KR20220108143A - 위치 검출 방법, 제어 장치 및 로봇 시스템 - Google Patents

Abstract

위치 검출 방법은, (a) 로봇(100)의 암(120A, 120B)에, 대상물의 적어도 2개의 피검출부(150a) 중 제1 피검출부에 대하여, 수평 방향으로의 측방에, 상기 암의 접촉부(140)를 위치시키는 것과, (b) 상기 암에, 상기 제1 피검출부의 표면의 적어도 3개소에 상기 접촉부를 접촉시키는 것과, (c) 상기 적어도 3개소 각각에서의 접촉 시의 상기 접촉부의 상기 로봇에 대한 위치를 검출하는 것과, (d) 적어도 3개의 상기 위치를 이용하여, 상기 로봇에 대한 상기 제1 피검출부의 위치를 검출하는 것과, (e) 다른 상기 피검출부에 대해서도, 처리 (a) ~ (d)와 동일한 처리를 수행하는 것과, (f) 상기 로봇에 대한 상기 적어도 2개의 피검출부의 위치와, 상기 대상물에 대한 상기 적어도 2개의 피검출부의 위치를 이용하여, 상기 대상물에 대한 상기 로봇의 위치를 검출하는 것을 포함한다.

Description

위치 검출 방법, 제어 장치 및 로봇 시스템

본건 출원은, 2019년 12월 13일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 2019-225623호의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체를 참조함으로써 본건 출원의 일부가 되는 것으로서 인용한다.

본 개시는 위치 검출 방법, 제어 장치 및 로봇 시스템에 관한 것이다.

종래부터, 로봇과 작업 대상물의 위치 관계를 로봇에 교시하는 것이 수행되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1은 촉각 센서를 이용하여 작업 환경 내의 위치를 로봇에게 가르치는 방법을 개시하고 있다. 상기 로봇은 암의 엔드 이펙터에 터치 감응면을 포함하는 촉각 센서 디바이스를 구비한다. 로봇은 터치 감응면을 대상물에 접촉시키고, 촉각 센서 디바이스는 터치 감응면에 대한 접촉 위치를 도시하는 신호를 발생시킨다. 나아가, 발생한 신호를 포함하는 정보를 이용하여, 작업 환경과 접촉하는 위치가 로봇에 교시된다.

일본 특허공개 특표2006-503721호 공보

특허문헌 1에서는, 로봇과 작업 대상물의 위치 관계를 검출하기 위해, 터치 감응면을 포함하는 촉각 센서 디바이스가 사용된다. 높은 위치 정밀도가 요구되면, 고정밀도 촉각 센서 디바이스가 필요하므로, 코스트 증가 및 설비의 복잡성이 발생한다. 나아가, 촉각 센서 디바이스가 장착된 상태에서 로봇이 작업을 수행하는 경우, 촉각 센서 디바이스의 정밀도가 저하되어 교정이 필요할 가능성이 있다. 따라서, 상기 검출을 위한 작업이 복잡해진다.

본 개시는, 로봇과 물체의 위치 관계의 검출을 간이하게 하는 위치 검출 방법, 제어 장치 및 로봇 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 개시의 일 측면에 따른 위치 검출 방법은, 암을 구비하는 로봇의 대상물에 대한 위치를 검출하는 위치 검출 방법으로서, (a) 상기 암에, 상기 대상물에 배치된 적어도 2개의 피검출부 중 제1 피검출부에 대하여, 수평 방향으로의 측방에, 상기 암에 배치된 접촉부를 위치시키는 것과, (b) 상기 암에, 상기 접촉부를 상기 측방으로 이동시켜서, 상기 제1 피검출부의 표면의 적어도 3개소에 상기 접촉부를 접촉시키는 것과, (c) 상기 적어도 3개소 각각에서의 접촉 시의 상기 접촉부의 상기 로봇에 대한 위치를 검출하는 것과, (d) 검출된 상기 접촉부의 적어도 3개의 위치를 이용하여, 상기 로봇에 대한 상기 제1 피검출부의 위치를 검출하는 것과, (e) 상기 적어도 2개의 피검출부 중 상기 제1 피검출부 이외의 상기 피검출부에 대해서도, 처리 (a) ~ (d)와 동일한 처리를 수행하는 것과, (f) 상기 로봇에 대한 상기 적어도 2개의 피검출부의 위치와, 상기 대상물에 대한 상기 적어도 2개의 피검출부의 위치를 이용하여, 상기 대상물에 대한 상기 로봇의 위치를 검출하는 것을 포함한다.

본 개시의 기술에 의하면, 로봇과 대상물의 위치 관계의 검출을 간이하게 하는 것이 가능해진다.

[도 1] 도 1은 실시예에 따른 로봇 시스템의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
[도 2] 도 2는 실시예에 따른 로봇의 구성의 일례를 도시하는 측면도이다.
[도 3] 도 3은 실시예에 따른 엔드 이펙터의 구성의 일례를 도시하는 측면도이다.
[도 4] 도 4는 검지 구멍을 구비하는 부재의 일례를 도시하는 평면도이다.
[도 5] 도 5는 실시예에 따른 제어 장치 및 그 주변의 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
[도 6] 도 6은 실시예에 따른 제어 장치의 기능적 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
[도 7] 도 7은 실시예에 따른 로봇 시스템의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
[도 8] 도 8은 실시예에 따른 삽입체의 검지 구멍 내에서의 이동 동작의 일례를 도시하는 평면도이다.
[도 9] 도 9는 실시예에 따른 삽입체의 검지 구멍과의 3개의 접촉 상태의 일례를 도시하는 평면도이다.
[도 10] 도 10은 실시예에 따른 로봇 시스템의 동작의 다른 일례를 도시하는 플로우 차트이다.
[도 11] 도 11은 실시예의 변형예에 따른 접촉부와 피검출부의 접촉 상태의 일례를 도시하는 평면도이다.

먼저, 본 개시의 각 실시예를 설명한다. 본 개시의 일 실시예에 따른 위치 검출 방법은, 암을 구비하는 로봇의 대상물에 대한 위치를 검출하는 위치 검출 방법으로서, (a) 상기 암에, 상기 대상물에 배치된 적어도 2개의 피검출부 중 제1 피검출부에 대하여, 수평 방향으로의 측방에, 상기 암에 배치된 접촉부를 위치시키는 것과, (b) 상기 암에, 상기 접촉부를 상기 측방으로 이동시키고, 상기 제1 피검출부의 표면의 적어도 3개소에 상기 접촉부를 접촉시키는 것과, (c) 상기 적어도 3개소 각각에서의 접촉 시의 상기 접촉부의 상기 로봇에 대한 위치를 검출하는 것과, (d) 검출된 상기 접촉부의 적어도 3개의 위치를 이용하여, 상기 로봇에 대한 상기 제1 피검출부의 위치를 검출하는 것과, (e) 상기 적어도 2개의 피검출부 중 상기 제1 피검출부 이외의 상기 피검출부에 대해서도, 처리 (a) ~ (d)와 동일한 처리를 수행하는 것과, (f) 상기 로봇에 대한 상기 적어도 2개의 피검출부의 위치와, 상기 대상물에 대한 상기 적어도 2개의 피검출부의 위치를 이용하여, 상기 대상물에 대한 상기 로봇의 위치를 검출하는 것을 포함한다.

상기 실시예에 따르면, 각각의 피검출부에 대하여, 적어도 3개소 각각에서의 접촉 시의 접촉부의 로봇에 대한 위치를 검출함으로써, 로봇에 대한 각각의 피검출부의 위치가 검출된다. 나아가, 로봇에 대한 각각의 피검출부의 위치를 이용하여, 대상물에 대한 로봇의 위치가 검출된다. 상기와 같은 위치의 검출은, 로봇의 암에의 접촉부의 배치와, 상기와 같은 로봇의 동작에 의해 실현 가능하다. 따라서, 로봇과 물체의 위치 관계의 검출이 간이해진다.

본 개시의 일 실시예에 따른 위치 검출 방법에서, 상기 적어도 2개의 피검출부는, 오목부와 상기 오목부에 삽입 가능한 돌출부 중 일방이고, 상기 접촉부는 상기 오목부와 상기 돌출부 중 타방이며, 처리 (a)에서는, 상기 오목부에 상기 돌출부를 삽입하도록 상기 접촉부를 이동시킴으로써, 상기 제1 피검출부의 상기 측방에 상기 접촉부를 위치시켜도 좋다. 상기 실시예에 따르면, 처리 (b)에서, 돌출부가 오목부에 삽입된 상태에서, 접촉부가 측방으로 이동된다. 접촉부의 이동 범위가 오목부에 의해 제한되기 때문에, 접촉부와 검출부를 접촉시키기 위한 암의 동작이 간이하고 또한 신속해진다.

본 개시의 일 실시예에 따른 위치 검출 방법에서, 처리 (f)에서는, 상기 대상물에 대한 상기 로봇의 위치 및 방향을 검출하여도 좋다. 상기 실시예에 따르면, 로봇과 물체의 치밀한 위치 관계의 검출이 간이해진다.

본 개시의 일 실시예에 따른 위치 검출 방법에서, 상기 암은 적어도 2개의 관절을 포함하고, 처리 (b)에서는, 상기 적어도 3개소 각각에서, 상기 적어도 2개의 관절 중 제1 관절을 동작시킴으로써 상기 제1 피검출부의 표면에 상기 접촉부를 접촉시키는 제1 동작 후에, 상기 적어도 2개의 관절 중 제2 관절을 동작시킴으로써 상기 제1 피검출부의 표면에 상기 접촉부를 접촉시키는 제2 동작을 수행하여도 좋다. 상기 실시예에 따르면, 제1 동작에서는, 접촉부의 이동량이 많아져, 접촉부가 피검출부의 표면과 충돌하여 튀어나올 가능성이 있다. 제2 동작에서는, 접촉부의 이동량이 적어도 좋아서, 접촉부를 피검출부의 표면과 맞닿게 하는 것이 가능하다. 제1 동작 및 제2 동작에서는 각각, 제1 관절 및 제2 관절이 동작하면서, 접촉부를 피검출부에 접촉시키기 때문에, 제1 관절 및 제2 관절에서의 기계적인 덜컹거림(예를 들어, 백래쉬 등)이 동작에 미치는 영향이 저감된다. 따라서, 접촉 시의 암의 각 부의 정확한 위치의 검출이 가능해진다. 또한, 제1 관절 및 제2 관절이 별개로 동작하기 때문에, 접촉부와 피검출부의 접촉에 이르는 각각의 관절의 이동량의 검출이 용이해진다.

본 개시의 일 실시예에 따른 위치 검출 방법에서, 상기 제1 관절 및 상기 제2 관절은, 상기 측방으로 상기 접촉부를 이동시키도록 상기 암의 동작을 가능하게 하여도 좋다. 상기 실시예에 따르면, 제1 관절의 동작이 제2 관절에서의 기계적인 덜컹거림(백래쉬 등)에 의해 받는 영향이 저감되고, 제2 관절의 동작이 제1 관절에서의 기계적인 덜컹거림(백래쉬 등)에 의해 받는 영향이 저감된다.

본 개시의 일 실시예에 따른 위치 검출 방법에서, 상기 제1 동작에서는, 상기 제2 관절을 구동하는 제2 서보 모터의 게인(gain)을 상기 제1 관절을 구동하는 제1 서보 모터의 게인보다 낮게 하고, 제2 동작에서는, 제1 서보 모터의 게인은 제2 서보 모터의 게인보다 낮게 하여도 좋다. 상기 실시예에 따르면, 제1 동작에서는, 제2 관절의 상태를 유지하기 위한 제2 서보 모터의 구동력이, 제1 서보 모터에 의해 구동되는 제1 관절의 동작에 미치는 영향이 저감된다. 제2 동작에서는, 제1 관절의 상태를 유지하기 위한 제1 서보 모터의 구동력이 제2 서보 모터에 의해 구동되는 제2 관절의 동작에 미치는 영향이 저감된다.

본 개시의 일 실시예에 따른 위치 검출 방법은, (g) 상기 암에, 각각의 대상물에 대응하는 제어 중 실행 중인 제어의 종류를 나타내는 동작을 시키는 것을 더 포함하여도 좋다. 상기 실시예에 따르면, 로봇의 유저는, 로봇이 실행 중인 처리를 시각적으로 인식할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 위치 검출 방법은, (a1) 상기 암에, 상기 제1 피검출부의 주위의 표면인 주위면의 상방에 상기 접촉부를 위치시키는 것과, (b1) 상기 암에, 상기 접촉부를 하강시키고, 상기 주위면에 적어도 1개소에서 상기 접촉부를 접촉시키는 것과, (c1) 상기 적어도 1개소 각각에서의 접촉 시의 상기 접촉부의 상기 로봇에 대한 높이 방향의 위치인 높이 위치를 검출하는 것과, (d1) 검출된 상기 접촉부의 적어도 1개의 높이 위치를 이용하여, 상기 로봇에 대한 상기 제1 피검출부의 높이 위치를 검출하는 것과, (e1) 상기 로봇에 대한 상기 제1 피검출부의 높이 위치를 이용하여, 상기 대상물에 대한 상기 로봇의 높이 위치를 검출하는 것을 더 포함하여도 좋다. 상기 실시예에 따르면, 대상물에 대한 로봇의 높이 위치의 검출은, 로봇의 암에의 접촉부의 배치와, 상기와 같은 로봇의 동작에 의해 실현 가능하다.

본 개시의 일 실시예에 따른 제어 장치는, 본 개시의 일 실시예에 따른 위치 검출 방법을 실행하는 제어 장치로서, 처리 (a)를, 상기 로봇에 대한 수동 조작이 입력된 상기 로봇의 조작 장치로부터 출력되는 조작 정보에 따라서, 실행하고, 처리 (b) ~ 처리 (f)를 프로그램에 따라 자동으로 실행한다. 상기 실시예에 따르면, 로봇에 대한 피검출부의 대강의 위치가 불명하더라도, 제어 장치는 처리 (a) ~ 처리 (f)를 실행할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 제어 장치는, 본 개시의 일 실시예에 따른 위치 검출 방법을 실행하는 제어 장치로서, 처리 (a) ~ 처리 (f)를 프로그램에 따라 자동으로 실행하여도 좋다. 상기 실시예에 따르면, 제어 장치는 처리 (a) ~ 처리 (f)를 자동으로 실행할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템은, 본 개시의 일 실시예에 따른 위치 검출 방법을 실행하고, 상기 로봇의 동작을 제어하는 제어 장치와, 상기 로봇을 포함한다. 상기 실시예에 따르면, 본 개시의 일 실시예에 따른 제어 장치와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템에서, 상기 제어 장치는, 처리 (a)를, 상기 로봇에 대한 수동 조작이 입력된 상기 로봇의 조작 장치로부터 출력되는 조작 정보에 따라서, 실행하고, 처리 (b) ~ 처리 (f)를 프로그램에 따라 자동으로 실행하여도 좋다. 상기 실시예에 따르면, 본 개시의 일 실시예에 따른 제어 장치와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 로봇 시스템에서, 상기 제어 장치는, 처리 (a) ~ 처리 (f)를 프로그램에 따라 자동으로 실행하여도 좋다. 상기 실시예에 따르면, 본 개시의 일 실시예에 따른 제어 장치와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

(실시예)

이하에서, 본 개시의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 여기서, 이하에서 설명하는 실시예는 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 또한, 이하의 실시예에서 구성 요소 중, 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는, 임의의 구성 요소로서 설명한다. 또한, 첨부 도면에서 각각의 도면은, 모식적인 도면이고, 반드시 엄밀하게 도시된 것은 아니다. 나아가, 각각의 도면에서, 실질적으로 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략 또는 간략화되는 경우가 있다. 또한, 본 명세서 및 청구 범위에서는, 「장치」란, 1개의 장치를 의미할 뿐만 아니라, 복수의 장치로 이루어지는 시스템도 의미할 수 있다.

[로봇 시스템의 구성]

실시예에 따른 로봇 시스템(1)의 구성을 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 로봇 시스템(1)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 시스템(1)은 로봇(100)과, 조작 입력 장치(200)와, 제어 장치(300)와, 촬상 장치(400)와, 제시 장치(500)를 구비한다. 이에 한정되지 않지만, 본 실시예에서는, 로봇 시스템(1)은, 로봇(100)에 상이한 위치에서 2개의 작업을 자동 운전시키도록 구성된다.

예를 들어, 로봇(100)은, 작업 장소(WPA)에서, 벨트 컨베이어(601A)에 의해 운반되어 오는 물품(WA)을 재치(載置)대(602A) 상의 수용 상자(603A)에 상자 담기하고, 상자 담기가 완료된 수용 상자(603A)를 다른 벨트 컨베이어(604A)에 실어 다른 작업 장소로 운반시킨다. 또한, 로봇(100)은, 작업 장소(WPB)에서, 벨트 컨베이어(601B)에 의해 운반되어 오는 물품(WB)을 재치대(602B) 상의 수용 상자(603B)에 상자 담기하고, 상자 담기가 완료된 수용 상자(603B)를 다른 벨트 컨베이어(604B)에 실어 다른 작업 장소로 운반시킨다. 작업 장소(WPA 및 WPB) 사이에서, 로봇(100)의 이동이 필요하게 된다. 로봇(100)의 이동마다, 로봇(100)의 위치의 교시가 필요하게 된다. 구체적으로는, 작업 장소(WPA)에서는, 로봇(100)과 벨트 컨베이어(601A) 등의 상대적인 위치를 제어 장치(300)에 기억시킬 필요가 있고, 작업 장소(WPB)에서는, 로봇(100)과 벨트 컨베이어(601B) 등의 상대적 위치를 제어 장치(300)에 기억시킬 필요가 있다.

본 실시예에서는, 제어 장치(300)는 작업 장소(WPA 및 WPB) 각각에서, 상기의 상대 위치에 기초하여, 프로그램에 따라서, 로봇(100)에 상자 담기 작업 등의 소정의 작업을 자동으로 실행시킨다. 여기서, 로봇(100)이 수행하는 작업은, 본 실시예에 예시된 작업에 한정되지 않고, 임의의 작업이라도 좋다. 제어 장치(300)는, 프로그램에 따라 로봇(100)을 자동으로 동작시키는 자동 조종과, 조작 입력 장치(200)를 통해 입력되는 조작에 대응하는 조작 정보에 따라 로봇(100)을 동작시키는 수동 조종에 의해, 로봇(100)의 동작을 제어한다.

도 2는 실시예에 따른 로봇(100)의 구성의 일례를 도시하는 측면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 로봇(100)은 본 실시예에서는 산업용 로봇이지만, 이에 한정되지 않는다. 로봇(100)은 엔드 이펙터(110A 및 110B)와, 암(120A 및 120B)과, 기대(130)와, 삽입체(140)를 구비한다. 엔드 이펙터(110A 및 110B)는 물품(WA 및 WB) 등의 워크(workpiece)에 작용을 가하고, 암(120A 및 120B)은 각각, 당해 작용을 실행하도록 엔드 이펙터(110A 및 110B)를 움직인다. 암(120A 및 120B)은 로봇 암이다. 암(120A 및 120B)은 기대(130)에 의해 회동 가능하게 지지된다. 기대(130)는, 반송 장치 등의 이동 가능한 장치에 배치되어, 이동할 수 있도록 구성된다. 반송 장치의 예는, 차륜, AGV(무인 반송차: Automated Guided Vehicle) 등이다. 삽입체(140)는 엔드 이펙터(110A 및 110B) 각각에 배치되어, 즉, 암(120A 및 120B)의 선단에 배치되어, 로봇(100)의 위치를 검출하는 동작에서 사용된다.

암(120A 및 120B)은, 각각의 선단의 엔드 이펙터(110A 및 110B)를 움직일 수 있는 구성을 가진다면, 특별히 한정되지 않지만, 본 실시예에서는, 수평 다관절형 암이다. 암(120A 및 120B)은, 예를 들어, 수직 다관절형, 극좌표형, 원통 좌표형, 직각 좌표형, 또는 그 밖의 형식의 로봇 암이라도 좋다. 암(120A 및 120B)은 연직 방향의 제1 축(S1)을 중심으로 한 동축(同軸) 상에서 수평면 내에서 회동 가능하다. 로봇 암(120A)은 로봇 암(120B)에 대하여 제1 축(S1)의 방향으로 하방으로 어긋나게 배치된다. 로봇(100)은 동축 쌍완 로봇을 구성한다.

암(120A)은, 링크(121A ~ 124A)와, 관절(JTA1 ~ JTA4)과, 구동 장치(DA1 ~ DA4)를 포함한다. 암(120B)은 링크(121B ~ 124B)와, 관절(JTB1 ~ JTB4)과, 구동 장치(DB1 ~ DB4)를 포함한다. 구동 장치(DA1 ~ DA4 및 DB1 ~ DB4)는 전력을 동력원으로 하는 전기 모터 등을 포함하고, 본 실시예에서는 서보 모터를 포함한다. 구동 장치(DA1 ~ DA4 및 DB1 ~ DB4)는 각각 제어 장치(300)에 의한 제어 하에 관절(JTA1 ~ JTA4 및 JTB1 ~ JTB4)을 구동한다. 따라서, 암(120A 및 120B)은 서로 독립적으로 동작한다. 여기서, 암(120A 및 120B)의 관절의 수량은 4개에 한정되지 않고, 5개 이상 또는 3개 이하라도 좋다.

링크(121A 및 121B)는 각각, 회전 관절(JTA1 및 JTB1)을 통해서, 제1 축(S1)을 중심으로 수평면 내에서 회동 가능하게 기대(130)와 접속된다. 링크(122A 및 122B)는 각각, 회전 관절(JTA2 및 JTB2)을 통해서, 연직 방향의 제2 축(S2a 및 S2b)을 중심으로 수평면 내에서 회동 가능하게 링크(121A 및 121B)의 선단과 접속된다. 링크(123A 및 123B)는 각각, 직동 관절(JTA3 및 JTB3)을 통해서, 연직 방향의 제3 축(S3a 및 S3b)을 따라서 승강 가능하게 링크(122A 및 122B)의 선단과 접속된다. 링크(124A 및 124B)는 각각, 회전 관절(JTA4 및 JTB4)을 통해서, 링크(123A 및 123B)의 길이 방향의 제4 축(S4a 및 S4b)을 중심으로 회동 가능하게 링크(123A 및 123B)의 하단과 접속된다. 제4 축(S4a 및 S4b)은 연직 방향의 축이다. 링크(124A 및 124B)은 각각, 엔드 이펙터(110A 및 110B)와 접속하기 위한 메커니컬 인터페이스를 구성한다.

여기서, 「수평 방향」이란, 로봇(100)이 수평인 바닥면 등의 수평한 표면 상에 배치된 경우의 수평 방향을 의미하고, 상기 표면에 평행한 방향이기도 하다. 「연직 방향」이란, 마찬가지의 경우의 연직 방향을 의미하고, 상기 표면에 수직인 방향이다. 「상방」이란, 마찬가지의 경우의 하방으로부터 상방으로 향하는 방향을 의미하고, 「하방」이란, 마찬가지의 경우에서의 상방으로부터 하방으로 향하는 방향을 의미한다. 「측방」이란, 마찬가지의 경우에서의 상기 표면을 따르는 방향을 의미한다.

도 3은 실시예에 따른 엔드 이펙터(110A)의 구성의 일례를 도시하는 측면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 엔드 이펙터(110A 및 110B)의 구성은 동일하다. 따라서, 엔드 이펙터(110A)의 구성만을 설명하고, 엔드 이펙터(110B)의 구성의 설명을 생략한다. 엔드 이펙터(110A)는 접속부(111)와, 지지부(112), 구동부(113)와, 파지부(114)를 포함한다.

지지부(112)는 제4 축(S4a)에 수직인 방향으로 연장된다. 지지부(112)의 연장 방향의 일단에 접속부(111)가 배치되고, 타단에 구동부(113)가 배치되며, 접속부(111)는 삽입체(140)를 통해 링크(124A)의 메커니컬 인터페이스와 접속된다. 구동부(113)는, 파지부(114)의 2개의 파지 클로(114a)와 기계적으로 접속되고, 파지 클로(114a)를 서로 접근하는 방향 및 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있다. 파지 클로(114a)는 제4 축(S4a)과 교차하는 방향으로 연장되고, 본 실시예에서는 수직인 방향으로 연장된다. 파지 클로(114a)는, 서로 접근하도록 이동함으로써, 물품(WA 및 WB) 등의 워크를 파지하고, 서로로부터 멀어지도록 이동함으로써, 상기 파지를 해제한다. 구동부(113)는 전력을 동력원으로 하는 전기 모터 등을 포함하고, 본 실시예에서는 서보 모터를 포함한다. 구동부(113)는 제어 장치(300)에 의한 제어 하에 파지 클로(114a)를 구동한다.

삽입체(140)는 축부(141)와 접속부(142)를 포함한다. 본 실시예에서, 축부(141) 및 접속부(142)는 1개의 부재로 구성되어 있지만, 분할 가능하여도 좋다. 접속부(142)는 링크(124A)의 메커니컬 인터페이스와 접속된다. 접속부(142)는 메커니컬 인터페이스의 표면과 마찬가지로 원형의 표면을 구비하는 원판형의 형상을 가진다. 접속부(142)는 상기 원형의 표면에 돌기(142a)를 포함한다. 돌기(142a)는 접속부(142)에 일체화되어 있어도 좋고, 착탈 가능하여도 좋다. 돌기(142a)는 메커니컬 인터페이스의 표면에 형성된 환형의 홈(124Aa)과 마찬가지로 평면 형상의 환형의 돌기이고, 홈(124Aa)과 끼워 맞춤(嵌合) 가능하다. 접속부(142)는, 돌기(142a)를 홈(124Aa)에 끼워 맞춤으로써, 메카니컬 인터페이스의 표면에 대하여 일정한 위치에 위치 결정된다. 돌기(142a) 및 홈(124Aa)의 형상은 환형으로 한정되지 않고, 끼워 맞춤에 의해 위치 결정할 수 있으면 좋다. 상기의 돌기 및 홈은 각각, 링크(124A) 및 접속부(142)에 배치되어도 좋다.

축부(141)는, 접속부(142)의 원형의 표면에 수직인 방향으로 또한 돌기(142a)와 반대 방향으로, 엔드 이펙터(110A)의 접속부(111) 및 지지부(112)를 관통하여 하방으로 연장된다. 축부(141)는 지지부(112)로부터 하방으로 돌출한다. 이에 한정되지 않지만, 본 실시예에서는, 축부(141)는 엔드 이펙터(110A)의 구동부(113) 및/또는 파지부(114)보다 하방으로 돌출되지 않는다. 돌기(142a)와 홈(124Aa)의 끼워 맞춤에 의해 접속부(142)가 위치 결정될 때, 축부(141)는 제4 축(S4a)과 동축 상으로 연장된다. 즉, 축부(141)의 축심과 제4 축(S4a)이 일치한다.

또한, 접속부(142)는, 돌기(142a)와 반대측의 원형의 표면에 환형의 홈(142b)을 포함한다. 엔드 이펙터(110A)의 접속부(111)는 지지부(112)와 반대측의 표면에 돌기(111a)를 포함한다. 돌기(111a)는 접속부(111)와 일체화되어도 좋고, 착탈 가능하여도 좋다. 돌기(111a)는 홈(142b)과 마찬가지로 평면 형상의 환형의 돌기이고, 홈(142b)과 끼워 맞춤 가능하다. 엔드 이펙터(110A)의 접속부(111)는, 돌기(111a)를 홈(142b)에 끼워 맞춤으로써, 삽입체(140) 및 링크(124A)에 대하여 일정한 위치에 위치 결정된다. 돌기(111a) 및 홈(142b)의 형상은 환형에 한정되지 않고, 끼워 맞춤에 의해 위치 결정할 수 있으면 좋다. 상기의 돌기 및 홈은 각각, 접속부(142) 및 접속부(111)에 배치되어도 좋다.

상기와 같은 삽입체(140)는, 접속부(142)가 링크(124A)와 엔드 이펙터(110A)에 끼인 상태에서, 링크(124A)에 직접적으로 고정된다. 로봇(100)은, 삽입체(140)가 링크(124A)에 장착된 상태에서 작업을 수행할 수 있다. 여기서, 삽입체(140)는 엔드 이펙터(110A)에 직접적으로 고정되고, 엔드 이펙터(110A)를 통해 링크(124A)에 간접적으로 고정되도록 구성되어도 좋다. 삽입체(140)는 접촉부의 일례이고, 돌출부의 일례이다.

또한, 로봇 시스템(1)은 작업 장소(WPA 및 WPB) 각각에, 로봇(100)의 위치를 검출하기 위해 삽입체(140)의 축부(141)가 삽입되는 검지 구멍(150a)(도 4 참조)을 구비한다. 검지 구멍(150a)은 연직 방향으로 연장된다. 예를 들어, 검지 구멍(150a)이 형성된 부재가, 작업 장소(WPA 및 WPB)의 소정의 위치에 배치된다. 상기 소정의 위치는, 그 정확한 위치가 알려져 있거나 검출 가능한 위치라도 좋다.

도 4는 검지 구멍을 구비하는 부재의 일례를 도시하는 평면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 작업 장소(WPA)에서, 검지 구멍(150a)이 형성된 지그(150)가, 벨트 컨베이어(604A)에 배치되어도 좋다. 도 4에서는, 검지 구멍(150a)의 형상은 원형 단면을 가지는 원통 형상이지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 검지 구멍(150a)의 형상은, 검지 구멍(150a)의 내벽면 상의 임의의 적어도 3개의 위치가 검출되면, 당해 3개의 위치를 이용하여, 검지 구멍(150a)의 중심 혹은 축심 등의 기준 위치 또는 단면 형상 등이 검출 가능한 형상이면 좋다. 예를 들어, 검지 구멍(150a)의 형상은 타원 단면, 장원 단면, 다각형 단면 등을 가지는 기둥 형상이라도 좋다.

지그(150)는 작업 장소(WPA)의 벨트 컨베이어(601A) 및 재치대(602A) 등의 로봇(100)과의 상대적인 위치가 요구되는 각 구성 요소에 배치되어도 좋다. 구성 요소 간의 상대적인 위치가 알려져 있거나 검출 가능한 경우, 적어도 1개의 구성 요소에 지그(150)가 배치되어도 좋다. 작업 장소(WPA 및 WPB) 각각에는, 적어도 2개의 지그(150), 즉, 적어도 2개의 검지 구멍(150a)이 배치된다. 검지 구멍(150a)은 피검출부의 일례이고, 오목부의 일례이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 촬상 장치(400)는 작업 장소(WPA 및 WPB) 각각에 배치된다. 작업 장소(WPA 및 WPB) 각각에서, 촬상 장치(400)는 탑재대(602A 및 602B) 및 그 주변의 벨트 컨베이어(601A, 604A, 601B 및 604B)의 적어도 일부를 촬상한다. 촬상 장치(400)는 작업 장소(WPA 및 WPB)의 각 구성 요소에 배치되어도 좋고, 로봇(100)에 배치되어도 좋다. 본 실시예에서는, 촬상 장치(400)는, 가시 화상인 디지털 화상의 동화상을 촬상할 수 있는 가시 카메라를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 촬상 장치(400)는, 예를 들어, 제어 장치(300)의 지령에 따라 촬상 동작을 수행하고, 촬상된 화상의 신호 등을 제어 장치(300)에 보낸다.

제시 장치(500)는 제어 장치(300)로부터 수취한 로봇 시스템(1)을 동작시키기 위한 화상 및 음성 등을 로봇 시스템(1)의 유저(P)에 제시한다. 제시 장치(500)의 예는, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display), 유기 또는 무기 EL 디스플레이(Electro-Luminescence Display) 등이지만, 이에 한정되지 않는다. 제시 장치(500)는 음성을 발하는 스피커를 구비하여도 좋다. 예를 들어, 제시 장치(500)는 촬상 장치(400)에 의해 촬상된 화상을 조작 입력 장치(200)를 조작하는 유저(P)에 제시한다.

조작 입력 장치(200)는 각종 정보, 데이터, 지령 등의 입력을 접수하고, 접수한 정보 등을 제어 장치(300)에 출력한다. 예를 들어, 조작 입력 장치(200)는, 레버, 버튼, 터치 패널, 조이스틱, 모션 캡처 등의 공지된 입력 수단을 구비하여도 좋다. 예를 들어, 조작 입력 장치(200)는, 유저(P)에 의한 로봇(100)에 대한 수동 조작의 입력을 접수하고, 접수한 조작에 대응하는 조작 정보를 제어 장치(300)에 출력하도록 구성된다. 조작 입력 장치(200)는 상기 입력 수단을 통해 조작을 접수하여도 좋고, 조작을 접수하기 위한 전용 입력 수단을 구비하여도 좋다.

도 5는 실시예에 따른 제어 장치(300) 및 그 주변의 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제어 장치(300)는 로봇(100), 조작 입력 장치(200), 촬상 장치(400) 및 제시 장치(500)와 통신 가능하게 접속된다. 통신의 형식은, 유선 통신 및 무선 통신의 임의의 통신 형식이라도 좋다. 제어 장치(300)는, 조작 입력 장치(200)가 접수한 지령에 응답하여 로봇(100)을 동작시킨다. 제어 장치(300)는, 촬상 장치(400)에 의해 촬상된 화상 등을 제시 장치(500)에 출력한다.

제어 장치(300)는 구동 회로(C1 ~C8)(도 5에서는 「SC」로 표기) 각각을 통해, 로봇(100)의 암(120A 및 120B)의 구동 장치(DA1 ~ DA4 및 DB1 ~ DB4)의 서보 모터(M1 ~ M8)(도 5에서는 「SM」이라고 표기)와 전기적으로 접속된다. 구동 회로(C1 ~ C8)는 각각, 제어 장치(300)의 지령에 따라, 서보 모터(M1 ~ M8)에 공급되는 전류의 전류 값을 조절한다. 제어 장치(300)는 구동 장치(DA1 ~ DA4 및 DB1 ~ DB4)의 인코더 등의 회전 센서(E1 ~ E8)(도 5에서는 「EN」이라고 표기)와 전기적으로 접속된다. 제어 장치(300)는, 구동 회로(C9 및 C10) 각각을 통해, 엔드 이펙터(110A 및 110B)의 구동부(113)의 서보 모터(M9 및 M10)와 전기적으로 접속된다. 구동 회로(C9 및 C10)는 각각, 제어 장치(300)의 지시에 따라, 서보 모터(M9 및 M10)에 공급되는 전류의 전류 값을 조절한다. 제어 장치(300)는 엔드 이펙터(110A 및 110B)의 구동부(113)의 회전 센서(E9 및 E10)와 전기적으로 접속된다. 회전 센서(E1 ~ E10)는 서보 모터(M1 ~ M10)의 회전량(예를 들어, 회전각)을 검출하고, 검출 결과를 제어 장치(300)에 출력한다.

제어 장치(300)는 프로세서, 메모리 등을 구비하는 연산기로 구성된다. 연산기는 조작 입력 장치(200)를 포함하는 다른 장치와의 정보, 데이터, 지령 등의 송수신을 수행한다. 연산기는, 각종 센서로부터의 검출 신호의 입력 및 각 제어 대상으로의 제어 신호의 출력을 수행한다. 메모리는 휘발성 메모리 및 비휘발성 메모리 등의 반도체 메모리, 하드 디스크, SSD(Solid State Drive) 등의 기억 장치로 구성된다. 예를 들어, 메모리는 연산기가 실행하는 프로그램, 및 각종 고정 데이터 등을 기억한다.

연산기의 기능은 CPU(Central Processing Unit) 등의 프로세서, RAM(Random Access Memory) 등의 휘발성 메모리 및 ROM(Read-Only Memory) 등의 비휘발성 메모리 등으로 이루어지는 컴퓨터 시스템(도시 생략)에 의해 실현되어도 좋다. 연산기의 기능의 일부 또는 전부는, CPU가 RAM을 워크 에어리어로서 사용하여 ROM에 기록된 프로그램을 실행함으로써 실현되어도 좋다. 여기서, 연산기의 기능의 일부 또는 전부는, 상기 컴퓨터 시스템에 의해 실현되어도 좋고, 전자 회로 또는 집적 회로 등의 전용의 하드웨어 회로에 의해 실현되어도 좋으며, 상기 컴퓨터 시스템 및 하드웨어 회로의 조합에 의해 실현되어도 좋다.

이러한 제어 장치(300)는, 예를 들어, 마이크로 컨트롤러, MPU(Micro Processing Unit), LSI(Large Scale Integration: 대규모 집적 회로), 시스템 LSI, PLC(Programmable Logic Controller), 논리 회로 등으로 구성되어도 좋다. 제어 장치(300)의 복수의 기능은, 개별적으로 1칩화됨으로써 실현되어도 좋고, 일부 또는 전부를 포함하도록 1칩화됨으로써 실현되어도 좋다. 또한, 회로는 각각, 범용적인 회로라도 좋고, 전용의 회로라도 좋다. LSI로서, LSI 제조 후에 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array), LSI 내부의 회로 셀의 접속 및/또는 설정을 재구성 가능한 컨피규러블 프로세서(configurable processor), 또는 특정 용도를 위한 복수의 기능의 회로가 1개로 통합된 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등이 이용되어도 좋다.

제어 장치(300)는, 단일의 장치에 의한 집중 제어에 의해 각 처리를 실행하도록 구성되어도 좋고, 복수의 장치의 협동에 의한 분산 제어에 의해 각 처리를 실행하도록 구성되어도 좋다.

[제어 장치의 기능적 구성]

도 6은 실시예에 따른 제어 장치(300)의 기능적인 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제어 장치(300)는, 촬상 제어부(311)와, 정보 처리부(312)와, 동작 지령부(313 및 314)와, 동작 제어부(315)와, 위치 연산부(316)와, 기억부(317)를 기능적인 구성 요소로서 포함한다. 기억부(317)를 제외한 상기 기능적인 구성 요소의 기능은, 컴퓨터 시스템 및/또는 하드웨어 회로에 의해 실현된다. 기억부(317)는 메모리에 의해 실현된다. 상기 기능적인 구성 요소 모두가 필수적인 것은 아니다.

정보 처리부(312)는 조작 입력 장치(200)로부터 각종 정보, 데이터, 지령 등을 수취하여 처리하고, 대응하는 기능적인 구성 요소에 출력한다. 예를 들어, 정보 처리부(312)는, 조작 입력 장치(200)로부터, 작업 장소(WPA 또는 WPB)의 촬상 장치(400)로 촬상을 하게 하는 지령를 수취하고, 촬상 제어부(311)에 출력한다. 정보 처리부(312)는, 조작 입력 장치(200)로부터, 로봇(100)의 동작 모드를 지정하는 지령을 수취하고, 동작 지령부(313 및 314) 등에 출력한다.

예를 들어, 동작 모드는, 로봇(100)에 자동 조종으로 작업을 실행시키는 자동 운전 모드와, 로봇(100)에 수동 조종으로 작업을 실행시키는 수동 운전 모드와, 로봇(100)의 위치를 검출하는 검출 모드 등을 포함한다. 자동 운전 모드는 로봇(100)의 작업의 일부에 수동 조종에서의 로봇(100)의 작업을 포함하고 있어도 좋다. 검출 모드는, 로봇(100)이 당해 모드에서의 로봇(100)의 모든 동작을 자동 조종으로 실행시키는 제1 검출 모드와, 로봇(100)이 당해 모드에서의 로봇(100)의 동작의 적어도 일부를 수동 조종으로 실행시키고, 타부를 자동 조종으로 실행시키는 제2 검출 모드를 포함하여도 좋다. 예를 들어, 작업은 대상물에 대해 목적의 처리를 수행하기 위한 로봇(100)의 복수의 동작으로 구성될 수 있다.

촬상 제어부(311)는, 정보 처리부(312)로부터 수취한 지령에 따라, 당해 촬상 장치(400)에 촬상 동작을 수행시킨다. 촬상 제어부(311)는, 당해 촬상 장치(400)로부터, 촬상된 화상의 신호를 수취하고, 수취한 신호로부터 화면 표시 가능한 화상 데이터를 생성하여 제시 장치(500)에 출력하여 표시시킨다.

제1 동작 지령부(313)는, 수동 운전 모드 및 제2 검출 모드에서 기능한다. 제1 동작 지령부(313)는, 조작 입력 장치(200)로부터 수취한 조작 정보에 따라 로봇(100)을 동작시키기 위한 지령인 수동 동작 지령을 생성하고, 동작 제어부(315)에 출력한다. 구체적으로는, 수동 동작 지령은, 조작 정보에 따라, 암(120A 및 120B)으로 엔드 이펙터(110A 및 110B)의 위치 및 자세를 이동시키는 지령, 엔드 이펙터(110A 및 110B)의 구동부(113)를 구동시키는 지령 등을 포함할 수 있다. 수동 동작 지령은 유저자(P)에 의해 조작 입력 장치(200)에 입력되는 조작에 대응하는 동작을 엔드 이펙터(110A 및 110B)에 시키기 위한 지령이다.

여기서, 동작 지령은, 위치 지령 및 힘 지령 중 적어도 1개를 포함하고, 본 실시예에서는, 위치 지령을 포함한다. 위치 지령은, 엔드 이펙터(110A 및 110B) 등의 제어 대상의 위치, 자세 및, 위치 및 자세의 속도 등의 목표 값 중, 적어도 위치의 목표 값을 포함한다. 상기 위치 및 그 속도는 3차원 공간 내의 위치(이하, 「3차원 위치」라고도 표기한다) 및 속도를 나타내고, 상기 자세 및 그 속도는 3차원 공간 내의 자세(이하, 「3차원 자세」라고도 표기한다) 및 속도를 나타내도 좋다. 나아가, 위치 지령은, 위치 지령의 실행 시각을 포함하여도 좋다. 또한, 힘 지령은, 제어 대상이 가하는 힘의 크기 및 방향의 목표 값 중, 적어도 힘의 크기의 목표 값을 포함한다. 힘의 방향은, 3차원 공간에서의 방향을 나타내도 좋다. 힘 지령은, 힘 지령의 실행 시각을 포함하여도 좋다. 본 명세서 및 청구의 범위에서, 「위치」란, 3차원 공간 내의 위치, 위치의 속도, 자세 및 자세의 속도 중 적어도 3차원 공간 내의 위치를 포함하는 것을 의미할 수 있다.

제2 동작 지령부(314)는 자동 운전 모드 및 제1 검출 모드에서 기능한다. 제2 동작 지령부(314)는, 기억부(317)에 기억된 자동 동작 정보에 따라, 로봇(100)을 동작시키기 위한 지령인 자동 동작 지령을 생성하고, 동작 제어부(315)로 출력한다. 자동 동작 지령은, 미리 설정된 자동 동작 정보에 대응하는 동작을 엔드 이펙터(110A 및 110B)에 시키기 위한 지령이다. 제2 동작 지령부(314)는, 자동 동작 지령의 생성을 위해, 기억부(317)에 기억되고, 작업 장소에 대한 로봇(100)의 위치 및 자세 정보 및/또는 작업 장소의 구성 요소에 대한 로봇(100) 위치 및 자세 정보를 이용한다. 상기 자세는 수평 방향의 로봇(100)의 방향, 즉 방위라도 좋다.

예를 들어, 자동 동작 정보는 엔드 이펙터(110A 및 110B)의 동작 내용 및 순서를 포함하는 정보를 포함하여도 좋고, 당해 동작 내용 및 순서로 엔드 이펙터(110A 및 110B)를 동작시키기 위한 암(120A 및 120B)의 구동 장치(DA1 ~ DA4 및 DB1 ~ DB4) 및 엔드 이펙터(110A 및 110B)의 구동부(113)의 동작 내용 및 순서를 포함하는 정보를 포함하여도 좋다. 예를 들어, 자동 동작 정보는, 엔드 이펙터(110A 및 110B)의 위치, 자세, 위치 및 자세의 이동 속도, 상기 위치, 자세 및 구동부(113)의 동작 등의 실행 순서, 및 상기 위치, 자세 및 구동부(113)의 동작 등의 실행 시각 등을 포함하여도 좋다.

예를 들어, 자동 운전 모드에 대응하는 자동 동작 정보는, 교시 데이터라도 좋다. 제1 검출 모드에 대응하는 자동 동작 정보는 교시 데이터와 마찬가지의 데이터라도 좋고, 프로그래밍으로 미리 설정된 데이터라도 좋다.

동작 제어부(315)는, 동작 지령부(313 또는 314)로부터 수취한 수동 동작 지령 또는 자동 동작 지령에 따라, 로봇(100)의 각 서보 모터(M1 ~ M10)를 구동시키도록 각 서보 모터(M1 ~ M10)에 공급하는 전류 값을 결정하고, 전류의 공급을 제어한다. 나아가, 동작 제어부(315)는, 상기 제어에서, 서보 모터(M1 ~ M10)의 회전 센서(E1 ~ E10) 및 전류 센서(도시 생략) 등의 검출 값을 피드백 정보로서 이용하여도 좋다. 여기서, 동작 제어부(315)는, 구동 회로(C1 ~ C10)가 서보 모터(M1 ~ M10)에 공급하는 전류의 지령 값을 피드백 정보로서 이용하여도 좋다. 이러한 동작 제어부(315)는 서보 제어한다. 그 결과, 암(120A 및 120B)은, 엔드 이펙터(110A 및 110B)가 조작 정보 또는 자동 동작 정보에 대응하는 동작을 수행하게 한다. 전류 센서는, 서보 모터(M1 ~ M10)의 전류 값을 검출하고, 검출 결과를 제어 장치(300)에 출력한다.

위치 연산부(316)는 제1 및 제2 검출 모드에서 기능한다. 각 검출 모드에서, 위치 연산부(316)는, 로봇(100)의 수평 방향의 위치 및 연직 방향의 위치 중 적어도 일방을 검출한다. 예를 들어, 수평 방향의 위치의 검출에서는, 로봇(100)이 2개의 지그(150)의 검지 구멍(150a) 각각에 엔드 이펙터(110A 또는 110B)의 삽입체(140)를 상방으로부터 삽입하고, 삽입체(140)를 수평 방향으로 이동시켜서 검지 구멍(150a)의 내벽면의 적어도 3개의 위치와 접촉시킨다. 위치 연산부(316)는, 삽입체(140)가 상기 내벽면과 접촉하였을 때의 로봇(100)에 대한 삽입체(140)의 위치를 검출한다. 구체적으로는, 위치 연산부(316)는, 검지 구멍(150a)에 삽입체(140)를 삽입하고 있는 암(120A 또는 120B)의 각각의 관절(JA1 ∼ JA4 또는 JB1 ∼ JB4)의 구동량, 즉, 회전 센서(E1 ∼ E8)의 검출 값으로부터, 로봇(100)에 대한 삽입체(140)의 위치를 검출한다. 로봇(100)에 대한 위치는, 제1 축(S1)과 기대(130)의 상면의 교점 등의 로봇(100)의 고정된 기준 위치에 대한 위치라도 좋다.

위치 연산부(316)는, 검지 구멍(150a) 각각에 대해, 3개의 접촉 위치에서의 삽입체(140)의 위치를 이용하여, 로봇(100)에 대한 당해 당해 검지 구멍(150a)의 수평 방향의 위치를 검출한다. 이 때, 위치 연산부(316)는, 기억부(317)에 기억된 검지 구멍(150a)의 정보를 이용한다. 나아가, 위치 연산부(316)는, 검지 구멍(150a)의 정보에 포함되는 검지 구멍(150a)의 단면 형상 및 치수 중 적어도 단면 형상의 정보와, 로봇(100)에 대한 삽입체(140)의 위치의 정보를 이용하여, 3개의 접촉 위치에서의 삽입체(140)의 축심을 통과하고 또한 상기 단면 형상의 수평 단면을 가지는 원통의 축심을 검출하고, 당해 축심의 수평 방향의 위치를 검지 구멍(150a)의 수평 방향의 위치로 결정한다.

나아가, 위치 연산부(316)는, 로봇(100)에 대한 2개의 검지 구멍(150a)의 수평 방향의 위치의 정보와, 기억부(317)에 기억된 지그(150)가 배치된 작업 장소의 구성 요소에 대한 검지 구멍(150a)의 위치의 정보를 이용하여, 구성 요소에 대한 로봇(100)의 수평 방향의 위치 및 자세를 검출한다. 수평 방향의 자세는, 수평 방향의 방향(방위)이라도 좋다. 위치 연산부(316)는 적어도 1개의 구성 요소에 대한 로봇(100)의 수평 방향의 위치 및 자세를 검출하여도 좋고, 모든 구성 요소에 대한 로봇(100)의 수평 방향의 위치 및 자세를 검출하여도 좋다. 예를 들어, 모든 구성 요소 각각에 적어도 2개의 지그(150)가 배치되어 있는 경우, 위치 연산부(316)는 각 구성 요소에 대한 로봇(100)의 수평 방향의 위치 및 자세를 검출하여도 좋다. 구성 요소 간의 위치 관계가 알려진 경우, 위치 연산부(316)는 1개의 구성 요소에 대한 로봇(100)의 수평 방향의 위치 및 자세를 검출하여도 좋다. 나아가, 위치 연산부(316)는 기억부(317)에 기억된 각 작업 장소에서 각 구성 요소의 위치 정보를 이용하여, 작업 장소에 대한 로봇(100)의 수평 위치 및 자세를 검출하여도 좋다. 위치 연산부(316)는, 검출된 로봇(100)의 수평 방향의 위치 및 자세를 기억부(317)에 기억시킨다.

상기 작업 장소는, 상기 검지 구멍(150a)을 구비하는 지그(150) 및 로봇(100)이 배치되는 작업 장소이다. 상기 구성 요소는 상기 작업 장소에서 상기 지그(150)가 배치되는 벨트 컨베이어 등의 구성 요소이다. 상기 구성 요소에 대한 검지 구멍(150a)의 위치는, 상기 구성 요소에 대한 지그(150)의 위치라도 좋다. 상기 구성 요소는 작업 장소 자체라도 좋고, 상기 구성 요소에 대한 검지 구멍(150a)의 위치는 작업 위치에 대한 검지 구멍(150a)의 위치라도 좋다.

또한, 연직 방향의 위치의 검출에서는, 로봇(100)이, 1개의 지그(150)의 검지 구멍(150a)의 주위의 상면(150b)(도 4 참조) 상의 적어도 1개의 위치에 엔드 이펙터(110A 또는 110B)의 삽입체(140)를 상방으로부터 접촉시킨다. 위치 연산부(316)는, 삽입체(140)가 상면(150b)과 접촉할 때의 로봇(100)에 대한 삽입체(140)의 위치를 검출한다. 위치 연산부(316)는, 상기 삽입체(140)의 위치를 이용하여, 로봇(100)에 대한 당해 검지 구멍(150a)의 상단 개구의 연직 방향의 위치를 검출한다. 이 때, 위치 연산부(316)는 기억부(317)에 기억된 지그(150) 및 검지 구멍(150a)의 정보를 이용한다.

나아가, 위치 연산부(316)는, 로봇(100)에 대한 검지 구멍(150a)의 상단 개구의 연직 방향의 위치의 정보와, 기억부(317)에 기억된 지그(150)가 배치된 작업 장소의 구성 요소에 대한 검지 구멍(150a)의 위치 정보를 이용하여, 구성 요소에 대한 로봇(100)의 연직 방향의 위치를 검출한다. 위치 연산부(316)는 적어도 1개의 구성 요소에 대한 로봇(100)의 연직 방향의 위치를 검출하여도 좋고, 모든 구성 요소에 대한 로봇(100)의 연직 방향의 위치를 검출하여도 좋다. 나아가, 위치 연산부(316)는, 기억부(317)에 기억된 각 작업 장소에서 각 구성 요소의 위치 정보를 이용하여, 작업 장소에 대한 로봇(100)의 연직 위치를 검출하여도 좋다. 위치 연산부(316)는 검출된 로봇(100)의 연직 방향의 위치를 기억부(317)에 기억시킨다.

기억부(317)는 각종 정보의 격납 즉 기억할 수 있고, 또한, 격납된 정보의 판독을 가능하게 한다. 예를 들어, 기억부(317)는 로봇(100)의 자동 동작 정보, 로봇(100)의 삽입체(140)의 정보, 지그(150)의 정보, 검지 구멍(150a)의 정보 등을 기억하고 있어도 좋다. 기억부(317)는, 각 작업 장소에서 각 구성 요소의 위치 정보, 및, 각 구성 요소 간의 상대 위치 정보 등을 기억하고 있어도 좋다. 기억부(317)는, 각 작업 장소에서 각 구성 요소에 대한 로봇(100)의 위치 및 자세의 설계 값 또는 목표 값 등을 기억하고 있어도 좋다. 또한, 기억부(317)는 제어 장치(300)의 각 기능을 구현하기 위한 프로그램을 격납하여도 좋다. 예를 들어, 제1 및 제2 검출 모드 중 어느 것을 실행하기 위한 프로그램도, 작업 장소(WPA 및 WPB) 등의 작업 장소마다 또는 구성 요소마다 작성되어, 기억부(317)에 기억된다. 상기 정보 등은 기억부(317)에 미리 기억되어 있어도 좋고, 조작 입력 장치(200)를 이용한 입력에 의해 기억부(317)에 기억되어도 좋다.

삽입체(140)의 정보는, 암(120A 및 120B)의 링크(124A 및 124B)의 인터페이스면에 대한 삽입체(140)의 위치, 삽입체(140)가 연장되는 방향, 및 삽입체(140)의 형상 및 치수 등의 정보를 포함하여도 좋다. 지그(150)의 정보는, 작업 장소에 대한 지그(150)의 위치, 지그(150)가 배치되는 구성 요소에 대한 지그(150)의 위치, 지그(150)의 형상 및 치수, 지그(150)에서 검지 구멍(150a)의 수량, 위치 및 연장 방향 등의 정보를 포함하여도 좋다. 검지 구멍(150a)의 정보는 검지 구멍(150a)의 단면 형상 및 치수 등의 정보를 포함하여도 좋다.

[로봇 시스템의 동작]

실시예에 따른 로봇 시스템(1)의 동작을 설명한다. 구체적으로는, 제1 검출 모드에서의 동작을 설명한다. 도 7은 실시예에 따른 로봇 시스템(1)의 동작의 일례를 도시하는 플로우 차트이다. 도 7은 로봇(100)의 수평 방향의 위치를 검출하는 케이스를 도시한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 스텝(S101)에서, 유저(P)는, 로봇 시스템(1)의 조작 입력 장치(200)로, 제1 검출 모드에서 로봇(100)의 수평 방향의 위치를 검출하는 지령과, 로봇(100)이 배치되어 있는 작업 장소의 정보를 입력하고, 제어 장치(300)는 당해 지령 및 정보를 접수한다. 본 예에서는, 작업 장소(WPA)의 정보가 입력된다.

예를 들어, 절차 변경을 위해 로봇(100)이 작업 장소(WPA)로부터 작업 장소(WPB)로 또는 그 반대로 이동된 경우, 유저(P)는, 제어 장치(300)에 로봇(100)의 정확한 위치를 기억하게 하기 위해서, 검출 모드 실행한다. 로봇(100)이 인력으로 이동된 경우라도 AGV 등의 반송 장치에 의해 이동된 경우라도, 로봇(100)의 배치 위치는 목표 위치에 대하여 거리 및 방향의 오차를 가진다. 제어 장치(300)는 이러한 오차를 목표 위치에 반영한다.

다음으로, 스텝(S102)에서, 제어 장치(300)는 기억부(317)에 기억된 작업 장소(WPA)에 대응하는 제1 검출 모드의 프로그램을 판독하여 실행한다.

다음으로, 스텝(S103)에서, 제어부(300)는, 기억부(317)에 기억된 작업 장소(WPA)에서의 로봇(100)의 목표의 배치 위치의 정보와, 작업 장소(WPA)의 2개의 지그(150)의 정보와, 검지 구멍(150a)의 정보를 읽어낸다. 본 예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 2개의 지그(150)는, 벨트 컨베이어(604A)에 배치되어 있다. 나아가, 제어 장치(300)는, 상기 정보로부터, 각 검지 구멍(150a)에 대한 로봇(100)의 목표 위치를 검출한다. 나아가, 제어 장치(300)는 상기 목표 위치에 기초하여 각 검지 구멍(150a)의 위치를 추정한다.

다음으로, 스텝(S104)에서, 제어 장치(300)는, 상기 추정 위치에 기초하여, 로봇(100)을 동작시킴으로써, 2개의 검지 구멍(150a) 중, 검지 구멍(150a)의 위치가 아직 검출되지 않은 검지 구멍(150a)에, 상방으로부터 삽입체(140)를 삽입시킨다. 즉, 로봇(100)은, 검지 구멍(150a) 내에서, 당해 검지 구멍(150a)에 대한 수평 방향에서의 측방에, 삽입체(140)를 위치시킨다. 본 예에서는, 제어 장치(300)는 암(120B)의 삽입체(140)를 삽입시킨다.

다음으로, 스텝(S105)에서, 제어 장치(300)는, 암(120B)의 회전 관절(JB1)을 동작시키고, 검지 구멍(150a) 내에서 삽입체(140)를 수평 방향으로, 즉 검지 구멍(150a)에 대한 측방으로 이동시킨다. 이 때, 제어 장치(300)는 회전 관절(JB1)의 구동 장치(DB1)의 서보 모터(M5)의 게인을 비교적 낮게 하여, 회전 토크의 상승 및 리스폰스(response)를 부드럽게 한다. 예를 들어, 서보 모터(M5)의 게인은, 서보 모터(M5)가 암(120B)의 링크(121B)로부터 선단측의 부분과 함께 링크(121B)를 회동할 수 있는 정도의 게인이라도 좋다.

나아가, 제어 장치(300)는 회전 관절(JB1) 이외의 회전 관절의 구동 장치의 서보 모터의 게인을 서보 모터(M5)의 게인보다 낮게 한다. 구체적으로는, 회전 관절(JB2)의 구동 장치(DB2)의 서보 모터(M6)의 게인이, 서보 모터(M5)의 게인보다 낮아진다. 서보 모터(M6)의 게인은, 링크(121B)의 회동시, 회전 관절(JB2)의 상태를 유지하고 회전 관절(JB2)을 회동시키지 않는 정도의 게인이라도 좋다. 예를 들어, 서보 모터(M6)의 게인은, 링크(121B)의 회동 중에 링크(122B)로부터 선단 측의 부분이 다른 물체와 접촉하면, 서보 모터(M6)가 밀어 부쳐져서 회전 관절(JB2)의 회동을 허용하는 정도라도 좋다.

도 8은, 실시예에 따른 삽입체(140)의 검지 구멍(150a) 내에서의 이동 동작의 일례를 도시하는 평면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제어 장치(300)는, 회전 관절(JB1)을 회동 가능한 방향의 양방향(d1a 및 d1b)으로 회동시키고, 삽입체(140)와 검지 구멍(150a)의 내벽면의 접촉을 검지하면, 회전 관절(JB1)의 회전을 정지시킨다. 제어 장치(300)는 구동 장치(DB1)의 회전 센서(E1) 및 전류 센서(도시 생략)의 검출 값의 편차로부터, 상기 접촉의 유무를 판정하여도 좋다. 구동 장치(DB1)가 링크(121B)를 회동시키는 구동력을 부여하고 또한 구동 장치(DB2)가 링크(122B)에 상태를 유지시키는 구동력을 부여하면서 삽입체(140)가 검지 구멍(150a)의 내벽면과 접촉한다. 따라서, 접촉 시 및 접촉 직후에서, 회전 관절(JB1 및 JB2)에서의 덜컹거림(예를 들어, 백래쉬 등)에 기인하는 링크(121B 및 122B)의 이동이 억제된다.

다음으로, 스텝(S106)에서, 제어 장치(300)는, 암(120B)의 회전 관절(JB1) 이외의 회전 관절인 회전 관절(JB2)을 동작시켜서, 검지 구멍(150a) 내에서 삽입체(140)를 수평 방향으로, 즉 검지 구멍(150a)에 대한 측방으로 이동시킨다. 이 때, 제어 장치(300)는 구동 장치(DB2)의 서보 모터(M6)의 게인을, 스텝(S105)에서의 서보 모터(M5)와 마찬가지로 비교적 낮게 한다. 나아가, 제어 장치(300)는, 회전 관절(JB2) 이외의 회전 관절인 회전 관절(JB1)의 구동 장치(DB1)의 서보 모터(M5)의 게인을, 스텝(S105)에서의 서보 모터(M6)와 마찬가지로, 서보 모터(M6)의 게인보다 낮게 한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제어 장치(300)는 회전 관절(JB2)을 회동 가능한 방향의 양방향(d2a 및 d2b)으로 회동시키고, 삽입체(140)와 검지 구멍(150a)의 내벽면과의 접촉을 검지하면, 회전 관절(JB2)의 회전을 정지시킨다.

예를 들어, 스텝(S105)에서는, 삽입체(140)가 접촉할 때까지 회전 관절(JB1)이 회전을 계속하는 시간이 과도하여, 서보 모터(M5)의 토크가 상승할 가능성이 있다. 이 경우, 삽입체(140)가 검지 구멍(150a)의 내벽면에서 튀어 오를 가능성이 있다. 스텝(S106)에서는, 삽입체(140)가 검지 구멍(150a)의 내벽면에 근접한 상태에서 회전 관절(JB2)이 회전을 개시하기 때문에, 삽입체(140)가 접촉할 때까지의 서보 모터(M6)의 토크의 상승은 낮다. 나아가, 회전 관절(JB2)에 의한 삽입체(140)의 이동 방향은 회전 관절(JB1)에 의한 삽입체(140)의 이동 방향에 대하여, 교차하는 방향 등의 다른 방향이다. 따라서, 삽입체(140)와 검지 구멍(150a)의 내벽면의 접촉이 검지되었을 때, 삽입체(140)가 당해 내벽면에 맞닿은 상태에서 회전 관절(JB2)의 회전이 정지될 수 있다. 따라서, 삽입체(140)의 수평 방향의 위치는 내벽면의 수평 방향의 위치에 대응할 수 있다. 여기서, 스텝(S105 및 S106)의 순서는 반대라도 좋다.

다음으로, 스텝(S107)에서, 제어 장치(300)는, 삽입체(140)가 검지 구멍(150a)의 내벽면에 접촉할 때의 로봇(100)에 대한 삽입체(140)의 위치를 검출한다. 즉, 제어 장치(300)는, 회전 관절(JB2)의 회전을 정지했을 때의 상기 위치를 검출한다. 구체적으로는, 위치 연산부(316)는, 암(120B)의 회전 센서(E5 ~ E8)의 검출 값으로부터 엔드 이펙터(110B)의 인터페이스면의 위치 및 자세를 검출한다. 위치 연산부(316)는, 인터페이스면의 위치 및 자세의 정보와, 기억부(317)에 기억된 삽입체(140)의 정보에 기초하여, 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 삽입체(140)의 축심(140C)의 로봇(100)에 대한 위치를 검출한다. 스텝(S105 및 S106)에서는 회전 관절(JB1 또는 JB2)만이 회전하기 때문에, 상기 검출을 위한 연산이 간이하다. 도 9는 실시예에 따른 삽입체(140)의 검지 구멍(150a)과의 3개의 접촉 상태의 일례를 도시하는 평면도이다.

다음으로, 스텝(S108)에서, 제어 장치(300)는 검출된 삽입체(140)의 위치의 수량이 3개인지 아닌지를 판정하고, 3개인 경우(스텝(S108)에서 Yes)에 스텝(S109)으로 진행한다. 3개 미만인 경우(스텝(S108)에서 No)에 스텝(S105 ~ S107)을 반복한다.

스텝(S109)에서, 제어 장치(300)는, 로봇(100)에 대한 삽입체(140)의 3개의 위치의 정보와, 기억부(317)에 기억된 검지 구멍(150a)의 정보를 이용하여, 로봇(100)에 대한 검지 구멍(150a)의 수평 방향의 위치를 검출한다. 구체적으로는, 도 9에 도시된 바와 같이, 검지 구멍(150a)의 축심(150Ca)의 수평 방향의 위치가, 삽입체(140)의 축심(140C)의 3개의 위치를 통과하는 원통의 축심의 수평 방향의 위치로서 검출된다.

다음으로, 스텝(S110)에서, 제어 장치(300)는, 모든 검지 구멍(150a)에 대하여, 로봇(100)에 대한 수평 방향의 위치의 검출이 완료되었는지 여부를 판정하고, 완료된 경우(스텝(S110)에서 Yes)에 스텝(S111)으로 진행하고, 미완료인 경우(스텝(S110)에서 No)에 스텝(S104)으로 되돌아가서, 검출 미완료의 검지 구멍(150a)에 대하여 스텝(S104) 이후의 처리를 반복한다. 본 예에서, 모든 검지 구멍(150a)에 대해 동일한 암(120B) 및 삽입체(140)가 사용된다. 이에 따라서, 암(120A 및 120B) 각각의 특성 및 성능 등에 기인하는 각각의 검출 결과의 오차가 저감된다.

스텝(S111)에서, 제어 장치(300)는, 로봇(100)에 대한 2개의 검지 구멍(150a)의 수평 방향의 위치의 정보를 이용하여, 2개의 검지 구멍(150a)에 대한 로봇(100)의 수평 방향의 위치 및 자세를 검출한다. 제어 장치(300)는, 당해 검출 결과에 기초하여, 벨트 컨베이어(604A) 및/또는 작업 장소(WPA)에 대한 로봇(100)의 수평 방향의 위치 및 자세를 검출하여도 좋다. 제어 장치(300)는 검출 결과를 기억부(317)에 기억시킨다.

스텝(S101 ~ S111)의 처리에 의해, 제어 장치(300)는, 작업 장소(WPA) 및/또는 작업 장소(WPA)의 구성 요소에 대한 로봇(100)의 수평 방향의 위치 및 자세를 검출할 수 있다. 구성 요소 각각에 2개 이상의 지그(150)가 배치되어 있으면, 제어 장치(300)는 각 구성 요소에 대한 로봇(100)의 수평 방향의 위치 및 자세를 검출할 수 있다. 스텝(S101 ~ S111)의 처리는 암(120A)을 사용하여 수행되어도 좋다. 스텝(S101 ~ S111)의 처리에서, 일방의 검지 구멍(150a)에 대한 처리가, 암(120A)을 사용하여 수행되고, 타방의 검지 구멍(150a)에 대한 처리가, 암(120B)을 사용하여 수행되어도 좋다. 1개의 검지 구멍(150a)에 대해, 4개 이상의 개소에서 검지 구멍(150a)과 접촉하는 삽입체(140)의 위치를 이용하여, 검지 구멍(150a)의 수평 방향의 위치를 검출하여도 좋다. 3개 이상의 검지 구멍(150a)에 대하여, 스텝(S104 ~ S110)의 처리를 수행하여도 좋고, 3개 이상의 검지 구멍(150a)의 수평 방향의 위치를 이용하여, 로봇(100)의 위치 및 자세가 검출되어 좋다.

또한, 제2 검출 모드에서는, 제어 장치(300)는 제1 검출 모드와 마찬가지의 처리를 수행하지만, 스텝(S104)에서, 유저(P)에 의해 입력된 조작에 대응하여 조작 입력 장치(200)에 의해 출력되는 조작 정보에 따라, 로봇(100)을 수동 조종으로 동작시키고, 스텝(S102 및 S103)의 처리를 생략하도록 구성되어도 좋다. 제2 검출 모드에서 제어 장치(300)가 실행하는 프로그램은 작업 장소에 대응하는 프로그램이 아니어도 좋다.

도 10은 실시예에 따른 로봇 시스템(1)의 동작의 다른 예를 도시하는 플로우 차트이다. 도 10은 로봇(100)의 연직 방향의 위치를 검출하는 경우를 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 스텝(S201)에서, 유저(P)는 조작 입력 장치(200)로, 제1 검출 모드에서 로봇(100)의 연직 방향의 위치를 검출하는 명령과, 로봇(100)이 배치되어 있는 작업 장소(WPA)의 정보를 입력하고, 제어 장치(300)는 당해 지령 및 정보를 접수한다.

스텝(S202 및 S203)의 처리는 스텝(S102 및 S103)과 마찬가지이다. 여기서, 로봇(100)의 연직 방향의 위치의 검출에 사용되는 검지 구멍(150a)의 수량은, 적어도 1개라도 좋으며, 본 예에서는 1개이다.

다음으로, 스텝(S204)에서, 제어 장치(300)는, 검지 구멍(150a)의 추정 위치에 기초하여, 로봇(100)의 암(120B)을 동작시킴으로써, 당해 검지 구멍(150a)의 상단 개구의 주위의 지그(150)의 상면 (150b)의 상방으로 삽입체(140)를 이동시킨다. 나아가, 제어 장치(300)는, 직동 관절(JB3)을 동작시킴으로써, 상방으로부터 상면(150b) 상으로 삽입체(140)를 하강시킨다. 본 예에서는, 제어 장치(300)는 암(120B)의 삽입체(140)를 이동시킨다. 제어 장치(300)는 삽입체(140)와 지그(150)의 상면(150b)의 접촉을 검지하면, 직동 관절(JB3)의 하강을 정지시킨다.

여기서, 제어 장치(300)는, 직동 관절(JB3)의 하강 동작 시, 구동 장치(DB3)의 서보 모터(M7)의 게인을 비교적 낮게 한다. 예를 들어, 서보 모터(M7)의 게인은, 도 7의 스텝(S105)에서의 회전 관절(JB1)의 서보 모터(M5)와 동일한 정도의 게인이라도 좋다. 예를 들어, 서보 모터(M7)의 게인은, 하강하는 링크(123B) 또는 엔드 이펙터(110B)가 다른 물체와 접촉하면 서보 모터(M7)가 회전 정지하는 정도의 게인이라도 좋다.

다음으로, 스텝(S205)에서, 제어 장치(300)는, 삽입체(140)가 지그(150)의 상면(150b)과 접촉하였을 때의 로봇(100)에 대한 삽입체(140)의 위치를 검출한다. 제어 장치(300)는 직동 관절(JB3)의 하강을 정지하였을 때의 상기 위치를 검출한다.

다음으로, 스텝(S206)에서, 제어 장치(300)는, 검출된 삽입체(140)의 위치의 수량이 3개인지 아닌지를 판정하고, 3개인 경우(스텝(S206)에서 Yes)에 스텝(S207)으로 진행하고, 3 개 미만인 경우(스텝(S206)에서 No)에 스텝(S204 및 S205)을 반복한다.

스텝(S207)에서, 제어 장치(300)는, 로봇(100)에 대한 삽입체(140)의 3개의 위치로부터, 로봇(100)에 대한 지그(150)의 상면(150b)의 연직 방향의 위치를 검출한다. 예를 들어, 제어 장치(300)는 상기의 삽입체(140)의 3개의 위치를 평균화함으로써, 상면(150b)의 연직 방향의 위치를 검출하여도 좋다. 상면(150b)의 연직 방향의 위치는 검지 구멍(150a)의 상단 개구의 연직 방향의 위치에 대응한다.

다음으로, 스텝(S208)에서, 제어 장치(300)는, 로봇(100)에 대한 검지 구멍(150a)의 상단 개구의 연직 방향의 위치의 정보와, 기억부(317)에 기억된 지그(150) 및 벨트 컨베이어(604A)의 정보를 이용하여, 벨트 컨베이어(604A)에 대한 로봇(100)의 연직 방향의 위치를 검출한다. 나아가, 제어 장치(300)는, 작업 장소(WPA)에 대한 로봇(100)의 연직 방향의 위치를 검출하여도 좋다. 제어 장치(300)는 검출 결과를 기억부(317)에 기억시킨다.

스텝(S201 ~ S208)의 처리에 의해, 제어 장치(300)는, 작업 장소(WPA) 및/또는 작업 장소(WPA)의 구성 요소에 대한 로봇(100)의 연직 방향의 위치를 검출할 수 있다. 구성 요소 각각에 지그(150)가 배치되면, 제어 장치(300)는 각 구성 요소에 대한 로봇(100)의 연직 방향의 위치를 검출할 수 있다. 스텝(S201 ~ S208)의 처리는, 암(120A)을 사용하여 수행되어도 좋다. 1개의 검지 구멍(150a)에 대하여, 1개의 개소, 2개의 개소 또는 4개 이상의 개소에서 검지 구멍(150a) 주위와 접촉하는 삽입체(140)의 위치를 이용하여, 당해 검지 구멍(150a)의 상단 개구의 연직 방향의 위치가 검출되어도 좋다. 2개 이상의 검지 구멍(150a)에 대하여, 스텝(S204 ~ 207)의 처리가 수행되어도 좋고, 2개 이상의 검지 구멍(150a)의 연직 방향의 위치를 이용하여, 로봇(100)의 연직 방향의 위치가 검출되어도 좋다.

또한, 제2 검출 모드에서, 제어 장치(300)는 제1 검출 모드와 마찬가지의 처리를 수행하지만, 스텝(S204)에서, 유저(P)에 의해 입력된 조작에 대응하여 조작 입력 장치(200)에 의해 출력되는 조작 정보에 따라, 로봇(100)을 수동 조종으로 동작시키고, 스텝(S202 및 S203)의 처리를 생략하도록 구성되어도 좋다.

(그 밖의 실시예)

이상, 본 개시의 실시예를 설명하였지만, 본 개시는 상기 실시예에 한정되지 않는다. 즉, 본 개시의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능하다. 예를 들어, 각종 변형을 실시예에 실시한 것, 및 다른 실시예에서 구성 요소를 조합하여 구성되는 형태도, 본 개시의 범위 내에 포함된다.

예를 들어, 실시예에서, 제어 장치(300)는, 제1 및 제2 검출 모드에서, 로봇(100)과의 위치의 비교 대상 각각에 대응하는 제어 중 실행 중인 제어의 종류, 즉 현재의 비교 대상을 나타내는 동작을 로봇(100)에 시키도록 구성되어도 좋다. 예를 들어, 상기 비교 대상의 예는, 작업 장소(WPA 및 WPB), 및 작업 장소(WPA 및 WPB) 각각에 배치되는 벨트 컨베이어 및 재치대 등의 구성 요소이다.

제어 장치(300)는 로봇(100)이 삽입체(140)를 삽입하는 검지 구멍(150a)의 순서에 의해, 비교 대상의 종류를 나타내도 좋다. 또는 로봇(100)의 위치를 검출하기 위해 사용되지 않는 적어도 1개의 부가적인 검지 구멍(150a)이 배치되이도 좋다. 예를 들어, 부가적인 검지 구멍(150a)에 삽입체(140)를 삽입하는 동작의 유무, 삽입체(140)가 삽입되는 부가적인 검지 구멍(150a)의 수량, 모든 검지 구멍(150a)에서의 부가적인 검지 구멍(150a)에의 삽입체(140)의 삽입이 수행되는 순서 등이 비교 대상과 대응 지어지고, 비교 대상에 대한 검출 모드의 프로그램이 설정되어 있어도 좋다. 이에 따라서, 유저(P)는 로봇(100)의 동작을 봄으로써, 실행 중인 프로그램 및/또는 당해 프로그램에 대응하는 비교 대상을 인식할 수 있고, 적절한 프로그램이 실행되고 있는지를 판단할 수 있다. 따라서, 로봇(100)의 위치의 오검출이 억제된다.

실시예에 따른 로봇 시스템(1)은, 로봇(100)을 이동시켰을 때의 로봇(100)의 위치를 검출하기 위해 사용되지만, 이에 한정되지 않는다. 로봇 시스템(1)은, 로봇(100)이 소정 위치에 배치된 어떠한 케이스에 사용되어도 좋다. 로봇 시스템(1)은 대상물과 로봇(100)의 상대적인 위치의 검출이 요구되는 어떠한 케이스에 사용되어도 좋다.

실시예에서는, 암(120A 및 120B)의 접촉부로서, 엔드 이펙터(110A 및 110B)로부터 하방으로 돌출하는 돌출부인 삽입체(140)가 예시되고, 피검출부로서, 작업 장소에 배치된 지그(150)의 오목부인 검지 구멍(150a)이 예시되지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 접촉부는 엔드 이펙터(110A 및 110B) 또는 암(120A 및 120B)의 링크(124A 및 124B)와, 별도의 부재가 아니라 일체화되어 있어도 좋다. 피검출부는 작업 장소의 벨트 컨베이어 등의 구성 요소와, 별도의 부재가 아니라 일체화되어 있어도 좋다.

예를 들어, 접촉부가 오목부이고, 피검출부가 돌출부라도 좋다. 이 경우, 암(120A 및/또는 120B)이 구멍 등의 오목부를 구비하는 부재를 구비하고, 작업 장소에는 축 등의 돌출부를 구비하는 지그(150) 등의 부재가 배치되어도 좋다. 예를 들어, 로봇(100)의 수평 방향의 위치를 검출하는 경우, 제어 장치(300)는 하방을 향한 오목부에 상방을 향한 돌출부를 삽입하여 오목부의 내벽면의 적어도 3개소를 돌출부와 접촉시키도록, 암(120A 또는 120B)으로 오목부를 측방으로 이동시켜도 좋다. 로봇(100)의 욘직 방향의 위치를 검출하는 경우, 제어 장치(300)는, 오목부의 주위의 표면의 적어도 1개소를 돌출부와 접촉시키도록, 암(120A 또는 120B)으로 오목부를 하방으로 이동시켜도 좋다.

또는, 접촉부가 돌출부이고, 피검출부가 돌출부라도 좋다. 암(120A 및/또는 120B)이, 삽입체(140) 등의 돌출부를 구비하는 부재를 구비하고, 작업 장소에, 축 등의 돌출부를 구비하는 지그(150) 등의 부재가 배치되어도 좋다. 로봇(100)의 수평 방향의 위치를 검출하는 경우, 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 제어 장치(300)는, 하방을 향한 원기둥 형상의 접촉부(140A)를, 지그(150A)의 상방을 향한 원기둥 형상의 피검출부(150Aa)의 외주면 상의 적어도 3개소와 접촉시키도록, 암(120A 또는 120B)으로 접촉부(140A)를 측방으로 이동시켜도 좋다. 로봇(100)의 연직 방향의 위치를 검출하는 경우, 제어 장치(300)는, 접촉부(140A)를 피검출부(150Aa)의 주위의 지그(150A)의 상면(150Ab)의 적어도 1개소에 접촉시키도록, 암(120A 또는 120B)으로 접촉부(140A)를 하방으로 이동시켜도 좋다. 도 11은, 실시예의 변형예에 따른 접촉부(140A)와 피검출부(150Aa)의 접촉 상태의 일례를 도시하는 평면도이다.

실시예에서는, 본 개시의 기술이 적용 가능한 기계 장치로서, 산업용 로봇(100)이 예시되지만, 본 개시의 기술은, 산업용 로봇 이외의 기계 장치에 적용되어도 좋다. 예를 들어, 당해 기계 장치는, 서비스 로봇 및 휴머노이드 등이라도 좋다. 서비스 로봇은, 간호, 의료, 청소, 경비, 안내, 구조, 조리, 상품 제공 등의 다양한 서비스업에서 사용되는 로봇이다.

또한, 본 개시의 기술은 위치 검출 방법이라도 좋다. 예를 들어, 본 개시의 일 실시예에 따른 위치 검출 방법은, 암을 구비하는 로봇의 대상물에 대한 위치를 검출하는 위치 검출 방법으로서, (a) 상기 암에, 상기 대상물에 배치된 적어도 2개 피검출부 중 제1 피검출부에 대하여, 수평 방향으로의 측방에, 상기 암에 배치된 접촉부를 위치시키는 것과, (b) 상기 암에, 상기 접촉부를 상기 측방으로 이동시켜서, 상기 제1 피검출부의 표면의 적어도 3개소에 상기 접촉부를 접촉시키는 것과, (c) 상기 적어도 3개소 각각에서의 접촉 시의 상기 접촉부의 상기 로봇에 대한 위치를 검출하는 것과, (d) 검출된 상기 접촉부의 적어도 3개의 위치를 이용하여, 상기 로봇에 대한 상기 제1 피검출부의 위치를 검출하는 것과, (e) 상기 적어도 2 개의 피검출부의 상기 제1 피검출부 이외의 상기 피검출부에 대해서도, 처리 (a) ~ (d)와 마찬가지의 처리를 수행하는 것과, (f) 상기 로봇에 대한 상기 적어도 2 개의 피검출부의 위치와 상기 대상물에 대한 상기 적어도 2개의 피검출부의 위치를 이용하여, 상기 대상물에 대한 상기 로봇의 위치를 검출하는 것을 포함한다. 상기 위치 검출 방법은, CPU, LSI 등의 회로, IC 카드 또는 단일의 모듈 등에 의해 실현되어도 좋다.

또한, 본 개시의 기술은, 상기 위치 검출 방법을 실행하기 위한 프로그램이라도 좋고, 상기 프로그램이 기록된 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체이라도 좋다. 또한, 상기 프로그램은 인터넷 등의 전송 매체를 통해 유통시킬 수 있는 것은 말할 것도 없다.

1: 로봇 시스템
100: 로봇
110A, 110B: 엔드 이펙터
120A, 120B: 암
140: 삽입체(접촉부)
140A: 접촉부
150a: 검지 구멍(피검출부)
150Aa: 피검출부
300: 제어 장치

Claims (13)

1. 암을 구비하는 로봇의 대상물에 대한 위치를 검출하는 위치 검출 방법으로서,
   (a) 상기 암에, 상기 대상물에 배치된 적어도 2개의 피검출부 중 제1 피검출부에 대하여, 수평 방향으로의 측방에, 상기 암에 배치된 접촉부를 위치시키는 것과,
   (b) 상기 암에, 상기 접촉부를 상기 측방으로 이동시키고, 상기 제1 피검출부의 표면의 적어도 3개소에 상기 접촉부를 접촉시키는 것과,
   (c) 상기 적어도 3개소 각각에서의 접촉 시의 상기 접촉부의 상기 로봇에 대한 위치를 검출하는 것과,
   (d) 검출된 상기 접촉부의 적어도 3개의 위치를 이용하여, 상기 로봇에 대한 상기 제1 피검출부의 위치를 검출하는 것과,
   (e) 상기 적어도 2개의 피검출부 중 상기 제1 피검출부 이외의 상기 피검출부에 대해서도, 처리 (a) ~ (d)와 동일한 처리를 수행하는 것과,
   (f) 상기 로봇에 대한 상기 적어도 2개의 피검출부의 위치와, 상기 대상물에 대한 상기 적어도 2개의 피검출부의 위치를 이용하여, 상기 대상물에 대한 상기 로봇의 위치를 검출하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 2개의 피검출부는, 오목부와 상기 오목부에 삽입 가능한 돌출부 중 일방이고,
   상기 접촉부는 상기 오목부와 상기 돌출부 중 타방이며,
   처리 (a)에서는, 상기 오목부에 상기 돌출부를 삽입하도록 상기 접촉부를 이동시킴으로써, 상기 제1 피검출부의 상기 측방에 상기 접촉부를 위치시키는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   처리 (f)에서는, 상기 대상물에 대한 상기 로봇의 위치 및 방향을 검출하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 암은 적어도 2개의 관절을 포함하고,
   처리 (b)에서는, 상기 적어도 3개소 각각에서, 상기 적어도 2개의 관절 중 제1 관절을 동작시킴으로써 상기 제1 피검출부의 표면에 상기 접촉부를 접촉시키는 제1 동작 후에, 상기 적어도 2개의 관절 중 제2 관절을 동작시킴으로써 상기 제1 피검출부의 표면에 상기 접촉부를 접촉시키는 제2 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 관절 및 상기 제2 관절은 상기 측방으로 상기 접촉부를 이동시키는 상기 암의 동작을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   상기 제1 동작에서는, 상기 제2 관절을 구동하는 제2 서보 모터의 게인을 상기 제1 관절을 구동하는 제1 서보 모터의 게인보다 낮게 하고,
   상기 제2 동작에서는, 제1 서보 모터의 게인을 제2 서보 모터의 게인보다 낮게 하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   (g) 상기 암에, 각각의 대상물에 대응하는 제어 중 실행 중인 제어의 종류를 나타내는 동작을 시키는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   (a1) 상기 암에, 상기 제1 피검출부의 주위의 표면인 주위면의 상방에 상기 접촉부를 위치시키는 것과,
   (b1) 상기 암에, 상기 접촉부를 하강시키고, 상기 주위면에 적어도 1개소에서 상기 접촉부를 접촉시키는 것과,
   (c1) 상기 적어도 1개소 각각에서의 접촉 시의 상기 접촉부의 상기 로봇에 대한 높이 방향의 위치인 높이 위치를 검출하는 것과,
   (d1) 검출된 상기 접촉부의 적어도 1개의 높이 위치를 이용하여, 상기 로봇에 대한 상기 제1 피검출부의 높이 위치를 검출하는 것과,
   (e1) 상기 로봇에 대한 상기 제1 피검출부의 높이 위치를 이용하여, 상기 대상물에 대한 상기 로봇의 높이 위치를 검출하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 위치 검출 방법을 실행하는 제어 장치로서,
   처리 (a)를, 상기 로봇에 대한 수동 조작이 입력된 상기 로봇의 조작 장치로부터 출력되는 조작 정보에 따라서, 실행하고,
   처리 (b) ~ 처리 (f)를 프로그램에 따라 자동으로 실행하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 위치 검출 방법을 실행하는 제어 장치로서,
    처리 (a) ~ 처리 (f)를 프로그램에 따라 자동으로 실행하는 것을 특징으로 하는 제어 장치.
11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 위치 검출 방법을 실행하고 또한 상기 로봇의 동작을 제어하는 제어 장치와,
    상기 로봇을 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    처리 (a)를, 상기 로봇에 대한 수동 조작이 입력된 상기 로봇의 조작 장치로부터 출력되는 조작 정보에 따라서, 실행하고,
    처리 (b) ~ 처리 (f)를 프로그램에 따라 자동으로 실행하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
13. 제11항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 처리 (a) ∼ 처리 (f)를 프로그램에 따라 자동으로 실행하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.

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