(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】P2024001933
(43)【公開日】2024-01-11
(54)【発明の名称】ロボット制御装置
(51)【国際特許分類】
B25J 9/22 20060101AFI20231228BHJP
G05B 19/42 20060101ALI20231228BHJP
【ＦＩ】
B25J9/22 A
G05B19/42 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022100809
(22)【出願日】2022-06-23
(71)【出願人】
【識別番号】000000262
【氏名又は名称】株式会社ダイヘン
(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
(74)【代理人】
【識別番号】100108213
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 豊隆
(72)【発明者】
【氏名】児嶋 一輝
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 雄矢
【テーマコード（参考）】
3C269
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C269AB33
3C269BB09
3C269SA02
3C707AS11
3C707BS10
3C707KS33
3C707LS02
3C707MT01
(57)【要約】
【課題】教示作業を効率的に行うことが可能なロボット制御装置を提供することである。
【解決手段】ロボット制御装置１００は、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の複数の特定パターンに対応する、それぞれ予め登録された当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作が記憶される記憶部１１０と、マニピュレータ２０本体に与えられた外力を検知する外力検知部１２０と、検知された外力が複数の特定パターンのいずれかである場合、当該特定パターンに対応する予め登録された当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作を実行する制御部１３０と、ロボットの動作及び制御部１３０によって実行された固有の操作に基づいて、教示データを生成する教示データ生成部１４０と、を備え、複数の特定パターンのそれぞれは、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の大きさ、位置、方向および回数のうち、少なくとも１つの要素を含むように構成される。
【選択図】図２
【解決手段】ロボット制御装置１００は、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の複数の特定パターンに対応する、それぞれ予め登録された当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作が記憶される記憶部１１０と、マニピュレータ２０本体に与えられた外力を検知する外力検知部１２０と、検知された外力が複数の特定パターンのいずれかである場合、当該特定パターンに対応する予め登録された当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作を実行する制御部１３０と、ロボットの動作及び制御部１３０によって実行された固有の操作に基づいて、教示データを生成する教示データ生成部１４０と、を備え、複数の特定パターンのそれぞれは、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の大きさ、位置、方向および回数のうち、少なくとも１つの要素を含むように構成される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直接外力を加えることによりロボットを動作させながら教示データを生成するロボット制御装置であって、
マニピュレータ本体に与えられる外力の複数の特定パターンに対応する、それぞれ予め登録された当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作が記憶される記憶部と、
前記マニピュレータ本体に与えられた外力を検知する外力検知部と、
前記外力検知部によって検知された外力が前記複数の特定パターンのいずれかである場合、当該特定パターンに対応する予め登録された当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作を実行する制御部と、
前記ロボットの動作及び前記制御部によって実行された前記固有の操作に基づいて、前記教示データを生成する教示データ生成部と、を備え、
前記複数の特定パターンのそれぞれは、前記マニピュレータ本体に与えられる外力の大きさ、位置、方向および回数のうち、少なくとも１つの要素を含むように構成される、
ロボット制御装置。
マニピュレータ本体に与えられる外力の複数の特定パターンに対応する、それぞれ予め登録された当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作が記憶される記憶部と、
前記マニピュレータ本体に与えられた外力を検知する外力検知部と、
前記外力検知部によって検知された外力が前記複数の特定パターンのいずれかである場合、当該特定パターンに対応する予め登録された当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作を実行する制御部と、
前記ロボットの動作及び前記制御部によって実行された前記固有の操作に基づいて、前記教示データを生成する教示データ生成部と、を備え、
前記複数の特定パターンのそれぞれは、前記マニピュレータ本体に与えられる外力の大きさ、位置、方向および回数のうち、少なくとも１つの要素を含むように構成される、
ロボット制御装置。
【請求項2】
前記複数の特定パターンのそれぞれは、前記マニピュレータ本体に与えられる外力の大きさ、位置、方向および回数のうち、少なくとも２つ以上の要素を組み合わせて構成される、
請求項１に記載のロボット制御装置。
請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項3】
前記複数の特定パターンに対応する、それぞれ予め登録された当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作には、前記要素に与えられるパターンに関連して前記ロボット又は当該ロボットに付随する部品を動作させることを含む、
請求項１に記載のロボット制御装置。
請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項4】
前記記憶部に記憶されている前記複数の特定パターンのうち、少なくとも１つ以上の特定パターンについて、当該特定パターンに対応する当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作をユーザが設定可能な第１設定部を、さらに備える、
請求項１に記載のロボット制御装置。
請求項１に記載のロボット制御装置。
【請求項5】
前記マニピュレータ本体に与えられる外力の任意の特定パターンと、当該特定パターンに対応する当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作とをユーザが設定可能な第２設定部を、さらに備える、
請求項１に記載のロボット制御装置。
請求項１に記載のロボット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボット制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、産業界において、多くのロボットが普及している。当該ロボットは、例えば、電子部品及び機械部品の組み立て、溶接及び搬送等に用いられ、工場の生産ラインの効率化及び自動化が図られている。
【0003】
例えば、溶接ロボットでは、所望の動作をさせるためのプログラムを作成して、所謂教示データとして予め記録させておく必要がある。当該教示データは、一般的には、作業者がティーチペンダントを用いて実際のロボットを操作することによって動作を記録させて生成されるが、その他にも、オフラインティーチングやダイレクトティーチングを用いて生成される場合もある。
【0004】
ダイレクトティーチングとは、作業者がロボットのマニピュレータ本体を直接動作させることによって、その動作を記録させて教示データを生成する。さらに、特許文献１では、複数のロボットアームを備えたロボットのダイレクトティーチングとして、教示作業を簡易にする技術が開示されている。
【0005】
具体的には、引用文献１に開示されているロボット制御装置では、作業者がロボットを軽く叩くことによってロボットに作用した力を検知した場合に、作業者の直接教示によって得られた教示データに基づいてロボットを動作させるプレイバック制御を開始する。作業者がロボットを軽く叩くことは、直接教示の力とは異なる衝撃力であり、作業者は、プレイバック動作を開始させる場合に、スタートボタンを押下することでなく、より簡単な操作でプレイバック動作を開始させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０２１－１３７８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献１に開示されるロボット制御装置では、ダイレクトティーチングとは異なる衝撃力をロボットに加えることにより、プレイバック制御を開始するものの、教示作業では、種々の処理があり、効率化が求められている。
【0008】
そこで、本発明は、教示作業を効率的に行うことが可能なロボット制御装置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】
【0009】
本発明の一態様に係るロボット制御装置は、直接外力を加えることによりロボットを動作させながら教示データを生成するロボット制御装置であって、マニピュレータ本体に与えられる外力の複数の特定パターンに対応する、それぞれ予め登録された当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作が記憶される記憶部と、マニピュレータ本体に与えられた外力を検知する外力検知部と、外力検知部によって検知された外力が複数の特定パターンのいずれかである場合、当該特定パターンに対応する予め登録された固有の操作を実行する制御部と、ロボットの動作及び制御部によって実行された固有の操作に基づいて、教示データを生成する教示データ生成部と、を備え、複数の特定パターンのそれぞれは、マニピュレータ本体に与えられる外力の大きさ、位置、方向および回数のうち、少なくとも１つの要素を含むように構成される。
【0010】
この態様によれば、記憶部には、マニピュレータ本体に与えられる外力の複数の特定パターンに対応するそれぞれ予め登録された当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作が記憶されており、制御部は、外力検知部によって検知された外力が複数の特定パターンのいずれかである場合、当該特定パターンに対応する予め登録された固有の操作を実行する。そして、教示データ生成部は、ロボットの動作及び制御部によって実行された固有の操作に基づいて、教示データを生成するため、例えば、ダイレクトティーチングにおいて、ティーチペンダントを用いて操作することが軽減され、教示作業を効率的に行うことができる。
【0011】
上記態様において、複数の特定パターンのそれぞれは、マニピュレータ本体に与えられる外力の大きさ、位置、方向および回数のうち、少なくとも２つ以上の要素を組み合わせて構成されてもよい。
【0012】
この態様によれば、複数の特定パターンのそれぞれは、マニピュレータ本体に与えられる外力の大きさ、位置、方向および回数のうち、少なくとも２つ以上の要素を組み合わせて構成されるため、より多くの当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作を登録することができる。その結果、例えば、ダイレクトティーチングにおいて、容易に、より多くの当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作を実行させることができ、教示作業を効率的に行うことができる。
【0013】
上記態様において、複数の特定パターンに対応するそれぞれ予め登録された当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作には、要素に与えられるパターンに関連してロボット又は当該ロボットに付随する部品を動作させることを含んでもよい。
【0014】
この態様によれば、複数の特定パターンにおいて、それらを構成する要素に与えられるパターンと、ロボット又は当該ロボットに付随する部品の動作とが関連しているため、作業者は、マニピュレータ本体に与える外力の特定パターンから、ロボット又は当該ロボットに付随する部品の動作を、容易に連想することができる。その結果、教示作業を効率的に行うことができる。
【0015】
上記態様において、記憶部に記憶されている複数の特定パターンのうち、少なくとも１つ以上の特定パターンについて、当該特定パターンに対応する当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作をユーザが設定可能な第１設定部を、さらに備えてもよい。
【0016】
この態様によれば、第１設定部では、特定パターンに対応する当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作をユーザが設定可能であるため、ユーザ毎に汎用的な設定ができる。すなわち、ユーザ毎に適切な設定を行うことができ、各ユーザにおいて、教示作業を効率的に行うことができる。
【0017】
上記態様において、マニピュレータ本体に与えられる外力の任意の特定パターンと、当該特定パターンに対応する当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作とをユーザが設定可能な第２設定部を、さらに備えてもよい。
【0018】
この態様によれば、第２設定部では、マニピュレータ本体に与えられる外力の任意の特定パターンと、当該特定パターンに対応する当該ロボット制御装置によって実施される固有の操作をユーザが設定可能であるため、マニピュレータ、周辺環境及びユーザに応じて適切かつ汎用的な設定ができる。すなわち、種々の状況に応じて適切な設定を行うことができ、教示作業を効率的に行うことができる
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、教示作業を効率的に行うことが可能なロボット制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の第１実施形態に係るロボットシステム１０の構成を例示するシステム概要図である。
【図2】本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置１００の各機能を例示する機能ブロック図である。
【図3】マニピュレータ２０本体に与えられる外力の特定パターンと、当該特定パターンに対応する処理の具体例を示す図である。
【図4】本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置１００によって実行される教示方法Ｍ１００の処理の流れを示すフローチャートである。
【図5】本発明の第２実施形態に係るロボット制御装置２００の各機能を例示する機能ブロック図である。
【図6】特定パターンに対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作をユーザによって割り当てる設定画面の一具体例を示す図である。
【図7】任意の特定パターン（汎用）と、当該特定パターン（汎用）に対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作とがユーザによって設定された具体例を示す図である。
【図8】本発明の第２実施形態に係るロボット制御装置２００によって実行される特定パターン設定方法Ｍ２００の処理の流れ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】
【0021】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、あくまで、本発明を実施するための具体的な一例を挙げるものであって、本発明を限定的に解釈させるものではない。また、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する場合がある。
【0022】
＜第１実施形態＞
［ロボットシステムの基本構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットシステム１０の構成を例示するシステム概要図である。図１に示されるように、ロボットシステム１０は、例えば、ロボット制御装置１００と、マニピュレータ２０と、電源３０とを備える。
［ロボットシステムの基本構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットシステム１０の構成を例示するシステム概要図である。図１に示されるように、ロボットシステム１０は、例えば、ロボット制御装置１００と、マニピュレータ２０と、電源３０とを備える。
【0023】
マニピュレータ２０は、ロボット制御装置１００において設定されている施工条件に従ってアーク溶接を行う溶接ロボット（産業用ロボット）である。マニピュレータ２０は、例えば、工場の床面等に固定されるベース部材上に設けられる多関節アームと、多関節アームの先端に連結される溶接トーチ（エンドエフェクタ）とを有し、溶接対象である金属材料（ワーク）に対してアーク溶接を行う溶接ロボットである。
【0024】
ロボット制御装置１００は、マニピュレータ２０の制御を行う機器である。ロボット制御装置１００は、例えば、予め記憶されている教示データに基づいて、マニピュレータ２０及び電源３０を制御する。
【0025】
また、ロボット制御装置１００は、マニピュレータ２０に所望の動作をさせるための教示データを、予め教示作業によって生成する。本実施形態では、作業者がマニピュレータ２０を直接動作させることによって、当該マニピュレータ２０の動作を教示するダイレクトティーチングが用いられる。
【0026】
ダイレクトティーチングでは、作業者によって直接動作したマニピュレータ２０（溶接トーチなどのエンドエフェクタ）の軌跡やマニピュレータ２０の位置及び姿勢に関する情報が記録されて教示データとして生成される。その他、教示データとしては、例えば、溶接開始位置、溶接終了位置、アーク放電の時間、溶接距離、溶接トーチの移動速度などの溶接の施工条件などが含まれている。
【0027】
電源３０は、ケーブルを介してマニピュレータ２０に接続されており、ロボット制御装置１００からの指令に基づいてマニピュレータ２０における溶接トーチへ溶接電圧や溶接電流を供給する。
【0028】
［教示作業（ダイレクトティーチング）について］
次に、作業者がマニピュレータ２０を直接動作させることによって、当該マニピュレータ２０の動作を教示する教示作業（ダイレクトティーチング）について、ロボット制御装置１００における処理を詳しく説明する。
次に、作業者がマニピュレータ２０を直接動作させることによって、当該マニピュレータ２０の動作を教示する教示作業（ダイレクトティーチング）について、ロボット制御装置１００における処理を詳しく説明する。
【0029】
図２は、本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置１００の各機能を例示する機能ブロック図である。図２に示されるように、ロボット制御装置１００は、記憶部１１０と、外力検知部１２０と、制御部１３０と、教示データ生成部１４０とを備える。上述したように、ロボット制御装置１００は、マニピュレータ２０及び電源３０を制御するための種々のデータを記憶し、多くの機能を有しているが、ここでは、ロボット制御装置１００のうち、主に、ダイレクトティーチングを含む教示作業に関する機能について説明する。
【0030】
記憶部１１０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などで構成されるメモリであって、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の複数の特定パターンに対応するそれぞれ予め登録された任意の処理（ロボット制御装置２００によって実施される固有の操作）が記憶されている。
【0031】
ここで、マニピュレータ２０本体とは、各アーム（上部アーム及び下部アームなど）、各関節部分及び手首部分であって、さらには、溶接トーチなどのエンドエフェクタ部分及び基台部分を含み、その他マニピュレータ２０への外力が検知可能な部分であれば、これらを含んでもよい。
【0032】
図３は、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の特定パターンと、当該特定パターンに対応する処理の具体例を示す図である。図３に示されるように、記憶部１１０には、特定パターンＡ，Ｂ，Ｃ・・・それぞれに対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作が予め登録されており、記憶されている。
【0033】
より詳細には、特定パターンＡ，Ｂ，Ｃ・・・それぞれは、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の大きさ、位置、方向および回数のうち、少なくとも２つ以上の要素で構成されている。
【0034】
例えば、特定パターンＡは、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の大きさが第１閾値以上であって、かつ回数が１回である。マニピュレータ２０本体に当該特定パターンＡの外力が与えられると、当該特定パターンＡに対応する処理が実行されるように、当該処理として動作座標の切り替えが登録されている。ここで、動作座標の切り替えとは、例えば、マニピュレータ２０の動作に関して、ＸＹＺ座標空間での移動範囲から、ＸＹ座標空間での移動範囲に切り替えたり、Ｘ軸方向とＹ軸方向での移動範囲に切り替えたりするものである。これにより、ダイレクトティーチングにおいて、作業者は、マニピュレータ２０の移動の自由度及び制限範囲によって、適切な教示を行い易くなる。
【0035】
また、特定パターンＢは、マニピュレータ２０本体のうち上部アーム部分に与えられる外力の大きさが第２閾値以上であり、これに対応する処理として、プログラム再生（プログラム番号９９９９）が登録されている。特定パターンＣは、マニピュレータ２０本体のうち上部アーム部分に与えられる外力の大きさが第２閾値以上であって、かつ回数が２回であり、これに対応する処理として、低速でプログラム再生（プログラム番号９９９９）が登録されている。
【0036】
また、特定パターンＤは、マニピュレータ２０本体のうち手首部分に与えられる外力が下方向に沿ってなぞるものであり、これに対応する処理として、１ｃｍのインチングが登録されている。このように、マニピュレータ２０に与える外力の方向（なぞる方向）と、実際にインチングされる方向とが同一方向であれば、作業者としても、マニピュレータ２０に与える外力に対して、マニピュレータ２０又はそれに付随する機器や部品がどのように動作するかについて連想して、直感的に把握し易く、教示作業を効率良く行うことができる。
【0037】
また、特定パターンＥは、マニピュレータ２０本体のうち第５軸近傍に与えられる外力が下方向に２回叩くものであり、これに対応する処理として、教示点登録が登録されている。
【0038】
このように、複数の特定パターンＡ，Ｂ，Ｃ・・・それぞれは、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の大きさ、位置、方向および回数などの要素を組み合わせて構成するため、一般的には、ティーチペンダントなどの操作装置を用いて行わなければならない処理について、より多くのロボット制御装置２００によって実施される固有の操作を登録することができる。
【0039】
外力検知部１２０は、マニピュレータ２０本体に与えられた外力を検知する。例えば、外力検知部１２０は、マニピュレータ２０の各軸に搭載されているトルクセンサなどによって、マニピュレータ２０本体に与えられた外力を検知する。具体的には、外力検知部１２０は、マニピュレータ２０本体に与えられた外力について、大きさ、位置、方向および回数を検知する。
【0040】
制御部１３０は、外力検知部１２０によって検知された外力が複数の特定パターンのいずれかである場合、当該特定パターンに対応する予め登録されたロボット制御装置２００によって実施される固有の操作を実行する。
【0041】
具体的には、制御部１３０は、外力検知部１２０によってマニピュレータ２０本体に与えられた外力について、その大きさ、位置、方向および回数に基づいて、図３に示された特定パターンＡ，Ｂ，Ｃ，・・・のいずれかに一致するかを判定する。制御部１３０は、マニピュレータ２０本体に与えられた外力が、図３に示された特定パターンＡ，Ｂ，Ｃ，・・・のいずれかに一致すれば、当該一致した特定パターンに対応して登録されている処理を実行する。
【0042】
例えば、外力検知部１２０によって検知されたマニピュレータ２０本体に与えられた外力が「上部アーム部分を第２閾値以上で２回叩く」ものであれば、制御部１３０は、当該外力は、特定パターンＣであると判定し、特定パターンＣに対応する「低速でプログラム再生（プログラム番号９９９９）」を実行する。
【0043】
教示データ生成部１４０は、マニピュレータ２０の動作及び制御部１３０によって実行された処理に基づいて、教示データを生成する。
【0044】
具体的には、教示データ生成部１４０は、上述したようにマニピュレータ２０本体に特定パターンの外力が与えられて、それに対応する処理が実行されつつ、作業者によって直接動作させたマニピュレータ２０の軌跡やマニピュレータ２０の位置及び姿勢に関する情報が記録されて教示データを生成する。
【0045】
より詳細には、作業者は、図３に示された特定パターンＡに対応する動作座標の切り替えが実行された中でマニピュレータ２０を適切に動作させたり、特定パターンＥに対応する教示点登録が実行されたりしながら教示作業がなされて、教示データ生成部１４０は、教示データを生成する。
【0046】
［教示方法］
次に、作業者がマニピュレータ２０を直接動作させながら、ロボット制御装置１００が教示データを生成する教示方法について、具体的に詳しく説明する。
次に、作業者がマニピュレータ２０を直接動作させながら、ロボット制御装置１００が教示データを生成する教示方法について、具体的に詳しく説明する。
【0047】
図４は、本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置１００によって実行される教示方法Ｍ１００の処理の流れを示すフローチャートである。図４に示されるように、教示方法Ｍ１００は、ステップＳ１１０～Ｓ１５０を含み、各ステップは、ロボット制御装置１００に含まれるプロセッサによって実行される。
【0048】
ステップＳ１１０では、ロボット制御装置１００は、操作モードが教示モードか否かを判定する（操作モード判定ステップ）。操作モードが教示モードである場合（ステップＳ１１０の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１２０の処理に進み、本実施形態における教示作業を実施する。一方、操作モードが教示モードでない場合（ステップＳ１１０の「Ｎｏ」）、当該処理を終了する。
【0049】
ステップＳ１２０では、ロボット制御装置１００は、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の入力待ち状態であって、外力検知部１２０は、当該マニピュレータ２０本体に与えられる外力を検知する（外力検知ステップ）。具体例としては、外力検知部１２０は、マニピュレータ２０本体に与えられた外力について、大きさ、位置、方向および回数を検知する。
【0050】
ステップＳ１３０では、ロボット制御装置１００は、ステップＳ１２０で検知されたマニピュレータ２０本体に与えられた外力が特定パターンと一致するかを判定する（特定パターン判定ステップ）。具体例としては、制御部１３０は、マニピュレータ２０本体に与えられた外力（大きさ、位置、方向および回数）が、例えば、図３に示したような特定パターンＡ，Ｂ，Ｃ，・・・のいずれかに一致するかを判定する。特定パターンＡ，Ｂ，Ｃ，・・・のいずれかに一致すれば（ステップＳ１３０の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１４０の処理に進む。
【0051】
ステップＳ１４０では、ロボット制御装置１００は、マニピュレータ２０本体に与えられた外力と一致した特定パターンに対応する処理を実行する（対応処理実行ステップ）。具体例としては、制御部１３０は、マニピュレータ２０本体に与えられた外力（大きさ、位置、方向および回数）が、例えば、図３に示した特定パターンＣである場合、特定パターンＣに対応する「低速でプログラム再生（プログラム番号９９９９）」を実行する。
【0052】
ステップＳ１５０では、ロボット制御装置１００は、教示作業が完了したか否かを判定する（終了判定ステップ）。具体例としては、作業者が教示作業を完了する旨の指示をすれば、処理を終了し（ステップＳ１５０の「Ｙｅｓ」）、引き続き教示作業を行うのであれば（ステップＳ１５０の「Ｎｏ」）、ステップＳ１２０の処理に戻り、再度、ロボット制御装置１００は、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の入力待ち状態となる。
【0053】
以上のように、本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置１００及び教示方法Ｍ１００によれば、記憶部１１０には、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の複数の特定パターンＡ，Ｂ，Ｃ・・・に対応するそれぞれ予め登録されたロボット制御装置２００によって実施される固有の操作が記憶されており、制御部１３０は、外力検知部１２０によって検知された外力が複数の特定パターンＡ，Ｂ，Ｃ・・・のいずれかである場合、当該特定パターンに対応する予め登録されたロボット制御装置２００によって実施される固有の操作を実行する。そして、教示データ生成部１４０は、マニピュレータ２０の動作及び制御部１３０によって実行された処理に基づいて、教示データを生成するため、例えば、ダイレクトティーチングにおいて、ティーチペンダントを用いて操作することが軽減され、教示作業を効率的に行うことができる。
【0054】
ダイレクトティーチングの際には、作業者は、マニピュレータ２０本体に直接外力を加えることによりロボットを動作させるため、別途、ティーチペンダントなどの操作装置を別途保持することは煩わしいが、本発明によれば、操作装置を別途操作しなくても、マニピュレータ２０本体に特定パターンの外力を与えることにより、操作装置で実現していた処理を実現することができる。
【0055】
マニピュレータ２０本体の直接的な動作ではない、例えば、動作座標の切り替え、プログラムの再生、教示点の登録及びインチングなどの処理について、マニピュレータ２０本体に与えれる外力の特定パターンに基づいて、ティーチペンダントなどの操作装置を別途操作することなく、実行させることができる。また、溶接ワイヤの引き出しなどマニピュレータ２０に付随する機器及び部品の動作をマニピュレータ２０本体に外力を与えることにより実行させることができるため、作業者にとっては、教示作業を一か所に集約することができ、教示作業における煩雑さを軽減することができる。その結果、ダイレクトティーチングをより効率的に行うことができる。
【0056】
また、ティーチペンダントなどの操作装置を別途操作する機会が軽減されるため、機器の故障リスクを軽減し、メンテナンスの機会も削減することができる。
【0057】
さらに、作業者は、マニピュレータ２０本体周辺の限られた範囲で教示作業をすることができるため、ケーブルに引っ掛かったり、機器に衝突したりするという移動に伴うリスクを軽減することができる。
【0058】
なお、本実施形態では、特定パターンは、図３を用いて、特定パターンＡ～Ｅを例示したが、特定パターンはこれらに限定されるものではない。例えば、マニピュレータ２０本体のうち所定の箇所を１回叩く毎に、その叩いた方向にＴＣＰ（Ｔｏｏｌ Ｃｅｎｔｅｒ Ｐｏｉｎｔ）を既定量だけインチングさせるような特定パターンと処理とを登録しても構わない。このような特定パターンによれば、ＴＣＰを所望の位置に移動させるように作業者がマニピュレータ２０本体（この場合は、溶接トーチ）を直接動作させるよりも、容易に、ＴＣＰを所望の位置に移動させることができる。
【0059】
さらに、マニピュレータ２０本体のうち所定の箇所を１回叩く毎に、その叩いた方向と同一方向にＴＣＰをインチングさせるようにしていれば、作業者としても、マニピュレータ２０本体に与える外力の特定パターンから、当該特定パターンに対応して動作するマニピュレータ２０の動きを容易に連想することができる。その結果、教示作業を効率的に行うことができる。
【0060】
また、ロボット制御装置２００によって実施される固有の操作は、上述したようなマニピュレータ２０の動作及びマニピュレータ２０の動作設定（動作座標の切り替えなど）以外にも、周辺システムの各機器の起動・停止・制御及びリレーボード等を用いた入出力信号の制御が含まれる。具体的には、溶接システムの場合、溶接機、ワイヤ送給装置や各種センサの制御、組み立て・搬送システムの場合、ロボットハンドやカメラなどの制御が含まれる。
【0061】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態では、第１実施形態で説明したロボット制御装置１００に加えて設定部を備えるロボット制御装置について説明する。本実施形態では、本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置１００と同一の構成については、同一の参照符号を付すことによって詳細な説明は省略し、主に、本発明の第１実施形態と異なる構成について説明する。
次に、本発明の第２実施形態では、第１実施形態で説明したロボット制御装置１００に加えて設定部を備えるロボット制御装置について説明する。本実施形態では、本発明の第１実施形態に係るロボット制御装置１００と同一の構成については、同一の参照符号を付すことによって詳細な説明は省略し、主に、本発明の第１実施形態と異なる構成について説明する。
【0062】
図５は、本発明の第２実施形態に係るロボット制御装置２００の各機能を例示する機能ブロック図である。図２に示されるように、ロボット制御装置２００は、記憶部１１０と、外力検知部１２０と、制御部１３０と、教示データ生成部１４０と、設定部２１０とを備える。
【0063】
記憶部１１０には、本発明の第１実施形態で説明したように、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の複数の特定パターンに対応するそれぞれ予め登録されたロボット制御装置２００によって実施される固有の操作が記憶されるが、本実施形態に係るロボット制御装置２００の設定部２１０（第１設定部・第２設定部）では、作業者（ユーザ）によって特定パターンやそれに対応する処理を設定可能としている。
【0064】
［特定パターンに対応する処理の割り当て］
図６は、特定パターンに対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作をユーザによって割り当てる設定画面の一具体例を示す図である。図６に示されるように、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の特定パターンａ，ｂ，ｃ・・・それぞれに対応して、ユーザが所望するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作を割り当て可能となっている。
図６は、特定パターンに対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作をユーザによって割り当てる設定画面の一具体例を示す図である。図６に示されるように、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の特定パターンａ，ｂ，ｃ・・・それぞれに対応して、ユーザが所望するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作を割り当て可能となっている。
【0065】
マニピュレータ２０本体に与えられる外力について、その位置、方向及び回数を規定した特殊な特定パターンａ，ｂ，ｃ・・・（ここでは、所定位置を所定方向に３回叩く）があり、それぞれに対応して、ユーザが所望するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作を割り当て可能となっている。
【0066】
特殊な特定パターンａ，ｂ，ｃ・・・について、ユーザが理解し易いように、図６に示された設定画面のように、マニピュレータ２０やマニピュレータ２０本体に与えられる外力の位置や方向などを示す簡略図を表示するようにしてもよい。ここでは、マニピュレータ２０が６軸の垂直多関節ロボットである場合について、その簡略図を表示している。
【0067】
特定パターンａは、マニピュレータ２０の第２軸と第３軸との間にある下部アームにおける位置ａを左方向に３回叩くものであり、これに対応する処理として、ユーザがプログラム再生（プログラム番号８８８８）を割り当てている。
【0068】
特定パターンｂは、マニピュレータ２０の第５軸近傍の位置ｂを下方向に３回叩くものであり、これに対応する処理としては、未だ割り当てがされていない。ユーザは、所望するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作を割り当て可能な状態となっている。
【0069】
特定パターンｃは、マニピュレータ２０の第６軸近傍の位置ｃを右方向に３回叩くものであり、これに対応する処理として、ユーザが動作座標の切り替えを割り当てている。
【0070】
このように、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の特定パターンａ，ｂ，ｃ・・・に対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作をユーザが設定可能であるため、ユーザ毎に汎用的な設定ができる。すなわち、各ユーザにおいて、教示作業を効率的に行うことができる。
【0071】
［特定パターンとそれに対応する処理の設定］
図７は、任意の特定パターン（汎用）と、当該特定パターン（汎用）に対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作とがユーザによって設定された具体例を示す図である。図７に示されるように、図３と同様に、特定パターンと当該特定パターンに対応する処理とが登録されているが、ここでは、特定パターンもユーザが設定可能な特定パターン（汎用）が追加されている。
図７は、任意の特定パターン（汎用）と、当該特定パターン（汎用）に対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作とがユーザによって設定された具体例を示す図である。図７に示されるように、図３と同様に、特定パターンと当該特定パターンに対応する処理とが登録されているが、ここでは、特定パターンもユーザが設定可能な特定パターン（汎用）が追加されている。
【0072】
マニピュレータ２０などの産業用ロボットを用いる工場では、周辺機器や障害物があったり、狭い場所にマニピュレータ２０が設置されたりすることもある。ユーザがマニピュレータ２０本体に、図３に示されたような既に登録された特定パターンの外力を与えようとする際に、ユーザが適切な場所に位置することができず、例えば、マニピュレータ２０の上部アーム部分や手首部分に届かないという場合も考えられる。
【0073】
その際、ユーザが所望する任意の特定パターン（汎用）を登録し、当該特定パターン（汎用）に対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作を設定する。
【0074】
特定パターン（汎用）ａとして、マニピュレータ２０本体のうち第２軸近傍に与えられる外力の大きさが第３閾値以上であって、かつ回数が２回を登録し、これに対応する処理として、教示点登録を登録している。
【0075】
特定パターン（汎用）ｂとして、マニピュレータ２０本体のうち下部アーム部分に与えられる外力の大きさが第３閾値以上であって、かつ回数が２回を登録し、これに対応する処理として、１ｃｍの逆インチングを登録している。
【0076】
次に、ユーザが所望する任意の特定パターン（汎用）と、当該特定パターン（汎用）に対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作とを設定する特定パターン設定方法について、具体的に詳しく説明する。
【0077】
図８は、本発明の第２実施形態に係るロボット制御装置２００によって実行される特定パターン設定方法Ｍ２００の処理の流れを示すフローチャートである。図８に示されるように、特定パターン設定方法Ｍ２００は、ステップＳ２１０～Ｓ２８０を含み、各ステップは、ロボット制御装置２００に含まれるプロセッサによって実行される。
【0078】
ステップＳ２１０では、ロボット制御装置１００は、ユーザからの特定パターン（汎用）の登録を受け付ける（特定パターン登録受付ステップ）。具体例としては、例えば、特定パターン（汎用）として登録するレコードａをユーザが選択し、設定部２１０は、当該ユーザが所望する任意の特定パターン（汎用）ａの登録処理を開始する。
【0079】
ステップＳ２２０では、ロボット制御装置１００は、ステップＳ２１０で選択された特定パターン（汎用）ａとして登録するための、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の入力待ち状態であって、外力検知部１２０は、当該マニピュレータ２０本体に与えられる外力を検知する（登録外力検知ステップ）。具体例としては、外力検知部１２０は、マニピュレータ２０本体に与えられた外力について、大きさ、位置、方向および回数を検知する。
【0080】
ステップＳ２３０では、ロボット制御装置１００は、ステップＳ２２０で検知された外力の大きさが閾値以上であるかを判定し（外力判定ステップ）、ステップＳ２４０では（ステップＳ２３０の「Ｙｅｓ」の場合）、その外力を記録するかを判定し（外力記録判定ステップ）、ステップＳ２５０では（ステップＳ２４０の「Ｙｅｓ」の場合）、その外力を記録する（外力記録ステップ）。
【0081】
なお、ステップＳ２２０で検知された外力の大きさが閾値未満（ステップＳ２３０の「Ｎｏ」）の場合、ユーザが意図してマニピュレータ２０本体に与えた外力でなく、外力検知部１２０は、ユーザがマニピュレータ２０本体に触れたなど偶発的に与えられた外力を検知したと考えられる。また、ステップＳ２２０で検知された外力の大きさが閾値以上であったとしても、ユーザが誤って外力を与えた場合、又はユーザがやり直したいと考えた場合などは、その外力を記録しない（ステップＳ２４０の「Ｎｏ」）。これらの場合（ステップＳ２３０の「Ｎｏ」及びステップＳ２４０の「Ｎｏ」）には、ステップＳ２２０の処理に戻り、再度、ロボット制御装置１００は、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の入力待ち状態となる。
【0082】
ステップＳ２６０では、ロボット制御装置１００は、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の検知を終了するかを判定する（外力検知終了判定ステップ）。具体例としては、特定パターン（汎用）ａの外力として登録を継続するかを判定し、例えば、特定パターン（汎用）ａとして、複数回叩くものを登録する場合には、２回目の外力や３回目の外力を検知して記録するために、ステップＳ２２０の処理に戻るが（ステップＳ２６０の「Ｎｏ」）、特定パターン（汎用）ａの外力として今回の外力の検知及び記録で終了する場合には、ステップＳ２７０の処理に進む（ステップＳ２６０の「Ｙｅｓ」）。
【0083】
ステップＳ２７０では、ロボット制御装置１００は、ステップＳ２５０で記録された外力を特定パターン（汎用）として登録する（特定パターン登録ステップ）。具体例としては、設定部２１０は、図７に示されたような特定パターン（汎用）ａとして、ユーザが所望する任意の特定パターン「第２軸近傍を第３閾値以上で、２回叩く」を登録する。
【0084】
ステップＳ２８０では、ロボット制御装置１００は、ステップＳ２７０で登録された特定パターン（汎用）に対応する処理を登録する（処理登録ステップ）。具体例としては、設定部２１０は、図７に示されたような特定パターン（汎用）ａに対応するユーザが所望するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作として、「教示点登録」を登録する。
【0085】
以上のように、本発明の第２実施形態に係るロボット制御装置２００及び特定パターン設定方法Ｍ２００によれば、設定部２１０では、特定パターンａ，ｂ，ｃ・・・に対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作をユーザが割り当てて、ユーザとしては自身が所望する処理を設定できるため、ユーザ毎に汎用的な設定ができる。
【0086】
さらに、設定部２１０では、マニピュレータ２０本体に与えられる外力の任意の特定パターン（汎用）ａ，ｂ，ｃ・・・と、当該特定パターン（汎用）に対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作とをユーザが設定し、ユーザとしては自身が所望する特定パターン（汎用）と所望する処理とを設定できるため、マニピュレータ２０、周辺環境及びユーザに応じて適切かつ汎用的な設定ができる。
【0087】
このように、予め記憶された特定パターンと当該特定パターンに対応する処理だけでなく、予め又は後から、特定パターンにユーザが所望するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作を割り当てたり、ユーザが所望する任意の特定パターン（汎用）とそれに対応するロボット制御装置２００によって実施される固有の操作を設定したりすることができるため、種々の状況に応じて、教示作業をより効率的に行うことができる
【0088】
なお、本発明の各実施形態では、作業者がマニピュレータ２０を直接動作させることによって、当該マニピュレータ２０の動作を教示するダイレクトティーチングが用いられるが、作業者がティーチペンダントを用いてマニピュレータ２０の動作を教示する場合があっても構わない。例えば、作業者がティーチペンダントを用いて操作する方が容易である場合やティーチペンダントを用いて操作した方がより精度良く教示作業ができる場合などは、ティーチペンダントを用いて、ダイレクトティーチングと併用すればよい。
【0089】
また、本発明の各実施形態では、溶接ロボットを含むロボットシステムについて説明したが、本発明は、溶接ロボット以外の産業用ロボットにも適用可能である。
【0090】
以上説明した実施形態は、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。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、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、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【0091】
１０…ロボットシステム、２０…マニピュレータ、３０…電源、１００，２００…ロボット制御装置、１１０…記憶部、１２０…外力検知部、１３０…制御部、１４０…教示データ生成部、２１０…設定部、Ｍ１００…教示方法、Ｍ２００…特定パターン設定方法、Ｓ１１０～Ｓ１５０…教示方法Ｍ１００における各ステップ、Ｓ２１０～Ｓ２８０…特定パターン設定方法Ｍ２００における各ステップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】