| 【発明の名称】 |
ロボットの制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】阪下 英知
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| 【要約】 |
【課題】センサによる倣いを行っている際に、センサによる認識率又は認識失敗率を手元でリアルタイムに確認できる手段を備えたロボットの制御装置を提供する。
【構成】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
教示データを入力する可搬式操作部と、ロボットに設けられる作業ツールと、前記作業ツールに搭載され、作業に先行して作業対象物の形状を認識するセンサとを有し、前記教示データに基づいて予め設定された主軌道に沿って前記作業ツールを動作させるとともに、前記センサの出力により前記作業ツールの動作を補正するロボットの制御装置において、
前記センサが作業対象物の形状を認識できた認識率又は認識失敗率を算出する算出手段を備え、
前記可搬式操作部に前記認識率又は認識失敗率を表示する表示手段が設けられたことを特徴とするロボットの制御装置。
【請求項２】
前記認識率が下限値未満、或いは認識失敗率が上限値以上になったとき、前記作業ツールの動作を停止する停止手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のロボットの制御装置。
【請求項３】
前記停止手段は、前記認識率が下限値未満、或いは認識失敗率が上限値以上になった状態が許容上限時間継続したとき、前記作業ツールの動作を停止することを特徴とする請求項２に記載のロボットの制御装置。
【請求項４】
前記停止手段は、前記認識率が下限値未満になった状態、或いは認識失敗率が上限値以上になった状態で、作業ツールが許容上限距離を越えて移動したとき、前記作業ツールの動作を停止することを特徴とする請求項２に記載のロボットの制御装置。
【請求項５】
前記表示手段は、その時々の認識率、又は認識失敗率を表又はグラフで表示することを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載のロボットの制御装置。
【請求項６】
前記教示データに基づいて作業ツールの位置及び姿勢を示す複数の主軌道補間点を算出する主軌道補間点算出手段と、
前記作業ツールの現在位置及び姿勢を算出する現在位置算出手段と、
前記算出された作業ツールの現在位置及び姿勢と前記センサの出力とに基づいて前記作業ツールの目標位置及び姿勢を設定する目標位置設定手段と、
前記目標位置設定手段から前記目標位置及び姿勢が送信された際、前記主軌道補間点を、該目標位置及び姿勢に置き換えて補正を行うとともに、前記目標位置設定手段から前記目標位置及び姿勢が送信されなかった際、これまでの補間点補正を保持する倣い補正処理手段を備え、
前記算出手段は、前記目標位置設定手段から前記倣い補正処理手段への送信内容に基づいて認識率又は認識失敗率を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のロボットの制御装置。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットに設けられる作業ツールと、前記作業ツールに配置され作業対象物の形状を検出するセンサとを有し、予め設定された主軌道に沿って前記作業ツールを動作させるとともに、前記センサの出力により前記作業ツールの動作を補正するロボットの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶接ロボットの作業ツールに、進行方向側の被溶接物の形状を検出するレーザセンサを搭載し、溶接を行う際に溶接ロボットに正確な作業を行わせるようにしたロボットの制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなロボットの制御装置では、溶接作業に先行して被溶接物の開先の特徴点をレーザセンサにより検出し、それらを３次元的につなぎ合わせることで作業ツールの目標位置及び姿勢を演算している。そして、予め設定された主軌道に沿って作業ツールを動作させるとともに、レーザセンサから順次得られる検出結果に応じて、作業ツールの動作位置及び姿勢を倣い補正している。
【０００３】
上記のようなロボットの制御装置が行う制御について説明する。
ここで前記制御装置は、溶接ロボットを制御するロボット制御部とレーザセンサを制御するセンサ制御部とを備えている。ロボット制御部は、予め入力されている教示データから主軌道補間点を算出する主軌道補間点算出処理部と、作業ツールの目標位置及び姿勢に基づいて倣い補正を行う倣い補正処理部と、作業ツールの現在位置及び姿勢を算出する現在位置算出処理部とを備えている。
【０００４】
前記主軌道補間点算出処理部は、作業ツールの移動に先行して、作業ツールの位置及び姿勢を示す複数の主軌道上の補間点（以下、主軌道補間点という）を前記教示データから算出する。算出された主軌道補間点は、順次倣い補正処理部に出力されて、現在位置算出処理部に送られる。現在位置算出処理部は、作業ツールの現在位置及び姿勢を算出し、その現在位置及び姿勢をセンサ制御部に送信する。
【０００５】
一方、センサ制御部は、受信した作業ツールの現在位置及び姿勢と、レーザセンサによる被溶接物の形状検出結果とを照らし合わせて、作業ツールの目標位置及び姿勢を設定（すなわち、計算）し、その目標位置及び姿勢を、ロボット制御部の倣い補正処理部に返信する。倣い補正処理部は、主軌道補間点を受信した目標位置及び姿勢に置き換える。前記ロボットの制御装置は、このようなフィードバック制御を行うことで、作業ツールの目標位置及び姿勢を倣い補正し、溶接ロボットに正確な作業を行わせるようにしている。
【特許文献１】特開平９-７６０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記センサ制御部では、作業ツールの目標位置及び姿勢が設定（計算）ができない場合がある。このような事態は、例えばレーザセンサが被溶接物の開先を認識できなかった場合に発生する。開先が認識できない場合の例としては、被溶接物において予め設定したプロファイルに、実際の形状が当てはまらない場合である。例えば、被溶接物において倣い区間中にある仮付けにより開先がなくなる場合や、或いは被溶接物に大きな湾曲があり、開先上にレーザ光を照射できなくなった場合である。
【０００７】
このような場合、センサ制御部は、目標位置等が算出できた場合と、目標位置等が算出できない場合とに応じてロボット制御部に対する送信コマンドを変えることにより、ロボットの補正方法をリアルタイムに変更している。すなわち、算出できないコマンドをロボット制御部が受けた場合、ロボット制御部はこれまでの補間点補正を保持する。
【０００８】
ところが、倣いを行っている途中では、算出できなかった旨のコマンドを１回受信した場合、ロボット制御部では溶接を止めないようにしている。この理由は、開先の状態によっては、数十補正に１回の割合で目標位置等の計算ができない場合もあり、計算が出来なかった時点で必ず溶接を停止すると、しばしば生産を止めることになるためである。
【０００９】
一方、教示を丁寧に行い、教示位置と実ワークのずれが大きくない場合、ずれが小さいが故に、ロボットが本当に倣っているのか或いは教示通りないし保持動作で動作しているのかの判断を目視で行うことは難しい。
【００１０】
なお、調整用パーソナルコンピュータをセンサ制御部に接続することにより、調整のみならず、レーザセンサ倣い状況の確認を行うことができる。しかしながら、調整時以外に溶接現場に調整用パーソナルコンピュータを設置したままにしておくことは、アーク溶接が行われる場所である周囲環境の状況から適切ではない。
【００１１】
そのために、調整が完了した後、レーザセンサ倣いが適切に行われているのかをオペレータが手元で確認できる手段が要望されていた。
本発明の目的は、センサによる倣いを行っている際に、センサによる認識率又は認識失敗率を手元でリアルタイムに確認できる手段を備えたロボットの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、教示データを入力する可搬式操作部と、ロボットに設けられる作業ツールと、前記作業ツールに搭載され、作業に先行して作業対象物の形状を認識するセンサとを有し、前記教示データに基づいて予め設定された主軌道に沿って前記作業ツールを動作させるとともに、前記センサの出力により前記作業ツールの動作を補正するロボットの制御装置において、前記センサが作業対象物の形状を認識できた認識率又は認識失敗率を算出する算出手段を備え、前記可搬式操作部に前記認識率又は認識失敗率を表示する表示手段が設けられたことを特徴とするロボットの制御装置を要旨とするものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１において、前記認識率が下限値未満、或いは認識失敗率が上限値以上になったとき、前記作業ツールの動作を停止する停止手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２において、前記停止手段は、前記認識率が下限値未満、或いは認識失敗率が上限値以上になった状態が許容上限時間継続したとき、前記作業ツールの動作を停止することを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項２において、前記停止手段は、前記認識率が下限値未満になった状態、或いは認識失敗率が上限値以上になった状態で、作業ツールが許容上限距離を越えて移動したとき、前記作業ツールの動作を停止することを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項において、前記表示手段は、その時々の認識率、又は認識失敗率を表又はグラフで表示することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、前記教示データに基づいて作業ツールの位置及び姿勢を示す複数の主軌道補間点を算出する主軌道補間点算出手段と、前記作業ツールの現在位置及び姿勢を算出する現在位置算出手段と、前記算出された作業ツールの現在位置及び姿勢と前記センサの出力とに基づいて前記作業ツールの目標位置及び姿勢を設定する目標位置設定手段と、前記目標位置設定手段から前記目標位置及び姿勢が送信された際、前記主軌道補間点を、該目標位置及び姿勢に置き換えて補正を行うとともに、前記目標位置設定手段から前記目標位置及び姿勢が送信されなかった際、これまでの補間点補正を保持する倣い補正処理手段を備え、前記算出手段は、前記目標位置設定手段から前記倣い補正処理手段への送信内容に基づいて認識率又は認識失敗率を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば、センサによる倣いを行っている際に、オペレータはセンサによる認識率を手元でリアルタイムに確認できる効果を奏する。この結果、センサ倣いが適切に行われているのかをオペレータが手元で確認できる効果を奏する。
【００１８】
請求項２の発明によれば、認識率が下限値未満、或いは認識失敗率が上限値以上になった際に、作業ツールの動作を停止できるため、誤った作業ツールの動きを自動停止させることができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、設計上で許容している許容上限時間内では停止させずに、かつ、誤った作業ツールの動作を停止することができる。
請求項４の発明によれば、設計上で作業ツールの移動を許容している許容上限距離内では停止させずに、かつ、誤った作業ツールの動作を停止することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、その時々の認識率が表又はグラフで表示されるため、オペレータはその時々のセンサの認識率、又は認識失敗率を時系列で確認することができる。
請求項６の発明によれば、算出手段は、目標位置設定手段から倣い補正処理手段への送信内容に基づいて認識率又は認識失敗率を算出することにより、確実に認識率又は認識失敗率を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、本発明に係るロボットの制御装置を溶接ロボットの制御装置に適用した第１実施形態を図１〜９を参照して説明する。
【００２２】
図１は溶接ロボットの制御装置１０の構成を示すブロック図である。溶接ロボットの制御装置１０は、ワーク（作業対象物）Ｗに対してアーク溶接を自動で行うように制御するものであり、溶接作業を行うマニピュレータＭと、マニピュレータＭを制御するロボット制御部ＲＣと、ワークＷの形状を検出するセンサとしてのレーザセンサＬＳと、レーザセンサＬＳを制御するセンサ制御部ＬＵとを備える。又、ロボット制御部ＲＣには、図９に示すように可搬式操作部としてのティーチペンダントＴＰが接続されている。ティーチペンダントＴＰはキーボード４１及び表示手段としての液晶ディスプレイ４２が設けられている。キーボード４１により各種の教示データがロボット制御部ＲＣに入力される。
【００２３】
マニピュレータＭは、フロア等に固定されるベース部材１２と、複数の軸を介して連結された複数のアーム１３とを備える。最も先端側に位置するアーム１３の先端部には、作業ツールとしての溶接トーチ１４が設けられる。溶接トーチ１４は、溶加材としてのワイヤ１５を内装し、図示しない送給装置によって送り出されたワイヤ１５の先端とワークＷとの間にアークを発生させ、その熱でワイヤ１５を溶着させることによりワークＷに対して溶接を施す。アーム１３間には複数のモータ（図示しない）が配設されており、モータの駆動によって溶接トーチ１４を前後左右に自在に移動できるように構成されている。
【００２４】
ロボット制御部ＲＣは、前記モータを駆動制御することにより、予め設定された教示データの主軌道に沿って溶接トーチ１４を動作させる。又、ロボット制御部ＲＣは、溶接電流及び溶接電圧といった溶接条件を溶接電源ＷＰＳに対して出力し、溶接電源ＷＰＳからパワーケーブルＰＫを通じて供給される電力によって溶接作業を行わせる。
【００２５】
レーザセンサＬＳは、レーザの発光及び受光によりワークＷまでの距離を測定する走査型のレーザセンサであり、溶接トーチ１４に搭載される。図３にレーザセンサＬＳの概略構成を示す。レーザセンサＬＳは、レーザをワークＷに向けて発光する発光部３２と、ワークＷで反射したレーザを受光する受光部３３と、発光及び受光されるレーザを反射するミラースキャナ３４とを備える。発光部３２で発光されたレーザは、ミラースキャナ３４で反射してワークＷに照射される。ワークＷで乱反射したレーザは、ミラースキャナ３４で反射して受光部３３に導かれる。受光部３３は、ＣＣＤラインセンサにより構成されており、受光量分布の重心位置からワークＷまでの距離を測定する。又、ミラースキャナ３４は回転軸３４ａを中心に所定角度回転可能に構成されており、ミラースキャナ３４の回転によって例えばワークＷの位置Ａから位置Ｂまでの範囲を走査しながら距離を測定する。
【００２６】
センサ制御部ＬＵは、レーザセンサＬＳを駆動制御し、測定される距離情報からワークＷの開先形状を検出する。測定対象のワークＷが図３に示すような重ね継手である場合、ミラースキャナ３４を回転させて、所定の範囲を走査しながら各サンプリング点について距離を測定すると、図２に示すような２次元データが得られる。センサ制御部ＬＵは、複数のサンプリング点ＣからワークＷの開先形状Ｗｆを作成し、開先形状ＷｆからワークＷの特徴点Ｄを取得する。センサ制御部ＬＵは、溶接トーチ１４が移動した位置においても、同様の手法で距離を測定してワークＷの特徴点Ｄを取得する。
【００２７】
そして、図４に示すように、センサ制御部ＬＵは、取得された特徴点Ｄをつなぎ合わせることで特徴点の３次元軌道Ｅを生成する。センサ制御部ＬＵは、このように求めた３次元軌道Ｅから溶接トーチ１４の目標位置及び姿勢を設定する。すなわち、センサ制御部ＬＵは、３次元軌道Ｅの接線ベクトルを進行方向ベクトルｖとして目標位置を設定するとともに、ワークＷの法線に対して予め設定された所定の目標相対角度αを与えることで目標姿勢を設定する。
【００２８】
なお、センサ制御部ＬＵは、目標位置及び姿勢を設定する際に、レーザセンサＬＳにより検出される開先情報だけでは、レーザセンサＬＳを基準としたセンサ座標系に対する位置及び姿勢しか算出できない。このため、センサ制御部ＬＵは、ロボット制御部ＲＣから溶接トーチ１４の現在位置及び姿勢を取得して、レーザセンサＬＳを基準としたセンサ座標系からマニピュレータＭを基準としたロボットの基準座標系への変換を適宜行う。すなわち、センサ制御部ＬＵは、ロボット制御部ＲＣから取得した現在位置及び姿勢と、センサ制御部ＬＵに予め記憶されているセンサ座標系から基準座標系への同次変換行列と、レーザセンサＬＳにより検出される開先情報とから、基準座標系における目標位置及び姿勢を算出する。
【００２９】
次に、マニピュレータＭにより溶接作業が行われるときに、ロボット制御部ＲＣ及びセンサ制御部ＬＵが行う制御について説明する。ロボット制御部ＲＣには、溶接作業が行われる前に、溶接が行われる際のマニピュレータＭの動作及び溶接条件等を示す教示データが入力されている。図５にロボット制御部ＲＣ及びセンサ制御部ＬＵの機能ブロック図を示す。ロボット制御部ＲＣ及びセンサ制御部ＬＵは、それぞれコンピュータから構成されている。
【００３０】
ロボット制御部ＲＣは、教示データから溶接トーチ１４の主軌道補間点を算出する主軌道補間点算出処理部２２と、溶接トーチ１４の目標位置及び姿勢に基づいて倣い補正を行う倣い補正処理部２３と、溶接トーチ１４の現在位置及び姿勢を算出する現在位置算出処理部２５と、センサ制御部ＬＵと通信を行うための通信処理部２７を備える。主軌道補間点算出処理部２２は主軌道補間点算出手段に相当し、倣い補正処理部２３は倣い補正処理手段に相当する。又、現在位置算出処理部２５は現在位置算出手段に相当する。センサ制御部ＬＵは目標位置設定手段に相当する。
【００３１】
又、ロボット制御部ＲＣは、センサ制御部ＬＵの目標位置及び姿勢の計算が成功した率（以下、認識率という）を算出する算出部２６及びロボット制御部ＲＣとセンサ制御部ＬＵ間の通信時の所定のコマンドを逐次カウントし、そのカウント数を格納する記憶手段としてのメモリ２８を備えている。メモリ２８の詳細については後述する。ここで、算出部２６は算出手段に相当する。
【００３２】
主軌道補間点算出処理部２２は、溶接トーチ１４の移動に先行して、溶接トーチ１４の位置及び姿勢を示す複数の主軌道補間点を前記教示データから算出する。算出された主軌道補間点は、バッファ２４に格納されるとともに、順次倣い補正処理部２３に出力されて、現在位置算出処理部２５に送られる。
【００３３】
現在位置算出処理部２５は、マニピュレータＭに内蔵されているとともにモータ（図示しない）の回転位置を検出するエンコーダ等から読み出した位置検出値に基づいて、溶接トーチ１４の現在位置及び姿勢を算出する。前記算出された現在位置及び姿勢は、通信処理部２７を介してセンサ制御部ＬＵに送信される。なお、通信処理部２７は、センサ制御部ＬＵに対して制御情報を送信する際に、その種類を明示するためのコマンドを付して送信したり、或いは通信開始や、通信終了等を示す各種コマンドを送信する。前記算出された現在位置及び姿勢を制御情報として通信処理部２７が送信する場合、例えば、前記制御情報の先頭にはコマンドとして「ＣＧ」が付される。
【００３４】
センサ制御部ＬＵは、通信処理部ＬＵａを介して前記現在位置及び姿勢を受信する。そして、センサ制御部ＬＵは、レーザセンサＬＳによるセンサ補正周期Ｓcycle（秒）で得られるワークＷの形状検出結果と受信した現在位置及び姿勢とを照らし合わせて、溶接トーチ１４の目標位置及び姿勢を設定（算出）する。そして、センサ制御部ＬＵは、設定（算出）された目標位置及び姿勢を、通信処理部ＬＵａを介してロボット制御部ＲＣの通信処理部２７に送信する。なお、通信処理部ＬＵａは、ロボット制御部ＲＣに対して制御情報を送信する際に、その種類を明示するためのコマンドを付して送信したり、或いは通信開始や、通信終了等を示す各種コマンドを送信する。ここで、前記設定（算出）された目標位置及び姿勢を制御情報として通信処理部ＬＵａが送信する場合、例えば、前記制御情報の先頭にはコマンドとして「ｃｃ」が付される。
【００３５】
ロボット制御部ＲＣの通信処理部２７は受信した目標位置及び姿勢を倣い補正処理部２３に入力する。そして、倣い補正処理部２３は、前記主軌道補間点を、前記受信した目標位置及び姿勢に置き換える。
【００３６】
なお、センサ制御部ＬＵは、溶接トーチ１４の目標位置及び姿勢を設定（算出）ができない場合がある。例えば、レーザセンサＬＳが被溶接物であるワークＷの開先を認識できなかった場合に発生する。開先が認識できない場合としては、ワークＷにおいて予め設定したプロファイルに、実際の形状が当てはまらない場合であって、ワークＷにおいて倣い区間中にある仮付けにより開先がなくなる場合や、或いはワークＷに大きな湾曲があり、開先上にレーザ光を照射できなくなった場合である。
【００３７】
この場合は、センサ制御部ＬＵは、溶接トーチ１４の目標位置及び姿勢を設定（算出）ができなかった、すなわち、目標位置等計算不成功を意味するコマンド「ｃｚ」をロボット制御部ＲＣに送信する。
【００３８】
この場合、ロボット制御部ＲＣはこのコマンド「ｃｚ」を通信処理部２７を介して受信すると、これまでの補間点補正を保持する。
ここで、ロボット制御部ＲＣとセンサ制御部ＬＵとの間で行われている通信の具体例を図６及び図７を参照して説明する。
【００３９】
図６は、センサ制御部ＬＵで目標位置等の計算が成功した事例であって、ロボット制御部ＲＣとセンサ制御部ＬＵ間の通信において、倣い開始から倣い終了までの通信例が示されている。図６において、ロボット制御部ＲＣから倣い開始コマンドＭＴが送信され、センサ制御部ＬＵでこのコマンドを受信すると、センサ制御部ＬＵから倣い開始レディコマンドｍｏが送信される。以後、ロボット制御部ＲＣからコマンドＣＧが付された現在位置及び姿勢の送信がされ、センサ制御部ＬＵでこれを受信すると、センサ制御部ＬＵでは、前述したように目標位置等の設定（算出）がされる。そして、センサ制御部ＬＵは目標位置等をロボット制御部ＲＣにコマンドｃｃを付して送信する。以後、同様に繰り返される。ここで、コマンドｃｃは、目標位置等の計算に成功した場合に該目標位置等に付されるコマンドであるため、レーザセンサＬＳがワークＷの形状を認識できた結果を示すことになる。
【００４０】
そして、倣いが終了される際には、ロボット制御部ＲＣから倣い終了コマンドＭＥがセンサ制御部ＬＵに送信される。そして、センサ制御部ＬＵはこのコマンドを受信すると、倣い終了コマンドとしてｍｏを送信する。ロボット制御部ＲＣは、このコマンドを受信することにより、倣いを終了する。
【００４１】
図７は、センサ制御部ＬＵで、目標位置等計算が不成功の事例が示されている。なお、図６での重複説明は省略する。ここでは、目標位置等の設定（すなわち、計算）が不成功の場合は、コマンドｃｚがロボット制御部ＲＣに送信される。図７の例では、続けてコマンドｃｚがロボット制御部ＲＣに送信されていることが示されている。コマンドｃｚは目標位置等の計算に成功しなかった場合に送信されるコマンドであるため、レーザセンサＬＳがワークＷの形状を認識できなかった結果を示すことになる。
【００４２】
ここで、ロボット制御部ＲＣのメモリ２８について説明する。メモリ２８には、倣いが開始されてから終了するまでの間に、ロボット制御部ＲＣが受信したコマンドｃｃ，ｃｚの数、及び両コマンドの合計数（以下、全受信データ数という）がそれぞれ格納される。すなわち、メモリ２８はカウンタとして機能する。
【００４３】
ここで、コマンドｃｃのカウント数をＣcc、コマンドｃｚのカウント数をＣcz、両コマンドの合計カウント数をＣtとする。メモリ２８は倣い開始時には、前記カウント数が０に初期化された後、以下のようにカウントする。
【００４４】
Ｃcc＝ Ｃcc ＋１ …（１）
Ｃcz＝ Ｃcz ＋１ …（２）
Ｃt ＝ Ｃt ＋１ …（３）
すなわち、コマンドｃｃがあった場合は、目標位置等の計算に成功したときであり、Ｃccは１加算される。又、コマンドｃｚがあった場合は、目標位置等の計算に失敗したときであり、Ｃczは１加算される。又、Ｃtは目標位置等の計算に成功、失敗にかかわらず１加算される。
【００４５】
ここで、メモリ２８において、Ｃtの格納領域は区間最大データ数Ｎmaxの初期値を１００（個）としたリングバッファである。なお、区間最大データ数Ｎmaxはソフトウェアで正の範囲で自由に変えられるものとする。Ｃtが区間最大データ数Ｎmaxを越えたとき、前記式（１）〜式（３）で加算処理された後、Ｃcc，Ｃcz，Ｃtから「１」を減ずるものとする。
【００４６】
算出部２６は、このときの全受信データ数に対する目標位置計算成功の比率である認識率Ｒｒを式（４）で算出する。
Ｒｒ＝Ｃcc／Ｃt × １００（％） …（４）
算出部２６は算出した認識率ＲｒをティーチペンダントＴＰに出力して、図８、図９に示すように液晶ディスプレイ４２の表示画面４２ａに表示する。ここで、認識率Ｒｒは区間最大データ数Ｎmaxでの移動平均値となる。
【００４７】
又、算出部２６は、連続認識不可距離を、不成功の連続回数とセンサ補正周期Ｓcycle（秒）に基づいて算出し、前記認識率Ｒｒと合わせてティーチペンダントＴＰに出力して、図８に示すように液晶ディスプレイ４２の表示画面４２ａに表示する。
【００４８】
なお、算出部２６は、認識失敗率Ｆｒを式（５）で算出するとともに認識失敗率ＦｒをティーチペンダントＴＰに出力して、液晶ディスプレイ４２の表示画面４２ａに表示するようにしてもよい。
【００４９】
Ｆｒ＝Ｃcz／Ｃt × １００（％） …（５）
なお、区間最大データ数Ｎmaxを長さＤN（mm）を使用して設定してもよい。この場合は、レーザセンサ倣い速度をＶt（mm/秒）、センサ補正周期Ｓcycle（秒）とすると、区間最大データ数Ｎmaxは式（６）で得られる。
【００５０】
Ｎmax＝（ＤN/Ｖt）／Ｓcycle …（６）
このようにすれば、長さＤN（mm）毎の認識率Ｒｒが得られるためオペレータにとっては理解しやすいものとなる。
【００５１】
上記第１実施形態の溶接ロボットの制御装置１０によれば、以下のような効果を得ることができる。
さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
【００５２】
（１） 本実施形態では、ロボットの制御装置１０は、レーザセンサＬＳがワークＷの形状を認識できた認識率を算出する算出部２６（算出手段）を備えているとともに、ティーチペンダントＴＰに認識率Ｒｒを表示する液晶ディスプレイ４２が設けられている。この結果、レーザセンサＬＳによる倣いを行っている際に、オペレータはレーザセンサＬＳによる認識率Ｒｒを手元でリアルタイムに確認できる効果を奏する。
【００５３】
特に溶接中は、ワークＷにオペレータが近づけない環境にある場合、ロボット動作中にはオペレータは離れた位置から目視で倣い溶接状況をみるしかない。しかし、それでは、レーザセンサ倣いが適切に行われているのかを確認することが難しい。しかし、本実施形態によれば、ティーチペンダントＴＰの液晶ディスプレイ４２により認識率を確認することができるため、レーザセンサ倣い状況を簡単に確認することができる。
【００５４】
（２） 本実施形態では算出部２６（算出手段）は、センサ制御部ＬＵ（目標位置設定手段）からロボット制御部ＲＣの倣い補正処理部２３（倣い補正処理手段）への送信内容に基づいて認識率を算出するようにした。具体的には、レーザセンサＬＳによりワークＷの形状の認識ができた結果を意味するコマンドｃｃや、認識ができなかった結果を示すコマンドｃｚがメモリ２８にてカウントされるので、このカウント結果に基づいて算出部２６は認識率を算出するようにした。この結果、センサ制御部ＬＵからロボット制御部ＲＣに送信される内容に基づいて容易に認識率の算出ができる。
【００５５】
（３） 又、本実施形態では、認識率Ｒｒは区間最大データ数Ｎmaxでの移動平均値が得られるようにしている。このため、メモリ２８のＣtのカウントのための格納領域はリングバッファとすることができ、メモリ２８の容量を大きくする必要がなくなる。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図１０を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一構成については同一符号を付す（第２実施形態を含めた他の実施形態についても同様）。第２実施形態では、算出部２６がその時々に算出した認識率ＲｒがティーチペンダントＴＰの液晶ディスプレイ４２の表示画面４２ａに図１０に示すように折れ線グラフで表示されている。なお、グラフは折れ線グラフ以外に棒グラフ等の他のグラフで表示するようにしてもよい。このようにすると、認識率Ｒｒが時系列でどのようにかわったのかをオペレータは知ることができる。又、第１実施形態で述べた長さＤN（mm）毎に認識率Ｒｒの変化を折れ線グラフや、棒グラフ等で表示するようにしてもよい。又、認識率Ｒｒに変えて、認識失敗率Ｆｒをグラフで表示するようにしてもよい。
【００５７】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態のロボットの制御装置１０を説明する。第３実施形態では、算出部２６は、認識率Ｒｒを算出した後、予め設定されるとともにメモリ２８に格納された下限値Ｒrl（％）と該認識率Ｒｒの大小関係を判定し、Ｒrl＞Ｒｒの場合に、倣い溶接を自動停止させる。他の構成は、第１実施形態と同様である。第３実施形態の算出部２６は算出手段及び停止手段に相当する。このようにロボットの制御装置１０が構成されていることにより、認識率が下限値未満になった際に、溶接トーチ１４の溶接作業を自動停止できるため、誤った溶接トーチ１４による溶接を未然に防止できる。
【００５８】
（第４実施形態）
第４実施形態は第３実施形態の構成にさらに下記の構成を追加してもよい。すなわち、前記下限値Ｒrl（％）に加えて、許容上限時間Ｔallow（秒）が予め設定されてメモリ２８に格納されている。そして、算出部２６は、Ｒrl＞Ｒｒとなる回数が、Ｔallow（秒）／Ｓcycle（秒）回連続した場合に、許容上限時間Ｔallow（秒）連続して下限値Ｒrl（％）を下回ったものとして、倣い溶接を自動停止させる。第４実施形態の算出部２６は算出手段及び停止手段に相当する。なお、前記許容上限時間Ｔallow（秒）は、仮付け区間と対応して設定されたものであり、予め設定されている倣い溶接速度に基づいて算出して得られるものである。このように構成されていることにより、第４実施形態では、設計上で許容している仮付け区間では停止させずに、かつ誤った溶接を未然に防止することができる効果がある。
【００５９】
（第５実施形態）
第５実施形態は、第４実施形態で説明した許容上限時間Ｔallow（秒）の代わりに予め許容上限距離ＤUpper（mm）が設定されている。予め設定されている倣い溶接速度をｖｔ（mm/秒）とすると、算出部２６は、Ｒrl＞Ｒｒとなる回数が（ＤUpper（mm）/ｖｔ（mm/秒））／Ｓcycle（秒）回連続した場合に、ＤUpper（mm）連続して下限値を下回ったものとし、倣い溶接を自動停止させる。第５実施形態の算出部２６は算出手段及び停止手段に相当する。
【００６０】
このように構成されていることにより、許容上限距離ＤUpper（mm）を越えたときにはロボットを停止させることができるため、誤った溶接を未然に防止することができる。
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００６１】
○ 第２実施形態では、認識率をグラフで表したが、グラフの代わりに、或いはグラフとともにその時々に算出された認識率Ｒｒや認識失敗率Ｆｒを表でティーチペンダントＴＰの液晶ディスプレイ４２に表示してもよい。この場合にも、第２実施形態と同様の効果を奏する。
【００６２】
○ 第３実施形態では、認識率Ｒｒが下限値Ｒrl（％）未満のとき、算出部２６は、ロボットを停止するようにしたが、これに代えて下記のように構成してもよい。すなわち、算出部２６は、認識失敗率Ｆｒを算出した後、予め設定されるとともにメモリ２８に格納された上限率Ｒru（％）と該認識失敗率Ｆｒの大小関係を判定し、認識失敗率Ｆｒが上限率Ｒru（％）以上の場合に、倣い溶接を自動停止させる。この場合も、算出部２６は算出手段及び停止手段に相当する。
【００６３】
このようにロボットの制御装置１０を構成しても、第３実施形態と同様の効果を奏する。
○ 第４実施形態の構成において、算出部２６は、認識率Ｒｒを算出する代わりに、下記のようにしてもよい。すなわち、算出部２６は認識失敗率Ｆｒを算出し、認識失敗率Ｆｒが上限率Ｒru（％）以上の回数が、Ｔallow（秒）／Ｓcycle（秒）回連続した場合に、許容上限時間Ｔallow（秒）連続して上限率Ｒru（％）以上の認識失敗率Ｆｒがあったものとして、倣い溶接を自動停止させてもよい。
【００６４】
この場合も、算出部２６は算出手段及び停止手段に相当する。このようにロボットの制御装置１０を構成しても、第４実施形態と同様の効果を奏する。
○ 第５実施形態の構成において、算出部２６は、認識率Ｒｒを算出する代わりに下記のようにしてもよい。すなわち、算出部２６は認識失敗率Ｆｒを算出し、認識失敗率Ｆｒが上限率Ｒru（％）以上の回数が、（ＤUpper（mm）/ｖｔ（mm/秒））／Ｓcycle（秒）回連続してなった場合に、ＤUpper（mm）連続して上限率Ｒru（％）以上の認識失敗率Ｆｒがあったものとして、倣い溶接を自動停止させてもよい。
【００６５】
この場合、算出部２６は算出手段及び停止手段に相当する。このようにロボットの制御装置１０を構成しても、第５実施形態と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態に係る溶接ロボットの制御装置の構成を示すブロック図。
【図２】レーザセンサが測定するワークの２次元データ。
【図３】レーザセンサの概略構成図。
【図４】ワークの特徴点から生成される３次元軌道を示す概略図。
【図５】ロボット制御部及びセンサ制御部の機能ブロック図。
【図６】ロボット制御部とセンサ制御部間の送受信の説明図。
【図７】ロボット制御部とセンサ制御部間の送受信の説明図。
【図８】ティーチペンダントの表示装置の表示画面の説明図。
【図９】ティーチペンダントの概略図。
【図１０】他の実施形態におけるティーチペンダントの表示装置の表示画面の説明図。
【符号の説明】
【００６７】
１４…溶接トーチ（作業ツール）、
２２…主軌道補間点算出処理部（主軌道補間点算出手段）、
２３…倣い補正処理部（倣い補正処理手段）、
２５…現在位置算出処理部（現在位置算出手段）、
２６…算出部（算出手段、停止手段）、
ＬＵ…センサ制御部（目標位置設定手段）、
ＴＰ…ティーチペンダント（可搬式操作部）、
ＬＳ…レーザセンサ（センサ）。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００２６２
【氏名又は名称】株式会社ダイヘン
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| 【出願日】 |
平成１８年８月３１日（２００６．８．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８７５５
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
【識別番号】１００１０５９５７
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
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| 【公開番号】 |
特開２００８−５５５５２（Ｐ２００８−５５５５２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年３月１３日（２００８．３．１３） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−２３５７７８（Ｐ２００６−２３５７７８） |
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