JP7502003B2 - 移動機械の移動軌跡のずれを取得する装置、及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動機械の移動軌跡の基準からのずれを取得する装置、及び方法に関する。

移動機械の移動軌跡を補正する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００１－１６７８１７号公報

従来、移動機械の移動軌跡の基準からのずれを、より高精度に取得する技術が求められている。

本開示の一態様において、移動機械の移動軌跡の基準からのずれを取得する装置は、移動機械によって移動され、該移動機械が移動指令に従って移動している間に該移動機械の周囲の物体の視覚的特徴を連続的に撮像し、又は、移動機械から離隔して配置され、移動機械が移動指令に従って移動している間に該移動機械又は該移動機械によって移動される物体の視覚的特徴を連続的に撮像する光学センサと、光学センサが撮像した第１の画像データにおける視覚的特徴の位置と、該第１の画像データの後に光学センサが撮像した第２の画像データにおける視覚的特徴の位置とに基づいて、第１の画像データの撮像時点から第２の画像データの撮像時点までの移動機械の移動軌跡を取得する軌跡取得部と、軌跡取得部が取得した移動軌跡の、移動指令によって規定される移動機械の基準軌跡からのずれ量を取得するずれ量取得部とを備える。

本開示の他の態様において、移動機械の移動軌跡の基準からのずれを取得する方法は、移動機械によって移動される光学センサによって、該移動機械が移動指令に従って移動している間に該移動機械の周囲の物体の視覚的特徴を連続して撮像し、又は、移動機械から離隔して配置された光学センサによって、移動機械が移動指令に従って移動している間に該移動機械又は該移動機械によって移動される物体の視覚的特徴を連続的に撮像し、光学センサが撮像した第１の画像データにおける視覚的特徴の位置と、該第１の画像データの後に光学センサが撮像した第２の画像データにおける視覚的特徴の位置とに基づいて、第１の画像データの撮像時点から第２の画像データの撮像時点までの移動機械の移動軌跡を取得し、取得した移動軌跡の、移動指令によって規定される移動機械の基準軌跡からのずれ量を取得する。

本開示によれば、光学センサが撮像する画像データから、移動機械の移動軌跡の基準軌跡からのずれ量を、自動的且つ高精度に求めることができる。

一実施形態に係る機械システムの図である。 図１に示す機械システムのブロック図である。 図１に示す光学装置の拡大図である。 移動機械の目標位置及び基準軌跡を説明するための図である。 移動機械が目標位置に配置されたときに光学センサが撮像した画像データの一例である。 図５に示す画像データの次に光学センサが撮像した画像データの一例である。 図６に示す画像データの次に光学センサが撮像した画像データの一例である。 移動機械の移動軌跡の基準からのずれを説明するための図である。 図５に示す画像データの次に光学センサが撮像した画像データの一例である。 図９に示す画像データの次に光学センサが撮像した画像データの一例である。 図１０に示す画像データの次に光学センサが撮像した画像データの一例である。 移動機械の移動軌跡の基準からのずれを説明するための図である。 図１に示す機械システムの他の機能を示すブロック図である。 図１３に示す機械システムの動作フローを示すフローチャートである。 ずれ量の他の例を説明するための図である。 図１に示す機械システムのさらに他の機能を示すブロック図である。 図１３に示す機械システムの動作フローを示すフローチャートである。 参照軌跡の基準からのずれを説明するための図である。 参照軌跡及び移動軌跡の基準からのずれを説明するための図である。 一実施形態に係るツールの図である。 他の実施形態に係るツールの図である。 さらに他の実施形態に係るツールの図である。 他の実施形態に係る機械システムの図である。 図２３の機械システムにおける、移動機械の目標位置及び基準軌跡を示す図である。 図２３に示す移動機械が目標位置に配置されたときに光学センサが撮像した画像データの一例である。 図２５に示す画像データの次に光学センサが撮像した画像データの一例である。 図２６に示す画像データの次に光学センサが撮像した画像データの一例である。 さらに他の実施形態に係る機械システムの図である。 さらに他の実施形態に係る機械システムの図である。 光学センサの投光部が出射する光の模様の一例を示す。 さらに他の実施形態に係る機械システムの図である。 光学センサが撮像する物体の他の例を示す。

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～図３を参照して、一実施形態に係る機械システム１０について説明する。機械システム１０は、制御装置１２、移動機械１４、及び光学装置１６を備える。

制御装置１２は、プロセッサ（ＣＰＵ、ＧＰＵ等）１８、及び記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）２０を有するコンピュータであって、移動機械１４、及び光学装置１６を制御する。プロセッサ１８は、記憶部２０とバス２２を介して互いに通信可能に接続され、記憶部２０と通信しつつ、各種演算を実行する。

移動機械１４は、マニピュレータ２４、及びツール２６を有する。本実施形態においては、マニピュレータ２４は、垂直多関節型ロボットであって、ベース部２８、旋回胴３０、下腕部３２、上腕部３４、及び手首部３６を有する。ベース部２８は、作業セルの床の上に固定されている。

旋回胴３０は、鉛直軸周りに回動可能となるようにベース部２８に固定されている。下腕部３２は、水平軸周りに回動可能となるように旋回胴３０に設けられている。上腕部３４は、下腕部３２の先端部に回動可能に設けられている。手首部３６は、上腕部３４の前端部に回動可能に設けられている。手首部３６は、ツール２６を回動可能に支持する。

マニピュレータ２４は、複数のサーボモータ３８（図２）を有する。これらサーボモータ３８は、ベース部２８、旋回胴３０、下腕部３２、上腕部３４、及び手首部３６に内蔵され、制御装置１２からの指令に応じて、マニピュレータ２４の可動コンポーネント（すなわち、旋回胴３０、下腕部３２、上腕部３４、及び手首部３６）の各々を、駆動軸の周りに回転駆動する。

ツール２６は、例えば、レーザ加工ヘッド、スポット溶接ガン、又はロボットハンドであって、ワークＷに対して所定の作業（レーザ加工、溶接、又はワークハンドリング等）を行う。ツール２６は、手首部３６に着脱可能に取りけられ、マニピュレータ２４によって移動される。

マニピュレータ２４には、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍが設定されている。マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍは、マニピュレータ２４の可動コンポーネントを自動制御するための座標系である。本実施形態においては、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍの原点が、ベース部２８の中心に配置され、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍのｚ軸が、実空間の鉛直方向に平行であり、旋回胴３０が、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍのｚ軸周りに回動されるように、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍが設定されている。ワークＷは、その表面がマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍのｘ－ｙ平面と略平行となるように、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍの予め定められた位置に配置されている。

一方、ツール２６には、ツール座標系Ｃ_Ｔが設定される。このツール座標系Ｃ_Ｔは、３次元空間内におけるツール２６の位置及び姿勢を自動制御するための座標系である。プロセッサ１８は、ツール２６の位置及び姿勢を、ツール座標系Ｃ_Ｔによって規定される位置及び姿勢に一致させるように、マニピュレータ２４の可動コンポーネントの各々を、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおいて動作させる。こうして、ツール２６は、マニピュレータ２４によって移動され、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける任意の位置及び姿勢に配置される。

図３に示すように、光学装置１６は、光学センサ４０、及び距離センサ４２を有する。光学センサ４０は、物体を撮像して該物体の画像データを取得する。本実施形態において、光学センサ４０は、投光部４０ａ及び受光部４０ｂを有する。投光部４０ａは、光軸Ｏに沿って光（例えば、レーザ光）を出射し、該光を撮像対象に照射する。

受光部４０ｂは、撮像センサ（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）を有し、投光部４０ａによって撮像対象に照射された光の反射光を受光する。受光部４０ｂは、受光した光を電気信号に変換し、撮像対象の画像データを取得する。光学センサ４０に対しては、撮像座標系Ｃ_Ｉが設定されている。撮像座標系Ｃ_Ｉは、光学センサ４０が撮像する画像データの各画素の座標を規定する座標系であって、光学センサ４０によって撮像された画像データの各画素は、撮像座標系Ｃ_Ｉにおいて座標化される。

距離センサ４２は、光学センサ４０から撮像対象までの光軸Ｏの方向の距離を測定する。具体的には、距離センサ４２は、いわゆる光学式距離センサであって、投光部４２ａ、受光部４２ｂ、及び距離演算部４２ｃを有する。投光部４２ａは、光軸Ｏに沿って光（例えば、レーザ光）を出射し、該光を、光学センサ４０の撮像対象に照射する。

受光部４２ｂは、投光部４２ａによって撮像対象に照射された光の反射光を受光する。距離演算部４２ｃは、プロセッサ等を有し、投光部４２ａが光を出射してから、受光部４２ｂが該光の反射光を受光するまでの時間に基づいて、光学センサ４０から撮像対象までの距離を測定する。なお、距離センサ４２は、光学式距離センサに限定されず、光学センサ４０から撮像対象までの距離を測定可能であれば、如何なるタイプのセンサであってもよい。

本実施形態においては、光学装置１６は、ツール２６に固定され、該ツール２６とともにマニピュレータ２４によって移動される。光学装置１６は、ツール２６に対して所定の位置関係となるように、配置される。具体的には、光学装置１６は、光軸Ｏがツール座標系Ｃ_Ｔのｚ軸と平行となる（又は、一致する）ように、ツール２６に対して配置されている。したがって、撮像座標系Ｃ_Ｉのｘ－ｙ平面は、ツール座標系Ｃ_Ｔのｚ軸と直交する。

次に、機械システム１０の動作について説明する。プロセッサ１８は、マニピュレータ２４を動作させてツール２６を移動させつつ、該ツール２６によってワークＷ上の作業箇所に対して所定の作業（レーザ加工、溶接、又はワークハンドリング等）を行う。ワークＷに対する作業を行うとき、プロセッサ１８は、ツール２６を複数の目標位置Ｐ_ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）に順に配置させる。

図４に、目標位置Ｐ_ｎの一例を示す。図４に示す例では、５つの目標位置Ｐ_１～Ｐ_５が設定されている。例えば、５つの目標位置Ｐ_１～Ｐ_５の各々は、ツール２６を配置させるようにマニピュレータ２４に教示する教示点である。代替的には、５つの目標位置Ｐ_１～Ｐ_５のうち、目標位置Ｐ_１、Ｐ_３及びＰ_５が教示点である一方、目標位置Ｐ_１とＰ_３の間の目標位置Ｐ_２と、目標位置Ｐ_３とＰ_５の間の目標位置Ｐ_４とは、補間点である。この補間点は、前後の教示点のマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍの座標、及び、該前後の教示点の間のツール２６の移動軌跡の滑らかさ等を鑑み、該前後の教示点の座標から演算によって求められる。

以下の説明では、目標位置Ｐ_５が、ツール２６によってワークＷの作業箇所に作業を行うための作業位置であるとする。この場合、プロセッサ１８は、ワークＷの作業のために、ツール２６を、目標位置Ｐ_１→Ｐ_２→Ｐ_３→Ｐ_４→Ｐ_５の順に、配置させる。ツール２６を目標位置Ｐ_ｎ（ｎ＝１～５）に配置させるとき、プロセッサ１８は、ツール座標系Ｃ_Ｔの原点（いわゆる、ＴＣＰ）が目標位置Ｐ_ｎに配置されるように、ツール座標系Ｃ_Ｔを設定する。

そして、プロセッサ１８は、設定したツール座標系Ｃ_Ｔによって規定される位置及び姿勢に一致させるように、マニピュレータ２４によってツール２６を移動させ、これにより、ツール２６を目標位置Ｐ_ｎに配置する。プロセッサ１８は、ツール２６を目標位置Ｐ_ｎへ移動させる一連の動作を、作業プログラムＷＰに従って実行する。

作業プログラムＷＰは、ツール２６を、目標位置Ｐ_ｎから目標位置Ｐ_ｎ＋１へ移動させるための移動指令ＭＣ_ｎを含む。移動指令ＭＣ_ｎは、目標位置Ｐ_ｎ及びＰ_ｎ＋１の情報（具体的には、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍの座標）を含む。作業プログラムＷＰは、ツール２６を教示点としての目標位置Ｐ_ｎの各々へ移動させる動作をマニピュレータ２４に教示すること等によって構築され、記憶部２０に予め記憶される。

作業プログラムＷＰに含まれる移動指令ＭＣ_ｎによって、マニピュレータ２４がツール２６を移動させるべき基準軌跡Ａ_ｎが規定される。例えば、図４に示す例の場合、基準軌跡Ａ_１～Ａ_４が規定されている。これら基準軌跡Ａ_ｎは、作業プログラムＷＰ上で規定される制御上の軌跡である。

ここで、プロセッサ１８が作業プログラムＷＰに従ってマニピュレータ２４へ移動指令ＭＣ_ｎを発信し、該マニピュレータ２４が移動指令ＭＣ_ｎに従ってツール２６を移動させた場合でも、ツール２６の実際の移動軌跡が基準軌跡Ａ_ｎからずれる場合がある。このような移動軌跡のずれは、例えば、マニピュレータ２４によってツール２６を移動させるときの加減速等によって該ツール２６に生じる微小振動、又は、マニピュレータ２４の可動コンポーネント間のバックラッシに起因する。

このように移動軌跡のずれが生じると、ツール２６を作業位置（つまり、目標位置Ｐ_５）に配置させて該ツール２６によってワークＷに対する作業を実行したときに、ツール２６がワークＷに対して実際に作業する位置が、ワークＷ上に定められた作業箇所からずれてしまうことになり得る。

そこで、本実施形態においては、プロセッサ１８は、ツール２６を目標位置Ｐ_ｎの各々へ移動させるときの移動軌跡の基準軌跡Ａ_ｎからのずれを取得する。以下、機械システム１０においてずれ量を取得する機能について説明する。プロセッサ１８は、作業プログラムＷＰに従ってマニピュレータ２４のサーボモータ３８へ移動指令ＭＣ_ｎを発信し、マニピュレータ２４は、プロセッサ１８からの移動指令ＭＣ_ｎに従って、ツール２６を目標位置Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５へ順に移動させる。

ここで、光学センサ４０が物体を撮像することができる撮像範囲には、制限がある。光学センサ４０の撮像範囲は、該光学センサ４０の仕様（撮像センサのサイズ、焦点距離等）に依存する。以下、ツール２６が目標位置Ｐ_３～Ｐ_５の間の位置にあるときに、ワークＷが光学センサ４０の撮像範囲に入るものとする。

また、プロセッサ１８は、ツール２６を目標位置Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５に配置するときに、ツール座標系Ｃ_Ｔのｚ軸（又は、光軸Ｏ）が、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍのｘ－ｙ平面（又は、ワークＷの表面）と直交するように、ツール座標系Ｃ_Ｔを設定し、ツール２６の姿勢を一定に維持したまま、ツール２６を目標位置Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５へ移動させるものとする。

プロセッサ１８は、ツール２６を目標位置Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５へ順に移動させている間に光学センサ４０を動作させて、移動機械１４の周囲の物体としてワークＷを連続的に撮像する。具体的には、プロセッサ１８は、ツール２６が目標位置Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５の各々に到達した時点で、ワークＷを撮像する。

プロセッサ１８は、マニピュレータ２４の位置データ（例えば、各サーボモータ３８の回転角度等）から、ツール２６が、制御上の目標位置Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５に到達したか否かを検知できる。プロセッサ１８は、ツール２６が制御上の目標位置Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５に到達したことを検知した時点で、光学センサ４０にワークＷを撮像させる。

図５は、プロセッサ１８がツール２６を目標位置Ｐ_３に配置したことを検知した時点τ_Ｐ３で光学センサ４０がワークＷを撮像した画像データ５０を画像化した例を示す。図５に示す画像データ５０には、ワークＷの表面に存在する微小な凹凸等の視覚的特徴が模様を形成するように写っている。プロセッサ１８は、画像データ５０を画像解析し、画像データ５０に含まれる１つの視覚的特徴ＶＦ（つまり、図５の画像データ５０に写る黒点）を抽出する。

プロセッサ１８は、画像データ５０から抽出した視覚的特徴ＶＦの、該画像データ５０における位置を求める。具体的には、画像データ５０における視覚的特徴ＶＦの位置を示す情報として、画像データ５０にて視覚的特徴ＶＦを写す１つの画素（例えば、視覚的特徴ＶＦの画像領域の中心の画素）の、撮像座標系Ｃ_Ｉの座標（ｘ_３，ｙ_３）を取得する。

図６に、プロセッサ１８がツール２６を目標位置Ｐ_４に配置したことを検知した時点τ_Ｐ４で光学センサ４０がワークＷを撮像した画像データ５２を画像化した例を示す。なお、図６においては、比較のために、図５に示す画像データ５０に写る視覚的特徴ＶＦの位置を、白点Ｄ_３として図示している。

プロセッサ１８は、画像データ５２を画像解析し、画像データ５０と共通の視覚的特徴ＶＦを抽出する。図６に示すように、画像データ５２に写る視覚的特徴ＶＦの位置は、画像データ５０に写る視覚的特徴ＶＦの位置Ｄ_３から、変位量Ｅ_３だけ、撮像座標系Ｃ_Ｉにおいて変位している。プロセッサ１８は、画像データ５２における視覚的特徴ＶＦの位置として、画像データ５２にて視覚的特徴ＶＦを写す１つの画素の、撮像座標系Ｃ_Ｉにおける座標（ｘ_４，ｙ_４）を取得する。

図７に、プロセッサ１８がツール２６を目標位置Ｐ_５に配置したことを検知した時点τ_Ｐ５で光学センサ４０がワークＷを撮像した画像データ５４を画像化した例を示す。なお、図７においては、比較のために、図５に示す画像データ５０に写る視覚的特徴ＶＦの位置を白点Ｄ_３として図示し、図６に示す画像データ５２に写る視覚的特徴ＶＦの位置を白点Ｄ_４として図示している。

プロセッサ１８は、画像データ５４を画像解析し、画像データ５０及び５２と共通の視覚的特徴ＶＦを抽出する。図７に示すように、画像データ５４に写る視覚的特徴ＶＦの位置は、画像データ５２に写る視覚的特徴ＶＦの位置Ｄ_４から、変位量Ｅ_４だけ、撮像座標系Ｃ_Ｉにおいて変位している。

プロセッサ１８は、画像データ５４における視覚的特徴ＶＦの位置として、画像データ５４にて視覚的特徴ＶＦを写す１つの画素の、撮像座標系Ｃ_Ｉにおける座標（ｘ_５，ｙ_５）を取得する。以上のように、光学センサ４０は、ツール２６が制御上の目標位置Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５に到達したことを検知した時点τ_Ｐ３、τ_Ｐ４及びτ_Ｐ５で、ワークＷの視覚的特徴ＶＦを連続的に撮像する。

一方、光学センサ４０がワークＷを撮像する動作と同期して、プロセッサ１８は、距離センサ４２を動作させて、光学センサ４０とワークＷとの光軸Ｏの方向の距離Ｆを測定する。したがって、距離センサ４２は、光学センサ４０がワークＷを撮像した時点τ_Ｐ３、τ_Ｐ４及びτ_Ｐ５で、光学センサ４０とワークＷとの光軸Ｏの方向の距離Ｆ_Ｐ３、Ｆ_Ｐ４及びＦ_Ｐ５を、それぞれ測定する。

そして、プロセッサ１８は、画像データ５０における視覚的特徴ＶＦの位置と、該画像データ５０の後に撮像された画像データ５２における視覚的特徴ＶＦの位置とに基づいて、画像データ５０の撮像時点τ_Ｐ３から画像データ５２の撮像時点τ_Ｐ４までのツール２６の移動軌跡Ｋ_３を取得する。

具体的には、プロセッサ１８は、上述のように取得した座標（ｘ_３，ｙ_３）と座標（ｘ_４，ｙ_４）との差を、撮像座標系Ｃ_Ｉにおける変位量Ｅ_３（図６）として求める。なお、変位量Ｅ_３はベクトルである。上述したように、ツール２６を目標位置Ｐ_３～Ｐ_５へ移動するとき、光軸ＯがワークＷの表面と直交するように、ツール座標系Ｃ_Ｔが設定されている（換言すれば、ツール２６の姿勢が一定となっている）。よって、ツール２６を目標位置Ｐ_３～Ｐ_５へ移動するときの、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍに対する撮像座標系Ｃ_Ｉの姿勢（つまり、各軸の方向）が既知となる。

プロセッサ１８は、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍに対する撮像座標系Ｃ_Ｉの姿勢情報と、撮像座標系Ｃ_Ｉにおける変位量Ｅ_３と、距離Ｆ_Ｐ３及びＦ_Ｐ４とから、時点τ_Ｐ３から時点τ_Ｐ４までのツール２６のマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける移動軌跡Ｋ_３を、演算により求めることができる。このように、本実施形態においては、プロセッサ１８は、画像データ５０の撮像時点τ_Ｐ３から、画像データ５２の撮像時点τ_Ｐ４までのツール２６の移動軌跡Ｋ_３を取得する軌跡取得部６０（図２）として機能する。

このように取得した移動軌跡Ｋ_３の例を図８に示す。図８に示す例では、画像データ５０及び５２から取得した移動軌跡Ｋ_３が、基準軌跡Ａ_３からずれ量δ_４だけずれている。なお、図８に示す例では、ツール２６が制御上の目標位置Ｐ_３に到達したことが検知されたとき（つまり、時点τ_Ｐ３で）、該ツール２６の実際の位置が制御上の目標位置Ｐ_３に実質一致しているものと仮定している。

このように、時点τ_Ｐ３でツール２６の実際の位置を制御上の目標位置Ｐ_３に実質一致させるために、例えば、プロセッサ１８は、時点τ_Ｐ３でワークＷを撮像する前にツール２６の移動を一時的に停止してツール２６に生じる振動を減衰させ、所定時間経過後に、目標位置Ｐ_４へ向かうツール２６の移動を再開させてもよい。

プロセッサ１８は、画像データ５０及び５２から取得した、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける移動軌跡Ｋ_３と、作業プログラムＷＰに含まれる、ツール２６を目標位置Ｐ_３からＰ_４まで移動させるための移動指令ＭＣ_３によって規定される基準軌跡Ａ_３とから、ずれ量δ_４を演算により取得する。

具体的には、移動軌跡Ｋ_３は、制御上の目標位置Ｐ_３から位置Ｊ_４へのベクトルであり、基準軌跡Ａ_３は、制御上の目標位置Ｐ_３からＰ_４へのベクトルであるので、これら２つのベクトルのマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける差を、ずれ量δ_４として演算することができる。このずれ量δ_４は、位置Ｊ_４から目標位置Ｐ_４へのベクトルである。

同様に、プロセッサ１８は、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍに対する撮像座標系Ｃ_Ｉの姿勢情報と、画像データ５２及び５４から取得した撮像座標系Ｃ_Ｉにおける変位量Ｅ_４（図７）と、画像データ５２及び５４の撮像時点τ_Ｐ４及びτ_Ｐ５での距離Ｆ_Ｐ４及びＦ_Ｐ５とを用いて、時点τ_Ｐ４から時点τ_Ｐ５までのツール２６のマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける移動軌跡Ｋ_４を取得する。移動軌跡Ｋ_４は、位置Ｊ_４からＪ_５へのベクトルである。

そして、プロセッサ１８は、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける移動軌跡Ｋ_４と、ツール２６を目標位置Ｐ_４からＰ_５まで移動させるための移動指令ＭＣ_４によって規定される基準軌跡Ａ_４とから、移動軌跡Ｋ_４の基準軌跡Ａ_４からのずれ量δ_５を演算により取得する。このずれ量δ_５は、位置Ｊ_５から目標位置Ｐ_５へのベクトルである。以上のように、プロセッサ１８は、移動軌跡Ｋ_３、Ｋ_４の基準軌跡Ａ_３、Ａ_４からのずれ量δ_４、δ_５を取得するずれ量取得部６２（図２）として機能する。

次いで、プロセッサ１８は、取得したずれ量δ_４及びδ_５に基づいて、ツール２６の目標位置Ｐ_４及びＰ_５を補正する。具体的には、プロセッサ１８は、作業プログラムＷＰに含まれていた目標位置Ｐ_４を、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおいてずれ量δ_４だけ変位させた位置に、補正する。また、プロセッサ１８は、作業プログラムＷＰに含まれていた目標位置Ｐ_５を、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおいてずれ量δ_５だけ変位させた位置に、補正する。

このようにして、プロセッサ１８は、作業プログラムＷＰに規定されていた目標位置Ｐ_４、Ｐ_５の位置情報を補正することにより、該作業プログラムＷＰを更新する。したがって、プロセッサ１８は、ツール２６の目標位置を補正する位置補正部６４（図２）として機能する。

以上のように、本実施形態においては、マニピュレータ２４が移動指令ＭＣ_ｎに従ってツール２６を移動させている間にワークＷの視覚的特徴ＶＦを連続的に撮像する光学センサ４０と、移動軌跡Ｋ_３、Ｋ_４を取得する軌跡取得部６０と、ずれ量δ_４、δ_５を取得するずれ量取得部６２とによって、ツール２６の移動軌跡Ｋ_３、Ｋ_４の基準Ａ_３、Ａ_４からのずれを取得している。

したがって、光学センサ４０、軌跡取得部６０、及びずれ量取得部６２は、ツール２６の移動軌跡Ｋ_３、Ｋ_４の基準Ａ_３、Ａ_４からのずれを取得する装置７０（図１、図２）を構成する。この装置７０によれば、光学センサ４０が撮像する画像データ５０、５２、５４から、ツール２６の移動軌跡Ｋ_３、Ｋ_４の基準軌跡Ａ_３、Ａ_４からのずれ量δ_４、δ_５を、自動的且つ高精度に求めることができる。

また、本実施形態においては、距離センサ４２は、装置７０を構成し、光学センサ４０が視覚的特徴ＶＦを撮像したときに該光学センサ４０から撮像対象のワークＷまでの距離Ｆを測定している。この構成によれば、プロセッサ１８は、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける移動軌跡Ｋ_３及びＫ_４を、３次元軌跡として取得することができる。

また、本実施形態においては、位置補正部６４は、装置７０を構成し、取得したずれ量δ_４、δ_５に基づいて、ツール２６の目標位置を補正している。この構成によれば、プロセッサ１８が、更新後の作業プログラムＷＰに従ってマニピュレータ２４を動作させてツール２６を作業位置へ配置し、該ツール２６でワークＷに対する作業を行ったときに、ツール２６がワークＷに対して実際に作業する位置を、ワークＷ上の作業箇所に、より高精に配置させることができる。これにより、ワークＷに対する作業不良を低減することができる。また、オペレータが手動で作業プログラムＷＰにおける目標位置Ｐ_ｎの補正を行う作業を省くことができるので、マニピュレータ２４の教示に掛かる作業を軽減できる。

また、本実施形態においては、移動指令ＭＣは、複数の目標位置Ｐ_ｎの情報を含み、光学センサ４０は、ツール２６が複数の目標位置Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５の各々に到達した時点τ_Ｐ３、τ_Ｐ４及びτ_Ｐ５で、ワークＷの視覚的特徴ＶＦを撮像している。この構成によれば、プロセッサ１８は、作業プログラムＷＰに規定された目標位置Ｐ_４、Ｐ_５での移動軌跡Ｋ_３、Ｋ_４のずれ量δ_４、δ_５を取得できる。

なお、プロセッサ１８は、ツール２６を目標位置Ｐ_３からＰ_５まで移動させている間に、光学センサ４０によってワークＷを、上述の時点τ_Ｐ３、τ_Ｐ４及びτ_Ｐ５ではなく、周期的又はランダムなタイミングで撮像してもよい。以下、図９～図１２を参照して、装置７０の他の機能について、説明する。

本実施形態においては、プロセッサ１８は、ツール２６を目標位置Ｐ_３に到達させた時点τ_Ｐ３、該時点τ_Ｐ３から時間ｔ_１が経過した時点τ_α（＝τ_Ｐ３＋ｔ_１）、該時点τ_αから時間ｔ_２が経過した時点τ_β（＝τ_α＋ｔ_２）、及び、該時点τ_βから時間ｔ_３が経過した時点τ_γ（＝τ_β＋ｔ_３）で、光学センサ４０にワークＷを撮像させる。

時間ｔ_１、ｔ_２及びｔ_３は、互いに同じであってもよい。この場合、光学センサ４０は、時点τ_Ｐ３から所定の周期でワークＷを撮像することになる。代替的には、時間ｔ_１、ｔ_２及びｔ_３は、互いに異なってもよい。この場合、光学センサ４０は、時点τ_Ｐ３からランダムなタイミングでワークＷを撮像することになる。

一方、光学センサ４０がワークＷを撮像する動作と同期して、プロセッサ１８は、距離センサ４２を動作させて、光学センサ４０とワークＷとの光軸Ｏの方向の距離を距離センサ４２に測定させる。したがって、距離センサ４２は、光学センサ４０がワークＷを撮像した時点τ_Ｐ３、τ_α、τ_β及びτ_γで、光学センサ４０とワークＷとの距離Ｆ_Ｐ３、Ｆ_α、Ｆ_β及びＦ_γを、それぞれ測定する。

プロセッサ１８は、時点τ_Ｐ３で、図５に示す画像データ５０を撮像する。図９は、光学センサ４０が時点τ_αでワークＷを撮像した画像データ８２を示す。なお、図９においては、比較のために、図５に示す画像データ５０に写る視覚的特徴ＶＦの位置を、白点Ｄ_３として図示している。

また、図１０は、光学センサ４０が時点τ_βでワークＷを撮像した画像データ８４を示す。図１０においては、比較のために、図５に示す画像データ５０に写る視覚的特徴ＶＦの位置を白点Ｄ_３として図示し、図９に示す画像データ８２に写る視覚的特徴ＶＦの位置を白点Ｄ_αとして図示している。

また、図１１は、光学センサ４０が時点τ_γでワークＷを撮像した画像データ８６を示す。図１１においては、比較のために、図５に示す画像データ５０に写る視覚的特徴ＶＦの位置を白点Ｄ_３として図示し、図９に示す画像データ８２に写る視覚的特徴ＶＦの位置を白点Ｄ_αとして図示し、図１０に示す画像データ８４に写る視覚的特徴ＶＦの位置を白点Ｄ_βとして図示している。

プロセッサ１８は、軌跡取得部６０として機能し、上述の実施形態と同様の方法で、画像データ５０に写る視覚的特徴ＶＦの位置から、画像データ８２に写る視覚的特徴ＶＦの位置までの、撮像座標系Ｃ_Ｉにおける変位量Ｅ_αを求め、該変位量Ｅ_αと、距離Ｆ_Ｐ３及びＦ_αとを用いて、時点τ_Ｐ３から時点τ_αまでのツール２６のマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける移動軌跡Ｋ_α（図１２）を取得する。この移動軌跡Ｋ_αは、制御上の目標位置Ｐ_３から位置Ｊ_αへのベクトルである。

同様に、プロセッサ１８は、画像データ８２に写る視覚的特徴ＶＦの位置から、画像データ８４に写る視覚的特徴ＶＦの位置までの、撮像座標系Ｃ_Ｉにおける変位量Ｅ_βを求め、該変位量Ｅ_βと、距離Ｆ_α及びＦ_βとを用いて、時点τ_αから時点τ_βまでのツール２６のマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける移動軌跡Ｋ_βを取得する。この移動軌跡Ｋ_βは、位置Ｊ_αからＪ_βへのベクトルである。

同様に、プロセッサ１８は、画像データ８４に写る視覚的特徴ＶＦの位置から、画像データ８６に写る視覚的特徴ＶＦの位置までの、撮像座標系Ｃ_Ｉにおける変位量Ｅ_γを求め、該変位量Ｅ_γと、距離Ｆ_β及びＦ_γとを用いて、時点τ_βから時点τ_γまでのツール２６のマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける移動軌跡Ｋ_γを取得する。この移動軌跡Ｋ_γは、位置Ｊ_βからＪ_γへのベクトルである。

次いで、プロセッサ１８は、ずれ量取得部６２として機能して、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける移動軌跡Ｋ_α、Ｋ_β及びＫ_γの基準軌跡Ａ_３及びＡ_４からのずれ量を取得する。一例として、プロセッサ１８は、目標位置Ｐ_３、位置Ｊ_α、位置Ｊ_β、及び位置Ｊ_γを結ぶ合成移動軌跡Ｋ_Ｃを求める。合成移動軌跡Ｋ_Ｃは、滑らかな曲線として求められてもよいし、移動軌跡Ｋ_α、Ｋ_β及びＫ_γに相当する直線の組み合わせとして求められてもよい。

そして、プロセッサ１８は、目標位置Ｐ_４と合成移動軌跡Ｋ_Ｃとの距離が最短となる、合成移動軌跡Ｋ_Ｃ上の点Ｇ_１と、該目標位置Ｐ_４との間のずれ量δ_αを取得する。このずれ量δ_αは、点Ｇ_１から目標位置Ｐ_４までのベクトルである。また、プロセッサ１８は、目標位置Ｐ_５と合成移動軌跡Ｋ_Ｃとの距離が最短となる、合成移動軌跡Ｋ_Ｃ上の点Ｇ_２と、該目標位置Ｐ_５との間のずれ量δ_βを取得する。このずれ量δ_βは、点Ｇ_２から目標位置Ｐ_５までのベクトルである。

そして、プロセッサ１８は、位置補正部６４として機能して、作業プログラムＷＰに含まれていた目標位置Ｐ_４を、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおいてずれ量δ_αだけ変位させた位置に、補正する。また、プロセッサ１８は、作業プログラムＷＰに含まれていた目標位置Ｐ_５を、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおいてずれ量δ_βだけ変位させた位置に、補正する。このように、本実施形態によれば、光学センサ４０が撮像する画像データ５０、８２、８４、８６から、ツール２６の移動軌跡Ｋ_α、Ｋ_β及びＫ_γ（又は、合成移動軌跡Ｋ_Ｃ）の基準軌跡Ａ_３、Ａ_４からのずれ量δ_α、δ_βを、自動的且つ高精度に求めることができる。

次に、図１３を参照して、機械システム１０のさらに他の機能について説明する。本実施形態に係る機械システム１０においては、プロセッサ１８は、図８に示すずれ量δ_４及びδ_５を取得したときに、該ずれ量δ_４及びδ_５が閾値δ_ｔｈを超えたか否かを判定し、該ずれ量δ_４及びδ_５が閾値δ_ｔｈを超えたと判定した場合に、警告信号を生成する。以下、図１４を参照して、本実施形態に係る機械システム１０の動作について説明する。

図１４に示すフローは、プロセッサ１８がツール２６を目標位置Ｐ_３に配置し、光学センサ４０が図５に示す画像データ５０を撮像したときに、開始する。ステップＳ１において、プロセッサ１８は、ツール２６を配置すべき目標位置Ｐ_ｎを特定する番号「ｎ」を、「４」にセットする。図１４に示すフローにおいては、プロセッサ１８は、後述のステップＳ９でＹＥＳと判定するまで、ステップＳ２～Ｓ９のループを繰り返し実行する。

ステップＳ２において、プロセッサ１８は、ツール２６を目標位置Ｐ_ｎへ移動する。仮に、第１巡目のループのステップＳ２を実行する場合は、目標位置Ｐ_ｎを特定する番号「ｎ」が「４」にセットされているので、このステップＳ２において、プロセッサ１８は、目標位置Ｐ_３から目標位置Ｐ_４へ移動させるための移動指令ＭＣ_３に従ってマニピュレータ２４を動作させ、ツール２６を目標位置Ｐ_４へ向かって移動させる。

ステップＳ３において、プロセッサ１８は、ツール２６が目標位置Ｐ_ｎに到達したか否かを判定する。上述したように、プロセッサ１８は、マニピュレータ２４の位置データ（例えば、各サーボモータ３８の回転角度等）から、ツール２６が、制御上の目標位置Ｐ_ｎへ到達したか否かを検知できる。

仮に、第１巡目のループのステップＳ３を実行する場合、このステップＳ３において、プロセッサ１８は、ツール２６が目標位置Ｐ_４に到達したか否かを判定する。プロセッサ１８は、ツール２６が目標位置Ｐ_ｎに到達したことを検知した場合にＹＥＳと判定し、ステップＳ４へ進む。一方、プロセッサ１８は、ツール２６が目標位置Ｐ_ｎに到達していない場合にＮＯと判定し、ステップＳ３をループする。

ステップＳ４において、プロセッサ１８は、光学センサ４０を動作させてワークＷを撮像するのと同期して、距離センサ４２を動作させて光学センサ４０とワークＷとの距離Ｆ_Ｐｎを測定する。仮に、第１巡目のループのステップＳ４を実行する場合、プロセッサ１８は、光学センサ４０に図６に示す画像データ５２を撮像させるのと同期して、距離センサ４２に、光学センサ４０とワークＷとの距離Ｆ_Ｐ４を測定させる。

ステップＳ５において、プロセッサ１８は、軌跡取得部６０として機能して移動軌跡Ｋ_ｎ－１を取得するとともに、ずれ量取得部６２として機能して移動軌跡Ｋ_ｎ－１の基準軌跡Ａ_ｎ－１からのずれ量δ_ｎを取得する。仮に、第１巡目のループのステップＳ５を実行する場合、プロセッサ１８は、図８の実施形態と同様の方法で、移動軌跡Ｋ_３を取得するとともに、移動軌跡Ｋ_３の基準軌跡Ａ_３からのずれ量δ_４を取得する。

また、第２巡目のループのステップＳ５を実行する場合、後述のステップＳ８の結果、目標位置Ｐ_ｎを特定する番号「ｎ」が「５」にセットされるので、プロセッサ１８は、図８の実施形態と同様の方法で、移動軌跡Ｋ_４を取得するとともに、移動軌跡Ｋ_４の基準軌跡Ａ_４からのずれ量δ_５を取得する。代替的には、プロセッサ１８は、図１５に示すように、移動軌跡Ｋ_４の始点（つまり、位置Ｊ_４）と基準軌跡Ａ_４との始点（つまり、目標位置Ｐ_４）とを一致させたときの移動軌跡Ｋ_４と基準軌跡Ａ_４との差δ_５’を、ずれ量として取得してもよい。

ステップＳ６において、プロセッサ１８は、直近のステップＳ５で取得したずれ量δ_ｎが、予め定められた閾値δ_ｔｈよりも大きいか否かを判定する。仮に、第１巡目のループのステップＳ６を実行する場合、プロセッサ１８は、ずれ量δ_５が閾値δ_ｔｈよりも大きいか否かを判定する。

また、第２巡目のループのステップＳ５を実行する場合、プロセッサ１８は、ずれ量δ_５（又はδ_５’）が、閾値δ_ｔｈ（又はδ_ｔｈ’）よりも大きいか否かを判定する。これら閾値δ_ｔｈ（又はδ_ｔｈ’）は、オペレータによって予め定められ、記憶部２０に記憶される。

プロセッサ１８は、ずれ量δ_ｎが閾値δ_ｔｈよりも大きい場合にＹＥＳと判定し、ステップＳ７へ進む一方、ずれ量δ_ｎが閾値δ_ｔｈ以下である場合にＮＯと判定し、ステップＳ８へ進む。このように、本実施形態においては、プロセッサ１８は、ずれ量δ_ｎが閾値δ_ｔｈよりも大きいか否かを判定する判定部９２（図１３）として機能する。

ステップＳ７において、プロセッサ１８は、警告信号を生成する。例えば、プロセッサ１８は、「移動軌跡の基準からのずれが過大となっています」という音声又は画像の形式で警告信号を生成し、制御装置１２に設けられたディスプレイ又はスピーカ（図示せず）を通して、該警告信号を出力する。このように、プロセッサ１８は、ずれ量δ_ｎが閾値δ_ｔｈよりも大きい場合に警告信号を生成する警告生成部９４（図１３）として機能する。

ステップＳ８において、プロセッサ１８は、目標位置Ｐ_ｎを特定する番号「ｎ」を、１だけインクリメントする。仮に、第１巡目のループのステップＳ８を実行する場合、プロセッサ１８は、番号「ｎ」を、「４」から「５」へインクリメントする。ステップＳ９において、プロセッサ１８は、目標位置Ｐ_ｎを特定する番号「ｎ」が、「５」よりも大きいか否かを判定する。プロセッサ１８は、番号「ｎ」が「５」よりも大きい場合にＹＥＳと判定し、ステップＳ１０へ進む一方、番号「ｎ」が「５」以下である場合にＮＯと判定し、ステップＳ２へ戻る。

ステップＳ１０において、プロセッサ１８は、位置補正部６４として機能して、移動機械１４のツール２６の目標位置を補正する。具体的には、プロセッサ１８は、作業プログラムＷＰ内の目標位置Ｐ_４をずれ量δ_４だけ変位させた位置に補正し、目標位置Ｐ_５をずれ量δ_５だけ変位させた位置に補正することで、作業プログラムＷＰを更新する。

以上のように、本実施形態においては、光学センサ４０、軌跡取得部６０、ずれ量取得部６２、位置補正部６４、判定部９２、及び警告生成部９４は、ツール２６の移動軌跡Ｋ_３、Ｋ_４の基準Ａ_３、Ａ_４からのずれを取得する装置９０（図１３）を構成する。該装置９０によれば、オペレータは、移動軌跡Ｋ_３、Ｋ_４の基準Ａ_３、Ａ_４からのずれが過大となっていることを、自動的且つ直感的に認識できる。

なお、図１２に示す実施形態において、ずれ量δ_α又はδ_βを取得したときに、プロセッサ１８は、判定部９２として機能して、ずれ量δ_α又はδ_βが閾値δ_ｔｈ２よりも大きいか否かを判定してもよい。そして、ずれ量δ_α又はδ_βが閾値δ_ｔｈ２よりも大きい場合に、プロセッサ１８は、警告生成部９４として機能して、警告信号を生成してもよい。

次に、図１６及び図１７を参照して、機械システム１０のさらに他の機能について説明する。本実施形態に係る機械システム１０においては、プロセッサ１８は、マニピュレータ２４によってツール２６を目標位置Ｐ_１～Ｐ_３へ移動させている間に、マニピュレータ２４の位置データから求められる参照軌跡の基準からのずれが過大であるか否かを判定する。

以下、図１７を参照して、本実施形態に係る機械システム１０の動作について説明する。なお、図１７に示すフローにおいて、図１４に示すフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。図１７に示すフローは、プロセッサ１８がツール２６を目標位置Ｐ_１に配置したときに、開始する。ここで、プロセッサ１８は、ツール２６を目標位置Ｐ_１に配置したとき、後述する位置データ取得部１０２として機能して、マニピュレータ２４の位置データＰＤ_１を取得する。

ステップＳ１１において、プロセッサ１８は、ツール２６を配置すべき目標位置Ｐ_ｎを特定する番号「ｎ」を、「２」にセットする。図１７に示すフローにおいては、プロセッサ１８は、後述のステップＳ１６でＹＥＳと判定するまで、ステップＳ２～Ｓ１６のループを繰り返し実行する。

ステップＳ３でＹＥＳと判定したとき、ステップＳ１２において、プロセッサ１８は、マニピュレータ２４の位置データＰＤ_ｎを取得する。具体的には、プロセッサ１８は、位置データＰＤ_ｎとして、マニピュレータ２４の各サーボモータ３８の回転角度を取得する。この回転角度は、各サーボモータ３８に設けられた回転検出器（エンコーダ又はホール素子等。図示せず）から取得できる。このように、プロセッサ１８は、マニピュレータ２４がツール２６を移動している間に位置データＰＤ_ｎを取得する位置データ取得部１０２（図１６）として機能する。

ステップＳ１３において、プロセッサ１８は、参照軌跡Ｈ_ｎ－１を取得するとともに、ずれ量取得部６２として機能して、参照軌跡Ｈ_ｎ－１の基準軌跡Ａ_ｎ－１からのずれ量Δ_ｎを取得する。以下、図１８を参照して、このステップＳ１３について説明する。ツール２６を目標位置Ｐ_ｎに配置させたときの、該ツール２６のマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける計算上の位置（例えば、ＴＣＰの座標）を、マニピュレータ２４の位置データＰＤ_ｎから演算により求めることができる。

プロセッサ１８は、このステップＳ１３において、直近のステップＳ１２で取得した位置データＰＤ_ｎから、ツール２６を目標位置Ｐ_ｎに配置させたときの、該ツール２６の計算上の位置Ｉ_ｎを取得する。これととともに、プロセッサ１８は、位置データＰＤ_ｎの前に取得した位置データＰＤ_ｎ－１から、ツール２６を目標位置Ｐ_ｎ－１に配置させたときの該ツール２６の計算上の位置Ｉ_ｎ－１を取得する。

仮に、第１巡目のループにおけるステップＳ１３を実行する場合、プロセッサ１８は、ツール２６を目標位置Ｐ_２に配置させたときのマニピュレータ２４の位置データＰＤ_２から、ツール２６の計算上の位置Ｉ_２（図１８）を取得するとともに、ツール２６を目標位置Ｐ_１に配置させたとき（すなわち、図１７のフローの開始時）のマニピュレータ２４の位置データＰＤ_１から、ツール２６の計算上の位置Ｉ_１を取得する。

そして、プロセッサ１８は、取得した位置Ｉ_１からＩ_２までのマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける移動軌跡を、参照軌跡Ｈ_１として演算により求める。こうして、プロセッサ１８は、位置データＰＤ_ｎ及びＰＤ_ｎ－１に基づいて、参照軌跡Ｈ_ｎ－１を取得する。したがって、プロセッサ１８は、参照軌跡Ｈ_ｎ－１を取得する参照軌跡取得部１０４（図１６）として機能する。

次いで、プロセッサ１８は、参照軌跡Ｈ_ｎ－１の基準軌跡Ａ_ｎ－１からのずれ量Δ_ｎを参照ずれ量として取得する。仮に、第１巡目のループのステップＳ１３を実行する場合、プロセッサ１８は、参照軌跡Ｈ_１の基準軌跡Ａ_１からのずれ量Δ_２を参照ずれ量として取得する。参照軌跡Ｈ_１は、位置Ｉ_１からＩ_２へのベクトルであり、基準軌跡Ａ_１は、目標位置Ｐ_１からＰ_２へのベクトルであるので、これら２つのベクトルのマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける差を、ずれ量Δ_２として演算することができる。このずれ量Δ_２は、位置Ｉ_２から目標位置Ｐ_２へのベクトルである。

また、第２巡目のループのステップＳ１３を実行する場合、ステップＳ８の結果、目標位置Ｐ_ｎを特定する番号「ｎ」が「３」にセットされるので、プロセッサ１８は、参照軌跡Ｈ_２の基準軌跡Ａ_２からのずれ量Δ_３を参照ずれ量として取得する。参照軌跡Ｈ_２は、位置Ｉ_２からＩ_３までのベクトルである。代替的には、プロセッサ１８は、図１５を用いて説明したように、参照軌跡Ｈ_２の始点（つまり、位置Ｉ_２）と基準軌跡Ａ_２の始点（つまり、目標位置Ｐ_２）とを一致させたときの参照軌跡Ｈ_２と基準軌跡Ａ_２との差Δ_３’を、参照ずれ量として取得してもよい。

ステップＳ１４において、プロセッサ１８は、直近のステップＳ１３で取得した参照ずれ量Δ_ｎが、予め定められた閾値Δ_ｔｈよりも大きいか否かを判定する。仮に、第１巡目のループのステップＳ１４を実行する場合、プロセッサ１８は、参照ずれ量Δ_２が閾値δ_ｔｈよりも大きいか否かを判定する。

また、第２巡目のループのステップＳ１４を実行する場合、プロセッサ１８は、参照ずれ量Δ_３（又はΔ_３’）が、閾値Δ_ｔｈ（又はΔ_ｔｈ’）よりも大きいか否かを判定する。これら閾値Δ_ｔｈ（又はΔ_ｔｈ’）は、オペレータによって予め定められ、記憶部２０に記憶される。

プロセッサ１８は、参照ずれ量Δ_ｎが閾値Δ_ｔｈよりも大きい場合にＹＥＳと判定し、ステップＳ１５へ進む一方、参照ずれ量Δ_ｎが閾値Δ_ｔｈ以下である場合にＮＯと判定し、ステップＳ８へ進む。このように、本実施形態においては、プロセッサ１８は、参照ずれ量Δ_ｎが閾値Δ_ｔｈよりも大きいか否かを判定する第２の判定部１０６（図１３）として機能する。

ステップＳ１５において、プロセッサ１８は、第２の警告信号を生成する。例えば、プロセッサ１８は、「参照軌跡の基準からのずれが過大となっています」という音声又は画像の形式で第２の警告信号を生成し、出力する。このように、プロセッサ１８は、参照ずれ量Δ_ｎが閾値Δ_ｔｈよりも大きい場合に第２の警告信号を生成する第２の警告生成部１０８（図１６）として機能する。

ステップＳ１６において、プロセッサ１８は、目標位置Ｐ_ｎを特定する番号「ｎ」が、「３」よりも大きいか否かを判定する。プロセッサ１８は、番号「ｎ」が「３」よりも大きい場合にＹＥＳと判定し、ステップＳ１７へ進む一方、番号「ｎ」が「３」以下である場合にＮＯと判定し、ステップＳ２へ戻る。

ステップＳ１７において、プロセッサ１８は、位置補正部６４として機能して、移動機械１４のツール２６の目標位置を補正する。具体的には、プロセッサ１８は、作業プログラムＷＰ内の目標位置Ｐ_２を参照ずれ量Δ₂だけ変位させた位置に補正し、目標位置Ｐ_３をずれ量Δ_３だけ変位させた位置に補正することで、作業プログラムＷＰを更新する。

以上のように、本実施形態においては、光学センサ４０、軌跡取得部６０、ずれ量取得部６２、位置補正部６４、位置データ取得部１０２、参照軌跡取得部１０４、第２の判定部１０６、及び第２の警告生成部１０８は、ツール２６の移動軌跡Ｈ_ｎの基準Ａ_ｎからのずれを取得する装置１００（図１６）を構成する。

装置１００によれば、ワークＷが光学センサ４０の撮像範囲外となる目標位置Ｐ_１～Ｐ_３の間をツール２６が移動しているときは、参照軌跡取得部１０４が取得した参照軌跡Ｈ_ｎから参照ずれ量Δ_ｎを取得し、ワークＷが光学センサ４０の撮像範囲内となる目標位置Ｐ_３～Ｐ_５の間をツール２６が移動しているときは、軌跡取得部６０が取得した移動軌跡Ｋ_ｎからずれ量δ_ｎを取得することができる。

したがって、目標位置Ｐ_１～Ｐ_５の範囲で、ツール２６の移動軌跡Ｈ_ｎ、Ｋ_ｎの基準Ａ_ｎからのずれを取得できる。また、第２の判定部１０６及び第２の警告生成部１０８によって、オペレータは、参照軌跡Ｈ_ｎの基準Ａ_ｎからのずれが過大となっていることを、自動的且つ直感的に認識できる。

なお、図１６の実施形態の機能を図１３の実施形態に組み合わせることもできる。この場合、装置９０は、位置データ取得部１０２、参照軌跡取得部１０４、第２の判定部１０６、及び第２の警告生成部１０８をさらに備えることになる。以下、図１６の実施形態の機能を図１３に組み合わせた場合の機械システム１０の動作の一例について、説明する。

まず、プロセッサ１８は、図１７のフローを開始し、第２巡目のループのステップＳ３を実行してＹＥＳと判定したとき（つまり、ツール２６の目標位置Ｐ_３への配置を検知したとき）、光学センサ４０にワークＷを撮像させ、これにより、図５に示す画像データ５０を撮像するとともに、図１４に示すフローを開始する。そして、プロセッサ１８は、図１７に示すフローと並行して、図１４に示すフローを実行する。

一例として、図１７のフローで第２巡目のループのステップＳ３を実行してＹＥＳと判定したときに、プロセッサ１８は、ツール２６に生じる振動を減衰させて参照ずれ量Δ_４をゼロに近づけるべく、ツール２６の移動を一時的に停止し、所定時間経過後に、光学センサ４０にワークＷを撮像させ、図１４に示すフローを開始してもよい。

他の例として、図１７のフローで第２巡目のループにおけるステップＳ３を実行してＹＥＳと判定したときに、ツール２６の移動を継続させつつ光学センサ４０にワークＷを撮像させ、図１４に示すフローを開始してもよい。そして、図１４に示すフローの第１巡目のループにおけるステップＳ５を実行するときに、プロセッサ１８は、図１９に示すように、参照軌跡Ｈ_２の終点である位置Ｉ_３を始点として、移動軌跡Ｋ_３を取得してもよい。

なお、上述のツール２６としては、種々のタイプのものが考えられる。以下、図２０～図２２を参照して、ツール２６の具体例について説明する。図２０に示すツール２６は、レーザ加工ヘッドである。具体的には、ツール２６は、中空のノズル１１０を有し、該ノズル１１０に形成された出射口１１０ａから光軸Ｏ_２に沿ってレーザ光を出射し、ワークＷをレーザ加工（レーザ切断、レーザ溶接等）する。本実施形態においては、ツール座標系Ｃ_Ｔは、そのｚ軸が光軸Ｏ_２に一致するように、ツール２６に対して設定されている。

ツール２６でワークＷに対して作業を行うとき、例えば、プロセッサ１８は、ツール２６を、上述の目標位置Ｐ_ｎ（ｎ＝１～５）に順に配置させ、ツール２６を目標位置Ｐ_５に配置させたときに、ツール２６を動作させて光軸Ｏ_２に沿ってレーザ光を出射し、ワークＷ上の作業箇所をレーザ加工する。このとき、光軸Ｏ_２は、ワークＷの表面と略直交し、且つ、作業箇所を通過するように配置される。

一方、光学装置１６は、ノズル１１０の出射口１１０ａに設けられている。光学装置１６は、ツール２６に対して所定の位置関係となるように配置される。具体的には、光学装置１６は、光軸Ｏがレーザ光の光軸Ｏ_２と一致する（又は、平行となる）ように、ツール２６に対して配置されている。すなわち、光学装置１６は、撮像座標系Ｃ_Ｉのｘ－ｙ平面が、レーザ光の光軸Ｏ_２（又は、ツール座標系Ｃ_Ｔのｚ軸）と直交するように、ツール２６に対して配置されている。なお、光学装置１６は、出射口１１０ａに限らず、ノズル１１０の如何なる位置に設けられてもよい。

図２１に示すツール２６は、スポット溶接ガンである。具体的には、ツール２６は、固定アーム１１２、可動アーム１１４、固定電極１１６、及び可動電極１１８を有する。固定アーム１１２は、手首部３６に対して固定される一方、可動アーム１１４は、軸線Ｏ_３（いわゆる、ガン軸）に沿って移動可能となるように設けられている。

固定電極１１６は、固定アーム１１２の先端に固定されている一方、可動電極１１８は、固定電極１１６と対向するように可動アーム１１４の先端に固定されている。固定電極１１６及び可動電極１１８は、軸線Ｏ_３上に整列するように配置されている。可動アーム１１４が軸線Ｏ_３に沿って往復動するにつれて、可動電極１１８は、固定電極１１６に対して接近及び離反する。本実施形態においては、ツール座標系Ｃ_Ｔは、その原点が固定電極１１６上（例えば、上面の中心）に位置し、ツール座標系Ｃ_Ｔのｚ軸が軸線Ｏ_３（又は光軸Ｏ）と一致する（又は平行となる）ように、設定されている。

ツール２６でワークＷに対して作業を行うとき、例えば、プロセッサ１８は、ツール２６を、上述の目標位置Ｐ_ｎ（ｎ＝１～５）に順に配置させる。ツール２６が目標位置Ｐ_５に配置されたときに、ワークＷ上の作業箇所は、固定電極１１６と可動電極１１８との間に配置され、軸線Ｏ_３は、ワークＷの表面と略直交するとともに作業箇所を通過するように配置される。

ツール２６が目標位置Ｐ_５に配置されたとき、プロセッサ１８は、可動電極１１８を固定電極へ向かって移動させて、ワークＷの作業箇所を固定電極１１６と可動電極１１８との間で挟持して固定電極１１６及び可動電極１１８を通電させる。これにより、ワークＷの作業箇所をスポット溶接する。

一方、光学装置１６は、可動電極１１８に設けられている。光学装置１６は、ツール２６に対して所定の位置関係となるように配置される。具体的には、光学装置１６は、その光軸Ｏが軸線Ｏ_３と一致する（又は、平行となる）ように、ツール２６に対して配置されている。

すなわち、光学装置１６は、撮像座標系Ｃ_Ｉのｘ－ｙ平面が、軸線Ｏ_３（又は、ツール座標系Ｃ_Ｔのｚ軸）と直交するように、ツール２６に対して配置されている。なお、光学装置１６は、可動電極１１８に限らず、ノズル１１０の如何なる位置（例えば、固定電極１１６）に設けられてもよい。

図２２に示すツール２６は、ロボットハンドである。具体的には、ツール２６は、手首部３６に連結されたハンドベース１２０と、該ハンドベース１２０に開閉可能に設けられた複数の指部１２２とを有する。ツール２６は、指部１２２を開閉させることで、部品（例えば、自動車用の円筒状シリンダ）を把持したり、解放したりできる。本実施形態においては、ツール座標系Ｃ_Ｔは、その原点が指部１２２の間の位置（把持位置）に配置され、ツール座標系Ｃ_Ｔのｚ軸が指部１２２の開閉方向と直交するように、設定されている。

ツール２６でワークＷに対して作業を行うとき、例えば、プロセッサ１８は、ツール２６で部品を把持した後、該ツール２６を、上述の目標位置Ｐ_ｎ（ｎ＝１～５）に順に配置させる。ツール２６が目標位置Ｐ_５に配置されたとき、ツール２６に把持された部品は、ワークＷ上の作業箇所としての嵌合穴（図示せず）から、ツール座標系Ｃ_Ｔのｚ軸プラス方向へ離隔した位置に、位置決めされる。この状態から、プロセッサ１８は、ツール２６を、ツール座標系Ｃ_Ｔのｚ軸マイナス方向へ移動させて、ツール２６で把持した部品を、ワークＷの嵌合穴に嵌入させる。

光学装置１６は、指部１２２に固定（例えば、指部１２２に把持）される。光学装置１６は、ツール２６に対して所定の位置関係となるように配置される。具体的には、光学装置１６は、その光軸Ｏがツール座標系Ｃ_Ｔのｚ軸（又は、部品を嵌合穴へ嵌入する方向）と一致する（又は、平行となる）ように、ツール２６に対して配置されている。なお、光学装置１６は、指部１２２に限らず、ツール２６の如何なる位置（例えば、ハンドベース１２０）に設けられてもよい。

なお、上述の実施形態においては、光学装置１６（光学センサ４０）が、ツール２６に固定され、マニピュレータ２４によって移動される場合について述べた。しかしながら、これに限らず、光学装置１６（光学センサ４０）は、移動機械１４から離隔して配置されてもよい。このような形態について、図２３を参照して説明する。

図２３に示す機械システム１３０においては、光学装置１６が、移動機械１４から離隔した位置で、ワークＷに対して固定されている。つまり、光学装置１６は、マニピュレータ２４によって移動されず、ワークＷに対して静止して配置されている。ここで、光学装置１６は、撮像座標系Ｃ_Ｉがマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍに対して既知の位置関係となるように、移動機械１４に対して所定の位置関係に配置される。

次に、図２４を参照して、機械システム１３０の機能について説明する。上述の実施形態と同様に、プロセッサ１８は、作業プログラムＷＰに従ってマニピュレータ２４へ移動指令ＭＣ_ｎを発信し、ツール２６を目標位置Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５の順に配置させる。本実施形態においては、光学装置１６は、ツール２６が目標位置Ｐ_３～Ｐ_５の間にあるときに光学センサ４０の撮像範囲に入るように、配置されている。

プロセッサ１８は、ツール２６を目標位置Ｐ_３～Ｐ_５へ移動させている間に光学センサ４０を動作させて、ツール２６を連続的に撮像する。例えば、プロセッサ１８は、図８の形態と同様に、ツール２６を目標位置Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５の各々に到達した時点τ_Ｐ３、τ_Ｐ４及びτ_Ｐ５でツール２６を撮像する。

図２５は、プロセッサ１８がツール２６を目標位置Ｐ_３に配置したことを検知した時点τ_Ｐ３で光学センサ４０がツール２６を撮像した画像データ１４０を画像化した例を示す。図２５に示す画像データ１４０には、ツール２６が写っている。なお、実際上は、画像データ１４０に、マニピュレータ２４のコンポーネント（上腕部３４等）も写るが、理解の容易のために、画像データ１４０ではツール２６のみを図示している。

プロセッサ１８は、画像データ１４０を画像解析し、画像データ１４０に写るツール２６の１つの視覚的特徴ＶＦ（例えば、ツール２６の中心、エッジ、凹凸等）を抽出する。そして、プロセッサ１８は、上述の実施形態と同様に、画像データ１４０における視覚的特徴ＶＦの位置を示す情報として、視覚的特徴ＶＦの撮像座標系Ｃ_Ｉの座標（ｘ_３，ｙ_３）を取得する。

図２６に、プロセッサ１８がツール２６を目標位置Ｐ_４に配置したことを検知した時点τ_Ｐ４で光学センサ４０がツール２６を撮像した画像データ１４２を画像化した例を示す。なお、図２６においては、比較のために、図２５に示す画像データ１４０に写る視覚的特徴ＶＦの位置を、白点Ｄ_３として図示している。

プロセッサ１８は、画像データ１４２を画像解析し、画像データ１４０と共通の視覚的特徴ＶＦを抽出する。図２６に示すように、画像データ１４２に写る視覚的特徴ＶＦの位置は、画像データ１４０に写る視覚的特徴ＶＦの位置Ｄ_３から、変位量Ｅ_３だけ、撮像座標系Ｃ_Ｉにおいて変位している。プロセッサ１８は、画像データ１４２における視覚的特徴ＶＦの位置として、視覚的特徴ＶＦの撮像座標系Ｃ_Ｉにおける座標（ｘ_４，ｙ_４）を取得する。

図２７に、プロセッサ１８がツール２６を目標位置Ｐ_５に配置したことを検知した時点τ_Ｐ５で光学センサ４０がツール２６を撮像した画像データ１４４を画像化した例を示す。なお、図２７においては、比較のために、図２５に示す画像データ１４０に写る視覚的特徴ＶＦの位置を白点Ｄ_３として図示し、図２６に示す画像データ１４２に写る視覚的特徴ＶＦの位置を白点Ｄ_４として図示している。

プロセッサ１８は、画像データ１４４を画像解析し、画像データ１４０及び１４２と共通の視覚的特徴ＶＦを抽出する。図２７に示すように、画像データ１４４に写る視覚的特徴ＶＦの位置は、画像データ１４２に写る視覚的特徴ＶＦの位置Ｄ_４から、変位量Ｅ_４だけ、撮像座標系Ｃ_Ｉにおいて変位している。プロセッサ１８は、画像データ１４４における視覚的特徴ＶＦの位置として、視覚的特徴ＶＦの撮像座標系Ｃ_Ｉにおける座標（ｘ_５，ｙ_５）を取得する。

光学センサ４０がツール２６を撮像する動作と同期して、プロセッサ１８は、距離センサ４２を動作させて、光学センサ４０とツール２６との光軸Ｏの方向の距離Ｆを測定する。したがって、距離センサ４２は、時点τ_Ｐ３、τ_Ｐ４及びτ_Ｐ５で、光学センサ４０とツール２６との距離Ｆ_Ｐ３、Ｆ_Ｐ４及びＦ_Ｐ５を、それぞれ測定する。

そして、プロセッサ１８は、画像データ１４０から取得した座標（ｘ_３，ｙ_３）と、画像データ１４２から取得した座標（ｘ_４，ｙ_４）との差を、撮像座標系Ｃ_Ｉにおける変位量Ｅ_３（図２６）として求める。上述したように、撮像座標系Ｃ_Ｉは、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍに対し、既知の位置関係に配置されている。

プロセッサ１８は、軌跡取得部６０として機能して、撮像座標系Ｃ_Ｉとマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍとの位置関係と、撮像座標系Ｃ_Ｉにおける変位量Ｅ_３と、距離Ｆ_Ｐ３及びＦ_Ｐ４とを用いて、時点τ_Ｐ３から時点τ_Ｐ４までのツール２６のマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける移動軌跡Ｋ_３（図８）を、演算により求める。

そして、プロセッサ１８は、上述の実施形態と同様に、ずれ量取得部６２として機能して、移動軌跡Ｋ_３の基準軌跡Ａ_３からのずれ量δ_４（図８）を取得する。同様に、プロセッサ１８は、撮像座標系Ｃ_Ｉとマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍとの位置関係と、画像データ１４２及び１４４から取得した撮像座標系Ｃ_Ｉにおける変位量Ｅ_４（図２７）と、距離Ｆ_Ｐ４及びＦ_Ｐ５とを用いて、時点τ_Ｐ４から時点τ_Ｐ５までのツール２６のマニピュレータ座標系Ｃ_Ｍにおける移動軌跡Ｋ_４を取得する。そして、プロセッサ１８は、移動軌跡Ｋ_４の基準軌跡Ａ_４からのずれ量δ_５を取得する。

このように、本実施形態に係る装置７０によれば、移動機械１４から離隔して配置された光学センサ４０によって、ツール２６の視覚的特徴ＶＦを連続して撮像し、撮像した画像データ１４０、１４２、１４４から、上述の実施形態と同様にずれ量δ_４、δ_５を取得することができる。

なお、図２３に示す実施形態において、プロセッサ１８は、図１２に示す形態のように、ツール２６を目標位置Ｐ_３からＰ_５まで移動させている間に、光学センサ４０によってワークＷを、周期的又はランダムなタイミングで撮像してもよい。この場合、プロセッサ１８は、上述の移動軌跡Ｋ_α、Ｋ_β及びＫ_γの基準軌跡Ａ_３及びＡ_４からのずれ量を取得できる。

次に、図２８を参照して、他の実施形態に係る機械システム１５０について説明する。機械システム１５０においては、移動機械１４は、ワークＷを把持するためのツール２６Ａを有する一方、ワークＷに作業をするためのツール２６Ｂは、移動機械１４から離隔して配置されている。

ツール２６Ａは、例えば、ロボットハンドであって、移動機械１４の手首部３６に連結されている。一方、ツール２６Ｂは、例えば、レーザ加工ヘッドであって、移動機械１４によって移動されず、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍに対して静止して配置されている。また、機械システム１５０においては、光学装置１６は、ツール２６Ａ（又は、ワークＷ）に固定されている。

プロセッサ１８は、作業プログラムＷＰに従ってマニピュレータ２４へ移動指令ＭＣ_ｎを発信し、ワークＷを把持したツール２６Ａを、複数の目標位置Ｐ_ｎへ順に移動させる。そして、プロセッサ１８は、ツール２６Ａを移動させている間に光学センサ４０を動作させて、移動機械１４の周囲の物体としてツール２６Ｂを連続的に撮像する。

そして、プロセッサ１８は、軌跡取得部６０として機能して、図２５～図２７の形態と同様の方法を用いて、画像データにおけるツール２６Ｂの視覚的特徴ＶＦの位置に基づいて、ツール２６Ａの移動軌跡Ｋを取得する。そして、プロセッサ１８は、ずれ量取得部６２として機能して、移動軌跡Ｋの基準軌跡Ａからのずれ量δを取得する。

次に、図２９を参照して、さらに他の実施形態に係る機械システム１６０について説明する。機械システム１６０は、上述の機械システム１５０と、光学装置１６の設置位置において、相違する。具体的には、機械システム１６０においては、光学装置１６は、移動機械１４から離隔した位置で、ツール２６Ｂに対して固定されている。

プロセッサ１８は、作業プログラムＷＰに従ってマニピュレータ２４へ移動指令ＭＣ_ｎを発信し、ワークＷを把持したツール２６Ａを、複数の目標位置Ｐ_ｎへ順に移動させる。そして、プロセッサ１８は、ツール２６Ａを移動させている間に光学センサ４０を動作させて、マニピュレータ２４によって移動されるワークＷの表面上の視覚的特徴ＶＦを連続的に撮像する。

そして、プロセッサ１８は、軌跡取得部６０として機能して、図５～図７の形態と同様の方法を用いて、画像データにおけるワークＷの視覚的特徴ＶＦの位置に基づいて、ツール２６Ａの移動軌跡Ｋを取得する。そして、プロセッサ１８は、ずれ量取得部６２として機能して、移動軌跡Ｋの基準軌跡Ａからのずれ量δを取得する。

なお、光学センサ４０の投光部４０ａは、所定の模様の光を出射してもよい。図３０に、投光部４０ａが出射する光の一例を示す。図３０に示す例では、投光部４０ａは、格子状の光を出射する。この構成によれば、光学センサ４０は、撮像対称を撮像した画像データから、該撮像対称の視覚的特徴ＶＦを抽出し易くなる。

また、光学センサ４０は、投光部４０ａが出射した光の反射光を受光部４０ｂで受光するものに限らず、一般的なカメラであってもよい。また、光学センサ４０と距離センサ４２とで、投光部４０ａ及び受光部４０ｂを共有することもできる。この場合、距離センサ４２の距離演算部４２ｃは、投光部４０ａが光を出射してから、受光部４０ｂが該光の反射光を受光するまでの時間に基づいて、光学センサ４０から撮像対象までの距離を測定する。

また、上述の実施形態から、距離センサ４２を省略することもできる。例えば、上述の実施形態において、目標位置Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５の、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍのｚ軸の座標が同じに設定されている場合、目標位置Ｐ_３～Ｐ_５とワークＷとの距離が一定となる。したがって、この場合、光学センサ４０からワークＷまでの距離Ｆを測定せずに、光学センサ４０が撮像した画像データから、ツール２６(又は２６Ａ)の移動軌跡Ｋを、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍのｘ－ｙ平面と平行な平面内での２次元の軌跡として、求めることができる。

また、上述の実施形態においては、軌跡取得部６０、ずれ量取得部６２、位置補正部６４、判定部９２、警告生成部９４、位置データ取得部１０２、参照軌跡取得部１０４、第２の判定部１０６、及び第２の警告生成部１０８の機能が、制御装置１２に実装され、プロセッサ１８が、これら機能を実行する場合について説明した。

しかしながら、これに限らず、軌跡取得部６０、ずれ量取得部６２、位置補正部６４、判定部９２、警告生成部９４、位置データ取得部１０２、参照軌跡取得部１０４、第２の判定部１０６、及び第２の警告生成部１０８の少なくとも１つは、制御装置１２とは別に設けられてもよい。このような実施形態を図３１に示す。

図３１に示す機械システム１７０は、制御装置１２、移動機械１４、及び装置１７２を備える。装置１７２は、ツール２６の移動軌跡Ｋの基準Ａからのずれを取得するものであって、光学センサ４０、軌跡取得部６０、及びずれ量取得部６２を備える。軌跡取得部６０及びずれ量取得部６２は、制御装置１２とは別に設けられている。軌跡取得部６０及びずれ量取得部６２は、プロセッサ及び記憶部を有する１つのコンピュータに実装されてもよいし、それぞれが別々のコンピュータに実装されてもよい。

なお、上述の実施形態では、ツール２６が目標位置Ｐ_３～Ｐ_５へ移動している間、光学センサ４０は、移動機械１４の周囲の物体としてワークＷを撮像していた。しかしながら、これに限らず、光学センサ４０は、移動機械１４の周囲に在る如何なる物体を撮像してもよい。このような形態について、図３２を参照して説明する。

図３２に示す形態では、ワークＷに物体Ｑが設置されている。物体Ｑは、マニピュレータ座標系Ｃ_Ｍのｘ－ｚ平面と略平行となるように移動機械１４から離隔して配置され、ワークＷに対して固定されている。一方、光学装置１６はツール２６に対して、その光軸Ｏがツール座標系Ｃ_Ｔのｙ軸と平行となる位置関係に、配置されている。

この実施形態においては、プロセッサ１８がツール２６を目標位置Ｐ_３、Ｐ_４及びＰ_５へ移動させている間に、光学センサ４０は、物体Ｑを連続的に撮像する。そして、プロセッサ１８は、撮像した画像データを画像解析し、物体Ｑの視覚的特徴ＶＦを抽出する。そして、プロセッサ１８は、軌跡取得部６０として機能して、図５～図７の形態と同様の方法を用いて、画像データにおける物体Ｑの視覚的特徴ＶＦの位置に基づいて、ツール２６の移動軌跡Ｋ_ｎを取得する。

そして、プロセッサ１８は、ずれ量取得部６２として機能して、移動軌跡Ｋ_ｎの基準軌跡Ａ_ｎからのずれ量δ_ｎを取得することができる。なお、物体Ｑにマーク（塗装、刻印、シール等）を設けて、光学センサ４０は、該マークを視覚的特徴ＶＦとして撮像してもよい。同様に、光学センサ４０でワークＷを撮像する上述の実施形態において、ワークＷの表面にマークを設けて、光学センサ４０は、ワークＷ上のマークを視覚的特徴ＶＦとして撮像してもよい。

なお、上述の実施形態においては、軌跡取得部６０は、ツール２６の移動軌跡Ｋを取得する場合について述べた。しかしながら、これに限らず、軌跡取得部６０は、マニピュレータ２４の如何なる可動コンポーネントの移動軌跡を取得するように構成されてもよい。この場合、ずれ量取得部６２は、該可動コンポーネントの移動軌跡の基準軌跡からのずれ量を取得する。

また、上述の実施形態では、５つの目標位置Ｐ_１～Ｐ_５が設定されている場合について述べたが、目標位置Ｐ_ｎの数は、如何なる数であってもよい。また、これら目標位置Ｐ_ｎの各々が教示点であってもよいし、又は、教示点及び補間点として設定されてもよい。また、２つの教示点の間に、如何なる数の補間点が設定されてもよい。

また、マニピュレータ２４は、垂直多関節型ロボットに限らず、水平多関節型又はパラレルリンク型等、如何なるタイプのロボットであってもよい。又は、マニピュレータ２４は、ｘ軸方向のボールねじ機構、ｙ軸方向のボールねじ機構、及びｚ軸方向のボールねじ機構を有するワークテーブル装置であってもよい。

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。

１０，１３０，１５０，１６０，１７０ 機械システム
１２ 制御装置
１４ 移動機械
１６ 光学装置
１８ プロセッサ
２４ マニピュレータ
２６，２６Ａ，２６Ｂ ツール
４０ 光学センサ
４２ 距離センサ
６０ 軌跡取得部
６２ ずれ量取得部
６４ 位置補正部

Claims (10)

1. マニピュレータ座標系が設定される移動機械の目標位置が規定された作業プログラムに従って動作する該移動機械の移動軌跡の基準からのずれを取得する装置であって、
   撮像座標系が設定される光学センサであって、
   前記移動機械によって移動され、該移動機械が前記作業プログラムに含まれる移動指令に従って移動している間に該移動機械の周囲の物体の視覚的特徴を連続的に撮像し、又は、
   前記移動機械から離隔して配置され、前記移動機械が前記作業プログラムに含まれる移動指令に従って移動している間に該移動機械若しくは該移動機械によって移動される物体の視覚的特徴を連続的に撮像する、光学センサと、
   前記移動機械の移動軌跡を取得する軌跡取得部であって、
   前記光学センサが第１の時点で撮像した第１の画像データに写る前記視覚的特徴の、前記撮像座標系における位置から、該第１の時点の後の第２の時点で前記光学センサが撮像した第２の画像データに写る前記視覚的特徴の、前記撮像座標系における位置までの変位量を求め、
   求めた前記変位量に基づいて、前記第１の時点から前記第２の時点までの前記移動機械の移動軌跡を、前記マニピュレータ座標系におけるベクトルとして取得する、軌跡取得部と、
   前記マニピュレータ座標系における前記移動軌跡の前記ベクトルと、前記移動指令によって規定される前記移動機械の基準軌跡を表す前記マニピュレータ座標系におけるベクトルと、の差を、該移動軌跡の該基準軌跡からのずれ量として取得するずれ量取得部と、
   前記ずれ量取得部が取得した前記ずれ量に基づいて、前記作業プログラムに規定された前記目標位置を補正することで、該作業プログラムを更新する位置補正部と、を備える、装置。
2. 前記移動指令は、前記移動機械を配置すべき複数の目標位置の情報を含み、
   前記移動機械は、前記第１の時点で第１の前記目標位置に到達し、前記第２の時点で第２の前記目標位置に到達するように制御され、
   前記軌跡取得部は、前記移動軌跡を、前記第１の目標位置を始点とする前記ベクトルとして取得する、請求項１に記載の装置。
3. 前記光学センサが前記視覚的特徴を撮像したときに、該光学センサから撮像対象までの距離を測定する距離センサをさらに備え、
   前記軌跡取得部は、前記距離センサが測定した前記距離にさらに基づいて、前記移動軌跡を取得する、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記軌跡取得部は、
   前記第１の画像データにおける前記視覚的特徴の前記位置を示す、前記撮像座標系の第１の座標と、前記第２の画像データにおける前記視覚的特徴の前記位置を示す、前記撮像座標系の第２の座標と、を取得し、
   前記撮像座標系における前記第１の座標と前記第２の座標との差を用いて、前記変位量を取得する、請求項１～３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記ずれ量取得部が取得した前記ずれ量が予め定められた閾値よりも大きいか否かを判定する判定部と、
   前記判定部によって前記ずれ量が前記閾値よりも大きいと判定された場合に警告信号を生成する警告生成部と、をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記移動機械が移動している間に該移動機械の位置データを取得する位置データ取得部と、
   前記位置データ取得部が、前記第１の時点の前の第３の時点で取得した前記位置データと、前記位置データ取得部が該第１の時点で取得した前記位置データとに基づいて、該第３の時点から該第１の時点までの前記移動機械の参照軌跡を、前記マニピュレータ座標系におけるベクトルとして取得する参照軌跡取得部と、をさらに備え、
   前記軌跡取得部は、前記移動軌跡を、前記参照軌跡の前記ベクトルの終点であって、前記第１の時点に対応する該終点を始点とした前記ベクトルとして取得する、請求項１に記載の装置。
7. 前記ずれ量取得部は、前記参照軌跡取得部が取得した前記参照軌跡の前記基準軌跡からのずれ量を参照ずれ量としてさらに取得し、
   前記装置は、
   前記参照ずれ量が予め定められた第２の閾値よりも大きいか否かを判定する第２の判定部と、
   前記第２の判定部によって前記参照ずれ量が前記第２の閾値よりも大きいと判定された場合に第２の警告信号を生成する第２の警告生成部と、をさらに備える、請求項６に記載の装置。
8. 前記移動機械は、ツール、及び該ツールを移動させるマニピュレータを有し、
   前記マニピュレータは、前記ツールをワークに対して移動させ、
   前記光学センサは、
   前記ツールに対して所定の位置関係に配置されて、前記マニピュレータによって移動され、
   前記周囲の物体としての前記ワークの前記視覚的特徴を連続して撮像し、
   前記軌跡取得部は、前記ツールの前記移動軌跡を取得する、請求項１～７のいずれか１項に記載の装置。
9. マニピュレータ座標系が設定される移動機械の目標位置が規定された作業プログラムを補正する装置であって、
   撮像座標系が設定される光学センサが異なる前記目標位置で撮像した、少なくとも、前記移動機械の周囲の物体、前記移動機械、前記移動機械が移動する物体、のいずれかの視覚的特徴を含む複数の画像データを取得し、前記複数の画像データに基づいて前記移動機械の移動軌跡を取得する軌跡取得部であって、
   前記光学センサが第１の時点で撮像した第１の前記画像データに写る前記視覚的特徴の、前記撮像座標系における位置から、該第１の時点の後の第２の時点で前記光学センサが撮像した第２の前記画像データに写る前記視覚的特徴の、前記撮像座標系における位置までの変位量を求め、
   求めた前記変位量に基づいて、前記第１の時点から前記第２の時点までの前記移動軌跡を、前記マニピュレータ座標系におけるベクトルとして取得する、軌跡取得部と、
   前記マニピュレータ座標系における前記移動軌跡の前記ベクトルと、前記目標位置に基づく前記移動機械の基準軌跡を表す前記マニピュレータ座標系におけるベクトルと、の差を、該移動軌跡の該基準軌跡からのずれ量として取得するずれ量取得部と、
   前記ずれ量に基づいて、前記目標位置を補正することで、前記作業プログラムを更新する位置補正部と、を備える、装置。
10. マニピュレータ座標系が設定される移動機械の目標位置が規定された作業プログラムに従って動作する該移動機械の移動軌跡の基準からのずれを取得する方法であって、
    前記移動機械によって移動され、撮像座標系が設定される光学センサによって、該移動機械が前記作業プログラムに含まれる移動指令に従って移動している間に該移動機械の周囲の物体の視覚的特徴を連続して撮像し、又は、前記移動機械から離隔して配置され、撮像座標系が設定される光学センサによって、前記移動機械が前記作業プログラムに含まれる移動指令に従って移動している間に該移動機械若しくは該移動機械によって移動される物体の視覚的特徴を連続的に撮像し、
    前記光学センサが第１の時点で撮像した第１の画像データに写る前記視覚的特徴の、前記撮像座標系における位置から、該第１の時点の後の第２の時点で前記光学センサが撮像した第２の画像データに写る前記視覚的特徴の、前記撮像座標系における位置までの変位量を求め、求めた該変位量に基づいて、前記第１の時点から前記第２の時点までの前記移動機械の移動軌跡を、前記マニピュレータ座標系におけるベクトルとして取得し、
    前記マニピュレータ座標系における前記移動軌跡の前記ベクトルと、前記移動指令によって規定される前記移動機械の基準軌跡を表す前記マニピュレータ座標系におけるベクトルと、の差を、該移動軌跡の該基準軌跡からのずれ量として取得し、
    取得した前記ずれ量に基づいて、前記作業プログラムに規定された前記目標位置を補正することで、該作業プログラムを更新する、方法。

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