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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024005159
(43)【公開日】2024-01-17
(54)【発明の名称】ロボット制御装置、及び、ロボット制御方法
(51)【国際特許分類】
B25J 9/10 20060101AFI20240110BHJP
【ＦＩ】
B25J9/10 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022105227
(22)【出願日】2022-06-30
(71)【出願人】
【識別番号】000006666
【氏名又は名称】アズビル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003166
【氏名又は名称】弁理士法人山王内外特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】松井 雄太郎
(72)【発明者】
【氏名】田原 鉄也
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707BS12
3C707HS27
3C707KS35
3C707KW05
3C707LT11
3C707LU08
3C707LV04
3C707LW03
(57)【要約】
【課題】従来に対し、力制御を行うロボットアームが有する機構部品の寿命を延長可能とする。
【解決手段】ロボットアーム１に対して力制御を行う区間の軌道を生成する力制御軌道生成部２０１と、ロボットアーム１に対して位置制御を行う区間の軌道を生成する位置制御軌道生成部２０２と、力制御軌道生成部２０１により生成された軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された軌道により、ロボットアーム１の関節にかかる負荷の時系列を算出する負荷算出部２０３と、負荷算出部２０３により算出された負荷に基づいて、力制御軌道生成部２０１により生成された軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された軌道により、ロボットアーム１の関節にかかる平均負荷を算出する平均負荷算出部２０４と、平均負荷算出部２０４により算出された平均負荷が規定値以下であるかを判定する判定部２０５とを備え、位置制御軌道生成部２０２は、判定部２０５により平均負荷が規定値より大きいと判定された場合に、位置制御を行う区間の軌道を修正する。
【選択図】図１
【解決手段】ロボットアーム１に対して力制御を行う区間の軌道を生成する力制御軌道生成部２０１と、ロボットアーム１に対して位置制御を行う区間の軌道を生成する位置制御軌道生成部２０２と、力制御軌道生成部２０１により生成された軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された軌道により、ロボットアーム１の関節にかかる負荷の時系列を算出する負荷算出部２０３と、負荷算出部２０３により算出された負荷に基づいて、力制御軌道生成部２０１により生成された軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された軌道により、ロボットアーム１の関節にかかる平均負荷を算出する平均負荷算出部２０４と、平均負荷算出部２０４により算出された平均負荷が規定値以下であるかを判定する判定部２０５とを備え、位置制御軌道生成部２０２は、判定部２０５により平均負荷が規定値より大きいと判定された場合に、位置制御を行う区間の軌道を修正する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
多関節ロボットアームに対して力制御を行う区間の軌道を生成する力制御軌道生成部と、
前記多関節ロボットアームに対して位置制御を行う区間の軌道を生成する位置制御軌道生成部と、
前記力制御軌道生成部により生成された軌道、及び、前記位置制御軌道生成部により生成された軌道により、前記多関節ロボットアームの関節にかかる負荷の時系列を算出する負荷算出部と、
前記負荷算出部により算出された負荷に基づいて、前記力制御軌道生成部により生成された軌道、及び、前記位置制御軌道生成部により生成された軌道により、前記多関節ロボットアームの関節にかかる平均負荷を算出する平均負荷算出部と、
前記平均負荷算出部により算出された平均負荷が規定値以下であるかを判定する判定部とを備え、
前記位置制御軌道生成部は、前記判定部により平均負荷が規定値より大きいと判定された場合に、位置制御を行う区間の軌道を修正する
ことを特徴とするロボット制御装置。
前記多関節ロボットアームに対して位置制御を行う区間の軌道を生成する位置制御軌道生成部と、
前記力制御軌道生成部により生成された軌道、及び、前記位置制御軌道生成部により生成された軌道により、前記多関節ロボットアームの関節にかかる負荷の時系列を算出する負荷算出部と、
前記負荷算出部により算出された負荷に基づいて、前記力制御軌道生成部により生成された軌道、及び、前記位置制御軌道生成部により生成された軌道により、前記多関節ロボットアームの関節にかかる平均負荷を算出する平均負荷算出部と、
前記平均負荷算出部により算出された平均負荷が規定値以下であるかを判定する判定部とを備え、
前記位置制御軌道生成部は、前記判定部により平均負荷が規定値より大きいと判定された場合に、位置制御を行う区間の軌道を修正する
ことを特徴とするロボット制御装置。
【請求項2】
前記力制御軌道生成部により生成された軌道、及び、前記位置制御軌道生成部により生成された軌道における効率に関する指標を算出する効率指標算出部を備え、
前記判定部は、前記平均負荷算出部により算出された平均負荷が規定値以下であり、且つ、前記効率指標算出部により算出された効率に関する指標の改善が可能であるかを判定し、
前記位置制御軌道生成部は、前記判定部により平均負荷が規定値より大きいと判定された場合、又は、前記判定部により効率に関する指標の改善が可能であると判定された場合に、位置制御を行う区間の軌道を修正する
ことを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
前記判定部は、前記平均負荷算出部により算出された平均負荷が規定値以下であり、且つ、前記効率指標算出部により算出された効率に関する指標の改善が可能であるかを判定し、
前記位置制御軌道生成部は、前記判定部により平均負荷が規定値より大きいと判定された場合、又は、前記判定部により効率に関する指標の改善が可能であると判定された場合に、位置制御を行う区間の軌道を修正する
ことを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
【請求項3】
力制御軌道生成部が、多関節ロボットアームに対して力制御を行う区間の軌道を生成するステップと、
位置制御軌道生成部が、前記多関節ロボットアームに対して位置制御を行う区間の軌道を生成するステップと、
負荷算出部が、前記力制御軌道生成部により生成された軌道、及び、前記位置制御軌道生成部により生成された軌道により、前記多関節ロボットアームの関節にかかる負荷の時系列を算出するステップと、
平均負荷算出部が、前記負荷算出部により算出された負荷に基づいて、前記力制御軌道生成部により生成された軌道、及び、前記位置制御軌道生成部により生成された軌道により、前記多関節ロボットアームの関節にかかる平均負荷を算出するステップと、
判定部が、前記平均負荷算出部により算出された平均負荷が規定値以下であるかを判定するステップとを有し、
前記位置制御軌道生成部は、前記判定部により平均負荷が規定値より大きいと判定された場合に、位置制御を行う区間の軌道を修正する
ことを特徴とするロボット制御方法。
位置制御軌道生成部が、前記多関節ロボットアームに対して位置制御を行う区間の軌道を生成するステップと、
負荷算出部が、前記力制御軌道生成部により生成された軌道、及び、前記位置制御軌道生成部により生成された軌道により、前記多関節ロボットアームの関節にかかる負荷の時系列を算出するステップと、
平均負荷算出部が、前記負荷算出部により算出された負荷に基づいて、前記力制御軌道生成部により生成された軌道、及び、前記位置制御軌道生成部により生成された軌道により、前記多関節ロボットアームの関節にかかる平均負荷を算出するステップと、
判定部が、前記平均負荷算出部により算出された平均負荷が規定値以下であるかを判定するステップとを有し、
前記位置制御軌道生成部は、前記判定部により平均負荷が規定値より大きいと判定された場合に、位置制御を行う区間の軌道を修正する
ことを特徴とするロボット制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、多関節ロボットアームを制御するロボット制御装置、及び、ロボット制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
多関節ロボットアームであるロボットアームが有する機構部品の残り寿命は、関節負荷（トルク、アキシャル荷重、又は、ラジアル荷重等）、関節角速度、及び、動作時間等に影響を受ける。
上記機構部品のうち、特に、ロボットアームの関節に装着される減速機は、関節にかかる負荷トルクが所定の上限を超えると摩耗が大きくなるため、寿命を縮めることがわかっている。
上記機構部品のうち、特に、ロボットアームの関節に装着される減速機は、関節にかかる負荷トルクが所定の上限を超えると摩耗が大きくなるため、寿命を縮めることがわかっている。
【0003】
これに対し、減速機にかかる平均負荷トルク及び平均速度から求められる減速機の寿命が、ロボットアームの製品寿命を超えないように、加減速度を自動決定する手法が開示されている（例えば特許文献１参照）。
この特許文献１に開示されたような手法を用いれば、減速機等の機構部品の寿命をより長くすることができる。
この特許文献１に開示されたような手法を用いれば、減速機等の機構部品の寿命をより長くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１０－１２５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に開示された手法は、ロボットアームが力制御による作業を行う場合には、適用が困難であるという課題がある。
力制御による作業では、ロボットアームに取り付けられた加工ツールを、作業対象であるワークに押し付けて加工しながら移動するといった動作が行われる。この動作は、加工の目的によって、軌道、速度、及び、押付け力がほぼ決まる。そのため、特許文献１のように加減速度を変えることで関節への負荷を調整及び低減することは、加工品質への影響があるため難しい。また、軌道、及び、押し付け力の変更についても、上記と同様に難しい。
力制御による作業では、ロボットアームに取り付けられた加工ツールを、作業対象であるワークに押し付けて加工しながら移動するといった動作が行われる。この動作は、加工の目的によって、軌道、速度、及び、押付け力がほぼ決まる。そのため、特許文献１のように加減速度を変えることで関節への負荷を調整及び低減することは、加工品質への影響があるため難しい。また、軌道、及び、押し付け力の変更についても、上記と同様に難しい。
【0006】
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、従来に対し、力制御を行う多関節ロボットアームが有する機構部品の寿命を延長可能となるロボット制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示に係るロボット制御装置は、多関節ロボットアームに対して力制御を行う区間の軌道を生成する力制御軌道生成部と、多関節ロボットアームに対して位置制御を行う区間の軌道を生成する位置制御軌道生成部と、力制御軌道生成部により生成された軌道、及び、位置制御軌道生成部により生成された軌道により、多関節ロボットアームの関節にかかる負荷の時系列を算出する負荷算出部と、負荷算出部により算出された負荷に基づいて、力制御軌道生成部により生成された軌道、及び、位置制御軌道生成部により生成された軌道により、多関節ロボットアームの関節にかかる平均負荷を算出する平均負荷算出部と、平均負荷算出部により算出された平均負荷が規定値以下であるかを判定する判定部とを備え、位置制御軌道生成部は、判定部により平均負荷が規定値より大きいと判定された場合に、位置制御を行う区間の軌道を修正することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、上記のように構成したので、従来に対し、力制御を行う多関節ロボットアームが有する機構部品の寿命を延長可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施の形態１に係るロボット制御装置を有するロボットシステムの構成例を示す図である。
【図2】実施の形態１に係るロボット制御装置の動作例を示すフローチャートである。
【図3】実施の形態１に係るロボットアームの動作例を示す図である。
【図4】実施の形態１における位置制御軌道生成部による軌道の修正例を示す図である。
【図5】図５Ａ、図５Ｂは、実施の形態１に係るロボット制御装置の動作例を示す図であって、図５ＡはＲＲＴ等のように乱数に基づいた手法を用いた場合での平均負荷の減少例を示す図であり、図５Ｂは勾配法等のように毎回平均負荷が小さくなる手法を用いた場合での平均負荷の減少例を示す図である。
【図6】実施の形態２に係るロボット制御装置を有するロボットシステムの構成例を示す図である。
【図7】実施の形態２に係るロボット制御装置の動作例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】
【0010】
以下、実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るロボットシステムの構成例を示す図である。
ロボットシステムは、図１に示すように、ロボットアーム１、及び、ロボット制御装置２を備えている。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るロボットシステムの構成例を示す図である。
ロボットシステムは、図１に示すように、ロボットアーム１、及び、ロボット制御装置２を備えている。
【0011】
ロボットアーム１は、複数の関節を有する多関節ロボットアームである。
このロボットアーム１は、図１に示すように、駆動系１０１、及び、負荷測定部１０２を備えている。
このロボットアーム１は、図１に示すように、駆動系１０１、及び、負荷測定部１０２を備えている。
【0012】
駆動系１０１は、ロボットアーム１を駆動するための機構部品である。この駆動系１０１としては、例えばモータが挙げられる。
この駆動系１０１は、ロボット制御装置２による制御に従って、動作する。
この駆動系１０１は、ロボット制御装置２による制御に従って、動作する。
【0013】
負荷測定部１０２は、ロボットアーム１の関節にかかる負荷に関する値を測定するセンサである。ロボットアーム１の関節にかかる負荷に関する値としては、例えば、関節の角度、関節の速度、駆動電流、又は、関節にかかるトルクが挙げられる。この負荷測定部１０２としては、例えばトルクセンサが挙げられる。
この負荷測定部１０２により測定された関節にかかる負荷に関する値を示す情報は、ロボット制御装置２に送られる。
この負荷測定部１０２により測定された関節にかかる負荷に関する値を示す情報は、ロボット制御装置２に送られる。
【0014】
ロボット制御装置２は、ロボットアーム１を制御する。より具体的には、このロボット制御装置２は、ロボットアーム１に対して位置制御及び力制御を行う。実施の形態１に係るロボット制御装置２では、特に、力制御を行うロボットアーム１が有する機構部品（減速機、モータ、又は、その他の機構部品）にかかる負荷を低減する軌道を生成し、当該機構部品の寿命の延長を提供する。
このロボット制御装置２は、図１に示すように、力制御軌道生成部２０１、位置制御軌道生成部２０２、負荷算出部２０３、平均負荷算出部２０４、判定部２０５、及び、ロボット駆動制御部２０６を備えている。
このロボット制御装置２は、図１に示すように、力制御軌道生成部２０１、位置制御軌道生成部２０２、負荷算出部２０３、平均負荷算出部２０４、判定部２０５、及び、ロボット駆動制御部２０６を備えている。
【0015】
なお、ロボット制御装置２は、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等により実現される。
【0016】
力制御軌道生成部２０１は、力制御動作区間の軌道を生成する。力制御動作区間は、ロボットアーム１に対して力制御を行う区間である。この力制御動作区間の軌道には、ロボットアーム１の先端の軌跡の他、例えば、ロボットアーム１の関節の角度、速度、又は、加速度等が含まれる。
この際、力制御軌道生成部２０１は、必要な力制御の作業に要求される軌跡から、力制御動作区間の軌道を生成する。
この際、力制御軌道生成部２０１は、必要な力制御の作業に要求される軌跡から、力制御動作区間の軌道を生成する。
【0017】
位置制御軌道生成部２０２は、位置制御動作区間の軌道を生成する。位置制御動作区間は、ロボットアーム１に対して位置制御を行う区間である。位置制御動作区間の軌道は、２つの力制御動作区間の軌道の間を繋ぐ軌道である。この位置制御動作区間の軌道には、ロボットアーム１の先端の軌跡の他、例えば、ロボットアーム１の関節の角度、速度、又は、加速度等が含まれる。
【0018】
また、位置制御軌道生成部２０２は、判定部２０５により平均負荷が規定値より大きいと判定された場合に、位置制御動作区間の軌道を修正する。
【0019】
負荷算出部２０３は、力制御軌道生成部２０１により生成された力制御動作区間の軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された位置制御動作区間の軌道により、ロボットアーム１の関節にかかる負荷の時系列を算出する。すなわち、負荷算出部２０３は、ロボットアーム１が上記力制御動作区間の軌道及び上記位置制御動作区間の軌道で駆動することで、当該ロボットアーム１の関節にかかる負荷の時系列を算出する。このロボットアーム１の関節にかかる負荷の時系列は、ロボットアーム１が有する機構部品にかかる負荷の時系列に相当する。
【0020】
この際、例えば、まず、負荷算出部２０３は、ロボット駆動制御部２０６を用いてロボットアーム１を上記力制御動作区間の軌道及び上記位置制御動作区間の軌道で１サイクル駆動させる。そして、負荷算出部２０３は、上記ロボットアーム１の駆動において負荷測定部１０２により測定された関節にかかる負荷に関する値を取得することで、当該関節にかかる負荷に関する値から当該関節にかかる負荷の時系列の算出を行う。
また、例えば、負荷算出部２０３は、実測値を用いた負荷の算出ではなく、シミュレーションによって負荷の算出を行ってもよい。
また、例えば、負荷算出部２０３は、実測値を用いた負荷の算出ではなく、シミュレーションによって負荷の算出を行ってもよい。
【0021】
また、負荷算出部２０３は、位置制御軌道生成部２０２により位置制御動作区間の軌道が修正された場合には、当該修正後の位置制御動作区間の軌道を用いて、上記負荷の算出を再度行う。
【0022】
平均負荷算出部２０４は、負荷算出部２０３により算出された負荷に基づいて、力制御軌道生成部２０１により生成された力制御動作区間の軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された位置制御動作区間の軌道により、ロボットアーム１の関節にかかる平均負荷を算出する。すなわち、平均負荷算出部２０４は、ロボットアーム１が上記力制御動作区間の軌道及び上記位置制御動作区間の軌道で駆動することで、当該ロボットアーム１の関節にかかる平均の負荷を算出する。このロボットアーム１の関節にかかる平均の負荷は、ロボットアーム１が有する機構部品にかかる平均の負荷に相当する。
【0023】
判定部２０５は、平均負荷算出部２０４により算出された平均負荷が規定値以下であるかを判定する。
【0024】
ロボット駆動制御部２０６は、判定部２０５により平均負荷が規定値以下であると判定された場合に、力制御軌道生成部２０１により生成された力制御動作区間の軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された位置制御動作区間の軌道に沿って、ロボットアーム１を制御する。
【0025】
なお、図１では、ロボット駆動制御部２０６がロボット制御装置２の内部に設けられた場合を示した。しかしながら、これに限らず、ロボット駆動制御部２０６はロボット制御装置２の外部に設けられていてもよい。
【0026】
次に、図１に示す実施の形態１に係るロボット制御装置２の動作例について、図２を参照しながら説明する。
また、ここで想定するロボットアーム１の作業の一例を図３に示す。図３において、Ｐ０は、ロボットアーム１の先端の初期位置を示している。また、符号３は、ロボットアーム１により押し付け等の力制御の作業が行われる加工対象物を示している。そして、ロボット制御装置２は、ロボットアーム１をＰ０からＰ１に位置制御で移動させる。これにより、ロボットアーム１が加工対象物３に接触する。そして、ロボット制御装置２は、ロボットアーム１をＰ１からＰ２に力制御で押し付け等の作業を行いながら移動させる。そして、ロボット制御装置２は、ロボットアーム１をＰ２からＰ０に位置制御で移動させる。図３において、実線の矢印は力制御動作区間を示し、破線の矢印は位置制御動作区間を示している。
また、ここで想定するロボットアーム１の作業の一例を図３に示す。図３において、Ｐ０は、ロボットアーム１の先端の初期位置を示している。また、符号３は、ロボットアーム１により押し付け等の力制御の作業が行われる加工対象物を示している。そして、ロボット制御装置２は、ロボットアーム１をＰ０からＰ１に位置制御で移動させる。これにより、ロボットアーム１が加工対象物３に接触する。そして、ロボット制御装置２は、ロボットアーム１をＰ１からＰ２に力制御で押し付け等の作業を行いながら移動させる。そして、ロボット制御装置２は、ロボットアーム１をＰ２からＰ０に位置制御で移動させる。図３において、実線の矢印は力制御動作区間を示し、破線の矢印は位置制御動作区間を示している。
【0027】
図１に示す実施の形態１に係るロボット制御装置２の動作例では、図２に示すように、まず、力制御軌道生成部２０１は、力制御動作区間の軌道を生成する（ステップＳＴ２０１）。
この際、力制御軌道生成部２０１は、必要な力制御の作業に要求される軌跡から、力制御動作区間の軌道を生成する。
この際、力制御軌道生成部２０１は、必要な力制御の作業に要求される軌跡から、力制御動作区間の軌道を生成する。
【0028】
図３の例では、力制御軌道生成部２０１は、Ｐ１からＰ２への軌道を生成する。
力制御の作業の場合、ロボットアーム１の先端に求められる軌跡は、要求されており通常変更できないので、予め与えられていると想定する。そして、力制御軌道生成部２０１が、上記要求された軌跡から、力制御動作区間の軌道を生成するための手法は一般に知られている手法を使うものとする。また、ロボットアーム１が６軸垂直多関節ロボットアームである場合においては、目的の軌跡に対して各関節の角度は一意に定まり変更できない。
力制御の作業の場合、ロボットアーム１の先端に求められる軌跡は、要求されており通常変更できないので、予め与えられていると想定する。そして、力制御軌道生成部２０１が、上記要求された軌跡から、力制御動作区間の軌道を生成するための手法は一般に知られている手法を使うものとする。また、ロボットアーム１が６軸垂直多関節ロボットアームである場合においては、目的の軌跡に対して各関節の角度は一意に定まり変更できない。
【0029】
また、位置制御軌道生成部２０２は、位置制御動作区間の軌道を生成する（ステップＳＴ２０２）。
【0030】
図３の例では、位置制御軌道生成部２０２は、Ｐ０からＰ１への軌道、及び、Ｐ２からＰ０への軌道を生成する。
位置制御軌道生成部２０２は、位置制御動作区間の軌道を最初に生成する際には、例えば、２点間を結ぶ直線補間軌道を生成してもよいし、例えば非特許文献１に開示されるようなＲＲＴ（Ｒａｐｉｄｌｙ－ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ｒａｎｄｏｍ ｔｒｅｅ）に基づく軌道を生成してもよい。
位置制御軌道生成部２０２は、位置制御動作区間の軌道を最初に生成する際には、例えば、２点間を結ぶ直線補間軌道を生成してもよいし、例えば非特許文献１に開示されるようなＲＲＴ（Ｒａｐｉｄｌｙ－ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ ｒａｎｄｏｍ ｔｒｅｅ）に基づく軌道を生成してもよい。
【非特許文献1】LaValle, S.M. (1998). Rapidly-exploring random trees : a new tool for path planning. The annual research report.
【0031】
なお、図２では、ロボット制御装置２が、力制御軌道生成部２０１による力制御動作区間の軌道の生成を行った後に、位置制御軌道生成部２０２による位置制御動作区間の軌道の生成を行った場合を示した。しかしながら、これに限らず、ロボット制御装置２は、位置制御軌道生成部２０２による位置制御動作区間の軌道の生成を行った後に、力制御軌道生成部２０１による力制御動作区間の軌道の生成を行ってもよい。また、ロボット制御装置２は、力制御軌道生成部２０１による力制御動作区間の軌道の生成、及び、位置制御軌道生成部２０２による位置制御動作区間の軌道の生成を、並行して行ってもよい。
【0032】
次いで、負荷算出部２０３は、力制御軌道生成部２０１により生成された力制御動作区間の軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された位置制御動作区間の軌道により、ロボットアーム１の関節にかかる負荷の時系列を算出する（ステップＳＴ２０３）。すなわち、負荷算出部２０３は、ロボットアーム１が上記力制御動作区間の軌道及び上記位置制御動作区間の軌道で駆動することで、当該ロボットアーム１の関節にかかる負荷の時系列を算出する。このロボットアーム１の関節にかかる負荷の時系列は、ロボットアーム１が有する機構部品にかかる負荷の時系列に相当する。
【0033】
この際、例えば、まず、負荷算出部２０３は、ロボット駆動制御部２０６を用いてロボットアーム１を上記力制御動作区間の軌道及び上記位置制御動作区間の軌道で１サイクル駆動させる。そして、負荷算出部２０３は、上記ロボットアーム１の駆動において負荷測定部１０２により測定された関節にかかる負荷に関する値を取得することで、当該関節にかかる負荷に関する値から当該関節にかかる負荷の時系列の算出を行う。
また、例えば、負荷算出部２０３は、実測値を用いた負荷の算出ではなく、シミュレーションによって負荷の算出を行ってもよい。
また、例えば、負荷算出部２０３は、実測値を用いた負荷の算出ではなく、シミュレーションによって負荷の算出を行ってもよい。
【0034】
次いで、平均負荷算出部２０４は、負荷算出部２０３により算出された負荷に基づいて、力制御軌道生成部２０１により生成された力制御動作区間の軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された位置制御動作区間の軌道により、ロボットアーム１の関節にかかる平均負荷を算出する（ステップＳＴ２０４）。すなわち、平均負荷算出部２０４は、ロボットアーム１が上記力制御動作区間の軌道及び上記位置制御動作区間の軌道で駆動することで、当該ロボットアーム１の関節にかかる平均の負荷を算出する。このロボットアーム１の関節にかかる平均の負荷は、ロボットアーム１が有する機構部品にかかる平均の負荷に相当する。
【0035】
この際、平均負荷算出部２０４は、公知の平均負荷計算手法を用いて平均負荷の算出を行う。なお、平均負荷の上限はロボットアーム１が有する機構部品毎に定められており、また、この平均負荷の合計により機構部品の寿命が定められている。
また、平均負荷算出部２０４により算出される平均負荷は、力制御動作区間の軌道及び位置制御動作区間の軌道を合わせた全区間にわたる平均を計算したものである必要がある。
また、平均負荷算出部２０４により算出される平均負荷は、力制御動作区間の軌道及び位置制御動作区間の軌道を合わせた全区間にわたる平均を計算したものである必要がある。
【0036】
平均負荷の算出式としては、例えば、下式（１）に示す減速機の平均負荷トルクの計算式が挙げられる。この式（１）において、Ｔｍは平均負荷トルクであり、Ｔｎはトルクであり、ｎｎは角速度であり、ｔｎは時間である。この式（１）は、各区間でのトルクに対して関節回転量（ｎｎ×ｔｎ：角速度×時間）で荷重平均をとったものである。
【0037】
なお、上記では、負荷がトルクである場合を例に挙げた場合を示した。しかしながら、これに限らず、負荷がトルク以外の負荷である場合、例えば、ラジアル荷重、又は、アキシャル荷重等の場合についても上記と同様に適応可能である。
【0038】
なお、この平均負荷の活用例として、例えば特許文献２ではロボットが有する機構部品である減速機の残り寿命を算出しており、この平均負荷は公知で妥当性があるものである。
【特許文献2】特開平０７－１０７７６７号公報
【0039】
次いで、判定部２０５は、平均負荷算出部２０４により算出された平均負荷が規定値以下であるかを判定する（ステップＳＴ２０５）。
【0040】
ここで、判定部２０５が用いる上記規定値は、ロボットアーム１が有する機構部品自体に定められた平均負荷の上限値でもよいし、目標寿命を達成するのに必要な平均負荷の上限値でもよい。
【0041】
このステップＳＴ２０５において、判定部２０５が平均負荷が規定値以下であると判定した場合、シーケンスは終了する。すなわち、ロボット制御装置２は、今回生成した目標軌道（力制御動作区間の軌道及び位置制御動作区間の軌道）を最終的な目標軌道として決定する。
その後、ロボット駆動制御部２０６は、力制御軌道生成部２０１により生成された力制御動作区間の軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された位置制御動作区間の軌道に沿って、ロボットアーム１を制御する。
その後、ロボット駆動制御部２０６は、力制御軌道生成部２０１により生成された力制御動作区間の軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された位置制御動作区間の軌道に沿って、ロボットアーム１を制御する。
【0042】
一方、ステップＳＴ２０５において、判定部２０５が平均負荷が規定値より大きいと判定した場合、位置制御軌道生成部２０２は、位置制御動作区間の軌道を修正する（ステップＳＴ２０６）。
【0043】
この際、例えば、位置制御軌道生成部２０２は、ステップＳＴ２０２で例示したＲＲＴを用いて再度軌道を生成してもよい。
なお、この方法はランダムに軌道を生成する方法であるため、前回までに生成された軌道よりも平均負荷が小さくなるとは限らない。よって、位置制御軌道生成部２０２は、平均負荷が規定値以下となる軌道が得られるまで、何度も軌道を修正する必要が生じる場合がある。
なお、この方法はランダムに軌道を生成する方法であるため、前回までに生成された軌道よりも平均負荷が小さくなるとは限らない。よって、位置制御軌道生成部２０２は、平均負荷が規定値以下となる軌道が得られるまで、何度も軌道を修正する必要が生じる場合がある。
【0044】
また、例えば、位置制御軌道生成部２０２は、ステップＳＴ２０２において位置制御動作区間の軌道として２点間を結ぶ直線補間軌道を生成した場合には、例えば図４に示すように、軌道の途中に経由点を設け、その経由点をランダムに変化させることで軌道を修正してもよい。なお、図４において、破線の軌道は修正前の軌道であり、実線の軌道は修正後の軌道である。
この場合、位置制御軌道生成部２０２は、始点（図４中のＰ０）、経由点（図４中のＰｋ）、及び、終点（図４中のＰ１）を放物線で結ぶ軌道を生成したり、スプライン曲線で補間した軌道を生成したりするとよい。また、経由点は、１つに限らず、複数であってもよい。
なお、この方法についても、前回までに生成された軌道よりも平均負荷が小さくなるとは限らない。よって、位置制御軌道生成部２０２は、平均負荷が規定値以下となる軌道が得られるまで、何度も軌道を修正する必要が生じる場合がある。
この場合、位置制御軌道生成部２０２は、始点（図４中のＰ０）、経由点（図４中のＰｋ）、及び、終点（図４中のＰ１）を放物線で結ぶ軌道を生成したり、スプライン曲線で補間した軌道を生成したりするとよい。また、経由点は、１つに限らず、複数であってもよい。
なお、この方法についても、前回までに生成された軌道よりも平均負荷が小さくなるとは限らない。よって、位置制御軌道生成部２０２は、平均負荷が規定値以下となる軌道が得られるまで、何度も軌道を修正する必要が生じる場合がある。
【0045】
また、例えば、位置制御軌道生成部２０２は、上記の経由点を勾配法によって、平均負荷が小さくなる方向に少しずつ動かし、軌道を修正してもよい。ここで、平均負荷をＪとし、経由点であるＰｋの座標を（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）とすると、下式（２）のように経由点の座標を修正可能である。なお、式（２）において、ｇｒａｄＪ（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）は、平均負荷であるＪの（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）における勾配である。また、αは、修正幅を決める幅で、通常は微小な正の数である。
【0046】
この勾配法を使う利点としては、前回までに生成された軌道よりも平均負荷が小さくなる軌道が得られる点がある。但し、この方法では、局所最小に陥ることで最適な軌道に収束しない場合があるため、注意を要する。なお、勾配法については多くの文献があり、広く公知の技術であるため、ここではこれ以上は説明しない。
【0047】
また、例えば、位置制御軌道生成部２０２は、例えば非特許文献２及び非特許文献３に開示されるような発見的手法又はニューラルネットワーク等を用いて、位置制御動作区間の軌道を修正してもよい。
【非特許文献2】発見と学習を用いたロボットマニピュレータの動作最適化http://da.ms.t.kanazawa-u.ac.jp/rdlab/manipulator-heuristic-neural-network/
【非特許文献3】林 道大, 立矢 宏, 浅川 直紀, 発見的手法を用いた多自由度マニピュレータの軌道決定 : 鋼板搬送用マニピュレータの動的トルク抑制の実現, 日本機械学会論文集 C編, 2009, 75 巻, 750 号, p. 262-269, 公開日 2017/06/09, Online ISSN 1884-8354, Print ISSN 0387-5024, https://doi.org/10.1299/kikaic.75.262, https://www.jstage.jst.go.jp/article/kikaic1979/75/750/75_KJ00005360489/_article/-char/ja
【0048】
その後、シーケンスはステップＳＴ２０３に戻る。すなわち、負荷算出部２０３は、位置制御軌道生成部２０２により位置制御動作区間の軌道が修正された場合には、当該修正後の位置制御動作区間の軌道を用いて、上記負荷の算出を再度行う。
【0049】
なお、繰り返し演算を継続しても、平均負荷が規定値以下となる軌道が得られない場合がある。
【0050】
例えば、図５Ａは、位置制御軌道生成部２０２でＲＲＴ等のような乱数を用いて位置制御動作区間の軌道を修正した場合の一例を示している。この図５Ａにおいて、横軸は繰り返し演算回数を示している。また、図５Ａにおいて、縦軸は、これまでの繰り返し演算によって得られた平均負荷の最小値を示し、ｎ回演算された場合には１回目からｎ回目に生成されたそれぞれの軌道で計算された平均負荷の中の最小値を示している。すなわち、平均負荷の最小値は、繰り返し演算回数に対して非増加である。
図５Ａの場合では、例えば、ロボット制御装置２は、平均負荷の最小値が繰り返し演算によって更新されなかった回数が、前もって決めた回数に達した場合に、これ以上の改善は難しいと判定して、繰り返し演算を打ち切る。
図５Ａの場合では、例えば、ロボット制御装置２は、平均負荷の最小値が繰り返し演算によって更新されなかった回数が、前もって決めた回数に達した場合に、これ以上の改善は難しいと判定して、繰り返し演算を打ち切る。
【0051】
また、例えば、図５Ｂは、位置制御軌道生成部２０２で勾配法等のように演算を繰り返す度に平均負荷が小さくなることが保証されている手法を用いて位置制御動作区間の軌道を修正した場合の一例を示している。この図５Ｂにおいて、横軸は繰り返し演算回数を示している。また、図５Ｂにおいて、縦軸は、これまでの繰り返し演算によって得られた平均負荷の最小値を示し、ｎ回演算された場合には１回目からｎ回目に生成されたそれぞれの軌道で計算された平均負荷の中の最小値を示している。すなわち、平均負荷の最小値は、繰り返し演算回数に対して非増加である。
図５Ｂの場合では、例えば、ロボット制御装置２は、繰り返し演算回数に対する平均負荷の減少率が、所定の値を前もって決めた回数を超えて下回った場合に、これ以上の改善は難しいと判定して、繰り返し演算を打ち切る。
図５Ｂの場合では、例えば、ロボット制御装置２は、繰り返し演算回数に対する平均負荷の減少率が、所定の値を前もって決めた回数を超えて下回った場合に、これ以上の改善は難しいと判定して、繰り返し演算を打ち切る。
【0052】
なお、位置制御軌道生成部２０２は、上記の繰り返し演算の打ち切り後に、経由点を変えて最初からやり直すことも可能である。
【0053】
以上のように、ロボット制御装置２は、繰り返し演算を継続しても平均負荷が規定値以下となる軌道を得ることができなかった場合は、機構部品の寿命を延長する軌道は無いとして、目標軌道の生成を断念する。
この場合、ロボット制御装置２は、繰り返し演算の中で得られた軌道の中で最も平均負荷が小さい軌道を目標軌道として選ぶことも可能である。
この場合、ロボット制御装置２は、繰り返し演算の中で得られた軌道の中で最も平均負荷が小さい軌道を目標軌道として選ぶことも可能である。
【0054】
このように、ロボットアーム１が有する駆動系１０１の機構部品では、トルク等の負荷の上限値が定められている。これらの負荷の上限値としては、全体を通して超えてはいけない最大負荷の他に平均負荷の上限値も含まれる。そのため、この上限値を超えないようにすることで，駆動系１０１の機構部品の寿命を長くすることができる。
【0055】
また、一般的に、ロボットアーム１の力制御を用いたアプリケーションで使用される軌道は、加工対象物３に力を印加する力制御動作区間と、力制御動作区間と力制御動作区間との間を移動する位置制御動作区間に分けることができる。
ここで、力制御動作区間では、ロボットアーム１が取るべき経路と姿勢が加工対象物３の位置姿勢によって予め要求されており、特にロボットアーム１が６軸垂直多関節ロボットアームである場合には、軌道の変更の余地が無い場合が多い。従って軌道の変更での機構部品の負荷低減は難しい。
一方、位置制御動作区間では、開始位置と目標位置のみが決められていることが多く、障害物回避の必要はあるが軌道は自由に計画できる。
ここで、力制御動作区間では、ロボットアーム１が取るべき経路と姿勢が加工対象物３の位置姿勢によって予め要求されており、特にロボットアーム１が６軸垂直多関節ロボットアームである場合には、軌道の変更の余地が無い場合が多い。従って軌道の変更での機構部品の負荷低減は難しい。
一方、位置制御動作区間では、開始位置と目標位置のみが決められていることが多く、障害物回避の必要はあるが軌道は自由に計画できる。
【0056】
そこで、実施の形態１では、位置制御軌道生成部２０２により、判定部２０５が力制御動作区間の軌道と位置制御動作区間の軌道とを通じた平均負荷が規定値以下であると判定するまで、位置制御動作区間の軌道を繰り返し修正する。そして、平均負荷は力制御動作区間と位置制御動作区間を通した区間で計算されるため、位置制御動作区間での負荷を低減すれば、全区間での平均負荷を規定値以下に抑えることが可能になる。これにより、実施の形態１に係るロボット制御装置２は、従来に対し、力制御動作区間の軌道は所与の条件を満たしつつ、全区間での平均負荷を規定値以下に抑えることが可能となり、ロボットアーム１が有する機構部品の寿命を長くすることが可能となる。
【0057】
なお、ロボット制御装置２は、平均負荷が規定値に対して余裕がある場合、平均負荷が規定値より大きくならない程度に加速度等を上げる等の調整を行ってもよく、これにより、サイクルタイムの短縮化が期待できる。
【0058】
以上のように、この実施の形態１によれば、ロボット制御装置２は、ロボットアーム１に対して力制御を行う区間の軌道を生成する力制御軌道生成部２０１と、ロボットアーム１に対して位置制御を行う区間の軌道を生成する位置制御軌道生成部２０２と、力制御軌道生成部２０１により生成された軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された軌道により、ロボットアーム１の関節にかかる負荷の時系列を算出する負荷算出部２０３と、負荷算出部２０３により算出された負荷に基づいて、力制御軌道生成部２０１により生成された軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された軌道により、ロボットアーム１の関節にかかる平均負荷を算出する平均負荷算出部２０４と、平均負荷算出部２０４により算出された平均負荷が規定値以下であるかを判定する判定部２０５とを備え、位置制御軌道生成部２０２は、判定部２０５により平均負荷が規定値より大きいと判定された場合に、位置制御を行う区間の軌道を修正する。これにより、実施の形態１に係るロボット制御装置２は、従来に対し、力制御を行うロボットアーム１が有する機構部品の寿命が延長可能となる。
【0059】
実施の形態２．
実施の形態１に係るロボット制御装置２では、機構部品の寿命の延長を目的とした場合を示した。これに対し、実施の形態２に係るロボット制御装置２では、機構部品の寿命を延長しつつ、効率に関する指標を最適化することを目的とする。
効率に関する指標としては例えばサイクルタイムが挙げられ、この場合、当該効率に関する指標の最適化はサイクルタイムの最小化を指す。なお、実施の形態２では、平均負荷が規定値以下となる軌道が存在することを前提とする。
実施の形態１に係るロボット制御装置２では、機構部品の寿命の延長を目的とした場合を示した。これに対し、実施の形態２に係るロボット制御装置２では、機構部品の寿命を延長しつつ、効率に関する指標を最適化することを目的とする。
効率に関する指標としては例えばサイクルタイムが挙げられ、この場合、当該効率に関する指標の最適化はサイクルタイムの最小化を指す。なお、実施の形態２では、平均負荷が規定値以下となる軌道が存在することを前提とする。
【0060】
図６は実施の形態２に係るロボット制御装置２の構成例を示す図である。この図６に示す実施の形態２に係るロボット制御装置２では、図１に示す実施の形態１に係るロボット制御装置２に対し、効率指標算出部２０７が追加されている。図６に示す実施の形態２に係るロボット制御装置２におけるその他の構成例は、図１に示す実施の形態１に係るロボット制御装置２と同様であり、同一の符号を付して異なる部分についてのみ説明を行う。
【0061】
効率指標算出部２０７は、力制御軌道生成部２０１により生成された軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された軌道における効率に関する指標を算出する。
【0062】
また、実施の形態２における判定部２０５は、平均負荷算出部２０４により算出された平均負荷が規定値以下であり、且つ、効率指標算出部２０７により算出された効率に関する指標の改善が可能であるかを判定する。
【0063】
また、実施の形態２における位置制御軌道生成部２０２は、判定部２０５により平均負荷が規定値より大きいと判定された場合、又は、効率に関する指標の改善が可能であると判定された場合に、位置制御動作区間の軌道を修正する。
【0064】
また、実施の形態２におけるロボット駆動制御部２０６は、判定部２０５により平均負荷が規定値以下であると判定された場合であって効率に関する指標の改善が困難であると判定された場合に、力制御軌道生成部２０１により生成された力制御動作区間の軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された位置制御動作区間の軌道に沿って、ロボットアーム１を制御する。
【0065】
【0066】
【0067】
また、位置制御軌道生成部２０２は、位置制御動作区間の軌道を生成する（ステップＳＴ２０２）。
【0068】
なお、図７では、ロボット制御装置２が、力制御軌道生成部２０１による力制御動作区間の軌道の生成を行った後に、位置制御軌道生成部２０２による位置制御動作区間の軌道の生成を行った場合を示した。しかしながら、これに限らず、ロボット制御装置２は、位置制御軌道生成部２０２による位置制御動作区間の軌道の生成を行った後に、力制御軌道生成部２０１による力制御動作区間の軌道の生成を行ってもよい。また、ロボット制御装置２は、力制御軌道生成部２０１による力制御動作区間の軌道の生成、及び、位置制御軌道生成部２０２による位置制御動作区間の軌道の生成を、並行して行ってもよい。
【0069】
次いで、負荷算出部２０３は、力制御軌道生成部２０１により生成された力制御動作区間の軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された位置制御動作区間の軌道により、ロボットアーム１の関節にかかる負荷の時系列を算出する（ステップＳＴ２０３）。
【0070】
次いで、平均負荷算出部２０４は、負荷算出部２０３により算出された負荷に基づいて、力制御軌道生成部２０１により生成された力制御動作区間の軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された位置制御動作区間の軌道により、ロボットアーム１の関節にかかる平均負荷を算出する（ステップＳＴ２０４）。
【0071】
また、効率指標算出部２０７は、力制御軌道生成部２０１により生成された軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された軌道における効率に関する指標を算出する（ステップＳＴ７０１）。この効率に関する指標としては例えばサイクルタイムが挙げられる。
【0072】
次いで、判定部２０５は、平均負荷算出部２０４により算出された平均負荷が規定値以下であるかを判定する（ステップＳＴ２０５）。
【0073】
このステップＳＴ２０５において、判定部２０５が平均負荷が規定値以下であると判定した場合、判定部２０５は、効率指標算出部２０７により算出された効率に関する指標の改善が可能であるかを判定する（ステップＳＴ７０２）。例えば、効率指標算出部２０７が効率に関する指標としてサイクルタイムを算出した場合、判定部２０５は、当該サイクルタイムを更に最小化可能であるかを判定する。
【0074】
なお、判定部２０５は、平均負荷が規定値以下となる軌道が初めて得られた場合は、その軌道を目標軌道として仮に設定する。
一方、判定部２０５は、平均負荷が規定値以下となる軌道が既に存在する場合は、仮の目標軌道の効率に関する指標と、新たに得られた軌道の効率に関する指標とを比較し、新たに得られた軌道の方が効率に関する指標が良ければ、その軌道を新しい目標軌道として仮に設定する。
一方、判定部２０５は、平均負荷が規定値以下となる軌道が既に存在する場合は、仮の目標軌道の効率に関する指標と、新たに得られた軌道の効率に関する指標とを比較し、新たに得られた軌道の方が効率に関する指標が良ければ、その軌道を新しい目標軌道として仮に設定する。
【0075】
このステップＳＴ７０２において、判定部２０５は、効率指標算出部２０７により算出された効率に関する指標の改善が困難であると判定した場合、シーケンスは終了する。すなわち、ロボット制御装置２は、判定部２０５が効率に関する指標の改善がこれ以上難しいと判定した場合に、その時点での仮の目標軌道（力制御動作区間の軌道及び位置制御動作区間の軌道）を最終的な目標軌道として決定する。
なお、判定部２０５による繰り返し演算によって効率に関する指標の改善が難しいかどうかの判定は、平均負荷がより小さい軌道が得られるかどうかを判定する際と同様の方法で行うことができる。また、判定部２０５は、繰り返し回数に制限を設け、繰り返し回数が制限に達したら繰り返し演算を止めて、その時点での仮の目標軌道を最終的な目標軌道として決定してもよい。
その後、ロボット駆動制御部２０６は、力制御軌道生成部２０１により生成された力制御動作区間の軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された位置制御動作区間の軌道に沿って、ロボットアーム１を制御する。
なお、判定部２０５による繰り返し演算によって効率に関する指標の改善が難しいかどうかの判定は、平均負荷がより小さい軌道が得られるかどうかを判定する際と同様の方法で行うことができる。また、判定部２０５は、繰り返し回数に制限を設け、繰り返し回数が制限に達したら繰り返し演算を止めて、その時点での仮の目標軌道を最終的な目標軌道として決定してもよい。
その後、ロボット駆動制御部２０６は、力制御軌道生成部２０１により生成された力制御動作区間の軌道、及び、位置制御軌道生成部２０２により生成された位置制御動作区間の軌道に沿って、ロボットアーム１を制御する。
【0076】
一方、ステップＳＴ２０５において、判定部２０５が平均負荷が規定値より大きいと判定した場合、位置制御軌道生成部２０２は、位置制御動作区間の軌道を修正する（ステップＳＴ２０６）。
【0077】
その後、シーケンスはステップＳＴ２０３に戻る。すなわち、負荷算出部２０３は、位置制御軌道生成部２０２により位置制御動作区間の軌道が修正された場合には、当該修正後の位置制御動作区間の軌道に基づいて、上記負荷の算出を再度行う。
【0078】
なお、繰り返し演算を継続しても、平均負荷が規定値以下となる軌道が得られない場合がある。
そのため、ロボット制御装置２は、繰り返し演算を継続しても平均負荷が規定値以下となる軌道を得ることができなかった場合は、機構部品の寿命を延長する軌道は無いとして、目標軌道の生成を断念する。
この場合、ロボット制御装置２は、繰り返し演算の中で得られた軌道の中で最も平均負荷が小さい軌道を目標軌道として選ぶことも可能である。
そのため、ロボット制御装置２は、繰り返し演算を継続しても平均負荷が規定値以下となる軌道を得ることができなかった場合は、機構部品の寿命を延長する軌道は無いとして、目標軌道の生成を断念する。
この場合、ロボット制御装置２は、繰り返し演算の中で得られた軌道の中で最も平均負荷が小さい軌道を目標軌道として選ぶことも可能である。
【0079】
また、ステップＳＴ７０２において、判定部２０５が効率に関する指標の改善が可能であると判定した場合についても、位置制御軌道生成部２０２は、位置制御動作区間の軌道を修正する（ステップＳＴ２０６）。
【0080】
この際、位置制御軌道生成部２０２は、平均負荷が規定値以下であり、且つ、効率に関する指標がよりよくなるように、位置制御動作区間の軌道を修正する。
【0081】
例えば、位置制御軌道生成部２０２は、ステップＳＴ２０２で例示したＲＲＴを用いて再度軌道を生成してもよい。
なお、この方法はランダムに軌道を生成する方法であるため、前回までに生成された軌道よりも効率に関する指標が改善するとは限らないし、平均負荷が規定値以下になるとも限らない。よって、位置制御軌道生成部２０２は、効率に関する指標を改善させるために、何度も軌道を修正する必要が生じる場合がある。また、始点と終点の間に経由点を設け、経由点をランダムに変えて軌道を修正する方法についても同様である。
また、例えば、実施の形態１で説明したのと同様に、位置制御軌道生成部２０２は、経由点を勾配法によって少しずつ動かしていく方法を用いてもよい。なお、実施の形態１では平均負荷が小さくなる方向へと経由点を少しずつ修正したが、実施の形態２では作業効率の改善が目的であるため、効率に関する指標が改善する方向に経由点を少しずつ修正する。なお、この場合には、式（２）のＪが平均負荷から効率に関する指標に変わるだけで、基本的には同じである。
なお、この方法はランダムに軌道を生成する方法であるため、前回までに生成された軌道よりも効率に関する指標が改善するとは限らないし、平均負荷が規定値以下になるとも限らない。よって、位置制御軌道生成部２０２は、効率に関する指標を改善させるために、何度も軌道を修正する必要が生じる場合がある。また、始点と終点の間に経由点を設け、経由点をランダムに変えて軌道を修正する方法についても同様である。
また、例えば、実施の形態１で説明したのと同様に、位置制御軌道生成部２０２は、経由点を勾配法によって少しずつ動かしていく方法を用いてもよい。なお、実施の形態１では平均負荷が小さくなる方向へと経由点を少しずつ修正したが、実施の形態２では作業効率の改善が目的であるため、効率に関する指標が改善する方向に経由点を少しずつ修正する。なお、この場合には、式（２）のＪが平均負荷から効率に関する指標に変わるだけで、基本的には同じである。
【0082】
その後、シーケンスはステップＳＴ２０３に戻る。すなわち、負荷算出部２０３は、位置制御軌道生成部２０２により位置制御動作区間の軌道が修正された場合には、当該修正後の位置制御動作区間の軌道を用いて、上記負荷の算出を再度行う。
【0083】
なお、ステップＳＴ２０６において、位置制御軌道生成部２０２が、勾配法等を用い、効率に関する指標が改善するよう軌道を少しずつ修正していくと、繰り返し演算の途中で平均負荷が規定値より大きくなる場合がある。その場合は、修正前の軌道が、平均負荷が規定値となる範囲では効率に関する指標が最もよかったということになるため、ロボット制御装置２は、その修正前の軌道を目標軌道として、繰り返し演算を終了する。また、修正前の軌道と修正後の軌道の間に、平均負荷が規定値以下であり且つ効率に関する指標がよりよい軌道が存在するので、ロボット制御装置２は、軌道の修正幅を小さくして繰り返し演算をやり直してもよい。その他、ロボット制御装置２は、経由点の取り方又は経由点の数を変えて、繰り返し演算を再度実行してもよい。
【0084】
このように、実施の形態２に係るロボット制御装置２では、判定部２０５が力制御動作区間の軌道と位置制御動作区間の軌道とを通じた平均負荷が規定値以下であると判定する軌道の中から、効率に関する指標がよりよい軌道がされるよう、繰り返し軌道を修正する。これにより、実施の形態２に係るロボット制御装置２では、実施の形態１に係るロボット制御装置２に対し、駆動系１０１の機構部品の寿命を保ちつつサイクルタイムを短縮するといった、駆動系１０１の機構部品の寿命と作業効率の両立が可能になる。
【0085】
なお、各実施の形態の自由な組合わせ、或いは各実施の形態の任意の構成要素の変形、若しくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【0086】
１ ロボットアーム
２ ロボット制御装置
３ 加工対象物
１０１ 駆動系
１０２ 負荷測定部
２０１ 力制御軌道生成部
２０２ 位置制御軌道生成部
２０３ 負荷算出部
２０４ 平均負荷算出部
２０５ 判定部
２０６ ロボット駆動制御部
２０７ 効率指標算出部
２ ロボット制御装置
３ 加工対象物
１０１ 駆動系
１０２ 負荷測定部
２０１ 力制御軌道生成部
２０２ 位置制御軌道生成部
２０３ 負荷算出部
２０４ 平均負荷算出部
２０５ 判定部
２０６ ロボット駆動制御部
２０７ 効率指標算出部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】