JP7307263B2 - バリ取り装置、及び制御システム - Google Patents
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Description
本発明は、バリ取り装置、及び制御システムに関する。
ロボットによる加工バリ取り工程において、（１）オフライン上でワークの三次元データに基づいて、バリ取り部位の形状とロボットのツールの姿勢とを取得し、ロボットプログラムを作成し、（２）実機でカメラ（以下、「視覚センサ」ともいう）によってワークの形状を検出し、検出結果を元にロボットプログラムを更新し、（３）実機で前記ロボットプログラムを実行し、ロボットの手首に取り付けられた力センサによりワークへ働く力を検出し、検出値が目標値になるように力制御を行いながらバリ取りする技術が知られている。例えば、特許文献１参照。
上述したように、従来のバリ取り装置は、図７に示すように、バリ取り処理を行う。
すなわち、ステップＳ１において、バリ取り装置は、上述したように、オフライン上でワークの三次元データに基づいて、プログラムを事前に作成する。なお、プログラムは、ワーク１種類につき１個用意する。
ステップＳ２において、バリ取り装置は、毎回視覚センサでワークの検出を行い、検出結果に基づいて、ステップＳ１で作成したプログラムの教示位置を補正する。
ステップＳ３において、バリ取り装置は、力センサを用いて一定の押付力になるように力制御しながらバリ取りを行う。
ステップＳ４において、バリ取り装置は、次のワークがあるか否かを判定し、次のワークがある場合、処理はステップＳ１に戻り、次のワークがない場合、処理は終了する。
図７に示すように、ワークの設置位置やバリ形状が異なっていても、毎回カメラ及び力センサで補正をかけるため、バリ取り品質を安定させることが可能になる。
すなわち、ステップＳ１において、バリ取り装置は、上述したように、オフライン上でワークの三次元データに基づいて、プログラムを事前に作成する。なお、プログラムは、ワーク１種類につき１個用意する。
ステップＳ２において、バリ取り装置は、毎回視覚センサでワークの検出を行い、検出結果に基づいて、ステップＳ１で作成したプログラムの教示位置を補正する。
ステップＳ３において、バリ取り装置は、力センサを用いて一定の押付力になるように力制御しながらバリ取りを行う。
ステップＳ４において、バリ取り装置は、次のワークがあるか否かを判定し、次のワークがある場合、処理はステップＳ１に戻り、次のワークがない場合、処理は終了する。
図７に示すように、ワークの設置位置やバリ形状が異なっていても、毎回カメラ及び力センサで補正をかけるため、バリ取り品質を安定させることが可能になる。
しかしながら、図７に示すバリ取り処理でも、バリ取り品質が安定しない場合がある。例えば、視覚センサの検出誤差の大きさやバリ取りの動作速度によっては、力センサで誤差を完全に補うことはできず、ワークを過大な力で押し付けたり、逆にワークから離れてしまったりして、バリ取り品質が悪化する可能性がある。
また、一般的にロボット機構部のパラメータ（以下、「機構パラメータ」ともいう）は、ロボットの全動作領域で平均的に位置誤差が小さくなる値に設定されるが、バリ取りを行うための精度として不十分な場合がある。ロボット機構部の精度は、加工動作だけでなく、ロボット機構部と視覚センサとの間のキャリブレーション（相対位置の設定）精度にも影響する。
視覚センサで検出する範囲を狭くして複数の箇所を検出したり、複数の領域でキャリブレーションしたりすることで、誤差を低減させることは可能だが、生産時のサイクルタイムが長くなり、また立ち上げ時のユーザの手間が増えてしまう。
また、一般的にロボット機構部のパラメータ（以下、「機構パラメータ」ともいう）は、ロボットの全動作領域で平均的に位置誤差が小さくなる値に設定されるが、バリ取りを行うための精度として不十分な場合がある。ロボット機構部の精度は、加工動作だけでなく、ロボット機構部と視覚センサとの間のキャリブレーション（相対位置の設定）精度にも影響する。
視覚センサで検出する範囲を狭くして複数の箇所を検出したり、複数の領域でキャリブレーションしたりすることで、誤差を低減させることは可能だが、生産時のサイクルタイムが長くなり、また立ち上げ時のユーザの手間が増えてしまう。
そこで、視覚センサの検出誤差やロボット機構部の誤差を容易に補正することが望まれている。
（１）本開示のバリ取り装置の一態様は、対象物からバリを除去するバリ取りロボットマニピュレータを備えたバリ取り装置であって、バリ取りを行うためのロボットプログラムを予め作成するロボットプログラム作成部と、前記対象物となる１つのワークのバリ取り部位の位置を視覚センサにより検出するバリ取り部位検出部と、前記バリ取り部位検出部により得られた前記対象物となる１つのワークのバリ取り部位の位置からロボットプログラムを更新するロボットプログラム更新部と、前記ロボットマニピュレータ及び前記対象物となる１つのワークに働く力を検出して、所定の押付力になるように制御する力制御部と、前記ロボットプログラム更新部により更新されたロボットプログラムに基づいて前記力制御部により前記所定の押付力になるように制御した際の前記ロボットマニピュレータの動きの実軌跡を取得する実軌跡取得部と、前記力制御部により前記所定の押付力になるように制御した際の前記視覚センサにより検出された前記ロボットマニピュレータの動きの軌跡と、前記実軌跡と、の違いから、前記バリ取り部位検出部により検出される前記対象物となる１つのワークのバリ取り部位の位置に係る補正パラメータを算出する軌跡補正パラメータ算出部と、を備え、前記ロボットプログラム更新部は、さらに、前記バリ取り部位検出部により検出された前記対象物となる別のワークのバリ取り部位の位置を、前記軌跡補正パラメータ算出部により算出された前記補正パラメータにより補正された補正後のバリ取り部位の位置に基づいて前記ロボットプログラムを更新し、前記力制御部は、さらに、前記ロボットプログラム更新部により更新された前記ロボットプログラムに基づいて、前記ロボットマニピュレータ及び前記対象物となる別のワークに働く力を検出して、前記所定の押付力になるように制御する。
（２）本開示の制御システムの一態様は、対象物を加工するロボットを含む制御システムであって、前記ロボットを動作させる動作プログラムを予め作成する作成部と、前記対象物となる１つのワークを視覚センサにより検出する検出部と、前記検出部により得られた前記対象物となる１つのワークの検出結果から前記動作プログラムを更新する更新部と、前記更新部により更新された前記動作プログラムに基づいて前記対象物となる１つのワークに対する前記ロボットの加工動作を制御する制御部と、前記更新部により更新された前記動作プログラムに基づいて前記制御部により制御された際の前記ロボットの加工動作の実軌跡を取得する取得部と、前記制御部により制御された際の前記検出部により検出された前記ロボットの加工動作の軌跡と、前記実軌跡と、に基づいて、前記検出部により検出される前記対象物となる１つのワークの検出結果に係る補正パラメータを算出する算出部と、を備え、前記更新部は、さらに、前記検出部により検出された前記対象物となる別のワークの検出結果を、前記算出部により算出された前記補正パラメータにより補正された補正後の検出結果に基づいて前記動作プログラムを更新し、前記制御部は、さらに、前記更新部により更新された前記動作プログラムに基づいて前記対象物となる別のワークに対する前記ロボットの加工動作を制御する。
一態様によれば、視覚センサの検出誤差やロボット機構部の誤差を容易に補正することができる。
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装置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、バリ取り装置１は、機械装置１０、及び制御装置２０を有する。以下、ロボットとしての機械装置１０と、ロボット制御装置としての制御装置２０と、を例示して説明するが、これに限定されない。
＜一実施形態＞
図１は、一実施形態に係るバリ取り装置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、バリ取り装置１は、機械装置１０、及び制御装置２０を有する。以下、ロボットとしての機械装置１０と、ロボット制御装置としての制御装置２０と、を例示して説明するが、これに限定されない。
機械装置１０と制御装置２０とは、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とは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）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、視覚センサ１３、力センサ１４、及びバリ取りツール（以下、「ツール」ともいう）１５が取り付けられる。
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、視覚センサ１３、力センサ１４、及びバリ取りツール（以下、「ツール」ともいう）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。
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。
図３は、図２のロボット１０における座標系を説明するための図である。
ロボット１０は、図３に示すように、空間上に固定された３次元直交座標系のワールド座標系Σｗと、ロボット１０の関節軸１１（６）の先端のフランジに設定された３次元直交座標のメカニカルインタフェイス座標系Σｍとを有する。本実施形態においては、事前に公知のキャリブレーションによってワールド座標系Σｗとメカニカルインタフェイス座標系Σｍとの位置の相関が取られている。これにより、後述する制御装置２０は、ワールド座標系Σｗで定義される位置を用いて、後述するツール１５が取付けられたロボット１０の先端部の位置を制御することができる。
ロボット１０は、図３に示すように、空間上に固定された３次元直交座標系のワールド座標系Σｗと、ロボット１０の関節軸１１（６）の先端のフランジに設定された３次元直交座標のメカニカルインタフェイス座標系Σｍとを有する。本実施形態においては、事前に公知のキャリブレーションによってワールド座標系Σｗとメカニカルインタフェイス座標系Σｍとの位置の相関が取られている。これにより、後述する制御装置２０は、ワールド座標系Σｗで定義される位置を用いて、後述するツール１５が取付けられたロボット１０の先端部の位置を制御することができる。
視覚センサ１３は、例えば、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。視覚センサ１３は、図示しない画像処理部を有することでバリ取り部位検出部として機能する。
具体的には、視覚センサ１３は、作業台４０に配置されたバリ取りを実行しようとするワーク３０を撮影して得られる画像を処理してワーク３０においてバリ取りされるべき部位（以下、「バリ取り部位」ともいう）の位置を検出する。視覚センサ１３は、図示しない接続インタフェースを介して、検出したバリ取り部位の位置を示すデータを制御装置２０に出力する。
具体的には、視覚センサ１３は、作業台４０に配置されたバリ取りを実行しようとするワーク３０を撮影して得られる画像を処理してワーク３０においてバリ取りされるべき部位（以下、「バリ取り部位」ともいう）の位置を検出する。視覚センサ１３は、図示しない接続インタフェースを介して、検出したバリ取り部位の位置を示すデータを制御装置２０に出力する。
なお、視覚センサ１３は、バリ取り部位の位置の検出にあたり、ワーク３０におけるバリ取り部位の形状及び位置に関するデータ（以下、「バリ取り部位形状データ」）を、図示しないオフラインプログラミング装置等から予め取得してもよい。また、視覚センサ１３は、特許文献１等の公知の手法を用いて、ワーク３０を撮像して得られた画像上から明暗の境界によって表されるエッジ特徴線を検出し、前記特徴線をバリ取り部位とみなしてもよい。また、視覚センサ１３は、実際のワーク３０の位置を検出するようにさらに形成されていてもよい。
また、視覚センサ１３は、バリ取り部位形状データに基づいて、ワーク３０の撮像画像における探索領域を限定する探索領域限定部（図示しない）をさらに備えてもよい。それにより、視覚センサ１３は、限定された探索領域から実際のバリ取り部位の位置を検出でき、実際のバリ取り部位の位置を検出するのに必要な時間を短縮するとともに、誤った部位を検出することなく安定した検出を行うことができる。
また、視覚センサ１３は、バリ取り部位形状データに基づいて、ワーク３０の撮像画像における探索領域を限定する探索領域限定部（図示しない）をさらに備えてもよい。それにより、視覚センサ１３は、限定された探索領域から実際のバリ取り部位の位置を検出でき、実際のバリ取り部位の位置を検出するのに必要な時間を短縮するとともに、誤った部位を検出することなく安定した検出を行うことができる。
ここで、上述のオフラインプログラミング装置（図示しない）は、コンピュータ装置であり、ワーク３０の三次元データを予め記憶し、ワーク３０の三次元データから、ワーク３０のバリ取り部位の形状及び位置に関するバリ取り部位形状データを抽出してもよい。また、オフラインプログラミング装置（図示しない）は、バリ取り部位形状データに基づいて、バリ取りを実行する際におけるバリ取り部位に対応する後述するツール１５の姿勢を設定してもよい。ツール１５の姿勢は、バリ取り部位の全体にわたってワーク３０の表面に対して一定の角度に設定されてもよく、ロボット１０の周囲に存在する障害物等の外的要因を考慮して局所的に設定されてもよい。
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に対するツール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。
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。
ツール１５は、グラインダ等であり、ロボット１０のマニピュレータの先端部に設けられ、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、制御部２００を有する。また、制御部２００は、ロボットプログラム作成部２１０、ロボットプログラム更新部２２０、力制御部２３０、実軌跡取得部２４０、及び軌跡補正パラメータ算出部２５０を有する。
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、制御部２００を有する。また、制御部２００は、ロボットプログラム作成部２１０、ロボットプログラム更新部２２０、力制御部２３０、実軌跡取得部２４０、及び軌跡補正パラメータ算出部２５０を有する。
制御部２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）メモリ等を有し、これらはバスを介して相互に通信可能に構成される、当業者にとって公知のものである。
ＣＰＵは制御装置２０を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたシステムプログラム及びアプリケーションプログラムを、バスを介して読み出し、前記システムプログラム及びアプリケーションプログラムに従って制御装置２０全体を制御する。これにより、図１に示すように、制御部２００が、ロボットプログラム作成部２１０、ロボットプログラム更新部２２０、力制御部２３０、実軌跡取得部２４０、及び軌跡補正パラメータ算出部２５０の機能を実現するように構成される。ＲＡＭには一時的な計算データや表示データ等の各種データが格納される。また、ＣＭＯＳメモリは図示しないバッテリでバックアップされ、制御装置２０の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。
ＣＰＵは制御装置２０を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたシステムプログラム及びアプリケーションプログラムを、バスを介して読み出し、前記システムプログラム及びアプリケーションプログラムに従って制御装置２０全体を制御する。これにより、図１に示すように、制御部２００が、ロボットプログラム作成部２１０、ロボットプログラム更新部２２０、力制御部２３０、実軌跡取得部２４０、及び軌跡補正パラメータ算出部２５０の機能を実現するように構成される。ＲＡＭには一時的な計算データや表示データ等の各種データが格納される。また、ＣＭＯＳメモリは図示しないバッテリでバックアップされ、制御装置２０の電源がオフされても記憶状態が保持される不揮発性メモリとして構成される。
ロボットプログラム作成部２１０は、ワーク３０の形状を表す三次元データに基づいてバリ取りを行うためのロボットプログラムを作成する。
具体的には、ロボットプログラム作成部２１０は、例えば、オフラインプログラミング装置（図示しない）から取得されるバリ取り部位形状データと、ツール１５の姿勢と、を含むワーク３０の三次元データからロボット１０のロボットプログラムを作成する。なお、ロボットプログラムは、ワーク１種類につき１個用意されてもよい。
このロボットプログラムによって、バリ取りを適切に実行するためのツール１５、すなわちロボット１０の移動経路及び移動速度等が指定されてもよい。また、ロボットプログラムには、ロボット１０に対する制御信号に加えて、ロボット１０を力制御する目的で使用される、ツール１５に作用する予め設定された所定の押付力（以下、「目標値」ともいう）が含まれてもよい。なお、押付力の目標値には、押付力の大きさに加えて押付方向の情報が含まれてもよい。
具体的には、ロボットプログラム作成部２１０は、例えば、オフラインプログラミング装置（図示しない）から取得されるバリ取り部位形状データと、ツール１５の姿勢と、を含むワーク３０の三次元データからロボット１０のロボットプログラムを作成する。なお、ロボットプログラムは、ワーク１種類につき１個用意されてもよい。
このロボットプログラムによって、バリ取りを適切に実行するためのツール１５、すなわちロボット１０の移動経路及び移動速度等が指定されてもよい。また、ロボットプログラムには、ロボット１０に対する制御信号に加えて、ロボット１０を力制御する目的で使用される、ツール１５に作用する予め設定された所定の押付力（以下、「目標値」ともいう）が含まれてもよい。なお、押付力の目標値には、押付力の大きさに加えて押付方向の情報が含まれてもよい。
ロボットプログラム更新部２２０は、ロボットプログラム作成部２１０によって作成されるロボットプログラムを更新する。例えば、ロボットプログラム更新部２２０は、視覚センサ１３によって実際のバリ取り部位の位置が検出されると、検出結果に基づいて、ロボット１０の動作経路を変更するようにロボットプログラムを更新する。
また、ロボットプログラム更新部２２０は、後述する軌跡補正パラメータ算出部２５０により算出された、視覚センサ１３の検出結果を補正する補正パラメータに基づいて、視覚センサ１３により検出されたワーク３０のバリ取り部位の位置を補正パラメータで補正し、補正したバリ取り部位の位置に基づいてロボットプログラムを更新してもよい。
また、ロボットプログラム更新部２２０は、後述する軌跡補正パラメータ算出部２５０により算出された、視覚センサ１３の検出結果を補正する補正パラメータに基づいて、視覚センサ１３により検出されたワーク３０のバリ取り部位の位置を補正パラメータで補正し、補正したバリ取り部位の位置に基づいてロボットプログラムを更新してもよい。
力制御部２３０は、例えば、制御装置２０がロボットプログラム更新部２２０で更新されたロボットプログラムを実行してロボット１０を動かすことで、ロボット１０の先端部に取り付けられた力センサ１４を用いて、ワーク３０に作用するツール１５の押付力を検出する。力制御部２３０は、検出したツール１５の押付力が目標値になるように力制御する。
実軌跡取得部２４０は、ロボットプログラム更新部２２０により更新されたロボットプログラムに基づいて力制御部２３０により力センサ１４の押付力が目標値になるように制御した際のロボット１０のマニピュレータ、すなわちツール１５の動きの実軌跡を取得する。
具体的には、実軌跡取得部２４０は、視覚センサ１３でワーク３０が検出された後、ロボット１０に装着されたツール１５でバリ取りを行う前に、更新されたロボットプログラムを実行してロボット１０を動かし、力センサ１４が検出する押付力が目標値となる程度の速度（例えば、バリ取り動作時の速度より遅い速度（以下、「低速」ともいう））でワーク３０を倣う。この場合、ロボット１０は、バリ取り加工を行わなくてもよい。
実軌跡取得部２４０は、力センサ１４を用いて低速でワーク３０を倣ったときの関節軸１１の図示しないサーボモータの位置センサが出力するデータに基づいて、ツール１５の軌跡を実軌跡（以下、「低速倣い軌跡」ともいう）として取得する。
具体的には、実軌跡取得部２４０は、視覚センサ１３でワーク３０が検出された後、ロボット１０に装着されたツール１５でバリ取りを行う前に、更新されたロボットプログラムを実行してロボット１０を動かし、力センサ１４が検出する押付力が目標値となる程度の速度（例えば、バリ取り動作時の速度より遅い速度（以下、「低速」ともいう））でワーク３０を倣う。この場合、ロボット１０は、バリ取り加工を行わなくてもよい。
実軌跡取得部２４０は、力センサ１４を用いて低速でワーク３０を倣ったときの関節軸１１の図示しないサーボモータの位置センサが出力するデータに基づいて、ツール１５の軌跡を実軌跡（以下、「低速倣い軌跡」ともいう）として取得する。
軌跡補正パラメータ算出部２５０は、力制御部２３０により押付力が目標値になるように制御した際の視覚センサ１３により検出されたツール１５の動きの軌跡（以下、「検出軌跡」ともいう）と力センサ１４での低速倣い軌跡との違いから、視覚センサ１３により検出されるワーク３０のバリ取り部位の位置に係る補正パラメータを算出する。
図４は、視覚センサ１３により検出された検出軌跡と力センサ１４を用いた低速倣い軌跡との一例を示す図である。なお、図４では、検出軌跡を実線で示し、低速倣い軌跡を破線で示す。また、図４では、検出軌跡、及び低速倣い軌跡は、円軌跡を示すが、任意の形状の軌跡でもよく、軌跡補正パラメータ算出部２５０の処理動作は同様である。また、以下では、平行移動及び拡大／縮小の補正について説明するが、回転方向の補正についても同様に対応することができる。
図４は、視覚センサ１３により検出された検出軌跡と力センサ１４を用いた低速倣い軌跡との一例を示す図である。なお、図４では、検出軌跡を実線で示し、低速倣い軌跡を破線で示す。また、図４では、検出軌跡、及び低速倣い軌跡は、円軌跡を示すが、任意の形状の軌跡でもよく、軌跡補正パラメータ算出部２５０の処理動作は同様である。また、以下では、平行移動及び拡大／縮小の補正について説明するが、回転方向の補正についても同様に対応することができる。
図４に示すように、視覚センサ１３により検出された検出軌跡と力センサ１４を用いた低速倣い軌跡とは互いにズレている。そこで、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、両者の軌跡の差が最小になるような補正パラメータを算出する。
そこで、視覚センサ１３により検出された検出軌跡の点列を（ｘ１ｉ，ｙ１ｉ）と定義し、力センサ１４を用いた低速倣い軌跡の点列を（ｘ２ｉ，ｙ２ｉ）と定義する（ｉは１からｎの整数であり、ｎは２以上の整数である）。
軌跡補正パラメータ算出部２５０が視覚センサ１３により検出された検出軌跡の点列（ｘ１ｉ，ｙ１ｉ）を補正して、力センサ１４を用いた低速倣い軌跡に一致させる場合、補正後の点列（ｘ’１ｉ，ｙ’１ｉ）は、補正パラメータＡ－Ｄを用いて数１式のように表される。
軌跡補正パラメータ算出部２５０は、視覚センサ１３により検出された検出軌跡の点列（ｘ１ｉ，ｙ１ｉ）が力センサ１４を用いた低速倣い軌跡の点列（ｘ２ｉ，ｙ２ｉ）に一番近くなる補正パラメータＡ－Ｄを最小二乗法で計算する。なお、以下では、Ｘ成分の計算について説明するが、Ｙ成分も同様の方法で計算することができる。
軌跡補正パラメータ算出部２５０は、Ｘ成分についての軌跡誤差の二乗和を、数２式を用いて計算する。
軌跡補正パラメータ算出部２５０は、上記Ｓが最小になる補正パラメータＡ、Ｂを求めるため、各補正パラメータで偏微分した式が０になる数３式の連立方程式を解く。
数３式は、数４式のように変形することができる。
ここで、数５式に示すように、行列Ｘ、ベクトルａ、及びベクトルｙをそれぞれ定義することで、数４式は、Ｘ・ａ＝ｙと表すことができる。
これにより、補正パラメータのベクトルａは、行列Ｘ、及びベクトルｙを用いて数６式のように表される。
そして、行列Ｘ、及びベクトルｙは、共に各軌跡点列のデータから算出される既知量であるため、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、数６式から補正パラメータＡ、Ｂを算出することができる。同様に、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、Ｙ成分の補正パラメータＣ、Ｄを算出することができる。
軌跡補正パラメータ算出部２５０は、算出した補正パラメータＡ－Ｄを制御装置２０に含まれるＨＤＤ等の記憶部（図示しない）に記憶する。
これにより、バリ取り装置１は、同じ形状のワーク３０のバリ取りをする場合、算出された補正パラメータＡ－Ｄを用いて、視覚センサ１３により検出されたワーク３０のバリ取り部位の位置を補正し、補正したバリ取り部位の位置でロボットプログラムを更新することで、視覚センサ１３の検出誤差を容易に補正することができる。
なお、バリ取り装置１は、立ち上げの１回は力センサ１４を用いた倣い動作が必要になるが、この動作及び補正パラメータの計算は自動で行えるため、ユーザの手間は増えない。
そこで、視覚センサ１３により検出された検出軌跡の点列を（ｘ１ｉ，ｙ１ｉ）と定義し、力センサ１４を用いた低速倣い軌跡の点列を（ｘ２ｉ，ｙ２ｉ）と定義する（ｉは１からｎの整数であり、ｎは２以上の整数である）。
軌跡補正パラメータ算出部２５０が視覚センサ１３により検出された検出軌跡の点列（ｘ１ｉ，ｙ１ｉ）を補正して、力センサ１４を用いた低速倣い軌跡に一致させる場合、補正後の点列（ｘ’１ｉ，ｙ’１ｉ）は、補正パラメータＡ－Ｄを用いて数１式のように表される。
軌跡補正パラメータ算出部２５０は、Ｘ成分についての軌跡誤差の二乗和を、数２式を用いて計算する。
軌跡補正パラメータ算出部２５０は、算出した補正パラメータＡ－Ｄを制御装置２０に含まれるＨＤＤ等の記憶部（図示しない）に記憶する。
これにより、バリ取り装置１は、同じ形状のワーク３０のバリ取りをする場合、算出された補正パラメータＡ－Ｄを用いて、視覚センサ１３により検出されたワーク３０のバリ取り部位の位置を補正し、補正したバリ取り部位の位置でロボットプログラムを更新することで、視覚センサ１３の検出誤差を容易に補正することができる。
なお、バリ取り装置１は、立ち上げの１回は力センサ１４を用いた倣い動作が必要になるが、この動作及び補正パラメータの計算は自動で行えるため、ユーザの手間は増えない。
＜バリ取り装置１のバリ取り処理＞
次に、本実施形態に係るバリ取り装置１のバリ取り処理に係る動作について説明する。
図５は、バリ取り装置１のバリ取り処理について説明するフローチャートである。以下の説明では、バリ取り対象の複数のワーク３０は互いに同じ形状を有するものとする。
次に、本実施形態に係るバリ取り装置１のバリ取り処理に係る動作について説明する。
図５は、バリ取り装置１のバリ取り処理について説明するフローチャートである。以下の説明では、バリ取り対象の複数のワーク３０は互いに同じ形状を有するものとする。
ステップＳ１１において、ロボットプログラム作成部２１０は、オフラインプログラミング装置（図示しない）から取得したバリ取り部位形状データと、ツール１５の姿勢と、を含むワーク３０の三次元データからロボットプログラムを作成する。
ステップＳ１２において、ロボットプログラム更新部２２０は、視覚センサ１３によって検出されたワーク３０のバリ取り部位の位置に基づいて、ロボットプログラムを更新する。
ステップＳ１３において、実軌跡取得部２４０は、ステップＳ１２で更新されたロボットプログラムに基づいて力制御部２３０により力センサ１４の押付力が目標値となるように制御され低速でワーク３０を倣った時のツール１５の動きの実軌跡、すなわち低速倣い軌跡を取得する。
ステップＳ１４において、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、ステップＳ１３で取得された低速倣い軌跡と、前記低速倣い軌跡が取得されたときに視覚センサ１３により検出された検出軌跡と、数５式及び数６式と、に基づいて、補正パラメータＡ－Ｄを算出する。
ステップＳ１５において、ロボットプログラム更新部２２０は、視覚センサ１３により検出されたワーク３０のバリ取り部位の位置を、ステップＳ１４で計算された補正パラメータＡ－Ｄで補正し、補正したバリ取り部位の位置に基づいてロボットプログラムを更新する。
ステップＳ１６において、制御部２００は、ステップＳ１５で更新されたロボットプログラムに基づいて、力制御部２３０により力センサ１４を用いてツール１５の押付力が目標値となるように制御させ、ワーク３０のバリ取りを行う。
ステップＳ１７において、制御部２００は、バリ取り対象の次のワーク３０があるか否かを判定する。次のワーク３０がある場合、処理はステップＳ１５に戻る。一方、次のワーク３０がない場合、バリ取り装置１のバリ取り処理は終了する。
以上により、一実施形態のバリ取り装置１は、ワーク３０に対してバリ取りを行う前に、力センサ１４が検出する押付力が目標値となるように制御しつつ低速でツール１５でワーク３０を倣うことで、低速倣い軌跡を取得する。バリ取り装置１は、前記低速倣い軌跡が取得されたときに視覚センサ１３により検出された検出軌跡と、前記低速倣い軌跡とに基づいて、補正パラメータＡ－Ｄを算出する。バリ取り装置１は、視覚センサ１３で検出されたワーク３０のバリ取り部位の位置を補正パラメータＡ－Ｄで補正し、補正したバリ取り部位の位置に基づいてロボットプログラムを更新する。
これにより、バリ取り装置１は、視覚センサ１３の検出誤差を容易に補正することができる。そして、バリ取り装置１は、視覚センサ１３の検出誤差があっても、バリ取り品質を一定に保つことが可能になる。
換言すれば、ロボット１０の機構誤差、視覚センサ１３とロボット１０との間のキャリブレーション誤差、視覚センサ１３の検出誤差を補正することができ、図４に示すように、実線で示す視覚センサ１３により検出された検出軌跡を、破線で示す力センサ１４を用いた低速倣い軌跡に近づけることができる。
また、バリ取り装置１は、立ち上げの１回は力センサ１４を用いた倣い動作が必要になるが、この動作及び補正パラメータの計算は自動で行えるため、ユーザの手間は増えない。
これにより、バリ取り装置１は、視覚センサ１３の検出誤差を容易に補正することができる。そして、バリ取り装置１は、視覚センサ１３の検出誤差があっても、バリ取り品質を一定に保つことが可能になる。
換言すれば、ロボット１０の機構誤差、視覚センサ１３とロボット１０との間のキャリブレーション誤差、視覚センサ１３の検出誤差を補正することができ、図４に示すように、実線で示す視覚センサ１３により検出された検出軌跡を、破線で示す力センサ１４を用いた低速倣い軌跡に近づけることができる。
また、バリ取り装置１は、立ち上げの１回は力センサ１４を用いた倣い動作が必要になるが、この動作及び補正パラメータの計算は自動で行えるため、ユーザの手間は増えない。
以上、一実施形態について説明したが、バリ取り装置１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、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、視覚センサ１３により検出された検出軌跡を、力センサ１４を用いた低速倣い軌跡に一致させるように、補正パラメータＡ－Ｄを算出したが、これに限定されない。例えば、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、力センサ１４を用いた低速倣い軌跡を、視覚センサ１３により検出された検出軌跡に一致させるように、ロボット１０の機構パラメータを補正する補正パラメータを算出してもよい。なお、機構パラメータとしては、ロボット１０の各関節軸１１のゼロ度角度、リンク長等がある。
上述の実施形態では、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、視覚センサ１３により検出された検出軌跡を、力センサ１４を用いた低速倣い軌跡に一致させるように、補正パラメータＡ－Ｄを算出したが、これに限定されない。例えば、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、力センサ１４を用いた低速倣い軌跡を、視覚センサ１３により検出された検出軌跡に一致させるように、ロボット１０の機構パラメータを補正する補正パラメータを算出してもよい。なお、機構パラメータとしては、ロボット１０の各関節軸１１のゼロ度角度、リンク長等がある。
具体的には、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、機構パラメータのうちゼロ度角度やリンク長等の補正するｋ個の機構パラメータｑ１－ｑｋを未知数にして、数７式の誤差ｅｊを求める（ｋは１以上の整数であり、ｊは２以上の整数である）。
ここで、Ｐ１ｊは、力センサ１４を用いて力制御有効で低速倣いを行った際の低速倣い軌跡の点列のｊ番目の位置を示す。Ｐ２ｊは、視覚センサ１３により検出された検出軌跡の点列のｊ番目の位置を示す。なお、Ｐ１ｊは、低速倣いを行った際のロボット１０の各関節軸１１の位置と、未知数である機構パラメータｑ１－ｑｋとを用いて、ロボットの順運動力学計算（順変換）により求める。なお、ロボットの順運動力学計算（順変換）は、公知の手法（例えば、Ｊ．Ｊ．グレイグ、「ロボティクス－機構・力学・制御－」、「第３章 マニピュレータの運動学」、共立出版、１９９１年、又はＲ．Ｐ．ポール、「ロボット・マニピュレータ＜数学的基礎、プログラミング、および制御＞」、「第１章 同次変換」、コロナ社、１９８４年参照）を用いることができ、詳細な説明は省略する。
軌跡補正パラメータ算出部２５０は、数７式の誤差ｅｊの二乗和の数８式が最小になる機構パラメータｑ１－ｑｋを補正パラメータとして算出する。
軌跡補正パラメータ算出部２５０は、数８式のＳが最小になる機構パラメータｑ１－ｑｋを求めるため、数４式と同様に、各機構パラメータで偏微分した式が０になる数９式の連立方程式を解く。
数９式の連立方程式が非線形の場合、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、例えばニュートンラプソン法等の公知の手法により誤差が小さくなるように繰り返し計算し、機構パラメータ（補正パラメータ）ｑ１－ｑｋを求めてもよい。
上述の方法により、ロボット１０の機構誤差、視覚センサ１３とロボット１０との間のキャリブレーション誤差、視覚センサ１３の検出誤差を補正することができ、図６に示すように、実線で示す力センサ１４を用いた低速倣い軌跡を視覚センサ１３により検出された検出軌跡に近づけることができる。
これにより、バリ取り装置１は、視覚センサの検出誤差やロボット機構部の誤差を容易に補正することができ、力センサ１４によるバリ取り時の押付力を一定にし、バリ取りの品質を向上させることが可能になる。
上述の方法により、ロボット１０の機構誤差、視覚センサ１３とロボット１０との間のキャリブレーション誤差、視覚センサ１３の検出誤差を補正することができ、図６に示すように、実線で示す力センサ１４を用いた低速倣い軌跡を視覚センサ１３により検出された検出軌跡に近づけることができる。
これにより、バリ取り装置１は、視覚センサの検出誤差やロボット機構部の誤差を容易に補正することができ、力センサ１４によるバリ取り時の押付力を一定にし、バリ取りの品質を向上させることが可能になる。
＜変形例２＞
また例えば、上述の実施形態では、複数のワーク３０の形状は同じとしたが、これに限定されない。例えば、複数のワーク３０の形状は互いに異なってもよい。この場合、バリ取りを行うワーク３０の形状が変更になった場合、バリ取り装置１は、上述の補正のための力センサ１４を用いた低速動作が必要となるが、既存ワークからの軌跡の変化が小さい場合には、既存の補正パラメータを使ってもよい。あるいは、バリ取り装置１は、１度既存の補正パラメータを類似ワークで試し、その際のバリ取り品質やバリ取り中の力センサ１４の検出値から補正パラメータの再取得が必要かを判定するようにしてもよい。
また例えば、上述の実施形態では、複数のワーク３０の形状は同じとしたが、これに限定されない。例えば、複数のワーク３０の形状は互いに異なってもよい。この場合、バリ取りを行うワーク３０の形状が変更になった場合、バリ取り装置１は、上述の補正のための力センサ１４を用いた低速動作が必要となるが、既存ワークからの軌跡の変化が小さい場合には、既存の補正パラメータを使ってもよい。あるいは、バリ取り装置１は、１度既存の補正パラメータを類似ワークで試し、その際のバリ取り品質やバリ取り中の力センサ１４の検出値から補正パラメータの再取得が必要かを判定するようにしてもよい。
＜変形例３＞
また例えば、上述の実施形態では、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、視覚センサ１３により検出された１つの検出軌跡と、力センサ１４を用いた１つの低速倣い軌跡と、を用いて補正パラメータを算出したが、これに限定されない。例えば、視覚センサ１３により検出された検出軌跡、及び力センサ１４を用いた低速倣い軌跡が大きい場合、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、視覚センサ１３での検出軌跡、及び力センサ１４での低速倣い軌跡を複数に分割し、分割された軌跡毎に補正してもよい。
すなわち、視覚センサ１３により検出された検出軌跡、及び力センサ１４を用いた低速倣い軌跡が大きい場合、１つの軌跡で適切な補正パラメータの値が一定でないこともある。そこで、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、最小二乗法で同定した補正パラメータから残差Ｓを計算し、計算した残差Ｓが所定の値を超えた場合、例えば、円軌跡を４等分等したり、長い直線の軌跡を複数等分したりして軌跡を複数の区間に分割して、区間毎に補正パラメータを求め、区間毎に補正してもよい。
＜変形例４＞
また例えば、上述の実施形態では、制御装置２０は、ロボットプログラム作成部２１０、ロボットプログラム更新部２２０、力制御部２３０、実軌跡取得部２４０、及び軌跡補正パラメータ算出部２５０の全てを含み、ロボット１０を制御したが、これに限定されない。例えば、制御装置２０は、ロボットプログラム作成部２１０、ロボットプログラム更新部２２０、及び軌跡補正パラメータ算出部２５０を含み、ロボットプログラムを更新するだけでもよい。この場合、ロボット１０を制御する外部のロボット制御装置（図示しない）が力制御部２３０、及び実軌跡取得部２４０を有し、制御装置２０は、前記ロボット制御装置（図示しない）から視覚センサ１３により検出された検出軌道と、力センサ１４を用いた低速倣い軌跡と、を取得してもよい。
また例えば、上述の実施形態では、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、視覚センサ１３により検出された１つの検出軌跡と、力センサ１４を用いた１つの低速倣い軌跡と、を用いて補正パラメータを算出したが、これに限定されない。例えば、視覚センサ１３により検出された検出軌跡、及び力センサ１４を用いた低速倣い軌跡が大きい場合、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、視覚センサ１３での検出軌跡、及び力センサ１４での低速倣い軌跡を複数に分割し、分割された軌跡毎に補正してもよい。
すなわち、視覚センサ１３により検出された検出軌跡、及び力センサ１４を用いた低速倣い軌跡が大きい場合、１つの軌跡で適切な補正パラメータの値が一定でないこともある。そこで、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、最小二乗法で同定した補正パラメータから残差Ｓを計算し、計算した残差Ｓが所定の値を超えた場合、例えば、円軌跡を４等分等したり、長い直線の軌跡を複数等分したりして軌跡を複数の区間に分割して、区間毎に補正パラメータを求め、区間毎に補正してもよい。
＜変形例４＞
また例えば、上述の実施形態では、制御装置２０は、ロボットプログラム作成部２１０、ロボットプログラム更新部２２０、力制御部２３０、実軌跡取得部２４０、及び軌跡補正パラメータ算出部２５０の全てを含み、ロボット１０を制御したが、これに限定されない。例えば、制御装置２０は、ロボットプログラム作成部２１０、ロボットプログラム更新部２２０、及び軌跡補正パラメータ算出部２５０を含み、ロボットプログラムを更新するだけでもよい。この場合、ロボット１０を制御する外部のロボット制御装置（図示しない）が力制御部２３０、及び実軌跡取得部２４０を有し、制御装置２０は、前記ロボット制御装置（図示しない）から視覚センサ１３により検出された検出軌道と、力センサ１４を用いた低速倣い軌跡と、を取得してもよい。
＜変形例５＞
また例えば、上述の実施形態では、ロボット１０と制御装置２０とを有するバリ取り装置１としたが、例えば、ロボット１０と制御装置２０とを有する制御システムとして、ロボット１０にシーリングやレーザ加工等の加工を行わせてもよい。この場合、バリ取り装置１の視覚センサ１３（バリ取り部位検出部）、ロボットプログラム作成部２１０、ロボットプログラム更新部２２０、力制御部２３０、実軌跡取得部２４０、及び軌跡補正パラメータ算出部２５０は、制御システムの検出部、作成部、更新部、制御部、取得部、及び算出部として機能してもよい。
例えば、シーリングの場合、ロボット１０の先端部には塗料等の液体を吐出するノズルがツール１５として装着され、制御システムは、ロボット１０の位置センサ（図示しない）から求めた軌跡と、実際にシーリングした部位を視覚センサ１３により検出された検出軌跡との軌跡誤差が最小になるように、ロボット１０のシーリング動作を補正する、又はロボット１０の機構パラメータを補正してもよい。あるいは、制御システムは、ロボット１０の先端部に図示しない加速度センサやレーザトラッカを取り付け、シーリング中の軌跡を取得してもよい。制御システムは、得られた軌跡と、ロボット１０の位置センサ（図示しない）から求めた軌跡との誤差が最小になるように、ロボット１０のシーリング動作を補正する、又はロボット１０の機構パラメータを補正してもよい。
また、例えば、レーザ加工の場合、ロボット１０の先端部にはレーザカッターやレーザ溶接の溶接ガン等がツール１５として装着され、制御システムは、ロボット１０の位置センサ（図示しない）から求めた軌跡と、実際に加工した部位を視覚センサ１３により検出された検出軌跡との軌跡誤差が最小になるように、ロボット１０の加工動作を補正する、又はロボット１０の機構パラメータを補正してもよい。あるいは、制御システムは、ロボット１０の先端部に図示しない加速度センサやレーザトラッカを取り付け、加工中の軌跡を取得してもよい。制御システムは、得られた軌跡と、ロボット１０の位置センサ（図示しない）から求めた軌跡との誤差が最小になるように、ロボット１０の加工動作を補正する、又はロボット１０の機構パラメータを補正してもよい。
こうすることで、制御システムは、視覚センサの検出誤差やロボット機構部の誤差を容易に補正することができる。
また例えば、上述の実施形態では、ロボット１０と制御装置２０とを有するバリ取り装置１としたが、例えば、ロボット１０と制御装置２０とを有する制御システムとして、ロボット１０にシーリングやレーザ加工等の加工を行わせてもよい。この場合、バリ取り装置１の視覚センサ１３（バリ取り部位検出部）、ロボットプログラム作成部２１０、ロボットプログラム更新部２２０、力制御部２３０、実軌跡取得部２４０、及び軌跡補正パラメータ算出部２５０は、制御システムの検出部、作成部、更新部、制御部、取得部、及び算出部として機能してもよい。
例えば、シーリングの場合、ロボット１０の先端部には塗料等の液体を吐出するノズルがツール１５として装着され、制御システムは、ロボット１０の位置センサ（図示しない）から求めた軌跡と、実際にシーリングした部位を視覚センサ１３により検出された検出軌跡との軌跡誤差が最小になるように、ロボット１０のシーリング動作を補正する、又はロボット１０の機構パラメータを補正してもよい。あるいは、制御システムは、ロボット１０の先端部に図示しない加速度センサやレーザトラッカを取り付け、シーリング中の軌跡を取得してもよい。制御システムは、得られた軌跡と、ロボット１０の位置センサ（図示しない）から求めた軌跡との誤差が最小になるように、ロボット１０のシーリング動作を補正する、又はロボット１０の機構パラメータを補正してもよい。
また、例えば、レーザ加工の場合、ロボット１０の先端部にはレーザカッターやレーザ溶接の溶接ガン等がツール１５として装着され、制御システムは、ロボット１０の位置センサ（図示しない）から求めた軌跡と、実際に加工した部位を視覚センサ１３により検出された検出軌跡との軌跡誤差が最小になるように、ロボット１０の加工動作を補正する、又はロボット１０の機構パラメータを補正してもよい。あるいは、制御システムは、ロボット１０の先端部に図示しない加速度センサやレーザトラッカを取り付け、加工中の軌跡を取得してもよい。制御システムは、得られた軌跡と、ロボット１０の位置センサ（図示しない）から求めた軌跡との誤差が最小になるように、ロボット１０の加工動作を補正する、又はロボット１０の機構パラメータを補正してもよい。
こうすることで、制御システムは、視覚センサの検出誤差やロボット機構部の誤差を容易に補正することができる。
＜変形例６＞
また例えば、上述の実施形態では、視覚センサ１３、力センサ１４、及びツール１５は、ロボット１０の先端部に取り付けられたが、これに限定されない。例えば、視覚センサ１３は、ロボット１０の先端部以外の位置で、かつワーク３０及びツール１５を検出することができる位置に固定設置されてもよい。
また例えば、上述の実施形態では、視覚センサ１３、力センサ１４、及びツール１５は、ロボット１０の先端部に取り付けられたが、これに限定されない。例えば、視覚センサ１３は、ロボット１０の先端部以外の位置で、かつワーク３０及びツール１５を検出することができる位置に固定設置されてもよい。
なお、一実施形態に係るバリ取り装置１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。
また、バリ取り装置１に含まれる各構成部は、電子回路等を含むハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。
また、バリ取り装置１に含まれる各構成部は、電子回路等を含むハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。
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－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）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（Ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）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（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、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（Ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）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、本開示のバリ取り装置、及び制御システムは、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）本開示のバリ取り装置１は、対象物からバリを除去するバリ取りロボットマニピュレータを備えたバリ取り装置であって、バリ取りを行うためのロボットプログラムを予め作成するロボットプログラム作成部２１０と、対象物となる１つのワーク３０のバリ取り部位の位置を視覚センサ１３により検出するバリ取り部位検出部（視覚センサ１３）と、視覚センサ１３により得られた対象物となる１つのワークのバリ取り部位の位置からロボットプログラムを更新するロボットプログラム更新部２２０と、ロボットマニピュレータ及び対象物となる１つのワーク３０に働く力を検出して、所定の押付力になるように制御する力制御部２３０と、ロボットプログラム更新部２２０により更新されたロボットプログラムに基づいて力制御部２３０により所定の押付力になるように制御した際のロボットマニピュレータの動きの実軌跡を取得する実軌跡取得部２４０と、力制御部２３０により所定の押付力になるように制御した際の視覚センサ１３により検出されたロボットマニピュレータの動きの軌跡と、実軌跡と、の違いから、バリ取り部位検出部（視覚センサ１３）により検出される対象物となる１つのワークのバリ取り部位の位置に係る補正パラメータを算出する軌跡補正パラメータ算出部２５０と、を備え、ロボットプログラム更新部２２０は、さらに、バリ取り部位検出部（視覚センサ１３）により検出された対象物となる別のワーク３０のバリ取り部位の位置を、軌跡補正パラメータ算出部２５０により算出された補正パラメータにより補正された補正後のバリ取り部位の位置に基づいてロボットプログラムを更新し、力制御部２３０は、さらに、ロボットプログラム更新部２２０により更新されたロボットプログラムに基づいて、ロボットマニピュレータ及び対象物となる別のワークに働く力を検出して、所定の押付力になるように制御する。
このバリ取り装置１によれば、視覚センサの検出誤差やロボット機構部の誤差を容易に補正することができる。
このバリ取り装置１によれば、視覚センサの検出誤差やロボット機構部の誤差を容易に補正することができる。
（２） （１）に記載のバリ取り装置１において、軌跡補正パラメータ算出部２５０により算出された補正パラメータは、視覚センサ１３によるバリ取り部位検出部の検出結果へ反映されてもよい。
そうすることで、バリ取り装置１は、視覚センサの検出誤差を精度良く補正することができる。
そうすることで、バリ取り装置１は、視覚センサの検出誤差を精度良く補正することができる。
（３） （１）に記載のバリ取り装置１において、軌跡補正パラメータ算出部２５０により算出された補正パラメータは、ロボットマニピュレータの機構パラメータへ反映されてもよい。
そうすることで、バリ取り装置１は、ロボット機構部の誤差を精度良く補正することができる。
そうすることで、バリ取り装置１は、ロボット機構部の誤差を精度良く補正することができる。
（４） （１）から（３）のいずれかに記載のバリ取り装置１において、軌跡補正パラメータ算出部２５０は、算出した補正パラメータから計算される視覚センサ１３により検出されたロボットマニピュレータの動きの軌跡と実軌跡との残差Ｓが予め設定された所定の値を超える場合、視覚センサ１３により検出されたロボットマニピュレータの動きの軌跡、及び実軌跡を複数の区間に分割し、複数の区間毎に補正パラメータを算出してもよい。
そうすることで、バリ取り装置１は、複数の区間毎に補正パラメータを精度良く算出することができる。
そうすることで、バリ取り装置１は、複数の区間毎に補正パラメータを精度良く算出することができる。
（５）本開示の制御システムは、対象物を加工するロボット１０を含む制御システムであって、ロボット１０を動作させる動作プログラムを予め作成する作成部（ロボットプログラム作成部２１０）と、対象物となる１つのワークを視覚センサ１３により検出する検出部（視覚センサ１３）と、検出部により得られた対象物となる１つのワークの検出結果から動作プログラムを更新する更新部（ロボットプログラム更新部２２０）と、更新部により更新された動作プログラムに基づいて対象物となる１つのワークに対するロボット１０の加工動作を制御する制御部（力制御部２３０）と、更新部により更新された動作プログラムに基づいて制御部により制御された際のロボット１０の加工動作の実軌跡を取得する取得部（実軌跡取得部２４０）と、制御部により制御された際の検出部により検出されたロボット１０の加工動作の軌跡と、実軌跡と、に基づいて、検出部により検出される対象物となる１つのワークの検出結果に係る補正パラメータを算出する算出部（軌跡補正パラメータ算出部２５０）と、を備え、更新部は、さらに、検出部により検出された対象物となる別のワークの検出結果を、算出部により算出された補正パラメータにより補正された補正後の検出結果に基づいて動作プログラムを更新し、制御部は、さらに、更新部により更新された動作プログラムに基づいて対象物となる別のワークに対するロボット１０の加工動作を制御する。
この制御システムによれば、（１）と同様の効果を奏することができる。
この制御システムによれば、（１）と同様の効果を奏することができる。
１ バリ取り装置
１０ ロボット
１３ 視覚センサ
１４ 力センサ
１５ ツール
２０ 制御装置
２００ 制御部
２１０ ロボットプログラム作成部
２２０ ロボットプログラム更新部
２３０ 力制御部
２４０ 実軌跡取得部
２５０ 軌跡補正パラメータ算出部
３０ ワーク
１０ ロボット
１３ 視覚センサ
１４ 力センサ
１５ ツール
２０ 制御装置
２００ 制御部
２１０ ロボットプログラム作成部
２２０ ロボットプログラム更新部
２３０ 力制御部
２４０ 実軌跡取得部
２５０ 軌跡補正パラメータ算出部
３０ ワーク
Claims (5)
- 対象物からバリを除去するバリ取りロボットマニピュレータを備えたバリ取り装置であって、
バリ取りを行うためのロボットプログラムを予め作成するロボットプログラム作成部と、
前記対象物となる１つのワークのバリ取り部位の位置を視覚センサにより検出するバリ取り部位検出部と、
前記バリ取り部位検出部により得られた前記対象物となる１つのワークのバリ取り部位の位置からロボットプログラムを更新するロボットプログラム更新部と、
前記ロボットマニピュレータ及び前記対象物となる１つのワークに働く力を検出して、所定の押付力になるように制御する力制御部と、
前記ロボットプログラム更新部により更新されたロボットプログラムに基づいて前記力制御部により前記所定の押付力になるように制御した際の前記ロボットマニピュレータの動きの実軌跡を取得する実軌跡取得部と、
前記力制御部により前記所定の押付力になるように制御した際の前記視覚センサにより検出された前記ロボットマニピュレータの動きの軌跡と、前記実軌跡と、の違いから、前記バリ取り部位検出部により検出される前記対象物となる１つのワークのバリ取り部位の位置に係る補正パラメータを算出する軌跡補正パラメータ算出部と、を備え、
前記ロボットプログラム更新部は、さらに、
前記バリ取り部位検出部により検出された前記対象物となる別のワークのバリ取り部位の位置を、前記軌跡補正パラメータ算出部により算出された前記補正パラメータにより補正された補正後のバリ取り部位の位置に基づいて前記ロボットプログラムを更新し、
前記力制御部は、さらに、
前記ロボットプログラム更新部により更新された前記ロボットプログラムに基づいて、前記ロボットマニピュレータ及び前記対象物となる別のワークに働く力を検出して、前記所定の押付力になるように制御する、バリ取り装置。 - 前記軌跡補正パラメータ算出部により算出された前記補正パラメータは、前記視覚センサによるバリ取り部位検出部の検出結果へ反映される、請求項１に記載のバリ取り装置。
- 前記軌跡補正パラメータ算出部により算出された前記補正パラメータは、前記ロボットマニピュレータの機構パラメータへ反映される、請求項１に記載のバリ取り装置。
- 前記軌跡補正パラメータ算出部は、算出した前記補正パラメータから計算される前記視覚センサにより検出された前記ロボットマニピュレータの動きの軌跡と前記実軌跡との残差が予め設定された所定の値を超える場合、前記視覚センサにより検出された前記ロボットマニピュレータの動きの軌跡、及び前記実軌跡を複数の区間に分割し、前記複数の区間毎に前記補正パラメータを算出する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバリ取り装置。
- 対象物を加工するロボットを含む制御システムであって、
前記ロボットを動作させる動作プログラムを予め作成する作成部と、
前記対象物となる１つのワークを視覚センサにより検出する検出部と、
前記検出部により得られた前記対象物となる１つのワークの検出結果から前記動作プログラムを更新する更新部と、
前記更新部により更新された前記動作プログラムに基づいて前記対象物となる１つのワークに対する前記ロボットの加工動作を制御する制御部と、
前記更新部により更新された前記動作プログラムに基づいて前記制御部により制御された際の前記ロボットの加工動作の実軌跡を取得する取得部と、
前記制御部により制御された際の前記検出部により検出された前記ロボットの加工動作の軌跡と、前記実軌跡と、に基づいて、前記検出部により検出される前記対象物となる１つのワークの検出結果に係る補正パラメータを算出する算出部と、を備え、
前記更新部は、さらに、
前記検出部により検出された前記対象物となる別のワークの検出結果を、前記算出部により算出された前記補正パラメータにより補正された補正後の検出結果に基づいて前記動作プログラムを更新し、
前記制御部は、さらに、
前記更新部により更新された前記動作プログラムに基づいて前記対象物となる別のワークに対する前記ロボットの加工動作を制御する、制御システム。
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