JP7245603B2 - 教示装置、ロボットシステムおよび教示方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、教示装置、ロボットシステムおよび教示方法に関する。

従来、複数の関節をそれぞれ駆動して動作するロボットが知られている。かかるロボットの先端には、溶接や把持等の用途にあわせたエンドエフェクタが取り付けられ、ワークの加工や移動といった様々な作業が行われる。

また、加工後のワークに対して光を照射することで加工箇所を計測し、計測結果に基づいて加工箇所の検査を行う検査方法も提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平５－０８７５３９号公報

しかしながら、仮に、検査ロボットによって加工後のワークの検査を行う場合、検査ロボットに対して検査用の動作を教示するための作業工数がかさむことから、検査ロボットの導入が十分に進んでいるとはいえない。

実施形態の一態様は、検査ロボットの教示情報を自動的に生成することができる教示装置、ロボットシステムおよび教示方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る教示装置は、取得部と、生成部とを備える。取得部は、ワークに対して作業ツールを用いた作業を行う作業ロボットの動作を規定した作業用教示情報を取得する。生成部は、前記取得部によって取得された前記作業用教示情報によって示される前記作業ロボットの動作経路のうち、前記作業ツールが稼働している区間に対応する作業経路に基づき、前記作業後の前記ワークを検査する検査ロボットの動作を規定した検査用教示情報を生成する。前記作業ロボットおよび前記検査ロボットは、設置面にそれぞれ固定される垂直多関節ロボットである。

また、実施形態の一態様に係るロボットシステムは、検査ロボットと、ロボットコントローラとを備える。検査ロボットは、前記作業後の前記ワークを検査する。ロボットコントローラは、前記教示装置によって生成された前記検査用教示情報に基づいて前記検査ロボットの動作を制御する。

また、実施形態の一態様に係る教示方法は、取得工程と、生成工程とを含む。取得工程は、ワークに対して作業ツールを用いた作業を行う作業ロボットの動作を規定した作業用教示情報を取得する。生成工程は、前記取得工程において取得された前記作業用教示情報によって示される前記作業ロボットの動作経路のうち、前記作業ツールが稼働している区間に対応する作業経路に基づき、作業後の前記ワークを検査する検査ロボットの動作を規定した検査用教示情報を生成する。前記作業ロボットおよび前記検査ロボットは、設置面にそれぞれ固定される垂直多関節ロボットである。

実施形態の一態様によれば、検査ロボットの教示情報を自動的に生成することが可能となる教示装置、ロボットシステムおよび教示方法を提供することができる。

図１は、実施形態に係る教示方法の概要を示す説明図である。 図２Ａは、実績情報の説明図その１である。 図２Ｂは、実績情報の説明図その２である。 図２Ｃは、検査用経路の説明図である。 図３は、ロボットの構成を示す側面図である。 図４は、教示装置の構成を示すブロック図である。 図５Ａは、検査用経路の通過順序決定処理の説明図その１である。 図５Ｂは、検査用経路の通過順序決定処理の説明図その２である。 図５Ｃは、検査用経路の通過順序決定処理の説明図その３である。 図５Ｄは、検査用経路の通過順序決定処理の説明図その４である。 図６は、ロボットシステムの構成を示すブロック図である。 図７は、教示装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。 図８は、変形例の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する教示装置、ロボットシステムおよび教示方法を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下に示す実施形態では、「直交」、「垂直」、「平行」あるいは「鉛直」といった表現を用いるが、厳密に「直交」、「垂直」、「平行」あるいは「鉛直」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

まず、実施形態に係る教示方法の概要について図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係る教示方法の概要を示す説明図である。なお、以下では、ワークＷに対する作業として溶接作業が行われ、溶接作業の溶接痕（ビード痕）を検査する場合について説明するが、ワークＷに対する作業としては、ワークＷ表面の粗度を変更したり、ワークＷに溝を掘ったり、ワークＷに描画したりする加工作業であってもよい。

また、図１では、作業ツール２００が取り付けられ、ワークＷの作業領域ＷＲに対して作業を行うロボット２０を、作業ロボット２０Ｗとしている。なお、溶接作業を行う場合には、作業ツール２００として溶接トーチが取り付けられる。また、検査装置１００が取り付けられ、作業済みのワークＷにおける作業領域ＷＲの検査を行うロボット２０を検査ロボット２０Ｃとしている。また、図１に示した２つのワークＷ間に示した破線矢印は、１つのワークＷを、たとえば、手動で移動させる向きを指している。

なお、検査ロボット２０Ｃの検査装置１００は、たとえば、照射した光を撮像しつつ移動することで作業領域ＷＲの立体的形状を取得し、取得した立体的形状が正常な作業結果を示すか否かを判定する。ここで、図１では、検査装置１００が検査可能な範囲である検査可能範囲１０１を参考のため破線で示している。

なお、検査可能範囲１０１は、検査装置１００の視野範囲に相当する。また、検査可能範囲１０１を、検査装置１００の視野範囲および奥行範囲を含む範囲としてもよい。検査ロボット２０Ｃは、かかる検査可能範囲１０１にワークＷの作業領域ＷＲが含まれるように動作する。

また、図１では、検査ロボット２０Ｃおよび作業ロボット２０Ｗとして同形式のロボット２０を用い、各ロボットの動作を制御するコントローラとして同形式のロボットコントローラ３０を用いる場合を示している。しかしながら、これに限らず、それぞれ異なる形式のロボットやコントローラを用いることとしてもよい。

図１に示すように、実施形態に係る教示方法では、教示装置１０が、作業ロボット２０Ｗの動作制御を行うロボットコントローラ３０から、作業ロボット２０Ｗの動作を規定した教示情報である「作業用教示情報」を取得する。

ここで、教示情報とは、ロボット２０へ動作を教示するティーチング段階で作成され、ロボット２０の動作経路を規定するプログラムである「ジョブ」を含んだ情報である。つまり、作業用教示情報は、作業ロボット２０Ｗの動作経路を規定するプログラムであるジョブを含んだ情報である。

また、教示装置１０は、取得した作業用教示情報に基づき、検査ロボット２０Ｃの動作を規定した「検査用教示情報」を生成する。ここで、検査用教示情報は、検査ロボット２０Ｃの動作経路を規定するプログラムであるジョブを含んだ情報である。検査ロボット２０Ｃの動作制御を行うロボットコントローラ３０は、教示装置１０から受け取った検査用教示情報に基づき、検査ロボット２０Ｃの動作制御を行うことになる。

このように、実施形態に係る教示方法によれば、「作業用教示情報」から「検査用教示情報」を自動的に生成するので、検査ロボット２０Ｃの教示作業における作業負荷を低減することができる。

なお、図１では、作業用教示情報から検査用教示情報を自動的に生成する場合を例示したが、検査用教示情報の生成に用いられる情報は、作業用教示情報に限られない。つまり、検査用教示情報を生成するためには、ワークＷにおける被作業領域（作業領域ＷＲ）の位置に対応する情報（以下、「実績情報」と記載する）があれば足りる。

具体的には、実績情報として作業用教示情報を用いる場合には、作業ロボット２０Ｗの動作経路から間接的に作業領域ＷＲを取得する。しかしながら、ワークＷにおける作業領域ＷＲを含んだワークＷの３次元形状である形状情報を直接的に取得可能な場合には、かかる形状情報を実績情報として用いることができる。

そこで、以下では、実績情報として作業用教示情報を用いる場合について図２Ａを、実績情報として形状情報を用いる場合について図２Ｂを、それぞれ用いて説明する。図２Ａは、実績情報の説明図その１であり、図２Ｂは、実績情報の説明図その２である。

まず、実績情報として作業用教示情報を用いる場合について説明する。図２Ａに示すように、教示装置１０（図１参照）が取得する作業用教示情報は、作業ロボット２０Ｗの動作経路ＴＲ１に対応する情報である。なお、動作経路ＴＲ１は、作業ロボット２０Ｗに設定される代表点（たとえば、作業ロボット２０Ｗの先端など）の経路である。

ここで、作業経路ＴＲ１は、開始位置Ｓから終了位置Ｅまでの連続した経路である。また、作業経路ＴＲ１は、作業ツール２００（図１参照）がＯＮとなる区間である区間ＯＮと、ＯＦＦとなる区間である区間ＯＦＦとを含んでいる。なお、溶接作業を行う場合には、区間ＯＮに対応する期間においてワークＷに対して溶接作業が行われる。

なお、図２Ａでは、作業順に、ワークＷにおける作業領域ＷＲの符号の末尾に１～４を付している。また、作業領域ＷＲ１～作業領域ＷＲ４にそれぞれ対応する区間ＯＮをそれぞれ区間ＯＮ１～区間ＯＮ４とし、区間ＯＦＦについても通過順に区間ＯＦＦ１～区間ＯＦＦ３としている。また、各作業領域ＷＲは、ビード痕のような立体形状を含んだ領域である。

教示装置１０（図１参照）は、図２Ａに示した動作経路ＴＲ１から、区間ＯＮ１～区間ＯＮ４を抽出し、抽出結果に基づいて検査ロボット２０Ｃの動作経路を生成するが、この点の詳細については、図２Ｃを用いて後述する。なお、区間ＯＮ１～区間ＯＮ４を抽出する代わりに、動作経路ＴＲ１とワークＷとの距離から推定される作業領域ＷＲ１～作業領域ＷＲ４を抽出し、抽出結果に基づいて検査ロボット２０Ｃの動作経路を生成することとしてもよい。

次に、実績情報としてワークＷの形状情報を用いる場合について図２Ｂを用いて説明する。図２Ｂに示すように、教示装置１０（図１参照）が取得する形状情報は、ワークＷの３次元形状と、ワークＷにおける作業領域ＷＲの形状および位置とを含んだ情報である。具体的な例としては、作業領域ＷＲの形状や位置の情報を含んだワークＷの３次元ＣＡＤ(Computer Aided Design)データなどがあげられる。ここで、図２Ｂには、図２Ａと同様の立体形状を含んだ作業領域ＷＲを示したが、かかる作業領域ＷＲをたとえば円形状や矩形状等の平坦な作業領域ＷＲとしてもよい。なお、この点については、図８を用いて後述する。

教示装置１０（図１参照）は、作業領域ＷＲを含んだワークＷの形状情報に基づき、検査ロボット２０Ｃの動作経路を生成する。具体的には、教示装置１０は、検査装置１００（図１参照）の形状に基づき、作業領域ＷＲ１～作業領域ＷＲ４が、検査ロボット２０Ｃの検査装置１００における検査可能範囲１０１（図１参照）に含まれるように検査ロボット２０Ｃの動作経路を生成する。

次に、実績情報として作業用教示情報を用いた場合（図２Ａ参照）に、教示装置１０（図１参照）が生成する検査ロボット２０Ｃの動作経路ＴＲ２の例について図２Ｃを用いて説明する。図２Ｃに示すように、教示装置１０は、図２Ａに示した区間ＯＮ１～区間ＯＮ４にそれぞれ対応する検査用経路（動作経路ＴＲ２の実線参照）を算出する。

ここで、各検索区間が区間ＯＮ１～区間ＯＮ４とはそれぞれ重なっていないのは、図１に示した検査装置１００と、作業ツール２００との形状が異なるためである。教示装置１０は、両者の形状の違いに基づき、作業領域ＷＲ１～作業領域ＷＲ４がそれぞれ検査可能範囲１０１（図１参照）に含まれるように検査用経路を生成する。

そして、教示装置１０（図１参照）は、各検査用経路（動作経路ＴＲ２の実線参照）を繋ぐエアカット経路（動作経路ＴＲ２の破線参照）を付加することで、動作経路ＴＲ２を完成させる。ここで、エアカット経路とは、検査装置１００による検査を停止しつつ、ワークＷとの干渉を回避する経路のことを指す。

なお、エアカット経路は、図２Ｃに示したように、図２Ａに示した区間ＯＦＦ１～区間ＯＦＦ３とはそれぞれ異なる経路とすることができる。また、動作経路ＴＲ２における作業領域ＷＲ１～作業領域ＷＲ４の通過順序についても、図２Ａに示した通過順序とは異なる順序とすることができる。

これは、ワークＷに対して作業を行う際に好ましい順序と、ワークＷの検査を行う際に好ましい順序とは必ずしも一致しないためである。なお、検査ロボット２０Ｃにおける動作経路ＴＲ２の生成処理の詳細については、図５Ａ～図５Ｄを用いて後述することとする。

次に、図１に示した作業ロボット２０Ｗおよび検査ロボット２０Ｃとして用いられるロボット２０の構成について図３を用いて説明する。なお、図３には、ロボット２０を検査ロボット２０Ｃとして使用する際に用いられる検査装置１００と、検査装置１００の検査可能範囲１０１とを参考のため示している。

図３に示すように、ロボット２０は、鉛直軸Ａ０～第５軸Ａ５の６軸を有するいわゆる垂直多関節ロボットである。また、ロボット２０は、基端側から先端側へ向けて、ベース部２０Ｂと、旋回部２０Ｓと、第１アーム２１と、第２アーム２２と、第３アーム２３と、手首部２４とを備える。

ベース部２０Ｂは、床などの設置面に固定される。旋回部２０Ｓは、ベース部２０Ｂに支持され、設置面と垂直な鉛直軸Ａ０まわりに旋回する。第１アーム２１は、基端側が旋回部２０Ｓに支持され、鉛直軸Ａ０と垂直な第１軸Ａ１まわりに旋回する。第２アーム２２は、基端側が第１アーム２１の先端側に支持され、第１軸Ａ１と平行な第２軸Ａ２まわりに旋回する。

第３アーム２３は、基端側が第２アーム２２の先端側に支持され、第２軸Ａ２と垂直な第３軸Ａ３まわりに回転する。手首部２４は、基端部２４ａと、先端部２４ｂとを含む。基端部２４ａは、基端側が第３アーム２３の先端側に支持され、第３軸Ａ３と垂直な第４軸Ａ４まわりに旋回する。なお、第２アーム２２、第３アーム２３および手首部２４は、中空部を有しており、かかる中空部にケーブル等を挿通することが可能である。

先端部２４ｂは、基端側が基端部２４ａの先端側に支持され、第４軸Ａ４と直交する第５軸Ａ５まわりに回転する。また、先端部２４ｂの先端側には、検査装置１００や、溶接トーチなどの作業ツール２００が着脱可能に取り付けられる。

なお、ロボット２０を７軸以上としてもよいし、５軸以下としてもよい。また、作業ロボット２０Ｗと検査ロボット２０Ｃとで、サイズや構成が異なるロボット２０を用いることとしてもよい。また、ロボット２０は、床置式に限らず、壁掛け式や、天吊式としてもよい。

次に、図１に示した教示装置１０の構成について図４を用いて説明する。図４は、教示装置１０の構成を示すブロック図である。なお、教示装置１０は、有線または無線の通信ネットワークＮＷに接続されており、各種情報の送受信を行うことができる。なお、教示装置１０を通信ネットワークＮＷに接続せず、可搬型記録媒体を介して情報のやりとりを行うこととしてもよい。

図４に示すように、教示装置１０は、制御部１１と、記憶部１２とを備える。制御部１１は、取得部１１ａと、算出部１１ｂと、決定部１１ｃと、生成部１１ｄと、出力部１１ｅとを備える。記憶部１２は、決定条件１２ａと、検査用教示情報１２ｂとを記憶する。

ここで、教示装置１０は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部１１の取得部１１ａ、算出部１１ｂ、決定部１１ｃ、生成部１１ｄおよび出力部１１ｅとして機能する。

また、取得部１１ａ、算出部１１ｂ、決定部１１ｃ、生成部１１ｄおよび出力部１１ｅの少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

記憶部１２は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、決定条件１２ａおよび検査用教示情報１２ｂを記憶することができる。なお、教示装置１０は、有線や無線の通信ネットワークＮＷで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。

また、教示装置１０は、通信ネットワークＮＷ経由で、図１に示した検査ロボット２０Ｃに接続されたロボットコントローラ３０へ検査用教示情報１２ｂを送信することができる。

制御部１１は、図２Ａや図２Ｂを用いて説明した実績情報を取得し、取得した実績情報に基づいて検査用教示情報１２ｂを生成する。また、制御部１１は、教示装置１０の全体制御を行う。

取得部１１ａは、ワークＷ（図１参照）における被作業領域である作業領域ＷＲの位置に対応する実績情報を、通信ネットワークＮＷを介して取得する。そして、取得した実績情報を算出部１１ｂへ出力する。

算出部１１ｂは、取得部１１ａから受け取った実績情報に基づき、図２Ｃを用いて説明した複数の検査用経路を算出する。具体的には、算出部１１ｂは、実績情報が作業ロボット２０Ｗ（図１参照）の動作を規定した作業用教示情報である場合には、作業用教示情報に含まれる動作経路ＴＲ１（図２Ａ参照）に基づいて検査用経路を算出する。

また、算出部１１ｂは、実績情報がワークＷにおける作業領域ＷＲを示す領域情報を含んだ形状情報である場合には、形状情報に含まれる作業領域ＷＲの３次元情報に基づいて検査用経路を算出する。

決定部１１ｃは、記憶部１２の決定条件１２ａに基づき、算出部１１ｂによって算出された複数の検査用経路を繋いだ動作経路ＴＲ２（図２Ｃ参照）を決定する。ここで、決定条件１２ａには、検査装置１００の形状に関する情報が含まれ、検査装置１００と、ワークＷまたは障害物との干渉を回避した動作経路ＴＲ２が決定されることになる。

また、決定条件１２ａとしては、複数の検査用経路を、最短時間で通過すること、ロボット２０に含まれる機構の動作負荷を最小とすること、ロボット２０におけるモータ等の駆動源のトルク負荷を最小とすること、等の条件を用いることができる。

生成部１１ｄは、決定部１１ｃによって決定された動作経路ＴＲ２（図２Ｃ参照）に基づいて検査ロボット２０Ｃの動作を規定した検査用教示情報１２ｂを生成する。そして、生成した検査用教示情報１２ｂを記憶部１２に記憶させる。出力部１１ｅは、記憶部１２に記憶された検査用教示情報１２ｂを、たとえば、作業者の入力操作に応じ、検査ロボット２０Ｃに接続されたロボットコントローラ３０へ出力する。

次に、教示装置１０が実行する検査用経路の通過順序決定処理の詳細について図５Ａ～図５Ｄを用いて説明する。図５Ａ～図５Ｄは、検査用経路の通過順序決定処理の説明図その１～その４である。なお、以下の説明では、図４に示した教示装置１０における各構成要素を符号付きで適宜用いることとする。また、図５Ａ～図５Ｄでは、説明を簡略化する観点からベクトル等を２次元で表現しているが、実際には、３次元であってもよい。

図５Ａに示すように、算出部１１ｂは、実績情報に基づき、ワークＷにおける作業領域ＷＲにそれぞれ対応する検査用経路Ｐ１～検査用経路Ｐ４を算出する。ここで、検査用経路Ｐ１～検査用経路Ｐ４は、図２Ａ等に示した作業領域ＷＲ１～作業領域ＷＲ４にそれぞれ対応する検査用の経路である。

なお、図５Ａに示した検査用経路Ｐ１～検査用経路Ｐ４の長さや配置は、模式的に示したものであり、実際の長さや経路間の距離の大小をあらわすものではない。また、以下では、検査用経路Ｐ１～検査用経路Ｐ４を区別しない場合には検査用経路Ｐと記載することとする。

また、以下では、図５Ａに示したように、検査用経路Ｐが、向きを有するいわゆるベクトルである場合について説明するが、向きを省略した検査用経路Ｐを用いることとしてもよい。

図５Ｂに示すように、決定部１１ｃは、検査用経路Ｐ１の終点と、検査用経路Ｐ２、検査用経路Ｐ３および検査用経路Ｐ４の始点とをそれぞれ繋ぐ候補経路ＡＣ１２、候補経路ＡＣ１３および候補経路ＡＣ１４をそれぞれ生成する。そして、同様の処理を、検査用経路Ｐ２、検査用経路Ｐ３および検査用経路Ｐ４についても繰り返す（図５Ｂの破線参照）。

図５Ｃに示すように、決定部１１ｃは、図５Ｂで説明した各候補経路について、候補経路の移動に要する時間を算出する。ここで、図５Ｃでは、始点となる検査用経路Ｐを各列に、終点となる検査用経路Ｐを各行に示している。

たとえば、図５Ｃに示したように、検査用経路Ｐ１の終点から、検査用経路Ｐ２の始点までの移動時間が「０．３」、検査用経路Ｐ３の始点までの移動時間が「１．０」、検査用経路Ｐ４の始点までの移動時間が「０．１」であったとする。この場合、検査用経路Ｐ１から検査用経路Ｐ４への移動時間が最小となる。

また、検査用経路Ｐ２の終点から、検査用経路Ｐ１の始点までの移動時間が「０．４」、検査用経路Ｐ３の始点までの移動時間が「０．３」、検査用経路Ｐ４の始点までの移動時間が「１．４」であったとする。この場合、検査用経路Ｐ２から検査用経路Ｐ３への移動時間が最小となる。

また、検査用経路Ｐ３の終点から、検査用経路Ｐ１の始点までの移動時間が「１．０」、検査用経路Ｐ２の始点までの移動時間が「０．１」、検査用経路Ｐ４の始点までの移動時間が「１．２」であったとする。この場合、検査用経路Ｐ３から検査用経路Ｐ２への移動時間が最小となる。

また、検査用経路Ｐ４の終点から、検査用経路Ｐ１の始点までの移動時間が「０．４」、検査用経路Ｐ２の始点までの移動時間が「０．８」、検査用経路Ｐ３の始点までの移動時間が「０．２」であったとする。この場合、検査用経路Ｐ４から検査用経路Ｐ３への移動時間が最小となる。

これらのことから、検査用経路Ｐ１を最初の経路とする場合には、検査用経路Ｐ１からの移動時間が最短である検査用経路Ｐ４を２番目の経路とし、検査用経路Ｐ４からの移動時間が最短である検査用経路Ｐ３を３番目の経路とし、検査用経路Ｐ３からの移動時間が最短である検査用経路Ｐ２を最後の経路とすれば、すべての検査用経路Ｐを最短時間で繋ぐことができる。

なお、検査用経路Ｐ２～検査用経路Ｐ４のいずれかを最初の経路とすると、検査用経路Ｐ１を最初の経路とする場合よりも、移動時間の総計が大きくなる。したがって、図５Ｃに示した場合には、決定部１１ｃは、検査用経路Ｐを「Ｐ１→Ｐ４→Ｐ３→Ｐ２」の順序で通過することを決定する。

そして、決定部１１ｃは、決定した順序に従い、検査用経路Ｐ１の終点と、検査用経路Ｐ４の始点とを繋ぐ候補経路ＡＣ１４を選択し、検査用経路Ｐ４の終点と、検査用経路Ｐ３の始点とを繋ぐ候補経路ＡＣ４３を選択する。また、決定部１１ｃは、検査用経路Ｐ３の終点と、検査用経路Ｐ２の始点とを繋ぐ候補経路ＡＣ３２を選択する。

このようにすることで、最短時間ですべての検査用経路Ｐを検査することが可能な「結合経路」をみつけることができる。そして、最短時間の結合経路を採用することで、ワークＷにおける作業領域ＷＲに対する検査を迅速に完了させることができる。

なお、図５Ａ～図５Ｄでは、各検査用経路Ｐの始点と終点とが予め固定された場合につて説明したが、始点と終点とを固定せずに、つまり、各検査用経路Ｐの始点と終点との入れ替えも考慮しつつ、いわゆる総当りで時間を算出し、最短時間となる結合経路をみつけることとしてもよい。

次に、ロボットシステム１の構成例について図６を用いて説明する。図６は、ロボットシステム１の構成を示すブロック図である。なお、図６では、図４に示した教示装置１０によって生成された検査用教示情報１２ｂを記憶するロボットコントローラ３０と、かかるロボットコントローラ３０によって動作制御される検査ロボット２０Ｃとを含むロボットシステム１を示している。

ここで、検査ロボット２０Ｃには検査装置１００が取り付けられており、ロボットシステム１は、検査ロボット２０Ｃを動作させて検査装置１００を移動させることで、ワークＷの作業領域ＷＲを検査させる。

ここで、検査ロボット２０Ｃの構成については図３を、ワークＷについては、図１等を用いて既に説明したので、以下では、ロボットコントローラ３０の構成について主に説明することとする。図６に示すように、ロボットコントローラ３０は、制御部３１と、記憶部３２とを備える。

なお、ロボットコントローラ３０のハードウェア構成、ソフトウェア構成については、図４に示した教示装置１０で既に説明した内容と同様とすることができるので、ここでの説明を省略する。

制御部３１は、動作制御部３１ａを備える。動作制御部３１ａは、検査用教示情報１２ｂに基づいて検査ロボット２０Ｃを動作させる。また、動作制御部３１ａは、検査ロボット２０Ｃの動力源であるモータ等のアクチュエータにおけるエンコーダ値を用いつつフィードバック制御を行うなどしてロボット２０の動作精度を向上させる。

記憶部３２は、検査用教示情報１２ｂを記憶する。検査用教示情報１２ｂは、図４に示した教示装置１０によって生成された情報である。なお、検査用教示情報１２ｂの内容については既に説明したので、ここでの説明を省略する。

このように、ロボットシステム１は、教示装置１０によって生成された検査用教示情報１２ｂに基づいてロボットコントローラ３０に検査ロボット２０Ｃを動作制御させる。つまり、ロボットシステム１によれば、検査ロボット２０Ｃに対する教示作業を省略することが可能となるので、効率的にワークＷの検査を行うことができる。

次に、図４に示した教示装置１０が実行する処理手順について図７を用いて説明する。図７は、教示装置１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、図７では、実績情報として作業用教示情報を取得する場合について説明する。

図７に示すように、教示装置１０の取得部１１ａは、作業用教示情報を取得する（ステップＳ１０１）。つづいて、算出部１１ｂは、取得した作業用教示情報から、実作業部分を抽出する（ステップＳ１０２）。なお、実作業部分の抽出は、たとえば、作業用教示情報に含まれる作業ツール２００の稼働指示や停止指示から、作業ツール２００が稼働している区間に対応する経路を抽出することで行われる。

そして、算出部１１ｂは、作業用教示情報から抽出した実作業部分に対応する検査用経路を算出する（ステップＳ１０３）。なお、検査用経路の算出において、算出部１１ｂは、作業ロボット２０Ｗの作業ツール２００と、検査ロボット２０Ｃの検査装置１００とのサイズの違いを反映させる。

つづいて、決定部１１ｃは、検査用経路にエアカット経路を付加し（ステップＳ１０４）、決定条件１２ａに基づいて最短所要時間の結合経路を探索する（ステップＳ１０５）。そして、決定部１１ｃは、決定した結合経路、すなわち、最短所要時間の結合経路に基づいて検査用教示情報１２ｂを生成し（ステップＳ１０６）、処理を終了する。

なお、生成された検査用教示情報１２ｂは、出力部１１ｅによって図６に示したロボットコントローラ３０へ出力され、ロボットコントローラ３０によって検査ロボット２０Ｃの動作制御が行われることになる。

ところで、これまでは、溶接痕のような延伸向きを有する作業領域ＷＲを検査する場合について説明してきたが、作業領域ＷＲは、シールや、ネジ孔などの平坦な領域であってもよい。そこで、以下では、平坦な領域を検査する場合について、図８を用いて説明する。図８は、変形例の説明図である。

図８に示すように、ワークＷ上には、シールや、ネジ孔などに対応する平坦な作業領域ＷＲに対応する作業領域ＷＲ１１～作業領域ＷＲ１４があるものとする。なお、図８では、作業領域ＷＲ１１～作業領域ＷＲ１４として面積を有する領域を例示したが、作業領域ＷＲ１１～作業領域ＷＲ１４をシールや、ネジ孔の中心点などの面積を有しない点としてもよい。また、検査装置１００としては、２次元の領域を撮像するカメラを含んだ検査装置１００ａが用いられるものとする。

このように、作業領域ＷＲ１１～作業領域ＷＲ１４の検査に、カメラを含んだ検査装置１００ａを用いるのは、溶接痕のように、延伸向きに沿って検査装置１００を移動させながら検査を行う必要がないからである。つまり、作業領域ＷＲ１１～作業領域ＷＲ１４の検査を行う場合、検査装置１００ａを静止させた状態で、各作業領域ＷＲを検査すれば足りるからである。なお、具体的な検査内容としては、シールが所定の位置や向きで正しく貼られているか、ネジ孔にネジが正しく締められているか、といった例をあげることができる。

ここで、取得部１１ａは、実績情報として作業領域ＷＲ１１～作業領域ＷＲ１４を含んだワークＷの３次元形状に対応する形状情報を取得する。また、決定部１１ｃは、作業領域ＷＲにそれぞれ対応する作業点ｓ１、作業点ｓ２、作業点ｓ３および作業点ｓ４を通過する動作経路ＴＲ３を決定する。そして、生成部１１ｄは、動作経路ＴＲ３に基づいて検査ロボット２０Ｃの動作を規定した検査用教示情報１２ｂを生成する。

なお、動作経路ＴＲ３に沿って検査ロボット２０Ｃを移動させる場合には、作業点ｓ１、作業点ｓ２、作業点ｓ３および作業点ｓ４においてそれぞれ検査ロボット２０Ｃを静止させることとしてもよいし、静止させずに検査装置１００ａによる撮像を行うこととしてもよい。なお、撮像を行う際に検査ロボット２０Ｃを移動させる速度を通常よりも遅くすることとしてもよい。

上述してきたように、実施形態に係る教示装置１０は、取得部１１ａと、生成部１１ｄとを備える。取得部１１ａは、ワークＷにおける被作業領域の位置に対応する実績情報を取得する。生成部１１ｄは、取得部１１ａによって取得された実績情報に基づき、作業後のワークＷを検査する検査ロボット２０Ｃの動作を規定した検査用教示情報１２ｂを生成する。

このように、教示装置１０は、ワークＷにおける被作業領域の位置に対応する実績情報に基づいて検査用教示情報１２ｂを生成するので、検査ロボット２０Ｃの教示情報を自動的に生成することができる。

また、実施形態に係るロボットシステム１は、作業後のワークＷを検査する検査ロボット２０Ｃと、教示装置１０によって生成された検査用教示情報１２ｂに基づいて検査ロボット２０Ｃの動作を制御するロボットコントローラ３０とを備える。

このように、ロボットシステム１は、教示装置１０によって生成された検査用教示情報１２ｂに基づいて検査ロボット２０Ｃの動作を制御するので、検査ロボット２０Ｃの教示情報を自動的に生成することができる。

また、実施形態に係る教示方法は、取得工程と、生成工程とを含む。取得工程では、ワークＷにおける被作業領域の位置に対応する実績情報を取得する。生成工程では、取得工程において取得された実績情報に基づき、作業後のワークＷを検査する検査ロボット２０Ｃの動作を規定した検査用教示情報１２ｂを生成する。

このように、教示方法は、取得工程において取得された実績情報に基づき、作業後のワークＷを検査する検査ロボット２０Ｃの動作を規定した検査用教示情報１２ｂを生成するので、検査ロボット２０Ｃの教示情報を自動的に生成することができる。

なお、上述した実施形態では、ワークＷの外周面に作業領域ＷＲがある場合について説明したが、ワークＷの内周面に作業領域ＷＲがある場合についても、実施形態に係る教示装置１０やロボットシステム１、教示方法を適用することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ ロボットシステム
１０ 教示装置
１１ 制御部
１１ａ 取得部
１１ｂ 算出部
１１ｃ 決定部
１１ｄ 生成部
１１ｅ 出力部
１２ 記憶部
１２ａ 決定条件
１２ｂ 検査用教示情報
２０ ロボット
２０Ｂ ベース部
２０Ｓ 旋回部
２１ 第１アーム
２２ 第２アーム
２３ 第３アーム
２４ 手首部
２４ａ 基端部
２４ｂ 先端部
３０ ロボットコントローラ
３１ 制御部
３１ａ 動作制御部
３２ 記憶部
１００、１００ａ 検査装置
１０１ 検査可能範囲
２００ 作業ツール
Ａ０ 鉛直軸
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸
Ａ３ 第３軸
Ａ４ 第４軸
Ａ５ 第５軸
Ｗ ワーク
ＷＲ 作業領域
ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３ 動作経路

Claims (8)

1. ワークに対して作業ツールを用いた作業を行う作業ロボットの動作を規定した作業用教示情報を取得する取得部と、
   前記取得部によって取得された前記作業用教示情報によって示される前記作業ロボットの動作経路のうち、前記作業ツールが稼働している区間に対応する作業経路に基づき、作業後の前記ワークを検査する検査ロボットの動作を規定した検査用教示情報を生成する生成部と
   を備え、
   前記作業ロボットおよび前記検査ロボットは、
   設置面にそれぞれ固定される垂直多関節ロボットであること
   を特徴とする教示装置。
2. 前記動作経路に含まれる複数の前記作業経路に対応する複数の検査用経路を算出する算出部と、
   前記検査用経路の通過順序を決定する決定部と
   を備え、
   前記生成部は、
   前記検査用経路を前記通過順序で繋げた前記検査用教示情報を生成すること
   を特徴とする請求項１に記載の教示装置。
3. 前記算出部は、
   前記検査用経路を向きを有するベクトルとして算出し、
   前記決定部は、
   一の前記検査用経路の終点と次に通過する前記検査用経路の始点とを前記通過順序に従って繋ぐことにより、前記複数の検査用経路を通過する結合経路を決定し、
   前記生成部は、
   前記決定部によって決定された前記結合経路に基づいて前記検査用教示情報を生成すること
   を特徴とする請求項２に記載の教示装置。
4. 前記決定部は、
   すべての前記検査用経路の通過に要する時間が最小となるように、前記通過順序を決定すること
   を特徴とする請求項２または３に記載の教示装置。
5. 前記生成部は、
   前記検査ロボットに取り付けられる検査装置の形状に基づき、当該検査装置と前記ワークまたは障害物との干渉を回避した前記検査用教示情報を生成すること
   を特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の教示装置。
6. 前記生成部は、
   前記検査装置の検査可能範囲に基づいて前記検査用教示情報を生成すること
   を特徴とする請求項５に記載の教示装置。
7. 前記作業後の前記ワークを検査する前記検査ロボットと、
   請求項１～６のいずれか一つに記載の教示装置によって生成された前記検査用教示情報に基づいて前記検査ロボットの動作を制御するロボットコントローラと
   を備えることを特徴とするロボットシステム。
8. ワークに対して作業ツールを用いた作業を行う作業ロボットの動作を規定した作業用教示情報を取得する取得工程と、
   前記取得工程において取得された前記作業用教示情報によって示される前記作業ロボットの動作経路のうち、前記作業ツールが稼働している区間に対応する作業経路に基づき、作業後の前記ワークを検査する検査ロボットの動作を規定した検査用教示情報を生成する生成工程と
   を含み、
   前記作業ロボットおよび前記検査ロボットは、
   設置面にそれぞれ固定される垂直多関節ロボットであること
   を特徴とする教示方法。

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