JP2021003788A

JP2021003788A - 制御装置、及び制御方法

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Publication number: JP2021003788A
Application number: JP2019119764A
Authority: JP
Inventors: 詮翰鄭; Chuanhan Cheng; 佐藤　貴之; Takayuki Sato; 貴之佐藤
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2021-01-14

Abstract

【課題】カメラの精度不足により検出できないバリに対しても除去できるように、パラメータを調整すること。【解決手段】カメラからワークの輪郭データを取得するデータ取得部と、輪郭データから加工軌道データを生成する軌道決定部と、位置検出部で検出された可動部材の位置データと、力検出部で検出されたワークを押し付ける力データとを観測する状態観測部と、カメラによりワークの形状を計測して検出されるワークの輪郭に基づいて作成される加工軌道と位置データが示すワークの輪郭データとの偏差及び／又は力データと予め設定された押付力の偏差からバリの部分を特定し、バリ取りのパラメータを調整するパラメータ調整部と、最初のワークのバリ取りのパラメータの調整量と調整後のバリ量を回帰分析し、回帰モデルを生成する回帰分析部と、を備える制御装置。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、及び制御方法に関する。

機械装置では、切削加工等で加工されたワークのバリ取りを行う場合に、カメラによりワークの形状を計測して検出される当該ワークの輪郭に基づいて、バリ取りに必要な加工軌道を作成することがある。この場合、機械装置では、カメラにより検出された輪郭に基づいて作成された加工軌道に沿って、力制御によりグラインダを一定の力でワークに押し付けて、バリ取りが行われる。
しかしながら、カメラの精度不足により、バリを検出できない箇所がある。このような場合、バリを検出できなかった箇所については、作業員により力制御のパラメータを調整して加工軌道を修正し、再びバリ取りが行われていた。このように、作業員によりバリが残っているかどうか、確認しながら、再びバリ取りすることによりバリを取り除いていた。このため、カメラの精度不足により、バリを検出できない箇所があった場合、押付力や進行速度等の力制御のパラメータの設定において熟練した人と、初心者と、ではバリ取りの結果に差が生じることがあった。
この点、機械装置に設けたセンサからの出力値を観測することでバリの発生状況を検知するとともに、その時の位置・姿勢データを記憶し、次回のバリ取りでは、センサの出力値が大きかった部分（バリが発生している部分）のみ繰り返し作業を行う、又は当該部分での押付力や進行速度等の条件を変える技術が知られている。例えば、特許文献１参照。しかしながら、特許文献１に記載の発明は、カメラによりワークの形状を計測して検出される当該ワークの輪郭に基づいて、バリ取りに必要な加工軌道を作成するものではない。また、カメラの精度不足によりバリを検出できなかった箇所を推定するとともに、その箇所における力制御のパラメータ等を自動的に修正するものでもない。

特開平６−２３６８２号公報

バリ取りシステムにおいて、カメラによりワークの形状を計測して検出される当該ワークの輪郭に基づいて作成される加工軌道に沿ってバリ取りを行う場合に、カメラの精度不足によりバリを検出できなかった箇所を推定するとともに、その箇所における力制御のパラメータ等を自動的に修正して、バリを取り除くことが望まれている。

（１）本開示の制御装置の一態様は、複数のワークに対してバリ取り処理を行う機械装置を制御する制御装置であって、前記機械装置が有する可動部材に設けられたカメラにより計測された前記ワークの輪郭を示す輪郭データを取得するデータ取得部と、前記輪郭データから前記ワークに対する加工軌道を示す加工軌道データを生成する軌道決定部と、前記バリ取り処理の間、前記可動部材に設けられた位置検出部により周期的に検出された前記可動部材の位置を示す位置データと、前記可動部材に設けられた力検出部により周期的に検出された前記ワークを押し付ける力又はモーメントを示す力データとを、状態データとして観測する状態観測部と、前記カメラにより前記ワークの形状を計測して検出される前記ワークの輪郭に基づいて作成される加工軌道と前記位置データが示す前記ワークの輪郭データとの偏差及び／又は前記力データが示す力と予め設定された所定の押付力との偏差から前記ワークにおいて前記カメラにより検出できなかったバリがある部分を特定し、特定された前記バリを除去するために、力指令及び／又は位置指令に関するパラメータを調整するパラメータ調整部と、最初の前記ワークに対するバリ取り処理において、前記パラメータの調整量と調整後のバリ量とを回帰分析し、回帰モデルを生成する回帰分析部と、を備え、前記パラメータ調整部は、２個目以降の前記ワークに対するバリ取り処理において、前記回帰モデルを用いて前記パラメータを調整する。

（２）本開示の制御方法の一態様は、コンピュータにより実行される、複数のワークに対してバリ取り処理を行う機械装置を制御する制御方法であって、前記機械装置が有する可動部材に設けられたカメラにより計測された前記ワークの輪郭を示す輪郭データを取得するデータ取得ステップと、前記輪郭データから前記ワークに対する加工軌道を示す加工軌道データを生成する軌道決定ステップと、前記バリ取り処理の間、前記可動部材に設けられた位置検出部により周期的に検出された前記可動部材の位置を示す位置データと、前記可動部材に設けられた力検出部により周期的に検出された前記ワークを押し付ける力又はモーメントを示す力データとを、状態データとして観測する状態観測ステップと、前記カメラにより前記ワークの形状を計測して検出される前記ワークの輪郭に基づいて作成される加工軌道と前記位置データが示す前記ワークの輪郭データとの偏差及び／又は前記力データが示す力と予め設定された所定の押付力との偏差から前記ワークにおいて前記カメラにより検出できなかったバリがある部分を特定し、特定された前記バリを除去するために、力指令及び／又は位置指令に関するパラメータを調整するパラメータ調整ステップと、最初の前記ワークに対するバリ取り処理において、前記パラメータの調整量と調整後のバリ量とを回帰分析し、回帰モデルを生成する回帰分析ステップと、を備え、前記パラメータ調整ステップは、２個目以降の前記ワークに対するバリ取り処理において、前記回帰モデルを用いて前記パラメータを調整する。

一態様によれば、カメラの精度不足により検出できないバリに対しても除去できるように、パラメータを調整することができる。

一実施形態に係るバリ取りシステムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。ロボットの一例を示す図である。１回目のバリ取り処理においてバリ取り軌道と位置の時系列データが示すワークの輪郭に係る位置データとの一例を示す図である。１回目のバリ取り処理においてバリ取り軌道と位置の時系列データが示すワークの輪郭に係る位置データとの一例を示す図である。１回目のバリ取り処理においてバリ取り軌道と位置の時系列データが示すワークの輪郭に係る位置データとの一例を示す図である。図３Ａから図３Ｃに示した１回目のバリ取りにおける押付力の時系列データの一例を示す図である。図３Ａから図３Ｃに示した１回目のバリ取りにおけるＸ軸方向の進行速度の時系列データの一例を示す図である。バリ取り軌道の一例を示す図である。図３Ａから図３Ｃに示したバリ取り軌道と状態観測部により位置の時系列データから観測されたワークの輪郭に係る位置データとのバリ取り軌道偏差の一例を示す図である。ワークの輪郭を所定の大きさの領域に分割した一例を示す図である。図６の各領域における輪郭の形状を分類したパターンの一例を示す図である。制御装置の調整処理について説明するフローチャートである。図８のステップＳ１で示した最初のワークに対するバリ取り処理の詳細な処理内容を説明するフローチャートである。

以下、一実施形態について図面を用いて説明する。
＜一実施形態＞
図１は、一実施形態に係るバリ取りシステムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。図１に示すように、バリ取りシステムは、機械装置１０、及び制御装置２０を有する。

機械装置１０と制御装置２０は、図示しない接続インタフェースを介して互いに直接接続されてもよい。なお、機械装置１０と制御装置２０は、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して相互に接続されていてもよい。この場合、機械装置１０、及び制御装置２０は、かかる接続によって相互に通信を行うための図示しない通信部を備えてもよい。

機械装置１０は、例えば、工作機械や産業用ロボット等である。なお、以下では、機械装置１０は、産業用ロボット（以下、「ロボット１０」ともいう）として説明する。
図２は、ロボット１０の一例を示す図である。
ロボット１０は、例えば、図２に示すように、６軸の垂直多関節ロボットであり、６つの関節軸１１（１）−１１（６）と、関節軸１１（１）−１１（６）の各々により連結されるアーム部１２を有する。ロボット１０は、制御装置２０からの駆動指令に基づいて、関節軸１１（１）−１１（６）の各々に配置される図示しないサーボモータを駆動することにより、アーム部１２等の可動部材（以下、「マニピュレータ」ともいう）を駆動する。また、ロボット１０のマニピュレータの先端部、例えば、関節軸１１（６）の先端部には、例えば、カメラ１３、力センサ１４、及びグラインダ１５が取り付けられる。

なお、ロボット１０は、６軸の垂直多関節ロボットとしたが、６軸以外の垂直多関節ロボットでもよく、水平多関節ロボットやパラレルリンクロボット等でもよい。
また、以下において、関節軸１１（１）−１１（６）のそれぞれを個々に区別する必要がない場合、これらをまとめて「関節軸１１」ともいう。

カメラ１３は、例えば、デジタルカメラであり、図２に示すように、ロボット１０のマニピュレータの先端部に設けられる。カメラ１３は、作業台４０に配置されたバリ取り対象のワーク３０を撮影することにより、ワーク３０の輪郭を計測する。カメラ１３は、図示しない接続インタフェースを介して、計測された輪郭を示す輪郭データを制御装置２０に出力する。
力センサ１４は、例えば、６軸力センサであり、ロボット１０のマニピュレータの先端部に設けられる。力センサ１４は、所定のサンプリング時間で周期的にワーク３０に対する後述するグラインダ１５の押付力を検出する。力センサ１４は、図示しない接続インタフェースを介して、検出した押付力を示す力データを制御装置２０に出力する。
また、関節軸１１の図示しないサーボモータは、例えば、ロータリーエンコーダ等の位置センサ（図示しない）が装着され、マニピュレータの先端部の位置及び姿勢が測定される。位置センサ（図示しない）は、図示しない接続インタフェースを介して、測定された位置及び姿勢を示す位置データを制御装置２０に出力してもよい。
なお、所定のサンプリング時間は、ロボット１０の動作内容やロボット１０が配置される工場の環境等に応じて適宜設定されてもよい。
グラインダ１５は、ロボット１０のマニピュレータの先端部に設けられ、ワーク３０に発生したバリを除去する。

＜制御装置２０＞
制御装置２０は、図１及び図２に示すように、プログラムに基づいて、ロボット１０に対して駆動指令を出力し、ロボット１０の動作を制御するロボット制御装置（「ロボットコントローラ」とも呼ばれる）である。なお、図２では、ロボット１０に対して動作を教示する教示操作盤２５が制御装置２０に接続される。
図１に示すように、本実施形態に係る制御装置２０は、データ取得部２０１、軌道決定部２０２、状態観測部２０３、力指令計算部２０４、位置指令計算部２０５、速度指令部２０６、記憶部２０７、偏差算出部２０８、パラメータ調整部２０９、及び回帰分析部２１０を含んで構成される。
なお、制御装置２０は、図１の機能ブロックの動作を実現するために、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等の図示しない演算処理装置を備える。また、制御装置２０は、各種の制御用プログラムを格納したＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）等の図示しない補助記憶装置や、演算処理装置がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納するためのＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）といった図示しない主記憶装置を備える。

そして、制御装置２０において、演算処理装置が補助記憶装置からＯＳやアプリケーションソフトウェアを読み込み、読み込んだＯＳやアプリケーションソフトウェアを主記憶装置に展開させながら、これらのＯＳやアプリケーションソフトウェアに基づいた演算処理を行なう。この演算結果に基づいて、制御装置２０が各ハードウェアを制御する。これにより、図２の機能ブロックによる処理は実現される。つまり、制御装置２０は、ハードウェアとソフトウェアが協働することにより実現することができる。

データ取得部２０１は、例えば、カメラ１３により測定されたワーク３０の輪郭データを取得する。また、データ取得部２０１は、力センサ１４により測定されたグラインダ１５の押付力を示す力データを取得する。また、データ取得部２０１、関節軸１１の図示しないサーボモータに装着された位置センサ（図示しない）により測定された位置及び姿勢を示す位置データを取得する。また。データ取得部２０１は、図示しない上位装置からワーク３０のＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ）データを取得する。

軌道決定部２０２は、カメラ１３により測定されたワーク３０の輪郭データから、バリ取り処理におけるマニピュレータ（グラインダ１５）の加工軌道を示す加工軌道データを生成する。

状態観測部２０３は、軌道決定部２０２により生成された加工軌道に沿って行われたバリ取り処理により観測された、力センサ１４で検出された押付力の時系列データと、位置センサ（図示しない）で検出されたマニピュレータ（グラインダ１５）の位置の時系列データとを、状態データとして取得する。状態観測部２０３は、取得された押付力の時系列データ、及び位置の時系列データを、後述する記憶部２０７に記憶する。

力指令計算部２０４は、状態観測部２０３により観測された押付力と、後述するパラメータ調整部２０９により調整されたパラメータを用いて算出される力指令との偏差を求め、当該偏差に応じた力指令を速度指令部２０６に出力する。
また、力指令計算部２０４は、最初のワーク３０に対する１回目のバリ取り処理を行う場合、予め設定された所定の押付力でグラインダ１５がワーク３０を一定に押し付けるように力制御する。

位置指令計算部２０５は、状態観測部２０３により観測されたマニピュレータ（グラインダ１５）の位置と、後述するパラメータ調整部２０９により調整されたパラメータを用いて算出される位置指令との偏差を求め、当該偏差に応じた位置指令を、速度指令部２０６に出力する。

速度指令部２０６は、力指令計算部２０４により出力された力指令と、位置指令計算部２０５により出力された位置指令とに応じた速度指令をロボット１０に出力する。ロボット１０は、受け付けた速度指令に基づいて、各関節軸１１のサーボモータ（図示しない）を駆動し、力指令が示す押付力でグラインダ１５をワーク３０に押し付け、位置指令及び速度指令で加工軌道に沿ってグラインダ１５を移動させることができる。

記憶部２０７は、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）やＨＤＤ等であり、状態観測部２０３により観測された押付力の時系列データを記憶する力データ領域２２０と、位置の時系列データを記憶する位置データ領域２２１とを有する。また、記憶部２０７は、後述するパラメータ調整部２０９により特定されたバリの部分を示すデータを記憶するバリデータ領域２２２を有してもよい。

偏差算出部２０８は、例えば、カメラ１３によりワーク３０の形状を計測して検出されるワーク３０の輪郭に基づいて作成される加工軌道（以下「バリ取り軌道」ともいう）と位置データ領域２２１の位置の時系列データが示すワーク３０の輪郭に係るデータとの偏差、及び／又は力データ領域２２０の押付力の時系列データと予め設定された所定の押付力との偏差を算出する。
より具体的には、偏差算出部２０８は、例えば、最初のワーク３０に対する１回目のバリ取りにおいて、状態観測部２０３により観測されたワーク３０の表面を一定の押付力で倣った時の押付力と位置との時系列データを記憶部２０７から取得する。偏差算出部２０８は、取得した押付力と位置との時系列データから、バリ取り軌道と位置の時系列データが示すワーク３０の輪郭に係る位置データとの偏差（以下、「バリ取り軌道偏差」ともいう）、及び／又は押付力の時系列データと予め設定された所定の押付力との偏差（以下、「押付力の偏差」ともいう）を算出する。

図３Ａから図３Ｃは、１回目のバリ取り処理においてバリ取り軌道と位置の時系列データが示すワーク３０の輪郭に係る位置データとの一例を示す図である。図３Ａは、時間ｔ＝０のバリ取り開始時におけるグラインダ１５の位置を示す。図３Ｂは、時間ｔ＝ａ（０＜ａ＜ｂ）において、カメラ１３の精度不足により検出できない１つ目のバリＡ１をバリ取りしているグラインダ１５の位置を示す。図３Ｃは、時間ｔ＝ｂにおいて、カメラ１３の精度不足により検出できない２つ目のバリＡ２をバリ取りしているグラインダ１５の位置を示す。
なお、図３Ａから図３Ｃの各々において、破線は、バリ取り軌道を示す。実線は、状態観測部２０３により位置の時系列データから観測されたワーク３０の輪郭に係る位置データ（力制御により倣った軌道）を示す。
なお、図示しないが、カメラ１３によりワーク３０の形状を計測して検出されたバリの位置においては、バリ取り軌道と、状態観測部２０３により位置の時系列データから観測されたワーク３０の輪郭に係る位置データ（力制御により倣った軌道）（実線）とは、乖離しないと考えられる。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、時間ｔ＝０から時間ｔ＝ａの間にグラインダ１５が一定の押付力で倣う箇所には１つ目のバリＡ１が存在する。これにより、バリＡ１の部分において、バリ取り軌道（破線）と、状態観測部２０３により位置の時系列データから観測されたワーク３０の輪郭に係る位置データ（力制御により倣った軌道）（実線）とが乖離していることがわかる。
また、図３Ｃに示すように、時間ｔ＝ａから時間ｔ＝ｂの間にグラインダ１５が一定の押付力で倣う箇所には２つ目のバリＡ２が存在する。これにより、バリＡ２の部分においても、バリ取り軌道（破線）と、状態観測部２０３により位置の時系列データから観測されたワーク３０の輪郭に係る位置データ（力制御により倣った軌道）（実線）とが乖離していることがわかる。

図４Ａは、図３Ａから図３Ｃに示した１回目のバリ取りにおける押付力の時系列データ（状態データ）の一例を示す図である。図４Ｂは、図３Ａから図３Ｃに示した１回目のバリ取りにおけるＸ軸方向の進行速度の時系列データ（状態データ）の一例を示す図である。図４Ｃは、バリ取り軌道の一例を示す図である。
図４Ａに示すように、時間ｔ＝ａ、ｂにおいて、グラインダ１５の押付力が、予め設定された一定の押付力で倣っているにも関わらず、カメラ１３の精度不足により検出できなかったバリＡ１、Ａ２により増加していることがわかる。同様に、図４Ｂに示すように、時間ｔ＝ａ、ｂにおいて、グラインダ１５の進行速度がバリＡ１、Ａ２により減速していることがわかる。なお、図４Ｃに示すように、バリ取り軌道には、カメラ１３の精度不足により、バリＡ１、Ａ２が検出されていないことがわかる。

パラメータ調整部２０９は、前述したように、偏差算出部２０８により算出されたバリ取り軌道偏差及び／又は押付力の偏差に基づいてワーク３０において、カメラ１３の精度不足により検出できなかったバリを特定する。パラメータ調整部２０９は、特定された部分のバリを除去するために、力指令及び／又は位置指令に関するパラメータを調整する。
なお、力指令及び／又は位置指令に関するパラメータには、位置目標値、押付力、進行速度、繰り返し回数、進行速度、及び制御ゲインが含まれる。ここで、「繰り返し回数」は、特定されたバリの部分に対してバリ取りを繰り返す回数である。また、「制御ゲイン」は、バリ取り処理において、一定の押付力となるように制御するための反応速度である。

図５は、図３Ａから図３Ｃに示したバリ取り軌道（破線）と状態観測部２０３により位置の時系列データから観測されたワーク３０の輪郭に係る位置データ（力制御により倣った軌道）（実線）とのバリ取り軌道偏差の一例を示す図である。
図５に示すように、パラメータ調整部２０９は、バリ取り軌道偏差が所定の閾値α以上、及び／又は押付力の偏差が所定の閾値β以上となる部分（箇所）を、カメラ１３の精度不足により検出できなかったバリＡ１、Ａ２の部分として特定することができる。パラメータ調整部２０９は、特定したバリＡ１、Ａ２の部分を記憶部２０７のバリデータ領域２２２に記憶する。

そして、パラメータ調整部２０９は、特定されたバリＡ１、Ａ２の部分について、押付力、進行速度、繰り返し回数、進行方向、及び制御ゲインのいずれか１つを調整する。例えば、パラメータ調整部２０９は、押付力の変化が大きくかつバリ取り軌道と実際の軌道との偏差があるバリの部分に対して、繰り返し回数のパラメータを増加させてもよい。あるいは、パラメータ調整部２０９は、押付力の変化が大きく、かつ押付力が変化する方向とグラインダ１５の進行方向とのなす角が大きいバリの部分に対して、進行速度を減少させてもよい。
なお、パラメータ調整部２０９は、例えば、バリが発生していない部分（箇所）に対して、押付力を弱く、又は押付力無しに調整してもよい。

パラメータ調整部２０９は、特定されたバリＡ１、Ａ２の部分についてパラメータを調整することで、２回目の加工軌道（すなわち、位置目標値）と、１回目の加工軌道と実際の軌道との偏差及び／又は押付力の偏差に比例する力目標値を生成する。パラメータ調整部２０９は、最初のワーク３０に対する２回目のバリ取り処理を行うために、位置目標値を位置指令計算部２０５に出力し、力目標値を力指令計算部２０４に出力する。そして、速度指令部２０６は、力指令計算部２０４で算出された力指令と、位置指令計算部２０５で算出された位置指令とに応じた速度指令をロボット１０に出力し、２回目のバリ取り処理を行う。

なお、パラメータ調整部２０９は、例えば、ワーク３０のＣＡＤデータに基づく形状をカメラ１３により検出された輪郭データにパターンマッチングして得られるワーク３０の輪郭データと、状態観測部２０３により位置の時系列データから観測されたワーク３０の輪郭に係る位置データ（力制御により倣った軌道）との偏差（簡単のために、「ワーク輪郭偏差」ともいう）が予め設定された許容値以下となるまで、３回目以降のバリ取り処理についても同様に行う。そして、パラメータ調整部２０９は、ワーク輪郭偏差が予め設定された許容値以下となった場合、バリ取り処理を終了する。

学習装置としての回帰分析部２１０は、例えば、最初のワーク３０に対するバリ取り処理におけるパラメータの調整量と調整後のバリ量とを回帰分析し、回帰モデルを生成してもよい。
より具体的には、回帰分析部２１０は、カメラ１３により測定された最初のワーク３０の輪郭データに基づいて、輪郭の特徴を所定の大きさの領域毎に分割し、分割した各領域における輪郭の形状をパターン毎に分類してもよい。回帰分析部２１０は、最初のワーク３０に対するバリ取り処理において、分類された各パターンと、パラメータ調整部２０９により特定されたバリの部分とを対応付けし、パターン毎に回帰モデルを生成してもよい。

図６は、ワーク３０の輪郭を所定の大きさの領域Ｒ１−Ｒ２４に分割した一例を示す図である。
図６に示すように、回帰分析部２１０は、ワーク３０の輪郭を２４個の領域Ｒ１−Ｒ２４に分割する。なお、領域Ｒ１−Ｒ２４の大きさ、及び領域の数は、ワーク３０の輪郭の形状や、要求されるバリ取りの精度等に応じて適宜決定されてもよい。
図７は、図６の各領域における輪郭の形状を分類したパターンＰＡ１−ＰＡ４の一例を示す図である。なお、図７では、ワーク３０の部分を黒の領域で示す。また、パターンの数は４つに限定されず、４以外の複数でもよい。
図７に示すように、回帰分析部２１０は、領域Ｒ１−Ｒ２４の各々における輪郭の形状を、４つのパターンＰＡ１−ＰＡ４に分類する。すなわち、回帰分析部２１０は、領域Ｒ４、Ｒ８、Ｒ１１、Ｒ１８、Ｒ２１の輪郭の形状をパターンＰＡ１に分類する。また、回帰分析部２１０は、領域Ｒ２、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１２−Ｒ１７、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２２、Ｒ２４の輪郭の形状をパターンＰＡ２に分類する。また、回帰分析部２１０は、領域Ｒ６、Ｒ２３の輪郭の形状をパターンＰＡ３に分類する。また、回帰分析部２１０は、領域Ｒ１の輪郭の形状をパターンＰＡ４に分類する。

回帰分析部２１０は、同じ輪郭のパターンであれば同じ箇所に同じバリが存在するとして、パターンＰＡ１−ＰＡ４の各々と、パラメータ調整部２０９により特定されたバリの箇所とを対応付けし、パターンＰＡ１−ＰＡ４毎に回帰モデルを生成する。そして、パラメータ調整部２０９は、２個目以降のワーク３０に対するバリ取り処理において、カメラ１３により測定されたワーク３０の輪郭データから検出されたパターンに応じた回帰モデルを用いて、パターン毎にパラメータを調整する。
これにより、制御装置２０は、ワーク３０の輪郭の形状のパターンに応じてパラメータを調整することで、加工回数を減らすことができる。

＜制御装置２０の調整処理＞
次に、本実施形態に係る制御装置２０の調整処理に係る動作について説明する。
図８は、制御装置２０の調整処理について説明するフローチャートである。図９は、図８のステップＳ１で示した最初のワークに対するバリ取り処理の詳細な処理内容を説明するフローチャートである。
ステップＳ１において、制御装置２０は、最初のワーク３０に対するバリ取り処理を行う。なお、最初のワーク３０に対するバリ取り処理の詳細なフローについては、図９を参照し後述する。
ステップＳ２において、制御装置２０は、２個目以降の次のワーク３０に対するバリ取り処理を行う。なお、２個目以降の次のワーク３０に対するバリ取り処理の詳細な説明については、後述する。
ステップＳ３において、制御装置２０は、全てのワーク３０に対するバリ取り処理を行ったか否かを判定する。全てのワーク３０に対するバリ取り処理を行っていない場合、処理はステップＳ２に戻る。一方、全てのワーク３０に対するバリ取り処理を行った場合、処理は終了する。

次に、図９を参照して、図８のステップＳ１で示した最初のワーク３０に対するバリ取り処理について詳細な処理内容を説明する。

ステップＳ１１において、データ取得部２０１は、カメラ１３により測定された最初のワーク３０の輪郭データを取得する。

ステップＳ１２において、回帰分析部２１０は、ステップＳ１１で取得された輪郭データからワーク３０の輪郭の形状をパターンＰＡ１−ＰＡ４毎に分類する。

ステップＳ１３において、軌道決定部２０２は、ステップＳ１１で取得された最初のワーク３０の輪郭データから、バリ取り処理におけるマニピュレータ（グラインダ１５）の加工軌道データ（バリ取り軌道）を生成する。

ステップＳ１４において、速度指令部２０６は、グラインダ１５が予め設定された所定の押付力で最初のワーク３０を一定に押し付けて倣うように、力指令計算部２０４で算出された力指令と、位置指令計算部２０５で算出された位置指令とに応じた速度指令をロボット１０に出力し、１回目のバリ取り処理を行う。

ステップＳ１５において、偏差算出部２０８は、１回目のバリ取り処理におけるバリ取り軌道と状態観測部２０３により位置の時系列データから観測されたワーク３０の輪郭に係る位置データとのバリ取り軌道偏差及び／又は押付力の偏差を算出する。

ステップＳ１６において、パラメータ調整部２０９は、ステップＳ１５で算出されたバリ取り軌道の偏差が閾値α以上、及び／又は押付力の偏差が予め設定された閾値β以上となる部分を、バリの部分として特定する。

ステップＳ１７において、パラメータ調整部２０９は、特定された部分のバリを除去するために、押付力、進行速度、繰り返し回数、進行速度、及び制御ゲインのいずれか１つのパラメータを調整する。

ステップＳ１８において、速度指令部２０６は、ステップＳ１７で調整されたパラメータに基づいて、力指令計算部２０４で算出された力指令と、位置指令計算部２０５で算出された位置指令とに応じた速度指令をロボット１０に出力し、ステップＳ１６で検出されたバリに対する次（２回目等）のバリ取りを行う。

ステップＳ１９において、回帰分析部２１０は、ステップＳ１２で分類された輪郭のパターンＰＡ１−ＰＡ４毎に、ステップＳ１８のバリ取り処理におけるパラメータの調整量と調整後のバリ量とを回帰分析し、回帰モデルを生成（更新）する。

ステップＳ２０において、パラメータ調整部２０９は、ステップＳ１８のバリ取り処理において、ワーク軌道偏差を算出する。

ステップＳ２１において、パラメータ調整部２０９は、ステップＳ２０で算出されたワーク軌道偏差が予め設定された許容値以下か否かを判定する。ワーク軌道偏差が許容値以下の場合、処理を図１のステップＳ２に進む。一方、ワーク軌道偏差が許容値より大きい場合、処理はステップＳ１７に戻る。
以上、図８のステップＳ１で示した最初のワークに対するバリ取り処理について説明した。

次に、図８のステップＳ２に示した２個目以降の次のワーク３０に対するバリ取り処理について説明する。なお、２個目以降の次のワーク３０に対するバリ取り処理は、図９に示した最初のワーク３０に対するバリ取り処理と同様であり、相違点のみ説明する。
（１）２個目以降の次のワーク３０に対するバリ取り処理では、ステップＳ１４からステップＳ１６、及びステップＳ１９の処理が省略される。
（２）２個目以降の次のワーク３０に対するバリ取り処理では、ステップＳ１７において、パラメータ調整部２０９は、ステップＳ１の最初のワーク３０に対するバリ取り処理で生成されたパターンＰＡ１−ＰＡ４毎の回帰モデルを用いて、押付力、進行速度、繰り返し回数、進行速度、及び制御ゲインのいずれか１つのパラメータを調整する。

以上により、一実施形態に係る制御装置２０は、最初のワーク３０に対して予め設定された所定（一定）の押付力でワーク３０の表面を倣うように１回目のバリ取りを行い、輪郭データの偏差が閾値α以上、及び／又は押付力の偏差が予め設定された閾値β以上かを判定する。制御装置２０は、判定結果に基づいてカメラ１３の精度不足により検出できないバリの部分（箇所）を特定する。制御装置２０は、押付力等のパラメータを調整し、検出された部分のバリに対する２回目以降のバリ取りを行うことにより、パラメータの調整量とバリ量とを回帰分析し、回帰モデルを生成する。
これにより、制御装置２０は、カメラの精度不足により検出できないバリに対しても除去できるように、パラメータを調整することができる。
また、制御装置２０は、回帰モデルを用いて、２個目以降の次のワーク３０に対する１回目のバリ取り処理のパラメータを調整することで、次のワーク３０のバリ取りの処理時間を短縮することができる。
また、制御装置２０は、回帰モデルを用いることにより、熟練した人と初心者とにおけるバリ取りの結果の差異を小さくすることができ、作業員の負担を軽減することができる。

以上、一実施形態について説明したが、制御装置２０は、上述の実施形態に限定されるものではなく、目的を達成できる範囲での変形、改良等を含む。

＜変形例１＞
上述の実施形態では、回帰分析部２１０は、分類された輪郭のパターンＰＡ１−ＰＡ４毎に、最初のワーク３０に対するバリ取り処理におけるパラメータの調整量と調整後のバリ量とを回帰分析し、回帰モデルを生成したが、これに限定されない。例えば、回帰分析部２１０は、ワーク３０全体を１つのパターンとし、１つの回帰モデルを生成してもよい。
＜変形例２＞
また例えば、上述の実施形態では、パラメータ調整部２０９は、押付力、進行速度、繰り返し回数、進行速度、及び制御ゲインのいずれか１つを調整したが、２つ以上のパラメータを調整してもよい。

なお、一の実施形態における、制御装置２０に含まれる各機能は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせによりそれぞれ実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（Ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅａｄａｂｌｅｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（Ｔａｎｇｉｂｌｅｓｔｏｒａｇｅｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭを含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（Ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅａｄａｂｌｅｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は、無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

なお、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

以上を換言すると、本開示の制御装置は、次のような構成を有する各種各様の実施形態を取ることができる。
（１）本開示の制御装置２０は、複数のワーク３０に対してバリ取り処理を行う機械装置１０を制御する制御装置であって、機械装置１０が有する可動部材に設けられたカメラ１３により計測されたワーク３０の輪郭を示す輪郭データを取得するデータ取得部２０１と、輪郭データからワーク３０に対する加工軌道を示す加工軌道データを生成する軌道決定部２０２と、バリ取り処理の間、可動部材に設けられた位置検出部により周期的に検出された可動部材の位置を示す位置データと、可動部材に設けられた力検出部（力センサ１４）により周期的に検出されたワーク３０を押し付ける力又はモーメントを示す力データとを、状態データとして観測する状態観測部２０３と、カメラ１３によりワーク３０の形状を計測して検出されるワーク３０の輪郭に基づいて作成される加工軌道と位置データが示すワーク３０の輪郭データとの偏差及び／又は前記力データが示す力と予め設定された所定の押付力との偏差からワーク３０においてカメラ１３により検出できなかったバリがある部分Ａ１、Ａ２を特定し、特定されたバリＡ１、Ａ２を除去するために、力指令及び／又は位置指令に関するパラメータを調整するパラメータ調整部２０９と、最初のワーク３０に対するバリ取り処理において、パラメータの調整量と調整後のバリ量とを回帰分析し、回帰モデルを生成する回帰分析部２１０と、を備え、パラメータ調整部２０９は、２個目以降のワーク３０に対するバリ取り処理において、回帰モデルを用いてパラメータを調整する。
この制御装置２０によれば、カメラの精度不足により検出できないバリに対しても除去できるように、パラメータを調整することができる。
（２）パラメータ調整部２０９は、パラメータとして、押付力、進行方向、進行速度、繰り返し回数、又は制御ゲインのいずれか１つを調整してもよい。
そうすることで、特定されたバリの部分に応じたグラインダ１５の押付力を調整することができる。
（３）回帰分析部２１０は、輪郭データに基づいて、カメラ１３によりワーク３０の形状を計測して検出されたワーク３０の輪郭データの特徴を所定の大きさの領域毎に分割し、分割された複数の領域Ｒ１−Ｒ２４の各々における輪郭データの特徴を複数のパターンＰＡ１−ＰＡ４に分類し、分類された複数のパターンＰＡ１−ＰＡ４の各々と、特定されたバリの部分とを対応付けすることにより、複数のパターンＰＡ１−ＰＡ４毎に回帰モデルを生成し、パラメータ調整部２０９は、輪郭データから検出されたパターンに応じた回帰モデルを用いてパラメータを調整してもよい。
そうすることで、ワーク３０の輪郭の形状のパターンに応じてパラメータを調整することにより、加工回数を減らすことができる。
（４）本開示の制御方法は、コンピュータにより実行される、複数のワーク３０に対してバリ取り処理を行う機械装置１０を制御する制御方法であって、機械装置１０が有する可動部材に設けられたカメラ１３により計測されたワーク３０の輪郭を示す輪郭データを取得するデータ取得ステップと、輪郭データからワーク３０に対する加工軌道を示す加工軌道データを生成する軌道決定ステップと、バリ取り処理の間、可動部材に設けられた位置検出部により周期的に検出された可動部材の位置を示す位置データと、可動部材に設けられた力検出部により周期的に検出されたワークを押し付ける力又はモーメントを示す力データとを、状態データとして観測する状態観測ステップと、カメラ１３によりワーク３０の形状を計測して検出されるワーク３０の輪郭に基づいて作成される加工軌道と位置データが示すワーク３０の輪郭データとの偏差及び／又は前記力データが示す力と予め設定された所定の押付力との偏差からワーク３０においてカメラ１３により検出できなかったバリがある部分Ａ１、Ａ２を特定し、特定されたバリＡ１、Ａ２を除去するために、力指令及び／又は位置指令に関するパラメータを調整するパラメータ調整ステップと、最初のワーク３０に対するバリ取り処理において、パラメータの調整量と調整後のバリ量とを回帰分析し、回帰モデルを生成する回帰分析ステップと、を備え、パラメータ調整ステップは、２個目以降のワーク３０に対するバリ取り処理において、回帰モデルを用いてパラメータを調整する。
この制御方法によれば、（１）と同様の効果を奏することができる。

１０機械装置（ロボット）
１３カメラ
１４力センサ
１５グラインダ
２０制御装置
２０１データ取得部
２０２軌道決定部
２０３状態観測部
２０９パラメータ調整部
２１０回帰分析部

Claims

複数のワークに対してバリ取り処理を行う機械装置を制御する制御装置であって、
前記機械装置が有する可動部材に設けられたカメラにより計測された前記ワークの輪郭を示す輪郭データを取得するデータ取得部と、
前記輪郭データから前記ワークに対する加工軌道を示す加工軌道データを生成する軌道決定部と、
前記バリ取り処理の間、前記可動部材に設けられた位置検出部により周期的に検出された前記可動部材の位置を示す位置データと、前記可動部材に設けられた力検出部により周期的に検出された前記ワークを押し付ける力又はモーメントを示す力データとを、状態データとして観測する状態観測部と、
前記カメラにより前記ワークの形状を計測して検出される前記ワークの輪郭に基づいて作成される加工軌道と前記位置データが示す前記ワークの輪郭データとの偏差及び／又は前記力データが示す力と予め設定された所定の押付力との偏差から前記ワークにおいて前記カメラにより検出できなかったバリがある部分を特定し、特定された前記バリを除去するために、力指令及び／又は位置指令に関するパラメータを調整するパラメータ調整部と、
最初の前記ワークに対するバリ取り処理において、前記パラメータの調整量と調整後のバリ量とを回帰分析し、回帰モデルを生成する回帰分析部と、を備え、
前記パラメータ調整部は、２個目以降の前記ワークに対するバリ取り処理において、前記回帰モデルを用いて前記パラメータを調整する、制御装置。
前記パラメータ調整部は、前記パラメータとして、押付力、進行方向、進行速度、繰り返し回数、又は制御ゲインのいずれか１つを調整する、請求項１に記載の制御装置。
前記回帰分析部は、前記輪郭データに基づいて、前記カメラにより前記ワークの形状を計測して検出された前記ワークの輪郭データの特徴を所定の大きさの領域毎に分割し、分割された複数の前記領域の各々における輪郭データの特徴を複数のパターンに分類し、分類された前記複数のパターンの各々と、前記特定されたバリの部分とを対応付けすることにより、前記複数のパターン毎に前記回帰モデルを生成し、
前記パラメータ調整部は、前記輪郭データから検出されたパターンに応じた前記回帰モデルを用いて前記パラメータを調整する、請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
コンピュータにより実行される、複数のワークに対してバリ取り処理を行う機械装置を制御する制御方法であって、
前記機械装置が有する可動部材に設けられたカメラにより計測された前記ワークの輪郭を示す輪郭データを取得するデータ取得ステップと、
前記輪郭データから前記ワークに対する加工軌道を示す加工軌道データを生成する軌道決定ステップと、
前記バリ取り処理の間、前記可動部材に設けられた位置検出部により周期的に検出された前記可動部材の位置を示す位置データと、前記可動部材に設けられた力検出部により周期的に検出された前記ワークを押し付ける力又はモーメントを示す力データとを、状態データとして観測する状態観測ステップと、
前記カメラにより前記ワークの形状を計測して検出される前記ワークの輪郭に基づいて作成される加工軌道と前記位置データが示す前記ワークの輪郭データとの偏差及び／又は前記力データが示す力と予め設定された所定の押付力との偏差から前記ワークにおいて前記カメラにより検出できなかったバリがある部分を特定し、特定された前記バリを除去するために、力指令及び／又は位置指令に関するパラメータを調整するパラメータ調整ステップと、
最初の前記ワークに対するバリ取り処理において、前記パラメータの調整量と調整後のバリ量とを回帰分析し、回帰モデルを生成する回帰分析ステップと、を備え、
前記パラメータ調整ステップは、２個目以降の前記ワークに対するバリ取り処理において、前記回帰モデルを用いて前記パラメータを調整する、制御方法。