特開 2024-93392 ロボットシステム

(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】P2024093392

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】ロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 3/00 20060101AFI20240702BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

B25J3/00 Z

B25J13/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022209750

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100172362

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 達哉

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 雅之

(72)【発明者】

【氏名】佐久間 智輝

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 大樹

(72)【発明者】

【氏名】木下 博貴

(72)【発明者】

【氏名】渡壁 慶三

(72)【発明者】

【氏名】田中 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】清水 開

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS12

3C707DS01

3C707HS27

3C707JT05

3C707JT07

3C707JT10

3C707JU03

3C707KS11

3C707KS34

3C707KS35

3C707KW03

3C707KW05

3C707LS20

3C707LU01

3C707LU08

3C707LV02

3C707LV10

(57)【要約】

【課題】操作者が操作部を用いて任意の操作により複数のロボットを連携して動作させて作業を行うことが可能なロボットシステムを提供する。
【解決手段】このロボットシステム１００は、ロボット１と、ロボット１と共同で作業を行うロボット２と、ロボット１および２を操作するための操作者による操作を受け付ける単一の操作部３と、単一の操作部３により受け付けた操作に基づいて、ロボット１および２を動作させる制御を行う制御部４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ロボットと、
前記第１ロボットと共同で作業を行う第２ロボットと、
前記第１ロボットおよび前記第２ロボットを操作するための操作者による操作を受け付ける単一の操作部と、
単一の前記操作部により受け付けた操作に基づいて、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットを動作させる制御を行う制御部と、を備える、ロボットシステム。

【請求項2】

前記制御部は、単一の前記操作部による操作に基づいて、前記第１ロボットを動作させ、前記第１ロボットの動作に追従するように前記第２ロボットを動作させる制御を行う、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記制御部は、単一の前記操作部による操作に基づいて、前記第１ロボットを動作させ、前記第１ロボットの移動速度に基づいて前記第２ロボットを動作させる制御を行う、請求項２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記制御部は、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットにより作業対象の作業物を挟み込んで保持している場合に、所定の保持力が前記作業物に作用するように、単一の前記操作部による操作に基づいて、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットを動作させる制御を行う、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項5】

前記制御部は、前記操作部により受け付ける操作者による操作の操作力と、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットに加わる接触力と、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットにより前記作業物を保持する保持力と、に基づいて、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットを動作させる制御を行う、請求項４に記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記制御部は、前記操作部により受け付ける操作者による操作の操作力と、前記第１ロボットに加わる接触力と、前記作業物を保持する保持力と、に基づいて、前記第１ロボットの移動速度を決定するとともに、前記第１ロボットの移動速度と、前記第２ロボットに加わる接触力と、前記作業物を保持する保持力と、に基づいて、前記第２ロボットの移動速度を決定する、請求項５に記載のロボットシステム。

【請求項7】

前記制御部は、前記接触力に基づいて、前記保持力の大きさを変化させて、単一の前記操作部による操作に基づいて前記第１ロボットおよび前記第２ロボットを動作させる制御を行う、請求項４に記載のロボットシステム。

【請求項8】

前記制御部は、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットにより前記作業物を保持している場合に、前記第１ロボットの位置および前記第２ロボットの位置に基づいて、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットを動作させる制御点を決定する、請求項４に記載のロボットシステム。

【請求項9】

前記制御部は、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットにより前記作業物を保持している場合に、前記制御点を前記作業物の内部または表面の位置に決定する、請求項８に記載のロボットシステム。

【請求項10】

前記制御部は、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットにより前記作業物を挟み込んで把持して前記作業物を保持するように、単一の前記操作部による操作に基づいて、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットを動作させる制御を行う、請求項４に記載のロボットシステム。

【請求項11】

前記制御部は、前記第１ロボットと前記第２ロボットとの間の近づく距離に応じて、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットが互いに遠ざかる方向に作用する斥力を決定して、単一の前記操作部による操作に基づいて前記第１ロボットおよび前記第２ロボットを動作させる制御を行う、請求項５に記載のロボットシステム。

【請求項12】

前記操作部に対する操作により前記第１ロボットを単独で動作させる第１モードと、前記操作部に対する操作により前記第２ロボットを単独で動作させる第２モードと、前記操作部に対する操作により前記第１ロボットおよび前記第２ロボットを連携させて動作させる第３モードと、を切り替え可能である、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項13】

単一の前記操作部の操作に基づいて、仮想的に前記第１ロボットおよび前記第２ロボットを動作させるシミュレーションを行うシミュレーション制御部をさらに備える、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項14】

前記操作部の操作を、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットをシミュレーションにより動作させるシミュレーション環境と、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットを実際に動作させる実環境と、に切り替え可能である、請求項１３に記載のロボットシステム。

【請求項15】

前記第１ロボットおよび前記第２ロボットの作業状況を提示する情報提示部をさらに備え、
前記情報提示部は、表示部、前記操作部、および、周辺機器のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項16】

前記情報提示部は、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットの動作範囲、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットの動作速度、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットに加わる接触力、前記第１ロボットおよび前記第２ロボットの先端の向き、のうち少なくとも１つを含む前記作業状況を、表示して提示する、請求項１５に記載のロボットシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボットシステムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、マスタロボットと、マスタロボットとともに作業を行うスレーブロボットと、マスタロボットおよびスレーブロボットの動作を制御する制御装置と、を備えるロボットシステムが開示されている。このロボットシステムでは、制御装置は、プログラムに基づいてマスタロボットを動作させ、マスタロボットの動作に合わせてスレーブロボットを動作させる制御を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５－２６２３６９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、上記特許文献１のロボットシステムでは、制御装置がプログラムに基づいてマスタロボットおよびスレーブロボットを含む複数のロボットを動作させている。このため、操作者が操作部を用いて任意の操作により複数のロボットを動作させる場合には、上記特許文献１のロボットシステムを適用することが困難である。その結果、操作者が操作部を用いて任意の操作により複数のロボットを連携して動作させて作業を行うことが困難であるという問題点がある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、操作者が操作部を用いて任意の操作により複数のロボットを連携して動作させて作業を行うことが可能なロボットシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の一の局面によるロボットシステムは、第１ロボットと、第１ロボットと共同で作業を行う第２ロボットと、第１ロボットおよび第２ロボットを操作するための操作者による操作を受け付ける単一の操作部と、単一の操作部により受け付けた操作に基づいて、第１ロボットおよび第２ロボットを動作させる制御を行う制御部と、を備える。

【0008】

この発明の一の局面によるロボットでは、上記のように、単一の操作部により受け付けた操作に基づいて、第１ロボットおよび第２ロボットを動作させる制御を行う制御部を設ける。これにより、操作者が単一の操作部を操作することにより、第１ロボットおよび第２ロボットを連携して動作させることができる。これにより、操作者が操作部を用いて任意の操作により複数のロボットを連携して動作させて作業を行うことができる。また、単一の操作部により複数のロボットを操作することができるので、複数のロボットを別個の操作部により各々操作する場合と比べて、操作者による操作を容易に行うことができる。その結果、操作者の負担が増大するのを抑制することができるので、容易に複数のロボットにより連携して作業を行うことができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、上記のように、操作者が操作部を用いて任意の操作により複数のロボットを連携して動作させて作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態によるロボットシステムの概略を示した図である。

【図2】一実施形態によるロボットシステムの制御的な構成を示したブロック図である。

【図3】一実施形態によるロボットシステムの複数のロボットの連携制御を説明するための図である。

【図4】一実施形態によるロボットシステムのロボットの操作の切り替えを説明するための図である。

【図5】一実施形態によるロボットシステムの連携制御の際の２台のロボットの位置関係を説明するための図である。

【図6】一実施形態によるロボットシステムの連携制御の際の３台のロボットの位置関係を説明するための図である。

【図7】一実施形態によるロボットシステムの連携制御の際の４台のロボットの位置関係を説明するための図である。

【図8】一実施形態によるロボットシステムの連携制御の過負荷の抑制を説明するための図である。

【図9】一実施形態によるロボットシステムの連携制御時の制御中心を説明するための図である。

【図10】一実施形態によるロボットシステムの把持時の保持力と解放時の保持力とを説明するための図である。

【図11】一実施形態によるロボットシステムの把持前の保持力と把持後の保持力とを説明するための図である。

【図12】一実施形態によるロボットシステムの複数のロボットの干渉の回避を説明するための図である。

【図13】一実施形態によるロボットシステムのシミュレーション環境による操作と実環境による操作との切り替えを説明するための図である。

【図14】一実施形態によるロボットシステムの情報提示部の表示の一例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

一実施形態を図面に基づいて説明する。

【0012】

図１～図１４を参照して、本実施形態によるロボットシステム１００の構成について説明する。

【0013】

図１に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット１と、ロボット２と、操作部３と、制御部４と、を備えている。ロボット１および２は、たとえば、産業用や医療用などのロボットである。また、ロボット１および２は、共同で作業を行う。ロボットシステム１００は、ロボット１および２により、作業物５に対する作業を行う。たとえば、ロボット１および２は、作業物５を、挟み込んで保持する。なお、ロボット１は、「第１ロボット」の一例であり、ロボット２は、「第２ロボット」の一例である。

【0014】

ロボット１および２は、同様の構成を有している。ロボット１および２は、６軸の垂直多関節を含んでいる。ロボット１は、一方の先端部に、エンドエフェクタ１０が取り付けられている。ロボット２は、一方の先端部に、エンドエフェクタ２０が取り付けられている。また、ロボット１および２は、他方の先端部に設けられ、床、壁、柱などに取り付けられる基台を含んでいる。

【0015】

ロボット１および２は、図２に示すように、各々、力センサ１１と、駆動部１２と、を含んでいる。力センサ１１は、ロボット１（２）に加わる接触力を検知する。力センサ１１は、ロボット１（２）に加わる力を直接的に検知するセンサと、駆動部１２のトルクを検知するトルク検知部とのうち少なくとも１つを含む。力センサ１１により検知したセンサ値は、制御部４に送信される。駆動部１２は、ロボット１（２）の関節を回転させて、ロボット１（２）を動作させる。具体的には、駆動部１２は、各関節を回転駆動させる複数のモータと、各関節の回転位置を検出する複数の検出部と、を含んでいる。また、駆動部１２は、制御部４からの位置指令値に基づいて駆動する。

【0016】

操作部３は、ロボット１および２を操作するための操作者による操作を受け付ける。ロボットシステム１００では、複数のロボットに対して、単一の操作部３が設けられている。つまり、単一の操作部３により、ロボット１および２の両方の操作を行うことが可能である。操作部３は、たとえば、操作者が両手により把持して動かす操作を受け付ける。操作部３は、図２に示すように、力センサ３１と、モード切替部３２と、駆動部３３と、を含んでいる。力センサ３１は、操作者の操作により、操作部３に加わる操作力を検知する。力センサ３１は、操作部３に加わる力を直接的に検知するセンサと、駆動部３３のトルクを検知するトルク検知部とのうち少なくとも１つを含む。力センサ３１により検知したセンサ値は、制御部４に送信される。モード切替部３２は、操作部３による操作対象のロボットを切り替える操作を受け付ける。駆動部３３は、操作部３を駆動させる。具体的には、駆動部３３は、複数の軸線周りに操作部３を各々回転駆動させる複数のモータと、複数の軸線周りの回転位置を各々検出する複数の検出部と、を含んでいる。また、駆動部３３は、制御部４からの位置指令値に基づいて駆動する。

【0017】

ここで、本実施形態では、制御部４は、単一の操作部３により受け付けた操作に基づいて、ロボット１および２を動作させる制御を行う。具体的には、制御部４は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）と、メモリと、を含んでいる。

【0018】

また、制御部４は、単一の操作部３による操作に基づいて、ロボット１を動作させ、ロボット１の動作に追従するようにロボット２を動作させる制御を行う。これにより、単一の操作部３によりロボット１を操作することにより、ロボット１の動作に追従してロボット２を動作させることができるので、ロボット１およびロボット２が連携するように容易に操作することができる。

【0019】

具体的には、図２に示すように、制御部４は、操作部３の力センサ３１により検知した操作力に基づくセンサ値を、力センサ処理４１ａにより受け付ける。また、制御部４は、ロボット１の力センサ１１により検知した接触力に基づくセンサ値を、力センサ処理４１ｂにより受け付ける。そして、制御部４は、力センサ処理４１ａにより受け付けた操作力と、力センサ処理４１ｂにより受け付けた接触力と、連携制御ロジック４２ａに設定された把持力と、を加算した力を、力制御ロジック４３ａにより、ロボット１の移動速度に変換する。

【0020】

ロボット１の移動速度は、積分４４ａにより積分処理されて位置の値が算出される。算出された位置の値は、ロボット通信処理４５ａを介して、操作部３の駆動部３３に位置指令値として送信される。これにより、操作部３が駆動する。

【0021】

また、ロボット１の移動速度は、積分４４ｂにより積分処理されて位置の値が算出される。算出された位置の値は、ロボット通信処理４５ｂを介して、ロボット１の駆動部１２に位置指令値として送信される。これにより、ロボット１が駆動する。

【0022】

また、制御部４は、ロボット２の力センサ１１により検知した接触力に基づくセンサ値を、力センサ処理４１ｃにより受け付ける。そして、制御部４は、力センサ処理４１ｃにより受け付けた接触力と、連携制御ロジック４２ｂに設定された把持力と、を加算した力を、力制御ロジック４３ａにより、連携制御ロジック４２ｂを介したロボット１の移動速度を加味して、ロボット２の移動速度に変換する。

【0023】

ロボット２の移動速度は、積分４４ｃにより積分処理されて位置の値が算出される。算出された位置の値は、ロボット通信処理４５ｃを介して、ロボット２の駆動部１２に位置指令値として送信される。これにより、ロボット２が駆動する。

【0024】

つまり、制御部４は、単一の操作部３による操作に基づいて、ロボット１を動作させ、ロボット１の移動速度に基づいてロボット２を動作させる制御を行う。これにより、ロボット１の移動速度に合わせてロボット２が移動するように制御することができる。

【0025】

また、制御部４は、ロボット１および２により作業対象の作業物５を挟み込んで保持している場合に、所定の保持力が作業物５に作用するように、単一の操作部３による操作に基づいて、ロボット１および２を動作させる制御を行う。これにより、ロボット１および２により作業物５を挟み込んで保持している際に、常に保持力を作用させることができるので、作業物５を確実に保持することができる。

【0026】

また、制御部４は、操作部３により受け付ける操作者による操作の操作力と、ロボット１および２に加わる接触力と、ロボット１および２により作業物５を保持する保持力と、に基づいて、ロボット１および２を動作させる制御を行う。これにより、操作力と接触力と保持力とがバランスするように、ロボット１およびロボット２を連携して移動させることができる。

【0027】

具体的には、制御部４は、ロボット１および２により作業物５を挟み込んで把持して作業物５を保持するように、単一の操作部３による操作に基づいて、ロボット１および２を動作させる制御を行う。これにより、ロボット１および２により作業物５を挟み込んで把持して、作業物５に対して作業を行うことができる。

【0028】

また、制御部４は、操作部３により受け付ける操作者による操作の操作力と、ロボット１に加わる接触力と、作業物５を保持する保持力と、に基づいて、ロボット１の移動速度を決定する。そして、制御部４は、ロボット１の移動速度と、ロボット２に加わる接触力と、作業物５を保持する保持力と、に基づいて、ロボット２の移動速度を決定する。これにより、ロボット１の移動速度と、ロボット２に加わる接触力と、保持力とに基づいて、ロボット１の移動に合わせてロボット２を移動させる制御を容易に行うことができる。

【0029】

図３に示すように、制御部４は、作業物５に対する作業に応じて、ロボット１および２を連携させながら、ロボット１および２を動作させる。図３（Ａ）に示すように、ロボット１および２により作業物５を保持していない場合は、ロボット１および２を同じ速度により動作させる。たとえば、ロボット１の移動速度がＶ１であり、ロボット２の移動速度がＶ２である。そして、Ｖ１＝Ｖ２となるように、ロボット１および２が動作する。

【0030】

図３（Ｂ）に示すように、ロボット１および２により、作業物５を保持する場合、制御部４は、所定の保持力Ｆｂ１、Ｆｂ２が作用するように、ロボット１および２の動作を制御する。また、この際、ロボット１に対する接触力がＦａ１であり、ロボット２に対する接触力がＦａ２である。

【0031】

図３（Ｃ）に示すように、ロボット１および２により、作業物５を保持しながら搬送する場合、制御部４は、操作部３に対する操作力Ｆｃ１に基づいて、作業物５を移動させるように、ロボット１および２の動作を制御する。この際、所定の保持力Ｆｂ２が作業物５に作用しているため、操作者は、作業物５の保持を意識することなく、作業物５を移動させることが可能である。また、この場合、ロボット１は、速度Ｖ１により移動し、ロボット２は、速度Ｖ１より小さい速度Ｖ２により移動する。これにより、所定の保持力Ｆｂ２が作業物５に作用する。

【0032】

また、ロボットシステム１００は、操作部３に対する操作によりロボット１を単独で動作させる第１モードと、操作部３に対する操作によりロボット２を単独で動作させる第２モードと、操作部３に対する操作によりロボット１および２を連携させて動作させる第３モードと、を切り替え可能である。これにより、ロボット１および２を各々単独で動作させて、所望の位置に配置してから、ロボット１および２を連携させて動作させることができる。

【0033】

操作部３のモード切替部３２（図２参照）が操作者により操作されることにより、制御部４は、第１モード、第２モードおよび第３モードの切り替えを受け付ける。

【0034】

図４（Ａ）に示すように、ロボット１を単独で動作させる第１モードでは、操作部３の操作によりロボット１が動作する。この際、ロボット２は、動作しない。たとえば、操作部３の操作によりロボット１を作業物５の近くまで移動させる。図４（Ｂ）に示すように、ロボット２を単独で動作させる第２モードでは、操作部３の操作によりロボット２が動作する。この際、ロボット１は、動作しない。たとえば、操作部３の操作によりロボット２を作業物５の近くまで移動させる。この場合、操作部３によりロボット２を移動させるため、ロボット２の高さ位置が、ロボット１の高さ位置に対してずれる場合もある。図４（Ｃ）に示すように、ロボット１および２を連携させて動作させる第３モードでは、操作部３の操作によりロボット１および２が動作する。第３モードの移行した際に、ロボット１および２は、連携するように動作されるため、ロボット２の位置および姿勢が、ロボット１の位置および姿勢を基準とした位置および姿勢にされる。たとえば、ロボット２の高さ位置がロボット１の高さ位置と一致するように、ロボット２が移動する。

【0035】

ロボット１に連携させるロボット２の位置は、ロボット１を基準として設定される。具体的には、ロボット１に連携させるロボット２の平面視における位置は、図５に示すように、ロボット１の位置ＰＡを基準として、作業物５の寸法に基づく位置ＰＢに設定される。また、ロボット２の高さ位置は、ロボット１の高さ位置と同じ位置に設定される。なお、ロボットの位置とは、ロボットの先端に設定されたＴＣＰの位置である。

【0036】

また、図６に示すように、ロボットが３台の場合、ロボット１に連携させるロボット２および２ａの位置は、各々、ロボット１を基準として設定される。具体的には、ロボット１に連携させるロボット２の平面視における位置は、ロボット１の位置ＰＡを基準として、作業物５の寸法に基づく位置ＰＢに設定される。また、ロボット２の高さ位置は、ロボット１の高さ位置と同じ位置に設定される。ロボット１に連携させるロボット２ａの平面視における位置は、ロボット１の位置ＰＡを基準として、作業物５の寸法に基づく位置ＰＣに設定される。また、ロボット２ａの高さ位置は、ロボット１の高さ位置と同じ位置に設定される。

【0037】

また、図７に示すように、ロボットが４台の場合、ロボット１に連携させるロボット２、２ａおよび２ｂの位置は、各々、ロボット１を基準として設定される。具体的には、ロボット１に連携させるロボット２の平面視における位置は、ロボット１の位置ＰＡを基準として、作業物５の寸法に基づく位置ＰＢに設定される。また、ロボット２の高さ位置は、ロボット１の高さ位置と同じ位置に設定される。ロボット１に連携させるロボット２ａの平面視における位置は、ロボット１の位置ＰＡを基準として、作業物５の寸法に基づく位置ＰＣに設定される。また、ロボット２ａの高さ位置は、ロボット１の高さ位置と同じ位置に設定される。ロボット１に連携させるロボット２ｂの平面視における位置は、ロボット１の位置ＰＡを基準として、作業物５の寸法に基づく位置ＰＤに設定される。また、ロボット２ｂの高さ位置は、ロボット１の高さ位置と同じ位置に設定される。

【0038】

また、ロボット１の位置を基準として、ロボット２の位置を移動させる場合、図８に示すように、作業物５に接触する場合がある。ロボット２は、ロボット１と同様に、ロボット２に対する接触力を加算して移動動作が制御されているため、接触力が増大するようには、ロボット２が動作されない。これにより、ロボット２に過負荷が作用するのを抑制することが可能である。

【0039】

制御部４は、ロボット１および２により作業物５を保持している場合に、ロボット１の位置および２の位置に基づいて、ロボット１および２を動作させる制御点を決定する。これにより、ロボット１の位置およびロボット２の位置から、保持している作業物５を移動させやすい制御点を設定することができるので、操作者がロボット１および２により作業物５を移動させる操作を直感的に行うことができる。

【0040】

たとえば、制御部４は、ロボット１の位置Ｐ１と、ロボット２の位置Ｐ２との中点の位置Ｐ３を、回転中心となる制御点に設定する。つまり、ロボット１および２の位置は、各ロボットの動作により移動するため、回転中心となる制御点も適宜算出される。また、ロボット１および２により作業物５を保持している場合は、ロボット１の制御点（ＴＣＰ）およびロボット２の制御点（ＴＣＰ）が、共通の位置Ｐ３に設定されることになる。なお、ロボットが３台以上の場合は、複数のロボットの各々の位置の中心の位置を、回転中心となる制御点に設定する。複数のロボットの各々の位置の中心は、たとえば、重心の位置である。

【0041】

制御部４は、回転中心をロボット１および２に基づいて設定した場合、各ロボットの位置と設定した回転中心とから、操作部３の操作に基づいて、回転する速度を算出して、ロボット１および２を動作させる。

【0042】

また、制御部４は、ロボット１および２により作業物５を保持している場合に、制御点を作業物５の内部または表面の位置に決定する。これにより、ロボット１および２を動作させる制御点を作業物５の位置に設定することができるので、操作者がロボット１および２により作業物５を移動させる操作をより直感的に行うことができる。

【0043】

また、制御部４は、接触力に基づいて、保持力の大きさを変化させて、単一の操作部３による操作に基づいてロボット１および２を動作させる制御を行う。これにより、状況に応じて保持力を変更させることができるので、作業物５の保持および開放を容易に切り替えることができる。また、接触力を検知したタイミングで把持力を発生させることができる。

【0044】

具体的には、図１０に示すように、制御部４は、作業物５を把持している場合と、作業物５の把持を開放する場合とで、保持力を変化させる。作業物５の把持、開放は、操作者が操作部３の操作により入力してもよい。作業物５を把持している場合、制御部４は、ロボット１に保持力Ｆｂ３を作用させ、ロボット２に保持力Ｆｂ４（保持力）を作用させる。作業物５の把持を開放する場合、制御部４は、ロボット１に保持力を作用させず、ロボット２に負（マイナス）の保持力Ｆｂ５（保持力）を作用させる。つまり、制御部４は、把持する方向とは反対方向の力がロボット２に作用するように演算を行う。

【0045】

また、図１１に示すように、制御部４は、作業物５を把持する前と、作業物５を把持した後とで、保持力を変化させる。制御部４は、作業物５を把持する前は、保持力Ｆｂ６を大きく設定する。これにより、ロボット２が迅速に移動する。そして、制御部４は、作業物５を把持した後は、保持力Ｆｂ６およびＦｂ８を、保持に必要な力を確保したうえで、小さくする。

【0046】

また、制御部４は、各ロボットについて、保持方向と、保持力の大きさを設定する。つまり、作業物５に作用する保持力の合力が０になるように、各ロボットの位置に応じて保持力が設定される。

【0047】

また、制御部４は、ロボット１とロボット２との間の近づく距離に応じて、ロボット１および２が互いに遠ざかる方向に作用する斥力を決定して、単一の操作部３による操作に基づいてロボット１およびロボット２を動作させる制御を行う。これにより、ロボット１および２を連携して動作させる場合に、ロボット１および２が互いに近づき過ぎるのを抑制することができるので、ロボット１および２が互いに干渉するのを抑制することができる。

【0048】

たとえるなら、図１２に示すように、ロボット１および２の間に、仮想的なバネ３０が配置され、ロボット１および２が近付いた場合には、バネ３０が縮んだ距離に応じて、斥力Ｆｄ１およびＦｄ２が発生する。なお、仮想的なバネ３０は、縮んだ場合には、斥力を発生させるが、遠ざかった際に引力は発生させない。つまり、仮想的なバネ３０の両端は、ロボット１および２には、固定されておらず、挟み込まれているだけの状態である。

【0049】

また、ロボット１および２が互いに遠ざかる方向に作用する斥力は、力制御ロジック４３ａおよび４３ｂ（図２参照）に入力する前に各力（操作力、接触力、把持力）に加算されて、演算される。

【0050】

また、ロボット毎に仮想的なバネ３０の大きさを設定してもよい。つまり、バネ３０が大きい場合には、ロボット間の距離が大きい場合でも、近づけば斥力が発生する。一方、バネ３０が小さい場合には、ロボット間の距離が小さくならないと、斥力が発生しない。また、仮想的なバネ３０のバネ定数を、ロボット毎に設定してもよい。

【0051】

図１３に示すように、ロボットシステム１００は、単一の操作部３の操作に基づいて、仮想的にロボット１およびロボット２を動作させるシミュレーションを行うシミュレーション制御部７を備える。これにより、ロボット１および２の動作を操作する単一の操作部３を用いて、仮想的にロボット１および２を動作させるシミュレーションを行うことができる。

【0052】

シミュレーション制御部７は、操作部３の操作に基づいて、表示部６にシミュレーション画像を表示する。シミュレーション制御部７は、ＣＰＵと、メモリと、を含んでいる。

【0053】

また、ロボットシステム１００は、操作部３の操作を、ロボット１および２をシミュレーションにより動作させるシミュレーション環境と、ロボット１および２を実際に動作させる実環境と、に切り替え可能である。これにより、操作部３を用いてシミュレーションによりロボット１および２を動作させる操作を試行してから、実際にロボット１および２を操作部３により動作させて評価することができる。つまり、ロボットシステム１００では、シミュレーション環境と実環境とをシームレスで切り替えることが可能である。これにより、シミュレーション環境で試行錯誤した内容を、実環境において評価することが可能である。また、実環境においてトラブルが発生した場合に、シミュレーション環境において検証することが可能である。

【0054】

また、図１４に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット１および２の作業状況を提示する情報提示部８を備える。情報提示部８は、表示部を含む。これにより、情報提示部８による提示により、ロボット１および２の作業状況を、操作者が容易に確認することができる。

【0055】

情報提示部８は、ロボット１および２の動作範囲、ロボット１およびロボット２の動作速度、ロボット１および２に加わる接触力、ロボット１および２の先端の向きを含む作業状況を、表示して提示する。これにより、操作者が、ロボット１および２の動作範囲、ロボット１および２の動作速度、ロボット１および２に加わる接触力、ロボット１および２の先端の向きを、容易に確認することができる。

【0056】

具体的には、情報提示部８は、ロボット１の動作速度を情報エリア８１ａに表示し、ロボット２の動作速度を情報エリア８１ｂに表示する。また、情報提示部８は、ロボット１に加わる接触力を情報エリア８２ａに表示し、ロボット２に加わる接触力を情報エリア８２ｂに表示する。また、情報提示部８は、ロボット１が把持中であることを示す情報を情報エリア８３ａに表示し、ロボット２が把持中であることを示す情報を情報エリア８３ｂに表示する。

【0057】

また、情報提示部８は、ロボット１および２の動作範囲８４を表示する。また、情報提示部８は、ロボット１の先端の向き示す矢印８５ａを表示する。また、情報提示部８は、ロボット２の先端の向き示す矢印８５ｂを表示する。また、情報提示部８は、アイコンボタンを情報エリア８６に表示する。

【0058】

また、情報提示部８は、作業状況を拡張現実により表示する。たとえば、情報提示部８は、ヘッドマウントディスプレイを含み、実施のロボット１および２に対応するようにディスプレイ上に情報を表示する。

【0059】

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0060】

本実施形態では、上記のように、単一の操作部３により受け付けた操作に基づいて、ロボット１および２を動作させる制御を行う制御部４を設ける。これにより、操作者が単一の操作部３を操作することにより、ロボット１および２を連携して動作させることができる。これにより、操作者が操作部３を用いて任意の操作により複数のロボット１および２を連携して動作させて作業を行うことができる。また、単一の操作部３により複数のロボット１および２を操作することができるので、複数のロボット１および２を別個の操作部により各々操作する場合と比べて、操作者による操作を容易に行うことができる。その結果、操作者の負担が増大するのを抑制することができるので、容易に複数のロボット１および２により連携して作業を行うことができる。

【0061】

また、本実施形態では、上記のように、制御部４は、単一の操作部３による操作に基づいて、ロボット１を動作させ、ロボット１の動作に追従するようにロボット２を動作させる制御を行う。これにより、単一の操作部３によりロボット１を操作することにより、ロボット１の動作に追従してロボット２を動作させることができるので、ロボット１およびロボット２が連携するように容易に操作することができる。

【0062】

また、本実施形態では、上記のように、制御部４は、単一の操作部３による操作に基づいて、ロボット１を動作させ、ロボット１の移動速度に基づいてロボット２を動作させる制御を行う。これにより、ロボット１の移動速度に合わせてロボット２が移動するように制御することができる。

【0063】

また、本実施形態では、上記のように、制御部４は、ロボット１およびロボット２により作業対象の作業物５を挟み込んで保持している場合に、所定の保持力が作業物５に作用するように、単一の操作部３による操作に基づいて、ロボット１およびロボット２を動作させる制御を行う。これにより、ロボット１および２により作業物５を挟み込んで保持している際に、常に保持力を作用させることができるので、作業物５を確実に保持することができる。

【0064】

また、本実施形態では、上記のように、制御部４は、操作部３により受け付ける操作者による操作の操作力と、ロボット１およびロボット２に加わる接触力と、ロボット１およびロボット２により作業物５を保持する保持力と、に基づいて、ロボット１およびロボット２を動作させる制御を行う。これにより、操作力と接触力と保持力とがバランスするように、ロボット１およびロボット２を連携して移動させることができる。

【0065】

また、本実施形態では、上記のように、制御部４は、操作部３により受け付ける操作者による操作の操作力と、ロボット１に加わる接触力と、作業物５を保持する保持力と、に基づいて、ロボット１の移動速度を決定するとともに、ロボット１の移動速度と、ロボット２に加わる接触力と、作業物５を保持する保持力と、に基づいて、ロボット２の移動速度を決定する。これにより、ロボット１の移動速度と、ロボット２に加わる接触力と、保持力とに基づいて、ロボット１の移動に合わせてロボット２を移動させる制御を容易に行うことができる。

【0066】

また、本実施形態では、上記のように、制御部４は、接触力に基づいて、保持力の大きさを変化させて、単一の操作部３による操作に基づいてロボット１およびロボット２を動作させる制御を行う。これにより、状況に応じて保持力を変更させることができるので、作業物５の保持および開放を容易に切り替えることができる。また、接触力を検知したタイミングで把持力を発生させることができる。

【0067】

また、本実施形態では、上記のように、制御部４は、ロボット１およびロボット２により作業物５を保持している場合に、ロボット１の位置およびロボット２の位置に基づいて、ロボット１およびロボット２を動作させる制御点を決定する。これにより、ロボット１の位置およびロボット２の位置から、保持している作業物５を移動させやすい制御点を設定することができるので、操作者がロボット１および２により作業物５を移動させる操作を直感的に行うことができる。

【0068】

また、本実施形態では、上記のように、制御部４は、ロボット１およびロボット２により作業物５を保持している場合に、制御点を作業物５の内部または表面の位置に決定する。これにより、ロボット１および２を動作させる制御点を作業物５の位置に設定することができるので、操作者がロボット１および２により作業物５を移動させる操作をより直感的に行うことができる。

【0069】

また、本実施形態では、上記のように、制御部４は、ロボット１およびロボット２により作業物５を挟み込んで把持して作業物５を保持するように、単一の操作部３による操作に基づいて、ロボット１およびロボット２を動作させる制御を行う。これにより、ロボット１および２により作業物５を挟み込んで把持して、作業物５に対して作業を行うことができる。

【0070】

また、本実施形態では、上記のように、制御部４は、ロボット１とロボット２との間の近づく距離に応じて、ロボット１およびロボット２が互いに遠ざかる方向に作用する斥力を決定して、単一の操作部３による操作に基づいてロボット１およびロボット２を動作させる制御を行う。これにより、ロボット１および２を連携して動作させる場合に、ロボット１および２が互いに近づき過ぎるのを抑制することができるので、ロボット１および２が互いに干渉するのを抑制することができる。

【0071】

また、本実施形態では、上記のように、操作部３に対する操作によりロボット１を単独で動作させる第１モードと、操作部３に対する操作によりロボット２を単独で動作させる第２モードと、操作部３に対する操作によりロボット１およびロボット２を連携させて動作させる第３モードと、を切り替え可能である。これにより、ロボット１および２を各々単独で動作させて、所望の位置に配置してから、ロボット１および２を連携させて動作させることができる。

【0072】

また、本実施形態では、上記のように、単一の操作部３の操作に基づいて、仮想的にロボット１およびロボット２を動作させるシミュレーションを行うシミュレーション制御部４をさらに備える。これにより、ロボット１および２の動作を操作する単一の操作部３を用いて、仮想的にロボット１および２を動作させるシミュレーションを行うことができる。

【0073】

また、本実施形態では、上記のように、操作部３の操作を、ロボット１およびロボット２をシミュレーションにより動作させるシミュレーション環境と、ロボット１およびロボット２を実際に動作させる実環境と、に切り替え可能である。これにより、ロボットシステム１００において、シミュレーション環境と実環境とをシームレスで切り替えることができる。

【0074】

また、本実施形態では、上記のように、ロボット１およびロボット２の作業状況を提示する情報提示部をさらに備え、情報提示部は、表示部、操作部３、および、周辺機器のうち少なくとも１つを含む。これにより、情報提示部８による提示により、ロボット１および２の作業状況を、操作者が容易に確認することができる。

【0075】

また、本実施形態では、上記のように、情報提示部は、ロボット１およびロボット２の動作範囲、ロボット１およびロボット２の動作速度、ロボット１およびロボット２に加わる接触力、ロボット１およびロボット２の先端の向き、のうち少なくとも１つを含む作業状況を、表示して提示する。これにより、操作者がロボット１および２の作業状況を、容易に認識することができる。

【0076】

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0077】

たとえば、上記実施形態では、産業用または医療用のロボットに本発明を適用する例を示したが、これに限られない。たとえば、人型ロボットに本発明を適用してもよい。

【0078】

また、上記実施形態では、ロボットが６軸の垂直関節を含む例を示したが、これに限られない。たとえば、ロボットが５軸以下または７軸以上の関節を含んでいてもよい。また、水平多関節のロボットを用いてもよい。

【0079】

また、上記実施形態では、ロボットシステムに２台のロボットが設けられている例を示したが、これに限られない。たとえば、ロボットシステムに３台以上のロボットが設けられていてもよい。この場合、単一の操作部により３台以上のロボットが操作されるようにしてもよい。この場合、３台目以降のロボットは、第１ロボットに動作に基づいて移動速度が算出されて動作するようにしてもよい。

【0080】

また、上記実施形態では、情報提示部が表示部を含む例を示したが、これに限られない。たとえば、情報提示部が、表示部、操作部、および、周辺機器のうち少なくとも１つを含んでいてもよい。

【0081】

また、上記実施形態では、情報提示部が、第１ロボットおよび第２ロボットの動作範囲、第１ロボットおよび第２ロボットの動作速度、第１ロボットおよび第２ロボットに加わる接触力、および、第１ロボットおよび第２ロボットの先端の向き、を含む作業状況を、表示して提示する例を示したが、これに限られない。情報提示部が、第１ロボットおよび第２ロボットの動作範囲、第１ロボットおよび第２ロボットの動作速度、第１ロボットおよび第２ロボットに加わる接触力、第１ロボットおよび第２ロボットの先端の向き、のうち少なくとも１つを含む作業状況を、表示して提示してもよい。

【0082】

また、上記実施形態では、第１ロボットおよび第２ロボットを、共通の制御部により動作させる例を示したが、これに限られない。たとえば、第１ロボットおよび第２ロボットの各々に、操作部および制御部が設けられ、第１ロボットおよび第２ロボットを互いに独立して動作させることが可能であるとともに、必要に応じて、共通の操作部の操作に基づいて、各々の制御部が協調制御を行い、第１ロボットおよび第２ロボットを連携して動作させてもよい。この場合、第１ロボットの操作部からの信号が第２ロボットの制御部に送られ、第２ロボットの協調制御が実行されてもよい。その際に、第２ロボットの操作部から協調制御に切り替える信号を出してもよいし、第１ロボットの操作部から協調制御に切り替える信号を出してもよいし、より上位のシステムで協調制御のコマンドを実行してもよい。

【0083】

本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、従来の回路、および／または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアおよび／またはプロセッサの構成に使用される。

【符号の説明】

【0084】

１ ロボット（第１ロボット）
２ ロボット（第２ロボット）
３ 操作部
４ 制御部
５ 作業物
６ 表示部
７ シミュレーション制御部
８ 情報提示部
１００ ロボットシステム

【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】