特開 2023-144558 多関節型ロボットアームの動作教示方法、多関節型ロボットアーム、及びプログラム。

(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】P2023144558

(43)【公開日】2023-10-11

(54)【発明の名称】多関節型ロボットアームの動作教示方法、多関節型ロボットアーム、及びプログラム。

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/22 20060101AFI20231003BHJP

   G05B 19/42 20060101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

B25J9/22 Z

G05B19/42 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022051598

(22)【出願日】2022-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】安達 大稀

【テーマコード（参考）】

3C269

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C269AB33

3C269BB05

3C269SA02

3C269SA33

3C707AS12

3C707BS13

3C707LS02

3C707LS11

3C707LV15

3C707LW12

3C707MT02

(57)【要約】

【課題】ロボットアームを適切な姿勢に移行するまでのタクトタイムを短縮することができるロボットアームの動作教示方法、ロボットアーム、及びプログラムを提供すること。
【解決手段】本開示に係るロボットアームの動作教示方法は、冗長な関節を有する多関節型ロボットアームの動作教示方法であって、前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定した状態で、前記多関節型ロボットアームの前記先端部よりも基端側の１または複数の関節の位置及び姿勢を動かして、前記１または複数の関節の位置及び姿勢を教示する第１ステップを含む。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冗長な関節を有する多関節型ロボットアームの動作教示方法であって、
前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定した状態で、前記多関節型ロボットアームの前記先端部よりも基端側の１または複数の関節の位置及び姿勢を動かして、前記１または複数の関節の位置及び姿勢を教示する第１ステップを含む、
ロボットアームの動作教示方法。

【請求項2】

前記第１ステップに先立つ処理として、前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定しない状態で、前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部を動かして、前記多関節型ロボットアームの前記先端部の位置及び姿勢を教示する第２ステップを含む、
請求項１に記載のロボットアームの動作教示方法。

【請求項3】

前記第２ステップを開始してから前記第１ステップを完了するまでの前記１または複数の関節の位置及び姿勢に関する時系列データを教示データとして記憶部に記憶する、
請求項２に記載のロボットアームの動作教示方法。

【請求項4】

前記第２ステップを開始してから前記第２ステップを完了するまでの前記先端部の位置及び姿勢に関する時系列データを教示データとして記憶部に記憶する、
請求項２または３に記載のロボットアームの動作教示方法。

【請求項5】

前記第２ステップが完了してから前記第１ステップが完了するまでの前記多関節型ロボットアームの前記先端部の位置及び姿勢に関するデータを教示データの対象から除外する、
請求項４に記載のロボットアームの動作教示方法。

【請求項6】

前記多関節型ロボットアームの教示モードは、
前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定した状態で前記多関節型ロボットアームの動作を教示する第１モードと、
前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定しない状態で、前記多関節型ロボットアームの動作を教示する第２モードと、
を含み、
前記第１モードの設定時に、前記多関節型ロボットアームを動かして、前記１または複数の関節の位置及び姿勢を決定し、
前記第２モードの設定時に、前記多関節型ロボットアームを動かして、前記先端部の位置及び姿勢を決定する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のロボットアームの動作教示方法。

【請求項7】

前記第２モードに設定してから前記第１モードに切り替わるまでの前記先端部の位置及び姿勢に関する時系列データを教示データとして記憶部に記憶する、
請求項６に記載のロボットアームの動作教示方法。

【請求項8】

冗長な関節を有する多関節型ロボットアームであって、
前記多関節型ロボットアームの動作モードとして、前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定した状態で、前記多関節型ロボットアームの前記先端部よりも基端側の１または複数の関節の位置及び姿勢を動かして、前記１または複数の関節の位置及び姿勢を教示するモードを含む、
ロボットアーム。

【請求項9】

冗長な関節を有する多関節型ロボットアームに、
前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定した状態で、前記多関節型ロボットアームの前記先端部よりも基端側の１または複数の関節の位置及び姿勢を動かして、前記１または複数の関節の位置及び姿勢を教示する処理を実行させる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多関節型ロボットアームの動作教示方法、多関節型ロボットアーム、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボットアームに対してユーザーが力を加えることで、ロボットアームを自在に動かしてロボットアームの各関節の位置及び姿勢を決定する、所謂ダイレクトティーチと呼ばれるロボットアームの動作教示方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６７７３０８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の技術においては、ロボットアームの適切な姿勢を決定するために様々な姿勢を試行する際、試行中の動作も教示データとして記録される。そのため、ロボットアームの動作時にロボットアームを適切な姿勢に移行するまでのタクトタイムを短縮する上でなお改善の余地があった。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ロボットアームを適切な姿勢に移行するまでのタクトタイムを短縮することができる多関節型ロボットアームの動作教示方法、多関節型ロボットアーム、及び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】

【0006】

本出願は、冗長な関節を有する多関節型ロボットアームの動作教示方法であって、前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定した状態で、前記多関節型ロボットアームの前記先端部よりも基端側の１または複数の関節の位置及び姿勢を動かして、前記１または複数の関節の位置及び姿勢を教示する第１ステップを含む、ロボットアームの動作教示方法を開示する。

【0007】

前記第１ステップに先立つ処理として、前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定しない状態で、前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部を動かして、前記多関節型ロボットアームの前記先端部の位置及び姿勢を教示する第２ステップを含んでもよい。

【0008】

前記第１ステップを開始してから前記第１ステップを完了するまでの前記先端部の位置及び姿勢に関する時系列データを教示データとして記憶部に記憶してもよい。

【0009】

前記第２ステップを開始してから前記第２ステップを完了するまでの前記先端部の位置及び姿勢に関する時系列データを教示データとして記憶部に記憶してもよい。

【0010】

前記第２ステップが完了してから前記第１ステップが完了するまでの前記多関節型ロボットアームの前記先端部の位置及び姿勢に関するデータを教示データの対象から除外してもよい。

【0011】

前記多関節型ロボットアームの教示モードは、前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定した状態で前記多関節型ロボットアームの動作を教示する第１モードと、前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定しない状態で、前記多関節型ロボットアームの動作を教示する第２モードと、を含み、前記第１モードの設定時に、前記多関節型ロボットアームを動かして、前記１または複数の関節の位置及び姿勢を決定し、前記第２モードの設定時に、前記多関節型ロボットアームを動かして、前記先端部の位置及び姿勢を決定してもよい。

【0012】

前記第２モードに設定してから前記第１モードに切り替わるまでの前記先端部の位置及び姿勢に関する時系列データを教示データとして記憶部に記憶してもよい。

【0013】

本出願は、冗長な関節を有する多関節型ロボットアームであって、前記多関節型ロボットアームの動作モードとして、前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定した状態で、前記多関節型ロボットアームの前記先端部よりも基端側の１または複数の関節の位置及び姿勢を動かして、前記１または複数の関節の位置及び姿勢を教示するモードを含む、ロボットアームを開示する。

【0014】

本出願は、冗長な関節を有する多関節型ロボットアームに、前記多関節型ロボットアームの少なくとも先端部の位置及び姿勢を固定した状態で、前記多関節型ロボットアームの前記先端部よりも基端側の１または複数の関節の位置及び姿勢を動かして、前記１または複数の関節の位置及び姿勢を教示する処理を実行させる、プログラムを開示する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、ロボットアームを適切な姿勢に移行するまでのタクトタイムを短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係るロボットアームの構成を模式的に示す図である。

【図2】ロボットコントローラの機能構成を示すブロック図である。

【図3】教示データのデータ内容の一例を示す図である。

【図4】ハンド部の位置情報の時間変化の一例を示すグラフである。

【図5】第１関節の位置情報の時間変化の一例を示すグラフである。

【図6】教示データの登録処理を示すフローチャートである。

【図7】ロボットアームの作用を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、ロボットアームの一実施形態について説明する。

【0018】

図１に示すように、本実施形態に係るロボットアーム１０は、例えばワークに対する研磨作業など、予め教示された動作に従って動作する。ロボットアーム１０は、例えば、冗長な関節を有する多関節型ロボットアームの一例である７軸の垂直多関節ロボットであり、例えば、基部１１と、アーム部１２と、ハンド部１３とを備える。冗長な関節を有する多関節型ロボットアームは、例えば、水平多関節構造を持つ少なくとも３以上の自由度を持つロボットアーム、あるいは、垂直多関節構造を持つ少なくとも７以上の自由度を持つロボットアームを含む。冗長な関節を有する多関節型ロボットアームは、冗長な関節を有することから、ロボットアームを構成する複数のリンクのうち、一のリンクを実質的に静止した状態で、他のリンクを移動することが可能である。換言すると、一のリンクの位置及び姿勢を定めたときに、他のリンクの位置及び姿勢が一意に定まらない場合がある。ハンド部１３は、先端部の一例である。

【0019】

基部１１は、例えば、第１基部１１Ａと、第２基部１１Ｂとを含む。第１基部１１Ａは、床面に設置されており、垂直方向に延びる軸線Ｘ１を中心として、第２基部１１Ｂを回転可能に支持している。第２基部１１Ｂは、アーム部１２に連結されており、アーム部１２を揺動可能に支持している。

【0020】

アーム部１２は、例えば、第１関節Ａ１と、第１アーム１２Ａと、第２関節Ａ２と、第２アーム１２Ｂと、第３関節Ａ３とを備える。

【0021】

第１関節Ａ１は、第２基部１１Ｂの上部に設けられており、第１アーム１２Ａの長手方向に延びる軸線Ｘ２を中心として第１アーム１２Ａを旋回可能に連結している。第１関節Ａ１は、水平方向に延びる軸線Ｘ３を中心として第１アーム１２Ａの第１端部を揺動可能に連結している。

【0022】

第１アーム１２Ａの第１端部は第１関節Ａ１に連結され、第１アーム１２Ａの第２端部は第２関節Ａ２に連結されている。

【0023】

第２関節Ａ２は、第１アーム１２Ａの長手方向と直交する方向に延びる軸線Ｘ４を中心として第１アーム１２Ａの第２端部と第２アーム１２Ｂの第１端部とを揺動可能に連結している。第２関節Ａ２は、第２アーム１２Ｂの長手方向に延びる軸線Ｘ５を中心として第２アーム１２Ｂを旋回可能に連結している。

【0024】

第２アーム１２Ｂの第１端部は第２関節Ａ２に連結され、第２アーム１２Ｂの第２端部は第３関節Ａ３に連結されている。

【0025】

第３関節Ａ３は、第２アーム１２Ｂの長手方向と直交する方向に延びる軸線Ｘ６を中心として第２アーム１２Ｂの第２端部とハンド部１３とを揺動可能に連結している。第３関節Ａ３は、ハンド部１３の長手方向に延びる軸線Ｘ７を中心としてハンド部１３を旋回可能に連結している。

【0026】

ハンド部１３は、例えば、本体と複数の指とを有し、ワークを把持するためのツールである。

【0027】

次に、ロボットコントローラ１００について説明する。

【0028】

図２に示すように、ロボットコントローラ１００は、ロボットアーム１０の動作を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部：circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、ロボットコントローラ１００のＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでロボットコントローラ１００のＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。

【0029】

ロボットコントローラ１００は、例えば、モード切替部１１０と、動作制御部１２０と、学習処理部１３０とを備える。

【0030】

モード切替部１１０は、モード切替スイッチ２０から入力された情報に基づいて、ロボットアーム１０の動作モードを切り替える。モード切替部１１０は、モード切替スイッチ２０以外の入力手段の一例として、ティーチングペンダントや制御ＰＣから入力された情報に基づいて、ロボットアーム１０の動作モードを切り替えてもよい。ロボットアーム１０の動作モードは、例えば、ハンド部固定モード１５０Ａと、ハンド部フリーモード１５０Ｂと、実行モード１５０Ｃとを含む。ハンド部固定モード１５０Ａ及びハンド部フリーモード１５０Ｂは、ロボットアーム１０の動作を教示する際に用いられる動作モードの一例である。ハンド部固定モード１５０Ａは、ユーザーがロボットアーム１０に力を加えた場合に、ハンド部１３の位置及び姿勢が固定された状態でロボットアーム１０の姿勢が変更される動作モードである。ハンド部フリーモードは、ユーザーがロボットアーム１０に力を加えた場合に、力を加えた方向にハンド部１３の位置及び姿勢を自在に変更できる動作モードである。実行モード１５０Ｃは、ロボットアーム１０が予め教示された教示データに基づいて動作する動作モードである。ハンド部フリーモード１５０Ｂは、第２モードの一例であり、ハンド部固定モード１５０Ａは、第１モードの一例である。

【0031】

動作制御部１２０は、モード切替部１１０から入力されたロボットアーム１０の動作モードに関する情報に基づいて、アクチュエータ群３０の動作を制御する。アクチュエータ群３０は、例えば、軸線Ｘ２を中心として第１アーム１２Ａを旋回させるアクチュエータと、軸線Ｘ３を中心として第１アーム１２Ａを揺動させるアクチュエータと、軸線Ｘ５を中心として第２アーム１２Ｂを旋回させるアクチュエータと、軸線Ｘ４を中心として第２アーム１２Ｂを揺動させるアクチュエータと、軸線Ｘ７を中心としてハンド部１３を旋回させるアクチュエータと、軸線Ｘ６を中心としてハンド部１３を揺動させるアクチュエータを含む。動作制御部１２０は、例えば、モード切替部１１０から入力されたロボットアーム１０の動作モードがハンド部固定モード１５０Ａである場合、ハンド部１３を駆動対象とするアクチュエータに制御信号を送信する。これにより、ユーザーがロボットアーム１０に力を加えたとしても、力を加えた方向へのハンド部１３の移動が制限される。一方、動作制御部１２０は、例えば、モード切替部１１０から入力されたロボットアーム１０の動作モードがハンド部フリーモード１５０Ｂである場合、ハンド部１３を駆動対象とするアクチュエータを含め、アクチュエータ群３０に制御信号を送信しない。これにより、ユーザーがロボットアーム１０に力を加えた場合、力を加えた方向へのハンド部１３の移動が許容される。

【0032】

学習処理部１３０は、モード切替部１１０から入力されたロボットアーム１０の動作モードに関する情報に基づいて、ロボットアーム１０の動作モードがロボットアーム１０の動作を教示する際に用いられる動作モード（ハンド部固定モード１５０Ａまたはハンド部フリーモード１５０Ｂ）であるか否かを判定する。学習処理部１３０は、ロボットアーム１０の動作モードがロボットアーム１０の動作を教示する際に用いられる動作モードであると判定した場合、センサ群４０から入力された情報に基づいて、ユーザーがロボットアーム１０に加えた力を検出し、ロボットアーム１０に対する教示動作を検出する。センサ群４０は、例えば、各関節Ａ１～Ａ３に設けられ、軸線Ｘ２，Ｘ５，Ｘ７を中心とした旋回方向に作用する荷重を検出するセンサと、軸線Ｘ３，Ｘ４，Ｘ６を中心とした揺動方向に作用する荷重を検出するセンサと、軸線Ｘ２，Ｘ５，Ｘ７を中心とした旋回角度を検出するセンサと、軸線Ｘ３，Ｘ４，Ｘ６を中心とした揺動角度を検出するセンサとを含む。学習処理部１３０は、検出した教示動作を教示データ１６０として登録する。

【0033】

学習処理部１３０は、例えば、ロボットアーム１０の動作モードとして、ハンド部フリーモード１５０Ｂ、および、ハンド部固定モード１５０Ａを順次実行する。この場合、ハンド部固定モード１５０Ａを実行するステップが第１ステップに相当し、ハンド部フリーモード１５０Ｂを実行するステップが第２ステップに相当する。学習処理部１３０は、ハンド部固定モード１５０Ａを実行する際、ロボットアーム１０の少なくともハンド部１３の位置及び姿勢を固定した状態で、ロボットアーム１０のハンド部１３よりも基端側の第１関節Ａ１及び第２関節Ａ２の位置及び姿勢を動かして、第１関節Ａ１及び第２関節Ａ２の位置及び姿勢を教示する。学習処理部１３０は、ハンド部フリーモード１５０Ｂを実行する際、ロボットアーム１０の少なくともハンド部１３の位置及び姿勢を固定しない状態で、ロボットアーム１０の少なくともハンド部１３を動かして、ロボットアーム１０のハンド部１３の位置及び姿勢を教示する。この場合、学習処理部１３０は、ハンド部フリーモード１５０Ｂが設定されている場合にハンド部１３の位置及び姿勢を決定し、その後、ハンド部固定モード１５０Ａが設定された場合に、ハンド部１３の位置及び姿勢を維持した状態でロボットアーム１０におけるハンド部１３よりも基端側の関節（第１関節Ａ１、第２関節Ａ２、第３関節Ａ３）の位置及び姿勢を決定する。また、学習処理部１３０は、例えば、ロボットアーム１０の動作モードがハンド部フリーモード１５０Ｂに設定されてからハンド部固定モード１５０Ａに切り替わるまでのハンド部１３の位置及び姿勢に関する履歴情報をハンド部１３に関する教示データ１６０として登録する。一方、学習処理部１３０は、例えば、ロボットアーム１０の動作モードがハンド部固定モード１５０Ａに設定された後には、ハンド部１３の位置及び姿勢に関する履歴情報をハンド部１３に関する教示データ１６０の対象から除外する。また、学習処理部１３０は、例えば、ロボットアーム１０の動作モードがハンド部フリーモード１５０Ｂに設定されてからハンド部固定モード１５０Ａに切り替わり、その後、ハンド部フリーモード１５０Ｂに切り替わるまでの各関節Ａ１，Ａ２，Ａ３の位置及び姿勢に関する履歴情報を各関節Ａ１，Ａ２，Ａ３に関する教示データ１６０として登録する。

【0034】

動作制御部１２０は、例えば、モード切替部１１０から入力されたロボットアーム１０の動作モードが実行モード１５０Ｃである場合、学習処理部１３０により学習された教示データ１６０に基づいてアクチュエータ群３０の動作を制御する。これにより、ロボットアーム１０は、事前に教示された動作に従って動作する。

【0035】

図３は、教示データのデータ内容の一例を示す図である。同図に示す例では、時刻Ｔ１においてロボットアーム１０の動作モードがハンド部フリーモード１５０Ｂに設定され、時刻Ｔａにおいてロボットアーム１０の動作モードがハンド部固定モード１５０Ａに切り替わり、時刻Ｔａから時刻Ｔｎまでロボットアーム１０の動作モードがハンド部固定モード１５０Ａに維持される。

【0036】

この例では、時刻Ｔ１における第３関節Ａ３の位置情報が「θ１１」であり、時刻Ｔ１における第３関節Ａ３の姿勢情報が「φ１１」である。第３関節Ａ３の位置情報とは、例えば、軸線Ｘ６を中心としたハンド部１３の回転角度を示し、ハンド部１３の位置に相当する。第３関節Ａ３の姿勢情報とは、軸線Ｘ７を中心としたハンド部１３の旋回角度を示し、ハンド部１３の姿勢に相当する。また、時刻Ｔａにおける第３関節Ａ３の位置情報が「θ１ａ」であり、時刻Ｔａにおける第３関節Ａ３の姿勢情報が「φ１ａ」である。そして、時刻Ｔ１から時刻Ｔａまでの所定の時間間隔における第３関節Ａ３の位置情報及び姿勢情報の時系列データがハンド部１３に関する教示データ１６０として登録される。

【0037】

また、この例では、時刻Ｔ１における第１関節Ａ１の位置情報が「θ２１」であり、時刻Ｔ１における第１関節Ａ１の姿勢情報が「φ２１」である。第１関節Ａ１の位置情報とは、軸線Ｘ３を中心とした第１アーム１２Ａの回転角度を示し、第１関節Ａ１の姿勢情報とは、軸線Ｘ２を中心とした第１アーム１２Ａの旋回角度を示す。また、時刻Ｔａにおける第１関節Ａ１の位置情報が「θ２ａ」であり、時刻Ｔａにおける第１関節Ａ１の姿勢情報が「φ２ａ」である。また、時刻Ｔｎにおける第１関節Ａ１の位置情報が「θ２ｎ」であり、時刻Ｔｎにおける第１関節Ａ１の姿勢情報が「φ２ｎ」である。そして、時刻Ｔ１から時刻Ｔｎまでの所定の時間間隔における第１関節Ａ１の位置情報及び姿勢情報の時系列データが第１関節Ａ１に関する教示データ１６０として登録される。また、図示は省略したが、時刻Ｔ１から時刻Ｔｎまでの所定の時間間隔における第２関節Ａ２及び第３関節Ａ３の位置情報及び姿勢情報の時系列データも同様に第２関節Ａ２及び第３関節Ａ３に関する教示データ１６０として登録される。

【0038】

図４は、ハンド部１３の位置情報の時間変化の一例を示すグラフである。図５は、第１関節Ａ１の位置情報の時間変化の一例を示すグラフである。図４及び図５に示す例では、時刻Ｔ１においてロボットアーム１０の動作モードがハンド部フリーモード１５０Ｂに設定される。そして、時刻Ｔａにおいてハンド部１３の位置が所望の位置θＡに達した場合、ロボットアーム１０の動作モードがハンド部固定モード１５０Ａに切り替わる。その後、時刻Ｔａから時刻Ｔｎまでの間、ロボットアーム１０の動作モードがハンド部固定モード１５０Ａに維持される。図４に示す例では、時刻Ｔ１から時刻Ｔａまでのハンド部１３の位置に関する時系列データがハンド部１３に関する教示データ１６０として登録され、時刻Ｔａから時刻Ｔｎまでのハンド部１３の位置に関する時系列データがハンド部１３に関する教示データ１６０の対象から除外される。図５に示す例では、時刻Ｔ１から時刻Ｔｎまでの第１関節Ａ１の位置に関する時系列データが第１関節Ａ１に関する教示データ１６０として登録される。

【0039】

次に、本実施形態に係るロボットコントローラ１００が実行する教示データ１６０の登録処理について説明する。

【0040】

図６に示すように、ロボットコントローラ１００は、まず、モード切替スイッチ２０から入力された情報に基づいて、ロボットアーム１０の動作モードをハンド部フリーモード１５０Ｂに切り替える（ステップＳ１０）。

【0041】

次に、ロボットコントローラ１００は、センサ群４０から入力された情報に基づいて、ロボットアーム１０の教示動作を検出する（ステップＳ１１）。

【0042】

次に、ロボットコントローラ１００は、先のステップＳ１１において検出された教示動作に基づいて、ハンド部１３の位置が所望の位置に到達したか否かを判定する（ステップＳ１２）。

【0043】

ロボットコントローラ１００は、ハンド部１３の位置が所望の位置に到達していないと判定した場合（ステップＳ１２＝ＮＯ）、その処理をステップＳ１１に戻し、ハンド部１３の位置が所望の位置に到達するまでの間、教示動作の検出を継続する。

【0044】

一方、ロボットコントローラ１００は、ハンド部１３の位置が所望の位置に到達したと判定した場合（ステップＳ１２＝ＹＥＳ）、先のステップＳ１１において検出された教示動作の履歴データに基づいて、ハンド部１３に関する教示データ１６０を登録する（ステップＳ１３）。

【0045】

次に、ロボットコントローラ１００は、先のステップＳ１１において検出された教示動作に基づいて、アーム部１２の姿勢が所望の姿勢であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

【0046】

ロボットコントローラ１００は、アーム部１２の姿勢が所望の姿勢であると判定した場合（ステップＳ１４＝ＹＥＳ）、図６に示すフローチャートを終了する。一方、ロボットコントローラ１００は、アーム部１２の姿勢が所望の姿勢ではないと判定した場合（ステップＳ１４＝ＮＯ）、モード切替スイッチ２０から入力された情報に基づいて、ロボットアーム１０の動作モードをハンド部固定モード１５０Ａに切り替える（ステップＳ１５）。

【0047】

次に、ロボットコントローラ１００は、センサ群４０から入力された情報に基づいて、ロボットアーム１０の教示動作を検出する（ステップＳ１６）。

【0048】

次に、ロボットコントローラ１００は、先のステップＳ１６において検出された教示動作に基づいて、アーム部１２の姿勢が所望の姿勢に到達したか否かを判定する（ステップＳ１７）。

【0049】

ロボットコントローラ１００は、アーム部１２の姿勢が所望の姿勢に到達していないと判定した場合（ステップＳ１７＝ＮＯ）、その処理をステップＳ１６に戻し、アーム部１２の姿勢が所望の姿勢に到達するまでの間、教示動作の検出を継続する。

【0050】

一方、ロボットコントローラ１００は、アーム部１２の姿勢が所望の姿勢に到達したと判定した場合（ステップＳ１７＝ＹＥＳ）、モード切替スイッチ２０から入力された情報に基づいて、ロボットアーム１０の動作モードをハンド部フリーモード１５０Ｂに切り替える（ステップＳ１８）。

【0051】

そして、ロボットコントローラ１００は、先のステップＳ１６において検出された教示動作の履歴データに基づいて、アーム部１２に関する教示データ１６０を登録し（ステップＳ１９）、図６に示すフローチャートを終了する。

【0052】

次に、本実施形態に係るロボットアーム１０の動作教示方法の作用について説明する。
図７に示すように、ロボットアーム１０のハンド部１３に把持されたワークＷを、障害物ＭＡを回避しつつ処理装置２００まで搬送する場合、まず、ロボットアーム１０の動作モードをハンド部フリーモード１５０Ｂに設定し、ハンド部１３の姿勢を自在に変更できる状態で、ロボットアーム１０のハンド部１３を障害物ＭＡの上方まで移動させる。この場合、ロボットアーム１０の姿勢の変化の履歴データが教示データ１６０として登録される。

【0053】

次に、ロボットアーム１０の動作モードをハンド部固定モード１５０Ａに設定し、ハンド部１３の位置及び姿勢を固定した状態で、ハンド部１３を処理装置２００まで移動させる。この場合、ロボットアーム１０の姿勢の変化の履歴データが教示データ１６０として登録される。

【0054】

ここで、ハンド部１３を障害物ＭＡの上方から処理装置２００まで移動させる際、ハンド部１３の位置及び姿勢が固定されるため、ロボットアーム１０の姿勢の変化に伴って、ハンド部１３の姿勢を調整し直すことが不要となる。すなわち、ロボットアーム１０の姿勢の調整が円滑に行われる。そのため、ロボットアーム１０の効率的な動作が教示データ１６０として登録され、ロボットアーム１０を適切な姿勢に移行するまでのタクトタイムを短縮することができる。

【0055】

また、ロボットアーム１０の動作モードをハンド部フリーモード１５０Ｂからハンド部固定モード１５０Ａに切り替えた時点におけるハンド部１３の姿勢を教示データ１６０として登録し、ハンド部固定モード１５０Ａに切り替えた後には、ハンド部１３の姿勢が維持されることから、ロボットアーム１０のハンド部１３の位置及び姿勢に関するデータは教示データ１６０として登録されない。そのため、教示データ１６０のデータ量の削減に寄与することができる。

【0056】

なお、上記実施形態は、以下のような形態にて実施することもできる。

【0057】

上記実施形態においては、ロボットアーム１０の位置及び姿勢に関するデータを教示データ１６０として登録したが、ロボットアーム１０の動作に関する最適解を逆運動方程式に基づいて解く際の拘束条件に関するパラメータを教示データ１６０として登録してもよい。

【0058】

なお、以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

【符号の説明】

【0059】

１０…ロボットアーム、１１…基部、１１Ａ…第１基部、１１Ｂ…第２基部、１２…アーム部、１２Ａ…第１アーム、１２Ｂ…第２アーム、１３…ハンド部、２０…モード切替スイッチ、３０…アクチュエータ群、４０…センサ群、１００…ロボットコントローラ、１１０…モード切替部、１２０…動作制御部、１３０…学習処理部、１５０Ａ…ハンド部固定モード、１５０Ｂ…ハンド部フリーモード、１５０Ｃ…実行モード、１６０…教示データ、Ａ１…第１関節、Ａ２…第２関節、Ａ３…第３関節。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】