特許 6803650 ロボット操作装置、ロボット操作プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6803650

(24)【登録日】2020年12月3日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】ロボット操作装置、ロボット操作プログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/02 20060101AFI20201214BHJP

【ＦＩ】

   B25J13/02

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-54773(P2015-54773)

(22)【出願日】2015年3月18日

(65)【公開番号】特開2016-175133(P2016-175133A)

(43)【公開日】2016年10月6日

【審査請求日】2017年10月12日

【審判番号】不服2019-12289(P2019-12289/J1)

【審判請求日】2019年9月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】特許業務法人 サトー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮越 喜浩

(72)【発明者】

【氏名】當眞 博太

【合議体】

【審判長】 見目 省二

【審判官】 大山 健

【審判官】 青木 良憲

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１８４５２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−２６２８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−５８１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８２５２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

B25J 13/02

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザによるタッチ操作が入力されるタッチパネルと、
前記タッチパネルに入力されるタッチ操作の操作態様を検出する操作態様検出部と、
前記操作態様検出部による検出結果に基づいて、ロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部と、を備え、
前記操作態様検出部は、前記操作態様としてタッチ操作が入力された際の押圧力を検出する押圧力検出部を有しており、
前記動作指令生成部は、ロボットを動作させるために接触位置が変化する操作態様が入力されている状態において前記押圧力検出部で検出した押圧力に比例した速度で前記ロボットが動作するように、指を移動させる間の押圧力に応じて異なる速度で前記ロボットが動作を開始し、タッチ操作中に押圧力が増加することに応じて前記ロボットの速度が徐々に増加し、タッチ操作を終了する際の押圧力の減少に応じて前記ロボットの速度が徐々に低下する態様で、押圧力の変化態様とロボットの速度の変化態様とが類似するように制御可能な前記動作指令を生成することを特徴とするロボット操作装置。

【請求項2】

前記操作態様検出部は、タッチ操作が入力された際の座標情報を取得する座標情報取得部を有しており、前記操作態様として、タッチ操作が開始された開始座標からの操作距離を取得し、
前記動作指令生成部は、前記座標情報取得部で取得した操作距離に応じた移動距離で前記ロボットが動作するように、前記動作指令を生成することを特徴とする請求項１記載のロボット操作装置。

【請求項3】

前記操作態様検出部は、タッチ操作が入力された際の座標情報を取得する座標情報取得部を有しており、前記操作態様として、タッチ操作が開始された開始座標からの移動方向を取得し、
前記動作指令生成部は、前記座標情報取得部で取得した移動方向に応じた方向に前記ロボットが動作するように、前記動作指令を生成することを特徴とする請求項１または２記載のロボット操作装置。

【請求項4】

タッチパネルに入力されるユーザがタッチ操作した際の操作態様を検出する操作態様検出処理と、
前記操作態様検出処理による検出結果に基づいて、ロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成処理と、を含み、
前記操作態様検出処理は、前記操作態様としてタッチ操作が入力された際の押圧力を検出する押圧力検出処理を実行し、
前記動作指令生成処理は、ロボットを動作させるために接触位置が変化する操作態様が入力されている状態において前記押圧力検出処理で検出した押圧力に比例した速度で前記ロボットが動作するように、指を移動させる間の押圧力に応じて異なる速度で前記ロボットが動作を開始し、タッチ操作中に押圧力が増加することに応じて前記ロボットの速度が徐々に増加し、タッチ操作を終了する際の押圧力の減少に応じて前記ロボットの速度が徐々に低下する態様で、押圧力の変化態様とロボットの速度の変化態様とが類似するように制御可能な前記動作指令を生成することを特徴とするロボット操作プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットを操作するためのロボット操作装置、ロボット操作プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば産業用のロボットシステムにおいては、ロボットを手動により動作させること（以下、手動操作と称する）が可能となっている。このような手動操作は、例えばロボットに移動軌跡を教示する教示作業（ティーチング）などを行う際に利用される。この場合、一般的には、ユーザは、ロボットを制御するコントローラに接続されたペンダント（ロボット操作装置。いわゆるティーチングペンダント）などを用いて、手動でロボットの操作を行うことになる。そのため、ペンダントには、例えば機械的なスイッチ等で構成された専用の操作キーが各種設けられている（例えば特許文献１参照）。

【0003】

また、近年では、タッチパネルを備えたペンダントもでてきており、上記した手動操作をタッチパネルへのタッチ操作により行うことができる。このようなロボット装置は、専用の操作キーを設ける必要が無くなり、ペンダントの小型化、表示部の画面サイズの拡大、低価格化などを実現できるといった効果が期待されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１４２４８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ティーチング時におけるロボットの操作では，緻密な動作や正確な目標位置を設定するために何度も速度調整を行う必要があり、そのことがティーチング時間の増加を招く要因となっている。そのため、タッチパネルを有し、専用の操作キーを備えていないロボットの操作装置の場合にも、速度調整を簡便に行うことができることが望まれている。

【0006】

しかしながら、タッチパネルを有するロボット操作装置の場合、操作しようとする操作キー（画面に表示されるボタン等）を手探りで把握することは困難であり、画面の表示にしたがって速度等を調整する場合には、どうしても画面を見ながら操作する必要がある。これは、ティーチング時に限らず、ロボットを手動操作する全般においても同様である。そして、画面を見る必要があるということは、ロボットから視線を外すということであり、例えばロボットを微小な距離で移動させるような場合に、視線を外すたびにロボットの位置を再確認する等が必要となり、使い勝手が悪化するおそれがある。

【0007】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロボットの速度の調整を簡便に行うことができるロボット操作装置、ロボット操作プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１に記載のロボット操作装置は、ユーザによるタッチ操作が入力されるタッチパネルと、タッチパネルに入力されるタッチ操作の操作態様を検出する操作態様検出部と、操作態様検出部による検出結果に基づいて、ロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部と、を備えている。そして、操作態様検出部は、操作態様としてタッチ操作が入力された際の押圧力を検出する押圧力検出部を有しており、動作指令生成部は、ロボットを動作させるために接触位置が変化する操作態様が入力されている状態において押圧力検出部で検出した押圧力に比例した速度でロボット２が動作するように動作指令を生成する。

【0009】

ユーザがタッチパネルをタッチ操作する場合、まず、ユーザの指（タッチペン等であっても良い）が徐々に押し付けられ、次に概ね一定の押し付け状態で指を移動させ、移動が終わると、徐々に指がタッチパネルから離れていく。このときの押圧力、つまり、指がタッチパネルを押す力の変化態様は、詳細は後述する図３（ｂ）にて説明するが、タッチ操作が開始されると徐々に増加し、指を移動させている時は概ね一定で推移し、タッチ操作の終了時に徐々に減少していく。また、一般的なロボットの速度の変化態様は、詳細は後述する図３（ａ）にて説明するが、動作の開始時に徐々に増加し、等速で移動した後、減速していく。

【0010】

つまり、タッチ操作時の押圧力の変化態様は、ロボットが動作する際の速度の変化態様に類似している。そのため、押圧力に比例した速度でロボットが動作するように動作指令を生成すれば、タッチ操作する際のユーザの感覚と実際のロボットの動作とをリンクさせることができる。そして、押圧力に応じた速度でロボットが動作することから、ユーザは、感覚的にロボットの速度を設定することができるようになる。
これにより、例えばティーチング等の手動操作時にロボット２の速度を細かく調整したい場合等において、簡便且つ容易に速度を調整することができるとともに、ロボット操作の延長で速度を設定することができるようになる。

【0011】

また、感覚的に設定できると言うことは、表示画面を視認しなくても操作できることを意味している。すなわち、例えば表示部に速度を上昇させたり減少させたりするためのボタンを配置してそれをタッチ操作して速度を設定する場合、ユーザは、表示画面のボタンの位置を確認する必要がある。そのため、速度を変化させたいときには、ユーザは、その都度表示画面を確認すること、つまり、ロボットから目を離すことが必要となる。

【0012】

これに対して、押圧力に応じた速度でロボットが動作する場合には、ユーザは、速度を調整する際にロボットから目を離す必要が無くなる。つまり、押圧力という、表示画面に表示される情報とは切り離して扱うことができる物理量に基づいて速度を設定することにより、ユーザは、ロボットに視線を向けたままでロボットの速度を設定することができるようになる。したがって、ロボットの速度の調整を簡便に行うことができる。

【0013】

また、ティーチング作業は、上記したように何度も速度調整を行う必要がある等、ある程度時間が掛かる作業である。この場合、例えばユーザが集中力を欠いたり、突発的な事象が発生してユーザの注意がそちらに向いたりすることがある。
そのような状況であっても、押圧力に応じた速度でロボットが動作する構成であれば、ユーザが集中力を欠いたり注意が余所に向いたりして指を押し付ける意識が薄れた場合には、押圧力が低下することからロボットの動作速度が低下し、ロボットの動作をより安全側にシフトすることができる。

【0014】

請求項２に記載のロボット操作装置は、タッチ操作が入力された際の座標情報を取得する座標情報取得部を有しており、操作態様として、タッチ操作が開始された開始座標からの操作距離を取得し、動作指令生成部は、座標情報取得部で取得した操作距離に応じた移動距離でロボットが動作するように、動作指令を生成する。

【0015】

例えば、ロボット操作装置は、取得した座標情報に基づいて、タッチ操作が終了するまでの指の移動距離（タッチ操作が開始された開始座標からの操作距離）に比例した距離でロボットが移動するように、動作指令を生成する。この場合、ロボット操作装置は、例えば、指が移動する距離が長いほどロボットが移動する距離が長くなるような動作指令を生成する。つまり、座標情報取得部は、ロボットの移動距離を設定する移動距離設定手段としても機能する。なお、指の移動距離とロボットの移動距離との対応関係は、予め設定しておけばよい。

【0016】

これにより、ユーザは、１回のタッチ操作で、ロボットの速度を設定と移動距離の設定とを行うことができる。そして、どの程度指を動かすかは、ロボットを見ながら決定することができる。換言すると、ユーザは、表示画面を見なくても、ロボットの移動距離を制御することができる。

【0017】

請求項３に記載のロボット操作装置は、タッチ操作が入力された際の座標情報を取得する座標情報取得部を有しており、操作態様として、タッチ操作が開始された開始座標からの移動方向を取得し、動作指令生成部は、座標情報取得部で取得した移動方向に応じた方向にロボットが動作するように、動作指令を生成する。

【0018】

例えば、ロボット操作装置は、座標情報に基づいて、タッチ操作が開始された開始座標を起点として画面上方に指が移動した場合には、フランジ軸（後述する図１参照）を＋Ｙ方向に回転させたり、画面右方に指が移動した場合には、フランジ軸を＋Ｘ方向に回転させたりする。つまり、座標情報取得部は、操作対象となる軸を指定する軸指定手段としても機能する。なお、指の移動方向とロボットの軸との対応関係は、予め設定すればよい。
これにより、ユーザは、１回のタッチ操作で、ロボットの速度と移動方向とを制御することができ、例えばロボットの位置の微調整等において移動方向を変更した場合等において、容易に速度と移動方向とを調整することができる。

【0019】

また、例えば画面上の上下方向や左右方向であれば、ユーザは、画面を見なくても、感覚的に概ね所望の方向へ指を移動させることができると考えられる。そして、タッチ操作が開始された開始座標を起点とした指の移動方向でロボットの移動方向を決定することにより、最初に触れた位置に依存することなく、移動方向を決定することができる。これにより、ユーザは、画面を見なくても、自身の感覚で概ね所望する移動距離および移動方向となるようにロボットを操作することができる。

【0020】

請求項４に記載のロボット操作プログラムは、タッチパネルに入力されるユーザがタッチ操作した際の操作態様を検出する操作態様検出処理と、操作態様検出処理による検出結果に基づいてロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成処理と、を含み、操作態様検出処理は、操作態様としてタッチ操作が入力された際の押圧力を検出する押圧力検出処理を実行し、動作指令生成処理は、ロボットを動作させるために接触位置が変化する操作態様が入力されている状態において押圧力検出処理で検出した押圧力に比例した速度でロボットが動作するように動作指令を生成するロボット操作プログラムによれば、上記したロボット操作装置と同様に、ロボットの速度の調整を簡便に行うこと等ができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】一実施形態によるロボット操作装置を適用したロボットシステムの全体を模式的に示す図

【図2】一実施形態によるロボット操作装置の電気的構成を模式的に示す図

【図3】タッチ操作時の押圧力の変化態様を模式的に示す図

【図4】一実施形態によるロボット操作プログラムの処理の流れを模式的に示す図

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の一実施形態について図１から図４を参照しながら説明する。
図１に示すように、ロボットシステム１は、垂直多関節型のロボット２、ロボット２を制御するコントローラ３、コントローラ３に接続されたペンダント４を備えている。このロボットシステム１は、一般的な産業用に用いられている。

【0023】

ロボット２は、いわゆる６軸の垂直多関節型ロボットとして周知の構成を備えており、ベース５上に、Ｚ方向の軸心を持つ第１軸（Ｊ１）を介してショルダ６が水平方向に回転可能に連結されている。ショルダ６には、Ｙ方向の軸心を持つ第２軸（Ｊ２）を介して上方に延びる下アーム７の下端部が垂直方向に回転可能に連結されている。下アーム７の先端部には、Ｙ方向の軸心を持つ第３軸（Ｊ３）を介して第一上アーム８が垂直方向に回転可能に連結されている。第一上アーム８の先端部には、Ｘ方向の軸心を持つ第４軸（Ｊ４）を介して第二上アーム９が捻り回転可能に連結されている。第二上アーム９の先端部には、Ｙ方向の軸心を持つ第５軸（Ｊ５）を介して手首１０が垂直方向に回転可能に連結されている。手首１０には、Ｘ方向の軸心を持つ第６軸（Ｊ６）を介してフランジ１１が捻り回転可能に連結されている。以下、第６軸を、便宜的に手先軸とも称する
ベース５、ショルダ６、下アーム７、第一上アーム８、第二上アーム９、手首１０およびフランジ１１は、ロボット２のアームとして機能し、アームの先端となるフランジ１１には、図示は省略するが、ハンド（エンドエフェクタとも呼ばれる）が取り付けられる。ハンドは、例えば図示しないワークを保持して移送したり、ワークを加工する工具等が取り付けられたりする。ロボット２に設けられている各軸（Ｊ１〜Ｊ６）には、それぞれに対応して駆動源となるモータ（図示省略）が設けられている。

【0024】

このような構成のロボット２は、ロボット２を制御する際の基準となる座標系が設定されている。本実施形態の場合、ベース５に対応する座標系として基準座標系Σ_Ｂと、手先軸（Ｊ６）に対応するフランジ座標系Σ_Ｆとが設定されている。基準座標系Σ_Ｂは、ロボット２がどのような姿勢を取ったとしても変化することがない座標系であり、互いに直交するＸ_Ｂ軸、Ｙ_Ｂ軸およびＺ_Ｂ軸が設定されている。なお、Ｚ_Ｂ軸は設置面に垂直な軸となっている。また、フランジ座標系Σ_Ｆは、フランジ１１の向きを手先軸の原点を基準として示す座標系であり、互いに直交するＸ_Ｆ軸、Ｙ_Ｆ軸およびＺ_Ｆ軸が設定されている。このうち、Ｚ_Ｆ軸は、手先軸と同軸に設定されており、Ｚ_Ｆ軸の向きがフランジ１１の向き、つまり、手先の向きを示している。

【0025】

コントローラ３は、ロボット２の制御装置であり、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等で構成されたコンピュータからなる制御手段においてコンピュータプログラムを実行することで、ロボット２を制御している。具体的には、コントローラ３は、インバータ回路等から構成された駆動部を備えており、各モータに対応して設けられているエンコーダで検知したモータの回転位置に基づいて例えばフィードバック制御によりそれぞれのモータを駆動する。

【0026】

ペンダント４は、接続ケーブルを介してコントローラ３に接続されている。ペンダント４は、コントローラ３との間で通信インターフェイス（図２参照。通信Ｉ／Ｆ２４）を経由して有線式あるいは無線式でデータ通信を行う。このため、ユーザがペンダント４に対して入力した各種の操作は、操作情報としてコントローラ３に送信される。

【0027】

ペンダント４は、ユーザが携帯あるいは手に所持して操作可能な程度の大きさに形成されている。このペンダント４は、図２に示すように、制御部２０、表示部２１、タッチパネル２２、スイッチ２３、通信Ｉ／Ｆ２４を備えている。制御部２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータで構成されており、ペンダント４の全体を制御する。例えば、制御部２０は、記憶部（図示省略）に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより、ロボット２の起動や姿勢制御、各種のパラメータの設定等を実行する。

【0028】

表示部２１は、例えば液晶ディスプレイ等で構成されており、その表示面に対応して、タッチパネル２２が設けられている。スイッチ２３は、例えば電源スイッチ等、ペンダント４の操作に使われる機械的な操作スイッチである。なお、表示部２１にボタン等を表示させてスイッチ２３を代用する構成としてもよい。ユーザ（操作者）は、タッチパネル２２やスイッチ２３に対して種々の操作を入力することにより、ロボット２を手動操作することができる。

【0029】

例えば、ユーザは、ペンダント４を用いて、ロボット２の姿勢制御等を行うことができる。また、ユーザは、ロボット２をマニュアル操作すなわち手動操作で動作させることにより、目標位置の設定、移動軌跡の設定、手先の向きの設定等、各種の教示作業も行うことができる。このとき、表示部２１には、例えばメニュー画面、設定入力画面、状況表示画面などが必要に応じて表示される。以下、ユーザがタッチパネル２２に対して入力する操作を、タッチ操作と称する。

【0030】

また、ペンダント４は、操作態様検出部２５および動作指令生成部２６を備えている。つまり、本実施形態では、ペンダント４は、単体でロボット操作装置を構成している。なお、後述する変形例で説明するが、動作指令生成部２６をコントローラ３側に設ける構成としてもよい。これら操作態様検出部２５および動作指令生成部２６は、制御部２０により実行されるコンピュータプログラムによってソフトウェア的に実現されている。

【0031】

操作態様検出部２５は、ユーザがタッチ操作を入力した際の操作態様を検出する。より具体的には、操作態様検出部２５は、操作態様として、タッチ操作が入力された際の押圧力、つまり、ユーザがタッチパネル２２に触れた際の圧力を検出する押圧力検出部２５ａを有している。押圧力検出部２５ａは、本実施形態の場合、ユーザがタッチパネル２２に触れた際の接触面積に基づいて、押圧力を検出する。

【0032】

具体的には、ユーザがタッチパネル２２に強く触れた場合には、指とタッチパネル２２との接触面積が相対的に大きくなると予想される。逆に、ユーザがタッチパネル２２に軽く触れた場合には、指とタッチパネル２２との接触面積が相対的に小さくなると予想される。そのため、押圧力検出部２５ａは、接触面積に基づいて押圧力を検出する。なお、押圧力検出部２５ａを圧力センサで構成して押圧力を直接的に検出する構成、つまり、押圧力検出部２５ａをハードウェア的に実現する構成としてもよい。

【0033】

また、操作態様検出部２５は、タッチ操作が入力された際の座標情報、つまり、タッチ操作時にユーザが触れたタッチパネル２２上の位置を示す座標に関する情報を検出する座標情報取得部２５ｂを有している。座標情報取得部２５ｂは、１回のタッチ操作において、ユーザが触れている接触位置の変化を時系列的に取得し、タッチ操作時の操作量（タッチ操作が開始された開始座標からの操作距離。以下、指の移動距離とも称する）や、タッチ操作が入力されたときの移動方向、例えばタッチ操作が開始された位置から最初に指が移動した方向、あるいは開始した座標から終了した座標への向きをリアルタイムに検出する。

【0034】

なお、タッチパネル２２を操作するのは、指に限らず、例えばタッチペン等であってもよいが、説明の簡略化のため、以下では、タッチペン等の治具を使用する場合も含めて、指を移動させるという表現を用いている。

【0035】

動作指令生成部２６は、押圧力検出部２５ａで検出した押圧力に比例した速度でロボット２が動作するように、動作指令を生成する。
次に、上記した構成の作用について説明する。

【0036】

まず、ロボット２の一般的な動作について説明する。ロボット２は、図３（ａ）に示すように動作を開始する際には、徐々に速度が上昇し（加速域。時刻ｔ０〜時刻ｔ１１）、その後等速で動作し（等速域。時刻ｔ１〜ｔ２）、徐々に減速した後（減速域。時刻ｔ２〜ｔ３）、停止すると（時刻ｔ３）、目標位置に到達するように制御される。このような時間と速度との関係が台形になるような制御が行われることで、ロボット２が動作する際の振動抑制等が行われている。なお、移動距離が短い場合には、等速域が存在しない場合（時間と速度との関係が三角形になる場合）も存在する。

【0037】

次に、ユーザがタッチ操作する際の操作態様について説明する。タッチパネル２２を操作する際の押圧力の変化を発明者らが調査した結果、図３（ｂ）に示すように、タッチ操作を開始する際には、徐々に押圧力が上昇し（時刻ｔ１０〜ｔ１１）、指を移動させている途中では押圧力がそれほど大きく変動することが無く（時刻ｔ１１〜ｔ１２）、指を離すときに徐々に押圧力が減少する（時刻ｔ１２〜ｔ１３）になることが明らかになった。換言すると、ユーザがタッチパネル２２をタッチ操作する際の押圧力と時間との関係は、ロボット２に対する一般的な制御における時間と速度との関係に類似した態様となることが明らかになった。

【0038】

また、発明者らは、タッチパネル２２上で指を移動させる距離が比較的短い場合、すなわちタッチパネル２２に軽く触れるような感じでタッチ操作をする場合の操作態様と、指を移動させる距離が比較的長い場合、すなわちタッチパネル２２にしっかり触れるような感じでタッチ操作をする場合の操作態様とについて調査した。その結果、図３（ｃ）に示すように、指を移動させる距離が比較的短い場合（時刻ｔ２０〜ｔ２１）には、指を移動させる距離が比較的長い場合（時刻ｔ２０〜ｔ２２）に比べると、全体的に押圧力が低めの傾向となることが明らかになった。

【0039】

この場合、指を移動させる距離が比較的短いということは、ユーザがロボット２をそれほど大きく移動させるつもりが無いこと、つまり、ユーザが所望するロボット２の移動量が比較的少ないと考えることができる。逆に、指を移動させる距離が比較的長いということは、ユーザがロボット２をある程度大きく移動させようとしていること、つまり、ロボットの２の移動量が比較的多いと考えることができる。
これらの調査結果から、タッチパネル２２を用いてロボット２を操作する場合には、ユーザがタッチパネル２２をタッチ操作する際の押圧力と、ロボット２の速度とを比例関係に設定することが望ましいことが分かる。

【0040】

すなわち、上記した図３（ａ）、（ｂ）に示したように、ユーザがタッチ操作する際の押圧力の変化態様とロボット２の一般的な速度の変化態様とが類似することから、押圧力に比例した速度でロボット２が動作するような制御を行えば、タッチ操作を行った際のユーザの感覚と実際のロボット２の動作とが互いにリンクし、ロボット２を直感的に操作できるようになると考えられる。

【0041】

また、所望するロボット２の移動量が小さいときには、ロボット２の速度が大き過ぎると微調整等が難しくなり、所望するロボット２の移動量が大きいときには、ロボット２の速度があまり小さいと目標位置まで移動させるのに時間が掛かることになるものの、押圧力に比例するようにロボット２の速度を制御すれば、ユーザの意図に沿った形でロボット２を動作させることができると考えられる。

【0042】

そこで、本実施形態では、以下のようにして、ロボット２の制御を行っている。
図４は、ペンダント４を用いてロボット２を操作する際の処理の流れを模式的に示している。なお、この処理は制御部２０により実行されるものの、説明の簡略化のため、ここではペンダント４を主体として説明する。また、ロボット２の速度を押圧力に比例させるための設定、および、操作対象となる軸の選択等の設定は、この図４に示す処理が実行される前に既に行われているものとする。
ペンダント４は、図４に示す処理において、タッチ操作が入力されたか否かを判定しており（Ｓ１）、タッチ操作が入力されていないと判定した場合には（Ｓ１：ＮＯ）、タッチ操作が入力されるのを待機する。

【0043】

これに対して、ペンダント４は、タッチ操作が入力されたと判定した場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、タッチ操作の操作態様として、押圧力を検出する（Ｓ２）。このとき、ペンダント４は、上記したようにユーザの指とタッチパネル２２との接触面積に基づいて、押圧力を検出する。このステップＳ２の処理が、押圧力検出処理に相当する。この場合、押圧力は、タッチ操作したときに加えられた物理量であることから、押圧力を検出するために特定の表示位置を指定する等の必要は無く、基本的に、表示部２１の表示内容とは切り離して取り扱うことができる。換言すると、押圧力は、画面のどこに触れられたとしても、検出することができる。なお、接触面積と押圧力との関係は、予め設定されている。

【0044】

続いて、ペンダント４は、タッチ操作の操作態様として、座標情報を取得する（Ｓ３）。このとき、ペンダント４は、例えば接触面の中心位置や重心位置等を、ユーザが触れた座標として取得する。このステップＳ３の処理が、座標情報取得処理に相当する。また、本実施形態ではステップＳ２、Ｓ３の処理が、操作態様検出処理に相当する。

【0045】

続いて、ペンダント４は、検出した押圧力に比例した速度となるように、動作指令を生成し、コントローラ３に出力する（Ｓ４）。
このとき、ペンダント４は、取得した座標情報に基づいて、ペンダント４は、タッチ操作が終了するまでの指の移動距離に応じて、ロボット２を移動させる距離を設定する。つまり、指が移動する距離が長ければ、ロボット２が移動する距離も長くなる。また、ペンダント４は、取得した座標情報に基づいて、ロボット２の移動方向も設定する。なお、指の移動距離とロボットの移動距離との対応関係、および、指の移動方向とロボットの軸との対応関係は、予め設定されている。

【0046】

例えば、ペンダント４は、タッチ操作が開始された位置から画面上部に向かって指が移動した場合には操作対象軸を＋方向に移動させる等の動作指令を生成する。なお、タッチ操作がまさに開始された瞬間には指が未だ移動しておらず、どの方向に移動させるべきかを判断できないため、タッチ操作が開始された時点では、実質的にはその座標（便宜的に開始座標と称する）を取得し、２回目以降にステップＳ４が実行されるときに、移動方向を判定することになる。このステップＳ４の処理が、動作指令生成処理に相当する。

【0047】

続いて、ペンダント４は、タッチ操作が終了したか否か、つまり、タッチパネル２２から指が離れたか否かを判定する（Ｓ５）。そして、ペンダント４は、タッチ操作が終了していないと判定した場合には（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ２に移行して、押圧力の件検出（Ｓ２）、座標情報の取得（Ｓ３）、および動作指令の生成、出力（Ｓ４）を繰り返す。なお、ペンダント４は、タッチ操作が終了したと判定した場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、処理を終了する。

【0048】

このように、ペンダント４は、操作態様検出部２５で検出したユーザの操作態様に基づいて、ロボット２を動作させるための動作指令を動作指令生成部２６にて生成している。
以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。

【0049】

ロボット操作装置としてのペンダント４は、ユーザによるタッチ操作が入力されるタッチパネル２２と、タッチパネル２２に入力されるタッチ操作の操作態様を検出する操作態様検出部２５と、操作態様検出部２５による検出結果に基づいて、ロボット２を動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部２６と、を備えている。そして、操作態様検出部２５は、操作態様としてタッチ操作が入力された際の押圧力を検出する押圧力検出部２５ａを有しており、動作指令生成部２６は、押圧力検出部２５ａで検出した押圧力に比例した速度でロボット２が動作するように動作指令を生成する。

【0050】

上記したように、ユーザがタッチ操作する際の押圧力の変化態様は、ロボット２が実際に動作する際の速度の変化態様に類似している。そのため、押圧力に比例した速度でロボット２が動作するように動作指令を生成すれば、タッチ操作する際のユーザの感覚と実際のロボット２の動作とをリンクさせることができる。そして、押圧力に応じた速度でロボットが動作することから、ユーザは、感覚的にロボット２の速度を設定することができるようになる。これにより、例えばティーチング等の手動操作時にロボット２の速度を細かく調整したい場合等において、簡便且つ容易に速度を調整することができるとともに、ロボット操作の延長で速度を設定することができるようになる。

【0051】

この場合、感覚的に設定できると言うことは、表示部２１の表示内容を視認しなくても操作できることを意味している。すなわち、例えば表示部２１に速度を上昇させたり減少させたりするためのボタンを配置してそれをタッチ操作して速度を設定する構成の場合、ユーザは、表示部２１のボタンの位置を確認する必要がある。そのため、例えば微調整する場合等において速度を変化させたいときには、ユーザは、表示部２１のボタンの位置をその都度確認すること、つまり、ロボット２から目を離すことが必要となる。これに対して、本実施形態のように押圧力に応じた速度でロボット２が動作する場合、ユーザは、速度を調整する場合にロボット２から目を離す必要が無くなる。

【0052】

このように、押圧力という、表示部２１の表示とは切り離して扱うことができる物理量に基づいて速度を設定することにより、ユーザは、ロボット２に視線を向けたままでロボット２の速度を設定することができる。したがって、ロボットの速度の調整を簡便に行うことができる。

【0053】

また、ペンダント４の操作態様検出部２５は、操作態様としてタッチ操作が入力された際の座標情報を取得する座標情報取得部２５ｂを有しており、タッチ操作が開始された開始座標からの操作距離を取得し、動作指令生成部２６は、座標情報取得部２５ｂで取得した操作距離に応じてロボット２が動作するように、動作指令を生成する。この場合、上記した実施形態で例示したように、予め指の移動方向とロボット２の移動方向とを関連付けておくことにより、ユーザは、表示部２１を見なくても、ロボット２を操作することができる。

【0054】

また、座標情報取得部２５ｂは、操作態様として、タッチ操作が開始された開始座標からの移動方向を取得する。これにより、ペンダント４は、単一方向への動作に限らず、複数方向への動作を同時に制御することが可能となる。すなわち、座標情報取得部２５ｂは、ロボット２の移動方向を決定する移動方向決定手段としても機能する。

【0055】

例えば、ユーザがペンダント４を把持した状態において、表示部２１の画面の上方向へ指が移動した場合をフランジ座標系Σ_Ｆの＋Ｙ方向に対応付け、下方向へ指が移動した場合をフランジ座標系Σ_Ｆの−Ｙ方向に対応付け、右方向へ指が移動した場合をフランジ座標系Σ_Ｆの＋Ｘ方向に対応付け、左方向へ指が移動した場合をフランジ座標系Σ_Ｆの−Ｘ方向に対応付けておく。そして、タッチ操作を開始した位置からの指の移動方向に基づいて、ロボット２の動作方向を決定することにより、速度の設定と移動方向の設定とを１回のタッチ操作で行うことができる。これにより、例えばロボット２の位置を微調整する場合等、移動方向を細かく調整することが必要な場合に、容易に速度を調整することができる。

【0056】

このとき、画面上の上下方向や左右方向であれば、ユーザは、画面を見なくても、感覚的に概ね所望の方向へ指を移動させることができると考えられる。また、タッチ操作が開始された位置からの指の移動方向でロボット２の移動方向を決定すれば、最初に触れる位置に依存せず、ロボットを動作させることができる。このように、タッチ操作時の指の移動方向によってロボット２の移動方向を設定する構成とすれば、ユーザは、画面を見なくても、感覚的に指の移動方向を概ね所望する方向にロボット２を操作できるようになる。

【0057】

また、タッチパネル２２に入力されるユーザがタッチ操作した際の操作態様を検出する操作態様検出処理（図４のステップＳ２、Ｓ３）と、操作態様検出処理による検出結果に基づいてロボット２を動作させるための動作指令を生成する動作指令生成処理（図４のステップＳ４）と、を含み、操作検出処理は、操作態様としてタッチ操作が入力された際の押圧力を検出する押圧力検出処理（図４のステップＳ２）を実行し、動作指令生成処理は、押圧力検出処理で検出した押圧力に比例した速度でロボット２が動作するように動作指令を生成するロボット操作プログラムをペンダント４に実行することにより、ユーザは、表示部２１を見なくても、ロボット２を操作することができるようになる。したがって、ロボット２の速度の調整を簡便に行うことができる等、上記したロボット操作装置（ペンダント４）と同様の効果を得ることができる。

【0058】

＜変形例＞
本発明は、上記し且つ図面に記載した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用することができる。本発明は、例えば次のように変形あるいは拡張することができる。

【0059】

実施形態では座標情報に基づいてロボット２の移動方向を決定したが、座標情報に基づいて操作対象となる軸を選択するようにしてもよい。すなわち、座標情報取得部２５ｂを、操作対象となる軸を指定する軸指定手段として機能させてもよい。この場合、例えば、タッチ操作時に指が２本触れれば第２軸（Ｊ２）、３本であれば第三軸（Ｊ３）を操作対象に設定すること等が考えられる。

【0060】

実施形態では、座標情報に基づいてロボット２の移動方向を指定するようにしたが、予め移動方向を設定しておき、その設定に対して押圧力でロボット２の速度を設定する処理としてもよい。つまり、操作態様検出処理は、図４のステップＳ３を省いた流れであっても実現することができる。

【0061】

ロボット操作装置の操作対象としては、実施形態で例示した６軸垂直多関節型のロボット２に限らず、４軸の水平多関節型ロボットでもよい。
実施形態ではロボット操作装置をロボット専用のペンダント４で構成したが、これに限らず、汎用のタブレット型端末（いわゆるタブレットＰＣ）やスマートフォン（多機能携帯電話）等にロボット制御用のアプリケーションを導入してロボット操作装置としてもよい。このような構成であっても、上記したペンダント４と同等の機能を実現することができ、同様の効果を得ることができる。

【0062】

実施形態では、ロボット操作装置をペンダント４単体で構成した例を示したが、動作指令生成部２６をコントローラ３側に設け、ペンダント４は操作端末として用い、タッチ操作が入力された際の操作態様をコントローラ３に送信し、コントローラ３で動作指令を生成してもよい。すなわち、コントローラ３とペンダント４とによりロボット操作装置を構成してもよい。

【0063】

実施形態で例示した押圧力と速度との関係、指の移動距離とロボットの移動距離との関係は、タッチ操作時に押圧力にしたがう範囲で任意に設定することができる。また、それらの関係は、単純な正比例の関係ではなく、指数関数的な比例関係となるように設定してもよい。

【0064】

実施形態では、操作距離（指の移動距離）に応じた移動距離でロボットが動作するように動作指令を生成したが、操作距離ではなく、操作時間すなわち指がタッチパネル１１に触れている時間に応じた移動距離でロボットが動作するように動作指令を生成してもよい。これにより、例えばタッチパネル１１の大きさにかかわらず、ロボットの移動距離を任意に制御することができる。また、タッチ操作時の移動方向に基づいてロボットの動作方向や操作対象となる軸の設定を行い、それらの設定が行われた後に、操作時間に応じた移動距離でロボットが動作するように動作指令を生成してもよい。
座標情報に対応付けられているロボット２の軸を、視認可能に表示部２１に表示してもよい。

【符号の説明】

【0065】

図面中、２はロボット、３はコントローラ（ロボット操作装置）、４はペンダント（ロボット操作装置）、２２はタッチパネル、２５は操作態様検出部、２５ａは押圧力検出部（操作態様検出部）、２５ｂは座標情報取得部（操作態様検出部）、２６は動作指令生成部を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】