JP2020085820A - 校正方法およびロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットの使用状態に応じて、第２力検出部の校正を行うことができる校正方法およびロボットシステムを提供すること。【解決手段】初期校正されており、第１方向の力を検出する第１力検出部と、力を検出する第２力検出部が設けられ、前記第２力検出部の検出値に基づいた力制御により作業を行うロボットと、を準備する準備工程と、前記ロボットが、前記第１力検出部に対して、前記第２力検出部を前記力制御により押し付ける押付工程と、前記押付工程中の前記第１力検出部の第１検出値と前記押付工程中の前記第２力検出部の第２検出値とを記録する記録工程と、前記記録工程で記録された前記第１検出値と前記第２検出値とを関係付ける関係付け工程と、を有することを特徴とする校正方法。【選択図】図２

Description

本発明は、校正方法およびロボットシステムに関する。

例えば特許文献１には、多関節ロボットと、多関節ロボットを制御するロボット制御装置と、を備えるロボットシステムが開示されている。この特許文献１に記載のロボットシステムのロボットは、力センサーが装着された状態で製造工場から出荷される。また、ロボットの出荷時には、力センサーは、校正済みのものとなっている。

特開平１１−２３７２９６号公報

しかしながら、力センサーは、出荷時に既に校正済みとなっていたとしても、ロボットの使用状態、すなわち、実際の使用環境下によっては、出力値が校正された値からのズレ量が分からないため、出力値の信頼性を担保することができなかった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下のものとして実現することが可能である。

本発明の校正方法は、初期校正されており、第１方向の力を検出する第１力検出部と、力を検出する第２力検出部が設けられ、前記第２力検出部の検出値に基づいた力制御により作業を行うロボットと、を準備する準備工程と、
前記ロボットが、前記第１力検出部に対して、前記第２力検出部を前記力制御により押し付ける押付工程と、
前記押付工程中の前記第１力検出部の第１検出値と前記押付工程中の前記第２力検出部の第２検出値とを記録する記録工程と、
前記記録工程で記録された前記第１検出値と前記第２検出値とを関係付ける関係付け工程と、を有することを特徴とする。

本発明のロボットシステムは、初期校正されており、第１方向の力を検出する第１力検出部と、力を検出する第２力検出部と、前記第２力検出部が設けられ、前記第２力検出部の検出値に基づいた力制御により作業を行うロボットと、を備え、
前記ロボットが、前記第１力検出部に対して、前記第２力検出部を前記力制御により押し付ける押付工程と、
前記押付工程中の前記第１力検出部の第１検出値と前記押付工程中の前記第２力検出部の第２検出値とを記録する記録工程と、
前記記録工程で記録された前記第１検出値と前記第２検出値とを関係付ける関係付け工程と、を行うことを特徴とする。

図１は、第１実施形態に係るロボットシステムの全体構成を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る校正方法が有する工程を順に示すフローチャートである。 図３は、図１に示すロボシステムが図２に示す校正方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す図である。 図４は、図１に示すロボシステムが図２に示す校正方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す図である。 図５は、図１に示すロボシステムが図２に示す校正方法を実行する際のロボットの動作状態を順に示す図である。 図６は、記録工程で得られたグラフである。 図７は、関係付け工程で得られたグラフである。 図８は、第２実施形態に係る校正方法の記録工程で得られたグラフである。 図９は、第３実施形態に係る校正方法の記録工程で得られたグラフである。 図１０は、第４実施形態に係る校正方法の記録工程で得られたグラフである。 図１１は、第５実施形態に係る校正方法の記録工程で得られたグラフである。 図１２は、ロボットシステムの使用形態の一例を示す図である。 図１３は、ロボットシステムについてハードウェアを中心として説明するためのブロック図である。 図１４は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例１を示すブロック図である。 図１５は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例２を示すブロック図である。

以下、本発明の校正方法およびロボットシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、説明の都合上、図１、図３〜図５および図１２中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言うことがある。また、本願明細書で言う「水平」とは、完全な水平に限定されず、水平に対して若干（例えば１０°未満程度）傾いた状態も含む。また、本願明細書で言う「鉛直」とは、完全な鉛直に限定されず、鉛直に対して若干（例えば１０°未満程度）傾いた状態も含む。また、各図中では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定して説明する。

＜第１実施形態＞
以下、図１〜図７を参照して本発明の校正方法およびロボットシステムの第１実施形態について説明する。

図１に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット１と、ロボット１を制御するロボット制御装置（以下単に「制御装置」と言う）２００と、を備えている。なお、図１中の基台１１側を「基端」、その反対側（エンドエフェクター２０側）を「先端」と言う。

ロボット１は、本実施形態では単腕の６軸垂直多関節ロボットであり、その先端部にエンドエフェクター２０を装着することができる。なお、ロボット１は、単腕型の多関節ロボットであるが、これに限定されず、例えば、双腕型の多関節ロボットであってもよい。

制御装置２００は、ロボット１から離間して配置されており、プロセッサーの１例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリーで構成される記憶部２５０等を備えたコンピューターで構成することができる。

そして、このロボットシステム１００は、例えば、図１２に示すように、カーナビゲーション装置５００の検査作業を行うことができる。検査作業は、ボタン５０１を押圧して、そのときの押圧力が、製品としてのカーナビゲーション装置５００の保証の範囲か否かを検査する作業である。

また、ロボットシステム１００は、検査作業に先立って、後述する校正作業を行うことができる。校正作業は、作業台３００上に固定して設けられ、Ｚ軸方向負側に向かった力を検出する第１力検出部４００が用いられる。第１力検出部４００は、初期校正されている、すなわち、国際標準に合わせられたロードセルである。そして、校正作業では、この第１力検出部４００を用いて、ロボット１に設けられた第２力検出部１９に対する校正を行うことができる。また、第１力検出部４００は、中継ケーブル２１を介して制御装置２００と電気的に接続されている。また、第１力検出部４００での検出値（以下「第１検出値Ｆ１」と言う）は、制御装置２００の記憶部２５０に記録される。なお、第１力検出部４００と制御装置２００との接続は、図１に示す構成のように有線による接続に限定されず、例えば、無線による接続であってもよく、さらには、インターネットのようなネットワークを介して接続されていてもよい。

作業台３００は、床面１０００に対し固定的に設置されている。そのため、第１力検出部４００も床面１０００に対し固定して設けられている。すなわち、第１力検出部４００は、ロボット１の基台１１に対し固定的な位置関係にある。

ロボット１は、基台１１と、基台１１の上方に位置する可動部１０と、を有している。
基台１１は、可動部１０を下側から駆動可能に支持する支持体であり、例えば工場内の床面１０００に固定されている。ロボット１は、基台１１が中継ケーブル１８を介して制御装置２００と電気的に接続されている。なお、ロボット１と制御装置２００との接続は、図１に示す構成のように有線による接続に限定されず、例えば、無線による接続であってもよく、さらには、インターネットのようなネットワークを介して接続されていてもよい。

可動部１０は、互いに回動可能に連結された複数のアーム１０１を有している。校正作業は、可動部１０が最大に駆動可能な駆動範囲Ａ_１０内に設置された作業台３００上で行われる。また、図１２に示すように、検査作業は、駆動範囲Ａ_１０内に設置された作業台６００上で行われる。

本実施形態では、可動部１０は、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第３アーム１４と、第４アーム１５と、第５アーム１６と、第６アーム１７とを有し、これらのアーム１０１が基台１１側からこの順に連結されている。なお、可動部１０が有するアーム１０１の数は、６つに限定されず、例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つまたは７つ以上であってもよい。また、各アーム１０１の全長等の大きさは、それぞれ、特に限定されず、適宜設定可能である。

基台１１と第１アーム１２とは、関節１７１を介して連結されている。そして、第１アーム１２は、基台１１に対し、鉛直方向、すなわち、Ｚ軸方向に延びる第１回動軸（ロール軸）を回動中心とし、その第１回動軸回りに回動可能となっている。第１回動軸は、基台１１が固定される床面１０００の法線と一致している。

第１アーム１２と第２アーム１３とは、関節１７２を介して連結されている。そして、第２アーム１３は、第１アーム１２に対し、水平方向に延びる第２回動軸（ヨー軸）を回動中心として回動可能となっている。第２回動軸は、第１回動軸に直交する軸と平行である。

第２アーム１３と第３アーム１４とは、関節１７３を介して連結されている。そして、第３アーム１４は、第２アーム１３に対して水平方向に延びる第３回動軸（ヨー軸）を回動中心として回動可能となっている。第３回動軸は、第２回動軸と平行である。

第３アーム１４と第４アーム１５とは、関節１７４を介して連結されている。そして、第４アーム１５は、第３アーム１４に対し、第３アーム１４の中心軸方向と平行な第４回動軸（ロール軸）を回動中心として回動可能となっている。第４回動軸は、第３回動軸と直交している。

第４アーム１５と第５アーム１６とは、関節１７５を介して連結されている。そして、第５アーム１６は、第４アーム１５に対して第５回動軸（ヨー軸）を回動中心として回動可能となっている。第５回動軸は、第４回動軸と直交している。

第５アーム１６と第６アーム１７とは、関節１７６を介して連結されている。そして、第６アーム１７は、第５アーム１６に対して第６回動軸（ロール軸）を回動中心として回動可能となっている。第６回動軸は、第５回動軸と直交している。

また、第６アーム１７は、可動部１０の中で最も先端側に位置するロボット先端部となっている。この第６アーム１７は、可動部１０の駆動により、エンドエフェクター２０ごと回動することができる。

また、ロボット１は、可動部１０に、力を検出する第２力検出部１９が着脱自在に設置される。そして、可動部１０は、第２力検出部１９が設置された状態で駆動することができる。

本実施形態では、第２力検出部１９は、第６アーム１７に設置されている。なお、第２力検出部１９の設置箇所としては、第６アーム１７、すなわち、最も先端側に位置するアーム１０１に限定されず、例えば、他のアーム１０１や、隣り合うアーム１０１同士の間であってもよい。

第２力検出部１９よりも先端側には、エンドエフェクター２０を着脱可能に設置することができる。ロボット１には、第２力検出部１９を介してエンドエフェクター２０が設置され、この状態でロボット１が用いられる。エンドエフェクター２０は、本実施形態では、校正作業や検査作業に使用可能な棒状をなす押圧部材２０１を有する。この押圧部材２０１の先端２０２は、丸みを帯びている。

そして、第２力検出部１９は、ロボット１の校正作業や検査作業に押圧部材２０１に作用する力等を検出することができる。第２力検出部１９としては、特に限定されないが、本実施形態では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向の力成分と、Ｘ軸回りとなるＲＸ方向のトルク成分と、Ｙ軸回りとなるＲＹ方向のトルク成分と、Ｚ軸回りとなるＲＺ方向のトルク成分とを検出可能な６軸力覚センサーが用いられる。なお、本実施形態では、Ｚ軸方向が鉛直方向となっている。また、各軸方向の力成分を「並進力成分」と言い、各軸回りの力成分を「回転成分」と言うこともできる。また、第２力検出部１９は、６軸力覚センサーに限定されず、他の構成のものであってもよい。

制御装置２００は、ロボット１の動作を力制御等で制御することができる。「力制御」とは、第２力検出部１９の検出値（以下「第２検出値Ｆ２」と言う）、すなわち、第２力検出部１９の検出結果に基づいて、押圧部材２０１の位置や姿勢を変更したり、また、押圧部材２０１を押したり、引っ張ったりするロボット１の動作の制御のことである。この力制御により、校正作業や検査作業を行うことができる。力制御には、例えば、インピーダンス制御と、フォーストリガー制御とが含まれている。なお、第２検出値Ｆ２は、制御装置２００の記憶部２５０に記録される。

フォーストリガー制御では、第２力検出部１９により力検出を行い、その第２力検出部１９により所定の力を検出するまで、可動部１０に移動や姿勢の変更の動作をさせる。

インピーダンス制御は、倣い制御を含む。まず、簡単に説明すると、インピーダンス制御では、可動部１０の先端部に加わる力を可能な限り所定の力に維持、すなわち、第２力検出部１９により検出される所定方向の力を可能な限り目標値に維持するように可動部１０の動作を制御する。

また、より詳しく説明すると、ロボット１のインピーダンス制御のモデルは、例えば、下記（Ａ）式に示す運動方程式で表すことができる。

ｆ（ｔ）＝ｍｘ’’＋ｃｘ’＋ｋｘ ・・・（Ａ）
前記（Ａ）式において、ｍは、質量（慣性）、ｃは、粘性係数、ｋは、弾性（剛性）係数、ｆ（ｔ）は、力、ｘは、目標位置からの変位（位置）である。また、ｘの１次微分、すなわち、ｘ’は、速度に対応し、ｘの２次微分、すなわち、ｘ’’は、加速度に対応する。なお、以下では、ｍ、ｃおよびｋをそれぞれ単に、「パラメーター」とも言う。

インピーダンス制御では、前記（Ａ）式の特性を可動部１０の先端部に持たせるための制御系を構成する。すなわち、前記（Ａ）式で表される仮想慣性係数、仮想粘性係数および仮想弾性係数を、あたかも可動部１０の先端部が持っているかのように制御を行う。なお、「仮想慣性係数」は、「仮想質量」と言われることがある。

また、前記（Ａ）式におけるパラメーターｍ、ｃおよびｋは、それぞれ、特に限定されず、諸条件に基づいて適宜設定される。すなわち、パラメーターｍ、ｃおよびｋは、それぞれ、ロボット１が行う動作に応じて都合のよい値に設定される。

前述したように、ロボット１には、第２力検出部１９が設置されている。検査作業では、ロボット１が押圧部材２０１を介してカーナビゲーション装置５００のボタン５０１を押圧した際、そのときの押圧力が第２検出値Ｆ２として第２力検出部１９で検出される。

しかしながら、第２力検出部１９は、押圧部材２０１を介して力が伝達されるため、例えば検査作業時の押圧部材２０１の形状・たわみ等の影響により、第２検出値Ｆ２が押圧部材２０１による実際の押圧力からズレるおそれがある。この場合、第２検出値Ｆ２がズレたままの状態でボタン５０１に対する良否を判断することとなり、判断結果が間違うおそれがある。

そこで、ロボットシステム１００では、このような不具合を解消するよう構成されている。以下、この構成および作用について説明する。

ロボットシステム１００は、ロボット１の第２力検出部１９に対する校正を行う校正作業、すなわち、校正方法を実行することができる。図２に示すように、校正方法は、準備工程と、押付工程と、記録工程と、関係付け工程と、を有する。また、校正方法では、第１力検出部４００で検出された第１検出値Ｆ１を、押圧部材２０１による実際の押圧力とする。

［１］ 準備工程
準備工程は、作業台３００上に固定して設けられた第１力検出部４００と、第２力検出部１９が設けられたロボット１と、制御装置２００と、を準備する工程である。ここで「準備」とは、ロボットシステム１００が校正作業を行うのに際し、ロボットシステム１００を動作可能な状態に立ち上げるまでのことを言う。

［２］ 押付工程
押付工程は、ロボット１が力制御により動作して、第１力検出部４００に第２力検出部１９を押し付ける工程である。

押付工程では、まず、図３に示すように、押圧部材２０１を第１力検出部４００の上方に位置させ、押圧部材２０１の中心軸Ｏ_２０１をＺ軸と平行にした平行状態とする。このとき、押圧部材２０１の先端２０２は、第１力検出部４００に臨んでいる。

次いで、図４に示すように、押圧部材２０１を平行状態のまま下降させて、第１力検出部４００に徐々に押し付けていく。この押付動作は、押圧部材２０１の第１力検出部４００への当接が開始されてから、後述する時間ｔ_８が経過するまで行われる。

次いで、図５に示すように、押圧部材２０１を平行状態のまま上昇させて、例えば図３と同じ位置まで移動させる。

前述したように、ロボット１は、第２力検出部１９よりも先端側にエンドエフェクター２０が設置された状態で用いられる。そして、押付工程では、エンドエフェクター２０の押圧部材２０１を介して第２力検出部１９を第１力検出部４００に押し付ける。エンドエフェクター２０は、検査作業にも用いられる。これにより、押付工程を実際の検査作業に近い状態で行うことができ、よって、校正作業の信頼性が向上する。

また、押付工程では、Ｚ軸方向（鉛直方向）、すなわち、第１方向に沿って、第１力検出部４００に第２力検出部１９を押し付ける。これにより、例えばＸＹ平面と平行に第２力検出部１９を第１力検出部４００に押し付けた場合に比べて、第１検出値Ｆ１および第２検出値Ｆ２を安定して取得することができる。

なお、押付工程は、本実施形態では鉛直方向に沿って第１力検出部４００に第２力検出部１９を押し付ける工程となっているが、これに限定されず、例えば、水平方向に沿って第１力検出部４００に第２力検出部１９を押し付ける工程となっていてもよい。

［３］ 記録工程
記録工程は、押付工程中の第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２とを記録する工程である。ここで、「記録」とは、例えば、数値等のデーターを記録することのみならず、記憶すること、特に、一時的に、所定時間、または、永久的に記憶することも含む。本実施形態では、制御装置２００の記憶部２５０に記憶するものであるが、記録または記憶される箇所は、これに限定されず、他の箇所であってもよい。また、記録媒体も、メモリー等に限定されず、例えば、磁気記録媒体、光記録媒体等であってもよい。

前述した押付工程では、第１力検出部４００に第２力検出部１９を徐々に押し付けていく。これに伴って、第１力検出部４００で検出される第１検出値Ｆ１と、第２力検出部１９で検出される第２検出値Ｆ２も増加していく。

図６に示すように、記録工程では、単位時間ごとまたは単位力ごとに、記録するものであり、本実施形態では単位時間ごとに、第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２とを記録する。これにより、複数の第１検出値Ｆ１と複数の第２検出値Ｆ２とを制御装置２００の記憶部２５０に記録することができ、よって、これらの検出値を次工程の関係付け工程で用いることができる。

記録タイミングにより、押圧部材２０１の第１力検出部４００への当接が開始されてから単位時間経過後、すなわち、時間ｔ_１となったとき、第１検出値Ｆ１として第１検出値Ｆ１−１が検出され、第２検出値Ｆ２として第２検出値Ｆ２−１が検出される。

また、時間ｔ_１から単位時間経過後、すなわち、時間ｔ_２となったとき、第１検出値Ｆ１として第１検出値Ｆ１−２が検出され、第２検出値Ｆ２として第２検出値Ｆ２−２が検出される。

時間ｔ_２から単位時間経過後、すなわち、時間ｔ_３となったとき、第１検出値Ｆ１として第１検出値Ｆ１−３が検出され、第２検出値Ｆ２として第２検出値Ｆ２−３が検出される。

時間ｔ_３から単位時間経過後、すなわち、時間ｔ_４となったとき、第１検出値Ｆ１として第１検出値Ｆ１−４が検出され、第２検出値Ｆ２として第２検出値Ｆ２−４が検出される。

時間ｔ_４から単位時間経過後、すなわち、時間ｔ_５となったとき、第１検出値Ｆ１として第１検出値Ｆ１−５が検出され、第２検出値Ｆ２として第２検出値Ｆ２−５が検出される。

時間ｔ_５から単位時間経過後、すなわち、時間ｔ_６となったとき、第１検出値Ｆ１として第１検出値Ｆ１−６が検出され、第２検出値Ｆ２として第２検出値Ｆ２−６が検出される。

時間ｔ_６から単位時間経過後、すなわち、時間ｔ_７となったとき、第１検出値Ｆ１として第１検出値Ｆ１−７が検出され、第２検出値Ｆ２として第２検出値Ｆ２−７が検出される。

時間ｔ_７から単位時間経過後、すなわち、時間ｔ_８となったとき、第１検出値Ｆ１として第１検出値Ｆ１−８が検出され、第２検出値Ｆ２として第２検出値Ｆ２−８が検出される。

そして、第１検出値Ｆ１−１〜第１検出値Ｆ１−８および第２検出値Ｆ２−１〜第２検出値Ｆ２−８は、制御装置２００の記憶部２５０に記録される。

［４］ 関係付け工程
関係付け工程は、記録工程で記録された第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２とを関係付ける、すなわち、第２検出値Ｆ２を校正する工程である。

図７に示すように、関係付け工程では、制御装置２００によって、第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２との関係付けとして、回帰直線ＲＬを求めることができる。本実施形態では、例えば、
Ｆ２＝ａ×Ｆ１ ・・・（Ｂ）
という回帰直線ＲＬが求められる。なお、「ａ」は回帰直線ＲＬの傾きである。

そして、検査作業でロボット１がボタン５０１を押圧して、第２検出値Ｆ２として例えば「１」が検出された場合、前記（Ｂ）式から、実際にボタン５０１が受ける押圧力は、「１／ａ」となることがわかる。この結果に基づいて、ボタン５０１が、製品としてのカーナビゲーション装置５００の保証の範囲か否か判断することができる。

このようにロボットシステム１００では、検査作業に先行して校正作業を行うことにより、ロボット１の使用状態に応じて、第２力検出部１９で検出される第２検出値Ｆ２の校正を行うことができる。これにより、第２検出値Ｆ２の信頼性が向上し、よって、検査作業での良否判断を正確に行うことができる。

また、第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２との関係付けとして、本実施形態では回帰直線ＲＬであったが、これに限定されず、曲線でもよい。

また、ロボットシステム１００では、例えば、第１力検出部４００の検出基準点からオフセットされた制御点での力を第２力検出部１９で検出して、この検出値に対して校正してもよい。

以上のように、校正方法は、初期校正されており、鉛直方向、すなわち、Ｚ軸方向と一致する第１方向の力を検出する第１力検出部４００と、力を検出する第２力検出部１９が設けられ、第２力検出部１９の検出値に基づいた力制御により作業を行うロボット１と、を準備する準備工程と、ロボット１が、第１力検出部４００に対して、第２力検出部１９を力制御により押し付ける押付工程と、押付工程中の第１力検出部４００の第１検出値Ｆ１と押付工程中の第２力検出部１９の第２検出値Ｆ２とを記録する記録工程と、記録工程で記録された第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２とを関係付ける関係付け工程と、を有する。

また、ロボットシステム１００は、初期校正されており、第１方向の力を検出する第１力検出部４００と、力を検出する第２力検出部１９と、第２力検出部１９が設けられ、第２力検出部１９の検出値に基づいた力制御により作業を行うロボット１と、を備えている。このロボットシステム１００は、ロボット１が、第１力検出部４００に対して、第２力検出部１９を力制御により押し付ける押付工程と、押付工程中の第１力検出部４００の第１検出値Ｆ１と押付工程中の第２力検出部１９の第２検出値Ｆ２とを記録する記録工程と、記録工程で記録された第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２とを関係付ける関係付け工程と、を行う。

このような発明によれば、前述したように、ロボットシステム１００は、ロボット１の使用状態に応じて、第２力検出部１９の校正を行うことができる。これにより、第２検出値Ｆ２に対して、信頼性を担保することができる。

＜第２実施形態＞
以下、図８を参照して本発明の校正方法およびロボットシステムの第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態は、記録工程での記録タイミングが異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

記録工程では、単位時間ごとまたは単位力ごとに、本実施形態では時間に関わらず単位力ごとに、第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２とを記録する。

この場合、図８に示すように、例えば大きさが「１」である第１検出値Ｆ１−１が検出されたら、そのときの第２検出値Ｆ２−１も検出して、これらの検出値を記録する。

次いで、大きさが「２」である第１検出値Ｆ１−２が検出されたら、そのときの第２検出値Ｆ２−２も検出して、これらの検出値を記録する。

次いで、大きさが「３」である第１検出値Ｆ１−３が検出されたら、そのときの第２検出値Ｆ２−３も検出して、これらの検出値を記録する。

以下、大きさが「８」である第１検出値Ｆ１−８、第１検出値Ｆ１−８が検出されたときの第２検出値Ｆ２−８まで同様の記録とすることができる。

また、上記とは反対に、例えば大きさが「１」である第２検出値Ｆ２−１が検出されたら、そのときの第１検出値Ｆ１−１も検出して、これらの検出値を記録してもよい。この場合も、大きさが「８」である第２検出値Ｆ２−８、第２検出値Ｆ２−８が検出されたときの第１検出値Ｆ１−８まで同様の記録とすることができる。

このような記録タイミングによっても、複数の第１検出値Ｆ１と複数の第２検出値Ｆ２とを制御装置２００の記憶部２５０に記録することができ、よって、これらの検出値を次工程の関係付け工程で用いることができる。

＜第３実施形態＞
以下、図９を参照して本発明の校正方法およびロボットシステムの第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、記録工程で演算処理を行うこと以外は前記第１実施形態と同様である。

図９に示すように、記録工程では、所定時間Δｔ内に第１検出値Ｆ１が複数記録され、複数の第１検出値Ｆ１の平均値を第１平均値Ｆ１Ａとして演算する。これを時間を追って複数回繰り返す。例えば８回繰り返した場合、各第１平均値Ｆ１Ａをそれぞれ時間順に第１検出値Ｆ１−１〜第１検出値Ｆ１−８として扱う。

また、記録工程では、第１検出値Ｆ１を記録する同じ時間帯の所定時間Δｔ内に第２検出値Ｆ２が複数記録され、複数の第２検出値Ｆ２の平均値を第２平均値Ｆ２Ａとして演算する。これを時間を追って複数回繰り返す。例えば８回繰り返した場合、各第２平均値Ｆ２Ａをそれぞれ時間順に第２検出値Ｆ２−１〜第２検出値Ｆ２−８として扱う。

そして、関係付け工程では、第１平均値Ｆ１Ａと第２平均値Ｆ２Ａとを関係付けたもの、すなわち、第１検出値Ｆ１−１〜第１検出値Ｆ１−８と第２検出値Ｆ２−１〜第２検出値Ｆ２−８とを、前記第１実施形態と同様に、第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２との関係付けとする。これにより、回帰直線ＲＬが得られる。回帰直線ＲＬは、カーナビゲーション装置５００が保証の範囲か否かの判断に用いられる。

＜第４実施形態＞
以下、図１０を参照して本発明の校正方法およびロボットシステムの第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、記録工程で選別処理を行うこと以外は前記第３実施形態と同様である。

図１０に示すように、記録工程では、所定時間Δｔ内に第１検出値Ｆ１が複数記録され、複数の第１検出値Ｆ１のうち、第１閾値α１の範囲内の第１検出値Ｆ１を選別する。なお、第１閾値α１は、所定時間Δｔ中の中間の時間帯である。第１閾値α１の範囲内には、複数の第１検出値Ｆ１があり、これら複数の第１検出値Ｆ１の平均値を第１平均値Ｆ１Ａとして演算する。これを時間を追って複数回繰り返す。例えば８回繰り返した場合、各第１平均値Ｆ１Ａをそれぞれ時間順に第１検出値Ｆ１−１〜第１検出値Ｆ１−８として扱う。

また、記録工程では、所定時間Δｔ内に第２検出値Ｆ２が複数記録され、複数の第２検出値Ｆ２のうち、第２閾値α２の範囲内の第２検出値Ｆ２を選別する。なお、第２閾値α２は、所定時間Δｔ中の中間の時間帯であり、少なくとも１部が第１閾値α１と重なっているのが好ましい。第２閾値α２の範囲内には、複数の第２検出値Ｆ２があり、これら複数の第２検出値Ｆ２の平均値を第２平均値Ｆ２Ａとして演算する。これを時間を追って複数回繰り返す。例えば８回繰り返した場合、各第２平均値Ｆ２Ａをそれぞれ時間順に第２検出値Ｆ２−１〜第２検出値Ｆ２−８として扱う。

そして、関係付け工程では、記録工程で選別された第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２とを関係付けたもの、すなわち、第１検出値Ｆ１−１〜第１検出値Ｆ１−８と第２検出値Ｆ２−１〜第２検出値Ｆ２−８とを、第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２との関係付けとする。これにより、回帰直線ＲＬが得られる。回帰直線ＲＬは、カーナビゲーション装置５００が保証の範囲か否かの判断に用いられる。

また、第１閾値α１を設定することにより、第１検出値Ｆ１として、信頼性の高い第１検出値Ｆ１を安定して演算に用いることができる。

また、第２閾値α２を設定することにより、第２検出値Ｆ２として、信頼性の高い第２検出値Ｆ２を安定して演算に用いることができる。

＜第５実施形態＞
以下、図１１を参照して本発明の校正方法およびロボットシステムの第５実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、記録工程で選別処理を行うこと以外は前記第３実施形態と同様である。

図１１に示すように、記録工程では、所定時間Δｔ内に第１検出値Ｆ１が複数記録され、複数の第１検出値Ｆ１のうち、第１閾値β１の範囲内の第１検出値Ｆ１を選別する。なお、第１閾値β１は、所定時間Δｔ内で第１検出値Ｆ１が取り得る大きさと予想される範囲である。第１閾値β１の範囲内には、複数の第１検出値Ｆ１があり、これら複数の第１検出値Ｆ１の平均値を第１平均値Ｆ１Ａとして演算する。これを時間を追って複数回繰り返す。例えば８回繰り返した場合、各第１平均値Ｆ１Ａをそれぞれ時間順に第１検出値Ｆ１−１〜第１検出値Ｆ１−８として扱う。

また、記録工程では、所定時間Δｔ内に第２検出値Ｆ２が複数記録され、複数の第２検出値Ｆ２のうち、第２閾値β２の範囲内の第２検出値Ｆ２を選別する。なお、第２閾値β２は、所定時間Δｔ内で第２検出値Ｆ２が取り得る大きさと予想される範囲である。第２閾値β２の範囲内には、複数の第２検出値Ｆ２があり、これら複数の第２検出値Ｆ２の平均値を第２平均値Ｆ２Ａとして演算する。これを時間を追って複数回繰り返す。例えば８回繰り返した場合、各第２平均値Ｆ２Ａをそれぞれ時間順に第２検出値Ｆ２−１〜第２検出値Ｆ２−８として扱う。

そして、関係付け工程では、記録工程で選別された第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２とを関係付けたもの、すなわち、第１検出値Ｆ１−１〜第１検出値Ｆ１−８と第２検出値Ｆ２−１〜第２検出値Ｆ２−８とを、第１検出値Ｆ１と第２検出値Ｆ２との関係付けとする。これにより、回帰直線ＲＬが得られる。回帰直線ＲＬは、カーナビゲーション装置５００が保証の範囲か否かの判断に用いられる。

また、第１閾値β１を設定することにより、第１検出値Ｆ１として、信頼性の高い第１検出値Ｆ１を安定して演算に用いることができる。

また、第２閾値β２を設定することにより、第２検出値Ｆ２として、信頼性の高い第２検出値Ｆ２を安定して演算に用いることができる。

＜ロボットシステムのハードウェアについて＞
図１３は、ロボットシステムについてハードウェアを中心として説明するためのブロック図である。

図１３には、ロボット１とコントローラー６１とコンピューター６２が接続されたロボットシステム１００Ａの全体構成が示されている。ロボット１の制御は、コントローラー６１にあるプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して実行されてもよいし、コンピューター６２に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出してコントローラー６１を介して実行されてもよい。

従って、コントローラー６１とコンピューター６２とのいずれか一方または両方を「制御装置２００」として捉えることができる。

＜変形例１＞
図１４は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例１を示すブロック図である。

図１４には、ロボット１に直接コンピューター６３が接続されたロボットシステム１００Ｂの全体構成が示されている。ロボット１の制御は、コンピューター６３に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して直接実行される。
従って、コンピューター６３を「制御装置２００」として捉えることができる。

＜変形例２＞
図１５は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例２を示すブロック図である。

図１５には、コントローラー６１が内蔵されたロボット１とコンピューター６６が接続され、コンピューター６６がＬＡＮ等のネットワーク６５を介してクラウド６４に接続されているロボットシステム１００Ｃの全体構成が示されている。ロボット１の制御は、コンピューター６６に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して実行されてもよいし、クラウド６４上に存在するプロセッサーによりコンピューター６６を介してメモリーにある指令を読み出して実行されてもよい。なお、クラウド６４は、複数あってもよい。

従って、コントローラー６１とコンピューター６６とクラウド６４とのいずれか１つ、または、いずれか２つ、または、３つを「制御装置２００」として捉えることができる。

以上の変形例１〜３に示すように、制御装置２００、特に第１検出値Ｆ１、第２検出値Ｆ２を記録し得る記憶部２５０は、コントローラー６１、コンピューター６２、コンピューター６３、クラウド６４およびコンピューター６６のうちの少なくとも１つの中に構成されたものとすることができる。

以上、本発明の校正方法およびロボットシステムを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。ロボットシステムを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、本発明の校正方法およびロボットシステムは、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

１…ロボット、６１…コントローラー、６２…コンピューター、６３…コンピューター、６４…クラウド、６５…ネットワーク、６６…コンピューター、１０…可動部、１０１…アーム、１１…基台、１２…第１アーム、１３…第２アーム、１４…第３アーム、１５…第４アーム、１６…第５アーム、１７…第６アーム、１７１…関節、１７２…関節、１７３…関節、１７４…関節、１７５…関節、１７６…関節、１８…中継ケーブル、１９…第２力検出部、２０…エンドエフェクター、２０１…押圧部材、２０２…先端、２１…中継ケーブル、１００…ロボットシステム、１００Ａ…ロボットシステム、１００Ｂ…ロボットシステム、１００Ｃ…ロボットシステム、２００…ロボット制御装置（制御装置）、２５０…記憶部、３００…作業台、４００…第１力検出部、５００…カーナビゲーション装置、５０１…ボタン、６００…作業台、１０００…床面、Ａ_１０…駆動範囲、Ｆ１…第１検出値、Ｆ１−１…第１検出値、Ｆ１−２…第１検出値、Ｆ１−３…第１検出値、Ｆ１−４…第１検出値、Ｆ１−５…第１検出値、Ｆ１−６…第１検出値、Ｆ１−７…第１検出値、Ｆ１−８…第１検出値、Ｆ１Ａ…第１平均値、Ｆ２…第２検出値、Ｆ２−１…第２検出値、Ｆ２−２…第２検出値、Ｆ２−３…第２検出値、Ｆ２−４…第２検出値、Ｆ２−５…第２検出値、Ｆ２−６…第２検出値、Ｆ２−７…第２検出値、Ｆ２−８…第２検出値、Ｆ２Ａ…第２平均値、Ｏ_２０１…中心軸、ＲＬ…回帰直線、ｔ_１…時間、ｔ_２…時間、ｔ_３…時間、ｔ_４…時間、ｔ_５…時間、ｔ_６…時間、ｔ_７…時間、ｔ_８…時間、Δｔ…所定時間、α１…第１閾値、α２…第２閾値、β１…第１閾値、β２…第２閾値

Claims (16)

1. 初期校正されており、第１方向の力を検出する第１力検出部と、力を検出する第２力検出部が設けられ、前記第２力検出部の検出値に基づいた力制御により作業を行うロボットと、を準備する準備工程と、
   前記ロボットが、前記第１力検出部に対して、前記第２力検出部を前記力制御により押し付ける押付工程と、
   前記押付工程中の前記第１力検出部の第１検出値と前記押付工程中の前記第２力検出部の第２検出値とを記録する記録工程と、
   前記記録工程で記録された前記第１検出値と前記第２検出値とを関係付ける関係付け工程と、を有することを特徴とする校正方法。
2. 前記記録工程では、所定時間内に前記第１検出値が複数記録され、複数の前記第１検出値の平均値を第１平均値として演算し、前記所定時間内に前記第２検出値が複数記録され、複数の前記第２検出値の平均値を第２平均値として演算し、
   前記関係付け工程では、前記第１平均値と前記第２平均値とを関係付けたものを、前記第１検出値と前記第２検出値との関係付けとする請求項１に記載の校正方法。
3. 前記記録工程では、所定時間内に前記第１検出値が複数記録され、複数の前記第１検出値のうち、第１閾値の範囲内の前記第１検出値を選別し、前記所定時間内に前記第２検出値が複数記録され、複数の前記第２検出値のうち、第２閾値の範囲内の前記第２検出値を選別し、
   前記関係付け工程では、前記記録工程で選別された前記第１検出値と前記第２検出値とを関係付けたものを、前記第１検出値と前記第２検出値との関係付けとする請求項１に記載の校正方法。
4. 前記関係付け工程では、前記第１検出値と前記第２検出値との関係付けとして、回帰直線を求める請求項２または３に記載の校正方法。
5. 前記記録工程では、単位時間ごとに、前記第１検出値と前記第２検出値とを記録する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の校正方法。
6. 前記記録工程では、単位力ごとに、前記第１検出値と前記第２検出値とを記録する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の校正方法。
7. 前記ロボットには、前記第２力検出部を介してエンドエフェクターが設置されており、
   前記押付工程では、前記エンドエフェクターを介して前記第２力検出部を前記第１力検出部に押し付ける請求項１ないし６のいずれか１項に記載の校正方法。
8. 前記第１方向は鉛直方向に一致する請求項１ないし７のいずれか１項に記載の校正方法。
9. 初期校正されており、第１方向の力を検出する第１力検出部と、力を検出する第２力検出部と、前記第２力検出部が設けられ、前記第２力検出部の検出値に基づいた力制御により作業を行うロボットと、を備え、
   前記ロボットが、前記第１力検出部に対して、前記第２力検出部を前記力制御により押し付ける押付工程と、
   前記押付工程中の前記第１力検出部の第１検出値と前記押付工程中の前記第２力検出部の第２検出値とを記録する記録工程と、
   前記記録工程で記録された前記第１検出値と前記第２検出値とを関係付ける関係付け工程と、を行うことを特徴とするロボットシステム。
10. 前記記録工程では、所定時間内に前記第１検出値が複数記録され、複数の前記第１検出値の平均値を第１平均値として演算し、前記所定時間内に前記第２検出値が複数記録され、複数の前記第２検出値の平均値を第２平均値として演算し、
    前記関係付け工程では、前記第１平均値と前記第２平均値とを関係付けたものを、前記第１検出値と前記第２検出値との関係付けとする請求項９に記載のロボットシステム。
11. 前記記録工程では、所定時間内に前記第１検出値が複数記録され、複数の前記第１検出値のうち、第１閾値の範囲内の前記第１検出値を選別し、前記所定時間内に前記第２検出値が複数記録され、複数の前記第２検出値のうち、第２閾値の範囲内の前記第２検出値を選別し、
    前記関係付け工程では、前記記録工程で選別された前記第１検出値と前記第２検出値とを関係付けたものを、前記第１検出値と前記第２検出値との関係付けとする請求項９に記載のロボットシステム。
12. 前記関係付け工程では、前記第１検出値と前記第２検出値との関係付けとして、回帰直線を求める請求項１０または１１に記載のロボットシステム。
13. 前記記録工程では、単位時間ごとに、前記第１検出値と前記第２検出値とを記録する請求項９ないし１２のいずれか１項に記載のロボットシステム。
14. 前記記録工程では、単位力ごとに、前記第１検出値と前記第２検出値とを記録する請求項９ないし１２のいずれか１項に記載のロボットシステム。
15. 前記ロボットには、前記第２力検出部を介してエンドエフェクターが設置されており、
    前記押付工程では、前記エンドエフェクターを介して前記第２力検出部を前記第１力検出部に押し付ける請求項９ないし１４のいずれか１項に記載のロボットシステム。
16. 前記第１方向は鉛直方向に一致する請求項９ないし１５のいずれか１項に記載のロボットシステム。

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