif 000006
【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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