JP2018008319A - ロボットシステム、ロボットの制御方法、ロボットコントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットの作業精度を向上する。
【解決手段】ロボットシステム１は、ボディ１０に対しシーリング剤の塗布を行う第１及び第２シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２と、ボディ１０のシーリング作業に関わる底部１１の３次元形状を検出する３次元センサ２と、シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２がシーリング作業を行う際のボディ１０の３次元位置を検出するカメラ３と、シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２の動作を規定する教示データを３次元センサ２の検出結果に基づいて補正する第１補正部３３，４３と、教示データをカメラ３の検出結果に基づいて補正する第２補正部３４，４４と、第１補正部３３，４３及び第２補正部３４，４４により補正された教示データに基づいてシーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２を制御する制御部３５，４５とを有する。
【選択図】図４

Description

開示の実施形態は、ロボットシステム、ロボットの制御方法、ロボットコントローラに関する。

特許文献１には、シーラー剤塗布装置が記載されている。このシーラー剤塗布装置は、搬送ラインに隣接して車体のシーラー塗布位置をティーチングにより記憶しているシーラーガンを有するシーラー塗布用ロボットと、このシーラー塗布用ロボットに取り付けたカメラと、このカメラにより車体の現在位置を非接触で３次元測定する測定手段と、シーラー塗布用ロボットの基準位置を記憶する記憶手段と、測定手段により得られた車体の現在位置と記憶手段に記憶されたシーラー塗布用ロボットの基準位置とを比較し、この比較結果に基づいてティーチングデータを補正する補正手段とを有する。

特開２００１−９０５号公報

一般に、カメラにより車体の現在位置を３次元測定する際には、車体に設けられた基準穴を検出する。しかしながら、車体を構成するパーツの加工精度等に起因する各車体の個体差により、基準穴の穴間距離が設計値通りでない場合や、基準穴に対するシーラー剤の塗布位置にばらつきが生じる場合がある。このような場合、上記従来技術では塗布位置がずれてしまい、作業精度が低下するという課題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ロボットの作業精度を向上することができるロボットシステム、ロボットの制御方法、ロボットコントローラを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、ワークに対し所定の作業を行うロボットと、前記ワークの前記所定の作業に関わる部分の３次元形状を検出する第１センサと、前記ロボットが前記所定の作業を行う際の前記ワークの３次元位置を検出する第２センサと、前記ロボットの動作を規定する教示データを前記第１センサの検出結果に基づいて補正する第１補正部と、前記教示データを前記第２センサの検出結果に基づいて補正する第２補正部と、前記第１補正部及び前記第２補正部により補正された前記教示データに基づいて前記ロボットを制御する制御部と、を有するロボットシステムが適用される。

また、本発明の別の観点によれば、ワークに対し所定の作業を行うロボットの制御方法であって、前記ワークの前記所定の作業に関わる部分の３次元形状を検出することと、前記ロボットの動作を規定する教示データを前記３次元形状の検出結果に基づいて補正することと、前記ロボットが前記所定の作業を行う際の前記ワークの３次元位置を検出することと、前記教示データを前記３次元位置の検出結果に基づいて補正することと、前記３次元形状及び前記３次元位置の検出結果に基づいて補正された前記教示データに基づいて前記ロボットを制御することと、を有するロボットの制御方法が適用される。

また、本発明の別の観点によれば、ワークに対し所定の作業を行うロボットを制御するロボットコントローラであって、前記ワークの前記所定の作業に関わる部分の３次元形状を検出する第１センサの検出結果に基づいて、前記ロボットの動作を規定する教示データを補正する第１補正部と、前記ロボットが前記所定の作業を行う際の前記ワークの３次元位置を検出する第２センサの検出結果に基づいて、前記教示データを補正する第２補正部と、前記第１補正部及び前記第２補正部により補正された前記教示データに基づいて前記ロボットを制御する制御部と、を有するロボットコントローラが適用される。

本発明によれば、ロボットの作業精度を向上することができる。

実施形態に係るロボットシステムの全体構成の一例を表す平面図である。 実施形態に係るロボットシステムの全体構成の一例を表す側面図である。 自動車のボディ及びハンガーの構成の一例を表す説明図である。 画像処理装置及びロボットコントローラの機能構成の一例を表すブロック図である。 ３次元センサを移動可能に設置する変形例に係るロボットシステムの全体構成の一例を表す平面図である。 コントローラのハードウェア構成の一例を表す説明図である。

以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下において、ロボットシステム等の構成の説明の便宜上、上下左右前後等の方向を適宜使用する場合があるが、ロボットシステム等の各構成の位置関係を限定するものではない。

＜１．ロボットシステムの全体構成＞
図１及び図２を参照しつつ、本実施形態に係るロボットシステム１の全体構成の一例について説明する。本実施形態では、ロボットシステム１が、自動車の生産ラインにおいて自動車のボディに対しシーリングロボットによりシーリング剤を塗布する作業を行うシステムである場合を一例として説明する。

図１及び図２に示すように、ロボットシステム１は、シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２と、３次元センサ２と、カメラ３と、搬送コンベア４（図２のみ図示）と、画像処理装置２０と、ロボットコントローラ３０，４０とを有する。

ロボットシステム１は、この例では２台のシーリングロボット、すなわち第１シーリングロボットＳＲ１（ロボットの一例）と、第２シーリングロボットＳＲ２（ロボットの一例）を有する。各シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２は、自動車のボディ１０（ワークの一例）の例えば底部１１（所定の作業に関わる部分の一例）に対しシーリング剤の塗布作業（所定の作業の一例）を行う。ボディ１０の底部１１は、複数のパネルが溶接（スポット溶接等）により接合されて構成されており、シーリング剤はその接合部をシールするために塗布される。

搬送コンベア４は、搬送と停止を間欠的に行いつつ、搬送経路ＣＰ（図１中一点鎖線で示す）に沿ってボディ１０を搬送する。図１及び図２中の矢印ＡＲは搬送方向を示す。ボディ１０の搬送が停止される停止位置には、シーリングのための作業ブースとして、第１及び第２シーリングブースＳＢ１，ＳＢ２が上流側から順に設けられている。第１及び第２シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２は、第１及び第２シーリングブースＳＢ１，ＳＢ２にそれぞれ設置されており、各ブースにおいて底部１１の異なる部位に対してシーリング作業を行う。第１シーリングブースＳＢ１の上流側には、シーリングの前工程の作業（例えばボディ１０を構成するパネルの溶接等）が行われる作業ブースＷＢが設けられている。各ブースＷＢ，ＳＢ１，ＳＢ２は搬送経路ＣＰに沿って略等間隔に配置されている。

なお、シーリングブースＳＢの数は１又は３以上でもよく、また上流側の作業ブースＷＢは設置されなくてもよい。また、各シーリングブースＳＢ１，ＳＢ２にそれぞれ２台以上のシーリングロボットを設置してもよい。

図２に示すように、搬送コンベア４（搬送装置の一例）は、フロア９の上方に設置されており、吊り下げ支持されたボディ１０を搬送経路ＣＰに沿って搬送する。搬送コンベア４は、ボディ１０の底部１１を搬送経路ＣＰに沿った前後２か所で支持する一対のハンガー５を、複数箇所に有する。一対のハンガー５の設置箇所の間隔は、各ブースＷＢ，ＳＢ１，ＳＢ２の設置間隔と略等しい。ボディ１０は、例えば車長方向を搬送方向に沿わせる共に前部を搬送方向下流側に向けた姿勢で、１対のハンガー５に搭載される。

搬送コンベア４は、上述の複数対のハンガー５と、複数対のハンガー５が搬送経路ＣＰに沿って吊り下げられたチェーンベルト６と、チェーンベルト６を搬送方向に駆動させるモータ７を有する。モータ７には、モータ７の回転速度を検出することにより、搬送コンベア４によるボディ１０の搬送速度を検出するエンコーダ８（第３センサの一例）が設けられている。搬送コンベア４は、モータ７の間欠駆動により、作業ブースＷＢに停止していたボディ１０を、作業ブースＷＢから第１シーリングブースＳＢ１へと搬送して停止する。その後、ボディ１０を第１シーリングブースＳＢ１から第２シーリングブースＳＢ２へと搬送して停止する。その後、ボディ１０を第２シーリングブースＳＢ２から後工程（下流側）の図示しない作業ブースへと搬送して停止する。このようにして、搬送コンベア４はボディ１０を搬送経路ＣＰに沿って間欠的に搬送する。

なお、搬送コンベア４は、本実施形態のようにボディ１０を吊り下げた状態で搬送する形態のコンベアに限定されるものではなく、例えばボディ１０を台車に載置した状態で軌道上を搬送する形態の床上設置のコンベア等でもよい。このような搬送コンベアを使用する場合、例えばフロア９にピットを掘ることで、下方からボディ１０の底部１１に対してシーリングすることが可能である。また、ピットがない場合でも、例えばボディ１０の内部をシーリングする場合などに使用することができる。また、搬送コンベア４は、本実施形態のようにチェーンベルトによる駆動方式に限定されるものではなく、エンコーダ値（モータの回転量）からワークの搬送位置、速度を取得できるものであれば、駆動方式は他のものでもよい。

３次元センサ２（第１センサの一例）は、ボディ１０の底部１１の３次元形状を検出するために、搬送経路ＣＰにおける移動中のボディ１０を検出可能な位置、この例では作業ブースＷＢと第１シーリングブースＳＢ１との間に配置されている。３次元センサ２は、フロア９に対して固定的に設置されている。一般に３次元センサ２は検出可能な領域の大きさに制約があるため、底部１１の車幅方向全体を検出するために、この例では２台の３次元センサ２がボディ１０の車幅方向の左右両側（図１中上側及び下側）位置に所定の間隔をあけて配置されている。これら２台の３次元センサ２は、ボディ１０が作業ブースＷＢから第１シーリングブースＳＢ１へ搬送される際に、上方を通過するボディ１０の底部１１の３次元形状を２台で共同して検出する。各３次元センサ２の検出結果は、画像処理装置２０に出力される。

３次元センサ２の種類は特に限定されるものではないが、例えばラインレーザを走査させて３次元形状を検出するレーザセンサ等が用いられる。なお、３次元センサ２は底部１１の車幅方向全体が検出可能であれば１台としてもよく、またボディ１０の車幅が大きい場合等には３台以上としてもよい。

カメラ３（第２センサの一例）は、シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２が各ブースＳＢ１，ＳＢ２においてシーリング剤の塗布作業をする際のボディ１０の３次元位置を検出するために、各ブースＳＢ１，ＳＢ２に３台ずつ設置されている。この例では、第１シーリングブースＳＢ１の３台のカメラ３は、第１シーリングブースＳＢ１の後側２箇所と前側１箇所に、フロア９に対して固定的に設置されている。後側の２台のカメラ３は、第１シーリングブースＳＢ１の後方において、ボディ１０を車幅方向に挟むように左右両側（図１中上側及び下側）に配置されている。前側の１台のカメラ３は、第１シーリングブースＳＢ１の前方において、この例では右側に配置されている。第２シーリングブースＳＢ２における３台のカメラ３の配置も同様である。第１シーリングブースＳＢ１の各カメラ３の検出結果は第１ロボットコントローラ３０に出力され、第２シーリングブースＳＢ２の各カメラ３の検出結果は第２ロボットコントローラ４０に出力される。

なお、各ブースＳＢ１，ＳＢ２のカメラ３の台数は３台に限定されるものではなく、ボディ１０の３次元位置の検出が可能であれば２台あるいは４台以上としてもよい。但し、検出精度を高めるために３台以上設置されるのが好ましい。また、カメラ３の配置は上記以外としてもよい。また、カメラ３を固定的に設置するのではなく、例えばシーリングロボットやその他のロボットに設置して、移動させながら検出してもよい。また、ボディ１０の３次元位置を検出可能であれば、カメラ以外の位置センサを使用してもよい。

第１シーリングロボットＳＲ１は、第１シーリングブースＳＢ１に設置されている。第１シーリングロボットＳＲ１は、フロア９に対して固定的に設置されてもよいし、図示しないロボット移動装置により例えば前後左右方向等に移動可能に設置されてもよい。第１シーリングロボットＳＲ１は、ベース１５ａと、ベース１５ａ上に旋回可能に設けられた旋回ヘッド１５ｂと、旋回ヘッド１５ｂに連結された例えば多関節のアーム部１５ｃと、アーム部１５ｃの先端に取り付けられたシーリングガン１５ｄとを有している。第１シーリングロボットＳＲ１は、第１ロボットコントローラ３０の制御により、第１シーリングブースＳＢ１に搬送され停止されたボディ１０の底部１１に対してシーリングガン１５ｄを近づけ、シーリングガン１５ｄからシーリング剤を底部１１のパネルの継ぎ目に噴出して塗布し、継ぎ目をシールする。

第２シーリングロボットＳＲ２は、第２シーリングブースＳＢ２に設置されている。第２シーリングロボットＳＲ２は、フロア９に対して固定的に設置されてもよいし、図示しないロボット移動装置により例えば前後左右方向等に移動可能に設置されてもよい。第２シーリングロボットＳＲ２も、第１シーリングロボットＳＲ１と同様に構成されており、ベース１５ａと、旋回ヘッド１５ｂと、アーム部１５ｃと、シーリングガン１５ｄとを有している。第２シーリングロボットＳＲ２は、第２ロボットコントローラ４０の制御により、第２シーリングブースＳＢ２に搬送され停止されたボディ１０の底部１１に対してシーリングガン１５ｄを近づけ、シーリングガン１５ｄからシーリング剤を底部１１のパネルの継ぎ目の未シール部分（上記第１シーリングブースＳＢ１でシールされていない部分）に噴出して塗布し、継ぎ目の残りの部分をシールする。

＜２．自動車のボディ及びハンガーの構成の一例＞
次に、図３を参照しつつ、自動車のボディ１０及びハンガー５の構成の一例について説明する。

図３に示すように、自動車のボディ１０は、ボンネットを含む前部１０Ａ、客室部を含む中央部１０Ｂ、及び、トランク部を含む後部１０Ｃを備えている。ボディ１０の底部１１は、複数のパネルを溶接することによって、前部１０Ａ〜後部１０Ｃにわたるようにボディ１０全体の下面として形成されている。

前述のハンガー５は、一対の縦フレーム５ａと、一対の縦フレーム５ａの下端に掛け渡された横フレーム５ｂとを有している。横フレーム５ｂには位置決め用のピン（図示省略）が設けられており、当該ピンがボディ１０の底部１１に設けられた位置決め用の穴（図示省略）に挿入されることで、ボディ１０は所定の搭載位置に位置決めされて１対のハンガー５に搭載される。

底部１１には、位置検出用の複数の基準穴１２が設けられている。この例では、３つの基準穴１２ａ〜１２ｃが設けられており、基準穴１２ａ，１２ｃは底部１１の後側の左右両側に、基準穴１２ｂは底部１１の前側の右側に配置されている。これら３つの基準穴１２ａ〜１２ｃが３台のカメラ３によりそれぞれ検出され、その検出結果を受信したロボットコントローラ３０，４０の位置測定部３１，４１（後述の図４参照）により、各ブースＳＢ１，ＳＢ２におけるボディ１０の現在位置がそれぞれ測定される。

なお、ボディ１０の底部１１に設けられる基準穴の数及び位置は、上記以外としてもよい。また、基準穴は、位置検出用の基準として保証されるものであれば、穴でなくても良い（例えば凹凸形状やマーク等）。

＜３．画像処理装置、ロボットコントローラの機能構成＞
次に、図４を参照しつつ、画像処理装置２０及びロボットコントローラ３０，４０の機能構成の一例について説明する。

図４に示すように、画像処理装置２０は、形状測定部２２を有する。形状測定部２２には、ボディ１０の底部１１の３次元形状を検出した３次元センサ２の検出結果と、搬送コンベア４によるボディ１０の搬送速度を検出したエンコーダ８の検出結果が入力される。形状測定部２２は、これら３次元センサ２の検出結果とエンコーダ８の検出結果とに基づいて、所定の画像処理を実行することにより、底部１１の３次元形状を測定する。このとき、エンコーダ８の検出結果を入力することにより、ボディ１０の搬送速度に変動があった場合でもその速度変動による影響を除去し、３次元形状を高精度に測定することができる。これにより、底部１１に設けられた基準穴１２ａ〜１２ｃの位置、及び、これら基準穴１２ａ〜１２ｃに対するシーリング剤の塗布位置が高精度に測定される。形状測定部２２の測定結果は、第１ロボットコントローラ３０及び第２ロボットコントローラ４０に出力される。

第１ロボットコントローラ３０（ロボットコントローラの一例）は、前述の位置測定部３１と、記憶部３２と、第１補正部３３と、第２補正部３４と、制御部３５とを有する。

記憶部３２には、第１シーリングブースＳＢ１における第１シーリングロボットＳＲ１のシーリング動作を規定する教示データ等が格納されている。

第１補正部３３は、記憶部３２から取得した教示データを形状測定部２２の測定結果に基づいて補正する。すなわち、各ボディ１０の底部１１の３次元形状には、底部１１を構成するパーツの加工精度等に起因する個体差があり、基準穴１２ａ〜１２ｃの穴間距離が設計値通りでない場合や、基準穴１２ａ〜１２ｃに対するシーリング剤の塗布位置にばらつきが生じる場合がある。そこで、第１補正部３３が、形状測定部２２による測定結果と（例えば記憶部３２に予め記憶された）基準の３次元形状とを比較し、その３次元形状の偏差に基づき教示データを補正することにより、上記個体差の影響を低減することができる。

位置測定部３１は、カメラ３の検出結果に基づいて所定の３次元測定処理を実行することにより、ボディ１０の底部１１の３次元位置を測定する。これにより、例えば図３に示すように、第１シーリングブースＳＢ１における所定の位置を基準点Ｏ（原点）とする３次元座標系において、底部１１に設けられた各基準穴１２ａ〜１２ｃの座標が測定される。

第２補正部３４は、第１補正部３３で補正された教示データを、位置測定部３１の測定結果に基づいて補正する。すなわち、第１シーリングブースＳＢ１の所定位置に停止されたボディ１０は、搬送コンベア４の停止時の機械的誤差等により、その停止位置に基準位置からの位置ずれが生じる場合がある。そこで、ボディ１０が基準位置に位置する場合の各基準穴１２ａ〜１２ｃの上記３次元座標系における基準座標を例えば記憶部３２に予め記憶させておき、第２補正部３４が位置測定部３１による測定結果と上記基準座標とを比較し、その３次元位置の偏差に基づき教示データを補正する。これにより、上記位置ずれの影響を低減することができる。

制御部３５は、第１補正部３３及び第２補正部３４で補正された教示データに基づいて第１シーリングロボットＳＲ１の動作を制御し、ボディ１０の底部１１に対するシーリング作業を行わせる。

第２ロボットコントローラ４０（ロボットコントローラの一例）も上記第１ロボットコントローラ３０と同様の構成である。すなわち、第２ロボットコントローラ４０は、位置測定部４１と、記憶部４２と、第１補正部４３と、第２補正部４４と、制御部４５とを有する。各処理部の機能は、上記第１ロボットコントローラ３０の各処理部と同様であるので説明を省略する。

なお、以上ではシーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２を別々のロボットコントローラ３０，４０で制御する場合を説明したが、これらを一体のコントローラとしてもよいし、さらに細分化して３台以上のコントローラ（上位コントローラを設ける等）としてもよい。また、画像処理装置２０の機能をロボットコントローラが備えるようにしてもよい。

なお、上述した第１補正部３３，４３、第２補正部３４，４４等における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、上述した各ロボットコントローラ３０，４０の機能は、後述するＣＰＵ９０１（図６参照）が実行するプログラムにより実装されてもよいし、その一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。

＜４．実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態のロボットシステム１は、自動車のボディ１０に対しシーリング作業を行う第１及び第２シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２と、ボディ１０のシーリング作業に関わる底部１１の３次元形状を検出する３次元センサ２と、第１及び第２シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２がシーリング作業を行う際のボディ１０の３次元位置を検出するカメラ３と、第１及び第２シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２の動作を規定する教示データを３次元センサ２の検出結果に基づいて補正する第１補正部３３，４３と、教示データをカメラ３の検出結果に基づいて補正する第２補正部３４，４４と、第１補正部３３，４３及び第２補正部３４，４４により補正された教示データに基づいて第１及び第２シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２を制御する制御部３５，４５を有する。これにより、次の効果を奏する。

すなわち、本実施形態のロボットシステム１では、カメラ３でボディ１０の作業時の３次元位置を検出し、その検出結果に基づいて第２補正部３４，４４で教示データを補正する。これにより、例えばボディ１０の作業時の位置が基準位置からずれているような場合でも、シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２はボディ１０に対し正確にシーリング作業を行うことができる。

また、３次元センサ２でボディ１０の底部１１の３次元形状を検出し、その検出結果に基づいて第１補正部３３，４３で教示データを補正する。これにより、例えば加工精度等に起因する各ボディ１０の個体差により基準穴１２ａ〜１２ｃに対するシーリング位置にばらつきが生じるような場合でも、シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２はボディ１０に対し正確に作業を行うことができる。したがって、シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２の作業精度を向上することができる。

また、本実施形態では特に、ロボットシステム１は、搬送経路ＣＰに沿ってボディ１０の搬送と停止を間欠的に行う搬送コンベア４を有し、３次元センサ２は、搬送経路ＣＰにおける移動中のボディ１０を検出可能な位置に配置されている。

これにより、ブースＷＢ，ＳＢ１間を搬送中のボディ１０に対して３次元センサ２により３次元形状を検出することができる。したがって、３次元センサ２を固定的に設置しつつボディ１０全体の形状を検出することが可能となるので、３次元センサ２を移動させるためのロボットや移動装置が不要となり、システム構成を簡素化及びコストを削減できる。また、形状検出のためにボディ１０の搬送を停止する必要がないので、タクトタイムの延長を回避できる。

また、本実施形態では特に、ロボットシステム１は、搬送コンベア４によるボディ１０の搬送速度を検出するエンコーダ８と、３次元センサ２の検出結果とエンコーダ８の検出結果とに基づいて、ボディ１０の３次元形状を測定する形状測定部２２を有する。これにより、次の効果を奏する。

すなわち、搬送中のボディ１０の形状を精度良く検出するには、搬送速度に変動がないことが好ましいが、厳密に速度変動を０とすることは難しい。そこで本実施形態では、エンコーダ８によりボディ１０の搬送速度を検出し、その検出結果に基づいてボディ１０の３次元形状を測定するので、３次元形状の測定精度を向上できる。

また、本実施形態では特に、シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２及びカメラ３は、搬送経路ＣＰに沿ってボディ１０の複数の停止位置（シーリングブースＳＢ１，ＳＢ２）にそれぞれ配置されており、３次元センサ２は、搬送経路ＣＰにおいて複数のカメラ３よりも上流側に配置されている。これにより、次の効果を奏する。

すなわち、本実施形態では、ボディ１０が停止される複数のシーリングブースＳＢ１，ＳＢ２の各々にシーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２及びカメラ３が設置される。すなわち、一の生産ラインの複数のブースＳＢ１，ＳＢ２においてシーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２によりシーリング作業が行われる。このとき、各ブースＳＢ１，ＳＢ２にカメラ３が配置されるので、各ブースＳＢ１，ＳＢ２においてシーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２はボディ１０に対し正確にシーリング作業を行うことができる。また、搬送経路ＣＰにおいて複数のカメラ３（すなわち複数のブースＳＢ１，ＳＢ２）よりも上流側に３次元センサ２が配置されるので、３次元センサ２の検出結果を複数のブースＳＢ１，ＳＢ２で共有することができる。したがって、一の生産ラインにつき１箇所に３次元センサ２を設置すれば足りるので、ロボットシステム１のシステム構成を簡素化できる。

また、本実施形態では特に、第２補正部３４，４４は、第１補正部３３，４３により補正された教示データをカメラ３の検出結果に基づいて補正し、制御部３５，４５は、第２補正部３４，４４により補正された教示データに基づいて、補正に用いたカメラ３と同じシーリングブースＳＢ１，ＳＢ２に配置されたシーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２を制御する。これにより、次の効果を奏する。

すなわち、本実施形態では、教示データに対し、第１補正部３３，４３による補正の後に、第２補正部３４，４４による補正が行われる。このような補正の順番とすることで、例えばロボットコントローラ３０，４０の上位に上位コントローラを設け、上位コントローラで第１補正部による補正を行い、ロボットコントローラ３０，４０で個別に第２補正部による補正を行う、という構成が可能となる。このような構成とした場合には、第１補正部により補正された教示データを複数のシーリングブースＳＢ１，ＳＢ２で共有することができる。

また、本実施形態では特に、シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２は、自動車のボディ１０にシーリング剤を噴出し塗布するシーリングロボットであり、搬送コンベア４は、吊り下げ支持されたボディ１０を搬送する搬送コンベアであり、３次元センサ２は、ボディ１０の底部１１の３次元形状を検出するレーザセンサであり、カメラ３は、底部１１に設けられた基準穴１２ａ〜１２ｃを検出する３台のカメラである。

これにより、シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２による自動車のボディ１０に対するシーリング剤の塗布の作業精度を向上させたシーリングロボットシステムを実現できる。
＜５．変形例＞
なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。

（５−１．３次元センサを移動可能に設置する場合）
上記実施形態では、３次元センサ２を固定的に設置し、搬送中のボディ１０の３次元形状を検出する場合について説明したが、例えば３次元センサ２を移動可能に設置し、停止中のボディ１０の３次元形状を検出する構成としてもよい。以下、図５を参照しつつ、本変形例について説明する。

図５に示すように、本変形例の３次元センサ２は第１シーリングブースＳＢ１内に配置されており、図示しないセンサ移動装置によって搬送経路ＣＰの方向（前後方向。車長方向でもある。）に沿って移動可能に設置されている。２台の３次元センサ２は、停止されたボディ１０に対して所定距離移動しつつ検出を行うことにより、底部１１のほぼ全体の領域（あるいはシーリング作業に関わる領域）の３次元形状を検出することが可能である。なお、３次元センサ２が設置されるのは第１シーリングブースＳＢ１のみであり、第２シーリングブースＳＢ２には設置されない。また、３次元センサ２の移動方向は、前から後に向かう方向でもよいし、後から前に向かう方向でもよい（図５では前から後の場合を図示）。

センサ移動装置としては、例えばリニアモータを使用することができる。この場合、画像処理装置２０の形状測定部２２は、３次元センサ２の検出結果と例えばリニアスケールの検出結果とに基づいて、底部１１の３次元形状を測定する。上記以外の構成は前述の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

本変形例によれば、次のような効果を奏する。すなわち、上記実施形態のように、固定的に設置された３次元センサ２により搬送中のボディ１０の３次元形状を検出する場合、搬送中のボディ１０の揺れ等により３次元センサ２の検出精度が低下する可能性がある。本変形例では、ボディ１０を停止させた状態でボディ１０の３次元形状を検出するので、ボディ１０の検出時の揺れを防止できる。したがって、３次元センサ２による検出精度を向上できる。

（５−２．その他）
以上の実施形態では、シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２が、シーリング剤を噴出して塗布するシーリングガン１５ｄを有するガンタイプのロボットである場合を一例に挙げて説明したが、ガンタイプ以外のロボット、例えばシーリング剤をロールで塗布するロールコートタイプのロボット等でもよい。

また以上では、シーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２が、ボディ１０の底部１１にシーリング作業を行う場合を一例に挙げて説明したが、シーリングの対象箇所は底部１１以外でもよい。例えば、ボディ１０の前部１０Ａの側面部、中央部１０Ｂの側面部（ドア等）、後部１０Ｃの側面部等におけるパネルの継ぎ目にシーリングを行ってもよい。

また以上では、３次元センサ２が固定的に設置された場合、又はセンサ移動装置により前後方向に移動可能に設置された場合について説明したが、例えば３次元センサ２をシーリングロボットやその他のロボットに設置して、立体的に移動させながらボディ１０の３次元形状を検出してもよい。この場合、例えばボディ１０の内側の３次元形状を検出する等が可能となる。

また以上では、３次元センサ２を第１シーリングブースＳＢ１の上流側のみに配置した場合を説明したが、これに加えて、第２シーリングブースＳＢ２の下流側にも３次元センサ２を設置してもよい。この場合、シーリングブースＳＢ１，ＳＢ２において適正にシーリング剤が塗布されたか否かを判定する等が可能となる。

また本実施形態のロボットシステム１は、搬送されるワーク（形状に個体差がある）に対し高い位置精度で作業する場合に好適であるので、シーリング以外の用途に適用してもよい。例えばボディ１０を構成するパネルを繋ぎ合わせる際の溶接の用途、ボディ１０のフロントガラス等の取り付け時の接着剤の塗布用途、その他自動車のボディ以外のワークに対する加工用途等、多種多様な用途に使用することができる。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

＜６．コントローラのハードウェア構成例＞
次に、図６を参照しつつ、上記で説明したＣＰＵ９０１が実行するプログラムにより実装された第１補正部３３，４３や第２補正部３４，４４等による処理を実現するロボットコントローラ３０，４０のハードウェア構成例について説明する。なお、図６では、ロボットコントローラ３０，４０のシーリングロボットＳＲ１，ＳＲ２に駆動電力を給電する機能に係る構成等については図示を省略する。

図６に示すように、ロボットコントローラ３０，４０は、例えば、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路９０７と、入力装置９１３と、出力装置９１５と、記録装置９１７と、ドライブ９１９と、接続ポート９２１と、通信装置９２３とを有する。これらの構成は、バス９０９や入出力インターフェース９１１を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。

プログラムは、例えば、ＲＯＭ９０３やＲＡＭ９０５、記録装置９１７等に記録しておくことができる。

また、プログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のＣＤ・ＭＯディスク・ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体９２５に、一時的又は非一時的（永続的）に記録しておくこともできる。このような記録媒体９２５は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらの記録媒体９２５に記録されたプログラムは、ドライブ９１９により読み出されて、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

また、プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等（図示せず）に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、ＬＡＮやインターネット等のネットワークＮＷを介し転送され、通信装置９２３がこのプログラムを受信する。そして、通信装置９２３が受信したプログラムは、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

また、プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器９２７に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート９２１を介し転送され、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置９１７に記録されてもよい。

そして、ＣＰＵ９０１が、上記記録装置９１７に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、上記の第１補正部３３，４３や第２補正部３４，４４等による処理が実現される。この際、ＣＰＵ９０１は、例えば、上記記録装置９１７からプログラムを直接読み出して実行してもよいし、ＲＡＭ９０５に一旦ロードした上で実行してもよい。更にＣＰＵ９０１は、例えば、プログラムを通信装置９２３やドライブ９１９、接続ポート９２１を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置９１７に記録せずに直接実行してもよい。

また、ＣＰＵ９０１は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク（図示せず）等の入力装置９１３から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。

そして、ＣＰＵ９０１は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置９１５から出力してもよく、さらにＣＰＵ９０１は、必要に応じてこの処理結果を通信装置９２３や接続ポート９２１を介し送信してもよく、上記記録装置９１７や記録媒体９２５に記録させてもよい。

１ ロボットシステム
２ ３次元センサ（第１センサの一例）
３ カメラ（第２センサの一例）
４ 搬送コンベア（搬送装置の一例）
８ エンコーダ（第３センサの一例）
１１ 底部（所定の作業に関わる部分の一例）
１０ ボディ（ワークの一例）
２２ 形状測定部
３０ 第１ロボットコントローラ（ロボットコントローラの一例）
３３ 第１補正部
３４ 第２補正部
３５ 制御部
４０ 第２ロボットコントローラ（ロボットコントローラの一例）
４３ 第１補正部
４４ 第２補正部
４５ 制御部
ＣＰ 搬送経路
ＳＢ１ 第１シーリングブース
ＳＢ２ 第２シーリングブース
ＳＲ１ 第１シーリングロボット（ロボットの一例）
ＳＲ２ 第２シーリングロボット（ロボットの一例）
ＷＢ 作業ブース

Claims (9)

1. ワークに対し所定の作業を行うロボットと、
   前記ワークの前記所定の作業に関わる部分の３次元形状を検出する第１センサと、
   前記ロボットが前記所定の作業を行う際の前記ワークの３次元位置を検出する第２センサと、
   前記ロボットの動作を規定する教示データを前記第１センサの検出結果に基づいて補正する第１補正部と、
   前記教示データを前記第２センサの検出結果に基づいて補正する第２補正部と、
   前記第１補正部及び前記第２補正部により補正された前記教示データに基づいて前記ロボットを制御する制御部と、
   を有することを特徴とするロボットシステム。
2. 搬送経路に沿って前記ワークの搬送と停止を間欠的に行う搬送装置をさらに有し、
   前記第１センサは、
   前記搬送経路における移動中の前記ワークを検出可能な位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記搬送装置による前記ワークの搬送速度を検出する第３センサと、
   前記第１センサの検出結果と前記第３センサの検出結果とに基づいて、前記ワークの３次元形状を測定する形状測定部と、をさらに有する
   ことを特徴とする請求項２に記載のロボットシステム。
4. 前記ロボット及び前記第２センサは、
   前記搬送経路に沿って前記ワークの複数の停止位置にそれぞれ配置されており、
   前記第１センサは、
   前記搬送経路において複数の前記第２センサよりも上流側に配置されている
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のロボットシステム。
5. 搬送経路に沿って前記ワークの搬送と停止を間欠的に行う搬送装置と、
   前記搬送経路における前記ワークの停止位置に配置され、前記第１センサを移動させるセンサ移動装置と、をさらに有し、
   前記第１センサは、
   前記センサ移動装置による移動中に前記ワークの前記３次元形状を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載のロボットシステム。
6. 前記第２補正部は、
   前記第１補正部により補正された前記教示データを前記第２センサの検出結果に基づいて補正し、
   前記制御部は、
   前記第２補正部により補正された前記教示データに基づいて、前記第２センサと同じ前記停止位置に配置された前記ロボットを制御する
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載のロボットシステム。
7. 前記ロボットは、
   自動車のボディにシーリング剤を塗布するシーリングロボットであり、
   前記搬送装置は、
   吊り下げ支持された前記ボディを搬送する搬送コンベアであり、
   前記第１センサは、
   前記ボディの底部の３次元形状を検出するレーザセンサであり、
   前記第２センサは、
   前記底部に設けられた基準穴を検出する複数のカメラである
   ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載のロボットシステム。
8. ワークに対し所定の作業を行うロボットの制御方法であって、
   前記ワークの前記所定の作業に関わる部分の３次元形状を検出することと、
   前記ロボットの動作を規定する教示データを前記３次元形状の検出結果に基づいて補正することと、
   前記ロボットが前記所定の作業を行う際の前記ワークの３次元位置を検出することと、
   前記教示データを前記３次元位置の検出結果に基づいて補正することと、
   前記３次元形状及び前記３次元位置の検出結果に基づいて補正された前記教示データに基づいて前記ロボットを制御することと、
   を有することを特徴とするロボットの制御方法。
9. ワークに対し所定の作業を行うロボットを制御するロボットコントローラであって、
   前記ワークの前記所定の作業に関わる部分の３次元形状を検出する第１センサの検出結果に基づいて、前記ロボットの動作を規定する教示データを補正する第１補正部と、
   前記ロボットが前記所定の作業を行う際の前記ワークの３次元位置を検出する第２センサの検出結果に基づいて、前記教示データを補正する第２補正部と、
   前記第１補正部及び前記第２補正部により補正された前記教示データに基づいて前記ロボットを制御する制御部と、
   を有することを特徴とするロボットコントローラ。

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