特開 2024-72070 ロボット装置、教示装置、および、教示システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024072070

(43)【公開日】2024-05-27

(54)【発明の名称】ロボット装置、教示装置、および、教示システム

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/22 20060101AFI20240520BHJP

   G05B 19/42 20060101ALI20240520BHJP

【ＦＩ】

B25J9/22 A

G05B19/42 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182684

(22)【出願日】2022-11-15

(71)【出願人】

【識別番号】000003458

【氏名又は名称】芝浦機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(74)【代理人】

【識別番号】100141830

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 卓久

(74)【代理人】

【識別番号】100213654

【弁理士】

【氏名又は名称】成瀬 晃樹

(72)【発明者】

【氏名】武田 勝久

【テーマコード（参考）】

3C269

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C269AB33

3C269BB09

3C269SA14

3C707KS03

3C707KT03

3C707KT05

3C707KV05

3C707LS06

3C707LV15

3C707MT01

(57)【要約】

【課題】教示をより容易にすることができるロボット装置、教示装置、および、教示システムを提供することを目的とする。
【解決手段】本実施形態によるロボット装置は、ロボットと、ロボットの動作実行指令に基づいて、ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、空間の１点を指し示すことが可能な位置指示部を有する指示棒と、位置指示部を撮像する視覚センサと、動作実行指令に含まれる動作条件を設定可能な操作部と、を備え、動作実行指令は、視覚センサの撮像結果に基づいて生成される位置指示部の指示座標に応じた位置に、ロボットのアームの先端を移動させる動作を、ロボットに実行させる指令である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットと、
前記ロボットの動作実行指令に基づいて、前記ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、
空間の１点を指し示すことが可能な位置指示部を有する指示棒と、
前記位置指示部を撮像する視覚センサと、
前記動作実行指令に含まれる動作条件を設定可能な操作部と、
を備え、
前記動作実行指令は、前記視覚センサの撮像結果に基づいて生成される前記位置指示部の指示座標に応じた位置に、前記ロボットのアームの先端を移動させる動作を、前記ロボットに実行させる指令である、ロボット装置。

【請求項2】

前記ロボット制御装置は、
前記アームの先端の座標を取得する取得部と、
前記アームの先端の座標と、前記指示座標と、の間のベクトルを計算する計算部と、
前記ベクトルに従った経路で前記アームの先端が前記指示座標に応じた位置に移動するように、前記動作実行指令に基づいて前記ロボットの動作を制御する動作制御部と、
を有する、請求項１に記載のロボット装置。

【請求項3】

前記ベクトルに従った経路は、前記視覚センサで撮像されない位置を含む、請求項２に記載のロボット装置。

【請求項4】

前記視覚センサで撮像されない位置は、前記視覚センサの撮像範囲が障害物により遮られた領域の位置、または、前記視覚センサの撮像範囲から離れた位置である、請求項３に記載のロボット装置。

【請求項5】

複数の前記指示座標を記憶部に記憶させる記憶制御部をさらに備え、
前記計算部は、前記ベクトルに含まれる、前記アームの先端の座標と前記指示座標との間の第１ベクトル、および、２つの指示座標間の第２ベクトルを計算し、
前記動作制御部は、前記第１ベクトルおよび前記第２ベクトルに従った経路で前記アームの先端が複数の前記指示座標に応じた位置に移動するように、前記動作実行指令に基づいて前記ロボットの動作を制御する、請求項２に記載のロボット装置。

【請求項6】

前記操作部により設定された前記動作条件を含む前記動作実行指令を生成させる操作スイッチをさらに備える、請求項１に記載のロボット装置。

【請求項7】

前記操作スイッチは、前記アームの先端の移動中に、前記視覚センサで撮像されない位置に前記アームの先端を停止させることが可能なように、前記動作実行指令を生成させる、請求項６に記載のロボット装置。

【請求項8】

前記視覚センサで撮像されない位置は、前記視覚センサの撮像範囲が障害物により遮られた領域の位置、または、前記視覚センサの撮像範囲から離れた位置である、請求項７に記載のロボット装置。

【請求項9】

前記指示座標に応じた位置は、前記指示座標を通り過ぎた位置を含む、請求項１に記載のロボット装置。

【請求項10】

前記視覚センサに前記位置指示部を撮像させる指示座標取得スイッチをさらに備える、請求項１に記載のロボット装置。

【請求項11】

前記指示座標取得スイッチは、前記操作部に設けられる、請求項１０に記載のロボット装置。

【請求項12】

前記指示座標が前記ロボットの可動範囲内であるか否かを判定する第１判定部と、
前記第１判定部の判定結果を判定結果表示部に表示させる第１表示制御部と、
をさらに備える、請求項１に記載のロボット装置。

【請求項13】

前記指示座標が記憶部に記憶されているか否かを判定する第２判定部と、
前記第２判定部の判定結果を判定表示部に表示させる第２表示制御部と、
をさらに備える、請求項１に記載のロボット装置。

【請求項14】

前記動作条件は、前記アームの先端の移動の方向、動作させる前記ロボットの軸の種類、並びに、前記ロボットの姿勢の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のロボット装置。

【請求項15】

前記指示棒は、作業者の一方の手で使用され、
前記操作部は、作業者の他方の手で使用される、請求項１に記載のロボット装置。

【請求項16】

空間の１点を指し示すことが可能な位置指示部を有する指示棒と、
ロボットの動作実行指令に含まれる動作条件を設定可能な操作部と、
を備え、
前記動作実行指令は、前記位置指示部を撮像する視覚センサの撮像結果に基づいて生成される前記位置指示部の指示座標に応じた位置に、前記ロボットのアームの先端を移動させる動作を、前記ロボットに実行させる指令である、教示装置。

【請求項17】

空間の１点を指し示すことが可能な位置指示部を有する指示棒と、
前記位置指示部を撮像する視覚センサと、
ロボットの動作実行指令に含まれる動作条件を設定可能な操作部と、
を備え、
前記動作実行指令は、前記視覚センサの撮像結果に基づいて生成される前記位置指示部の指示座標に応じた位置に、前記ロボットのアームの先端を移動させる動作を、前記ロボットに実行させる指令である、教示システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明による実施形態は、ロボット装置、教示装置、および、教示システムに関する。

【背景技術】

【0002】

教示操作では、通常、オペレータは、ロボットのアームの先端位置および姿勢を想像し、想像した先端位置および姿勢になるようにティーチングペンダント等の教示装置を操作してロボットを移動させる。しかし、この作業は、熟練を要し、また、煩雑である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－２４０３３２号公報

【特許文献2】特開平５－２６５５３８号公報

【特許文献3】特開平７－１２９２３１号公報

【特許文献4】特開昭６３－２７８７７９号公報

【特許文献5】特開平１１－８８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

教示をより容易にすることができるロボット装置、教示装置、および、教示システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本実施形態によるロボット装置は、ロボットと、ロボットの動作実行指令に基づいて、ロボットの動作を制御するロボット制御装置と、空間の１点を指し示すことが可能な位置指示部を有する指示棒と、位置指示部を撮像する視覚センサと、動作実行指令に含まれる動作条件を設定可能な操作部と、を備え、動作実行指令は、視覚センサの撮像結果に基づいて生成される位置指示部の指示座標に応じた位置に、ロボットのアームの先端を移動させる動作を、ロボットに実行させる指令である。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態によるロボット装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】第１実施形態による指示棒の構成の一例を示す斜視図である

【図3】第１実施形態による操作部の構成の一例を示す斜視図である。

【図4】第１実施形態による視覚センサの撮像の一例を示す図である。

【図5】第１実施形態によるアームの先端の位置と位置指示部との間の誘導ベクトルの一例を示す図である。

【図6】第１実施形態によるロボットの誘導の一例を示す図である。

【図7】第１実施形態によるロボット装置の動作の一例を示すフロー図である。

【図8】第２実施形態によるロボットの誘導の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0008】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態によるロボット装置１の構成の一例を示すブロック図である。

【0009】

ロボット装置１は、ロボット１０と、教示システム２０と、ロボット制御装置３０と、を備える。

【0010】

ロボット１０は、アームを有する。ロボット１０のアームは、例えば、多関節のアームである。ロボット１０は、例えば、双腕ヒト型ロボット等の産業用ロボットである。

【0011】

教示システム２０は、ロボット１０の教示を行う。教示システム２０は、教示装置２１と、視覚センサ２２と、を有する。

【0012】

教示装置２１は、指示棒２１１と、操作部２１２と、を有する。

【0013】

指示棒２１１は、ロボット１０を誘導する位置を指示する。尚、指示棒２１１の詳細については、図２を参照して、後で説明する。

【0014】

操作部２１２は、例えば、ロボット１０の動作実行指令を生成する。動作実行指令は、視覚センサ２２の撮像結果に基づいて生成される指示棒２１１の位置指示部２１１１（図２を参照）の指示座標に応じた位置に、ロボット１０のアームの先端を移動させる動作を、ロボット１０に実行させる指令である。

【0015】

また、操作部２１２は、動作実行指令に含まれる動作条件を設定可能である。操作部２１２は、設定された動作条件を含む動作実行指令をロボット制御装置３０の動作制御部３３に送る。尚、操作部２１２は、動作条件をロボット制御装置３０の動作制御部３３に送り、動作実行指令が動作制御部３３により生成されてもよい。また、操作部２１２の詳細については、図３を参照して、後で説明する。

【0016】

指示棒２１１および操作部２１２は、作業者の両手で使用される。すなわち、作業者は、一方の手で指示棒２１１を使用し、他方の手で操作部２１２を使用する。

【0017】

視覚センサ２２は、指示棒２１１の位置指示部２１１１（図２を参照）を撮像し、指示棒２１１で指し示された位置の座標（指示座標Ｃ１）を取得する。視覚センサ２２は、指示座標Ｃ１を計算部３２に送る。また、尚、座標の取得の詳細については、図４を参照して、後で説明する。

【0018】

ロボット制御装置３０は、ロボット１０の動作実行指令に基づいて、ロボット１０の動作を制御する。ロボット制御装置３０は、取得部３１と、計算部３２と、動作制御部３３と、記憶制御部３４と、判定部３５と、を有する。

【0019】

取得部３１は、ロボット１０のアームの先端の座標（アーム座標）Ｃ１０を取得する。取得部３１は、アームの先端の座標を計算部３２に送る。

【0020】

計算部３２は、アームの先端のアーム座標Ｃ１０と、指示座標Ｃ１と、の間の誘導ベクトルＶを計算する（図５を参照）。

【0021】

動作制御部３３は、誘導ベクトルＶに従った経路でアームの先端が指示座標Ｃ１に応じた位置に移動するように、動作実行指令に基づいてロボット１０の動作を制御する。

【0022】

記憶制御部３４は、指示座標Ｃ１を記憶部（図示せず）に記憶する。記憶部は、ロボット制御装置３０内に設けられるが、ロボット制御装置３０外に設けられていてもよい。

【0023】

判定部（第１判定部）３５は、指示座標Ｃ１がロボット１０の可動範囲内であるか否かを判定する。判定部（第２判定部）３５は、指示座標Ｃ１が記憶部に記憶されているか否かを判定する。

【0024】

次に、指示棒２１１の構成について説明する。

【0025】

図２は、第１実施形態による指示棒２１１の構成の一例を示す斜視図である。尚、指示棒２１１の形状等は、図２に示す例に限定されない。

【0026】

指示棒２１１は、位置指示部２１１１と、スイッチ群２１１２と、表示部群２１１３と、を有する。

【0027】

位置指示部２１１１は、空間の１点を指し示すことが可能である。図２に示す例では、位置指示部２１１１は、指示棒２１１の先端に設けられた座標指示球である。位置指示部２１１１は、視覚センサ２２で認識可能であればよく、例えば、光る光点、または、特殊な形状等を有していてもよい。

【0028】

スイッチ群２１１２は、複数のスイッチを有する。複数のスイッチは、例えば、イネーブルスイッチ、ＭＯＶＥボタン、誘導方向切換スイッチ、および、座標入力／解除スイッチ等を含む。

【0029】

ＭＯＶＥボタンは、操作部２１２により設定された動作条件を含む動作実行指令を生成させる動作指示スイッチである。すなわち、ＭＯＶＥボタンが押されることによって、操作部２１２で設定された操作条件に従ってロボット１０が動作する。

【0030】

誘導方向切換スイッチは、誘導方向の＋／－を切り換える（図５を参照）。

【0031】

座標入力／解除スイッチは、指示座標Ｃ１の３次元データの記憶／消去を実行する。

【0032】

表示部群２１１３は、複数の表示部を有する。複数の表示部は、例えば、判定結果表示部、誘導状態表示部、速度／インチング距離表示部、および、ジョグ／インチング表示部等を含む。

【0033】

判定結果表示部は、判定部３５の判定結果を表示する。尚、ロボット装置１には、判定結果を判定結果表示部に表示させる表示制御部（図示せず）が設けられる。判定結果は、例えば、指示座標Ｃ１がロボット１０の可動範囲内であるか否かの判定結果、および、指示座標Ｃ１が記憶部に記憶されているか否かの判定結果等を含む。判定結果表示部による表示は、例えば、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）の点灯、または、文字出力等により行われる。

【0034】

誘導状態表示部は、指示座標Ｃ１のデータの有無、誘導軸（例えば、誘導ベクトルＶ、ＸＹＺ軸およびＡＢＣ軸）の種類、および、姿勢等を表示する。誘導ベクトルＶの誘導は、誘導ベクトルＶに沿った誘導である。ＸＹＺ軸の誘導は、ロボット１０が持つ座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を指定する誘導である。ＡＢＣ軸の誘導は、ＸＹＺ軸に対する回転（Ａ、Ｂ、Ｃ）を指定する誘導である。Ａ軸は、Ｘ軸周りの回転を示す。Ｂ軸は、Ｙ軸周りの回転を示す。Ｃ軸は、Ｚ軸周りの回転を示す。

【0035】

速度／インチング距離表示部は、速度またはインチング距離の程度（Small／Middle／Large）を表示する。

【0036】

ジョグ／インチング表示部は、ロボット１０の動作がジョグ（連続移動）およびインチング（間欠移動）いずれであるかを表示する。

【0037】

次に、操作部２１２の構成について説明する。

【0038】

図３は、第１実施形態による操作部２１２の構成の一例を示す斜視図である。尚、操作部２１２の形状等は、図３に示す例に限定されない。

【0039】

操作部２１２は、非常停止ボタン２１２１と、スイッチ群２１２２と、を有する。

【0040】

非常停止ボタン２１２１は、動作中のロボット１０を非常停止させるボタンである。

【0041】

スイッチ群２１２２は、スイッチＳＷ１～ＳＷ４を有する。スイッチＳＷ１～ＳＷ４は、指示座標取得スイッチ、誘導切換スイッチ、速度／距離切換スイッチ、ジョグ／インチング切換スイッチ、ハンド信号切換スイッチ、教示ボタン等を含む。

【0042】

指示座標取得スイッチは、視覚センサ２２に位置指示部２１１１を撮像させる。座標取得スイッチは、指示棒２１１に設けられてもよいが、操作部２１２に設けられることが好ましい。もし、指示座標取得スイッチが指示棒２１１に設けられる場合、座標取得スイッチの操作時に、位置指示部２１１１の位置がずれてしまう可能性がある。座標取得スイッチが、指示棒２１１に設けられず、例えば、操作部２１２に設けられることにより、より高い位置精度でロボット１０（アームの先端）を誘導することができる。

【0043】

誘導切換スイッチは、誘導軸（例えば、誘導ベクトルＶ、ＸＹＺ軸およびＡＢＣ軸）の種類および姿勢を切り換える。

【0044】

速度／距離切換スイッチは、速度またはインチング距離の程度（Small／Middle／Large）を切り替える。

【0045】

ジョグ／インチング切換スイッチは、ロボット１０の動作をジョグ（連続移動）およびインチング（間欠移動）いずれかに切り替える。

【0046】

ハンド信号切換スイッチは、例えば、アームに取り付けられたハンドを操作するための信号の切換制御を行う。

【0047】

教示ボタンは、教示点のデータを書き込む。

【0048】

尚、操作部２１２にも、表示部が設けられていてもよい。

【0049】

次に、視覚センサ２２について説明する。

【0050】

図４は、第１実施形態による視覚センサ２２の撮像の一例を示す図である。

【0051】

視覚センサ２２は、位置指示部２１１１を撮像する。図４に示す位置指示部２１１１は、撮像範囲２２１内に位置する。

【0052】

また、視覚センサ２２は、位置指示部２１１１の撮像結果に基づいて、位置指示部２１１１により示された位置の指示座標Ｃ１を取得する。指示座標Ｃ１は、例えば、３次元座標である。図４に示す３次元座標は、ロボット１０が持つ座標系（ＸＹＺ軸）である。尚、視覚センサ２２は撮像結果をロボット制御装置３０に送り、ロボット制御装置３０が３次元座標の取得を行ってもよい。

【0053】

尚、図４に示す例では、視覚センサ２２がロボット１０に設けられている例を示す。視覚センサ２２は、例えば、ロボット１０に設けられた、３Ｄカメラモジュールである。ロボット１０が人型ロボットである場合、視覚センサ２２は、例えば、ヘッドギアに設けられる。尚、視覚センサ２２は、例えば、ロボット１０およびワークＷの周囲全体を俯瞰することができるように、作業台の上方（例えば、天井）に設けられてもよい。

【0054】

次に、ロボット１０の誘導について説明する。

【0055】

図５は、第１実施形態によるアームの先端のアーム座標Ｃ１０と位置指示部２１１１との間の誘導ベクトルＶの一例を示す図である。尚、図５では、ロボット１０は省略されている。

【0056】

アームの先端のアーム座標Ｃ１０は、例えば、アームのツールフランジの中心座標である。

【0057】

誘導ベクトルＶは、アームの先端のアーム座標Ｃ１０から指示座標Ｃ１までを結ぶベクトルである。計算部３２は、アーム座標Ｃ１０および指示座標Ｃ１に基づいて、誘導ベクトルＶを計算する。

【0058】

アームの先端は、誘導ベクトルＶに従った経路で、すなわち、アーム座標Ｃ１０と指示座標Ｃ１とを結ぶ略直線に沿って、アーム座標Ｃ１０から指示座標Ｃ１に移動する。尚、図５に示す例では、アーム座標Ｃ１０から指示座標Ｃ１への誘導方向は、＋方向である。指示座標Ｃ１からアーム座標Ｃ１０への誘導方向は、－方向である。

【0059】

次に、障害物ＯＢがある場合のロボット１０の誘導について説明する。

【0060】

図６は、第１実施形態によるロボット１０の誘導の一例を示す図である。

【0061】

図６に示すように、障害物ＯＢが存在すると、視覚センサ２２で撮像することができない遮蔽領域２２１ａが存在する場合がある。尚、障害物ＯＢは、例えば、双腕ロボットの腕等であってもよい。

【0062】

誘導ベクトルＶに従った経路は、視覚センサ２２で撮像されない位置を含む。視覚センサ２２で撮像されない位置は、例えば、視覚センサ２２の撮像範囲２２１が障害物ＯＢにより遮られた遮蔽領域２２１ａの位置である。

【0063】

操作スイッチ（ＭＯＶＥボタン）は、アームの先端の移動中に、視覚センサ２２で撮像されない位置にアームの先端を停止させることが可能なように、動作実行指令を生成させる。ＭＯＶＥボタンは、例えば、ホールドトゥラン（hold-to-run）の機能を有する。例えば、作業者がＭＯＶＥボタンを押し続けている間にアームの先端が移動する。作業者がＭＯＶＥボタンを離すと、アームの先端の移動が停止する。尚、ＭＯＶＥボタンによる動作制御は、ホールドトゥランに限られない。例えば、作業者がＭＯＶＥボタンを押す毎に、アームの先端の移動と停止とが切り替わってもよい。この場合、アームの先端は、作業者がＭＯＶＥボタンを押し続けていない間も移動する。

【0064】

座標Ｃａは、アーム座標Ｃ１０と指示座標Ｃ１との間の座標であり、かつ、遮蔽領域２２１ａ内の座標である。座標Ｃａは障害物ＯＢで遮られているため、指示棒２１１を用いて座標Ｃａを直接指示することはできない。

【0065】

そこで、アーム座標Ｃ１０から座標Ｃａを結ぶ直線の延長線上に位置する指示座標Ｃ１を指示し、誘導ベクトルＶの経路の途中でアームの先端の誘導を停止させることにより、アームの先端を座標Ｃａに移動させることができる。これにより、座標Ｃａまたはその近傍において教示を行うことができる。

【0066】

尚、視覚センサ２２で撮像されない位置は、視覚センサ２２の撮像範囲２２１から離れた位置であってもよい。延長ベクトルＶｅは、誘導ベクトルＶを延長したベクトルである。延長ベクトルＶｅに沿ってアームの先端を誘導することによって、アームの先端を、撮像範囲２２１の範囲外の目的の位置に誘導することができる。すなわち、動作実行指令における、指示座標Ｃ１に応じた位置は、指示座標Ｃ１を通り過ぎた位置を含む。尚、アームの先端は、延長ベクトルＶｅに沿って、ロボット１０の可動範囲の範囲内で移動することができる。

【0067】

また、操作部２１２による姿勢の切換が行われなければ、ロボット１０は、現状の姿勢のまま、アームの先端が指示座標Ｃ１に移動するように動作する。

【0068】

次に、ロボット１０の教示方法について説明する。

【0069】

図７は、第１実施形態によるロボット装置１の動作の一例を示すフロー図である。

【0070】

まず、作業者は、アームの先端を誘導させたい位置に指示棒２１１の先端を指し示す（Ｓ１０）。尚、図６の座標Ｃａおよび延長ベクトルＶｅを参照して説明したように、作業者は、アームの先端と、アームの先端を誘導させたい位置と、を結ぶ略直線上で、視覚センサ２２により撮像可能な位置を指し示してもよい。

【0071】

その後、作業者は、指示座標取得スイッチを押す。これにより、視覚センサ２２による位置指示部２１１１の撮像が行われる。この結果、指示座標Ｃ１の３次元座標の取得することができる。

【0072】

その後、判定部３５は、取得した指示座標Ｃ１がロボットの可動範囲内であるか否かを判定する。表示制御部は、表示部群２１１３の判定結果表示部に、判定結果を表示させる。

【0073】

次に、作業者は、３次元座標入力／解除ボタンを押す。これにより、記憶制御部３４は、アームの先端を誘導させたい位置（指示座標Ｃ１）を記憶部に記憶させる（Ｓ２０）。

【0074】

その後、計算部５３は、アーム座標Ｃ１０および指示座標Ｃ１に基づいて、誘導ベクトルＶを計算する。

【0075】

次に、作業者は、誘導条件に関するボタン（スイッチ群２１２２）を押して、誘導条件を決定する（Ｓ３０）。誘導条件は、例えば、誘導方向、方向：プラス／マイナス、速度／距離、ジョグ／インチング等を含む。

【0076】

次に、作業者は、ＭＯＶＥボタンを押す。これにより、設定された誘導条件に従って、アームの先端が誘導ベクトルＶに沿って動き始める（Ｓ４０）。アームの先端は、例えば、略直線軌道で移動する。

【0077】

指示座標Ｃ１がロボット１０の可動範囲内である場合、アームの先端は、指示座標Ｃ１に到達して停止する。指示座標Ｃ１がロボット１０の可動範囲外である場合、ロボット１０の各軸に設定されている動作限界に、いずれかの軸のアームの先端の座標が到達すると、ロボット１０は動作を停止する。アームの先端を誘導したい位置が視覚センサ２２で撮像できない場合、作業者は、撮像範囲２２１内で位置を指示し、任意の位置でＭＯＶＥボタンを離してロボット１０を停止させる。

【0078】

もし、アームの先端が目的の誘導位置に到達しない場合、誘導方向をマイナスにしてアームの先端の位置を元に戻す、アームの姿勢を変更して試す、および、記憶している３次元座標を消去して、新たな誘導位置を記憶させる、等を行う。

【0079】

アームの先端が誘導位置に到達した後、作業者は、ツールフランジ面の向きを変更する（Ｓ５０）。ツールフランジ面の向きは、例えば、誘導方法をＸＹＺ軸誘導からＡＢＣ軸誘導に変更してアームを動かすことにより行われる。

【0080】

アームの先端が目的の所定位置に到達、または、その近傍まで到達した後、作業者は、記憶部に記憶されている３次元座標を消去させる（Ｓ６０）。

【0081】

微調整が必要な場合、作業者は、微調整を行う（Ｓ７０）。微調整は、例えば、ＸＹＺ軸、ＡＢＣ軸、および、姿勢を変更して行われる。

【0082】

次に、作業者は、教示ボタンを押して、ロボット制御装置３０に教示点を記憶させる（Ｓ８０）。これにより、ロボット１０の教示が終了する。

【0083】

以上のように、第１実施形態によれば、指示棒２１１は、位置指示部２１１１を有する。視覚センサ２２は、位置指示部２１１１を撮像する。操作部２１２は、動作実行指令に含まれる動作条件を設定可能である。

【0084】

指示棒２１１を用いることにより、空間上においてロボット１０を移動させたい位置またはその近傍を直感的に指示することができる。これにより、教示をより容易にすることができる。また、通常、ロボット１０の軸数が増えるほど、移動させたい位置まで移動させるための動きを考えることが難しくなる。指示棒２１１を用いることにより、移動させたい位置までの工程を考えなくて済むため、ロボット１０に習熟度していない作業者でも、より容易にロボット１０を動かすことができる。また、指示棒２１１を用いたアームの先端の誘導後は、微調整すればよく、作業者の負担を減らすことができる。

【0085】

また、判定部３５は、指示座標Ｃ１が可動範囲内であるか否かを判定する。表示部群２１１３の判定結果表示部は、判定結果を判定結果表示部に表示する。通常、アームの先端を動かしたい位置がロボット１０の可動範囲内であるかを判断することは難しい。これに対して、第１実施形態では、指示座標Ｃ１を取得した時点で、指示座標Ｃ１が可動範囲内であるかどうかが表示されるため、ロボット１０に習熟していない作業者でも分かりやすい。

【0086】

また、動作制御部３３は、誘導ベクトルＶに従った経路でアームの先端を移動させる。通常、指示した位置がロボット１０の動作範囲外であった場合、ロボット１０を動かすことができず、動かしたい位置に近づけることもできない。これに対して、第１実施形態では、アームの先端の座標がロボット１０の動作限界に到達しない限り、動かしたい位置に動かすことができる。これにより、アームの先端を動かしたい位置に到達させるために、どのような方法をとればいいのかが分かりやすい。

【0087】

また、計算部３２は、誘導ベクトルＶを演算する。動作実行指令は、ＭＯＶＥボタンにより生成される。作業者は、任意の位置でＭＯＶＥボタンを操作して、誘導ベクトルＶに従ったアームの先端の移動を停止させることができる。これにより、視覚センサ２２であるカメラ等に写らない位置にアームの先端を誘導することができる。この結果、教示をより容易にすることができる。

【0088】

また、ロボット１０の操作に関するスイッチ類の多くは、指示棒２１１ではなく、例えば、操作部２１２に設けられている。これにより、教示をさらに容易にすることができる。

【0089】

尚、第１実施形態では、ＭＯＶＥボタンは、指示棒２１１に設けられる。しかし、指示棒２１１に設けられるＭＯＶＥボタン等は、操作部２１２に設けられてもよい。

【0090】

また、指示棒２１１または操作部２１２に、例えば、ティーチングペンダントまたはタブレット等の表示操作機器が有線または無線により接続されてもよい。スイッチ群２１１２、２１２２のうちの全部または一部のスイッチによる操作は、ティーチングペンダントまたはタブレットで行われてもよい。表示部群２１１３のうちの全部または一部の表示部による表示は、ティーチングペンダントまたはタブレットで行われてもよい。

【0091】

（第２実施形態）
図８は、第２実施形態によるロボット装置１の誘導の一例を示す図である。第２実施形態は、誘導の中継点が指示される点で、第１実施形態とは異なっている。

【0092】

作業者は、指示棒２１１により、複数の位置を指示する。これにより、複数の指示座標Ｃ１、Ｃ２が取得される。

【0093】

記憶制御部３４は、複数の指示座標Ｃ１、Ｃ２を記憶部に記憶させる。また、複数の指示座標Ｃ１、Ｃ２は、例えば、アームの先端を移動させる順番とともに、記憶部に記憶される。

【0094】

計算部３２は、誘導ベクトルＶに含まれる、第１誘導ベクトルＶ１、および、第２誘導ベクトルＶ２を計算する。第１誘導ベクトルＶ１は、アームの先端のアーム座標Ｃ１０と、指示座標Ｃ１と、の間のベクトルである。第２誘導ベクトルＶ２は、２つの指示座標Ｃ１、Ｃ２間のベクトルである。

【0095】

動作制御部３３は、第１誘導ベクトルＶ１および第２誘導ベクトルＶ２に従った経路でアームの先端が複数の指示座標Ｃ１、Ｃ２に応じた位置に移動するように、動作実行指令に基づいてロボット１０の動作を制御する。これにより、アーム座標Ｃ１０から最後の指示座標（図８に示す例では、指示座標Ｃ２）までの経路を、略円弧状またはジグザグ等に変化させることができる。この結果、例えば、障害物ＯＢを迂回するようにアームを移動させることができる。

【0096】

尚、図６を参照して説明したように、第２誘導ベクトルＶ２を延長した延長ベクトルＶ２ｅに沿って、アームの先端を誘導してもよい。これにより、アームの先端を、撮像範囲２２１の範囲外の目的の位置に誘導することができる。

【0097】

また、図８に示す例では、２つの指示座標Ｃ１、Ｃ２が指示されているが、３つ以上の指示座標が指示されてもよい。

【0098】

第２実施形態のように、誘導の中継点が指示されてもよい。第２実施形態によるロボット装置１は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0099】

本実施形態によるロボット装置１、教示装置２１、および、教示システム２０の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、ロボット装置１、教示装置２１、および、教示システム２０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。また、ロボット装置１、教示装置２１、および、教示システム２０の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

【0100】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0101】

１ ロボット装置、１０ ロボット、２０ 教示システム、２１ 教示装置、２１１ 指示棒、２１１１ 位置指示部、２１１２ スイッチ群、２１２ 操作部、２１２２ スイッチ群、２２ 視覚センサ、２２１ 撮像範囲、２２１ａ 遮蔽領域、３０ ロボット制御装置、３１ 取得部、３２ 計算部、３３ 動作制御部、３４ 記憶制御部、３５ 判定部、Ｃ１０ アーム座標、Ｃ１ 指示座標、Ｃ２ 指示座標、Ｃａ 座標、ＯＢ 障害物、Ｖ 誘導ベクトル、Ｖ１ 第１誘導ベクトル、Ｖ２ 第２誘導ベクトル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】