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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022176761
(43)【公開日】2022-11-30
(54)【発明の名称】ロボットコントローラ、制御方法および制御プログラム
(51)【国際特許分類】
B25J 9/22 20060101AFI20221122BHJP
【ＦＩ】
B25J9/22 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021083349
(22)【出願日】2021-05-17
(71)【出願人】
【識別番号】000002945
【氏名又は名称】オムロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】村井 正大
(72)【発明者】
【氏名】源 幸雄
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS06
3C707BS12
3C707DS01
3C707JU09
3C707KS03
3C707KS04
3C707KS33
3C707KW03
3C707KX06
3C707LU09
(57)【要約】
【課題】ティーチングに係る手間を低減できるロボットシステム、制御方法および制御プログラムを提供する。
【解決手段】ロボットコントローラは、少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせる動作制御部と、一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定する決定部とを含む。
【選択図】図１
【解決手段】ロボットコントローラは、少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせる動作制御部と、一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定する決定部とを含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットを制御するロボットコントローラであって、
少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせる動作制御部と、
前記一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から前記第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定する決定部とを備える、ロボットコントローラ。
少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせる動作制御部と、
前記一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から前記第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定する決定部とを備える、ロボットコントローラ。
【請求項2】
前記決定部は、予め定められたマージンを前記動作完了位置からオフセットすることで前記動作開始位置を決定する、請求項１に記載のロボットコントローラ。
【請求項3】
前記決定部は、前記動作完了位置から予め定められたマージンに相当する逆の動作を行うことで前記動作開始位置を決定する、請求項１に記載のロボットコントローラ。
【請求項4】
前記第１動作は、前記ロボットが保持したワークを第１方向に沿って移動させる動作を含み、
前記第２動作は、前記ワークを前記第１方向とは異なる第２方向に沿って移動させる動作を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のロボットコントローラ。
前記第２動作は、前記ワークを前記第１方向とは異なる第２方向に沿って移動させる動作を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載のロボットコントローラ。
【請求項5】
前記動作制御部は、
前記第１動作において、前記第１方向に予め定められた力が生じるように前記ロボットを制御し、
前記第２動作において、前記第２方向に予め定められた力が生じるように前記ロボットを制御する、請求項４に記載のロボットコントローラ。
前記第１動作において、前記第１方向に予め定められた力が生じるように前記ロボットを制御し、
前記第２動作において、前記第２方向に予め定められた力が生じるように前記ロボットを制御する、請求項４に記載のロボットコントローラ。
【請求項6】
前記動作開始位置の高さを異ならせて、前記ワークを前記第１方向および前記第２方向のいずれにも移動させることでクリアランスを算出し、算出したクリアランスが前記オフセットを確保できる高さを前記動作開始位置の高さとして決定する高さ決定部をさらに備える、請求項４または５に記載のロボットコントローラ。
【請求項7】
前記動作制御部は、前記動作開始位置において前記ワークを予め定められた動作開始傾きだけ傾ける、請求項１～６のいずれか１項に記載のロボットコントローラ。
【請求項8】
前記一連の動作に含まれるいずれかの動作が失敗すると、前記動作開始傾きをより大きい値に変更する傾き決定部をさらに備える、請求項７に記載のロボットコントローラ。
【請求項9】
ロボットを制御する制御方法であって、
少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせるステップと、
前記一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から前記第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定するステップとを備える、制御方法。
少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせるステップと、
前記一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から前記第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定するステップとを備える、制御方法。
【請求項10】
ロボットを制御するための制御プログラムであって、前記制御プログラムはコンピュータに、
少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせるステップと、
前記一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から前記第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定するステップとを実行させる、制御プログラム。
少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせるステップと、
前記一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から前記第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定するステップとを実行させる、制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボットコントローラ、ロボットコントローラにおける制御方法、および、ロボットコントローラを制御するための制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
生産現場において、ロボットの用途はますます広がりつつある。例えば、生産工程を担当する産業用のロボットは、多くの場合、製品毎に予め定められた動作をするように設定および制御される。ロボットを精度よく制御するためには、ティーチング（教示）と称される事前設定が一つの重要な容易となる。
【0003】
例えば、特開２０１７－１７７２７９号公報（特許文献１）は、被加工体の加工精度を向上させ得るロボットシステムを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１７－１７７２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特開２０１７－１７７２７９号公報（特許文献１）に開示されるロボットシステムでは、ロボットアームに取り付けられたエンドエフェクタの先端部を目標軌道に沿って動かすようにしてロボットの動作軌道を教示する必要がある。このようなロボットの動作軌道の教示には時間および手間がかかる。
【0006】
本発明の一つの目的は、ティーチングに係る手間を低減できるロボットコントローラ、制御方法および制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一例に従うロボットを制御するロボットコントローラは、少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせる動作制御部と、一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定する決定部とを含む。
【0008】
この構成によれば、一連の動作の完了後の動作完了位置から動作開始位置を決定できるので、動作開始位置をユーザがティーチングする必要性がない。そのため、ワークの種類などが変わっても、新たなワークに対応するための時間を短縮できる。
【0009】
決定部は、予め定められたマージンを動作完了位置からオフセットすることで動作開始位置を決定してもよい。この構成によれば、マージンを設定することで、ワークに生じる様々な外乱に対応できる。
【0010】
決定部は、動作完了位置から予め定められたマージンに相当する逆の動作を行うことで動作開始位置を決定してもよい。この構成によれば、実際の動作に応じた動作開始位置を決定できる。
【0011】
第１動作は、ロボットが保持したワークを第１方向に沿って移動させる動作を含み、第２動作は、ワークを第１方向とは異なる第２方向に沿って移動させる動作を含んでいてもよい。この構成によれば、開口部を有するワークに別のワークを挿入する処理などを適切に行うことができる。
【0012】
動作制御部は、第１動作において、第１方向に予め定められた力が生じるようにロボットを制御し、第２動作において、第２方向に予め定められた力が生じるようにロボットを制御するようにしてもよい。この構成によれば、それぞれ予め定められた力が生じるように制御することで、第１動作および第２動作に完了を確実に検出できる。
【0013】
ロボットコントローラは、動作開始位置の高さを異ならせて、ワークを第１方向および第２方向のいずれにも移動させることでクリアランスを算出し、算出したクリアランスがオフセットを確保できる高さを動作開始位置の高さとして決定する高さ決定部をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、動作開始位置の高さを最適化できるので、第１動作および第２動作を完了するまでに要する時間を短縮できる。
【0014】
動作制御部は、動作開始位置においてワークを予め定められた動作開始傾きだけ傾けるようにしてもよい。この構成によれば、ワークを動作開始傾きだけ傾けた上で、第１動作および第２動作を行うことで、例えばクリアランスが相対的に小さい場合であっても、ワークに発生する外力をより確実に検出できるようになる。これによって、動作が失敗する可能性を低減できる。
【0015】
ロボットコントローラは、一連の動作に含まれるいずれかの動作が失敗すると、動作開始傾きをより大きい値に変更する傾き決定部をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、動作開始傾きをより大きい値に変更することで、第１動作および第２動作が失敗する可能性を低減できる。
【0016】
本発明の別の一例に従うロボットを制御する制御方法は、少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせるステップと、一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定するステップとを含む。
【0017】
本発明のさらに別の一例に従うロボットを制御するための制御プログラムは、制御プログラムはコンピュータに、少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせるステップと、一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定するステップとを実行させる。
【発明の効果】
【0018】
本発明のある局面によれば、ティーチングに係る手間を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本実施の形態に係るロボットシステムの適用例を示す模式図である。
【図2】本実施の形態に係るロボットシステムの構成例を示す模式図である。
【図3】本実施の形態に係るロボットシステムのハードウェア構成例を示す模式図である。
【図4】本実施の形態に係るロボットシステムを用いたアプリケーションの一例を示す模式図である。
【図5】本実施の形態に係るロボットシステムを用いたアプリケーションを実現するための制御構造の一例を示す模式図である。
【図6】本実施の形態に係るロボットシステムを用いたアプリケーションの処理手順を示すフローチャートである。
【図7】本実施の形態に係るロボットシステムにおける動作開始位置の決定に係る処理手順を説明するための模式図である。
【図8】本実施の形態に係るロボットシステムにおける動作開始位置の決定に係る処理手順を示すフローチャートである。
【図9】本実施の形態に係るロボットシステムにおける動作開始位置の高さの影響を説明するための図である。
【図10】本実施の形態に係るロボットシステムにおける動作開始位置の高さ成分を決定するための処理手順を示すフローチャートである。
【図11】本実施の形態に係るロボットシステムにおける動作開始傾きの影響を説明するための図である。
【図12】本実施の形態に係るロボットシステムにおける動作開始傾きを決定するための処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0021】
＜Ａ．適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。
【0022】
図１は、本実施の形態に係るロボットシステム１の適用例を示す模式図である。図１を参照して、ロボットコントローラ１００は、ロボット（図２など参照）を制御する。ロボットコントローラ１００は、主たる機能的な構成要素として、動作制御モジュール１６０と、位置決定モジュール１６２と、高さ決定モジュール１６４と、傾き決定モジュール１６６とを含む。これらのモジュールは、ロボットコントローラ１００のプロセッサがプログラムを実行することで実現されてもよい。
【0023】
適用例として、ワーク７０の開口部７２の内部でワーク６０を走査する処理を想定する。ロボットコントローラ１００の動作制御モジュール１６０は、ロボットが保持したワーク６０を動作開始位置に配置する。そして、ロボットコントローラ１００の動作制御モジュール１６０は、少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持したロボットに行わせる。図１に示す例では、動作制御モジュール１６０は、ワーク６０を第１方向に沿って移動させる第１動作と、第１動作の完了後、ワーク６０を第１方向とは異なる第２方向に沿って移動させる第２動作とを行う。
【0024】
本明細書において、「動作」は、ロボットあるいはロボットが保持したワークに生じる動きの単位を意味する。例えば、図１に示すように、ロボットが保持したワーク６０を同一の方向に沿って移動させる動きを１つの「動作」とすることができる。例えば、ロボットが保持したワーク６０を同一の方向に沿って移動させる動きであっても、移動速度を変化させた場合には、移動速度の変化前と変化後とで異なる動作をみなすこともできる。すなわち、移動速度の変化が「動作」を区切る場合もある。このように、本明細書における「動作」は、移動方向、移動速度、姿勢などの要素の変化によって区切られる、動きの単位を包含する用語である。
【0025】
本明細書において、「一連の動作」は、複数の「動作」の集合を包含する用語である。通常、「一連の動作」に含まれる複数の「動作」は、直列的に実行されることが想定されている。但し、「一連の動作」に含まれる複数の「動作」が並列的に実行されてもよい。
【0026】
位置決定モジュール１６２は、一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定する。
【0027】
このように、動作完了位置から動作開始位置を自動的に決定できるので、ユーザは、動作開始位置を正確にティーチング等する必要がない。
【0028】
高さ決定モジュール１６４は、動作開始位置の高さを決定あるいは変更する。傾き決定モジュール１６６は、動作開始傾きの大きさを決定あるいは変更する。
【0029】
説明の便宜上、一連の動作が２つの動作からなる例について以下説明するが、一連の動作が３つ以上の動作を含むものであってもよい。一連の動作に含まれる動作の数については制限がない。
【0030】
＜Ｂ．ロボットシステム１の構成例＞
図２は、本実施の形態に係るロボットシステム１の構成例を示す模式図である。図２を参照して、ロボットシステム１は、多関節ロボット（以下、単に「ロボット１０」と称す。）と、ロボット１０を制御するロボットコントローラ１００とを含む。
図２は、本実施の形態に係るロボットシステム１の構成例を示す模式図である。図２を参照して、ロボットシステム１は、多関節ロボット（以下、単に「ロボット１０」と称す。）と、ロボット１０を制御するロボットコントローラ１００とを含む。
【0031】
ロボット１０は、ベース１１と、複数の可動部１２，１３，１４，１５，１６，１７とを含む。可動部１２，１３，１４，１５，１６，１７は、ロボット１０のジョイントに相当する。可動部１２，１３，１４，１５，１６，１７の各々は、図２に示すような回転軸に沿ってロボット１０を構成するリンクを駆動する。ロボット１０のアーム先端には、エンドエフェクタ１８が取り付けられている。ロボット１０のアームにエンドエフェクタ１８が取り付けられる部分には、エンドエフェクタ１８に発生する荷重を検出する荷重センサ１９が設けられている。荷重センサ１９は、発生している荷重の大きさ、および、荷重が発生している方向を示す検出結果を出力する。荷重センサ１９の検出結果は、一種のベクトルの形で出力されてもよい。
【0032】
エンドエフェクタ１８には、ワークを把持するためのグリッパ２０が設けられている。ロボットコントローラ１００からの指令に従って、グリッパ２０の間隔が変化することで、グリッパ２０間に配置された任意のワークが把持される。
【0033】
なお、ロボット１０がワークを保持できれば、どのような機構を用いてもよい。すなわち、図２に示すグリッパ２０に限らず、例えば、負圧を用いてワークを吸着する構成を採用してもよいし、電磁力を用いてワークを保持する構成を用いてもよい。
【0034】
以下の説明では、主として、エンドエフェクタ１８を基準とした座標系ＸＹＺ（以下、「ＴＣＰ座標系」とも称す。）に基づいてロボット１０の動作を説明する。なお、ＴＣＰ座標系において、エンドエフェクタ１８の垂直方向がＺ軸に相当する。すなわち、Ｚ軸は、グリッパ２０により把持されるワークが挿入される方向に相当する。
【0035】
より具体的には、荷重センサ１９は、検出結果として、ＴＣＰ座標系のＸ軸方向（Ｘ）の荷重、Ｙ軸方向（Ｙ）の荷重、Ｚ軸方向（Ｚ）の荷重をそれぞれ出力するとともに、Ｘ軸を中心とした回転方向（ＲＸ）の荷重（モーメント）、Ｙ軸を中心とした回転方向（ＲＹ）の荷重（モーメント）、Ｚ軸を中心とした回転方向（ＲＺ）の荷重（モーメント）を出力する。
【0036】
ロボット１０は、ティーチングなどを行うためのティーチングペンダント３８を含む。なお、ティーチングペンダント３８は、ロボット１０から着脱可能に構成されてもよい。
【0037】
図３は、本実施の形態に係るロボットシステム１のハードウェア構成例を示す模式図である。図３を参照して、ロボット１０は、可動部１２，１３，１４，１５，１６，１７にそれぞれ対応付けられたモータ３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７と、モータ３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７をそれぞれ駆動するドライバ２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７とを含む。ロボット１０は、グリッパ２０を駆動するサーボドライバ２８を含む。
【0038】
ドライバ２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７、サーボドライバ２８、荷重センサ１９およびティーチングペンダント３８は、インターフェイス４０を介して、ロボットコントローラ１００と電気的に接続される。
【0039】
ロボットコントローラ１００は、一種のコンピュータであり、主要なハードウェアコンポーネントとして、プロセッサ１０２と、メモリ１０４と、インターフェイス１０６と、ストレージ１１０とを含む。これらのコンポーネントはバス１０８を介して電気的に接続される。
【0040】
プロセッサ１０２は、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などで構成される。メモリ１０４は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などの揮発性記憶装置で構成される。ストレージ１１０は、典型的には、ＳＳＤ（Solid State Disk）やフレッシュメモリなどの不揮発性記憶装置で構成される。ストレージ１１０は、基本的な処理を実現するためのシステムプログラム１１２と、制御プログラム１１４とを格納する。制御プログラム１１４は、ロボット１０を制御するためのコンピュータ読取可能な命令を含む。プロセッサ１０２は、ストレージ１１０に格納されたシステムプログラム１１２および制御プログラム１１４を読出して、メモリ１０４に展開して実行することで、後述するようなロボット１０を制御するための処理を実現する。
【0041】
インターフェイス１０６は、ロボットコントローラ１００とロボット１０との間の信号および／またはデータのやり取りを担当する。ロボットシステム１においては、ドライバ２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７およびサーボドライバ２８を制御するための指令がロボットコントローラ１００からロボット１０へ送信されるとともに、荷重センサ１９による検出結果がロボット１０からロボットコントローラ１００へ送信される。
【0042】
図３には、プロセッサ１０２がプログラムを実行することで必要な処理が提供される構成例を示したが、これらの提供される処理の一部または全部を、専用のハードウェア回路（例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）など）を用いて実装してもよい。
【0043】
図３には、ロボットコントローラ１００をロボット１０から独立して構成した例を示しているが、ロボットコントローラ１００が提供する機能および処理の一部または全部をロボット１０に組み入れてもよい。この場合、ロボットコントローラ１００は、ロボット制御に専用化されたコントローラとして実装してもよいし、汎用的なＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）あるいはパーソナルコンピュータを用いて実装してもよい。
【0044】
さらに、ロボットコントローラ１００が提供する機能および処理の一部または全部をいわゆるクラウドと称されるネットワーク上のコンピューティングリソースを用いて実現してもよい。
【0045】
以上のように、本実施の形態に係るロボットシステム１は、どのように実装してもよい。
【0046】
＜Ｃ．ロボットシステム１のアプリケーション例＞
次に、ロボットシステム１のアプリケーション例について説明する。
次に、ロボットシステム１のアプリケーション例について説明する。
【0047】
図４は、本実施の形態に係るロボットシステム１を用いたアプリケーションの一例を示す模式図である。図４には、開口部を有するワーク７０に棒状のワーク６０を挿入するアプリケーションの例を示す。説明の便宜上、ワーク６０とワーク７０の開口部との物理的な関係を誇張して描いているが、実際には、ワーク６０の断面形状とワーク７０の開口部の断面形状との間の間隔は相対的に小さい場合が多い。
【0048】
ロボット１０は、ワーク配置台５０に配置されたワーク６０をグリッパ２０で把持し、ワーク配置台５２に配置されたワーク７０に挿入する。より具体的には、ロボット１０は、ワーク６０を把持して動作開始位置まで移動する（ステップＳ１）。この状態において、ロボット１０は、ワーク７０の開口部の奥行き方向に対して、予め定められた傾きをもってワーク６０を把持している。
【0049】
続いて、ロボット１０は、ワーク７０の一つの内面に沿ってワーク６０を移動させる（ステップＳ２）。ステップＳ２の動作を、便宜上、「一面当て動作」と称することもある。一面当て動作は、ロボット１０が保持したワーク６０を第１方向に沿って移動させる第１動作に相当する。また、動作開始位置は、一面当て動作（第１動作）を開始する前の位置および姿勢を示すものである。
【0050】
ワーク６０がワーク７０の隣接した内面に接触したと判断されると（一面当て動作が完了したと判断されると）、ロボット１０は、当該接触した内面に沿ってワーク６０を移動させる（ステップＳ３）。ステップＳ３の動作を、便宜上、「二面当て動作」と称することもある。二面当て動作は、一面当て動作の完了後、ロボット１０が保持したワーク６０を第１方向とは異なる第２方向に沿って移動させる第２動作に相当する。
【0051】
ワーク６０がワーク７０の隣接した内面に接触したと判断されると（二面当て動作が完了したと判断されると）、ワーク６０は、２つの面の両方に接触した状態になっていると考えられる。すなわち、ワーク６０は、ワーク７０の２つの内面が規定する角に接触して配置されていると状態であると考えられる。
【0052】
そして、ロボット１０は、ワーク６０が挿入方向に適合するように、ワーク６０の姿勢を調整する（ステップＳ４）。ステップＳ４の動作を、便宜上、「起立動作」と称することもある。続いて、ロボット１０は、ワーク７０の内部（開口部の奥側）に向けてワーク６０を挿入する（ステップＳ５）。ステップＳ５の動作を、便宜上、「挿入動作」と称することもある。
【0053】
以上のような処理手順によって、ロボット１０によるワーク６０のワーク７０への挿入が完了する。
【0054】
なお、「動作」の一例として、ワークの内面に沿ってワーク６０を移動させる一面当て動作および二面当て動作を例示したが、ワーク６０を移動させる方向をワーク６０の内面に沿わせる必要は必ずしもなく、上述したアプリケーション以外のアプリケーションに適用する場合には、当該アプリケーションに応じた方向にワーク６０を移動させることになる。
【0055】
＜Ｄ．ロボットシステム１の制御構造および処理手順＞
次に、ロボットシステム１の制御構造および処理手順について説明する。
次に、ロボットシステム１の制御構造および処理手順について説明する。
【0056】
図５は、本実施の形態に係るロボットシステム１を用いたアプリケーションを実現するための制御構造の一例を示す模式図である。図５を参照して、ロボットシステム１のロボットコントローラ１００は、制御構造として、位置制御ロジック１３０と、力制御ロジック１４０と、インピーダンス制御ロジック１５０とを含む。
【0057】
ロボットコントローラ１００は、６軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ，ＲＸ，ＲＹ，ＲＺ）の各々について、位置制御、力制御、インピーダンス制御を任意に選択して実行できる。説明の便宜上、図５には、特定の１つの軸についての制御系を模式的に示す。
【0058】
図５（Ａ）を参照して、位置制御ロジック１３０は、対象の軸が位置指令（目標位置）になるように、関連する１または複数のドライバ（ドライバ２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７）に対して角度指令（目標角度）を出力する。より具体的には、位置制御ロジック１３０は、差分器１３２と、逆キネマティクス演算部１３４と、キネマティクス演算部１３６とを含む。
【0059】
差分器１３２は、位置指令とキネマティクス演算部１３６からの位置実績との差分（位置偏差）を算出する。
【0060】
逆キネマティクス演算部１３４は、ジョイントおよびリンクを含むロボット１０のモデルを有しており、入力された位置に対応するモータ３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７の各角度を算出する。より具体的には、逆キネマティクス演算部１３４は、差分器１３２からの位置偏差に応じて、モータ３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７の角度偏差を算出する。逆キネマティクス演算部１３４が算出した角度偏差は、対応するドライバへ出力される。
【0061】
キネマティクス演算部１３６は、逆キネマティクス演算部１３４と同様に、ジョイントおよびリンクを含むロボット１０のモデルを有しており、入力されたモータ３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７の各角度に対応する位置を算出する。より具体的には、キネマティクス演算部１３６は、モータ３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７の角度実績に応じて、ロボット１０の位置実績を算出する。
【0062】
図５（Ｂ）を参照して、力制御ロジック１４０は、対象の軸に発生する力が力指令（目標力）になるように、関連する１または複数のドライバ（ドライバ２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７）に対して角度指令（目標角度）を出力する。より具体的には、力制御ロジック１４０は、差分器１４２と、仮想内部モデル１４４と、位置制御ロジック１３０とを含む。
【0063】
差分器１４２は、力指令と荷重センサ１９からの力実績との差分（力偏差）を算出する。
【0064】
仮想内部モデル１４４は、ロボット１０が発生する力を数学的に算出するモデルを有しており、入力された力偏差に対応する位置指令（位置補正値）を算出する。仮想内部モデル１４４が算出した位置指令は、位置制御ロジック１３０へ入力される。位置制御ロジック１３０の処理は、上述したものと同様である。
【0065】
図５（Ｃ）を参照して、インピーダンス制御ロジック１５０は、荷重センサ１９により検出された荷重に応じてロボット１０を制御する。より具体的には、インピーダンス制御ロジック１５０は、仮想内部モデル１５４と、位置制御ロジック１３０とを含む。
【0066】
仮想内部モデル１５４は、荷重センサ１９からの力実績が入力に応答して、ロボット１０の移動量を示す位置指令（位置補正値）を算出する。仮想内部モデル１５４が算出した位置指令は、位置制御ロジック１３０へ入力される。位置制御ロジック１３０の処理は、上述したものと同様である。
【0067】
図６は、本実施の形態に係るロボットシステム１を用いたアプリケーションの処理手順を示すフローチャートである。図６に示す各ステップは、典型的には、ロボットコントローラ１００のプロセッサ１０２が制御プログラム１１４を実行することで実現される。
【0068】
図６を参照して、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０を把持して動作開始位置まで移動するようにロボット１０に指令を与える（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の処理は、図４に示すステップＳ１に相当する。ステップＳ１０において、ロボットコントローラ１００は、各軸について位置制御で指令を生成する。
【0069】
ここで、動作開始位置については、チューニングなどによって、位置および姿勢（Ｘ，Ｙ，Ｚ，ＲＸ，ＲＹ，ＲＺ）が事前に決定されているとする。
【0070】
続いて、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０を予め定められた動作開始傾きとなるように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ１２）。このように、ロボットコントローラ１００は、動作開始位置においてワーク６０を予め定められた動作開始傾きだけ傾ける。
【0071】
続いて、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０がワーク７０の一つの内面に沿って移動するように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ１４）。そして、ロボットコントローラ１００は、Ｘ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１６）。
【0072】
ステップＳ１４およびＳ１６の処理は、図４に示すステップＳ２の一面当て動作に相当する。なお、動作開始位置において、一面当て動作がＸ軸方向の移動に対応し、二面当て動作がＹ軸方向の移動に対応するような姿勢でワーク６０が配置される。ステップＳ１４において、ロボットコントローラ１００は、Ｘ，Ｙ，Ｚ，ＲＺについては力制御で指令を生成し、ＲＸ，ＲＹについてはインピーダンス制御で指令を生成する。すなわち、ロボットコントローラ１００は、一面当て動作の移動方向（Ｘ軸方向）に予め定められた力が生じるようにロボット１０を制御する。
【0073】
Ｘ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えていなければ（ステップＳ１６においてＮＯ）、ステップＳ１４以下の処理が繰り返される。
【0074】
Ｘ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えていれば（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、一面当て動作が完了したと判断される。そして、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０がワーク７０の別の内面に沿って移動するように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ１８）。そして、ロボットコントローラ１００は、Ｙ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えたか否かを判断する（ステップＳ２０）。
【0075】
ステップＳ１８およびＳ２０の処理は、図４に示すステップＳ３の二面当て動作に相当する。ステップＳ１８において、ロボットコントローラ１００は、Ｘ，Ｙ，Ｚ，ＲＺについては力制御で指令を生成し、ＲＸ，ＲＹについてはインピーダンス制御で指令を生成する。すなわち、ロボットコントローラ１００は、二面当て動作の移動方向（Ｙ軸方向）に予め定められた力が生じるようにロボット１０を制御する。
【0076】
Ｙ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えていなければ（ステップＳ２０においてＮＯ）、ステップＳ１８以下の処理が繰り返される。
【0077】
Ｙ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えていれば（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、二面当て動作が完了したと判断される。そして、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０が水平姿勢になるように、Ｘ軸を中心とした回転方向（ＲＸ）、および、Ｙ軸を中心とした回転方向（ＲＹ）についての指令を与える（ステップＳ２２）。そして、ロボットコントローラ１００は、Ｘ軸およびＹ軸の回転角度が予め定められた目標角度と一致したか否かを判断する（ステップＳ２４）。すなわち、ロボットコントローラ１００は、Ｘ軸およびＹ軸の回転角度が予め定められた目標角度と一致するように、ロボット１０へ指令を与える。
【0078】
ステップＳ２２およびＳ２４の処理は、図４に示すステップＳ４の起立動作に相当する。ステップＳ２２およびＳ２４において、ロボットコントローラ１００は、Ｘ，Ｙ，Ｚ，ＲＺについては力制御で指令を生成し、ＲＸ，ＲＹについては位置制御で指令を生成する。
【0079】
Ｘ軸およびＹ軸の回転角度が予め定められた目標角度と一致していなければ（ステップＳ２４においてＮＯ）、ステップＳ２２以下の処理が繰り返される。
【0080】
Ｘ軸およびＹ軸の回転角度が予め定められた目標角度と一致していれば（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、起立動作が完了したと判断される。そして、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０をワーク７０に挿入するように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ２６）。続いて、ロボットコントローラ１００は、Ｚ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えたか否かを判断する（ステップＳ２８）。Ｚ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えていなければ（ステップＳ２８においてＮＯ）、ステップＳ２６以下の処理が繰り返される。
【0081】
Ｚ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えていれば（ステップＳ２８においてＹＥＳ）、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０がＺ軸方向に予め定められた位置まで挿入されているか否かを判断する（ステップＳ３０）。ワーク６０がＺ軸方向に予め定められた位置まで挿入されていなければ（ステップＳ３０においてＮＯ）、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０をワーク７０から予め定められた距離だけ引き出すように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ３２）。そして、ステップＳ２６以下の処理が繰り返される。すなわち、ステップＳ３２は、ワーク６０がワーク７０に対して傾いた状態（いわゆる、こじた状態）で挿入されている場合に、一旦、ワーク６０を引き出して、再度挿入する処理に相当する。
【0082】
ステップＳ２６～Ｓ３２の処理は、図４に示すステップＳ５の挿入動作に相当する。ステップＳ２６～Ｓ３２において、ロボットコントローラ１００は、Ｘ，Ｙ，ＲＺについては力制御で指令を生成し、Ｚについては位置制御で指令を生成し、ＲＸ，ＲＹについてはインピーダンス制御で指令を生成する。
【0083】
ワーク６０がＺ軸方向に予め定められた位置まで挿入されていれば（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、挿入動作が完了したと判断される。
【0084】
以上のような処理手順によって、ワーク６０を把持してワーク７０に挿入する処理が完了する。
【0085】
＜Ｅ．動作開始位置の決定＞
次に、動作開始位置を決定するための処理例について説明する。
次に、動作開始位置を決定するための処理例について説明する。
【0086】
図７は、本実施の形態に係るロボットシステム１における動作開始位置の決定に係る処理手順を説明するための模式図である。
【0087】
図７（Ａ）を参照して、まず、ユーザは、ティーチングペンダント３８を操作して、ロボット１０に把持されたワーク６０をワーク７０の近傍に配置する。その後、ユーザによるティーチングの完了を受けて、ロボットコントローラ１００は、ワーク７０の表面と接触する程度までワーク６０を下降させる。そして、図７（Ｂ）に示されるように、ワーク６０とワーク７０とが面同士で接触した状態で、ロボット１０は動作を停止する。
【0088】
続いて、図７（Ｃ）に示されるように、ユーザは、ティーチングペンダント３８を操作して、ロボット１０に把持されたワーク６０をワーク７０の開口部７２の近傍に配置する。図７（Ｃ）に示されるように、ワーク６０がワーク７０の開口部７２の近傍に配置された状態が、いわば仮の動作開始位置に相当する。
【0089】
ユーザによるティーチングが完了すると、ロボットコントローラ１００は、一面当て動作、二面当て動作、および、起立動作を実行する。より具体的には、図７（Ｄ）に示すように、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０をワーク７０の内面７４に沿って移動させ（ステップＳ２）、ワーク７０が内面７６に接触したと判断されると、ワーク６０をワーク７０の内面７６に沿って移動させる（ステップＳ３）。最終的に、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０の姿勢を調整する（ステップＳ４）。ワーク６０の姿勢の調整が完了すると、ロボットコントローラ１００は、現在の位置および姿勢（以下、「動作完了位置」とも称す。）から動作開始位置を決定する。
【0090】
このように、ロボットコントローラ１００は、一面当て動作（第１動作）および二面当て動作（第２動作）を含む一連の動作が完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置を取得し、取得した動作完了位置から動作開始位置を決定する。
【0091】
ここで、動作完了位置および動作開始位置について説明する。図７に示す例において、動作完了位置は、ワーク６０の挿入動作を開始する位置および姿勢を意味する。理想的には、動作完了位置に近く位置を動作開始位置として設定することで、一面当て動作、二面当て動作、挿入動作に要する時間を短くできる。一方で、ワーク６０およびワーク７０の形状ばらつき、ロボット１０によるワーク６０の把持位置ばらつき、ワーク７０の配置位置ばらつきなどの様々な誤差が存在している。そのため、動作開始位置を動作完了位置に近付けすぎると、このような誤差によって、一面当て動作、二面当て動作、挿入動作を適切に行うことができない場合もある。
【0092】
そこで、動作完了位置に対して、外乱等を考慮したマージンを考慮して動作開始位置を決定する。動作開始位置の決定方法の詳細については後述する。
【0093】
図８は、本実施の形態に係るロボットシステム１における動作開始位置の決定に係る処理手順を示すフローチャートである。図８に示す各ステップは、典型的には、ロボットコントローラ１００のプロセッサ１０２が制御プログラム１１４を実行することで実現される。
【0094】
【0095】
ロボットコントローラ１００は、ティーチング完了のユーザ操作を受けたか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ティーチング完了のユーザ操作を受けていなければ（ステップＳ１０２においてＮＯ）、ステップＳ１００以下の処理が繰り返される。
【0096】
ティーチング完了のユーザ操作を受けていれば（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０をＺ軸方向に押し付けるように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において、ロボットコントローラ１００は、Ｘ，Ｙについては位置制御で指令を生成し、Ｚについては力制御で指令を生成し、ＲＸ，ＲＹについてはインピーダンス制御で指令を生成する。そして、ロボットコントローラ１００は、Ｚ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１０６）。
【0097】
Ｚ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えていなければ（ステップＳ１０６においてＮＯ）、ステップＳ１０４以下の処理が繰り返される。Ｚ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えていれば（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、ロボットコントローラ１００は、Ｘ軸を中心とした回転方向（ＲＸ）のモーメントがしきい値未満であり、かつ、Ｙ軸を中心とした回転方向（ＲＹ）のモーメントがしきい値未満であるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。
【0098】
Ｘ軸を中心とした回転方向（ＲＸ）のモーメントがしきい値以上であるか、Ｙ軸を中心とした回転方向（ＲＹ）のモーメントがしきい値以上であれば（ステップＳ１０８においてＮＯ）、ステップＳ１０４以下の処理が繰り返される。
【0099】
Ｘ軸を中心とした回転方向（ＲＸ）のモーメントがしきい値未満であり、かつ、Ｙ軸を中心とした回転方向（ＲＹ）のモーメントがしきい値未満であれば（ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、ロボットコントローラ１００は、ロボット１０の動作を停止する（ステップＳ１１０）。この状態において、図７（Ｂ）に示されるように、ワーク６０とワーク７０とが面同士で接触した状態であると判断される。
【0100】
ロボットコントローラ１００は、ユーザによるティーチング操作に従って、ロボット１０に把持されたワーク６０をワーク７０の開口部７２の近傍に配置する（ステップＳ１１２）（図７（Ｃ）参照）。
【0101】
ロボットコントローラ１００は、ティーチング完了のユーザ操作を受けたか否かを判断する（ステップＳ１１４）。ティーチング完了のユーザ操作を受けていなければ（ステップＳ１１４においてＮＯ）、ステップＳ１１２以下の処理が繰り返される。
【0102】
ティーチング完了のユーザ操作を受けていれば（ステップＳ１１４においてＹＥＳ）、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０を予め定められた動作開始傾きとなるように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ１１６）。このように、ロボットコントローラ１００は、動作開始位置（あるいは、仮の動作開始位置）においてワーク６０を予め定められた動作開始傾きだけ傾ける。
【0103】
そして、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０をＺ軸方向に沿って予め定められた距離だけワーク７０に近付くように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ１１８）。その後、一面当て動作および二面当て動作を実行する。
【0104】
すなわち、ロボットコントローラ１００は、ロボット１０が保持したワーク６０をＸ軸方向（第１方向）に沿って移動させる第１動作を行う。より具体的には、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０がワーク７０の一つの内面に沿って移動するように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ１２０）。そして、ロボットコントローラ１００は、Ｘ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１２２）。ステップＳ１２０において、ロボットコントローラ１００は、Ｘ，Ｙ，Ｚ，ＲＺについては力制御で指令を生成し、ＲＸ，ＲＹについてはインピーダンス制御で指令を生成する。すなわち、ロボットコントローラ１００は、一面当て動作の移動方向（Ｘ軸方向）に予め定められた力が生じるようにロボット１０を制御する。
【0105】
Ｘ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えていなければ（ステップＳ１２２においてＮＯ）、ステップＳ１２０以下の処理が繰り返される。
【0106】
Ｘ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えていれば（ステップＳ１２２においてＹＥＳ）、一面当て動作が完了したと判断される。
【0107】
そして、ロボットコントローラ１００は、一面当て動作の完了後、ワーク６０をＸ軸方向（第１方向）とは異なるＹ軸方向（第２方向）第２方向に沿って移動させる第２動作を行う。より具体的には、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０がワーク７０の別の内面に沿って移動するように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ１２４）。そして、ロボットコントローラ１００は、Ｙ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１２６）。ステップＳ１２４において、ロボットコントローラ１００は、Ｘ，Ｙ，Ｚ，ＲＺについては力制御で指令を生成し、ＲＸ，ＲＹについてはインピーダンス制御で指令を生成する。すなわち、ロボットコントローラ１００は、二面当て動作の移動方向（Ｙ軸方向）に予め定められた力が生じるようにロボット１０を制御する。
【0108】
Ｙ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えていなければ（ステップＳ１２６においてＮＯ）、ステップＳ１２４以下の処理が繰り返される。
【0109】
Ｙ軸方向の荷重が予め定められたしきい値を超えていれば（ステップＳ１２６においてＹＥＳ）、二面当て動作が完了したと判断される。そして、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０が水平姿勢になるように、Ｘ軸を中心とした回転方向（ＲＸ）、および、Ｙ軸を中心とした回転方向（ＲＹ）についての指令を与える（ステップＳ１２８）。そして、ロボットコントローラ１００は、Ｘ軸およびＹ軸の回転角度が予め定められた目標角度と一致したか否かを判断する（ステップＳ１３０）。すなわち、ロボットコントローラ１００は、Ｘ軸およびＹ軸の回転角度が予め定められた目標角度と一致するように、ロボット１０へ指令を与える。ステップＳ１２８およびＳ１３０において、ロボットコントローラ１００は、Ｘ，Ｙ，Ｚ，ＲＺについては力制御で指令を生成し、ＲＸ，ＲＹについては位置制御で指令を生成する。
【0110】
Ｘ軸およびＹ軸の回転角度が予め定められた目標角度と一致していなければ（ステップＳ１３０においてＮＯ）、ステップＳ１２８以下の処理が繰り返される。
【0111】
Ｘ軸およびＹ軸の回転角度が予め定められた目標角度と一致していれば（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、起立動作が完了したと判断される。
【0112】
そして、ロボットコントローラ１００は、ステップＳ１３０におけるワーク６０の位置および姿勢（動作完了位置）から動作開始位置を決定する（ステップＳ１３２）。このように、ロボットコントローラ１００は、一面当て動作（第１動作）および二面当て動作（第２動作）を含む一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から一面当て動作（第１動作）を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定する。
【0113】
最終的に、ロボットコントローラ１００は、決定した動作開始位置を格納する（ステップＳ１３４）。以上のような処理手順により、動作開始位置を決定する処理は完了する。
【0114】
＜Ｆ．動作開始位置の決定方法＞
次に、動作完了位置から動作開始位置を決定する方法について説明する。
次に、動作完了位置から動作開始位置を決定する方法について説明する。
【0115】
（ｆ１：マージンのオフセット）
動作開始位置を決定する方法の一つとして、動作完了位置から予め定められたマージン分だけオフセットする方法が挙げられる。
動作開始位置を決定する方法の一つとして、動作完了位置から予め定められたマージン分だけオフセットする方法が挙げられる。
【0116】
例えば、動作完了位置を（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ，ＲＸｅ，ＲＹｅ，ＲＺｅ）とすると、予め定められたマージン（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ，０，０，０）を付加して、（Ｘｅ＋ΔＸ，Ｙｅ＋ΔＹ，Ｚｅ＋ΔＺ，ＲＸｅ，ＲＹｅ，ＲＺｅ）を動作開始位置として決定できる。
【0117】
すなわち、マージンとして、水平位置ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）と、高さずれ量（ΔＺ）とを考慮するようにしてもよい。
【0118】
マージンは、例えば、（１）ワーク６０の形状ばらつき、（２）ワーク７０の形状ばらつき、（３）ロボット１０によるワーク６０の把持位置ばらつき、（４）ワーク７０の配置位置ばらつきなどが挙げられる。
【0119】
マージンは、ユーザが任意の値を入力するようにしてもよいし、設計データなどに基づいて算出するようにしてもよい。例えば、ワーク６０および／またはワーク７０の形状ばらつきは、部品設計における加工公差などから算出あるいは推定できる。また、複数の部品を組み合わせる場合には、マージンは、アセンブリ図における組付公差などから算出あるいは推定できる。特に、組み合わせる部品の数と各部品の加工公差との積から最悪値を推定してもよい。
【0120】
あるいは、実際のワーク６０および／またはワーク７０を実測した値に基づいて、マージンを決定してもよい。
【0121】
なお、一般的には、マージンについては、回転方向の成分（傾き）を含めなくてもよいが（ΔＲＸｅ＝ΔＲＹｅ＝ΔＲＺｅ＝０）、必要に応じて、１または複数の回転方向の成分（傾き）を含めるようにしてもよい。
【0122】
このように、ロボットコントローラ１００は、予め定められたマージンを動作完了位置からオフセットすることで動作開始位置を決定してもよい。
【0123】
（ｆ２：逆動作）
動作開始位置を決定する方法の別の一つとして、動作完了位置から予め定められたマージンおよび動作開始傾きに相当する逆の動作をさせることで、動作開始位置を決定してもよい。
動作開始位置を決定する方法の別の一つとして、動作完了位置から予め定められたマージンおよび動作開始傾きに相当する逆の動作をさせることで、動作開始位置を決定してもよい。
【0124】
より具体的には、動作完了位置（Ｘｅ，Ｙｅ，Ｚｅ，ＲＸｅ，ＲＹｅ，ＲＺｅ）からマージン（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ，０，０，０）分だけ逆に動作（すなわち、動作開始位置に戻るように動作）させる。この結果、ロボット１０の移動後の位置は、（Ｘｅ＋ΔＸ，Ｙｅ＋，Ｚｅ＋ΔＺ，ＲＸｅ，ＲＹｅ，ＲＺｅ）となる。この移動後の位置および姿勢（Ｘｅ＋ΔＸ，Ｙｅ＋，Ｚｅ＋ΔＺ，ＲＸｅ，ＲＹｅ，ＲＺｅ）を動作開始位置として決定してもよい。
【0125】
さらに、予め定められた動作開始傾き（ＲＸｓ，ＲＹｓ，０）（Ｘ軸を中心とした回転成分、および、Ｙ軸を中心とした回転成分のみ）だけ傾きを補正するようにしてもよい。
【0126】
この場合、移動後の位置および姿勢（Ｘｅ＋ΔＸ，Ｙｅ＋，Ｚｅ＋ΔＺ，ＲＸｅ－ＲＸｓ，ＲＹｅＲＹｓ，ＲＺｅ）を動作開始位置として決定してもよい。
【0127】
このように、ロボットコントローラ１００は、動作完了位置から予め定められたマージンに相当する逆の動作を行うことで動作開始位置を決定してもよい。
【0128】
（ｆ３：動作開始位置の高さ成分（Ｚ）を自動的に決定）
次に、動作開始位置の高さ成分を自動的に決定する方法について説明する。
次に、動作開始位置の高さ成分を自動的に決定する方法について説明する。
【0129】
【0130】
図９（Ａ）に示すように、ワーク６０の動作開始位置がワーク７０の開口部７２に対して離れすぎていると、ワーク６０の下降に要する時間が過大になる。この結果、より多くの処理時間が必要になる。
【0131】
一方、図９（Ｂ）に示すように、ワーク６０の動作開始位置がワーク７０の開口部７２に対して近すぎると、ワーク６０の下降時に、ワーク６０とワーク７０とが干渉し易くなる。この結果、ワーク６０のワーク７０への挿入が失敗する可能性が高まる。
【0132】
そこで、図９（Ｃ）に示すように、ワーク６０の水平方向（ＸＹ平面）のワーク７０に対するクリアランスを評価することで、動作開始位置の最適な高さ成分を自動的に決定するようにしてもよい。すなわち、ワーク７０に対して予め定められたクリアランスを確保できる高さを動作開始位置の高さ成分として決定してもよい。
【0133】
図１０は、本実施の形態に係るロボットシステム１における動作開始位置の高さ成分を決定するための処理手順を示すフローチャートである。図１０に示す各ステップは、典型的には、ロボットコントローラ１００のプロセッサ１０２が制御プログラム１１４を実行することで実現される。
【0134】
図１０を参照して、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０を把持して現在の動作開始位置に移動するようにロボット１０に指令を与える（ステップＳ２００）。続いて、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０が予め定められた動作開始傾きとなるように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ２０２）。
【0135】
ロボットコントローラ１００は、ワーク６０を水平方向に移動させてワーク７０との接触位置を取得する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４において、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０をＸ軸に沿って振幅移動させ、また、ワーク６０をＹ軸に沿って振幅移動させる。Ｘ軸およびＹ軸のそれぞれでワーク６０を振幅させることで、ワーク７０までのクリアランスを算出できる。そして、ロボットコントローラ１００は、Ｘ軸方向におけるクリアランス、および、Ｙ軸方向におけるクリアランスを算出する（ステップＳ２０６）。すなわち、ロボットコントローラ１００は、Ｘ軸においてワーク７０と接触する位置の最大値と最小値との差をＸ軸方向におけるクリアランスとして算出する。同様に、ロボットコントローラ１００は、Ｙ軸においてワーク７０と接触する位置の最大値と最小値との差をＹ軸方向におけるクリアランスとして算出する。
【0136】
ロボットコントローラ１００は、Ｘ軸方向におけるクリアランスおよびＹ軸方向におけるクリアランスが、予め定められたマージンのＸ成分（ΔＸ）およびＹ成分（ΔＹ）よりそれぞれ大きいか否かを判断する（ステップＳ２０８）。
【0137】
Ｘ軸方向におけるクリアランスおよびＹ軸方向におけるクリアランスが、予め定められたマージンのＸ成分（ΔＸ）およびＹ成分（ΔＹ）よりそれぞれ大きければ（ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、ロボットコントローラ１００は、ワーク６０を予め定められた距離だけＺ軸方向に沿ってワーク７０に近付けるように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ２１０）。そして、ステップＳ２０４以下の処理が繰り返される。
【0138】
一方、Ｘ軸方向におけるクリアランスおよびＹ軸方向におけるクリアランスが、予め定められたマージンのＸ成分（ΔＸ）およびＹ成分（ΔＹ）以下であれば（ステップＳ２０８においてＮＯ）、ロボットコントローラ１００は、現在のＺ軸の位置を動作開始位置の高さ成分（Ｚ）として決定する（ステップＳ２１２）。そして、処理は終了する。
【0139】
図９および図１０を参照して説明したように、予め定められた動作開始傾きで下降するワーク６０に対して、予め定められたマージンの水平成分（ＸＹ平面）のクリアランスを確保できる高さを動作開始位置として決定できる。すなわち、ロボットコントローラ１００は、動作開始位置の高さを異ならせて、ワーク６０を第１方向（Ｘ軸方向）および第２方向（Ｙ軸方向）のいずれにも移動させることでクリアランスを算出し、算出したクリアランスがオフセットを確保できる高さを動作開始位置の高さとして決定する。
【0140】
このような動作開始位置の高さ成分（Ｚ）を自動的に決定できる機能を採用することで、ユーザが入力する手間を削減できる。また、動作開始位置の高さを最適化できるので、処理時間が過大に長くなることを防止できる。
【0141】
＜Ｇ．動作開始傾きの決定方法＞
次に、動作開始傾きを自動的に決定する方法について説明する。
次に、動作開始傾きを自動的に決定する方法について説明する。
【0142】
【0143】
図１１（Ａ）に示すように、ワーク６０の動作開始傾きが小さいと、ワーク６０がワーク７０と接触する面積が小さくなり、荷重センサ１９が検出する荷重も小さくなる。そのため、ワーク６０とワーク７０との接触の判断に失敗する可能性が高くなる。
【0144】
一方、図１１（Ｂ）に示すように、ワーク６０の動作開始傾きが大きいと、起立動作において、ワーク６０の傾きを戻すのに必要な時間が長くなる。この結果、より多くの処理時間が必要になる。
【0145】
そのため、動作開始傾きの大きさを最適化することが好ましい。より具体的には、一連の動作に失敗しない範囲で、可能な限り小さい動作開始傾きを採用することが好ましい。
【0146】
図１２は、本実施の形態に係るロボットシステム１における動作開始傾きを決定するための処理手順を示すフローチャートである。図１２に示す各ステップは、典型的には、ロボットコントローラ１００のプロセッサ１０２が制御プログラム１１４を実行することで実現される。図１２に示すフローチャートは、図８に示すフローチャートに対して、ステップＳ１２３，Ｓ１２７，Ｓ１４０，Ｓ１４２の処理を追加したものである。
【0147】
ステップＳ１２３において、ロボットコントローラ１００は、一面当て動作が失敗したか否かを判断する。また、ステップＳ１２７において、ロボットコントローラ１００は、二面当て動作が失敗したか否かを判断する。
【0148】
一面当て動作が失敗した場合（ステップＳ１２３においてＹＥＳ）、または、二面当て動作が失敗した場合（ステップＳ１２７においてＹＥＳ）には、ロボットコントローラ１００は、現在の動作開始傾きを予め定められた角度だけ大きく変更する（ステップＳ１４０）。そして、ロボットコントローラ１００は、ユーザによるティーチングされた位置にワーク６０を戻すように、ロボット１０に指令を与える（ステップＳ１４２）。そして、ステップＳ１１６以下の処理が繰り返される。
【0149】
このように、ロボットコントローラ１００は、一連の動作に含まれるいずれかの動作が失敗すると、動作開始傾きをより大きい値に変更するようにしてもよい。
【0150】
【0151】
図１１および図１２を参照して説明したように、動作が失敗した場合において、動作開始傾きを変更した上で、再度処理を実行することで、動作が失敗しない動作開始傾きを決定できる。このような動作開始傾きを自動的に決定できる機能を採用することで、ワーク種別やマージンなどに応じて適切な動作開始傾きを自動的に決定できる。また、動作開始傾きを最適化できるので、処理時間が過大に長くなることを防止できる。
【0152】
＜Ｈ．利点＞
本実施の形態によれば、動作完了位置から動作開始位置を自動的に決定できるので、ユーザは、動作開始位置を正確にティーチング等する必要がない。
本実施の形態によれば、動作完了位置から動作開始位置を自動的に決定できるので、ユーザは、動作開始位置を正確にティーチング等する必要がない。
【0153】
＜Ｉ．付記＞
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
上述したような本実施の形態は、以下のような技術思想を含む。
【0154】
［構成１］
ロボット（１０）を制御するロボットコントローラ（１００）であって、
少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせる動作制御部（１６０）と、
前記一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から前記第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定する決定部（１６２）とを備える、ロボットコントローラ。
ロボット（１０）を制御するロボットコントローラ（１００）であって、
少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせる動作制御部（１６０）と、
前記一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から前記第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定する決定部（１６２）とを備える、ロボットコントローラ。
【0155】
［構成２］
前記決定部は、予め定められたマージンを前記動作完了位置からオフセットすることで前記動作開始位置を決定する、構成１に記載のロボットコントローラ。
前記決定部は、予め定められたマージンを前記動作完了位置からオフセットすることで前記動作開始位置を決定する、構成１に記載のロボットコントローラ。
【0156】
［構成３］
前記決定部は、前記動作完了位置から予め定められたマージンに相当する逆の動作を行うことで前記動作開始位置を決定する、構成１に記載のロボットコントローラ。
前記決定部は、前記動作完了位置から予め定められたマージンに相当する逆の動作を行うことで前記動作開始位置を決定する、構成１に記載のロボットコントローラ。
【0157】
［構成４］
前記第１動作は、前記ロボットが保持したワークを第１方向に沿って移動させる動作を含み、
前記第２動作は、前記ワークを前記第１方向とは異なる第２方向に沿って移動させる動作を含む、構成１～３のいずれか１項に記載のロボットコントローラ。
前記第１動作は、前記ロボットが保持したワークを第１方向に沿って移動させる動作を含み、
前記第２動作は、前記ワークを前記第１方向とは異なる第２方向に沿って移動させる動作を含む、構成１～３のいずれか１項に記載のロボットコントローラ。
【0158】
［構成５］
前記動作制御部は、
前記第１動作において、前記第１方向に予め定められた力が生じるように前記ロボットを制御し、
前記第２動作において、前記第２方向に予め定められた力が生じるように前記ロボットを制御する、構成４に記載のロボットコントローラ。
前記動作制御部は、
前記第１動作において、前記第１方向に予め定められた力が生じるように前記ロボットを制御し、
前記第２動作において、前記第２方向に予め定められた力が生じるように前記ロボットを制御する、構成４に記載のロボットコントローラ。
【0159】
［構成５］
前記動作開始位置の高さを異ならせて、前記ワークを前記第１方向および前記第２方向のいずれにも移動させることでクリアランスを算出し、算出したクリアランスが前記オフセットを確保できる高さを前記動作開始位置の高さとして決定する高さ決定部（１６４）をさらに備える、構成４に記載のロボットコントローラ。
前記動作開始位置の高さを異ならせて、前記ワークを前記第１方向および前記第２方向のいずれにも移動させることでクリアランスを算出し、算出したクリアランスが前記オフセットを確保できる高さを前記動作開始位置の高さとして決定する高さ決定部（１６４）をさらに備える、構成４に記載のロボットコントローラ。
【0160】
［構成６］
前記動作制御部は、前記動作開始位置において前記ワークを予め定められた動作開始傾きだけ傾ける、構成４または５に記載のロボットコントローラ。
前記動作制御部は、前記動作開始位置において前記ワークを予め定められた動作開始傾きだけ傾ける、構成４または５に記載のロボットコントローラ。
【0161】
［構成７］
前記一連の動作に含まれるいずれかの動作が失敗すると、前記動作開始傾きをより大きい値に変更する傾き決定部（１６６）をさらに備える、構成７に記載のロボットコントローラ。
前記一連の動作に含まれるいずれかの動作が失敗すると、前記動作開始傾きをより大きい値に変更する傾き決定部（１６６）をさらに備える、構成７に記載のロボットコントローラ。
【0162】
［構成８］
ロボット（１０）を制御する制御方法であって、
少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせるステップ（Ｓ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１２４，Ｓ１２６）と、
前記一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から前記第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定するステップ（Ｓ１３２）とを備える、制御方法。
ロボット（１０）を制御する制御方法であって、
少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせるステップ（Ｓ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１２４，Ｓ１２６）と、
前記一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から前記第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定するステップ（Ｓ１３２）とを備える、制御方法。
【0163】
［構成１０］
ロボット（１０）を制御するための制御プログラム（１１４）であって、前記制御プログラムはコンピュータ（１００）に、
少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせるステップ（Ｓ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１２４，Ｓ１２６）と、
前記一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から前記第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定するステップ（Ｓ１３２）とを実行させる、制御プログラム。
ロボット（１０）を制御するための制御プログラム（１１４）であって、前記制御プログラムはコンピュータ（１００）に、
少なくとも第１動作および第２動作を含む一連の動作をワークを保持した前記ロボットに行わせるステップ（Ｓ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１２４，Ｓ１２６）と、
前記一連の動作の完了後の位置および姿勢を示す動作完了位置から前記第１動作を開始する前の位置および姿勢を示す動作開始位置を決定するステップ（Ｓ１３２）とを実行させる、制御プログラム。
【0164】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0165】
１ ロボットシステム、１０ ロボット、１１ ベース、１２，１３，１４，１５，１６，１７ 可動部、１８ エンドエフェクタ、１９ 荷重センサ、２０ グリッパ、２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７ ドライバ、２８ サーボドライバ、３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７ モータ、３８ ティーチングペンダント、４０，１０６ インターフェイス、５０，５２ ワーク配置台、６０，７０ ワーク、７２ 開口部、７４，７６ 内面、１００ ロボットコントローラ、１０２ プロセッサ、１０４ メモリ、１０８ バス、１１０ ストレージ、１１２ システムプログラム、１１４ 制御プログラム、１３０ 位置制御ロジック、１３２，１４２ 差分器、１３４ 逆キネマティクス演算部、１３６ キネマティクス演算部、１４０ 力制御ロジック、１４４，１５４ 仮想内部モデル、１５０ インピーダンス制御ロジック、１６０ 動作制御モジュール、１６２ 位置決定モジュール、１６４ 高さ決定モジュール、１６６ 傾き決定モジュール。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】