特開2024-161507ロボットの制御装置、ロボットシステム、及びロボットの制御方法
(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】P2024161507
(43)【公開日】2024-11-19
(54)【発明の名称】ロボットの制御装置、ロボットシステム、及びロボットの制御方法
(51)【国際特許分類】
B25J 9/22 20060101AFI20241112BHJP
B25J 19/06 20060101ALI20241112BHJP
【ＦＩ】
B25J9/22 Z
B25J19/06
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024135875
(22)【出願日】2024-08-16
(62)【分割の表示】P 2023521916の分割
【原出願日】2022-06-30
(71)【出願人】
【識別番号】390008235
【氏名又は名称】ファナック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100112357
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 繁樹
(72)【発明者】
【氏名】内藤 康広
(72)【発明者】
【氏名】堀 慎太郎
(57)【要約】
【課題】従来、ダイレクトティーチ機能の実行時に、オペレータの安全を確保することが求められる。
【解決手段】
制御装置１６は、動作中のロボット１２に加えられた接触力、該ロボット１２の速度及び加速度の少なくとも１つを監視し、該少なくとも１つが所定の閾値を超えたときに該ロボット１２の動作を停止させる安全機能を実行する安全機能実行部と、安全機能実行部が実行する安全機能と並行して、ロボット１２に加えられた操作力に従ってロボット１２を動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部５２とを備える。
【選択図】図２
【解決手段】
制御装置１６は、動作中のロボット１２に加えられた接触力、該ロボット１２の速度及び加速度の少なくとも１つを監視し、該少なくとも１つが所定の閾値を超えたときに該ロボット１２の動作を停止させる安全機能を実行する安全機能実行部と、安全機能実行部が実行する安全機能と並行して、ロボット１２に加えられた操作力に従ってロボット１２を動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部５２とを備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットの動作を制御する制御装置であって、
動作中の前記ロボットに加えられた接触力、該ロボットの速度及び加速度の少なくとも１つを監視し、該少なくとも１つが所定の閾値を超えたときに該ロボットの動作を停止させる安全機能を実行する安全機能実行部と、
前記安全機能実行部が実行する前記安全機能と並行して、前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部と、を備える、制御装置。
動作中の前記ロボットに加えられた接触力、該ロボットの速度及び加速度の少なくとも１つを監視し、該少なくとも１つが所定の閾値を超えたときに該ロボットの動作を停止させる安全機能を実行する安全機能実行部と、
前記安全機能実行部が実行する前記安全機能と並行して、前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部と、を備える、制御装置。
【請求項2】
前記ロボットには、該ロボットに加えられた外力を検出する力センサが設けられ、
前記安全機能実行部及び前記ダイレクトティーチ実行部は、共通の前記力センサの検出データに基づいて、前記安全機能及び前記ダイレクトティーチ機能をそれぞれ実行する、請求項１に記載の制御装置。
前記安全機能実行部及び前記ダイレクトティーチ実行部は、共通の前記力センサの検出データに基づいて、前記安全機能及び前記ダイレクトティーチ機能をそれぞれ実行する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記安全機能実行部による前記安全機能を有効又は無効に切り替える機能切替部と、
前記ダイレクトティーチ実行部が前記ダイレクトティーチ機能を実行するときに、前記安全機能が有効になっているか、又は無効になっているかを判定する安全機能判定部と、をさらに備え、
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記安全機能判定部によって前記安全機能が無効になっていると判定した場合は、前記ダイレクトティーチ機能を実行しない、請求項１又は２に記載の制御装置。
前記ダイレクトティーチ実行部が前記ダイレクトティーチ機能を実行するときに、前記安全機能が有効になっているか、又は無効になっているかを判定する安全機能判定部と、をさらに備え、
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記安全機能判定部によって前記安全機能が無効になっていると判定した場合は、前記ダイレクトティーチ機能を実行しない、請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項4】
前記ロボットには、該ロボットに加えられた外力を検出する力センサが設けられ、該力センサは、一方向の力をともに検出する２系統の検出部を有し、
前記安全機能実行部は、前記２系統の検出部の一方の検出データに基づいて求めた第１の前記接触力を監視する第１の前記安全機能と、前記２系統の検出部の他方の検出データに基づいて求めた第２の前記接触力を監視する第２の前記安全機能と、を並行して実行し、
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記ダイレクトティーチ機能において、前記２系統の検出部の少なくとも一方の検出データに基づいて、前記操作力を求める、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
前記安全機能実行部は、前記２系統の検出部の一方の検出データに基づいて求めた第１の前記接触力を監視する第１の前記安全機能と、前記２系統の検出部の他方の検出データに基づいて求めた第２の前記接触力を監視する第２の前記安全機能と、を並行して実行し、
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記ダイレクトティーチ機能において、前記２系統の検出部の少なくとも一方の検出データに基づいて、前記操作力を求める、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項5】
前記閾値を、第１の閾値と、該第１の閾値よりも大きい第２の閾値との間で切り替える閾値切替部をさらに備え、
前記閾値切替部は、前記ダイレクトティーチ実行部が前記ダイレクトティーチ機能を開始するとき、又は、該ダイレクトティーチ機能の実行中に前記少なくとも１つが第３の閾値を超えたときに、前記閾値を前記第１の閾値から前記第２の閾値に切り替える、請求項１～４のいずれか１項に記載の制御装置。
前記閾値切替部は、前記ダイレクトティーチ実行部が前記ダイレクトティーチ機能を開始するとき、又は、該ダイレクトティーチ機能の実行中に前記少なくとも１つが第３の閾値を超えたときに、前記閾値を前記第１の閾値から前記第２の閾値に切り替える、請求項１～４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項6】
ロボットの動作を制御する制御装置であって、
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部と、
前記ダイレクトティーチ機能の実行中に前記ロボットの速度又は加速度を取得する動作パラメータ取得部と、
前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記操作力に対する抵抗力を変化させる抵抗力制御部と、を備える、制御装置。
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部と、
前記ダイレクトティーチ機能の実行中に前記ロボットの速度又は加速度を取得する動作パラメータ取得部と、
前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記操作力に対する抵抗力を変化させる抵抗力制御部と、を備える、制御装置。
【請求項7】
前記抵抗力制御部は、前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記加速度の最大値を規定する加速度設定値を変更することによって、前記抵抗力を変化させる、請求項６に記載の制御装置。
【請求項8】
前記操作力と、前記加速度の最大値を規定する加速度設定値との関係を示す特性データを予め記憶するメモリをさらに備え、
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記操作力を前記特性データに適用することで、前記ダイレクトティーチ機能の実行時の前記加速度設定値を決定し、
前記抵抗力制御部は、前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて前記特性データを変更することによって、前記抵抗力を変化させる、請求項６に記載の制御装置。
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記操作力を前記特性データに適用することで、前記ダイレクトティーチ機能の実行時の前記加速度設定値を決定し、
前記抵抗力制御部は、前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて前記特性データを変更することによって、前記抵抗力を変化させる、請求項６に記載の制御装置。
【請求項9】
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記ダイレクトティーチ機能で前記ロボットを動作させるために該ロボットのアクチュエータへの指令を生成し、
前記抵抗力制御部は、前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記ダイレクトティーチ実行部が生成する前記指令に変更を加えることによって、前記抵抗力を変化させる、請求項６に記載の制御装置。
前記抵抗力制御部は、前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記ダイレクトティーチ実行部が生成する前記指令に変更を加えることによって、前記抵抗力を変化させる、請求項６に記載の制御装置。
【請求項10】
ロボットの動作を制御する制御装置であって、
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部を備え、
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記ダイレクトティーチ機能を実行するための指令を受け付けて該ダイレクトティーチ機能を開始した後、該指令を再度受け付けることなく、該ダイレクトティーチ機能を継続して実行する、制御装置。
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部を備え、
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記ダイレクトティーチ機能を実行するための指令を受け付けて該ダイレクトティーチ機能を開始した後、該指令を再度受け付けることなく、該ダイレクトティーチ機能を継続して実行する、制御装置。
【請求項11】
ロボットの動作を制御する制御装置であって、
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部を備え、
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記ダイレクトティーチ機能を開始するための指令を受け付けた時点、前記ダイレクトティーチ機能を開始した時点、又は、前記ダイレクトティーチ機能によって動作していた前記ロボットが停止した時点、からの経過時間が所定の閾値を超えたときに、前記ダイレクトティーチ機能を終了する、制御装置。
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部を備え、
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記ダイレクトティーチ機能を開始するための指令を受け付けた時点、前記ダイレクトティーチ機能を開始した時点、又は、前記ダイレクトティーチ機能によって動作していた前記ロボットが停止した時点、からの経過時間が所定の閾値を超えたときに、前記ダイレクトティーチ機能を終了する、制御装置。
【請求項12】
前記経過時間を計時する計時部をさらに備える、請求項１１に記載の制御装置。
【請求項13】
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記ダイレクトティーチ機能の実行中に、該ダイレクトティーチ機能以外の機能のための指令を受け付けたときに、該ダイレクトティーチ機能を終了する、請求項１１又は１２に記載の制御装置。
【請求項14】
前記ダイレクトティーチ実行部が前記ダイレクトティーチ機能を終了したときに、該終了を報知する報知信号を生成する報知信号生成部をさらに備える、請求項１１～１３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項15】
ロボットの動作を制御する制御装置であって、
動作中の前記ロボットに加えられた接触力、該ロボットの速度及び加速度の少なくとも１つを監視し、該少なくとも１つが所定の閾値を超えたときに該ロボットの動作を停止させる安全機能を実行する安全機能実行部と、
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部と、を備え、
前記ロボットには、該ロボットに加えられた外力を検出する力センサが設けられ、
前記安全機能実行部及び前記ダイレクトティーチ実行部は、共通の前記力センサの検出データに基づいて、前記安全機能及び前記ダイレクトティーチ機能をそれぞれ実行する、制御装置。
動作中の前記ロボットに加えられた接触力、該ロボットの速度及び加速度の少なくとも１つを監視し、該少なくとも１つが所定の閾値を超えたときに該ロボットの動作を停止させる安全機能を実行する安全機能実行部と、
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部と、を備え、
前記ロボットには、該ロボットに加えられた外力を検出する力センサが設けられ、
前記安全機能実行部及び前記ダイレクトティーチ実行部は、共通の前記力センサの検出データに基づいて、前記安全機能及び前記ダイレクトティーチ機能をそれぞれ実行する、制御装置。
【請求項16】
ロボットと、
前記ロボットを制御する、請求項１～１５のいずれか１項に記載の制御装置と、を備える、ロボットシステム。
前記ロボットを制御する、請求項１～１５のいずれか１項に記載の制御装置と、を備える、ロボットシステム。
【請求項17】
ロボットの動作を制御する方法であって、
プロセッサが、
動作中の前記ロボットに加えられた接触力、該ロボットの速度及び加速度の少なくとも１つを監視し、該少なくとも１つが所定の閾値を超えたときに該ロボットの動作を停止させる安全機能を実行し、
前記安全機能と並行して、前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行する、方法。
プロセッサが、
動作中の前記ロボットに加えられた接触力、該ロボットの速度及び加速度の少なくとも１つを監視し、該少なくとも１つが所定の閾値を超えたときに該ロボットの動作を停止させる安全機能を実行し、
前記安全機能と並行して、前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行する、方法。
【請求項18】
ロボットの動作を制御する方法であって、
プロセッサが、
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行し、
前記ダイレクトティーチ機能の実行中に前記ロボットの速度又は加速度を取得し、
取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記操作力に対する抵抗力を変化させる、方法。
プロセッサが、
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行し、
前記ダイレクトティーチ機能の実行中に前記ロボットの速度又は加速度を取得し、
取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記操作力に対する抵抗力を変化させる、方法。
【請求項19】
ロボットの動作を制御する方法であって、
プロセッサが、
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行し、
前記ダイレクトティーチ機能を開始するための指令を受け付けた時点、前記ダイレクトティーチ機能を開始した時点、又は、前記ダイレクトティーチ機能によって動作していた前記ロボットが停止した時点、からの経過時間が所定の閾値を超えたときに、前記ダイレクトティーチ機能を終了する、方法。
プロセッサが、
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行し、
前記ダイレクトティーチ機能を開始するための指令を受け付けた時点、前記ダイレクトティーチ機能を開始した時点、又は、前記ダイレクトティーチ機能によって動作していた前記ロボットが停止した時点、からの経過時間が所定の閾値を超えたときに、前記ダイレクトティーチ機能を終了する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ロボットの制御装置、ロボットシステム、及びロボットの制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ロボットに外力を加えて、該外力に従って該ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－１８２１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来、ダイレクトティーチ機能の実行時に、オペレータの安全を確保することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様において、ロボットの動作を制御する制御装置は、動作中のロボットに加えられた接触力、該ロボットの速度及び加速度の少なくとも１つを監視し、該少なくとも１つが所定の閾値を超えたときに該ロボットの動作を停止させる安全機能を実行する安全機能実行部と、安全機能実行部が実行する安全機能と並行して、ロボットに加えられた操作力に従ってロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部とを備える。
【0006】
本開示の他の態様において、ロボットの動作を制御する制御装置は、ロボットに加えられた操作力に従ってロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部と、ダイレクトティーチ機能の実行中にロボットの速度又は加速度を取得する動作パラメータ取得部と、動作パラメータ取得部が取得した速度又は加速度に応じて、操作力に対する抵抗力を変化させる抵抗力制御部とを備える。
【0007】
本開示のさらに他の態様において、ロボットの動作を制御する制御装置は、ロボットに加えられた操作力に従ってロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部を備え、ダイレクトティーチ実行部は、ダイレクトティーチ機能を開始するための指令を受け付けた時点、ダイレクトティーチ機能を開始した時点、又は、ダイレクトティーチ機能によって動作していたロボットが停止した時点からの経過時間が所定の閾値を超えたときに、ダイレクトティーチ機能を終了する。
【0008】
本開示のさらに他の態様において、ロボットの動作を制御する制御装置は、ロボットに加えられた操作力に従ってロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部を備え、ダイレクトティーチ実行部は、ダイレクトティーチ機能を実行するための指令を受け付けて該ダイレクトティーチ機能を開始した後、該指令を再度受け付けることなく、該ダイレクトティーチ機能を継続して実行する。
【0009】
本開示のさらに他の態様において、ロボットの動作を制御する制御装置は、動作中のロボットに加えられた接触力、該ロボットの速度及び加速度の少なくとも１つを監視し、該少なくとも１つが所定の閾値を超えたときに該ロボットの動作を停止させる安全機能を実行する安全機能実行部と、ロボットに加えられた操作力に従ってロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部とを備える。ロボットには、該ロボットに加えられた外力を検出する力センサが設けられる。安全機能実行部及びダイレクトティーチ実行部は、共通の力センサの検出データに基づいて、安全機能及びダイレクトティーチ機能をそれぞれ実行する。
【0010】
本開示のさらに他の態様において、ロボットの動作を制御する方法は、プロセッサが、動作中のロボットに加えられた接触力、該ロボットの速度及び加速度の少なくとも１つを監視し、該少なくとも１つが所定の閾値を超えたときに該ロボットの動作を停止させる安全機能を実行し、安全機能と並行して、ロボットに加えられた操作力に従ってロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行する。
【0011】
本開示のさらに他の態様において、ロボットの動作を制御する方法は、プロセッサが、ロボットに加えられた操作力に従ってロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行し、ダイレクトティーチ機能の実行中にロボットの速度又は加速度を取得し、取得した速度又は加速度に応じて、操作力に対する抵抗力を変化させる。
【0012】
本開示のさらに他の態様において、ロボットの動作を制御する方法は、プロセッサが、ロボットに加えられた操作力に従ってロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行し、ダイレクトティーチ機能を開始するための指令を受け付けた時点、ダイレクトティーチ機能を開始した時点、又は、ダイレクトティーチ機能によって動作していたロボットが停止した時点からの経過時間が所定の閾値を超えたときに、ダイレクトティーチ機能を終了する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】一実施形態に係るロボットシステムの概略図である。
【図4】ダイレクトティーチ画像の一例を示す。
【図10】安全機能設定画像の一例を示す。
【図14】一実施形態に係るトルクセンサの概略図である。
【図15】一実施形態に係る力覚センサの概略図である。
【図18】故障検知機能のフローの一例を示すフローチャートである。
【図22】特性データのグラフを示す。
【図24】アクチュエータへの指令を生成する方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。まず、図１及び図２を参照して、一実施形態に係るロボットシステム１０について説明する。ロボットシステム１０は、ロボット１２、力センサ１４（図２）、制御装置１６、及び教示装置１８を備える。本実施形態においては、ロボット１２は、垂直多関節ロボットであって、ロボットベース２０、旋回胴２２、下腕部２４、上腕部２６、手首部２８、及びエンドエフェクタ３０を有する。ロボットベース２０は、作業セルの床、又は無人搬送車（ＡＧＶ）の上に固定される。
【0015】
旋回胴２２は、鉛直軸周りに旋回可能となるようにロボットベース２０に設けられている。下腕部２４は、水平軸周りに回動可能となるように旋回胴２２に設けられ、上腕部２６は、下腕部２４の先端部に回動可能に設けられている。手首部２８は、互いに直交する２つの軸の周りに回動可能となるように上腕部２６の先端部に設けられた手首ベース２８ａと、該手首ベース２８ａに回動可能に設けられた手首フランジ２８ｂとを有する。
【0016】
ロボットベース２０、旋回胴２２、下腕部２４、上腕部２６、及び手首部２８には、複数のアクチュエータ３１（図２）がそれぞれ設けられている。これらアクチュエータ３１は、サーボモータ等を有し、制御装置１６からの指令に応じて、ロボット１２の各可動コンポーネント（すなわち、旋回胴２２、下腕部２４、上腕部２６、手首部２８、手首フランジ２８ｂ）を回動させ、これによりエンドエフェクタ３０を移動させる。
【0017】
各々のアクチュエータ３１には、回転検出センサ３３が設けられている。回転検出センサ３３は、例えば、エンコーダ又はホール素子を有し、アクチュエータ３１（具体的には、サーボモータ）の出力シャフト３１ａの回転位置（又は、回転角度）を検出する。回転検出センサ３３は、検出した回転位置の検出データを、フィードバックＦＢとして、制御装置１６に供給する。
【0018】
エンドエフェクタ３０は、手首フランジ２８ｂに着脱可能に取り付けられる。エンドエフェクタ３０は、例えば、ロボットハンド、溶接ガン、レーザ加工ヘッド、又は切削工具を有し、ワーク（図示せず）に対して所定の作業（ワークハンドリング、溶接、レーザ加工、又は切削加工等）を実行する。
【0019】
力センサ１４は、ロボットに１２に加えられた外力Ｆを検出する。本実施形態においては、力センサ１４は、複数のアクチュエータ３１の出力シャフト３１ａにそれぞれ設けられた複数のトルクセンサ１４Ａを有する。各々のトルクセンサ１４Ａは、少なくとも１つのセンサ素子（例えば、歪ゲージ、又は圧電素子）を有し、アクチュエータ３１（サーボモータ）の出力シャフト３１ａに掛かるトルクτを、外力Ｆの力成分として検出する。各々のトルクセンサ１４Ａは、検出したトルクτの検出データＤＤτを、制御装置１６に供給する。
【0020】
制御装置１６は、ロボット１２の動作を制御する。図２に示すように、制御装置１６は、プロセッサ３２、メモリ３４、及びＩ／Ｏインターフェース３６を有するコンピュータである。プロセッサ３２は、ＣＰＵ又はＧＰＵ等を有し、バス３８を介して、メモリ３４及びＩ／Ｏインターフェース３６と通信可能に接続されている。
【0021】
プロセッサ３２は、メモリ３４及びＩ／Ｏインターフェース３６と通信しつつ、後述する安全機能ＦＮ１、及びダイレクトティーチ機能ＦＮ２等の、ロボット１２の各種機能ＦＮを実行するための演算処理を行う。具体的には、プロセッサ３２は、ロボット１２の機能ＦＮを実行するために、各アクチュエータ３１（サーボモータ）への指令（例えば、位置指令、速度指令、トルク指令）を生成し、該指令に従って該各アクチュエータ３１を駆動する。これにより、ロボット１２は、エンドエフェクタ３０を任意の位置に位置決めできる。なお、本稿において「位置」とは、位置及び姿勢を示す場合がある。
【0022】
メモリ３４は、ＲＡＭ又はＲＯＭ等を有し、各種データを一時的又は恒久的に記憶する。メモリ３４は、半導体メモリ、磁気記録媒体、又は光記録媒体等のコンピュータ読取可能な記録媒体であってもよい。Ｉ／Ｏインターフェース３６は、例えば、イーサネット（登録商標）ポート、ＵＳＢポート、光ファイバコネクタ、又はＨＤＭＩ（登録商標）端子を有し、プロセッサ３２からの指令の下、外部機器との間でデータを有線又は無線で通信する。上述の力センサ１４（トルクセンサ１４Ａ）、教示装置１８、及びアクチュエータ３１は、Ｉ／Ｏインターフェース３６に有線又は無線で通信可能に接続されている。
【0023】
制御装置１６には、入力装置４０及び表示装置４２が設けられている。入力装置４０は、押しボタン、スイッチ、キーボード、マウス、又はタッチパネル等を有し、オペレータからデータの入力を受け付ける。表示装置４２は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等を有し、プロセッサ３２からの指令の下、各種データを視認可能に表示する。
【0024】
表示装置４２及び入力装置４０は、Ｉ／Ｏインターフェース３６に通信可能に接続されている。なお、表示装置４２及び入力装置４０は、制御装置１６の筐体に一体に組み込まれてもよいし、又は、制御装置１６の筐体とは別体の１つのコンピュータ（ＰＣ等）として、該筐体に外付けされてもよい。
【0025】
教示装置１８は、教示ペンダント、又はタブレット式端末装置等のコンピュータであって、ロボット１２に動作を教示する。具体的には、教示装置１８は、プロセッサ（図示せず）、メモリ（図示せず）、表示装置４４、入力装置４６、及びイネーブルスイッチ４８を有する。表示装置４４は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等を有し、各種データを表示する。入力装置４６は、押しボタン、スイッチ、又はタッチパネル等を有し、オペレータからデータの入力を受け付ける。
【0026】
オペレータは、入力装置４６を操作して、教示機能ＦＮ３、自動運転機能ＦＮ４、及び動作確認機能ＦＮ５等の、ロボット１２の各種機能ＦＮを実行する。教示機能ＦＮ３は、ロボット１２に対し、作業（ワークハンドリング、溶接、レーザ加工、又は切削加工等）のための動作を教示するための機能ＦＮである。
【0027】
この教示機能ＦＮ３の実行中、オペレータは、入力装置４６を操作して、制御装置１６を介してロボット１２をジョグ動作させ、エンドエフェクタ３０を所望の教示位置ＴＰに位置決めできる。教示装置１８のプロセッサは、教示位置ＴＰ、及び、該教示位置ＴＰへエンドエフェクタ３０を移動させる速度Ｖ等の教示データを取得し、該教示データに基づいて、教示位置ＴＰ及び速度Ｖが命令コードとして規定された動作プログラムＰＧ１を作成する。制御装置１６のプロセッサ３２は、作成された動作プログラムＰＧ１を教示装置１８から取得し、メモリ３４に格納する。
【0028】
一方、自動運転機能ＦＮ４は、作成された動作プログラムＰＧ１に従ってロボット１２を自動運転し、ワークに対する作業を実行する機能ＦＮである。オペレータは、入力装置４６を操作することで、制御装置１６のプロセッサ３２に自動運転機能ＦＮ４を開始させる。この自動運転機能ＦＮ４の開始後、プロセッサ３２は、メモリ３４に格納された動作プログラムＰＧ１に従って各アクチュエータ３１への指令を生成し、ロボット１２を自動で動作させて、ワークに対する作業を実行する。
【0029】
なお、自動運転機能ＦＮ４において、一部の作業についてはロボット１２とオペレータとが協働で作業を実行してもよい。具体的には、プロセッサ３２は、一部の作業については、後述のダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行し、オペレータがロボット１２に加えた操作力Ｆｈに応じて、該ロボット１２を動作させてもよい。
【0030】
動作確認機能ＦＮ５は、教示機能ＦＮ３によってロボット１２に教示した動作を確認するために、ロボット１２に該動作を試行させる機能ＦＮである。オペレータは、入力装置４６を操作することで、制御装置１６のプロセッサ３２に動作確認機能ＦＮ５を実行させることができるようになっている。
【0031】
動作確認機能ＦＮ５の開始後、プロセッサ３２は、上述の教示機能ＦＮ３における教示の途中で生成された未完の動作プログラムＰＧ１’を試験的にロボット１２に実行させる。これにより、オペレータは、ロボット１２に教示した動作（つまり、動作プログラムＰＧ１’の適否）を確認する。
【0032】
なお、制御装置１６又は教示装置１８には、上述したロボット１２の機能ＦＮを、教示機能ＦＮ３、自動運転機能ＦＮ４、及び動作確認機能ＦＮ５の間で切り替える切替スイッチＳＷ（図示せず）が設けられてもよい。この切替スイッチＳＷは、物理スイッチ、又は表示装置４２又は４４に画像として表示されるソフトウェア上の仮想スイッチであってもよい。
【0033】
イネーブルスイッチ４８は、オペレータがロボット１２を手動で動作させるのを許可するための物理スイッチである。具体的には、イネーブルスイッチ４８は、初期位置Ｐ０、該初期位置Ｐ０から所定の押下量だけ押下された第１の押下位置Ｐ１、及び、該第１の押下位置Ｐ１から所定の押下量だけ押下された第２の押下位置Ｐ２の間で切り替え可能となっている。
【0034】
オペレータがイネーブルスイッチ４８を第１の押下位置Ｐ１まで押下したとき、イネーブルスイッチ４８がＯＮとなり、教示装置１８のプロセッサは、上述の教示機能ＦＮ３、又は、後述する他のダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を実行可能な状態となり、制御装置１６を介して、ロボット１２を動作させることが許可される。
【0035】
一方、ロボット１２の動作中にイネーブルスイッチ４８が初期位置Ｐ０に復帰するか、又は第２の押下位置Ｐ２へさらに押下されると、イネーブルスイッチ４８がＯＦＦとなり、教示装置１８のプロセッサは、イネーブルスイッチＯＦＦ信号を制御装置１６に送信する。イネーブルスイッチＯＦＦ信号を受け付けると、制御装置１６のプロセッサ３２は、緊急停止動作ＥＳを実行する。
【0036】
緊急停止動作ＥＳの一例として、プロセッサ３２は、各アクチュエータ３１への指令（トルク指令等）を停止することで、ロボット１２の動作を停止させる。緊急停止動作ＥＳの他の例として、プロセッサ３２は、各アクチュエータ３１の出力シャフトを制動するブレーキ機構（図示せず）を作動させることで、ロボット１２の動作を強制的に停止させる。
【0037】
次に、図３を参照して、ロボットシステム１０の動作フローの一例について説明する。制御装置１６のプロセッサ３２は、オペレータ（すなわち、入力装置４０又は４６）、上位コントローラ、又はコンピュータプログラムＰＧ２から動作開始指令（例えば、電源ＯＮ指令）を受け付けたときに、図３に示すフローを開始する。
【0038】
ステップＳ１において、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能開始指令を受け付けたか否かを判定する。具体的には、教示装置１８のプロセッサは、ダイレクトティーチ機能開始指令を入力するためのダイレクトティーチ画像１００を生成し、教示装置１８の表示装置４４に表示する。ダイレクトティーチ画像１００の一例を、図４に示す。
【0039】
図４に示す例では、ダイレクトティーチ画像１００は、ダイレクトティーチ開始ボタン画像１０２と、ダイレクトティーチ終了ボタン画像１０４とを含む。オペレータは、入力装置４６を操作して、ダイレクトティーチ画像１００に表示されたダイレクトティーチ開始ボタン画像１０２又はダイレクトティーチ終了ボタン画像１０４をクリックすることで、ダイレクトティーチ開始ボタン画像１０２又はダイレクトティーチ終了ボタン画像１０４を選択できるようになっている。
【0040】
教示装置１８のプロセッサは、ダイレクトティーチ開始ボタン画像１０２を選択する入力を受け付けると、ダイレクトティーチ機能開始指令を制御装置１６に送信する。一方、教示装置１８のプロセッサは、ダイレクトティーチ終了ボタン画像１０４を選択する入力を受け付けると、ダイレクトティーチ機能終了指令を制御装置１６に送信する。なお、ダイレクトティーチ機能開始指令は、ＯＮ（又は「１」）信号である一方、ダイレクトティーチ機能終了指令は、ＯＦＦ（又は「０」）信号であってもよい。
【0041】
制御装置１６のプロセッサ３２は、このステップＳ１において、ダイレクトティーチ機能開始指令を受け付けた場合はＹＥＳと判定し、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を有効（例えば、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２の設定を「ＯＮ」、又は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２の実行フラグを立てる）とし、後述するステップＳ２及びＳ３を開始して、ステップＳ４へ進む。一方、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能開始指令を受け付けていない場合はＮＯと判定し、ステップＳ６へ進む。
【0042】
ステップＳ４において、プロセッサ３２は、上述のダイレクトティーチ機能終了指令を受け付けたか否かを判定する。プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能終了指令を受け付けた場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ５へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ４をループする。ステップＳ５において、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を無効とする（例えば、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２の設定を「ＯＦＦ」、又は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２の実行フラグを消去する）。
【0043】
ステップＳ６において、プロセッサ３２は、オペレータ（すなわち、入力装置４０又は４６）、上位コントローラ、又はコンピュータプログラムＰＧ２から動作終了指令（例えば、シャットダウン指令）を受け付けたか否かを判定する。プロセッサ３２は、動作終了指令を受け付けた場合はＹＥＳと判定し、図３に示すフローを終了する。一方、プロセッサ３２は、ＮＯと判定した場合はステップＳ１へ戻る。
【0044】
ここで、本実施形態においては、プロセッサ３２は、ステップＳ１でＹＥＳと判定してダイレクトティーチ機能ＦＮ２を有効としたとき、ステップＳ２の安全機能ＦＮ１と、ステップＳ３のダイレクトティーチ機能ＦＮ２とを、並行して実行する。以下、図５を参照して、ステップＳ２で実行する安全機能ＦＮ１のフローの一例について説明する。
【0045】
ステップＳ１１において、プロセッサ３２は、ロボット１２の動作パラメータＯＰを取得する。動作パラメータＯＰは、動作中のロボット１２に加えられた接触力Ｆｃ、該ロボット１２の速度Ｖ、及び、該ロボット１２の加速度ａの少なくとも１つを含む。接触力Ｆｃに関し、プロセッサ３２は、力センサ１４の検出データＤＤに基づいて、ロボット１２の任意の部位（例えば、下腕部２４、上腕部２６、手首部２８、又はエンドエフェクタ３０）に加えられた外力Ｆを取得する。
【0046】
具体的には、プロセッサ３２は、各々のトルクセンサ１４Ａの検出データＤＤτを取得し、該検出データＤＤτに基づいて外力Ｆを検出する。プロセッサ３２は、各トルクセンサ１４Ａの検出データＤＤτを用いて所定の演算ＣＬ１を実行することにより、ロボット１２に加えられた外力Ｆの大きさを求めることができる。プロセッサ３２は、求めた外力Ｆを、動作中のロボット１２が周囲の物体（オペレータ、環境物等）と接触することで該ロボット１２に加えられた接触力Ｆｃとして取得する。
【0047】
速度Ｖ及び加速度ａに関し、プロセッサ３２は、各アクチュエータ３１に設けられた回転検出センサ３３からのフィードバックＦＢ（つまり、アクチュエータ３１の回転位置又は回転角度）を取得する。そして、プロセッサ３２は、該フィードバックＦＢを時間微分することで、ロボット１２（具体的には、エンドエフェクタ３０）の速度Ｖを取得する。
【0048】
また、プロセッサ３２は、該速度Ｖを時間微分することで、ロボット１２の加速度ａを取得する。こうして、プロセッサ３２は、動作パラメータＯＰとして、接触力Ｆｃ、速度Ｖ、及び加速度ａの少なくとも１つを取得する。以下、プロセッサ３２が、動作パラメータＯＰとして接触力Ｆｃ、速度Ｖ、及び加速度ａの全てを取得する場合について説明する。
【0049】
ステップＳ１２において、プロセッサ３２は、直近のステップＳ１１で取得した動作パラメータＯＰ（すなわち、接触力Ｆｃ、速度Ｖ、及び加速度ａ）が、所定の閾値を超えたか否かを判定する。具体的には、プロセッサ３２は、直近に取得した接触力Ｆｃが、該接触力Ｆｃに対して予め定められた閾値Ｆｃｔｈを超えた（つまり、Ｆｃ≧Ｆｃｔｈ）か否かを判定する。
【0050】
また、プロセッサ３２は、直近に取得した速度Ｖが、該速度Ｖに対して予め定められた閾値ｖｔｈを超えた（つまり、Ｖ≧Ｖｔｈ）か否かを判定するとともに、直近に取得した加速度ａが、該加速度ａに対して予め定められた閾値ａｔｈを超えた（つまり、ａ≧ａｔｈ）か否かを判定する。プロセッサ３２は、このステップＳ１２において、Ｆｃ≧Ｆｃｔｈ、Ｖ≧Ｖｔｈ、又は、ａ≧ａｔｈとなったときにＹＥＳと判定し、ステップＳ１３へ進む。一方、プロセッサ３２は、Ｆｃ＜Ｆｃｔｈ、Ｖ＜Ｖｔｈ、且つ、ａ＜ａｔｈである場合はＮＯと判定し、ステップＳ１４へ進む。
【0051】
ステップＳ１３において、プロセッサ３２は、ロボット１２の動作を停止させる。具体的には、プロセッサ３２は、上述の緊急停止動作ＥＳを実行することで、ロボット１２の動作を緊急停止させる。このステップＳ１３によって、ロボット１２がオペレータ（又は環境物）と衝突した場合に、該ロボット１２を停止させることができるので、オペレータの安全を確保できる。
【0052】
ステップＳ１４において、プロセッサ３２は、上述のステップＳ５でダイレクトティーチ機能ＦＮ２が無効にされたか否かを判定する。プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２が無効にされた場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ２の安全機能ＦＮ１を終了する。一方、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２が有効である場合はＮＯと判定し、ステップＳ１１へ戻る。
【0053】
こうして、プロセッサ３２は、ステップＳ１４でＹＥＳと判定するまで、ステップＳ１１～Ｓ１４のループを繰り返し実行することで、動作パラメータＯＰ（接触力Ｆｃ、速度Ｖ、及び加速度ａ）を監視し、動作パラメータＯＰが閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈを超えたときに、該ロボット１２の動作を停止させる安全機能ＦＮ１を実行する。したがって、プロセッサ３２は、安全機能ＦＮ１を実行する安全機能実行部５０（図２）として機能する。
【0054】
次に、図６を参照して、ステップＳ３のダイレクトティーチ機能ＦＮ２について、説明する。ステップＳ２１において、プロセッサ３２は、ロボットに加えられた操作力Ｆｈを取得する。具体的には、オペレータは、ロボット１２の任意の部位（例えば、下腕部２４、上腕部２６、手首部２８、又はエンドエフェクタ３０）に操作力Ｆｈを加える。なお、オペレータが操作したいロボット１２の任意の部位に、操作ハンドル（図示せず）が設けられてもよい。この場合、オペレータは、該操作ハンドルを操作することで、ロボット１２の任意の部位に操作力Ｆｈを加えることができる。
【0055】
プロセッサ３２は、力センサ１４の検出データＤＤに基づいて、ロボット１２の任意の部位に加えられた外力Ｆを取得する。本実施形態においては、プロセッサ３２は、各々のトルクセンサ１４Ａの検出データＤＤτを取得し、該検出データＤＤτに基づいて外力Ｆを検出する。
【0056】
具体的には、プロセッサ３２は、各トルクセンサ１４Ａの検出データＤＤτを用いて所定の演算ＣＬ２を実行することにより、ロボット１２に加えられた外力Ｆの大きさ及び方向を求めることができるとともに、該外力Ｆが加えられたロボット１２の部位を特定できる。プロセッサ３２は、求めた外力Ｆを、オペレータがロボット１２に加えた操作力Ｆｈとして取得する。
【0057】
ステップＳ２２において、プロセッサ３２は、直近のステップＳ２１で取得した操作力Ｆｈの大きさが所定の閾値Ｆｈｔｈを超えた（つまり、Ｆｈ≧Ｆｈｔｈ）か否かを判定する。この閾値Ｆｈｔｈは、上述の閾値Ｆｃｔｈよりも小さい値（Ｆｈｔｈ＜Ｆｃｔｈ）に設定される。プロセッサ３２は、Ｆｈ≧Ｆｈｔｈとなった場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ２３へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ２４へ進む。
【0058】
ステップＳ２３において、プロセッサ３２は、操作力Ｆｈに従ってロボット１２を動作させる。具体的には、プロセッサ３２は、直近のステップＳ２１で取得した操作力Ｆｈが加えられたロボット１２の部位（例えば、エンドエフェクタ３０）を、該操作力Ｆｈの方向へ移動させるための指令を生成し、該指令に従って各アクチュエータ３１を駆動する。その結果、ロボット１２は、オペレータが操作力Ｆｈを加えた部位を、該操作力Ｆｈの方向へ移動させることになる。
【0059】
なお、プロセッサ３２は、このステップＳ２３において、操作力Ｆｈが加えられたロボット１２の部位を操作力Ｆｈの方向へ、所定の距離ｄだけ移動させてもよい。この場合、ステップＳ２３の後にオペレータがロボット１２への操作力Ｆｈを解除した（つまり、ロボット１２から手を放した）場合、ロボット１２は、所定の距離ｄだけ移動した後に自動で停止する。
【0060】
また、プロセッサ３２は、このステップＳ２３でロボット１２を動作させているときに、並行して実行しているステップＳ２（図５）中のステップＳ１２でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ２中のステップＳ１３を優先して実行し、ロボット１２を停止させる。その後、プロセッサ３２は、ステップＳ２中のステップＳ１２でＮＯと判定するまで（又は、所定時間が経過するまで）、このステップＳ２３の実行が禁止されてもよい。
【0061】
ステップＳ２４において、プロセッサ３２は、上述のステップＳ１４と同様に、上述のステップＳ５でダイレクトティーチ機能ＦＮ２が無効にされたか否かを判定する。プロセッサ３２は、ＹＥＳと判定した場合は、ステップＳ３のダイレクトティーチ機能ＦＮ２を終了する。その結果、ロボット１２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２による動作を停止する。一方、プロセッサ３２は、ＮＯと判定した場合はステップＳ２１へ戻る。
【0062】
こうして、プロセッサ３２は、ステップＳ２４でＹＥＳと判定するまで、ステップＳ２１～Ｓ２４のループを繰り返し実行することで、ロボット１２に加えられた操作力Ｆｈに従って該ロボット１２を動作させるダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行する。したがって、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行するダイレクトティーチ実行部５２（図２）として機能する。
【0063】
上述したように、本実施形態においては、プロセッサ３２は、ステップＳ２の安全機能ＦＮ１と、ステップＳ３のダイレクトティーチ機能ＦＮ２とを並行して実行する。なお、プロセッサ３２は、ステップＳ２中のステップＳ１１～Ｓ１４のループと、ステップＳ３中のステップＳ２１～Ｓ２４のループとを、互いに同期して（又は、交互に）、所定の制御周期（例えば、１［ｍｓｅｃ］）で実行してもよい。
【0064】
また、プロセッサ３２は、ステップＳ３中のステップＳ２１において、ステップＳ２中のステップＳ１１で接触力Ｆｃを取得するために用いた検出データＤＤτに基づいて、操作力Ｆｈを求めてもよい。代替的には、プロセッサ３２は、ステップＳ３中のステップＳ２１において、ステップＳ２中のステップＳ１１で接触力Ｆｃを取得するために用いた検出データＤＤτとは別の時点で取得した検出データＤＤτに基づいて、操作力Ｆｈを求めてもよい。
【0065】
本実施形態においては、プロセッサ３２は、ステップＳ３のダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行中に、ステップＳ２中のステップＳ１１でロボット１２の速度Ｖ及び加速度ａを取得している。したがって、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２の実行中に速度Ｖ及び加速度ａを取得する動作パラメータ取得部５４（図２）として機能する。
【0066】
上述のように、本実施形態においては、制御装置１６は、動作中のロボット１２に加えられた接触力Ｆｃ、該ロボット１２の速度Ｖ及び加速度ａの少なくとも１つを監視し、該少なくとも１つ（Ｆｃ、Ｖ、ａ）が所定の閾値（Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ、ａｔｈ）を超えたときに該ロボット１２の動作を停止させる安全機能ＦＮ１を実行する安全機能実行部５０を備える。
【0067】
また、制御装置１６は、安全機能実行部５０が実行する安全機能ＦＮ１と並行して、ロボット１２に加えられた操作力Ｆｈに従って該ロボット１２を動作させるダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行するダイレクトティーチ実行部５２を備える。この構成によれば、上述のイネーブルスイッチ４８を用いることなくダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行できるようになる。
【0068】
より具体的に述べると、他のダイレクトティーチ機能ＦＮ２’においては、オペレータの安全を確保する観点から、プロセッサ３２は、オペレータがイネーブルスイッチ４８をＯＮにしたことを検知したとき、安全機能ＦＮ１を無効にした上で、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を実行していた。
【0069】
本実施形態においては、プロセッサ３２は、安全機能ＦＮ１と並行してダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行することで、イネーブルスイッチ４８の操作を不要とすることができるとともに、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２の実行中のオペレータの安全を、安全機能ＦＮ１によって十分に確保することができる。なお、他のダイレクトティーチ機能ＦＮ２’については、後述する。
【0070】
また、本実施形態においては、安全機能実行部５０及びダイレクトティーチ実行部５２は、共通の力センサ１４（具体的には、トルクセンサ１４Ａ）の検出データＤＤτに基づいて、安全機能ＦＮ１及びダイレクトティーチ機能ＦＮ２を、それぞれ実行している。この構成によれば、安全機能ＦＮ１及びダイレクトティーチ機能ＦＮ２を、ともに高精度に実行できる。
【0071】
また、安全機能ＦＮ１及びダイレクトティーチ機能ＦＮ２で力センサ１４を共通化することによって、コストを削減できる。また、安全機能ＦＮ１（具体的には、上述のステップＳ１１～Ｓ１４のループ）と、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２（具体的には、上述ステップＳ２１～Ｓ２４のループ）との制御周期を互いに同期させて、同じ（つまり、共通の）検出データＤＤτに基づいて安全機能ＦＮ１とダイレクトティーチ機能ＦＮ２とを並行して実行することもできる。
【0072】
なお、本実施形態においては、上述のステップＳ１１において、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行中に、接触力Ｆｃを取得するとともに、動作パラメータ取得部５４として機能して速度Ｖ及び加速度ａを取得する場合について述べた。しかしながら、これに限らず、上述のステップＳ１１において、プロセッサ３２は、接触力Ｆｃを取得する一方、速度Ｖ及び加速度ａを取得しなくてもよい。この場合、上述の動作パラメータ取得部５４を制御装置１６から省略できる。
【0073】
また、上述のステップＳ１１で接触力Ｆｃを取得する場合、プロセッサ３２は、上述のステップＳ２１で実行する演算ＣＬ２とは異なる演算ＣＬ１を実行することで、接触力Ｆｃの大きさのみを取得してもよい。代替的には、プロセッサ３２は、ステップＳ１１において、ステップＳ２１で実行する演算ＣＬ２と同じ演算ＣＬ１（＝ＣＬ２）を実行することで、接触力Ｆｃの大きさ及び方向と、該接触力Ｆｃが加えられたロボット１２の部位とを特定してもよい。
【0074】
また、本実施形態においては、力センサ１４が、複数のトルクセンサ１４Ａを有し、安全機能実行部５０及びダイレクトティーチ実行部５２は、共通のトルクセンサ１４Ａの検出データＤＤτに基づいて、安全機能ＦＮ１及びダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行する場合について述べた。
【0075】
しかしながら、これに限らず、力センサ１４は、複数のトルクセンサ１４Ａと、６軸方向の力を検出可能な力覚センサ１４Ｂとを有してもよい。この力覚センサ１４Ｂは、ロボット１２の任意の部位（例えば、ロボットベース２０）に設けられ、該力覚センサ１４Ｂの設置位置より先端側に位置するロボット１２の部位に加えられた外力Ｆを検出できる。
【0076】
この場合において、安全機能実行部５０は、力覚センサ１４Ｂの検出データＤＤｆ（又は、トルクセンサ１４Ａの検出データＤＤτ）に基づいて安全機能ＦＮ１を実行する一方、ダイレクトティーチ実行部５２は、トルクセンサ１４Ａの検出データＤＤτ（又は、力覚センサ１４Ｂの検出データＤＤｆ）に基づいてダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行してもよい。
【0077】
なお、本実施形態においては、教示装置１８のプロセッサが、ダイレクトティーチ画像１００を生成して、教示装置１８の表示装置４４に表示する場合について述べた。しかしながら、これに限らず、制御装置１６のプロセッサ３２が、ダイレクトティーチ画像１００を生成して、表示装置４２に表示してもよい。
【0078】
この場合において、オペレータは、入力装置４０を操作して、表示装置４２に表示されたダイレクトティーチ画像１００において、ダイレクトティーチ開始ボタン画像１０２又はダイレクトティーチ終了ボタン画像１０４を選択してもよい。オペレータがダイレクトティーチ開始ボタン画像１０２を選択すると、制御装置１６のプロセッサ３２は、入力装置４０を通してダイレクトティーチ機能開始指令を受け付けることになる。
【0079】
なお、本実施形態においては、オペレータが、ダイレクトティーチ画像１００に表示されたダイレクトティーチ開始ボタン画像１０２又はダイレクトティーチ終了ボタン画像１０４を選択することで、ダイレクトティーチ機能開始指令又はダイレクトティーチ機能終了指令をプロセッサ３２に発信する場合について述べた。
【0080】
しかしながら、これに限らず、制御装置１６又は教示装置１８に、物理スイッチ（又は、物理ボタン）を設けて、該物理スイッチを操作することで、ダイレクトティーチ機能開始指令又はダイレクトティーチ機能終了指令を発信するように構成されてもよい。又は、オペレータがロボット１２の任意の部位を手でタップすることで、プロセッサ３２にダイレクトティーチ機能開始指令又はダイレクトティーチ機能終了指令を与えてもよい。プロセッサ３２は、力センサ１４の検出データＤＤから、オペレータによるロボット１２へのタップ操作を検知できる。また、イネーブルスイッチ４８は、教示装置１８に限らず、制御装置１６等に設けられてもよい。
【0081】
次に、図７を参照して、ロボットシステム１０の動作フローの他の例について説明する。図７に示すフローでは、プロセッサ３２は、上述のダイレクトティーチ機能ＦＮ２と、イネーブルスイッチ４８を用いた他のダイレクトティーチ機能ＦＮ２’とを実行する。なお、図７に示すフローにおいて、図３のフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。図７に示すフローにおいては、プロセッサ３２は、ステップＳ１でＮＯと判定した場合、又はステップＳ５の実行後、ステップＳ３１へ進む。
【0082】
ステップＳ３１において、プロセッサ３２は、イネーブルスイッチ４８がＯＮになった（換言すれば、第１の押下位置Ｐ１まで押下された）か否かを判定する。具体的には、教示装置１８のプロセッサは、イネーブルスイッチ４８がＯＮとなった場合は、イネーブルスイッチＯＮ信号を制御装置１６に送信する。プロセッサ３２は、イネーブルスイッチＯＮ信号を受け付けた場合はＹＥＳと判定し、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を有効（ダイレクトティーチ機能ＦＮ２’の設定を「ＯＮ」、又は実行フラグを立てる）とし、後述のステップＳ３’を開始して、ステップＳ３２へ進む。一方、プロセッサ３２は、ＮＯと判定した場合はステップＳ６へ進む。
【0083】
ステップＳ３２において、プロセッサ３２は、イネーブルスイッチ４８がＯＦＦになった（換言すれば、初期位置Ｐ０に復帰するか、又は第２の押下位置Ｐ２まで押下された）か否かを判定する。具体的には、教示装置１８のプロセッサは、イネーブルスイッチ４８がＯＦＦとなった場合、イネーブルスイッチＯＦＦ信号を制御装置１６に送信する。制御装置１６のプロセッサ３２は、イネーブルスイッチＯＦＦ信号を受け付けた場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ３３へ進む。一方、プロセッサ３２は、ＮＯと判定した場合はステップＳ３２をループする。
【0084】
ステップＳ３３において、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を無効（ダイレクトティーチ機能ＦＮ２’の設定を「ＯＦＦ」、又は実行フラグを消去）とする。ここで、本実施形態においては、プロセッサ３２は、ステップＳ３１でＹＥＳと判定してダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を有効としたとき、上述の安全機能ＦＮ１を無効とした状態で（すなわち、安全機能ＦＮ１を実行せずに）、ステップＳ３’のダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を実行する。
【0085】
このステップＳ３’について、図８を参照して説明する。図８に示すフローは、図６に示すフローと、ステップＳ２４’において相違する。ステップＳ２４’において、プロセッサ３２は、上述のステップＳ３３でダイレクトティーチ機能ＦＮ２’が無効にされたか否かを判定する。プロセッサ３２は、ＹＥＳと判定した場合は、上述の緊急停止動作ＥＳを実行してロボット１２の動作を停止させ、ステップＳ３’のダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を終了する。一方、プロセッサ３２は、ＮＯと判定した場合はステップＳ２１へ戻る。
【0086】
このように、他のダイレクトティーチ機能ＦＮ２’においては、プロセッサ３２は、オペレータがイネーブルスイッチ４８をＯＮにしている間は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を実行し、イネーブルスイッチ４８がＯＦＦとなると、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を終了する。換言すれば、オペレータは、他のダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を実行するためには、イネーブルスイッチ４８を継続的にＯＮとし、制御装置１６にイネーブルスイッチＯＮ信号を与え続ける必要がある。
【0087】
再度、図７を参照して、ステップＳ４においてＮＯと判定された場合、ステップＳ３４において、プロセッサ３２は、上述のステップＳ３１と同様に、イネーブルスイッチ４８がＯＮにされたか否かを判定する。プロセッサ３２は、ＹＥＳと判定した場合は、ステップＳ３５に進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ４に戻る。
【0088】
ステップＳ３５において、プロセッサ３２は、上述のステップＳ５と同様に、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を無効とする。その結果、プロセッサ３２は、上述のステップＳ１４（図５）、及びステップＳ２４（図６）でＹＥＳと判定することになり、ステップＳ２の安全機能ＦＮ１、及びステップＳ３のダイレクトティーチ機能ＦＮ２を終了する。その一方で、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を有効とし、ステップＳ３’を開始して、ステップＳ３２へ進む。
【0089】
このように、本実施形態においては、プロセッサ３２は、ステップＳ２及びＳ３を実行中にイネーブルスイッチ４８がＯＮとされた場合（ステップＳ３４でＹＥＳと判定）、ステップＳ３’において、イネーブルスイッチ４８を用いた他のダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を優先的に実行している。
【0090】
この構成によれば、オペレータは、イネーブルスイッチ４８を用いることなく安全機能ＦＮ１と並行して実行するダイレクトティーチ機能ＦＮ２と、イネーブルスイッチ４８を用いる他のダイレクトティーチ機能ＦＮ２’とを、用途に応じて選択的に実行することができる。これにより、オペレータの利便性を向上させることができる。
【0091】
また、本実施形態においては、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ実行部５２として機能して、ステップＳ３のダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行するための指令を受け付けて該ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を開始した後、該指令を再度受け付けることなく、該ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を継続して実行する。
【0092】
より具体的には、プロセッサ３２は、ステップＳ１でオペレータからダイレクトティーチ機能開始指令を受け付けて、ステップＳ３のダイレクトティーチ機能ＦＮ２を開始すると、ステップＳ４でダイレクトティーチ機能終了指令を受け付けるまで、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行するためのさらなる指令（例えば、ダイレクトティーチ機能開始指令、イネーブルスイッチＯＮ信号）を再度受け付けることなく、該ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を継続して実行している。
【0093】
換言すれば、オペレータは、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２の実行中は、入力装置４０又は４６、若しくはイネーブルスイッチ４８を操作して、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を継続するための如何なる指令（例えば、ダイレクトティーチ機能開始指令、イネーブルスイッチＯＮ信号）も入力する必要がない。
【0094】
これに対し、他のダイレクトティーチ機能ＦＮ２’においては、上述したように、オペレータは、該ダイレクトティーチ機能ＦＮ２’を継続するためには、イネーブルスイッチ４８を継続的にＯＮとし、制御装置１６にイネーブルスイッチＯＮ信号を与え続ける必要がある。したがって、ステップＳ３のダイレクトティーチ機能ＦＮ２によれば、オペレータの操作を簡易化できる。
【0095】
次に、図９を参照して、ロボットシステム１０の他の機能について説明する。本実施形態においては、オペレータは、安全機能ＦＮ１の有効又は無効を選択できるようになっている。具体的には、教示装置１８のプロセッサ３２は、安全機能設定画像１０６を生成し、教示装置１８の表示装置４４に表示する。安全機能設定画像１０６の一例を、図１０に示す。
【0096】
図１０に示す例では、安全機能設定画像１０６は、有効ボタン画像１０８と、無効ボタン画像１１０とを含む。オペレータは、入力装置４６を操作して、安全機能設定画像１０６に表示された有効ボタン画像１０８又は無効ボタン画像１１０をクリックすることで、有効ボタン画像１０８又は無効ボタン画像１１０を選択できるようになっている。
【0097】
教示装置１８のプロセッサは、有効ボタン画像１０８を選択する入力を受け付けると、安全機能ＦＮ１を有効にするための安全機能有効指令を制御装置１６に送信する一方、無効ボタン画像１１０を選択する入力を受け付けると、安全機能ＦＮ１を無効にするための安全機能無効指令を制御装置１６に送信する。
【0098】
制御装置１６のプロセッサ３２は、安全機能有効指令又は安全機能無効指令に応じて、安全機能ＦＮ１を有効又は無効に設定する。このように、本実施形態においては、プロセッサ３２は、安全機能実行部５０として実行する安全機能ＦＮ１を有効又は無効に切り替える機能切替部５６（図９）として機能する。
【0099】
安全機能ＦＮ１が無効に設定されている間、プロセッサ３２は、安全機能実行部５０として安全機能ＦＮ１を実行しない。例えば、オペレータは、ロボット１２から十分に離れて安全を確保した上で、上述の自動運転機能ＦＮ４を実行し、ロボット１２を高速動作させたい場合がある。この場合、オペレータは、安全機能ＦＮ１を無効に設定し、ロボット１２を高速動作させることで、作業のサイクルタイムを縮減できる。
【0100】
次に、図１１を参照して、図９に示す制御装置１６が実行する動作フローついて説明する。なお、図１１に示すフローにおいて、図３のフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。図１１に示すフローにおいては、プロセッサ３２は、ステップＳ１でＹＥＳと判定した場合、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を有効とする前に、ステップＳ４１へ進む。
【0101】
ステップＳ４１において、プロセッサ３２は、安全機能ＦＮ１が有効になっているか、又は無効になっているかを判定する。プロセッサ３２は、安全機能ＦＮ１が有効になっている場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ４３へ進む一方、安全機能ＦＮ１が無効になっている場合はＮＯと判定し、ステップＳ４２へ進む。
【0102】
このように、本実施形態においては、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能を開始するための指令（すなわち、上述のダイレクトティーチ機能開始指令）を受け付けたときに、安全機能ＦＮ１が有効になっているか、又は無効になっているかを判定する安全機能判定部５８（図９）として機能する。
【0103】
ステップＳ４２において、プロセッサ３２は、警告信号ＡＬ１を生成する。例えば、プロセッサ３２は、「安全機能が無効になっています。安全機能を有効にしてください」という画像又は音声の警告信号ＡＬ１を生成する。そして、プロセッサ３２は、生成した警告信号ＡＬ１を、表示装置４２（又は、教示装置１８の表示装置４４）に表示するか、又は、制御装置１６（又は、教示装置１８）に設けられたスピーカを通して出力する。
【0104】
ステップＳ４２の後、プロセッサ３２は、ステップＳ４１へ戻る。このように、本実施形態においては、プロセッサ３２は、ステップＳ４１でＮＯと判定している間は、ステップＳ２の安全機能ＦＮ１と、ステップＳ３のダイレクトティーチ機能ＦＮ２とを開始しない。
【0105】
ステップＳ４３において、プロセッサ３２は、ステップＳ１２（図５）で参照する安全機能ＦＮ１のための閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈを、第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１及びａｔｈ１から、第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２へ切り替える。ここで、プロセッサ３２は、上述の教示機能ＦＮ３、自動運転機能ＦＮ４、又は動作確認機能ＦＮ５と並行して、安全機能ＦＮ１を実行する場合がある。第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１及びａｔｈ１は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２以外の、教示機能ＦＮ３、自動運転機能ＦＮ４、又は動作確認機能ＦＮ５といった機能ＦＮと並行して実行される安全機能ＦＮ１で参照される。
【0106】
一方、第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２は、図１１中のステップＳ２の安全機能ＦＮ２で参照されるものであって、第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１及びａｔｈ１よりも大きな値（つまり、Ｆｃｔｈ２＞Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ２＞Ｖｔｈ１、ａｔｈ２＞ａｔｈ１）として、予め定められる。
【0107】
このステップＳ４３の後、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を有効とし、ステップＳ２及びＳ３を開始して、ステップＳ４へ進む。そして、プロセッサ３２は、ステップＳ２及びＳ３を並行して実行し、該ステップＳ２中のステップＳ１２において、動作パラメータＯＰ（接触力Ｆｃ、速度Ｖ、及び加速度ａ）が、ステップＳ４３で切り替えた第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２を超えたか否かを判定する。
【0108】
その後、プロセッサ３２は、例えば、図１１中のステップＳ５を実行したとき（又は、ステップＳ６でＹＥＳしたとき）に、安全機能ＦＮ１のための閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈを、第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２から第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１及びａｔｈ１へ切り替える。
【0109】
このように、本実施形態においては、プロセッサ３２は、閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ、ａｔｈを、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２以外の機能ＦＮ３、ＦＮ４、ＦＮ５のための第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１、ａｔｈ１と、該第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１、ａｔｈ１よりも大きい第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２、ａｔｈ２との間で切り替える閾値切替部６０（図９）として機能する。
【0110】
以上のように、本実施形態においては、制御装置１６は、安全機能実行部５０による安全機能ＦＮ１を有効又は無効に切り替える機能切替部５６と、ダイレクトティーチ実行部５２がダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行するときに、安全機能ＦＮ１が有効になっているか、又は無効になっているかを判定する安全機能判定部５８とをさらに備える。具体的には、安全機能判定部５８は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を開始するための指令（つまり、ダイレクトティーチ機能開始指令）を受け付けたとき（ステップＳ１でＹＥＳと判定したとき）に、安全機能ＦＮ１の有効又は無効を判定している（ステップＳ４１）。
【0111】
そして、ダイレクトティーチ実行部５２は、安全機能判定部５８によって安全機能ＦＮ１が無効になっている（ステップＳ４１でＮＯ）と判定した場合は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２（ステップＳ３）を実行しない。この構成によれば、図１１中のステップＳ３において、安全機能ＦＮ１を有効とせずにダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行してしまうのを、確実に回避できる。そのため、オペレータの安全を確実に確保できる。
【0112】
また、本実施形態においては、制御装置１６は、閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ、ａｔｈを、第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１、ａｔｈ１と、該第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１、ａｔｈ１よりも大きい第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２、ａｔｈ２との間で切り替える閾値切替部６０をさらに備える。そして、閾値切替部６０は、ダイレクトティーチ実行部５２がダイレクトティーチ機能ＦＮ２を開始するときに、閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ、ａｔｈを、第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１、ａｔｈ１から第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２、ａｔｈ２に切り替える（ステップＳ４３）。
【0113】
この構成によれば、ステップＳ２及びＳ３を並行して実行しているときに、ステップＳ２中のステップＳ１２で、オペレータがロボット１２に加えた操作力ＦｈによってＹＥＳと判定してしまうのを、確実に避けることができる。したがって、ダイレクトティーチＦＮ２におけるロボット１２の動作が不要に停止してしまうのを避けることができるとともに、安全機能ＦＮ１によってオペレータの安全を確実に確保できる。
【0114】
なお、本実施形態においては、教示装置１８のプロセッサが、安全機能設定画像１０６を生成して、教示装置１８の表示装置４４に表示する場合について述べた。しかしながら、これに限らず、制御装置１６のプロセッサ３２が、安全機能設定画像１０６を生成して、表示装置４２に表示してもよい。
【0115】
この場合において、オペレータは、入力装置４０を操作して、表示装置４２に表示された安全機能設定画像１０６において、有効ボタン画像１０８又は無効ボタン画像１１０を選択してもよい。オペレータが有効ボタン画像１０８を選択すると、制御装置１６のプロセッサ３２は、入力装置４０を通して安全機能有効指令を受け付けることになる。
【0116】
なお、本実施形態においては、オペレータが安全機能ＦＮ１を有効又は無効に選択する入力を手動で教示装置１８のプロセッサ（又は、制御装置１６のプロセッサ３２）に与える場合について述べた。しかしながら、これに限らず、制御装置１６のプロセッサ３２は、機能切替部５６として機能して、オペレータからの入力を受けることなく、安全機能ＦＮ１を有効又は無効に自動で設定してもよい。
【0117】
例えば、ロボットシステム１０は、ロボット１２の周囲に存在する物体（例えば、オペレータ）を検知可能な物体検知センサ（カメラ、レーザスキャナ等）をさらに備える。この場合において、プロセッサ３２は、機能切替部５６として機能して、物体検知センサがロボット１２の周囲に在る物体を検知したときは、安全機能ＦＮ１を有効に切り替える。
【0118】
その一方で、プロセッサ３２は、物体検知センサがロボット１２の周囲から該物体が離反したことを検知したときに、安全機能ＦＮ１を無効に切り替えるとともに、ロボット１２の最大速度ＶＭＡＸの設定値を、より高い値に切り替えてもよい。これにより、例えば自動運転機能ＦＮ４を実行するときに、ロボット１２を高速動作させることができる。
【0119】
なお、図１１のステップＳ４３を、ステップＳ４１の前（つまり、ステップＳ１でＹＥＳと判定したとき）に実行してもよい。また、図１１のフローから、ステップＳ４１及びＳ４２を省略してもよい。この場合、図９に示す制御装置１６から機能切替部５６を省略できる。
【0120】
代替的には、図１１のフローから、ステップＳ４３を省略してもよい。この場合、図９に示す制御装置１６から閾値切替部６０を省略できる。また、図１１のステップＳ４１～Ｓ４３を、図７に示すフロー（つまり、ステップＳ１でＹＥＳと判定した後）に適用することができることを理解されよう。
【0121】
なお、プロセッサ３２は、図１１中のステップＳ３（ダイレクトティーチ機能ＦＮ２）を実行しているときに、安全機能判定部５８として機能して、安全機能ＦＮ１の有効又は無効を判定し、無効となった場合はダイレクトティーチ機能ＦＮ２を終了してもよい。このようなダイレクトティーチ機能ＦＮ２のフローを、図１２に示す。
【0122】
図１２に示すステップＳ３のフローにおいては、ステップＳ２４でＮＯと判定したとき、ステップＳ２５において、プロセッサ３２は、安全機能判定部５８として機能して、上述のステップＳ４１と同様に、安全機能ＦＮ１が有効になっているか、又は無効になっているかを判定する。
【0123】
プロセッサ３２は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ２１へ戻る一方、ＮＯと判定した場合（つまり、安全機能ＦＮ１が無効にされた場合）は、ステップＳ３のダイレクトティーチ機能ＦＮ２を終了する。このように、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２の実行中に安全機能ＦＮ１が無効にされた場合に該ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を終了することで、オペレータの安全を、より確実に確保できる。なお、プロセッサ３２は、ステップＳ２５でＮＯと判定したとき、上述のステップＳ４２を実行し、警告信号ＡＬ１を生成してもよい。
【0124】
なお、プロセッサ３２は、図１１のフローからステップＳ４３を省略し、図１１中のステップＳ２（安全機能ＦＮ１）及びステップＳ３（ダイレクトティーチ機能ＦＮ２）を実行しているときに、閾値切替部６０として機能して、動作パラメータＯＰ（接触力Ｆｃ、速度Ｖ、及び加速度ａ）が第３の閾値Ｆｃｔｈ３、Ｖｔｈ３及びａｔｈ３を超えたときに、ステップＳ２中のステップＳ１２で参照する閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈを、第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１及びａｔｈ１から、第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２へ切り替えてもよい。このようなステップＳ２のフローを、図１３に示す。
【0125】
図１３に示すステップＳ２のフローにおいては、ステップＳ１１の後、ステップＳ１５
において、プロセッサ３２は、直近のステップＳ１１で取得した動作パラメータＯＰ（接触力Ｆｃ、速度Ｖ、及び加速度ａ）が、第３の閾値Ｆｃｔｈ３、Ｖｔｈ３及びａｔｈ３よりも小さいか否かを判定する。
において、プロセッサ３２は、直近のステップＳ１１で取得した動作パラメータＯＰ（接触力Ｆｃ、速度Ｖ、及び加速度ａ）が、第３の閾値Ｆｃｔｈ３、Ｖｔｈ３及びａｔｈ３よりも小さいか否かを判定する。
【0126】
この第３の閾値Ｆｃｔｈ３、Ｖｔｈ３及びａｔｈ３は、ステップＳ１２で参照される閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈ（具体的には、上述の第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１及びａｔｈ１、並びに、第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２）よりも小さい値（つまり、Ｆｃｔｈ３＜Ｆｃｔｈ１＜Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ３＜Ｖｔｈ１＜Ｖｔｈ２、ａｔｈ３＜ａｔｈ１＜ａｔｈ２）に設定される。
【0127】
プロセッサ３２は、Ｆｃ＜Ｆｃｔｈ３、Ｖ＜Ｖｔｈ３、且つ、ａ＜ａｔｈ３である場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ１６へ進む一方、Ｆｃ≧Ｆｃｔｈ３、Ｖ≧Ｖｔｈ３、又は、ａ≧ａｔｈ３である場合（すなわち、動作パラメータＯＰの少なくとも１つが第３の閾値Ｆｃｔｈ３、Ｖｔｈ３又はａｔｈ３を超えたとき）はＮＯと判定し、ステップＳ１７へ進む。なお、プロセッサ３２は、このステップＳ１５において、動作パラメータＯＰのうち、速度Ｖ及び加速度ａが、第３の閾値Ｖｔｈ３及びａｔｈ３よりも小さいか否かを判定してもよい。
【0128】
ステップＳ１６において、プロセッサ３２は、閾値切替部６０として機能して、ステップＳ１２で参照する閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈを、第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１及びａｔｈ１に設定する。
【0129】
一方、ステップＳ１５でＮＯと判定したとき（すなわち、動作パラメータＯＰが第３の閾値Ｆｃｔｈ３、Ｖｔｈ３又はａｔｈ３を超えたとき）、ステップＳ１７において、プロセッサ３２は、閾値切替部６０として機能して、ステップＳ１２で参照する閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈを、第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２に設定する。なお、プロセッサ３２は、このステップＳ１７において、接触力Ｆｃに対する閾値Ｆｃｔｈを第２の閾値Ｆｃｔｈに設定する一方で、速度Ｖに対する閾値Ｖｔｈと、加速度ａに対する閾値ａｔｈとは、第１の閾値Ｖｔｈ１及びａｔｈ１に維持してもよい。
【0130】
その後、プロセッサ３２は、ステップＳ１２において、この時点で設定されている第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１又はａｔｈ１、又は、第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２を参照し、動作パラメータＯＰが、該第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１及びａｔｈ１、又は、該第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２を超えたか否かを判定する。
【0131】
このように、図１３に示すフローにおいては、プロセッサ３２は、動作パラメータＯＰの少なくとも１つが第３の閾値Ｆｃｔｈ３、Ｖｔｈ３又はａｔｈ３を超えたときに、ステップＳ１２で参照する閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈを、第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１及びａｔｈ１から、第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２へ切り替える（ステップＳ１７）。
【0132】
その一方で、プロセッサ３２は、動作パラメータＯＰが第３の閾値Ｆｃｔｈ３、Ｖｔｈ３又はａｔｈ３よりも小さくなると（すなわち、ステップＳ１５でＹＥＳと判定すると）、ステップＳ１２で参照する閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈを、第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２から第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１及びａｔｈ１へ切り替える。
【0133】
ここで、このステップＳ２と並行して実行するステップＳ３（ダイレクトティーチ機能ＦＮ２）においてオペレータがロボット１２に加える操作力Ｆｈが大きくなると、動作パラメータＯＰ（速度Ｖ、加速度ａ）も大きくなる。また、力センサ１４が検出する外力Ｆに、操作力Ｆｈの成分も含まれることになる。
【0134】
本実施形態によれば、上述のように動作パラメータＯＰに応じて閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ、ａｔｈを切り替えることによって、オペレータがロボット１２に加えた操作力Ｆｈに起因してステップＳ１２でＹＥＳと判定し、その結果、ステップＳ１３を実行してしまうのを、確実に回避できる。その一方で、動作パラメータＯＰが小さいときは、ロボット１２が周囲の物体と接触したことを、より確実に検出できる。
【0135】
また、本実施形態の一例において、プロセッサ３２は、ステップＳ１５において、動作パラメータＯＰのうち、速度Ｖ又は加速度ａが、第３の閾値Ｖｔｈ３又はａｔｈ３よりも小さいか否かを判定する。そして、プロセッサ３２は、ステップＳ１６及びＳ１７において、速度Ｖ又は加速度ａに応じて、接触力Ｆｃに対する閾値Ｆｃｔｈを、第１の閾値Ｆｃｔｈ１と第２の閾値Ｆｃｔｈ２との間で切り替える。
【0136】
そして、プロセッサ３２は、ステップＳ１２において、この時点で設定されている第１の閾値Ｆｃｔｈ１又は第２の閾値Ｆｃｔｈ２を参照し、動作パラメータＯＰとして取得した接触力Ｆｃが、該第１の閾値Ｆｃｔｈ又は該第２の閾値Ｆｃｔｈ２を超えたか否かを判定している。
【0137】
すなわち、この場合、プロセッサ３２は、ステップＳ１５で、動作パラメータＯＰの一方（速度Ｖ、加速度ａ）が第３の閾値（Ｖｔｈ３、ａｔｈ３）よりも小さいか否かを判定し、ステップＳ１６及びＳ１７で、動作パラメータＯＰの他方（接触力Ｆｃ）に対する閾値（Ｆｃｔｈ）を、第１の閾値（Ｆｃｔｈ１）と第２の閾値（Ｆｃｔｈ２）との間で切り替えている。
【0138】
そして、プロセッサ３２は、ステップＳ１２で、動作パラメータＯＰの他方が、切り替え後の閾値（Ｆｃｔｈ１又はＦｃｔｈ２）を超えたか否かを判定する。この構成によれば、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２でロボット１２に加えられた操作力Ｆｈに起因してステップＳ１３を実行してしまうのを、より確実に回避できる。
【0139】
なお、プロセッサ３２は、図１１のフローでステップＳ４３を実行するとともに、図１１中のステップＳ２において、図１３のフローを実行してもよい。この場合、プロセッサ３２は、図１３のステップＳ１６において、閾値切替部６０として機能して、ステップＳ１２で参照する閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈを、ステップＳ４３で切り替えた第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２に設定する。
【0140】
一方、プロセッサ３２は、図１３のステップＳ１７において、閾値切替部６０として機能して、ステップＳ１２で参照する閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈを、第４の閾値Ｆｃｔｈ４、Ｖｔｈ４及びａｔｈ４に設定する。この第４の閾値Ｆｃｔｈ４、Ｖｔｈ４及びａｔｈ４は、第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２よりも大きな値（つまり、Ｆｃｔｈ４＞Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ４＞Ｖｔｈ２、ａｔｈ４＞ａｔｈ２）に設定される。
【0141】
すなわち、この場合、プロセッサ３２は、閾値切替部６０として機能して、動作パラメータＯＰに応じて、ステップＳ１２で参照する閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈを、閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２、ａｔｈ２（第１の閾値）と、閾値Ｆｃｔｈ４、Ｖｔｈ４、ａｔｈ４（第２の閾値）との間で切り替えることになる。この場合において、プロセッサ３２は、ステップＳ１５で、動作パラメータＯＰの一方（速度Ｖ、加速度ａ）が第３の閾値（Ｖｔｈ３、ａｔｈ３）よりも小さいか否かを判定し、ステップＳ１６及びＳ１７で、動作パラメータＯＰの他方（接触力Ｆｃ）に対する閾値（Ｆｃｔｈ）を、第１の閾値（Ｆｃｔｈ２）と第２の閾値（Ｆｃｔｈ４）との間で切り替えてもよい。
【0142】
次に、図１４及び図１５を参照して、力センサ１４の種々の形態について説明する。力センサ１４は、上述のトルクセンサ１４Ａ及び力覚センサ１４Ｂの少なくとも１つを有し得る。図１４は、一実施形態に係るトルクセンサ１４Ａを示す。トルクセンサ１４Ａは、アクチュエータ３１の出力シャフト３１ａに設けられている。具体的には、トルクセンサ１４Ａは、中心軸線Ａ１を有する円筒状の本体部１５０と、該本体部１５０に内蔵された一対のセンサ素子１５２ａ及び１５２ｂとを有する。本体部１５０は、出力シャフト３１ａを環囲するように、該出力シャフト３１ａに同軸状に嵌着されている。
【0143】
一対のセンサ素子１５２ａ及び１５２ｂの各々は、例えば、半導体歪ゲージ若しくは金属箔歪ゲージ等の歪ゲージ、近接センサ、オプトセンサ、レーザ式若しくは静電容量式の変位計、又は、光学式若しくは磁気式のエンコーダを有する。センサ素子１５２ａ及び１５２ｂは、出力シャフト３１ａに掛かるトルクτに起因して本体部１５０に生じる歪み、変形又は変位を電気信号に変換し、検出データＤＤτａ及びＤＤτｂとして、それぞれ出力する。
【0144】
センサ素子１５２ａから出力された検出データＤＤτａは、信号線Ｌ１を通して、制御装置１６に供給される。センサ素子１５２ａ及び信号線Ｌ１は第１の系統の検出部１５４ａを構成する。また、センサ素子１５２ｂから出力された検出データＤＤτｂは、信号線Ｌ１から独立した（具体的には、絶縁された）信号線Ｌ２を通して、制御装置１６に供給される。センサ素子１５２ｂ及び信号線Ｌ２は第２の系統の検出部１５４ｂを構成する。
【0145】
なお、信号線Ｌ１及びＬ２は、有線であってもよいし、又は無線（つまり、無線通信の伝送路）であってもよい。このように、本実施形態においては、センサ素子１５２ａの検出データＤＤτａと、センサ素子１５２ｂの検出データＤＤτｂとは、互いに独立した別々の信号線Ｌ１及びＬ２を通して、制御装置１６に個別に供給される。
【0146】
一対のセンサ素子１５２ａ及び１５２ｂは、一方向の力（具体的には、出力シャフト３１ａから本体部１５０の周方向に掛かるトルクτ）をともに検出するように、本体部１５０の同じ部位に隣接して配置されている。したがって、センサ素子１５２ａの検出データＤＤτａと、センサ素子１５２ｂの検出データＤＤτｂとは、略同等となる。例えば、センサ素子１５２ａ及び１５２ｂは、互いに重ねて（又は平行に）配置されてもよい。このように、本実施形態においては、別々の２つ系統の検出部１５４ａ及び１５４ｂが、一方向の力（トルクτ）をともに検出し、各々が検出データＤＤτａ及びＤＤτｂを制御装置１６に個別に供給する。
【0147】
一方、図１５は、一実施形態に係る力覚センサ１４Ｂを示す。力覚センサ１４Ｂは、６軸力覚センサであって、例えば、ロボットベース２０に設けられる。具体的には、力覚センサ１４Ｂは、中心軸線Ａ２を有する円筒状の本体部１６０と、該本体部１６０に設けられた複数対のセンサ素子１６２ａ及び１６２ｂとを有する。本体部１６０は、周方向に延在し、軸方向に互いに離隔する一対のリング部１６０ａ及び１６０ｂと、該リング部１６０ａ及び１６０ｂの間で延在し、周方向に略等間隔で配設された複数の柱部１６０ｃとを有する。
【0148】
図１５に示す例では、リング部１６０ａ及び柱部１６０ｃの各々に、一対のセンサ素子１６２ａ及び１６２ｂが設けられている。一対のセンサ素子１６２ａ及び１６２ｂの各々は、上述のセンサ素子１５２ａ及び１５２ｂと同様に、半導体歪ゲージ若しくは金属箔歪ゲージ等の歪ゲージ、近接センサ、オプトセンサ、レーザ式若しくは静電容量式の変位計、又は、光学式若しくは磁気式のエンコーダ等を有する。センサ素子１６２ａ及び１６２ｂは、本体部１６２に作用する力ｆに起因して該本体部１５２に生じる歪み、変形又は変位を電気信号に変換し、検出データＤＤｆａ及びＤＤｆｂとして、それぞれ出力する。
【0149】
リング部１６０ａに設けられた一対のセンサ素子１６２ａ及び１６２ｂは、一方向の力（具体的には、リング部１６０ａの軸方向に掛かる力ｆ）をともに検出するように、リング部１６０ａの同じ部位に隣接して配置されている。同様に、柱部１６０ｃに設けられた一対のセンサ素子１６２ａ及び１６２ｂは、一方向の力（具体的には、柱部１６０ｃに掛かる軸線Ａ２周りの方向の力ｆ）をともに検出するように、柱部１６０ｃの同じ部位に隣接して配置されている。センサ素子１６２ａの検出データＤＤｆａと、センサ素子１６２ｂの検出データＤＤｆｂとは、略同等となる。例えば、センサ素子１６２ａ及び１６２ｂは、互いに重ねて（又は平行に）配置されてもよい。
【0150】
各々のセンサ素子１６２ａから出力された検出データＤＤｆａは、信号線Ｌ１を通して、制御装置１６に供給される。センサ素子１６２ａ及び信号線Ｌ１は第１の系統の検出部１６４ａを構成する。制御装置１６は、各センサ素子１６２ａの検出データＤＤｆａに基づいて、所定の演算ＣＬ３を実行することにより、力覚センサ１４Ｂの本体部１６０に設定されたセンサ座標系Ｃ３のｘ軸方向の力ｆｘ、ｙ軸方向の力ｆｙ、及びｚ軸方向の力ｆｚと、ｘ軸周りのトルクτｘ、ｙ軸周りのトルクτｙ、及びｚ軸周りのトルクτｘとの、６軸方向の力を検出する。
【0151】
センサ座標系Ｃ３は、力覚センサ１４Ｂの検出データＤＤｆから、ロボット１２に加えられた外力Ｆを演算により求めるための制御座標系である。センサ座標系Ｃ３は、例えば、その原点が本体部１６０の中心軸線Ａ２上（例えば、中心点）に配置され、そのｚ軸が本体部１６０の中心軸線Ａ２に一致するように、本体部１６０に対して設定される。制御装置１６は、このように求めた６軸方向の力ｆｘ、ｆｙ、ｆｚ、τｘ、τｙ及びτｘから、ロボット１２に加えられた外力Ｆの大きさ及び方向を求めることができるとともに、該外力Ｆが加えられたロボット１２の部位を特定できる。
【0152】
また、各々のセンサ素子１６２ｂから出力された検出データＤＤｆｂは、信号線Ｌ２を通して、制御装置１６に供給される。センサ素子１６２ｂ及び信号線Ｌ２は第２の系統の検出部１６４ｂを構成する。制御装置１６は、各センサ素子１６２ｂの検出データＤＤｆｂに基づいて、所定の演算ＣＬ３を実行することにより、上述した６軸方向の力ｆｘ、ｆｙ、ｆｚ、τｘ、τｙ及びτｘを求め、これにより、ロボット１２に加えられた外力Ｆの大きさ及び方向と、該外力Ｆが加えられたロボット１２の部位とを特定できる。このように、本実施形態においては、別々の２つ系統の検出部１６４ａ及び１６４ｂが、一方向の力ｆをともに検出し、各々が検出データＤＤｆａ及びＤＤｆｂを制御装置１６に個別に供給する。
【0153】
次に、図１６を参照して、図１４に示すトルクセンサ１４Ａの検出データＤＤτａ及びＤＤτｂに基づいて実行される安全機能ＦＮ１及びダイレクトティーチ機能ＦＮ２について説明する。本実施形態においては、安全機能実行部５０（具体的には、プロセッサ３２）は、第１の系統の検出部１５４ａ（つまり、一方のセンサ素子１５２ａ）の検出データＤＤτａに基づいて求めた第１の接触力Ｆｃａを監視する第１の安全機能ＦＮ１ａと、第２の系統の検出部１５４ｂ（つまり、他方のセンサ素子１５２ｂ）の検出データＤＤτｂに基づいて求めた第２の接触力Ｆｃｂを監視する第２の安全機能ＦＮ１ｂとを、並行して実行する。第１の安全機能ＦＮ１ａ及び第２の安全機能ＦＮ１ｂの各々は、例えば、図５に示すステップＳ２のフローである。
【0154】
つまり、安全機能実行部５０は、第１の安全機能ＦＮ１ａとして、信号線Ｌ１を通して各トルクセンサ１４Ａの一方のセンサ素子１５２ａから取得した検出データＤＤτａに基づいて、ステップＳ２のフローを実行する。該第１の安全機能ＦＮ１ａと並行して、安全機能実行部５０は、第２の安全機能ＦＮ１ａとして、信号線Ｌ２を通して各トルクセンサ１４Ａの他方のセンサ素子１５２ｂから取得した検出データＤＤτｂに基づいて、ステップＳ２のフローを実行する。したがって、第１の安全機能ＦＮ１ａとして実行したステップＳ１２と、第２の安全機能ＦＮ１ｂとして実行したステップＳ１２とのいずれか一方でＹＥＳと判定した場合に、ロボット１２は停止されることになる（ステップＳ１３）。
【0155】
このように、第１の安全機能ＦＮ１ａと第２の安全機能ＦＮ１ｂとを、別々の系統の検出部１５４ａ及び１５４ｂ（つまり、異なるセンサ素子１５２ａ及び１５２ｂ）の検出データＤＤτａ及びＤＤτｂに基づいて個別に実行することで、仮に、一方の系統の検出部１５４ａ（例えば、センサ素子１５２ａ）が故障したとしても、他方の系統の検出部１５４ｂ（例えば、センサ素子１５２ｂ）の検出データＤＤτｂを用いて第２の安全機能ＦＮ１ｂを継続して実行できる。したがって、オペレータの安全を、さらに確実に確保できる。
【0156】
一方、ダイレクトティーチ実行部５２（プロセッサ３２）は、安全機能実行部５０が実行する第１の安全機能ＦＮ１ａ及び第２の安全機能ＦＮ１ｂと並行して、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２（図６に示すステップＳ３）を実行する。具体的には、ダイレクトティーチ実行部５２は、信号線Ｌ１を通して各トルクセンサ１４Ａの一方のセンサ素子１５２ａから取得した検出データＤＤτａに基づいて、ステップＳ３のフローを実行する。このとき、ダイレクトティーチ実行部５２は、ステップＳ３中のステップＳ２１において、一方の系統の検出部１５４ａ（つまり、一方のセンサ素子１５２ａ）の検出データＤＤτａに基づいて操作力Ｆｈを求める。
【0157】
なお、図１５に示す力覚センサ１４Ｂの検出データＤＤｆａ及びＤＤｆｂに基づいて実行される安全機能ＦＮ１ａ及びＦＮ１ｂと、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２とについても、トルクセンサ１４Ａを用いる場合と同様である。具体的には、安全機能実行部５０は、第１の系統の検出部１６４ａ（つまり、一方のセンサ素子１６２ａの各々）の検出データＤＤｆａに基づいて求めた第１の接触力Ｆｃａを監視する第１の安全機能ＦＮ１ａ（図５のフロー）と、第２の系統の検出部１６４ｂの（つまり、他方のセンサ素子１６２ｂの各々）の検出データＤＤｆｂに基づいて求めた第２の接触力Ｆｃｂを監視する第２の安全機能ＦＮ１ｂ（図５のフロー）とを、並行して実行する。
【0158】
また、ダイレクトティーチ実行部５２は、第１の安全機能ＦＮ１ａ及び第２の安全機能ＦＮ１ｂと並行して、力覚センサ１４Ｂの一方のセンサ素子１６２ａの各々から、信号線Ｌ１を通して取得した、第１の系統の検出部１６４ａの検出データＤＤｆａに基づいて操作力Ｆｈを求め、これにより、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２（図６のフロー）を実行する。
【0159】
なお、図１６に示す制御装置１６のプロセッサ３２は、図３又は図７に示すフローを実行してもよい。図７のフローを実行する場合、ステップＳ３’において、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ実行部５２として機能して、一方のセンサ素子１５２ａ又は１６２ａから取得した、第１の系統の検出部１５４ａ又は１６４ａの検出データＤＤτａ又はＤＤｆａに基づいて、図８に示すダイレクトティーチ機能ＦＮ２’のフローを実行する。
【0160】
また、プロセッサ３２は、第１の安全機能ＦＮ１ａとして実行するステップＳ２中のステップＳ１１～Ｓ１４のループと、第２の安全機能ＦＮ１ｂとして実行するステップＳ２中のステップＳ１１～Ｓ１４のループと、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２として実行するステップＳ３中のステップＳ２１～Ｓ２４のループとを、互いに同期して（又は、交互に）、所定の制御周期（例えば、１［ｍｓｅｃ］）で実行してもよい。
【0161】
なお、プロセッサ３２は、第１の安全機能ＦＮ１ａとダイレクトティーチ機能ＦＮ２とを実行する第１のプロセッサ３２Ａと、第２の安全機能ＦＮ１ｂを実行する第２のプロセッサ３２Ｂとを有してもよい。このような形態を図１７に示す。この形態においては、第１のプロセッサ３２Ａ及び第２のプロセッサ３２Ｂは、安全機能実行部５０として機能する一方、第１のプロセッサ３２Ａは、ダイレクトティーチ実行部５２として機能する。
【0162】
なお、図１７に示す形態に限らず、プロセッサ３２は、第１の安全機能ＦＮ１ａを実行する第１のプロセッサ３２Ａと、第２の安全機能ＦＮ１ｂを実行する第２のプロセッサ３２Ｂと、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行する第３のプロセッサ３２Ｃとを有してもよい。
【0163】
なお、ダイレクトティーチ実行部５２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２において、第１の系統の検出部１５４ａ（又は１６４ａ）の検出データＤＤτａ（又はＤＤｆａ）と、第２の系統の検出部１５４ｂ（又は１６４ｂ）の検出データＤＤτｂ（又はＤＤｆｂ）との双方に基づいて、操作力Ｆｈを求めてもよい。
【0164】
例えば、図１４のトルクセンサ１４Ａを用いてダイレクトティーチ機能ＦＮ２を実行する場合、ダイレクトティーチ実行部５２は、一方のセンサ素子１５２ａの検出データＤＤτａと、他方のセンサ素子１５２ｂの検出データＤＤτｂとの平均値ＤＤτＡＶＥを求め、該平均値ＤＤτＡＶＥに基づいて、操作力Ｆｈを求めてもよい。
【0165】
代替的には、プロセッサ３２は、第１の系統の検出部１５４ａ（又は１６４ａ）の検出データＤＤτａ（又はＤＤｆａ）と、第２の系統の検出部１５４ｂ（又は１６４ｂ）の検出データＤＤτｂ（又はＤＤｆｂ）との大きい方（又は、小さい方）を選択し、選択した該大きい方（又は、小さい方）を用いて、操作力Ｆｈを求めてもよい。
【0166】
なお、図１６又は図１７に示す制御装置１６のプロセッサ３２は、第１の安全機能ＦＮ１ａ及び第２の安全機能ＦＮ１ｂを実行しているときに、第１の系統の検出部１５４ａ又は１６４ａ（例えば、一方のセンサ素子１５２ａ又は１６２ａ）と、第２の系統の検出部１５４ｂ又は１６４ｂ（例えば、他方のセンサ素子１５２ｂ又は１６２ｂ）とのいずれか一方が故障したか否かを検知する故障検知機能ＦＮ６を並行して実行してもよい。この故障検知機能ＦＮ６について、図１８を参照して説明する。
【0167】
プロセッサ３２は、故障検知機能ＦＮ６が有効とされたときに、図１８に示すフローを開始する。この故障検知機能ＦＮ６は、例えば、安全機能ＦＮ１（第１の安全機能ＦＮ１ａ及び第２の安全機能ＦＮ１ｂ）を開始するときに、プロセッサ３２によって自動的に有効にされてもよい。以下、力センサ１４がトルクセンサ１４Ａを有する場合の故障検知機能ＦＮ６について説明する。
【0168】
ステップＳ５１において、プロセッサ３２は、２系統の検出部１５４ａ及び１５４ｂ（具体的には、一対のセンサ素子１５２ａ及び１５２ｂ）の検出データＤＤτａ及びＤＤτｂを取得する。例えば、プロセッサ３２は、このステップＳ５１で、一対のセンサ素子１５２ａ及び１５２ｂが同じ時点（又は、極近い時点）で検出した検出データＤＤτａ及びＤＤτｂをそれぞれ取得する。
【0169】
ステップＳ５２において、プロセッサ３２は、直近のステップＳ５１で取得した検出データＤＤτａ及びＤＤτｂが互いに異なっているか否かを判定する。例えば、プロセッサ３２は、検出データＤＤτａ及びＤＤτｂの差ΔＤが所定の閾値ΔＤｔｈを超えた（ΔＤ≧ΔＤｔｈ）ときに、検出データＤＤτａ及びＤＤτｂが互いに異なっている（すなわち、ＹＥＳ）と判定する。プロセッサ３２は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ５４へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ５３へ進む。
【0170】
ステップＳ５３において、プロセッサ３２は、故障検知機能ＦＮ６が無効にされたか否かを判定する。プロセッサ３２は、ＹＥＳと判定した場合は、故障検知機能ＦＮ６を終了する一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ５１へ戻る。
【0171】
一方、ステップＳ５２でＹＥＳと判定した場合、ステップＳ５４において、プロセッサ３２は、警告信号ＡＬ２を生成する。例えば、プロセッサ３２は、「力センサが故障した可能性があります。力センサのメンテナンスをしてください。」という画像又は音声の警告信号ＡＬ２を生成し、表示装置４２又は４４、若しくはスピーカに出力してもよい。
【0172】
なお、ステップＳ５２でＹＥＳと判定したとき、プロセッサ３２は、上述の緊急停止動作ＥＳを実行し、ロボット１２を停止してもよい。また、プロセッサ３２は、安全機能ＦＮ１（第１の安全機能ＦＮ１ａ及び第２の安全機能ＦＮ１ｂ）として実行するステップＳ２中のステップＳ１１～Ｓ１４のループと、故障検知機能ＦＮ６として実行するステップＳ５１～Ｓ５３のループとを、互いに同期して（又は、交互に）、所定の制御周期（例えば、１［ｍｓｅｃ］）で実行してもよい。
【0173】
次に、図１９及び図２０を参照して、ロボットシステム１０のさらに他の機能について説明する。本実施形態においては、制御装置１６は、さらに他の実施形態に係るダイレクトティーチ機能ＦＮ２_１として、図２０に示すフローを実行する。なお、図２０に示すフローにおいて、図６に示すフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。
【0174】
図２０に示すフローにおいては、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ実行部５２として機能して、ステップＳ２１～Ｓ２３を実行し、該ステップＳ２３の後に、ステップＳ６１～Ｓ６６を実行する。ステップＳ６１において、プロセッサ３２は、動作パラメータ取得部５４として機能し、動作パラメータＯＰを取得する。
【0175】
本実施形態においては、プロセッサ３２は、このステップＳ６１において、動作パラメータＯＰとして、ロボット１２の速度Ｖ及び加速度ａの少なくとも一方を取得する。以下、このステップＳ６１でプロセッサ３２が、動作パラメータＯＰとして速度Ｖを取得する場合について説明する。
【0176】
ステップＳ６２において、プロセッサ３２は、直近のステップＳ６１で取得した動作パラメータＯＰ（速度Ｖ）が第１の範囲内にあるかを判定する。具体的には、プロセッサ３２は、直近のステップＳ６１で取得した速度Ｖが、第１の範囲［Ｖｔｈ１１≦Ｖ＜Ｖｔｈ１２］内であるか否かを判定する。この第１の範囲を画定する閾値Ｖｔｈ１１及びＶｔｈ１２は、オペレータによって予め定められ得る。なお、最も小さい閾値Ｖｔｈ１１は、例えばゼロに設定される。プロセッサ３２は、Ｖｔｈ１１≦Ｖ＜Ｖｔｈ１２である場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ６３へ進む一方、ＮＯと判定した場合（つまり、Ｖｔｈ１２≦Ｖ）は、ステップＳ６４へ進む。
【0177】
ステップＳ６３において、プロセッサ３２は、ロボット１２に加えられた操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、第１の抵抗力ＲＦ１に設定する。ここで、ロボット１２の加速度ａの最大値を規定する加速度設定値αが、制御装置１６に予め設定されている。この加速度設定値αが大きい値になるほど、操作力Ｆｈに従って動作するときのロボット１２の加速度ａが大きくなり得る。この場合、オペレータが加えた操作力Ｆｈに対するロボット１２の応答が高速化する（換言すれば、操作感が軽くなる）ので、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦが低くなる。
【0178】
反対に、加速度設定値αが小さい値になるほど、操作力Ｆｈに従って動作するときのロボット１２の加速度ａが小さくなる。この場合、オペレータが加えた操作力Ｆｈに対するロボット１２の応答が低速化する（換言すれば、操作感が重くなる）ので、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦが増大することになる。
【0179】
そこで、本実施形態においては、プロセッサ３２は、ステップＳ６１で取得した速度Ｖに応じて加速度設定値αを変更することで、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを変化させる。このステップＳ６３においては、プロセッサ３２は、加速度設定値αを、第１の加速度設定値α１に設定することで、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、第１の加速度設定値α１に対応する第１の抵抗力ＲＦ１に設定する。なお、第１の加速度設定値α１は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_１の開始時点で設定されている初期値（又は、デフォルト値）であってもよい。
【0180】
一方、ステップＳ６２でＮＯと判定した場合、ステップＳ６４において、プロセッサ３２は、直近のステップＳ６１で取得した動作パラメータＯＰ（速度Ｖ）が、第１の範囲よりも大きい第２の範囲内にあるかを判定する。具体的には、プロセッサ３２は、直近のステップＳ６１で取得した速度Ｖが、第２の範囲［Ｖｔｈ１２≦Ｖ＜Ｖｔｈ１３］内にあるか否かを判定する。第２の範囲の上限を画定する閾値Ｖｔｈ１３は、オペレータによって予め定められ得る。プロセッサ３２は、Ｖｔｈ１２≦Ｖ＜Ｖｔｈ１３である場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ６５へ進む一方、ＮＯと判定した場合（つまり、Ｖｔｈ１３≦Ｖの場合）は、ステップＳ６６へ進む。
【0181】
ステップＳ６５において、プロセッサ３２は、ロボット１２に加えられた操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、第２の抵抗力ＲＦ２（＞ＲＦ１）に設定する。具体的には、プロセッサ３２は、加速度設定値αを、第２の加速度設定値α２（＜α１）に設定することで、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、第１の抵抗力ＲＦ１よりも大きな第２の抵抗力ＲＦ２に設定できる。
【0182】
一方、ステップＳ６４でＮＯと判定した場合、ステップＳ６６において、プロセッサ３２は、ロボット１２に加えられた操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、第３の抵抗力ＲＦ３（＞ＲＦ２）に設定する。具体的には、プロセッサ３２は、加速度設定値αを、第３の加速度設定値α３（＜α２）に設定することで、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、第２の抵抗力ＲＦ２よりも大きな第３の抵抗力ＲＦ３に設定できる。
【0183】
こうして、プロセッサ３２は、ステップＳ６３、Ｓ６５及びＳ６６を実行することで、加速度設定値αを、α１、α２又はα３に変更し、これにより、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、ステップＳ６１で取得した速度Ｖに応じて変化させることができる。したがって、プロセッサ３２は、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを変化させる抵抗力制御部６２（図１９）として機能する。プロセッサ３２は、抵抗力制御部６２としてステップＳ６３、Ｓ６５又はＳ６６を実行した後、ステップＳ２４へ進み、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_１が無効にされたか否かを判定する。
【0184】
こうして、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_１の実行中に、ステップＳ６１～Ｓ６６を実行し、動作パラメータＯＰ（具体的には、速度Ｖ）に応じて、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを制御する。なお、詳細な説明は省略するが、プロセッサ３２は、ステップＳ６１で動作パラメータＯＰとして加速度ａを取得した場合も、同様に、加速度ａに基づいてステップＳ６２～Ｓ６６を実行できることを理解されたい。
【0185】
以上のように、本実施形態においては、制御装置１６は、ダイレクトティーチ実行部５２と、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_１の実行中にロボット１２の速度Ｖ（又は加速度ａ）を取得する動作パラメータ取得部５４と、動作パラメータ取得部５４が取得した速度Ｖ（又は加速度ａ）に応じて、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを変化させる抵抗力制御部６２とを備えている。
【0186】
この構成によれば、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_１の実行中にロボット１２の速度Ｖ（又は加速度ａ）が増大していることを、オペレータによるロボット１２の操作感に対して抵抗力ＲＦとしてフィードバックすることで、オペレータに直感的に認識させることができる。これにより、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_１の実行中に速度Ｖ（又は加速度ａ）が過度に増大するのを回避することができる。
【0187】
また、本実施形態においては、抵抗力制御部６２は、動作パラメータ取得部５４が取得した速度Ｖ（又は加速度ａ）に応じて、加速度ａの最大値を規定する加速度設定値αを、α１、α２又はα３に変更することによって、抵抗力ＲＦを変化させる。この構成によれば、プロセッサ３２は、比較的簡単なアルゴリズムにより、抵抗力ＲＦを迅速に変化させることができる。
【0188】
次に、図２１を参照して、さらに他の実施形態に係るダイレクトティーチ機能ＦＮ２_２について説明する。図１９に示す制御装置１６は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_２として、図２１に示すフローを実行する。なお、図２１に示すフローにおいて、図２０に示すフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。
【0189】
図２１に示すフローにおいては、プロセッサ３２は、ステップＳ２２でＹＥＳと判定したとき、ステップＳ７１を実行する。ステップＳ７１において、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ実行部５２として機能して、直近のステップＳ２１で取得した操作力Ｆｈを特性データＣＤに適用することで、加速度設定値αを決定する。特性データＣＤは、操作力Ｆｈと加速度設定値αとの関係を示すデータ（換言すれば、グラフ）である。特性データＣＤの例を、図２２に示す。
【0190】
図２２に示す例では、第１の特性データＣＤ１、第２の特性データＣＤ２、及び第３の特性データＣＤ３が示されている。第１の特性データＣＤ１は、その傾きδα／δＦｈが最も大きい。したがって、第１の特性データＣＤ１によれば、操作力Ｆｈに対する加速度設定値α（つまり、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_２の実行時におけるロボット１２の加速度αの最大値）が、第２の特性データＣＤ２、及び第３の特性データＣＤ３よりも大きくなる。
【0191】
したがって、オペレータが加えた操作力Ｆｈに対するロボット１２の応答が高速化する（換言すれば、操作感が軽くなる）ので、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦが、第２の特性データＣＤ２、及び第３の特性データＣＤ３よりも低くなる。なお、第１の特性データＣＤ１は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_２の開始時点で特性データＣＤとして設定されている初期データ（又は、デフォルトデータ）であってもよい。
【0192】
一方、第３の特性データＣＤ３は、その傾きδα／δＦｈが最も小さい。したがって、第３の特性データＣＤ３によれば、操作力Ｆｈに対する加速度設定値αが、第１の特性データＣＤ１、及び第２の特性データＣＤ２よりも小さくなる。したがって、オペレータが加えた操作力Ｆｈに対するロボット１２の応答が低速化する（換言すれば、操作感が重くなる）ので、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦが、第１の特性データＣＤ１、及び第２の特性データＣＤ２よりも大きくなる。
【0193】
そして、第２の特性データＣＤ２によれば、抵抗力ＲＦは、第１の特性データＣＤ１、及び第３の特性データＣＤ３の間の大きさとなる。このように、特性データＣＤ１、ＣＤ２及びＣＤ３は、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦと相関している。これら特性データＣＤ１、ＣＤ２及びＣＤ３は、メモリ３４に予め格納される。
【0194】
図２１中のステップＳ２３でロボット１２を動作させるために、これら特性データＣＤ１、ＣＤ２及びＣＤ３のうちの１つが選択されて、加速度設定値αを決定するための特性データＣＤとして設定される。例えば、このステップＳ７１の開始時点で第１の特性データＣＤ１が設定されていたとする。この場合、プロセッサ３２は、このステップＳ７１において、ダイレクトティーチ実行部５２として機能して、直近のステップＳ２１で取得した操作力Ｆｈを、図２２に示す第１の特性データＣＤ１に適用することで、加速度設定値αを決定する。
【0195】
そして、プロセッサ３２は、ステップＳ２３において、ダイレクトティーチ実行部５２として機能して、直前のステップＳ７１で決定した加速度設定値αを用いて、直近のステップＳ２１で取得した操作力Ｆｈに応じてロボット１２を動作させる。このときに動作するロボット１２の加速度ａは、該加速度設定値α以下に制御されることになる。
【0196】
一方、ステップＳ６２でＹＥＳと判定したとき、ステップＳ７２において、プロセッサ３２は、抵抗力制御部６２として機能して、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、第１の抵抗力ＲＦ１に設定する。具体的には、プロセッサ３２は、上述の特性データＣＤを、図２２中の第１の特性データＣＤ１に設定する。上述したように、特性データＣＤ１、ＣＤ２及びＣＤ３は、抵抗力ＲＦと相関している。したがって、第１の特性データＣＤ１を選択することで、抵抗力ＲＦを、該第１の特性データＣＤ１に対応する第１の抵抗力ＲＦ１に設定できる。
【0197】
一方、ステップＳ６３でＹＥＳと判定したとき、ステップＳ７３において、プロセッサ３２は、抵抗力制御部６２として機能して、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、第２の抵抗力ＲＦ２に設定する。具体的には、プロセッサ３２は、上述の特性データＣＤを、図２２中の第２の特性データＣＤ２に設定する。
【0198】
これにより、抵抗力ＲＦを、第２の特性データＣＤ２に対応する第２の抵抗力ＲＦ２に設定できる。ここで、上述したように、第２の特性データＣＤ２での第２の抵抗力ＲＦ２は、第１の特性データＣＤ１での第１の抵抗力ＲＦ１よりも大きくなる（ＲＦ２＞ＲＦ１）。
【0199】
一方、ステップＳ６３でＮＯと判定したとき、ステップＳ７４において、プロセッサ３２は、抵抗力制御部６２として機能して、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、第３の抵抗力ＲＦ２に設定する。具体的には、プロセッサ３２は、上述の特性データＣＤを、図２２中の第３の特性データＣＤ３に設定する。
【0200】
これにより、抵抗力ＲＦを、第３の特性データＣＤ３に対応する第３の抵抗力ＲＦ２に設定できる。上述したように、第３の特性データＣＤ３での第３の抵抗力ＲＦ３は、最も大きくなる（ＲＦ３＞ＲＦ２＞ＲＦ１）。プロセッサ３２は、抵抗力制御部６２としてステップＳ７２、Ｓ７３又はＳ７４を実行した後、ステップＳ２４へ進み、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_２が無効にされたか否かを判定する。
【0201】
以上のように、本実施形態においては、操作力Ｆｈと加速度設定値αとの関係を示す特性データＣＤ（ＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３）が、メモリ３４に予め記憶され、ダイレクトティーチ実行部５２は、操作力Ｆｈを特性データＣＤに適用することで、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_２の実行時の加速度設定値αを決定する（ステップＳ７１）。
【0202】
そして、抵抗力制御部６２は、動作パラメータ取得部５４が取得した速度Ｖ（又は加速度ａ）に応じて、特性データＣＤを、第１の特性データＣＤ１、第２の特性データＣＤ２、又は第３の特性データＣＤ３に変更することによって、抵抗力ＲＦを変化させている（ステップＳ７２、Ｓ７３、Ｓ７４）。この構成によれば、プロセッサ３２は、オペレータによるロボット１２の操作感（つまり、操作感の重さ、軽さ）を、より円滑に変化させることができるので、該操作感を向上させることができる。
【0203】
なお、本実施形態においては、３つの特性データＣＤ１、ＣＤ２及びＣＤ３がメモリ３４に予め格納されている場合について述べた。しかしながら、特性データＣＤ１、ＣＤ２及びＣＤ３のうちの１つがメモリ３４に格納される一方、プロセッサ３２が、特性データＣＤ１、ＣＤ２及びＣＤ３のうちの他の２つを、メモリ３４に格納された１つの特性データＣＤを用いて、所定の演算により求めてもよい。
【0204】
例えば、第１の特性データＣＤ１が予めメモリ３４に格納されているとする。この場合、プロセッサ３２は、ステップＳ７３において、第１の特性データＣＤ１の傾きδα／δＦｈを低減させるように所定の演算を行うことにより、第２の特性データＣＤ２を求めてもよい。
【0205】
また、プロセッサ３２は、ステップＳ７４において、第１の特性データＣＤ１又は第２の特性データＣＤ２の傾きδα／δＦｈを低減させるように所定の演算を行うことにより、第３の特性データＣＤ３を求めてもよい。これにより、多くの特性データＣＤｎをメモリ３４に記憶する必要がなくなる。なお、図２２に示す例では、３つの特性データＣＤ１、ＣＤ２及びＣＤ３を例示したが、２つ又は４つ以上の特性データＣＤｎがメモリ３４に格納されてもよい。
【0206】
次に、図２３を参照して、さらに他の実施形態に係るダイレクトティーチ機能ＦＮ２_３について説明する。図１９に示す制御装置１６は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_３として、図２３に示すフローを実行する。なお、図２３に示すフローにおいて、図２０に示すフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。
【0207】
図２３に示すフローにおいては、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ実行部５２として機能して、ステップＳ２１～Ｓ２３を実行する。ここで、ステップＳ２３において、プロセッサ３２は、直近のステップＳ２１で特定した操作力Ｆｈに従ってロボット１２を動作させるために、該ロボット１２のアクチュエータ３１への指令ＣＭを生成する。以下、指令ＣＭの生成方法について、図２４を参照して説明する。
【0208】
図２４に示すように、制御装置１６は、位置指令生成部６４、速度指令生成部６６、トルク指令生成部６８、電流制御部７０、微分器７２、減算器７４及び７６、並びに、加算器７８を有する。プロセッサ３２は、位置指令生成部６４、速度指令生成部６６、トルク指令生成部６８、電流制御部７０、微分器７２、減算器７４及び７６、並びに、加算器７８の機能を実現するための演算処理を担う。
【0209】
位置指令生成部６４は、ロボット１２（例えば、エンドエフェクタ３０）の位置を規定する位置指令ＣＭ１を生成し、減算器７４に出力する。減算器７４は、入力された位置指令ＣＭ１から、Ｉ／Ｏインターフェース３６を介して回転検出センサ３３から供給されたフィードバックＦＢ（回転位置）を減算し、位置偏差δｐとして速度指令生成部６６に出力する。
【0210】
速度指令生成部６６は、位置偏差δｐに基づいて速度指令ＣＭ２を生成し、減算器７６に出力する。一方、微分器７２は、回転検出センサ３３から供給されたフィードバックＦＢを時間微分して速度Ｖを求め、速度フィードバックＶとして、減算器７６に出力する。減算器７６は、入力された速度指令ＣＭ２から速度フィードバックＶを減算し、速度偏差δｖとしてトルク指令生成部６８へ出力する。
【0211】
トルク指令生成部６８は、速度偏差δｖに基づいてトルク指令ＣＭ３を生成する。電流制御部７０は、トルク指令ＣＭ３に基づいて電圧信号ＣＭ４（例えば、ＰＷＭ制御信号）を生成し、Ｉ／Ｏインターフェース３６を介してアクチュエータ３１に送信する。位置指令ＣＭ１、速度指令ＣＭ２、トルク指令ＣＭ３、及び電圧信号ＣＭ４は、アクチュエータ３１への指令ＣＭを構成する。
【0212】
こうして、プロセッサ３２は、このステップＳ２３において、アクチュエータ３１への指令ＣＭ（位置指令ＣＭ１、速度指令ＣＭ２、トルク指令ＣＭ３、及び電圧信号ＣＭ４）を生成し、操作力Ｆｈに従ってロボット１２を動作させる。再度、図２３を参照して、ステップＳ６２でＹＥＳと判定すると、プロセッサ３２は、ステップＳ２４に進み、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_３が無効にされたか否かを判定する。
【0213】
一方、ステップＳ６４でＹＥＳと判定すると、ステップＳ８１において、プロセッサ３２は、抵抗力制御部６２として機能して、ステップＳ２３で生成する指令ＣＭに変更を加える。具体的には、図２４に示すように、プロセッサ３２は、抵抗力制御部６２として機能して、指令補正値ＣＲ１を生成し、加算器７８に出力する。この指令補正値ＣＲ１は、操作力Ｆｈとは反対の方向へ作用する力をアクチュエータ３１に生じさせるために、トルク指令ＣＭ３を変更するものである。
【0214】
加算器７８は、トルク指令生成部６８から出力されたトルク指令ＣＭ３に、抵抗力制御部６２が生成した指令補正値ＣＲ１を加算することで補正トルク指令ＣＭ３’を生成し、電流制御部７０へ出力する。このようにトルク指令ＣＭ３を指令補正値ＣＲ１によって補正することで、操作力Ｆｈとは反対の力を、ロボット１２の各可動コンポーネントに生じさせ、これにより、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを増大させることができる。
【0215】
再度、図２３を参照して、ステップＳ６４でＮＯと判定すると、ステップＳ８２において、プロセッサ３２は、抵抗力制御部６２として機能して、ステップＳ２３で生成する指令ＣＭに変更を加える。具体的には、プロセッサ３２は、抵抗力制御部６２として機能して、指令補正値ＣＲ２（図２４）を生成し、加算器７８に出力する。
【0216】
この指令補正値ＣＲ２は、ステップＳ８１で生成する指令補正値ＣＲ１とは異なる値であって、該指令補正値ＣＲ１よりも大きな力を、操作力Ｆｈとは反対の方向に生じさせることができるように、生成される。加算器７８は、トルク指令ＣＭ３に、抵抗力制御部６２が生成した指令補正値ＣＲ２を加算することで補正トルク指令ＣＭ３’を生成し、電流制御部７０へ出力する。その結果、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、ステップＳ８１よりも増大させることができる。プロセッサ３２は、ステップＳ８１又はＳ８２の後、ステップＳ２４へ進む。
【0217】
以上のように、本実施形態においては、ダイレクトティーチ実行部５２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_３でロボット１２を動作させるために該ロボット１２のアクチュエータ３１への指令ＣＭ（位置指令ＣＭ１、速度指令ＣＭ２、トルク指令ＣＭ３、及び電圧信号ＣＭ４）を生成する。
【0218】
そして、抵抗力制御部６２は、動作パラメータ取得部５４が取得した速度Ｖ（又は加速度ａ）に応じて、ダイレクトティーチ実行部５２が生成する指令ＣＭ（具体的には、トルク指令ＣＭ３）に変更を加えることによって、抵抗力ＲＦを変化させている（ステップＳ８１及びＳ８２）。この構成によれば、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、迅速且つ精細に制御することが可能となる。
【0219】
なお、本実施形態においては、抵抗力制御部６２が、指令補正値ＣＲ１又はＣＲ２によってトルク指令ＣＭ３を補正する場合について述べた。しかしながら、これに限らず、抵抗力制御部６２は、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを変化させることができれば、位置指令ＣＭ１、速度指令ＣＭ２、又は電圧信号ＣＭ４を補正してもよい。
【0220】
なお、図２０に示すダイレクトティーチ機能ＦＮ２_１、図２１に示すダイレクトティーチ機能ＦＮ２_２、又は、図２３に示すダイレクトティーチ機能ＦＮ２_３のフローを、上述のステップＳ３又はＳ３’に適用してもよい。すなわち、この場合、図２又は図９に示す制御装置１６は、抵抗力制御部６２をさらに備えることになる。また、プロセッサ３２は、図２０、図２１又は図２３のステップＳ６４でＮＯと判定したときに、「速度又は加速度が過大となっています。操作力を低減してください。」という画像又は音声の警告信号ＡＬ３を生成し、表示装置４２又は４４、若しくはスピーカに出力してもよい。
【0221】
次に、図２５及び図２６を参照して、ロボットシステム１０のさらに他の機能について説明する。図２５に示す制御装置１６は、計時部８０をさらに備える。計時部８０は、バス３８を介してプロセッサ３２と通信可能に接続され、制御装置１６からの指令に応じて、ある時点からの経過時間ｔを計時する。
【0222】
図２５に示す制御装置１６は、図２６に示すダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４のフローを実行する。なお、図２６に示すフローにおいて、図６に示すフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。図２６に示すフローは、プロセッサ３２が、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を開始するための指令を受け付けた時点ｔ０で開始する。
【0223】
ステップＳ９１において、プロセッサ３２は、図２６のフローを開始した時点ｔ０からの経過時間ｔの計時を開始する。具体的には、プロセッサ３２は、時点ｔ０で計時部８０に計時指令を送信し、該計時指令に応じて、計時部８０は、時点ｔ０からの経過時間ｔの計時を開始する。その後、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ実行部５２として機能して、ステップＳ２１～２３を実行し、ステップＳ２４においてダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４が無効にされたか否かを判定する。
【0224】
ステップＳ２４でＮＯと判定したとき、ステップＳ９２において、プロセッサ３２は、計時部８０が計時している経過時間ｔが、所定の閾値ｔｔｈ１を超えた（つまり、ｔ≧ｔｔｈ１）か否かを判定する。プロセッサ３２は、ｔ≧ｔｔｈ１となった場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ９４へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ９３へ進む。
【0225】
ステップＳ９３において、プロセッサ３２は、実行中のダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４以外の機能ＦＮのための指令を受け付けたか否かを判定する。ここで、オペレータは、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４の実行中、一旦、ロボット１２へ操作力Ｆｈを加える操作を中断し、上述の教示機能ＦＮ３、自動運転機能ＦＮ４、又は動作確認機能ＦＮ５等の、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４以外の機能ＦＮを実行したい場合がある。
【0226】
一例として、オペレータは、プロセッサ３２が図２６のダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を実行しているときに、教示装置１８の入力装置４６を操作して、教示機能ＦＮ３によってロボット１２をジョグ動作させるための指令ＣＭ５を教示装置１８に入力する。他の例として、オペレータは、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４の実行中に、教示装置１８の入力装置４６を操作して、自動運転機能ＦＮ４又は（動作確認機能ＦＮ５）によってロボット１２に自動運転（又は、試行動作）を実行させるための指令ＣＭ６を教示装置１８に入力する。
【0227】
さらに他の例として、オペレータは、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４の実行中に、教示装置１８の入力装置４６を操作して、教示機能ＦＮ３、自動運転機能ＦＮ４、又は動作確認機能ＦＮ５を実行するための入力画像を表示装置４４に表示させる指令ＣＭ７を教示装置１８に入力する。
【0228】
教示装置１８のプロセッサは、オペレータから受け付けた指令ＣＭ５、ＣＭ６又はＣＭ７を制御装置１６に供給する。なお、オペレータは、制御装置１６の入力装置４０を操作して、教示機能ＦＮ３、自動運転機能ＦＮ４、又は動作確認機能ＦＮ５のための指令ＣＭ５、ＣＭ６又はＣＭ７を、制御装置１６に直接入力してもよい。
【0229】
制御装置１６のプロセッサ３２は、このステップＳ９３において、教示機能ＦＮ３、自動運転機能ＦＮ４、又は動作確認機能ＦＮ５のための指令ＣＭ５、ＣＭ６又はＣＭ７を受け付けた場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ９４へ進む。一方、プロセッサ３２は、指令ＣＭ５、ＣＭ６又はＣＭ７を受け付けていない場合はＮＯと判定し、ステップＳ２１へ戻る。
【0230】
ステップＳ２４、Ｓ９２又はＳ９３でＹＥＳと判定すると、ステップＳ９４において、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を終了するとともに、該ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を終了した旨を示す報知信号ＳＧを生成する。例えば、プロセッサ３２は、「ダイレクトティーチ機能を自動で終了しました。」という画像又は音声の報知信号ＳＧを生成し、表示装置４２又は４４、若しくはスピーカに出力してもよい。このように、本実施形態においては、プロセッサ３２は、報知信号ＳＧを生成する報知信号生成部５３（図２５）として機能する。そして、プロセッサ３２は、図２６のフローを終了する。
【0231】
こうして、プロセッサ３２は、ステップＳ２４、Ｓ９２又はＳ９３でＹＥＳと判定するまで、ステップＳ２１～Ｓ２４、Ｓ９２及びＳ９３のループを繰り返し実行し、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を継続して実行する。換言すれば、プロセッサ３２は、ステップＳ２４、Ｓ９２及びＳ９３でＮＯと判定している間は、経過時間ｔが閾値ｔｔｈ１に達するまでは（つまり、期間ｔｔｈ１に亘って）、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を継続して実行し、経過時間ｔが閾値ｔｔｈ１を超えると（期間ｔｔｈ１が過ぎると）、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を自動で終了する。
【0232】
以上のように、本実施形態においては、ダイレクトティーチ実行部５２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を開始するための指令を受け付けた時点ｔ０からの経過時間ｔが所定の閾値ｔｔｈ１を超えたとき（ステップＳ９２でＹＥＳと判定したとき）に、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を終了する（ステップＳ９４）。
【0233】
ここで、オペレータが、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を開始後、諸事情により長期間に亘って作業セルから離れる場合があり得る。このようにオペレータが不在の間に、第三者が誤ってロボット１２を押してしまった場合、該ロボット１２がダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４によって意図せずに動作してしまう可能性がある。
【0234】
本実施形態によれば、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４の開始後、所定の期間ｔｔｈ１が経過したときに自動でダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を終了することで、上記したようにロボット１２が意図せずに動作してしまうのを防止できる。また、本実施形態においては、制御装置１６は、経過時間ｔを計時する計時部８０をさらに備える。この構成によれば、プロセッサ３２は、経過時間ｔの計時を遅延なく、確実に実行できる。
【0235】
また、本実施形態においては、ダイレクトティーチ実行部５２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４の実行中に、該ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４以外の機能ＦＮ３、ＦＮ４又はＦＮ５のための指令ＣＭ５、ＣＭ６又はＣＭ７を受け付けたとき（ステップＳ９３でＹＥＳと判定したとき）に、該ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を終了する（ステップＳ９４）。
【0236】
この構成によれば、オペレータが、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を中断し、例えば教示機能ＦＮ３、自動運転機能ＦＮ４、又は動作確認機能ＦＮ５を実行しようとした場合に、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を自動終了し、教示機能ＦＮ３、自動運転機能ＦＮ４、又は動作確認機能ＦＮ５に円滑に移行できる。
【0237】
そして、教示装置１８のプロセッサ（又は、制御装置１６のプロセッサ３２）は、オペレータから受け付けた指令ＣＭ５、ＣＭ６又はＣＭ７に応じて、ロボット１２に、ジョグ動作、自動運転、又は試行動作を実行させ、若しくは、入力画像を表示装置４４に表示させて、教示機能ＦＮ３、自動運転機能ＦＮ４、又は動作確認機能ＦＮ５を実行するための入力を受け付ける。
【0238】
また、本実施形態においては、制御装置１６は、ダイレクトティーチ実行部５２がダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を終了したときに、該終了を報知する報知信号ＳＧを生成する報知信号生成部５３をさらに備える。この構成によれば、オペレータは、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４が自動終了したことを、容易に認識できる。
【0239】
なお、本実施形態においては、上述の時点ｔ０が、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を開始するための指令を受け付けた時点であり、且つ、図２６に示すダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４のフローを開始した時点である場合について述べた。しかしながら、厳密には、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を開始するための指令を受け付けた時点ｔ０_１と、該指令を受け付けてプロセッサ３２が図２６のダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を開始した時点ｔ０_２との間でタイムラグが生じ得る。
【0240】
この場合、プロセッサ３２は、時点ｔ０_１及び時点ｔ０_２のいずれの時点ｔ０からの経過時間ｔを計時部８０に計時させてもよい。すなわち、この場合、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ実行部５２として機能し、時点ｔ０_１又はｔ０_２からの経過時間ｔが所定の閾値ｔｔｈ１を超えたときに、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４を終了する。
【0241】
なお、制御装置１６から計時部８０を省略し、該計時部８０の機能を外部機器に求めることもできる。例えば、制御装置１６のＩ／Ｏインターフェース３６に、制御装置１６の外部に設けられた電子時計（又は、他のコンピュータに内蔵された計時部）を接続し、プロセッサ３２は、該電子時計が計時する時間を参照して、上述の経過時間ｔを取得してもよい。
【0242】
次に、図２７を参照して、さらに他のダイレクトティーチ機能ＦＮ２_５について説明する。図２５に示す制御装置１６は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_５として、図２７に示すフローを実行する。なお、図２７に示すフローにおいて、図２６に示すフローと同様のプロセスには同じステップ番号を付し、重複する説明を省略する。
【0243】
図２７のフローの開始後、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ実行部５２として機能してステップＳ２１～Ｓ２３を実行し、ステップＳ２４でダイレクトティーチ機能ＦＮ２_５が無効にされたか否かを判定する。ステップＳ２３の後、ステップＳ１０１において、プロセッサ３２は、上述のステップＳ２１と同様に、操作力Ｆｈを取得する。
【0244】
ステップＳ１０２において、プロセッサ３２は、上述のステップＳ２２と同様に、直近のステップＳ１０１で取得した操作力Ｆｈの大きさが所定の閾値Ｆｈｔｈを超えたか否かを判定する。プロセッサ３２は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ２３へ戻る一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ１０３へ進む。
【0245】
ステップＳ１０３において、プロセッサ３２は、ロボット１２の動作が停止したか否かを判定する。ここで、オペレータがロボット１２への操作力Ｆｈを解除すると、ロボット１２は自動で停止する。プロセッサ３２は、回転検出センサ３３からのフィードバックＦＢに基づいて、ロボット１２が停止したか否かを判定できる。プロセッサ３２は、ロボット１２の動作が停止した（すなわち、ＹＥＳ）と判定した場合はステップＳ１０４へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ１０１へ戻る。
【0246】
ステップＳ１０４において、プロセッサ３２は、ステップＳ１０３でＹＥＳと判定した時点ｔ１（つまり、ロボットが停止した時点）からの経過時間ｔの計時を開始する。具体的には、プロセッサ３２は、時点ｔ１で計時部８０に計時指令を送信し、該計時指令に応じて、計時部８０は、時点ｔ１からの経過時間ｔの計時を開始する。
【0247】
ステップＳ１０５において、プロセッサ３２は、計時部８０が計時している経過時間ｔが、所定の閾値ｔｔｈ２を超えた（つまり、ｔ≧ｔｔｈ２）か否かを判定する。この閾値ｔｔｈ２は、上述の閾値ｔｔｈ１よりも小さい（又は大きい）時間として設定されてもよい。プロセッサ３２は、ｔ≧ｔｔｈ２となった場合はＹＥＳと判定し、ステップＳ９４に進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ９３へ進む。
【0248】
ステップＳ１０５でＮＯと判定すると、プロセッサ３２は、上述のステップＳ９３を実行し、実行中のダイレクトティーチ機能ＦＮ２_５以外の機能ＦＮ（例えば、教示機能ＦＮ３、自動運転機能ＦＮ４、又は動作確認機能ＦＮ５）のための指令（例えば、上述の指令ＣＭ５、ＣＭ６又はＣＭ７）を受け付けたか否かを判定する。プロセッサ３２は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ９４へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ１０６へ進む。
【0249】
ステップＳ１０６において、プロセッサ３２は、ステップＳ２４と同様に、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_５が無効にされたか否かを判定し、ＹＥＳと判定した場合は、ステップＳ９４へ進む一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ１０７へ進む。
【0250】
ステップＳ１０７において、プロセッサ３２は、上述のステップＳ２１と同様に、操作力Ｆｈを取得する。ステップＳ１０８において、プロセッサ３２は、上述のステップＳ２２と同様に、直近のステップＳ１０７で取得した操作力Ｆｈの大きさが所定の閾値Ｆｈｔｈを超えたか否かを判定する。プロセッサ３２は、ＹＥＳと判定した場合はステップＳ２３へ戻る一方、ＮＯと判定した場合はステップＳ１０５へ戻る。
【0251】
一方、ステップＳ１０５、Ｓ９３又はＳ１０６でＹＥＳと判定すると、プロセッサ３２は、上述のステップＳ９４を実行し、図２７のダイレクトティーチ機能ＦＮ２_５を終了するとともに、該ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_５を終了した旨を示す報知信号ＳＧを生成する。そして、プロセッサ３２は、図２７のフローを終了する。
【0252】
こうして、プロセッサ３２は、ステップＳ１０３でＹＥＳと判定した（つまり、ロボット１２が停止した）場合、ステップＳ１０５、Ｓ９３、Ｓ１０６及びＳ１０８でＮＯと判定している間は、ステップＳ１０５、Ｓ９３、Ｓ１０６～Ｓ１０８のループを繰り返し実行する。そして、プロセッサ３２は、ステップＳ１０３でＹＥＳと判定した時点ｔ１からの経過時間ｔが閾値ｔｔｈ２を超えると（期間ｔｔｈ２が過ぎると）、ステップＳ９４でダイレクトティーチ機能ＦＮ２_５を自動で終了する。
【0253】
このように、本実施形態においては、ダイレクトティーチ実行部５２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_５によって動作していたロボット１２が停止した時点ｔ１（つまり、ステップＳ１０３でＹＥＳと判定した時点）からの経過時間ｔが所定の閾値ｔｔｈ２を超えたときに、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_５を終了する。この構成によれば、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_５の実行中にオペレータが不在となったときに、第三者が誤ってロボット１２を押してしまうことにより該ロボット１２が意図せずに動作してしまうのを防止できる。
【0254】
なお、図２６に示すダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４、又は、図２７に示すダイレクトティーチ機能ＦＮ２_５のフローを、上述のステップＳ３又はＳ３’に適用してもよい。すなわち、この場合、図２又は図９に示す制御装置１６は、計時部８０をさらに備えることになる。
【0255】
例えば、図２６に示すダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４をステップＳ３に適用した場合、図２６のフローを開始する時点ｔ０は、上述のダイレクトティーチ機能開始指令を受け付けた時点（つまり、上述のステップＳ１でＹＥＳと判定した時点）となる。また、図２６に示すダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４をステップＳ３’に適用した場合、図２６のフローを開始する時点ｔ０は、イネーブルスイッチＯＮ信号を受け付けた時点（つまり、上述のステップＳ３１又はＳ３４でＹＥＳと判定した時点）となる。
【0256】
なお、図２６又は図２７のフローから、ステップＳ９３を省略してもよい。また、図２６又は図２７のステップＳ９４において、プロセッサ３２は、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_４又はＦＮ２_５を終了する一方、報知信号ＳＧを生成しなくてもよい。すなわち、この場合、図２５に示す制御装置１６から報知信号生成部５３を省略できる。
【0257】
なお、図２、図９、図１９、及び図２５に示す制御装置１６の機能は、互いに組み合わせることができる。このような形態を、図２８に示す。図２８に示す制御装置１６は、安全機能実行部５０、ダイレクトティーチ実行部５２、動作パラメータ取得部５４、機能切替部５６、安全機能判定部５８、閾値切替部６０、抵抗力制御部６２、及び計時部８０を備え、図３、図５～図８、図１１～図１３、図１８、図２０、図２１、図２３、図２６、及び図２７のフローを選択的に実行する。
【0258】
また、図３、図５～図８、図１１～図１３、図１８、図２０、図２１、図２３、図２６、及び図２７のフローを組み合わせることもできる。例えば、図２０中のステップＳ６１～Ｓ６６を、図２７中のステップＳ２３の後に実行することで、図２７のフローに組み合わせることができる。図２１及び図２３のフローについても、同様に図２７のフローに組み合わせることができる。なお、図３、図５～図８、図１１～図１３、図１８、図２０、図２１、図２３、図２６、及び図２７のフローは、一例であって、これらフローのプロセスを、適宜、変更又は削除してもよいし、他の如何なるプロセスを追加してもよい。
【0259】
また、プロセッサ３２は、図３、図５～図８、図１１～図１３、図１８、図２０、図２１、図２３、図２６、及び図２７のフローを、コンピュータプログラムＰＧ２に従って実行してもよい。このコンピュータプログラムＰＧ２は、メモリ３４に予め記憶される。また、プロセッサ３２が実行する安全機能実行部５０、ダイレクトティーチ実行部５２、動作パラメータ取得部５４、機能切替部５６、安全機能判定部５８、閾値切替部６０、及び抵抗力制御部６２の機能は、コンピュータプログラムＰＧにより実現される機能モジュールであってもよい。
【0260】
また、ロボット１２は、垂直多関節ロボットに限らず、例えば水平多関節ロボット、パラレルリンクロボット等、如何なるタイプのロボットでもよい。以上、実施形態を通じて本開示を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【0261】
１０ ロボットシステム
１２ ロボット
１４ 力センサ
１４Ａ トルクセンサ
１４Ｂ 力覚センサ
１６ 制御装置
１８ 教示装置
３４ メモリ
５０ 安全機能実行部
５２ ダイレクトティーチ実行部
５４ 動作パラメータ取得部
５６ 機能切替部
５８ 安全機能判定部
６０ 閾値切替部
６２ 抵抗力制御部
１２ ロボット
１４ 力センサ
１４Ａ トルクセンサ
１４Ｂ 力覚センサ
１６ 制御装置
１８ 教示装置
３４ メモリ
５０ 安全機能実行部
５２ ダイレクトティーチ実行部
５４ 動作パラメータ取得部
５６ 機能切替部
５８ 安全機能判定部
６０ 閾値切替部
６２ 抵抗力制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【手続補正書】
【提出日】2024-09-26
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0095】
次に、図９を参照して、ロボットシステム１０の他の機能について説明する。本実施形態においては、オペレータは、安全機能ＦＮ１の有効又は無効を選択できるようになっている。具体的には、教示装置１８のプロセッサは、安全機能設定画像１０６を生成し、教示装置１８の表示装置４４に表示する。安全機能設定画像１０６の一例を、図１０に示す。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0106】
一方、第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２は、図１１中のステップＳ２の安全機能ＦＮ１で参照されるものであって、第１の閾値Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ１及びａｔｈ１よりも大きな値（つまり、Ｆｃｔｈ２＞Ｆｃｔｈ１、Ｖｔｈ２＞Ｖｔｈ１、ａｔｈ２＞ａｔｈ１）として、予め定められる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0113】
この構成によれば、ステップＳ２及びＳ３を並行して実行しているときに、ステップＳ２中のステップＳ１２で、オペレータがロボット１２に加えた操作力ＦｈによってＹＥＳと判定してしまうのを、確実に避けることができる。したがって、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２におけるロボット１２の動作が不要に停止してしまうのを避けることができるとともに、安全機能ＦＮ１によってオペレータの安全を確実に確保できる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0129】
一方、ステップＳ１５でＮＯと判定したとき（すなわち、動作パラメータＯＰが第３の閾値Ｆｃｔｈ３、Ｖｔｈ３又はａｔｈ３を超えたとき）、ステップＳ１７において、プロセッサ３２は、閾値切替部６０として機能して、ステップＳ１２で参照する閾値Ｆｃｔｈ、Ｖｔｈ及びａｔｈを、第２の閾値Ｆｃｔｈ２、Ｖｔｈ２及びａｔｈ２に設定する。なお、プロセッサ３２は、このステップＳ１７において、接触力Ｆｃに対する閾値Ｆｃｔｈを第２の閾値Ｆｃｔｈ２
に設定する一方で、速度Ｖに対する閾値Ｖｔｈと、加速度ａに対する閾値ａｔｈとは、第１の閾値Ｖｔｈ１及びａｔｈ１に維持してもよい。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0136】
そして、プロセッサ３２は、ステップＳ１２において、この時点で設定されている第１の閾値Ｆｃｔｈ１又は第２の閾値Ｆｃｔｈ２を参照し、動作パラメータＯＰとして取得した接触力Ｆｃが、該第１の閾値Ｆｃｔｈ１
又は該第２の閾値Ｆｃｔｈ２を超えたか否かを判定している。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0148】
図１５に示す例では、リング部１６０ａ及び柱部１６０ｃの各々に、一対のセンサ素子１６２ａ及び１６２ｂが設けられている。一対のセンサ素子１６２ａ及び１６２ｂの各々は、上述のセンサ素子１５２ａ及び１５２ｂと同様に、半導体歪ゲージ若しくは金属箔歪ゲージ等の歪ゲージ、近接センサ、オプトセンサ、レーザ式若しくは静電容量式の変位計、又は、光学式若しくは磁気式のエンコーダ等を有する。センサ素子１６２ａ及び１６２ｂは、本体部１６０に作用する力ｆに起因して該本体部１６０に生じる歪み、変形又は変位を電気信号に変換し、検出データＤＤｆａ及びＤＤｆｂとして、それぞれ出力する。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0151】
センサ座標系Ｃ３は、力覚センサ１４Ｂの検出データＤＤｆから、ロボット１２に加えられた外力Ｆを演算により求めるための制御座標系である。センサ座標系Ｃ３は、例えば、その原点が本体部１６０の中心軸線Ａ２上（例えば、中心点）に配置され、そのｚ軸が本体部１６０の中心軸線Ａ２に一致するように、本体部１６０に対して設定される。制御装置１６は、このように求めた６軸方向の力ｆｘ、ｆｙ、ｆｚ、τｘ、τｙ及びτｚから、ロボット１２に加えられた外力Ｆの大きさ及び方向を求めることができるとともに、該外力Ｆが加えられたロボット１２の部位を特定できる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0152】
また、各々のセンサ素子１６２ｂから出力された検出データＤＤｆｂは、信号線Ｌ２を通して、制御装置１６に供給される。センサ素子１６２ｂ及び信号線Ｌ２は第２の系統の検出部１６４ｂを構成する。制御装置１６は、各センサ素子１６２ｂの検出データＤＤｆｂに基づいて、所定の演算ＣＬ３を実行することにより、上述した６軸方向の力ｆｘ、ｆｙ、ｆｚ、τｘ、τｙ及びτｚを求め、これにより、ロボット１２に加えられた外力Ｆの大きさ及び方向と、該外力Ｆが加えられたロボット１２の部位とを特定できる。このように、本実施形態においては、別々の２つ系統の検出部１６４ａ及び１６４ｂが、一方向の力ｆをともに検出し、各々が検出データＤＤｆａ及びＤＤｆｂを制御装置１６に個別に供給する。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0154】
つまり、安全機能実行部５０は、第１の安全機能ＦＮ１ａとして、信号線Ｌ１を通して各トルクセンサ１４Ａの一方のセンサ素子１５２ａから取得した検出データＤＤτａに基づいて、ステップＳ２のフローを実行する。該第１の安全機能ＦＮ１ａと並行して、安全機能実行部５０は、第２の安全機能ＦＮ１
ｂ
として、信号線Ｌ２を通して各トルクセンサ１４Ａの他方のセンサ素子１５２ｂから取得した検出データＤＤτｂに基づいて、ステップＳ２のフローを実行する。したがって、第１の安全機能ＦＮ１ａとして実行したステップＳ１２と、第２の安全機能ＦＮ１ｂとして実行したステップＳ１２とのいずれか一方でＹＥＳと判定した場合に、ロボット１２は停止されることになる（ステップＳ１３）。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0199】
一方、ステップＳ６３でＮＯと判定したとき、ステップＳ７４において、プロセッサ３２は、抵抗力制御部６２として機能して、操作力Ｆｈに対する抵抗力ＲＦを、第３の抵抗力ＲＦ３に設定する。具体的には、プロセッサ３２は、上述の特性データＣＤを、図２２中の第３の特性データＣＤ３に設定する。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0200】
これにより、抵抗力ＲＦを、第３の特性データＣＤ３に対応する第３の抵抗力ＲＦ３に設定できる。上述したように、第３の特性データＣＤ３での第３の抵抗力ＲＦ３は、最も大きくなる（ＲＦ３＞ＲＦ２＞ＲＦ１）。プロセッサ３２は、抵抗力制御部６２としてステップＳ７２、Ｓ７３又はＳ７４を実行した後、ステップＳ２４へ進み、ダイレクトティーチ機能ＦＮ２_２が無効にされたか否かを判定する。
【手続補正12】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットの動作を制御する制御装置であって、
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部と、
前記ダイレクトティーチ機能の実行中に前記ロボットの速度又は加速度を取得する動作パラメータ取得部と、
前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記操作力に対する抵抗力を変化させる抵抗力制御部と、を備える、制御装置。
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行するダイレクトティーチ実行部と、
前記ダイレクトティーチ機能の実行中に前記ロボットの速度又は加速度を取得する動作パラメータ取得部と、
前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記操作力に対する抵抗力を変化させる抵抗力制御部と、を備える、制御装置。
【請求項2】
前記抵抗力制御部は、前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記加速度の最大値を規定する加速度設定値を変更することによって、前記抵抗力を変化させる、請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記操作力と、前記加速度の最大値を規定する加速度設定値との関係を示す特性データを予め記憶するメモリをさらに備え、
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記操作力を前記特性データに適用することで、前記ダイレクトティーチ機能の実行時の前記加速度設定値を決定し、
前記抵抗力制御部は、前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて前記特性データを変更することによって、前記抵抗力を変化させる、請求項１に記載の制御装置。
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記操作力を前記特性データに適用することで、前記ダイレクトティーチ機能の実行時の前記加速度設定値を決定し、
前記抵抗力制御部は、前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて前記特性データを変更することによって、前記抵抗力を変化させる、請求項１に記載の制御装置。
【請求項4】
前記ダイレクトティーチ実行部は、前記ダイレクトティーチ機能で前記ロボットを動作させるために該ロボットのアクチュエータへの指令を生成し、
前記抵抗力制御部は、前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記ダイレクトティーチ実行部が生成する前記指令に変更を加えることによって、前記抵抗力を変化させる、請求項１に記載の制御装置。
前記抵抗力制御部は、前記動作パラメータ取得部が取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記ダイレクトティーチ実行部が生成する前記指令に変更を加えることによって、前記抵抗力を変化させる、請求項１に記載の制御装置。
【請求項5】
ロボットと、
前記ロボットを制御する、請求項１～４のいずれか１項に記載の制御装置と、を備える、ロボットシステム。
前記ロボットを制御する、請求項１～４のいずれか１項に記載の制御装置と、を備える、ロボットシステム。
【請求項6】
ロボットの動作を制御する方法であって、
プロセッサが、
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行し、
前記ダイレクトティーチ機能の実行中に前記ロボットの速度又は加速度を取得し、
取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記操作力に対する抵抗力を変化させる、方法。
プロセッサが、
前記ロボットに加えられた操作力に従って前記ロボットを動作させるダイレクトティーチ機能を実行し、
前記ダイレクトティーチ機能の実行中に前記ロボットの速度又は加速度を取得し、
取得した前記速度又は前記加速度に応じて、前記操作力に対する抵抗力を変化させる、方法。
【手続補正13】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図21】