JPWO2020044760A1 - 動作装置のキャリブレーション方法、動作装置システムおよび制御装置 - Google Patents

Abstract

動作装置は、回動可能な動体部と、動体部を駆動する第一の駆動部と、動体部の回動位置を検出する第一の検出部と、を備える。動作装置のキャリブレーション方法は、動体部を予め定めた複数の基準位置の中から選択される一の基準位置に合わせる位置合わせ工程と、一の基準位置での第一の駆動部の駆動パラメータ値と、複数の基準位置のそれぞれに対して予め設定された判別パラメータ値とを比較して、一の基準位置を判別する判別工程と、判別工程で判別した一の基準位置の位置情報と第一の検出部の検出値情報とを、前記回動位置を算出するための基準位置情報として登録する登録工程と、を含む。

Description

本発明は動作装置のキャリブレーション方法、動作装置システムおよび制御装置に関する。

一般に、産業用ロボット等の動作装置の作業位置を設定する場合には、予め動作装置に対し、作業位置の基準となる基準位置合わせ（キャリブレーション）を行う。特許文献１には、キャリブレーションを複数の距離センサを用いて行う方法が記載されている。また、特許文献２には、動作装置の位置を、鉛直方向に延びる軸回りに設定された回転角度が異なる複数の基準位置から一つ選択し、その選択された基準位置に位置させた動作装置にキャリブレーション用の冶具を装着し、キャリブレーションを行う産業用ロボットが記載されている。

特開２００３−２２０５８７号公報 特開昭６２−２９７０８２号公報

複数の装置等によって所定の作業を行う作業システムにおいて、動作装置が複数の装置と共に工場に設置された後にキャリブレーションを行うことがある。この条件でキャリブレーションを行う際は、動作装置と、動作装置の周りに設置された周辺装置（複数の装置）や安全柵等、周囲の障害物との干渉が生じないようにそれぞれを位置させる必要がある。しかし、特許文献１では、キャリブレーションを実行可能な姿勢（基準位置）が一つに定まっているため、その姿勢に位置させた動作装置と干渉が生じない位置に周辺装置等を配置しなければならず、周辺装置等の配置に制限が生じてしまう。一方、特許文献２では、複数の基準位置から干渉が生じない任意の位置を選択してキャリブレーションを行うことができるが、選択した位置の情報をオペレータが入力する際に、ヒューマンエラー等による入力ミスが発生する場合がある。

本発明は、動作装置と周辺装置等との干渉が生じることがなく、かつ、基準位置情報の入力ミスの発生を回避することができるキャリブレーション方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、水平方向に延びる軸を中心に回動可能な第一の動体部と、該第一の動体部を駆動する第一の駆動部と、該第一の動体部の回動位置を検出する第一の検出部と、を備える動作装置のキャリブレーション方法であって、
前記第一の動体部を予め定めた複数の基準位置の中から選択される一の基準位置に合わせる位置合わせ工程と、
前記一の基準位置での前記第一の駆動部の駆動パラメータ値と、前記複数の基準位置のそれぞれに対して予め設定された判別パラメータ値とを比較して、前記一の基準位置を判別する判別工程と、
前記判別工程で判別した前記一の基準位置の位置情報と前記第一の検出部の検出値情報とを、前記回動位置を算出するための基準位置情報として登録する登録工程と、を含む、
ことを特徴とするキャリブレーション方法が提供される。

本発明によれば、動作装置と周辺装置等との干渉が生じることがなく、かつ、基準位置情報の入力ミスの発生を回避することができるキャリブレーション方法を提供することができる。

実施形態に係る動作装置システムの概略を示す側面図。 動作装置の分解側面図。 周囲に障害物等がない場合のキャリブレーション姿勢の一例を示す側面図。 周囲に障害物等がある場合のキャリブレーション姿勢の一例を示す側面図。 は動作装置が含まれる作業システムを示す図。 制御装置のブロック図であって、キャリブレーションに関する構成を示す図。 キャリブレーション実行時の処理部の処理を示すフローチャート 交換前の検出部の検出値に対する動体部の回動角度の特性を示す図。 交換後の検出部の検出値に対する動体部の回動角度の特性を示す図。 他の実施形態に係る判別パラメータ情報を示す図。 動作装置システムを所定の作業を行う作業システムＳに配置した例を示す図。 他の実施形態における動作装置の概略を示す図。 図９ＡのＡ方向の矢視図（概略図）。 図９Ａおよび図９Ｂで示す動作装置の変形例を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。なお、図面に対する上下左右方向を、本実施形態における装置または部材の上下左右方向として、本文中の説明の際に用いることとする。

図１は、本実施形態に係る動作装置システムの概略を示す側面図である。動作装置システム１は、動作装置１０と、動作装置１０を制御する制御装置１１とを備える。本実施形態の場合、動作装置１０は垂直多関節ロボットである。

＜動作装置の概要＞
動作装置１０は、基部１２と、動体部１３とを含む。動体部１３は、水平方向に延びる軸を中心に基部１２に対して回動可能に設けられる。本実施形態の場合、動作装置１０は、動体部１３として、基部１２に回動可能に支持された上腕部１４と、上腕部１４に回動可能に支持された前腕部１６とを含む垂直多関節ロボットである。本実施形態の場合、動体部１３の構成として、基部１２に支持された上腕部１４に前腕部１６が支持されており、２つの動体部が直列に接続された例を挙げて説明しているが、上腕部１４のみの構成や動体部が３つ以上直列に接続される構成も採用可能である。また、基部１２に複数の動体部が並列に支持される構成やこれらの組み合わせも採用可能である。

基部１２は設置場所に対して静止して設けられており、接続部１８を介して制御装置１１と電気的に接続される。基部１２には上腕部１４を回動させるための駆動部１２１および駆動部１２１の回動位置を検出する検出部１２２が設けられている。本実施形態の場合、駆動部１２１は数値制御可能なモータ であり、検出部１２２はエンコーダである。また、本実施形態の場合、エンコーダは、モータの回転角度を絶対値として検出可能なアブソリュートエンコーダである。これにより、エンコーダの検出結果から基部１２に対する上腕部１４の位置（姿勢）を判別することができる。

なお、本実施形態では、駆動部１２１と検出部１２２とが一体に構成されたサーボモータを採用しているが、駆動部１２１と検出部１２２とがそれぞれ別々の構成も採用可能である。

また、本実施形態の場合、基部１２は設置場所に対して静止して設けられているが、例えば、設置場所に対して静止した基部本体１２ｂと、基部本体１２ｂに対して鉛直方向に延びる軸を中心に旋回可能な基部旋回部１２ａと、を有し、基部旋回部１２ａが不図示のモータ等により旋回可能な構成も採用可能である。

図１とともに図２を参照する。図２は動作装置の概略を示す分解側面図である。上腕部１４は、その長手方向Ｅ１の一方端部１４３に設けられた支持部１４６ａが基部１２に回動可能に軸支され、他方端部１４４において前腕部１６を回動可能に軸支している。他方端部１４４と一方端部１４３とは所定距離離間しており、他方端部１４４は上腕部１４の回動軸部材１４６の回動軸を中心とする円周軌道上を移動する。上腕部１４には前腕部１６を回動させるための駆動部１４１および検出部１４２が設けられている。

本実施形態の場合、駆動部１４１はモータであり、検出部１４２はエンコーダである。また、本実施形態の場合、エンコーダは、モータの回転角度を絶対値として検出可能なアブソリュートエンコーダである。これにより、エンコーダの検出結果から上腕部１４に対する前腕部１６の位置（姿勢）を判別することができる。また、上腕部１４には、支持部１４６ａの近傍に、後述する位置決め孔２０５が設けられる。なお、本実施形態では、駆動部１４１と検出部１４２とが一体に構成されたサーボモータを採用しているが、上述の駆動部１２１および検出部１２２と同様の他の構成、例えば、駆動部１４１と検出部１４２がそれぞれ別体の構成等も採用可能である。

前腕部１６は、その長手方向Ｅ２の一方端部１６３に設けられた支持部１６６ａが上腕部１４に回動可能に軸支されている。また、前腕部１６は、支持部１６６ａの近傍に後述する位置決め孔２２５が設けられる。他方側の端部である先端部１６４と、一方端部１６３とは所定距離離間しており、先端部１６４は前腕部１６の回動軸部材１６６を中心とする円周軌道上を移動する。先端部１６４には各種の先端ツールを取り付け可能である。先端ツールは、例えば、対象のワークを把持する機構や、対象のワークに対して穴あけ加工等の機械加工を施す機構等を有していてもよく、これらを作業に応じて付け替えることができる。

＜位置合わせ機構の構成＞
本実施形態の位置合わせ機構２０、２２について説明する。以下の説明において、上腕部１４の位置合わせを行う場合の基部１２、および、前腕部１６の位置合わせを行う場合の上腕部１４を静体側と呼ぶ場合がある。また、上腕部１４の位置合わせを行う場合の上腕部１４、および、前腕部１６の位置合わせを行う場合の前腕部１６を動体側と呼ぶ場合がある。なお、本実施形態の場合、キャリブレーションでは、選択された一の基準位置における静体側に対する動体側の回動角度と、検出部１２２，１４２の検出結果とを対応付けて後述の記憶部１１２に登録を行う。

位置合わせ機構２０は、検出部１２２のキャリブレーションを行う際に、基部１２（静体側）の回動軸部材１４６の回動軸を中心に異なる角度で設定された複数の基準位置の中から選択された一の基準位置に対する上腕部１４（動体側）の位置を合わせるための機構である。本実施形態の場合、位置合わせ機構２０は、基部１２側に設けられる基準孔２０１，２０２と、上腕部１４側に設けられる位置決め孔２０５とを含む。基準孔２０１，２０２は、基部旋回部１２ａの外縁部にそれぞれ設けられるブラケット部材に形成された孔である。位置合わせを行う場合は、オペレータの操作により上腕部１４を回動させ、基準孔２０１，２０２のいずれかと位置決め孔２０５が重なる（それぞれの孔の中心同士が一致する）ように合わせることによって、基部１２に対する上腕部１４の回動角度の位置合わせ確認がなされる。なお、位置合わせ機構２０は、位置決め部材をさらに備える構成も採用可能である。例えば、位置決め部材はピン部材であり、オペレータが、基準孔２０１，２０２のいずれかと位置決め孔２０５とにピン部材を挿入することにより、基部１２に対して上腕部１４の回動角度の位置合わせ確認を行ってもよい。

基準孔２０１は、回動軸部材１４６の回動軸心から放射方向における第一方向に延びる第一線上に離間して設けられ、基準孔２０２は、回動軸部材１４６の回動軸心から第一方向と９０度位相が異なる放射方向における第二方向に延びる第二線上に離間して設けられる。本実施形態の場合、第一方向を鉛直方向としているので、基準孔２０１と位置決め孔２０５を合わせることにより、上腕部１４の長手方向Ｅ１が鉛直方向となる位置（以下、鉛直位置と呼ぶことがある）に合わせることができる。また、第二方向を水平方向としているので、基準孔２０２と位置決め孔２０５を合わせることにより、上腕部１４の長手方向Ｅ１が水平方向を向く位置（以下、水平位置と呼ぶことがある）に合わせることができる。

位置合わせ機構２２は、検出部１４２のキャリブレーションを行う際に、上腕部１４（静体側）に回動軸部材１６６の回動軸を中心に異なる角度で設定された複数の基準位置の中から選択された一の基準位置に対する前腕部１６（動体側）の位置を合わせるための機構である。本実施形態の場合、位置合わせ機構２２は、上腕部１４側に設けられる基準孔２２１，２２２，２２３と、前腕部１６側に設けられる位置決め孔２２５と）を含む。基準孔２２１，２２２，２２３は、上腕部１４の他方端部１４４の外縁部にそれぞれ設けられるブラケット部材に形成された孔である。位置合わせを行う場合は、オペレータの操作により前腕部１６を回動させ、基準孔２２１，２２２，２２３のいずれかと位置決め孔２２５とが重なる（それぞれの孔の中心同士が一致する）ように合わせることによって、上腕部１４に対する前腕部１６の回動角度の位置合わせ確認がなされる。なお、位置合わせ機構２２は、位置決め部材をさらに備える構成も採用可能である。例えば、位置決め部材はピン部材であり、オペレータが基準孔２２１，２２２，２２３のいずれかと位置決め孔２２５とにピン部材を挿入することにより、上腕部１４に対して前腕部１６の回動角度の位置合わせ確認を行ってもよい。

基準孔２２２は、回動軸部材１６６の回動軸心から放射方向における第一方向に延びる線上に離間して設けられ、基準孔２２１は、回動軸部材１６６の回動軸心から第一方向と９０度位相が異なる放射方向における第二方向に延びる線上に離間して設けられ、基準孔２２３は、第一方向と第二方向との間に設けられ、回動軸部材１６６の回動軸心から第一方向と４５度位相が異なる放射方向における第三方向に延びる線上に離間して設けられる。本実施形態の場合、第二方向を水平方向としているので基準孔２２１と位置決め孔２２５を合わせることにより、支持部１６６ａの中心から位置決め孔２２５に延びる線と回動軸部材１６６の回動軸心から基準孔２２１に延びる線とが一致するので、上腕部１４が鉛直位置にある場合、前腕部１６の長手方向Ｅ２が鉛直方向上向きの鉛直位置に合わせることができる。

また、第一方向を鉛直方向としているので基準孔２２２と位置決め孔２２５を合わせることにより、支持部１６６ａの中心から位置決め孔２２５に延びる線と回動軸部材１６６の回動軸心から基準孔２２２に延びる線とが一致するので、上腕部１４が鉛直位置にある場合、前腕部１６の長手方向Ｅ２が水平方向に向いた水平位置に合わせることができる。

さらに、第三方向を斜め４５°方向としているので基準孔２２３と位置決め孔２２５を合わせることにより、支持部１６６ａの中心から位置決め孔２２５に延びる線と回動軸部材１６６の回動軸心から基準孔２２３に延びる線とが一致するので、上腕部１４が鉛直位置にある場合、前腕部１６の長手方向Ｅ２が水平方向から斜め４５°上向きに傾いた傾斜位置に合わせることができる。この傾斜位置は、言い換えると鉛直位置から４５°下向きに傾いた位置、または水平位置から４５°上向きに傾いた位置である。

本実施形態の場合、位置合わせ機構２０および２２は、基準孔２０１，２０２，２２１，２２２，２２３および、位置決め孔２０５，２２５を用いて位置合わせを行い、オペレータが位置合わせした孔に位置決め部材２０６，２２６を挿通させて機械的に位置を確認しているが、他の構成も採用可能である。例えば、位置合わせ時に静体側の所定の点と、動体側の所定の点とを位置合わせ用の点として設定し、それぞれの点の所定の距離を位置決め基準距離として設定し、その距離を測定可能な距離センサを用いて、静体側に対して動体側が基準位置にあるかを判別してもよい。また、例えば、カメラ等の撮像装置を用いて、複数の基準位置における静体側と動体側との姿勢位置を基準位置としてそれぞれ設定し、設定したいずれかの基準位置の姿勢と同じ位置の姿勢にあるか否かを判別してもよい。なお、距離センサや撮像装置を用いる際は、オペレータが動体側を回動させる操作を行わずに、制御装置１１が動体側を自動で回動させて位置合わせを行ってもよい。

図３Ａないし図３Ｃはキャリブレーション時の姿勢の一例および動作装置１０が含まれる作業システムＳを示す図である。動作装置１０の周囲に周辺装置や安全柵等の障害物等がない場合は、例えば、図３Ａに示すように上腕部１４および前腕部１６が鉛直位置にある状態でキャリブレーションを行うことができる。一方、例えば図３Ｂに示すように動作装置１０の上部に障害物がある場合、上腕部１４および前腕部１６の両方が鉛直位置にさせることができないが、前腕部１６のみを水平位置に合わせることで障害物等との干渉を生じさせることなく、キャリブレーションを行うことができる。このように、上腕部１４および前腕部１６の姿勢をそれぞれ複数の姿勢から選択し、位置を合わることができる。例えば、図３Ｃで示すように、作業システムＳにおいては、動作装置１０の上方に後述する識別ユニット４等が配置されるため、図３Ａのように上腕部１４および前腕部１６が鉛直位置にある状態でキャリブレーションを行うことができない。このような場合に、例えば図３Ｂの姿勢でキャリブレーションを行う。

図３Ｃとともに図８を参照する。図８は、このような動作装置システム１の動作装置１０を所定の作業を行う作業システムＳに配置した例を示す図である。なお、説明のため、図中で動作装置１０の手前側に位置する安全柵５を取り外した状態を示している。作業システムＳは、工場の所定の位置に設置される。作業システムＳは、収容容器Ｃに収容される部品Ｐを識別し、識別した部品Ｐの部品情報に基づき動作装置１０により収容容器Ｃから取り出し、後述する作業部３に待機する製品Ｗの所定の位置Ｘに部品Ｐの取り付けを行う。

作業システムＳは、部品Ｐが供給される供給部２と、製品Ｗが待機し、部品Ｐの取り付けが行われる作業部３と、供給部２に供給された部品Ｐを識別する識別ユニット４と、を備える。動作装置１０による作業エリアは、供給部２と作業部３と動作装置１０の動作範囲を含む。また、作業システムＳには、作業エリアとその外部との間の対向する側部に、それぞれ安全柵５が配置される。また、作業システムＳの他側部の一方（図８中では左方）においては、供給部２に対する収容容器Ｃの搬入出が行われ、他側部の他方（図８中では右方）においては、作業部３に対する製品Ｗの搬入出が行われる。

供給部２は、作業システムＳの一方側に設けられ、収容容器Ｃが載置される載置部２ｂと、載置部２ｂを所定の高さ位置に位置付ける載置支持部２ｃと、を含む載置台２ａと、収容容器Ｃを載置部２ｂの所定の位置に位置決め保持する載置位置決め機構２ｅ と、載置位置決め機構２ｅを動作させる不図示の駆動機構（アクチュエータ）と、を含む部品載置ユニット２ｄ と、を備える。

載置位置決め機構２ｅとしては、一般的な機構が採用可能である。例えば、載置位置決め機構２ｅは、収容容器Ｃの一方端部が当接される載置基準部材２ｆ、収容容器Ｃの他方端部に当接される載置規定部材２ｇと、載置規定部材２ｇを載置基準部材２ｆに対して往復移動させる不図示の移動機構とが含まれる。移動機構における不図示のアクチュエータを駆動させることで、載置規定部材２ｇが収容容器Ｃを載置基準部材２ｆ側に押し付け、収容容器Ｃが位置決め保持される。

収容容器Ｃの入替えは、不図示の移送装置または、オペレータにより行われる。

作業部３は、作業位置に移送された製品Ｗを位置決め保持する製品位置決め機構３ｂと、製品位置決め移動機構３ｂを動作させる不図示の駆動機構（アクチュエータ）と、製品Ｗを移送する製品移送機構３ｃと、を含む作業載置ユニット３ａと、作業システムＳの他方側に設けられ、作業載置ユニット３ｄが設置される作業設置部３ｅと、作業設置部３ｅを所定の高さ位置に位置付ける作業支持部３ｆと、を含む作業台３ｇと、を備える。製品移送機構３ｃには、無端状の移動体（例えば、ベルト）と、移動体を動作させる駆動機構をと備えたコンベアが採用される。

製品位置決め機構３ｂとしては、一般的な機構が採用可能である。例えば、製品位置決め機構３ｂは、製品Ｗの一部を当接させる作業基準部材３ｈと、作業基準部材３ｈ対して接近離間する製品規定部材３ｉが往復移動可能に構成される不図示の移動機構とが含まれる。移動機構における不図示のアクチュエータを駆動させることで、製品規定部材３ｉが製品Ｗを作業基準部材部材３ｈ側に押し付け、製品Ｗが位置決め保持される。

識別ユニット４は、供給部２の載置部２ｂから上方に離間した所定の位置に識別支持部材４ａに支持されて配置される。識別ユニット４は、供給部２の載置部２ｂに位置決め保持された収容容器Ｃに収容される部品Ｐを撮像する撮像部４ｂと、撮像に必要な光を照射する照明部４ｃと、撮像部４ｂによって撮像された取得画像情報を数値化処理する画像処理部（不図示）と、外部機器と通信を行う通信部（不図示）と、を備える。識別ユニット４は、また、部品Ｐの基準情報となる基準画像情報が登録される登録部（不図示）と、画像処理された取得画像情報と基準画像情報とを比較処理し、取得された部品Ｐの種類を判別する判別部（不図示）と、を含む。識別ユニット４によって取得される部品Ｐの情報には、取得した部品Ｐの収容容器Ｃにおける位置情報および姿勢情報も含まれる。

安全柵５は、供給部２、動作装置１０および作業部３に亘って設けられ、作業システムＳの対向する側部にそれぞれ配置される。

また、作業システムＳは、作業載置ユニット３ａ、部品載置ユニット２ｄおよび、識別ユニット４の制御を行う不図示のシステム制御ユニット（ホストコンピュータ４２）を備える。また、システム制御ユニットは、作業部３に位置決め保持される製品Ｗの情報、供給部２に位置決め保持される収容容器Ｃに収容される部品Ｐの情報を基に動作装置１０の動作管理も行い、作業システムＳ全体のシステムの制御管理を行う。

＜制御装置＞
次に図４を参照して制御装置１１の構成について説明する。図４は制御装置１１の制御構成を示すブロック図であり、特に、検出部１２２、１４２のキャリブレーションに関する構成を示す図である。制御装置１１は、処理部１１１と、記憶部１１２と、インターフェース部１１３と、を備え、これらは互いに不図示のバスにより接続されている。処理部１１１は記憶部１１２に記憶されたプログラムを実行する。処理部１１１は例えばＣＰＵである。記憶部１１２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等である。インターフェース部１１３は、処理部１１１と、外部デバイス（ホストコンピュータ４２、駆動部１２１，１４１、検出部１２２、１４２、操作部４４）と、の間に設けられ、例えば、通信インターフェースや、Ｉ／Ｏインターフェースである。ホストコンピュータ４２は動作装置システム１が設けられる生産設備全体（作業システムＳ）の管理および制御を行う制御装置である。操作部４４はオペレータが動作装置１０を操作するためのインターフェースを構成し、例えば、ティーチペンダントや操作パネル等である。また、例えば、制御装置１１にインターフェース部を介して接続されたパソコン等でもよい。

処理部１１１は、駆動部の駆動パラメータ値の情報を取得する。本実施形態の場合、処理部１１１は、駆動部１２１，１４１の駆動パラメータ値の情報として、それぞれのモータの現駆動電流値ｒｉ１、ｒｉ２をそれぞれ取得する。また、処理部１１１は、検出部の検出値ｒｐ１、ｒｐ２の情報をそれぞれ取得する。本実施形態の場合、処理部１１１は、検出部１２２，１４２のそれぞれのエンコーダにより検出されたパルス値をそれぞれ取得する。取得された駆動部１２１，１４１のそれぞれの駆動パラメータ値となる現駆動電流値ｒｉ１、ｒｉ２の情報および検出部１２２，１４２のそれぞれのパルス値となる検出値ｒｐ１、ｒｐ２の情報は、処理部１１１の現情報取得部Ｒ４（駆動情報取得部Ｒ４）に取得される。現情報取得部Ｒ４は、例えば、処理部１１１が備えるキャッシュメモリ等の一時記憶領域に取得される。現情報取得部Ｒ４は、取得したモータの現駆動電流値ｒｉ１、ｒｉ２および検出部１２２，１４２のそれぞれのエンコーダにより検出されるパルス値が、所定のタイミング（リアルタイムを含む）でそれぞれ更新され、取得される。

記憶部１１２には、処理部１１１が実行するプログラムの他に各種のデータが記憶される。記憶部１１２はデータを記憶する記憶領域として、判別部１１２ａ、キャリブレーション情報登録部１１２ｂおよび動作位置設定情報登録部１１２ｃを含み、判別パラメータ情報Ｍ４ａ、キャリブレーション情報Ｍ４ｂおよび動作位置設定情報Ｍ４ｃがそれぞれ記憶されている。

判別パラメータ情報Ｍ４ａは、キャリブレーション時の動体側の位置（例えば、鉛直位置、水平位置など）を判別するための情報である。本実施形態の場合、判別パラメータ情報４ａは、「軸情報」と、「判別角度情報」と、「電流下限値情報」と、「電流上限値情報」とを含む。なお、以下の説明において、上腕部１４および前腕部１６の長手方向Ｅ１，Ｅ２が鉛直方向であるときのこれらの位置を鉛直位置と呼び、各長手方向Ｅ１，Ｅ２が水平方向であるときのこれらの位置を水平位置と呼ぶことがある。

「軸情報」は、回動軸固有の情報である。本実施形態の場合、２つの回動軸に関する軸情報Ｊ１，Ｊ２が設定されており、軸情報Ｊ１は上腕部１４の回動軸部材１４６の軸情報（第一の回動軸の情報）であり、軸情報Ｊ２は前腕部１６の回動軸部材１６６の軸情報（第二の回動軸の情報）である。

また、「判別角度情報」は、位置合わせ機構に設けられる複数の基準位置に対応して設定された角度の情報であり、軸情報に応じて設定されている。本実施形態の場合、２つの位置合わせ機構２０，２２を備えており、２つの軸情報Ｊ１，Ｊ２がそれぞれ設定される。

本実施形態の場合、第１の位置合わせ機構２０に含まれる軸情報Ｊ１に対して、前腕部１６の姿勢の鉛直位置（鉛直方向に対する上腕部１４の角度が０度のとき、回動軸部材１６６の軸心から先端部１６４結ぶ線が鉛直線と平行に位置する０度）を軸情報Ｊ１の判別を行う際の基準姿勢として規定しており、鉛直位置に対応する０度および水平位置に対応する９０度が設定されている。よって、本実施形態の場合、処理部１１１は、上腕部１４がキャリブレーション時の姿勢が鉛直位置（鉛直方向に対する上腕部１４の角度が０度）であるか、または水平位置（鉛直方向に対する上腕部１４の角度が９０度）であるかを判別する。

また、本実施形態の場合、第２の位置合わせ機構２２に含まれる軸情報Ｊ２に対して、上腕部１４の姿勢の鉛直位置（鉛直方向に対する上腕部１４の角度が０度）を軸情報Ｊ２の判別を行う際の基準姿勢として規定しており、鉛直方向に対応する０度、水平方向に対応する９０度、および４５度が設定されている。よって、本実施形態の場合、処理部１１１は、前腕部１６のキャリブレーション時の姿勢が鉛直位置（鉛直方向に対する前腕部１６の角度が０度）であるか、水平位置（鉛直方向に対する前腕部１６の角度が９０度）であるか、または前腕部１６の角度が鉛直方向に対して４５度の位置であるかを判別する。

本実施形態の場合、各軸情報Ｊ１、Ｊ２に対して設定される判別角度情報の数は、軸情報Ｊ１に対して２つ、軸情報Ｊ２に対して３つであるが、これに限定されることなく例えば、それぞれに対して２つずつ設定しても良いし、３つずつ設定しても良く、これら以外の数でもよい。また、「±」の符号情報を更に加え、角度と符号との組み合わせにより第１ないし第４象限におけるどの象限の情報かを識別できるようにしても良い。

「電流下限値情報」および「電流上限値情報」は、動体の姿勢を判別する際に設定される判別範囲を設定する閾値として用いられる情報であり、予め判別角度情報毎に設定された固定の判別パラメータ値（判別電流値）の情報である。すなわち、電流下限値情報および電流上限値情報によって、判別電流値の範囲値が設定されている。これらの情報と、処理部１１１の現情報取得部Ｒ４に取得された駆動部の駆動パラメータ値の現在電流値情報とを比較して動体側の位置の判別が行われる。

本実施形態の場合、上腕部１４および前腕部１６の２つの動体を備えており、上腕部１４に対しては、２つの異なる判別姿勢として判別角度情報が２つ設定される。また、前腕部１６に対しては、３つの異なる判別姿勢として判別角度情報が３つ設定される。そして、それぞれの動体の姿勢をそれぞれ判別するために、予めそれぞれの判別角度情報毎に「電流下限値情報」および「電流上限値情報」がそれぞれ設定される。

本実施形態で設定される動体部の姿勢を判別するための情報としての「電流下限値情報」および「電流上限値情報」は、基準となる電流値を基準に公差値の下限値として電流下限値情報および、基準となる電流値を基準に公差値の上限値として電流上限値情報を判別部１１２ａに記憶させているが、例えば、基準となる電流値（絶対値）を設定し、その公差値を判別のための情報として判別部１１２ａに記憶させてもよい。

ここで、本実施形態の位置決め部２０の場合、駆動部１２１の駆動パラメータ値はモータの現駆動電流値であり、その値は回動軸部材１４６に対してかかるトルクに比例する。また、回動軸部材１４６に対してかかるトルクは上腕部１４が鉛直位置にあるときは小さく、上腕部１４が水平位置にあるときは大きくなる。この関係から、鉛直位置に対して設定された判別電流値の範囲値が判別電流値の最小値を含み、水平位置に対して設定された判別電流値の範囲値が判別電流値の最大値を含むように、判別部１１２ａにそれぞれ設定される。よって、現駆動電流値ｒｉが判別電流値の最小値を含む範囲値の範囲内にあるときは動体部１３が鉛直姿勢であると判別され、現駆動電流値ｒｉが判別電流値の最大値を含む範囲値の範囲内にあるときは、動体部１３が水平姿勢であると判別される。

また、本実施形態の場合、軸情報Ｊ１に対して設定された判別角度情報が鉛直方向に対して０度および９０度の２つであるため、キャリブレーション実行時に選択される上腕部１４の位置は鉛直位置および水平位置のいずれかとなる。よって、各位置における回動軸に生じるトルクの差が大きくなることで駆動パラメータ値の差が大きくなり、取得した駆動パラメータ値に基づく上腕部１４の位置の判別を容易に行うことができる。

なお、実際には設定されていない０度および９０度の角度も含めて判別角度情報とする場合は、更に「±」符号情報を追加して設定し、判別電流値の最小値を基準に一方側を＋側、他方側を−側として設定することで＋側における０度および−側における０度を判別し、判別電流値の最大値を基準に一方側を＋側、他方側を−側として設定することで＋側における９０度および−側における９０度を判別することも可能となる。

キャリブレーション情報Ｍ４ｂは、検出部の検出値情報および動体部の基準位置の情報の登録を目的とした情報である。キャリブレーション情報Ｍ４ｂは、「軸情報」と、「設定値角度情報」と、「設定角度値検出値情報」と、を含む。本実施例の場合、２つの検出部１２２、１４２に対してそれぞれキャリブレーション情報が登録される。

「設定角度値情報」は、判別された位置に対応する回動部の角度の情報であり、検出部の基準位置情報として設定される。本実施形態の場合、判別パラメータ情報Ｍ４ａで判別された「判別角度情報」の値が設定されることになる。「設定角度値検出値情報」は、基準位置における検出部による検出値情報である。本実施形態の場合、処理部１１１は、基準位置として判別された動体側の角度の情報と、基準位置（設定角度値情報）においてエンコーダが検出したパルス値の情報とを紐づけてキャリブレーション情報登録部１１２ｂに記憶する。本実施形態においては、２つの検出部１２２，１４２に対して「設定角度値情報」および「設定角度値検出値情報」がそれぞれ設定され登録される。

動作位置設定情報Ｍ４ｃは、動作装置１０が作業を行う際の作業位置を管理することを目的とした情報である。動作位置設定情報Ｍ４ｃは、「動作位置情報」と、「Ｊ１動作位置角度情報」と、「Ｊ２動作位置角度情報」と、を含む。動作装置１０は処理部１１１が記憶部１１２に記憶されたプログラムを実行することにより作動するが、このとき、動作装置１０は動作位置設定情報Ｍ４ｃに設定されたそれぞれの位置において所定の作業を行う。

「動作位置情報」は、動作装置１０がワーク（製品Ｗ）に対して作業（本実施例の場合、部品Ｐの取り付けを行う取り付け作業）を行う位置についての位置を識別する情報であり、動作位置設定情報登録部１１２ｃには、作業に応じて１または複数の動作位置情報を設定可能である。Ｊ１動作位置角度情報およびＪ２動作位置角度情報は設定された動作位置における軸情報Ｊ１および軸情報Ｊ２の角度情報であり、動作位置情報毎にそれぞれ設定されている。本実施形態の場合、Ｊ１動作位置角度情報およびＪ２動作位置角度情報は、それぞれ複数設定されている。

＜キャリブレーション方法＞
続いて、複数の動体が含まれる動体部１３を備える動作装置１０の検出部のキャリブレーション方法について説明する。図５は、キャリブレーション実行時の処理部１１１の処理を示すフローチャートである。本処理は、例えば、オペレータが操作部４４としてのティーチペンダントに設けられたキャリブレーション開始ボタンを押下することにより開始する。以下では、図３Ｂのように、動作装置１０と上方の障害物との干渉が生じない姿勢で、前腕部１６の検出部１４２のキャリブレーションを行う場合について説明する。

Ｓ５００１において、処理部１１１は、キャリブレーションを実行する回動軸として前腕部１６を軸支する回動軸部材１６６に該当する第二の回動軸を選択する。本実施形態の場合、オペレータがティーチペンダントを操作し、キャリブレーションを実行する動体部１３に含まれる動体の情報を入力（動体部選択）することで、処理部１１１はその入力情報（選択情報）に基づいた動体の回動軸の選択処理を実行する。本実施形態においては、オペレータがキャリブレーションの対象軸として第二の回動軸を選択し、その情報を入力することで、処理部１１１は前腕部１６を動作させる第二の回動軸をキャリブレーション対象軸として認識し、決定する。

Ｓ５００２において、処理部１１１は、動体部１３に含まれる複数の動体の内、キャリブレーション対象軸として選択されなかった動体については、予め規定した規定位置に移動させ、対応する基準孔に位置合わせを行って動体部の姿勢保持（動体部保持）を行う。

本実施形態の場合、キャリブレーションの対象軸として選択されなかった第一の回動軸について、オペレータがティーチペンダントを操作し処理部１１１に指示を行うことで、処理部１１１が上腕部１４を動作させ、駆動部１２１の駆動を制御して規定位置となる基準孔２０１に移動させて位置合わせを行う。なお、規定位置（保持位置）への位置合わせの際、オペレータが予め定められた複数の規定位置（保持位置）から規定値選択（保持位置選択）を行う構成も採用可能である。また、オペレータによる規定位置の選択の入力による指示に基づいて、処理部１１１が上腕部１４を自動で移動させ、規定位置に位置を合わせる構成も採用可能である。さらに、処理部１１１は、キャリブレーションが行われない第一の回動軸の上腕部１４を規定位置に合わせた後、その上腕部１４の回動を制限してもよい。例えば、処理部１１１は、キャリブレーションの対象として選択されなかった第一の回動軸の上腕部１４を規定位置に移動させ、位置合わせた後は、オペレータによる上腕部１４の回動操作の入力を受け付けても回動させないようにしてもよい。このような構成により、キャリブレーション実行中にキャリブレーションの対象として選択されなかった第一の回動軸の上腕部１４が駆動しないように動作制限することで、それらの影響を受けずにキャリブレーションとして選択された第二の回動軸のキャリブレーション動作を実行することができる。

Ｓ５００３において、処理部１１１は、キャリブレーション対象軸として選択された第二の回動軸の前腕部１６の位置合わせを行う。本実施形態の場合、処理部１１１は、オペレータからの操作部４４による入力に基づいて、駆動部１４１の駆動制御を行う。このとき、例えばオペレータは、ティーチペンダントを操作することで前腕部１６を回動させて基準孔２２２と位置決め孔２２５との位置を合わせた後、それらの孔に位置決め部材２２６を挿入することで合わせた位置の確認を行う。

Ｓ５００４において、処理部１１１は、キャリブレーションを行う第二の回動軸の前腕部１６を駆動する駆動部１４１の駆動情報取得を行う。例えば、処理部１１１は、オペレータからの情報登録命令を受け付けると、Ｓ５００１において選択された第二の回動軸の前腕部１６を駆動する駆動部１４１の駆動パラメータ値となる現駆動電流値ｒｉ２を取得（確認）する。処理部１１１は、例えばオペレータにより操作部４４に設けられた登録ボタンが押下されると、情報登録命令を受け付ける。

Ｓ５００５において、処理部１１１は、Ｓ５００１において選択された第二の回動軸の前腕部１６の位置を判別する。例えば、処理部１１１は、Ｓ５００４において取得した駆動部１４１の駆動パラメータ値（現情報取得部Ｒ４の現在電流値情報ｒｉ２）と、判別パラメータ情報Ｍ４ａのうち軸情報Ｊ２（第二の回動軸）に対して設定されている電流下限値情報と電流上限値情報とを含む間に含まれる範囲情報とを比較することにより実際に位置合わせされた前腕部１６のキャリブレーション位置を自動で判別する。

本実施例の場合、軸情報Ｊ２は前腕部１６に関係する軸情報として設定しているので、前腕部１６のキャリブレーション位置として基準孔２２２に位置決め孔２２５の位置合わせを行ったことから前腕部１６は、水平位置（水平姿勢）に設定されている。そして、前腕部１６が水平位置に設定されていることから駆動部１４１のモータの電流値は、０値より大きい数値になることから、処理部１１１は、判別パラメータ情報４ａの軸情報のＪ２の判別角度情報を「９０」度と判別することになり、その結果、前腕部１６のキャリブレーション位置を９０度として判別する。なお、前腕部１６のキャリブレーション作業中は、上腕部１４の位置を基準孔２０１に位置決め孔２０５を合わせた鉛直位置で行うとして規定している。

Ｓ５００６において、処理部１１１は、キャリブレーション情報の登録処理を行う。例えば、処理部１１１は、上腕部１４に対する前腕部１６の角度を設定角度値情報として、取得した検出部１４２の検出値を設定角度値検出値情報として、キャリブレーション情報４ｂの軸情報Ｊ２に対応付けてキャリブレーション情報登録部１１２ｂにそれぞれ登録する。ここで、Ｓ５００５において判別される前腕部１６の角度は、鉛直方向に対する前腕部１６の角度である。本説明では、上腕部１４は鉛直位置にあるので、Ｓ５００５で判別された角度と、上腕部１４に対する前腕部１６の角度が一致する。この場合、処理部１１１は、Ｓ５００５で判別された角度の情報を設定角度値情報としてキャリブレーション情報４ｂの軸情報Ｊ２の設定角度値情報に「９０」度として登録することでキャリブレーション情報の設定角度値情報の登録処理が完了する。

図６Ａ及び図６Ｂは、検出部の検出値と回動角度値との特性を示す関係図である。図６Ａは、例えば、前腕部１６の検出部１４２の特性を示しており、図の横軸が検出部１４２の検出値（本実施形態の場合、パルス値）であり、縦軸が検出部１４２の回動角度値を示している。本実施形態の場合、パルス値と回動角度値は比例関係にあり、その比例定数（傾き）は検出部（本実施形態の場合エンコーダ）の仕様によって決まる値である。また、上述したキャリブレーション方法により、基準位置および基準位置におけるパルス値が設定されるので、これらの特性を示す直線の一点が定まる。

動作装置１０における動体部１３の姿勢（先端部の位置）は、動作位置設定情報４ｃの動作位置情報毎にＪ１動作位置角度情報およびＪ２動作位置角度情報として設定されている。そのため、キャリブレーション情報に設定される設定角度情報の値が基準角度となって、その基準角度からそれぞれの動作位置が導出されることになる。また、制御的な内部処理としては、検出値（パルス値）が採用されている。

処理部１１１は、それぞれの検出部１２２，１４２の検出値および検出値に対する動体部１３に含まれるそれぞれの検出部１２２，１４２の回動角度の特性に基づいて、動体部１３の姿勢を制御することができる。

また、図６Ｂは、検出部１４２となるエンコーダを交換した後の検出部１４２の特性を示す図である。動作装置１０は、構成部品の消耗等により、駆動部１２１，１４１や検出部１２２，１４２等の交換が行われる場合があり、検出部１２２，１４２の交換が行われた場合、それぞれの検出部１２２，１４２のキャリブレーションを再度実行する必要がある。本実施形態の場合、パルス値に対する回動角度値の特性の傾きはエンコーダの仕様によって決まっているため、同一仕様のエンコーダであれば、交換の前後において特性の傾きは変わらない。よって、上述のキャリブレーション方法により設定された回動角度値が基準位置となり、その回動角度値におけるパルス値が基準位置のパルス値として設定されることで全回動範囲におけるパルス値が求められる。

そのため、特に、作業システム１の一部として設置された動作装置１０の検出部の交換が必要になった場合、検出部の交換を行ったとしてもエンコーダの交換が行われた動体の角度に応じてエンコーダのキャリブレーション情報Ｍ４ｂの設定値角度情報とを一致させることで動作位置情報を再設定する必要がない。また、制御的な内部処理として、設置値角度情報として設定したときの検出値を設定角度値検出値情報として設定することにより、動作位置情報におけるパルス値の特性が算出され、内部的に設定される。例えば、検出部１４２の交換前後において、図３Ｂの姿勢でキャリブレーションを行った場合、パルス値として登録される値は、交換前がＸ２であるのに対し交換後はＹ２であり、回動角度値は、交換前および交換後、共に90度である。そのため、図４で示すように、動作位置設定情報Ｍ４ｃは、動体部１３に含まれる前腕部１６の各動作位置に対してそれぞれ角度情報（ｂ１、ｂ２）で設定されているため、検出部１４２の検出値に依存しない。したがって、検出部１４２を交換した場合であっても動作位置設定情報の再設定をすることなく、動作装置１０に所定の位置で作業させることができ、設定作業の効率化を図ることができる。

以上説明したように、本実施形態では、キャリブレーションを実行した姿勢を自動で判別しキャリブレーション情報として記憶させることができるので、仮にオペレータによる位置情報の登録ミスが発生したとしても正しいキャリブレーション姿勢でのキャリブレーション情報を登録することができ、ヒューマンエラーを回避することができる。また、キャリブレーションを実行するときの姿勢を複数の姿勢から選択できるので、周囲の障害物との接触を回避した姿勢でキャリブレーションを実行することができる。

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、判別パラメータ情報Ｍ４ａは、２つの動体部が直列に接続されている動作装置１０（鉛直多関節ロボット）として、キャリブレーションを行わない動体部については、予め定めた一つの位置（姿勢）に設定したうえでキャリブレーション対象となった動体部に対する一つの判別角度情報に対して一つの電流下限値情報及び電流上限値情報を設定しているが、キャリブレーションを行わない動体部のキャリブレーション時の姿勢を複数設定し、それぞれの設定角度に応じた判別角度情報に対する電流下限値情報および電流上限値情報を複数設定してもよい。

図７は、他の実施形態に係る判別パラメータ情報を示す。例えば、判別パラメータ情報Ｍ７ａは、第１の動体部の軸情報Ｊ１について、判別角度情報が０度の場合、第２の動体部の複数の保持位置情報に応じてそれぞれ電流下限値情報及び電流上限値情報設定している。本実施形態の場合、第１の動体部は、上腕部１４が該当し、第２の動体部は、前腕部１６が該当する。

上腕部１４の軸情報Ｊ１は、判別角度情報として、０度および９０度が設定され、他の動体部の保持位置としては、前腕部１６の０度および９０度が設定される。そのため、上腕部１４の軸情報Ｊ１に関する判別角度情報は、上腕部１４の０度に対して、前腕部１６の保持位置情報の０度および９０度がそれぞれ設定されることになり、軸情報Ｊ１としては、合計４つの判別角度情報が設定されることになる。

ここで、回動軸部材１４６に生じるトルクは、上腕部１４および前腕部１６が鉛直位置にあるとき（図３Ａの位置）よりも上腕部１４が鉛直位置にあり前腕部１６が水平位置にあるとき（図３Ｂの位置）の方が大きくなる。また、本実施形態の場合、駆動部１２１の駆動パラメータ値であるモータの駆動電流値は、回動軸部材１４６に生じるトルクに比例する。すなわち、処理部１１１による駆動部１２１の駆動パラメータ値の取得値は、上腕部１４の姿勢が同じであっても前腕部１６の姿勢に応じて変化する。したがって、上腕部１４の位置を判別する場合、電流下限値情報及び電流上限値情報を前腕部１６の位置に応じて複数有していることにより、より正確に上腕部１４の位置を判別することができる。

本実施形態の場合、上腕部１４の位置を判別するときは、処理部１１１は、図５のＳ５００３において、駆動部１２１の駆動パラメータ値（現情報取得部Ｒ４の現在地電流情報）を取得し、その値が判別パラメータ情報Ｍ７ａの軸情報Ｊ１に設定された４つの電流下限値情報および電流上限値情報のどの範囲に含まれるかを特定することにより前腕部１６の位置を自動で判別する。例えば、上腕部１４の位置を判別する場合において、前腕部１６の位置が図３Ｂで示す水平位置（９０度）である場合、処理部１１１は、電流下限値情報（ａ１´）及び電流上限値情報（ａ１´＋α１´）で設定される範囲に含まれる値として駆動パラメータ値を判別することになる。このような構成により、周囲の障害環境に対しても柔軟にキャリブレーションの姿勢を設定し、判別することでキャリブレーションを行う動体部の姿勢の判別を正確に行うことができる。

さらなる他の実施形態に係る動作装置システムについて説明する。なお、上述の実施形態と同一の構成については説明を省略する。図９Ａは、一実施形態における動作装置９０の概略を示す図であり、また、図９Ｂは、図９ＡのＡ方向の矢視図（概略図）である。本実施形態は、動体部が１つの点、および基部が移動可能に設けられている点で上述の実施形態と異なる。

動作装置９０は、架台９１と、架台９１に支持され、後述の水平移動昇降部９５を第一の水平方向に移動可能な水平移動ユニットと、を構成する。水平移動ユニットは、一対の走行ガイド部９２と、一対の走行ガイド部９２に跨って移動可能に支持される走行体９４とを含む。走行体９４は、一対の走行ガイド部９２のうち一方に、走行ガイド部９２上を走行可能な駆動部９４１と、一対の走行ガイド部９２に跨って設けられ、駆動部９４１の駆動により走行ガイド部９２上を移動可能な走行体本体９４２とを含む。以下、走行体９４の第一の水平方向の移動方向を走行方向と呼ぶことがある。駆動部９４１は、例えば、数値制御可能なサーボモータを採用可能である。

また、動作装置９０は、走行体本体９４２に支持され、走行体本体９４２に沿って移動可能な水平移動昇降部９５を含む。水平移動昇降部９５は、走行体本体９４２に沿った方向（走行方向に直交した方向）の移動に加え、鉛直方向にも移動可能である。これらの移動は、例えば不図示のモータ等の駆動源により行われる。

さらに、動作装置９０は、水平移動昇降部９５の下部に支持された基部９６と、基部９６に回動可能に支持された動体部９７とを含む。基部９６は、水平移動昇降部９５の下部に旋回可能に支持された旋回部９６１と、旋回部９６１の下部に支持された基部本体９６２を含む。旋回部９６１により、基部本体９６２は、鉛直軸周りに旋回可能である。旋回部９６１は、例えば不図示のモータにより旋回する。動体部９７は、基部本体９６２に回動可能に支持される。動体部９７は、例えば、上述の実施例の上腕部１４と同様の構成により回動することができる。動体部９７の、基部本体９６２に支持される側の端部と反対側の端部には、先端部９７１が設けられ、先端部９７１には各種の先端ツールを取り付け可能である。

上記構成により、動作装置９０の動体部９７は、走行方向、走行方向に直交する方向、鉛直方向に移動可能であると鉛直軸周りの旋回および水平軸周りの回動が可能である。

動作装置９０は、位置合わせ機構９８を有している。位置合わせ機構９８は、動体部９７側に設けられる基準孔９８１，９８２と、基部９６側に設けられる位置決め孔９８３を含む。位置合わせを行う場合は、オペレータの操作により動体部９７を回動させ、基準孔９８１，９８２のいずれかと位置決め孔９８３とが重なるように位置合わせすることによって、基部９６に対する動体部９７の回動角度の位置合わせ確認がなされる。

さらなる他の実施形態に係る動作装置システムに採用される動作装置９０は、水平移動ユニットおよび水平移動昇降部９５を備えるため、動体部９７のキャリブレーションを行う際に周囲の障害環境を回避し、最適な位置でキャリブレーション作業を実行することができる。

図９Ｃは、図９Ａおよび図９Ｂで示す動作装置の変形例を示す概略図であり、図９ＡのＢ方向からみた状態を示す図である。図９Ｃの変形例では、動体部１９３が上述の実施形態で示した水平移動ユニットの構成を備える点で異なる。また走行方向に直交する方向に移動可能な水平移動部１９１が、走行体本体９４２に移動可能に支持されている点で異なる。水平移動部１９１は、例えばモータ等により、走行方向に直交する方向に移動する。水平移動部１９１は、下部に動体部１９３が構成される。本変形例の場合、動体部１９３は、水平移動部１９１の下部に固定される基部本体１９２ｂと、基部本体１９２ｂに対して鉛直方向に延びる軸を中心に旋回可能な基部旋回部１９２ａと、本実施形態と同様に、基部旋回部１９２ａに一方端部が軸支され、軸支される軸を中心に円周軌道を移動する他方端部を含む上腕部１９４および上端部１９４の他方端部にその一方端部が軸支され、軸支される軸を中心に円周軌道を移動する他方端部を含む前腕部１９５がそれぞれ回動可能に支持されている。
そのため、これらの回動動作の組み合わせにより、先端部１９６の鉛直方向の位置を調整することができる。したがって、図９Ａ及び図９Ｂで示す実施形態の水平移動昇降部９５のように、基部１９２を鉛直方向に移動させる構成が不要となる。しかし、水平移動部１９１を昇降可能な構成を有していてもよい。本変形例では上述の実施形態で説明した位置合わせ機構２０および２２を有しているため、これらの機構により動体部１９３回動角度の位置合わせ確認がなされる。

本変形例もさらなる他の実施形態と同様に水平移動ユニットを備えると共に水平移動部１９１を備えるため、動体部１９３のキャリブレーションを行う際に周囲の障害環境を回避し、最適な位置でキャリブレーション作業を実行することができる。

以上、発明の実施形態について説明したが、発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

位置合わせ機構２２は、検出部１４２のキャリブレーションを行う際に、上腕部１４（静体側）に回動軸部材１６６の回動軸を中心に異なる角度で設定された複数の基準位置の中から選択された一の基準位置に対する前腕部１６（動体側）の位置を合わせるための機構である。本実施形態の場合、位置合わせ機構２２は、上腕部１４側に設けられる基準孔２２１，２２２，２２３と、前腕部１６側に設けられる位置決め孔２２５とを含む。基準孔２２１，２２２，２２３は、上腕部１４の他方端部１４４の外縁部にそれぞれ設けられるブラケット部材に形成された孔である。位置合わせを行う場合は、オペレータの操作により前腕部１６を回動させ、基準孔２２１，２２２，２２３のいずれかと位置決め孔２２５とが重なる（それぞれの孔の中心同士が一致する）ように合わせることによって、上腕部１４に対する前腕部１６の回動角度の位置合わせ確認がなされる。なお、位置合わせ機構２２は、位置決め部材をさらに備える構成も採用可能である。例えば、位置決め部材はピン部材であり、オペレータが基準孔２２１，２２２，２２３のいずれかと位置決め孔２２５とにピン部材を挿入することにより、上腕部１４に対して前腕部１６の回動角度の位置合わせ確認を行ってもよい。

作業部３は、作業位置に移送された製品Ｗを位置決め保持する製品位置決め機構３ｂと、製品位置決め機構３ｂを動作させる不図示の駆動機構（アクチュエータ）と、製品Ｗを移送する製品移送機構３ｃと、を含む作業載置ユニット３ａと、作業システムＳの他方側に設けられ、作業載置ユニット３ｄが設置される作業設置部３ｅと、作業設置部３ｅを所定の高さ位置に位置付ける作業支持部３ｆと、を含む作業台３ｇと、を備える。製品移送機構３ｃには、無端状の移動体（例えば、ベルト）と、移動体を動作させる駆動機構をと備えたコンベアが採用される。

本実施例の場合、軸情報Ｊ２は前腕部１６に関係する軸情報として設定しているので、前腕部１６のキャリブレーション位置として基準孔２２２に位置決め孔２２５の位置合わせを行ったことから前腕部１６は、水平位置（水平姿勢）に設定されている。そして、前腕部１６が水平位置に設定されていることから駆動部１４１のモータの電流値は、０値より大きい数値になることから、処理部１１１は、判別パラメータ情報Ｍ４ａの軸情報のＪ２の判別角度情報を「９０」度と判別することになり、その結果、前腕部１６のキャリブレーション位置を９０度として判別する。なお、前腕部１６のキャリブレーション作業中は、上腕部１４の位置を基準孔２０１に位置決め孔２０５を合わせた鉛直位置で行うとして規定している。

Ｓ５００６において、処理部１１１は、キャリブレーション情報の登録処理を行う。例えば、処理部１１１は、上腕部１４に対する前腕部１６の角度を設定角度値情報として、取得した検出部１４２の検出値を設定角度値検出値情報として、キャリブレーション情報４ｂの軸情報Ｊ２に対応付けてキャリブレーション情報登録部１１２ｂにそれぞれ登録する。ここで、Ｓ５００５において判別される前腕部１６の角度は、鉛直方向に対する前腕部１６の角度である。本説明では、上腕部１４は鉛直位置にあるので、Ｓ５００５で判別された角度と、上腕部１４に対する前腕部１６の角度が一致する。この場合、処理部１１１は、Ｓ５００５で判別された角度の情報を設定角度値情報としてキャリブレーション情報Ｍ４ｂの軸情報Ｊ２の設定角度値情報に「９０」度として登録することでキャリブレーション情報の設定角度値情報の登録処理が完了する。

動作装置１０における動体部１３の姿勢（先端部の位置）は、動作位置設定情報Ｍ４ｃの動作位置情報毎にＪ１動作位置角度情報およびＪ２動作位置角度情報として設定されている。そのため、キャリブレーション情報に設定される設定角度情報の値が基準角度となって、その基準角度からそれぞれの動作位置が導出されることになる。また、制御的な内部処理としては、検出値（パルス値）が採用されている。

そのため、特に、作業システムＳの一部として設置された動作装置１０の検出部の交換が必要になった場合、検出部の交換を行ったとしてもエンコーダの交換が行われた動体の角度に応じてエンコーダのキャリブレーション情報Ｍ４ｂの設定値角度情報とを一致させることで動作位置情報を再設定する必要がない。また、制御的な内部処理として、設置値角度情報として設定したときの検出値を設定角度値検出値情報として設定することにより、動作位置情報におけるパルス値の特性が算出され、内部的に設定される。例えば、検出部１４２の交換前後において、図３Ｂの姿勢でキャリブレーションを行った場合、パルス値として登録される値は、交換前がＸ２であるのに対し交換後はＹ２であり、回動角度値は、交換前および交換後、共に90度である。そのため、図４で示すように、動作位置設定情報Ｍ４ｃは、動体部１３に含まれる前腕部１６の各動作位置に対してそれぞれ角度情報（ｂ１、ｂ２）で設定されているため、検出部１４２の検出値に依存しない。したがって、検出部１４２を交換した場合であっても動作位置設定情報の再設定をすることなく、動作装置１０に所定の位置で作業させることができ、設定作業の効率化を図ることができる。

Claims (19)

1. 水平方向に延びる軸を中心に回動可能な第一の動体部と、該第一の動体部を駆動する第一の駆動部と、該第一の動体部の回動位置を検出する第一の検出部と、を備える動作装置のキャリブレーション方法であって、
   前記第一の動体部を予め定めた複数の基準位置の中から選択される一の基準位置に合わせる位置合わせ工程と、
   前記一の基準位置での前記第一の駆動部の駆動パラメータ値と、前記複数の基準位置のそれぞれに対して予め設定された判別パラメータ値とを比較して、前記一の基準位置を判別する判別工程と、
   前記判別工程で判別した前記一の基準位置の位置情報と前記第一の検出部の検出値情報とを、前記回動位置を算出するための基準位置情報として登録する登録工程と、を含む、
   ことを特徴とする、動作装置のキャリブレーション方法。
2. 前記動作装置は、ロボットであり、
   静止された基部をさらに備え、
   前記第一の動体部は、前記基部に接続された垂直多関節ロボットの上腕部である
   ことを特徴とする請求項１に記載の動作装置のキャリブレーション方法。
3. 前記動作装置は、ロボットであり、
   垂直多関節ロボットの上腕部をさらに備え、
   前記第一の動体部は、前記上腕部に接続された垂直多関節ロボットの前腕部である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の動作装置のキャリブレーション方法。
4. 前記検出された駆動パラメータ値が前記第一の駆動部の現駆動電流値であり、
   予め設定された前記判別パラメータ値が固定の判別電流値であり、
   前記判別工程において、前記位置合わせ工程において合わせられた前記一の基準位置で検出された現駆動電流値が、前記判別電流値として設定された最小値を含む所定の範囲値に含まれるときは、前記第一の動体部が鉛直姿勢であると判別し、
   前記位置合わせ工程において合わせられた前記一の基準位置で検出された、前記現駆動電流値と異なる現駆動電流値が、前記判別電流値として設定された最大値を含む所定の範囲値に含まれるときは、前記第一の動体部が水平姿勢であると判別する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の動作装置のキャリブレーション方法。
5. 前記動作装置は、水平方向に延びる第二の軸を中心に回動可能な第二の動体部と、該第二の動体部を駆動する第二の駆動部と、該第二の動体部の回動位置を検出する第二の検出部と、をさらに備え、
   前記キャリブレーション方法は、
   キャリブレーションを実行する動体として前記第一の動体部を選択する動体部選択工程と、
   前記第二の動体部の前記回動位置として予め定められた保持位置に、前記第二の動体部を保持させる動体部保持工程と、を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の動作装置のキャリブレーション方法。
6. 前記第二の動体部は前記保持位置を予め複数有し、
   前記第二の動体部の複数の前記保持位置から一つを選択し、選択された前記保持位置へ前記第二の動体部を移動させる保持位置選択工程をさらに含み、
   前記第一の動体部の前記判別工程は、前記保持位置選択工程において選択された前記第二の動体部の前記保持位置に応じて設定された判別電流値により判別する、
   ことを特徴とする、請求項５に記載の動作装置のキャリブレーション方法。
7. 前記第一の動体部は、回動可能に軸支される一方端部と、該一方端部から離間して設けられ、前記第一の動体部の回動軸を中心とする円周軌道上を移動する他方端部と、を含み、
   前記複数の基準位置は、前記一方端部と前記他方端部とが水平方向に並ぶ水平位置、および、前記一方端部と前記他方端部とが鉛直方向に並ぶ鉛直位置である、ことを特徴とする請求項１に記載の動作装置のキャリブレーション方法。
8. 動作装置と、該動作装置の制御装置を備える動作装置システムであって、
   前記動作装置は、水平方向に延びる軸を中心に回動可能な第一の動体部と、
   該第一の動体部を駆動する第一の駆動部と、
   該第一の動体部の回動位置を検出する第一の検出部と、
   前記第一の動体部の基準となる位置として予め定めた複数の基準位置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記第一の動体部を予め定めた複数の基準位置の中から選択された一の基準位置に合わせる位置合わせ手段と、
   前記複数の基準位置のそれぞれに対して予め設定された判別パラメータ値と、前記第一の駆動部の駆動パラメータ値とに基づいて前記一の基準位置を判別する判別手段と、
   前記判別手段で判別した前記一の基準位置の位置情報と前記第一の検出部の検出値情報とを、前記回動位置を算出するための基準位置情報として登録する登録手段と、を含む、
   ことを特徴とする、動作装置システム。
9. 前記制御装置は、前記駆動パラメータ値の情報を取得する駆動情報取得部と、
   前記判別パラメータ値の情報が登録される判別部と、
   判別した、前記一の基準位置の検出値情報および前記検出値情報に基づく位置情報が登録されるキャリブレーション情報登録部と、を含む、
   ことを特徴とする請求項８に記載の動作装置システム。
10. 前記動作装置はロボットであり、
    前記ロボットは、回動可能な第二の動体部と、該第二の動体部を駆動する第二の駆動部と該第二の動体部の回動位置を検出する第二の検出部をさらに含み、
    前記制御装置は、キャリブレーションを実行する複数の動体部からいずれか一つの動体部を選択する動体部選択手段をさらに含む、
    ことを特徴とする請求項８に記載の動作装置システム。
11. 前記第一の動体部は、
    回動可能に軸支される一方端部と、
    該一方端部から離間して設けられ、前記第一の動体部の回動軸を中心とする円周軌道上を移動する他方端部と、
    を備えることを特徴とする請求項８に記載の動作装置システム。
12. 前記第一の動体部は、回動可能に軸支される第一の一方端部と、
    該第一の一方端部から離間して設けられ、前記第一の動体部の回動軸を中心とする第一の円周軌道上を移動する第一の他方端部と、を備え、
    前記第二の動体部は、前記第一の他方端部に回動可能に軸支される第二の一方端部と、
    該第二の一方端部から離間して設けられ、前記第二の動体部の回動軸を中心とする第二の円周軌道上を移動する第二の他方端部と、
    を備えることを特徴とする請求項１０に記載の動作装置システム。
13. 前記第一の駆動部および前記第二の駆動部は、モータであり、前記駆動パラメータ値は前記モータの電流値であることを特徴とする請求項１２に記載の動作装置システム。
14. 前記第一の検出部の検出値は前記第一の動体部の回動角度に応じたパルス値であることを特徴とする請求項８に記載の動作装置システム。
15. 前記制御装置は、少なくとも一つの動作位置情報を設定可能な設定手段をさらに備え、
    前記少なくとも一つの動作位置情報は、前記第一の動体部及び第二の動体部の角度情報である、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の動作装置システム。
16. 水平方向に延びる軸を中心に回動可能な第一の動体部と、
    該第一の動体部を駆動する第一の駆動部と、
    該第一の動体部の回動位置を検出する第一の検出部と、を備える動作装置を制御する制御装置であって、
    前記第一の動体部を予め定めた複数の基準位置の中から選択される一の基準位置に合わせる位置合わせ手段と、
    前記第一の動体部の基準位置それぞれに対して予め設定された判別パラメータ値と、前記一の基準位置での前記第一の駆動部の駆動パラメータ値とに基づいて前記一の基準位置を判別する判別手段と、
    前記判別手段で判別した前記一の基準位置の位置情報と前記第一の検出部の検出値情報とを、前記回動位置を算出するための基準位置情報として登録する登録手段と、を含む、
    ことを特徴とする制御装置。
17. 前記制御装置は、
    前記駆動パラメータ値の情報を取得する駆動情報取得部と、
    前記判別パラメータ値の情報が登録される判別部と、
    判別した、前記一の基準位置の検出値情報および前記検出値情報に基づく位置情報を登録されるキャリブレーション情報登録部と、を含む、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の制御装置。
18. 前記検出された駆動パラメータ値は前記第一の駆動部の現駆動電流値であり、
    予め設定された前記判別パラメータ値は固定の判別電流値であり、
    前記判別パラメータ値は、第一判別電流値Ｉａ０と当該第一判別電流値Ｉａ０と異なる第二判別電流値Ｉｂ０とを含み、
    前記判別部には、前記第一判別電流値Ｉａ０を含む所定の第一範囲値と、
    前記第二判別電流値Ｉｂ０を含む所定の第二範囲値と、が登録され、
    前記判別手段は、
    前記現駆動電流値が前記所定の第一範囲値に含まれるときは、第一の姿勢として判別し、
    前記現駆動電流値が前記所定の第二範囲値に含まれるときは、第二の姿勢として判別する、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の制御装置。
19. 前記所定の第一範囲値は最小値を含んで設定され、
    前記所定の第二範囲値は前記現駆動電流値の最大値を含んで設定され、
    前記判別手段は、
    前記位置合わせ手段において合わせられた前記一の基準位置の、検出された現駆動電流値Ｉａが０を含む前記第一範囲値の範囲内であると判別したとき、前記第一の動体部が鉛直姿勢であると判別し、
    前記位置合わせ工程において合わせられた前記一の基準位置の、検出された前記現駆動電流値Ｉａと異なる現駆動電流値Ｉｂが前記最大値を含む前記第二範囲値の範囲内であると判別したとき、前記第一の動体部が水平姿勢であると判別する、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の制御装置。

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