JP2021003772A - 検査システムおよびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信モジュール、通信ネットワーク、有線Ｉ／Ｏポートを用いることなく、検査機器がロボットに検査結果を通知することを可能にする。【解決手段】ロボット（２）および検査機器（３）を有し、検査機器が被検査物の検査結果をロボットに通知する検査システム（１）を提供する。検査機器は、検査機器の一部の外観の物理的形状を検査結果に応じて変化させることによって検査結果を出力する出力部（２００）を有する。ロボットは、ロボットアーム（１００）と、ロボットアームの先端部に設けられて、受けた力および／またはトルクの検出値をセンシング結果として出力する力覚センサ（１７０）と、ロボットアームの動作を制御し、検査結果を取得する信号処理回路（１８０）とを有する。信号処理回路は、ロボットアームを制御して出力部に接触させ、力覚センサから出力された物理的形状のセンシング結果から、検査結果を取得する。【選択図】図１１

Description

本開示は、検査システムおよびコンピュータプログラムに関する。

特開２００５−２３８３９１号公報は、製品品質評価システムを開示する。製品品質評価システムでは、移動ロボットが評価機に検査対象の製品を運搬し、検査済みの製品を回収する。より具体的には、製品品質評価システムでは、自走型ロボットが、磁気記録テープを収納したカートリッジをラックに運搬する。ラックには、複数のドライブ装置と検査制御装置とが設置されている。検査制御装置はＬＡＮケーブルを介して制御装置と接続されている。ドライブ装置は検査制御装置からの指示に基づいてカートリッジの検査を開始し、検査結果を検査制御装置に出力する。自走型ロボットと各検査制御装置とは常に制御装置との間で情報の授受を行う。

各自走型ロボットは、走行路上を移動中であっても、制御装置との間で無線ＬＡＮにより情報を授受しており、カートリッジを交換するラックの優先順位や、各ラックにおけるカートリッジの良品、不良品の検査結果を制御装置から通知されている。

特開２００５−２３８３９１号公報

特開２００５−２３８３９１号公報の技術では、自走型ロボットが検査結果を知るためには、自走型ロボットに無線ＬＡＮの通信モジュールを搭載することが必須である。同時に、ドライブ装置と検査制御装置との間、および、検査制御装置と制御装置との間を接続するためには、各装置には、通信回線（例えばＬＡＮケーブル）のコネクタ、すなわち有線Ｉ／Ｏポートが必要になる。

本開示の検査システムは、例示的な実施形態において、ロボットおよび検査機器を有し、前記検査機器が被検査物の検査結果を前記ロボットに通知する検査システムであって、前記検査機器は、前記検査機器の一部の外観の物理的形状を前記検査結果に応じて変化させることによって前記検査結果を出力する出力部を備え、前記ロボットは、ロボットアームと、前記ロボットアームの先端部に設けられて、受けた力および／またはトルクの検出値をセンシング結果として出力する力覚センサと、前記ロボットアームの動作を制御し、前記検査結果を取得する信号処理回路とを備え、前記信号処理回路は、前記ロボットアームを制御して前記出力部に接触させ、前記力覚センサから出力された前記物理的形状のセンシング結果から、前記検査結果を取得する。

本開示のコンピュータプログラムは、上述の信号処理回路に、前記ロボットアームを制御して前記出力部に接触させる処理と、前記力覚センサから出力された前記物理的形状のセンシング結果から、前記検査結果を取得する処理とを実行させる。

本開示の他の検査システムは、例示的な実施形態において、ロボットおよび検査機器を有し、前記検査機器が被検査物の検査結果を前記ロボットに通知する検査システムであって、前記検査機器は、前記検査機器の一部の外観の物理的形状を前記検査結果に応じて変化させることによって前記検査結果を出力する出力部を備え、前記ロボットは、ロボットアームと、前記ロボットアームの先端部に設けられて、受けた力および／またはトルクの検出値をセンシング結果として出力する力覚センサと、前記ロボットアームの動作を制御し、前記検査結果を取得する信号処理回路とを備え、前記信号処理回路は、前記力覚センサの検出結果を利用しながら前記ロボットアームを前記出力部に接触させ、前記ロボットアームの前記先端部の姿勢から前記物理的形状を検出し、前記物理的形状の検出結果から前記検査結果を取得する。

本開示のコンピュータプログラムは、上述の信号処理回路に、前記力覚センサの検出結果を利用しながら前記ロボットアームを前記出力部に接触させる処理と、前記ロボットアームの前記先端部の姿勢から前記検査結果を取得する処理とを実行させる。

本開示の実施形態によれば、無線通信モジュール、有線／無線の通信ネットワーク、有線Ｉ／Ｏポートを用いることなく、検査機器がロボットに検査結果を通知することが可能な検査システムおよびコンピュータプログラムが提供される。

図１は、本開示の検査システム１を模式的に示す図である。 図２は、検査システム１の各構成要素のハードウェア構成を模式的に示す図である。 図３は、ロボットアーム１００の外観を模式的に示す図である。 図４は、ロボットアーム１００の外観を模式的に示す図である。 図５は、検査機器３の外観図である。 図６は、検査機器３のハードウェア構成を模式的に示す図である。 図７Ａは、検査結果が良好である場合の板２５０の傾きの状態を示す図である。 図７Ｂは、検査結果が良好でない場合の板２５０の傾きの状態を示す図である。 図８は、力覚センサ１７０を利用して検査機器３の物理的形状を認識するロボットアーム１００を示す図である。 図９Ａは、検査結果が良好であることを示す状態の板２５０とフルセット接触する力覚センサ１７０の姿勢を示す図である。 図９Ｂは、検査結果が良好でないことを示す状態の板２５０とフルセット接触する力覚センサ１７０の姿勢を示す図である。 図９Ｃは、本開示のロボットアーム１００における各関節の関係を示す図である。 図９Ｄは、回転関節の一種である、ロール関節またはねじり関節を示す図である。 図９Ｅは、回転関節の一種である、ピッチ関節またはピボット関節を示す図である。 図１０Ａは、検査結果（Ａ）を板２５０の角度によって示す出力部２００の例を示す図である。 図１０Ｂは、検査結果（Ｂ）を板２５０の角度によって示す出力部２００の例を示す図である。 図１０Ｃは、検査結果（Ｃ）を板２５０の角度によって示す出力部２００の例を示す図である。 図１１は、主として実施形態１に係る信号処理回路１８０の処理の手順を示すフローチャートである。 図１２は、実施形態２にかかるロボットアーム１００を用いた、検査機器３の一部の物理的形状を検出する動作の一例を示す図である。 図１３は、力覚センサ１７０が端部１７０ａにおいて板２５０から受けるトルクＴａを示す図である。 図１４は、実施形態２にかかるロボットアーム１００を用いた、検査機器３の一部の物理的形状を検出する動作の他の例を示す図である。 図１５は、力覚センサ１７０が端部１７０ｂにおいて板２５０から受けるトルクＴｂを示す図である。 図１６は、主として実施形態２にかかる信号処理回路１８０の処理の手順を示すフローチャートである。 図１７Ａは、検査結果を板２５０の角度によって示す出力部２００の例を示す図である。 図１７Ｂは、検査結果を板２５０の角度によって示す出力部２００の例を示す図である。 図１８は、リニアモータ２７０のシャフト２７２を図面の上下方向に伸縮させることによって板２５０の角度を変化させる出力部２００の例を示す図である。 図１９は、リニアモータ２７０のシャフト２７２を図面の上下方向に伸縮させることによって力覚センサ１７０と接触する部材２７４の位置を変化させる出力部２００の例を示す図である。 図２０は、カム２８２を回転させることによって力覚センサ１７０と接触するカム２８２の位置を変化させる出力部２００の例を示す図である。 図２１Ａは、ロック板２９２をロックすることによって、板２５０を固定状態に遷移させる出力部２００の例を示す図である。 図２１Ｂは、ロック板２９２をアンロックすることによって、板２５０を可変状態に遷移させる出力部２００の例を示す図である。

以下、添付の図面を参照しながら、例示的な検査システムの実施形態を説明する。本明細書では、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。たとえば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、本発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図しない。以下の説明においては、同一または類似する構成要素には、同一の参照符号を付している。

＜用語＞
「垂直軸」および「水平面」の用語は、ロボットアームが取り付けられる基台（ベース）の上面（設置面）を基準として定められる方向を示している。具体的には、設置面に垂直な方向を「垂直軸」と呼び、この「垂直軸」に直交する平面を「水平面」と呼ぶ。これらの用語は、発明の構成要素の配置関係をわかりやすくする目的で使用されており、ロボットアームの使用時における方向を制限する意図はない。本開示の実施形態において、垂直軸は鉛直方向に一致しているが、「垂直軸」の用語の意義は、この例に限定されない。「垂直軸」は、鉛直方向から傾斜していても良い。

「第１アーム」は「上腕」に相当する用語として使用されるが、「第２アーム」は「前腕および手首の両方」を含み得る用語として使用される。第２アームは、複数の関節を含み得るが、力覚センサおよびエンドエフェクタを含まない。

「力覚センサ」は、本明細書では第２アームの先端部またはエンドエフェクタのハンド等に設けられて、受けた力および／またはトルクの検出値をセンシング結果として出力する。本明細書では、力覚センサは６軸力覚センサである。６軸力覚センサは、ＸＹＺ軸方向の力と、それらの各軸回りのトルクを計測し出力することができる。６軸力覚センサでは、多数の歪ゲージが内部のビーム構造に貼り付けられている。歪ゲージは歪量を計測し、力とトルクとに変換する。歪量の検出方式として、水晶圧電方式、静電容量方式等が知られているが、本明細書で言及する６軸力覚センサはいずれの検出方式を採用していてもよい。６軸力覚センサの構成および検出方式は公知であるため、詳細な説明は省略する。

本明細書では、力覚センサは概ね直円柱形状であり、便宜的に、円柱の中心軸をＺ軸とし、Ｚ軸を法線に有する平面を張る２本の直交する軸をそれぞれＸ軸およびＹ軸と呼ぶ。

「エンドエフェクタ」は、ロボットアームが作業を行えるように第２アームに取り付けて用いられる機器である。エンドエフェクタの典型例は、把持部、ナット回し、溶接ガン、およびスプレーガンを含む。エンドエフェクタは、ロボットアームの用途に応じて、ユーザが適宜取り替えて使用することができる。第２アームの先端部に力覚センサが取り付けられる場合には、エンドエフェクタは、力覚センサの第２アームと反対側の面に取り付けられ得る。

「第２アームの先端部」とは、第２アームが有するエンドエフェクタの取付面である。取付面はメカニカルインタフェースとも呼ばれる。「第２アームの先端部」は、ツールセンタポイントと呼んでも良い。なお、後述する第６関節６０（図３）の先端部に力覚センサが取り付けられ、さらにその力覚センサにエンドエフェクタが取り付けられるときは、力覚センサが有するエンドエフェクタの取付面を「第２アームの先端部」と呼んでもよい。または力覚センサの部分を「第２アームの先端部」と呼んでもよい。

（実施形態１）
図１は、本開示の検査システム１を模式的に示している。また図２は、検査システム１の各構成要素のハードウェア構成を模式的に示している。本開示の検査システム１は、非限定的で例示的な実施形態において、ロボット２と、検査機器３とを有している。後述するように、検査システム１では、無線通信モジュール、有線／無線の通信ネットワーク、有線Ｉ／Ｏポートを用いることなく、検査機器３が被検査物の検査結果をロボット２に通知することが可能である。検査結果を通知するために通信ネットワークを敷設しなくてもよい。これにより、機器のコストおよびネットワークを敷設するためのコストを抑制できる。

検査機器３は、組み立てられた機械部品の良品、不良品の検査を行う。本実施形態では、被検査物の一例は組み立てられた機械部品である。検査は、例えば検査機器３に搭載された重量測定器（図示せず）を用いて、検査機器３が製造ラインのコンベア等で搬送されてきた機械部品の重さを計測し、重さが基準値の１％以内に収まっているか否かを判定することによって行われる。ただし、検査方法は被検査物、検査の目的等によって大きく変わり得る。検査方法は本開示の範疇には入らないため詳述しない。

検査機器３は、検査結果を出力する出力部２００を有している。出力部２００は、検査機器３の一部の外観の物理的形状を検査結果に応じて変化させることによって検査結果を出力する。出力部２００の具体的な構成および物理的形状の変化の詳細は後述する。

ロボット２は、検査機器３の出力部２００に物理的に接触することによって、検査機器３の出力部２００によって出力された検査結果を取得する。ロボット２は、例えばエンドエフェクタとして装着されたハンドを用いて、取得した検査結果に応じて被検査物を掴み、仕分けすることが可能である。

ロボット２は、ロボットアーム１００と、力覚センサ１７０と、信号処理回路１８０とを有している。ロボット２はロボットシステムとも呼ばれ、ロボットアーム１００はマニピュレータとも呼ばれる。

力覚センサ１７０は上述の＜用語＞欄に記載された機能および構造を有する。本願の出願時において、力覚センサは比較的高額な部品であるが、力覚センサを標準的に搭載するロボットアーム製品が増加しつつある。本開示の技術は、通信モジュールを搭載しないが、力覚センサが搭載されているロボットアームにおいては、ハードウェアを追加することなく検査結果を検査機器３から取得できるという利点がある。

信号処理回路１８０は、いわゆるコンピュータであり、たとえば不図示のＣＰＵ、メモリ、二次記憶装置、および、ロボットアーム１００との間でデータを授受するための通信端子を備える。メモリにはコンピュータプログラムが格納されている。コンピュータプログラムは、信号処理回路１８０が実行する命令の集合である。信号処理回路１８０は、予め用意されたコンピュータプログラムをメモリから順次読み込みながら、コンピュータプログラムを実行する。これにより信号処理回路１８０は、ロボットアーム１００の各関節の各モータを回転させ、姿勢を制御し、力覚センサ１７０の検出結果を利用しながらロボットアーム１００を出力部２００に接触させる。そして信号処理回路１８０は、ロボットアーム１００の先端部の姿勢から検査機器３の物理的形状を検出し、物理的形状の検出結果から検査結果を取得する。

検査結果の取得に当たっては、信号処理回路１８０は、例えば内部レジスタに代表される記憶装置１８２に格納されているテーブルを参照する。テーブルには、ロボットアーム１００の第２アームまたは力覚センサ１７０の姿勢を表す姿勢データと、検査結果として取得し得る複数の状態の各々を示す状態データとが対応付けられている。テーブルの詳細は後述する。

図１に示されるように、信号処理回路１８０は、筐体１９０に格納されている。信号処理回路１８０および筐体１９０は「ロボットコントローラ」と呼ばれることがある。

＜ロボットアームの基本構成＞
以下、添付図面を参照しながら、本開示のロボットアーム１００の基本構成例を説明する。添付図面では、ロボットアーム１００の構成および動作の分かりやすさを優先し、各構成要素の形状を簡単化して記載している。図示されている各構成要素の形状は、実施形態における各構成要素の具体的形状をなんら制限しない。

まず、図３および図４を参照する。図３および図４は、ロボットアーム１００の外観を模式的に示している。なお図１のロボットアーム１００には力覚センサ１７０が記載され、力覚センサ１７０から見てさらに先端部に、エンドエフェクタとして物体を掴むハンドが記載されていた。しかしながら説明の便宜のため、図３および４では力覚センサ１７０およびエンドエフェクタの記載は省略している。

ロボットアーム１００は、図４に示す第１軸Ｚ１の周りに旋回する腰部１０を有している。腰部１０は、水平面Ｈに直交する垂直軸である第１軸Ｚ１の周りに回転する第１関節を有している。第１関節は、回転関節である。本開示において、「関節」は、関節の運動を引き起こすモータおよび減速機などの電気機械要素、ならびに関節の回転角度（関節変数）を検出するセンサを含み得る。このため、「関節」の用語は、「関節部」または「関節ユニット」の意義を持つ用語として使用され得る。ただし、図示されている「関節」を駆動するモータの位置は、「関節」を示す符号が付された構成要素の内部に限定されない。

ロボットアーム１００は、腰部１０に接続されて水平面に平行な第２軸Ｚ２の周りに回転する第２関節２０と、第２関節２０に接続されて第２軸Ｚ２の周りに回転する第１アーム１１０と、第１アーム１１０に接続されて第２軸Ｚ２に平行な第３軸Ｚ３の周りに回転する第３関節３０と、第３関節３０に接続されて第３軸Ｚ３の周りに回転する第２アーム１２０とを有している。

第２アーム１２０は、本開示の実施形態において、第３軸Ｚ３に直交する第４軸Ｚ４の周りに回転する第４関節４０と、第４軸Ｚ４に直交する第５軸Ｚ５の周りに回転する第５関節５０と、第５軸Ｚ５に直交する第６軸Ｚ６の周りに回転する第６関節６０とを更に有している。第２アーム１２０の先端部１２２にはエンドエフェクタが取り付けられる。

図５は、検査機器３の外観図である。出力部２００は、支柱２４０と、支柱２４０上の板２５０とを含む。板２５０は、後述する複数の電磁石により、図面手前側または図面奥側に傾く。板２５０がどちら側に傾くかは、検査機器３の検査結果に応じて決定される。つまり、板２５０の傾く方向が変わることは、検査機器３の一部の外観の物理的形状が変化することを意味する。なお板２５０の傾く方向が変わること、は「検査機器３の一部の外観の物理的形状が変化する」ことの一例である。力覚センサ１７０を用いて直接的または間接的に検出可能であれば、検査機器３の一部の外観の物理的形状が変化する他の例を採用することもできる。例えば、力覚センサ１７０を用いて検査機器３の一部の大きさ、位置、硬さが変わってもよい。

以下、矢印に示す方向から検査機器３を見たときの外観を、図６、図７Ａおよび図７Ｂを参照しながらより詳細に説明する。

図６は、検査機器３のハードウェア構成を模式的に示している。図６において、破線で囲まれた構成が出力部２００に相当する。上述のように、検査を行うために必要とされるハードウェア構成の記載は省略している。

出力部２００は、制御回路２１０と、電源回路２２０と、電磁石２３０ａおよび２３０ｂと、支柱２４０と、板２５０と、鉄片２６０ａおよび２６０ｂとを有する。鉄片２６０ａおよび２６０ｂはそれぞれ、板２５０が支柱２４０と接する側の面の端部に固定され、電磁石２３０ａおよび２３０ｂと対向している。

制御回路２１０は、検査機器３による検査結果を受け取り、検査結果に応じて電磁石２３０ａおよび電磁石２３０ｂのうちから電流を流すべき電磁石を選択する。制御回路２１０は電源回路２２０を制御して、選択した電磁石に所定の強さの電流を流す。これにより、選択された電磁石は磁力を発生する。発生した磁力によって対向する鉄片が吸引され、吸着されることにより、板２５０が傾いた状態が維持される。

一例として、図７Ａは、検査結果が良好である場合の板２５０の傾きの状態を示している。板２５０は図面上左下がりで記載されている。制御回路２１０は、検査結果が良好であることを示す検査結果を受け取ると、電流を流すべき電磁石として電磁石２３０ａを選択する。制御回路２１０は電源回路２２０を制御して、電磁石２３０ａに所定の強さの電流を流す。電磁石２３０ａが発生した磁力によって対向する鉄片２６０ａが吸引され、板２５０の図面左側の部分が下方向に傾く。そして鉄片２６０ａが電磁石２３０ａに吸着される。制御回路２１０は必要な期間、電源回路２２０に電流を流すよう制御し、これにより板２５０が傾いた状態が維持される。

他の例として、図７Ｂは、検査結果が良好でない場合の板２５０の傾きの状態を示している。板２５０は図面上左上がりで記載されている。制御回路２１０は、検査結果が良好であることを示す検査結果を受け取ると、電流を流すべき電磁石として電磁石２３０ｂを選択する。制御回路２１０は電源回路２２０を制御して、電磁石２３０ｂに所定の強さの電流を流す。電磁石２３０ｂが発生した磁力によって対向する鉄片２６０ｂが吸引され、板２５０の図面右側の部分が下方向に傾く。そして鉄片２６０ｂが電磁石２３０ｂに吸着される。制御回路２１０は必要な期間、電源回路２２０に電流を流すよう制御し、これにより板２５０が傾いた状態が維持される。

図６および図７Ａの例では、出力部２００は検査機器３の物理的形状を、２つの異なる形状のうちの１つに変化させていると言える。

図８は、力覚センサ１７０を利用して検査機器３の物理的形状を認識するロボットアーム１００を示している。図８では、ロボットアーム１００の第６関節６０の先端部には力覚センサ１７０が取り付けられている。つまり、第２アーム１２０の先端部は力覚センサ１７０である。以下の説明では、力覚センサ１７０と板２５０とが直接接触する、と記載するが、これは説明の便宜のためである。後述する動作はエンドエフェクタの有無には影響されないため、図８には明示されていないエンドエフェクタが設けられていてもよい。

ロボット２の信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０を板２５０に直接接触させるため、ロボットアーム１００の姿勢を制御して力覚センサ１７０を板２５０に近付ける。信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０と板２５０とが接触したか否か、および、力覚センサ１７０と板２５０とがどのように接触しているかを、力覚センサ１７０の出力値から判定することができる。例えば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の力の計測値がゼロまたは実質的にゼロと見なすことができる値であり、Ｚ軸方向の力の計測値が非ゼロの値であり、かつ、Ｘ軸回りおよびＹ軸回りのトルクの各計測値もゼロまたは実質的にゼロと見なすことが可能な値である場合を考える。このとき信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０の円柱軸が板２５０に垂直であり、よって力覚センサ１７０が板２５０に垂直に接触し押しつけられていると判定する。他の例として、Ｚ軸方向の力の計測値が非ゼロの値であり、Ｘ軸回りおよび／またはＹ軸回りのトルクの各計測値が実質的にゼロと見なすことができない値である場合を考える。このとき信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０が板２５０に対して傾いて接触していると判定する。

本明細書では、力覚センサ１７０が板２５０に垂直に接触し押しつけられていることを、「フルセット接触」と呼び、力覚センサ１７０が傾いて板２５０に接触することを、「オフセット接触」と呼ぶことがある。

初めて接触するまではロボットアーム１００は板２５０の傾きを認識できない。そのため多くの場合、最初はオフセット接触が発生する。オフセット接触が発生した場合、信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０と板２５０とがフル接触するようロボットアーム１００の姿勢を制御する。つまり、信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０の出力のうち、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の力の計測値がゼロまたは実質的にゼロと見なすことができる値になり、Ｚ軸方向の力の計測値が非ゼロの値になり、かつ、Ｘ軸回りおよびＹ軸回りのトルクの各計測値もゼロまたは実質的にゼロと見なすことが可能な値になるよう、各関節の各モータを回転させてロボットアーム１００の姿勢を制御する。

なお、力覚センサ１７０が３軸方向の力を検出可能であるが、トルクの検出を行えない、３軸力覚センサである場合には、信号処理回路１８０は、力覚センサに力が均等にかかるよう各関節の各モータを回転させてロボットアーム１００の姿勢を制御すればよい。

図９Ａは、検査結果が良好であることを示す状態の板２５０とフルセット接触する力覚センサ１７０の姿勢を示している。また図９Ｂは、検査結果が良好でないことを示す状態の板２５０とフルセット接触する力覚センサ１７０の姿勢を示している。いずれの図でも、査機器３の内部に設けられたハードウェアの記載は省略した。

力覚センサ１７０の姿勢またはロボットアーム１００の第６関節６０の姿勢、すなわちロボットアーム１００の先端部の姿勢、は、図９Ａおよび図９Ｂの各々で異なっている。

図９Ｃは、本開示のロボットアーム１００における各関節の関係を示している。図９Ｃに記載されている図記号は、図９Ｄおよび図９Ｅに示される２種類の関節を含んでいる。図９Ｄおよび図９Ｅは、それぞれ、回転運動の異なる方向を模式的に示している。図９Ｄの関節は、回転関節の一種であり、ロール関節またはねじり関節と呼ばれる。図９Ｅの関節は、回転関節の一種であり、ピッチ関節またはピボット関節と呼ばれる。６個の回転関節が直列的に連結された多関節ロボットは、一般に「６軸の垂直多関節ロボット」と称される。

図９Ｃでは、水平面Ｈに平行な上面を有する基台に固定された関節Ｊ１から直列に連結された関節Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６が記載されている。この例において、関節Ｊ１、Ｊ４、Ｊ６はロール関節であり、関節Ｊ２、Ｊ３、Ｊ５はピッチ関節である。簡単のため、隣接する２個の関節を連結するリンクは、いずれも直線状であるが、リンクに相当する剛体部分の形状は、直線状に限定されない。６個の関節Ｊ１−Ｊ６は、前述の第１関節から第６関節に相当する。基台に近い側から第ｋ番目（ｋ＝１、２、・・・、６）の関節Ｊｋの回転角度、すなわち関節変数は、φｋである。６個の関節変数φｋ（ｋ＝１、２、・・・、６）は、関節空間内の座標を規定する。これに対して、作業空間の座標は、第２アーム１２０の先端の位置および姿勢の座標（ｘ，ｙ，ｚ，α，β，γ）^Ｔによって規定される。ここで、上付きの「Ｔ」はベクトルまたは行列の転置を意味する記号である。このような先端の位置および姿勢を、「姿勢」と包括的に呼ぶことがあり、そのような「姿勢」を示す座標値を「姿勢データ」と呼ぶ。

検査結果が良好であることを示す状態データと、そのときのロボットアーム１００の先端部の姿勢を示す姿勢データとの組Ａを予め用意し、かつ、検査結果が良好でないことを示す状態データと、そのときのロボットアーム１００の先端部の姿勢を示す姿勢データとの組Ｂを予め用意しておく。本実施形態では、 信号処理回路１８０の記憶装置１８２（図２）には、予め取得されたロボットアーム１００の先端部の姿勢を示す姿勢データと、検査結果として取得し得る複数の状態の各々を示す状態データとが対応付けられたテーブルが格納されている。

本実施形態の例では、先端部の姿勢は、検査機器３の２つの異なる形状に応じて第１姿勢または第２姿勢に変化し得る。テーブルでは、第１姿勢を示す第１姿勢データ（ｘ_ａ，ｙ_ａ，ｚ_ａ，α_ａ，β_ａ，γ_ａ）と検査結果が良好であることを示す第１状態データ（「良品」）とが対応付けられている。また、第２姿勢を示す第２姿勢データ（ｘ_ｂ，ｙ_ｂ，ｚ_ｂ，α_ｂ，β_ｂ，γ_ｂ）および検査結果が良好でないことを示す第２状態データ（「不良品」）とが対応付けられている。テーブルを以下に例示する。なおテーブル上では転置である必要はないため、１組の座標値として管理している。

なお、上記組Ａまたは組Ｂのみを保持しておき、保持している組に該当すれば良品／不良品、該当しなければ不良品／良品と判定することもできる。

信号処理回路１８０は、記憶装置１８２に格納されているテーブルを参照して、実際に得られた姿勢データがどちらの組に一致するか、またはどちらの組に分類されるかによって、現在の板２５０が示す状態が「良品」を示しているのか「不良品」を示しているのかを認識することができる。つまり、信号処理回路１８０は、検査機器３の出力部２００に接触することにより、通信モジュール等を有していなくても検査機器３の検査結果を知ることができる。

上述の説明では、検査結果として取得し得る複数の状態を示す例として、「良品」および「不良品」の２状態を例示した。しかしながら３以上の状態を表現することも可能である。以下、図１０Ａ〜１０Ｂを参照しながら３状態の例を説明する。

図１０Ａ〜図１０Ｃは、３つの検査結果（Ａ）〜（Ｃ）を板２５０の角度によって示す出力部２００の例を示している。まず、図１０Ａ〜図１０Ｃの検査機器３の構成は、図６の検査機器３の構成と異なっている。図１０Ａ〜図１０Ｃの検査機器３では、３つの電磁石２３２ａ〜２３２ｃが設けられており、通電されることにより支柱２４０を吸引し吸着する。支柱２４０は、鉄等の強磁性体で形成され、または強磁性体材料を表面または内部に含む。

制御回路２１０は、検査機器３による検査結果を受け取り、検査結果に応じて電磁石２３２ａ〜２３２ｃのうちから電流を流すべき電磁石を選択する。制御回路２１０は電源回路２２０を制御して、選択した電磁石に所定の強さの電流を流す。これにより、選択された電磁石は磁力を発生する。発生した磁力によって支柱２４０は吸引され、吸着されることにより、板２５０が支柱２４０の位置に応じた角度θａ〜θｃのいずれかで傾く。電流が流れている間は、板２５０は角度θａ〜θｃで傾いた状態を維持する。

図７Ａおよび図７Ｂの例と同様、図１０Ａ〜図１０Ｃの例の場合もまた、信号処理回路１８０は力覚センサ１７０の出力を利用して、力覚センサ１７０が板２５０にフルセット接触するよう、各関節の各モータを回転させてロボットアーム１００の姿勢を制御する。３つの状態の各々の場合におけるロボットアーム１００の先端部の姿勢を示す姿勢データを予め取得し、かつ、検査結果として取得し得る複数の状態の各々を示す状態データとを対応付けたテーブルを用意しておくこと、およびテーブルの利用方法は、先に説明した状態が２つの例と同じである。

さらに他の変形例として、離散的な３個以上の状態に代えて、連続的な状態を検査結果として得ることも可能である。例えば、図１０Ａ〜図１０Ｃに示す支柱２４０の位置を、３つの離散的な位置から任意の位置に移動可能にすると、板２５０の傾き（角度）は離散値ではなく、連続的に変化し得る任意の１つの値（アナログ値）になり得る。表１のテーブルに代えて、記憶装置１８２（図３）は、各姿勢を示す姿勢データと検査結果として取り得る多様な状態を示すアナログデータとが対応付けられたテーブルまたは関数を記憶する。例えばアナログデータとして、測定された機械部品の重さを示す値がテーブルに格納され得る。また、例えば板２５０の角度と機械部品の重さとが比例関係にある場合には、テーブルに代えて一次関数を採用し得る。板２５０の角度と機械部品の重さとが有する関数は一次関数には限られず、他の関数であってもよい。信号処理回路１８０は、ロボットアーム１００の先端部の姿勢を示す姿勢データとテーブルまたは関数とを参照して、検査結果として１つのアナログデータを抽出する。

上述した例では、ロボットアーム１００の先端部の姿勢を取得し、テーブルを参照することにより、姿勢データから状態データを取得した。その際、検査機器３の出力部２００が変化させた検査機器３の物理的形状自体を直接検出していなかった。しかしながら、姿勢データから当該物理的形状を検出し、検出結果から状態データを取得することもできる。物理的形状まで検出する場合、上述した表１は下記の表２に示す第１テーブルおよび表３に示す第２テーブルのように変形され得る。第１テーブルおよび第２テーブルはいずれも記憶装置１８２に記憶されている。

形状データは、図９Ａおよび図９Ｂの例において、板２５０が図面に示すように右上がりであるか右下がりであるかを示している。信号処理回路１８０は、得られた姿勢データと第１テーブル（表２）とを参照して、姿勢データから形状データを抽出し、さらに、抽出した形状データと第２テーブル（表３）とを参照して、状態データを取得することができる。

図１１は、主として信号処理回路１８０の処理の手順を示すフローチャートを示している。このフローチャートに記載された処理を実行する命令群が、コンピュータプログラムとして信号処理回路１８０に実行される。

図１１には検査機器３の出力部２００が外観の物理的形状を検査結果に応じて変化させる処理も記載されている。すなわち検査機器３は、ステップＳ１０において所定の検査を実行し、ステップＳ１２において検査機器３の外観の物理的形状を検査結果に応じて変化させ、検査結果を出力する。

ステップＳ２０において、信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０の検出結果を利用しながら、ロボットアーム１００を形状が既に変化した検査機器３の出力部２００に接触させる。この結果、ロボットアーム１００の先端部の姿勢が取得される。

ステップＳ２２において、信号処理回路１８０は、取得したロボットアーム１００の先端部の姿勢から検査結果を取得する
以上の処理によれば、無線通信モジュール、有線／無線の通信ネットワーク、有線Ｉ／Ｏポートを用いることなく、検査機器がロボットに検査結果を通知することが可能になる。

（実施形態２）
本開示の例示的な実施形態２に係る検査システムのハードウェア構成は、実施形態１にかかる検査システム１のハードウェア構成と同じである。したがって実施形態１においてした図１〜図８の説明は、本実施形態においても援用する。

実施形態１と実施形態２との相違点は、ロボット２の信号処理回路１８０が検査結果を取得する方法である。実施形態１にかかる信号処理回路は、ロボットアーム１００の先端部の姿勢から検査結果を取得した。本実施形態にかかる信号処理回路は、力覚センサから出力された物理的形状のセンシング結果から、検査結果を取得する。以下、具体的に説明する。本実施形態にける力覚センサは、ＸＹＺ軸回りのトルクの各計測値を出力できればよく、ＸＹＺ軸の各軸方向の力の各計測値を出力することは必須ではない。

以下、本実施形態にかかる検査システム１において行われる動作を説明する。以下で説明する動作は、図９Ａおよび図９Ｂに代わる動作である。

図１２は、本実施形態にかかるロボットアーム１００を用いた、検査機器３の一部の物理的形状を検出する動作の一例を示している。板２５０は、検査結果が良品であることを示す「左下がり」の状態である。

信号処理回路１８０は、ロボットアーム１００の第６関節６０に取り付けられた力覚センサ１７０、すなわちロボットアーム１００の先端部、を矢印に示す方向に下ろしてゆく。矢印に示す方向は、例えば鉛直下向きである。

力覚センサ１７０はやがて板２５０に接触する。このとき、力覚センサ１７０は板２５０に「オフセット接触」する。力覚センサ１７０の最下部のうち、最初に板２５０と接触する端部を「端部１７０ａ」と呼ぶ。

端部１７０ａにおいて力覚センサ１７０が板２５０とオフセット接触した後も、信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０が矢印に示す方向に移動するようロボットアーム１００を制御する。そのため、力覚センサ１７０は端部１７０ａを力の作用点とする力のモーメント、すなわちトルク、を受ける。

図１３は、力覚センサ１７０が端部１７０ａにおいて板２５０から受けるトルクＴａを示している。力覚センサ１７０の出力には、受けたトルクＴａを示す計測値が反映されている。トルクＴａの大きさに応じて力覚センサ１７０は変形し得る。図１３では変形した力覚センサ１７０をやや強調して記載している。

一方、図１４は、本実施形態にかかるロボットアーム１００を用いた、検査機器３の一部の物理的形状を検出する動作の他の例を示している。板２５０は、検査結果が良品であることを示す「左上がり」の状態である。

図１２の例と同様、信号処理回路１８０は、ロボットアーム１００の先端部を矢印に示す方向に下ろしてゆく。力覚センサ１７０はやがて、力覚センサ１７０の最下部のうちの端部１７０ｂにおいて、板２５０と「オフセット接触」する。端部１７０ｂにおいて力覚センサ１７０が板２５０とオフセット接触した後も、信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０が矢印に示す方向に移動するようロボットアーム１００を制御する。そのため、力覚センサ１７０は端部１７０ｂを力の作用点とするトルクを受ける。

図１５は、力覚センサ１７０が端部１７０ｂにおいて板２５０から受けるトルクＴｂを示している。力覚センサ１７０の出力には、受けたトルクＴｂを示す計測値が反映されている。

図１３および図１５に示す例では、力覚センサ１７０によって検出されるトルクＴａおよびＴｂはそれぞれ回転方向が異なっている。よって、力覚センサ１７０から出力された計測値を見れば、２つの異なる形状のいずれであるかを判別することができる。よって、信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０から出力された検査機器３の物理的形状のセンシング結果から、検査結果を取得することが可能になる。これはつまり、力覚センサ１７０は２つの異なる形状をそれぞれセンシング可能であることを意味する。信号処理回路は、センシング結果が２つの異なる形状のいずれを示しているかに応じて、検査結果を取得することができる。なお２つの異なる形状が良品および不良品を表していることについては実施形態１と同じである。

より具体的な実現方法は以下のとおりである。

検査結果が良好であることを示す状態と、そのときの力覚センサ１７０の計測値から決定される検査機器３の形状との組Ｃを予め用意し、かつ、検査結果が良好でないことを示す状態と、そのときの力覚センサ１７０の計測値から決定される検査機器３の形状との組Ｄを予め用意しておく。本実施形態では、 信号処理回路１８０の記憶装置１８２（図２）には、２つの異なる形状の各々を示す形状データと、検査結果として取り得る２つの状態の各々を示す状態データとを対応付けたテーブルが格納されている。「形状データ」は、上述の例における、板２５０が「左上がり」、「左下がり」を示すデータであり得る。

信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０のセンシング結果から形状データを生成する。「センシング結果」は少なくとも１つのトルク検出値を含むが、本実施形態において用いる力覚センサ１７０によれば、「センシング結果」は６軸分の計測値の集合であり得る。信号処理回路１８０は、得られた６軸分の測定値から、力覚センサ１７０がどの回転方向のトルクを受けているかを判定する。トルクの回転方向を判定することにより、信号処理回路１８０は、現在の力覚センサ１７０と板２５０との関係が、図１３に示す状態であるのか、図１５に示す状態であるのかを決定できる。図１３に示す状態であると判定すると、信号処理回路１８０は、「左下がり」であることを示す形状データ（第１形状データ）を生成する。一方、図１５に示す状態であると判定すると、「左上がり」であることを示す形状データ（第２形状データ）を生成する。信号処理回路１８０は、生成した形状データと上述したテーブルとを参照して状態データを抽出し、状態データを検査結果として取得する。

本実施形態の例では、テーブルでは、第１形状を示す第１形状データ（「板２５０が左下がり」）と検査結果が良好であることを示す第１状態データ（「良品」）とが対応付けられている。また、第２形状を示す第２形状データ（「板２５０が左上がり」）および検査結果が良好でないことを示す第２状態データ（「不良品」）とが対応付けられている。テーブルを以下に例示する。なおテーブル上では転置である必要はないため、１組の座標値として管理している。

なお、上記組Ｃまたは組Ｄのみを保持しておき、保持している組に該当すれば良品／不良品、該当しなければ不良品／良品と判定することもできる。

信号処理回路１８０は、記憶装置１８２に格納されているテーブルを参照して、実際に得られた力覚センサ１７０の６軸分の計測値から形状データを生成し、生成した形状データがどちらの組に一致するか、またはどちらの組に分類されるかによって、現在の板２５０が示す状態が「良品」を示しているのか「不良品」を示しているのかを認識することができる。つまり、信号処理回路１８０は、検査機器３の出力部２００に接触することにより、通信モジュール等を有していなくても検査機器３の検査結果を知ることができる。

上述の説明では、検査結果として取得し得る複数の状態を示す例として、「良品」および「不良品」の２状態を例示した。しかしながら３以上の状態を表現することも可能である。実施形態１において図１０Ａ〜図１０Ｃを参照しながら説明した例を挙げると、図１０Ａ〜図１０Ｃの各例では板２５０の角度が異なるため、板２５０の角度に応じた力覚センサ１７０の計測値が得られる。その結果、力覚センサ１７０の計測値から、３つの異なる形状を識別することができる。

さらに実施形態１と同様の変形例として、離散的な３個以上の状態に変えて、連続的な状態を検査結果として得ることも可能である。例えば、図１０Ａ〜図１０Ｃに示す支柱２４０の位置を、３つの離散的な位置から任意の位置に移動可能にすると、板２５０の傾き（角度）は離散値ではなく、連続的に変化し得る任意の１つの値（アナログ値）になり得る。表４のテーブルに代えて、記憶装置１８２（図３）は、各形状データと検査結果として取り得る多様な状態を示すアナログデータとが対応付けられたテーブルまたは関数を記憶する。例えばアナログデータとして、測定された機械部品の重さを示す値がテーブルに格納され得る。また、例えば板２５０の角度と機械部品の重さとが比例関係にある場合には、テーブルに代えて一次関数を採用し得る。板２５０の角度と機械部品の重さとが有する関数は一次関数には限られず、他の関数であってもよい。信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０の計測値から得られた形状データとテーブルまたは関数とを参照して、検査結果として１つのアナログデータを抽出することが可能である。

図１６は、主として実施形態２にかかる信号処理回路１８０の処理の手順を示すフローチャートを示している。このフローチャートに記載された処理を実行する命令群が、コンピュータプログラムとして信号処理回路１８０に実行される。

図１６には検査機器３の出力部２００が外観の物理的形状を検査結果に応じて変化させる処理ステップＳ１０およびＳ１２も記載されている。これらは図１１において説明したので再度の説明は省略する。

ステップＳ３０において、信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０を検査機器３の出力部２００に接触させる。この結果、信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０から、力覚センサ１７０がどの回転方向のトルクを受けているかを反映した６軸分の測定値を取得できる。

ステップＳ３２において、信号処理回路１８０は、力覚センサ１７０から出力された物理的形状のセンシング結果から検査結果を取得する。

以上の処理によれば、無線通信モジュール、有線／無線の通信ネットワーク、有線Ｉ／Ｏポートを用いることなく、検査機器がロボットに検査結果を通知することが可能になる。

次に、出力部２００の他の例を説明する。以下に説明する各例は、実施形態１および実施形態２のいずれにも採用可能である。

図１７Ａおよび図１７Ｂは、検査結果を板２５０の角度によって示す出力部２００の例を示している。図１７Ａおよび図１７Ｂの出力部２００の構成と、図１０Ａ〜図１０Ｃに記載の出力部２００の構成との相違点は、前者では、直動型モータ（リニアモータ）２７０が支柱２４０の位置を変化させる点である。リニアモータ２７０はシャフト２７２を有しており、電源回路２２０から供給される電力によってシャフト２７２を図面の左方向または右方向に伸縮させる。シャフト２７２の先には支柱２４０が固定されている。支柱２４０の位置はシャフト２７２の移動に応じて変化する。これにより、支柱２４０に支持された板２５０の角度が変化する。

図１７Ａでは、制御回路２１０は、検査機器３による検査結果（Ａ）を受け取り、シャフト２７２を図面左方向に伸ばすための制御信号、例えばＰＷＭ信号、を生成して電源回路２２０に送る。電源回路２２０は制御信号に基づいてシャフト２７２を左方向に伸ばす。その結果、板２５０は角度θｄで傾斜して固定される。力覚センサ１７０（図示せず）を用いて板２５０の角度θｄを検出することにより、検査結果（Ａ）を認識できる。

一方、図１７Ｂの例では、制御回路２１０は、検査機器３による検査結果（Ｂ）を受け取り、シャフト２７２を図面右方向に引き寄せるための制御信号を生成して電源回路２２０に送る。電源回路２２０は制御信号に基づいてシャフト２７２を右方向に引き寄せる。その結果、板２５０は角度θｅで傾斜して固定される。力覚センサ１７０（図示せず）を用いて板２５０の角度θｅを検出することにより、検査結果（Ａ）を認識できる。

なお、図１７Ａおよび図１７Ｂの例では、板２５０の角度θｄおよびθｅの２値で検査結果を表した。リニアモータ２７０を利用すると支柱２４０を停止させる位置を任意に決定し得るため、板２５０の角度も任意の１つの値（アナログ値）に調整し得る。これにより、ロボット２の信号処理回路１８０は、連続的な状態を検査結果として得ることが可能である。

図１８は、リニアモータ２７０のシャフト２７２を図面の上下方向に伸縮させることによって板２５０の角度を変化させる出力部２００の例を示している。本例では支柱２４０を用いることなく、板２５０の角度を変化させることが可能である。なお、制御回路２１０および電源回路２２０の処理は図１７Ａおよび図１７Ｂの出力部２００の例と同様であるため、説明は省略する。本例の場合も、シャフト２７２を停止させる位置を任意に決定し得るため、板２５０の角度も任意の１つの値（アナログ値）に調整し得る。これにより、ロボット２の信号処理回路１８０は、連続的な状態を検査結果として得ることが可能である。

図１９は、リニアモータ２７０のシャフト２７２を図面の上下方向に伸縮させることによって力覚センサ１７０と接触する部材２７４の位置を変化させる出力部２００の例を示している。検査結果と部材２７４の位置とを対応付けておくことにより、力覚センサ１７０を用いて力覚センサ１７０が部材２７４と接触した位置を検出すれば、ロボット２の信号処理回路１８０は検出した位置から検査結果を取得することができる。図１９は、部材２７４の最上端の位置を良品（ＯＫ）に対応付け、最下端の位置を不良品（ＮＧ）に対応付けた例を示している。制御回路２１０および電源回路２２０の処理は図１７Ａおよび図１７Ｂの出力部２００の例と同様であるため、説明は省略する。本例の場合も、シャフト２７２を停止させる位置を任意に決定し得るため、部材２７４の位置を任意の１つの値（アナログ値）に調整し得る。これにより、ロボット２の信号処理回路１８０は、連続的な状態を検査結果として得ることが可能である。

図２０は、カム２８２を回転させることによって力覚センサ１７０と接触するカム２８２の位置を変化させる出力部２００の例を示している。カム２８２はモータ２８０の回転軸に接続されており、モータ２８０の回転に応じてカム２８２は回転する。カム２８２は長径および短径を有する。カム２８２の高さを図面上下方向におけるカム２８２の最上端と定義すると、カム２８２の高さは、カム２８２が回転することにより、長径と短径との差であるリフト量の範囲で変化する。検査結果とカム２８２の高さとを予め対応付けておくことにより、力覚センサ１７０を用いて力覚センサ１７０がカム２８２と接触した位置を検出すれば、ロボット２の信号処理回路１８０は検出した位置から検査結果を取得することができる。制御回路２１０および電源回路２２０の処理は図１７Ａおよび図１７Ｂの出力部２００の例と同様である。リニアモータ２７０のシャフト２７２の伸縮量を、モータ２８０の回転角度に置き換えればよい。よってこれ以上の説明は省略する。本例の場合も、リフト量の範囲でカム２８２の高さを任意に決定し得るため、部材２７４の位置を任意の１つの値（アナログ値）に調整し得る。これにより、ロボット２の信号処理回路１８０は、連続的な状態を検査結果として得ることが可能である。

図２１Ａおよび図２１Ｂは、ロック板２９２をロックする／アンロックすることによって、板２５０を固定状態または可変状態に遷移させる出力部２００の例を示している。

図２１Ａは、モータ２９０がロック板２９２をロック位置に移動させた状態を示している。板２５０は、一端を支柱２９６によって固定的に支持され、他端をロック板２９２によって支持されている。つまり、板２５０は固定状態にある。力覚センサ１７０が板２５０に押し当てられても板２５０は動かない。なお、出力部２００は板２５０を支持するバネ２９４を有しているが、板２５０が固定状態にある場合には図示された以上にはバネ２９４は縮まない。

一方、図２１Ｂは、モータ２９０がロック板２９２をアンロック位置に移動させた状態を示している。板２５０の他端はロック板２９２に支持されていない。よって板２５０は支柱２９６とバネ２９４とによって支持されている。つまり、板２５０は可変状態にある。力覚センサ１７０が板２５０に押し当てられ始めるとバネ２９４が縮み、支柱２９６に支持された一端を中心にして板２５０の他端が図面下方に向かって移動する。バネ２９４が縮みきった位置まで力覚センサ１７０に押されると、板２５０はそれ以上下方に移動できなくなる。

検査結果と板２５０の高さとを予め対応付けておくことにより、力覚センサ１７０を用いて板２５０がこれ以上移動しない位置を検出すれば、ロボット２の信号処理回路１８０は検出した位置から検査結果を取得することができる。なお、制御回路２１０は検査結果に応じて、ロック板２９２をロック位置またはアンロック位置に移動させるための制御信号を生成して電源回路２２０に送る。電源回路２２０は制御信号に基づいてモータ２９０を回転させる。これにより、板２５０を固定状態または可変状態に遷移させることができる。

上述の実施形態では、力覚センサ１７０を用いてロボット２が検査結果を取得する例を説明した。力覚センサ１７０はもともと、ロボット２が、例えば部品の嵌め込み動作、なぞり動作等を行う場合に、適切な力および／またはトルクで動作しているか、または異常な力および／またはトルクが発生していないかを検出するために用いられ得る部品である。例えばロボット２のロボットアーム１００は、エンドエフェクタとして物体を掴むハンドを有していてもよい。力覚センサ１７０は、第６関節６０とハンドとの間に設けられてもよいし、ハンドが物体を掴んだときに物体と接触する位置に設けられてもよい。力覚センサ１７０は、力覚センサ１７０が当初想定されている用途である、ハンドが物体を掴んだとき等にロボットアーム１００が受けた力および／またはトルクの検出値を出力し、ロボットアーム１００の動作の制御に利用され得る。

本開示の検査システムは、力覚センサを搭載するロボットアームを用いて、通信モジュールまたはネットワークが存在しない環境で情報伝達を行うことが求められる各種分野で好適に利用され得る。

１ 検査システム、 ２ ロボット、 ３ 検査機器、 １００ ロボットアーム、 １７０ 力覚センサ、 １８０ 信号処理回路、 ２００ 出力部

Claims (16)

1. ロボットおよび検査機器を有し、前記検査機器が被検査物の検査結果を前記ロボットに通知する検査システムであって、
   前記検査機器は、前記検査機器の一部の外観の物理的形状を前記検査結果に応じて変化させることによって前記検査結果を出力する出力部を備え、
   前記ロボットは、
   ロボットアームと、
   前記ロボットアームの先端部に設けられて、受けた力および／またはトルクの検出値をセンシング結果として出力する力覚センサと、
   前記ロボットアームの動作を制御し、前記検査結果を取得する信号処理回路と
   を備え、
   前記信号処理回路は、
   前記ロボットアームを制御して前記出力部に接触させ、
   前記力覚センサから出力された前記物理的形状のセンシング結果から、前記検査結果を取得する、検査システム。
2. 前記出力部は、前記検査結果に応じて、前記物理的形状を、少なくとも２つの異なる形状のうちの１つに変化させ、
   前記力覚センサは、前記少なくとも２つの異なる形状をそれぞれセンシング可能であり、
   前記信号処理回路は、前記センシング結果が前記少なくとも２つの異なる形状のいずれを示しているかに応じて、前記検査結果を取得する、請求項１に記載の検査システム。
3. 前記少なくとも２つの異なる形状の各々を示す形状データと、前記検査結果として取り得る複数の状態の各々を示す状態データとを対応付けたテーブルまたは関数を記憶した記憶装置をさらに備え、
   前記信号処理回路は、
   前記力覚センサから取得した前記センシング結果から形状データを生成し、
   前記形状データと前記テーブルまたは関数とを参照して抽出した前記状態データを、前記検査結果として取得する、請求項２に記載の検査システム。
4. 前記少なくとも２つの異なる形状は、第１形状および第２形状を含み、
   前記記憶装置は、前記第１形状を示す第１形状データと前記検査結果が良好であることを示す第１状態データとを対応付け、かつ、前記第２形状を示す第２形状データおよび前記検査結果が良好でないことを示す第２状態データとを対応付けたテーブルを記憶しており、
   前記信号処理回路は、
   前記力覚センサから前記第１形状データを取得したときは、前記第１形状データおよび前記テーブルを参照して、前記第１状態データを前記検査結果として取得し、
   前記力覚センサから前記第２形状データを取得したときは、前記第２形状データおよび前記テーブルを参照して、前記第２状態データを前記検査結果として取得する、請求項３に記載の検査システム。
5. 前記少なくとも２つの異なる形状は、３以上の異なる形状を含み、
   前記記憶装置は、前記３以上の異なる形状の各々を示す形状データと、前記検査結果として取り得るアナログデータとが対応付けられたテーブルまたは関数を記憶しており、
   前記信号処理回路は、
   前記力覚センサから取得した前記形状データと前記テーブルまたは関数とを参照して、前記検査結果として１つのアナログデータを抽出する、請求項３に記載の検査システム。
6. 前記ロボットアームが前記出力部に接触したとき、前記出力部の前記物理的形状に応じて前記力覚センサが受けるトルクが相違し、
   前記力覚センサは、前記物理的形状に応じて検出した前記トルクの検出値をセンシング結果として出力する、請求項１から５のいずれかに記載の検査システム。
7. ロボットおよび検査機器を有し、前記検査機器が被検査物の検査結果を前記ロボットに通知する検査システムであって、
   前記検査機器は、前記検査機器の一部の外観の物理的形状を前記検査結果に応じて変化させることによって前記検査結果を出力する出力部を備え、
   前記ロボットは、
   ロボットアームと、
   前記ロボットアームの先端部に設けられて、受けた力および／またはトルクの検出値をセンシング結果として出力する力覚センサと、
   前記ロボットアームの動作を制御し、前記検査結果を取得する信号処理回路と
   を備え、
   前記信号処理回路は、
   前記力覚センサの検出結果を利用しながら前記ロボットアームを前記出力部に接触させ、
   前記ロボットアームの前記先端部の姿勢から前記検査結果を取得する、検査システム。
8. 前記出力部は、前記検査結果に応じて、前記物理的形状を、少なくとも２つの異なる形状のうちの１つに変化させ、
   前記先端部の姿勢は、前記少なくとも２つの異なる形状に応じて変化し、
   前記先端部が変化し得る各姿勢を示す姿勢データと、前記検査結果として取得し得る複数の状態の各々を示す状態データとを対応付けたテーブルを記憶した記憶装置をさらに備え、
   前記信号処理回路は、
   前記先端部の姿勢を示す姿勢データと前記テーブルとを参照して複数の状態のいずれか１つの状態を示す状態データを抽出し、
   抽出した前記状態データを前記検査結果として取得する、請求項７に記載の検査システム。
9. 前記先端部の姿勢は、前記少なくとも２つの異なる形状に応じて第１姿勢または第２姿勢に変化し、
   前記テーブルでは、前記第１姿勢を示す第１姿勢データと前記検査結果が良好であることを示す第１状態データとを対応付け、かつ、前記第２姿勢を示す第２姿勢データおよび前記検査結果が良好でないことを示す第２状態データとが対応付けられており、
   前記信号処理回路は、
   前記先端部の姿勢から前記第１姿勢データが得られたときは、前記第１姿勢データおよび前記テーブルを参照して、前記第１状態データを前記検査結果として取得し、
   前記先端部の姿勢から前記第２姿勢データが得られたときは、前記第２姿勢データおよび前記テーブルを参照して、前記第２状態データを前記検査結果として取得する、請求項８に記載の検査システム。
10. 前記出力部は、前記検査結果に応じて、前記物理的形状を、３以上の異なる形状のうちの１つに変化させ、
    前記先端部の姿勢は、前記３以上の異なる形状に応じて変化し、
    前記先端部が変化し得る各姿勢を示す姿勢データと、前記検査結果として取り得る複数の状態を示すアナログデータとが対応付けられたテーブルまたは関数を記憶した記憶装置をさらに備え、
    前記先端部が変化し得る各姿勢を示す姿勢データと、前記検査結果として取得し得る複数の状態の各々を示す状態データとを対応付けたテーブルまたは関数を記憶した記憶装置をさらに備え、
    前記信号処理回路は、
    前記先端部の姿勢を示す姿勢データと前記テーブルまたは前記関数とを参照して、前記検査結果として１つのアナログデータを抽出する、請求項７に記載の検査システム。
11. 前記出力部は、前記検査結果に応じて、前記物理的形状を、少なくとも２つの異なる形状のうちの１つに変化させ、
    前記先端部の姿勢は、前記少なくとも２つの異なる形状に応じて変化し、
    前記信号処理回路は、前記先端部の姿勢から前記物理的形状を検出し、前記物理的形状の検出結果が前記少なくとも２つの異なる形状のいずれを示しているかに応じて、前記検査結果を取得する、請求項７に記載の検査システム。
12. 前記先端部が変化し得る各姿勢を示す姿勢データと前記少なくとも２つの異なる形状の各々を示す形状データとを対応付けた第１テーブル、および、前記形状データと前記検査結果として取り得る複数の状態の各々を示す状態データとを対応付けた第２テーブルを記憶した記憶装置をさらに備え、
    前記信号処理回路は、
    前記先端部の姿勢を示す姿勢データと前記第１テーブルとを参照して前記少なくとも２つの異なる形状の１つを示す形状データを抽出し、
    抽出した前記形状データと前記第２テーブルとを参照して前記状態データを抽出し、
    抽出した前記状態データを前記検査結果として取得する、請求項１１に記載の検査システム。
13. 前記信号処理回路は、取得した前記検査結果に応じて、前記ロボットアームに前記被検査物を分類させるための制御信号を生成する、請求項１から１２のいずれかに記載の検査システム。
14. 前記ロボットは、物体を掴むハンドをさらに有し、
    前記力覚センサは、前記ハンドが前記物体を掴んだときに前記物体と接触する位置に設けられ、
    前記力覚センサは、前記ハンドが物体を掴んだときに前記ロボットアームが受けた力および／またはトルクの検出値を出力する、請求項１から１３のいずれかに記載の検査システム。
15. 信号処理回路を備えたロボットと検査機器とを有し、前記検査機器が被検査物の検査結果を前記ロボットに通知する検査システムにおいて、前記信号処理回路によって実行されるコンピュータプログラムであって、
    前記検査機器は、前記検査機器の一部の外観の物理的形状を前記検査結果に応じて変化させることによって前記検査結果を出力する出力部を備え、
    前記ロボットは、
    ロボットアームと、
    前記ロボットアームの先端部に設けられて、受けた力および／またはトルクの検出値をセンシング結果として出力する力覚センサと、
    前記ロボットアームの動作を制御し、前記検査結果を取得する前記信号処理回路と
    を備え、
    前記コンピュータプログラムは前記信号処理回路に、
    前記ロボットアームを制御して前記出力部に接触させる処理と、
    前記力覚センサから出力された前記物理的形状のセンシング結果から、前記検査結果を取得する処理と
    を実行させる、コンピュータプログラム。
16. 信号処理回路を備えたロボットと検査機器とを有し、前記検査機器が被検査物の検査結果を前記ロボットに通知する検査システムにおいて、前記信号処理回路によって実行されるコンピュータプログラムであって、
    前記検査機器は、前記検査機器の一部の外観の物理的形状を前記検査結果に応じて変化させることによって前記検査結果を出力する出力部を備え、
    前記ロボットは、
    ロボットアームと、
    前記ロボットアームの先端部に設けられて、受けた力および／またはトルクの検出値をセンシング結果として出力する力覚センサと、
    前記ロボットアームの動作を制御し、前記検査結果を取得する前記信号処理回路と
    を備え、
    前記コンピュータプログラムは前記信号処理回路に、
    前記力覚センサの検出結果を利用しながら前記ロボットアームを前記出力部に接触させる処理と、
    前記ロボットアームの前記先端部の姿勢から前記検査結果を取得する処理と
    を実行させる、コンピュータプログラム。

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