WO2022131175A1 - 複数の移動機械を移動させて所定の作業を行う制御装置、機械システム、方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

エンドエフェクタを複数の移動機械で移動させる場合において、動作状態データを取得する移動機械を動的に切り替えて適応制御を実行可能とする技術が求められている。　制御装置２０は、複数の移動機械１６，１８を動作させることでエンドエフェクタ１４を移動させる移動機械動作部５８と、移動機械１６，１８の動作状態を表す動作状態データを取得する動作状態データ取得部６０と、動作状態データ取得部６０が取得した動作状態データに応じて、エンドエフェクタ１４の出力値を調整する適応制御実行部６２と、所定の指令に応じて、動作状態データ取得部６０が動作状態データを取得する移動機械１６，１８を、第１の移動機械１６から第２の移動機械１８に切り換える入力切換部６４とを備える。

Description

複数の移動機械を移動させて所定の作業を行う制御装置、機械システム、方法、及びコンピュータプログラム

　本開示は、複数の移動機械を移動させて所定の作業を行う制御装置、機械システム、方法、及びコンピュータプログラムに関する。

　移動機械（例えば、垂直多関節型ロボット）の動作状態データに応じてエンドエフェクタの出力値を調整する適応制御を実行可能なシステムが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１４－１９８３７３号公報

　従来、エンドエフェクタを複数の移動機械で移動させる場合において、動作状態データを取得する移動機械を動的に切り替えて適応制御を実行可能とする技術が求められている。

　本開示の一態様において、複数の移動機械によってエンドエフェクタを移動させて該エンドエフェクタによってワークに対して所定の作業を行う制御装置は、複数の移動機械を動作させることでエンドエフェクタを移動させる移動機械動作部と、移動機械動作部による移動機械の動作状態を表す動作状態データを取得する動作状態データ取得部と、動作状態データ取得部が取得した動作状態データに応じて、作業のためのエンドエフェクタの出力値を調整する適応制御実行部と、所定の指令に応じて、動作状態データ取得部が動作状態データを取得する移動機械を、第１の移動機械から第２の移動機械に切り換える入力切換部とを備える。

　本開示の他の態様において、複数の移動機械によってエンドエフェクタを移動させて該エンドエフェクタによってワークに対して所定の作業を行う方法は、プロセッサが、複数の移動機械を動作させることでエンドエフェクタを移動させ、移動機械の動作状態を表す動作状態データを取得し、取得した動作状態データに応じて、作業のためのエンドエフェクタの出力値を調整し、所定の指令に応じて、動作状態データを取得する移動機械を、第１の移動機械から第２の移動機械に切り換える。

　本開示によれば、プロセッサが、動作状態データの取得対象とする移動機械を、所定の指令に応じて、複数の移動機械の間で動的に切り換えることが可能となる。

一実施形態に係る機械システムの模式図である。 図１に示す機械システムのブロック図である。 図１に示すエンドエフェクタの拡大図である。 他の実施形態に係る機械システムの模式図である。 図４に示す機械システムのブロック図である。 さらに他の実施形態に係る機械システムの模式図である。 図６に示す機械システムのブロック図である。

　以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。まず、図１及び図２を参照して、一実施形態に係る機械システム１０について説明する。機械システム１０は、作業機械１２、エンドエフェクタ１４、複数の移動機械１６及び１８、並びに、制御装置２０を備える。

　作業機械１２は、作業に用いる要素ＥＭをエンドエフェクタ１４に供給する。一例として、作業機械１２は、レーザ加工作業に用いる要素ＥＭとしてレーザ光ＥＭ１を生成するレーザ発振器である。この場合、作業機械１２は、固体レーザ発振器（例えば、ＹＡＧレーザ発振器、又はファイバレーザ発振器）、又はガスレーザ発振器（例えば、炭酸ガスレーザ発振器）等であって、制御装置２０からの指令に応じて光共振によって内部でレーザ光ＥＭ１を生成し、エンドエフェクタ１４に供給する。

　他の例として、作業機械１２は、溶接作業又はろう付け作業に用いる要素ＥＭとしてワイヤ材ＥＭ２（溶接ワイヤ又はろう材）をエンドエフェクタ１４に供給する送給するワイヤ送給装置である。この場合、作業機械１２は、ワイヤ材が巻回されたドラムと、制御装置２０からの指令に応じて該ドラムを回転させることでワイヤ材ＥＭ２を送給する電動機とを有する。

　さらに他の例として、作業機械１２は、塗工作業に用いる要素ＥＭとして塗料ＥＭ３をエンドエフェクタ１４に供給する塗料供給装置である。この場合、作業機械１２は、塗料ＥＭ３を貯蔵するタンクと、制御装置２０からの指令に応じてタンクから塗料ＥＭ３を送給する電動ポンプとを有する。

　エンドエフェクタ１４は、作業機械１２から供給された要素ＥＭを出力軸Ａ２に沿って出力し、該要素ＥＭを用いてワーク（図示せず）に対して所定の作業を行う。一例として、作業機械１２がレーザ発振器である場合、エンドエフェクタ１４は、ワークに対してレーザ加工作業（レーザ溶接、レーザ切断等）を行うレーザ加工ヘッドである。

　この場合、エンドエフェクタ１４は、中空のヘッド本体と、ヘッド本体の先端部に設けられた中空のノズルと、ヘッド本体の内部に収容された光学レンズ（ともに図示せず）とを有し、制御装置２０からの指令に応じて、作業機械１２から供給されたレーザ光ＥＭ１を出力軸Ａ２に沿って出射し、該レーザ光ＥＭ１でワークをレーザ加工する。

　他の例として、作業機械１２がワイヤ送給装置である場合、エンドエフェクタ１４は、ワークに対して溶接作業を行う溶接装置（溶接トーチ、溶接ガン等）である。この場合、エンドエフェクタ１４は、ワークとの間で放電を発生させる電極を有し、制御装置２０からの指令に応じて電極に通電して、放電を発生させる。これとともに、エンドエフェクタ１４は、作業機械１２から供給されたワイヤ材ＥＭ２（溶接ワイヤ）を出力軸Ａ２に沿って送給し、該ワイヤ材ＥＭ２でワークを溶接する。

　代替的には、エンドエフェクタ１４は、作業機械１２から供給されたワイヤ材ＥＭ２（ろう材）を加熱する加熱装置（バーナー、レーザ加工ヘッド等）を有し、制御装置２０からの指令に応じてワイヤ材ＥＭ２を出力軸Ａ２に沿って送給し、該ワイヤ材ＥＭを加熱装置で加熱してワークにろう付けする。

　さらに他の例として、作業機械１２が塗料供給装置である場合、エンドエフェクタ１４は、ワークに対して塗工作業を行う塗料塗布器である。この場合、エンドエフェクタ１４は、作業機械１２から供給された塗料ＥＭ３を噴射する電動式の噴射装置を有し、制御装置２０からの指令に応じて該塗料ＥＭ３を出力軸Ａ２に沿って噴射し、ワークに塗布する。

　移動機械１６及び１８は、各々がエンドエフェクタ１４を移動させることができる。本実施形態においては、移動機械１６は、垂直多関節ロボットであって、ロボットベース２２、旋回胴２４、下腕部２６、上腕部２８、手首部３０を有する。ロボットベース２２は、作業セルの床の上に固定されている。旋回胴２４は、鉛直軸周りに旋回可能となるように、ロボットベース２２に設けられている。

　下腕部２６は、旋回胴２４に水平軸周りに回動可能に設けられている。上腕部２８は、互いに直交する２つの軸の周りに回動可能にとなるように、下腕部２６の先端部に設けられている。手首部３０は、上腕部２８の先端部に回動可能に設けられた手首ベース３０ａと、手首軸Ａ１周りに回動可能となるように該手首ベース３０ａに設けられた手首フランジ３０ｂとを有する。

　移動機械１６は、複数のサーボモータ３２（図２）、及び、複数のサーボモータ３２にそれぞれ設けられた複数のセンサ３４をさらに有する。複数のサーボモータ３２は、ロボットベース２２、旋回胴２４、下腕部２６、上腕部２８、及び手首部３０にそれぞれ設けられている。

　これらサーボモータ３２は、制御装置２０からの指令に応じて、移動機械１６の各可動要素（旋回胴２４、下腕部２６、上腕部２８、手首部３０、手首フランジ３０ｂ）を駆動軸周りに回動させる。これにより、移動機械１６は、移動機械１８及びエンドエフェクタ１４を移動させる。各々のセンサ３４は、例えば、サーボモータ３２の回転シャフトの回転（回転位置又は回転角度）を検出する回転検出センサ（エンコーダ、ホール素子等）であって、検出した回転に係るデータを、フィードバックＦＢ１として、制御装置２０へ供給する。

　移動機械１８は、移動機械１６の手首フランジ３０ｂに設けられている。具体的には、図１及び図３に示すように、移動機械１８は、筐体３６、複数のサーボモータ３８、アダプタ４０、運動変換機構４２、及び複数のセンサ４４（図２）を有する。筐体３６は、手首フランジ３０ｂに着脱可能に取り付けられている。サーボモータ３８の各々は、筐体３６に固定されている。

　アダプタ４０には、エンドエフェクタ１４が着脱可能に取り付けられている。運動変換機構４２は、サーボモータ３８の各々の回転シャフトの回転動作を、アダプタ４０の、エンドエフェクタ１４の出力軸Ａ２と直交する方向への並進動作に変換する。こうして、サーボモータ３８は、制御装置２０からの指令に応じて各々の回転シャフトを回転させることで、運動変換機構４２を介して、アダプタ４０及びエンドエフェクタ１４を、出力軸Ａ２と直交する方向へ並進移動させる。

　センサ４４は、サーボモータ３８にそれぞれ設けられている。センサ４４は、例えば、サーボモータ３８の回転シャフトの回転（回転位置又は回転角度）を検出する回転検出センサ（エンコーダ、ホール素子等）であって、検出した回転に係るデータを、フィードバックＦＢ２として、制御装置２０へ供給する。

　図２に示すように、制御装置２０は、プロセッサ５０、メモリ５２、及びＩ／Ｏインターフェース５４を有するコンピュータである。プロセッサ５０は、メモリ５２及びＩ／Ｏインターフェース５４とバス５６を介して通信可能に接続され、これらコンポーネントと通信しつつ、後述する各種機能を実現するための演算処理を行う。

　メモリ５２は、ＲＡＭ又はＲＯＭ等を有し、プロセッサ５０で実行される演算処理で利用される各種データ、及び演算処理の途中で生成される各種データを、一時的又は恒久的に記憶する。Ｉ／Ｏインターフェース５４は、例えば、イーサネット（登録商標）ポート、ＵＳＢポート、光ファイバコネクタ、又はＨＤＭＩ（登録商標）端子を有し、プロセッサ５０からの指令の下、外部機器との間でデータを有線又は無線で通信する。上述の作業機械１２、エンドエフェクタ１４、移動機械１６（サーボモータ３２及びセンサ３４）、及び、移動機械１８（サーボモータ３８及びセンサ４４）は、Ｉ／Ｏインターフェース５４に通信可能に接続されている。

　図１に示すように、移動機械１６には、ロボット座標系Ｃ１が設定されている。ロボット座標系Ｃ１は、移動機械１６の各可動要素の動作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、ロボット座標系Ｃ１は、その原点がロボットベース２２の中心に配置され、そのｚ軸が鉛直方向と平行となるように、ロボットベース２２に対して固定されている。

　一方、エンドエフェクタ１４には、ツール座標系Ｃ２が設定されている。ツール座標系Ｃ２は、ロボット座標系Ｃ１におけるエンドエフェクタ１４の位置を規定する座標系である。本実施形態においては、ツール座標系Ｃ２は、その原点（いわゆる、ＴＣＰ）が、エンドエフェクタ１４の作業点（例えば、レーザ光ＥＭ１の出射口、ワイヤ材ＥＭ２の溶接位置、又は、塗料ＥＭ３の噴射口）に配置され、そのｚ軸が、手首軸Ａ１と直交する（又は、出力軸Ａ２と一致する）ように、エンドエフェクタ１４に対して設定されている。

　エンドエフェクタ１４を移動させるとき、制御装置２０は、ロボット座標系Ｃ１においてツール座標系Ｃ２を設定し、設定したツール座標系Ｃ２によって表される位置にエンドエフェクタ１４を配置するように、移動機械１６の各サーボモータ３２、又は移動機械１８の各サーボモータ３８への動作指令ＯＣ（位置指令、速度指令、トルク指令等）を生成する。こうして、制御装置２０は、移動機械１６及び１８を動作させて、エンドエフェクタ１４を、ロボット座標系Ｃ１における任意の位置に位置決めできる。なお、本稿において、「位置」とは、位置及び姿勢を意味する場合がある。

　次に、機械システム１０の動作フローについて説明する。プロセッサ５０は、メモリ５２に予め格納された作業プログラムＰＧに従って、ワークに対する作業（レーザ加工作業、溶接作業、ろう付け作業、塗工作業等）を実行する。作業プログラムＰＧは、後述する作業のための機能をプロセッサ５０に実行させるコンピュータプログラムである。作業プログラムＰＧの一例を模式的に示した表を以下に示す。

　表１に示す例では、作業プログラムＰＧに、ロボット座標系Ｃ１においてエンドエフェクタ１４（すなわち、ツール座標系の原点：ＴＣＰ）を位置決めすべき教示点Ｐｎ（ｎ＝１，２，３，４，５，６）と、エンドエフェクタ１４を該教示点Ｐｎまで移動させるときの速度Ｖｎが規定されている。つまり、作業プログラムＰＧの１行目の命令文「移動　教示点［Ｐ１］　速度［Ｖ１］」は、エンドエフェクタ１４（ＴＣＰ）を、教示点Ｐ１に速度Ｖ１で移動させる指令を意味する。

　また、作業プログラムＰＧの２行目の命令文「エンドエフェクタ［ＯＮ］」は、作業機械１２を動作させてエンドエフェクタ１４に要素ＥＭ（レーザ光ＥＭ１、ワイヤ材ＥＭ２、又は塗料ＥＭ３等）を供給し、該要素ＥＭを該エンドエフェクタ１４に出力値ＯＰで出力させるための指令である。

　一例として、エンドエフェクタ１４がレーザ加工ヘッドである場合、出力値ＯＰは、作業機械１２がエンドエフェクタ１４に供給するレーザ光ＥＭ１のレーザパワーであり得る。他の例として、エンドエフェクタ１４が溶接装置である場合、出力値ＯＰは、作業機械１２がエンドエフェクタ１４に供給するワイヤ材ＥＭ２の送給速度であり得る。さらに他の例として、エンドエフェクタ１４が塗料塗布器である場合、出力値ＯＰは、作業機械１２がエンドエフェクタ１４に供給する塗料ＥＭ３の流量（又は圧力）であり得る。

　プロセッサ５０は、作業プログラムＰＧを解析し、該作業プログラムＰＧに規定されている各命令文を順に読み出して実行することにより、ワークに対して作業を行う。ここで、本実施形態においては、プロセッサ５０は、複数の移動機械１６及び１８を、１つずつ順に動作させることで、エンドエフェクタ１４を教示点ＴＰｎへ移動させる。

　具体的には、作業プログラムＰＧにおいて、エンドエフェクタ１４を教示点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４へ移動させるとき、プロセッサ５０は、移動機械１８を停止した状態で移動機械１６を動作させ、該移動機械１６のみの動作によりエンドエフェクタ１４を移動させる。

　一方、エンドエフェクタ１４を教示点Ｐ５及びＰ６へ移動させるとき、プロセッサ５０は、移動機械１６を停止した状態で移動機械１８を動作させ、該移動機械１８のみの動作によりエンドエフェクタ１４を移動させる。このように、本実施形態においては、プロセッサ５０は、複数の移動機械１６及び１８を動作させることでエンドエフェクタ１４を移動させる移動機械動作部５８（図２）として機能する。

　以下、表１に示す作業プログラムＰＧを実行したときの機械システム１０の動作フローについて、具体的に説明する。作業プログラムＰＧの開始後、プロセッサ５０は、まず、１行目の命令文を読み出し、移動機械１６のサーボモータ３２への動作指令ＯＣ１（位置指令、速度指令、トルク指令等）を生成し、移動機械１６の動作によりエンドエフェクタ１４を教示点Ｐ１へ速度Ｖ１で移動させる。

　このとき、プロセッサ５０は、センサ３４からのフィードバックＦＢ１を取得し、該フィードバックＦＢ１に基づいて、ロボット座標系Ｃ１におけるエンドエフェクタ１４（ＴＣＰ）の位置を求め、該位置から、エンドエフェクタ１４（ＴＣＰ）が教示点Ｐ１に到達したか否かを判定する。

　エンドエフェクタ１４が教示点Ｐ１に到達したとき、プロセッサ５０は、２行目の命令文を読み出し、エンドエフェクタ１４の動作を「ＯＮ」にする。そして、プロセッサ５０は、作業機械１２に出力指令ＯＰ_Ｃを発信して該作業機械１２を動作させ、エンドエフェクタ１４に要素ＥＭを、出力指令ＯＰ_Ｃに対応する出力値ＯＰで出力させる。

　こうして、プロセッサ５０は、エンドエフェクタ１４を起動して、要素ＥＭを用いてワークに対する作業を実行する。次いで、プロセッサ５０は、３行目の命令文を読み出し、移動機械１６を動作指令ＯＣ１に従って動作させて、エンドエフェクタ１４を教示点Ｐ２へ速度Ｖ２で移動させる。

　エンドエフェクタ１４を教示点Ｐ２に移動させたとき、プロセッサ５０は、４行目の「適応制御開始［移動機械１６］」という命令文を読み出す。この命令文は、移動機械１６の動作状態データＯＤ１に応じてエンドエフェクタ１４の出力値ＯＰを調整する第１の適応制御ＡＣ１を実行するための適応制御開始指令ＡＤ１をプロセッサ５０に与える。ここで、動作状態データＯＤ１は、プロセッサ５０（移動機械動作部５８）が動作させる移動機械１６の動作状態を表すデータである。

　一例として、動作状態データＯＤ１は、移動機械１６の位置Ｐ_Ａ、速度Ｖ_Ａ、加速度α_Ａ、教示点Ｐｎまでの距離ｄ_Ａ、及び移動時間ｔ_Ａを含む。移動機械１６の位置Ｐ_Ａは、例えば、移動機械１６によって移動されるエンドエフェクタ１４（又は、移動機械１６の手首フランジ３０ｂ）の、ロボット座標系Ｃ１における位置（具体的には、座標）を含む。例えば、プロセッサ５０は、この位置Ｐ_Ａを、移動機械１６を動作させるための動作指令ＯＣ１（例えば、位置指令）から取得できる。代替的には、プロセッサ５０は、この位置Ｐ_Ａを、センサ３４からのフィードバックＦＢ１に基づいて求めることができる。

　移動機械１６の速度Ｖ_Ａは、例えば、移動機械１６によって移動されるエンドエフェクタ１４（ＴＣＰ）の速度を含む。プロセッサ５０は、この速度Ｖ_Ａを、動作指令ＯＣ１（例えば、速度指令）から取得できる。代替的には、プロセッサ５０は、この速度Ｖ_Ａを、センサ３４からのフィードバックＦＢ１に基づいて求めることができる。

　移動機械１６の加速度α_Ａは、例えば、移動機械１６によって移動されるエンドエフェクタ１４（ＴＣＰ）の加速度を含む。プロセッサ５０は、この加速度α_Ａを、動作指令ＯＣ１（例えば、速度指令の時間微分）から取得できる。代替的には、プロセッサ５０は、この加速度α_Ａを、センサ３４からのフィードバックＦＢ１に基づいて求めることができる。

　移動機械１６の教示点Ｐｎまでの距離ｄ_Ａは、例えば、移動機械１６によって移動されるエンドエフェクタ１４（ＴＣＰ）から、該エンドエフェクタ１４を次に位置決めすべき教示点Ｐｎまでの距離を含む。プロセッサ５０は、この距離ｄ_Ａを、動作指令ＯＣ１（例えば、位置指令）と教示点Ｐｎの位置データとから取得できる。代替的には、プロセッサ５０は、この距離ｄ_Ａを、センサ３４からのフィードバックＦＢ１に基づいて求めた位置Ｐ_Ａと教示点Ｐｎの位置データとから取得することができる。

　移動機械１６の移動時間ｔ_Ａは、例えば、教示点Ｐｎから教示点Ｐｎ＋１へ移動するときに、教示点Ｐｎを通過してから経過した時間を含む。プロセッサ５０は、この移動時間ｔ_Ａを、動作指令ＯＣ１（例えば、位置指令）と、制御装置２０に設けられた計時部（図示せず）によって計時される時間とから取得できる。代替的には、プロセッサ５０は、この移動時間ｔ_Ａを、センサ３４からのフィードバックＦＢ１に基づいて求めた位置Ｐ_Ａと、計時部によって計時される時間とから取得することができる。

　以上のように、プロセッサ５０は、移動機械１６を動作させるための動作指令ＯＣ１、又は、移動機械１６を動作させているときに該移動機械１６から制御装置２０に供給されるフィードバックＦＢ１に基づいて、移動機械１６の動作状態データＯＤ１（位置Ｐ_Ａ、速度Ｖ_Ａ、加速度α_Ａ、距離ｄ_Ａ、又は移動時間ｔ_Ａ）を取得する。したがって、プロセッサ５０は、動作状態データＯＤ１を取得する動作状態データ取得部６０（図２）として機能する。

　作業プログラムＰＧから適応制御開始指令ＡＤ１を受け付けると、プロセッサ５０は、適応制御のために動作状態データＯＤを取得する移動機械を、命令文：「適応制御開始［移動機械１６］」に規定されている移動機械１６に切り換えて、移動機械１６の動作状態データＯＤ１を取得する動作を開始する。

　そして、プロセッサ５０は、動作状態データＯＤ１に応じて出力値ＯＰを調整する第１の適応制御ＡＣ１を開始する。第１の適応制御ＡＣ１の開始後、プロセッサ５０は、予め作成された適応制御用プログラムを起動し、取得した動作状態データＯＤ１を該適応制御用プログラムに適用して、出力値ＯＰを随時計算する。

　プロセッサ５０は、移動機械１６によりエンドエフェクタ１４を教示点Ｐ３及びＰ４へ移動させる間（作業プログラムＰＧの５行目及び６行目の命令文）、第１の適応制御ＡＣ１を実行する。一例として、プロセッサ５０は、第１の適応制御ＡＣ１として、速度Ｖ_Ａが増大するにつれて出力値ＯＰを増大させるように、速度Ｖ_Ａに応じて出力値ＯＰを調整する。

　より具体的には、プロセッサ５０は、例えばエンドエフェクタ１４を教示点Ｐ３から教示点Ｐ４へ移動させるときに、エンドエフェクタ１４を速度Ｖ４まで加速するのに応じて、出力値ＯＰを出力指令ＯＰ_Ｃまで増大（又は、出力指令ＯＰ_Ｃから所定の割合で増大）させてもよい。

　他の例として、プロセッサ５０は、第１の適応制御ＡＣ１として、位置Ｐ_Ａが、教示点Ｐｎを通過した後に所定の距離だけ前進するまで、位置Ｐ_Ａに応じて出力値ＯＰを増大させる。具体的には、プロセッサ５０は、エンドエフェクタ１４が教示点Ｐ３を通過してから１０ｍｍ進んだ位置に達したときに出力値ＯＰが出力指令ＯＰ_Ｃに到達するように、該出力値ＯＰを、位置Ｐ_Ａに応じて増大させる。

　代替的には、プロセッサ５０は、位置Ｐ_Ａが、次の教示点Ｐｎから所定の距離だけ手前の位置から該教示点Ｐｎに達するまで、位置Ｐ_Ａに応じて出力値ＯＰを減少させてもよい。具体的には、プロセッサ５０は、エンドエフェクタ１４を教示点Ｐ３から教示点Ｐ４へ移動している間、教示点Ｐ４から１０ｍｍ手前の位置に到達した後、該教示点Ｐ４に到達するまでに、位置Ｐ_Ａに応じて出力値ＯＰを出力指令ＯＰ_Ｃから減少させてもよい。

　さらに他の例として、プロセッサ５０は、第１の適応制御ＡＣ１として、教示点Ｐｎを通過してからの移動時間ｔ_Ａが所定の時間に達するまで、該移動時間ｔ_Ａに応じて出力値ＯＰを増大させる。具体的には、プロセッサ５０は、教示点Ｐ３を通過してからの移動時間ｔ_Ａが５秒に達したとき（つまり、教示点Ｐ３を通過してから５秒が経過したとき）に出力値ＯＰが出力指令ＯＰ_Ｃに到達するように、移動時間ｔ_Ａに応じて出力値ＯＰを増大させる。

　さらに他の例として、プロセッサ５０は、第１の適応制御ＡＣ１として、加速度α_Ａが増大する（又は、減少する）につれて、出力値ＯＰを出力指令ＯＰ_Ｃへ増大（又は、出力指令ＯＰ_Ｃから減少）させてもよい。このように、本実施形態においては、プロセッサ５０は、第１の適応制御ＡＣ１において、動作状態データＯＤ１（位置Ｐ_Ａ、速度Ｖ_Ａ、加速度α_Ａ、距離ｄ_Ａ、又は移動時間ｔ_Ａ）に応じて、出力値ＯＰを、出力指令ＯＰ_Ｃを基準として調整する。したがって、プロセッサ５０は、動作状態データＯＤ１に応じて出力値ＯＰを調整する適応制御実行部６２（図２）として機能する。

　エンドエフェクタ１４を教示点Ｐ４に移動させたとき、プロセッサ５０は、７行目の「適応制御開始［移動機械１８］」という命令文を読み出す。この命令文は、移動機械１８の動作状態データＯＤ２に応じて出力値ＯＰを調整する第２の適応制御ＡＣ２を実行するための適応制御開始指令ＡＤ２をプロセッサ５０に与える。

　ここで、動作状態データＯＤ２は、プロセッサ５０による移動機械１８の動作状態を表すデータであって、上述の動作状態データＯＤ１と同様に、移動機械１８（具体的には、移動機械１８によって移動されるエンドエフェクタ１４又はＴＣＰ）の位置Ｐ_Ｂ、速度Ｖ_Ｂ、加速度α_Ｂ、教示点Ｐｎまでの距離ｄ_Ｂ、及び移動時間ｔ_Ｂを含む。

　プロセッサ５０は、動作状態データ取得部６０として機能して、これら位置Ｐ_Ｂ、速度Ｖ_Ｂ、加速度α_Ｂ、距離ｄ_Ｂ、及び移動時間ｔ_Ｂを、移動機械１８（サーボモータ３８）を動作させるための動作指令ＯＣ２、又は、センサ４４からのフィードバックＦＢ２に基づいて取得できる。

　具体的には、プロセッサ５０は、位置Ｐ_Ｂを、移動機械１８を動作させるための動作指令ＯＣ２（位置指令）から取得するか、又は、センサ３４からのフィードバックＦＢ１とセンサ４４からのフィードバックＦＢ２とに基づいて求めることができる。また、プロセッサ５０は、速度Ｖ_Ｂ、加速度α_Ｂ、距離ｄ_Ｂ、及び移動時間ｔ_Ｂを、上述の速度Ｖ_Ａ、加速度α_Ａ、距離ｄ_Ａ、及び移動時間ｔ_Ａと同様の方法により、動作指令ＯＣ２、又はフィードバックＦＢ１及びＦＢ２に基づいて、取得することができる。

　作業プログラムＰＧから適応制御開始指令ＡＤ２を受け付けると、プロセッサ５０は、適応制御のために動作状態データＯＤを取得する移動機械を、移動機械１６から、命令文：「適応制御開始［移動機械１８］」に規定されている移動機械１８に切り換えて、移動機械１８の動作状態データＯＤ２を取得する動作を開始する。このように、本実施形態においては、プロセッサ５０は、所定の指令（適応制御開始指令ＡＤ２）に応じて、動作状態データＯＤを取得する移動機械を、移動機械１６から移動機械１８に切り換える入力切換部６４として機能する。

　そして、プロセッサ５０は、移動機械１８の動作によりエンドエフェクタ１４を教示点Ｐ５及びＰ６へ移動させる間（作業プログラムＰＧの８行目及び９行目の命令文）、上述の第１の適応制御ＡＣ１と同様に、動作状態データＯＤ２（位置Ｐ_Ｂ、速度Ｖ_Ｂ、加速度α_Ｂ、距離ｄ_Ｂ、及び移動時間ｔ_Ｂ）に応じて出力値ＯＰを調整する第２の適応制御ＡＣ２を実行する。そして、プロセッサ５０は、作業プログラムＰＧの１０行目の「ＥＮＤ」の命令文で示される作業終了指令を受け付けたときに、作業機械１２、エンドエフェクタ１４、移動機械１８の動作を停止し、以って作業を終了する。

　以上のように、本実施形態においては、プロセッサ５０は、入力切換部６４として機能し、適応制御指令ＡＤに応じて、動作状態データＯＤの取得対象とする移動機械を、複数の移動機械１６及び１８の間で動的に切り換えることができる。この構成によれば、複数の移動機械１６及び１８に対し共通の作業プログラムＰＧを用いることができ、該作業プログラムＰＧの実行中に第１の適応制御ＡＣ１と第２の適応制御ＡＣ２とを動的に切り換えることができる。これにより、作業プログラムＰＧを簡単化することができる。

　また、本実施形態においては、プロセッサ５０は、作業プログラムＰＧから適応制御開始指令ＡＤ１及びＡＤ２を受け付けている。この構成によれば、プロセッサ５０は、動作状態データＯＤの取得対象とする移動機械を、作業プログラムＰＧからの指令ＡＤに従って、移動機械１６及び１８の間で自動的に切り換えることができ、以って、第１の適応制御ＡＣ１と第２の適応制御ＡＣ２とを自動で切り換えることができる。

　また、本実施形態の一例において、プロセッサ５０は、移動機械１６、１８を動作させるための動作指令ＯＣに基づいて動作状態データＯＤを取得している。この場合、プロセッサ５０は、移動機械１６、１８を動作させる前に動作指令ＯＣを取得できるので、動作指令ＯＣを用いた適応制御ＡＣを迅速に実行できる。

　なお、適応制御ＡＣを実行するときに動作指令ＯＣから取得した動作状態データＯＤを用いる場合、プロセッサ５０は、動作指令ＯＣを移動機械１６、１８に発信してから所定の時間ｔ_Ｄだけ経過したときに、該動作指令ＯＣから動作状態データＯＤを取得し、該動作状態データＯＤに応じて適応制御ＡＣを実行してもよい。この所定の時間ｔ_Ｄは、動作指令ＯＣを発信してから移動機械１６、１８が実際にエンドエフェクタ１４の移動を開始するまでの遅れ時間を加味して、定められ得る。

　また、本実施形態の他の例において、プロセッサ５０は、移動機械１６、１８を動作させているときに該移動機械１６、１８（具体的には、センサ３４、４４）から制御装置２０に供給されるフィードバックＦＢに基づいて、動作状態データＯＤを取得している。この構成によれば、プロセッサ５０は、移動機械１６、１８の実際の動作を正確に表す動作状態データＯＤを用いて、適応制御ＡＣを実行できる。

　なお、上述の移動機械動作部５８、動作状態データ取得部６０、適応制御実行部６２、及び入力切換部６４の機能は、プロセッサ５０が実行するコンピュータプログラム（つまり、作業プログラムＰＧ）により実現される機能モジュールである。コンピュータプログラム（作業プログラムＰＧ）は、半導体メモリ、磁気記録媒体、又は光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形で提供されてもよい。

　次に、図４及び図５を参照して、他の実施形態に係る機械システム７０について説明する。機械システム７０は、上述の機械システム１０と、教示装置７２をさらに備える点で、相違する。教示装置７２は、例えば、教示ペンダント又はタブレット型端末装置等の携帯型コンピュータであって、表示部７４（ＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイ等）、操作部７６（押しボタン、タッチセンサ等）、プロセッサ及びメモリ（ともに図示せず）を有する。教示装置７２は、Ｉ／Ｏインターフェース５４に無線又は有線で通信可能に接続されている。

　オペレータは、表示部７４に表示された画像を視認しつつ操作部７６を操作することによって、移動機械１６及び１８をジョグ動作させることができる。オペレータは、教示装置７２を用いて移動機械１６及び１８をジョグ動作させることで移動機械１６及び１８に作業のための一連の動作を教示し、これにより、作業プログラムＰＧを作成することができる。

　例えば、表１に示す作業プログラムＰＧを作成する場合、オペレータは、操作部７６を操作して、移動機械１６をジョグ動作させるための教示指令を、教示装置７２から制御装置２０に送る。そうすると、制御装置２０のプロセッサ５０は、移動機械動作部５８として機能して、該教示指令に応じて移動機械１６への動作指令ＯＣ１を生成し、移動機械１６をジョグ動作させる。こうして、オペレータは、移動機械１６がエンドエフェクタ１４を位置決めすべき教示点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４を教示し、表１中の１行目、３行目、５行目及び６行目に示す命令文を作業プログラムＰＧに書き込むことができる。

　同様に、オペレータは、操作部７６を操作して移動機械１８をジョグ動作させるための教示指令を、教示装置７２から制御装置２０に送る。該教示指令に応じて、プロセッサ５０は、移動機械動作部５８として機能して、移動機械１８への動作指令ＯＣ２を生成し、移動機械１８をジョグ動作させる。

　こうして、オペレータは、移動機械１８がエンドエフェクタ１４を位置決めすべき教示点Ｐ５及びＰ６を教示し、表１中の８行目及び９行目に示す命令文を作業プログラムＰＧに書き込むことができる。また、オペレータは、操作部７６を操作して、表１中の２行目に示す命令文を作業プログラムＰＧに書き込むことができる。

　ここで、本実施形態においては、操作部７６は、適応制御ＡＣを教示するために割り当てられた操作部７６ａを有する。例えば、表１中の３行目に示す教示点Ｐ２の教示を行った後、オペレータが第１の適応制御ＡＣ１を教示すべく操作部７６ａを操作すると、教示装置７２は、適応制御開始指令ＡＤ１を制御装置２０に送信する。

　適応制御開始指令ＡＤ１を受け付けると、プロセッサ５０は、入力切換部６４として機能して、動作状態データＯＤの取得対象とする移動機械を、移動機械１６に切り換える。そして、プロセッサ５０は、動作状態データ取得部６０として機能して動作状態データＯＤ１の取得を開始し、適応制御実行部６２として機能して第１の適応制御ＡＣ１を開始する。これとともに、教示装置７２のプロセッサ（又は、プロセッサ５０）は、表１の４行目に示す「適応制御開始［移動機械１６］」という命令文を作業プログラムＰＧに自動的に書き込む。

　また、表１中の６行目に示す教示点Ｐ４の教示を行った後、オペレータが、第２の適応制御ＡＣ２を教示すべく操作部７６ａを操作すると、教示装置７２は、適応制御開始指令ＡＤ２を制御装置２０に送信する。適応制御開始指令ＡＤ２を受け付けると、プロセッサ５０は、入力切換部６４として機能して、動作状態データＯＤの取得対象とする移動機械を、移動機械１６から移動機械１８に切り換える。

　そして、プロセッサ５０は、動作状態データ取得部６０として機能して、切り換え後の動作状態データＯＤ２の取得を開始し、適応制御実行部６２として機能して第２の適応制御ＡＣ２を開始する。これとともに、教示装置７２のプロセッサ（又は、プロセッサ５０）は、表１の７行目に示す「適応制御開始［移動機械１８］」という命令文を作業プログラムＰＧに自動的に書き込む。

　このように、本実施形態においては、プロセッサ５０は、移動機械１６、１８に動作を教示するための教示装置７２から適応制御指令ＡＣを受け付けて、動作状態データＯＤの取得対象とする移動機械を、移動機械１６及び１８の間で切り換えている。この構成によれば、オペレータは、簡単な操作により、適応制御ＡＣの切り替えを教示することができ、移動機械１６及び１８に共通の作業プログラムＰＧを容易に作成できる。

　なお、教示装置７２の操作部７６は、動作状態データＯＤの取得対象とする移動機械を切り換えるために割り当てられた操作部７６ｂを有してもよい。この場合において、オペレータが操作部７６ｂを操作すると、プロセッサ５０は、教示装置７２から移動機械切り換え指令を受け付けて、入力切換部６４として機能し、動作状態データＯＤの取得対象とする移動機械を、移動機械１６から移動機械１８に切り換える。この移動機械の切り換え動作と連動して、プロセッサ５０は、動作状態データ取得部６０として機能して切り換え後の動作状態データＯＤの取得を自動で開始するとともに、適応制御実行部６２として機能して第２の適応制御ＡＣ２を自動で開始してもよい。

　なお、機械システム１０又は７０は、複数の作業機械１２を備えてもよい。このような形態を図６及び図７に示す。図６及び図７に示す機械システム８０は、上述の機械システム７０と、複数の作業機械１２Ａ及び１２Ｂを備える点で相違する。例えば、作業機械１２Ａは、レーザ光ＥＭ１をエンドエフェクタ１４に供給するレーザ発振器である一方、作業機械１２Ｂは、ろう材としてのワイヤ材ＥＭ２をエンドエフェクタ１４に供給する送給するワイヤ送給装置である。

　この場合において、エンドエフェクタ１４は、作業機械１２Ａから供給されたレーザ光ＥＭ１によって、作業機械１２Ｂから供給されたワイヤ材ＥＭ２を加熱する加熱装置としてのレーザ加工ヘッドであり得る。エンドエフェクタ１４は、制御装置２０からの指令に応じて、作業機械１２Ａから供給されたレーザ光ＥＭ１を、出力軸Ａ２_{_１}に沿って出力値ＯＰ１で出力するとともに、作業機械１２Ｂから供給されたワイヤ材ＥＭ２を、出力軸Ａ２_{_２}に沿って出力値ＯＰ２で出力する。

　そして、プロセッサ５０は、適応制御ＡＣにおいて、移動機械１６、１８の動作状態データＯＤに応じて、エンドエフェクタ１４の出力値ＯＰ１を、該出力値ＯＰ１の出力指令ＯＰ_{Ｃ_１}を基準に調整するとともに、出力値ＯＰ２を、該出力値ＯＰ２の出力指令ＯＰ_{Ｃ_２}を基準に調整する。このように、プロセッサ５０は、動作状態データＯＤに応じて、互いに異なる複数の出力値ＯＰ１、ＯＰ２をそれぞれ適応制御してもよい。

　なお、作業機械１２Ｂは、アシストガスをエンドエフェクタ１４に供給するガス供給装置であり、エンドエフェクタ１４は、作業機械１２Ｂから供給されたアシストガスをワークに吹き付けつつ、作業機械１２Ａから供給されたレーザ光ＥＭ１によってワークをレーザ加工するレーザ加工ヘッドであってもよい。代替的には、機械システム８０は、作業機械１２Ａ及び１２Ｂに加えて、ガス供給装置としての作業機械１２Ｃをさらに備えてもよい。

　上述の表１に示す作業プログラムＰＧは、一例であって、規定される命令文の文字及び行数（つまり、プロセスの数）は、実行する作業に応じてオペレータによって任意に定められ得る。例えば、表１の９行目の命令文の次の行に、４行目と同じ「適応制御開始［移動機械１６］」という命令文を追加してもよい。

　この場合、プロセッサ５０は、移動機械１８によってエンドエフェクタ１４を教示点Ｐ６へ位置決めした後に、動作状態データＯＤの取得対象とする移動機械を、移動機械１８から移動機械１６に切り換えて、移動機械１６の動作状態データＯＤ１を取得する動作を開始するとともに、第１の適応制御ＡＣ１を開始する。

　また、表１の４行目の命令文を、例えば、「移動機械切換［移動機械１６］」という、動作状態データＯＤの取得対象を移動機械１６へ切り換えるための切り換え指令をプロセッサ５０に与える命令文として規定してもよい。この場合において、該命令文から該切り換え指令を受け付けたときに、プロセッサ５０は、動作状態データＯＤの取得対象を移動機械１６に切り換える動作を実行し、該切り換える動作と連動して、第１の適応制御ＡＣ１を開始してもよい。

　同様に、表１の７行目の命令文を、「移動機械切換［移動機械１８］」という、動作状態データＯＤの取得対象を移動機械１８に切り換えるための切り換え指令をプロセッサ５０に与える命令文として規定してもよい。この場合において、プロセッサ５０は、該切り換え指令に応じて、動作状態データＯＤの取得対象を移動機械１８に切り換える動作を実行し、該切り換える動作と連動して、第２の適応制御ＡＣ２を開始してもよい。

　また、センサ３４又は４４は、サーボモータ３２又は３８の回転シャフトに掛かる負荷トルクを検出するトルクセンサ、若しくは、サーボモータ３２又は３８の駆動電流を検出する電流センサを有し、検出した負荷トルク又は駆動電流を、フィードバックＦＢ１又はＦＢ２として制御装置２０に供給してもよい。そして、プロセッサ５０は、フィードバックＦＢ１又はＦＢ２に基づいて、動作状態データＯＤ１又はＯＤ２（例えば、加速度）を取得してもよい。

　また、機械システム１０、７０及び８０が実行する作業は、上述したレーザ加工作業、溶接作業、ろう付け作業、又は塗工作業に限らず、他の如何なる作業であってもよく、作業機械１２及びエンドエフェクタ１４は、該作業を実行するための如何なるタイプの装置でもよい。

　また、上述の実施形態においては、移動機械１８が、移動機械１６に設けられて、該移動機械１６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、移動機械１８は、例えば、移動機械１６に併設された、該移動機械１６と同様の垂直多関節であってもよい。この場合、移動機械１６及び１８は、いわゆる双腕型ロボットを構成し、互いに協働して１つのエンドエフェクタ１４を移動させてもよい。

　また、移動機械１６は、垂直多関節ロボットに限らず、例えば、水平多関節ロボット、パラレルリンクロボットであってもよいし、複数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。また、加工システム１０、７０、又は８０は、３個以上の移動機械を備えてもよい。

　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。

　１０，７０，８０　　機械システム
　１２，１２Ａ，１２Ｂ　　作業機械
　１４　　エンドエフェクタ
　１６，１８　　移動機械
　２０　　制御装置
　５０　　プロセッサ
　５８　　移動機械動作部
　６０　　動作状態データ取得部
　６２　　適応制御実行部
　６４　　入力切換部

Claims (8)

1. 　複数の移動機械によってエンドエフェクタを移動させて該エンドエフェクタによってワークに対して所定の作業を行う制御装置であって、
   　前記複数の移動機械を動作させることで前記エンドエフェクタを移動させる移動機械動作部と、
   　前記移動機械動作部による前記移動機械の動作状態を表す動作状態データを取得する動作状態データ取得部と、
   　前記動作状態データ取得部が取得した前記動作状態データに応じて、前記作業のための前記エンドエフェクタの出力値を調整する適応制御実行部と、
   　所定の指令に応じて、前記動作状態データ取得部が前記動作状態データを取得する前記移動機械を、第１の前記移動機械から第２の前記移動機械に切り換える入力切換部と、を備える、制御装置。
2. 　前記入力切換部は、前記作業を実行するための作業プログラム、又は、前記移動機械に動作を教示するための教示装置から、前記所定の指令を受け付ける、請求項１に記載の制御装置。
3. 　前記動作状態データは、前記移動機械の位置、速度、加速度、教示点までの距離、及び移動時間の少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 　前記動作状態データ取得部は、前記移動機械動作部が前記移動機械を動作させるための動作指令、又は、前記移動機械動作部が前記移動機械を動作させているときに該移動機械から前記制御装置に供給されるフィードバック、に基づいて、前記動作状態データを取得する、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 　エンドエフェクタを移動させる複数の移動機械と、
   　請求項１～４のいずれか１項に記載の制御装置と、を備える、機械システム。
6. 　前記複数の移動機械は、
   　　第１の移動機械と、
   　　前記第１の移動機械に設けられ、該第１の移動機械によって移動される第２の移動機械であって、前記エンドエフェクタが取り付けられる、第２の移動機械と、を有する、請求項５に記載の機械システム。
7. 　複数の移動機械によってエンドエフェクタを移動させて該エンドエフェクタによってワークに対して所定の作業を行う方法であって、
   　プロセッサが、
   　　前記複数の移動機械を動作させることで前記エンドエフェクタを移動させ、
   　　前記移動機械の動作状態を表す動作状態データを取得し、
   　　取得した前記動作状態データに応じて、前記作業のための前記エンドエフェクタの出力値を調整し、
   　　所定の指令に応じて、前記動作状態データを取得する前記移動機械を、第１の前記移動機械から第２の前記移動機械に切り換える、方法。
8. 　請求項７に記載の方法を前記プロセッサに実行させるコンピュータプログラム。

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