JP2022065378A - ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】様々な研削対象に対する良好且つ効率的な研削作業を可能にするロボットを提供する。
【解決手段】ロボットは、対象物の研削作業を行うロボットであって、複数の関節を有するロボットアームと、前記ロボットアームの先端に取り付けられる研削装置と、前記ロボットアームの動作を制御する制御装置とを備え、前記研削装置は、研削砥石を回転駆動する研削サーボモータを含み、前記制御装置は、前記研削サーボモータの回転数及び電流値の情報を取得するように構成され、前記制御装置は、前記研削装置を用いた前記対象物の研削中、前記研削サーボモータの回転数及び電流値の変化に応じて、前記対象物に対する前記研削装置の位置及び姿勢を変更する変更指令を出力する。
【選択図】図１

Description

本開示は、ロボットに関する。

従来、先端に研削装置が取り付けられているロボットアームを用いた対象物の研削作業が行われている。例えば、特許文献１は、研削装置としての研削ツールを把持してワーク表面を研削するロボットを開示する。このロボットの制御装置は、研削ツールに供給される負荷電流の変化量が所定の閾値以下のとき、上記負荷電流が目標範囲内に収まるように、ワーク表面への研削ツールの切り込み量、つまり研削ツールの位置を調節する。制御装置は、上記負荷電流の変化量が所定の閾値を越えるとき、上記負荷電流が目標範囲内に収まるように、研削ツールの研削速度、つまり研削ツールの移動速度を調節する。

特開平８－５７７６４号公報

例えば、研削対象として、溶接箇所の溶接ビード等がある。このような研削対象の状態は、一様でない凹凸状態であり、研削対象ごとに異なり得る。特許文献１のロボットを用いて当該研削対象を研削する場合、研削ツールの切り込み量及び移動速度に依存する制御は、効率的な研削を実現できないおそれがある。よって、様々な研削対象に対して、目標とする研削結果を得られないおそれがある。

本開示は、様々な研削対象に対する良好且つ効率的な研削作業を可能にするロボットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の一態様に係るロボットは、対象物の研削作業を行うロボットであって、複数の関節を有するロボットアームと、前記ロボットアームの先端に取り付けられる研削装置と、前記ロボットアームの動作を制御する制御装置とを備え、前記研削装置は、研削砥石を回転駆動する研削サーボモータを含み、前記制御装置は、前記研削サーボモータの回転数及び電流値の情報を取得するように構成され、前記制御装置は、前記研削装置を用いた前記対象物の研削中、前記研削サーボモータの回転数及び電流値の変化に応じて、前記対象物に対する前記研削装置の位置及び姿勢を変更する変更指令を出力する。

本開示の技術によれば、様々な研削対象に対する良好且つ効率的な研削作業が可能になる。

実施の形態に係るロボットシステムの一例を示す概略図 実施の形態に係る研削装置の構成の一例を示す側面図 実施の形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図 実施の形態に係るロボットシステムの機能的構成の一例を示すブロック図 第３ケースでの研削装置の位置及び姿勢の変更例を示す側面図 第４ケースでの研削装置の位置及び姿勢の変更例を示す側面図 表示装置に表示される入力装置の把持部分の誘導画像の一例を示す図 実施の形態に係るロボットシステムの自動運転での動作の一例を示すフローチャート 実施の形態に係るロボットシステムの手動運転での動作の一例を示すフローチャート

以下において、本開示の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。また、本明細書及び特許請求の範囲では、「装置」とは、１つの装置を意味し得るだけでなく、複数の装置からなるシステムも意味し得る。

［ロボットシステム］
実施の形態に係るロボットシステム１の構成を説明する。図１は、実施の形態に係るロボットシステム１の一例を示す概略図である。図１に示すように、実施の形態に係るロボットシステム１は、ロボット１００と、制御装置２００と、操作入出力装置３００とを備える。ロボット１００は、ロボットアーム１１０と、ロボットアーム１１０の先端に取り付けられるエンドエフェクタとしての研削装置１２０とを備える。ロボットアーム１１０は、研削装置１２０の位置及び姿勢を移動できるように構成される。研削装置１２０は、研削砥石１２１を回転駆動するように構成され、回転駆動装置としてサーボモータ（以下、「研削サーボモータ」とも呼ぶ）１２２を備える。制御装置２００は、ロボットシステム１の全体を制御する。ロボットシステム１は、対象物Ｗの研削対象部分Ｗａの研削作業を、制御装置２００の制御に従ってロボット１００に実行させるシステムである。操作入出力装置３００は、入力装置３１０と表示装置３２０と操作制御装置３３０とを備える。

本明細書及び特許請求の範囲において、「研削」は、対象物の不要な部分を除去することで所要の寸法及び形状等にする加工である切削と、対象物の表面を削り取ることで所要の寸法、形状及び表面粗さ等にする加工である研削と、対象物の表面を滑らかにする加工である研磨とを含み得る。研削対象部分Ｗａは、切削、研削又は研磨の対象部分である。

これに限定されないが、本実施の形態では、ロボットシステム１は、ロボット１００の自動運転及び手動運転が可能であるように構成される。制御装置２００は、自動運転、手動運転、又は、自動運転及び手動運転の組み合わせで、ロボットアーム１１０及び研削装置１２０に所定の研削作業を実行させることができる。自動運転及び手動運転の組み合わせでは、所定の研削作業の一部が自動運転で実行され、他部が手動運転で実行される。

自動運転では、制御装置２００は、予め記憶されている制御プログラムである自動運転プログラムに従って、ロボットアーム１１０及び研削装置１２０に自動で動作させる。制御装置２００は、所定の研削作業を構成する一連の動作を自動で実行させるように、ロボットアーム１１０及び研削装置１２０の動作を制御する。例えば、一連の動作での研削装置１２０の軌跡を形成する複数の目標点の情報は、複数の教示点を含む教示データ等の目標データとして自動運転プログラムに含まれ得る。目標点の情報は、研削装置１２０の目標位置の情報と、当該目標位置での研削装置１２０の目標姿勢の情報とを含む。これに限定されないが、本実施の形態では、目標点の情報は、目標位置において研削装置１２０の研削砥石１２１を研削対象部分Ｗａに押し当てる目標の力である目標作用力の情報をさらに含む。自動運転プログラムは、ロボットアーム１１０による研削装置１２０の位置姿勢制御、位置姿勢の速度制御及び力制御を含む。

制御装置２００は、所定の作業を実行する場合、目標の回転数及び回転トルクで動作するように研削サーボモータ１２２を制御する。例えば、目標の回転数及び回転トルクは、研削砥石１２１の研削状態が適正であるような研削に効率的な回転数及び回転トルクであってもよい。研削サーボモータ１２２の回転トルクは、研削サーボモータ１２２を駆動するための電流値である駆動電流値と相関する。

研削作業中、制御装置２００は、ロボットアーム１１０に、研削装置１２０を、目標データに含まれる複数の目標点へ順に移動させる。さらに、制御装置２００は、ロボットアーム１１０に、研削装置１２０を研削対象部分Ｗａに目標作用力で押し付けさせる。形状及び寸法等の研削対象部分Ｗａの状態の変化、並びに、研削対象部分Ｗａに対する研削砥石１２１の姿勢の変化等に起因して、研削サーボモータ１２２にかかる負荷が変化し得る。研削サーボモータ１２２の駆動回路は、目標の回転数及び回転トルクを維持するために、駆動電流の周波数及び電流値等を調整する。調整後、回転数及び回転トルクの少なくとも１つが目標の回転数及び回転トルクから逸脱している場合、研削砥石１２１の研削状態が適正でない可能性がある。

制御装置２００は、研削状態を適正にするために、研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値の変化に応じて、目標点の情報に従った研削装置１２０の位置及び姿勢を変更するように、ロボットアーム１１０に動作させる。これに限定されないが、本実施の形態では、制御装置２００は、目標点の情報に従った研削装置１２０の作用力を変更するように、ロボットアーム１１０に動作させる。

手動運転では、制御装置２００は、ユーザＰによって操作入出力装置３００に入力される操作の内容を示す操作指令に従って、ロボットアーム１１０及び研削装置１２０に動作させる。ユーザＰは、ロボットシステム１を管理及び／又は操作する人である。操作指令は、研削装置１２０の位置及び姿勢の移動の指令を含み、さらに、これに限定されないが、本実施の形態では、研削対象部分Ｗａへの研削装置１２０の作用力を変化する指令を含む。制御装置２００は、操作指令に含まれる研削装置１２０の位置及び姿勢の移動目標並びに作用力の変化目標に従って研削装置１２０の位置及び姿勢を移動するように、ロボットアーム１１０に動作させる。

制御装置２００は、研削サーボモータ１２２の回転数及び回転トルクの少なくとも１つが目標の回転数及び回転トルクから逸脱している場合、研削状態を適正にするために、研削サーボモータ１２２の回転数及び電流値の変化に応じて、操作指令に従った研削装置１２０の位置及び姿勢の変更をユーザＰに提示するための提示指令を出力する。これに限定されないが、本実施の形態では、提示指令は、操作指令に従った研削装置１２０の作用力を変化するための研削装置１２０の位置及び姿勢の変更を提示する指令でもある。例えば、制御装置２００は、提示指令を操作入出力装置３００に出力し、表示装置３２０に画像で出力させることでユーザＰに提示指令を表示してもよく、入力装置３１０に負荷を発生させることでユーザＰに提示指令を体感させてもよい。

これに限定されないが、本実施の形態では、ロボット１００及び操作入出力装置３００はマスタスレーブシステムを構成し、ロボット１００はスレーブ装置を構成し、操作入出力装置３００はマスタ装置を構成する。例えば、操作入出力装置３００の入力装置３１０は、ロボットアーム１１０の先端と同様に動作することができ且つユーザＰによる把持が可能である把持部分（図示略）を含む。制御装置２００は、ロボット１００と入力装置３１０との間でバイラテラル制御を行う。

［ロボットアーム］
図１に示すように、ロボットアーム１１０は、産業用のロボットアームである。ロボットアーム１１０の基部は、下方の基台１３０の水平な上面に固定して配置されるが、鉛直方向に延びる壁面、上方の天井面等に固定されてもよく、ロボットアーム１１０を移動できる装置に配置されてもよい。

ロボットアーム１１０は、複数の関節を有し、多自由度である。本実施の形態では、ロボットアーム１１０は、６つの関節を有する垂直多関節型ロボットアームであるが、研削装置１２０の位置及び姿勢を変更できればよく、例えば、水平多関節型、極座標型、円筒座標型、直角座標型、又はその他の型式のロボットアームであってもよい。関節の数量は、７つ以上又は５つ以下であってもよい。

ロボットアーム１１０は、その基部から先端に向かって順に配置されたリンク１１１～１１６と、リンク１１１～１１６を順次回転可能に接続する関節ＪＴ１～ＪＴ６と、関節ＪＴ１～ＪＴ６それぞれを回転駆動するアーム駆動装置Ｍ１～Ｍ６とを備える。リンク１１１は関節ＪＴ１を介して基台１３０に取り付けられる。リンク１１６の先端部はメカニカルインタフェースを構成し、研削装置１２０と接続される。アーム駆動装置Ｍ１～Ｍ６はそれぞれ、これらを駆動するサーボモータ（以下、「関節サーボモータ」とも呼ぶ）Ｍ１ａ～Ｍ６ａ（図示略）を有するが、これに限定されない。関節サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａの駆動は制御装置２００によって制御される。関節サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａはそれぞれ、エンコーダ等の回転センサを含み、回転センサは、サーボモータの回転数の検出信号を制御装置２００に出力する。

［研削装置］
図２は、実施の形態に係る研削装置１２０の構成の一例を示す側面図である。図１及び図２に示すように、実施の形態に係る研削装置１２０はグラインダである。研削装置１２０は、研削サーボモータ１２２によって研削砥石１２１等の研削体を回転駆動する構成を有すればよく、オービタルサンダ、ランダムオービットサンダ、デルタサンダ及びベルトサンダ等の他の研削装置であってもよい。本実施の形態では、研削砥石１２１の形状は、円盤形状であるが、円錐形状及び柱形状等の他の形状であってもよい。

図２に示すように、研削装置１２０は、研削砥石１２１と、第１回転軸１２３と、減速機１２４と、第２回転軸１２５と、研削サーボモータ１２２と、支持台１２６とを含む。研削砥石１２１は、第１回転軸１２３の一端に取り付けられ、第１回転軸１２３を中心に回転する。第１回転軸１２３の他端は、減速機１２４内のギヤ（図示略）と一体に回転するように接続される。第２回転軸１２５は、研削サーボモータ１２２の駆動軸（図示略）と減速機１２４内のギヤ（図示略）とを回転駆動力を伝達可能に接続する。回転軸１２３及び１２５は同様の軸方向ＤＡに延び、本実施の形態では平行である。研削砥石１２１、第１回転軸１２３、減速機１２４、第２回転軸１２５及び研削サーボモータ１２２は、この順で軸方向ＤＡに１列に配置される。これに限定されないが、本実施の形態では、軸方向ＤＡはリンク１１６のねじれ回転軸Ｓの方向と平行である。

研削サーボモータ１２２の回転駆動力は、第２回転軸１２５を介して減速機１２４に伝達され、減速機１２４において回転速度の減少及び回転トルクの増加の作用を受け、第１回転軸１２３に伝達される。

研削サーボモータ１２２は、電気モータ１２２ａと、エンコーダ等の回転センサ１２２ｂとを含む。回転センサ１２２ｂは、電気モータ１２２ａの回転子（図示略）の回転数（回転量）を検出し、回転数の検出信号を制御装置２００に出力する。本実施の形態では、研削サーボモータ１２２は、ＡＣサーボモータである。電気モータ１２２ａは、回転子に永久磁石を有し、回転子の周囲の固定子に巻線つまり電磁石を有する。電気モータ１２２ａは、固定子の巻線に供給される交流電流の制御を受けることで、回転子の回転数（回転速度）及び回転トルクの緻密な制御を受ける。

支持台１２６は、第１支持材１２６ａと、第２支持材１２６ｂと、連結材１２６ｃとを含む。支持材１２６ａ及び１２６ｂは、板状の部材であり、軸方向ＤＡで互いに対向して配置される。互いに対向する２つの板状の連結材１２６ｃが、第１支持材１２６ａと第２支持材１２６ｂとを連結する。

第２支持材１２６ｂの一端は、リンク１１６のメカニカルインタフェース面１１６ａと接続される。第２支持材１２６ｂは、他端において、第１支持材１２６ａと反対側の表面上で、研削サーボモータ１２２を支持する。第１支持材１２６ａは、第２支持材１２６ｂと反対側の表面上で、減速機１２４を支持する。第２回転軸１２５は、支持材１２６ａ及び１２６ｂの間隙内で延びる。

本実施の形態に係る研削装置１２０は、本開示の技術の発明者によって新規に考案された研削装置である。第１回転軸１２３、減速機１２４、第２回転軸１２５及び研削サーボモータ１２２が軸方向ＤＡに１列に並ぶため、軸方向ＤＡと垂直な側方向での研削装置１２０の小型化が可能である。研削作業中、研削装置１２０は、回転する研削砥石１２１を研削対象部分Ｗａに接触させつつ、軸方向ＤＡと交差する方向に移動される。研削砥石１２１以外の研削装置１２０の構成要素が、上記移動の支障となることが抑えられる。さらに、高出力化のために研削サーボモータ１２２の大型化が必要である場合、軸方向ＤＡでの大型化が可能である。例えば、船舶及び大型タンク等の大型構造物において、研削対象部分Ｗａとしての溶接ビード等の溶接痕は長く、研削処理量及び所要時間が多くなる。高負荷運転が長時間連続する研削作業には、高出力の研削サーボモータ１２２を搭載可能である研削装置１２０は、特に有用である。

第２支持材１２６ｂとリンク１１６との間には、力センサ１４０が配置される。力センサ１４０は、支持台１２６からリンク１１６に作用する力である反力を検出し、検出信号を制御装置２００に出力するように構成される。反力は、研削対象部分Ｗａへの研削装置１２０の作用力の反力である。本実施の形態では、力センサ１４０は、加速度センサ及び角速度センサを含み、互いに直交するＸｅ軸、Ｙｅ軸及びＺｅ軸それぞれの軸方向の力と、Ｘｅ軸、Ｙｅ軸及びＺｅ軸それぞれの軸周りの回転力であるモーメントとの６軸の力を検出する。Ｚｅ軸は、リンク１１６の捻れ回転軸Ｓと同一の軸である。Ｘｅ軸及びＹｅ軸は、リンク１１６のメカニカルインタフェース面１１６ａ上に沿って延び且つＺｅ軸に垂直である軸である。なお、力センサ１４０は、上記６軸の力のうちのいくつか、又は、上記６軸の力以外の力を検出してもよい。力センサ１４０は力検出器の一例である。

［撮像装置］
図２に示すように、撮像装置１５０が、研削装置１２０の支持台１２６に配置される。撮像装置１５０は、デジタル画像を撮像するカメラを含む。当該カメラは、捻れ回転軸Ｓの軸方向に沿い且つ研削砥石１２１に向かう方向に指向され、研削中の研削砥石１２１及び研削対象部分Ｗａを撮像することができる。撮像装置１５０は、カメラによって撮像された画像データを操作入出力装置３００に送り、操作入出力装置３００は当該画像データを表示装置３２０に表示する。例えば、手動運転中、ユーザＰは、表示装置３２０に映し出される研削砥石１２１及び研削対象部分Ｗａを視認しつつ、ロボットアーム１１０を操縦することできる。なお、撮像装置１５０の位置は、研削中の研削砥石１２１及び研削対象部分Ｗａを撮像できる位置であれば、他のいかなる位置であってもよい。以下の説明において、カメラが撮像することを、撮像装置１５０が撮像すると表現する場合がある。

［操作入出力装置］
図１に示すように、操作入出力装置３００は、ロボット１００から離れて配置され、ユーザＰによる指令、データ及び情報等の入力を受け付け、当該指令、データ及び情報等を制御装置２００に出力する。操作入出力装置３００は制御装置２００及び撮像装置１５０と有線通信、無線通信又はこれらの組み合わせを介して接続される。有線通信及び無線通信の形式はいかなる形式であってもよい。

操作制御装置３３０は、操作入出力装置３００全体の動作を制御し、制御装置２００と情報、指令及びデータ等の送受信を行う。入力装置３１０は、ロボット１００を手動運転で操作するための入力、運転モードの指令の入力及びその他の種々の入力を受け付け可能であるように構成され、入力された情報等を操作制御装置３３０に出力する。入力装置３１０は、操作制御装置３３０の制御によって、入力装置３１０を操作しているユーザＰに、操作力に対抗する反力等の力を与えることができるように構成される。

入力装置３１０は、レバー、ボタン、キー、タッチパネル、ジョイスティック、モーションキャプチャ等の既知の入力装置を備えてもよい。入力装置３１０は、ロボットアーム１１０の先端の動作と対応する動作が可能であるマスタ操作器を備えてもよい。入力装置３１０には、反力発生装置３１１と力センサ３１２とが設けられる。

力センサ３１２は、入力装置３１０の把持部分（図示略）にユーザＰによって加えられる力を検出し、操作制御装置３３０に出力する。力センサ３１２は、ロボットアーム１１０の力センサ１４０と同様の構成を有し、６軸の力等の少なくとも１つの軸の力を検出する。操作制御装置３３０は、入力装置３１０によって出力される信号及び力センサ３１２の力の検出信号を含む操作情報を、研削装置１２０の位置、姿勢、位置及び姿勢の移動速度並びに力等を指令する操作指令として制御装置２００に出力する。

反力発生装置３１１は、操作制御装置３３０の指令に従って、入力装置３１０の把持部分に負荷を加える。例えば、反力発生装置３１１は、ユーザＰによって把持部分に加えられる操作力に対抗する反力及び振動等の負荷を発生する。当該負荷は、ロボットアーム１１０の力センサ１４０によって検出される力に対応する負荷を含む。反力発生装置３１１は、モータ、圧電アクチュエータ及びハプティクスデバイス等の負荷及び振動等を発生可能である装置を含んでもよい。反力発生装置３１１は提示装置の一例である。

表示装置３２０は、操作制御装置３３０が制御装置２００から受信するロボットシステム１を動作させるための画像及び音声、並びに、撮像装置１５０から受信する撮像画像等を、操作入出力装置３００を操作するユーザＰに出力する。表示装置３２０は、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）及び有機又は無機ＥＬディスプレイ（Electro-Luminescence Display）等のディスプレイを含み、さらに、スピーカを含んでもよい。表示装置３２０は提示装置の一例である。

［制御装置のハードウェア構成］
制御装置２００のハードウェア構成を説明する。制御装置２００はコンピュータ装置を含む。図３は、実施の形態に係る制御装置２００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置２００は、プロセッサ２０１と、メモリ２０２と、ストレージ２０３と、入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース：Interface）２０４及び２０５と、駆動Ｉ／Ｆ２０６及び２０７と、アーム駆動回路２０８と、研削駆動回路２０９とを構成要素として含む。上記構成要素はそれぞれ、バス、有線通信又は無線通信を介して接続される。なお、上記構成要素の全てが必須ではなく、上記構成要素以外の構成要素が含まれてもよい。例えば、アーム駆動回路２０８及び研削駆動回路２０９は、制御装置２００の外部に設けられてもよい。

プロセッサ２０１及びメモリ２０２は演算器を構成する。演算器は、他の装置との指令、情報及びデータ等の送受信を行う。演算器は、各種機器からの信号の入力及び各制御対象への制御信号の出力を行う。

メモリ２０２は、プロセッサ２０１が実行するプログラム、及び各種固定データ等を記憶する。メモリ２０２は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリなどの半導体メモリ等の記憶装置で構成されてもよい。これに限定されないが、本実施の形態では、メモリ２０２は、揮発性メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）と不揮発性メモリであるＲＯＭ（Read-Only Memory）とを含む。

ストレージ２０３は、各種データを記憶する。ストレージ２０３は、ハードディスクドライブ（Hard Disc Drive）及びＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置で構成されてもよい。

プロセッサ２０１は、ＲＡＭ及びＲＯＭと一緒にコンピュータシステムを形成する。コンピュータシステムは、プロセッサ２０１がＲＡＭをワークエリアとして用いてＲＯＭに記録されたプログラムを実行することによって、制御装置２００の機能を実現してもよい。制御装置２００の機能の一部又は全部は、上記コンピュータシステムにより実現されてもよく、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路により実現されてもよく、上記コンピュータシステム及びハードウェア回路の組み合わせにより実現されてもよい。制御装置２００は、単一の制御装置による集中制御により各処理を実行してもよく、複数の制御装置の協働による分散制御により各処理を実行してもよい。

これに限定されないが、例えば、プロセッサ２０１は、ＣＰＵ（中央処理装置：Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、マイクロプロセッサ（microprocessor）、プロセッサコア（processor core）、マルチプロセッサ（multiprocessor）、ＡＳＩＣ（Application-Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含み、ＩＣ（集積回路）チップ、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等に形成された論理回路又は専用回路によって各処理を実現してもよい。複数の処理は、１つ又は複数の集積回路により実現されてもよく、１つの集積回路により実現されてもよい。

入出力Ｉ／Ｆ２０４及び２０５は、制御装置２００の各構成要素と他の装置とを信号を送受信可能に接続する。第１入出力Ｉ／Ｆ２０４は、操作制御装置３３０等と接続される。第２入出力Ｉ／Ｆ２０５は、ロボットアーム１１０の力センサ１４０等と接続される。

第１駆動Ｉ／Ｆ２０６は、制御装置２００の各構成要素とアーム駆動回路２０８とを信号を送受信可能に接続する。第２駆動Ｉ／Ｆ２０７は、制御装置２００の各構成要素と研削駆動回路２０９とを信号を送受信可能に接続する。

アーム駆動回路２０８及び研削駆動回路２０９は、サーボモータのサーボ制御回路である。アーム駆動回路２０８及び研削駆動回路２０９は、サーボアンプ、インバータ及びコンバータ等を含み得る。アーム駆動回路２０８は、関節サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａに供給する電流を制御する。研削駆動回路２０９は、研削サーボモータ１２２に供給する電流を制御する。

制御装置２００は、アーム駆動回路２０８及び研削駆動回路２０９を同期して動作させるように制御することができる。制御装置２００は、サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａ及び１２２の駆動軸を同期して動作させるようにサーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａ及び１２２を制御することができる。制御装置２００は、互いに連携させた複数の軸制御を可能であり、複数の軸制御のうちの一部であるロボット軸制御として関節サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａを制御し、複数の軸制御のうちの一部である外部軸制御として、研削サーボモータ１２２を制御する。

操作入出力装置３００の操作制御装置３３０は、制御装置２００と同様に、プロセッサ、メモリ、ストレージ等を構成要素として含んでもよい。操作制御装置３３０の機能の一部又は全部は、プロセッサ及びメモリ等を含むコンピュータシステム、ハードウェア回路、又は、コンピュータシステム及びハードウェア回路の組み合わせによって実現されてもよい。

［ロボットシステムの機能的構成］
ロボットシステム１の機能的構成を説明する。図４は、実施の形態に係るロボットシステム１の機能的構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、操作入出力装置３００の操作制御装置３３０は、入力処理部３３０ａと駆動制御部３３０ｂと表示制御部３３０ｃとを機能的構成要素として含む。制御装置２００は、手動動作制御部２００ａと、自動指令生成部２００ｂと、自動動作制御部２００ｃと、研削動作制御部２００ｄと、動作修正部２００ｅと、反力指令部２００ｆと、姿勢決定部２００ｇと、押圧動作決定部２００ｈと、提示指令部２００ｉと、記憶部２００ｐとを機能的構成要素として含む。上記機能的構成要素の全てが必須ではなく、上記以外の機能的構成要素が含まれてもよい。

入力処理部３３０ａ、駆動制御部３３０ｂ及び表示制御部３３０ｃの機能は、プロセッサ及びメモリ等によって実現される。記憶部２００ｐを除く制御装置２００の機能的構成要素の機能は、プロセッサ２０１及びメモリ２０２等によって実現される。例えば、手動動作制御部２００ａ及び自動動作制御部２００ｃの機能は、プロセッサ２０１、メモリ２０２及びアーム駆動回路２０８等によって実現され、研削動作制御部２００ｄの機能は、プロセッサ２０１、メモリ２０２及び研削駆動回路２０９等によって実現される。記憶部２００ｐの機能は、メモリ２０２及び／又はストレージ２０３によって実現される。

操作制御装置３３０について、入力処理部３３０ａは、入力装置３１０及び力センサ３１２から受け取る信号を、情報、データ及び指令等に処理し、制御装置２００に出力する。例えば、入力処理部３３０ａは、ユーザＰによって入力装置３１０に入力される操作に対応する操作指令を生成し、制御装置２００に出力する。操作指令は、操作位置指令及び操作力指令を含む。操作位置指令は、研削装置１２０の位置及び姿勢の目標変化量及び目標移動速度等の指令を含み得る。操作力指令は、研削装置１２０の作用力の目標変化量及び目標変化方向等の指令を含み得る。入力処理部３３０ａは、入力装置３１０の把持部分の位置及び姿勢の変化量、変化方向及び変化速度等を示す入力装置３１０の信号と力センサ３１２の信号との少なくとも一方を用いて、操作位置指令を決定してもよく、力センサ３１２の信号を用いて、操作力指令を決定してもよい。

駆動制御部３３０ｂは、反力発生装置３１１の駆動を制御する。駆動制御部３３０ｂは、制御装置２００の反力指令部２００ｆから操作駆動指令を受け取り、操作駆動指令に従った大きさ及び方向の力を入力装置３１０の把持部分に与えるように駆動させるための力駆動指令を、反力発生装置３１１に出力する。反力発生装置３１１は、力駆動指令に従って力及び振動等を発生する。この力及び振動は、入力装置３１０の把持部分に、ユーザＰの操作力に対抗する力及び振動として作用する。例えば、ユーザＰは、研削装置１２０が研削対象部分Ｗａから受ける反力を体感しつつ入力装置３１０の把持部分を操作する。例えば、ユーザＰは、入力装置３１０の把持部分の位置及び姿勢の誘導を受けつつ当該把持部分を操作する。

操作駆動指令は、研削装置１２０が研削対象部分Ｗａから受ける力としての力センサ１４０によって検出される力の大きさ及び方向に対応する反力を入力装置３１０の把持部分に与えるための指令を含む。操作駆動指令は、入力装置３１０の把持部分の位置及び姿勢を誘導する力を把持部分に与えるための指令を含み得る。

表示制御部３３０ｃは、制御装置２００及び撮像装置１５０から受け取る情報、指令及びデータ等を処理し、表示装置３２０に画像表示させる。例えば、表示制御部３３０ｃは、提示指令部２００ｉから受け取る提示指令を画像化し表示装置３２０に表示させる。

制御装置２００の記憶部２００ｐは、種々の情報を記憶し、記憶している情報の読み出しを可能にする。例えば、記憶部２００ｐは、制御装置２００の各機能的構成要素が処理に用いる情報を記憶する。例えば、記憶部２００ｐは、研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値の目標範囲、研削対象物の情報、種々の閾値、及び種々のパラメータ間の関係等を記憶する。対象物の情報は、対象物の位置、研削対象面の位置及び向き、研削対象部分の位置及び領域等を含んでもよい。記憶部２００ｐは、制御プログラム等を記憶してもよい。

手動動作制御部２００ａは、ロボットシステム１の手動運転時に機能する。手動動作制御部２００ａは、操作制御装置３３０から受け取る操作指令に従ってロボットアーム１１０に研削装置１２０を移動させるための動作指令である手動動作指令を生成する。これに限定さないが、本実施の形態では、動作指令は、位置指令と、力指令と、動作指令の実行時刻とを含み得る。位置指令は、研削装置１２０についての目標の３次元位置、３次元位置の目標の移動速度、３次元位置の目標の移動加速度、目標の３次元姿勢、３次元姿勢の目標の移動速度、及び３次元姿勢の目標の移動加速度等を含んでもよい。力指令は、研削装置１２０が研削対象部分Ｗａに押し付けられる作用力を表し、作用力の大きさ及び方向を含み得る。

さらに、手動動作制御部２００ａは、手動動作指令に従って研削装置１２０を移動するようにロボットアーム１１０に動作させるための関節サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａの駆動指令である手動駆動指令を生成し、手動駆動指令を関節サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａに出力する。駆動指令は、サーボモータの回転数（回転速度）及び回転トルク等の指令値を含み、例えば、当該回転数及び回転トルク等を発生させるための電流の指令値を含み得る。手動動作制御部２００ａは、関節サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａの回転数及び駆動電流値と力センサ１４０の検出結果とをフィードバック情報として用いて、操作指令に従うように手動動作指令及び手動駆動指令を生成する。

自動指令生成部２００ｂは、ロボットシステム１の自動運転時に機能する。自動指令生成部２００ｂは、記憶部２００ｐに記憶される自動運転プログラムの目標データに従ってロボットアーム１１０に研削装置１２０を移動させるための動作指令である自動動作指令を生成し、自動動作制御部２００ｃに出力する。自動指令生成部２００ｂは、関節サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａの回転数及び駆動電流値と力センサ１４０の検出結果とをフィードバック情報として用いて、目標データに従うように自動動作指令を生成する。

自動動作制御部２００ｃは、ロボットシステム１の自動運転時に機能する。自動動作制御部２００ｃは、自動動作指令に、動作修正部２００ｅから受け取る修正指令を加算することで、修正動作指令を生成する。自動動作制御部２００ｃが修正指令を受け取らない場合、修正動作指令は自動動作指令と同じである。自動動作制御部２００ｃは、手動動作制御部２００ａと同様に、修正動作指令に従って研削装置１２０を移動するようにロボットアーム１１０に動作させるための駆動指令である自動駆動指令を生成し、関節サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａに出力する。自動動作制御部２００ｃは、関節サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａの回転数及び駆動電流値と力センサ１４０の検出結果とをフィードバック情報として用いて、自動駆動指令を生成する。自動動作指令、及び／又は自動動作指令に従った自動駆動指令は、自動制御指令の一例である。修正動作指令、及び／又は修正動作指令に従った自動駆動指令は、変更制御指令の一例である。

研削動作制御部２００ｄは、研削サーボモータ１２２の回転数及び回転トルクを制御する。研削動作制御部２００ｄは、入力装置３１０に入力される指令又は自動運転プログラムの指令に従った回転数及び回転トルクで研削サーボモータ１２２を駆動させるための駆動指令を生成し、研削サーボモータ１２２に出力する。研削動作制御部２００ｄは、研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値をフィードバック情報として用いて、駆動指令を生成する。入力装置３１０に入力される指令及び自動運転プログラムの指令は、一定の回転数及び回転トルクの指令であってもよく、経時的に変化する回転数及び回転トルクの指令であってもよい。

反力指令部２００ｆは、ロボットシステム１の手動運転時に機能する。反力指令部２００ｆは、力センサ１４０から検出結果を受け取るように構成され、当該検出結果を用いて操作駆動指令を生成し、操作制御装置３３０に出力する。操作駆動指令は、力センサ１４０によって検出される６軸の力に対応する力の指令を含む。さらに、反力指令部２００ｆは、提示指令部２００ｉから提示指令を受け取るように構成され、提示指令を操作駆動指令に反映する。これにより、提示指令の内容が、反力発生装置３１１を介してユーザＰによって体感される。

反力指令部２００ｆは、提示指令に含まれ得る研削装置１２０の姿勢の変更方向、姿勢の変更量、位置の変更方向、作用力の増減方向及び作用力の増減量等を、これらに対応する６軸の力である提示力に変換する。例えば、提示力は、Ｘｅ軸、Ｙｅ軸及びＺｅ軸の座標系を用いて表される。提示力の大きさは、変更量及び増減量に対応する。反力指令部２００ｆは、力センサ１４０の検出力に提示力を加算することで、操作駆動指令を生成する。提示指令が反映された操作駆動指令は変更指令の一例である。

姿勢決定部２００ｇは、研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値のフィードバック情報を受け取るように構成される。姿勢決定部２００ｇは、研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値の変化に応じて、研削装置１２０の姿勢の変更実施を決定し、研削装置１２０の姿勢を変更する姿勢変更指令を生成する。姿勢変更指令は、姿勢の移動方向及び移動量等を含み得る。姿勢決定部２００ｇは、自動運転時に姿勢変更指令を動作修正部２００ｅに出力し、手動運転時に姿勢変更指令を提示指令部２００ｉに出力する。姿勢決定部２００ｇは、研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値の少なくとも１つが回転数及び駆動電流値の目標範囲である回転目標範囲及び電流目標範囲から外れる場合に、姿勢の変更実施を決定する。

手動運転での回転目標範囲及び電流目標範囲は、入力装置３１０等を介して設定される研削サーボモータ１２２の回転数及び回転トルクの設定値を基準とする。回転目標範囲は、回転数の設定値に対する上限値及び下限値の間の所定の範囲である。電流目標範囲は、回転トルクの設定値に対応する駆動電流値に対する上限値及び下限値の間の所定の範囲である。例えば、回転目標範囲及び電流目標範囲は、回転数及び駆動電流値の設定値のみを含んでもよい。回転数及び駆動電流値の設定値に対応する上限値及び下限値の情報は、記憶部２００ｐに予め記憶される。姿勢決定部２００ｇは、記憶部２００ｐから上限値及び下限値の情報を読み出すことで、回転目標範囲及び電流目標範囲を決定する。

自動運転での回転目標範囲及び電流目標範囲は、自動運転プログラムに設定される研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値の目標値を基準とする。回転目標範囲及び電流目標範囲は、回転数及び駆動電流値の目標値に対する上限値及び下限値の間の所定の範囲である。目標値に対する上限値及び下限値は、目標値と手動運転の設定値とが同じである場合、手動運転での上限値及び下限値と同一であるが、異なっていてもよい。姿勢決定部２００ｇは、記憶部２００ｐから、予め記憶される上限値及び下限値の情報を読み出すことで、回転目標範囲及び電流目標範囲を決定する。

押圧動作決定部２００ｈは、研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値のフィードバック情報を受け取るように構成される。押圧動作決定部２００ｈは、研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値の変化に応じて、研削対象部分Ｗａに対して研削装置１２０を押し付ける作用力の変更実施を決定し、研削装置１２０の位置及び作用力を変更する位置変更指令を生成する。位置変更指令は、研削装置１２０の位置の移動方向及び作用力の変化量等を含み得る。押圧動作決定部２００ｈは、自動運転時に位置変更指令を動作修正部２００ｅに出力し、手動運転時に位置変更指令を提示指令部２００ｉに出力する。押圧動作決定部２００ｈは、研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値の少なくとも１つが回転目標範囲及び電流目標範囲から外れる場合に、研削装置１２０の作用力の変更実施を決定する。押圧動作決定部２００ｈは、姿勢決定部２００ｇと同じ回転目標範囲及び電流目標範囲を用いる。

例えば、研削サーボモータ１２２の回転数が回転目標範囲よりも低く且つ研削サーボモータ１２２の駆動電流値が電流目標範囲内に収まる又は電流目標範囲よりも小さい第１ケースでは、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈは、姿勢及び作用力の不変更を決定する。この場合、研削サーボモータ１２２、減速機１２４又は電気系統等の研削装置１２０のどこかに異常が発生している可能性がある。

例えば、研削サーボモータ１２２の回転数が回転目標範囲よりも高く且つ研削サーボモータ１２２の駆動電流値が電流目標範囲よりも大きい又は電流目標範囲内に収まる第２ケースでは、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈは、姿勢及び作用力の不変更を決定する。この場合、研削装置１２０のどこかに異常が発生している可能性がある。

例えば、研削サーボモータ１２２の回転数が回転目標範囲よりも低く且つ研削サーボモータ１２２の駆動電流値が電流目標範囲よりも大きい第３ケースでは、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈの少なくとも一方が、姿勢の変更実施及び／又は作用力の変更実施を決定する。研削サーボモータ１２２に作用する負荷が過大であり、研削効率が低下している可能性がある。本例では、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈの両方が、変更実施を決定する。図５は、第３ケースでの研削装置１２０の位置及び姿勢の変更例を示す側面図である。

図５に示すように、姿勢決定部２００ｇは、研削対象部分Ｗａに対する研削砥石１２１の押し付け角度αが小さくなるような方向ＤＣに、研削装置１２０の姿勢の変更方向を決定する。押し付け角度αは、第１回転軸１２３の軸方向ＤＡに垂直である研削砥石１２１の表面１２１ａと研削対象面Ｗｂとの夾角である。つまり、押し付け角度αは、軸方向ＤＡに垂直である平面ＰＤＡと研削対象面Ｗｂとの夾角である。換言すれば、押し付け角度αは、軸方向ＤＡの軸と研削対象面Ｗｂとの夾角の余角でもある。方向ＤＣは、軸方向ＤＡが、研削対象面Ｗｂに垂直な方向ＤＢに近づくような方向でもある。

研削対象面Ｗｂは、研削対象部分Ｗａを含む対象物Ｗの実物の表面であってもよく、仮想的な面であってもよい。研削対象面Ｗｂが対象物Ｗの実物の表面である場合、研削対象面Ｗｂの姿勢（向き）等の情報が対象物Ｗの情報として記憶部２００ｐに記憶されてもよい。姿勢決定部２００ｇは、研削対象部分Ｗａに対応する研削対象面Ｗｂの情報を記憶部２００ｐから読み出し使用してもよい。研削対象面Ｗｂの姿勢は、ロボット１００を基準とする座標系等を用いて表されてよく、例えば、予め設定されて記憶部２００ｐに記憶されてもよく、対象物Ｗの情報に基づき、制御装置２００によって算出されてもよい。

研削対象面Ｗｂが仮想的な表面である場合、対象物Ｗの各部に仮想的な研削対象面Ｗｂが予め設定され、仮想的な研削対象面Ｗｂの姿勢等を含む仮想的な研削対象面Ｗｂの情報が記憶部２００ｐに記憶されてもよい。姿勢決定部２００ｇは、研削対象部分Ｗａに対応する仮想的な研削対象面Ｗｂの情報を記憶部２００ｐから読み出し使用してもよい。例えば、研削対象面Ｗｂの表面が曲面を含む場合、当該曲面の仮想的な外接面等に仮想的な研削対象面Ｗｂが設定され得る。

上記決定により、研削対象部分Ｗａへの研削砥石１２１の切り込み量が低減する。姿勢決定部２００ｇは、回転数と回転目標範囲の下限値との差異と、駆動電流値と電流目標範囲の上限値との差異とに基づき、姿勢の変更量（変更角度）を決定する。例えば、差異が大きいほど、姿勢の変更量が大きくてもよい。なお、姿勢の変更量は固定された値であってもよい。上記差異と姿勢の変更量との関係、及び、固定された姿勢の変更量は、予め設定されて記憶部２００ｐに記憶され、姿勢決定部２００ｇによって読み出される。

押圧動作決定部２００ｈは、研削砥石１２１を研削対象部分Ｗａから離すような作用力を減少させる方向ＤＤに、研削装置１２０の位置の変更方向を決定する。研削装置１２０の位置の変更方向は、作用力の増減方向でもある。例えば、位置の変更方向は、研削対象面Ｗｂに垂直な方向であってもよく、現状での研削対象部分Ｗａへの研削装置１２０の押し付け方向に平行な方向であってもよい。押圧動作決定部２００ｈは、回転数と回転目標範囲の下限値との差異と、駆動電流値と電流目標範囲の上限値との差異とに基づき、作用力の減少量を決定する。例えば、差異が大きいほど、作用力の減少量が大きくてもよい。なお、作用力の減少量は固定された値であってもよい。上記差異と作用力の減少量との関係、及び、固定された作用力の減少量は、予め設定されて記憶部２００ｐに記憶され、押圧動作決定部２００ｈによって読み出される。

なお、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈはそれぞれ、上記差異が閾値よりも大きい、研削サーボモータ１２２の回転数が閾値よりも小さい、及び、研削サーボモータ１２２の駆動電流値が閾値よりも大きい等の要素に基づき、姿勢の変更及び作用力の変更の一方又は両方の実施を決定してもよい。

例えば、研削サーボモータ１２２の回転数が回転目標範囲よりも高く且つ研削サーボモータ１２２の駆動電流値が電流目標範囲よりも小さい第４ケースでは、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈの少なくとも一方が、姿勢の変更実施及び／又は作用力の変更実施を決定する。研削サーボモータ１２２に作用する負荷が過小であり、研削効率が低下している可能性がある。本例では、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈの両方が、変更実施を決定する。図６は、第４ケースでの研削装置１２０の位置及び姿勢の変更例を示す側面図である。

図６に示すように、姿勢決定部２００ｇは、研削対象部分Ｗａに対する研削砥石１２１の押し付け角度αが大きくなるような方向ＤＥに、研削装置１２０の姿勢の変更方向を決定する。方向ＤＥは、第１回転軸１２３の軸方向ＤＡが、研削対象面Ｗｂに垂直な方向ＤＢに対してさらに傾くような方向でもある。これにより、研削対象部分Ｗａへの研削砥石１２１の切り込み量が増加する。姿勢決定部２００ｇは、回転数と回転目標範囲の上限値との差異と、駆動電流値と電流目標範囲の下限値との差異とに基づき、姿勢の変更量（変更角度）を決定する。例えば、差異が大きいほど、姿勢の変更量が大きくてもよい。なお、姿勢の変更量は固定された値であってもよい。姿勢決定部２００ｇは、上記差異と姿勢の変更量との関係、又は、固定された姿勢の変更量を記憶部２００ｐから読み出し、上記決定に用いる。

押圧動作決定部２００ｈは、研削砥石１２１を研削対象部分Ｗａに近づけるような作用力を増加させる方向ＤＦに、研削装置１２０の位置の変更方向を決定する。例えば、位置の変更方向は、研削対象面Ｗｂに垂直な方向であってもよく、現状での研削対象部分Ｗａへの研削装置１２０の押し付け方向に平行な方向であってもよい。押圧動作決定部２００ｈは、回転数と回転目標範囲の上限値との差異と、駆動電流値と電流目標範囲の下限値との差異とに基づき、作用力の増加量を決定する。例えば、差異が大きいほど、作用力の増加量が大きくてもよい。なお、作用力の増加量は固定された値であってもよい。押圧動作決定部２００ｈは、上記差異と作用力の増加量との関係、又は、固定された作用力の増加量を記憶部２００ｐから読み出し、上記決定に用いる。

なお、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈはそれぞれ、上記差異が閾値よりも大きい、研削サーボモータ１２２の回転数が閾値よりも大きい、及び、研削サーボモータ１２２の駆動電流値が閾値よりも小さい等の要素に基づき、姿勢の変更及び作用力の変更の一方又は両方の実施を決定してもよい。

例えば、研削サーボモータ１２２の回転数が回転目標範囲内に収まり且つ研削サーボモータ１２２の駆動電流値が電流目標範囲よりも大きい第５ケースでは、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈの少なくとも一方が、姿勢の変更実施及び／又は作用力の変更実施を決定する。研削サーボモータ１２２に作用する負荷が大きく、研削効率が低下している可能性がある。本例では、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈの両方が、変更実施を決定する。

図５に示される第３ケースと同様に、姿勢決定部２００ｇは、研削対象部分Ｗａに対する研削砥石１２１の押し付け角度αが小さくなるような方向ＤＣに、研削装置１２０の姿勢の変更方向を決定する。姿勢決定部２００ｇは、駆動電流値と電流目標範囲の上限値との差異に基づき、姿勢の変更量（変更角度）を決定する。例えば、差異が大きいほど、姿勢の変更量が大きくてもよい。なお、姿勢の変更量は固定された値であってもよい。姿勢決定部２００ｇは、上記差異と姿勢の変更量との関係、又は、固定された姿勢の変更量を記憶部２００ｐから読み出し、上記決定に用いる。

押圧動作決定部２００ｈは、研削砥石１２１を研削対象部分Ｗａから離すような方向ＤＤに、研削装置１２０の位置の変更方向を決定する。押圧動作決定部２００ｈは、駆動電流値と電流目標範囲の上限値との差異に基づき、作用力の減少量を決定する。例えば、差異が大きいほど、作用力の減少量が大きくてもよい。なお、作用力の減少量は固定された値であってもよい。押圧動作決定部２００ｈは、上記差異と作用力の減少量との関係、又は、固定された作用力の減少量を記憶部２００ｐから読み出し、上記決定に用いる。

なお、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈはそれぞれ、上記差異が閾値よりも大きい、及び、研削サーボモータ１２２の電流値が閾値よりも大きい等の要素に基づき、姿勢の変更及び作用力の一方又は両方の実施を決定してもよい。

例えば、研削サーボモータ１２２の回転数が回転目標範囲内に収まり且つ研削サーボモータ１２２の駆動電流値が電流目標範囲よりも小さい第６ケースでは、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈの少なくとも一方が、姿勢の変更実施及び／又は作用力の変更実施を決定する。研削サーボモータ１２２に作用する負荷が小さく、研削効率が低下している可能性がある。本例では、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈの両方が、変更を決定する。

図６に示される第４ケースと同様に、姿勢決定部２００ｇは、研削対象部分Ｗａに対する研削砥石１２１の押し付け角度αが大きくなるような方向ＤＥに、研削装置１２０の姿勢の変更方向を決定する。姿勢決定部２００ｇは、駆動電流値と電流目標範囲の下限値との差異に基づき、姿勢の変更量（変更角度）を決定する。例えば、差異が大きいほど、姿勢の変更量が大きくてもよい。なお、姿勢の変更量は固定された値であってもよい。姿勢決定部２００ｇは、上記差異と姿勢の変更量との関係、又は、固定された姿勢の変更量を記憶部２００ｐから読み出し、上記決定に用いる。

押圧動作決定部２００ｈは、研削砥石１２１を研削対象部分Ｗａに近づけるような方向ＤＦに、研削装置１２０の位置の変更方向を決定する。押圧動作決定部２００ｈは、駆動電流値と電流目標範囲の下限値との差異に基づき、作用力の増加量を決定する。例えば、差異が大きいほど、作用力の増加量が大きくてもよい。なお、作用力の増加量は固定された値であってもよい。押圧動作決定部２００ｈは、上記差異と作用力の増加量との関係、又は、固定された作用力の増加量を記憶部２００ｐから読み出し、上記決定に用いる。

なお、姿勢決定部２００ｇ及び押圧動作決定部２００ｈはそれぞれ、上記差異が閾値よりも大きい、及び、研削サーボモータ１２２の駆動電流値が閾値よりも小さい等の要素に基づき、姿勢の変更及び作用力の変更の一方又は両方の実施を決定してもよい。また、第１ケース～第６ケースのそれぞれが対象とする研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値の状態は、例えば、瞬間的な状態等の一時的な状態、一時的な状態の反復、継続的な状態、継続的な状態の反復、これらの組み合わせ又は組み合わせの反復等であってもよく、各ケースに応じて適宜設定されてもよい。

動作修正部２００ｅは、ロボットシステム１の自動運転時に機能する。動作修正部２００ｅは、姿勢決定部２００ｇから、決定された姿勢の変更方向及び変更量の情報を受け取り、押圧動作決定部２００ｈから、決定された位置の変更方向及び作用力の増減量の情報を受け取る。動作修正部２００ｅは、姿勢の変更方向及び変更量を用いて、研削装置１２０の位置指令を生成し、位置の変更方向及び作用力の増減量を用いて、研削装置１２０の力指令を生成する。動作修正部２００ｅは、上記位置指令及び上記力指令を含む動作指令である修正指令を生成し、自動動作制御部２００ｃに出力する。修正指令は変更指令の一例である。

提示指令部２００ｉは、ロボットシステム１の手動運転時に機能する。提示指令部２００ｉは、姿勢決定部２００ｇから、決定された姿勢の変更方向及び変更量の情報を受け取り、押圧動作決定部２００ｈから、決定された位置の変更方向及び作用力の増減量の情報を受け取る。提示指令部２００ｉは、姿勢の変更方向及び変更量、並びに、位置の変更方向及び作用力の増減量を、研削装置１２０を基準とするＸｅ軸、Ｙｅ軸及びＺｅ軸の座標系で表すように変換する。提示指令部２００ｉは、変換後の姿勢の変更方向及び変更量、並びに、位置の変更方向及び作用力の増減量の提示を指令する提示指令を、反力指令部２００ｆ及び操作入出力装置３００の表示制御部３３０ｃの一方又は両方に出力する。提示指令の出力先は、任意に設定されてもよい。提示指令は変更指令の一例である。

表示制御部３３０ｃは、提示指令に従って入力装置３１０の把持部分の操作を誘導する画像データを生成し、表示装置３２０に表示させる。例えば、当該画像データは、図７に示すように、上記把持部分３１０ａの像に、把持部分３１０ａの姿勢の変更方向及び変更量と把持部分３１０ａの位置の移動方向及び移動量とを明示する指標である矢印Ａａ及びＡｂの像を重畳表示する画像ＩＡを示す。例えば、矢印Ａａ及びＡｂそれぞれの向きは変更方向及び移動方向を表し、矢印Ａａ及びＡｂそれぞれの長さは変更量及び移動量を表す。把持部分３１０ａの姿勢の変更方向及び変更量は、研削装置１２０の姿勢の変更方向及び変更量に対応し、把持部分３１０ａの位置の移動方向及び移動量は、研削装置１２０の位置の変更方向及び作用力の増減量に対応する。ユーザＰは、矢印Ａａ及びＡｂに従って把持部分３１０ａを移動させることで、研削装置１２０の姿勢及び押圧の状態を適正な状態にすることができる。図７は、表示装置３２０に表示される入力装置３１０の把持部分３１０ａの誘導画像の一例を示す図である。画像ＩＡにおいて、把持部分３１０ａの代わりに研削装置１２０が表示されてもよい。

［ロボットシステムの動作］
［自動運転での動作］
自動運転でのロボットシステム１の動作の一例を説明する。図８は、実施の形態に係るロボットシステム１の自動運転での動作の一例を示すフローチャートである。図８に示すように、まず、制御装置２００は、ユーザＰによって操作入出力装置３００に入力される自動運転モードの実行の指令を受け付ける（ステップＳ１０１）。次いで、制御装置２００は、自動運転プログラムに従って制御を開始する（ステップＳ１０２）。

次いで、制御装置２００は、目標データの回転数及び回転トルクに従って研削装置１２０を駆動しつつ、ロボットアーム１１０に目標データに従って研削装置１２０を移動させる（ステップＳ１０３）。つまり、自動運転での研削対象部分Ｗａの研削作業が実行される。

制御装置２００は、研削サーボモータ１２２の回転数又は駆動電流値が目標範囲外である場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）にステップＳ１０５に進み、回転数及び駆動電流値が目標範囲内である場合（ステップＳ１０４でＮｏ）にステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０５において、制御装置２００は、研削装置１２０に異常がないケースである場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）にステップＳ１０６に進み、研削装置１２０に異常があるケースである場合（ステップＳ１０５でＮｏ）にステップＳ１０７に進む。研削装置１２０に異常がないケースは、第３ケース～第６ケースに該当し、研削装置１２０に異常があるケースは、第１ケース及び第２ケースに該当する。

ステップＳ１０７において、制御装置２００は、研削作業を中止し、研削装置１２０の異常を報知する情報を表示装置３２０に出力してユーザＰに提示させる。

ステップＳ１０６において、制御装置２００は、研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値と目標範囲との関係に基づき、研削装置１２０の姿勢及び作用力の変更内容を決定する。

次いで、制御装置２００は、研削装置１２０の姿勢及び作用力の変更内容に従って、ロボットアーム１１０に研削装置１２０を移動させる（ステップＳ１０８）。

次いで、制御装置２００は、自動運転プログラムの全ての処理が終了した場合（ステップＳ１０９でＹｅｓ）に自動運転モードを終了し、未終了の場合（ステップＳ１０９でＹｅｓ）にステップＳ１０３に戻る。

［手動運転での動作］
手動運転でのロボットシステム１の動作の一例を説明する。図９は、実施の形態に係るロボットシステム１の手動運転での動作の一例を示すフローチャートである。図９に示すように、まず、制御装置２００は、ユーザＰによって操作入出力装置３００に入力される手動運転モードの実行の指令を受け付ける（ステップＳ２０１）。次いで、制御装置２００は、手動運転プログラムに従って制御を開始する（ステップＳ２０２）。

次いで、制御装置２００は、操作入出力装置３００に入力される回転数及び回転トルクの指令に従って研削装置１２０を駆動しつつ、操作入出力装置３００に入力される操作指令に従ってロボットアーム１１０に研削装置１２０を移動させる（ステップＳ２０３）。つまり、手動運転での研削対象部分Ｗａの研削作業が実行される。研削作業中、撮像装置１５０によって撮像される画像が表示装置３２０に表示される。

さらに、制御装置２００は、力センサ１４０の検出結果に対応する操作駆動指令を操作入出力装置３００に出力し、操作入出力装置３００に、入力装置３１０の把持部分において、力センサ１４０の検出力に対応する反力を発生させる。つまり、制御装置２００は、力センサ１４０の検出力を研削装置１２０の動作状態として、操作入出力装置３００に、ユーザＰへフィードバックさせる（ステップＳ２０４）。

制御装置２００は、研削サーボモータ１２２の回転数又は駆動電流値が目標範囲外である場合（ステップＳ２０５でＹｅｓ）にステップＳ２０６に進み、回転数及び駆動電流値が目標範囲内である場合（ステップＳ２０５でＮｏ）にステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２０６において、制御装置２００は、研削装置１２０に異常がないケースである場合（ステップＳ２０６でＹｅｓ）にステップＳ２０７に進み、研削装置１２０に異常があるケースである場合（ステップＳ２０６でＮｏ）にステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８において、制御装置２００は、研削作業を中止し、研削装置１２０の異常を報知する情報を表示装置３２０に出力してユーザＰに提示させる。

ステップＳ２０７において、制御装置２００は、研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値と目標範囲との関係に基づき、研削装置１２０の姿勢及び作用力の変更内容を決定する。

次いで、制御装置２００は、操作入出力装置３００での反力の発生と表示装置３２０での画像表示との少なくとも１つの方法により、研削装置１２０の姿勢及び作用力の変更内容をユーザＰに提示する（ステップＳ２０９）。そして、制御装置２００は、ステップＳ２０３に戻る。

ステップＳ２１０において、制御装置２００は、操作入出力装置３００に手動運転モードの終了の指令が入力された場合（ステップＳ２１０でＹｅｓ）に手動運転モードを終了し、未入力の場合（ステップＳ２１０でＮｏ）にステップＳ２０３に戻る。

（その他の実施の形態）
以上、本開示の実施の形態の例について説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されない。すなわち、本開示の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、各種変形を実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。

例えば、実施の形態において、手動運転中、制御装置２００は、研削装置１２０の姿勢及び作用力の変更内容を、操作入出力装置３００及び／又は表示装置３２０を介してユーザＰに提示するように構成されるが、これに限定されない。例えば、制御装置２００は、自動運転の場合と同様に、研削装置１２０の姿勢及び作用力の変更内容に従って、ロボットアーム１１０に研削装置１２０を自動で移動させるように構成されてもよい。

この場合、制御装置２００の動作修正部２００ｅが手動運転時にも機能し、修正指令を手動動作制御部２００ａに出力するように構成される。手動動作制御部２００ａは、操作制御装置３３０から受け取る操作指令に従った手動動作指令に、動作修正部２００ｅの修正指令を加算することで、修正動作指令を生成する。さらに、手動動作制御部２００ａは、修正動作指令に従って研削装置１２０を移動するようにロボットアーム１１０に動作させるための駆動指令を生成し、関節サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａに出力する。これにより、ロボットアーム１１０は、操作入出力装置３００に入力される操作に従った手動運転により研削装置１２０を移動させつつ、研削装置１２０の姿勢及び作用力の変更内容に従って研削装置１２０の研削状態を自動で修正することができる。手動動作指令、及び／又は手動動作指令に従った手動駆動指令は、手動制御指令の一例である。修正動作指令、及び／又は修正動作指令に従った駆動指令は、変更制御指令の一例である。

実施の形態において、制御装置２００は、関節サーボモータＭ１ａ～Ｍ６ａ及び研削サーボモータ１２２の駆動電流値を、制御装置２００が出力する駆動電流の指令値により取得するように構成されるが、これに限定されない。例えば、駆動電流値を検出する電流センサが設けられ、制御装置２００は、電流センサから駆動電流値を取得してもよい。

実施の形態において、研削サーボモータ１２２の回転数及び駆動電流値（回転トルク）の目標範囲は、回転数及び回転トルクの設定値を基準する相対的な範囲であるが、これに限定されない。上記目標範囲は、回転数及び回転トルクの設定値に依存しない絶対的な範囲であってもよい。

また、本開示の技術の各態様例は、以下のように挙げられる。本開示の一態様に係るロボットは、対象物の研削作業を行うロボットであって、複数の関節を有するロボットアームと、前記ロボットアームの先端に取り付けられる研削装置と、前記ロボットアームの動作を制御する制御装置とを備え、前記研削装置は、研削砥石を回転駆動する研削サーボモータを含み、前記制御装置は、前記研削サーボモータの回転数及び電流値の情報を取得するように構成され、前記制御装置は、前記研削装置を用いた前記対象物の研削中、前記研削サーボモータの回転数及び電流値の変化に応じて、前記対象物に対する前記研削装置の位置及び姿勢を変更する変更指令を出力する。

上記態様によると、対象物の研削中、研削対象部分に対する研削砥石の位置及び姿勢に応じて、研削サーボモータの回転数及び電流値が変化し得る。例えば、研削対象部分の研削に効率的である研削砥石の位置及び姿勢が存在し、当該位置及び姿勢に対応する研削サーボモータの回転数及び電流値が存在し得る。よって、研削サーボモータの回転数及び電流値の変化に応じて研削装置の位置及び姿勢を変更することで、様々な研削対象部分に対して良好且つ効率的な研削が可能になる。

また、研削サーボモータの回転数及び回転トルクは、研削サーボモータから取得可能な回転数及び電流値のフィードバック情報を用いて制御される。これにより、回転速度及び回転トルクの安定した制御が可能である。さらに、研削サーボモータは大トルクでの駆動が可能である。よって、研削サーボモータを用いる研削装置は、様々な研削対象部分に対して高い研削力で安定した研削、つまり良好な研削を可能にする。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記制御装置は、制御プログラムに従って前記ロボットアームに自動運転させるように構成され、前記制御装置は、前記変更指令に従った前記研削装置の位置及び姿勢にするために前記ロボットアームの各関節を動作させる変更制御指令を前記ロボットアームに出力することで、前記ロボットアームの動作を制御してもよい。上記態様によると、ロボットの自動運転での良好且つ効率的な研削作業が可能になる。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記制御装置は、前記制御プログラムに従った前記自動運転のために前記ロボットアームの各関節を動作させる自動制御指令に前記変更制御指令を加えた指令を前記ロボットアームに出力してもよい。上記態様によると、ロボットアームは、制御プログラムに従った自動運転で動作しつつ、変更制御指令に従って研削装置の位置及び姿勢を自動で変更することができる。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記制御装置は、前記ロボットアームを操作するための操作入出力装置にユーザによって入力される操作に従って前記ロボットアームに手動運転させるように構成され、前記制御装置は、前記変更指令に従った前記研削装置の目標位置及び目標姿勢を含む目標情報を前記操作入出力装置に出力し、前記操作入出力装置は、前記目標情報に含まれる前記目標位置及び前記目標姿勢を提示する提示装置を含んでもよい。

上記態様によると、ロボットを使用して手動運転で研削作業を行うユーザに対して、良好且つ効率的な研削を可能にする研削装置の位置及び姿勢を提示することが可能になる。例えば、提示装置は、画像表示により目標位置及び目標姿勢を提示するように構成されてもよく、操作入出力装置におけるユーザの把持部分に負荷を発生することで、目標位置及び目標姿勢を提示するように構成されてもよい。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記制御装置は、前記ロボットアームを操作するための操作入出力装置にユーザによって入力される操作に従って前記ロボットアームに手動運転させるように構成され、前記制御装置は、前記操作入出力装置に入力される操作に従った前記手動運転のために前記ロボットアームの各関節を動作させる手動制御指令に、前記変更指令に従った前記研削装置の位置及び姿勢にするために前記ロボットアームの各関節を動作させる変更制御指令を加えた指令を前記ロボットアームに出力してもよい。上記態様によると、ロボットアームは、操作に従った手動運転で動作しつつ、変更制御指令に従って研削装置の位置及び姿勢を自動で変更することができる。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも低く且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲内に収まる又は前記電流目標範囲よりも小さい場合、前記制御装置は、異常を示す情報を出力してもよい。

上記態様によると、研削サーボモータは、回転数及び電流値が回転目標範囲及び電流目標範囲に収まるように、電流の周波数及び電流値等の制御を受ける。研削サーボモータの電流値が回転目標範囲よりも低い状態では、電流値を増加させる制御が行われる。このため、上記状態で研削サーボモータの電流値が電流目標範囲内に収まる又は電流目標範囲よりも小さい場合、研削サーボモータのどこかに異常がある可能性がある。制御装置はこのような異常の発生をユーザ等に報知することができる。回転目標範囲及び電流目標範囲は、良好且つ効率的な研削を可能にする目標範囲であってもよい。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも高く且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい又は前記電流目標範囲内に収まる場合、前記制御装置は、異常を示す情報を出力してもよい。上記態様によると、研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも高い状態では、電流値を減少させる制御が行われる。このため、上記状態で研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい又は電流目標範囲内に収まる場合、研削サーボモータのどこかに異常がある可能性がある。制御装置はこのような異常の発生をユーザ等に報知することができる。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも低く且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい場合、前記制御装置は、前記研削砥石を前記対象物から離すこと及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を小さくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定してもよい。

上記態様によると、研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも低い状態で研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい場合、研削砥石に作用する負荷が過大であり、研削が非効率である可能性がある。変更指令に従って研削装置の位置及び姿勢を変更することで、研削サーボモータの回転数及び電流値を回転目標範囲及び電流目標範囲に収まるように移行させることが可能である。よって、良好且つ効率的な研削が可能になる。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも高く且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも小さい場合、前記制御装置は、前記研削砥石を前記対象物に近づけること及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を大きくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定してもよい。

上記態様によると、研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも高い状態で研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも小さい場合、研削砥石に作用する負荷が過小であり、研削が非効率である可能性がある。変更指令に従って研削装置の位置及び姿勢を変更することで、研削サーボモータの回転数及び電流値を回転目標範囲及び電流目標範囲に収まるように移行させることが可能である。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲内に収まり且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい場合、前記制御装置は、前記研削砥石を前記対象物から離すこと及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を小さくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定してもよい。

上記態様によると、研削サーボモータの回転数が回転目標範囲内に収まる状態で研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい場合、研削砥石に作用する負荷が過大であり、研削が非効率である可能性がある。変更指令に従って研削装置の位置及び姿勢を変更することで、研削サーボモータの電流値を電流目標範囲に収まるように移行させることが可能である。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲内に収まり且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも小さい場合、前記制御装置は、前記研削砥石を前記対象物に近づけること及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を大きくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定してもよい。

上記態様によると、研削サーボモータの回転数が回転目標範囲内に収まる状態で研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも小さい場合、研削砥石に作用する負荷が過小であり、研削が非効率である可能性がある。変更指令に従って研削装置の位置及び姿勢を変更することで、研削サーボモータの電流値を電流目標範囲に収まるように移行させることが可能である。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記研削装置が前記対象物から受ける力を検出する力検出器をさらに備え、前記制御装置は、前記力検出器によって検出される力の情報を取得するように構成され、前記制御装置は、前記研削装置を用いた前記対象物の研削中、前記研削サーボモータの回転数及び電流値の変化に応じて、前記力検出器によって検出される力を変化させるような前記変更指令を決定してもよい。

上記態様によると、力検出器によって検出される力は、研削砥石が対象物から受ける反力に対応する。制御装置は、研削サーボモータの回転数及び電流値の変化に応じて、当該反力を変化させるように研削装置の位置及び姿勢を変更する変更指令を決定する。これにより、対象物への研削砥石の押し付け力の制御が可能になる。よって、良好且つ効率的な研削が可能になる。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも低く且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい場合、前記制御装置は、前記力検出器によって検出される力を減少させること及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を小さくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定してもよい。

上記態様によると、研削砥石に作用する負荷が過大である可能性がある。変更指令に従って研削装置の位置及び姿勢を変更することで、研削サーボモータの回転数及び電流値を回転目標範囲及び電流目標範囲に収まるように移行させることが可能である。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも高く且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも小さい場合、前記制御装置は、前記力検出器によって検出される力を増加させること及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を大きくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定してもよい。

上記態様によると、研削砥石に作用する負荷が過小である可能性がある。変更指令に従って研削装置の位置及び姿勢を変更することで、研削サーボモータの回転数及び電流値を回転目標範囲及び電流目標範囲に収まるように移行させることが可能である。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲内に収まり且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい場合、前記制御装置は、前記力検出器によって検出される力を減少させること及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を小さくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定してもよい。

上記態様によると、研削砥石に作用する負荷が過大である可能性がある。変更指令に従って研削装置の位置及び姿勢を変更することで、研削サーボモータの電流値を電流目標範囲に収まるように移行させることが可能である。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲内に収まり且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも小さい場合、前記制御装置は、前記力検出器によって検出される力を増加させること及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を大きくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定してもよい。

上記態様によると、研削砥石に作用する負荷が過小である可能性がある。変更指令に従って研削装置の位置及び姿勢を変更することで、研削サーボモータの電流値を電流目標範囲に収まるように移行させることが可能である。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記研削装置は、前記研削砥石が取り付けられ且つ前記研削砥石を回転する回転軸と、前記回転軸と駆動力を伝達可能に接続される減速機と、前記減速機と駆動力を伝達可能に接続される前記研削サーボモータとを含み、前記回転軸、前記減速機及び前記研削サーボモータは、この順で前記回転軸の軸方向に１列に配置されてもよい。

上記態様によると、回転軸、減速機及び研削サーボモータの配列方向と垂直である側方向で、研削装置のサイズの低減が可能である。サーボモータの大型化は、回転軸の軸方向で可能であり、側方向への影響を抑えることができる。研削装置の省スペース化とサーボモータの大型化及び高出力化とが同時に可能になる。

本開示の一態様に係るロボットにおいて、前記制御装置は、複数の駆動装置の駆動軸を同期して動作させるように前記複数の駆動装置を制御可能であるように構成され、前記ロボットアームは、前記複数の関節のそれぞれを駆動する複数の関節サーボモータを含み、前記複数の駆動装置の駆動軸は、前記複数の関節サーボモータ及び前記研削サーボモータの駆動軸を含んでもよい。上記態様によると、ロボットアームの制御系統を利用した研削装置の制御が可能である。例えば、制御装置は、研削サーボモータを外部軸として制御することが可能である。

また、上記で用いた序数、数量等の数字は、全て本開示の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本開示は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本開示の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本開示の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。

１ ロボットシステム
１００ ロボット
１１０ ロボットアーム
１２０ 研削装置
１２１ 研削砥石
１２２ 研削サーボモータ
１２３，１２５ 回転軸
１２４ 減速機
１４０ 力センサ（力検出器）
２００ 制御装置
３００ 操作入出力装置
３１０ 入力装置
３１１ 反力発生装置（提示装置）
３２０ ：表示装置（提示装置）
Ｗ 対象物
Ｗｂ 研削対象面

Claims (18)

1. 対象物の研削作業を行うロボットであって、
   複数の関節を有するロボットアームと、
   前記ロボットアームの先端に取り付けられる研削装置と、
   前記ロボットアームの動作を制御する制御装置とを備え、
   前記研削装置は、研削砥石を回転駆動する研削サーボモータを含み、
   前記制御装置は、前記研削サーボモータの回転数及び電流値の情報を取得するように構成され、
   前記制御装置は、前記研削装置を用いた前記対象物の研削中、前記研削サーボモータの回転数及び電流値の変化に応じて、前記対象物に対する前記研削装置の位置及び姿勢を変更する変更指令を出力する
   ロボット。
2. 前記制御装置は、制御プログラムに従って前記ロボットアームに自動運転させるように構成され、
   前記制御装置は、前記変更指令に従った前記研削装置の位置及び姿勢にするために前記ロボットアームの各関節を動作させる変更制御指令を前記ロボットアームに出力することで、前記ロボットアームの動作を制御する
   請求項１に記載のロボット。
3. 前記制御装置は、前記制御プログラムに従った前記自動運転のために前記ロボットアームの各関節を動作させる自動制御指令に前記変更制御指令を加えた指令を前記ロボットアームに出力する
   請求項２に記載のロボット。
4. 前記制御装置は、前記ロボットアームを操作するための操作入出力装置にユーザによって入力される操作に従って前記ロボットアームに手動運転させるように構成され、
   前記制御装置は、前記変更指令に従った前記研削装置の目標位置及び目標姿勢を含む目標情報を前記操作入出力装置に出力し、
   前記操作入出力装置は、前記目標情報に含まれる前記目標位置及び前記目標姿勢を提示する提示装置を含む
   請求項１～３のいずれか一項に記載のロボット。
5. 前記制御装置は、前記ロボットアームを操作するための操作入出力装置にユーザによって入力される操作に従って前記ロボットアームに手動運転させるように構成され、
   前記制御装置は、前記操作入出力装置に入力される操作に従った前記手動運転のために前記ロボットアームの各関節を動作させる手動制御指令に、前記変更指令に従った前記研削装置の位置及び姿勢にするために前記ロボットアームの各関節を動作させる変更制御指令を加えた指令を前記ロボットアームに出力する
   請求項１～４のいずれか一項に記載のロボット。
6. 前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも低く且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲内に収まる又は前記電流目標範囲よりも小さい場合、前記制御装置は、異常を示す情報を出力する
   請求項１～５のいずれか一項に記載のロボット。
7. 前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも高く且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい又は前記電流目標範囲内に収まる場合、前記制御装置は、異常を示す情報を出力する
   請求項１～６のいずれか一項に記載のロボット。
8. 前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも低く且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい場合、前記制御装置は、前記研削砥石を前記対象物から離すこと及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を小さくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定する
   請求項１～７のいずれか一項に記載のロボット。
9. 前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも高く且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも小さい場合、前記制御装置は、前記研削砥石を前記対象物に近づけること及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を大きくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定する
   請求項１～８のいずれか一項に記載のロボット。
10. 前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲内に収まり且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい場合、前記制御装置は、前記研削砥石を前記対象物から離すこと及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を小さくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定する
    請求項１～９のいずれか一項に記載のロボット。
11. 前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲内に収まり且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも小さい場合、前記制御装置は、前記研削砥石を前記対象物に近づけること及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を大きくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定する
    請求項１～１０のいずれか一項に記載のロボット。
12. 前記研削装置が前記対象物から受ける力を検出する力検出器をさらに備え、
    前記制御装置は、前記力検出器によって検出される力の情報を取得するように構成され、
    前記制御装置は、前記研削装置を用いた前記対象物の研削中、前記研削サーボモータの回転数及び電流値の変化に応じて、前記力検出器によって検出される力を変化させるような前記変更指令を決定する
    請求項１～１１のいずれか一項に記載のロボット。
13. 前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも低く且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい場合、前記制御装置は、前記力検出器によって検出される力を減少させること及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を小さくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定する
    請求項１２に記載のロボット。
14. 前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲よりも高く且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも小さい場合、前記制御装置は、前記力検出器によって検出される力を増加させること及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を大きくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定する
    請求項１２又は１３に記載のロボット。
15. 前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲内に収まり且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも大きい場合、前記制御装置は、前記力検出器によって検出される力を減少させること及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を小さくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定する
    請求項１２～１４のいずれか一項に記載のロボット。
16. 前記研削サーボモータの回転数が回転目標範囲内に収まり且つ前記研削サーボモータの電流値が電流目標範囲よりも小さい場合、前記制御装置は、前記力検出器によって検出される力を増加させること及び前記対象物に対する前記研削砥石の押し付け角度を大きくすることの少なくとも１つに対応するように、前記研削装置の位置及び姿勢を変更する前記変更指令を決定する
    請求項１２～１５のいずれか一項に記載のロボット。
17. 前記研削装置は、前記研削砥石が取り付けられ且つ前記研削砥石を回転する回転軸と、前記回転軸と駆動力を伝達可能に接続される減速機と、前記減速機と駆動力を伝達可能に接続される前記研削サーボモータとを含み、
    前記回転軸、前記減速機及び前記研削サーボモータは、この順で前記回転軸の軸方向に１列に配置される
    請求項１～１６のいずれか一項に記載のロボット。
18. 前記制御装置は、複数の駆動装置の駆動軸を同期して動作させるように前記複数の駆動装置を制御可能であるように構成され、
    前記ロボットアームは、前記複数の関節のそれぞれを駆動する複数の関節サーボモータを含み、
    前記複数の駆動装置の駆動軸は、前記複数の関節サーボモータ及び前記研削サーボモータの駆動軸を含む
    請求項１～１７のいずれか一項に記載のロボット。
    

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