JP2019038040A

JP2019038040A - ロボットシステム

Info

Publication number: JP2019038040A
Application number: JP2017159229A
Authority: JP
Inventors: 宣章山岡; Nobuaki Yamaoka; 鈴木　元; Hajime Suzuki; 鈴木　　元; 凱濛王; Kaimeng Wang
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2019-03-14
Anticipated expiration: 2037-08-22
Also published as: US20190061150A1; CN109421047A; DE102018213398A1; US10737384B2; CN109421047B; JP6622765B2; DE102018213398B4

Abstract

【課題】撮像装置を用いて、ロボット機構部の位置制御の補正のための位置補正量を生成するロボットシステムを提供する。【解決手段】ロボットシステム１は、光源２０と、光源２０からの光を撮像する撮像装置３０と、光源２０が位置制御の対象部位に設けられたロボット機構部１０と、ロボット機構部１０に所定の動作をさせるための位置指令、ロボット機構部１０からの位置フィードバック、及び位置補正量に基づいて、ロボット機構部１０の位置制御を行うロボット制御部４０とを備え、ロボット制御部４０は、所定の動作中に、撮像装置３０に光源２０からの光を撮像し続けさせて、撮像装置３０から光源２０の軌跡を取得する軌跡取得部４２と、取得された光源２０の軌跡と位置指令とに基づいて、位置指令に対する光源２０の軌跡の位置偏差を推定する位置偏差推定部４３と、推定された位置偏差に基づいて位置補正量を生成する補正量生成部４４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ロボット機構部の位置制御の補正を行うロボットシステムに関する。

レーザ加工、シーリング、アーク溶接等を行う例えば産業用ロボットシステムは、ロボット機構部のアーム先端位置（位置制御の対象部位）の位置制御を行う。このようなロボットシステムでは、減速機、ロボット機構部のアームの剛性不足、バックラッシ等の精度悪化要因によって、ロボット機構部のアーム先端位置が目標位置からずれたり振動したりすることがあり、これにより、加工対象物の品質が悪化する場合がある。

特許文献１及び２には、このような問題点を解決するロボットシステムが記載されている。これらのロボットシステムは、ロボット機構部のアーム先端位置にセンサを備え、センサにより、動作プログラムに基づくロボット機構部の動作中の位置指令に対するロボット機構部のアーム先端位置の位置偏差、又はロボット機構部のアーム先端位置の振動を計測する。ロボットシステムは、計測した位置偏差又は振動を低減する学習補正量を算出する学習制御を繰り返し行う。センサとしては、ビジョンセンサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、慣性センサ、及び歪ゲージが挙げられる。

特開２０１１−１６７８１７号公報特開２０１２−２４０１４２号公報

加速度センサ、ジャイロセンサ、慣性センサ、及び歪ゲージから得られるのは加速度、角速度、力等の物理量であり、位置を求めるためには積分等の変換処理が必要になり、変換された位置の精度は低くなることがある。位置の算出精度が低いと、学習制御による位置精度の改善効果が低くなり、場合によっては逆効果になることもある。

一方、ビジョンセンサ等の撮像装置を用いれば位置データを直接得ることはできるが、画像処理等の位置データ取得に時間を要するため、一般的な撮像装置ではロボット機構部の制御周期と同等の周期で位置データを取得することは困難である。そのため、一般的な撮像装置で学習制御を実現させるのは困難である。

本発明は、撮像装置を用いて、ロボット機構部の位置制御の補正のための位置補正量を生成するロボットシステムを提供することを目的とする。

（１）本発明に係るロボットシステム（例えば、後述のロボットシステム１）は、光源（例えば、後述の光源２０）と、前記光源からの光を撮像する撮像装置（例えば、後述のカメラ３０）と、前記光源又は前記撮像装置が位置制御の対象部位に設けられたロボット機構部（例えば、後述のロボット機構部１０）と、前記ロボット機構部に所定の動作をさせるための前記ロボット機構部の位置指令、前記ロボット機構部からの位置フィードバック、及び前記ロボット機構部の位置制御の位置補正量に基づいて、前記ロボット機構部の位置制御を行うロボット制御部（例えば、後述のロボット制御部４０）とを備え、前記ロボット制御部は、前記所定の動作中に、前記撮像装置に前記光源からの光を撮像し続けさせて、前記撮像装置から前記光源の軌跡を取得する軌跡取得部（例えば、後述の軌跡取得部４２）と、前記軌跡取得部で取得された前記光源の軌跡と、前記位置指令又は前記位置フィードバックとに基づいて、前記位置指令又は前記位置フィードバックに対する前記光源の軌跡の位置偏差を推定する位置偏差推定部（例えば、後述の位置偏差推定部４３）と、前記位置偏差推定部で推定された位置偏差に基づいて、前記位置補正量を生成する補正量生成部（例えば、後述の補正量生成部４４）とを有する。

（２）（１）に記載のロボットシステムにおいて、前記所定の動作を繰り返す学習制御を行う際、前記ロボット制御部は、前回生成された位置補正量を適用し、前記補正量生成部は、今回生成された位置補正量と前回生成された位置補正量とに基づいて、前記位置偏差推定部で推定された位置偏差をより低減する学習補正量を算出する学習を行い、当該学習補正量を前記位置補正量としてもよい。

（３）（１）又は（２）に記載のロボットシステムにおいて、前記軌跡取得部は、前記所定の動作の動作時間に基づいて前記撮像装置の露光時間を調整してもよい。

（４）（１）から（３）のいずれかに記載のロボットシステムにおいて、前記光源は、特定の波長の光を発し、前記撮像装置は、前記特定の波長以外の光の透過特性が前記特定の波長の光の透過特性よりも低いフィルタを有してもよい。

（５）（１）から（３）のいずれかに記載のロボットシステムにおいて、前記撮像装置は、光を吸収するフィルタを有してもよい。

（６）（１）から（３）のいずれかに記載のロボットシステムにおいて、前記撮像装置の感度は低減されてもよい。

（７）（１）から（３）のいずれかに記載のロボットシステムにおいて、前記光源は、特定色の光を発し、前記撮像装置では、前記特定色以外の光の感度が前記特定色の光の感度よりも低くてもよい。

本発明によれば、ロボット機構部の制御周期と同等の周期で位置データを取得することが困難である一般的な撮像装置を用いて、ロボット機構部の位置制御の補正のための位置補正量を生成するロボットシステムを提供することができる。

本実施形態に係るロボットシステムの構成を示す図である。本実施形態のロボットシステムのロボット制御部による位置補正量生成動作を示すフローチャートである。動作プログラムに基づく複数の制御周期における位置指令、及び、軌跡取得部で取得された光源の軌跡データの一例を示す図である。図３に示す光源の軌跡データを点列データに変換する手法を説明するための図である。図３に示す光源の軌跡データを点列データに変換する手法を説明するための図である。図３に示す光源の軌跡データを点列データに変換する手法を説明するための図である。図３に示す光源の軌跡データを点列データに変換した一例を示す図である。従来のロボットシステムの構成を示す図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。

図１は、本実施形態に係るロボットシステムの構成を示す図である。図１に示すロボットシステム１は、例えば、産業用ロボットを用いて、レーザ加工、シーリング、又は、アーク溶接等を行うシステムである。本実施形態は、このようなロボットシステム１において、ロボットのアームの先端位置（位置制御の対象部位）の位置制御の補正に関する。
ロボットシステム１は、ロボット機構部１０と、光源２０と、カメラ（撮像装置）３０と、ロボット制御部４０とを備える。

ロボット機構部１０としては、公知のロボットマニピュレータを用いることができる。図１には、ロボット機構部１０として、６つの関節軸１１ａ〜１１ｆを有し、空間上にワールド座標系１９ａが定義され、先端部のフランジ位置にメカニカルインタフェ−ス座標系１９ｂが定義されたマニピュレータが例示されている。ロボット機構部１０の先端部のフランジ位置には、ツール１２が設けられている。このロボット機構部１０では、ツール１２の先端部が位置制御の対象部位である。

ロボット機構部１０は、６つの関節軸１１ａ〜１１ｆの各々を駆動する複数のモータ（駆動部）１４を有する。また、ロボット機構部１０は、モータ１４の各々の回転位置を検出する複数のエンコーダ（位置検出部）１６を有する。エンコーダ１６によって検出されたモータ１４の回転位置は、位置フィードバックとして利用される。
以下では、本発明の特徴の理解を容易にするために、複数のモータ１４及び複数のエンコーダ１６を１つのモータ及び１つのエンコーダとして説明する。

光源２０は、ロボット機構部１０のツール１２の先端部、すなわち位置制御の対象部位に設けられている。光源２０は、特定の波長の光を発する。光源２０は、ロボット制御部４０による制御に従って、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作中（所定の動作中）に、光を連続的に出力する。

カメラ３０は、例えばビジョンセンサであり、固定設置されている。カメラ３０は、受光部前に、特定の波長以外の光の透過特性が特定の波長の光の透過特性よりも低いバンドパスフィルタ３２を有する。
カメラ３０は、ロボット制御部４０による制御に従って、動作プログラムに基づくロボット機構部の動作中（所定の動作中）に、光源２０から出力され、バンドパスフィルタ３２を透過した光を撮像し続ける。

ロボット制御部４０は、ロボット機構部１０の位置制御を行う。ロボット制御部４０は、動作制御部４１と、軌跡取得部４２と、位置偏差推定部４３と、補正量生成部（学習制御部）４４と、記憶部４５とを備える。

動作制御部４１は、例えば数値制御装置（図示せず）から、ロボット機構部１０の動作プログラムに基づくモータ１４の位置指令であって、ロボット機構部１０のツール１２の先端部（位置制御の対象部位）の目標位置に関する位置指令を取得する。また、動作制御部４１は、エンコーダ１６から、モータ１４の位置（回転位置）に応じた位置フィードバックを取得する。また、動作制御部４１は、補正量生成部４４から、ロボット機構部１０のツール１２の先端部の位置補正量を取得する。動作制御部４１は、取得した位置指令と位置フィードバックとの位置偏差と、位置補正量とに基づいて、ロボット機構部１０のモータ１４の駆動電流を生成し、ロボット機構部１０のツール１２の先端部の位置制御を行う。

軌跡取得部４２は、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作中（所定の動作中）、光源２０の動作、及び、カメラ３０の露光時間を制御する。具体的には、軌跡取得部４２は、動作プログラムの動作時間に応じて、光源２０の動作時間、及び、カメラ３０の露光時間を設定する。
軌跡取得部４２は、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作後、この動作中にカメラ３０で光源２０からの光を撮像し続けた画像データを取得する。軌跡取得部４２は、取得した画像データの画像処理を行うことにより、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作中の光源２０の軌跡データ、すなわちロボット機構部１０のツール１２の先端部（位置制御の対象部位）の軌跡データを取得する。

位置偏差推定部４３は、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作中に、複数の制御周期における位置指令を取得し、記憶部４５に一旦記憶する。
位置偏差推定部４３は、軌跡取得部４２で取得された光源２０の軌跡データと、記憶部４５に一旦記憶された複数の制御周期における位置指令とに基づいて、制御周期ごとに、位置指令（すなわち、ロボット機構部１０のツール１２の先端部の目標位置）に対する光源２０の軌跡データの位置偏差を推定する。この位置偏差は、ロボット機構部１０のツール１２の先端部の目標位置からの位置ずれ、及び振動による位置ずれを含む。

補正量生成部４４は、位置偏差推定部４３で推定された位置偏差に基づいて、制御周期ごとに位置補正量を生成し、記憶部４５に記憶する。また、補正量生成部４４は、次の動作プログラムの実行時に、記憶部４５に記憶された位置補正量を動作制御部４１に供給する。

また、補正量生成部４４は、学習制御部として機能する。具体的には、動作制御部４１に前回生成された位置補正量を適用して、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作を繰り返す学習制御を行う際、補正量生成部４４は、今回生成された位置補正量と前回生成された位置補正量とに基づいて、位置偏差推定部４３で推定された位置偏差をより低減する学習補正量を算出する学習を行う。補正量生成部４４は、この学習補正量を位置補正量として、記憶部４５に記憶された位置補正量を更新する。

記憶部４５は、位置偏差推定部４３に入力される複数の位置指令を一旦記憶する。また、記憶部４５は、補正量生成部４４で生成された位置補正量を記憶及び更新する。記憶部４５は、例えばＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能なメモリである。

上述したロボット制御部４０における動作制御部４１、軌跡取得部４２、位置偏差推定部４３、及び補正量生成部４４は、例えば、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の演算プロセッサで構成される。ロボット制御部４０の各種機能は、例えば記憶部に格納された所定のソフトウェア（プログラム、アプリケーション）を実行することで実現される。ロボット制御部４０の各種機能は、ハードウェアとソフトウェアとの協働で実現されてもよいし、ハードウェア（電子回路）のみで実現されてもよい。

次に、図２を参照して、本実施形態のロボットシステム１のロボット制御部４０による位置補正量生成動作について説明する。図２は、本実施形態のロボットシステム１のロボット制御部４０による位置補正量生成動作を示すフローチャートである。
この位置補正量生成動作は、例えば工場出荷時に初期設定として、任意の動作プログラムを実行することで行われてもよいし、或いは、フィールド設置時に初期設定として、実際に使用される動作プログラムを実行することで行われてもよい。

（１回目の位置補正量生成動作）
まず、動作制御部４１は、動作プログラムに基づくモータ１４の位置指令、及びエンコーダ１６からの位置フィードバックに基づいて、ロボット機構部１０の位置制御を行う。なお、１回目の動作では、まだ位置補正量が生成されていないため、補正量生成部４４から位置補正量は動作制御部４１に供給されない。

このとき、すなわち動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作中、軌跡取得部４２は、光源２０の動作、及び、カメラ３０の露光時間を制御する。軌跡取得部４２は、ロボット機構部１０の動作終了後、この動作中にカメラ３０で光源２０の光を撮像し続けた画像データを取得する（Ｓ１）。この画像データは、ロボット機構部１０の動作中の光源２０の光の軌跡を含む。
軌跡取得部４２は、取得した画像データの画像処理を行うことにより、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作中の光源２０の軌跡データ、すなわちロボット機構部１０のツール１２の先端部（位置制御の対象部位）の軌跡データを取得する（Ｓ２）。

また、このとき、すなわち動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作中、位置偏差推定部４３は、複数の制御周期における位置指令を取得し、記憶部４５に一旦記憶する。

次に、位置偏差推定部４３は、軌跡取得部４２で取得された光源２０の軌跡データと、記憶部４５に一旦記憶された複数の制御周期における位置指令とに基づいて、制御周期ごとに、位置指令（すなわち、ロボット機構部１０のツール１２の先端部の目標位置）に対する光源２０の軌跡データの位置偏差を推定する（Ｓ３）。

図３は、動作プログラムに基づく複数の制御周期における位置指令Ｔ、及び、軌跡取得部４２で取得された光源２０の軌跡データＰの一例を示す図である。図３では、半径１０ｍｍの円弧動作を行う動作プログラムを実行したときの位置指令Ｔ及び軌跡データＰを示す。なお、位置補正量生成動作において実行する動作プログラムはこれに限定されず、任意の動作プログラムであってよい。
図３では、特に光源２０の軌跡データＰにおける制御周期部分Ａ及び制御周期部分Ｂにおいて、位置指令Ｔに対する光源２０の軌跡データＰの位置偏差が大きい。

本実施形態では、光源２０の軌跡データＰは線のデータであるため、位置偏差を求めるためには軌跡データＰと位置指令Ｔとの対応付けが必要である。そこで、以下のように、光源２０の軌跡データＰと位置指令Ｔとの対応付けを行う。
まず、図４Ａに示す線の軌跡データＰを、図４Ｂに示すように任意の間隔の点列データＰ_Ｔに補間する。次に、図４Ｃに示すように、位置指令Ｔの各点について、補間後の点列データＰ_Ｔから距離が最短になるデータＰ_Ｔを探索する。次に、補間後の点列Ｐ_Ｔのうちの探索されなかった点を削除する。これにより、図５に示すように、光源２０の軌跡の点列データＰ_Ｔが得られる。

位置偏差推定部４３は、図５に示すように、制御周期ごとに、位置指令Ｔに対する光源２０の軌跡の点列データＰ_Ｔの位置偏差を推定する。

次に補正量生成部４４は、位置偏差推定部４３で推定された位置偏差を打ち消すように、制御周期ごとに位置補正量を生成し、記憶部４５に記憶する（Ｓ４）。

（２回目以降の位置補正量生成動作：学習制御）
本実施形態では、動作制御部４１に前回生成された位置補正量を適用して、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作を繰り返す学習制御を行う。
２回目以降の動作では、動作制御部４１は、動作プログラムに基づくモータ１４の位置指令、エンコーダ１６からの位置フィードバック、及び補正量生成部４４で前回生成された位置補正量に基づいて、ロボット機構部１０の位置制御を行う。

このとき、上述した図２のステップＳ１〜Ｓ４の動作が行われる。すなわち、軌跡取得部４２及び位置偏差推定部４３により、制御周期ごとに、位置指令に対する光源２０の軌跡データの位置偏差が推定され、補正量生成部４４により、この位置偏差を打ち消すように、制御周期ごとに位置補正量が生成される。
そして、補正量生成部４４は、今回生成された位置補正量と前回生成された位置補正量とを加算又は減算することにより、新たな位置補正量（学習補正量）を生成し、記憶部４５に記憶された位置補正量を更新する。このように、補正量生成部４４は、位置偏差をより低減するように学習補正量を算出する学習を行う。

ここで、図６は、従来のロボットシステムの構成を示す図である（特許文献１及び２に記載のロボットシステムに相当）。図６に示すロボットシステム１Ｘは、図１に示すロボットシステム１において、光源２０及びカメラ３０に代えてセンサ３０Ｘを備え、ロボット制御部４０に代えてロボット制御部４０Ｘを備える点で本実施形態と異なる。
センサ３０Ｘは、ロボット機構部１０のツール１２の先端部に設けられている。
ロボット制御部４０Ｘは、図１に示すロボット制御部４０において軌跡取得部４２を備えない点で本実施形態と異なる。そのため、位置偏差推定部４３は、動作プログラムの実行中に、制御周期ごとに、位置指令を取得すると共に、センサ３０Ｘからロボット機構部１０のツール１２の先端部の位置情報を取得し、位置指令に対するツール１２の先端部の位置の位置偏差を推定する。

センサ３０Ｘが加速度センサ、ジャイロセンサ、慣性センサ、及び歪ゲージである場合、これらのセンサから得られるのは加速度、角速度、力等の物理量であり、位置を求めるためには積分等の変換処理が必要になり、変換された位置の精度は低くなることがある。位置の算出精度が低いと、学習制御による位置精度の改善効果が低くなり、場合によっては逆効果になることもある。

一方、センサ３０Ｘとしてビジョンセンサ等の撮像装置を用いれば位置データを直接得ることはできるが、画像処理等の位置データ取得に時間を要するため、一般的な撮像装置ではロボット機構部の制御周期と同等の周期で位置データを取得することは困難である。そのため、一般的な撮像装置で学習制御を実現させるのは困難である。

本実施形態のロボットシステム１では、位置データを直接得ることができるカメラ（例えばビジョンセンサ）３０を用いて、ロボット機構部１０のツール１２の先端位置を高い精度で求めることができる。これにより、ロボット機構部１０の位置制御を補正するための位置補正量の精度を高め、ロボット機構部１０の位置制御の補正精度を高めることができる。
そして、上記問題点に関し、本実施形態のロボットシステム１によれば、ロボット制御部４０の軌跡取得部４２が、動作プログラムの実行中（所定の動作中）に、カメラ（撮像装置）３０に光源２０からの光を撮像し続けさせて、カメラ（撮像装置）３０から光源２０の軌跡を取得し、位置偏差推定部４３が、位置指令に対する光源２０の軌跡の位置偏差を推定する。これにより、動作プログラムの実行中（所定の動作中）の制御周期と同等の周期で光源２０の位置データを取得する必要がないので、画像処理等の位置データ取得に時間を要するカメラ（例えばビジョンセンサ）を用いて、位置指令に対する光源２０の軌跡データの位置偏差、すなわち位置指令に対するロボット機構部１０のツール１２の先端部（位置制御の対象部位）の位置偏差を求めることができる。

また、本実施形態のロボットシステム１によれば、ロボット制御部４０の補正量生成部４４が学習制御部として機能する。具体的には、動作制御部４１に前回生成された位置補正量を適用して、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作を繰り返す学習制御を行う際、補正量生成部４４は、今回生成された位置補正量と前回生成された位置補正量とに基づいて、位置偏差推定部４３で推定された位置偏差をより低減する学習補正量を算出する学習を行う。これにより、ロボット機構部１０の位置制御を補正するための位置補正量の精度を高め、ロボット機構部１０の位置制御の補正精度を高めることができる。

また、本実施形態のロボットシステム１によれば、光源２０が特定の波長の光を発し、カメラ（撮像装置）３０が、特定の波長以外の光の透過特性が特定の波長の光の透過特性よりも低いバンドパスフィルタ３２を有する。これにより、カメラ３０は、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作中（所定の動作中）に、光源２０からの光を撮像し続けても、外乱光による飽和を抑制することができる。例えば、動作プログラムの動作時間が長い場合でも、カメラ３０のダイナミックレンジに収まった軌跡画像を取得することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態では、ロボット制御部４０の位置偏差推定部４３は、ロボット機構部１０の動作プログラムに基づく位置指令に対する光源２０の軌跡データの位置偏差を推定した。しかし、位置偏差推定部４３は、ロボット機構部１０からの位置フィードバックに対する光源２０の軌跡データの位置偏差を推定してもよい。

また、上述した実施形態では、ロボット制御部４０の補正量生成部４４は、学習制御部として機能し、動作制御部４１に前回生成された位置補正量を適用して、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作を繰り返す学習制御を行う際、位置偏差をより低減する学習補正量を算出する学習を行った。しかし、補正量生成部４４は、学習を行わず、上述した１回目の位置補正量生成動作のみを行う形態であってもよい。

また、上述した実施形態では、光源２０として、特定の波長の光を発する光源を用いる形態を例示したが、広帯域の光を発する光源を用いる形態であってもよい。
この場合、カメラ３０は、受光部前に、バンドパスフィルタ３２に代えて、広帯域な光を吸収するＮＤフィルタを有してもよい。この形態でも、カメラ３０は、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作中（所定の動作中）に、光源２０からの光を撮像し続けても、外乱光による飽和を抑制することができる。
或いは、カメラ３０はバンドパスフィルタを備えず、カメラ３０の感度（ゲイン）が低く設定されてもよい。この形態でも、カメラ３０は、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作中（所定の動作中）に、光源２０からの光を撮像し続けても、外乱光による飽和を抑制することができる。更に、ロボットシステムの構成点数を少なくすることができる。

また、光源２０は、特定色の光を発する光源であってもよい。この場合、カメラ３０はバンドパスフィルタを備えず、特定色以外の光の感度が特定色の光の感度よりも低いカラーカメラであってもよい。この形態でも、カメラ３０は、動作プログラムに基づくロボット機構部１０の動作中（所定の動作中）に、光源２０からの光を撮像し続けても、外乱光による飽和を抑制することができる。

また、上述した実施形態では、光源２０が光を連続的に出力し、ロボット制御部４０の軌跡取得部４２が図３に示すように連続的な軌跡データＰを取得する形態を例示したが、これに限定されない。例えば、光源２０が光を断続的に出力し、軌跡取得部４２が断続的な軌跡データを取得してもよい。この場合、光源２０は、動作プログラムの制御周期に同期して、光を断続的に出力してもよい。これにより、軌跡取得部４２は、図５に示す軌跡の点列データを直接取得することができる。

また、上述した実施形態では、光源２０をロボット機構部１０のツール１２の先端位置（位置制御の対象部位）に設置し、カメラ（撮像装置）３０を固定設置した形態を例示したが、カメラ３０をロボット機構部１０のツール１２の先端位置に設置し、光源２０を固定設置する形態であってもよい。

また、上述した実施形態では、産業用ロボットシステムを例示したが、本発明の特徴はこれに限定されず、様々なロボットシステムの位置制御の補正に適用可能である。

１，１Ｘロボットシステム
１０ロボット機構部
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ関節軸
１２ツール
１４モータ（駆動部）
１６エンコーダ（位置検出部）
１９ａワールド座標系
１９ｂメカニカルインタフェ−ス座標系
２０光源
３０カメラ（撮像装置）
３０Ｘセンサ
３２フィルタ
４０，４０Ｘロボット制御部
４１動作制御部
４２軌跡取得部
４３位置偏差推定部
４４補正量生成部（学習制御部）
４５記憶部

Claims

光源と、
前記光源からの光を撮像する撮像装置と、
前記光源又は前記撮像装置が位置制御の対象部位に設けられたロボット機構部と、
前記ロボット機構部に所定の動作をさせるための前記ロボット機構部の位置指令、前記ロボット機構部からの位置フィードバック、及び前記ロボット機構部の位置制御の位置補正量に基づいて、前記ロボット機構部の位置制御を行うロボット制御部と、
を備え、
前記ロボット制御部は、
前記所定の動作中に、前記撮像装置に前記光源からの光を撮像し続けさせて、前記撮像装置から前記光源の軌跡を取得する軌跡取得部と、
前記軌跡取得部で取得された前記光源の軌跡と、前記位置指令又は前記位置フィードバックとに基づいて、前記位置指令又は前記位置フィードバックに対する前記光源の軌跡の位置偏差を推定する位置偏差推定部と、
前記位置偏差推定部で推定された位置偏差に基づいて、前記位置補正量を生成する補正量生成部と、
を有するロボットシステム。
前記所定の動作を繰り返す学習制御を行う際、
前記ロボット制御部は、前回生成された位置補正量を適用し、
前記補正量生成部は、今回生成された位置補正量と前回生成された位置補正量とに基づいて、前記位置偏差推定部で推定された位置偏差をより低減する学習補正量を算出する学習を行い、当該学習補正量を前記位置補正量とする、
請求項１に記載のロボットシステム。
前記軌跡取得部は、前記所定の動作の動作時間に基づいて前記撮像装置の露光時間を調整する、請求項１又は２に記載のロボットシステム。
前記光源は、特定の波長の光を発し、
前記撮像装置は、前記特定の波長以外の光の透過特性が前記特定の波長の光の透過特性よりも低いフィルタを有する、
請求項１〜３の何れか１項に記載のロボットシステム。
前記撮像装置は、光を吸収するフィルタを有する、
請求項１〜３の何れか１項に記載のロボットシステム。
前記撮像装置の感度は低減される、
請求項１〜３の何れか１項に記載のロボットシステム。
前記光源は、特定色の光を発し、
前記撮像装置では、前記特定色以外の光の感度が前記特定色の光の感度よりも低い、
請求項１〜３の何れか１項に記載のロボットシステム。