JP7127897B1 - 力覚センサの校正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】力覚センサのメンテナンス性の向上と低価格化を図ることができる力覚センサの校正方法を提供する。【解決手段】本発明による力覚センサの校正方法は、ロボット１のアーム４に、力覚センサ１０を介して負荷体４０を保持する保持工程と、少なくとも１つの軸成分の力またはモーメントを示す運転成分値を補正するための校正データをロボット１のコントローラ２０により算出する校正工程と、を備えている。校正工程は、第１の姿勢に位置づけられた力覚センサ１０の検出値に基づいて第１校正成分値を算出する第１成分値算出工程と、第１の姿勢とは異なる第２の姿勢に位置づけられた力覚センサ１０の検出値に基づいて第２校正成分値を算出する第２成分値算出工程と、第１校正成分値および第２校正成分値に基づいて、校正データを算出するデータ算出工程と、を含む。【選択図】図３

Description

本発明は、力覚センサの校正方法に関する。

従来より、所定の軸方向に作用した力および所定の軸周りに作用したモーメント（トルク）を電気信号として出力する力覚センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。この力覚センサは、産業用ロボットを初めとして、協働ロボット、生活支援ロボット、医療用ロボットおよびサービスロボット等、各種ロボットの力制御等に幅広く利用されている。このため、安全性および高性能化だけでなく、メンテナンス性の向上と低価格化が求められている。

特許第６２１４０７２号公報

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、力覚センサのメンテナンス性の向上と低価格化を図ることができる力覚センサの校正方法を提供することを目的とする。

本発明は、
ＸＹＺ三次元座標系の原点としての中心点を有する前記力覚センサであって、６軸成分のうちの少なくとも１つの軸成分の力またはモーメントを検出するための力覚センサを、コントローラを備えたロボットに取り付けた状態で校正する力覚センサの校正方法であって、
前記ロボットのアームに、前記力覚センサを介して負荷体を保持する保持工程と、
少なくとも１つの軸成分の力またはモーメントを示す運転成分値であって、前記ロボットの運転時に算出される運転成分値を補正するための校正データを前記コントローラにより算出する校正工程と、を備え、
前記校正工程は、
第１の姿勢に位置づけられた前記力覚センサに前記負荷体の負荷を作用させることにより検出された検出値に基づいて第１校正成分値を算出する第１成分値算出工程と、
第１の姿勢とは異なる第２の姿勢に位置づけられた前記力覚センサに前記負荷体の負荷を作用させることにより検出された検出値に基づいて第２校正成分値を算出する第２成分値算出工程と、
前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいて、前記校正データを算出するデータ算出工程と、を含む、力覚センサの校正方法、
を提供する。

なお、上述した力覚センサの校正方法において、
前記第１の姿勢および前記第２の姿勢は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のうちのいずれか１つの軸方向に沿って見たときに、前記負荷体が前記力覚センサの中心点に対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢である、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記校正データは、前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいて算出される零点成分値と、力感度と、を含み、
前記力感度は、前記第１校正成分値および前記第２校正成分値の一方と、前記零点成分値と、前記負荷体の質量とに基づいて算出される、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記校正データは、前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいて算出される零点成分値と、モーメント感度と、を含み、
前記モーメント感度は、前記第１校正成分値および前記第２校正成分値の一方と、前記零点成分値と、前記負荷体の質量と、前記力覚センサの中心点から前記負荷体の重心までの距離とに基づいて算出される、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記校正工程は、第１校正工程を有し、
前記第１校正工程は、前記第１成分値算出工程と、前記第２成分値算出工程と、前記データ算出工程と、を含み、
前記第１校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢は、Ｙ軸方向に沿って見たときに、前記負荷体が前記力覚センサの中心点に対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢であり、
前記第１の姿勢および前記第２の姿勢において、Ｙ軸およびＺ軸は水平方向に沿っている、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記校正データは、Ｘ軸方向の力に対応する前記運転成分値を補正するための校正データを含む、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記校正データは、Ｙ軸周りのモーメントに対応する前記運転成分値を補正するための校正データを含む、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記校正工程は、第２校正工程を有し、
前記第２校正工程は、前記第１成分値算出工程と、前記第２成分値算出工程と、前記データ算出工程と、を含み、
前記第２校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢は、Ｘ軸方向に沿って見たときに、前記負荷体が前記力覚センサの中心点に対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢であり、
前記第１の姿勢および前記第２の姿勢において、Ｘ軸およびＺ軸は水平方向に沿っている、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記校正データは、Ｙ軸方向の力に対応する前記運転成分値を補正するための校正データを含む、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記校正データは、Ｘ軸周りのモーメントに対応する前記運転成分値を補正するための校正データを含む、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記校正工程は、第３校正工程を有し、
前記第３校正工程は、前記第１成分値算出工程と、前記第２成分値算出工程と、前記データ算出工程と、を含み、
前記第３校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢は、Ｘ軸方向に沿って見たときに、前記負荷体が前記力覚センサの中心点に対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢であり、
前記第１の姿勢および前記第２の姿勢において、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向に沿っている、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記校正データは、Ｚ軸方向の力に対応する前記運転成分値を補正するための校正データを含む、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記負荷体の重心は、Ｚ軸上に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記校正工程は、第４校正工程を有し、
前記第４校正工程は、前記第１成分値算出工程と、前記第２成分値算出工程と、前記データ算出工程と、を含み、
前記第４校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢は、Ｚ軸方向に沿って見たときに、前記負荷体が前記力覚センサの中心点に対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢であり、
前記第１の姿勢および前記第２の姿勢において、Ｘ軸およびＺ軸は水平方向に沿っている、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記校正データは、Ｚ軸周りのモーメントに対応する前記運転成分値を補正するための校正データを含む、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記負荷体の重心は、Ｘ軸上に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記第１の姿勢および前記第２の姿勢の少なくとも一方において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の少なくとも２つは、鉛直方向に対して傾斜している、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記力覚センサは、作用した力またはモーメントにより生じた変位を検出して前記検出値を出力する複数の検出素子を含み、
前記力覚センサは、各々の前記検出値に対応する出力値を前記コントローラに出力する、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記力覚センサは、検出対象となる力またはモーメントにより生じた変位を検出して前記検出値を出力する複数の検出素子を含み、
前記力覚センサは、各々の前記検出値に基づいて算出された、少なくとも１つの軸成分の力またはモーメントを示す成分値を前記コントローラに出力する、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記負荷体は、ツールを介して前記力覚センサに保持される、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記第１成分値算出工程および前記第２成分値算出工程において、前記ロボットの前記アームを静止した状態で前記検出値を検出する、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記第１成分値算出工程および前記第２成分値算出工程の少なくとも一方において、前記ロボットの前記アームが移動している状態で前記検出値を検出する、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記データ算出工程において算出された前記校正データを、コントローラのコントローラ記憶部に記録する記録工程を更に備える、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記データ算出工程において算出された前記校正データを、前記力覚センサのセンサ記憶部記録するまたは外部記憶部に記録する記録工程を更に備える、
ようにしてもよい。

また、上述した力覚センサの校正方法において、
前記データ算出工程において算出された前記校正データに基づいて、前記力覚センサの故障診断を行う診断工程を更に備える、
ようにしてもよい。

本発明によれば、力覚センサのメンテナンス性の向上と力覚センサの低価格化を図ることができる。

図１は、第１の実施の形態における力覚センサの校正方法が適用されるロボットの一例を示す斜視図である。 図２は、第１の実施の形態における力覚センサの校正システムを示す図である。 図３は、第１の実施の形態における力覚センサの校正方法を説明するためのフローチャートである。 図４Ａは、第１の実施の形態における力覚センサの校正方法の第１校正工程において、力覚センサを第１の姿勢に位置づけた状態を示す図である。 図４Ｂは、図４Ａの第１校正工程において、力覚センサを第２の姿勢に位置づけた状態を示す図である。 図５Ａは、第１の実施の形態における力覚センサの校正方法の第２校正工程において、力覚センサを第１の姿勢に位置づけた状態を示す図である。 図５Ｂは、図５Ａの第２校正工程において、力覚センサを第２の姿勢に位置づけた状態を示す図である。 図６Ａは、第１の実施の形態における力覚センサの校正方法の第３校正工程において、力覚センサを第１の姿勢に位置づけた状態を示す図である。 図６Ｂは、図６Ａの第３校正工程において、力覚センサを第２の姿勢に位置づけた状態を示す図である。 図７Ａは、第１の実施の形態における力覚センサの校正方法の第４校正工程において、力覚センサを第１の姿勢に位置づけた状態を上方から見た図である。 図７Ｂは、図７Ａの力覚センサを正面から見た図である。 図７Ｃは、図７Ａの第４校正工程において、力覚センサを第２の姿勢に位置づけた状態を上方から見た図である。 図７Ｄは、図７Ｃの力覚センサを正面から見た図である。 図８は、図２に示す力覚センサの校正システムの変形例を示す図である。 図９Ａは、第２の実施の形態における力覚センサの校正方法の第３校正工程において、力覚センサを第１の姿勢に位置づけた状態を正面から見た図である。 図９Ｂは、図９Ａの第３校正工程において、力覚センサを第２の姿勢に位置づけた状態を示す図である。 図１０は、第３の実施の形態における力覚センサの校正方法において、力覚センサにツールを介して負荷体を保持させた状態を示す図である。 図１１は、第４の実施の形態における力覚センサの校正方法において、負荷体に取り付けられた加速度センサおよび角速度センサを示す図である。 図１２は、第５の実施の形態における力覚センサの校正システムを示す図である。 図１３は、第６の実施の形態における力覚センサの校正システムを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

なお、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件および物理的特性並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「等しい」等の用語や寸法、物理的特性の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

（第１の実施の形態）
まず、図１～図７Ｄを用いて、本発明の第１の実施の形態における力覚センサの校正方法について説明する。本実施の形態による力覚センサの校正方法は、力覚センサ１０を、コントローラ２０を備えたロボット１に取り付けた状態で校正する方法である。ロボット１の例としては、産業用ロボット、協働ロボット、生活支援ロボット、医療用ロボットおよびサービスロボット等の各種ロボットが挙げられる。以下では、産業用ロボットを例にとって説明する。

まず、力覚センサ１０を取り付けるロボット１について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態における力覚センサの校正方法が適用されるロボット１の一例を示す斜視図である。

図１に示すように、産業用ロボット１は、ロボット本体２と、ツール３と、力覚センサ１０と、コントローラ２０と、を備えている。ロボット本体２は、ロボットアーム４を含んでいる。ロボットアーム４は、多関節アーム構造を有している。

ロボットアーム４の先端に、力覚センサ１０が取り付けられている。より具体的には、ロボットアーム４の先端に、ツール３が取り付けられている。ロボットアーム４とツール３との間に、力覚センサ１０が取り付けられている。力覚センサ１０は、図示しない電気ケーブルを介して、コントローラ２０に電気的に接続されている。ツール３の例としては、グリッパー５０（図１０参照）、およびツールチェンジャー（図示せず）等が挙げられる。

コントローラ２０は、図１に示すように、ロボット本体２とは別体に構成されていてもよい。しかしながら、このことに限られることはなく、コントローラ２０は、ロボット本体２に内蔵されていてもよい。

力覚センサ１０は、検出対象として、６軸成分のうちの少なくとも１つの軸成分の力またはモーメント（またはトルク）を検出するためのセンサとして構成されている。本実施の形態においては、力覚センサ１０は、６軸成分を検出可能に構成されている。より具体的には、力覚センサ１０の中心点Ｏを原点とするＸＹＺ三次元座標系を定義したときに、力覚センサ１０は、Ｘ軸方向の力Ｆｘ、Ｙ軸方向の力Ｆｙ、Ｚ軸方向の力Ｆｚ、Ｘ軸周りのモーメントＭｘ、Ｙ軸周りのモーメントＭｙ、Ｚ軸周りのモーメントＭｚを検出可能に構成されている。しかしながら、このことに限られることはなく、いずれか１つの軸成分の力またはモーメントを検出可能に構成されていてもよく、６軸成分のうちのいくつかの軸成分の力またはモーメントを検出可能に構成されていてもよい。

力覚センサ１０の具体的な構成は任意である。例えば、力覚センサ１０は、受力体と、支持体と、起歪体と、検出素子１１（図２参照）と、検出回路１２と、を備えていてもよい。図示しない受力体は、ツール３にボルト等で着脱可能に取り付けられている。図示しない支持体は、ロボットアーム４にボルト等で着脱可能に取り付けられている。図示しない起歪体は、受力体と支持体とに接続されており、受力体に作用した力またはモーメントによって弾性変形可能に構成されている。

力覚センサ１０は、ツール３に取り付けられる第１センサ面１０ａ（図４Ａ等参照）と、ロボットアーム４に取り付けられる第２センサ面１０ｂと、を含んでいてもよい。第１センサ面１０ａは受力体に形成され、第２センサ面１０ｂは支持体に形成されている。第１センサ面１０ａおよび第２センサ面１０ｂは、ＸＹ平面に沿っていてもよい。第１センサ面１０ａおよび第２センサ面１０ｂの法線方向に、Ｚ軸が定義されてもよい。力覚センサ１０は、ＸＹＺ三次元座標系の原点としての中心点Ｏを有していてもよい。この中心点Ｏは、第１センサ面１０ａと第２センサ面１０ｂとの中間位置に位置していてもよい。また、中心点Ｏは、Ｚ軸方向に沿って見たときに、力覚センサ１０の中心に位置していてもよい。

検出素子１１は、起歪体の弾性変形により生じた起歪体の変位を検出する。例えば、検出素子１１は、静電容量を検出する素子として構成されていてもよい。この場合、検出素子１１は、起歪体に設けられた変位電極１１ａと、受力体または支持体に設けられた固定電極１１ｂと、を含んでいてもよい。変位電極１１ａと固定電極１１ｂは、互いに対向する。検出回路１２は、検出素子１１により検出された検出値に電気的処理を施して、電気信号としてコントローラ２０に出力する。

このように構成された力覚センサ１０の受力体が、力またはモーメントの作用を受けると、起歪体が弾性変形して歪みを生じ、変位する。この起歪体の変位が検出素子１１により検出されて検出値が出力される。検出値は、検出回路１２において電気的に処理されて、力覚センサ１０から上述したコントローラ２０に出力される。検出回路１２の詳細については後述する。

力覚センサ１０から出力された電気信号は、上述した電気ケーブルを介してコントローラ２０に送信される。コントローラ２０は、受信した電気信号に基づいてロボット１の力制御を行い、ロボット本体２およびツール３の動作を制御する。ロボット１の力制御では、力覚センサ１０の検出素子１１から出力される検出値に基づいて算出される成分値が参照される。成分値は、力覚センサ１０に作用した力またはモーメントを示す値であり、軸成分毎に算出される。

このようにして算出される成分値は、製造上の誤差（例えば、加工誤差など）などにより、力覚センサ１０毎に異なる。このため、力覚センサ１０の成分値は校正されることが一般的である。一般的な力覚センサは、マイクロコンピュータを内蔵し、ロボットアーム４に取り付けられる前の単品の状態で校正を行うように構成されている。マイクロコンピュータにより後述する零点成分値および感度が算出され、算出された零点成分値および感度は、力覚センサに記憶される。温度校正を行う場合には、力覚センサを恒温槽内で温度を変えながら零点成分値および感度を測定していた。

本実施の形態による力覚センサの校正方法は、上述の成分値を校正する方法である。以下、本実施の形態による力覚センサの校正方法について説明する。ここではまず、本実施の形態による力覚センサの校正方法を実施するための力覚センサの校正システム３０について図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態における力覚センサの校正システム３０を示す図である。以下では、説明を簡略化するために、力覚センサ１０の後述する正側感度と負側感度とに差は無く、他軸感度は発生しないとする。正側感度と負側感度とに差が存在している場合であっても、本実施の形態による力覚センサの校正方法を適用することができる。また、他軸感度が発生する場合であっても、本実施の形態による力覚センサの校正方法を適用することができる。

図２に示すように、本実施の形態による力覚センサの校正システム３０（以下、単に校正システム３０と記す）は、上述した検出素子１１と、検出回路１２と、成分値算出部２１と、データ算出部２２と、入力部２３と、コントローラ記憶部２４と、を備えている。

検出素子１１は、上述したように、力覚センサ１０の構成要素である。検出素子１１は、検出対象となる力またはモーメントにより生じた変位を検出して、検出値を出力する。本実施の形態による検出素子１１は、上述したように静電容量を検出する素子として構成されており、静電容量値を示す検出値を検出回路１２に出力する。力覚センサ１０内に複数の検出素子１１が構成されている。例えば、力覚センサ１０が、複数の起歪体を含んでいる場合には、各起歪体に１つ以上の検出素子１１が設けられていてもよい。この場合、各検出素子１１により検出された検出値に基づいて、力覚センサ１０に作用した力またはモーメントを示す成分値が算出される。例えば、力覚センサ１０が、８つの検出素子１１を備えていてもよい。

検出回路１２は、力覚センサ１０の構成要素である。検出回路１２は、上述したように、各検出素子１１から出力された検出値を電気的に処理して、電気信号を出力する。検出回路１２は、Ｃ／Ｖ変換器１３と、Ａ／Ｄコンバータ１４と、を含んでいてもよい。各検出素子１１に、Ｃ／Ｖ変換器１３およびＡ／Ｄコンバータ１４がそれぞれ接続されている。本実施の形態においては、力覚センサ１０は、各検出素子１１の検出値に対応する出力値をコントローラ２０に出力する。すなわち、検出回路１２は、検出素子１１の検出値毎に出力値を示す電気信号を出力する。検出回路１２の出力値は、力覚センサ１０に作用した力またはモーメントを示す成分値になっていない。検出回路１２から出力された電気信号は、コントローラ２０の成分値算出部２１に送信される。

成分値算出部２１は、コントローラ２０の構成要素であってもよい。成分値算出部２１は、検出回路１２から出力された電気信号に基づいて、力覚センサ１０に作用した力またはモーメントを示す成分値を算出する。より具体的には、成分値算出部２１は、所定の算出式を用いて軸成分毎に成分値を算出して、算出された成分値を示す電気信号を出力する。以下の説明では、力覚センサ１０の校正時に算出された成分値を校正成分値と称する。力覚センサ１０の校正時には、校正成分値を示す電気信号はデータ算出部２２に送信される。また、以下の説明では、ロボット１の運転時に算出された成分値を運転成分値と称する。ロボット１の運転時には、運転成分値を示す電気信号は後述する補正部３５に送信される。成分値算出部２１は、力覚センサ１０の校正時とロボット１の運転時とで、電気信号の送信先を、データ算出部２２と補正部３５との間で切り替えるように構成されていてもよい。

データ算出部２２は、コントローラ２０の構成要素である。データ算出部２２は、成分値算出部２１から出力された校正成分値に基づいて、校正データを算出する。校正データは、ロボット１の運転時に算出される運転成分値を補正するためのデータである。校正データは、零点成分値、力感度およびモーメント感度を含んでいてもよい。零点成分値、力感度およびモーメント感度の詳細については後述する。

入力部２３は、後述する負荷体４０、４１の質量と、力覚センサ１０の中心点Ｏから負荷体４０、４１の重心Ｇまでの距離Ｌを入力可能に構成されている。例えば、入力部２３は、タッチパネルで構成されていてもよく、キーボードで構成されていてもよい。入力部２３の構成は任意である。

コントローラ記憶部２４は、上述したデータ算出部２２で算出された校正データとしての各零点成分値、各感度を記憶する。コントローラ記憶部２４は、例えば、メモリであってもよい。

コントローラ２０は、補正部３５を含んでいてもよい。補正部３５は、上述した校正システム３０の構成要素でなくてもよい。補正部３５は、上述した成分値算出部２１から出力された運転成分値を補正するように構成されている。補正部３５は、上述したコントローラ記憶部２４に記録された各零点成分値および各感度を用いて、運転成分値を補正する。

なお、上述した校正システム３０は、機能毎にハードウェアとして校正されていてもよいが、あるいは、ソフトウェアとして校正されていてもよく、校正システム３０の構成は任意である。例えば、コントローラ２０にマイクロコンピュータを搭載することで、校正システム３０の機能を実現させてもよい。この場合、マイクロコンピュータを実行するためのコンピュータプログラムによって、校正システム３０の各機能が実現されてもよい。このことにより、低価格化を図ることができるとともに、汎用性を向上させることができる。例えば、図２に示す校正システム３０の構成を、後述する図１３に示す構成に容易に変更することができる。後述する他の実施の形態における校正システム３０についても同様である。

次に、本実施の形態における力覚センサの校正方法について図３～図７Ｄを参照して説明する。ここでは、力覚センサ１０の各軸成分の校正データを算出することにより力覚センサ１０を校正する例について説明する。まず、図３を用いて、本実施の形態における力覚センサの校正方法の概略を説明する。図３は、力覚センサの校正方法を説明するためのフローチャートである。

図３に示すように、本実施の形態における力覚センサの校正方法は、準備工程Ｓ１と、保持工程Ｓ２と、校正工程Ｓ３と、記録工程Ｓ４と、を備えている。

まず、準備工程Ｓ１として、上述した力覚センサ１０と負荷体４０（図４Ａ等参照）および負荷体４１（図７Ａ等参照）とを準備する。負荷体４０、４１の詳細は後述する。また、入力部２３から、負荷体４０、４１の質量と、力覚センサ１０の中心点Ｏから負荷体４０、４１の重心までの距離Ｌが入力される。なお、この入力は、準備工程Ｓ１において行われなくてもよく、後述する校正工程Ｓ３において校正データを算出するまでに行えばよい。

準備工程Ｓ１の後、保持工程Ｓ２として、ロボットアーム４に、力覚センサ１０を介して負荷体４０、４１が保持される。力覚センサ１０の第２センサ面１０ｂが、図示しないボルト等を用いてロボットアーム４に取り付けられる。力覚センサ１０の第１センサ面１０ａに、図示しないボルト等を用いて負荷体４０、４１が取り付けられる。

保持工程Ｓ２の後、校正工程Ｓ３として、ロボット１の運転時に算出される運転成分値を補正するための校正データがコントローラ２０により算出される。運転成分値は、少なくとも１つの軸成分の力またはモーメントを示していてもよい。本実施の形態における力覚センサ１０は、６軸成分を検出可能に構成されている。この場合、校正データは、軸成分毎に運転成分値を補正するためのデータを含んでいてもよい。

校正工程Ｓ３は、第１配置工程Ｓ１１と、第１成分値算出工程Ｓ１２と、第２配置工程Ｓ１３と、第２成分値算出工程Ｓ１４と、データ算出工程Ｓ１５と、を含んでいてもよい。

第１配置工程Ｓ１１として、力覚センサ１０が第１の姿勢に位置づけられる。ロボットアーム４を駆動させて、力覚センサ１０を第１の姿勢に位置づけてもよい。

第１配置工程Ｓ１１の後、第１成分値算出工程Ｓ１２として、第１の姿勢に位置づけられた力覚センサ１０に負荷体４０、４１の負荷を作用させることにより検出された検出値に基づいて第１校正成分値が算出される。

ここで、第１の姿勢とは、軸成分毎に第１校正成分値を算出するために適した姿勢であってもよい。第１の姿勢は、軸成分毎に異なる姿勢であってもよく、複数の軸成分の第１校正成分値が同じ姿勢で算出されてもよい。

第１成分値算出工程Ｓ１２の後、第２配置工程Ｓ１３として、力覚センサ１０が第２の姿勢に位置づけられる。ロボットアーム４を駆動させて、力覚センサ１０を第２の姿勢に位置づけてもよい。

第２配置工程Ｓ１３の後、第２成分値算出工程Ｓ１４として、第２の姿勢に位置づけられた力覚センサ１０に負荷体４０、４１の負荷を作用させることにより検出された検出値に基づいて第２校正成分値が算出される。

ここで、第２の姿勢とは、軸成分毎に第２校正成分値を算出するために適した姿勢であってもよい。第２の姿勢は、軸成分毎に異なる姿勢であってもよく、複数の軸成分の第２校正成分値が同じ姿勢で算出されてもよい。また、第２の姿勢は、第１の姿勢とは異なる姿勢である。例えば、第１の姿勢および第２の姿勢は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のうちのいずれか１つの軸方向に沿って見たときに、負荷体４０、４１が力覚センサ１０の中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢であってもよい。

第２成分値算出工程Ｓ１４の後、データ算出工程Ｓ１５として、第１校正成分値および第２校正成分値に基づいて、上述した校正データが算出される。校正データの算出は、軸成分毎に行われてもよい。例えば、同一の軸成分の第１の校正成分値および第２校正成分値から、当該軸成分の校正データが算出される。校正データは、上述したように、零点成分値と、力感度と、モーメント感度と、を含んでいてもよい。

零点成分値は、第１校正成分値および校正成分値に基づいて算出される。零点成分値は、オフセット電圧値または中点電圧値などとも称される。零点成分値は、軸成分毎に算出される。

力感度は、第１校正成分値および第２校正成分値の一方と、零点成分値と、負荷体４０、４１の質量とに基づいて算出される。力感度は、力覚センサ１０に作用した力に関する感度である。力感度は、軸成分毎に算出され、１Ｎあたりの成分値を示す。

モーメント感度は、第１校正成分値および第２校正成分値の一方と、零点成分値と、負荷体４０、４１の質量と、力覚センサ１０の中心点Ｏから負荷体４０、４１の重心までの距離とに基づいて算出される。モーメント感度は、力覚センサ１０に作用したモーメントに関する感度である。モーメント感度は、モーメントの軸成分毎に算出され、１Ｎｍあたりの成分値を示す。

データ算出工程において算出される零点成分値、力感度およびモーメント感度を用いて、後述するように、ロボット１の運転時に算出される運転成分値が補正される。

次に、校正工程Ｓ３についてより詳細に説明する。本実施の形態における校正工程Ｓ３は、第１校正工程Ｓ３１と、第２校正工程Ｓ３２と、第３校正工程Ｓ３３と、第４校正工程Ｓ３４と、を有している。第１校正工程Ｓ３１～第４校正工程Ｓ３４の各々は、上述した第１配置工程Ｓ１１と、第１成分値算出工程Ｓ１２と、第２配置工程Ｓ１３と、第２成分値算出工程Ｓ１４と、データ算出工程Ｓ１５と、を含んでいる。第１校正工程Ｓ３１においては、力Ｆｘに対応する校正データと、モーメントＭｙに対応する校正データが算出される。第２校正工程Ｓ３２においては、力Ｆｙに対応する校正データと、モーメントＭｘに対応する校正データが算出される。第３校正工程Ｓ３３においては、力Ｆｚに対応する校正データが算出される。第４校正工程Ｓ３４においては、モーメントＭｚに対応する校正データが算出される。

まず、第１校正工程Ｓ３１について、図４Ａおよび図４Ｂを参照して説明する。図４Ａは、第１校正工程Ｓ３１において、力覚センサ１０を第１の姿勢に位置づけた状態を示す図であり、図４Ｂは、第１校正工程Ｓ３１において、力覚センサ１０を第２の姿勢に位置づけた状態を示す図である。

第１校正工程Ｓ３１の第１配置工程Ｓ１１においては、力覚センサ１０が、図４Ａに示す第１の姿勢に位置づけられる。負荷体４０は、Ｙ軸方向負側に向かって見たときに、力覚センサ１０の左側に位置する。負荷体４０の重心Ｇは、力覚センサ１０の中心点Ｏを通るＺ軸上に配置されている。

負荷体４０は、単純な形状を有する錘であってもよい。このことにより、負荷体４０の重心Ｇの位置を容易に求めることができる。例えば、負荷体４０は、円筒状に形成された本体４０ａと、本体４０ａの一方の端部に形成されたフランジ４０ｂと、本体４０ａとフランジ４０ｂとを接続する首部４０ｃと、を含んでいてもよい。首部４０ｃは、円筒状に形成されていてもよく、本体４０ａよりも小さい外径を有していてもよい。負荷体４０のフランジ４０ｂが、力覚センサ１０の第１センサ面１０ａに取り付けられる。負荷体４０の質量Ｗは、本体４０ａとフランジ４０ｂと首部４０ｃの合計質量としてもよい。この合計質量の重心点を、負荷体４０の重心Ｇとしてもよい。

図４Ａに示すように、第１の姿勢では、Ｘ軸は鉛直方向に沿っており、Ｘ軸方向正側は、図４Ａの下側を向いている。鉛直方向は、図４Ａ等に示す重力方向ｇに沿っていてもよい。Ｙ軸は水平方向に沿っており、Ｙ軸方向正側は図４Ａの紙面表側を向いている。Ｚ軸は水平方向に沿っており、Ｚ軸方向正側は図４Ａの左側を向いている。

第１校正工程Ｓ３１の第１成分値算出工程Ｓ１２において、力覚センサ１０が第１の姿勢に位置づけられている状態でロボットアーム４を静止する。このことにより、負荷体４０が静止し、図４Ａに示すように、負荷体４０の負荷としての負荷体４０の質量Ｗによる重力がＸ軸方向正側に作用する。このため、力覚センサ１０に、Ｘ軸方向の力＋Ｆｘが作用するとともに、Ｙ軸周りのモーメント＋Ｍｙが作用する。Ｘ軸方向正側を向く力を正の力とし、Ｙ軸方向正側に向かって時計回りのモーメントを正のモーメントとする。

力覚センサ１０が第１の姿勢で静止するとともに力覚センサ１０に負荷体４０の負荷が作用した状態で、力覚センサ１０の各検出素子１１において静電容量値を示す検出値が出力される。検出値は、Ｃ／Ｖ変換器１３により電圧変換され、電圧変換された検出値は、Ａ／Ｄコンバータ１４によりアナログ信号からデジタル信号に変換され、電気信号が形成される。Ａ／Ｄコンバータ１４から出力される電気信号は、デジタル値（絶対値）を示す電気信号になる。力覚センサ１０の出力値として、各検出値に対応する電気信号が、検出回路１２からコントローラ２０に出力される。コントローラ２０の成分値算出部２１において、各検出値に対応する電気信号に基づいて、成分値として、Ｘ軸方向の力Ｆｘに対応する第１校正成分値Ｖ_Ｆｘ１が算出されるとともに、Ｙ軸周りのモーメントＭｙに対応する第１校正成分値Ｖ_Ｍｙ１が算出される。

第１校正工程Ｓ３１の第２配置工程Ｓ１３において、力覚センサ１０が、図４Ｂに示す第２の姿勢に位置付けられる。図４Ｂに示す負荷体４０は、図４Ａに示す負荷体４０と同一であってもよい。負荷体４０は、Ｙ軸方向負側に向かって見たときに、力覚センサ１０の右側に位置する。負荷体４０の重心Ｇは、力覚センサ１０の中心点Ｏを通るＺ軸上に配置されている。

図４Ｂに示すように、第２の姿勢では、Ｘ軸は鉛直方向に沿っており、Ｘ軸方向正側は、図４Ｂの上側を向いている。Ｙ軸は水平方向に沿っており、Ｙ軸方向正側は図４Ｂの紙面表側を向いている。Ｚ軸は水平方向に沿っており、Ｚ軸方向正側は図４Ｂの右側を向いている。

このように、第１校正工程Ｓ３１における第１の姿勢および第２の姿勢は、Ｙ軸方向に沿って見たときに、負荷体４０が力覚センサ１０の中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢になっている。言い換えると、第２の姿勢は、第１の姿勢から、負荷体４０がＹ軸を中心にして１８０°回転した姿勢になっている。

第１校正工程Ｓ３１の第２成分値算出工程Ｓ１４において、力覚センサ１０が第２の姿勢に位置づけられている状態でロボットアーム４を静止する。このことにより、図４Ｂに示すように、負荷体の４０の負荷としての負荷体４０の質量Ｗによる重力がＸ軸方向負側に作用する。このため、力覚センサ１０に、Ｘ軸方向の力－Ｆｘが作用するとともに、Ｙ軸周りのモーメント－Ｍｙが作用する。

力覚センサ１０が第２の姿勢で静止するとともに力覚センサ１０に負荷体４０の負荷が作用した状態で、力覚センサ１０の各検出素子１１において静電容量値を示す検出値が出力される。第１成分値算出工程Ｓ１２と同様にして、力覚センサ１０の出力値として、各検出値に対応する電気信号が、検出回路１２からコントローラ２０に出力される。コントローラ２０の成分値算出部２１において、各検出値に対応する電気信号に基づいて、成分値として、Ｘ軸方向の力Ｆｘに対応する第２校正成分値Ｖ_Ｆｘ２が算出されるとともに、Ｙ軸周りのモーメントＭｙに対応する第２校正成分値Ｖ_Ｍｙ２が算出される。

第１校正工程Ｓ３１のデータ算出工程Ｓ１５においては、軸成分毎に校正データが算出される。第１校正工程Ｓ３１において算出される校正データは、Ｘ軸方向の力Ｆｘに対応する運転成分値を補正するためのＦｘ校正データと、Ｙ軸周りのモーメントＭｙに対応する運転成分値を補正するためのＭｙ校正データと、を含んでいる。

Ｆｘ校正データは、零点成分値Ｖ_Ｆｘ０と、力感度Ｓ_Ｆｘと、を含んでいる。零点成分値Ｖ_Ｆｘ０は、第１校正成分値Ｖ_Ｆｘ１と第２校正成分値Ｖ_Ｆｘ２とに基づいて、以下の式を用いて算出される。

力感度Ｓ_Ｆｘは、第１校正成分値Ｖ_Ｆｘ１と、零点成分値Ｖ_Ｆｘ０と、負荷体４０の質量Ｗとに基づいて、以下の式を用いて算出される。

なお、第１校正成分値Ｖ_Ｆｘ１の代わりに、第２校正成分値Ｖ_Ｆｘ２を用いて力感度Ｓ_Ｆｘが算出されてもよい。本実施の形態においては、説明を簡略化するために、第１校正成分値Ｖ_Ｆｘ１を用いて算出される力感度Ｓ_Ｆｘ（正側感度）と、第２校正成分値Ｖ_Ｆｘ２を用いて算出される力感度Ｓ_Ｆｘ（負側感度）は等しいと仮定している。このため、力感度については、第１校正成分値Ｖ_Ｆｘ１および第２校正成分値Ｖ_Ｆｘ２のうちのいずれか一方を用いて算出すればよい。

Ｍｙ校正データは、零点成分値Ｖ_Ｍｙ０と、モーメント感度Ｓ_Ｍｙと、を含んでいる。零点成分値Ｖ_Ｍｙは、第１校正成分値Ｖ_Ｍｙ１と第２校正成分値Ｖ_Ｍｙ２とに基づいて、以下の式を用いて算出される。

モーメント感度Ｓ_Ｍｙは、第１校正成分値Ｖ_Ｍｙ１と、零点成分値Ｖ_Ｍｙ０と、負荷体４０の質量Ｗと、力覚センサ１０の中心点Ｏから負荷体４０の重心Ｇまでの距離Ｌとに基づいて、以下の式を用いて算出される。

なお、第１校正成分値Ｖ_Ｍｙ１の代わりに、第２校正成分値Ｖ_Ｍｙ２を用いてモーメント感度Ｓ_Ｍｙが算出されてもよい。本実施の形態においては、説明を簡略化するために、第１校正成分値Ｖ_Ｍｙ１を用いて算出されるモーメント感度Ｓ_Ｍｙ（負側感度）と、第２校正成分値Ｖ_Ｆｘ２を用いて算出されるモーメント感度Ｓ_Ｍｙ（正側感度）は等しいと仮定している。このため、力感度については、第１校正成分値Ｖ_Ｍｙ１および第２校正成分値Ｖ_Ｍｙ２のうちのいずれか一方を用いて算出すればよい。

次に、第２校正工程Ｓ３２について、図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明する。図５Ａは、第２校正工程Ｓ３２において、力覚センサ１０を第１の姿勢に位置づけた状態を示す図であり、図５Ｂは、第２校正工程Ｓ３２において、力覚センサ１０を第２の姿勢に位置づけた状態を示す図である。

第２校正工程Ｓ３２の第１配置工程Ｓ１１においては、力覚センサ１０が、図５Ａに示す第１の姿勢に位置づけられる。図５Ａに示す負荷体４０は、図４Ａに示す負荷体４０と同一であってもよい。負荷体４０は、Ｘ軸方向負側に向かって見たときに、力覚センサ１０の右側に位置する。負荷体４０の重心Ｇは、力覚センサ１０の中心点Ｏを通るＺ軸上に配置されている。

図５Ａに示すように、第１の姿勢では、Ｘ軸は水平方向に沿っており、Ｘ軸方向正側は、図５Ａの紙面表側を向いている。Ｙ軸は鉛直方向に沿っており、Ｙ軸方向正側は図５Ａの下側を向いている。Ｚ軸は水平方向に沿っており、Ｚ軸方向正側は図５Ａの右側を向いている。

第２校正工程Ｓ３２の第１成分値算出工程Ｓ１２において、力覚センサ１０が第１の姿勢に位置づけられている状態でロボットアーム４を静止する。このことにより、図５Ａに示すように、負荷体４０の負荷としての負荷体４０の質量Ｗによる重力がＹ軸方向正側に作用する。このため、力覚センサ１０に、Ｙ軸方向の力＋Ｆｙが作用するとともに、Ｘ軸周りのモーメント－Ｍｘが作用する。Ｙ軸方向正側を向く力を正の力とし、Ｘ軸方向正側に向かって時計回りのモーメントを正のモーメントとする。

力覚センサ１０が第１の姿勢で静止するとともに力覚センサ１０に負荷体４０の負荷が作用した状態で、力覚センサ１０の各検出素子１１において静電容量値を示す検出値が出力される。第１校正工程Ｓ３１と同様にして、力覚センサ１０の出力値として、各検出値に対応する電気信号が、検出回路１２からコントローラ２０に出力される。コントローラ２０の成分値算出部２１において、各検出値に対応する電気信号に基づいて、成分値として、Ｙ軸方向の力Ｆｙに対応する第１校正成分値Ｖ_Ｆｙ１が算出されるとともに、Ｘ軸周りのモーメントＭｘに対応する第１校正成分値Ｖ_Ｍｘ１が算出される。

第２校正工程Ｓ３２の第２配置工程Ｓ１３において、力覚センサ１０が、図５Ｂに示す第２の姿勢に位置付けられる。図５Ｂに示す負荷体４０は、図５Ａに示す負荷体４０と同一であってもよい。負荷体４０は、Ｘ軸方向負側に向かって見たときに、力覚センサ１０の左側に位置する。負荷体４０の重心Ｇは、力覚センサ１０の中心点Ｏを通るＺ軸上に配置されている。

図５Ｂに示すように、第２の姿勢では、Ｘ軸は水平方向に沿っており、Ｘ軸方向正側は、図５Ｂの紙面表側を向いている。Ｙ軸は鉛直方向に沿っており、Ｙ軸方向正側は図５Ｂの上側を向いている。Ｚ軸は水平方向に沿っており、Ｚ軸方向正側は図５Ｂの左側を向いている。

このように、第２校正工程Ｓ３２における第１の姿勢および第２の姿勢は、Ｘ軸方向に沿って見たときに、負荷体４０が力覚センサ１０の中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢になっている。言い換えると、第２の姿勢は、第１の姿勢から、負荷体４０がＸ軸を中心にして１８０°回転した姿勢になっている。

第２校正工程Ｓ３２の第２成分値算出工程Ｓ１４において、力覚センサ１０が第２の姿勢に位置づけられている状態でロボットアーム４を静止する。このことにより、図５Ｂに示すように、負荷体４０の負荷としての負荷体４０の質量Ｗによる重力がＹ軸方向負側に作用する。このため、力覚センサ１０に、Ｙ軸方向の力－Ｆｙが作用するとともに、Ｘ軸周りのモーメント＋Ｍｘが作用する。

力覚センサ１０が第２の姿勢で静止するとともに力覚センサ１０に負荷体４０の負荷が作用した状態で、力覚センサ１０の各検出素子１１において静電容量値を示す検出値が出力される。第１成分値算出工程Ｓ１２と同様にして、力覚センサ１０の出力値として、各検出値に対応する電気信号が、検出回路１２からコントローラ２０に出力される。コントローラ２０の成分値算出部２１において、各検出値に対応する電気信号に基づいて、成分値として、Ｙ軸方向の力Ｆｙに対応する第２校正成分値Ｖ_Ｆｙ２が算出されるとともに、Ｘ軸周りのモーメントＭｘに対応する第２校正成分値Ｖ_Ｍｘ２が算出される。

第２校正工程Ｓ３２のデータ算出工程Ｓ１５においては、軸成分毎に校正データが算出される。第２校正工程Ｓ３２において算出される校正データは、Ｙ軸方向の力Ｆｙに対応する運転成分値を補正するためのＦｙ校正データと、Ｘ軸周りのモーメントＭｘに対応する運転成分値を補正するためのＭｘ校正データと、を含んでいる。

Ｆｙ校正データは、零点成分値Ｖ_Ｆｙ０と、力感度Ｓ_Ｆｙと、を含んでいる。零点成分値Ｖ_Ｆｙ０は、第１校正成分値Ｖ_Ｆｙ１と第２校正成分値Ｖ_Ｆｙ２とに基づいて、以下の式を用いて算出される。

力感度Ｓ_Ｆｙは、第１校正成分値Ｖ_Ｆｙ１と、零点成分値Ｖ_Ｆｙ０と、負荷体４０の質量Ｗとに基づいて、以下の式を用いて算出される。

なお、上述した力感度Ｓ_Ｆｘと同様に、第１校正成分値Ｖ_Ｆｙ１の代わりに、第２校正成分値Ｖ_Ｆｙ２を用いて力感度Ｓ_Ｆｙが算出されてもよい。

Ｍｘ校正データは、零点成分値Ｖ_Ｍｘ０と、モーメント感度Ｓ_Ｍｘと、を含んでいる。零点成分値Ｖ_Ｍｘは、第１校正成分値Ｖ_Ｍｘ１と第２校正成分値Ｖ_Ｍｘ２とに基づいて、以下の式を用いて算出される。

モーメント感度Ｓ_Ｍｘは、第１校正成分値Ｖ_Ｍｘ１と、零点成分値Ｖ_Ｍｘ０と、負荷体４０の質量Ｗと、力覚センサ１０の中心点Ｏから負荷体４０の重心Ｇまでの距離Ｌとに基づいて、以下の式を用いて算出される。

なお、上述したモーメント感度Ｓ_Ｍｙと同様に、第１校正成分値Ｖ_Ｍｘ１の代わりに、第２校正成分値Ｖ_Ｍｘ２を用いてモーメント感度Ｓ_Ｍｘが算出されてもよい。

次に、第３校正工程Ｓ３３について、図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明する。図６Ａは、第３校正工程Ｓ３３において、力覚センサ１０を第１の姿勢に位置づけた状態を示す図であり、図６Ｂは、第３校正工程Ｓ３３において、力覚センサ１０を第２の姿勢に位置づけた状態を示す図である。

第３校正工程Ｓ３３の第１配置工程Ｓ１１においては、力覚センサ１０が、図６Ａに示す第１の姿勢に位置づけられる。図６Ａに示す負荷体４０は、図４Ａに示す負荷体４０と同一であってもよい。負荷体４０は、Ｘ軸方向負側に向かって見たときに、力覚センサ１０の下側に位置する。負荷体４０の重心Ｇは、力覚センサ１０の中心点Ｏを通るＺ軸上に配置されている。

図６Ａに示すように、第１の姿勢では、Ｘ軸は水平方向に沿っており、Ｘ軸方向正側は、図６Ａの紙面表側を向いている。Ｙ軸は水平方向に沿っており、Ｙ軸方向正側は図６Ａの左側を向いている。Ｚ軸は鉛直方向に沿っており、Ｚ軸方向正側は図６Ａの下側を向いている。

第３校正工程Ｓ３３の第１成分値算出工程Ｓ１２において、力覚センサ１０が第１の姿勢に位置づけられている状態でロボットアーム４を静止する。このことにより、図６Ａに示すように、負荷体４０の負荷としての負荷体４０の質量Ｗによる重力がＺ軸方向正側に作用する。このため、力覚センサ１０に、Ｚ軸方向の力＋Ｆｚが作用する。Ｚ軸方向正側を向く力を正の力とする。

力覚センサ１０が第１の姿勢で静止するとともに力覚センサ１０に負荷体４０の負荷が作用した状態で、力覚センサ１０の各検出素子１１において静電容量値を示す検出値が出力される。第１校正工程Ｓ３１と同様にして、力覚センサ１０の出力値として、各検出値に対応する電気信号が、検出回路１２からコントローラ２０に出力される。コントローラ２０の成分値算出部２１において、各検出値に対応する電気信号に基づいて、成分値として、Ｚ軸方向の力Ｆｚに対応する第１校正成分値Ｖ_Ｆｚ１が算出される。

第３校正工程Ｓ３３の第２配置工程Ｓ１３において、力覚センサ１０が、図６Ｂに示す第２の姿勢に位置付けられる。図６Ｂに示す負荷体４０は、図６Ａに示す負荷体４０と同一であってもよい。負荷体４０は、Ｘ軸方向負側に向かって見たときに、力覚センサ１０の上側に位置する。負荷体４０の重心Ｇは、力覚センサ１０の中心点Ｏを通るＺ軸上に配置されている。

図６Ｂに示すように、第２の姿勢では、Ｘ軸は水平方向に沿っており、Ｘ軸方向正側は、図６Ｂの紙面表側を向いている。Ｙ軸は水平方向に沿っており、Ｙ軸方向正側は図６Ｂの右側を向いている。Ｚ軸は鉛直方向に沿っており、Ｚ軸方向正側は図６Ｂの上側を向いている。

このように、第３校正工程Ｓ３３における第１の姿勢および第２の姿勢は、Ｘ軸方向に沿って見たときに、負荷体４０が力覚センサ１０の中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢になっている。言い換えると、第２の姿勢は、第１の姿勢から、負荷体４０がＸ軸を中心にして１８０°回転した姿勢になっている。

第３校正工程Ｓ３３の第２成分値算出工程Ｓ１４において、力覚センサ１０が第２の姿勢に位置づけられている状態でロボットアーム４を静止する。このことにより、図６Ｂに示すように、負荷体４０の負荷としての負荷体４０の質量Ｗによる重力がＺ軸方向負側に作用する。このため、力覚センサ１０に、Ｚ軸方向負側を向く力－Ｆｚが作用する。

力覚センサ１０が第２の姿勢で静止するとともに力覚センサ１０に負荷体４０の負荷が作用した状態で、力覚センサ１０の各検出素子１１において静電容量値を示す検出値が出力される。第１成分値算出工程Ｓ１２と同様にして、力覚センサ１０の出力値として、各検出値に対応する電気信号が、検出回路１２からコントローラ２０に出力される。コントローラ２０の成分値算出部２１において、各検出値に対応する電気信号に基づいて、成分値として、Ｚ軸方向の力Ｆｚに対応する第２校正成分値Ｖ_Ｆｚ２が算出される。

第３校正工程Ｓ３３のデータ算出工程Ｓ１５においては、軸成分毎に校正データが算出される。第３校正工程Ｓ３３において算出される校正データは、Ｚ軸方向の力Ｆｚに対応する運転成分値を補正するためのＦｚ校正データを含んでいる。

Ｆｚ校正データは、零点成分値Ｖ_Ｆｚ０と、力感度Ｓ_Ｆｚと、を含んでいる。零点成分値Ｖ_Ｆｚ０は、第１校正成分値Ｖ_Ｆｚ１と第２校正成分値Ｖ_Ｆｚ２とに基づいて、以下の式を用いて算出される。

力感度Ｓ_Ｆｚは、第１校正成分値Ｖ_Ｆｚ１と、零点成分値Ｖ_Ｆｚ０と、負荷体４０の質量Ｗとに基づいて、以下の式を用いて算出される。

なお、上述した力感度Ｓ_Ｆｘと同様に、第１校正成分値Ｖ_Ｆｚ１の代わりに、第２校正成分値Ｖ_Ｆｚ２を用いて力感度Ｓ_Ｆｚが算出されてもよい。

次に、第４校正工程Ｓ３４について、図７Ａ～図７Ｄを参照して説明する。図７Ａは、第４校正工程Ｓ３４において、力覚センサ１０を第１の姿勢に位置づけた状態を上方から見た図であり、図７Ｂは、図７Ａの力覚センサ１０を正面から見た図である。図７Ｂは、第４校正工程Ｓ３４において、力覚センサ１０を第２の姿勢に位置づけた状態を上方から見た図であり、図７Ｄは、図７Ｃの力覚センサ１０を正面から見た図である。

第４校正工程Ｓ３４の第１配置工程Ｓ１１においては、力覚センサ１０が、図７Ａおよび図７Ｂに示す第１の姿勢に位置づけられる。負荷体４１は、Ｚ軸方向負側に向かって見たときに、力覚センサ１０の右側に位置する。負荷体４１の重心Ｇは、力覚センサ１０の中心点Ｏを通るＸ軸上に配置されている

負荷体４１は、第１校正工程Ｓ３１～第３校正工程Ｓ３３で用いた負荷体４０と異なる形状を有していてもよい。例えば、負荷体４１は、立方体状に形成された本体４１ａと、本体４１ａと力覚センサ１０とを接続する接続片４１ｂと、を含んでいてもよい。接続片４１ｂは、板状に形成されていてもよい。負荷体４１の重心Ｇは、力覚センサ１０の中心点Ｏを通るＸ軸上に配置されている。すなわち、負荷体４１の重心ＧがＸ軸上に配置されるように、負荷体４１の本体４１ａおよび接続片４１ｂが形成されている。負荷体４１の質量Ｗは、本体４１ａと接続片４１ｂの合計質量としてもよい。この合計質量の重心点を、負荷体４１の重心Ｇとしてもよい。

図７Ａおよび図７Ｂに示すように、第１の姿勢では、Ｘ軸は水平方向に沿っており、Ｘ軸方向正側は、図７Ｂの右側を向いている。Ｙ軸は鉛直方向に沿っており、Ｙ軸方向正側は図７Ｂの上側を向いている。Ｚ軸は水平方向に沿っており、Ｚ軸方向正側は図７Ｂの紙面表側を向いている。

第４校正工程Ｓ３４の第１成分値算出工程Ｓ１２において、力覚センサ１０が第１の姿勢に位置づけられている状態でロボットアーム４を静止する。このことにより、図７Ｂに示すように、負荷体４１の負荷としての負荷体４１の質量Ｗによる重力がＹ軸方向負側に作用する。このため、力覚センサ１０に、Ｚ軸周りのモーメント－Ｍｚが作用する。Ｚ軸方向正側に向かって時計回りのモーメントを正のモーメントとする。

力覚センサ１０が第１の姿勢で静止するとともに力覚センサ１０に負荷体４１の負荷が作用した状態で、力覚センサ１０の各検出素子１１において静電容量値を示す検出値が出力される。第１校正工程Ｓ３１と同様にして、力覚センサ１０の出力値として、各検出値に対応する電気信号が、検出回路１２からコントローラ２０に出力される。コントローラ２０の成分値算出部２１において、各検出値に対応する電気信号に基づいて、成分値として、Ｚ軸周りのモーメントＭｚに対応する第１校正成分値Ｖ_Ｍｚ１が算出される。

第４校正工程Ｓ３４の第２配置工程Ｓ１３において、力覚センサ１０が、図７Ｃおよび図７Ｄに示す第２の姿勢に位置付けられる。図７Ｃおよび図７Ｄに示す負荷体４１は、図７Ａおよび図７Ｂに示す負荷体４１と同様であってもよい。負荷体４１は、Ｚ軸方向負側に向かって見たときに、力覚センサ１０の左側に位置する。負荷体４１の重心Ｇは、力覚センサ１０の中心点Ｏを通るＸ軸上に配置されている。

図７Ｃおよび図７Ｄに示すように、第２の姿勢では、Ｘ軸は水平方向に沿っており、Ｘ軸方向正側は、図７Ｄの左側を向いている。Ｙ軸は鉛直方向に沿っており、Ｙ軸方向正側は図７Ｄの下側を向いている。Ｚ軸は水平方向に沿っており、Ｚ軸方向正側は図７Ｄの紙面表側を向いている。

このように、第４校正工程Ｓ３４における第１の姿勢および第２の姿勢は、Ｚ軸方向に沿って見たときに、負荷体４１が力覚センサ１０の中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢になっている。言い換えると、第２の姿勢は、負荷体４１がＺ軸を中心にして１８０°回転した姿勢になっている。

第４校正工程Ｓ３４の第２成分値算出工程Ｓ１４において、力覚センサ１０が第２の姿勢に位置づけられている状態でロボットアーム４を静止する。このことにより、図７Ｄに示すように、負荷体４１の負荷としての負荷体４１の質量Ｗによる重力がＹ軸方向正側に作用する。このため、力覚センサ１０に、Ｚ軸周りのモーメント＋Ｍｚが作用する。

力覚センサ１０が第２の姿勢で静止するとともに力覚センサ１０に負荷体４１の負荷が作用した状態で、力覚センサ１０の各検出素子１１において静電容量値を示す検出値が出力される。第１成分値算出工程Ｓ１２と同様にして、力覚センサ１０の出力値として、各検出値に対応する電気信号が、検出回路１２からコントローラ２０に出力される。コントローラ２０の成分値算出部２１において、各検出値に対応する電気信号に基づいて、成分値として、Ｚ軸周りのモーメントＭｚに対応する第２校正成分値Ｖ_Ｍｚ２が算出される。

第４校正工程Ｓ３４のデータ算出工程Ｓ１５においては、軸成分毎に校正データが算出される。第４校正工程Ｓ３４において算出される校正データは、Ｚ軸周りのモーメントＭｚに対応する運転成分値を補正するためのＭｚ校正データを含んでいる。

Ｍｚ校正データは、零点成分値Ｖ_Ｍｚ０と、モーメント感度Ｓ_Ｍｚと、を含んでいる。零点成分値Ｖ_Ｍｚは、第１校正成分値Ｖ_Ｍｚ１と第２校正成分値Ｖ_Ｍｚ２とに基づいて、以下の式を用いて算出される。

モーメント感度Ｓ_Ｍｚは、第１校正成分値Ｖ_Ｍｚ１と、零点成分値Ｖ_Ｍｚ０と、負荷体４１の質量Ｗと、力覚センサ１０の中心点Ｏから負荷体４１の重心までの距離Ｌとに基づいて、以下の式を用いて算出される。

なお、上述したモーメント感度Ｓ_Ｍｙと同様に、第１校正成分値Ｖ_Ｍｚ１の代わりに、第２校正成分値Ｖ_Ｍｚ２を用いてモーメント感度Ｓ_Ｍｚが算出されてもよい。

また、図７Ａ～図７Ｄに示す力覚センサ１０には、図示しないが、力Ｆｙが作用している。このため、第４校正工程Ｓ３４において、第２校正工程Ｓ３２と同様にして、Ｙ軸方向の力Ｆｙに対する運転成分値を補正するためのＦｙ校正データを算出してもよい。また、図７Ａ～図７Ｄに示す負荷体４１の重心Ｇを、力覚センサ１０の中心点Ｏを通るＹ軸上に配置してもよい。この場合、力覚センサ１０のＸ軸を鉛直方向に沿わせるとともに、Ｙ軸を水平方向に沿わせることにより、第１校正工程Ｓ３１と同様にして、Ｘ軸方向の力Ｆｘに対する運転成分値を補正するためのＦｘ校正データを算出することもできる。

このようにして、６軸成分の校正データが算出され、校正工程Ｓ３が終了する。なお、第１校正工程Ｓ３１～第４校正工程Ｓ３４の順番は、特に限られることはなく、任意である。また、第１校正工程Ｓ３１～第４校正工程Ｓ３４の各々のデータ算出工程Ｓ１５は、第１校正工程Ｓ３１～第４校正工程Ｓ３４の各々の第１成分値算出工程Ｓ１２および第２成分値算出工程Ｓ１４が終了した後に行ってもよい。

校正工程Ｓ３の後、記録工程Ｓ４として、データ算出工程Ｓ１５において算出された校正データが、図２に示すようなコントローラ記憶部２４に記録される。この場合、コントローラ記憶部２４には、各零点成分値と、各力感度と、各モーメント感度とが、記録される。２度目以降の校正の場合には、記憶されていた各零点成分値、各力感度および各モーメント感度は、削除せずに記憶しておいてもよく、あるいは、記憶されていた各零点成分値、各力感度および各モーメント感度を更新してもよい。

このようにして、本実施の形態による力覚センサ１０の校正が終了する。力覚センサ１０の校正の終了後、ロボット１の運転を行うことができる。

次に、本実施の形態におけるロボット１の運転方法について説明する。

ロボット１の運転時には、ロボットアーム４に、力覚センサ１０を介してツール３が取り付けられる。ツール３の一例として、グリッパー５０（図１０参照）が力覚センサ１０に取り付けられてもよい。この場合には、グリッパー５０がワークを把持すると、力覚センサ１０に力またはモーメントが作用する。すると、上述した第１校正工程Ｓ３１の第１成分値算出工程Ｓ１２と同様にして、力覚センサ１０からコントローラ２０に、各検出素子１１の検出値に対応する電気信号が出力される。コントローラ２０の成分値算出部２１において、各検出値に対応する電気信号に基づいて、成分値として、力覚センサ１０に作用した力またはモーメントを示す運転成分値が算出される。ここでは、軸成分毎の運転成分値が算出される。

算出された各運転成分値は、補正部３５において補正される。補正部３５は、上述したコントローラ記憶部２４に記録された校正データを用いて、対応する運転成分値が補正される。

例えば、力Ｆｘに対応する運転成分値Ｖ_Ｆｘを補正する場合には、上述したＦｘ校正データが用いられる。Ｆｘ校正データは、零点成分値Ｖ_Ｆｘ０と、力感度Ｓ_Ｆｘと、を含んでいる。より具体的には、まず、運転成分値Ｖ_Ｆｘと零点成分値Ｖ_Ｆｘ０との差ΔＶ_Ｆｘが、以下の式を用いて算出される。

続いて、差ΔＶ_Ｆｘに相当する力の大きさΔＦｘが、以下の式を用いて算出される。

その後、以下の式を用いて、力覚センサ１０に作用した力Ｆｘが算出される。Ｆｘ_０は、力覚センサ１０の定格荷重を示す。

他の軸成分である力Ｆｙ、Ｆｚ、モーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚについても同様にして算出することができる。

このようにして、ロボット１の運転中、力覚センサ１０に作用する力またはモーメントが算出される。コントローラ２０は、算出された力の値またはモーメントの値に基づいて、ロボットアーム４の力制御を行う。より具体的には、コントローラ２０は、補正後の運転成分値が、ロボットアーム４の許容値以下であるか否かを判断する。補正後の運転成分値が許容値以下であると判断される場合には、ロボット１の運転が継続される。補正後の運転成分値が許容値を超えると判断される場合には、ロボットアーム４の動作を変更したり、場合によってはロボット１の運転を停止したりする。

ロボット１の運転後に力覚センサ１０の校正を行う場合には、力覚センサ１０をロボットアーム４から取り外すことなく、取り付けた状態で行うことができる。すなわち、上述した保持工程Ｓ２、校正工程Ｓ３および記録工程Ｓ４を行うことにより、力覚センサ１０の校正を行うことができる。この場合、コントローラ記憶部２４に記録された最新の校正データを用いて、その後のロボット１の運転時に、力覚センサ１０に作用した力またはモーメントを算出することができ、力覚センサ１０の検出精度の低下を抑制することができる。

このように本実施の形態によれば、力覚センサ１０をロボットアーム４に取り付けた状態で力覚センサ１０の校正が行われ、ロボット１の運転時に算出される運転成分値を補正するための校正データが、ロボット１のコントローラ２０によって算出される。このことにより、力覚センサ１０の校正を、力覚センサ１０の使用環境下で行うことができる。このため、力覚センサ１０の校正を行うために、力覚センサ１０をロボットアーム４から取り外す作業を不要にできるとともに、校正後の力覚センサ１０を、ロボットアーム４に取り付ける作業も不要にできる。このため、力覚センサ１０のメンテナンス性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、力覚センサ１０をロボットアーム４に取り付けた状態で力覚センサ１０の校正が行われ、ロボット１の運転時に算出される運転成分値を補正するための校正データが、ロボット１のコントローラ２０によって算出される。このことにより、力覚センサ１０に、校正データを算出するための構成を設けることを不要にできる。校正データを算出するための構成は、マイクロコンピュータで構成される場合があるが、マイクロコンピュータは比較的高価である。このため、校正データをコントローラ２０によって算出する場合、力覚センサ１０の構成を簡素化することができるとともに、力覚センサ１０の低価格化を図ることができる。

また、本実施の形態によれば、力覚センサ１０をロボットアーム４に取り付けた状態で力覚センサ１０の校正が行われ、ロボット１の運転時に算出される運転成分値を補正するための校正データが、ロボット１のコントローラ２０によって算出される。このことにより、力覚センサ１０の校正を、ロボット１の使用環境下で行うことができる。この場合、力覚センサ１０の温度校正を不要にできる。ここで、力覚センサ１０は、温度特性を有しており、周囲温度によって零点成分値および感度が変化し得る。このため、一般的な力覚センサ１０では温度校正を行っている。例えば、ロボット１に取り付けられる前の単体の状態で、力覚センサ１０を恒温槽で温度を変えながら零点成分値および感度を測定し、力覚センサ１０の記憶部に記録していた。このため、恒温槽を含む測定装置の準備と、温度校正に多くの時間が費やされることとに起因して、力覚センサ１０の低価格化が困難になっていた。これに対して本実施の形態によれば、上述したように力覚センサ１０の温度校正を不要にできる。この結果、力覚センサ１０の低価格化を図ることができる。

また、本実施の形態によれば、力覚センサ１０が第１の姿勢に位置づけられた場合に算出された第１校正成分値と、力覚センサ１０が第２の姿勢に位置づけられた場合に算出された第２校正成分値とに基づいて、校正データが算出される。第１の姿勢および第２の姿勢は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のうちのいずれか１つの軸方向に沿って見たときに、負荷体４０、４１が力覚センサ１０の中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に位置づけられた姿勢になっている。このことにより、校正データを容易に算出することができるとともに、校正データの精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、校正データは、零点成分値と力感度とを含み、零点成分値は、第１校正成分値および第２校正成分値に基づいて算出される。力感度は、第１校正成分値および第２校正成分値の一方と、零点成分値と、負荷体４０、４１の質量とに基づいて算出される。このことにより、力覚センサ１０に作用した力を示す運転成分値を補正するための校正データを得ることができる。

また、本実施の形態によれば、校正データは、零点成分値とモーメント感度とを含み、零点成分値は、第１校正成分値および第２校正成分値に基づいて算出される。モーメント感度は、第１校正成分値および第２校正成分値の一方と、零点成分値と、負荷体４０、４１の質量と、力覚センサ１０の中心点Ｏから負荷体４０、４１の重心Ｇまでの距離とに基づいて算出される。このことにより、力覚センサ１０に作用したモーメントを示す運転成分値を補正するための校正データを得ることができる。

また、本実施の形態によれば、校正工程Ｓ３は第１校正工程Ｓ３１を有し、第１校正工程Ｓ３１は、第１成分値算出工程Ｓ１２と、第２成分値算出工程Ｓ１４と、データ算出工程Ｓ１５と、を含んでいる。第１校正工程Ｓ３１における第１の姿勢および第２の姿勢は、Ｙ軸方向に沿って見たときに、負荷体４０が力覚センサ１０の中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に位置づけられた姿勢になっている。そして、第１の姿勢および第２の姿勢において、Ｙ軸およびＺ軸は水平方向に沿っている。このことにより、Ｘ軸方向の力Ｆｘに対応する運転成分値を補正するための校正データと、Ｙ軸周りのモーメントＭｙに対応する運転成分値を補正するための校正データと、を容易に得ることができる。

また、本実施の形態によれば、校正工程Ｓ３は第２校正工程Ｓ３２を有し、第２校正工程Ｓ３２は、第１成分値算出工程Ｓ１２と、第２成分値算出工程Ｓ１４と、データ算出工程Ｓ１５と、を含んでいる。第２校正工程Ｓ３２における第１の姿勢および第２の姿勢は、Ｘ軸方向に沿って見たときに、負荷体４０が力覚センサ１０の中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に位置づけられた姿勢になっている。そして、第１の姿勢および第２の姿勢において、Ｘ軸およびＺ軸は水平方向に沿っている。このことにより、Ｙ軸方向の力Ｆｙに対応する運転成分値を補正するための校正データと、Ｘ軸周りのモーメントＭｘに対応する運転成分値を補正するための校正データと、を容易に得ることができる。

また、本実施の形態によれば、校正工程Ｓ３は第３校正工程Ｓ３３を有し、第３校正工程Ｓ３３は、第１成分値算出工程Ｓ１２と、第２成分値算出工程Ｓ１４と、データ算出工程Ｓ１５と、を含んでいる。第３校正工程Ｓ３３における第１の姿勢および第２の姿勢は、Ｘ軸方向に沿って見たときに、負荷体４０が力覚センサ１０の中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に位置づけられた姿勢になっている。そして、第１の姿勢および第２の姿勢において、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向に沿っている。このことにより、Ｚ軸方向の力Ｆｚに対応する運転成分値を補正するための校正データを容易に得ることができる。

また、本実施の形態によれば、第１校正工程Ｓ３１～第３校正工程Ｓ３３において、負荷体４０の重心Ｇが、Ｚ軸上に配置されている。このことにより、各校正工程Ｓ３１～Ｓ３３において運転成分値を補正するための校正データを算出する際に、他軸感度が発生することを防止できる。このため、校正データの精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、校正工程Ｓ３は第４校正工程Ｓ３４を有し、第４校正工程Ｓ３４は、第１成分値算出工程Ｓ１２と、第２成分値算出工程Ｓ１４と、データ算出工程Ｓ１５と、を含んでいる。第４校正工程Ｓ３４における第１の姿勢および第２の姿勢は、Ｚ軸方向に沿って見たときに、負荷体４１が力覚センサ１０の中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に位置づけられた姿勢になっている。そして、第１の姿勢および第２の姿勢において、Ｘ軸およびＺ軸は水平方向に沿っている。このことにより、Ｚ軸周りのモーメントＭｚに対応する運転成分値を補正するための校正データと、を容易に得ることができる。

また、本実施の形態によれば、第４校正工程Ｓ３４において、負荷体４１の重心Ｇが、Ｘ軸上に配置されている。このことにより、Ｚ軸周りのモーメントＭｚに対応する運転成分値を補正するための校正データを算出する際に、他軸感度が発生することを防止できる。このため、校正データの精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、力覚センサ１０は、各々の検出素子１１の検出値に対応する出力値をコントローラ２０に出力する。このことにより、各検出値に基づいて軸成分毎の成分値を算出するための構成を力覚センサ１０に設けることを不要にできる。成分値を算出するための構成は、マイクロコンピュータで構成される場合があるが、マイクロコンピュータは比較的高価である。このため、力覚センサ１０の構成を簡素化することができるとともに、力覚センサ１０の低価格化を図ることができる。

また、本実施の形態によれば、第１成分値算出工程Ｓ１２および第２成分値算出工程Ｓ１４において、ロボットアーム４は静止している。このことにより、負荷体４０、４１を静止させることができ、校正データを容易に算出することができるとともに、校正データの精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、データ算出工程Ｓ１５において算出された校正データを、コントローラ記憶部２４に記録することができる。このことにより、ロボット１の運転時に算出される運転成分値を容易に補正することができ、力覚センサ１０に作用した力またはモーメントの検出精度を向上させることができる。

なお、上述した本実施の形態においては、校正工程Ｓ３が、第１校正工程Ｓ３１と、第２校正工程Ｓ３２と、第３校正工程Ｓ３３と、第４校正工程Ｓ３４と、を有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。軸成分毎の校正データを算出することができれば、校正工程Ｓ３の手順は任意である。また、第１校正工程Ｓ３１においては、Ｆｘ校正データとＭｙ校正データが算出される例について説明したが、Ｆｘ校正データと、Ｍｙ校正データは、別々の工程で算出されてもよい。第２校正工程Ｓ３２についても同様である。

また、上述した本実施の形態においては、検出素子１１から出力された検出値が、Ｃ／Ｖ変換器１３により電圧変換され、Ａ／Ｄコンバータ１４によりアナログ信号からデジタル信号に変換されて、コントローラ２０に出力される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、検出素子１１から出力された検出値が、図示しないＣ／Ｆ変換器により周波数変換されてもよい。この場合、変換された周波数をカウンターで数えることにより、検出値をアナログ信号からデジタル信号に変換することができる。このデジタル信号が、Ｃ／Ｆ変換器からコントローラ２０に出力されてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、力覚センサ１０に作用した力またはモーメントを示す成分値を算出する成分値算出部２１が、コントローラ２０の構成要素である例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、力覚センサ１０が、軸成分毎の成分値をコントローラ２０に出力してもよい。この場合、成分値算出部２１は、力覚センサ１０の構成要素であってもよい。この場合の成分値算出部２１は、Ａ／Ｄコンバータ１４においてデジタル信号変換された電気信号に基づいて、力またはモーメントを示す成分値を算出するように校正される。算出された成分値は、力覚センサ１０の出力値として、力覚センサ１０からコントローラ２０に出力される。

また、上述した本実施の形態においては、検出素子１１が、静電容量を検出する素子として構成されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、検出素子１１は、歪みを検出する素子として構成されていてもよい。この場合、図８に示すように、検出素子１１は、起歪体に設けられた歪みゲージ１１ｃを含んでいてもよい。検出素子１１は、歪みを示す検出値を検出回路１２に出力する。以下、検出素子１１が歪みゲージ１１ｃを含んでいる例について、より詳細に説明する。図８は、図２に示す校正システム３０の変形例を示す図である。

図８に示すように、本実施の形態における力覚センサ１０の検出回路１２は、成分値算出部１５を含んでいる。すなわち、本実施の形態における成分値算出部１５は、力覚センサ１０の構成要素になっている。成分値算出部１５は、検出素子１１から出力された検出値に基づいて、力覚センサ１０に作用した力またはモーメントを示す成分値を算出する。例えば、成分値算出部１５は、ホイートストンブリッジ回路を含んでいてもよい。各歪みゲージ１１ｃをホイートストンブリッジ回路で適切に接続することにより、軸成分毎の成分値を示す電気信号を後述するアンプ回路１６に出力することができる。

本実施の形態による検出回路１２は、成分値算出部１５から出力された成分値を電気的に処理して、電気信号を出力する。検出回路１２は、アンプ回路１６と、Ａ／Ｄコンバータ１７と、を更に含んでいてもよい。成分値算出部１５にアンプ回路１６およびＡ／Ｄコンバータ１７が接続されている。成分値算出部１５により算出された成分値は、アンプ回路１６において増幅される。増幅された成分値は、Ａ／Ｄコンバータ１７によりアナログ信号からデジタル信号に変換され、電気信号が形成される。形成された電気信号は、各軸成分に対応する信号となり、力覚センサ１０の出力値として、検出回路１２からコントローラ２０に出力される。このようにして、本実施の形態における力覚センサ１０は、力またはモーメントを示す成分値をコントローラ２０に出力する。

本実施の形態によるコントローラ２０は、切替部２６を含んでいてもよい。切替部２６は、力覚センサ１０の検出回路１２から出力された成分値を示す電気信号の送信先を、データ算出部２２と補正部３５との間で切り替えるように構成されている。例えば、力覚センサ１０の校正時には、切替部２６は、検出回路１２からの電気信号をデータ算出部２２に送信する。この場合、検出回路１２からの成分値が、校正成分値としてデータ算出部２２に送信される。一方、力覚センサ１０の運転時には、切替部２６は、検出回路１２からの電気信号を補正部３５に送信する。この場合、検出回路１２からの成分値が、運転成分値として補正部３５に送信される。

このように検出素子１１が歪みを検出する素子として構成されている場合においても、力覚センサ１０の校正を行うことができる。

このように、力覚センサ１０は、各々の検出素子１１の検出値に基づいて算出された少なくとも１つの軸成分の力またはモーメントを示す成分値をコントローラ２０に出力する。この場合においても、ロボット１に取り付けた状態で力覚センサ１０の校正を行うことができる。このため、力覚センサ１０のメンテナンス性を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
次に、図９Ａおよび図９Ｂを用いて、本発明の第２の実施の形態における力覚センサの校正方法について説明する。

図９Ａおよび図９Ｂに示す第２の実施の形態においては、第１の姿勢および第２の姿勢の少なくとも一方において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の少なくとも２つは、鉛直方向に対して傾斜している点が主に異なり、他の構成は、図１～図７Ｄに示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図９Ａおよび図９Ｂにおいて、図１～図７Ｄに示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態においては、第１の姿勢および第２の姿勢の少なくとも一方において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の少なくとも２つは、鉛直方向に対して傾斜している。この場合、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のうちの２つの軸のみが鉛直方向に対して傾斜していてもよい。あるいは、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸それぞれが鉛直方向に対して傾斜していてもよい。また、第１の姿勢および第２の姿勢の一方のみで、少なくとも１つの軸が傾斜していてもよく、第１の姿勢および第２の姿勢のそれぞれで、少なくとも１つの軸が傾斜していてもよい。

ここでは、上述した図６Ａおよび図６Ｄに示す第３校正工程Ｓ３３を例にとって説明する。図９Ａは、第３校正工程Ｓ３３において、力覚センサ１０を第１の姿勢に位置づけた状態を示す図であり、図９Ｂは、第３校正工程Ｓ３３において、力覚センサ１０を第２の姿勢に位置づけた状態を示す図である。

第３校正工程Ｓ３３の第１配置工程Ｓ１１においては、力覚センサ１０が、図９Ａに示す第１の姿勢に位置づけられる。図９Ａに示す負荷体４０は、図６Ａに示す負荷体４０と同一であってもよい。負荷体４０は、Ｘ軸方向負側に向かって見たときに、力覚センサ１０の右下側に位置する。負荷体４０の重心Ｇは、力覚センサ１０の中心点Ｏを通るＺ軸上に配置されている。

図９Ａに示すように、第１の姿勢では、Ｘ軸は水平方向に沿っており、Ｘ軸方向正側は、図９Ａの紙面表側を向いている。Ｙ軸およびＺ軸は、鉛直方向に対して傾斜している。Ｚ軸が鉛直方向に対して角度θ１で傾斜している。この場合、Ｙ軸およびＺ軸は、水平方向に対しても傾斜している。Ｙ軸方向正側は、図９Ａの左下側を向いている。Ｚ軸方向正側は、図９Ａの右下側を向いている。

第３校正工程Ｓ３３の第１成分値算出工程Ｓ１２においては、図９Ａに示す状態でロボットアーム４を静止する。このことにより、図９Ａに示すように、負荷体４０の負荷としての負荷体４０の質量Ｗによる重力が鉛直方向下側に作用する。このため、力覚センサ１０に、Ｚ軸方向の力＋Ｆｚが作用する。力＋Ｆｚの向きは、鉛直方向に対して角度θ１で傾斜している。そして、図６Ａに示す例と同様にして、Ｚ軸方向の力Ｆｚに対応する第１校正成分値Ｖ_Ｆｚ１が算出される。

第３校正工程Ｓ３３の第２配置工程Ｓ１３においては、力覚センサ１０が、図９Ｂに示す第２の姿勢に位置づけられる。図９Ｂに示す負荷体４０は、図９Ａに示す負荷体４０と同一であってもよい。負荷体４０は、Ｘ軸方向負側に向かって見たときに、力覚センサ１０の左上側に位置する。負荷体４０の重心Ｇは、力覚センサ１０の中心点Ｏを通るＺ軸上に配置されている。

図９Ｂに示すように、第２の姿勢では、Ｘ軸は水平方向に沿っており、Ｘ軸方向正側は、図９Ｂの紙面表側を向いている。Ｙ軸およびＺ軸は、鉛直方向に対して傾斜している。Ｚ軸が鉛直方向に対して角度θ２で傾斜している。この場合、Ｙ軸およびＺ軸は、水平方向に対しても傾斜している。Ｙ軸方向正側は、図９Ｂの右上側を向いている。Ｚ軸方向正側は、図９Ｂの左上側を向いている。

図９Ａに示す角度θ１と図９Ｂに示す角度θ２が等しい場合、第３校正工程Ｓ３３における第１の姿勢および第２の姿勢は、Ｘ軸方向に沿って見たときに、負荷体４０が力覚センサ１０の中心点Ｏに対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢になっている。言い換えると、第２の姿勢は、第１の姿勢から、負荷体４０がＸ軸を中心にして１８０°回転した姿勢になっている。しかしながら、このことに限られることはなく、角度θ１と角度θ２は異なっていてもよい。

第３校正工程Ｓ３３の第２成分値算出工程Ｓ１４において、図９Ｂに示す状態でロボットアーム４を静止する。このことにより、図９Ｂに示すように、負荷体４０の負荷としての負荷体４０の質量Ｗによる重力が鉛直方向下側に作用する。このため、力覚センサ１０に、Ｚ軸方向の力－Ｆｚが作用する。力－Ｆｚは、鉛直方向に対して角度θ２で傾斜している。そして、図６Ｂに示す例と同様にして、Ｚ軸方向の力Ｆｚに対応する第２校正成分値Ｖ_Ｆｚ２が算出される。

Ｆｚ校正データとしての零点成分値Ｖ_Ｆｚ０は、第１校正成分値Ｖ_Ｆｚ１と第２校正成分値Ｖ_Ｆｚ２とに基づいて、以下の式を用いて算出される。

Ｆｚ校正データとしての力感度Ｓ_Ｆｚ１は、第１校正成分値Ｖ_Ｆｚ１と、零点成分値Ｖ_Ｆｚ０と、負荷体４０の質量Ｗとに基づいて、以下の式を用いて算出される。

なお、第１校正成分値Ｖ_Ｆｚ１の代わりに、第２校正成分値Ｖ_Ｆｚ２を用いて力感度Ｓ_Ｆｘが算出されてもよい。この場合、Ｆｚ校正データとしての力感度Ｓ_Ｆｚ２は、以下の式を用いて算出される。

本実施の形態においては、説明を簡略化するために、第１校正成分値Ｖ_Ｆｚ１を用いて算出される力感度Ｓ_Ｆｚ（正側感度）と、第２校正成分値Ｖ_Ｆｚ２を用いて算出される力感度Ｓ_Ｆｚ（負側感度）は等しいと仮定している。このため、力感度については、第１校正成分値Ｖ_Ｆｚ１および第２校正成分値Ｖ_Ｆｚ２のうちのいずれか一方を用いて算出すればよい。

上述した角度θ１および角度θ２は、ロボットアーム４が停止している場合には、加速度センサ６０（図１１参照）で計測することができる。ロボットアーム４が移動している場合には、角度θ１および角度θ２は、ロボットアーム４の関節に内蔵されたエンコーダ（図示せず）で計測することができる。

このように本実施の形態によれば、第１の姿勢および第２の姿勢の少なくとも一方において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の少なくとも２つは、鉛直方向に対して傾斜している。このことにより、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が、水平方向または鉛直方向に対してずれて配置されている場合であっても、力覚センサ１０の校正を行うことができる。このため、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を精度良く水平方向または鉛直方向に沿うように配置することを不要にでき、力覚センサ１０の校正を容易に行うことができる。

なお、上述した本実施の形態においては、図９Ａに示す第１の姿勢と図９Ｂに示す第２の姿勢とに力覚センサ１０を位置づけて、Ｆｚ校正データを算出する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、Ｆｚ以外の軸成分に対応する校正データを算出してもよい。例えば、Ｍｘ校正データを算出してもよい。

また、上述した本実施の形態においては、第３校正工程Ｓ３３として、力Ｆｚに関する校正データを算出する例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、第１校正工程Ｓ３１、第２校正工程Ｓ３２および第４校正工程Ｓ３４においても、第１の姿勢および第２の姿勢の少なくとも一方において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の少なくとも２つが、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。この場合においても、上述したＦｚ校正データと同様にして各校正データを算出することができる。

（第３の実施の形態）
次に、図１０を用いて、本発明の第３の実施の形態における力覚センサの校正方法について説明する。

図１０に示す第３の実施の形態においては、負荷体が、ツールを介して力覚センサに保持されている点が主に異なり、他の構成は、図１～図７Ｄに示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１０において、図１～図７Ｄに示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態においては、図１０に示すように、負荷体４０は、ツール３を介して力覚センサ１０に保持されている。図１０には、ツール３が、グリッパー５０を含む例が示されている。すなわち、ツール３としてのグリッパー５０が、負荷体４０を保持している。グリッパー５０は、負荷体４２を容易に把持することができる。あるいは、ツール３は、ツールチェンジャー（図示せず）を含んでいてもよい。ツールチェンジャーも、ツール３の一例として、負荷体４２を容易に保持することができる。図１０は、力覚センサ１０にグリッパー５０を介して負荷体４２を保持させた状態を示す図である。なお、図１０においては、一例として、円筒状に形成された負荷体４２を示しているが、図４Ａ～図６Ｂに示す負荷体４０を保持してもよく、図７Ａ～図７Ｄに示す負荷体４１を保持してもよい。

このように本実施の形態によれば、負荷体４２が、ツール３を介して力覚センサ１０に保持されている。このことにより、負荷体４２の取り付けおよび取り外しを容易に行うことができる。このため、負荷体４２を容易に取り替えることができる。例えば、図４Ａ～図６Ｂに示す負荷体４０と、図７Ａ～図７Ｄに示す負荷体４１を、容易に交換することができる。この結果、力覚センサ１０のメンテナンス性を向上させることができる。

なお、負荷体４２の取り替えは、ツール３を用いなくてもよい。例えば、作業者による手作業で、負荷体４２を取り替えてもよい。

また、負荷体４０は、ツール３で保持させる場合には、負荷体４０の質量とツール３の質量との合計質量を、負荷体４０の質量Ｗと置き換えてもよい。この合計質量の重心点を、負荷体４０の重心Ｇとしてもよい。

（第４の実施の形態）
次に、図１１を用いて、本発明の第４の実施の形態における力覚センサの校正方法について説明する。

図１１に示す第４の実施の形態においては、第１成分値算出工程および第２成分値算出工程の少なくとも一方において、ロボットアームが移動している状態で検出素子の検出値が検出される点が主に異なり、他の構成は、図１～図７Ｄに示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１１において、図１～図７Ｄに示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態においては、第１成分値算出工程Ｓ１２および第２成分値算出工程Ｓ１４の少なくとも一方において、ロボットアーム４が移動している状態で検出値が検出される。例えば、第１成分値算出工程Ｓ１２および第２成分値算出工程Ｓ１４の一方のみで、ロボットアーム４が移動している状態で検出値が検出され、他方で、ロボットアーム４が静止している状態で検出値が検出されるようにしてもよい。あるいは、以下で説明する本実施の形態のように、第１成分値算出工程Ｓ１２および第２成分値算出工程Ｓ１４のそれぞれで、ロボットアーム４が移動している状態で検出値が検出されてもよい。

図１１に示すように、本実施の形態における負荷体４０に、加速度センサ６０が設けられている。加速度センサ６０は、負荷体４０の重心Ｇまたは重心Ｇの近傍に位置づけられていてもよい。加速度センサ６０により計測された負荷体４０の加速度は、コントローラ２０に送信される。図１１は、負荷体４０に取り付けられた加速度センサ６０および角速度センサ６１を示す図である。

また、図１１に示すように、本実施の形態による負荷体４０に、角速度センサ６１が設けられている。角速度センサ６１は、負荷体４０の重心Ｇまたは重心Ｇの近傍に位置づけられていてもよい。角速度センサ６１により計測された負荷体４０の角速度は、コントローラ２０に送信される。

コントローラ２０の成分値算出部２１は、加速度センサ６０により計測された加速度および角速度センサ６１により計測された角速度に基づいて、第１校正成分値および第２校正成分値を算出する。より具体的には、計測された加速度と、負荷体４０の質量とに基づいて、負荷体４０に生じていた並進力が算出される。また、計測された角速度と、負荷体４０の質量とに基づいて、負荷体４０に生じていた遠心力が算出される。そして、負荷体４０に作用する並進力と遠心力の合力を、図４Ａ～図６Ｂ、図９Ａおよび図９Ｂに示された負荷体４０の質量Ｗによる重力と置き換えればよい。このことにより、負荷体４０が移動していたことの影響を排除した値を得ることができる。同様にして、負荷体４０が移動していたことの影響を排除した第２校正成分値を得ることができる。このため、校正データを算出することができる。

このように本実施の形態によれば、第１成分値算出工程Ｓ１２および第２成分値算出工程Ｓ１４の少なくとも一方において、ロボットアーム４が移動している状態で検出値が検出される。このことにより、ロボットアーム４が移動している場合であっても、力覚センサ１０の校正を行うことができる。このため、力覚センサ１０のメンテナンス性を向上させることができる。

（第５の実施の形態）
次に、図１２を用いて、本発明の第５の実施の形態における力覚センサの校正方法について説明する。

図１２に示す第５の実施の形態においては、データ算出工程において算出された校正データが、力覚センサのセンサ記憶部に記録される点が主に異なり、他の構成は、図１～図７Ｄに示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１２において、図１～図７Ｄに示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態においては、データ算出工程Ｓ１５において算出された校正データが、図１２に示す力覚センサ１０のセンサ記憶部７０に記録される。例えば、図３に示す記録工程Ｓ４において、各校正データが、コントローラ記憶部２４とともにセンサ記憶部７０に記録されてもよい。データ算出部２２から出力された各校正データは、コントローラ記憶部２４を介してセンサ記憶部７０に送信されてもよく、あるいは、データ算出部２２から出力された各校正データは、直接、センサ記憶部７０に送信されてもよい。図１２に示すように、センサ記憶部７０は、力覚センサ１０の構成要素になっている。センサ記憶部７０は、例えば、メモリであってもよい。図１２は、本実施の形態における校正システム３０を示す図である。

このように本実施の形態によれば、データ算出工程Ｓ１５において算出された校正エータが、力覚センサ１０のセンサ記憶部７０に記録される。このことにより、ロボット１の運転後に力覚センサ１０を他のロボットに付け替える場合には、ロボット１の運転前に行った力覚センサ１０の校正データを流用することができる。このため、力覚センサ１０のメンテナンス性を向上させることができる。例えば、力覚センサ１０の付け替えの前後で力覚センサ１０の使用環境（例えば、温度など）の変化が大きくない場合には、付け替え前の校正データを流用することができる。

なお、上述した本実施の形態においては、校正データが、力覚センサ１０のセンサ記憶部７０に記録される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはない。例えば、校正データは、図１２に示すように、外部記憶部７１に記録されてもよい。外部記憶部７１は、例えば、ＵＳＢメモリ、ＳＤカード、ＣＤ－ＲＯＭ等であってもよい。また、外部記憶部７１は、コントローラ２０がインターネットを介してアクセス可能なクラウドであってもよい。

（第６の実施の形態）
次に、図１３を用いて、本発明の第６の実施の形態における力覚センサの校正方法について説明する。

図１３に示す第６の実施の形態においては、データ算出工程において算出された校正データに基づいて、力覚センサの故障診断を行う点が主に異なり、他の構成は、図１～図７Ｄに示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１３において、図１～図７Ｄに示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

本実施の形態における力覚センサの校正方法は、データ算出工程Ｓ１５において算出された校正データに基づいて、故障診断を行う診断工程を更に備えている。例えば、図１３に示すように、本実施の形態におけるコントローラ２０は、診断部８０を含んでいる。図１３は、本実施の形態における校正システム３０を示す図である。

診断部８０は、コントローラ記憶部２４に記録された校正データを用いて、力覚センサ１０の故障診断を行う。診断部８０は、最新の校正データと、最新の校正データよりも１つ前の校正時に得られた校正データとの差を算出し、この差に基づいて故障診断を行う。例えば、Ｆｘ校正データとしての最新の零点成分値Ｖ_Ｆｘ０と、それよりも１つ前の校正時に得られた零点成分値Ｖ_Ｆｘ０との差を算出する。この差が所定の閾値以下である場合には、故障は発生していないと判断され、この差が所定の閾値を超える場合には、故障が発生していると判断される。感度についても同様にして故障診断を行うことができる。他の軸成分の校正データについても同様にして故障診断を行うことができる。なお、故障診断は、人工知能（ＡＩ）を用いて、校正時に得られた校正データを分析して、力覚センサ１０の故障箇所を特定するようにしてもよい。

このように本実施の形態によれば、データ算出工程Ｓ１５において算出された校正データに基づいて故障診断が行われる。このことにより、力覚センサ１０の故障の発生の有無を容易に確認することができる。このため、力覚センサ１０の信頼性を向上させることができる。

本発明は上記実施の形態および変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態および変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態および変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態および変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ ロボット
２ ロボット本体
３ ツール
４ ロボットアーム
１０ 力覚センサ
１０ａ 第１センサ面
１０ｂ 第２センサ面
１１ 検出素子
１１ａ 変位電極
１１ｂ 固定電極
１１ｃ 歪みゲージ
１２ 検出回路
１３ Ｃ／Ｖ変換器
１４ Ａ／Ｄコンバータ
１５ 成分値算出部
１６ アンプ回路
１７ Ａ／Ｄコンバータ
２０ コントローラ
２１ 成分値算出部
２２ データ算出部
２３ 入力部
２４ コントローラ記憶部
２５ 補正部
２６ 切替部
３０ 校正システム
４０ 負荷体
４０ａ 本体
４０ｂ フランジ
４０ｃ 首部
４１ 負荷体
４１ａ 本体
４１ｂ 接続片
５０ グリッパー
６０ 加速度センサ
６１ 角速度センサ
７０ センサ記憶部
７１ 外部記憶部
８０ 診断部

Claims (12)

1. 互いに反対側に位置する第１センサ面および第２センサ面を含み、前記第１センサ面と前記第２センサ面との間の中間位置にＸＹＺ三次元座標系の原点としての中心点を有する力覚センサであって、６軸成分のうちの少なくとも１つの軸成分の力またはモーメントを検出するための力覚センサを、コントローラを備えたロボットに取り付けた状態で校正する力覚センサの校正方法であって、
   前記ロボットのアームに、前記力覚センサを介して負荷体を保持する保持工程であって、前記力覚センサの第１センサ面に前記負荷体が取り付けられ、前記力覚センサの第２センサ面に前記アームが取り付けられる保持工程と、
   少なくとも１つの軸成分の力またはモーメントを示す運転成分値であって、前記ロボットの運転時に算出される運転成分値を補正するための校正データを前記コントローラにより算出する校正工程と、を備え、
   Ｘ軸およびＹ軸は、前記第１センサ面および前記第２センサ面に沿い、Ｚ軸は、前記第１センサ面および前記第２センサ面の法線方向に沿い、
   前記校正工程は、
   第１の姿勢に位置づけられた前記力覚センサに前記負荷体の負荷を作用させることにより検出された検出値に基づいて第１校正成分値を算出する第１成分値算出工程と、
   前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢に位置づけられた前記力覚センサに前記負荷体の負荷を作用させることにより検出された検出値に基づいて第２校正成分値を算出する第２成分値算出工程と、
   前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいて、前記校正データを算出するデータ算出工程と、を含み、
   前記校正工程は、第１校正工程と、第４校正工程と、を有し、
   前記第１校正工程は、前記第１成分値算出工程と、前記第２成分値算出工程と、前記データ算出工程と、を含み、
   前記第１校正工程の前記第１成分値算出工程において、Ｘ軸方向の力に対応する前記第１校正成分値およびＹ軸周りのモーメントに対応する前記第１校正成分値を算出し、
   前記第１校正工程の前記第２成分値算出工程において、Ｘ軸方向の力に対応する前記第２校正成分値およびＹ軸周りのモーメントに対応する前記第２校正成分値を算出し、
   前記第１校正工程の前記データ算出工程において、Ｘ軸方向の力に対応する前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいてＸ軸方向の力に対応する前記校正データが算出されるとともに、Ｙ軸周りのモーメントに対応する前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいてＹ軸周りのモーメントに対応する前記校正データが算出され、
   前記第１校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢は、Ｙ軸方向に沿って見たときに、前記負荷体が前記力覚センサの中心点に対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢であり、
   前記第１校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢において、Ｙ軸およびＺ軸は水平方向に沿っているとともに、前記負荷体の重心はＺ軸上に配置されており、
   前記第４校正工程は、前記第１成分値算出工程と、前記第２成分値算出工程と、前記データ算出工程と、を含み、
   前記第４校正工程の前記第１成分値算出工程において、Ｚ軸周りのモーメントに対応する前記第１校正成分値を算出し、
   前記第４校正工程の前記第２成分値算出工程において、Ｚ軸周りのモーメントに対応する前記第２校正成分値を算出し、
   前記第４校正工程の前記データ算出工程において、Ｚ軸周りのモーメントに対応する前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいてＺ軸周りのモーメントに対応する前記校正データが算出され、
   前記第４校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢は、Ｚ軸方向に沿って見たときに、前記負荷体が前記力覚センサの中心点に対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢であり、
   前記第４校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢において、Ｘ軸およびＺ軸は水平方向に沿っているとともに、前記負荷体の重心はＸ軸上に配置されている、力覚センサの校正方法。
2. 互いに反対側に位置する第１センサ面および第２センサ面を含み、前記第１センサ面と前記第２センサ面との間の中間位置にＸＹＺ三次元座標系の原点としての中心点を有する力覚センサであって、６軸成分のうちの少なくとも１つの軸成分の力またはモーメントを検出するための力覚センサを、コントローラを備えたロボットに取り付けた状態で校正する力覚センサの校正方法であって、
   前記ロボットのアームに、前記力覚センサを介して負荷体を保持する保持工程であって、前記力覚センサの第１センサ面に前記負荷体が取り付けられ、前記力覚センサの第２センサ面に前記アームが取り付けられる保持工程と、
   少なくとも１つの軸成分の力またはモーメントを示す運転成分値であって、前記ロボットの運転時に算出される運転成分値を補正するための校正データを前記コントローラにより算出する校正工程と、を備え、
   Ｘ軸およびＹ軸は、前記第１センサ面および前記第２センサ面に沿い、Ｚ軸は、前記第１センサ面および前記第２センサ面の法線方向に沿い、
   前記校正工程は、
   第１の姿勢に位置づけられた前記力覚センサに前記負荷体の負荷を作用させることにより検出された検出値に基づいて第１校正成分値を算出する第１成分値算出工程と、
   前記第１の姿勢とは異なる第２の姿勢に位置づけられた前記力覚センサに前記負荷体の負荷を作用させることにより検出された検出値に基づいて第２校正成分値を算出する第２成分値算出工程と、
   前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいて、前記校正データを算出するデータ算出工程と、を含み、
   前記校正工程は、第２校正工程と、第４校正工程と、を有し、
   前記第２校正工程は、前記第１成分値算出工程と、前記第２成分値算出工程と、前記データ算出工程と、を含み、
   前記第２校正工程の前記第１成分値算出工程において、Ｙ軸方向の力に対応する前記第１校正成分値およびＸ軸周りのモーメントに対応する前記第１校正成分値を算出し、
   前記第２校正工程の前記第２成分値算出工程において、Ｙ軸方向の力に対応する前記第２校正成分値およびＸ軸周りのモーメントに対応する前記第２校正成分値を算出し、
   前記第２校正工程の前記データ算出工程において、Ｙ軸方向の力に対応する前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいてＹ軸方向の力に対応する前記校正データが算出されるとともに、Ｘ軸周りのモーメントに対応する前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいてＸ軸周りのモーメントに対応する前記校正データが算出され、
   前記第２校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢は、Ｘ軸方向に沿って見たときに、前記負荷体が前記力覚センサの中心点に対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢であり、
   前記第２校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢において、Ｘ軸およびＺ軸は水平方向に沿っているとともに、前記負荷体の重心はＺ軸上に配置されており、
   前記第４校正工程は、前記第１成分値算出工程と、前記第２成分値算出工程と、前記データ算出工程と、を含み、
   前記第４校正工程の前記第１成分値算出工程において、Ｚ軸周りのモーメントに対応する前記第１校正成分値を算出し、
   前記第４校正工程の前記第２成分値算出工程において、Ｚ軸周りのモーメントに対応する前記第２校正成分値を算出し、
   前記第４校正工程の前記データ算出工程において、Ｚ軸周りのモーメントに対応する前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいてＺ軸周りのモーメントに対応する前記校正データが算出され、
   前記第４校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢は、Ｚ軸方向に沿って見たときに、前記負荷体が前記力覚センサの中心点に対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢であり、
   前記第４校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢において、Ｘ軸およびＺ軸は水平方向に沿っているとともに、前記負荷体の重心はＸ軸上に配置されている、力覚センサの校正方法。
3. 力に対応する前記校正データは、前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいて算出される零点成分値と、力感度と、を含み、
   前記力感度は、前記第１校正成分値および前記第２校正成分値の一方と、前記零点成分値と、前記負荷体の質量とに基づいて算出される、請求項１または２に記載の力覚センサの校正方法。
4. モーメントに対応する前記校正データは、前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいて算出される零点成分値と、モーメント感度と、を含み、
   前記モーメント感度は、前記第１校正成分値および前記第２校正成分値の一方と、前記零点成分値と、前記負荷体の質量と、前記力覚センサの中心点から前記負荷体の重心までの距離とに基づいて算出される、請求項１または２に記載の力覚センサの校正方法。
5. 前記校正工程は、第３校正工程を有し、
   前記第３校正工程は、前記第１成分値算出工程と、前記第２成分値算出工程と、前記データ算出工程と、を含み、
   前記第３校正工程の前記第１成分値算出工程において、Ｚ軸方向の力に対応する前記第１校正成分値を算出し、
   前記第３校正工程の前記第２成分値算出工程において、Ｚ軸方向の力に対応する前記第２校正成分値を算出し、
   前記第３校正工程の前記データ算出工程において、Ｚ軸方向の力に対応する前記第１校正成分値および前記第２校正成分値に基づいてＺ軸方向の力に対応する前記校正データが算出され、
   前記第３校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢は、Ｘ軸方向に沿って見たときに、前記負荷体が前記力覚センサの中心点に対して互いに点対称となる位置に位置づけられる姿勢であり、
   前記第３校正工程における前記第１の姿勢および前記第２の姿勢において、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向に沿っているとともに、前記負荷体の重心は、Ｚ軸上に配置されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の力覚センサの校正方法。
6. 前記力覚センサは、作用した力またはモーメントにより生じた変位を検出して前記検出値を出力する複数の検出素子を含み、
   前記力覚センサは、各々の前記検出値に対応する出力値を前記コントローラに出力する、請求項１～５のいずれか一項に記載の力覚センサの校正方法。
7. 前記力覚センサは、検出対象となる力またはモーメントにより生じた変位を検出して前記検出値を出力する複数の検出素子を含み、
   前記力覚センサは、各々の前記検出値に基づいて算出された、少なくとも１つの軸成分の力またはモーメントを示す成分値を前記コントローラに出力する、請求項１～５のいずれか一項に記載の力覚センサの校正方法。
8. 前記負荷体は、ツールを介して前記力覚センサに保持される、請求項１～７のいずれか一項に記載の力覚センサの校正方法。
9. 前記第１成分値算出工程および前記第２成分値算出工程において、前記ロボットの前記アームを静止した状態で前記検出値を検出する、請求項１～８のいずれか一項に記載の力覚センサの校正方法。
10. 前記データ算出工程において算出された前記校正データを、コントローラのコントローラ記憶部に記録する記録工程を更に備えた、請求項１～９のいずれか一項に記載の力覚センサの校正方法。
11. 前記データ算出工程において算出された前記校正データを、前記力覚センサのセンサ記憶部に記録するまたは外部記憶部に記録する記録工程を更に備えた、請求項１～９のいずれか一項に記載の力覚センサの校正方法。
12. 前記データ算出工程において算出された前記校正データに基づいて、前記力覚センサの故障診断を行う診断工程を更に備えた、請求項１～１１のいずれか一項に記載の力覚センサの校正方法。

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