JP6649336B2 - ワーク移動装置及びロボットを協調して動作させるように制御する制御装置及び制御方法 - Google Patents

Description

ワーク移動装置及びロボットを協調して動作させるように制御する制御装置及び制御方法に関する。

ワークを移動させるワーク移動装置と、ワークに対して溶接等の作業を行うロボットとを、互いに協調して動作させる技術が知られている（例えば、特開２００６−１３６９１８号公報）。

特開２００６−１３６９１８号公報

従来、ロボットがワークに作業を行わない非ワーク処理動作時にワーク移動装置の加速度が過度となり、これにより、該ワーク移動装置に支持されたワークの位置ずれが発生してしまうことがあった。

本開示の一態様において、ワークを移動させるワーク移動装置と、該ワークに作業をするロボットとを、互いに協調して動作させるように制御する制御装置は、ワーク移動装置を加速又は減速する始期から終期までの期間に相当する時定数が、ロボット及びワーク移動装置が協調してワークに作業を行うワーク処理動作を実行するときよりも、ロボット及びワーク移動装置にワーク処理動作以外の動作を実行させるときのほうが長くなるように、ワーク移動装置を制御するワーク移動装置制御部を備える。

本開示の他の態様において、ワークを移動させるワーク移動装置と、該ワークに作業をするロボットとを、互いに協調して動作させるように制御する方法は、ワーク移動装置を加速又は減速する始期から終期までの期間を表す時定数が、ロボット及びワーク移動装置が協調してワークに作業を行うワーク処理動作を実行するときよりも、ロボット及びワーク移動装置にワーク処理動作以外の動作を実行させるときのほうが長くなるように、ワーク移動装置を制御することを備える。

本開示によれば、非ワーク処理動作時にワーク移動装置を加速又は減速するときに、動作速度の加速度が過度に大きくなるのを防止できる。これにより、ワーク移動装置に設置されたワークの位置ずれを引き起こしてしまうのを防止できる。

一実施形態に係るシステムの図である。 図１に示すシステムのブロック図である。 ロボット及びワーク移動装置の動作速度と時間との関係を表すグラフである。 図１に示すシステムが、非ワーク処理動作を実行している状態を示す図である。 非ワーク処理動作時におけるワーク移動装置の動作速度と時間との関係を表すグラフである。 他の実施形態に係るシステムのブロック図である。 さらに他の実施形態に係るシステムのブロック図である。

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。まず、図１及び図２を参照して、一実施形態に係るシステム１０について説明する。

本実施形態に係るシステム１０は、ワークＷにアーク溶接を行うためのシステムであって、ロボット１２、ワーク移動装置１４、従動装置１６、及び制御装置１００を備える。ロボット１２は、垂直多関節ロボットであって、ベース１８、旋回胴２０、ロボットアーム２２、及び手首２４を有する。

旋回胴２０は、ベース１８に鉛直軸周りに旋回可能に設けられている。ロボットアーム２２は、旋回胴２０に回動可能に連結された下腕部２６と、該下腕部２６の先端部に回動可能に連結された上腕部２８とを有する。

手首２４は、上腕部２８に回動可能に連結された第１手首要素３０と、該第１手首要素３０の先端部に回動可能に連結された第２手首要素３２と、該第２手首要素３２の先端部に回動可能に連結された第３手首要素３４とを有する。

第３手首要素３４の先端部には、エンドエフェクタ３６が取り付けられている。本実施形態においては、エンドエフェクタ３６は、溶接トーチであって、ワークＷにアーク溶接を行う。

ベース１８、旋回胴２０、ロボットアーム２２、及び手首２４には、サーボモータ３８（図２）が内蔵されており、これらサーボモータ３８は、制御装置１００からの指令に応じて、旋回胴２０、ロボットアーム２２、及び手首２４を駆動する。こうして、ロボット１２は、エンドエフェクタ３６を、任意の位置及び姿勢に配置させる。

ワーク移動装置１４は、ベース４０、モータ収容部４２、及び出力フランジ４４を有する。モータ収容部４２は、出力フランジ４４とは反対側でベース４０に固設されている。

出力フランジ４４は、軸線Ｏの周りに回転可能となるように、ベース４０に設けられている。本実施形態においては、出力フランジ４４は、円形である。モータ収容部４２には、サーボモータ４８（図２）が内蔵されている。サーボモータ４８は、制御装置１００からの指令に応じて、出力フランジ４４を軸線Ｏ周りに回転駆動する。こうして、出力フランジ４４に設置されたワークＷは、軸線Ｏ周りに回転される。

従動装置１６は、ベース５０と、軸線Ｏの周りに回転可能となるようにベース５０に設けられた従動フランジ５２とを有する。本実施形態においては、従動フランジ５２は、円形であって、軸線Ｏを基準として出力フランジ４４と同心に配置されている。

出力フランジ４４及び従動フランジ５３には、ワークＷを固定するための治具４６が設置されている。治具４６には、ワークＷをクランプする複数のクランプ部材５４が設けられ、ワークＷは、該クランプ部材５４によって治具４６にクランプされている。
こうして、ワークＷは、治具４６を介して、出力フランジ４４及び従動フランジ５２に対して固定される。出力フランジ４４によって治具４６が回転されると、該治具４６の他端を支持する従動フランジ５２も、該治具４６の回転に従って軸線Ｏ周りに回転される。

図２に示すように、制御装置１００は、ワーク移動装置制御部１０２及びロボット制御部１０４を有する。ワーク移動装置制御部１０２は、ワーク移動装置１４に内蔵されたサーボモータ４８への指令（例えば、加速度指令、トルク指令、又は電流指令）を生成し、ワーク移動装置１４の動作（具体的には、出力フランジ４４の回転動作）を制御する。

ロボット制御部１０４は、ロボット１２に内蔵されたサーボモータ３８への指令（加速度指令、トルク指令、又は電流指令）を生成し、ロボット１２の動作を制御する。また、ロボット制御部１０４は、エンドエフェクタ３６に指令を送り、該エンドエフェクタ３６によってワークＷに作業（具体的には、アーク溶接）を行う。

制御装置１００は、少なくとも１つのプロセッサ及び記憶部（ともに図示せず）を有する。１つのプロセッサが、ワーク移動装置制御部１０２及びロボット制御部１０４の機能を担ってもよいし、別々のプロセッサが、ワーク移動装置制御部１０２及びロボット制御部１０４の機能をそれぞれ担ってもよい。ワーク移動装置制御部１０２及びロボット制御部１０４の機能については、後述する。

制御装置１００は、ロボット１２とワーク移動装置１４とを互いに協調して動作させつつ、エンドエフェクタ３６によってワークＷに作業を行うワーク処理動作を実行する。以下、図３を参照して、ワーク処理動作時にロボット１２とワーク移動装置１４とを協調して動作させるときの、ロボット１２及びワーク移動装置１４の動作速度について説明する。

図３（ａ）のグラフは、ワーク処理動作時のロボット１２の動作速度（より具体的には、ロボット１２がエンドエフェクタ３６を移動させる速度）Ｖ_Ｒと時間ｔとの関係を示す。一方、図３（ｂ）のグラフは、ワーク処理動作時のワーク移動装置１４の動作速度（より具体的には、ワーク移動装置１４が出力フランジ４４を回転させる速度）Ｖ_Ｗと時間ｔとの関係を示す。

図３（ａ）の特性６０に示すように、ワーク処理動作を実行するとき、ロボット制御部１０４は、時点ｔ_１でエンドエフェクタ３６を起動し、ワークＷへの作業（すなわち、アーク溶接）を開始する。

これとともに、ロボット制御部１０４は、時点ｔ_１から時点ｔ_２までの期間τ_ａ１に亘ってロボット１２を加速させ、該ロボット１２の動作速度Ｖ_Ｒを、第１の速度Ｖ_Ｒ１から第２の速度Ｖ_Ｒ２まで増加させる。

この期間τ_ａ１が、ロボット１２を加速させるときの時定数τ_ａ１であり、時点ｔ_１が、ロボット１２の加速の始期となり、時点ｔ_２が、ロボット１２の加速の終期となる。例えば、第１の速度Ｖ_Ｒ１は、ゼロである。次いで、ロボット制御部１０４は、時点ｔ_２から時点ｔ_３までの期間τ_ｏ１に亘って、ロボット１２を一定の動作速度Ｖ_Ｒ２で動作させる。

次いで、ロボット制御部１０４は、時点ｔ_３から時点ｔ_４までの期間τ_ｄ１に亘ってロボット１２を減速し、動作速度Ｖ_Ｒを、第２の速度Ｖ_Ｒ２から第１の速度Ｖ_Ｒ１まで減少させる。この期間τ_ｄ１が、ロボット１２を減速させるときの時定数τ_ｄ１であり、時点ｔ_３が、減速の始期となり、時点ｔ_４が、減速の終期となる。

ロボット制御部１０４は、時点ｔ_４でエンドエフェクタ３６の動作を停止し、ワークＷへの作業を終了する。このようなロボット１２の動作と同期するように、制御装置１００のワーク移動装置制御部１０２は、ワーク移動装置１４を動作させる。

具体的には、ワーク移動装置制御部１０２は、図３（ｂ）の特性６２に示すように、時点ｔ_１から時点ｔ_２までの期間τ_ａ１に亘ってワーク移動装置１４を加速させ、該ワーク移動装置１４の動作速度Ｖ_Ｗを、第１の速度Ｖ_Ｗ１（例えば、Ｖ_Ｗ１＝０）から第２の速度Ｖ_Ｗ２まで増加させる。

この期間τ_ａ１が、ワーク移動装置１４を加速させるときの時定数τ_ａ１であり、時点ｔ_１が、ワーク移動装置１４の加速の始期となり、時点ｔ_２が、ワーク移動装置１４の加速の終期となる。次いで、制御装置１００は、時点ｔ_２から時点ｔ_３までの期間τ_ｏ１に亘って、ワーク移動装置１４を一定の動作速度Ｖ_Ｗ２で動作させる。

次いで、ワーク移動装置制御部１０２は、時点ｔ_３から時点ｔ_４までの期間τ_ｄ１に亘ってワーク移動装置１４を減速し、動作速度Ｖ_Ｗを、第２の速度Ｖ_Ｗ２から第１の速度Ｖ_Ｗ１まで減少させる。この期間τ_ｄ１が、ワーク移動装置１４を減速させるときの時定数τ_ｄ１であり、時点ｔ_３が、ワーク移動装置１４の減速の始期となり、時点ｔ_４が、ワーク移動装置１４の減速の終期となる。

このように、ワーク処理動作時においては、ワーク移動装置制御部１０２及びロボット制御部１０４は、ワーク移動装置１４及びロボット１２を加速させる始期ｔ_１と終期ｔ_２が互いに同期し、且つ、ワーク移動装置１４及びロボット１２を減速させる始期ｔ_３と終期ｔ_４が互いに同期するように、ワーク移動装置１４及びロボット１２をそれぞれ加減速させている。

こうして、制御装置１００は、ワーク処理動作時において、ワーク移動装置１４によってワークＷを移動させるのと同期してロボット１２によってエンドエフェクタ３６をワークＷに対して移動させつつ、該エンドエフェクタ３６によってワークＷに作業を行う。このように加減速の始期と終期を同期させることにより、ワークＷに対する作業の軌跡（すなわち、アーク溶接の軌跡）が乱れるのを防止することができる。

ワーク処理動作が終了した後（又は、ワーク処理動作を実行する前）に、制御装置１００は、ワーク処理動作以外の動作（以下、「非ワーク処理動作」として言及する）を実行する。

例えば、この非ワーク処理動作として、制御装置１００は、退避動作及びアプローチ動作を実行する。具体的には、ロボット制御部１０４は、エンドエフェクタ３６を停止させた状態でロボット１２を動作させて、エンドエフェクタ３６をワークＷから退避させる（退避動作）。その結果、エンドエフェクタ３６は、図４に示すように、ワークＷから離反した位置に退避される。

これとともに、ワーク移動装置制御部１０２は、ワーク移動装置１４を動作させて、出力フランジ４４を所定の角度だけ回転させ、これにより、ワークＷを所望の位置まで移動させる。次いで、ロボット制御部１０４は、ロボット１２を動作させて、エンドエフェクタ３６を、次のワーク処理動作を実行するための待機位置に移動させる（アプローチ動作）。

なお、非ワーク処理動作を実行しているときに、制御装置１００は、ロボット１２及びワーク移動装置１４を協調して動作させてもよい。具体的には、制御装置１００は、ワーク移動装置１４によってワークＷを移動させるのと同期して、ロボット１２によってエンドエフェクタ３６をワークＷから退避させてもよい。

従来、ワーク移動装置１４の加速又は減速の時定数が１つの値に設定され、時定数を任意に設定できない場合があった。この場合、非ワーク処理動作時におけるワーク移動装置１４の加減速の時定数τ_ａ１及びτ_ｄ１が、ワーク処理動作時と同じ値τ_ＳＥＴに設定されることになる（すなわち、τ_ａ１＝τ_ｄ１＝τ_ＳＥＴ）。

図３（ｂ）の特性６４に、従来の非ワーク処理動作時におけるワーク移動装置１４の動作速度Ｖ_Ｗの制御例を示す。この特性６４においては、ワーク移動装置１４の動作速度Ｖ_Ｗが、時点ｔ_１から時点ｔ_２に亘って、時定数τ_ａ１（＝τ_ＳＥＴ）で第１の速度Ｖ_Ｗ１から第３の速度Ｖ_Ｗ３（＞Ｖ_Ｗ２）まで増加されている。

そして、ワーク移動装置１４は、時点ｔ_２から時点ｔ_３に亘って、一定の速度Ｖ_Ｗ３で動作されている。このように、非ワーク処理動作を実行するとき、ワーク移動装置１４は、ワーク処理動作時よりも高速（Ｖ_Ｗ３＞Ｖ_Ｗ２）で動作される。

次いで、動作速度Ｖ_Ｗは、時点ｔ_３から時点ｔ_４に亘って、時定数τ_ｄ１（＝τ_ＳＥＴ）で第３の速度Ｖ_Ｗ３から第１の速度Ｖ_Ｗ１まで減少されている。この特性６４の場合、ワーク移動装置１４の加減速時の加速度ａの絶対値は、特性６２と比べて、大きくなる。

従来、ワーク移動装置１４に対して設定する１つの時定数（τ_ＳＥＴ）は、サイクルタイム縮減の観点から、ワーク移動装置１４の仕様（例えば、サーボモータ４８の最大負荷トルク、許容最大イナーシャ）の許容範囲内で最小となるように、設定されていた。

このような最小の時定数（τ_ＳＥＴ）でワーク移動装置１４を特性６４（すなわち、非ワーク処理動作）で加減速させた場合、治具４６に設置されたワークＷの位置ずれ、又は、サーボモータ４８の過大負荷を引き起こす可能性がある。

このような事態を避けるために、本実施形態に係る制御装置１００は、非ワーク処理動作時にワーク移動装置１４を加減速するときの時定数が、ワーク処理動作時にワーク移動装置１４を加減速するときの時定数（τ_ａ１及びτ_ｄ１）よりも長くなるように、ワーク移動装置１４を制御する。

図５の特性６６に、本実施形態に係る、非ワーク処理動作時におけるワーク移動装置１４の動作速度Ｖ_Ｗの制御例を示す。なお、図５においては、比較として、図３に示す特性６４を一点鎖線で示している。

本実施形態に係る特性６６においては、ワーク移動装置制御部１０２は、時点ｔ_１（加速の始期）から時点ｔ_５（加速の終期）まで、時定数τ_ａ２（＞τ_ａ１）でワーク移動装置１４を加速させ、その動作速度Ｖ_Ｗを、第１の速度Ｖ_Ｗ１から第３の速度Ｖ_Ｗ３まで増加させている。次いで、制御装置１００は、時点ｔ_５から時点ｔ_６までの期間τ_ｏ２（＜τ_０１）に亘って、ワーク移動装置１４を一定の動作速度Ｖ_Ｗ３で動作させる。

次いで、ワーク移動装置制御部１０２は、時点ｔ_６（減速の始期）から時点ｔ_４（減速の終期）まで、時定数τ_ｄ２でワーク移動装置１４を減速し、動作速度Ｖ_Ｗを、第３の速度Ｖ_Ｗ３から第１の速度Ｖ_Ｗ１まで減少させている。この特性６６によれば、非ワーク処理動作時にワーク移動装置１４を加速又は減速するときの加速度ａの絶対値を、特性６４と比べて小さくすることができる。

特性６６のように動作速度Ｖ_Ｗを制御する手法としては、種々の手法が考えられる。一例として、制御装置１００の記憶部は、ワーク処理動作時の時定数τ_ａ１及びτ_ｄ１と、非ワーク処理動作時の時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２とを、予め記憶する。

これら時定数τ_ａ１、τ_ｄ１、τ_ａ２、及びτ_ｄ２は、ワーク移動装置１４に設けられる治具４６の仕様（例えば、治具によるワークのクランプ力、治具の強度）、ワーク移動装置１４の仕様（例えば、サーボモータ４８の最大負荷トルク、許容最大イナーシャ）、作業サイクルタイム等を考慮して、使用者によって予め定められる。

ワーク処理動作時において、ワーク移動装置制御部１０２は、図５中の特性６２に示すように、ワーク移動装置１４の加速及び減速時の時定数が、それぞれ、時定数τ_ａ１及びτ_ｄ１となるように、サーボモータ４８への指令を生成し、ワーク移動装置１４を動作させる。

一方、非ワーク処理動作時においては、ワーク移動装置制御部１０２は、図５中の特性６６に示すように、ワーク移動装置１４の加速及び減速時の時定数が、それぞれ、時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２となるように、サーボモータ４８への指令を生成し、ワーク移動装置１４を動作させる。

このようにして、ワーク移動装置制御部１０２は、予め定められた時定数τ_ａ１、τ_ｄ１、τ_ａ２、及びτ_ｄ２に従って、ワーク移動装置１４の動作を制御する（いわゆる、時定数制御）。

他の例として、ワーク移動装置制御部１０２は、ワーク移動装置１４の加速度ａが許容最大値ａ_ＭＡＸを超えないように、ワーク移動装置１４のサーボモータ４８への指令（加速度指令、トルク指令、又は電流指令）を生成し、ワーク移動装置１４を制御する（いわゆる、加速度制御、トルク制御、又は電流制御）。

この許容最大値ａ_ＭＡＸは、治具４６の仕様（例えば、クランプ力、強度）、及びワーク移動装置１４の仕様（例えば、最大負荷トルク、許容最大イナーシャ）に依存する。

この例の場合、ワーク移動装置制御部１０２は、ワーク処理動作時においてワーク移動装置１４を加速するとき、指令Ｃ_ａ１をサーボモータ４８へ送信し、ワーク移動装置１４の動作速度Ｖ_Ｗを、第１の速度Ｖ_Ｗ１から第２の速度Ｖ_Ｗ２まで増加させる。

また、ワーク移動装置制御部１０２は、ワーク処理動作時においてワーク移動装置１４を減速するとき、指令Ｃ_ｄ１をサーボモータ４８へ送信し、ワーク移動装置１４の動作速度Ｖ_Ｗを、第２の速度Ｖ_Ｗ２から第１の速度Ｖ_Ｗ１まで減少させる。

一方、ワーク移動装置制御部１０２は、非ワーク処理動作時にワーク移動装置１４を加速させるとき、指令Ｃ_ａ２をサーボモータ４８へ送信し、ワーク移動装置１４の動作速度Ｖ_Ｗを、第１の速度Ｖ_Ｗ１から第３の速度Ｖ_Ｗ３まで増加させる。

また、ワーク移動装置制御部１０２は、非ワーク処理動作時にワーク移動装置１４を減速させるとき、指令Ｃ_ｄ２をサーボモータ４８へ送信し、ワーク移動装置１４の動作速度Ｖ_Ｗを、第３の速度Ｖ_Ｗ３から第１の速度Ｖ_Ｗ１まで減少させる。

上述の指令Ｃ_ａ１、Ｃ_ａ２、Ｃ_ｄ１、及びＣ_ｄ２は、ワーク移動装置１４の加速度ａが許容最大値ａ_ＭＡＸを超えない値として、使用者によって予め定められ、制御装置１００の記憶部に記憶される。例えば、指令Ｃ_ａ１、Ｃ_ａ２、Ｃ_ｄ１、及びＣ_ｄ２は、ワーク移動装置１４の加速度ａが、許容最大値ａ_ＭＡＸを超えない範囲で可能な限り大きい値となるように、設定される。

これにより、ワーク移動装置１４は、非ワーク処理動作時に、その加速度ａが許容最大値ａ_ＭＡＸを超えないように、加速又は減速されることになる。その結果として、ワーク移動装置１４の加速及び減速時の時定数が、図５中の特性６６に示すように、時定数τ_ａ２（＞τ_ａ１）及びτ_ｄ２（＞τ_ｄ１）となる。

以上のように、本実施形態によれば、非ワーク処理動作時にワーク移動装置１４を加速又は減速するとき、ワーク移動装置１４の加速度ａが過度に大きくなるのを防止できる。これにより、治具４６に設置されたワークＷの位置ずれ、及び、サーボモータ４８の過大負荷を引き起こしてしまうのを、防止できる。

なお、ワーク処理動作時の加速時の時定数τ_ａ１は、減速時の時定数τ_ｄ１よりも短くなるように設定されてもよい。また、非ワーク処理動作時の加速時の時定数τ_ａ２は、減速時の時定数τ_ｄ２よりも短くなるように設定されてもよい。

このように時定数τ_ａ１、τ_ｄ１、τ_ａ２、τ_ｄ２を設定することによって、ワーク移動装置１４（及びロボット１２）の動作速度Ｖ_Ｗ（及びＶ_Ｒ）を第２の速度Ｖ_Ｗ２（及びＶ_Ｒ２）から第１の速度Ｖ_Ｗ１（及びＶ_Ｒ１）に減速させたときの出力フランジ４４（及びエンドエフェクタ３６）の残留振動を有利に低減できる。しかしながら、τ_ａ１＝τ_ｄ１、又は、τ_ａ２＝τ_ｄ２に設定してもよい。

次に、図６を参照して、他の実施形態に係る制御装置１００’について、説明する。制御装置１００’は、上述の制御装置１００の代わりに、システム１０に適用可能である。制御装置１００’は、上述の制御装置１００と、時定数決定部１０６をさらに有する点で、相違する。

ここで、システム１０において、複数種類のワークに作業を行う場合がある。作業対象となる種々のワークは、その重量、形状、又は寸法等に基づいて、種類分けされ得る（例えば、タイプＡ＝ワーク重量１０ｋｇ、タイプＢ＝ワーク重量１５ｋｇ、タイプＣ＝ワーク重量３０ｋｇ、・・・）。

本実施形態においては、時定数決定部１０６は、作業対象のワークの種類に応じて、上述した時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２を自動で決定する。一例として、制御装置１００’の記憶部は、ワークの種類と、時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２との関係を示すデータテーブルを記憶する。

このデータテーブルに含まれる、ワークの種類毎の時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２は、該ワークの種類に関する情報（ワーク重量等）、治具４６の仕様（クランプ力、強度等）、及び、ワーク移動装置１４の仕様（最大負荷トルク、許容最大イナーシャ等）に基づいて、使用者によって予め定められる。

制御装置１００’は、使用者、上位コントローラ、又は動作プログラムから、ワークの種類を特定する入力を受け付ける。該入力を受け付けると、時定数決定部１０６は、ワークの種類を特定し、特定した種類に対応する時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２を、データテーブルから読み出し、非ワーク処理動作時にワーク移動装置１４を加減速するときの時定数として、決定する。

他の例として、制御装置１００’は、作業対象のワークがワーク移動装置１４に設置されたときにワーク移動装置１４を仮動作させ、このときにサーボモータ４８から送信されるフィードバック値に基づいて、時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２を決定してもよい。

具体的には、オペレータは、作業対象のワークを治具４６に設置する。次いで、ワーク移動装置制御部１０２は、サーボモータ４８に指令を送り、ワーク移動装置１４を仮動作（すなわち、出力フランジ４４を所定の角度だけ回転）させる。

このとき、サーボモータ４８は、制御装置１００にフィードバック値（例えば、負荷トルク値、又はフィードバック電流値）を送信する。このフィードバック値は、サーボモータ４８に掛かる負荷（すなわち、ワーク移動装置１４に設置されたワークの重量）に応じた値となる。時定数決定部１０６は、サーボモータ４８から受信したフィードバック値に基づいて、時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２を決定する。

例えば、制御装置１００の記憶部は、サーボモータ４８からのフィードバック値と、時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２との関係を示すデータテーブルを記憶する。このデータテーブルに含まれる、フィードバック値毎の時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２は、治具４６の仕様、及び、ワーク移動装置１４の仕様等に基づいて、使用者によって予め定められる。

時定数決定部１０６は、サーボモータ４８から受信したフィードバック値に対応する時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２をデータテーブルから読み出し、非ワーク処理動作時にワーク移動装置１４を加減速するときの時定数として決定する。

代替的には、時定数決定部１０６は、サーボモータ４８から受信したフィードバック値から、時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２を計算によって求めてもよい。

以上のような手法を用いて、時定数決定部１０６は、非ワーク処理動作時にワーク移動装置１４を加減速するときの時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２を、作業対象となるワークの種類に応じて決定できる。

そして、ワーク移動装置制御部１０２は、図５の特性６６に示すように、決定した時定数τ_ａ２でワーク移動装置１４を加速し、決定した時定数τ_ｄ２でワーク移動装置１４を減速するように、ワーク移動装置１４を、時定数制御、加速度制御、トルク制御、又は電流制御する。

本実施形態によれば、複数種類のワークに作業を行う場合において、作業対象のワークの種類に応じて、非ワーク処理動作時の時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２を自動的に決定できる。これにより、ワークの種類に応じて時定数τ_ａ２及びτ_ｄ２を最適化できるので、ワーク移動装置１４の加速度ａが許容最大値ａ_ＭＡＸを超えてしまうのを防止しつつ、作業のサイクルタイムを縮減できる。

なお、上述の実施形態においては、システム１０がワークＷにアーク溶接を行うためのものである場合について述べた。しかしながら、これに限らず、システム１０は、ワークＷに、レーザ加工又は材料塗布等の作業を行うものであってもよい。

例えば、システム１０がレーザ加工を行うものである場合、エンドエフェクタ３６は、レーザ出射ノズルである。また、システム１０が材料塗布を行うものである場合、エンドエフェクタ３６は、材料噴射ノズルである。

また、ワーク移動装置１４は、円形の出力フランジ４４を軸線Ｏ周りに回転させるものに限らず、例えば四角形の出力フランジを、所定のｘ−ｙ平面（例えば水平面）に沿って移動させるように構成されてもよい。

また、図２に示す実施形態においては、制御装置１００がワーク移動装置制御部１０２とロボット制御部１０４を備えている場合について述べた。しかしながら、ロボット制御部１０４は、制御装置１００とは別の要素として設けられてもよい。

図７にこのような実施形態を示す。図７に示すシステム１０’においては、制御装置１００”は、ワーク移動装置制御部１０２を備える一方、ロボット制御部１０４は、制御装置１００”とは別の要素として設けられ、制御装置１００”に通信可能に接続されている。例えば、ロボット制御部１０４は、少なくとも１つのプロセッサ及び記憶部を有するコンピュータから構成され、上述のようにロボット１２を制御する。

以上、実施形態を通じて本開示を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。

１０，１０’ システム
１２ ロボット
１４ ワーク移動装置
１６ 従動装置
１００，１００’，１００” 制御装置
１０２ ワーク移動装置制御部
１０４ ロボット制御部
１０６ 時定数決定部

Claims (6)

1. ワークを移動させるワーク移動装置と、該ワークに作業をするロボットとを、互いに協調して動作させるように制御する制御装置であって、
   前記ワーク移動装置を加速又は減速する始期から終期までの期間に相当する時定数が、前記ロボット及び前記ワーク移動装置が協調して前記ワークに作業を行うワーク処理動作を実行するときよりも、前記ロボット及び前記ワーク移動装置に前記ワーク処理動作以外の動作を実行させるときのほうが長くなるように、前記ワーク移動装置を制御するワーク移動装置制御部を備える、制御装置。
2. 前記ワーク処理動作を実行するとき、前記ワーク移動装置の加速又は減速の前記始期及び前記終期と同期して前記ロボットを加速又は減速させるロボット制御部をさらに備える、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記ワーク移動装置制御部は、前記ワーク処理動作以外の動作を実行するとき、前記ワーク移動装置を、前記ワーク処理動作時よりも高速で動作させる、請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記ワーク移動装置制御部は、前記ワーク処理動作、又は前記ワーク処理動作以外の動作を実行しているときに、前記ワーク移動装置の加速時の前記時定数が、減速時の前記時定数よりも短くなるように、該ワーク移動装置を制御する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記ワークの種類に応じて前記時定数を決定する時定数決定部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. ワークを移動させるワーク移動装置と、該ワークに作業をするロボットとを、互いに協調して動作させるように制御する方法であって、
   前記ワーク移動装置を加速又は減速する始期から終期までの期間に相当する時定数が、前記ロボット及び前記ワーク移動装置が協調して前記ワークに作業を行うワーク処理動作を実行するときよりも、前記ロボット及び前記ワーク移動装置に前記ワーク処理動作以外の動作を実行させるときのほうが長くなるように、前記ワーク移動装置を制御することを備える、方法。

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