JP2013233650A - ロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】大サイズのワークを複数のロボットによって支持しても、所望の作業軌跡に沿った加工作業を行うことができるロボットシステムを提供する。
【解決手段】ワークを加工する加工装置と、前記加工装置を制御する加工制御装置と、前記ワークを把持するためのハンドを各々の先端に設けた複数のロボットと、ロボット制御装置と、を備えた加工を行うロボットシステムであって、基準点を設定し、複数のロボットの各々のハンド先端を原点とする複数のツール座標系における目標加工線に対応する前記基準点の移動軌跡を演算周期ごとに求め、複数のロボットの中の第１ロボットのハンド先端位置を、“第１ロボットのツール座標系における移動軌跡上の座標値”及び“第１ロボットの座標系の原点から基準点へのベクトル”から、第１ロボットの座標系における座標点として求めるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のロボットを協調動作させるロボットシステムに関し、特に複数のロボットによって把持されたワークを移動させるロボットシステムに関する。

ロボットを使ってワークに対する加工作業を行う場合、ロボット先端に溶接トーチなどのエンドエフェクタを取り付け、ロボットを動作させることにより固定されたワークに対してエンドエフェクタを移動させることが一般的である。
一方で、溶接トーチなどのエフェクタをロボット先端に取り付けずにロボットの外部に固定して、ワークをロボットに把持させてロボットの動作によって移動させる方法もある。この場合ロボット先端から見たワーク上の作業点の位置が時々刻々と変化するため、ワーク上の所望の箇所に作業を施すためにはロボットを適切に動作させる必要がある。特許文献１では、ワークをロボットに把持させ、固定された溶接トーチ（エフェクタ）に対して移動させる際のロボットの制御方法が開示されている。

図７を用いて特許文献１の概略を説明する。図において１０１は所定位置に固定された溶接トーチで、１０３、１０４はロボットのアームを示し、アーム先端の図示しないハンドによってワーク１０２が把持されている。作業開始に先立って、ワーク上の溶接開始点ａ1を溶接トーチ１０１の溶接トーチ先端Ｐ0に位置決めし（図７のＷの状態）、その際の基準座標系の原点Ｏからアーム先端までの座標変換行列Ｒ1を求める。
溶接トーチ取付位置に設けられた座標系の基準座標系に対する座標変換行列を[Ｕ]とし、溶接トーチ先端位置の溶接トーチ取付位置に設けられた座標系に対する座標変換行列を[Ｐ]とすると、アーム先端から溶接トーチ先端Ｐ0までの座標変換行列[Ｔ1]は

[Ｔ1] ＝ [Ｒ1]^−１ [Ｕ][Ｐ] ・・・式（１）
として求めることができる。[Ｕ]、[Ｐ]は既知かつ一定であり、[Ｒ1]はロボットの各アーム長と各関節角の情報より求めることができる。その結果、溶接開始点における座標変換行列[Ｔ1]を式（１）により求めることができる。
同様に、ワーク１０２を図７のＷ´まで移動させて溶接終了点ａ2を溶接トーチ先端Ｐ0に位置決めし、ロボットの各アーム長と各関節角の情報より基準座標系の原点Ｏからアーム先端までの座標変換行列[Ｒ2]を求めれば、アーム先端から溶接トーチ先端Ｐ0までの座標変換行列[Ｔ2]は

[Ｔ2] ＝ [Ｒ2]^−１[Ｕ][Ｐ] ・・・式（２）
として求めることができる。

再生運転時にａ1からａ2までの間を制御周期ｎ回で移動するものとした場合、ｉ回目におけるアーム先端から溶接トーチ先端Ｐ0までの座標変換行列[Ｔi]は次の式のようにして求められる。

[Ｔi] ＝ [Ｔ1]＋（i/n）（[Ｔ2]-[Ｔ1]） ・・・式（３）
一方、その間のアーム先端位置は

[Ｒi] ＝ [Ｕ][Ｐ][Ｔi]^−１ ・・・式（４）
として求めることができるので、この演算によって[Ｔi]に対応する座標変換行列[Ｒｉ]を求め、さらにロボットの各関節角を求めることができる。
こうして求めた関節角に沿ってロボットを動作させることにより、ワーク１０２上に溶接開始点ａ１から溶接終了点ａ２までの作業軌跡を実現することができる。

特開平１−３７６０３号公報

しかしながら特許文献１の発明では、１台のロボットによってワークをハンドリングする場合についてしか考慮されていない。
ロボット先端にエンドエフェクタを取り付け、ロボットを動作させて固定されたワークに対してエンドエフェクタを移動させて作業を行う場合であれば、ワークのサイズや質量について特に考慮する必要はない。
これに対し、エフェクタをロボットの外部に固定して、ワークの方をロボットに把持させてロボットの動作によって移動させる場合は、加工可能なワークのサイズ・質量はロボットのハンドリング能力によることとなるので、より大きなワークに対しても加工作業を行えるようにするための対処としては、より大型のロボットを用いるか、複数のロボットでワークを把持させて各ロボットの動作を適切に処理する必要がある。様々なサイズ・質量のワークに対応することを考えると後者の方法が有利である。すなわち、ワークのサイズ・質量がロボット１台で足りる場合は各ロボットを個別に用いて並列してハンドリングを行い、ワークのサイズ・質量が大きい場合に複数のロボットでワークを把持させることにより多種のワークに対応可能となる。
本発明はこうした状況を踏まえて、複数のロボットによってサイズ・質量が大きいワークをハンドリングする場合においても、ワークに対して意図した作業軌跡に沿った作業を行うことができるロボットシステムを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１記載のロボットシステムの発明は、ワークに対して加工を行う工具を備え、前記工具がワークに対して相対的に移動することによって前記ワークを加工する加工装置と、前記加工装置を制御する加工制御装置と、前記ワークを把持するためのハンドを各々の先端に設けた複数のロボットと、前記加工制御装置および前記複数のロボットを制御するロボット制御装置と、を備え、前記ハンドで把持された状態にある前記ワークを前記複数のロボットによって移動させ、前記工具により前記ワーク上の目標加工線に沿って加工を行うロボットシステムであって、前記ロボット制御装置は、加工作業中に位置ずれを生じることがない点を基準点として設定し、 前記複数のロボットの各々の前記ハンド先端を原点とする複数のツール座標系における前記目標加工線に対応する前記基準点の移動軌跡を演算周期ごとに求め、前記移動軌跡を実現するための前記複数のロボットの中の第１ロボットの前記ハンド先端位置を、“前記第１ロボットのツール座標系における移動軌跡上の座標値”及び“前記第１ロボットの座標系の原点から前記基準点へのベクトル”から、前記第１ロボットの座標系における座標値として求め、前記第１ロボットの前記ハンド先端位置をその位置へと移動させるとともに、第２ロボットの前記ハンド先端位置を、前記第１ロボットの座標系における移動軌跡上の座標値と、前記第１ロボットのツール座標系から前記第２ロボットのツール座標系への変換行列と、前記第１ロボットの座標系から前記第２ロボットの座標系への変換行列とから、前記第２ロボットの座標系における座標値として求め、前記第２ロボットの前記ハンド先端位置が前記第１ロボットの前記ハンド先端位置と相対的な位置関係を一定に保ったままで前記工具の軌跡が前記目標加工線と一致するように前記ワークを前記工具に対して移動させて前記ワークの加工を行ない、前記工具が前記ワークに加工を施す際の前記工具先端の位置を前記基準点として加工作業中の前記複数のロボットの前記ハンドの位置を制御することを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のロボットシステムにおいて、前記ロボット制御装置が、前記工具が前記ワークに加工を施す際の前記工具先端の位置を前記基準点として加工作業中の前記複数のロボットのハンドの位置を制御することを特徴としている。
請求項３記載の発明は、請求項１記載のロボットシステムにおいて、前記複数のロボットが、垂直多関節型ロボットであることを特徴としている。

請求項１記載の発明によると、複数のロボットによってワークを把持し、ハンド間の相対的な位置関係を一定に保ってハンドリングすることにより、サイズや質量が大きいワークについても安定して目標加工線の通りに加工を行うことができ加工品質向上に寄与する。また加工作業による位置ずれが発生しない基準点を設け、その基準点に基づいて複数のロボットの各ハンドの位置を制御するため、目標加工線の通りに加工を行うことができる。
また、加工作業による位置ずれが発生しない基準点として、工具がワークに対して加工を施す際の工具先端の位置を設定したので、その基準点に基づいて複数のロボットの各ハンドの位置制御が簡単となり、目標加工線の通りに加工を行うことが簡単にできるようになる。
請求項２記載の発明によると、ロボットによるワークのハンドリング動作に合わせて工具を動作させるタイミングを制御できるため、加工品質を向上させることができる。
請求項３載の発明によると、目標加工線の形状に合わせて工具に対するワークの姿勢を最適な状態に保つことができるため、加工品質を向上させることができる。

本発明のロボットシステムの構成を示す図 第１ロボットおよび第２ロボットによってワークを把持した状態を示す正面図 本発明のロボットシステムによる接合の様子を示す斜視図 本発明の加工作業時のツール先端位置演算を説明する図 本発明の第１ロボットのツール座標系ＴＦ１から見た基準点Ａの移動の様子を示す図 第１ロボットおよび第２ロボットによってワークを重ねて把持した状態を示す正面図 従来のロボット制御方法を示す図

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明のロボットシステムの構成を示す図である。
本発明では、ロボットが把持するワークの大きさ・質量が大きい場合でも目標軌跡線に沿ってワークを移動させるという目的を達成するため、複数のロボットによってワークをハンドリングして作業中のワークの位置を調整するという構成とした。図１では２台のロボットを用いた構成としている。
図において、１は第１ロボット、２は第２ロボットであり、それぞれ複数の関節軸を備えた多関節ロボットである。２台のロボットはロボット制御装置５に接続され、ロボット制御装置５によってその動作を制御される。また、第１ロボット１、第２ロボット２はそれぞれ先端にハンド３、４を備えており、これらハンドは開閉してワークを把持する。
ワークの位置や姿勢の自由度を確保するためには、各ロボットは垂直多関節型であることが望ましい。
６は加工装置であって、ワークに対して加工を行う。加工装置６は第１ロボット１および第２ロボット２のハンドの到達可能領域内に設置される。また、９は加工装置６の制御を行う加工制御装置である。

本実施例では、加工作業としてアーク溶接を例に挙げて説明する。
アーク溶接の場合、溶接トーチが加工装置に相当し、溶接トーチ先端部のノズルやワイヤが工具に相当する。また、溶接トーチに溶接電流を供給する溶接電源や同じく溶接トーチにワイヤを供給するワイヤ送給装置などが加工制御装置に相当するが、図１ではこれらを加工制御装置９として簡略化して描いている。
加工制御装置９は加工装置６と接続され、さらに加工制御装置９はロボット制御装置５と接続されており、加工制御装置９はロボット制御装置５から入信する信号に従って、溶接トーチへワイヤ送給を行ったり溶接電流の供給を行ったりする。
図１では加工装置６と加工制御装置９は別体となっているが両者は一体に構成されていてもよい。

以下、本発明のロボットシステムによって実際にワークをハンドリングして加工装置による溶接加工を行う際の処理の流れを説明する。
（１）まず、ロボット制御装置５からの指令に従って、第１ロボット１と第２ロボット２がワークの載置台（図示せず）に載置されたワークの両端をそれぞれのハンドで把持する。図２はこのように第１ロボット１および第２ロボット２のハンドによってワークを把持した様子を示している。載置台は加工装置６と同様、第１ロボット１および第２ロボット２のハンドの到達可能領域内に設置されている。
（２）その後、第１ロボット１および第２ロボット２はワークＷを把持した状態を維持したまま協調して、すなわち互いのハンド３、４の相対位置関係を一定に保ったままでワークＷを加工装置６の工具７すなわち溶接トーチ先端部の直下まで搬送する。ワークＷを把持して加工装置６まで搬送する一連の協調動作は、予め教示されロボット制御装置５に記憶されている。また、協調動作を行うため、第１ロボット１と第２ロボット２との位置関係は既知である。
（３）ロボットによるワークＷの搬送が完了すると、ロボット制御装置５（図１）は加工制御装置９（図１）に第１のトリガを送信する。
（４）加工制御装置９はこの第１のトリガを受信すると溶接トーチへのワイヤ送給、溶接電流の供給など所定の作業を開始する。なお、ワークＷと溶接電源のアース線とは予め接続されているものとする。

（５）ワークＷへの作業開始が加工制御装置９にて確認された時点で、加工制御装置９はロボット制御装置５へ信号を出力する。具体的には溶接電源によるアーク発生の感知などを作業開始とする。
（６）この信号を入信したロボット制御装置５は、工具７の移動軌跡がワークＷ上の目標加工線と一致するよう、第１ロボット１および第２ロボット２の先端のハンド３、４の移動を開始する。
（７）ハンドの移動に伴って把持されたワークＷも工具に対して相対的に移動するので、目標加工線に沿ってワークＷの溶接が行われる。この様子を示したのが図３である。ハンド３、４によってワークＷを白抜き矢印の方向へ移動させることで、目標加工線に沿ってワークの溶接が行われる。
この溶接加工の際も第１ロボット１および第２ロボット２は協調して動作する。この間の動作についても予め教示され、ロボット制御装置５に記憶されている。
なお、図３では目標加工線は直線であるが、第１ロボット１、第２ロボット２にしかるべき教示を行うことにより目標加工線を任意の曲線とすることも可能であることは言うまでもない。

ここで、ロボット制御装置５は、加工作業の間、単に教示された動作を再現するのではなく工具７の軌跡が目標加工線と一致するよう第１ロボット１および第２ロボット２を制御する。
加工作業中のロボット制御装置５による第１ロボット１および第２ロボット２の制御の詳細については後述する。

（８）第１ロボット１および第２ロボット２によるワーク加工のための移動動作が完了すると、ロボット制御装置５は、加工制御装置９に対して第２のトリガを出力する。
（９）加工制御装置９は、第２のトリガ入信によって溶接トーチに対する溶接電流の供給や溶接ワイヤの送給を停止する。
（１０）アークの停止を感知すると、加工制御装置９はロボット制御装置５へ加工終了の信号を出力する。
（１１) 加工終了の信号を入信したロボット制御装置５は第１ロボット１と第２ロボット２を協調して動作させてワークＷを加工装置６から離脱させ、載置台まで搬送した後、ハンド３、４を開いてワークＷを離す。
以上が本発明のロボットシステムによる一連の加工手順である。

以下では、溶接作業中のロボット制御装置５による第１ロボット１および第２ロボット２の制御について図４、図５を用いて説明する。
（１）まず、予め第１ロボット１に基づく座標系ＲＢ１、第２ロボット２に基づく座標系ＲＢ２を設定しておく。
（２）次に、ワークに加工を行う工具の先端位置を基準点Ａとする。本実施例では溶接トーチの先端が基準点Ａとなる。基準点Ａの位置は加工作業中にも変動することはない。
（３）さらに、座標系ＲＢ１の原点から基準点Ａまでのベクトルを求めておき、^ＲＢ１Ｔ１とする。
（４）また、座標系ＲＢ１と座標系ＲＢ２との位置関係、すなわち第１ロボット１と第２ロボット２との位置関係を求めておき、座標系ＲＢ１から座標系ＲＢ２への変換行列を^ＲＢ１Ｍとする。
ベクトル^ＲＢ１Ｔ１および変換行列^ＲＢ１Ｍは、一旦第１ロボット１、第２ロボット２、加工装置６を設置すれば一意に決定され、加工作業中にも変動することはない。
（５）ここで第１ロボット１が予め教示された加工作業のある教示点にあるとき、座標系ＲＢ１における第１ロボット１のツール先端位置の座標値を^ＲＢ１Ｂ１、座標値^ＲＢ１Ｂ１と基準点Ａとを結ぶベクトルを^ＲＢ１Ｐ１とする。
ツール先端位置は、ハンド先端の把持部に設定されている。本発明でのツール先端位置の例を図１、図２に黒点Ｋ１として示す。

（６）まず、第１ロボット１の制御について説明する。
座標値^ＲＢ１Ｂ１は、教示の際に記録された第１ロボット１の各軸の関節角度に加え、ロボットの各軸のリンクパラメータ、ロボット先端を基準としたツール先端位置の位置関係を利用してキネマティクスによってロボット制御装置５にて求めることができる。ロボットのリンクパラメータやロボット先端を基準としたツール先端位置の位置関係についても予めロボット制御装置５に記憶されている。
（７）また、第１ロボット１が座標値^ＲＢ１Ｂ１から次の教示点へ移動した時の、座標系ＲＢ１における第１ロボット１のツール先端の座標値を^ＲＢ１Ｂ２、座標値^ＲＢ１Ｂ２と基準点Ａとを結ぶベクトルを^ＲＢ１Ｐ２とする。
（８）続いて、第１ロボット１のツール先端位置を原点とするツール座標系ＴＦ１（図５）を設ける。
（９）第１ロボット１のツール先端が座標値^ＲＢ１Ｂ１から座標値^ＲＢ１Ｂ２へ移動する間に、ツール座標系ＴＦ１から見た基準点Ａの位置の変化は図５のようになる。すなわち、実際には第１ロボット１の動作に伴いツール座標系ＴＦ１が基準点Ａに対して移動しているのだが、ツール座標系ＴＦ１から見ると基準点Ａの方が移動しているように見える。

図４および図５に基づき、第１ロボット１の制御方法について以下に説明する。
前述のように、図４における第１ロボット１のツール先端位置の座標値^ＲＢ１Ｂ１から座標値^ＲＢ１Ｂ２への移動を第１ロボット１のツール座標系ＴＦ１から見ると、図５に示すように基準点Ａの座標値が^ＴＦ１Ｐ１から^ＴＦ１Ｐ２へ変化することに相当する。
座標値^ＲＢ１Ｂ１から座標値^ＲＢ１Ｂ２への移動は直線補間として教示されているとしてこの間の第１ロボット１の動作の補間を考える。
通常は教示点である座標値^ＲＢ１Ｂ１、座標値^ＲＢ１Ｂ２を結ぶ直線に沿ってツール先端位置が移動するための演算周期ごとの変位量を演算し、逆キネマティクスによって第１ロボット１各軸への指令を求めて動作させる。
ここで、座標値^ＲＢ１Ｂ１から座標値^ＲＢ１Ｂ２への実際の移動軌跡が意図した通りの直線となるように本発明では作業中に位置ずれを生じることがない基準点Ａを設定し、ツール座標系ＴＦ１における目標加工線に対応する基準点Ａの移動軌跡（^ＴＦ１Ｐ１→^ＴＦ１Ｐ２）を演算周期ごとに求める。そしてその移動軌跡を実現するための第１ロボット１のツール先端位置（ハンド先端位置）を演算して、第１ロボット１のツール先端位置をその位置へと移動させる。

座標値^ＲＢ１Ｂ１から座標値^ＲＢ１Ｂ２への移動が直線補間の場合は、ツール座標系ＴＦ１における座標値^ＴＦ１Ｐ１から座標値^ＴＦ１Ｐ２への移動軌跡も直線となる。教示された移動速度をＶｐ［ｃｍ／ｓｅｃ］、座標値^ＴＦ１Ｐ１から座標値^ＴＦ１Ｐ２を結ぶ線分の長さをＬ［ｃｍ］とし、ロボット制御装置の演算周期をｍ［ｓｅｃ］とおくと、座標値^ＴＦ１Ｐ１から座標値^ＴＦ１Ｐ２へ移動する間の演算周期の回数Ｎは、式（５）となる。

Ｎ ＝ Ｌ／（Ｖｐ・ｍ） ・・・ 式（５）
ここでＮは自然数とし、式（１）の右辺の小数点以下の端数は切り捨てるものとする。
よって、ｉ回目（ｉは自然数、Ｎ≧ｉ）の演算周期でのＴＦ１に基づく基準点Ａの位置^ＴＦ１Ｐ（ｉ）は、式（６）で表させる。
^ＴＦ１Ｐ（ｉ）＝ ^ＴＦ１Ｐ１＋（（ ^ＴＦ１Ｐ２ − ^ＴＦ１Ｐ１ ）／Ｎ）＊ｉ 式（６）
この位置^ＴＦ１Ｐ（ｉ）に対応する、座標系ＲＢ１を基準とするツール先端の座標値^ＲＢ１Ｂ（ｉ）は、^ＲＢ１Ｔ１を用いると式（７）として求めることができる。

^ＲＢ１Ｂ（ｉ）＝ ^ＲＢ１Ｔ１・（^ＴＦ１Ｐ（ｉ））⁻¹ ・・・ 式（７）
このようにして演算周期ごとにツール先端の座標値^ＲＢ１Ｂ（ｉ）を求めれば、第１ロボット１のツール先端があるべき位置を求めることができる。逆キネマティクスによりツール先端の座標値^ＲＢ１Ｂ（ｉ）から第１ロボット１の各軸への指令を求めて第１ロボット１を動作させる。

次に、第２ロボット２の制御方法を説明する。
第１ロボット１のツール先端位置が座標値^ＲＢ１Ｂ１の時、これに対応する第２ロボット２のツール先端位置の座標系ＲＢ２における座標値を^ＲＢ２Ｃ１とする。図１および図２に黒点Ｋ１として示すように、第２ロボット２についてもツール先端位置はハンド先端の把持部に設定されている。
また、第１ロボット１のツール先端位置が座標値^ＲＢ１Ｂ２の時、これに対応する第２ロボット２のツール先端位置の座標系ＲＢ２における座標値を^ＲＢ２Ｃ２とする。
さらに、第２ロボット２のツール先端位置を原点とするツール座標系ＴＦ２を設け、ツール座標系ＴＦ１からツール座標系ＴＦ２への変換行列を^ＴＦ１Ｔ２とする。
第１ロボット１のハンドと第２ロボット２のハンドは協調動作をするので、ハンド間の相対的な位置関係は予め指定されており、加工作業の間も一定である。すなわち変換行列^ＴＦ１Ｔ２は既知で加工作業の間も変化することがない。

そうすると、第１ロボット１のツール先端位置が座標値^ＲＢ１Ｂ１の時、座標値^ＲＢ２Ｃ１を第１ロボット１の座標系ＲＢ１から見ると、式（８）となる。

^ＲＢ１Ｃ１＝^ＲＢ１Ｂ１・^ＴＦ１Ｔ２ ・・・ 式（８）
また、第１ロボット１のツール先端位置が座標値^ＲＢ１Ｂ２に移動するのに伴って第２ロボット２のツール先端位置が座標値^ＲＢ２Ｃ２に移動した場合に、座標値^ＲＢ２Ｃ２を第１ロボット１の座標系ＲＢ１から見ると、式（９）となる。

^ＲＢ１Ｃ２＝^ＲＢ１Ｂ２・^ＴＦ１Ｔ２ ・・・ 式（９）
ここで、第１ロボット１の座標系ＲＢ１から第２ロボットの座標系ＲＢ２への変換行列^ＲＢ１Ｍを利用すると座標値^ＲＢ２Ｃ１および座標値^ＲＢ２Ｃ２は、それぞれ式（１０）および式（１１）のように表すことができる。

^ＲＢ２Ｃ１＝（^ＲＢ１Ｍ）^−１・^ＲＢ１Ｂ１・^ＴＦ１Ｔ２ ・・・ 式（１０）
^ＲＢ２Ｃ２＝（^ＲＢ１Ｍ）^−１・^ＲＢ１Ｂ２・^ＴＦ１Ｔ２ ・・・ 式（１１）
座標値^ＲＢ１Ｂ１から座標値^ＲＢ１Ｂ２までの移動が演算周期Ｎ回分の時間で行われるのと同様に座標値^ＲＢ２Ｃ１から座標値^ＲＢ２Ｃ２までの移動も演算周期Ｎ回分の時間で行われるので、ｉ回目の演算周期での座標系ＲＢ２を基準とするツール先端の座標値^ＲＢ２Ｃ（ｉ）は、座標値^ＲＢ１Ｂ（ｉ）を用いると、式（１２）のように表すことができる。
^ＲＢ２Ｃ（ｉ）＝（^ＲＢ１Ｍ）^−１・^ＲＢ１Ｂ（ｉ）・^ＴＦ１Ｔ２ ・・・ 式（１２）
前述のように、変換行列^ＲＢ１Ｍおよび変換行列^ＴＦ１Ｔ２は既知で一定であるので、式（７）によって座標値^ＲＢ１Ｂ（ｉ）が決まれば式（１２）によって対応する座標値^ＲＢ２Ｃ（ｉ）が一意に決定される。
このようにして、第１ロボット１のツール先端の座標値^ＲＢ１Ｂ（ｉ）を求めた後、ｉ回目の演算周期での座標系ＲＢ２を基準とするツール先端の座標値^ＲＢ２Ｃ（ｉ）を求めることで、第２ロボット２についてもそのツール先端があるべき位置を求めることができる。
そして逆キネマティクスにより^ＲＢ２Ｃ（ｉ）から第２ロボット２の各軸への指令を求めて第２ロボットを動作させる。

図３の例ではワークＷは水平を保ったままハンドリングされるが、ワークＷを把持するロボットが垂直多関節型であれば、ワークＷを様々な姿勢にして加工を行うことができる。また、加工作業の途中でワークＷの姿勢を変えることも可能となり、目標加工線が複雑な形状の場合にも対応可能となる。
以上、本発明は、ワークＷに対する加工としてアーク溶接を例にとり説明したが、本発明はワークに対する加工としてシーム溶接やシーリング、切削、切断などを行う場合にも適用可能である。例えばシーム溶接の場合には、図６のようにワークＷは複数の金属板Ｗ１、Ｗ２を重ねたものとなり、重ねた状態でハンド３、４により把持して第１ロボット１および第２ロボット２のハンドの到達可能領域内に設置されたシーム溶接機（図示せず）に対してハンドリングを行う。
また、以上の説明ではロボットを２台としたが、加工装置６と各ロボットの互いの位置関係が既知であれば、３台以上のロボットを用いる場合にも本発明を適用して協調動作を行えることは言うまでもない。３台以上のロボットを用いれば、より重いワークをハンドリングしたりワークを堅固に把持したりすることが可能となる。

１ 第１ロボット
２ 第２ロボット
３、４ ハンド
５ ロボット制御装置
６ 加工装置
７ 工具
９ 加工制御装置
１０１ 溶接トーチ
１０２ ワーク
１０３、１０４ アーム

Claims (3)

1. ワークに対して加工を行う工具を備え、前記工具が前記ワークに対して相対的に移動することによって前記ワークを加工する加工装置と、
   前記加工装置を制御する加工制御装置と、
   前記ワークを把持するためのハンドを各々の先端に設けた複数のロボットと、
   前記加工制御装置および前記複数のロボットを制御するロボット制御装置と、を備え、
   前記ハンドで把持された状態にある前記ワークを前記複数のロボットによって移動させ、前記工具により前記ワーク上の目標加工線に沿って加工を行うロボットシステムであって、
   前記ロボット制御装置は、加工作業中に位置ずれを生じることがない点を基準点として設定し、
   前記複数のロボットの各々のハンド先端を原点とする複数のツール座標系における前記目標加工線に対応する前記基準点の移動軌跡を演算周期ごとに求め、
   前記移動軌跡を実現するための前記複数のロボットの中の第１ロボットの前記ハンド先端位置を、“前記第１ロボットのツール座標系における移動軌跡上の座標値”及び“前記第１ロボットの座標系の原点から前記基準点へのベクトル”から、前記第１ロボットの座標系における座標値として求め、
   前記第１ロボットの前記ハンド先端位置をその位置へと移動させるとともに、
   第２ロボットの前記ハンド先端位置を、前記第１ロボットの座標系における移動軌跡上の座標値と、
   前記第１ロボットのツール座標系から前記第２ロボットのツール座標系への変換行列と、
   前記第１ロボットの座標系から前記第２ロボットの座標系への変換行列とから、
   前記第２ロボットの座標系における座標値として求め、
   前記第２ロボットの前記ハンド先端位置が前記第１ロボットの前記ハンド先端位置と相対的な位置関係を一定に保ったままで前記工具の軌跡が前記目標加工線と一致するように前記ワークを前記工具に対して移動させて前記ワークの加工を行ない、
   前記工具が前記ワークに加工を施す際の前記工具先端の位置を前記基準点として加工作業中の前記複数のロボットの前記ハンドの位置を制御することを特徴とするロボットシステム。
2. 前記ロボット制御装置は、前記加工制御装置に指令を出力し前記工具の動作を制御することを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
3. 前記複数のロボットは、垂直多関節型ロボットであることを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。

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