JP2024094460A - ワーク判定システム、ロボット、ワーク判定装置及びワーク判定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットのアームを支持する関節が柔軟関節であったとしても、ワーク検査を迅速に行うことができるワーク判定システムを提供する。【解決手段】ワーク判定システム１は、外力によって変形可能な柔軟関節１２～１４で支持されたアーム４～６を有するロボット２と、アーム４～６が保持するワーク３の異常を判定する判定部と、を有している。判定部は、ワーク３を保持したアーム動作の状態に基づき、ワーク３の異常の有無を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は ワーク（製品）の異常の有無を判定するワーク判定システム、ロボット、ワーク判定装置及びワーク判定プログラムに関する。

従来から、人間と衝突のおそれのあるロボットには、負荷（例えば、ロボットのアーム）と駆動部（又は他のアーム）とをばね部材で接続するように構成された柔軟関節が使用され、人間との衝突時における衝撃を柔軟関節で緩衝できるようになっている（特許文献１参照）。

このような従来のロボットは、ワーク検査（ワークの正常品か又は異常品かの検査）に使用される場合、アームの手先位置のワーク保持部に重量センサを設置して、その重量センサでワークの質量を計測することにより、ワーク検査を行うことが考えられる。

特開２０１７－２６１５０号公報

しかしながら、従来のロボットは、アームがワークを持ち上げて移動すると、柔軟関節を構成するばね部材の弾性変形の影響で重量センサの計測値が変動し、重量センサの計測値の変動が収まるまでに時間が掛かるため、ワーク検査に時間が掛かるという問題を有している。

そこで、本発明は、ロボットのアームを支持する関節が柔軟関節であったとしても、ワーク検査を迅速に行うことができるワーク判定システム、ロボット、ワーク判定装置及びワーク判定プログラムを提供する。

本発明に係るワーク判定システムは、外力によって変形可能な柔軟関節で支持されたアームを有するロボットと、前記アームが保持するワークの異常を判定する判定部と、を有している。そして、前記判定部は、前記ワークを保持した前記アーム動作の状態に基づき、前記ワークの異常の有無を判定する。

また、本発明は、上記発明のワーク判定システムに用いられるロボットであって、前記判定部に判定された異常の有無に基づいて移動経路を変更するロボットである。

また、本発明は、上記発明のワーク判定システムに用いられるワーク判定装置であって、前記判定部に基づく情報をロボットに送信するワーク判定装置である。

また、本発明は、上記発明のワーク判定装置に用いられるワーク判定プログラムであって、前記判定部に基づく情報をロボットに送信するワーク判定プログラムである。

本発明によれば、ロボットのアームを支持する関節が柔軟関節であったとしても、ワーク検査を迅速に行うことができる。

第１実施形態に係るワーク判定システムの概略構成図である。 ロボットの関節の構造図である。 第１実施形態のワーク判定システムの機能構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係るワーク判定システムの作業フローチャートである。 第２実施形態に係るワーク判定システムの概略構成図である。 第２実施形態のワーク判定システムの機能構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係るワーク判定システムの作業フローチャートである。 第３実施形態に係るワーク判定システムの概略構成図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（ワーク判定システムの概略構成）
図１は、本実施形態に係るワーク判定システム１の概略構成図である。なお、図１（ａ）は、ワーク判定システム１におけるロボット２の第１状態図（正常品であるワーク３の保持状態図）である。また、図１（ｂ）は、ワーク判定システム１におけるロボット２の第２状態図（正常品よりも重い異常品であるワーク３の保持状態図）である。また、図１（ｃ）は、ワーク判定システム１におけるロボット２の第３状態図（正常品よりも軽い異常品であるワーク３の保持状態図）である。なお、ワーク３には、単体の製品や複数の製品を収容したボックス等が含まれる。また、正常品であるワーク３は、他の判定対象ワーク３が正常品であるか異常品であるかの判定の基準として使用されるものを、基準ワーク３と呼称する。

図１に示すように、本実施形態に係るワーク判定システム１は、ロボット２（マニピュレータ）と、コントローラ７（ワーク判定プログラム）と、ティーチペンダント８と、を有している。

ロボット２は、基礎部１０に回動駆動部（図示せず）を介して回動可能に支持されて起立する支持アーム１１と、この支持アーム１１の先端に第１関節１２を介して一端が接続された第１アーム４と、この第１アーム４の他端に第２関節１３を介して一端が接続された第２アーム５と、この第２アーム５の他端に第３関節１４を介して一端が接続された第３アーム６と、この第３アーム６の手先位置（他端）に取り付けられた保持部１５と、を有している。なお、第３関節１４は、第３アーム６よりも反保持部側（保持部１５の反対側）に位置している。

第１アーム４は、第１関節１２の中心軸１２ａの周りを回動できるようになっている。また、第２アーム５は、第２関節１３の中心軸１３ａの周りを回動できるようになっている。また、第３アーム６は、第３関節１４の中心軸１４ａの周りを回動できるようになっている。

保持部１５は、ワーク３を挟時するチャックやワーク３を吸着する吸着パッド等で構成され、ワーク３の形状等に応じて第３アーム６の手先位置に交換可能に取り付けられる。

コントローラ７は、サーボアンプや基板等が収納された制御装置であり、ロボット２の動きを総合的にコントロールするようになっている。このコントローラ７の機能は、図３に基づき後述する。

ティーチペンダント８は、ロボット２の動作設定や各種プログラムの入力ができるようになっている。

（ロボットの関節）
図２は、図１に示したロボット２の各関節（第１関節１２から第３関節１４）に共通の構造図であり、説明の簡略化のため、第２関節１３を例示して説明する。

この図２示す第２関節１３は、略有底筒状の関節ケース１６が第１アーム４に一体に取り付けられており、関節ケース１６内にサーボモータ１７が収容されている。また、関節ケース１６内のサーボモータ１７とケース底面１８との間の空間には、サーボモータ１７の出力軸の一端側に取り付けられた角度検出部としてのエンコーダ２０が関節ケース１６に対して回動できるように収容されている。サーボモータ１７は、コントローラ７からの制御信号により回転がコントロールされ、その出力軸の回転がエンコーダ２０によって検出され、そのエンコーダ２０の検出値がコントローラ７にフィードバックされ、出力軸のトルク値がコントローラ７からの制御信号に基づいて調整される。

サーボモータ１７の出力軸の他端側には、減速機２１が取付けられている。この減速機２１の出力軸には、サーボモータ１７の出力軸の回転が減速比にしたがって減速させられた状態で伝達される。そして、この減速機２１の出力軸は、第２アーム５と一体の出力フランジ２２に弾性部材２３を介して接続され、回転が弾性部材２３を介して出力フランジ２２に伝達されるようになっている。

弾性部材２３は、動力源としてのサーボモータ１７及び減速機２１と、負荷としての第２アーム５との間に直列に位置し、第２関節１３において直列弾性アクチュエータ（ＳＥＡ：Series Elastic Actuator）を構成する。この弾性部材２３は、例えば、内周側の取付部（図示せず）から外周側の取付部（図示せず）へ向かって略円弧状に延びる弾性変形部（図示せず）を有し、内周側の取付部が減速機２１の出力軸に固定され、外周側の取付部が出力フランジ２２に固定され、弾性変形部が減速機２１の出力軸と負荷（第２アーム５）側の出力フランジ２２とを弾性変形可能な状態で接続している。このような第２関節１３は、柔軟関節として知られ、ロボット２の第２アーム５に人間が衝突しても、弾性部材２３が弾性変形することにより、人間が第２アーム５に接触した際の衝撃を吸収でき、ロボット２と人間との協働時における人間に対する安全性を向上する構成になっている。

また、図２に示す第２関節１３において、サーボモータ１７、減速機２１、弾性部材２３は、前述したように、負荷としての第２アーム５を駆動する直列弾性アクチュエータとしての第２駆動部２４Ｂを構成している。なお、本実施形態のロボット２は、第１関節１２が第１駆動部２４Ａと第１エンコーダ２０Ａを有し、第２関節１３が第２駆動部２４Ｂと第２エンコーダ２０Ｂを有し、第３関節１４が第３駆動部２４Ｃと第３エンコーダ２０Ｃを有している（図１から図３参照）。また、ロボット２は、３箇所の関節（１２、１３、１４）を超えるＮ箇所の関節を有する場合、関節数と同数の第Ｎ駆動部２４Ｎと第Nエンコーダ２０Ｎを有する（図３参照）。また、第１関節１２の関節角度は第１エンコーダ２０Ａで計測され、第２関節１３の関節角度は第２エンコーダ２０Ｂで計測され、第３関節１４の関節角度は第３エンコーダ２０Ｃで計測される。

（ワーク判定システムの機能構成）
図３は、本実施形態に係るワーク判定システム１の機能構成を示すブロック図である。
この図３に示すワーク判定システム１は、コントローラ（ワーク判定装置）７によってロボット２の動作を制御するようになっている。

コントローラ７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成され、ロボット２の各部の動作を制御するようになっており、ロボット２とは別体のコントローラボックス２６内に収容されている。このコントローラ７は、オペレータの操作入力等に基づいて作動を開始し、記憶部２７に記録された各種データ及び予め記憶部２７に記憶された各種プログラム等を使用して演算し、その演算結果に基づいてロボット２の各種処理を実行する。

具体的に、コントローラ７は、第１駆動部２４Ａの作動状態が第１エンコーダ２０Ａで検知され、その第１エンコーダ２０Ａからの検知信号が入力されると、その第１エンコーダ２０Ａからの検知信号に基づいて、第１駆動部２４Ａが予め設定された作動状態となるようにフィードバック制御を行うようになっている。また、コントローラ７は、第２駆動部２４Ｂの作動状態が第２エンコーダ２０Ｂで検知され、その第２エンコーダ２０Ｂからの検知信号が入力されると、その第２エンコーダ２０Ｂからの検知信号に基づいて、第２駆動部２４Ｂが予め設定された作動状態となるようにフィードバック制御を行うようになっている。また、コントローラ７は、第３駆動部２４Ｃの作動状態が第３エンコーダ２０Ｃで検知され、その第３エンコーダ２０Ｃからの検知信号が入力されると、第３駆動部２４Ｃが予め設定された作動状態となるようにフィードバック制御を行うようになっている。

また、コントローラ７は、判定部２８を有している。この判定部２８は、記憶部２７に記憶された第１アーム姿勢記憶部分３０のデータと、記憶部２７に記憶された第２アーム姿勢記憶部分３１のデータとを使用し、判定プログラム３２によって判定対象ワーク３の異常の有無の判定を行うようになっている。ここで、異常の有無の判定には、判定対象ワーク３が正常品か又は異常品かの判定の他に、異常の程度の判定を含んでいてもよい。なお、第１アーム姿勢記憶部分３０は、基準ワーク３に基づくアーム姿勢記憶部分である。また、第２アーム姿勢記憶部分３１は、判定対象ワーク３に基づくアーム姿勢記憶部分である。

また、コントローラ７は、判定部２８の判定結果に基づいて表示部３３に制御信号を出力し、表示部３３に判定結果を表示させることができるようになっている。なお、各関節（１２、１３、１４）には、コントローラ７の一部機能を担う補助コントローラ（図示せず）を設置し、補助コントローラがコントローラ７からの制御信号に基づいて駆動部（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）を作動させるようにしてもよい。

記憶部２７は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等により構成されるメモリであり、各種のプログラム及びデータを記憶するとともに、コントローラ７の作業領域としても機能する。

本実施形態の記憶部２７は、基準ワーク３に基づくアーム姿勢記憶部分としての第１アーム姿勢記憶部分３０を有している。この第１アーム姿勢記憶部分３０は、図１（ａ）に示すように、ロボット２が保持部１５で基準ワーク（正常品）３を保持して運搬している場合において、第１エンコーダ２０Ａが計測したサーボモータ１７の出力軸の回転角度θ１、第２エンコーダ２０Ｂが計測したサーボモータ１７の出力軸の回転角度θ２、第３エンコーダ２０Ｃが計測したサーボモータ１７の出力軸の回転角度θ３の各データを記憶している。

また、本実施形態の記憶部２７は、判定対象ワーク３に基づくアーム姿勢記憶部分としての第２アーム姿勢記憶部分３１を有している。この第２アーム姿勢記憶部分３１は、図１（ｂ）又は図１（ｃ）に示すように、ロボット２が保持部１５で判定対象ワーク３を保持して運搬した場合において、第１エンコーダ２０Ａが計測したサーボモータ１７の出力軸の回転角度θ１‘、第２エンコーダ２０Ｂが計測したサーボモータ１７の出力軸の回転角度θ２’、第３エンコーダ２０Ｃが計測したサーボモータ１７の出力軸の回転角度θ３‘の各データを記憶している。

表示部３３は、液晶表示パネルや有機ＥＬディスプレイで構成され、オペレータ等が視認できるように、コントローラ７からの制御信号に基づいて各種情報を表示する。本実施形態において、表示部３３は、判定部の判定結果に基づいて、判定対象ワーク３が正常品か異常品かの別を表示すると共に、判定対象ワーク３が異常品の場合に、正常品よりも重くて異常なのか、または正常品よりも軽くて異常なのかを表示する。なお、表示部３３は、表示装置と入力装置を兼ねるタッチパネルで構成してもよい。

（ワーク判定システムの作業フローチャート）
図４は、本発明の実施形態に係るワーク判定システム１の作業フローチャートである。
この図４に示すように、ワーク判定システム１のコントローラ７は、オペレータの操作入力等（オペレータによるスタートボタンのオン操作等）に基づいてロボット２の作動（移動）を開始させ、基準ワーク３をロボット２の保持部１５でピックアップする（ステップＳ１）。

次に、コントローラ７は、ロボット２によって基準ワーク３を搬送路に沿って搬送する（ステップＳ２）。

コントローラ７は、基準ワーク３の搬送時間が所定時間になると（ステップＳ３）、基準ワーク３の搬送中（一定速度の搬送中及び加速搬送中）におけるアーム姿勢情報を取得し、そのアーム姿勢情報を記憶部２７の第１アーム姿勢記憶部分３０に記録する（ステップＳ４）。なお、アーム姿勢情報は、第１エンコーダ２０Ａによって計測されたサーボモータ１７の出力軸の回動角度θ１と、第２エンコーダ２０Ｂによって計測されたサーボモータ１７の出力軸の回動角度θ２と、第３エンコーダ２０Ｃによって計測されたサーボモータ１７の出力軸の回動角度θ３である。そして、回動角度θ１は第１アーム４の姿勢を表し、回動角度θ２は第２アーム５の姿勢を表し、回動角度θ３は第３アーム６の姿勢を表している。

次に、コントローラ７は、基準ワーク３をロボット２によって基準ワーク保管位置へ搬送する（ステップＳ５）。以上により、判定対象ワーク３が正常品であるか異常品であるかを判定するための基準データの取得及び記録作業が終了する。

次に、コントローラ７は、ロボット２の保持部１５で判定対象ワーク３をピックアップし（ステップＳ６）、判定対象ワーク３をロボット２で搬送路に沿って搬送する（ステップＳ７）。

次に、コントローラ７は、判定対象ワーク３の搬送時間が所定時間（基準ワーク３の搬送時間と同じ時間）になると（ステップＳ８）、判定対象ワーク３の搬送中（一定速度の搬送中及び加速搬送中）におけるアーム姿勢情報を取得し、そのアーム姿勢情報を記憶部２７の第２アーム姿勢記憶部分３１に記録する（ステップＳ９）。なお、アーム姿勢情報は、第１エンコーダ２０Ａによって計測されたサーボモータ１７の出力軸の回動角度θ１’と、第２エンコーダ２０Ｂによって計測されたサーボモータ１７の出力軸の回動角度θ２’と、第３エンコーダ２０Ｃによって計測されたサーボモータ１７の出力軸の回動角度θ３’である。そして、回動角度θ１’は第１アーム４の姿勢を表し、回動角度θ２’は第２アーム５の姿勢を表し、回動角度θ３’は第３アーム６の姿勢を表している。

次に、コントローラ７の判定部２８は、記憶部２７の第１アーム姿勢記憶部分３０に記録された角度データ（θ１～θ３）と第２アーム姿勢記憶部分３１に記録された角度データ（θ１’～θ３’）とを使用し、判定プログラム３２によって判定対象ワーク３が正常品か異常品かの判定を行う（ステップＳ１０）。

例えば、判定部２８は、記憶部２７の第１アーム姿勢記憶部分３０から角度データθ１を読み出し、記憶部２７の第２アーム姿勢記憶部分３１から角度データθ１’を読み出し、判定プログラム３２によって|（θ１－θ１’）|＞Δ１であると算出された場合、判定対象ワーク３が異常品であると判断する。また、判定部２８は、判定プログラム３２によってθ１＞θ１’であると算出された場合、判定対象ワーク３が基準ワーク３よりも重いと判定する。また、判定部２８は、判定プログラム３２によってθ１＜θ１’であると算出された場合、判定対象ワーク３が基準ワーク３よりも軽いと判定する。なお、Δ１は、基準ワーク３の角度データθ１と判定対象ワーク３の角度データθ１’との角度差（θ１－θ１’）の許容値を示している。

また、判定部２８は、記憶部２７の第１アーム姿勢記憶部分３０から角度データθ１を読み出し、記憶部２７の第２アーム姿勢記憶部分３１から角度データθ１’を読み出し、判定プログラム３２によって|（θ１－θ１’）|≦Δ１であると算出された場合、判定対象ワーク３が正常品であると判断する。

以上のステップＳ１０における判定部２８の説明は、第１関節１２の第１エンコーダ２０Ａの計測値に着目したものであるが、第２関節１３の第２エンコーダ２０Ｂの計測値を使用した場合でも同様に適用でき、第３関節１４の第３エンコーダ２０Ｃの計測値を使用した場合でも同様に適用できる。なお、第２エンコーダ２０Ｂにおける角度差（θ２－θ２’）の許容値がΔ２となり、第３エンコーダ２０Ｃにおける角度差（θ３－θ３’）の許容値がΔ３になる。

また、判定部２８は、第１関節１２の第１エンコーダ２０Ａの測定値から第３関節１４の第３エンコーダ２０Ｃの測定値の全てについてそれぞれ使用し、判定対象ワーク３が正常品であるか異常品であるかの判定をしてもよいが、ロボット２の姿勢等を考慮し、判定対象とする関節（１２～１４）のエンコーダ（２０Ａ～２０Ｃ）の測定値のうちのいずれかに限定して判定するように予め設定してもよい。

次に、コントローラ７は、判定対象ワーク３が正常品であると判定した場合、判定部２８に基づく情報をロボット２に送信し（支持アーム１１の回転駆動部に制御信号を出力し）、支持アーム１１を回動させて、判定対象ワーク３をロボット２によって正常品保管場所へ搬送させる（ステップＳ１１）。ここで、判定部２８に基づく情報は、判定対象ワーク３の異常の有無に応じた制御信号もしくは異常の有無自体の情報である。例えば、ロボット２は、コントローラ７からの異常の有無自体の情報に基づいて、判断して作動してもよい（各関節（１２、１３、１４）に設置した補助コントローラが判断し、補助コントローラによって駆動部（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）を作動させてもよい）。なお、コントローラ７は、判定対象ワーク３が正常品であると判定した場合、表示部３３に制御信号を出力し、表示部３３に「正常品」の表示をさせてもよい。

コントローラ７は、判定対象ワーク３が異常品であると判定した場合、判定部２８に基づく情報をロボット２に送信し（支持アーム１１の回転駆動部に制御信号を出力し）、支持アーム１１を回動させて、判定対象ワーク３をロボット２によって異常品保管場所へ搬送させる（ステップＳ１２）。なお、コントローラ７は、判定対象ワーク３が異常品であると判定した場合、表示部３３に制御信号を出力し、表示部３３に「異常品」の表示と共に、「重い」又は「軽い」の表示をさせてもよい。

次に、コントローラ７は、ワーク保管場所（図示せず）に判定対象ワーク３が存在するか否かを図外のワーク検知センサからの信号に基づいて判断し（ステップＳ１３）、判定対象ワーク３が存在しないと判断した場合に、ワーク判定システム１の作動を停止させる。また、コントローラ７は、判定対象ワーク３が存在すると判断した場合、ワーク保管場所に判定対象ワーク３がなくなるまで、ステップＳ６～Ｓ１３までのワーク判定システム１の作動を継続させる。

（第１実施形態の効果）
本実施形態のワーク判定システム１は、ロボット２のアーム（４～６）を支持する関節（１２～１４）が柔軟関節であったとしても、ワーク検査を迅速に行うことができる。

すなわち、本実施形態のワーク判定システム１は、ロボット２のアーム（４～６）を支持する関節（１２～１４）が柔軟関節であったとしても、アーム（４～６）の保持部１５が判定対象ワーク３を保持した状態の姿勢に基づき、判定部２８が判定対象ワーク３の正常品か異常品かの判定を行うようになっているため、判定対象ワーク３の正常品か異常品かの判定を迅速に行うことができる。

また、本実施形態のワーク判定システム１は、判定対象ワーク３の搬送移動中（一定速度の搬送中に限定されず、加速搬送中を含む）にアーム姿勢情報の取得が可能であるため（図４のステップＳ６～Ｓ９）、ワーク検査の作業工程（図４のステップＳ６～ステップＳ１０）から判定対象ワーク３（正常品と異常品）の仕分け工程（図４のステップＳ１０～Ｓ１２）まで作動を停止することなく継続することが可能であり、ワーク判定作業の効率化を図ることが可能になる。

また、本実施形態のワーク判定システム１は、各関節（１２～１４）のそれぞれに収容されたエンコーダ（２０Ａ～２０Ｃ）によってサーボモータ１７の出力軸の回動角度を検出し、そのエンコーダ（２０Ａ～２０Ｃ）の検出値（回動角度データ）から判定対象ワーク３が正常品か異常品かの判定が可能になるため、各アーム（４～６）の姿勢を検出するためのセンサを設置する必要がなくなり、構造の複雑化及びコストの増加を回避することができる。

また、本実施形態のワーク判定システム１は、判定部２８によって異常と判断された判定対象ワーク３が正常な判定対象ワーク３の保管場所（移動場所）と異なる保管場所（移動場所）にロボット２によって移動させられるため、正常品と異常品が確実に仕分けされ、正常品と異常品の混在を確実に防止できる。

なお、本実施形態のワーク判定システム１は、保持部１５に基準ワーク３を保持した状態において、基準ワーク３の質量が既知であり、ロボット２の設計データから各エンコーダ２０Ａ～２０Ｃの回動角度θ１～θ３を算出でき、その算出値θ１～θ３を第１アーム姿勢記憶部分３０に予め記録できる場合、図４のステップＳ１～Ｓ５を省略でき、判定対象ワーク３の正常品か異常品かの判定をより一層迅速に行うことができる。

また、本実施形態のワーク判定システム１は、各関節１２～１４のサーボモータ１７のトルク計測値に基づいて判定対象ワーク３の正常品か異常品かの判定する場合と比較し、判定対象ワーク３の質量以外のギヤの摩擦等の外乱成分を含まない分だけ、判定対象ワーク３の正常品か異常品かの判定を高精度に実施できる。

また、本実施形態のワーク判定システム１は、異なる搬送路同士、例えば、判定対象ワーク３の判定のための搬送路と、正常品保管場所への搬送路又は異常品保管場所への搬送路とが円弧形状の搬送路で接続されると、ロボット２のアーム（４～６）を停止させることなく円滑に移動させることができ、ロボット２の作業効率を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係るワーク判定システム１の概略構成図である。なお、本実施形態に係るワーク判定システム１は、基本的構成が第１実施形態に係るワーク判定システムと同様であるので、第１実施形態に係るワーク判定システム１と同一構成に同一符号を付し、重複する説明を省略し、第１実施形態に係るワーク判定システム１と相違する部分について詳述する。

図５に示すように、本実施形態に係るワーク判定システム１は、ワーク３（基準ワーク、判定対象ワーク）を保持するロボット２の保持部１５の外側面にマーカー４０を設置し、基礎部１０の上部に設置したセンサ（位置検出部）４１によってマーカー４０の移動位置を追跡検知できるようになっている。このようなワーク判定システム１は、第３アーム６の手先位置（保持部１５及びワーク３）の移動経路を検知することが可能になる。なお、センサとしては、ＬｉＤＡＲ、ミリ波レーダー、カメラ等が使用される。また、本実施形態のワーク判定システム１は、マーカー４０を第１関節１２、第２関節１３、第３関節１４、保持部１５のそれぞれに設置することにより、ロボット２の各アーム（４～６）及びワーク３の移動経路を詳細に検知することができる。

図６は、本実施形態に係るワーク判定システム１の機能構成を示すブロック図である。また、図７は、本実施形態に係るワーク判定システム１の作業フローチャートである。なお、本実施形態に係るワーク判定システム１は、その基本的な機能構成及び作業フローチャートが第１実施形態に係るワーク判定システム１の機能構成及び作業フローチャートと同様であるので、第１実施形態に係るワーク判定システム１と同一構成に同一符号を付し、重複する説明を省略して、第１実施形態に係るワーク判定システム１と相違する部分について詳述する。

本実施形態に係るワーク判定システム１は、ロボット２の保持部１５が基準ワーク３を保持して移動すると（ステップＳ１～Ｓ２）、保持部１５のマーカー４０の移動経路上の各位置（単位時間ごとの位置）がセンサ４１によって検知され（ステップＳ３～Ｓ４ａ）、そのセンサ４１の複数の検知データがマーカー４０（第３アーム６の手先位置）の移動経路を示すデータになる。そして、そのマーカー４０（第３アーム６の手先位置）の移動経路を示すデータは、記憶部２７の第１アーム経路記憶部分４２に記録される。

また、本実施形態に係るワーク判定システム１は、ロボット２の保持部１５が判定対象ワーク３を保持して移動すると（ステップＳ６～Ｓ７）、保持部１５のマーカー４０の移動経路上の各位置（単位時間ごとの位置）がセンサ４１によって検知され（ステップＳ８～Ｓ９ａ）、そのセンサ４１の複数の検知データがマーカー４０（第３アーム６の手先位置）の移動経路を示すデータになる。そして、そのマーカー４０（第３アーム６の手先位置）の移動経路を示すデータは、記憶部２７の第２アーム経路記憶部分４３に記録される。

コントローラ７の判定部２８は、基準ワーク３の経路（基準ワーク３の移動開始時から所定時間ごとの移動位置データ）と判定対象ワーク３の経路（判定対象ワーク３の移動開始時から所定時間ごとの移動位置データ）とのズレ量を判定プログラム４４によって算出し、そのズレ量が許容値以内であれば判定対象ワーク３が正常品であると判定し、そのズレ量が許容値を越える値であれば判定対象ワーク３が異常品であると判定する（ステップＳ１０）。また、判定部２８は、判定対象ワーク３が異常品であると判定した場合であって、基準ワーク３の経路（Ｘ－Ｚ座標面上の位置Ｘ１）と判定対象ワーク３の経路（Ｘ－Ｙ座標面上の位置Ｘ１’）とのズレ量（Ｘ１－Ｘ１’）がプラスの場合に、異常品が基準ワーク（正常品）よりも重いと判定し、ズレ量（Ｘ１－Ｘ１’）がマイナスの場合に、異常品が基準ワーク（正常品）よりも軽いと判定する。なお、このコントローラ７の判定部２８における判定例は、基準ワーク３及び判定対象ワーク３の経路がＸ－Ｚ座標面上にあり、Ｘ－Ｚ座標面の原点がロボット２の支持アームの根本部分にあることを想定している。また、本実施形態において、基準ワーク３の経路と判定対象ワーク３の経路を示すデータは、保持部１５にワーク（基準ワーク、判定対象ワーク）を保持した各アーム（４～６）の時系列的な姿勢変化として捉えることができる。

（第２実施形態の効果）
以上の本実施形態のワーク判定システム１は、第１実施形態に係るワーク判定システム１と同様に、ロボット２のアーム（４～６）を支持する関節（１２～１４）が柔軟関節であったとしても、ワーク検査を迅速に行うことができる。

また、本実施形態のワーク判定システム１は、第３アーム６の手先位置（保持部１５）に設置したマーカー４０をセンサ４１で検知することにより、第３アーム６の手先位置及びワーク３（基準ワーク、判定対象ワーク）の移動経路を検知でき、第３アーム６の手先位置及びワーク３（基準ワーク、判定対象ワーク）と周辺障害物との接触を回避できる。

なお、本実施形態のワーク判定システム１は、保持部１５に基準ワーク３を保持した状態において、基準ワーク３の質量が既知であり、ロボット２の設計データから第３アーム６の手先位置（保持部１５のマーカー４０の位置）Ｘ１を算出でき、その算出値Ｘ１を第１アーム経路記憶部分４２に予め記録できる場合、図７のステップＳ１～Ｓ５を省略でき、判定対象ワーク３の正常品か異常品かの判定をより一層迅速に行うことができる。

＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係るワーク判定システム１の概略構成図である。なお、本実施形態に係るワーク判定システム１は、第２実施形態に係るワーク判定システム１と基本的構成が同様であるので、重複する構成部分に同一符号を付し、重複する説明を省略して、第２実施形態に係るワーク判定システム１と相違する構成部分を詳述する。

この図８に示すワーク判定システム１を構成するロボット２は、第３アーム６の手先位置（保持部１５）が回転可能に構成されている。なお、図８（ａ）は、ワーク判定システム１を構成するロボット２の保持部１５が回転する前の状態を示す図である。また、図８（ｂ）は、ワーク判定システム１を構成するロボット２の保持部１５が回転した後の状態を示す図である。

このようなロボット２は、保持部１５が重心に偏りのある判定対象ワーク３を保持した状態で回転すると、Ｘ－Ｚ座標面上において、第３アーム６、保持部１５及び判定対象ワーク３が第３関節１４を回動支点とする振れ（点線位置から実線位置までの変位）を生じる。したがって、ワーク判定システム１は、第３アーム６の手先位置側に設置したマーカー４０の振れ幅（Ｘ－Ｚ座標面上の移動距離）を基礎部１０に設置したセンサ４１によって検知することにより、判定対象ワークに重心の偏りがあるか否かを判定することが可能になる。

（第３実施形態の効果）
以上のような本実施形態に係るワーク判定システム１は、基準ワーク３（重心に偏りがない正常品としてのワーク）の振幅の測定結果と判定対象ワーク３の振幅の測定結果とのズレ量から判定対象ワークが正常品か異常品かの判定が可能になる。

また、本実施形態に係るワーク判定システム１は、第２実施形態に係るワーク判定システム１と同様の構成を有するため、ロボット２のアーム（４～６）を支持する関節（１２～１４）が柔軟関節であったとしても、第２実施形態に係るワーク判定システム１と同様に、ワーク検査を迅速に行うことができる。

（その他の実施形態）
本発明に係るワーク判定システムは、第１から第３実施形態において例示したロボット２への適用に限定されず、第１から第３実施形態において例示したロボット２の関節数よりも少ない関節数のロボット（図示せず）への適用も可能であり、第１から第３実施形態において例示したロボット２の関節数よりも多い関節数の多軸のロボット（図示せず）への適用も可能である。
また、判定部２８は、第１から第３実施形態においてアームの動作の状態として例示したアームの関節角度、アームの手先位置、アームの手先位置の移動経路に基づいて、判定対象ワーク３の異常の有無を判定しているが、これに限られず、アームの動作の状態に基づいて判定対象ワーク３の異常の有無を判定していればよい。例えば、アームに係るトルク検出値（柔軟関節であるために、アームの姿勢の変化によって変化するトルク検出値）に基づいて、判定対象ワーク３の異常の有無を判定してもよい。
その他、上記実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１ ワーク判定システム
２ ロボット
３ ワーク（基準ワーク、判定対象ワーク）
４ 第１アーム（アーム）
５ 第２アーム（アーム）
６ 第３アーム（アーム）
７ コントローラ（ワーク判定装置）
１２ 第１関節（関節）
１３ 第２関節（関節）
１４ 第３関節（関節）
１７ サーボモータ
２０ エンコーダ（角度検出部）
２０Ａ 第１エンコーダ
２０Ｂ 第２エンコーダ
２０Ｃ 第３エンコーダ
２８ 判定部
４１ センサ（位置検出部）

Claims (9)

1. 外力によって変形可能な柔軟関節で支持されたアームを有するロボットと、前記アームが保持するワークの異常を判定する判定部と、を有するワーク判定システムであって、
   前記判定部は、前記ワークを保持した前記アーム動作の状態に基づき、前記ワークの異常の有無を判定する、ワーク判定システム。
2. 前記柔軟関節の回動角度を検出する角度検出部を有し、
   前記判定部は、前記角度検出部による前記回動角度に基づいて前記ワークの異常の有無を判定する、請求項１に記載のワーク判定システム。
3. 前記アームの手先位置を検出する位置検出部を有し、
   前記判定部は、前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記ワークの異常の有無を判定する、請求項１に記載のワーク判定システム。
4. 前記判定部は、前記ワークを保持した前記アームが加速移動中に、前記回動角度に基づいて、前記ワークの異常の有無を判定する、請求項２記載のワーク判定システム。
5. 前記判定部は、前記アームに保持された前記ワークが回転運動するように前記アームを動作させ、前記回転運動中の前記位置検出部による検出値に基づいて、前記ワークの異常の有無を判定する、請求項３に記載のワーク判定システム。
6. 前記判定部によって異常と判断された前記ワークは、正常なワークの移動場所と異なる移動場所に前記ロボットによって移動させられる、
   請求項１から請求項６のいずれかに記載のワーク判定システム。
7. 請求項１に記載のワーク判定システムに用いられるロボットであって、
   前記判定部に判定された異常の有無に基づいて移動経路を変更するロボット。
8. 請求項１に記載のワーク判定システムに用いられるワーク判定装置であって、
   前記判定部に基づく情報をロボットに送信するワーク判定装置。
9. 請求項８に記載のワーク判定装置に用いられるワーク判定プログラムであって、
   前記判定部に基づく情報をロボットに送信するワーク判定プログラム。

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