作業マニピュレータのセンシング動作生成方法、センシング動作生成装置及びセンシング動作生成プログラム
【課題】実際の作業ワーク情報と教示データとの誤差が大きい場合でも、適切なセンシング動作の自動生成をして、センシング動作データの修正、再設定作業の負荷を軽減する。
【解決手段】作業ワークＷに接触可能な接触式センサ３を備えた作業マニピュレータ２がセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成する。作業マニピュレータ２の接触式センサ３が作業ワークＷに接触するセンシング姿勢Ｓにおいて、接触式センサ３が接触する作業ワークＷの接触面Ｔを抽出すると共に、この接触面Ｔを構成する一つのエッジＥを選択し、選択された一つのエッジＥの位置と、接触式センサ３の基端３ｂ側に設定した設定位置６を接触面Ｔに射影した位置ＷＰとが一致するように、作業マニピュレータ２のセンシング姿勢Ｓを再設定し、再設定されたセンシング姿勢Ｓを含むように作業マニピュレータ２のセンシング動作データを生成する。
【解決手段】作業ワークＷに接触可能な接触式センサ３を備えた作業マニピュレータ２がセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成する。作業マニピュレータ２の接触式センサ３が作業ワークＷに接触するセンシング姿勢Ｓにおいて、接触式センサ３が接触する作業ワークＷの接触面Ｔを抽出すると共に、この接触面Ｔを構成する一つのエッジＥを選択し、選択された一つのエッジＥの位置と、接触式センサ３の基端３ｂ側に設定した設定位置６を接触面Ｔに射影した位置ＷＰとが一致するように、作業マニピュレータ２のセンシング姿勢Ｓを再設定し、再設定されたセンシング姿勢Ｓを含むように作業マニピュレータ２のセンシング動作データを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業マニピュレータの適切なセンシング動作データを自動で生成する方法、その装置、及びそのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、作業マニピュレータが作業ワークに対して作業をする前に、作業マニピュレータに設けられた接触式センサを「センシング動作データ」に基づいて作業ワークに接触させることで、コンピュータ上における作業ワークと作業マニピュレータとの位置関係を検証し、この検証結果に基づいて作業マニピュレータの教示データを修正するといったセンシング作業が行われるのが常である。
【０００３】
例えば、コンピュータ上の教示データに基づいて、作業マニピュレータが適切な位置、姿勢で溶接作業しているつもりであっても（図２（ａ）参照）、実際の作業ワークの形状や位置、角度のずれや、作業マニピュレータ自体の初期位置、姿勢のずれやバックラッシュ等があるため、実際の作業ワーク情報と教示データとの間に誤差が生じ、実際に溶接作業をさせようとすると、溶接部位がずれたり、作業マニピュレータの溶接ワイヤ以外の部位が作業ワークに当たったりすることがある（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。
【０００４】
そこで、作業マニピュレータに溶接等の作業をさせる前に、実際に溶接ワイヤを作業ワークに接触させて、実際の作業ワーク情報とコンピュータ上の作業ワークの教示データとの誤差を修正するための、センシング作業が必要である。
係るセンシング作業を行うに際しては、作業マニピュレータに対するセンシング動作データが必要であって、このセンシング動作データを生成する方法、すなわち作業マニピュレータのセンシング動作生成方法は、作業オペレータが手動で行うこともしばしばであるが、センシング動作を自動で生成する技術も幾つか開発されている（特許文献１など）。
【０００５】
特許文献１の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法は、作業ワークにおける形状や他の部材との近接度合い、作業ワークの端部に隣接する面の数、センシング動作時の作業マニピュレータの姿勢、作業ワークの端部検出の要否、作業ワークの接触面の倒れ検出の要否、作業ワークの端部の倒れ検出の要否を含むデータをキーとして、センシング動作パターンデータベースから動作パターン（溶接ワイヤ等の接触式センサを接触させる作業ワーク上の面の位置、数を含む）を選び出し、各センシング動作に対して、規定項目（基準位置からの接触式センサの接触位置や、接触面からの距離など、作業マニピュレータの種類やメーカ毎に違う項目）を入力し、その数値に基づいてセンシング動作データを生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４１１７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献1の方法でセンシング動作データを生成することは可能であるものの、センシング動作データにおけるセンシング姿勢が不適切で、センシング動作時に接触式センサ以外の作業マニピュレータの部位と作業ワークが衝突したり、接触式センサが作業ワークに深く当たったり浅く当たったりし、センシング作業上適切でない状況となる場合（以降、これらをまとめて「干渉等」とよぶ）、実際に生成されたセンシング動作を修正する方法がないといった不都合が生じる。この状況は、実際に作業ワークの位置が大きく変わった際に作業ワークの位置の変化量を検出できない場合でも同じである。
【０００８】
また、作業オペレータがマニュアルで修正を行った場合、この修正作業の分だけ教示作業の負担が増えるという問題点がある。
上述した問題に鑑み、本発明は、実際の作業ワーク情報と教示データとの誤差が大きい場合であっても、適切なセンシング動作データを自動で生成可能となり、作業マニピュレータのセンシング動作の修正作業や教示作業の負荷を軽減することができる作業マニピュレータのセンシング動作生成方法、センシング動作生成装置及びセンシング動作生成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を達成するために、本発明は、以下の技術的手段を採用した。
本発明に係る作業マニピュレータのセンシング動作生成方法は、作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成方法であって、前記作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに接触するセンシング姿勢において、前記接触式センサが接触する作業ワークの接触面を抽出すると共に、この接触面を構成する一つのエッジを選択し、前記選択された一つのエッジの位置と、前記接触式センサの基端側に設定した設定位置を前記接触面に射影した位置とが一致するように、作業マニピュレータのセンシング姿勢を再設定し、前記再設定されたセンシング姿勢を含むように作業マニピュレータのセンシング動作データを生成することを特徴とする。
【００１０】
これによって、実際のデータと教示データとにおける作業ワークの形状、位置及び姿勢の誤差が大きい場合であっても、干渉等を回避した適切なセンシング動作データを自動で生成可能となり、作業マニピュレータのセンシング動作データを修正作業の負担が軽減されてセンシング動作データの生成時間が短縮でき、教示データ生成の作業効率を向上させることができる。
【００１１】
好ましくは、前記センシング姿勢において、前記接触式センサが作業ワークの接触面に沿うように又は斜めに接触したかを判断し、前記接触式センサが接触面に沿うように又は斜めに当たった場合に、前記接触面内でエッジを選択するとよい。
また、前記センシング姿勢において、前記作業マニピュレータが作業ワークに干渉したかを判断し、前記作業マニピュレータが作業ワークに干渉した場合に、前記接触面内でエッジを選択しても好適である。
【００１２】
これらにより、接触式センサの作業ワークに対する腹当り状態（接触面に沿うように当たった状態）や、斜め当り状態を検知できるとともに、作業マニピュレータの作業ワークに対する干渉等を検知でき、センシング動作データにおけるセンシング姿勢が不適切であっても、センシング動作データを自動で修正することが可能となる。
なお、本明細書でいう干渉又は干渉等は、センシング動作時に接触式センサ以外の作業マニピュレータの部位と作業ワークが衝突したり、接触式センサが作業ワークに深当りしたり浅当りし、センシング作業上適切でない状況となることをいう。
【００１３】
さらに好ましくは、前記接触面内でエッジを選択するに際しては、前記接触式センサの先端から基端側へ延びるように設定したベクトルを前記接触面に射影した射影ベクトルを設定して、この射影ベクトルが交わる前記接触面の縁端辺を前記エッジとして選択することとしてもよい。
これにより、作業ワークを構成する複数の面の中、接触式センサが接触する面（接触面）の縁端辺であって、接触式センサの基端側に対応する縁端辺をエッジとして採用できる。このエッジの位置に境界位置を射影した位置が一致するように、センシング位置を修正しても、作業マニピュレータが作業ワークに干渉等したりすることがなく、且つ、確実に作業ワークに接触式センサを作業ワークに接触させて不都合な状況を回避することができる。
【００１４】
本発明に係る作業マニピュレータのセンシング動作生成装置は、作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成装置であって、前記作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに接触するセンシング姿勢において、前記接触式センサが接触する作業ワークの接触面を抽出すると共に、この接触面を構成する一つのエッジを選択するエッジ選択手段と、前記選択された一つのエッジの位置と、前記接触式センサの基端側に設定した設定位置を前記接触面に射影した位置とが一致するように、作業マニピュレータのセンシング姿勢を再設定する再設定手段と、前記再設定されたセンシング姿勢を含むように作業マニピュレータのセンシング動作データを生成するデータ生成手段と、を有していることを特徴とする。
【００１５】
これによって、選択したエッジに接触式センサの境界射影位置を合わせてセンシング位置を修正することで、作業ワークの形状、位置及び姿勢における実際のデータと教示データとの誤差が大きくても、適切なセンシング動作データの自動生成が可能となり、センシング動作の修正作業の負担軽減及びデータ生成の作業性の向上を実現させることができる。
【００１６】
好ましくは、前記センシング姿勢において、前記接触式センサが作業ワークの接触面に沿うように又は斜めに接触したかを判断する接触部位判断手段を有し、前記エッジ選択手段は、前記接触部位判断手段で接触式センサが接触面に沿うように又は斜めに当たったと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択するように構成されていてもよい。
また、前記センシング姿勢において、前記作業ワークが作業マニピュレータに干渉したかを判断する干渉判断手段を有し、前記エッジ選択手段は、前記干渉判断手段で作業マニピュレータが作業ワークに干渉したと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択するように構成されていても好適である。
【００１７】
これらにより、接触式センサの腹当り、斜め当りとともに、作業マニピュレータの干渉等を検知でき、センシング動作を自動修正して、短時間でセンシング動作データを生成することが可能となる。
さらに好ましくは、前記エッジ選択手段は、前記接触式センサの先端から基端側へ延びるように設定したベクトルを前記接触面に射影した射影ベクトルを設定して、この射影ベクトルが交わる前記接触面の縁端辺を前記エッジとして選択するように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
これにより、接触面における接触式センサの基端側の縁端辺をエッジとして選択することが可能となり、センシング位置を修正しても、作業マニピュレータの干渉等を防止し、且つ確実に接触式センサを作業ワークに接触させて不都合な状況を回避することができる。
本発明に係る作業マニピュレータのセンシング動作生成プログラムは、上述したセンシング動作生成方法と同様に、作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成プログラムであって、前記作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに接触するセンシング姿勢において、前記接触式センサが接触する作業ワークの接触面を抽出すると共に、この接触面を構成する一つのエッジを選択する選択ステップと、
前記選択された一つのエッジの位置と、前記接触式センサの基端側に設定した設定位置を前記接触面に射影した位置とが一致するように、作業マニピュレータのセンシング姿勢を再設定する再設定ステップと、前記再設定されたセンシング姿勢を含むように作業マニピュレータのセンシング動作データを生成するデータ生成ステップと、を有していることを特徴とする。
【００１９】
好ましくは、前記センシング姿勢において、前記接触式センサが作業ワークの接触面に沿うように又は斜めに接触したかを判断する接触部位判断ステップを有し、前記選択ステップでは、前記接触部位判断ステップにて接触式センサが接触面に沿うように又は斜めに当たったと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択するとよい。
また、前記センシング姿勢において、前記作業マニピュレータが作業ワークに干渉したかを判断する干渉判断ステップを有し、前記選択ステップでは、前記干渉判断ステップにて作業マニピュレータが作業ワークに干渉したと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択しても好適である。
【００２０】
さらに好ましくは、前記選択ステップでは、前記接触式センサの先端から基端側へ延びるように設定したベクトルを前記接触面に射影した射影ベクトルを設定して、この射影ベクトルが交わる前記接触面の縁端辺を前記エッジとして選択することとしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、実際の作業ワーク情報と教示データとの誤差が大きい場合であっても、適切なセンシング動作データの自動生成が可能となり、センシング動作の修正及び教示の作業負荷を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置の構成図である。
【図２】実際の作業ワーク情報と教示データとの誤差を示す図である。
【図３】（ａ）は接触式センサの腹当り、（ｂ）は斜め当り、（ｃ）は浅当りを示す図である。
【図４】（ａ）は腹当りした検知可能部位の側面図、（ｂ）、（ｃ）は検知可能部位の境界射影位置とエッジとが一致するように作業マニピュレータを引き上げた時の側面図、斜視図である。
【図５】（ａ）は斜め当りした検知可能部位の側面図、（ｂ）、（ｃ）は検知可能部位の境界射影位置とエッジとが一致するように作業マニピュレータを引き上げた時の側面図、斜視図である。
【図６】（ａ）は深当りした検知可能部位の境界射影位置とエッジとが一致するように作業マニピュレータを引き上げた時の斜視図、（ｂ）は浅当りした検知可能部位の境界射影位置とエッジとが一致するように作業マニピュレータを引き下げた時の斜視図である。
【図７】センシング位置を原点とするｘｙｚ座標系と作業マニピュレータの姿勢変更を示す図である。
【図８】作業マニピュレータのセンシング動作生成方法及びセンシング動作生成プログラムのフローチャートを示す図である。
【図９】作業マニピュレータのセンシング動作生成装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を、図１〜図９に基づき説明する。
なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
図１には、本発明に係る作業マニピュレータ２（作業用ロボット）のセンシング動作生成装置１が示されている。
【００２４】
このセンシング動作生成装置１は、作業マニピュレータ２と、この作業マニピュレータ２を内蔵された教示データに従って動かす制御盤１１と、教示データを入力可能な教示ペンダント１２（コントローラ）とを有している。さらに、制御盤１１には、オフライン教示用のコンピュータ４が接続されている。
本実施形態におけるコンピュータ４は、オフライン環境下において、作業マニピュレータ２に設けられた溶接ワイヤ３（接触式センサ）を作業ワークＷに接触させることで、センシング位置Ｐ、センシング時の作業マニピュレータ２のセンシング姿勢Ｓとを含んだセンシング動作の教示データ（センシング動作データ）を生成する。
【００２５】
加えて、コンピュータ４は、オフライン上の教示データにおける作業ワークＷの位置と、溶接ワイヤ３によって検知取得した実際の作業ワークＷ位置が異なった時には、検知した位置との差分を用いて、センシング動作を行った箇所以降の作業マニピュレータ２の動作を逐次修正しながらセンシング作業を行わせることができる。
なお、作業オペレータは、コンピュータ４や教示ペンダント１２による入力にて、あらかじめ動作を教示したプログラム（教示プログラム）に従って、作業マニピュレータ２を制御したり、センシング動作データを手動で生成したりすることもできる。
【００２６】
作業マニピュレータ２は、溶接用ロボットとして一般的な６軸の多関節型ロボットであり、その手先２ａ（先端）に溶接ワイヤ３が配備されている。なお、作業マニピュレータ２は、スライダを備えたものや７軸以上であるものでもよい。
溶接ワイヤ３は、所定長さを有した条材であって、センシング作業時には、作業ワークＷとの接触を検知する接触式センサの役目も果たすことができる。例えば、作業マニピュレータ２の手先２ａの電極に電流を流し、手先２ａを作業ワークＷに近づけ、溶接ワイヤ３との接触時における短絡状態を見て、接触の状態を判断できる。
【００２７】
ところで、上述した「センシング動作」とは、作業マニピュレータ２が適切な位置、姿勢で溶接作業しているつもりでも、実際の作業ワークＷ情報と教示データとの間に誤差が生じることがあるため、実際に溶接作業をさせる前に溶接ワイヤ３を作業ワークＷに接触させて、コンピュータ４上の作業マニピュレータ２及び作業ワークＷに関する形状と配置とを修正乃至は再設定する作業のことである。
【００２８】
このセンシング動作（作業）における接触式センサ３の状態を以下で説明する。
接触の状態としては、溶接ワイヤ３を接触面Ｔに沿わせて溶接ワイヤ３と作業ワークＷとが線接触する腹当り（図３（ａ）参照）や、作業ワークＷが接触面Ｔに対して斜めに当たる斜め当り（図３（ｂ）参照）等がある。
腹当りの場合には、溶接ワイヤ３の長手方向が接触面Ｔに沿うため、溶接ワイヤ３と作業ワークＷとは線接触することとなる。
【００２９】
斜め当りの場合には、溶接ワイヤ３の長手方向が接触面Ｔに対して斜めに当たるため、溶接ワイヤ３と作業ワークＷとの接触部位は先端３ａの１カ所（１点）のみとなる。
図３（ｂ）や図６（ａ）で示されたように、実際の作業ワークＷに（腹当りか斜め当りのいずれかの状態で）接触した溶接ワイヤ３が、教示データで意図したセンシング位置Ｐよりも下方、つまり溶接ワイヤ３が基端３ｂから先端３ａへ向かう方向に深く当たる（深当りする）と、実際に溶接作業をする際に溶接部位がずれたり、センシング姿勢Ｓによっては、作業マニピュレータ２の溶接ワイヤ３以外の部位が作業ワークＷにあたる（干渉等する）ことがある。
【００３０】
そのため、このような干渉等の場合には、実際の作業ワークＷ情報と教示データとの誤差分だけ、教示データにおけるセンシング位置Ｐを上方に修正し再設定する必要がある。
一方、図３（ｃ）や図６（ｂ）で示す如く、実際の作業ワークＷに接触した溶接ワイヤ３が、教示データのセンシング位置Ｐよりも上方、つまり溶接ワイヤ３の先端３ａから基端３ｂへ向かう方向に浅く当たる（浅当りする）際も、溶接部位のずれや作業マニピュレータ２の干渉等が生じ、実際の作業ワークＷ情報と教示データとの誤差分だけ、教示データ上のセンシング位置Ｐを下方に修正し再設定しなくてはならない。
【００３１】
なお、溶接ワイヤ３は、作業ワークＷに接触した位置から作業ワークＷの現在位置の検知も可能である。
本実施形態では、溶接ワイヤ３の検知可能部位５（あらかじめ設定され且つ作業ワークＷとの接触を検知可能な部位）は、先端３ａの一点だけではなく、先端３ａからの所定長さで設定する。
【００３２】
この所定長さ（先端３ａからの長さ）は、作業マニピュレータ２の機種や、溶接ワイヤ３の種類によって決定される値であり、任意に設定してよい。溶接ワイヤ３の突き出し長さは２０〜２５ｍｍ程度が一般的で、作業ワークＷの変化量を検知できる程度の長さとしてはこの半分から３分の２程度が適当で、溶接ワイヤ３の先端３ａから１０ｍｍ程度の長さに予め設定する。
【００３３】
つまり、溶接ワイヤ３は、基端３ｂ側で先端３ａから所定距離だけ離れたところに、検知可能部位５とそれ以外の部位とを分ける境界の設定位置６（境界位置）が設定されている。
次に、図８、図９を用いて、本発明に係る作業マニピュレータ２のセンシング動作生成方法を説明する。このセンシング動作生成の処理は、制御盤１１に接続されたオフライン教示用のコンピュータ４で行われる。
【００３４】
なお、センシング動作生成装置１は、本発明に係るセンシング動作生成方法を実行するためのコンピュータプログラム（センシング動作生成プログラム）を有している。
センシング動作生成プログラムは、図８のフローチャートに示されたように、センシング動作データを生成する処理をコンピュータ４にさせるために、コンピュータ４に読み取り可能な形式のデータとして記録媒体（図示省略）に記録している。
【００３５】
図８に示した如く、ステップＳ１（データ生成ステップ）において、溶接ワイヤ３と作業ワークＷとが接触するセンシング位置Ｐ、センシング動作時の作業マニピュレータ２のセンシング姿勢Ｓを指定して、センシング動作データを生成する。
なお、ステップＳ１にて生成されるセンシング動作データは、後述するステップＳ４（再設定ステップ）にて再設定されたセンシング姿勢Ｓも含み、センシング姿勢Ｓの再設定には、センシング位置Ｐの再設定が含まれる。
【００３６】
ステップＳ２において、溶接ワイヤ３が作業ワークＷに腹当り状態か又は斜め当り状態となっているかを判断し（接触部位判断ステップ）、その後、作業マニピュレータ２が作業ワークＷに干渉しているかを判断する（干渉判断ステップ）。
溶接ワイヤ３が作業ワークＷに腹当り又は斜め当りした場合か、作業マニピュレータ２が作業ワークＷに干渉した場合には、処理はステップＳ３へ移される。また、そうでない場合は処理はステップＳ５へ移る。
【００３７】
ステップＳ３（選択ステップ）において、作業ワークＷの接触面Ｔ内でエッジＥを選択する。
ステップＳ４（再設定ステップ）において、溶接ワイヤ３の検知可能部位５の設定位置６（境界位置）を接触面Ｔに射影した位置ＷＰ（境界射影位置）がステップＳ３で選択したエッジＥと一致する位置まで、作業マニピュレータ２を移動又は姿勢変更させ、センシング動作データにおけるセンシング姿勢Ｓを再設定する。
【００３８】
ステップＳ５において、次のセンシング動作が指定されていた場合には、処理がステップＳ１へ移る。
以下、ステップＳ１〜ステップＳ５の詳細を説明する。
ステップＳ１では、まずコンピュータ４上で作業マニピュレータ２及び作業ワークＷの幾何学的形状と配置との幾何学データを、幾何学モデリング手段Ｍ１によって生成する。
【００３９】
生成された幾何学データに基づいて、溶接ワイヤ３のセンシング位置Ｐ及びセンシング動作時の作業マニピュレータ２のセンシング姿勢Ｓが、センシング動作指定手段Ｍ２（データ生成手段）によって指定される。
なお、図３に示すように、センシング位置Ｐとは作業ワークＷの接触する接触面Ｔ上の点及び位置であり、センシング姿勢Ｓとは溶接ワイヤ３が作業ワークＷに腹当りする腹当り姿勢や、斜め当りする溶接姿勢などの姿勢である。
【００４０】
また、本実施形態では、センシング動作時に溶接ワイヤ３の接触させる範囲が広く作業ワークＷの位置の変化量が安定して検出できる腹当り姿勢を、センシング姿勢Ｓとして設定する。
これらのセンシング位置Ｐ及びセンシング姿勢Ｓは、マウスやキーボードにてコンピュータ４上の規定項目を指定する、又はデータベースを検索するなど、蓄積されたデータに基づいてセンシング動作データを生成することで指定される。
【００４１】
作業マニピュレータ２は、センシング動作データに従ってセンシング動作をとっているが、教示データと実際の作業ワークＷの形状、位置及び姿勢との誤差があり、作業マニピュレータ２の溶接ワイヤ３を作業ワークＷに接触させることで、教示データを修正する必要がある（図２参照）。
そこで、ステップＳ２では、溶接ワイヤ３の腹当り又は斜め当りの有無を接触部位判断手段Ｍ３にて判断し、そのあと、作業マニピュレータ２の干渉の有無を干渉判断手段Ｍ４で判断することとなる。
【００４２】
なお、接触部位判断手段Ｍ３は、溶接ワイヤ３と作業ワークＷとの接触点が２点以上の場合には腹当りと、接触点が溶接ワイヤ３先端３ａの１点のみの場合は斜め当りと判断する。
接触部位判断手段Ｍ３が溶接ワイヤ３の腹当り又は斜め当りしたと判断した場合か、干渉判断手段Ｍ４が作業マニピュレータ２が干渉等したと判断した場合には、処理は、次のステップＳ３へ移り、そうでない場合にはステップＳ５へ移る。
【００４３】
ステップＳ３では、作業ワークＷの接触面Ｔ内でエッジＥを、エッジ選択手段Ｍ５によって選択する。
まず、エッジ選択手段Ｍ５は、図４（ａ）に示すように、腹当り姿勢で作業ワークＷに接触する溶接ワイヤ３上で、先端３ａから基端３ｂ側へ溶接ワイヤ３に沿って延びるベクトルＶ１（ワイヤベクトル）を設定する。
【００４４】
このワイヤベクトルＶ１は、起点が先端３ａであって、向きが先端３ａから基端３ｂ側つまり、作業マニピュレータ２のノズル（溶接ワイヤ３を把持する筒先）に近づく方向である。ワイヤベクトルＶ１は、大きさが任意であって、先端３ａを起点として上方（先端３ａから基端３ｂ側）へ延びる半直線で表される。
なお、溶接ワイヤ３の境界位置６は、ワイヤベクトルＶ１上における起点（先端３ａ）から所定距離だけ離れたところに設定されている。
【００４５】
次に、ワイヤベクトルＶ１を溶接ワイヤ３が接触する接触面Ｔに射影する（図４（ａ）中の視点参照）。
この射影されたベクトルを射影ベクトルＶ２と設定し、また、ワイヤベクトルＶ１の起点（溶接ワイヤ３の先端３ａ）が射影された位置を先端射影位置ＳＰと、境界位置６が射影された位置を境界射影位置ＷＰと設定する。
【００４６】
射影ベクトルＶ２は、接触面Ｔに沿いながら上方へ向かって延びる半直線となっており、境界射影位置ＷＰよりも上方、つまり作業マニピュレータ２のノズル寄りに位置した接触面Ｔの縁端辺と交わることとなる。
エッジ選択手段Ｍ５は、射影ベクトルＶ２と交わる縁端辺をエッジＥとして選択する。
なお、図４（ａ）に示す如く、先端射影位置ＳＰからエッジＥに降ろした垂線の長さをＬ１と、先端射影位置ＳＰと境界射影位置ＷＰとを結ぶ線分の長さをＬ２とする。
【００４７】
ステップＳ４では、上述したように、予め設定された溶接ワイヤ３の検知可能部位５の境界位置６を前記接触面Ｔに射影した境界射影位置ＷＰが、ステップＳ３で選択したエッジＥと一致するように、位置修正手段Ｍ６（再設定手段）によってセンシング位置Ｐを変更する。
位置修正手段Ｍ６は、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、前記垂線の長さＬ１から前記線分の長さＬ２を引いた差分ｄだけ溶接ワイヤ３を移動させる。このとき、Ｌ１＞Ｌ２であるので差分ｄは正の値となり、溶接ワイヤ３は上方（射影ベクトルＶ２における正方向）に移動されることとなる。
【００４８】
差分ｄの上方移動によって、境界射影位置ＷＰと、選択したエッジＥとが一致し、溶接ワイヤ３における検知可能部位５の境界位置６が選択したエッジＥと同じ高さに位置する。
同様に、先端射影位置ＳＰも差分ｄだけ上方へ移動し、移動後の先端射影位置ＳＰを新しいセンシング位置Ｐとして修正してセンシング動作データを再設定する。
【００４９】
このように位置修正手段Ｍ６で再設定することにより、センシング動作に適した溶接ワイヤ３のセンシング位置Ｐ及びセンシング姿勢Ｓを生成できる。
なお、本実施形態では、センシング姿勢Ｓとして腹当り姿勢を設定したが、実際の作業ワークＷの配置や傾きによっては、結果的に溶接ワイヤ３が作業ワークＷに対して斜め当りすることがある。
【００５０】
しかし、斜め当りした溶接ワイヤ３上のワイヤベクトルＶ１を、図５（ａ）に示した視点でワイヤベクトルＶ１を見た場合、ワイヤベクトルＶ１のうち接触面Ｔに沿う成分のみが接触面Ｔに射影される。このとき、前記線分の長さＬ２が溶接ワイヤ３の検知可能部位５の長さより短くなるものの、接触面Ｔ上の射影ベクトルＶ２は、上述したステップＳ３、ステップＳ４によって同様に処理することができ、溶接ワイヤ３を斜め上方に移動させる際にも、接触面Ｔに沿う方向の移動分が差分ｄとなるようにすればよい。
【００５１】
したがって、溶接ワイヤ３が斜め当りするか腹当りするかに関わらず、エッジ選択手段Ｍ５及び位置修正手段Ｍ６によって、センシング位置Ｐの自動修正が可能となる。
また、実際の作業ワークＷに対する作業マニピュレータ２のセンシング姿勢Ｓによっては、図７（ａ）に示すように、接触面Ｔに射影した位置（境界射影位置）ＷＰが選択したエッジＥよりも下方に位置する深当りで、且つ溶接ワイヤ３を上方移動させただけでは作業マニピュレータ２が作業ワークＷの一部や、他の部材Ｗ’に干渉等（接触）する場合がある。
【００５２】
このような場合、位置修正手段Ｍ６は、溶接ワイヤ３が接触するセンシング位置Ｐを原点Ｏ、この原点ＯからステップＳ３で選択したエッジＥに引いた垂線方向をｚ方向、接触面Ｔ方向をｙ方向としてｘｙｚ座標系を形成する。
この座標系にて、溶接ワイヤ３先端３ａの位置と原点Ｏとを一致させ、溶接ワイヤ３先端３ａ位置から基端３ｂ側へ延び且つ接触面Ｔに射影された射影ベクトルＶ２をZ軸に一致させた姿勢を初期姿勢とする（図７（ａ）参照）。ここからロール角＝−９０°、ピッチ角＝０°、ヨー角＝０°となるように作業マニピュレータ２の姿勢を変更し、図７（ｂ）に示すような、腹当り姿勢となる姿勢を設定する。
【００５３】
この後、図７（ｃ）に示す如く、溶接ワイヤ３の先端３ａを、原点ＯからエッジＥに降ろした垂線の長さＬ１から溶接ワイヤ３の検知可能部位５を接触面Ｔに射影した線分の長さＬ２を引いた差分ｄだけｚ方向、つまり上方に移動させることで、溶接ワイヤ３の検知可能部位５の境界位置６（境界射影位置ＷＰ）とステップＳ３で選択したエッジＥとを一致させる。
【００５４】
この一致させた位置を、新しいセンシング位置Ｐとして修正することで、作業マニピュレータ２が作業ワークＷに干渉等することなく、センシング動作に適した溶接ワイヤ３のセンシング位置Ｐ及びセンシング姿勢Ｓを変更して、センシング動作データを再設定する。
つまり、接触部位判断手段Ｍ３〜位置修正手段Ｍ６によって、ステップＳ１で指定した教示データが検知した作業ワークＷのセンシング位置Ｐが事前の教示データの位置と異なる場合（溶接ワイヤ３を取り付けた作業マニピュレータ２の手先２ａやその他の部位に当たる場合や、溶接ワイヤ３の当たりが浅いため作業ワークＷに当たる部位が少ない場合など）でも、溶接ワイヤ３が検知可能なセンシング位置Ｐ及びセンシング姿勢Ｓに修正され、作業オペレータの手動によるセンシング動作生成後の修正作業が不要となる。
【００５５】
さらに、図６（ｂ）で示されたように、境界位置６（境界射影位置ＷＰ）が選択したエッジＥよりも上方に位置するように溶接ワイヤ３が浅当りした場合であっても、前記垂線の長さＬ１から検知可能部位５を射影した線分の長さＬ２を引いた差分ｄが負の値となり、深当りした場合とは逆に、溶接ワイヤ３を下方に移動させてセンシング位置Ｐの自動修正が可能となる。
【００５６】
最後に、ステップＳ５にて次のセンシング動作の指定があればステップＳ１に戻り、センシング動作指定手段Ｍ２（データ生成手段）によって、再設定されたセンシング位置Ｐ及びセンシング姿勢Ｓを含むように作業マニピュレータ２のセンシング動作データが生成される。
以降、全てのセンシング動作についてステップＳ１〜ステップＳ５を繰り返し、自動で干渉等を回避した適切なセンシング位置Ｐ及びセンシング姿勢Ｓを指示することが可能となり、作業オペレータによる修正、再設定が不要となることから、教示作業負担の低減が可能となる。
【００５７】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。センシング動作生成装置１等の各構成又は全体の構造、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
上記実施形態では、センシング姿勢Ｓを最も安定した腹当て姿勢としたが、センシング姿勢Ｓを斜め当り姿勢（溶接姿勢）としても対応可能である。
【００５８】
作業マニピュレータ２は、溶接用のマニピュレータに限らず、塗装用、組立用など各種マニピュレータでもかまわない。
接触式センサ３は、ワイヤに電流を流し接触時における短絡状態を見る接触式の溶接ワイヤに限らず、ロードセルを備えた荷重検出センサであってもよい。
また、接触面Ｔが小さい場合や奥まった位置にある場合、エッジＥ付近しか接触式センサ３を接触させられない場合などには、所定長さの検知可能部位５を有した接触式センサ３では、センシング姿勢Ｓにて作業ワークＷに接触しづらいケースがあるかもしれないものの、検知可能部位５を可及的に短くしたり、接触式センサ３先端３ａの１点だけにすることによって対応可能となる。
【符号の説明】
【００５９】
１ センシング動作生成装置
２ 作業マニピュレータ
２ａ 作業マニピュレータの手先
３ 接触式センサ（溶接ワイヤ）
３ａ 接触式センサの先端
３ｂ 接触式センサの基端
４ コンピュータ
５ 接触式センサの検知可能部位
６ 設定位置（検知可能部位の境界位置）
Ｗ 作業ワーク
Ｐ センシング位置
Ｓ センシング姿勢
Ｔ 接触面
Ｅ 接触面のエッジ
ＷＰ 設定位置を接触面に射影した境界射影位置
Ｖ１ 接触式センサの先端から基端側に延びるベクトル（ワイヤベクトル）
Ｖ２ ワイヤベクトルを接触面に射影した射影ベクトル
Ｍ１ 幾何学モデリング手段
Ｍ２ センシング動作指定手段（データ生成手段）
Ｍ３ 接触部位判断手段
Ｍ４ 干渉判断手段
Ｍ５ エッジ選択手段
Ｍ６ 位置修正手段（再設定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業マニピュレータの適切なセンシング動作データを自動で生成する方法、その装置、及びそのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、作業マニピュレータが作業ワークに対して作業をする前に、作業マニピュレータに設けられた接触式センサを「センシング動作データ」に基づいて作業ワークに接触させることで、コンピュータ上における作業ワークと作業マニピュレータとの位置関係を検証し、この検証結果に基づいて作業マニピュレータの教示データを修正するといったセンシング作業が行われるのが常である。
【０００３】
例えば、コンピュータ上の教示データに基づいて、作業マニピュレータが適切な位置、姿勢で溶接作業しているつもりであっても（図２（ａ）参照）、実際の作業ワークの形状や位置、角度のずれや、作業マニピュレータ自体の初期位置、姿勢のずれやバックラッシュ等があるため、実際の作業ワーク情報と教示データとの間に誤差が生じ、実際に溶接作業をさせようとすると、溶接部位がずれたり、作業マニピュレータの溶接ワイヤ以外の部位が作業ワークに当たったりすることがある（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。
【０００４】
そこで、作業マニピュレータに溶接等の作業をさせる前に、実際に溶接ワイヤを作業ワークに接触させて、実際の作業ワーク情報とコンピュータ上の作業ワークの教示データとの誤差を修正するための、センシング作業が必要である。
係るセンシング作業を行うに際しては、作業マニピュレータに対するセンシング動作データが必要であって、このセンシング動作データを生成する方法、すなわち作業マニピュレータのセンシング動作生成方法は、作業オペレータが手動で行うこともしばしばであるが、センシング動作を自動で生成する技術も幾つか開発されている（特許文献１など）。
【０００５】
特許文献１の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法は、作業ワークにおける形状や他の部材との近接度合い、作業ワークの端部に隣接する面の数、センシング動作時の作業マニピュレータの姿勢、作業ワークの端部検出の要否、作業ワークの接触面の倒れ検出の要否、作業ワークの端部の倒れ検出の要否を含むデータをキーとして、センシング動作パターンデータベースから動作パターン（溶接ワイヤ等の接触式センサを接触させる作業ワーク上の面の位置、数を含む）を選び出し、各センシング動作に対して、規定項目（基準位置からの接触式センサの接触位置や、接触面からの距離など、作業マニピュレータの種類やメーカ毎に違う項目）を入力し、その数値に基づいてセンシング動作データを生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４１１７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献1の方法でセンシング動作データを生成することは可能であるものの、センシング動作データにおけるセンシング姿勢が不適切で、センシング動作時に接触式センサ以外の作業マニピュレータの部位と作業ワークが衝突したり、接触式センサが作業ワークに深く当たったり浅く当たったりし、センシング作業上適切でない状況となる場合（以降、これらをまとめて「干渉等」とよぶ）、実際に生成されたセンシング動作を修正する方法がないといった不都合が生じる。この状況は、実際に作業ワークの位置が大きく変わった際に作業ワークの位置の変化量を検出できない場合でも同じである。
【０００８】
また、作業オペレータがマニュアルで修正を行った場合、この修正作業の分だけ教示作業の負担が増えるという問題点がある。
上述した問題に鑑み、本発明は、実際の作業ワーク情報と教示データとの誤差が大きい場合であっても、適切なセンシング動作データを自動で生成可能となり、作業マニピュレータのセンシング動作の修正作業や教示作業の負荷を軽減することができる作業マニピュレータのセンシング動作生成方法、センシング動作生成装置及びセンシング動作生成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を達成するために、本発明は、以下の技術的手段を採用した。
本発明に係る作業マニピュレータのセンシング動作生成方法は、作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成方法であって、前記作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに接触するセンシング姿勢において、前記接触式センサが接触する作業ワークの接触面を抽出すると共に、この接触面を構成する一つのエッジを選択し、前記選択された一つのエッジの位置と、前記接触式センサの基端側に設定した設定位置を前記接触面に射影した位置とが一致するように、作業マニピュレータのセンシング姿勢を再設定し、前記再設定されたセンシング姿勢を含むように作業マニピュレータのセンシング動作データを生成することを特徴とする。
【００１０】
これによって、実際のデータと教示データとにおける作業ワークの形状、位置及び姿勢の誤差が大きい場合であっても、干渉等を回避した適切なセンシング動作データを自動で生成可能となり、作業マニピュレータのセンシング動作データを修正作業の負担が軽減されてセンシング動作データの生成時間が短縮でき、教示データ生成の作業効率を向上させることができる。
【００１１】
好ましくは、前記センシング姿勢において、前記接触式センサが作業ワークの接触面に沿うように又は斜めに接触したかを判断し、前記接触式センサが接触面に沿うように又は斜めに当たった場合に、前記接触面内でエッジを選択するとよい。
また、前記センシング姿勢において、前記作業マニピュレータが作業ワークに干渉したかを判断し、前記作業マニピュレータが作業ワークに干渉した場合に、前記接触面内でエッジを選択しても好適である。
【００１２】
これらにより、接触式センサの作業ワークに対する腹当り状態（接触面に沿うように当たった状態）や、斜め当り状態を検知できるとともに、作業マニピュレータの作業ワークに対する干渉等を検知でき、センシング動作データにおけるセンシング姿勢が不適切であっても、センシング動作データを自動で修正することが可能となる。
なお、本明細書でいう干渉又は干渉等は、センシング動作時に接触式センサ以外の作業マニピュレータの部位と作業ワークが衝突したり、接触式センサが作業ワークに深当りしたり浅当りし、センシング作業上適切でない状況となることをいう。
【００１３】
さらに好ましくは、前記接触面内でエッジを選択するに際しては、前記接触式センサの先端から基端側へ延びるように設定したベクトルを前記接触面に射影した射影ベクトルを設定して、この射影ベクトルが交わる前記接触面の縁端辺を前記エッジとして選択することとしてもよい。
これにより、作業ワークを構成する複数の面の中、接触式センサが接触する面（接触面）の縁端辺であって、接触式センサの基端側に対応する縁端辺をエッジとして採用できる。このエッジの位置に境界位置を射影した位置が一致するように、センシング位置を修正しても、作業マニピュレータが作業ワークに干渉等したりすることがなく、且つ、確実に作業ワークに接触式センサを作業ワークに接触させて不都合な状況を回避することができる。
【００１４】
本発明に係る作業マニピュレータのセンシング動作生成装置は、作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成装置であって、前記作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに接触するセンシング姿勢において、前記接触式センサが接触する作業ワークの接触面を抽出すると共に、この接触面を構成する一つのエッジを選択するエッジ選択手段と、前記選択された一つのエッジの位置と、前記接触式センサの基端側に設定した設定位置を前記接触面に射影した位置とが一致するように、作業マニピュレータのセンシング姿勢を再設定する再設定手段と、前記再設定されたセンシング姿勢を含むように作業マニピュレータのセンシング動作データを生成するデータ生成手段と、を有していることを特徴とする。
【００１５】
これによって、選択したエッジに接触式センサの境界射影位置を合わせてセンシング位置を修正することで、作業ワークの形状、位置及び姿勢における実際のデータと教示データとの誤差が大きくても、適切なセンシング動作データの自動生成が可能となり、センシング動作の修正作業の負担軽減及びデータ生成の作業性の向上を実現させることができる。
【００１６】
好ましくは、前記センシング姿勢において、前記接触式センサが作業ワークの接触面に沿うように又は斜めに接触したかを判断する接触部位判断手段を有し、前記エッジ選択手段は、前記接触部位判断手段で接触式センサが接触面に沿うように又は斜めに当たったと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択するように構成されていてもよい。
また、前記センシング姿勢において、前記作業ワークが作業マニピュレータに干渉したかを判断する干渉判断手段を有し、前記エッジ選択手段は、前記干渉判断手段で作業マニピュレータが作業ワークに干渉したと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択するように構成されていても好適である。
【００１７】
これらにより、接触式センサの腹当り、斜め当りとともに、作業マニピュレータの干渉等を検知でき、センシング動作を自動修正して、短時間でセンシング動作データを生成することが可能となる。
さらに好ましくは、前記エッジ選択手段は、前記接触式センサの先端から基端側へ延びるように設定したベクトルを前記接触面に射影した射影ベクトルを設定して、この射影ベクトルが交わる前記接触面の縁端辺を前記エッジとして選択するように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
これにより、接触面における接触式センサの基端側の縁端辺をエッジとして選択することが可能となり、センシング位置を修正しても、作業マニピュレータの干渉等を防止し、且つ確実に接触式センサを作業ワークに接触させて不都合な状況を回避することができる。
本発明に係る作業マニピュレータのセンシング動作生成プログラムは、上述したセンシング動作生成方法と同様に、作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成プログラムであって、前記作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに接触するセンシング姿勢において、前記接触式センサが接触する作業ワークの接触面を抽出すると共に、この接触面を構成する一つのエッジを選択する選択ステップと、
前記選択された一つのエッジの位置と、前記接触式センサの基端側に設定した設定位置を前記接触面に射影した位置とが一致するように、作業マニピュレータのセンシング姿勢を再設定する再設定ステップと、前記再設定されたセンシング姿勢を含むように作業マニピュレータのセンシング動作データを生成するデータ生成ステップと、を有していることを特徴とする。
【００１９】
好ましくは、前記センシング姿勢において、前記接触式センサが作業ワークの接触面に沿うように又は斜めに接触したかを判断する接触部位判断ステップを有し、前記選択ステップでは、前記接触部位判断ステップにて接触式センサが接触面に沿うように又は斜めに当たったと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択するとよい。
また、前記センシング姿勢において、前記作業マニピュレータが作業ワークに干渉したかを判断する干渉判断ステップを有し、前記選択ステップでは、前記干渉判断ステップにて作業マニピュレータが作業ワークに干渉したと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択しても好適である。
【００２０】
さらに好ましくは、前記選択ステップでは、前記接触式センサの先端から基端側へ延びるように設定したベクトルを前記接触面に射影した射影ベクトルを設定して、この射影ベクトルが交わる前記接触面の縁端辺を前記エッジとして選択することとしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、実際の作業ワーク情報と教示データとの誤差が大きい場合であっても、適切なセンシング動作データの自動生成が可能となり、センシング動作の修正及び教示の作業負荷を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置の構成図である。
【図２】実際の作業ワーク情報と教示データとの誤差を示す図である。
【図３】（ａ）は接触式センサの腹当り、（ｂ）は斜め当り、（ｃ）は浅当りを示す図である。
【図４】（ａ）は腹当りした検知可能部位の側面図、（ｂ）、（ｃ）は検知可能部位の境界射影位置とエッジとが一致するように作業マニピュレータを引き上げた時の側面図、斜視図である。
【図５】（ａ）は斜め当りした検知可能部位の側面図、（ｂ）、（ｃ）は検知可能部位の境界射影位置とエッジとが一致するように作業マニピュレータを引き上げた時の側面図、斜視図である。
【図６】（ａ）は深当りした検知可能部位の境界射影位置とエッジとが一致するように作業マニピュレータを引き上げた時の斜視図、（ｂ）は浅当りした検知可能部位の境界射影位置とエッジとが一致するように作業マニピュレータを引き下げた時の斜視図である。
【図７】センシング位置を原点とするｘｙｚ座標系と作業マニピュレータの姿勢変更を示す図である。
【図８】作業マニピュレータのセンシング動作生成方法及びセンシング動作生成プログラムのフローチャートを示す図である。
【図９】作業マニピュレータのセンシング動作生成装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を、図１〜図９に基づき説明する。
なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
図１には、本発明に係る作業マニピュレータ２（作業用ロボット）のセンシング動作生成装置１が示されている。
【００２４】
このセンシング動作生成装置１は、作業マニピュレータ２と、この作業マニピュレータ２を内蔵された教示データに従って動かす制御盤１１と、教示データを入力可能な教示ペンダント１２（コントローラ）とを有している。さらに、制御盤１１には、オフライン教示用のコンピュータ４が接続されている。
本実施形態におけるコンピュータ４は、オフライン環境下において、作業マニピュレータ２に設けられた溶接ワイヤ３（接触式センサ）を作業ワークＷに接触させることで、センシング位置Ｐ、センシング時の作業マニピュレータ２のセンシング姿勢Ｓとを含んだセンシング動作の教示データ（センシング動作データ）を生成する。
【００２５】
加えて、コンピュータ４は、オフライン上の教示データにおける作業ワークＷの位置と、溶接ワイヤ３によって検知取得した実際の作業ワークＷ位置が異なった時には、検知した位置との差分を用いて、センシング動作を行った箇所以降の作業マニピュレータ２の動作を逐次修正しながらセンシング作業を行わせることができる。
なお、作業オペレータは、コンピュータ４や教示ペンダント１２による入力にて、あらかじめ動作を教示したプログラム（教示プログラム）に従って、作業マニピュレータ２を制御したり、センシング動作データを手動で生成したりすることもできる。
【００２６】
作業マニピュレータ２は、溶接用ロボットとして一般的な６軸の多関節型ロボットであり、その手先２ａ（先端）に溶接ワイヤ３が配備されている。なお、作業マニピュレータ２は、スライダを備えたものや７軸以上であるものでもよい。
溶接ワイヤ３は、所定長さを有した条材であって、センシング作業時には、作業ワークＷとの接触を検知する接触式センサの役目も果たすことができる。例えば、作業マニピュレータ２の手先２ａの電極に電流を流し、手先２ａを作業ワークＷに近づけ、溶接ワイヤ３との接触時における短絡状態を見て、接触の状態を判断できる。
【００２７】
ところで、上述した「センシング動作」とは、作業マニピュレータ２が適切な位置、姿勢で溶接作業しているつもりでも、実際の作業ワークＷ情報と教示データとの間に誤差が生じることがあるため、実際に溶接作業をさせる前に溶接ワイヤ３を作業ワークＷに接触させて、コンピュータ４上の作業マニピュレータ２及び作業ワークＷに関する形状と配置とを修正乃至は再設定する作業のことである。
【００２８】
このセンシング動作（作業）における接触式センサ３の状態を以下で説明する。
接触の状態としては、溶接ワイヤ３を接触面Ｔに沿わせて溶接ワイヤ３と作業ワークＷとが線接触する腹当り（図３（ａ）参照）や、作業ワークＷが接触面Ｔに対して斜めに当たる斜め当り（図３（ｂ）参照）等がある。
腹当りの場合には、溶接ワイヤ３の長手方向が接触面Ｔに沿うため、溶接ワイヤ３と作業ワークＷとは線接触することとなる。
【００２９】
斜め当りの場合には、溶接ワイヤ３の長手方向が接触面Ｔに対して斜めに当たるため、溶接ワイヤ３と作業ワークＷとの接触部位は先端３ａの１カ所（１点）のみとなる。
図３（ｂ）や図６（ａ）で示されたように、実際の作業ワークＷに（腹当りか斜め当りのいずれかの状態で）接触した溶接ワイヤ３が、教示データで意図したセンシング位置Ｐよりも下方、つまり溶接ワイヤ３が基端３ｂから先端３ａへ向かう方向に深く当たる（深当りする）と、実際に溶接作業をする際に溶接部位がずれたり、センシング姿勢Ｓによっては、作業マニピュレータ２の溶接ワイヤ３以外の部位が作業ワークＷにあたる（干渉等する）ことがある。
【００３０】
そのため、このような干渉等の場合には、実際の作業ワークＷ情報と教示データとの誤差分だけ、教示データにおけるセンシング位置Ｐを上方に修正し再設定する必要がある。
一方、図３（ｃ）や図６（ｂ）で示す如く、実際の作業ワークＷに接触した溶接ワイヤ３が、教示データのセンシング位置Ｐよりも上方、つまり溶接ワイヤ３の先端３ａから基端３ｂへ向かう方向に浅く当たる（浅当りする）際も、溶接部位のずれや作業マニピュレータ２の干渉等が生じ、実際の作業ワークＷ情報と教示データとの誤差分だけ、教示データ上のセンシング位置Ｐを下方に修正し再設定しなくてはならない。
【００３１】
なお、溶接ワイヤ３は、作業ワークＷに接触した位置から作業ワークＷの現在位置の検知も可能である。
本実施形態では、溶接ワイヤ３の検知可能部位５（あらかじめ設定され且つ作業ワークＷとの接触を検知可能な部位）は、先端３ａの一点だけではなく、先端３ａからの所定長さで設定する。
【００３２】
この所定長さ（先端３ａからの長さ）は、作業マニピュレータ２の機種や、溶接ワイヤ３の種類によって決定される値であり、任意に設定してよい。溶接ワイヤ３の突き出し長さは２０〜２５ｍｍ程度が一般的で、作業ワークＷの変化量を検知できる程度の長さとしてはこの半分から３分の２程度が適当で、溶接ワイヤ３の先端３ａから１０ｍｍ程度の長さに予め設定する。
【００３３】
つまり、溶接ワイヤ３は、基端３ｂ側で先端３ａから所定距離だけ離れたところに、検知可能部位５とそれ以外の部位とを分ける境界の設定位置６（境界位置）が設定されている。
次に、図８、図９を用いて、本発明に係る作業マニピュレータ２のセンシング動作生成方法を説明する。このセンシング動作生成の処理は、制御盤１１に接続されたオフライン教示用のコンピュータ４で行われる。
【００３４】
なお、センシング動作生成装置１は、本発明に係るセンシング動作生成方法を実行するためのコンピュータプログラム（センシング動作生成プログラム）を有している。
センシング動作生成プログラムは、図８のフローチャートに示されたように、センシング動作データを生成する処理をコンピュータ４にさせるために、コンピュータ４に読み取り可能な形式のデータとして記録媒体（図示省略）に記録している。
【００３５】
図８に示した如く、ステップＳ１（データ生成ステップ）において、溶接ワイヤ３と作業ワークＷとが接触するセンシング位置Ｐ、センシング動作時の作業マニピュレータ２のセンシング姿勢Ｓを指定して、センシング動作データを生成する。
なお、ステップＳ１にて生成されるセンシング動作データは、後述するステップＳ４（再設定ステップ）にて再設定されたセンシング姿勢Ｓも含み、センシング姿勢Ｓの再設定には、センシング位置Ｐの再設定が含まれる。
【００３６】
ステップＳ２において、溶接ワイヤ３が作業ワークＷに腹当り状態か又は斜め当り状態となっているかを判断し（接触部位判断ステップ）、その後、作業マニピュレータ２が作業ワークＷに干渉しているかを判断する（干渉判断ステップ）。
溶接ワイヤ３が作業ワークＷに腹当り又は斜め当りした場合か、作業マニピュレータ２が作業ワークＷに干渉した場合には、処理はステップＳ３へ移される。また、そうでない場合は処理はステップＳ５へ移る。
【００３７】
ステップＳ３（選択ステップ）において、作業ワークＷの接触面Ｔ内でエッジＥを選択する。
ステップＳ４（再設定ステップ）において、溶接ワイヤ３の検知可能部位５の設定位置６（境界位置）を接触面Ｔに射影した位置ＷＰ（境界射影位置）がステップＳ３で選択したエッジＥと一致する位置まで、作業マニピュレータ２を移動又は姿勢変更させ、センシング動作データにおけるセンシング姿勢Ｓを再設定する。
【００３８】
ステップＳ５において、次のセンシング動作が指定されていた場合には、処理がステップＳ１へ移る。
以下、ステップＳ１〜ステップＳ５の詳細を説明する。
ステップＳ１では、まずコンピュータ４上で作業マニピュレータ２及び作業ワークＷの幾何学的形状と配置との幾何学データを、幾何学モデリング手段Ｍ１によって生成する。
【００３９】
生成された幾何学データに基づいて、溶接ワイヤ３のセンシング位置Ｐ及びセンシング動作時の作業マニピュレータ２のセンシング姿勢Ｓが、センシング動作指定手段Ｍ２（データ生成手段）によって指定される。
なお、図３に示すように、センシング位置Ｐとは作業ワークＷの接触する接触面Ｔ上の点及び位置であり、センシング姿勢Ｓとは溶接ワイヤ３が作業ワークＷに腹当りする腹当り姿勢や、斜め当りする溶接姿勢などの姿勢である。
【００４０】
また、本実施形態では、センシング動作時に溶接ワイヤ３の接触させる範囲が広く作業ワークＷの位置の変化量が安定して検出できる腹当り姿勢を、センシング姿勢Ｓとして設定する。
これらのセンシング位置Ｐ及びセンシング姿勢Ｓは、マウスやキーボードにてコンピュータ４上の規定項目を指定する、又はデータベースを検索するなど、蓄積されたデータに基づいてセンシング動作データを生成することで指定される。
【００４１】
作業マニピュレータ２は、センシング動作データに従ってセンシング動作をとっているが、教示データと実際の作業ワークＷの形状、位置及び姿勢との誤差があり、作業マニピュレータ２の溶接ワイヤ３を作業ワークＷに接触させることで、教示データを修正する必要がある（図２参照）。
そこで、ステップＳ２では、溶接ワイヤ３の腹当り又は斜め当りの有無を接触部位判断手段Ｍ３にて判断し、そのあと、作業マニピュレータ２の干渉の有無を干渉判断手段Ｍ４で判断することとなる。
【００４２】
なお、接触部位判断手段Ｍ３は、溶接ワイヤ３と作業ワークＷとの接触点が２点以上の場合には腹当りと、接触点が溶接ワイヤ３先端３ａの１点のみの場合は斜め当りと判断する。
接触部位判断手段Ｍ３が溶接ワイヤ３の腹当り又は斜め当りしたと判断した場合か、干渉判断手段Ｍ４が作業マニピュレータ２が干渉等したと判断した場合には、処理は、次のステップＳ３へ移り、そうでない場合にはステップＳ５へ移る。
【００４３】
ステップＳ３では、作業ワークＷの接触面Ｔ内でエッジＥを、エッジ選択手段Ｍ５によって選択する。
まず、エッジ選択手段Ｍ５は、図４（ａ）に示すように、腹当り姿勢で作業ワークＷに接触する溶接ワイヤ３上で、先端３ａから基端３ｂ側へ溶接ワイヤ３に沿って延びるベクトルＶ１（ワイヤベクトル）を設定する。
【００４４】
このワイヤベクトルＶ１は、起点が先端３ａであって、向きが先端３ａから基端３ｂ側つまり、作業マニピュレータ２のノズル（溶接ワイヤ３を把持する筒先）に近づく方向である。ワイヤベクトルＶ１は、大きさが任意であって、先端３ａを起点として上方（先端３ａから基端３ｂ側）へ延びる半直線で表される。
なお、溶接ワイヤ３の境界位置６は、ワイヤベクトルＶ１上における起点（先端３ａ）から所定距離だけ離れたところに設定されている。
【００４５】
次に、ワイヤベクトルＶ１を溶接ワイヤ３が接触する接触面Ｔに射影する（図４（ａ）中の視点参照）。
この射影されたベクトルを射影ベクトルＶ２と設定し、また、ワイヤベクトルＶ１の起点（溶接ワイヤ３の先端３ａ）が射影された位置を先端射影位置ＳＰと、境界位置６が射影された位置を境界射影位置ＷＰと設定する。
【００４６】
射影ベクトルＶ２は、接触面Ｔに沿いながら上方へ向かって延びる半直線となっており、境界射影位置ＷＰよりも上方、つまり作業マニピュレータ２のノズル寄りに位置した接触面Ｔの縁端辺と交わることとなる。
エッジ選択手段Ｍ５は、射影ベクトルＶ２と交わる縁端辺をエッジＥとして選択する。
なお、図４（ａ）に示す如く、先端射影位置ＳＰからエッジＥに降ろした垂線の長さをＬ１と、先端射影位置ＳＰと境界射影位置ＷＰとを結ぶ線分の長さをＬ２とする。
【００４７】
ステップＳ４では、上述したように、予め設定された溶接ワイヤ３の検知可能部位５の境界位置６を前記接触面Ｔに射影した境界射影位置ＷＰが、ステップＳ３で選択したエッジＥと一致するように、位置修正手段Ｍ６（再設定手段）によってセンシング位置Ｐを変更する。
位置修正手段Ｍ６は、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、前記垂線の長さＬ１から前記線分の長さＬ２を引いた差分ｄだけ溶接ワイヤ３を移動させる。このとき、Ｌ１＞Ｌ２であるので差分ｄは正の値となり、溶接ワイヤ３は上方（射影ベクトルＶ２における正方向）に移動されることとなる。
【００４８】
差分ｄの上方移動によって、境界射影位置ＷＰと、選択したエッジＥとが一致し、溶接ワイヤ３における検知可能部位５の境界位置６が選択したエッジＥと同じ高さに位置する。
同様に、先端射影位置ＳＰも差分ｄだけ上方へ移動し、移動後の先端射影位置ＳＰを新しいセンシング位置Ｐとして修正してセンシング動作データを再設定する。
【００４９】
このように位置修正手段Ｍ６で再設定することにより、センシング動作に適した溶接ワイヤ３のセンシング位置Ｐ及びセンシング姿勢Ｓを生成できる。
なお、本実施形態では、センシング姿勢Ｓとして腹当り姿勢を設定したが、実際の作業ワークＷの配置や傾きによっては、結果的に溶接ワイヤ３が作業ワークＷに対して斜め当りすることがある。
【００５０】
しかし、斜め当りした溶接ワイヤ３上のワイヤベクトルＶ１を、図５（ａ）に示した視点でワイヤベクトルＶ１を見た場合、ワイヤベクトルＶ１のうち接触面Ｔに沿う成分のみが接触面Ｔに射影される。このとき、前記線分の長さＬ２が溶接ワイヤ３の検知可能部位５の長さより短くなるものの、接触面Ｔ上の射影ベクトルＶ２は、上述したステップＳ３、ステップＳ４によって同様に処理することができ、溶接ワイヤ３を斜め上方に移動させる際にも、接触面Ｔに沿う方向の移動分が差分ｄとなるようにすればよい。
【００５１】
したがって、溶接ワイヤ３が斜め当りするか腹当りするかに関わらず、エッジ選択手段Ｍ５及び位置修正手段Ｍ６によって、センシング位置Ｐの自動修正が可能となる。
また、実際の作業ワークＷに対する作業マニピュレータ２のセンシング姿勢Ｓによっては、図７（ａ）に示すように、接触面Ｔに射影した位置（境界射影位置）ＷＰが選択したエッジＥよりも下方に位置する深当りで、且つ溶接ワイヤ３を上方移動させただけでは作業マニピュレータ２が作業ワークＷの一部や、他の部材Ｗ’に干渉等（接触）する場合がある。
【００５２】
このような場合、位置修正手段Ｍ６は、溶接ワイヤ３が接触するセンシング位置Ｐを原点Ｏ、この原点ＯからステップＳ３で選択したエッジＥに引いた垂線方向をｚ方向、接触面Ｔ方向をｙ方向としてｘｙｚ座標系を形成する。
この座標系にて、溶接ワイヤ３先端３ａの位置と原点Ｏとを一致させ、溶接ワイヤ３先端３ａ位置から基端３ｂ側へ延び且つ接触面Ｔに射影された射影ベクトルＶ２をZ軸に一致させた姿勢を初期姿勢とする（図７（ａ）参照）。ここからロール角＝−９０°、ピッチ角＝０°、ヨー角＝０°となるように作業マニピュレータ２の姿勢を変更し、図７（ｂ）に示すような、腹当り姿勢となる姿勢を設定する。
【００５３】
この後、図７（ｃ）に示す如く、溶接ワイヤ３の先端３ａを、原点ＯからエッジＥに降ろした垂線の長さＬ１から溶接ワイヤ３の検知可能部位５を接触面Ｔに射影した線分の長さＬ２を引いた差分ｄだけｚ方向、つまり上方に移動させることで、溶接ワイヤ３の検知可能部位５の境界位置６（境界射影位置ＷＰ）とステップＳ３で選択したエッジＥとを一致させる。
【００５４】
この一致させた位置を、新しいセンシング位置Ｐとして修正することで、作業マニピュレータ２が作業ワークＷに干渉等することなく、センシング動作に適した溶接ワイヤ３のセンシング位置Ｐ及びセンシング姿勢Ｓを変更して、センシング動作データを再設定する。
つまり、接触部位判断手段Ｍ３〜位置修正手段Ｍ６によって、ステップＳ１で指定した教示データが検知した作業ワークＷのセンシング位置Ｐが事前の教示データの位置と異なる場合（溶接ワイヤ３を取り付けた作業マニピュレータ２の手先２ａやその他の部位に当たる場合や、溶接ワイヤ３の当たりが浅いため作業ワークＷに当たる部位が少ない場合など）でも、溶接ワイヤ３が検知可能なセンシング位置Ｐ及びセンシング姿勢Ｓに修正され、作業オペレータの手動によるセンシング動作生成後の修正作業が不要となる。
【００５５】
さらに、図６（ｂ）で示されたように、境界位置６（境界射影位置ＷＰ）が選択したエッジＥよりも上方に位置するように溶接ワイヤ３が浅当りした場合であっても、前記垂線の長さＬ１から検知可能部位５を射影した線分の長さＬ２を引いた差分ｄが負の値となり、深当りした場合とは逆に、溶接ワイヤ３を下方に移動させてセンシング位置Ｐの自動修正が可能となる。
【００５６】
最後に、ステップＳ５にて次のセンシング動作の指定があればステップＳ１に戻り、センシング動作指定手段Ｍ２（データ生成手段）によって、再設定されたセンシング位置Ｐ及びセンシング姿勢Ｓを含むように作業マニピュレータ２のセンシング動作データが生成される。
以降、全てのセンシング動作についてステップＳ１〜ステップＳ５を繰り返し、自動で干渉等を回避した適切なセンシング位置Ｐ及びセンシング姿勢Ｓを指示することが可能となり、作業オペレータによる修正、再設定が不要となることから、教示作業負担の低減が可能となる。
【００５７】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。センシング動作生成装置１等の各構成又は全体の構造、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
上記実施形態では、センシング姿勢Ｓを最も安定した腹当て姿勢としたが、センシング姿勢Ｓを斜め当り姿勢（溶接姿勢）としても対応可能である。
【００５８】
作業マニピュレータ２は、溶接用のマニピュレータに限らず、塗装用、組立用など各種マニピュレータでもかまわない。
接触式センサ３は、ワイヤに電流を流し接触時における短絡状態を見る接触式の溶接ワイヤに限らず、ロードセルを備えた荷重検出センサであってもよい。
また、接触面Ｔが小さい場合や奥まった位置にある場合、エッジＥ付近しか接触式センサ３を接触させられない場合などには、所定長さの検知可能部位５を有した接触式センサ３では、センシング姿勢Ｓにて作業ワークＷに接触しづらいケースがあるかもしれないものの、検知可能部位５を可及的に短くしたり、接触式センサ３先端３ａの１点だけにすることによって対応可能となる。
【符号の説明】
【００５９】
１ センシング動作生成装置
２ 作業マニピュレータ
２ａ 作業マニピュレータの手先
３ 接触式センサ（溶接ワイヤ）
３ａ 接触式センサの先端
３ｂ 接触式センサの基端
４ コンピュータ
５ 接触式センサの検知可能部位
６ 設定位置（検知可能部位の境界位置）
Ｗ 作業ワーク
Ｐ センシング位置
Ｓ センシング姿勢
Ｔ 接触面
Ｅ 接触面のエッジ
ＷＰ 設定位置を接触面に射影した境界射影位置
Ｖ１ 接触式センサの先端から基端側に延びるベクトル（ワイヤベクトル）
Ｖ２ ワイヤベクトルを接触面に射影した射影ベクトル
Ｍ１ 幾何学モデリング手段
Ｍ２ センシング動作指定手段（データ生成手段）
Ｍ３ 接触部位判断手段
Ｍ４ 干渉判断手段
Ｍ５ エッジ選択手段
Ｍ６ 位置修正手段（再設定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成方法であって、
前記作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに接触するセンシング姿勢において、前記接触式センサが接触する作業ワークの接触面を抽出すると共に、この接触面を構成する一つのエッジを選択し、
前記選択された一つのエッジの位置と、前記接触式センサの基端側に設定した設定位置を前記接触面に射影した位置とが一致するように、作業マニピュレータのセンシング姿勢を再設定し、
前記再設定されたセンシング姿勢を含むように作業マニピュレータのセンシング動作データを生成することを特徴とする作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。
【請求項２】
前記センシング姿勢において、前記接触式センサが作業ワークの接触面に沿うように又は斜めに接触したかを判断し、
前記接触式センサが接触面に沿うように又は斜めに当たった場合に、前記接触面内でエッジを選択することを特徴とする請求項１に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。
【請求項３】
前記センシング姿勢において、前記作業マニピュレータが作業ワークに干渉したかを判断し、
前記作業マニピュレータが作業ワークに干渉した場合に、前記接触面内でエッジを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。
【請求項４】
前記接触面内でエッジを選択するに際しては、前記接触式センサの先端から基端側へ延びるように設定したベクトルを前記接触面に射影した射影ベクトルを設定して、
この射影ベクトルが交わる前記接触面の縁端辺を前記エッジとして選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。
【請求項５】
作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成装置であって、
前記作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに接触するセンシング姿勢において、前記接触式センサが接触する作業ワークの接触面を抽出すると共に、この接触面を構成する一つのエッジを選択するエッジ選択手段と、
前記選択された一つのエッジの位置と、前記接触式センサの基端側に設定した設定位置を前記接触面に射影した位置とが一致するように、作業マニピュレータのセンシング姿勢を再設定する再設定手段と、
前記再設定されたセンシング姿勢を含むように作業マニピュレータのセンシング動作データを生成するデータ生成手段と、を有していることを特徴とする作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。
【請求項６】
前記センシング姿勢において、前記接触式センサが作業ワークの接触面に沿うように又は斜めに接触したかを判断する接触部位判断手段を有し、
前記エッジ選択手段は、前記接触部位判断手段で接触式センサが接触面に沿うように又は斜めに当たったと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。
【請求項７】
前記センシング姿勢において、前記作業ワークが作業マニピュレータに干渉したかを判断する干渉判断手段を有し、
前記エッジ選択手段は、前記干渉判断手段で作業マニピュレータが作業ワークに干渉したと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択するように構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。
【請求項８】
前記エッジ選択手段は、前記接触式センサの先端から基端側へ延びるように設定したベクトルを前記接触面に射影した射影ベクトルを設定して、
この射影ベクトルが交わる前記接触面の縁端辺を前記エッジとして選択するように構成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。
【請求項９】
作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成プログラムであって、
前記作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに接触するセンシング姿勢において、前記接触式センサが接触する作業ワークの接触面を抽出すると共に、この接触面を構成する一つのエッジを選択する選択ステップと、
前記選択された一つのエッジの位置と、前記接触式センサの基端側に設定した設定位置を前記接触面に射影した位置とが一致するように、作業マニピュレータのセンシング姿勢を再設定する再設定ステップと、
前記再設定されたセンシング姿勢を含むように作業マニピュレータのセンシング動作データを生成するデータ生成ステップと、を有していることを特徴とする作業マニピュレータのセンシング動作生成プログラム。
【請求項１０】
前記センシング姿勢において、前記接触式センサが作業ワークの接触面に沿うように又は斜めに接触したかを判断する接触部位判断ステップを有し、
前記選択ステップでは、前記接触部位判断ステップにて接触式センサが接触面に沿うように又は斜めに当たったと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択することを特徴とする請求項９に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成プログラム。
【請求項１１】
前記センシング姿勢において、前記作業マニピュレータが作業ワークに干渉したかを判断する干渉判断ステップを有し、
前記選択ステップでは、前記干渉判断ステップにて作業マニピュレータが作業ワークに干渉したと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択することを特徴とする請求項９又は１０に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成プログラム。
【請求項１２】
前記選択ステップでは、前記接触式センサの先端から基端側へ延びるように設定したベクトルを前記接触面に射影した射影ベクトルを設定して、
この射影ベクトルが交わる前記接触面の縁端辺を前記エッジとして選択することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成プログラム。
【請求項１】
作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成方法であって、
前記作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに接触するセンシング姿勢において、前記接触式センサが接触する作業ワークの接触面を抽出すると共に、この接触面を構成する一つのエッジを選択し、
前記選択された一つのエッジの位置と、前記接触式センサの基端側に設定した設定位置を前記接触面に射影した位置とが一致するように、作業マニピュレータのセンシング姿勢を再設定し、
前記再設定されたセンシング姿勢を含むように作業マニピュレータのセンシング動作データを生成することを特徴とする作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。
【請求項２】
前記センシング姿勢において、前記接触式センサが作業ワークの接触面に沿うように又は斜めに接触したかを判断し、
前記接触式センサが接触面に沿うように又は斜めに当たった場合に、前記接触面内でエッジを選択することを特徴とする請求項１に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。
【請求項３】
前記センシング姿勢において、前記作業マニピュレータが作業ワークに干渉したかを判断し、
前記作業マニピュレータが作業ワークに干渉した場合に、前記接触面内でエッジを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。
【請求項４】
前記接触面内でエッジを選択するに際しては、前記接触式センサの先端から基端側へ延びるように設定したベクトルを前記接触面に射影した射影ベクトルを設定して、
この射影ベクトルが交わる前記接触面の縁端辺を前記エッジとして選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成方法。
【請求項５】
作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成装置であって、
前記作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに接触するセンシング姿勢において、前記接触式センサが接触する作業ワークの接触面を抽出すると共に、この接触面を構成する一つのエッジを選択するエッジ選択手段と、
前記選択された一つのエッジの位置と、前記接触式センサの基端側に設定した設定位置を前記接触面に射影した位置とが一致するように、作業マニピュレータのセンシング姿勢を再設定する再設定手段と、
前記再設定されたセンシング姿勢を含むように作業マニピュレータのセンシング動作データを生成するデータ生成手段と、を有していることを特徴とする作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。
【請求項６】
前記センシング姿勢において、前記接触式センサが作業ワークの接触面に沿うように又は斜めに接触したかを判断する接触部位判断手段を有し、
前記エッジ選択手段は、前記接触部位判断手段で接触式センサが接触面に沿うように又は斜めに当たったと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。
【請求項７】
前記センシング姿勢において、前記作業ワークが作業マニピュレータに干渉したかを判断する干渉判断手段を有し、
前記エッジ選択手段は、前記干渉判断手段で作業マニピュレータが作業ワークに干渉したと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択するように構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。
【請求項８】
前記エッジ選択手段は、前記接触式センサの先端から基端側へ延びるように設定したベクトルを前記接触面に射影した射影ベクトルを設定して、
この射影ベクトルが交わる前記接触面の縁端辺を前記エッジとして選択するように構成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成装置。
【請求項９】
作業ワークに接触可能な接触式センサを備えた作業マニピュレータがセンシング動作を行う際に用いられるセンシング動作データを生成するセンシング動作生成プログラムであって、
前記作業マニピュレータの接触式センサが作業ワークに接触するセンシング姿勢において、前記接触式センサが接触する作業ワークの接触面を抽出すると共に、この接触面を構成する一つのエッジを選択する選択ステップと、
前記選択された一つのエッジの位置と、前記接触式センサの基端側に設定した設定位置を前記接触面に射影した位置とが一致するように、作業マニピュレータのセンシング姿勢を再設定する再設定ステップと、
前記再設定されたセンシング姿勢を含むように作業マニピュレータのセンシング動作データを生成するデータ生成ステップと、を有していることを特徴とする作業マニピュレータのセンシング動作生成プログラム。
【請求項１０】
前記センシング姿勢において、前記接触式センサが作業ワークの接触面に沿うように又は斜めに接触したかを判断する接触部位判断ステップを有し、
前記選択ステップでは、前記接触部位判断ステップにて接触式センサが接触面に沿うように又は斜めに当たったと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択することを特徴とする請求項９に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成プログラム。
【請求項１１】
前記センシング姿勢において、前記作業マニピュレータが作業ワークに干渉したかを判断する干渉判断ステップを有し、
前記選択ステップでは、前記干渉判断ステップにて作業マニピュレータが作業ワークに干渉したと判断された場合に、前記接触面内でエッジを選択することを特徴とする請求項９又は１０に記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成プログラム。
【請求項１２】
前記選択ステップでは、前記接触式センサの先端から基端側へ延びるように設定したベクトルを前記接触面に射影した射影ベクトルを設定して、
この射影ベクトルが交わる前記接触面の縁端辺を前記エッジとして選択することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の作業マニピュレータのセンシング動作生成プログラム。
【図８】
【図９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１７０５２２（Ｐ２０１１−１７０５２２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３２５２０（Ｐ２０１０−３２５２０）
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１７日（２０１０．２．１７）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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