JP2023086528A - シフト量制御システム、シフト量制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置を用いたシフト量制御と比較して、高い精度でシフト量を制御できるシフト量制御システム、シフト量制御方法及びプログラムを提供する。【解決手段】シフト量制御システム８０は、巻き付け装置２０の被操作部を、シフト量の入力値に基づいて操作する制御部１１Ａと、入力値に基づいて被操作部を移動させ、被操作部のエンドエフェクタ２４に配置された二次元変位計４２を用いて、指標体（マスタブロック４４）に所定の形状で形成された観測線の位置を測定する際に、測定された観測線の位置を取得する取得部（第３取得部１１Ｅ）と、取得部で取得された観測線の初期測定位置と、巻き付け装置２０を所定回数駆動後の観測線の測定位置との差に基づいて、被操作部におけるエンドエフェクタ２４の取付箇所に対する二次元変位計４２の位置ずれを算出し、入力値を補正する補正部１１Ｂと、を備える。【選択図】図１０

Description

本発明は、シフト量制御システム、シフト量制御方法及びプログラムに関する。

下記特許文献１には、ロボットアームに取り付けられたカメラを所定の位置へ制御してマークを撮影し、マークの予め定めた位置からのズレ量に基づいてロボットアームの制御状態を判定する状態判定装置が記載されている。

特開２０２０－１０８９０９号公報

上記特許文献１の管内の状態判定装置を用いると、ズレ量を補正してロボットの稼働を継続することができる。しかしながら、カメラ等の撮像装置の撮影によるズレ量の検出精度には限界がある。このため、ロボットアームなどの被操作部のシフト量の制御に高い精度が求められるシステムでは採用し難い。

本発明は、上記事実を考慮して、撮像装置を用いたシフト量制御と比較して、高い精度でシフト量を制御できるシフト量制御システム、シフト量制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

第一態様のシフト量制御システムは、ドラムにタイヤ部材を巻き付ける巻き付け装置の被操作部を、シフト量の入力値に基づいて操作する制御部と、前記入力値に基づいて前記被操作部を移動させ、前記被操作部のエンドエフェクタに配置された二次元変位計を用いて、指標体に所定の形状で形成された観測線の位置を測定する際に、測定された前記観測線の位置を取得する取得部と、前記取得部で取得された前記観測線の初期測定位置と、前記巻き付け装置を所定回数駆動後の前記観測線の測定位置との差に基づいて、前記被操作部におけるエンドエフェクタの取付箇所に対する前記変位計の位置ずれを算出し、前記入力値を補正する補正部と、を備える。

第一態様のシフト量制御システムは、制御部が、シフト量の入力値に基づいて巻き付け装置の被操作部を操作する。これにより、入力されたシフト量に応じて被操作部が移動して、ドラムにタイヤ部材が巻き付けられる。

ここで、巻き付け装置を繰り返し使用する過程で、機械振動やエンドエフェクタの自重等により、エンドエフェクタが、被操作部におけるエンドエフェクタの取付箇所に対して位置ずれする場合がある。エンドエフェクタが位置ずれすると、エンドエフェクタの制御点も位置ずれする。このような位置ずれした状態を放置すると、タイヤ部材をドラムの正確な位置に精度高く巻き付けることが難しい。

そこで、シフト量制御システムでは、制御部がシフト量の入力値に基づいて被操作部を移動させ、二次元変位計によって、指標体に所定の形状で形成された観測線の位置を測定する。そして、補正部が、観測線の初期測定位置と、巻き付け装置を所定回数駆動後の観測線の測定位置との差に基づいて、入力値を補正する。これにより、エンドエフェクタが位置ずれした状態でも、位置ずれの影響を低減できる。

このように、第一態様のシフト量制御システムでは、二次元変位計による測定値を用いて、シフト量の入力値を補正する。このため、例えばカメラのみを用いたシフト量制御と比較して、高い精度でシフト量を制御できる。

第二態様のシフト量制御システムは、前記取得部は、前記エンドエフェクタに取付けた測定冶具を、前記二次元変位計を用いて測定することにより、前記二次元変位計に対する前記エンドエフェクタの制御点の位置を取得し、前記補正部は、取得された前記エンドエフェクタの制御点の位置の、設定値とのずれに基づいて、前記入力値をさらに補正する。

第二態様のシフト量制御システムでは、測定冶具を用いることにより、二次元変位計に対するエンドエフェクタの制御点の位置を測定できる。そして、補正部が、エンドエフェクタの制御点の位置の、設定値とのずれに基づいて、入力値をさらに補正する。これより、シフト量の制御精度を向上できる。

第三態様のシフト量制御システムは、前記観測線は、前記指標体に形成された正方形状の凹部及び円形状の凹部によって形成されている。

第三態様のシフト量制御システムでは、観測線が正方形状の凹部及び円形状の凹部によって形成されている。すなわち、シフト量制御システムは、異なる２つの形状の観測線を備えている。このため、エンドエフェクタの位置にずれが生じた場合、そのずれ方に応じて、２つの観測線のそれぞれにおいて、検出されるずれ方が異なる。これにより、エンドエフェクタがどのようにずれているかを把握し易い。

第四態様のシフト量制御システムは、前記観測線は、前記指標体において互いに対向する両面に形成されている。

第四態様のシフト量制御システムでは、観測線は、前記指標体において互いに対向する両面に形成されているため、エンドエフェクタを指標体の両側から近づけてずれ量を把握できる。

第五態様のシフト量制御方法は、ドラムにタイヤ部材を巻き付ける巻き付け装置の被操作部を、シフト量の入力値に基づいて操作する工程と、前記被操作部のエンドエフェクタに配置された二次元変位計を用いて、指標体に所定の間隔で形成された観測線の位置を測定する際に、測定された前記観測線の位置を取得する工程と、取得された前記観測線の初期測定位置と、前記巻き付け装置を所定回数駆動後の前記観測線の測定位置との差に基づいて、前記被操作部におけるエンドエフェクタの取付箇所に対する前記変位計の位置ずれを算出し、前記入力値を補正する工程と、を備える。

第五態様のシフト量制御方法では、制御部が、シフト量の入力値に基づいて巻き付け装置の被操作部を操作する。これにより、入力されたシフト量に応じて被操作部が移動して、ドラムにタイヤ部材が巻き付けられる。

ここで、巻き付け装置を繰り返し使用する過程で、機械振動やエンドエフェクタの自重等により、エンドエフェクタが、被操作部におけるエンドエフェクタの取付箇所に対して位置ずれする場合がある。エンドエフェクタが位置ずれすると、エンドエフェクタの制御点も位置ずれする。このような位置ずれした状態を放置すると、タイヤ部材をドラムの正確な位置に精度高く巻き付けることが難しい。

そこで、シフト量制御方法では、制御部がシフト量の入力値に基づいて被操作部を移動させ、二次元変位計によって、指標体に所定の形状で形成された観測線の位置を測定する。そして、補正部が、観測線の初期測定位置と、巻き付け装置を所定回数駆動後の観測線の測定位置との差に基づいて、入力値を補正する。これにより、エンドエフェクタが位置ずれした状態でも、位置ずれの影響を低減できる。

このように、第五態様のシフト量制御方法では、二次元変位計による測定値を用いて、シフト量の入力値を補正する。このため、例えばカメラのみを用いたシフト量制御と比較して、高い精度でシフト量を制御できる。

第六態様のプログラムは、コンピュータを、ドラムにタイヤ部材を巻き付ける巻き付け装置の被操作部（ロボットアームやエンドエフェクタ）を、シフト量の入力値に基づいて操作する制御部と、前記入力値に基づいて前記被操作部を移動させ、前記被操作部のエンドエフェクタに配置された二次元変位計を用いて、指標体（マスタブロック）に所定の間隔で形成された観測線の位置を測定する際に、測定された前記観測線の位置を取得する取得部と、前記取得部で取得された前記観測線の初期測定位置と、前記巻き付け装置を所定回数駆動後の前記観測線の測定位置との差に基づいて、前記被操作部におけるエンドエフェクタの取付箇所に対する前記変位計の位置ずれを算出し、前記入力値を補正する補正部と、して機能させる。

第六態様のプログラムでは、制御部が、シフト量の入力値に基づいて巻き付け装置の被操作部を操作する。これにより、入力されたシフト量に応じて被操作部が移動して、ドラムにタイヤ部材が巻き付けられる。

ここで、巻き付け装置を繰り返し使用する過程で、機械振動やエンドエフェクタの自重等により、エンドエフェクタが、被操作部におけるエンドエフェクタの取付箇所に対して位置ずれする場合がある。エンドエフェクタが位置ずれすると、エンドエフェクタの制御点も位置ずれする。このような位置ずれした状態を放置すると、タイヤ部材をドラムの正確な位置に精度高く巻き付けることが難しい。

そこで、このプログラムでは、制御部がシフト量の入力値に基づいて被操作部を移動させ、二次元変位計によって、指標体に所定の形状で形成された観測線の位置を測定する。そして、補正部が、観測線の初期測定位置と、巻き付け装置を所定回数駆動後の観測線の測定位置との差に基づいて、入力値を補正する。これにより、エンドエフェクタが位置ずれした状態でも、位置ずれの影響を低減できる。

このように、第六態様のプログラムでは、二次元変位計による測定値を用いて、シフト量の入力値を補正する。このため、例えばカメラのみを用いたシフト量制御と比較して、高い精度でシフト量を制御できる。

第七態様のシフト量制御システムは、ドラムにタイヤ部材を巻き付ける巻き付け装置と、前記巻き付け装置に備えられた被操作部と、前記被操作部に配置されたエンドエフェクタと、所定の間隔で観測線が形成された指標体と、前記エンドエフェクタに配置され、前記観測線の位置を測定する二次元変位計と、前記被操作部をシフト量の入力値に基づいて操作する制御部と、前記入力値に基づいて前記被操作部を移動させて、前記二次元変位計を用いて前記観測線の位置を測定する際に、測定された前記観測線の位置を取得する取得部と、前記取得部で取得された前記観測線の初期測定位置と、前記巻き付け装置を所定回数駆動後の前記観測線の測定位置との差に基づいて、前記被操作部におけるエンドエフェクタの取付箇所に対する前記変位計の位置ずれを算出し、前記入力値を補正する補正部と、を有するシフト量制御装置と、を備える。

第七態様のシフト量制御システムは、制御部が、シフト量の入力値に基づいて巻き付け装置の被操作部を操作する。これにより、入力されたシフト量に応じて被操作部が移動して、ドラムにタイヤ部材が巻き付けられる。

ここで、巻き付け装置を繰り返し使用する過程で、機械振動やエンドエフェクタの自重等により、エンドエフェクタが、被操作部におけるエンドエフェクタの取付箇所に対して位置ずれする場合がある。エンドエフェクタが位置ずれすると、エンドエフェクタの制御点も位置ずれする。このような位置ずれした状態を放置すると、タイヤ部材をドラムの正確な位置に精度高く巻き付けることが難しい。

そこで、シフト量制御システムでは、制御部がシフト量の入力値に基づいて被操作部を移動させ、二次元変位計によって、指標体に所定の形状で形成された観測線の位置を測定する。そして、補正部が、観測線の初期測定位置と、巻き付け装置を所定回数駆動後の観測線の測定位置との差に基づいて、入力値を補正する。これにより、エンドエフェクタが位置ずれした状態でも、位置ずれの影響を低減できる。

このように、第七態様のシフト量制御システムでは、二次元変位計による測定値を用いて、シフト量の入力値を補正する。このため、例えばカメラのみを用いたシフト量制御と比較して、高い精度でシフト量を制御できる。

本発明のシフト量制御システム、シフト量制御方法及びプログラムでは、カメラを用いたシフト量制御と比較して、高い精度でシフト量を制御できる。

本発明の実施形態に係るシフト量制御システム、シフト量制御方法及びプログラムによって製造されるタイヤを示す判断面図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムのロボットの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムのエンドエフェクタの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、エンドエフェクタの制御点を、ビードワイヤを環状部材に巻付ける巻付け位置に配置した状態を示す斜視図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、トラッキング装置を用いて、巻付けドラムの回転中心を墨出ししている状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は、トラッキング装置を用いて、エンドエフェクタの制御点の位置を検出している状態を示す斜視図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおけるマスタブロックを示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおけるマスタブロックの平面配置を示す平面図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおけるシフト量制御装置の電気的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおけるシフト量制御装置の機能的な構成を示すブロック図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおけるシフト量データベースを示す表であり、（Ｂ）はシフト量データベースから導出される誤差テーブル及び近似関数を示すグラフである。 （Ａ）は本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおける重量対応シフト量データベースを示す表であり、（Ｂ）は重量対応シフト量データベースから導出される誤差テーブル及び近似関数を示すグラフである。 （Ａ）は本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、トラッキング装置を用いて、エンドエフェクタの制御点の位置を複数検出している状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、制御点をマスタブロックへ近接させた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、二次元変位計を用いてマスタブロックの観測線の位置を検出している状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、二次元変位計を用いてマスタブロックの観測線の位置を検出している別の状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、トラッキング装置を用いたシフト量補正処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、二次元変位計を用いたシフト量補正処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、二次元変位計を用いたシフト量補正処理によって補正された近似関数を示すグラフである。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおけるメカニカルインターフェース座標系の原点とツール座標系の原点を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて制御点をマスタブロックへ近接させた状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、二次元変位計を用いてマスタブロックの観測線の位置を検出している状態を示す斜視図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、二次元変位計を用いてマスタブロックの観測線の位置を検出している別の状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は初期値と測定値のずれを示すグラフである。 （Ａ）は本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、二次元変位計を用いてマスタブロックの観測線の位置を検出している別の状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は初期値と測定値のずれを示すグラフである。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、二次元変位計及びマスタブロックを用いたシフト量補正処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、二次元変位計とツール座標系の原点との位置ずれを把握するための冶具を示す斜視図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、二次元変位計とツール座標系の原点とのＹ方向における位置ずれを示す側面図であり、（Ｂ）は二次元変位計とツール座標系の原点とのＸ方向における位置ずれを示す側面図である。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、二次元変位計及びマスタブロックを用いたシフト量補正処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るシフト量制御システムにおいて、二次元変位計及び冶具を用いたシフト量補正処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係るシフト量制御システム、シフト量制御方法及びプログラムについて、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。但し、明細書中に特段の断りが無い限り、各構成要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。

また、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において構成を省略する又は異なる構成と入れ替える等、適宜変更を加えて実施することができる。

＜タイヤ＞
図１には、後述する巻き付け装置２０を含む生産システムによって製造可能な空気入りタイヤ（以下、「タイヤ１００と称す）が示されている。図１において、タイヤ１００は、適用リム（図示省略）に装着された状態で規定内圧を充填し、かつ、無負荷の状態として示されている。

ここで、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（Ｔｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．）のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に記載されているまたは将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム（ＥＴＲＴＯのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬではＭｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ、ＴＲＡのＹＥＡＲ ＢＯＯＫではＤｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ）を指す。（即ち、上記の「リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ＥＴＲＴＯ ２０２１年度版において「ＦＵＴＵＲＥ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＳ」として記載されているサイズを挙げることができる。）が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。

また、「規定内圧」とは、上記ＪＡＴＭＡ等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）を指し、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両毎に規定される最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）をいうものとする。

タイヤ１は、トレッド部３と、一対のショルダ部４と、一対のサイドウォール部５と、一対のビード部６と、これらの間に延在するトロイド状をなしたカーカス２と、を有している。また、タイヤ１は、カーカス２のタイヤ径方向外側であって、トレッド部３の内部にベルト３Ａを有している。一対のビード部６の一方は、２つのサイドウォール部５の一方（セリアル側サイドウォール部）に連なっている。一対のビード部６の他方は、２つのサイドウォール部５の他方（反セリアル側サイドウォール部）に連なっている。なお、図１において、２つのサイドウォールの一方（または他方）は表示されていない。）

一対のビード部６のそれぞれには、ビード７が埋設されている。ビード７は、カーカス２の折返し部分の内側に埋設されている。ビード７は、少なくとも一本のビードワイヤ８をタイヤ中心軸線周りに巻き回すことによって形成されている。また、タイヤ１は、１対のビードフィラー９を有している。ビードフィラー９はそれぞれ、ビード７のタイヤ径方向外側に隣接して配置されている（図１において、一対のビードフィラー９の一方（または他方）は図示されていない。）。即ち、ビードフィラー９もまた、カーカス２の折返し部分の内側に埋設されている。

なお、本発明に係る巻き付け装置２０を含む生産システムを用いることによって製造可能な空気入りタイヤは、図１に示すような構造のタイヤ１に限定されるものではない。本発明に係る、巻き付け装置２０を含む生産システムは、後述するように、タイヤの構成に線状部材を巻き付けた構成を含むものであれば、様々な構成のタイヤの製造に用いることができる。

＜シフト量制御システム＞
図２には、本発明の実施形態に係るシフト量制御システム８０が示されている。シフト量制御システム８０は、シフト量制御装置１０、巻き付け装置２０、トラッキング装置３０及び変位測定装置４０を含んで構成されている。

シフト量制御システム８０は、巻付け装置２０によるタイヤ１（具体的には、後述する環状部材Ｍ）へのビードワイヤ８（図１参照）等の線状部材の巻付け精度を向上させるためのシステムである。シフト量制御装置１０は、環状部材Ｍへビードワイヤ８を巻付ける際に、巻付け装置２０のシフト量制御を実施する。また、シフト量制御装置１０は、巻付け装置２０のシフト量を補正する制御を実施する。

トラッキング装置３０及び変位測定装置４０は、シフト量制御装置１０による、シフト量補正のために必要な情報を得るための装置である。図２においては、便宜的にトラッキング装置３０及び変位測定装置４０の双方が図示されているが、後述するように、トラッキング装置３０及び変位測定装置４０は必ずしも同時に使用しない。つまり、シフト量制御システム８０には、トラッキング装置３０及び変位測定装置４０の一方を省略した態様も含まれる。

＜巻付け装置＞
巻付け装置２０は、ロボット２２及び巻付けドラム２６を含んで形成された生産設備である。

（巻付けドラム）
巻付けドラム２６は、未加硫のゴムタイヤで形成された環状部材Ｍを支持する支持部である。環状部材Ｍには、エンドエフェクタ２４から上述したビードワイヤ８が供給される。

なお、図２においては、タイヤ中心軸線ＣＬ１がＸ方向に沿って配置され、このＸ方向に沿って、巻付けドラム２６とロボット２２とが配置されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。図２に示した配置は、説明の便宜上好適である一例を示したものであり、例えば図８に示すように、巻付けドラム２６とロボット２２とは、Ｘ方向と直交するＹ方向に沿って配置してもよい。

（ロボットの構成）
ロボット２２は、ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４を有するタイヤの生産装置である。エンドエフェクタ２４は、ロボットアーム１１２の先端に取り付けられている。

図３に示すように、ロボット２２は、少なくとも１つの関節１１１（関節１１１ａ～１１１ｆ）を有するロボットアーム１１２と、エンドエフェクタ２４と、を含んで構成されている。本実施形態において、エンドエフェクタ２４は、ロボットアーム１１２の先端Ｅ１１２に取り付けられている。

ロボット２２は、６軸以上の自由度を有している。本実施形態において、ロボット２２は、６軸ロボットである。ロボットアーム１１２は、第１アーム１１２ａ、第２アーム１１２ｂ、第３アーム１１２ｃ、第４アーム１１２ｄ、第５アーム１１２ｅ、第６アーム１１２ｆ及び第７アーム１１２ｇを有している。

６軸ロボットであるロボット２２は、６つの関節（１１１ａ～１１１ｆ）を有している。第１関節１１１ａは、例えば、第２アーム１１２ｂを第１アーム１１２ａに対して旋回可能に連結する。第２関節１１１ｂは、例えば、第３アーム１１２ｃを第２アーム１１２ｂに対して前後方向に揺動可能に連結する。

第３関節１１１ｃは、例えば、第４アーム１１２ｄを第３アーム１１２ｃに対して上下方向に揺動可能に連結する。第４関節１１１ｄは、例えば、第５アーム１１２ｅを第４アーム１１２ｄに対して旋回可能に連結する。第５関節１１１ｅは、第６アーム１１２ｆを第５アーム１１２ｅに対して上下方向に揺動可能に連結する。

第６関節１１１ｆは、例えば、第７アーム１１２ｇを第６アーム１１２ｆに対して旋回可能に連結する。第７アーム１１２ｇの先端は、ロボットアーム１１２の先端Ｅ１１２を構成する。第７アーム１１２ｇの先端には、エンドエフェクタ２４を取り付けることができる。

これらの構成により、ロボット２２は、図２に示すＸＹＺ軸の座標系において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の３つの直線方向に自由度を有しているとともにＸ軸の周り、Ｙ軸の周りおよびＺ軸の周りの３つの軸の周りに自由度を有している。

ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸はそれぞれ、互いに直交する軸である。本実施形態によれば、例えば、Ｚ軸は、鉛直方向に対して平行になるように設定することができる。また、本実施形態によれば、Ｘ軸及びＹ軸は、タイヤ中心軸線ＣＬ１が水平面に含まれるときの当該タイヤ中心軸線ＣＬ１に対して平行になるように設定することができる。さらに、本実施形態によれば、Ｘ軸及びＹ軸は、タイヤ中心軸線が水平面に含まれる状態でタイヤ幅方向中心線を水平面でみたときの当該タイヤ幅方向中心線に対して平行になるように設定することができる。

（巻き付け装置の制御の概要）
巻付け装置２０を形成するロボット２２及び巻付けドラム２６の動きは、シフト量制御装置１０によって関連付けられて制御される。但し、ロボット２２及び巻付けドラム２６のそれぞれを、別個の制御装置によって制御することもできる。この場合、個々の制御装置は、互いに双方向通信を可能なものとすることが好ましい。

巻付けドラム２６は、環状部材Ｍを回転させる回転駆動部２６Ａを含んでいる。回転駆動部２６Ａは、タイヤ中心軸線ＣＬ１を中心に環状部材Ｍを回転させることができる。本実施形態において、回転駆動部２６Ａは、シフト量制御装置１０からの指令に従い、環状部材Ｍを、タイヤ中心軸線ＣＬ１を中心として所定角度ごとに回転させることができる。または、無段階に回転させることができる。

シフト量制御装置１０は、エンドエフェクタ２４が環状部材Ｍの回転角度に応じた所定位置に位置するようにロボット２２を位置制御する。ロボット２２は、シフト量制御装置１０からの指令に従い、エンドエフェクタ２４を環状部材Ｍの回転角度に応じた目標位置に移動させる。

（エンドエフェクタの構成）
図４には、本発明の実施形態に係るエンドエフェクタ２４の構成の一例が概略で示されている。エンドエフェクタ２４は、ジョイント部２４Ａ、導入部２４Ｂ及び排出部２４Ｃを備えたデバイスである。

ジョイント部２４Ａは、ロボットアーム１１２の先端Ｅ１１２に対して、回転可能に取り付けられる部分である。導入部２４Ｂは、ジョイント部２４Ａに固定され、エンドエフェクタ２４へビードワイヤ８（図１参照）を導入する部分である。排出部２４Ｃは、駆動回転部２９を介して導入部２４Ｂに連結され、導入部２４Ｂから導入されたビードワイヤ８をエンドエフェクタ２４から排出して、環状部材Ｍ（図２参照）に向かって送り出す部分である。

ここで、排出部２４Ｃは、駆動回転部２９に固定された支持部２４ｂ、巻付ローラ２３ａ及び二次元変位計４２を備えている。

巻付ローラ２３ａは、支持部２４ｂに対して自由回転可能に配置されている。図示は省略するが、巻付ローラ２３ａの外周面には、周溝が形成されている。ビードワイヤ８は、巻付ローラ２３ａの周溝に保持される。

巻付ローラ２３ａは、エンドエフェクタ２４内を流れるビードワイヤ８（図１、２参照）をエンドエフェクタ２４の外側に送り出すことができる。これによって、巻付ローラ２３ａを図２に示す環状部材Ｍに押し付ければ、巻付ローラ２３ａから送り出されたビードワイヤ８を環状部材Ｍに取り付けることができる。

したがって、巻付ローラ２３ａを環状部材Ｍに押し付けた状態でエンドエフェクタ２４を環状部材Ｍの周りに回転させれば、ビードワイヤ８を環状部材Ｍに対して巻き付けることができる。あるいは、巻付ローラ２３ａを環状部材Ｍに押し付けた状態で環状部材Ｍを回転させれば、ビードワイヤ８を環状部材Ｍに対して巻き付けることができる。

シフト量制御システム８０において、ビードワイヤ８を環状部材Ｍに巻き付けるときには、環状部材Ｍは、巻付けドラム２６の回転駆動部２６Ａによって、当該回転駆動部２６Ａのタイヤ中心軸線ＣＬ１周りを所定角度ごとに順次回転される。

また、シフト量制御システム８０において、ロボット２２は、エンドエフェクタ２４の巻付ローラ２３ａが、環状部材Ｍにおいてビードワイヤ８を巻き付けるべき目標位置に位置するように、当該環状部材Ｍの回転角度に応じた所定位置に位置制御される。

即ち、本実施形態に係るシフト量制御システム８０は、環状部材Ｍを回転させながら、エンドエフェクタ２４の巻付ローラ２３ａが環状部材Ｍの回転角度に応じた所定位置に位置するように、ロボット２２を位置制御する。

本実施形態において、ビードワイヤ８を環状部材Ｍに巻き付ける位置は、エンドエフェクタ２４の巻付ローラ２３ａの位置に依存する。図４に示すように、エンドエフェクタ２４において、巻付ローラ２３ａは、ビードワイヤ８が排出される位置Ｐ（「制御点Ｐ」ともいう。）が、ジョイント部２４Ａ及び駆動回転部２９のタイヤ中心軸線ＣＬ２上となる位置に配置されている。

また、排出部２４Ｃは、巻付ローラを移動させるためのアクチュエータ２３ｂ（以下、「巻付ローラ用アクチュエータ２３ｂ」ともいう。）を有している。巻付ローラ用アクチュエータ２３ｂは、巻付ローラ２３ａを環状部材Ｍに向かって押圧することによって、当該巻付ローラ２３ａを環状部材Ｍに押し付けることができる。また、巻付ローラ用アクチュエータ２３ｂは、巻付ローラ２３ａを環状部材Ｍから遠ざけることによって、当該巻付ローラ２３ａを環状部材Ｍから離間させることができる。

これによって、巻付ローラ２３ａと環状部材Ｍとの間のビードワイヤ８に対する押し力を調整または解除することができる。本実施形態において、巻付ローラ用アクチュエータ２３ｂは、エアーシリンダで構成されている。エアーシリンダによれば、環状部材Ｍの下地表面（巻付ローラ２３ａが押し付けられる環状部材Ｍの表面）に形成された凹凸形状の変化は、当該エアーシリンダの伸縮によって吸収することができる。

ただし、巻付ローラ用アクチュエータ２３ｂには、油圧シリンダ、モータアクチュエータなどの、アクチュエータを採用することができる。また、本発明によれば、巻付ローラ用アクチュエータ２３ｂは、省略することができる。

二次元変位計４２は、環状部材Ｍの周辺情報を得るための情報取得部である。本実施形態に係るエンドエフェクタ２４は、支持部２４ｂの先端側の位置に二次元変位計４２を有している。なお、二次元変位計４２は、後述する変位測定装置４０の一部を構成している。

二次元変位計４２は、光切断法を用いたレーザー変位計であり、帯状のレーザー光を対象物の表面に照射し、その反射光を受光することで、対象物の形状を測定する。本実施形態においては、二次元変位計４２は、ビードワイヤ８が取り付けられる環状部材Ｍの周辺の情報を集める。環状部材Ｍの周辺情報（以下、「対象物周辺情報」ともいう。）としては、例えば、環状部材Ｍの面積、長さ、幅、色、位置、形状が挙げられる。二次元変位計４２から得られた対象物周辺情報は、シフト量制御装置１０に入力される。シフト量制御装置１０は、対象物周辺情報に基いて、ビードワイヤ８を環状部材Ｍに取り付けるように、ロボット２２および巻付けドラム２６を制御する。

＜シフト量＞
図２に示すシフト量制御装置１０は、巻付けドラム２６にタイヤ部材であるビードワイヤ８を巻き付ける巻き付け装置２０の被操作部を、シフト量の入力値に基づいて操作する。

「巻き付け装置２０の被操作部」とは、ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４である。また、「シフト量の入力値」とは、シフト量制御装置１０において、後述する入力部１４を介してユーザによって入力された、制御点Ｐの移動量である。「移動量」とは、上述したＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の３つの直線方向に沿う移動量を含み、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を回転中心とする３つの回転方向の移動量を含む。

（シフト量の誤差）
図５には、シフト量制御装置１０が、ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４を制御して、巻付けドラム２６の環状部材Ｍへビードワイヤ８を巻付けようとしている状態が図示されている。

このとき、シフト量制御装置１０は、シフト量の入力値に基づいて、エンドエフェクタ２４の制御点Ｐを、所定の初期位置（「ベンチマークＰ０」と称す）から、巻付け作業を実施する位置Ｐ１へ移動させる制御を実施する。

しかしながら、ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４の実際のシフト量には、入力値に対して誤差が生じ得る。例えば制御点Ｐが実際に移動した距離（実シフト量）が入力値と異なる場合、制御点Ｐは、巻付け作業を実施する位置Ｐ１から位置ずれした位置へ移動する。

このような状態でビードワイヤ８の巻付け作業を実施すると、タイヤ１のユニフォミティに影響を与える可能性がある。したがって、制御点Ｐの実シフト量と入力値との間の誤差を縮小することが求められる。

そこで以下の説明においては、まず、制御点Ｐの実シフト量と入力値との間の誤差を縮小するために用いられるトラッキング装置３０及び変位測定装置４０の構成について説明する。次に、巻付け装置２０、トラッキング装置３０及び変位測定装置４０を制御するシフト量制御装置１０の電気的な構成及び機能的な構成について説明する。

そして、シフト量制御装置１０によって巻付け装置２０、トラッキング装置３０及び変位測定装置４０を制御して、制御点Ｐの実シフト量と入力値との間の誤差を縮小する方法について説明する。

＜トラッキング装置＞
図６には、トラッキング装置３０が示されている。トラッキング装置３０は、トラッカ本体３２と、リフレクタ３４と、を備えている。トラッカ本体３２は、レーザー光線及び角度エンコーダを用いて、リフレクタ３４の３次元の位置を測定する。

トラッカ本体３２から照射されたレーザー光線は、リフレクタ３４で反射される。トラッカ本体３２は、リフレクタ３４で反射されて戻ってきた光線を検出し、トラッカ本体３２からリフレクタ３４までの距離、角度エンコーダの方位角と点頂角とを算出する。トラッキング装置３０の使用方法については後述する。

＜変位測定装置＞
図２に示すように、変位測定装置４０は、上述した二次元変位計４２及び指標体（マスタブロック４４）を含んで構成されている。二次元変位計４２の構成は、上述した通りである。

変位測定装置４０は、以下に説明するマスタブロック４４に形成された観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２、４４Ｘ３、４４Ｚ１、４４Ｚ２、４４Ｚ３、４４Ｍ１及び４４Ｍ２（図７参照）の位置を二次元変位計４２によって測定し、その測定された位置と、実際のこれらの観測線の位置との差を検出するための装置である。

（マスタブロックの構成）
図７に示すように、マスタブロック４４は、略Ｌ型の板状部材であり、例えば金属や樹脂の削り出しによって製作される。マスタブロック４４は、板状の面内方向を上下方向に沿って配置される。なお、図７において示すＸ、Ｙ、Ｚ方向及びマスタブロック４４に関する説明におけるＸ、Ｙ、Ｚ方向は便宜的なものであり、必ずしも他図に示されたＸ、Ｙ、Ｚ方向と一致するものではない。

マスタブロック４４には、観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２及び４４Ｘ３が形成されている。観測線４４Ｘ１及び４４Ｘ３は、マスタブロック４４におけるＸ方向端部によって形成される直線である。観測線４４Ｘ２は、マスタブロック４４に形成された溝４４Ａによって形成される直線である。観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２及び４４Ｘ３は、Ｚ方向に沿う直線であり、互いに所定の間隔Ｘ１（例えばＸ１＝１００[mm]）で配置されている。

また、マスタブロック４４には、観測線４４Ｚ１、４４Ｚ２及び４４Ｚ３が形成されている。観測線４４Ｚ１及び４４Ｚ３は、マスタブロック４４におけるＺ方向端部によって形成される直線である。観測線４４Ｚ２は、マスタブロック４４に形成された溝４４Ｂによって形成される直線である。観測線４４Ｚ１、４４Ｚ２及び４４Ｚ３は、Ｘ方向に沿う直線であり、互いに所定の間隔Ｚ１（例えばＺ１＝１００[mm]）で配置されている。

さらに、マスタブロック４４には、観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２、４４Ｚ１及び４４Ｚ２に挟まれた位置に、観測線４４Ｍ１及び４４Ｍ２が形成されている。観測線４４Ｍ１及び４４Ｍ２は、マスタブロック４４に所定の形状で形成された指標線である。

このうち、観測線４４Ｍ１は、マスタブロック４４に形成された略矩形状（例えば角がＲ加工された正方形状）の凹部４４Ｃによって形成された線である。また、観測線４４Ｍ２は、凹部４４Ｃ形成された円形状の凹部４４Ｄによって形成された線である。

これらの観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２、４４Ｘ３、４４Ｚ１、４４Ｚ２、４４Ｚ３、４４Ｍ１及び４４Ｍ２は、マスタブロック４４におけるＹ方向の両面（対向する両面）に形成されている。

（マスタブロックの配置）
図８には、ロボット２２、巻付けドラム２６及びマスタブロック４４の平面配置の一例が示されている。この図の矢印Ｋ１に示されるように、巻付ローラ２３ａの制御点Ｐは、所定の位置を起点として、ロボット２２のロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４を操作することにより、ベンチマークＰ０又は巻付け作業を実施する位置Ｐ１（図５参照）へ移動する。

なお、実線の矢印Ｋ１で示される制御点Ｐの軌跡は、タイヤ１（図１参照）のセリアル側へのアプローチ経路を示している。反セリアル側へのアプローチ経路は破線の矢印Ｋ１で示している。

矢印Ｋ１で示される制御点Ｐの軌跡は、ロボットアーム１１２における各アーム（第１アーム１１２ａ、第２アーム１１２ｂ、第３アーム１１２ｃ、第４アーム１１２ｄ、第５アーム１１２ｅ、第６アーム１１２ｆ及び第７アーム１１２ｇ）及び各関節１１１ａ～１１１ｆのそれぞれを、必要に応じて駆動させることにより、実現される。

ここで、ロボット２２は、第１アーム１１２ａと第２アーム１１２ｂとの間の関節１１１ａを操作することにより、矢印Ｋ３（図３も併せて参照）に示すように、第２アーム１１２ｂ、第３アーム１１２ｃ、第４アーム１１２ｄ、第５アーム１１２ｅ、第６アーム１１２ｆ及び第７アーム１１２ｇ及びエンドエフェクタ２４が一体的に回転する。

このとき、制御点Ｐの位置も、矢印Ｋ４で示すように、関節１１１ａの回転角αに応じて移動する。マスタブロック４４は、この移動先の制御点Ｐから、矢印Ｋ２で示す軌跡を描いて移動できる位置に設置する。回転角αは任意の値を設定できる。

矢印Ｋ２で示す軌跡は、矢印Ｋ１で示す軌跡と、ロボットアーム１１２における各アーム及び各関節の動作が略同一である軌跡である。「略同一」とは、同一である場合と、ほぼ同一である場合と、を含む。

ロボットアーム１１２における各アーム及び各関節の動作がほぼ同一である例として、図８には、矢印Ｋ１で示す軌跡において巻付けドラム２６へ近接する移動距離Ｌ１が、矢印Ｋ２で示す軌跡においてマスタブロック４４へ近接する移動距離Ｌ２と異なる例が示されている。移動距離Ｌ１及びＬ２を除いて、２つの軌跡は同一である。

なお、マスタブロック４４は、マスタブロック４４の上下端の双方が、ビードワイヤ８の巻付け時に制御点Ｐが上下方向に動く可動域内に位置するように配置することが好ましい。

＜シフト量制御装置の電気的な構成＞
図９には、シフト量制御装置１０の電気的な構成を示すブロック図が示されている。シフト量制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：プロセッサ）１１、一時記憶領域としてのメモリ１２、不揮発性の記憶部１３、キーボードとマウス等の入力部１４、液晶ディスプレイ等の表示部１５、媒体読み書き装置（Ｒ／Ｗ）１６、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１８及び外部Ｉ／Ｆ部１９を備えている。ＣＰＵ１１、メモリ１２、記憶部１３、入力部１４、表示部１５、媒体読み書き装置１６、通信Ｉ／Ｆ部１８及び外部Ｉ／Ｆ部１９はバスＢ１を介して互いに接続されている。媒体読み書き装置１６は、記録媒体１７に書き込まれている情報の読み出し及び記録媒体１７への情報の書き込みを行う。

（記憶部）
記憶部１３はＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等によって実現される。記憶媒体としての記憶部１３には、シフト量制御プログラム１３Ａが記憶されている。シフト量制御プログラム１３Ａは、シフト量制御プログラム１３Ａが書き込まれた記録媒体１７が媒体読み書き装置１６にセットされ、媒体読み書き装置１６が記録媒体１７からのシフト量制御プログラム１３Ａの読み出しを行うことで、記憶部１３へ記憶される。ＣＰＵ１１は、シフト量制御プログラム１３Ａを記憶部１３から読み出してメモリ１２に展開し、シフト量制御プログラム１３Ａが有するプロセスを順次実行する。

（シフト量データベース）
記憶部１３には、シフト量データベース１３Ｂが記憶されている。図１１（Ａ）に示すように、シフト量データベース１３Ｂは、入力値と実シフト量との対応関係が複数記憶されたデータベースである。

具体的には、シフト量データベース１３Ｂには、制御部１１Ａに入力された制御点Ｐのシフト量の入力値Ａ１、Ａ２、Ａ３、…が記録され、かつ、各入力値によって制御されたリフレクタ３４のシフト量（制御点Ｐのシフト量、又は、ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４の実シフト量）Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、…が記録される。

また、記憶部１３には、シフト量データベース１３Ｂに記憶された各値を用いて、制御点Ｐのシフト量を補正するための演算式が記憶されている。この演算式によれば、入力値Ａ１、Ａ２、Ａ３、…及びシフト量Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、…の対応関係から導出された図１１（Ｂ）に示す誤差テーブルから、入力値Ａとシフト量誤差との関係を示す近似関数Ｆ（Ａ）を導出することができる。

（重量対応シフト量データベース）
上記のシフト量データベース１３Ｂは、図１２（Ａ）に示す重量対応シフト量データベース１３Ｃに代えてもよい。

重量対応シフト量データベース１３Ｃは、被操作部（ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４）の重量と実シフト量との対応関係が複数記憶されたデータベースである。

具体的には、重量対応シフト量データベース１３Ｃには、制御部１１Ａに入力された制御点Ｐのシフト量の入力値Ａ１、Ａ２、Ａ３、…が記録され、かつ、各入力値によって制御されたリフレクタ３４のシフト量（制御点Ｐのシフト量、又は、ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４の実シフト量）Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、…が記録され、かつ、被操作部（ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４）の重量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、…が記録される。

この場合においても、記憶部１３には、重量対応シフト量データベース１３Ｃに記憶された各値を用いて、制御点Ｐのシフト量を補正するための演算式が記憶されている。この演算式によれば、重量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、…及びシフト量Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、…の対応関係から導出された、図１２（Ｂ）に示す誤差テーブルから、重量Ｃとシフト量誤差との関係を示す近似関数Ｆ（Ｃ）を導出することができる。

なお、近似関数Ｆ（Ａ）に示したようにシフト量の入力値に応じてシフト量誤差が変位することを考慮して、記憶部には、この近似関数Ｆ（Ｃ）が、所定の入力値毎に導出されるように演算式を記憶しておくことが好ましい。なお、本発明においては、必ずしもシフト量データベース１３Ｂや重量対応シフト量データベース１３Ｃを備えている必要はない。

（入力部）
入力部１４では、ユーザによって、シフト量制御プログラム１３Ａを開始及び終了するための操作が実行される。また、上述したように、入力部１４では、ユーザによって、制御点Ｐのシフト量を入力する操作が実行される。ユーザとは、一例として、シフト量制御システム８０の管理者である。

（表示部）
表示部１５には、シフト量制御プログラム１３Ａを開始及び終了するための情報（例えば入力ボタン）が表示される。なお、シフト量制御プログラム１３Ａが、ユーザの操作に依らず、例えばシフト量制御システム８０の起動と共に自動的に開始される場合で、かつ、制御点Ｐのシフト量の入力操作が、別のシステムを介して入力される場合は、入力部１４及び表示部１５は必ずしも必要ではない。

＜シフト量制御装置の機能的な構成＞
次に、図１０を参照して、本実施形態に係るシフト量制御装置１０の機能的な構成について説明する。図１０に示すように、シフト量制御装置１０は、制御部１１Ａ、補正部１１Ｂ、第１取得部１１Ｃ、第２取得部１１Ｄ、第３取得部１１Ｅを含む。シフト量制御装置１０のＣＰＵ１１がシフト量制御プログラム１３Ａを実行することで制御部１１Ａ、補正部１１Ｂ、第１取得部１１Ｃ、第２取得部１１Ｄ、第３取得部１１Ｅとして機能する。

（制御部）
制御部１１Ａは、巻付けドラム２６にタイヤ部材としてのビードワイヤ―８（図１参照）を巻き付ける巻き付け装置２０の被操作部（ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４）を、入力部１４等を介して入力された、制御点Ｐのシフト量の入力値に基づいて操作する。

また、制御部１１Ａは、後述する補正部１１Ｂによって補正された入力値（補正後入力値）に基づいて、巻き付け装置２０の被操作部（ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４）を操作する。

さらに、制御部１１Ａは、トラッキング装置３０におけるトラッカ本体３２を制御して、このトラッカ本体３２に、リフレクタ３４のシフト量（換言すると、制御点Ｐのシフト量、又は、ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４の実シフト量）を測定させる。

またさらに、制御部１１Ａは、変位測定装置４０における二次元変位計４２を制御して、この二次元変位計４２に、マスタブロック４４に所定の間隔（１００[mm]）及び所定の位置に形成された観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２、４４Ｘ３、４４Ｚ１、４４Ｚ２、４４Ｚ３、４４Ｍ１及び４４Ｍ２（図７参照）の位置を測定させる。

なお、制御部１１Ａは、巻き付け装置２０の制御とトラッカ本体３２の制御を連動して実施することができる。同様に、制御部１１Ａは、巻き付け装置２０の制御と二次元変位計４２の制御を連動して実施することができる。

（変位量取得部）
変位量取得部１１Ｆは、第１取得部１１Ｃ、第２取得部１１Ｄ及び第３取得部１１Ｅを含んで構成されている。

第１取得部１１Ｃは、トラッキング装置３０におけるトラッカ本体３２によって測定されたリフレクタ３４のシフト量（換言すると、制御点Ｐのシフト量、又は、ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４の実シフト量）を取得する。トラッカ本体３２によるリフレクタ３４のシフト量の測定方法については後述する。

第１取得部１１Ｃによって取得されたリフレクタ３４のシフト量は、制御部１１Ａに入力された制御点Ｐのシフト量の入力値と関連付けられて、上述した記憶部１３におけるシフト量データベース１３Ｂ（図１１（Ａ）参照）に記憶される。

また、記憶部１３に、重量対応シフト量データベース１３Ｃ（図１２（Ａ）参照）が格納されている場合は、第１取得部１１Ｃによって取得されたリフレクタ３４のシフト量は、ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４の重量と関連付けられて、重量対応シフト量データベース１３Ｃに記憶される。なお、本発明においてシフト量データベース１３Ｂや重量対応シフト量データベース１３Ｃを備えていない場合は、第１取得部１１Ｃも備えている必要はない。この場合は、トラッキング装置３０も設ける必要はない。

第２取得部１１Ｄは、エンドエフェクタ２４に配置された二次元変位計４２が測定した観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２、４４Ｘ３、４４Ｚ１、４４Ｚ２及び４４Ｚ３（図７参照）の位置を取得する。二次元変位計４２による観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２、４４Ｘ３、４４Ｚ１、４４Ｚ２及び４４Ｚ３の位置の測定方法は後述する。

なお、第２取得部１１Ｄが取得する測定値は、後述する補正部１１Ｂによって補正された入力値に基づいて被操作部（ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４）を移動させた場合の測定値である。なお、本発明においては、必ずしも第２取得部１１Ｄを備えている必要はない。

第３取得部１１Ｅは、エンドエフェクタ２４に配置された二次元変位計４２が測定した観測線４４Ｍ１及び４４Ｍ２（図７参照）の位置を取得する。二次元変位計４２による観測線４４Ｍ１及び４４Ｍ２の位置の測定方法は後述する。

また、第３取得部１１Ｅは、エンドエフェクタ２４に取付けた測定冶具５０（図２５参照）を、二次元変位計４２を用いて測定することにより、二次元変位計４２に対するエンドエフェクタ２４の制御点Ｐの位置を取得する。二次元変位計４２による測定冶具５０の測定方法は後述する。

（補正部）
補正部１１Ｂは、制御部１１Ａに入力された、制御点Ｐのシフト量の「入力値」と、第１取得部１１Ｃが取得したリフレクタ３４のシフト量（換言すると、制御点Ｐのシフト量、又は、ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４の「実シフト量」）との差に基づいて、制御部１１Ａへの入力値を補正する。

具体的な補正フローは後述するが、補正部１１Ｂは、制御点Ｐのシフト量が入力部１４等を介して制御部１１Ａに入力されると、記憶部１３に格納されたシフト量データベース１３Ｂ及び演算式を用いて、図１１（Ｂ）に示す近似関数Ｆ（Ａ）を導出する。補正部１１Ｂは、さらにこの近似関数Ｆ（Ａ）に制御部１１Ａに入力された入力値を代入することで、シフト量誤差を算出する。そして、補正部は、算出された誤差分、制御部１１Ａに入力されたシフト量を補正して、制御部１１Ａへ補正された入力値を入力し直す。

そして、制御部１１Ａは、上述したように、補正部１１Ｂによって補正された入力値（補正後入力値）に基づいて、巻き付け装置２０の被操作部（ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４）を操作する。なお、第１取得部１１Ｃを備えない場合、補正部１１Ｂは、リフレクタ３４のシフト量に基づく入力値の補正処理を実施しない。

また、補正部１１Ｂは、第２取得部１１Ｄで取得された観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２、４４Ｘ３、４４Ｚ１、４４Ｚ２及び４４Ｚ３の位置と、実際の観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２、４４Ｘ３、４４Ｚ１、４４Ｚ２及び４４Ｚ３の位置との差に基づいて、制御部１１Ａへの入力値をさらに補正する。具体的な補正フローは後述する。なお、第２取得部１１Ｄを備えない場合、補正部１１Ｂは、観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２、４４Ｘ３、４４Ｚ１、４４Ｚ２及び４４Ｚ３の位置に基づく入力値の補正処理を実施しない。

さらに、補正部１１Ｂは、第３取得部１１Ｅで取得された観測線Ｍ１及びＭ２の初期測定位置と、巻き付け装置２０を所定回数駆動後の観測線Ｍ１及びＭ２の測定位置との差に基づいて、ロボットアーム１１２へのエンドエフェクタ２４の取付箇所（ロボットアーム１１２の先端Ｅ１１２）に対する二次元変位計４２の位置ずれを算出し、制御部１１Ａへの入力値を補正する。具体的な補正フローは後述する。

またさらに、補正部１１Ｂは、第３取得部１１Ｅで取得されたエンドエフェクタ２４の制御点Ｐの位置の、設定値とのずれに基づいて、制御部１１Ａへの入力値をさらに補正する。具体的な補正フローは後述する。

＜トラッキング装置の使用方法＞
トラッキング装置３０を用いて制御点Ｐの実シフト量を測定するためには、まず、図６（Ａ）に示すように、巻付けドラム２６へリフレクタ３４を取付ける。制御部１１Ａは、ユーザによる入力部１４等への指示入力に応じて、トラッキング装置３０におけるトラッカ本体３２を制御し、トラッカ本体３２からレーザー光線を照射する。また、制御部１１Ａは、同時に回転駆動部２６Ａを制御して、巻付けドラム２６を回転させる。

これにより、巻付けドラム２６の回転中心であるタイヤ中心軸線ＣＬ１の位置（ＹＺ平面における位置）が、基準点Ｐ２として墨出しされる。第１取得部１１Ｃは、基準点Ｐ２の位置を取得する。

なお、位置を特定できる点であれば、基準点Ｐ２の位置は、巻付けドラム２６の回転中心でなくてもよい。例えば巻付けドラム２６における任意の場所（移動しない場所が好ましい）を、基準点Ｐ２として設定できる。この場合、巻付けドラム２６を回転させて基準点Ｐ２を墨出しする必要はない。

次に、図６（Ｂ）に示すように、エンドエフェクタ２４にリフレクタ３４を取付ける。リフレクタ３４は、制御点Ｐの近傍に設置することが好ましい。制御部１１Ａは、ユーザによる入力部１４等への指示入力に応じて、トラッキング装置３０におけるトラッカ本体３２を制御し、トラッカ本体３２からレーザー光線を照射する。これにより、リフレクタ３４の位置を示す測定点Ｐ３が検出される。第１取得部１１Ｃは、測定点Ｐ３の位置を取得する。

そして、図１３に示すように、制御部１１Ａは、ロボット２２（ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４の少なくとも一方）を制御して、制御点Ｐを移動させる。本例においては、制御点ＰをＺ軸方向に沿って移動させる。このとき、制御部１１Ａは、シフト量の入力値に基づいてロボット２２を制御して、制御点Ｐを複数回移動させる。例えばシフト量の入力値が１００[mm]とされていた場合に、シフト量制御装置１０は、ロボット２２を制御して、制御点Ｐを１００[mm]ずつ、複数回移動させる。

また、制御部１１Ａは、制御点Ｐを移動させる度にトラッカ本体３２を制御して、トラッカ本体３２からレーザー光線を照射する。これにより、それぞれリフレクタ３４の位置（測定点Ｐ４、Ｐ５、…）が検出される。第１取得部１１Ｃは、測定点Ｐ４、Ｐ５、…の位置を取得する。

ここで、第１取得部１１Ｃは、例えば基準点Ｐ２、測定点Ｐ３、Ｐ４及びＰ５の位置から、「基準点Ｐ２と測定点Ｐ３とのＺ軸方向に沿う距離」、「基準点Ｐ２と測定点Ｐ４とのＺ軸方向に沿う距離」及び「基準点Ｐ２と測定点Ｐ５とのＺ軸方向に沿う距離」を算出して取得する。

また、第１取得部１１Ｃは、これらの差分から、「測定点Ｐ３と測定点Ｐ４とのＺ軸方向に沿う距離」すなわち制御点Ｐが、測定点Ｐ３からＰ４へ移動した「実シフト量」を算出して取得する。同様に、第１取得部１１Ｃは、制御点Ｐが、測定点Ｐ４からＰ５へ移動した「実シフト量」を算出して取得する。

このように取得された制御点Ｐの実シフト量は、シフト量の入力値と関連付けられて、記憶部１３に格納されたシフト量データベース１３Ｂに記憶される。

なお、制御部１１Ａは、必要に応じて、ロボット２２に対する同様の制御を、制御点Ｐを横方向（例えばＸ方向又はＹ方向）に沿って移動させることでも実施する。また、制御点Ｐを、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の周りに回転移動させることでも実施する。これにより、シフト量データベース１３Ｂには、移動方向毎に、制御点Ｐの実シフト量が記憶される。

（トラッキング装置を用いたシフト量補正フロー）
図１６には、トラッキング装置３０を用いたシフト量補正処理２００のフローが示されている。ユーザからの入力部１４を介した実行指示等に応じて、シフト量制御装置１０のＣＰＵ１１がシフト量制御プログラム１３Ａを実行することにより、図１６に示すシフト量補正処理が実行される。

シフト量制御プログラム１３Ａの実行が開始されると、ステップ２０２で、ＣＰＵ１１は、上述したように、トラッカ本体３２からレーザー光線を照射し、巻付けドラム２６を回転させて、基準点Ｐ２を取得する。

次に、ＣＰＵ１１は、ユーザによるトラッキング指示の受付待ちを行う。ユーザは、例えば巻付けドラム２６からリフレクタ３４を取り外し、エンドエフェクタ２４に設置して、トラッキング指示を入力する。ＣＰＵ１１は、トラッキング指示を受け付けたか否かを判定し、肯定判定となった場合は、ステップ２０６へ移行する。一方、否定判定となった場合は、ＣＰＵ１１は、肯定判定となるまで、ステップ２０４を繰り返し実行する。

ステップ２０６で、ＣＰＵ１１は、上述したように、トラッカ本体３２からレーザー光線を照射し、ロボット２２を駆動させて、測定点Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、…の位置を取得する。

なお、本例においては、制御点ＰをＺ方向に移動させて測定点Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、…の位置を取得することについて説明しているが、ＣＰＵ１１は、同様の制御により制御点Ｐを横方向（図１３ではＹ方向）に移動させて、測定点の位置を取得する。

ステップ２０８で、ＣＰＵ１１は、上述したように、基準点Ｐ２及び測定点Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、…の位置から制御点Ｐの実シフト量を取得し、シフト量の入力値と関連付けて、シフト量データベース１３Ｂに記憶する。

ステップ２１０で、ＣＰＵ１１は、シフト量の入力値と実シフト量との組み合わせ（移動方向毎の組み合わせ）が所定量記憶されたか否かを判定し、肯定判定となった場合は、ステップ２１２へ移行する。一方、否定判定となった場合は、ステップ２０２へ戻る。「所定量」とは、後述する演算式を用いて図１１（Ｂ）に示す近似関数Ｆ（Ａ）を導出ために必要な量である。

ステップ２１２で、ＣＰＵ１１は、記憶部１３に格納されたシフト量データベース１３Ｂ及び演算式を用いて、近似関数Ｆ（Ａ）を導出する。近似関数Ｆ（Ａ）は、移動方向毎に導出される。

ステップ２１４で、ＣＰＵ１１は、ユーザによる入力値の受付待ちを行う。ユーザは、任意のシフト量を、入力部１４等を介して入力する。ＣＰＵ１１は、入力値を受け付けたか否かを判定し、肯定判定となった場合は、ステップ２１６へ移行する。一方、否定判定となった場合は、ＣＰＵ１１は、肯定判定となるまで、ステップ２１４を繰り返し実行する。

ステップ２１６で、ＣＰＵ１１は、ステップ２１２で導出された近似関数Ｆ（Ａ）に、ステップ２１４で入力された入力値を代入することで、シフト量誤差を算出する。そして、制御部１１Ａへ補正された入力値を入力し直す。

例えば、ステップ２１４で入力された入力値が１００[mm]で、近似関数Ｆ（Ａ）を用いて算出されたシフト量誤差が５[mm]の場合、想定されるシフト量は１０５[mm]となる。この場合、ＣＰＵ１１は、想定されるシフト量が１００[mm]となるように、制御部１１Ａへ補正された入力値を入力し直す。ＣＰＵ１１（制御部１１Ａ）は、この補正された入力値に基づいて、ロボット２２を制御する。

シフト量補正処理２００は、ＣＰＵ１１が、補正された入力値に基づいてロボット２２を制御することに伴い、終了する。

＜変位測定装置の使用方法＞
変位測定装置４０を用いてマスタブロック４４の観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２、４４Ｘ３、４４Ｚ１、４４Ｚ２、４４Ｚ３の位置を測定するためには、まず、図８を用いて説明したように、制御部１１Ａは、ロボット２２を制御して、制御点Ｐを、マスタブロック４４へ近接させる。

そして制御部１１Ａは、図１４に示すように、二次元変位計４２を制御して、マスタブロック４４へレーザー光線を照射する。これにより、図１５Ａに示すように、マスタブロック４４における観測線４４Ｘ１の位置を示す測定点Ｑ１が検出される。第２取得部１１Ｄは、測定点Ｑ１の位置を取得する。

次に、制御部１１Ａは、ロボット２２（ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４の少なくとも一方）を制御して、制御点Ｐを移動させる。本例においては、制御点ＰをＸ軸方向に沿って移動させる。

このとき、制御部１１Ａは、シフト量の入力値に基づいてロボット２２を制御して、制御点Ｐを移動させる。例えばシフト量の入力値が１００[mm]とされていた場合に、シフト量制御装置１０は、ロボット２２を制御して、制御点Ｐを１００[mm]移動させる。本例においては、シフト量の入力値として、観測線４４Ｘ１及び４４Ｘ２のＸ方向に沿う間隔Ｘ１（１００[mm]）を用いている。

そして制御部１１Ａは、二次元変位計４２を制御して、マスタブロック４４へレーザー光線を照射する。これにより、マスタブロック４４における観測線４４Ｘ２の位置を示す測定点Ｑ２が検出される。第２取得部１１Ｄは、測定点Ｑ２の位置を取得する。

また、同様の制御により、第２取得部１１Ｄは、マスタブロック４４における観測線４４Ｘ３の位置を示す測定点Ｑ３の位置を取得する。

さらに、説明は省略するが、第２取得部１１Ｄは、同様の制御により、マスタブロック４４における観測線４４Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３の位置を示す測定点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３（図１４参照）の位置を取得することもできる。

ここで、制御点ＰのＸ方向における実シフト量Ｌ１が入力値Ｘ１と異なる場合は、移動前における二次元変位計４２の照射部４２Ａに対する測定点Ｑ１のＸ方向位置と、移動後における二次元変位計４２の照射部４２Ａに対する測定点Ｑ２のＸ方向位置と、が位置ずれする。

（変位測定装置を用いたシフト量補正フロー）
図１７には、変位測定装置４０を用いたシフト量補正処理２２０のフローが示されている。シフト量補正処理２２０は、上述したトラッキング装置３０を用いたシフト量補正処理２００の後に実行される。また、シフト量補正処理２２０は、ロボット２２を駆動させてビードワイヤ８（図１参照）の巻付け工程を実施している間、継続的に実施される。すなわち、シフト量補正処理２２０は、シフト量補正処理２００の終了後、直ちに実行される。

シフト量補正処理２００の終了後、シフト量制御装置１０のＣＰＵ１１がシフト量制御プログラム１３Ａを実行することにより、図１７に示すシフト量補正処理２２０が実行される。

シフト量制御プログラム１３Ａの実行が開始されると、ステップ２２２で、ＣＰＵ１１は、巻付け装置２０が所定回数駆動したか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１１は、タイヤ１の生産本数、ビードワイヤ８の巻付け本数、ロボット２２の繰り返し動作の回数、巻付けドラム２６の回転回数などを指標として、巻付け装置２０の駆動回数をカウントする。

ＣＰＵ１１は、巻付け装置２０が所定回数駆動したか否かを判定し、肯定判定となった場合は、ステップ２２４へ移行してロボット２２を制御し、制御点Ｐをマスタブロック４４へ近接させる。その後、ステップ２２６へ移行する。一方、否定判定となった場合は、ＣＰＵ１１は、肯定判定となるまで、ステップ２２２を繰り返し実行する。

ステップ２２６で、ＣＰＵ１１は、上述したように、二次元変位計４２からレーザー光線を照射し、ロボット２２を駆動させて、測定点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３（図１５参照）を取得する。

なお、本例においては、図示の便宜上、トラッキング装置３０を用いたシフト量補正処理２００（図１６参照）において、ロボット２２を横方向（図１３ではＹ方向）に駆動させて測定点の位置を取得した場合について説明する。この場合、ＣＰＵ１１は、図１５においてＸ方向に並ぶ測定点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３を取得する。

シフト量補正処理２００において、ロボット２２を「Ｚ方向」に駆動させて測定点の位置を取得する場合は、ＣＰＵ１１は、Ｚ方向に並ぶ測定点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を取得する。また、シフト量補正処理２００においてロボット２２をＺ方向及び横方向（Ｘ方向又はＹ方向）に駆動させて測定点の位置を取得する場合は、ＣＰＵ１１は、測定点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及び測定点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３を取得する。

ステップ２２８で、ＣＰＵ１１は、測定点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３を用いて、近似関数Ｆ（Ａ）を補正する。

具体的には、ＣＰＵ１１は、図１５Ａに示す制御点Ｐが、シフト量入力値Ｘ１（シフト量補正処理２００において補正された入力値）に基づいて移動した際の、実シフト量Ｌ１を算出する。実シフト量Ｌ１は、制御点Ｐの移動前における照射部４２Ａの位置、測定された測定点Ｑ１の位置、入力されたシフト量Ｘ１に基づいて移動した後の照射部４２Ａの位置、照射部４２Ａに対する測定点Ｑ２の位置から、算出される。

ＣＰＵ１１は、この実シフト量Ｌ１と、観測線４４Ｘ１及び４４Ｘ２のＸ方向に沿う実際の間隔Ｘ１と、の差に基づいて近似関数Ｆ（Ａ）を補正して、図１８に示す近似関数Ｇ（Ａ）を導出する。

ステップ２３０で、ＣＰＵ１１は、ユーザによる入力値の受付待ちを行う。ユーザは、任意のシフト量を、入力部１４等を介して入力する。ＣＰＵ１１は、入力値を受け付けたか否かを判定し、肯定判定となった場合は、ステップ２３２へ移行する。一方、否定判定となった場合は、ＣＰＵ１１は、肯定判定となるまで、ステップ２３０を繰り返し実行する。

ステップ２３２で、ＣＰＵ１１は、ステップ２２８で補正された近似関数Ｇ（Ａ）に、ステップ２３０で入力された入力値を代入することで、シフト量誤差を算出する。そして、制御部１１Ａへ補正された入力値を入力し直す。ＣＰＵ１１（制御部１１Ａ）は、この補正された入力値に基づいて、ロボット２２を制御する。

ステップ２３４で、ＣＰＵ１１は、シフト量補正処理２２０の終了タイミングが到来したか否かを判定し、肯定判定となった場合はシフト量補正処理２２０を終了する。この終了タイミングは、一例として、巻付け装置２０の駆動が停止したことによって検知される。ステップ２３４で否定判定となった場合はステップ２２２へ戻る。

なお、図１５Ｂに示すように、制御点Ｐは、ロボット２２の制御精度やマスタブロック４４の配置精度の影響により、マスタブロック４４の面内方向と平行に（図１５Ｂに示した例ではＸ方向に沿って）移動しない場合がある。

このような場合、ＣＰＵ１１は、ステップ２２６で、算出されたシフト量Ｌ１と、Ｙ方向に移動したシフト量Ｈ１と、から、「実シフト量Ｔ１」を算出する。
なお、シフト量Ｈ１は、二次元変位計４２の照射部４２Ａに対する測定点Ｑ１のＹ方向位置と、移動後における二次元変位計４２の照射部４２Ａに対する測定点Ｑ２のＹ方向位置と、から取得できる。

また、実シフト量Ｔ１は、取得された実シフト量Ｌ１と及びシフト量Ｈ１を用いて計算式√{（Ｌ１）２＋（Ｈ１）２}を実行することによって算出できる。

＜効果＞
本発明の実施形態に係るシフト量制御システム８０は、制御部１１Ａが、シフト量の入力値に基づいて巻き付け装置２０の被操作部（ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４の少なくとも一方）を操作する。これにより、入力されたシフト量に応じて被操作部が移動して、巻付けドラム２６の環状部材Ｍに、タイヤ部材としてのビードワイヤ８（図１参照）が巻き付けられる。

ここで、図１３に示すように、トラッキング装置３０が被操作部の実シフト量を測定する。この実シフト量と入力値との間に誤差がある場合、ビードワイヤ８を環状部材Ｍの正確な位置に巻き付けることが難しい。そこで、補正部１１Ｂが、入力値と実シフト量との差に基づいて、入力値を補正する。これにより、実シフト量と入力値との間の誤差を縮小できる。

さらに、シフト量制御システム８０では、補正部によって補正された入力値に基づいて被操作部を移動させ、図１４、１５に示すように、二次元変位計４２によって、指標体としてのマスタブロック４４に所定の間隔で形成された観測線４４Ｘ１、４４Ｘ２、４４Ｘ３、４４Ｚ１、４４Ｚ２及び４４Ｚ３の位置を測定する。

測定された観測線の位置と、実際の観測線の位置との間にズレがある場合、ビードワイヤ８を環状部材Ｍの正確な位置に精度良く巻き付けることが難しい。そこで、補正部１１Ｂが、測定された観測線の位置と、実際の観測線の位置との差に基づいて、入力値をさらに補正する。これにより、実シフト量と入力値との間の誤差をさらに縮小できる。

このように、本実施形態に係るシフト量制御システム８０では、トラッキング装置３０及び二次元変位計４２による測定値を用いて、シフト量の入力値を二段階で補正する。このため、例えば撮像装置のみを用いたシフト量制御と比較して、高い精度でシフト量を制御できる。

また、本実施形態に係るシフト量制御システム８０では、図１１（Ａ）に示すシフト量データベース１３Ｂに、入力値と実シフト量との対応関係が複数記憶される。そして、補正部１１Ｂが、シフト量データベース１３Ｂに記憶された情報に基づいて、入力値を補正する。これにより、入力値と実シフト量との対応関係を１回のみ測定する場合と比較して、入力値の補正精度が向上する。

なお、本実施形態においては、シフト量制御システム８０が、シフト量データベース１３Ｂ又は重量対応シフト量データベース１３Ｃを備えるものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えばこれらのデータベースは必ずしも必要としない。

この場合、図１６に示したシフト量補正処理２００におけるステップ２０８、２１０は省略され、ステップ２０６で取得された測定点Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、…の位置だけを用いて、図１１（Ｂ）に示す近似関数Ｆ（Ａ）を導出する。この近似関数Ｆ（Ａ）を導出するための演算式は任意のものを用いることができる。

なお、本実施形態においては、制御部１１Ａでトラッカ本体３２を制御する態様について説明したが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えばトラッカ本体３２は、シフト量制御装置１０とは別の装置によって制御してもよい。

この場合、シフト量制御装置１０の第１取得部１１Ｃに対する測定点Ｐ３、Ｐ４及びＰ５等の入力は、ユーザが実施してもよい。あるいは、ユーザは、測定点Ｐ３、Ｐ４及びＰ５の位置から、制御点Ｐが測定点Ｐ３からＰ４、測定点Ｐ４からＰ５へ移動した「実シフト量」を計算し、第１取得部１１Ｃへ入力してもよい。

また、制御部１１Ａでトラッカ本体３２を制御しない場合は、図１６に示すシフト量補正処理において、ステップ２０２～２０６の処理は省略される。そして、シフト量補正処理２００が実行されると、ユーザによる測定点Ｐ３、Ｐ４及びＰ５等の入力によって導出された実シフト量を、シフト量データベース１３Ｂに記憶するステップ２０８から実行される。

＜ツール座標系の位置ずれ＞
本実施形態においては、図１９に示すように、巻付ローラ２３ａの制御点Ｐが、ジョイント部２４Ａ及び駆動回転部２９の回転中心軸線ＣＬ２上となる位置に配置されている。

ロボットアーム１１２の先端Ｅ１１２において、ジョイント部２４Ａの回転中心を原点Ｏ１、制御点Ｐの位置を原点Ｏ２とする。原点Ｏ１は、ロボット２２のメカニカルインターフェース面を基準として定められる座標系（所謂メカニカルインターフェース座標系）の原点である。また、原点Ｏ２は、エンドエフェクタ２４に定められる座標系（所謂ツール座標系）の原点であり、制御点Ｐの位置である。

ここで、巻き付け装置２０（図２参照）を繰り返し使用する過程で、機械振動やエンドエフェクタ２４の自重等により、エンドエフェクタ２４が、エンドエフェクタ２４の取付箇所である、ロボットアーム１１２の先端Ｅ１１２に対して位置ずれする場合がある。

エンドエフェクタ２４が位置ずれすると、エンドエフェクタの制御点Ｐも位置ずれする。すなわち、ツール座標系の原点Ｏ２が、メカニカルインターフェース座標系の原点Ｏ１に題して位置ずれする。このような位置ずれした状態を放置すると、ビードワイヤ８（図１参照）を環状部材Ｍの正確な位置に精度高く巻き付けることが難しい。

また、巻き付け装置２０（図２参照）を繰り返し使用する過程で、ロボット２２のメカニカルインターフェース面（原点Ｏ１）が、初期位置に対して位置ずれする場合がある。一般的に、メカニカルインターフェース面を初期位置に保持することは難しく、例えばロボット２２の製造メーカが定めるメカニカルインターフェース面の位置決め精度は、所定の稼働時間内に限定される場合がある。

このため、長期的にロボット２２を使用する場合は、ツール座標系の原点Ｏ２の位置ずれに、メカニカルインターフェース座標系の原点Ｏ１のずれも累積される可能性がある。

そこで、本実施形態においては、以下に示す方法によって、原点Ｏ２の位置ずれ量の影響を低減するために、上述した二次元変位計４２を用いて原点Ｏ２の位置ずれ量を把握して、制御部１１Ａへ入力された入力値を補正する。

原点Ｏ１に対する原点Ｏ２の位置ずれ量を把握するためには、少なくとも、原点Ｏ１に対する二次元変位計４２における照射部４２Ａの位置ずれ量を把握する。そして、好ましくは、照射部４２Ａに対する制御点Ｐ（原点Ｏ２）の位置ずれ量をさらに把握する。

以下の説明においては、まず、原点Ｏ１に対する照射部４２Ａの位置ずれを把握して、制御部１１Ａへ入力された入力値を補正する方法を説明する。次いで、照射部４２Ａに対する制御点Ｐ（原点Ｏ２）の位置ずれを把握して、制御部１１Ａへ入力された入力値を補正する方法を説明する。

（メカニカルインターフェース座標系の原点に対する照射部の位置ずれ測定）
原点Ｏ１に対する照射部４２Ａの位置ずれを把握するために、制御部１１Ａは、図２０に示すようにロボット２２を制御して、制御点Ｐをマスタブロック４４へ近接させる。そして制御部１１Ａは、二次元変位計４２を制御して、マスタブロック４４へレーザー光線を照射する。

これにより、図２１に示すように、マスタブロック４４における観測線４４Ｍ１の位置を示す測定点Ｆ１、Ｆ４が検出される。同様に、観測線４４Ｍ２の位置を示す測定点Ｆ２、Ｆ３が検出される。第２取得部１１Ｄは、測定点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４の位置を取得する。

測定点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４の位置は、二次元変位計４２の照射部４２Ａに対するＺ方向位置として取得される。図２１に示す距離ａ０、ｂ０、ｃ０及びｄ０は、それぞれ照射部４２Ａと測定点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４のＺ方向距離であり、これらの値は、記憶部１３に、測定点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４の「初期測定位置」として記憶される。

図２２（Ａ）には、照射部４２Ａが位置ずれした状態で、測定点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４の位置を測定している状態が示されている。この図に示された状態では、照射部４２Ａが、Ｚ軸方向に位置ずれしている。

このように照射部４２Ａが位置ずれしていると、図２２（Ｂ）に示すように、測定される距離ａ１、ｂ１、ｃ１及びｄ１は、距離ａ０、ｂ０、ｃ０及びｄ０と異なる値となる。なお、図２２（Ｂ）においては、初期値と測定値とが等しい場合における初期値と測定値との関係を直線で示している。

同様に、図２３（Ａ）には、初期値を測定後、照射部４２Ａが位置ずれした状態で、測定点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４の位置を測定している状態が示されている。この図に示された状態では、照射部４２Ａが、Ｙ軸方向周りに位置ずれしている。

このように照射部４２Ａが位置ずれしている場合も、図２３（Ｂ）に示すように、測定される距離ａ２、ｂ２、ｃ２及びｄ２は、距離ａ０、ｂ０、ｃ０及びｄ０と異なる値となる。

（シフト量補正フロー）
図２４には、原点Ｏ１に対する照射部４２Ａの位置ずれを把握して制御部１１Ａへ入力された入力値を補正するシフト量補正処理２４０のフローが示されている。シフト量補正処理２４０が実行されるタイミングは特に限定されるものではないが、一例として、シフト量補正処理２２０と同様に、上述したトラッキング装置３０を用いたシフト量補正処理２００の後に実行される。

また、シフト量補正処理２４０は、ロボット２２を駆動させてビードワイヤ８（図１参照）の巻付け工程を実施している間、継続的に実施される。すなわち、シフト量補正処理２４０は、シフト量補正処理２００の終了後、直ちに実行される。

シフト量制御装置１０のＣＰＵ１１がシフト量制御プログラム１３Ａを実行することにより、図２４に示すシフト量補正処理２４０が実行される。

シフト量制御プログラム１３Ａの実行が開始されると、ステップ２４２で、ＣＰＵ１１は、ロボット２２を制御し、制御点Ｐをマスタブロック４４へ近接させる。その後、ステップ２４４へ移行する。

ステップ２４４で、ＣＰＵ１１は、上述したように、二次元変位計４２からレーザー光線を照射し、測定点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４を取得する。また、ＣＰＵ１１は、これらの測定点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４の位置を示す距離ａ０、ｂ０、ｃ０及びｄ０（図２１参照）を、照射部４２Ａと測定点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４のＺ方向距離の「初期測定位置」として記憶する。

次に、ステップ２４６で、ＣＰＵ１１は、巻付け装置２０が所定回数駆動したか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１１は、タイヤ１の生産本数、ビードワイヤ８の巻付け本数、ロボット２２の繰り返し動作の回数、巻付けドラム２６の回転回数などを指標として、巻付け装置２０の駆動回数をカウントする。この「所定回数」は、シフト量補正処理２２０のステップ２２２でカウントする回数と一致していてもよいし、異なっていてもよい。

ＣＰＵ１１は、巻付け装置２０が所定回数駆動したか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２４８へ移行し、ＣＰＵ１１は、ロボット２２を制御して制御点Ｐをマスタブロック４４へ近接させる。その後、ステップ２５０へ移行する。一方、否定判定となった場合は、ＣＰＵ１１は、肯定判定となるまで、ステップ２４６を繰り返し実行する。

ステップ２５０で、ＣＰＵ１１は、上述したように、二次元変位計４２からレーザー光線を照射し、測定点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４を取得する。

次に、ステップ２５２で、ＣＰＵ１１は、ステップ２４４で測定された「初期測定位置」と、ステップ２５０で測定された「測定位値」（例えば距離ａ１、ｂ１、ｃ１及びｄ１（図２２参照）や、距離ａ２、ｂ２、ｃ２及びｄ２（図２３参照））との差に基づいて原点Ｏ１に対する照射部４２Ａの位置ずれを算出する。さらにＣＰＵ１１は、この算出値に基づいて、制御部１１Ａへ入力された入力値を補正するための補正値を導出する。

ステップ２５４で、ＣＰＵ１１は、ユーザによる入力値の受付待ちを行う。ユーザは、任意のシフト量を、入力部１４等を介して入力する。ＣＰＵ１１は、入力値を受け付けたか否かを判定し、肯定判定となった場合は、ステップ２５６へ移行する。一方、否定判定となった場合は、ＣＰＵ１１は、肯定判定となるまで、ステップ２５４を繰り返し実行する。

ステップ２５６で、ＣＰＵ１１は、ステップ２５２で導出された補正値によってシフト量を補正して、制御部１１Ａへ補正された入力値を入力し直す。ＣＰＵ１１は、この補正された入力値に基づいて、ロボット２２を制御する。

ステップ２５８で、ＣＰＵ１１は、シフト量補正処理２２０の終了タイミングが到来したか否かを判定し、肯定判定となった場合はシフト量補正処理２４０を終了する。この終了タイミングは、一例として、巻付け装置２０の駆動が停止したことによって検知される。ステップ２５８で否定判定となった場合はステップ２４６へ戻る。

（照射部に対するツール座標系の原点の位置ずれ測定）
照射部４２Ａに対する原点Ｏ２の位置ずれを把握するためには、図２５に示す測定冶具５０を用いる。測定冶具５０は、照射部４２Ａからレーザー光線を照射する測定部５２を備えている。測定部５２は、照射方向に面した被照射面５２Ａと、照射方向に沿う上面５２Ｂと、を備えている。また、被照射面５２Ａの一部は、照射方向奥側に傾斜した傾斜面５２Ｃとされている。

被照射面５２Ａの傾斜面５２Ｃにレーザー光線を照射することにより、第３取得部１１Ｅは、レーザー光線によって照射された部分の寸法を取得することができる。この寸法とは、測定部５２における被照射部分のＹ方向に沿う寸法５０ａ、及び、照射部４２Ａから測定部５２のＺ方向の端部までのＺ軸方向沿う寸法５０ｂである。

なお、図２５においては、測定冶具５０の構成を説明するための便宜上、測定冶具５０とエンドエフェクタ２４とが離間して示されているが、測定冶具５０はエンドエフェクタ２４に近接あるいは接触した状態で使用される。また、測定冶具５０は、原点Ｏ２に対して位置決めされた状態で使用される。すなわち、測定冶具５０における各箇所と、原点Ｏ２との距離は、レーザー光線等に依らず把握することができる。

照射部４２Ａに対する原点Ｏ２の位置ずれを把握するためには、図２６（Ａ）に示すように、照射部４２Ａと原点Ｏ２とのＸ方向に沿う距離４０Ａを把握する必要がある。この距離４０Ａは、寸法５０ａが測定されて、レーザー光線が照射されたＸ方向の位置が特定できることにより、把握することができる。

また、照射部４２Ａに対する原点Ｏ２の位置ずれを把握するためには、図２６（Ｂ）に示すように、照射部４２Ａと原点Ｏ２とのＹ方向に沿う距離４０Ｂを把握する必要がある。この距離４０Ｂは、寸法５０ｂが測定されて、レーザー光線が照射される照射部４２ＡのＹ方向位置が特定できることにより、把握することができる。

（シフト量補正フロー）
図２７には、照射部４２Ａに対する原点Ｏ２の位置ずれを把握して制御部１１Ａへ入力された入力値を補正するシフト量補正処理２６０のフローが示されている。シフト量補正処理２６０は、入力部１４等を介して、ユーザがシフト量補正処理２６０の実行を指示することに伴い、実行される。

シフト量制御装置１０のＣＰＵ１１がシフト量制御プログラム１３Ａを実行することにより、図２４に示すシフト量補正処理２６０が実行される。

ステップ２６２で、ＣＰＵ１１は、上述したように、二次元変位計４２からレーザー光線を照射し、測定部５２における被照射部分のＹ方向に沿う寸法５０ａ、及び、照射部４２Ａから測定部５２のＺ方向の端部までのＺ軸方向沿う寸法５０ｂを取得する。

次に、ステップ２６４で、ＣＰＵ１１は、ステップ２４４で測定された寸法５０ａ及び５０ｂから、照射部４２Ａと原点Ｏ２とのＸ方向に沿う距離４０Ａ及び照射部４２Ａと原点Ｏ２とのＹ方向に沿う距離４０Ｂを算出する。また、ＣＰＵ１１は、これらの距離４０Ａ及び４０Ｂと、予め設定された設定値とのずれに基づいて、制御部１１Ａへ入力された入力値を補正するための補正値を導出する。

ステップ２６６で、ＣＰＵ１１は、ユーザによる入力値の受付待ちを行う。ユーザは、任意のシフト量を、入力部１４等を介して入力する。ＣＰＵ１１は、入力値を受け付けたか否かを判定し、肯定判定となった場合は、ステップ２６８へ移行する。一方、否定判定となった場合は、ＣＰＵ１１は、肯定判定となるまで、ステップ２６６を繰り返し実行する。

ステップ２６８で、ＣＰＵ１１は、ステップ２６４で導出された補正値によってシフト量を補正して、制御部１１Ａへ補正された入力値を入力し直す。ＣＰＵ１１は、この補正された入力値に基づいて、ロボット２２を制御して、シフト量補正処理２４０を終了する。

なお、シフト量補正処理２６０は、シフト量補正処理２４０と併せて実施することができる。この場合、図２８に示すように、シフト量補正処理２４０におけるステップ２５２の次に、ステップ２７０に移行して、ＣＰＵ１１は、ユーザによるシフト量補正指示の受付待ちを行う。

ユーザは測定冶具５０を所定に位置に設置して、入力部１４等を介して、シフト量補正指示を入力する。ＣＰＵ１１は、入力を受け付けたか否かを判定し、肯定判定となった場合は、上述したステップ２６２へ移行する。一方、否定判定となった場合は、ＣＰＵ１１は、肯定判定となるまで、ステップ２６６を繰り返し実行する。

そして、ステップ２６２の後、上述したステップ２６４へ移行して、さらに、シフト量補正処理２４０のステップ２５４へ移行する。

＜効果＞
このように、本実施形態に係るシフト量制御システム８０では、図２に示すように、シフト量制御装置１０がシフト量の入力値に基づいてロボット２２の被操作部（ロボットアーム１１２及びエンドエフェクタ２４の少なくとも一方）を移動させる。

また、図２０～２３に示すように、二次元変位計４２によって、指標体であるマスタブロック４４に所定の形状（矩形状及び円形状）で形成された観測線４４Ｍ１、４４Ｍ２の位置を測定する。そして、補正部１１Ｂ（図１０参照）が、観測線Ｍ１、Ｍ２の初期測定位置（一例として、図２１に示す距離ａ０、ｂ０、ｃ０及びｄ０）と、巻き付け装置２０を所定回数駆動後の観測線の測定位置（一例として、図２２に示す距離ａ１、ｂ１、ｃ１及びｄ１）との差に基づいて、入力値を補正する。これにより、エンドエフェクタ２４が位置ずれした状態でも、位置ずれの影響を低減できる。

このように、本実施形態に係るシフト量制御システム８０では、二次元変位計４２による測定値を用いて、シフト量の入力値を補正する。このため、例えばカメラのみを用いたシフト量制御と比較して、高い精度でシフト量を制御できる。

また、シフト量制御システムでは、図２５、２６に示すように、測定冶具５０を用いることにより、二次元変位計４２に対するエンドエフェクタ２４の制御点Ｐの位置（原点Ｏ２の位置）を測定できる。そして、補正部１１Ｂが、二次元変位計４２に対するエンドエフェクタ２４の制御点Ｐの位置の、設定値とのずれに基づいて、入力値をさらに補正する。これより、シフト量の制御精度を向上できる。

なお、本実施形態において、例えば、制御部１１Ａ、補正部１１Ｂ、第１取得部１１Ｃ、第２取得部１１Ｄ及び第３取得部１１Ｅの各処理を実行する処理部（processing unit）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（processor）を用いることができる。上記各種のプロセッサには、前述したように、ソフトウェア（プログラム）を実行して処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device：PLD）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせや、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。

処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアント及びサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip：SoC）等に代表されるように、処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。

更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）を用いることができる。このように、本発明は様々な態様で実施することができる。

１０ シフト量制御装置 １１Ａ 制御部 １１Ｂ 補正部 １１Ｃ 第１取得部
１１Ｄ 第２取得部 １１Ｅ 第３取得部（取得部） ２０ 巻付け装置
１１２ ロボットアーム（被操作部） ２４ エンドエフェクタ（被操作部）
３０ トラッキング装置 ４２ 二次元変位計 ４４ マスタブロック（指標体）
５０ 測定冶具

Claims (7)

1. 巻き付け装置の被操作部を、シフト量の入力値に基づいて操作する制御部と、
   前記入力値に基づいて前記被操作部を移動させ、前記被操作部のエンドエフェクタに配置された二次元変位計を用いて、指標体に所定の形状で形成された観測線の位置を測定する際に、測定された前記観測線の位置を取得する取得部と、
   前記取得部で取得された前記観測線の初期測定位置と、前記巻き付け装置を所定回数駆動後の前記観測線の測定位置との差に基づいて、前記被操作部におけるエンドエフェクタの取付箇所に対する前記二次元変位計の位置ずれを算出し、前記入力値を補正する補正部と、
   を備えたシフト量制御システム。
2. 前記取得部は、前記エンドエフェクタに取付けた測定冶具を、前記二次元変位計を用いて測定することにより、前記二次元変位計に対する前記エンドエフェクタの制御点の位置を取得し、
   前記補正部は、取得された前記エンドエフェクタの制御点の位置の、設定値とのずれに基づいて、前記入力値をさらに補正する、
   請求項１に記載のシフト量制御システム。
3. 前記観測線は、前記指標体に形成された正方形状の凹部及び円形状の凹部によって形成されている、請求項１又は２に記載のシフト量制御システム。
4. 前記観測線は、前記指標体において互いに対向する両面に形成されている、請求項１～３の何れか１項に記載のシフト量制御システム。
5. 巻き付け装置の被操作部を、シフト量の入力値に基づいて操作する工程と、
   前記被操作部のエンドエフェクタに配置された二次元変位計を用いて、指標体に所定の間隔で形成された観測線の位置を測定する際に、測定された前記観測線の位置を取得する工程と、
   取得された前記観測線の初期測定位置と、前記巻き付け装置を所定回数駆動後の前記観測線の測定位置との差に基づいて、前記被操作部におけるエンドエフェクタの取付箇所に対する前記二次元変位計の位置ずれを算出し、前記入力値を補正する工程と、
   を備えたシフト量制御方法。
6. コンピュータを、
   巻き付け装置の被操作部を、シフト量の入力値に基づいて操作する制御部と、
   前記入力値に基づいて前記被操作部を移動させ、前記被操作部のエンドエフェクタに配置された二次元変位計を用いて、指標体に所定の間隔で形成された観測線の位置を測定する際に、測定された前記観測線の位置を取得する取得部と、
   前記取得部で取得された前記観測線の初期測定位置と、前記巻き付け装置を所定回数駆動後の前記観測線の測定位置との差に基づいて、前記被操作部におけるエンドエフェクタの取付箇所に対する前記二次元変位計の位置ずれを算出し、前記入力値を補正する補正部と、
   して機能させるためのプログラム。
7. 巻き付け装置と、
   前記巻き付け装置に備えられた被操作部と、
   前記被操作部に配置されたエンドエフェクタと、
   所定の間隔で観測線が形成された指標体と、
   前記エンドエフェクタに配置され、前記観測線の位置を測定する二次元変位計と、
   前記被操作部をシフト量の入力値に基づいて操作する制御部と、前記入力値に基づいて前記被操作部を移動させて、前記二次元変位計を用いて前記観測線の位置を測定する際に、測定された前記観測線の位置を取得する取得部と、前記取得部で取得された前記観測線の初期測定位置と、前記巻き付け装置を所定回数駆動後の前記観測線の測定位置との差に基づいて、前記被操作部におけるエンドエフェクタの取付箇所に対する前記二次元変位計の位置ずれを算出し、前記入力値を補正する補正部と、を有するシフト量制御装置と、
   を備えたシフト量制御システム。
   
   
   
   

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