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特開2025-1190多関節ロボットの制御方法、多関節ロボットの教示方法、及び、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】P2025001190
(43)【公開日】2025-01-08
(54)【発明の名称】多関節ロボットの制御方法、多関節ロボットの教示方法、及び、ロボットシステム
(51)【国際特許分類】
B25J 9/22 20060101AFI20241225BHJP
【ＦＩ】
B25J9/22 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023100645
(22)【出願日】2023-06-20
(71)【出願人】
【識別番号】000116079
【氏名又は名称】ローレルバンクマシン株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】500267170
【氏名又は名称】ローレル機械株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】500265501
【氏名又は名称】ローレル精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003177
【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】繁田 知秀
(72)【発明者】
【氏名】中西 秀行
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS01
3C707BS02
3C707BS12
3C707BS14
3C707BS15
3C707CV03
3C707HS27
3C707HT20
3C707JU03
3C707KS15
3C707KT01
3C707KT17
3C707KV01
3C707LV19
3C707MS28
3C707MT08
(57)【要約】
【課題】１つのロボットで複数種のロボットの各々の動作を実行する。
【解決手段】ロボット１０の制御方法は、７個以上の複数の関節を有する多関節ロボットの制御方法であり、ロボット１０に、複数の関節機構ＪＥのうちの少なくとも１個の関節機構ＪＥが駆動対象の関節機構ＪＥとして対応付けられた複数の駆動モードが設定されており、ロボットコントローラ３０は、複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、複数の関節機構ＪＥのうち、選択された一の駆動モードに基づいて特定される駆動対象の関節機構ＪＥの変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、ロボット１０が目的の状態になるように、複数の関節機構ＪＥの各々の状態に関する関節値を算出し、算出処理において算出された複数の関節機構ＪＥの関節値に基づいて、ロボット１０の動作を制御する。
【選択図】図６
【解決手段】ロボット１０の制御方法は、７個以上の複数の関節を有する多関節ロボットの制御方法であり、ロボット１０に、複数の関節機構ＪＥのうちの少なくとも１個の関節機構ＪＥが駆動対象の関節機構ＪＥとして対応付けられた複数の駆動モードが設定されており、ロボットコントローラ３０は、複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、複数の関節機構ＪＥのうち、選択された一の駆動モードに基づいて特定される駆動対象の関節機構ＪＥの変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、ロボット１０が目的の状態になるように、複数の関節機構ＪＥの各々の状態に関する関節値を算出し、算出処理において算出された複数の関節機構ＪＥの関節値に基づいて、ロボット１０の動作を制御する。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
７個以上の複数の関節を有する多関節ロボットの制御方法であって、
前記多関節ロボットに、前記複数の関節のうちの少なくとも１個の関節が駆動対象の関節として対応付けられた複数の駆動モードが設定されており、
前記複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、
前記複数の関節のうち、選択された前記一の駆動モードに基づいて特定される前記駆動対象の関節の変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、前記多関節ロボットが目的の状態になるように、前記複数の関節の各々の状態に関する関節値を算出し、
前記算出処理において算出された前記複数の関節の前記関節値に基づいて、前記多関節ロボットの動作を制御する、
ことを特徴とする多関節ロボットの制御方法。
前記多関節ロボットに、前記複数の関節のうちの少なくとも１個の関節が駆動対象の関節として対応付けられた複数の駆動モードが設定されており、
前記複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、
前記複数の関節のうち、選択された前記一の駆動モードに基づいて特定される前記駆動対象の関節の変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、前記多関節ロボットが目的の状態になるように、前記複数の関節の各々の状態に関する関節値を算出し、
前記算出処理において算出された前記複数の関節の前記関節値に基づいて、前記多関節ロボットの動作を制御する、
ことを特徴とする多関節ロボットの制御方法。
【請求項2】
前記複数の関節の中に、前記駆動対象の関節以外の関節である固定対象の関節が存在する場合、前記算出処理において算出される前記固定対象の関節の前記関節値を実質的に変位させない固定処理を実行する、
ことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボットの制御方法。
ことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボットの制御方法。
【請求項3】
前記算出処理において、ヤコビ行列を用いて前記逆運動学計算を実行し、
前記固定処理において、前記ヤコビ行列の複数の要素のうち、前記固定対象の関節に係る要素の値を実質的に０に設定することにより、前記固定対象の関節の前記関節値を変位させない、
ことを特徴とする請求項２に記載の多関節ロボットの制御方法。
前記固定処理において、前記ヤコビ行列の複数の要素のうち、前記固定対象の関節に係る要素の値を実質的に０に設定することにより、前記固定対象の関節の前記関節値を変位させない、
ことを特徴とする請求項２に記載の多関節ロボットの制御方法。
【請求項4】
前記複数の関節が、少なくとも１個の直動関節を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボットの制御方法。
ことを特徴とする請求項１に記載の多関節ロボットの制御方法。
【請求項5】
７個以上の複数の関節を有する多関節ロボットの教示方法であって、
前記多関節ロボットに、前記複数の関節のうちの少なくとも１個の関節が駆動対象の関節として対応付けられた複数の駆動モードが設定されており、
前記複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、
前記複数の関節のうち、選択された前記一の駆動モードに基づいて特定される前記駆動対象の関節の変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、前記多関節ロボットが目的の状態になるように、前記複数の関節の各々の状態に関する関節値を算出し、
前記算出処理において算出された前記複数の関節の前記関節値を示す関節状態情報を生成する、
ことを特徴とする多関節ロボットの教示方法。
前記多関節ロボットに、前記複数の関節のうちの少なくとも１個の関節が駆動対象の関節として対応付けられた複数の駆動モードが設定されており、
前記複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、
前記複数の関節のうち、選択された前記一の駆動モードに基づいて特定される前記駆動対象の関節の変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、前記多関節ロボットが目的の状態になるように、前記複数の関節の各々の状態に関する関節値を算出し、
前記算出処理において算出された前記複数の関節の前記関節値を示す関節状態情報を生成する、
ことを特徴とする多関節ロボットの教示方法。
【請求項6】
前記複数の関節の中に、前記駆動対象の関節以外の関節である固定対象の関節が存在する場合、前記算出処理において算出される前記固定対象の関節の前記関節値を実質的に変位させない固定処理を実行する、
ことを特徴とする請求項５に記載の多関節ロボットの教示方法。
ことを特徴とする請求項５に記載の多関節ロボットの教示方法。
【請求項7】
前記算出処理において、ヤコビ行列を用いて前記逆運動学計算を実行し、
前記固定処理において、前記ヤコビ行列の複数の要素のうち、前記固定対象の関節に係る要素の値を実質的に０に設定することにより、前記固定対象の関節の前記関節値を変位させない、
ことを特徴とする請求項６に記載の多関節ロボットの教示方法。
前記固定処理において、前記ヤコビ行列の複数の要素のうち、前記固定対象の関節に係る要素の値を実質的に０に設定することにより、前記固定対象の関節の前記関節値を変位させない、
ことを特徴とする請求項６に記載の多関節ロボットの教示方法。
【請求項8】
前記複数の関節が、少なくとも１個の直動関節を含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の多関節ロボットの教示方法。
ことを特徴とする請求項５に記載の多関節ロボットの教示方法。
【請求項9】
７個以上の複数の関節を有し、前記複数の関節のうちの少なくとも１個の関節が駆動対象の関節として対応付けられた複数の駆動モードが設定された多関節ロボットと、
前記多関節ロボットの動作を制御する動作制御部を含む制御装置と、
を備え、
前記動作制御部は、
前記複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、
前記複数の関節のうち、選択された前記一の駆動モードに基づいて特定される前記駆動対象の関節の変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、前記多関節ロボットが目的の状態になるように、前記複数の関節の各々の状態に関する関節値を算出し、
前記算出処理において算出された前記複数の関節の前記関節値に基づいて、前記多関節ロボットの動作を制御する、
ことを特徴とするロボットシステム。
前記多関節ロボットの動作を制御する動作制御部を含む制御装置と、
を備え、
前記動作制御部は、
前記複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、
前記複数の関節のうち、選択された前記一の駆動モードに基づいて特定される前記駆動対象の関節の変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、前記多関節ロボットが目的の状態になるように、前記複数の関節の各々の状態に関する関節値を算出し、
前記算出処理において算出された前記複数の関節の前記関節値に基づいて、前記多関節ロボットの動作を制御する、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項10】
７個以上の複数の関節を有する多関節ロボットと、
前記多関節ロボットの動作を制御する動作制御部と、前記複数の関節のうちの少なくとも１個の関節が駆動対象の関節として対応付けられた複数の駆動モードのうちの、一の駆動モードを選択するための選択画面を表示装置に表示させる表示制御部とを含む制御装置と、
を備え、
前記動作制御部は、
前記選択画面を介して選択された前記一の駆動モードに基づいて特定される前記駆動対象の関節を駆動させ、前記多関節ロボットが目的の状態になるように前記多関節ロボットの動作を制御する、
ことを特徴とするロボットシステム。
前記多関節ロボットの動作を制御する動作制御部と、前記複数の関節のうちの少なくとも１個の関節が駆動対象の関節として対応付けられた複数の駆動モードのうちの、一の駆動モードを選択するための選択画面を表示装置に表示させる表示制御部とを含む制御装置と、
を備え、
前記動作制御部は、
前記選択画面を介して選択された前記一の駆動モードに基づいて特定される前記駆動対象の関節を駆動させ、前記多関節ロボットが目的の状態になるように前記多関節ロボットの動作を制御する、
ことを特徴とするロボットシステム。
【請求項11】
前記多関節ロボットは、
基部と、
第１リンクと、
第２リンクと、
先端部と、
前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が所定角度以下の軸を第１回転軸として、前記基部の少なくとも一部分を回転させる第１駆動機構と、
前記基部と前記第１リンクを接続し、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が前記所定角度より大きい軸を第２回転軸として前記第１リンクを回転させる第２駆動機構と、
前記第１リンクと前記第２リンクを接続し、前記第１リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定角度より大きい軸を第３回転軸として前記第２リンクを前記第１リンクに対して回転させる第３駆動機構と、
前記第２リンクと前記先端部を接続し、前記第２リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定角度より大きい軸を第４回転軸として、前記先端部を前記第２リンクに対して回転させる第４駆動機構と、
前記第１リンクの延在方向に沿って、前記第３駆動機構を前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１移動機構と、
前記第２リンクの延在方向に沿って、前記第２リンクを前記第３駆動機構に対して相対的に移動させる第２移動機構と、
を備え、
前記先端部は、
前記第２リンクに接続される第１部分と、
前記第１部分に接続される第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分を接続し、前記第４回転軸とのなす角度が前記所定角度より大きい軸を第５回転軸として、前記第２部分を前記第１部分に対して回転させる第５駆動機構と、
前記第５回転軸とのなす角度が前記所定角度より大きい軸を第６回転軸として、前記先端部の少なくとも一部分を回転させる第６駆動機構と、
を含み、
前記複数の関節は、前記第１駆動機構、前記第２駆動機構、前記第３駆動機構、前記第４駆動機構、前記第５駆動機構、前記第６駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構である、
ことを特徴とする請求項９に記載のロボットシステム。
基部と、
第１リンクと、
第２リンクと、
先端部と、
前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が所定角度以下の軸を第１回転軸として、前記基部の少なくとも一部分を回転させる第１駆動機構と、
前記基部と前記第１リンクを接続し、前記基部の底面に垂直な方向とのなす角度が前記所定角度より大きい軸を第２回転軸として前記第１リンクを回転させる第２駆動機構と、
前記第１リンクと前記第２リンクを接続し、前記第１リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定角度より大きい軸を第３回転軸として前記第２リンクを前記第１リンクに対して回転させる第３駆動機構と、
前記第２リンクと前記先端部を接続し、前記第２リンクが延在する方向とのなす角度が前記所定角度より大きい軸を第４回転軸として、前記先端部を前記第２リンクに対して回転させる第４駆動機構と、
前記第１リンクの延在方向に沿って、前記第３駆動機構を前記第１リンクに対して相対的に移動させる第１移動機構と、
前記第２リンクの延在方向に沿って、前記第２リンクを前記第３駆動機構に対して相対的に移動させる第２移動機構と、
を備え、
前記先端部は、
前記第２リンクに接続される第１部分と、
前記第１部分に接続される第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分を接続し、前記第４回転軸とのなす角度が前記所定角度より大きい軸を第５回転軸として、前記第２部分を前記第１部分に対して回転させる第５駆動機構と、
前記第５回転軸とのなす角度が前記所定角度より大きい軸を第６回転軸として、前記先端部の少なくとも一部分を回転させる第６駆動機構と、
を含み、
前記複数の関節は、前記第１駆動機構、前記第２駆動機構、前記第３駆動機構、前記第４駆動機構、前記第５駆動機構、前記第６駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構である、
ことを特徴とする請求項９に記載のロボットシステム。
【請求項12】
前記複数の駆動モードは、
前記第１駆動機構、前記第２駆動機構、前記第３駆動機構、前記第４駆動機構、前記第５駆動機構及び前記第６駆動機構が前記駆動対象の関節である第１駆動モードと、
前記第１移動機構及び前記第２移動機構が前記駆動対象の関節である第２駆動モードと、
前記第１駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構が前記駆動対象の関節である第３駆動モードと、
前記第２駆動機構、前記第３駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構が前記駆動対象の関節である第４駆動モードと、
前記複数の関節の全てが前記駆動対象の関節である第５駆動モードと、
を含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載のロボットシステム。
前記第１駆動機構、前記第２駆動機構、前記第３駆動機構、前記第４駆動機構、前記第５駆動機構及び前記第６駆動機構が前記駆動対象の関節である第１駆動モードと、
前記第１移動機構及び前記第２移動機構が前記駆動対象の関節である第２駆動モードと、
前記第１駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構が前記駆動対象の関節である第３駆動モードと、
前記第２駆動機構、前記第３駆動機構、前記第１移動機構及び前記第２移動機構が前記駆動対象の関節である第４駆動モードと、
前記複数の関節の全てが前記駆動対象の関節である第５駆動モードと、
を含む、
ことを特徴とする請求項１１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】
本発明は、多関節ロボットの制御方法、多関節ロボットの教示方法、及び、ロボットシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
互いに直交する２つ又は３つの軸に沿って移動する直交ロボット、水平方向の移動をスムーズに行う水平多関節ロボット、及び、人の動きに近い動作を実現する垂直多関節ロボット等の様々な種類の産業ロボットが知られている（例えば、特許文献１～３参照）。例えば、ユーザは、複数種の産業ロボットの中から、作業に使用するロボットを、作業目的に応じて適宜選択する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３－１８８７９６号公報
【特許文献2】特開２０１６－２１５３７１号公報
【特許文献3】特開昭６２－７４５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、ロボットの用途が広がり、１つのロボットで様々な作業を行うことが必要となっている。このため、１つのロボットで複数種のロボットの各々の動作を実行可能な産業用ロボットが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の好適な態様に係る多関節ロボットの制御方法は、７個以上の複数の関節を有する多関節ロボットの制御方法であって、前記多関節ロボットに、前記複数の関節のうちの少なくとも１個の関節が駆動対象の関節として対応付けられた複数の駆動モードが設定されており、前記複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、前記複数の関節のうち、選択された前記一の駆動モードに基づいて特定される前記駆動対象の関節の変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、前記多関節ロボットが目的の状態になるように、前記複数の関節の各々の状態に関する関節値を算出し、前記算出処理において算出された前記複数の関節の前記関節値に基づいて、前記多関節ロボットの動作を制御する。
【0006】
本発明の好適な態様に係る多関節ロボットの教示方法は、７個以上の複数の関節を有する多関節ロボットの教示方法であって、前記多関節ロボットに、前記複数の関節のうちの少なくとも１個の関節が駆動対象の関節として対応付けられた複数の駆動モードが設定されており、前記複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、前記複数の関節のうち、選択された前記一の駆動モードに基づいて特定される前記駆動対象の関節の変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、前記多関節ロボットが目的の状態になるように、前記複数の関節の各々の状態に関する関節値を算出し、前記算出処理において算出された前記複数の関節の前記関節値を示す関節状態情報を生成する。
【0007】
本発明の好適な態様に係るロボットシステムは、７個以上の複数の関節を有し、前記複数の関節のうちの少なくとも１個の関節が駆動対象の関節として対応付けられた複数の駆動モードが設定された多関節ロボットと、前記多関節ロボットの動作を制御する動作制御部を含む制御装置と、を備え、前記動作制御部は、前記複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、前記複数の関節のうち、選択された前記一の駆動モードに基づいて特定される前記駆動対象の関節の変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、前記多関節ロボットが目的の状態になるように、前記複数の関節の各々の状態に関する関節値を算出し、前記算出処理において算出された前記複数の関節の前記関節値に基づいて、前記多関節ロボットの動作を制御する。
【0008】
本発明の好適な他の態様に係るロボットシステムは、７個以上の複数の関節を有する多関節ロボットと、前記多関節ロボットの動作を制御する動作制御部と、前記複数の関節のうちの少なくとも１個の関節が駆動対象の関節として対応付けられた複数の駆動モードのうちの、一の駆動モードを選択するための選択画面を表示装置に表示させる表示制御部とを含む制御装置と、を備え、前記動作制御部は、前記選択画面を介して選択された前記一の駆動モードに基づいて特定される前記駆動対象の関節を駆動させ、前記多関節ロボットが目的の状態になるように前記多関節ロボットの動作を制御する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、複数種のロボットの各々の動作を実行可能な産業用ロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施形態に係るロボットシステムの概要を説明するための説明図である。
【図2】関節機構の一例を説明するための説明図である。
【図4】ロボットの駆動モードの一例を説明するための説明図である。
【図5】操作画面の一例を説明するための説明図である。
【図8】ロボットシステムの動作の一例を説明するための説明図である。
【図10】ロボットシステムの動作の別の例を説明するための説明図である。
【図14】ロボットシステムの動作の別の例を説明するための説明図である。
【図17】第１変形例に係る先端部の一例を説明するための説明図である。
【図18】旋回の一例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【0012】
［１．実施形態］
先ず、図１を参照しながら、実施形態に係るロボットシステム１の概要の一例について説明する。
先ず、図１を参照しながら、実施形態に係るロボットシステム１の概要の一例について説明する。
【0013】
図１は、実施形態に係るロボットシステム１の概要を説明するための説明図である。
【0014】
なお、以下では、説明の便宜上、ロボット１０のベース座標系として、現実空間に固定された基準座標系Σ０を導入する。例えば、基準座標系Σ０は、後述するロボット１０の底面ＢＤＰｂｔの中心に原点を有し、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸を有する３軸の直交座標系である。
【0015】
ロボットシステム１は、例えば、ロボット１０と、ロボット１０に着脱可能に取り付けられるエンドエフェクタ２０と、ロボット１０及びエンドエフェクタ２０の動作を制御するロボットコントローラ３０とを有する。ロボット１０は、「多関節ロボット」の一例であり、ロボットコントローラ３０は、「制御装置」の一例である。
【0016】
ロボット１０及びロボットコントローラ３０は、例えば、有線を用いた接続により、互いに通信可能に接続されている。なお、ロボット１０とロボットコントローラ３０との接続は、無線を用いた接続であってもよいし、有線及び無線の両方を用いた接続であってもよい。また、ロボットコントローラ３０は、ロボット１０に取り付けられたエンドエフェクタ２０と通信可能である。ロボットコントローラ３０としては、他の装置と通信可能な任意の情報処理装置を採用することができる。なお、ロボットコントローラ３０の構成は、後述する図３において説明される。
【0017】
ロボット１０は、例えば、農場、工場及び倉庫等での作業に用いられる多関節ロボットである。具体的には、ロボット１０は、回転関節に対応する６個の関節機構ＪＥｒ（ＪＥｒ１、ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６）を有する６軸多関節ロボットに、直動関節に対応する２個の関節機構ＪＥｐ（ＪＥｐ１及びＪＥｐ２）を追加した８軸多関節ロボットである。例えば、ロボット１０は、６個の関節機構ＪＥｒと、２個の関節機構ＪＥｐと、ボディ部ＢＤＰと、２つのリンクＬＫ（ＬＫ１及びＬＫ２）と、先端部ＴＰ１とを有する。なお、図１に示す例では、関節機構ＪＥｒ１は、ボディ部ＢＤＰに含まれ、関節機構ＪＥｒ５及びＪＥｒ６は、先端部ＴＰ１に含まれる。また、関節機構ＪＥｐ１は、リンクＬＫ１に設けられ、関節機構ＪＥｐ２は、リンクＬＫ２に設けられる。以下では、関節機構ＪＥｒ及びＪＥｐは、特に区別せずに、関節機構ＪＥとも称される。例えば、ロボット１０は、複数の関節機構ＪＥを駆動する複数のモータＭＯ（図２参照）をさらに有する。図１では、図を見やすくするために、複数の関節機構ＪＥを駆動する複数のモータＭＯ、複数のモータＭＯの各々に設けられる減速機及びエンコーダ等の記載を省略している。なお、複数の関節機構ＪＥは、「複数の関節」の一例である。
【0018】
ボディ部ＢＤＰは、「基部」の一例である。また、リンクＬＫ１は、「第１リンク」の一例であり、リンクＬＫ２は、「第２リンク」の一例である。従って、リンクＬＫ１及びＬＫ２は、複数のリンクＬＫに該当する。例えば、リンクＬＫ１及びＬＫ２は、ボディ部ＢＤＰと先端部ＴＰ１を接続する。
【0019】
ここで、例えば、部材の接続は、２つの部材が直接的に接続される場合と、２つの部材が間接的に接続される場合との両方を含む。２つの部材が直接的に接続されるとは、２つの部材が互いに接触する状態、及び、２つの部材が互いに接触する状態と同視できる状態を含む。２つの部材が互いに接触する状態と同視できる状態とは、例えば、２つの部材の一方が他方に接着剤等により固定される状態である。また、２つの部材が間接的に接続されるとは、２つの部材の間に他の部材が配置されることを意味する。
【0020】
関節機構ＪＥｒ１は、「第１駆動機構」の一例であり、関節機構ＪＥｒ２は、「第２駆動機構」の一例である。関節機構ＪＥｒ３は、「第３駆動機構」の一例であり、関節機構ＪＥｒ４は、「第４駆動機構」の一例である。また、関節機構ＪＥｒ５は、「第５駆動機構」の一例であり、関節機構ＪＥｒ６は、「第６駆動機構」の一例である。また、関節機構ＪＥｐ１は、「第１移動機構」の一例であり、関節機構ＪＥｐ２は、「第２移動機構」の一例である。
【0021】
ボディ部ＢＤＰは、例えば、床等の所定の場所に固定される土台部ＢＤＰｂａと、関節機構ＪＥｒ２に接続される関節機構ＪＥｒ１とを含む。関節機構ＪＥｒ１は、ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに垂直な軸Ａｘ１を回転軸として、ボディ部ＢＤＰの一部分を回転させる。例えば、関節機構ＪＥｒ１は、関節機構ＪＥｒ１のうち、関節機構ＪＥｒ２と接続される部分を含む外壁を、軸Ａｘ１を回転軸として土台部ＢＤＰｂａに対して回転させる。すなわち、関節機構ＪＥｒ１は、軸Ａｘ１を回転軸として、関節機構ＪＥｒ２をボディ部ＢＤＰに対して回転させる。なお、軸Ａｘ１は、「第１回転軸」の一例である。
【0022】
ここで、「垂直」は、厳密な垂直だけではなく、実質的な垂直（例えば、誤差範囲内の垂直）も含む。同様に、後述する「平行」は、厳密な平行だけではなく、実質的な平行（例えば、誤差範囲内の平行）も含む。図１の回転方向Ｄｒ１は、ボディ部ＢＤＰの一部分が軸Ａｘ１を回転軸として回転する場合のボディ部ＢＤＰの一部分の回転方向を示す。
【0023】
関節機構ＪＥｒ２は、ボディ部ＢＤＰとリンクＬＫ１を接続し、ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに平行な軸Ａｘ２を回転軸としてリンクＬＫ１をボディ部ＢＤＰに対して回転させる。図１の回転方向Ｄｒ２は、リンクＬＫ１が軸Ａｘ２を回転軸として回転する場合のリンクＬＫ１の回転方向を示す。なお、軸Ａｘ２は、「第２回転軸」の一例である。
【0024】
リンクＬＫ１は、例えば、中空であり、長尺に形成される。また、リンクＬＫ１は、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１に延在する開口Ｈｌｋ１を有する。
【0025】
開口Ｈｌｋ１は、例えば、リンクＬＫ１のうち、リンクＬＫ２に対向する部分を含む面に形成される。リンクＬＫ１の内部には、関節機構ＪＥｒ３の一部及び関節機構ＪＥｐ１が設けられる。例えば、関節機構ＪＥｒ３の一部は、リンクＬＫ１の内部に位置し、関節機構ＪＥｒ３の他の部分は、開口Ｈｌｋ１からリンクＬＫ１の外部に出ている。なお、関節機構ＪＥｒ３のうち、リンクＬＫ１の外部に出ている部分、又は、リンクＬＫ１の外部に出ている部分の一部は、後述するリンクＬＫ２の開口Ｈｌｋ２を通り、リンクＬＫ２の内部に位置する。
【0026】
なお、リンクＬＫ１は、関節機構ＪＥｒ１により、軸Ａｘ１を回転軸としてボディ部ＢＤＰに対して回転し、関節機構ＪＥｒ２により、軸Ａｘ２を回転軸としてボディ部ＢＤＰに対して回転する。
【0027】
関節機構ＪＥｒ３は、リンクＬＫ１とリンクＬＫ２を接続し、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１に垂直な軸Ａｘ３を回転軸としてリンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して回転させる。図１の回転方向Ｄｒ３は、リンクＬＫ２が軸Ａｘ３を回転軸として回転する場合のリンクＬＫ２の回転方向を示す。なお、軸Ａｘ３は、「第３回転軸」の一例である。
【0028】
関節機構ＪＥｐ１は、方向Ｄｅ１に沿って、関節機構ＪＥｒ３をリンクＬＫ１に対して相対的に移動させる。関節機構ＪＥｒ３が方向Ｄｅ１に沿って移動することにより、リンクＬＫ２は、方向Ｄｅ１に沿って、リンクＬＫ１に対して相対的に移動する。なお、図１に示す例では、関節機構ＪＥｐ１が関節機構ＪＥｒ３を方向Ｄｅ１に沿って移動させる場合、リンクＬＫ１の開口Ｈｌｋ１の部分が、関節機構ＪＥｒ３の移動可能な移動領域ＡＲｍｖ１に該当する。
【0029】
リンクＬＫ２は、例えば、中空であり、長尺に形成される。また、リンクＬＫ２は、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２に延在する開口Ｈｌｋ２を有する。
【0030】
開口Ｈｌｋ２は、例えば、リンクＬＫ２のうち、リンクＬＫ１に対向する部分を含む面に形成される。リンクＬＫ２の内部には、関節機構ＪＥｒ３の一部及び関節機構ＪＥｐ２が設けられる。例えば、関節機構ＪＥｒ３の一部は、リンクＬＫ２の内部に位置し、関節機構ＪＥｒ３の他の部分は、開口Ｈｌｋ２からリンクＬＫ２の外部に出ている。
【0031】
関節機構ＪＥｐ２は、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２に沿って、リンクＬＫ２を関節機構ＪＥｒ３に対して相対的に移動させる。これにより、リンクＬＫ２は、方向Ｄｅ２に沿って、関節機構ＪＥｒ３に対して相対的に移動する。すなわち、リンクＬＫ２は、方向Ｄｅ２に沿って、リンクＬＫ１に対して相対的に移動する。
【0032】
このように、リンクＬＫ２は、関節機構ＪＥｐ１により、方向Ｄｅ１に沿って、リンクＬＫ１に対して相対的に移動し、関節機構ＪＥｐ２により、方向Ｄｅ２に沿って、リンクＬＫ１に対して相対的に移動する。
【0033】
ここで、リンクＬＫ２が関節機構ＪＥｒ３に対して相対的に移動することは、関節機構ＪＥｒ３がリンクＬＫ２に対して相対的に移動することとも換言できる。従って、関節機構ＪＥｐ２は、方向Ｄｅ２に沿って関節機構ＪＥｒ３をリンクＬＫ２に対して相対的に移動させる関節機構ＪＥとも捉えられる。図１に示す例では、関節機構ＪＥｐ２が関節機構ＪＥｒ３を方向Ｄｅ２に沿って移動させる場合、リンクＬＫ２の開口Ｈｌｋ２の部分が、関節機構ＪＥｒ３の移動可能な移動領域ＡＲｍｖ２に該当する。
【0034】
関節機構ＪＥｒ４は、リンクＬＫ２と先端部ＴＰ１を接続し、方向Ｄｅ２に垂直な軸Ａｘ４を回転軸として、先端部ＴＰ１をリンクＬＫ２に対して回転させる。図１の回転方向Ｄｒ４は、先端部ＴＰ１が軸Ａｘ４を回転軸として回転する場合の先端部ＴＰ１の回転方向を示す。なお、軸Ａｘ４は、「第４回転軸」の一例である。
【0035】
先端部ＴＰ１には、例えば、物品を把持するエンドエフェクタ２０が取り付けられる。例えば、先端部ＴＰ１の端面ＴＰ１ｓｆにエンドエフェクタ２０が取り付けられる。先端部ＴＰ１は、リンクＬＫ２に接続される第１部分ＴＰ１１と、第１部分ＴＰ１１に接続される第２部分ＴＰ１２と、関節機構ＪＥｒ５と、関節機構ＪＥｒ６とを含む。第１部分ＴＰ１１は、例えば、関節機構ＪＥｒ４を介してリンクＬＫ２に接続される。従って、第１部分ＴＰ１１は、軸Ａｘ４を回転軸としてリンクＬＫ２に対して回転する。
【0036】
関節機構ＪＥｒ５は、第１部分ＴＰ１１と第２部分ＴＰ１２を接続し、軸Ａｘ４に垂直な軸Ａｘ５を回転軸として、第２部分ＴＰ１２を第１部分ＴＰ１１に対して回転させる。図１の回転方向Ｄｒ５は、第２部分ＴＰ１２が軸Ａｘ５を回転軸として回転する場合の第２部分ＴＰ１２の回転方向を示す。なお、軸Ａｘ５は、「第５回転軸」の一例である。
【0037】
関節機構ＪＥｒ６は、軸Ａｘ５に垂直な軸Ａｘ６を回転軸として、先端部ＴＰ１の少なくとも一部分を回転させる。図１に示す例では、関節機構ＪＥｒ６は、軸Ａｘ６を回転軸として、先端部ＴＰ１の端面ＴＰ１ｓｆを回転させる。すなわち、関節機構ＪＥｒ６は、軸Ａｘ６を回転軸として、先端部ＴＰ１のうち、エンドエフェクタ２０が取り付けられる部分（端面ＴＰ１ｓｆ）を回転させる。図１の回転方向Ｄｒ６は、端面ＴＰ１ｓｆが軸Ａｘ６を回転軸として回転する場合の端面ＴＰ１ｓｆの回転方向を示す。なお、軸Ａｘ６は、「第６回転軸」の一例である。
【0038】
図１に示す例では、関節機構ＪＥｒ６の表面が端面ＴＰ１ｓｆに該当する。なお、関節機構ＪＥｒ６が第２部分ＴＰ１２に含まれる構成等では、第２部分ＴＰ１２の端面が端面ＴＰ１ｓｆであってもよい。
【0039】
また、エンドエフェクタ２０により行われる作業は、物品の把持に限定されない。エンドエフェクタ２０としては、ロボット１０の作業目的に応じて適切な部品（例えば、ロボットハンド及びロボットフィンガー等）を適用することができる。すなわち、各種作業に適したエンドエフェクタ２０が先端部ＴＰ１に取り付けられる。
【0040】
ここで、本実施形態では、特定の方向とのなす角度が所定の角度より大きい軸を回転軸とした回転を、特定の方向とのなす角度が所定の角度以下の軸を回転軸とした回転と区別して、「旋回」と称する場合がある。所定の角度は、例えば、４５°であってもよい。なお、所定の角度は、４５°に限定されない。
【0041】
例えば、軸Ａｘ１及びＡｘ２の各々を回転軸とする回転では、ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに垂直な方向Ｄｖ１が特定の方向に該当する。この場合、軸Ａｘ１は、ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに垂直な方向Ｄｖ１とのなす角度が所定の角度以下の軸に該当し、軸Ａｘ２は、方向Ｄｖ１とのなす角度が所定の角度より大きい軸に該当する。従って、軸Ａｘ２を回転軸とするリンクＬＫ１の回転は、旋回に該当する。なお、本実施形態では、ボディ部ＢＤＰが底面ＢＤＰｂｔに垂直な方向Ｄｖ１に沿って延在しているため、ボディ部ＢＤＰが延在する方向Ｄｅｂを特定の方向としてもよい。
【0042】
また、軸Ａｘ３を回転軸とする回転では、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１が特定の方向に該当し、軸Ａｘ４を回転軸とする回転では、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２が特定の方向に該当する。この場合、軸Ａｘ３は、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１とのなす角度が所定の角度より大きい軸に該当し、軸Ａｘ４は、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２とのなす角度が所定の角度より大きい軸に該当する。従って、軸Ａｘ３を回転軸とするリンクＬＫ２の回転、及び、軸Ａｘ４を回転軸とする第１部分ＴＰ１１の回転は、旋回に該当する。
【0043】
また、軸Ａｘ５を回転軸とする回転では、方向Ｄｅ１１が特定の方向に該当し、軸Ａｘ６を回転軸とする回転では、方向Ｄｅ１２が特定の方向に該当する。方向Ｄｅ１１は、第１部分ＴＰ１１の端部のうち、関節機構ＪＥｒ５が接続される所定の端部の反対側の端部から所定の端部に向かう方向である。なお、方向Ｄｅ１１は、第１部分ＴＰ１１が延在する方向と捉えられてもよい。また、方向Ｄｅ１２は、第２部分ＴＰ１２の端部のうち、関節機構ＪＥｒ６が接続される所定の端部（端面ＴＰ１ｓｆを含む端部）の反対側の端部から所定の端部に向かう方向である。なお、方向Ｄｅ１２は、第２部分ＴＰ１２が延在する方向と捉えられてもよい。
【0044】
方向Ｄｅ１１が特定の方向である場合、軸Ａｘ５は、方向Ｄｅ１１とのなす角度が所定の角度以下の軸に該当する。また、方向Ｄｅ１２が特定の方向である場合、軸Ａｘ６は、方向Ｄｅ１２とのなす角度が所定の角度以下の軸に該当する。なお、本実施形態では、方向Ｄｅ１１が軸Ａｘ４に垂直な方向であり、方向Ｄｅ１２が軸Ａｘ５に垂直な方向である場合を想定する。この場合、方向Ｄｅ１１とのなす角度が所定の角度以下の軸Ａｘ５は、軸Ａｘ４とのなす角度が所定の角度より大きい軸に該当し、方向Ｄｅ１２とのなす角度が所定の角度以下の軸Ａｘ６は、軸Ａｘ５とのなす角度が所定の角度より大きい軸に該当する。
【0045】
このように、本実施形態では、ロボット１０の複数の部分（ボディ部ＢＤＰ、リンクＬＫ１、リンクＬＫ２及び先端部ＴＰ１等）の各々が軸Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｘ３、Ａｘ４、Ａｘ５及びＡｘ６の各々を回転軸として回転可能である。これにより、本実施形態では、ロボット１０は、人と同様の動作を実行できる。
【0046】
例えば、関節機構ＪＥｒ２と関節機構ＪＥｒ３との間のリンクＬＫ１が上腕に相当し、関節機構ＪＥｒ３と関節機構ＪＥｒ４との間のリンクＬＫ２が前腕に相当する。そして、ロボット１０は、関節機構ＪＥｒ１により、人の腰のねじりを模した動作を行うことができ、関節機構ＪＥｒ２により、肩の旋回を模した動作を行うことができる。また、ロボット１０は、関節機構ＪＥｒ３により、肘の旋回を模した動作を行うことができ、関節機構ＪＥｒ４により、手首の旋回を模した動作を行うことができる。また、ロボット１０は、関節機構ＪＥｒ５により、手首のねじりを模した動作を行うことができ、関節機構ＪＥｒ６により、指先のねじりを模した動作を行うことができる。
【0047】
さらに、本実施形態では、リンクＬＫ１内に設けられた関節機構ＪＥｐ１により、リンクＬＫ１が延在する方向Ｄｅ１に沿って、リンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して相対的に移動させることができる。また、本実施形態では、リンクＬＫ２内に設けられた関節機構ＪＥｐ２により、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２に沿って、リンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して相対的に移動させることができる。従って、本実施形態では、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２により、ロボット１０の先端部ＴＰ１をボディ部ＢＤＰの周辺に容易に移動させることができる。また、本実施形態では、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２により、先端部ＴＰ１（より詳細には、端面ＴＰ１ｓｆ）が到達可能な領域を広くすることができるため、ロボット１０に取り付けられるエンドエフェクタ２０が到達可能な領域を広くすることができる。
【0048】
なお、ロボットシステム１の構成は、図１に示す例に限定されない。例えば、ロボットコントローラ３０は、ロボット１０に内蔵されてもよい。また、図１では、ロボット１０が床等の所定の場所に固定される場合を想定したが、ロボット１０は、所定の場所に固定されずに、ロボット１０自体が移動可能であってもよい。また、ボディ部ＢＤＰの土台部ＢＤＰｂａは、床等の所定の場所に関節機構ＪＥｒ１を介して固定されてもよい。この場合、ボディ部ＢＤＰは、関節機構ＪＥｒ１を含まずに定義されてもよい。土台部ＢＤＰｂａが所定の場所に関節機構ＪＥｒ１を介して固定される構成では、関節機構ＪＥｒ１は、軸Ａｘ１を回転軸として、土台部ＢＤＰｂａを回転させてもよい。また、土台部ＢＤＰｂａが所定の場所に関節機構ＪＥｒ１を介して固定される構成では、土台部ＢＤＰｂａが関節機構ＪＥｒ２と接続されてもよい。
【0049】
次に、図２を参照しながら、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２の一例について説明する。
【0050】
図２は、関節機構ＪＥの一例を説明するための説明図である。図２では、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２と関節機構ＪＥｒ３とを中心に説明する。本実施形態では、関節機構ＪＥｒ３を駆動するモータＭＯｒ３が関節機構ＪＥｒ３と一体的に移動する場合を想定する。例えば、モータＭＯｒ３は、関節機構ＪＥｒ３に固定されてもよい。先ず、関節機構ＪＥｐ１について説明する。
【0051】
関節機構ＪＥｐ１、及び、関節機構ＪＥｐ１を駆動するモータＭＯｐ１は、リンクＬＫ１の内部に配置される。例えば、モータＭＯｐ１は、リンクＬＫ１の２つの端部ＬＫ１ｅｄ（ＬＫ１ｅｄ１及びＬＫ１ｅｄ２）のうち、ボディ部ＢＤＰに近い端部ＬＫ１ｅｄ１において、リンクＬＫ１の内部に取り付けられている。なお、端部ＬＫ１ｅｄ２は、リンクＬＫ１の２つの端部ＬＫ１ｅｄのうち、ボディ部ＢＤＰから遠い端部ＬＫ１ｅｄである。
【0052】
関節機構ＪＥｐ１は、例えば、方向Ｄｅ１に沿って延在するねじ部ＪＥｐ１１と、ナットＪＥｐ１２と、接続部ＪＥｐ１３と、レールＪＥｐ１４とを含む。
【0053】
ねじ部ＪＥｐ１１の一端は、モータＭＯｐ１に取り付けられる。例えば、ねじ部ＪＥｐ１１は、ねじ部ＪＥｐ１１の中心軸（方向Ｄｅ１に沿う中心軸）がモータＭＯｐ１の回転軸と一致するようにモータＭＯｐ１に取り付けられ、ナットＪＥｐ１２に挿通される。そして、ねじ部ＪＥｐ１１は、モータＭＯｐ１の回転に伴い、方向Ｄｅ１に沿う中心軸を回転軸として回転する。
【0054】
接続部ＪＥｐ１３は、例えば、方向Ｄｅ１に沿って移動可能にレールＪＥｐ１４に接続されるスライダー部ＪＥｐ１３ａと、ナットＪＥｐ１２及びモータＭＯｒ３を支持する支持部ＪＥｐ１３ｂとを含む。例えば、ナットＪＥｐ１２は、ねじ部ＪＥｐ１１と一緒に回転しないように、支持部ＪＥｐ１３ｂに固定されている。また、モータＭＯｒ３は、モータＭＯｒ３自体が回転しないように、支持部ＪＥｐ１３ｂに固定されている。
【0055】
なお、スライダー部ＪＥｐ１３ａと支持部ＪＥｐ１３ｂとは、厳密に区別されなくてもよい。例えば、スライダー部ＪＥｐ１３ａにモータＭＯｒ３が固定されてもよい。また、ナットＪＥｐ１２は、支持部ＪＥｐ１３ｂを介さずにモータＭＯｒ３に固定されてもよい。すなわち、ナットＪＥｐ１２は、関節機構ＪＥｒ３に対するナットＪＥｐ１２の相対的な位置が変化しないように、接続部ＪＥｐ１３等に接続されていればよい。このように、ナットＪＥｐ１２は、接続部ＪＥｐ１３等を介して関節機構ＪＥｒ３に接続される。
【0056】
レールＪＥｐ１４は、方向Ｄｅ１に沿って延在し、互いに平行に配置された２つの棒状部材ＪＥｐ１４ａ及びＪＥｐ１４ｂを含む。棒状部材ＪＥｐ１４ａ及びＪＥｐ１４ｂとスライダー部ＪＥｐ１３ａとの各々の形状は、棒状部材ＪＥｐ１４ａ及びＪＥｐ１４ｂがスライダー部ＪＥｐ１３ａを移動可能に支持できれば、特に限定されない。すなわち、レールＪＥｐ１４の形状は、接続部ＪＥｐ１３を移動可能に支持できれば、特に限定されない。レールＪＥｐ１４は、例えば、軸Ａｘ２に沿う方向において、開口Ｈｌｋ１とねじ部ＪＥｐ１１との間に配置され、リンクＬＫ１の内部に取り付けられている。なお、レールＪＥｐ１４は、関節機構ＪＥｒ３の一部が開口Ｈｌｋ１から出ている状態で、関節機構ＪＥｒ３が方向Ｄｅ１に沿って移動可能であれば、軸Ａｘ２に沿う方向において、開口Ｈｌｋ１とねじ部ＪＥｐ１１との間に配置されなくてもよい。
【0057】
ナットＪＥｐ１２は、ねじ部ＪＥｐ１１と一緒に回転しないように接続部ＪＥｐ１３に固定されているため、ねじ部ＪＥｐ１１の回転に伴い、方向Ｄｅ１に沿って、ねじ部ＪＥｐ１１に対して相対的に移動する。ナットＪＥｐ１２は、上述したように、関節機構ＪＥｒ３に対する相対的な位置が変化しないように、接続部ＪＥｐ１３等に固定されている。すなわち、関節機構ＪＥｒ３は、ナットＪＥｐ１２と一緒に、方向Ｄｅ１に沿って移動する。例えば、関節機構ＪＥｒ３は、ナットＪＥｐ１２の移動に伴い、リンクＬＫ１に対して相対的に移動する。このように、関節機構ＪＥｐ１は、関節機構ＪＥｒ３を移動可能に支持する。関節機構ＪＥｒ３の移動領域ＡＲｍｖ１（移動範囲）は、リンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ２よりも端部ＬＫ１ｅｄ１に近い領域から、端部ＬＫ１ｅｄ１よりも端部ＬＫ１ｅｄ２に近い領域まで移動可能であることが好ましい。これにより、リンクＬＫ１の実質的な長さ（制御上の長さ）を、リンクＬＫ１の半分以下の長さから半分以上の長さとすることが可能となる。リンクＬＫ１の実質的な長さは、例えば、端部ＬＫ１ｅｄ１（例えば、リンクＬＫ１と軸Ａｘ２との交点）から関節機構ＪＥｒ３（より正確には、軸Ａｘ３）までの方向Ｄｅ１に沿う長さである。
【0058】
ここで、ナットＪＥｐ１２の移動方向、すなわち、関節機構ＪＥｒ３の移動方向は、モータＭＯｐ１の回転方向を切り替えることにより、方向Ｄｅ１と方向Ｄｅ１の反対方向との間で切り替わる。例えば、モータＭＯｐ１の回転が第１の回転方向の回転である場合、ナットＪＥｐ１２は、方向Ｄｅ１に移動し、モータＭＯｐ１の回転が第１の回転方向の回転に対して逆回転となる第２の回転方向の回転である場合、ナットＪＥｐ１２は、方向Ｄｅ１の反対方向に移動する。次に、関節機構ＪＥｐ２について説明する。
【0059】
関節機構ＪＥｐ２、及び、関節機構ＪＥｐ２を駆動するモータＭＯｐ２は、リンクＬＫ２の内部に配置される。例えば、モータＭＯｐ２は、リンクＬＫ２の２つの端部ＬＫ２ｅｄ（ＬＫ２ｅｄ１及びＬＫ２ｅｄ２）のうち、先端部ＴＰ１から遠い端部ＬＫ２ｅｄ１において、リンクＬＫ２の内部に取り付けられている。なお、端部ＬＫ２ｅｄ２は、リンクＬＫ２の２つの端部ＬＫ２ｅｄのうち、先端部ＴＰ１に近い端部ＬＫ２ｅｄである。
【0060】
関節機構ＪＥｐ２は、例えば、方向Ｄｅ２に沿って延在するねじ部ＪＥｐ２１と、ナットＪＥｐ２２と、接続部ＪＥｐ２３と、レールＪＥｐ２４とを含む。
【0061】
ねじ部ＪＥｐ２１の一端は、モータＭＯｐ２に取り付けられる。例えば、ねじ部ＪＥｐ２１は、ねじ部ＪＥｐ２１の中心軸（方向Ｄｅ２に沿う中心軸）がモータＭＯｐ２の回転軸と一致するようにモータＭＯｐ２に取り付けられ、ナットＪＥｐ２２に挿通される。そして、ねじ部ＪＥｐ２１は、モータＭＯｐ２の回転に伴い、方向Ｄｅ２に沿う中心軸を回転軸として回転する。
【0062】
接続部ＪＥｐ２３は、例えば、レールＪＥｐ２４に対して方向Ｄｅ２に沿って相対的に移動可能に接続されるスライダー部ＪＥｐ２３ａと、ナットＪＥｐ２２及び関節機構ＪＥｒ３を支持する支持部ＪＥｐ２３ｂとを含む。例えば、ナットＪＥｐ２２は、ねじ部ＪＥｐ２１と一緒に回転しないように、支持部ＪＥｐ２３ｂに固定されている。また、支持部ＪＥｐ２３ｂは、モータＭＯｒ３の回転に伴い、軸Ａｘ３（図２には図示せず）を回転軸として回転するように、関節機構ＪＥｒ３に接続されている。すなわち、関節機構ＪＥｒ３は、モータＭＯｒ３の回転に伴い、軸Ａｘ３を回転軸として支持部ＪＥｐ２３ｂを回転させる。
【0063】
なお、スライダー部ＪＥｐ２３ａと支持部ＪＥｐ２３ｂとは、厳密に区別されなくてもよい。例えば、スライダー部ＪＥｐ２３ａに関節機構ＪＥｒ３が接続されてもよい。また、ナットＪＥｐ２２は、スライダー部ＪＥｐ２３ａに固定されてもよい。すなわち、ナットＪＥｐ２２は、関節機構ＪＥｒ３に対する相対的な位置が変化しないように、接続部ＪＥｐ２３等に接続されていればよい。このように、ナットＪＥｐ２２は、接続部ＪＥｐ２３等を介して関節機構ＪＥｒ３に接続される。
【0064】
レールＪＥｐ２４は、方向Ｄｅ２に沿って延在し、互いに平行に配置された２つの棒状部材ＪＥｐ２４ａ及びＪＥｐ２４ｂを含む。棒状部材ＪＥｐ２４ａ及びＪＥｐ２４ｂとスライダー部ＪＥｐ２３ａとの各々の形状は、棒状部材ＪＥｐ２４ａ及びＪＥｐ２４ｂがスライダー部ＪＥｐ２３ａを移動可能に支持できれば、特に限定されない。すなわち、レールＪＥｐ２４の形状は、接続部ＪＥｐ２３を移動可能に支持できれば、特に限定されない。レールＪＥｐ２４は、例えば、軸Ａｘ２に沿う方向において、開口Ｈｌｋ２とねじ部ＪＥｐ２１との間に配置され、リンクＬＫ２の内部に取り付けられている。なお、レールＪＥｐ２４は、関節機構ＪＥｒ３の一部が開口Ｈｌｋ２から出ている状態で、関節機構ＪＥｒ３が方向Ｄｅ２に沿って移動可能であれば、軸Ａｘ２に沿う方向において、開口Ｈｌｋ２とねじ部ＪＥｐ２１との間に配置されなくてもよい。
【0065】
ナットＪＥｐ２２は、ねじ部ＪＥｐ２１と一緒に回転しないように接続部ＪＥｐ２３に固定されているため、ねじ部ＪＥｐ２１の回転に伴い、方向Ｄｅ２に沿って、ねじ部ＪＥｐ２１に対して相対的に移動する。ナットＪＥｐ２２は、上述したように、関節機構ＪＥｒ３に対する相対的な位置が変化しないように、接続部ＪＥｐ２３等に固定されている。また、関節機構ＪＥｒ３は、ねじ部ＪＥｐ１１が回転していない場合、すなわち、モータＭＯｐ１が回転していない場合、関節機構ＪＥｐ１により、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の相対的な位置が変化しないように支持される。このため、リンクＬＫ２は、ナットＪＥｐ２２がねじ部ＪＥｐ２１に対して相対的に移動することにより、方向Ｄｅ２に沿って、関節機構ＪＥｒ３に対して相対的に移動する。このように、関節機構ＪＥｐ２は、リンクＬＫ２を移動可能に支持する。関節機構ＪＥｒ３の移動領域ＡＲｍｖ２（移動範囲）は、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ２よりも端部ＬＫ２ｅｄ１に近い領域から、端部ＬＫ２ｅｄ１よりも端部ＬＫ２ｅｄ２に近い領域まで移動可能であることが好ましい。これにより、リンクＬＫ２の実質的な長さ（制御上の長さ）を、リンクＬＫ２の半分以下の長さから半分以上の長さとすることが可能となる。リンクＬＫ２の実質的な長さは、例えば、関節機構ＪＥｒ３（より正確には、軸Ａｘ３）から端部ＬＫ２ｅｄ２（例えば、リンクＬＫ２と軸Ａｘ４との交点）までの方向Ｄｅ２に沿う長さである。
【0066】
なお、関節機構ＪＥｒ３は、ねじ部ＪＥｐ２１が回転していない場合、すなわち、モータＭＯｐ２が回転していない場合、関節機構ＪＥｐ２により、リンクＬＫ２に対する相対的な位置が変化しないように支持される。関節機構ＪＥｒ３は、リンクＬＫ１との相対的な位置にかかわらず、リンクＬＫ１に対してリンクＬＫ２を旋回可能である。また、関節機構ＪＥｒ３は、リンクＬＫ２との相対的な位置にかかわらず、リンクＬＫ１に対してリンクＬＫ２を旋回可能である。
【0067】
ここで、ねじ部ＪＥｐ２１に対するナットＪＥｐ２２の移動方向、すなわち、リンクＬＫ２の移動方向は、モータＭＯｐ２の回転方向を切り替えることにより、方向Ｄｅ２と方向Ｄｅ２の反対方向との間で切り替わる。例えば、モータＭＯｐ２の回転が第１の回転方向の回転である場合、リンクＬＫ２は、方向Ｄｅ２の反対方向に移動し、モータＭＯｐ２の回転が第１の回転方向の回転に対して逆回転となる第２の回転方向の回転である場合、リンクＬＫ２は、方向Ｄｅ２に移動する。
【0068】
なお、関節機構ＪＥｐの構成は、図２に示す例に限定されない。例えば、関節機構ＪＥｐ１の要素として、ねじ部ＪＥｐ１１とナットＪＥｐ１２との間に複数のボールが存在するボールねじが採用されてもよい。同様に、関節機構ＪＥｐ２の要素として、ねじ部ＪＥｐ２１とナットＪＥｐ２２との間に複数のボールが存在するボールねじが採用されてもよい。
【0069】
また、例えば、モータＭＯｒ３の一部がリンクＬＫ１の内部に位置し、モータＭＯｒ３の他の部分が開口Ｈｌｋ１からリンクＬＫ１の外部に位置し、関節機構ＪＥｒ３の全体がリンクＬＫ２の内部に位置してもよい。また、例えば、関節機構ＪＥｒ３は、モータＭＯｒ３を収納する収納部を有してもよい。すなわち、モータＭＯｒ３は、関節機構ＪＥｒ３内に設けられてもよい。あるいは、モータＭＯｒ３は、関節機構ＪＥｒ３の一要素として捉えられてもよい。同様に、モータＭＯｐ１は、関節機構ＪＥｐ１の一要素として捉えられてもよいし、モータＭＯｐ２は、関節機構ＪＥｐ２の一要素として捉えられてもよい。
【0070】
次に、関節機構ＪＥｒ１、ＪＥｒ２、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６について、簡単に説明する。
【0071】
関節機構ＪＥｒ１は、例えば、回転部ＪＥｒ１１と、回転部ＪＥｒ１１を収納する筐体ＪＥｒ１２とを有する。回転部ＪＥｒ１１は、関節機構ＪＥｒ１を駆動するモータＭＯｒ１の回転に伴い、軸Ａｘ１を回転軸として回転する。例えば、回転部ＪＥｒ１１は、軸Ａｘ１を回転軸として土台部ＢＤＰｂａに対して回転可能に、モータＭＯｒ１に取り付けられている。また、筐体ＪＥｒ１２は、回転部ＪＥｒ１１と一緒に、軸Ａｘ１を回転軸として土台部ＢＤＰｂａに対して回転する。例えば、筐体ＪＥｒ１２は、軸Ａｘ１を回転軸として土台部ＢＤＰｂａに対して回転可能に、土台部ＢＤＰｂａに接続される。さらに、筐体ＪＥｒ１２は、関節機構ＪＥｒ２に接続される。これにより、関節機構ＪＥｒ２は、回転部ＪＥｒ１１の回転に伴い、軸Ａｘ１を回転軸として土台部ＢＤＰｂａに対して回転する。
【0072】
なお、モータＭＯｒ１は、関節機構ＪＥｒ１の一要素として捉えられてもよい。また、筐体ＪＥｒ１２が土台部ＢＤＰｂａに固定され、関節機構ＪＥｒ２が、軸Ａｘ１を回転軸として筐体ＪＥｒ１２に対して回転可能に、回転部ＪＥｒ１１に取り付けられてもよい。この場合、筐体ＪＥｒ１２は、土台部ＢＤＰｂａの一要素として捉えられてもよい。
【0073】
関節機構ＪＥｒ２は、例えば、回転部ＪＥｒ２１と、関節機構ＪＥｒ２を駆動するモータＭＯｒ２を収納する筐体ＪＥｒ２２とを有する。回転部ＪＥｒ２１は、モータＭＯｒ２の回転に伴い、軸Ａｘ２を回転軸として回転する。例えば、回転部ＪＥｒ２１は、軸Ａｘ２を回転軸として筐体ＪＥｒ２２に対して回転可能に、モータＭＯｒ２に取り付けられている。さらに、回転部ＪＥｒ２１は、リンクＬＫ１に接続される。また、リンクＬＫ１は、筐体ＪＥｒ２２に対して回転可能に筐体ＪＥｒ２２に接続される。これにより、リンクＬＫ１は、回転部ＪＥｒ２１の回転に伴い、軸Ａｘ２を回転軸として筐体ＪＥｒ２２に対して回転する。また、筐体ＪＥｒ２２の内部には、モータＭＯｒ２が取り付けられている。
【0074】
なお、モータＭＯｒ２は、関節機構ＪＥｒ２の一要素として捉えられてもよい。また、図２に示す例では、回転部ＪＥｒ２１の一部がリンクＬＫ１の内部に位置し、回転部ＪＥｒ２１の他の部分が筐体ＪＥｒ２２の内部に位置しているが、回転部ＪＥｒ２１の全体がリンクＬＫ１の内部又は筐体ＪＥｒ２２の内部に位置してもよい。
【0075】
関節機構ＪＥｒ４は、例えば、回転部ＪＥｒ４１と、回転部ＪＥｒ４１を収納する筐体ＪＥｒ４２とを有する。回転部ＪＥｒ４１は、関節機構ＪＥｒ４を駆動するモータＭＯｒ４の回転に伴い、軸Ａｘ４を回転軸として回転する。例えば、回転部ＪＥｒ４１は、軸Ａｘ４を回転軸としてリンクＬＫ２に対して回転可能に、モータＭＯｒ４に取り付けられている。なお、モータＭＯｒ４は、リンクＬＫ２の内部に取り付けられている。
【0076】
また、筐体ＪＥｒ４２は、回転部ＪＥｒ４１と一緒に、軸Ａｘ４を回転軸としてリンクＬＫ２に対して回転する。例えば、筐体ＪＥｒ４２は、軸Ａｘ４を回転軸としてリンクＬＫ２に対して回転可能に、リンクＬＫ２に接続される。さらに、筐体ＪＥｒ４２は、第１部分ＴＰ１１に接続される。これにより、第１部分ＴＰ１１は、回転部ＪＥｒ４１の回転に伴い、筐体ＪＥｒ４２と一緒に、軸Ａｘ４を回転軸として回転する。
【0077】
なお、モータＭＯｒ４は、関節機構ＪＥｒ４の一要素として捉えられてもよい。また、図２に示す例では、回転部ＪＥｒ４１の全体が筐体ＪＥｒ４２の内部に位置しているが、回転部ＪＥｒ４１の全体がリンクＬＫ２の内部に位置してもよい。あるいは、回転部ＪＥｒ４１の一部が筐体ＪＥｒ４２の内部に位置し、回転部ＪＥｒ４１の他の部分がリンクＬＫ２の内部に位置してもよい。
【0078】
関節機構ＪＥｒ５は、例えば、回転部ＪＥｒ５１と、回転部ＪＥｒ５１の一部を収納する筐体ＪＥｒ５２とを有する。回転部ＪＥｒ５１は、関節機構ＪＥｒ５を駆動するモータＭＯｒ５の回転に伴い、軸Ａｘ５を回転軸として回転する。例えば、回転部ＪＥｒ５１は、軸Ａｘ５を回転軸として第１部分ＴＰ１１に対して回転可能に、モータＭＯｒ５に取り付けられている。なお、モータＭＯｒ５は、関節機構ＪＥｒ４の筐体ＪＥｒ４２の内部に取り付けられている。
【0079】
また、筐体ＪＥｒ５２は、回転部ＪＥｒ５１と一緒に、軸Ａｘ５を回転軸として第１部分ＴＰ１１に対して回転する。例えば、筐体ＪＥｒ５２は、軸Ａｘ５を回転軸として第１部分ＴＰ１１に対して回転可能に、第１部分ＴＰ１１に接続される。さらに、筐体ＪＥｒ５２は、第２部分ＴＰ１２に接続される。これにより、第２部分ＴＰ１２は、回転部ＪＥｒ５１の回転に伴い、筐体ＪＥｒ５２と一緒に、軸Ａｘ５を回転軸として回転する。
【0080】
なお、モータＭＯｒ５は、関節機構ＪＥｒ５の一要素として捉えられてもよい。また、図２に示す例では、回転部ＪＥｒ５１の一部が筐体ＪＥｒ５２の内部に位置し、回転部ＪＥｒ５１の他の部分が第１部分ＴＰ１１の内部に位置しているが、回転部ＪＥｒ５１の全体が筐体ＪＥｒ５２の内部又は第１部分ＴＰ１１の内部に位置してもよい。
【0081】
関節機構ＪＥｒ６は、例えば、回転部ＪＥｒ６１と、回転部ＪＥｒ６１の一部を収納する筐体ＪＥｒ６２とを有する。回転部ＪＥｒ６１は、関節機構ＪＥｒ６を駆動するモータＭＯｒ６の回転に伴い、軸Ａｘ６を回転軸として回転する。例えば、回転部ＪＥｒ６１は、軸Ａｘ６を回転軸として第２部分ＴＰ１２に対して回転可能に、モータＭＯｒ６に取り付けられている。また、筐体ＪＥｒ６２は、回転部ＪＥｒ６１と一緒に、軸Ａｘ６を回転軸として第２部分ＴＰ１２に対して回転する。例えば、筐体ＪＥｒ６２は、軸Ａｘ６を回転軸として第２部分ＴＰ１２に対して回転可能に、第２部分ＴＰ１２に接続される。また、筐体ＪＥｒ６２は、端面ＴＰ１ｓｆを含む。例えば、端面ＴＰ１ｓｆは、回転部ＪＥｒ６１の回転に伴い、軸Ａｘ６を回転軸として第２部分ＴＰ１２に対して回転する。
【0082】
なお、モータＭＯｒ６は、関節機構ＪＥｒ６の一要素として捉えられてもよい。また、筐体ＪＥｒ６２が第２部分ＴＰ１２に固定され、エンドエフェクタ２０が、筐体ＪＥｒ６２に対して回転可能に、回転部ＪＥｒ６１の表面に取り付けられてもよい。この場合、回転部ＪＥｒ６１の表面が端面ＴＰ１ｓｆに該当する。また、筐体ＪＥｒ６２が第２部分ＴＰ１２に固定される場合、筐体ＪＥｒ６２は、第２部分ＴＰ１２の一要素として捉えられてもよい。
【0083】
また、複数の関節機構ＪＥｒは、図２に示す例に限定されない。例えば、複数の関節機構ＪＥｒの各々は、既知の多関節ロボットの各関節に対応する機構と同様の構成であってもよい。
【0084】
また、図２に示すロボット１０の状態（姿勢）は、方向Ｄｅ１及びＤｅ２が軸Ａｘ１に平行な起立状態の１つであり、本実施形態におけるロボット１０の特徴を表す状態の１つである。以下では、図２に示すロボット１０の状態を、第１状態と称する場合がある。
【0085】
例えば、第１状態は、方向Ｄｅ１及びＤｅ２が軸Ａｘ１に平行であり、かつ、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１が、リンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ２よりも端部ＬＫ１ｅｄ１の近くに位置する状態である。第１状態では、好ましくは、関節機構ＪＥｒ３は、移動領域ＡＲｍｖ１の両端部を除く中間領域ＡＲｍｄ１に位置し、かつ、移動領域ＡＲｍｖ２の両端部を除く中間領域ＡＲｍｄ２に位置する。例えば、ロボット１０を図２に示す第１状態で待機させた場合、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の位置の最大移動量は、移動領域ＡＲｍｖ１の方向Ｄｅ１に沿う長さの約半分である。また、リンクＬＫ２に対する関節機構ＪＥｒ３の位置の最大移動量は、移動領域ＡＲｍｖ２の方向Ｄｅ２に沿う長さの約半分である。従って、本実施形態では、ロボット１０を図２に示す第１状態で待機させることにより、ロボット１０の状態を第１状態から他の状態に遷移させる状態遷移に要する時間が長くなることを抑制することができる。
【0086】
また、本実施形態では、リンクＬＫ１及びＬＫ２の状態を第１状態にすることにより、ロボット１０の状態をコンパクトにすることができ、ロボット１０の持ち運びを容易にすることができる。このため、本実施形態では、ロボット１０を工場に設置する場合の設置作業、又は、工場における機器変更等によるロボット１０の設置の変更作業等を容易にすることができる。
【0087】
また、図２に示す第１状態等の起立状態では、上述したように、リンクＬＫ１及びＬＫ２が軸Ａｘ１に沿って延在するように、リンクＬＫ１及びＬＫ２の姿勢が維持される。この場合、リンクＬＫ１及びＬＫ２の姿勢が、リンクＬＫ１及びＬＫ２の一方又は両方が軸Ａｘ１と交差する方向に沿って延在するような姿勢である場合に比べて、軸Ａｘ１を回転軸としてロボット１０を回転させる場合の慣性力を、小さくすることができる。
【0088】
従って、本実施形態では、リンクＬＫ１及びＬＫ２の状態を起立状態にすることにより、ロボットアーム（リンクＬＫ１及びＬＫ２）の物理的長さ及び重量に起因する慣性力を小さくすることができる。これにより、本実施形態では、ロボット１０を精密に制御することができる。例えば、本実施形態では、ロボット１０の動作を停止した際の振動（制振性）による影響を小さくすることができる。従って、本実施形態では、ロボット１０が所定の作業を行う場合のロボット１０のトータルの動作時間の短縮、及び、動作精度の向上等を実現することができる。
【0089】
なお、軸Ａｘ１を回転軸としてロボット１０を回転させる場合の慣性力を小さくするリンクＬＫ１及びＬＫ２の状態は、リンクＬＫ１及びＬＫ２が軸Ａｘ１に沿って延在するような姿勢（起立状態）であれば、図２に示す第１状態に限定されない。例えば、図２に示す第１状態とは異なる起立状態は、方向Ｄｅ１及びＤｅ２が軸Ａｘ１に平行であり、リンクＬＫ２の端部ＬＫ２ｅｄ１が、リンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ１よりも端部ＬＫ１ｅｄ２の近くに位置する状態であってもよい。この場合、リンクＬＫ１及びＬＫ２が軸Ａｘ１に沿って延在し、かつ、先端部ＴＰ１がリンクＬＫ１から遠ざかるように、リンクＬＫ２が位置する。すなわち、本実施形態では、ロボット１０の状態を起立状態にすることにより、軸Ａｘ１を回転軸としてロボット１０を回転させる場合の慣性力を小さくすることができる。但し、ロボット１０は、先端部ＴＰ１がリンクＬＫ１に近い状態の方が、先端部ＴＰ１がリンクＬＫ１から遠い状態よりも、安定する。
【0090】
ここで、本実施形態では、ロボットコントローラ３０は、例えば、直交ロボット、水平多関節ロボット及び垂直多関節ロボットの各々の動作を、ロボット１０に実行させる。例えば、ロボット１０には、直交ロボット、水平多関節ロボット及び垂直多関節ロボットの各々の動作に対応する駆動モードを含む複数の駆動モードが設定されている。駆動モードについては、後述する図４において説明される。
【0091】
次に、図３を参照しながら、ロボットコントローラ３０のハードウェア構成について説明する。
【0092】
【0093】
ロボットコントローラ３０は、ロボットコントローラ３０の各部を制御する処理装置３２と、各種情報を記憶するメモリ３５と、通信装置３６と、作業者等による操作を受け付ける操作装置３７と、表示装置３８と、ドライバ回路３９とを有する。なお、ロボットコントローラ３０は、単体の装置として実現されるほか、互いに別体で構成された複数の装置でも実現される。例えば、操作装置３７及び表示装置３８の一方又は両方は、処理装置３２とは別体の装置であってもよい。
【0094】
メモリ３５は、例えば、処理装置３２の作業領域として機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性メモリと、制御プログラムＰＧｒ等の各種情報を記憶するＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性メモリとの、一方又は両方を含む。なお、メモリ３５は、ロボットコントローラ３０に着脱可能であってもよい。具体的には、メモリ３５は、ロボットコントローラ３０に着脱されるメモリカード等の記憶媒体であってもよい。また、メモリ３５は、例えば、ロボットコントローラ３０とネットワーク等を介して通信可能に接続された記憶装置（例えば、オンラインストレージ）であってもよい。
【0095】
図２に示すメモリ３５は、制御プログラムＰＧｒを記憶している。本実施形態では、制御プログラムＰＧｒは、例えば、ロボットコントローラ３０がロボット１０の動作を制御するためのアプリケーションプログラムを含む。但し、制御プログラムＰＧｒは、例えば、処理装置３２がロボットコントローラ３０の各部を制御するためのオペレーティングロボットシステムプログラムを含んでもよい。
【0096】
処理装置３２は、ロボットコントローラ３０の全体を制御するプロセッサであり、例えば、１又は複数のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んで構成される。処理装置３２は、例えば、メモリ３５に記憶された制御プログラムＰＧｒを実行し、制御プログラムＰＧｒに従って動作することで、後述する動作制御部３３及び表示制御部３４として機能する。なお、制御プログラムＰＧｒは、ネットワーク等を介して他の装置から送信されてもよい。
【0097】
また、例えば、処理装置３２が複数のＣＰＵを含んで構成される場合、処理装置３２の機能の一部又は全部は、これら複数のＣＰＵが制御プログラムＰＧｒ等のプログラムに従って協働して動作することで実現されてもよい。また、処理装置３２は、１又は複数のＣＰＵに加え、又は、１又は複数のＣＰＵのうち一部又は全部に代えて、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、又は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のハードウェアを含んで構成されるものであってもよい。この場合、処理装置３２の機能の一部又は全部は、ＤＳＰ等のハードウェアにより実現されてもよい。
【0098】
動作制御部３３は、例えば、ロボット１０の位置及び姿勢が目標の位置及び姿勢になるまで、各関節機構ＪＥの状態（関節の状態）に関する関節値を算出する処理を繰り返す。関節機構ＪＥの状態は、関節の運動の状態であってもよい。具体的には、関節機構ＪＥの状態は、例えば、関節機構ＪＥの位置（関節の位置）、及び、関節機構ＪＥｒによる回転の回転角度（関節の方向）等であってもよい。この場合、関節値は、例えば、関節機構ＪＥの位置（関節の位置）、及び、関節機構ＪＥｒによる回転の回転角度（関節の方向）等を示す。以下では、関節機構ＪＥの状態（関節の状態）に関する関節値は、単に、関節機構ＪＥ（関節）の関節値とも称される。
【0099】
また、動作制御部３３は、各関節機構ＪＥの関節値等に基づいて、ロボット１０を、後述するドライバ回路３９を介して駆動する。また、表示制御部３４は、例えば、後述する図５に示す操作画面ＯＰＳ等の各種画像を表示装置３８に表示させる。
【0100】
通信装置３６は、ロボットコントローラ３０の外部に存在する外部装置と通信を行うためのハードウェアである。例えば、通信装置３６は、近距離無線通信によって外部装置と通信する機能を有する。なお、通信装置３６は、移動体通信網又はネットワークを介して外部装置と通信する機能をさらに有してもよい。
【0101】
操作装置３７は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、スイッチ、ボタン及びセンサ等）である。例えば、操作装置３７は、作業者の操作を受け付け、操作に応じた操作情報を処理装置３２に出力する。なお、例えば、表示装置３８の表示面に対する接触を検出するタッチパネルが、操作装置３７として採用されてもよい。
【0102】
表示装置３８は、外部への出力を実施するディスプレイ等の出力デバイスである。表示装置３８は、例えば、処理装置３２（より詳細には、表示制御部３４）による制御のもとで、画像を表示する。なお、操作装置３７及び表示装置３８は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。
【0103】
ドライバ回路３９は、処理装置３２（より詳細には、動作制御部３３）による制御のもとで、ロボット１０を駆動するための信号をロボット１０に出力するハードウェアである。例えば、ドライバ回路３９は、各関節機構ＪＥの関節値等に基づく信号を、モータＭＯｒ１、ＭＯｒ２、ＭＯｒ３、ＭＯｒ４、ＭＯｒ５、ＭＯｒ６、ＭＯｐ１及びＭＯｐ２等を駆動する信号として、ロボット１０に出力する。
【0104】
このように、ロボットコントローラ３０は、複数のモータＭＯ（ＭＯｒ１、ＭＯｒ２、ＭＯｒ３、ＭＯｒ４、ＭＯｒ５、ＭＯｒ６、ＭＯｐ１及びＭＯｐ２）を制御することにより、ロボット１０の動作を制御する。
【0105】
なお、ロボットコントローラ３０の構成は、図３に示す例に限定されない。例えば、通信装置３６は、ロボットコントローラ３０から省かれてもよい。
【0106】
次に、ロボット１０の動作を制御する場合に使用される各関節機構ＪＥの関節値の算出方法（動作制御部３３による関節値の算出方法）の概要について説明する。ロボット１０の動作の制御には、例えば、関節の変位（例えば、回転及び直動等）からロボット１０の位置及び姿勢を求める順運動学、及び、ロボット１０の位置及び姿勢から関節の変位を求める逆運動学等が用いられる。例えば、ロボット１０の手先（例えば、エンドエフェクタ２０の先端）の速度（以下、手先速度とも称する）と関節速度との関係は、式（１）で表される。例えば、式（１）は、順運動学の計算に用いられる。
【0107】
【数1】
【0108】
なお、手先速度ｒ（・）は、式（２）で表される。また、ｍ個（ｍは２以上の自然数）の関節を有する多関節ロボットでは、関節速度θ（・）は、式（３）で表され、ヤコビ行列Ｊは、式（４）で表される。
【0109】
【数2】
【0110】
【数3】
【0111】
【数4】
【0112】
ヤコビ行列Ｊは、例えば、６行ｍ列の行列で表され、第ｉ列の要素が第ｉ関節に係る要素Ｊｉに該当する。第ｉ関節に係る要素Ｊｉは、第ｉ関節が回転関節の場合、式（５）で表され、第ｉ関節が直動関節の場合、式（６）で表される。なお、式（６）の０は、例えば、ベクトル値が０であることを示す。
【0113】
【数5】
【0114】
なお、図１には図示していないが、各関節の所定の位置を原点とする３軸の直交座標系が各関節（各関節機構ＪＥ）に対応付けられ、関節の状態を表現する場合に用いられる。例えば、第ｉ関節が回転関節の場合、関節機構ＪＥｒの回転軸がＺ軸に対応し、第ｉ関節が直動関節の場合、関節機構ＪＥｐの移動方向に沿う軸、又は、リンクＬＫの伸縮方向に沿う軸がＺ軸に対応する。
【0115】
また、本実施形態では、回転関節及び直動関節の順にボディ部ＢＤＰから数えてｉ番目の関節機構ＪＥが第ｉ関節に該当する場合を想定する。例えば、関節機構ＪＥｒ１が第１関節に該当し、関節機構ＪＥｒ２が第２関節に該当する。関節機構ＪＥｒ３が第３関節に該当し、関節機構ＪＥｒ４が第４関節に該当する。関節機構ＪＥｒ５が第５関節に該当し、関節機構ＪＥｒ６が第６関節に該当する。そして、関節機構ＪＥｐ１が第７関節に該当し、関節機構ＪＥｐ２が第８関節に該当する。なお、番号の付け方は、上述の例に限定されない。
【0116】
また、ロボット１０の手先速度と関節速度との関係は、ヤコビ行列Ｊの擬似逆行列Ｊ＋を用いて、式（７）で表される。例えば、式（７）は、逆運動学の計算に用いられる。
【0117】
【数6】
【0118】
例えば、ロボットコントローラ３０は、目標の手先速度ｒ（・）に対する各関節機構ＪＥの関節速度θｉ（・）を、式（７）を用いて計算し、計算結果に基づいて各関節機構ＪＥを動作させる。具体的には、例えば、ロボットコントローラ３０は、式（７）を用いて算出した各関節機構ＪＥの関節速度θｉ（・）に基づいて、各関節機構ＪＥの関節値を算出する。そして、ロボットコントローラ３０は、各関節機構ＪＥの関節値に基づいて、各関節機構ＪＥを動作させる。例えば、ロボットコントローラ３０は、各関節機構ＪＥの状態が各関節機構ＪＥの関節値に基づく状態になるように、各関節機構ＪＥを動作させる。
【0119】
これにより、本実施形態では、例えば、ロボット１０をジョグ動作させることができる。なお、ジョグ動作は、例えば、ロボット１０の関節及び手先等を少しずつ動かして、ロボット１０の位置及び姿勢を目標の位置及び姿勢に到達させる動作である。関節速度θｉ（・）、及び、関節速度θｉ（・）に基づいて算出される関節機構ＪＥの状態等を示す情報は、関節値に対応する。関節機構ＪＥの関節速度θ（・）の計算は、逆運動学計算の例である。また、ヤコビ行列Ｊから擬似逆行列Ｊ＋が算出されるため、式（７）を用いて、関節機構ＪＥの関節速度θ（・）を計算することは、ヤコビ行列を用いて逆運動学計算を実行することに該当する。
【0120】
ここで、ジョグ動作が行われる場合、複数の関節機構ＪＥの全てについて、関節速度θｉ（・）が計算される。このため、工夫をせずにヤコビ行列Ｊが用いられる制御方法では、関節機構ＪＥの数が多い場合、ロボット１０の位置及び姿勢を目標の位置及び姿勢にする各関節の関節速度θｉ（・）等が算出されるまでの計算時間が増加する。この場合、逆運動学計算の解（ロボットの位置及び姿勢を目標の位置及び姿勢にする各関節の関節速度θｉ（・）等）が、所望の時間内に算出されないおそれがある。
【0121】
なお、本実施形態では、動作させる関節（関節機構ＪＥ）の数が関節の全数よりも少ない駆動モードを含む複数の駆動モードの中から、ロボット１０の駆動モードを選択することができる。例えば、特定の第ｉ関節を動作させない駆動モードでは、ヤコビ行列Ｊの複数の要素のうち、特定の第ｉ関節に係る要素Ｊｉのベクトル値を０に固定する。第ｉ関節に係る要素Ｊｉのベクトル値を０にした場合のヤコビ行列Ｊは、式（８）となる。この場合、上述の式（７）から得られる関節速度θｉ（・）は、式（９）で表される関節速度ベクトルとなる。
【0122】
【数7】
【0123】
式（９）に示されるように、第ｉ関節の関節速度θｉ（・）は、０となる。このように、本実施形態では、ヤコビ行列Ｊの複数の要素のうち、第ｉ関節に係る要素Ｊｉのベクトル値を０に固定することより、第ｉ関節の関節値は変位することがないため、ｍ個の関節のうちの第ｉ関節を固定関節と見なすことができる。すなわち、本実施形態では、ヤコビ行列Ｊの第ｉ関節に係る要素Ｊｉのベクトル値を０に固定することより、第ｉ関節以外の（ｍ－１）個の関節について、関節速度θｉ（・）を計算することができる。このように、本実施形態では、動作させる関節の数が関節の全数よりも少ない駆動モードを選択して、ロボット１０を動作させることができる。なお、本実施形態ではベクトル値を０に固定しているが、第ｉ関節の関節値が、ロボット制御に影響せず実質的に変位しないのであれば、必ずしも０である必要はなく、微小な値（実質的に０）であっても構わない。ここで、「実質的に０」とは、０のほか、０と見なせる微小な値も包含する。また、「実質的に変位しない」とは、厳密に変位しない場合のほか、変位していないと見なせる場合（例えば、ロボット制御に影響しない程度の微小な変化）も包含する。
【0124】
また、上述の例では、動作させない固定関節が１個の第ｉ関節である場合を想定したが、動作させない固定関節の数は、１個に限定されない。すなわち、複数の駆動モードは、後述する図４に示すように、動作させない固定関節（固定対象の関節機構ＪＥ）の数が２個以上である駆動モードを含んでもよい。本実施形態では、複数の駆動モードの中から、ロボット１０の駆動モードを適切に選択することにより、逆運動学計算の解が所望の時間内に算出されないことを抑制することができる。
【0125】
次に、図４を参照しながら、ロボット１０の駆動モードの概要について説明する。
【0126】
図４は、ロボット１０の駆動モードの一例を説明するための説明図である。本実施形態では、複数の駆動モードとして、第１駆動モード、第２駆動モード、第３駆動モード、第４駆動モード、及び、第５駆動モードがロボット１０に設定される場合を想定する。
【0127】
複数の駆動モードの各々には、複数の関節機構ＪＥのうちの少なくとも１個の関節機構ＪＥが駆動対象の関節機構ＪＥとして対応付けられている。以下では、複数の関節機構ＪＥのうち、駆動対象の関節機構ＪＥ以外の関節機構ＪＥは、固定対象の関節機構ＪＥとも称される。固定対象の関節機構ＪＥは、各関節機構ＪＥの関節値を算出する処理において、関節値を実質的に変位させない関節機構ＪＥである。例えば、ロボットコントローラ３０は、各駆動モードにおいて、複数の関節機構ＪＥのうち、固定対象の関節機構ＪＥを固定した状態で、駆動対象の関節機構ＪＥを駆動することにより、ロボット１０の動作を制御する。なお、駆動対象の関節機構ＪＥは、「駆動対象の関節」の一例であり、固定対象の関節機構ＪＥは、「固定対象の関節」の一例である。
【0128】
第１駆動モードでは、複数の関節機構ＪＥのうち、関節機構ＪＥｒ１、ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６が駆動対象の関節機構ＪＥであり、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２が固定対象の関節機構ＪＥである。すなわち、第１駆動モードでは、ロボット１０は、所謂、垂直６軸多関節ロボットとして動作する。以下では、第１駆動モードを、垂直６軸多関節モードと称する場合がある。
【0129】
第２駆動モードでは、複数の関節機構ＪＥのうち、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２が駆動対象の関節機構ＪＥであり、関節機構ＪＥｒ１、ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６が固定対象の関節機構ＪＥである。すなわち、第２駆動モードでは、ロボット１０は、所謂、直交ロボットとして動作する。以下では、第２駆動モードを、直交モードと称する場合がある。
【0130】
第３駆動モードでは、複数の関節機構ＪＥのうち、関節機構ＪＥｒ１、ＪＥｐ１及びＪＥｐ２が駆動対象の関節機構ＪＥであり、関節機構ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６が固定対象の関節機構ＪＥである。すなわち、第３駆動モードでは、ロボット１０は、所謂、水平多関節ロボット（スカラロボット）として動作する。以下では、第３駆動モードを、スカラモードと称する場合がある。
【0131】
第４駆動モードでは、複数の関節機構ＪＥのうち、関節機構ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｐ１及びＪＥｐ２が駆動対象の関節機構ＪＥであり、関節機構ＪＥｒ１、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６が固定対象の関節機構ＪＥである。すなわち、第４駆動モードでは、第２駆動モード（直交モード）における駆動対象の関節機構ＪＥ（ＪＥｐ１及びＪＥｐ２）に加えて、関節機構ＪＥｒ２及びＪＥｒ３が駆動対象の関節機構ＪＥとして対応付けられている。以下では、第４駆動モードを、拡張直交モードと称する場合がある。また、以下では、８個の関節機構ＪＥのうちの４個の関節機構ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｐ１及びＪＥｐ２のみが駆動するロボットを、拡張直交ロボットと称する場合がある。
【0132】
第５駆動モードでは、複数の関節機構ＪＥの全てが駆動対象の関節機構ＪＥである。すなわち、第５駆動モードでは、複数の関節機構ＪＥの中に、固定対象の関節機構ＪＥは存在しない。以下では、第５駆動モードを、標準モードと称する場合がある。
【0133】
以下では、複数の駆動モードが図４に示した第１駆動モード、第２駆動モード、第３駆動モード、第４駆動モード及び第５駆動モードである場合を想定する。但し、複数の駆動モードは、図４に示す例に限定されない。例えば、複数の駆動モードは、複数の関節機構ＪＥのうちの関節機構ＪＥｒ６及びＪＥｐ２が駆動対象の関節機構ＪＥとして対応付けられた駆動モードを含んでもよい。
【0134】
次に、図５を参照しながら、表示装置３８に表示される操作画面ＯＰＳの概要について説明する。
【0135】
図５は、操作画面ＯＰＳの一例を説明するための説明図である。
【0136】
例えば、ロボットコントローラ３０の表示制御部３４は、複数の駆動モードから一の駆動モードを選択するための選択画面として、操作画面ＯＰＳを表示装置３８に表示させる。具体的には、例えば、表示制御部３４は、操作画面ＯＰＳを表示装置３８に表示させるための表示情報を、表示装置３８に出力する。これにより、操作画面ＯＰＳが表示装置３８に表示される。表示制御部３４による表示情報の生成は、例えば、操作画面ＯＰＳを表示するための操作がロボットコントローラ３０に対して実行されたことを契機に実行されてもよいし、ロボットコントローラ３０が起動されたことを契機に実行されてもよい。
【0137】
操作画面ＯＰＳは、複数の表示ウィンドウＷＤ（ＷＤｍ、ＷＤｊ、ＷＤｐｃ及びＷＤｐａ）を含む。表示ウィンドウＷＤｍには、例えば、ロボット１０の現在の状態を示す動画像として、カメラ等の撮像装置により撮影されたロボット１０の動画像が表示される。複数の表示ウィンドウＷＤｊには、複数の関節機構ＪＥ（ＪＥｒ１、ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５、ＪＥｒ６、ＪＥｐ１及びＪＥｐ２）の現在の関節値がそれぞれ表示される。
【0138】
また、表示ウィンドウＷＤｐ（ＷＤｐｃ及びＷＤｐａ）には、ロボット１０の現在の手先の位置及び姿勢を示す情報が表示される。例えば、ロボット１０の手先の位置（例えば、先端部ＴＰ１のうち、エンドエフェクタ２０が取り付けられる端面ＴＰ１ｓｆの中心）の座標が、表示ウィンドウＷＤｐｃに表示される。また、例えば、ロボット１０の手先の姿勢を示す情報が、表示ウィンドウＷＤｐａに表示される。ロボット１０の手先の姿勢を示す情報は、例えば、３個の角度の組で表されるオイラー角であってもよいし、ロール角、ピッチ角及びヨー角の３個の角度であってもよい。
【0139】
さらに、操作画面ＯＰＳには、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）用の複数のボタンＢＴ（ＢＴｐｃ、ＢＴｐａ、ＢＴｓ及びＢＴｄ）等が表示される。複数のボタンＢＴは、例えば、ロボット１０に動作を教示する場合、及び、ロボット１０の教示以外の実動作においてロボット１０の動作を制御する場合等に用いられる。
【0140】
ボタンＢＴｐ（ＢＴｐｃ及びＢＴｐａ）は、例えば、ロボット１０の手先の位置及び姿勢の目標値を設定するための情報の入力を受け付けるＧＵＩである。例えば、ロボット１０の手先の目標の位置は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸にそれぞれ対応する３個のボタンＢＴｐｃを用いて設定され、ロボット１０の手先の目標の姿勢は、ロボット１０の手先の姿勢を示す３個の角度にそれぞれ対応する３個のボタンＢＴｐａを用いて設定される。
【0141】
より具体的には、ロボット１０の手先のＸ軸の位置は、Ｘ軸に対応するボタンＢＴｐｃを用いて設定される。例えば、Ｘ軸に対応する「＋」及び「－」のボタンＢＴｐｃのうち、「＋」のボタンＢＴｐｃが押下された場合、Ｘ軸に対応する表示ウィンドウＷＤｐｃに表示されている値が増加する。なお、Ｘ軸に対応する「＋」及び「－」のボタンＢＴｐｃのうち、「－」のボタンＢＴｐｃが押下された場合、Ｘ軸に対応する表示ウィンドウＷＤｐｃに表示されている値が減少する。また、ロボット１０の手先の姿勢を示す３個の角度のうちの一の角度に対応する「＋」及び「－」のボタンＢＴｐａのうち、「＋」のボタンＢＴｐａが押下された場合、当該角度に対応する表示ウィンドウＷＤｐａに表示されている値が増加する。なお、当該角度に対応する「＋」及び「－」のボタンＢＴｐａのうち、「－」のボタンＢＴｐａが押下された場合、当該角度に対応する表示ウィンドウＷＤｐａに表示されている値が減少する。
【0142】
このように、作業者は、ボタンＢＴｐ（ＢＴｐｃ及びＢＴｐａ）を押下することにより、ロボット１０の手先の目標の位置及び姿勢を設定することができる。
【0143】
ボタンＢＴｓ（ＢＴｓ１、ＢＴｓ２、ＢＴｓ３、ＢＴｓ４及びＢＴｓ５）は、ロボット１０の駆動モードを選択するための情報の入力を受け付けるＧＵＩである。例えば、ボタンＢＴｓ１が押下された場合、ロボット１０の駆動モードとして、第１駆動モードが選択され、ボタンＢＴｓ２が押下された場合、ロボット１０の駆動モードとして、第２駆動モードが選択される。また、例えば、ボタンＢＴｓ３が押下された場合、ロボット１０の駆動モードとして、第３駆動モードが選択され、ボタンＢＴｓ４が押下された場合、ロボット１０の駆動モードとして、第４駆動モードが選択される。そして、例えば、ボタンＢＴｓ５が押下された場合、ロボット１０の駆動モードとして、第５駆動モードが選択される。
【0144】
このように、作業者は、ボタンＢＴｓ（ＢＴｓ１、ＢＴｓ２、ＢＴｓ３、ＢＴｓ４及びＢＴｓ５）を押下することにより、ロボット１０の駆動モードを選択することができる。
【0145】
ボタンＢＴｄは、例えば、作業者により入力された目標の位置及び姿勢、及び、作業者により選択された駆動モード等を、ロボット１０の教示等に用いられる最終的な情報として確定するためのＧＵＩである。例えば、ボタンＢＴｄが押下された場合、表示ウィンドウＷＤｐに表示されている値に基づく位置及び姿勢が目標の位置及び姿勢として確定し、作業者により最後に押下されたボタンＢＴｓに対応する駆動モードがロボット１０の駆動モードとして確定する。なお、操作画面ＯＰＳは、ロボット１０の教示を開始するためのＧＵＩ、及び、ロボット１０の教示を終了するためのＧＵＩを含んでもよい。
【0146】
さらに、操作画面ＯＰＳには、例えば、ロボット１０の状態が特定状態であるか否か等を作業者に認識させる警告灯として機能する複数の警告画像ＷＬｊが表示される。特定状態は、例えば、所定の関節機構ＪＥの関節値が、当該関節機構ＪＥの可動に関する制約を満たす限界値の近傍の値（例えば、限界値に所定の余裕を持たせた値）となった状態である。以下では、関節機構ＪＥの関節値が当該関節機構ＪＥの可動に関する制約を満たす限界値である場合の関節機構ＪＥの状態は、限界状態とも称される。また、所定の余裕は、例えば、関節機構ＪＥの状態が限界状態に到達する前に、関節機構ＪＥの状態が限界状態に近づいたことをロボットコントローラ３０に認識させるために設定されたマージンである。
【0147】
ここで、関節機構ＪＥの可動に関する制約は、例えば、関節機構ＪＥの移動範囲（関節機構ＪＥｐ１による関節機構ＪＥｒ３の移動範囲、及び、関節機構ＪＥｐ２による関節機構ＪＥｒ３の移動範囲等）であってもよい。例えば、関節機構ＪＥｐ１により、関節機構ＪＥｒ３がリンクＬＫ１に対して相対的に移動する場合、関節機構ＪＥｒ３の移動範囲は、移動領域ＡＲｍｖ１に制限される。従って、関節機構ＪＥｒ３が移動領域ＡＲｍｖ１の端部に位置する場合、関節機構ＪＥｐ１の関節値は限界値であり、関節機構ＪＥｐ１の状態は限界状態である。
【0148】
あるいは、関節機構ＪＥの可動に関する制約は、特異点を回避するための制約であってもよいし、特異点を回避するための制約及び関節機構ＪＥの移動範囲の両方を含んでもよい。特異点は、例えば、ロボット１０の姿勢が、ロボット１０を制御できなくなる姿勢になることである。
【0149】
図５に示す例では、操作画面ＯＰＳは、複数の関節機構ＪＥと１対１に対応する複数の警告画像ＷＬｊを含む。例えば、ロボット１０の状態が、特異点を回避するための制約に基づく特定状態である場合、特異点に関連する関節機構ＪＥに対応する警告画像ＷＬｊが、赤色に表示される。このように、特定状態である関節機構ＪＥに対応する警告画像ＷＬｊは、特定の色（例えば、赤色）に表示され、特定状態でない関節機構ＪＥに対応する警告画像ＷＬｊは、特定の色以外の色に表示される。なお、警告画像ＷＬｊは、青色、黄色及び赤色等のように３色以上の色を用いて、関節機構ＪＥの状態を作業者に認識させてもよい。例えば、特定状態でない関節機構ＪＥに対応する警告画像ＷＬｊは、青色又は黄色に表示されてもよい。この場合、黄色の警告画像ＷＬｊは、例えば、当該警告画像ＷＬｊに対応する関節機構ＪＥの状態が、警告画像ＷＬｊが青色の場合に比べて、特定状態に近いことを意味する。
【0150】
このように、操作画面ＯＰＳは、例えば、ロボット１０に動作を教示する場合、及び、ロボット１０の教示以外の実動作においてロボット１０の動作を制御する場合等に用いられるＧＵＩとして機能する複数のボタンＢＴを含む。さらに、操作画面ＯＰＳは、ロボット１０の動作をモニタリングするための複数の表示ウィンドウＷＤ及び複数の警告画像ＷＬｊを含む。
【0151】
なお、操作画面ＯＰＳの例は、図５に示す例に限定されない。例えば、表示ウィンドウＷＤｍ及び複数の表示ウィンドウＷＤｊの一方又は両方は、操作画面ＯＰＳに表示されなくてもよい。また、例えば、表示制御部３４は、複数の操作画面を選択的に表示装置３８に表示させてもよい。この場合、複数の表示ウィンドウＷＤ（ＷＤｍ、ＷＤｊ、ＷＤｐｃ及びＷＤｐａ）の一部は、操作画面ＯＰＳとは別の操作画面に表示されてもよい。
【0152】
また、例えば、警告画像ＷＬｊは、色が変化する代わりに、又は、色の変化に加えて、関節機構ＪＥの状態に応じた点滅パターンにより、関節機構ＪＥの状態を作業者に認識させてもよい。また、例えば、複数の警告画像ＷＬｊの代わりに、複数の表示ウィンドウＷＤｊの色又は点滅パターン等を用いて、ロボット１０の状態が特定状態であるか否か等を作業者に認識させてもよい。あるいは、複数の警告画像ＷＬｊの代わりに、又は、複数の警告画像ＷＬｊに加えて、警告音により、ロボット１０の状態が特定状態であるか否か等を作業者に認識させてもよい。
【0153】
また、操作画面ＯＰＳに含まれる警告画像ＷＬｊの数は、図５に示す例に限定されない。例えば、特異点に関連する関節機構ＪＥを作業者に特に通知しない場合、操作画面ＯＰＳは、６個の関節機構ＪＥｒに対応する６個の警告画像ＷＬｊの代わりに、ロボット１０の姿勢が特異点に近づいていることを作業者に警告する１個の警告画像ＷＬｊを含んでもよい。あるいは、６個の警告画像ＷＬｊが用いられる代わりに、操作画面ＯＰＳ全体の色を変化させること、又は、操作画面ＯＰＳ全体を点滅させること等により、ロボット１０の姿勢が特異点に近づいていることを作業者に警告してもよい。
【0154】
【0155】
図６は、図１に示したロボットコントローラ３０の動作の一例を示すフローチャートである。図６に示す動作では、ロボット１０の手先の位置及び姿勢を目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳにするための各関節機構ＪＥの関節値（例えば、関節機構ＪＥの位置、及び、関節機構ＪＥｒによる回転の回転角度等を示す情報）を算出する処理が行われる。例えば、図６に示す動作は、動作制御部３３として機能する処理装置３２により、実行される。すなわち、図６に示す動作（ステップＳ１００からステップＳ７８０までの一連の処理）では、処理装置３２は、動作制御部３３として機能する。
【0156】
なお、図６に示す動作では、複数の目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳがｎ個（ｎは１以上の自然数）である場合を想定する。例えば、ロボット１０の初期状態から最終的な目標状態までのロボット１０の軌道として、ｎ個の目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳが定義される。以下では、ｎ個の目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳをｎ個の目標状態と称する場合がある。また、図６に示す動作では、変数ｋ（ｋは１以上ｎ以下の自然数）の初期値が１である場合を想定する。また、以下では、ｋ番目の目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳを位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋとそれぞれ称する場合がある。例えば、位置ＰＰ１及び姿勢ＰＳ１は、１番目の目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳであり、位置ＰＰｎ及び姿勢ＰＳｎは、ｎ番目の目標（最終的な目標）の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳである。ロボットコントローラ３０は、例えば、変数ｋを１からｎまで順に変化させることにより、ロボット１０の手先の目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋを順に更新する。
【0157】
図６では、ロボット１０の初期状態から最終的な目標状態までのロボット１０の軌道を教示するために、ｎ個の目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳが順に設定される場合のロボットコントローラ３０の動作を中心に説明する。
【0158】
先ず、ステップＳ１００において、動作制御部３３は、ロボット１０の駆動モードを選択する。例えば、動作制御部３３は、図５に示した操作画面ＯＰＳを介して入力された情報に基づいて、ロボット１０の駆動モードを選択する。具体的には、例えば、動作制御部３３は、複数のボタンＢＴｓのうち、ボタンＢＴｄが押下される前に押下されたボタンＢＴｓに対応する駆動モードを、ロボット１０の駆動モードとして選択する。なお、ボタンＢＴｄが押下される前に２以上のボタンＢＴｓが押下された場合、当該２以上のボタンＢＴｓのうち、最後に押下されたボタンＢＴｓに対応する駆動モードが、ロボット１０の駆動モードとして選択される。また、例えば、図６に示す動作が開始され、複数のボタンＢＴｓのいずれも押下されずに、ボタンＢＴｄが押下された場合、所定の駆動モード（例えば、標準モード）が、ロボット１０の駆動モードとして選択される。
【0159】
次に、ステップＳ１２０において、動作制御部３３は、ロボット１０の手先のｋ番目の目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋを設定する。例えば、動作制御部３３は、操作画面ＯＰＳを介して入力された情報に基づいて、ロボット１０の駆動モードを選択する。具体的には、例えば、動作制御部３３は、ボタンＢＴｄが押下された場合に表示ウィンドウＷＤｐ（ＷＤｐｃ及びＷＤｐａ）に表示されている値を、ロボット１０の手先のｋ番目の目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋとして設定する。動作制御部３３は、ステップＳ１２０の処理を実行した後、処理をステップＳ２００に進める。
【0160】
ステップＳ２００において、動作制御部３３は、ロボット１０の手先の位置及び姿勢と目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋとの差分を算出する。例えば、動作制御部３３は、各関節機構ＪＥの現在の関節値に基づいて、ロボット１０の手先の位置及び姿勢を算出する。そして、動作制御部３３は、各関節機構ＪＥの現在の関節値に基づいて算出されたロボット１０の手先の位置及び姿勢とロボット１０の手先の目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋとの差分を算出する。
【0161】
次に、ステップＳ３００において、動作制御部３３は、ロボット１０の手先の位置及び姿勢と目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋとの差分が許容値以下であるか否かを判定する。許容値は、例えば、ロボット１０の手先の位置及び姿勢と目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳとの差分が許容値以下であれば、ロボット１０の手先の位置及び姿勢が目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳと一致していると見なせる値に設定される。
【0162】
ステップＳ３００における判定の結果が肯定の場合、動作制御部３３は、処理をステップＳ７００に進める。一方、ステップＳ３００における判定の結果が否定の場合、動作制御部３３は、処理をステップＳ４００に進める。
【0163】
ステップＳ４００において、動作制御部３３は、各関節機構ＪＥの関節値を更新する関節値更新処理を実行する。例えば、関節値更新処理では、動作制御部３３は、複数の関節機構ＪＥのうち、駆動モードに基づいて特定される駆動対象の関節機構ＪＥの変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、複数の関節機構ＪＥの関節値を算出する。なお、関節値更新処理の詳細については、後述する図７において説明される。動作制御部３３は、ステップＳ４００の関節値更新処理を実行した後、処理をステップＳ５００に進める。
【0164】
ステップＳ５００において、動作制御部３３は、ループカウントをインクリメントする。なお、ループカウントは、図６に示す動作が実行される前に、０に初期化されている。
【0165】
次に、ステップＳ５２０において、動作制御部３３は、ループカウントが上限値以下か否かを判定する。上限値は、ステップＳ２００からステップＳ５２０までの一連の処理の繰り返し回数の上限値であり、ステップＳ２００からステップＳ５２０までの一連の処理が収束しない場合に図６に示す動作を終了させるために設定される。
【0166】
ステップＳ５２０における判定の結果が否定の場合、動作制御部３３は、ステップＳ６００において、ロボット１０の動作をエラーとして停止する。この場合、図６に示す動作により算出された各関節機構ＪＥの関節値（ステップＳ４００の関節値更新処理において更新された各関節機構ＪＥの最新の関節値）は、ロボット１０の手先の位置及び姿勢を目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳにする関節値になるとは限らない。このため、動作制御部３３は、ロボット１０の手先の位置及び姿勢を目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳにするための各関節機構ＪＥの関節値を算出する処理が収束しなかったことを示すエラー情報を作業者等に通知してもよい。例えば、動作制御部３３は、エラー情報を表示装置３８に表示させてもよい。
【0167】
一方、ステップＳ５２０における判定の結果が肯定の場合、動作制御部３３は、処理をステップＳ２００に戻す。このように、ステップＳ２００からステップＳ５２０までの一連の処理は、ロボット１０の手先の位置及び姿勢を目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳにするための各関節機構ＪＥの関節値が算出されるまで、又は、ループカウントが上限値を超えるまで、繰り返される。
【0168】
また、上述したように、ステップＳ３００における判定の結果が肯定の場合、ステップＳ７００の処理が実行される。この場合、ステップＳ２００においてロボット１０の手先の位置及び姿勢の算出に用いられた各関節機構ＪＥの関節値（最新の関節値）が、ロボット１０の手先の位置及び姿勢を目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳにするための各関節機構ＪＥの関節値として算出される。なお、ステップＳ２００からステップＳ５２０までの一連の処理が２回以上繰り返されている場合、今回のステップＳ２００の処理に用いられた最新の関節値は、前回のステップＳ４００の関節値更新処理において更新された関節値である。
【0169】
ステップＳ７００において、動作制御部３３は、各関節機構ＪＥを、ステップＳ４００の関節値更新処理により更新された各関節機構ＪＥの関節値に従って制御する。これにより、ロボット１０の手先の位置及び姿勢は、目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋに変化する。なお、ロボット１０に動作を教示する場合、動作制御部３３は、ステップＳ７００において、ステップＳ４００の関節値更新処理により更新された各関節機構ＪＥの関節値を目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋの関節値としてメモリ３５に記憶する。例えば、ロボット１０に動作を教示する場合、動作制御部３３は、関節値更新処理において算出された複数の関節機構ＪＥの関節値を示す関節状態情報を生成し、生成した関節状態情報をメモリ３５に記憶する。
【0170】
ここで、例えば、ロボット１０の初期状態における手先の位置及び姿勢と目標の位置ＰＰ１及び姿勢ＰＳ１との差分が許容値以下である場合、ステップＳ４００の関節値更新処理が１回も実行されずに、ステップＳ３００における判定の結果が肯定となる。この場合、上述の「ステップＳ４００の関節値更新処理により更新された各関節機構ＪＥの関節値」は、「ロボット１０の初期状態における各関節機構ＪＥの関節値」に読み替えられる。例えば、ステップＳ４００の関節値更新処理が１回も実行されずにステップＳ３００における判定の結果が肯定となる場合、動作制御部３３は、ステップＳ７００において、各関節機構ＪＥの関節値をロボット１０の初期状態における各関節機構ＪＥの関節値に維持する。
【0171】
動作制御部３３は、ステップＳ７００の処理を実行した後、処理をステップＳ７２０に進める。
【0172】
ステップＳ７２０において、動作制御部３３は、変数ｋがｎより小さいか否かを判定する。ステップＳ７２０における判定の結果が否定の場合、すなわち、ロボット１０の手先の位置及び姿勢が最終的な目標の位置ＰＰｎ及び姿勢ＰＳｎに変化した場合、動作制御部３３は、図６に示す動作を終了する。一方、ステップＳ７２０における判定の結果が肯定の場合、動作制御部３３は、ステップＳ７４０においてループカウントを０にリセットした後、処理をステップＳ７６０に進める。
【0173】
ステップＳ７６０において、動作制御部３３は、変数ｋをインクリメントする（ｋ＝ｋ＋１）。そして、動作制御部３３は、処理をステップＳ７８０に進める。
【0174】
ステップＳ７８０において、動作制御部３３は、駆動モードを変更するか否かを判定する。なお、処理装置３２は、ステップＳ７８０において、表示制御部３４として機能し、次の目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋを設定するための情報の入力を受け付ける旨のメッセージを、操作画面ＯＰＳに表示してもよい。そして、処理装置３２は、動作制御部３３として機能し、ボタンＢＴｄが押下されたことを契機に、駆動モードを変更するか否かを判定してもよい。例えば、動作制御部３３は、複数のボタンＢＴｓのいずれも押下されずに、ボタンＢＴｄが押下された場合、駆動モードを変更しないと判定し、ボタンＢＴｄが押下される前に複数のボタンＢＴｓのいずれかが押下された場合、駆動モードを変更すると判定する。なお、動作制御部３３は、ボタンＢＴｄが押下される前に複数のボタンＢＴｓのいずれかが押下されても、押下されたボタンＢＴｓに対応する駆動モードが現時点で選択中の駆動モードと同じ場合、駆動モードを変更しないと判定してもよい。
【0175】
ステップＳ７８０における判定の結果が肯定の場合、動作制御部３３は、処理をステップＳ１００に戻す。これにより、ステップＳ１００において、ロボット１０の手先の次の目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋに対応する駆動モードが選択され、ステップＳ１２０において、ロボット１０の手先の次の目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋが設定される。一方、ステップＳ７８０における判定の結果が否定の場合、動作制御部３３は、処理をステップＳ１２０に戻す。これにより、駆動モードが変更されずに、ステップＳ１２０において、ロボット１０の手先の次の目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋが設定される。
【0176】
このように、図６に示す動作では、ｎ個の目標状態（位置ＰＰ及び姿勢ＰＳ）の各々において、ロボット１０の手先の位置及び姿勢と目標の位置ＰＰｋ及び姿勢ＰＳｋとの差分が許容値以下になるまで、ステップＳ２００からステップＳ５２０までの一連の処理が繰り返される。
【0177】
なお、ロボットコントローラ３０の動作は、図６に示す例に限定されない。例えば、ステップＳ７８０の処理は、省かれてもよい。この場合、動作制御部３３は、ステップＳ７６０の処理を実行した後、処理をステップＳ１００に戻す。また、ステップＳ１００の処理は、ステップＳ１２０の処理の後に実行されてもよいし、ステップＳ１２０の処理と並列に実行されてもよい。
【0178】
また、上述の説明では、ｎ個の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳに関する情報等が図６に示す動作の実行中に入力される場合を想定したが、図６に示す動作は、例えば、ｎ個の目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳがメモリ３５に記憶された後に開始されてもよい。この場合、ロボット１０の駆動モードは、例えば、ｎ個の目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳに対応付けてメモリ３５に記憶される。そして、ステップＳ１００及びＳ１２０の一連の処理は、メモリ３５に記憶された情報（駆動モード、位置ＰＰ及び姿勢ＰＳ）に基づいて実行される。また、この場合においても、ステップＳ７８０の処理は、省かれてもよい。
【0179】
次に、図７を参照しながら、ステップＳ４００の関節値更新処理について説明する。
【0180】
図７は、図６に示した関節値更新処理の一例を示すフローチャートである。例えば、動作制御部３３として機能する処理装置３２は、図６に示したステップＳ４００の関節値更新処理として、図７に示すステップＳ４２０からステップＳ４９０までの一連の処理を実行する。従って、ステップＳ４２０の処理は、図６に示したステップＳ３００における判定の結果が否定の場合に実行される。また、ステップＳ４９０の処理が実行された後、図６に示したステップＳ５００の処理が実行される。
【0181】
先ず、ステップＳ４２０において、動作制御部３３は、各関節機構ＪＥの現在の関節値に基づいて、ヤコビ行列Ｊを算出する。そして、動作制御部３３は、処理をステップＳ４４０に進める。
【0182】
ステップＳ４４０において、動作制御部３３は、複数の関節機構ＪＥの中に、固定対象の関節機構ＪＥが存在するか否かを判定する。例えば、動作制御部３３は、ロボット１０の駆動モードが第５駆動モードである場合、複数の関節機構ＪＥの中に、固定対象の関節機構ＪＥが存在しないと判定する。すなわち、動作制御部３３は、ロボット１０の駆動モードが第５駆動モード以外の駆動モードである場合、複数の関節機構ＪＥの中に、固定対象の関節機構ＪＥが存在すると判定する。
【0183】
ステップＳ４４０における判定の結果が肯定の場合、動作制御部３３は、処理をステップＳ４６０に進める。一方、ステップＳ４４０における判定の結果が否定の場合、動作制御部３３は、処理をステップＳ４８０に進める。
【0184】
ステップＳ４６０において、動作制御部３３は、ヤコビ行列Ｊの複数の要素のうち、固定対象の関節機構ＪＥに対応する要素の値を実質的に０に設定する。これにより、例えば、ヤコビ行列Ｊの固定対象の関節機構ＪＥに対応する列の要素の値が実質的に０に設定される。そして、動作制御部３３は、処理をステップＳ４８０に進める。
【0185】
ステップＳ４８０において、動作制御部３３は、ヤコビ行列Ｊの擬似逆行列Ｊ＋を用いて、各関節機構ＪＥの変位量（例えば、各関節機構ＪＥの関節速度θｉ（・））を算出する。なお、複数の関節機構ＪＥの中に固定対象の関節機構ＪＥが存在する場合、固定対象の関節機構ＪＥの変位量は、ヤコビ行列Ｊの固定対象の関節機構ＪＥに対応する列の要素の値が実質的に０に設定されているため、０又はほぼ０となる。なお、ほぼ０は、例えば、０と見なせる値である。動作制御部３３は、ステップＳ４８０の処理を実行した後、処理をステップＳ４９０に進める。
【0186】
ステップＳ４９０において、動作制御部３３は、各関節機構ＪＥの変位量に基づいて、各関節機構ＪＥの関節値を更新する。例えば、動作制御部３３は、図６に示したステップＳ２００においてロボット１０の手先の位置及び姿勢の算出に用いられた各関節機構ＪＥの関節値に各関節機構ＪＥの変位量を加算することにより、各関節機構ＪＥの関節値を更新する。なお、複数の関節機構ＪＥの中に固定対象の関節機構ＪＥが存在する場合、固定対象の関節機構ＪＥの変位量が０又はほぼ０であるため、ステップＳ４９０の処理による更新後の固定対象の関節機構ＪＥの関節値は、更新前の値と同じ又はほぼ同じ値となる。なお、更新前の値とほぼ同じ値は、例えば、更新前の値と同じと見なせる値である。従って、固定対象の関節機構ＪＥでは、状態は変化せずに維持される。これにより、本実施形態では、複数の関節機構ＪＥのうち、駆動モードに基づいて特定される駆動対象の関節機構ＪＥのみを駆動することができる。
【0187】
ここで、例えば、ステップＳ４８０及びＳ４９０の一連の処理は、「算出処理」の例であり、ステップＳ４４０及びＳ４６０の一連の処理は、「固定処理」の例である。なお、「算出処理」は、ステップＳ４８０及びＳ４９０の一連の処理に加えて、ステップＳ４２０の処理を含んでもよい。あるいは、ステップＳ４２０からステップＳ４９０までの一連の処理が「算出処理」として捉えられてもよい。この場合、「算出処理」は、「固定処理」を含む。
【0188】
なお、関節値更新処理は、図７に示した例に限定されない。例えば、動作制御部３３は、ステップＳ４４０において、複数の関節機構ＪＥの中に、固定対象の関節機構ＪＥ、及び、図５において説明した特定状態の関節機構ＪＥのいずれかが存在するか否かを判定してもよい。この場合、特定状態の関節機構ＪＥも、固定対象の関節機構ＪＥと同様に、ステップＳ４６０において、ヤコビ行列Ｊの複数の要素のうち、特定状態の関節機構ＪＥに対応する要素の値は、実質的に０に設定される。この態様では、特定状態の関節機構ＪＥも、固定対象の関節機構ＪＥと同様に固定関節として扱われるため、関節機構ＪＥの状態が関節機構ＪＥの可動に関する制約を満たさない状態（例えば、可動範囲外の状態）になることを抑制することができる。
【0189】
また、動作が教示されたロボット１０では、例えば、各関節機構ＪＥは、教示された関節値（例えば、ステップＳ７００においてメモリ３５に記憶された関節状態情報により示される関節値）に従って動作する。但し、動作が教示されたロボット１０においても、ロボット１０の教示に用いられたｎ個の目標状態（位置ＰＰ及び姿勢ＰＳ）間を補完して動作する場合、ロボットコントローラ３０は、図６及び図７に示した動作と同様の動作を実行する。この場合、ロボット１０の駆動モードは、例えば、ｎ個の目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳに対応付けてメモリ３５に記憶される。
【0190】
【0191】
【0192】
図８及び図９では、ロボット１０が棚ＲＫの外部（例えば、床）に配置された物品ＧＤを棚ＲＫの内部に配置するまでの動作におけるロボット１０の主要な状態を示している。図の上面図は、＋Ｚ方向から見たロボット１０を模式的に示し、図の側面図は、方向Ｄａｘ３から見たロボット１０を模式的に示している。なお、＋Ｚ方向は、Ｚ軸の矢印の指す方向であり、方向Ｄａｘ３は、関節機構ＪＥｒ３の回転軸である軸Ａｘ３に沿う方向のうち、リンクＬＫ１からリンクＬＫ２に向かう方向である。
【0193】
以下では、＋Ｚ方向を上方と称し、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向又は下方と称する場合がある。また、以下では、＋Ｚ方向及び－Ｚ方向を、特に区別することなく、Ｚ軸方向又は上下方向と称する場合がある。また、以下では、Ｘ軸の矢印の指す方向は＋Ｘ方向と称され、＋Ｘ方向の反対方向は－Ｘ方向と称される。また、以下では、＋Ｘ方向及び－Ｘ方向を、特に区別することなく、Ｘ軸方向と称する場合がある。
【0194】
例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、物品ＧＤを床からピックアップし、ピックアップした物品ＧＤを棚ＲＫの前に搬送するまでのロボット１０の動作では、作業領域に制約が少なく、ロボット１０は複雑な姿勢を取る。このため、上述の動作では、複数の関節機構ＪＥの全てが駆動対象の関節機構ＪＥである標準モード（第５駆動モード）、又は、垂直６軸多関節モード（第１駆動モード）がロボット１０の駆動モードとして適切である。
【0195】
図８では、垂直６軸多関節モードが選択される場合を想定する。また、図８以降の説明では、操作画面ＯＰＳを介して目標の位置ＰＰ及び姿勢ＰＳを入力する動作の説明を省略する。例えば、ロボット１０の教示が開始されると、作業者は、図５に示したボタンＢＴｓ１を押下した後、ボタンＢＴｄを押下する。これにより、図６のステップＳ１００において、垂直６軸多関節モードが選択される。また、垂直６軸多関節モードが選択されているため、図７のステップＳ４６０において、ヤコビ行列Ｊの複数の要素のうち、関節機構ＪＥｐ１及びＪＲｐ２のそれぞれに対応する要素の値が実質的に０に設定される。これにより、ロボット１０は、８個の関節機構ＪＥのうちの６個の関節機構ＪＥｒ（ＪＥｒ１、ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６）のみが駆動する垂直６軸多関節ロボットとして動作する。
【0196】
棚ＲＫの前に搬送された物品ＧＤ（図８（ｂ）参照）は、図９（ｃ）及び図９（ｄ）に示すように、棚ＲＫの内部に搬送され、棚ＲＫの内部に配置される。なお、図８及び図９では、ロボット１０が物品ＧＤを棚ＲＫの前に搬送する動作を終了した時点のロボット１０の姿勢が、方向Ｄｅ１が軸Ａｘ１に平行で、方向Ｄｅ２が方向Ｄｅ１に垂直となる姿勢（以下、直交姿勢とも称する）である場合を想定する。
【0197】
棚ＲＫの前に搬送された物品ＧＤを棚ＲＫの内部に搬送し、物品ＧＤを棚ＲＫの内部に配置するまでのロボット１０の動作（図９（ｃ）及び図９（ｄ）参照）では、棚ＰＫ自体がロボット１０の動作の障害物となるため、作業領域の制約が多くなる。このため、上述の動作において、垂直６軸多関節モード（第１駆動モード）又は標準モード（第５駆動モード）が選択された場合、ロボット１０の動作の規制が非常に多くなる。従って、上述の動作では、直交モード（第２駆動モード）がロボット１０の駆動モードとして適切である。
【0198】
このため、例えば、作業者は、物品ＧＤが棚ＲＫの前に搬送された後、図５に示したボタンＢＴｓ２を押下し、ボタンＢＴｓ２を押下した後、ボタンＢＴｄを押下する。これにより、図６のステップＳ７８０において、駆動モードを変更すると判定され、ステップＳ１００において、直交モードが選択される。また、直交モードが選択されているため、図７のステップＳ４６０において、ヤコビ行列Ｊの複数の要素のうち、６個の関節機構ＪＥｒ（ＪＥｒ１、ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６）のそれぞれに対応する要素の値が実質的に０に設定される。これにより、ロボット１０は、８個の関節機構ＪＥのうちの２個の関節機構ＪＥｐ（ＪＥｐ１及びＪＥｐ２）のみが駆動する直交ロボットとして動作する。
【0199】
直交モードでは、例えば、リンクＬＫ２をＺ軸方向（上下方向）に移動させること、及び、リンクＬＫ２をＺ軸に直交する方向（例えば、Ｘ軸方向）に移動させることを、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２によってそれぞれ容易に実現することができる。
【0200】
例えば、ロボットコントローラ３０は、図９（ｃ）に示すように、関節機構ＪＥｐ２を駆動することにより、リンクＬＫ２を＋Ｘ方向に移動させる。これにより、物品ＧＤは棚ＲＫの内部に搬送される。そして、ロボットコントローラ３０は、図９（ｄ）に示すように、関節機構ＪＥｐ１を駆動することにより、リンクＬＫ２を－Ｚ方向（下方）に移動させる。これにより、ロボット１０の先端部ＴＰ１がリンクＬＫ２と一緒に下方に移動するため、物品ＧＤは、棚ＲＫの内部に搬送される。このように、本実施形態では、ロボット１０が直交ロボットとして動作できるため、棚ＰＫが障害になることもなくロボット１０をスムーズに動作させることができる。また、本実施形態では、ロボット１０を直交ロボットとして動作させることにより、ロボット１０を容易に制御することができる。
【0201】
なお、ロボットコントローラ３０は、直交モードが選択された場合、例えば、図６のステップＳ２００の処理が実行される前に、ロボット１０の姿勢が直交姿勢であるか否かを判定してもよい。そして、ロボットコントローラ３０は、ロボット１０の姿勢が直交姿勢でない場合、ロボット１０の姿勢を直交姿勢に変化させてから、図６のステップＳ２００の処理を実行してもよい。
【0202】
次に、図１０から図１３を参照しながら、領域ＡＲ１に配置された物品ＧＤをトレーＴＹ１を経由してトレーＴＹ２に配置する動作をロボット１０に教示する場合を例にして、ロボットシステム１の動作について説明する。
【0203】
図１０は、ロボットシステム１の動作の別の例を説明するための説明図である。図１１は、図１０に示したロボットシステム１の動作の続きの動作を説明するための説明図である。図１２は、図１１に示したロボットシステム１の動作の続きの動作を説明するための説明図である。図１３は、図１２に示したロボットシステム１の動作の続きの動作を説明するための説明図である。
【0204】
図１０から図１３では、ロボット１０が領域ＡＲ１に配置された物品ＧＤをトレーＴＹ１を経由してトレーＴＹ２に配置するまでの動作におけるロボット１０の主要な状態を示している。図の上面図は、＋Ｚ方向から見たロボット１０を模式的に示し、図の側面図は、方向Ｄａｘ３から見たロボット１０を模式的に示している。
【0205】
例えば、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、物品ＧＤを領域ＡＲ１からピックアップし、ピックアップした物品ＧＤを仮置きのトレーＴＹ１に搬送するまでのロボット１０の動作では、作業領域に制約が少なく、ロボット１０は複雑な姿勢を取る。このため、上述の動作では、垂直６軸多関節モード（第１駆動モード）、又は、標準モード（第５駆動モード）がロボット１０の駆動モードとして適切である。
【0206】
図１０では、領域ＡＲ１がボディ部ＢＤＰに近い位置であるため、ボディ部ＢＤＰに近い位置に配置された物品ＧＤに対する作業に適した標準モードが選択される場合を想定する。例えば、ロボット１０の教示が開始されると、作業者は、図５に示したボタンＢＴｓ５を押下した後、ボタンＢＴｄを押下する。これにより、図６のステップＳ１００において、標準モードが選択される。また、標準モードが選択されているため、図７のステップＳ４４０における判定の結果は、否定となる。このため、ロボット１０は、８個の関節機構ＪＥの全てが駆動する８軸多関節ロボットとして動作する。
【0207】
ロボット１０は、物品ＧＤをトレーＴＹ１に搬送した後、図１１（ｃ）に示すように、トレーＴＹ１の上方で姿勢を変更する。
【0208】
トレーＴＹ１に配置された物品ＧＤをトレーＴＹ２に配置するまでのロボット１０の動作は、水平多関節ロボット（スカラロボット）が得意とする動作である。このため、上述の動作では、スカラモード（第３駆動モード）がロボット１０の駆動モードとして適切である。
【0209】
従って、例えば、作業者は、標準モードで動作しているロボット１０が、物品ＧＤをトレーＴＹ１に搬送し、トレーＴＹ１の上方で姿勢を直交姿勢に変更した後、図５に示したボタンＢＴｓ３を押下する。そして、作業者は、ボタンＢＴｓ３を押下した後、ボタンＢＴｄを押下する。これにより、図６のステップＳ７８０において、駆動モードを変更すると判定され、ステップＳ１００において、スカラモードが選択される。また、スカラモードが選択されているため、図７のステップＳ４６０において、ヤコビ行列Ｊの複数の要素のうち、関節機構ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６のそれぞれに対応する要素の値が実質的に０に設定される。これにより、ロボット１０は、８個の関節機構ＪＥのうちの３個の関節機構ＪＥｒ１、ＪＥｐ１及びＪＥｐ２のみが駆動する水平多関節ロボット（スカラロボット）として動作する。
【0210】
例えば、ロボットコントローラ３０は、図１１（ｃ）に示すように、物品ＧＤをトレーＴＹ１に搬送させる動作をロボット１０に実行させた後、トレーＴＹ１の上方でロボット１０の姿勢を直交姿勢に変更する。そして、ロボットコントローラ３０は、ロボット１０の駆動モードを標準モードからスカラモードに変更する。
【0211】
次に、ロボットコントローラ３０は、図１１（ｄ）に示すように、関節機構ＪＥｐ１を駆動することにより、リンクＬＫ２を－Ｚ方向（下方）に移動させる。これにより、ロボット１０の先端部ＴＰ１がリンクＬＫ２と一緒に下方に移動する。そして、ロボットコントローラ３０は、図１２（ｅ）に示すように、トレーＴＹ１に配置された物品ＧＤをロボット１０にピックアップさせる。
【0212】
次に、ロボットコントローラ３０は、図１２（ｅ）に示すように、関節機構ＪＥｐ１を駆動することにより、リンクＬＫ２を＋Ｚ方向（上方）に移動させる。そして、ロボットコントローラ３０は、図１２（ｆ）に示すように、関節機構ＪＥｒ１及びＪＥｐ２を駆動することにより、ロボット１０の先端部ＴＰ１をトレーＴＹ２の上方に移動させる。具体的には、ロボットコントローラ３０は、関節機構ＪＥｒ１を駆動することにより、ロボット１０全体を回転させるとともに、関節機構ＪＥｐ２を駆動することにより、先端部ＴＰ１がボディ部ＢＤＰから遠ざかる方向（方向Ｄｅ２）にリンクＬＫ２を移動させる。
【0213】
そして、ロボットコントローラ３０は、図１３（ｇ）に示すように、関節機構ＪＥｐ１を駆動することにより、リンクＬＫ２を－Ｚ方向（下方）に移動させる。これにより、ロボット１０の先端部ＴＰ１がリンクＬＫ２と一緒に下方に移動するため、物品ＧＤは、トレーＴＹ２に搬送される。そして、物品ＧＤがトレーＴＹ２に配置される。物品ＧＤがトレーＴＹ２に配置された後、ロボットコントローラ３０は、図１３（ｈ）に示すように、関節機構ＪＥｐ１を駆動することにより、リンクＬＫ２を＋Ｚ方向（上方）に移動させる。これにより、ロボット１０の先端部ＴＰ１がリンクＬＫ２と一緒に上方に移動する。
【0214】
このように、本実施形態では、８個の関節機構ＪＥの全てが駆動する標準モード（第５駆動モード）と、８個の関節機構ＪＥのうちの３個の関節機構ＪＥｒ１、ＪＥｐ１及びＪＥｐ２のみが駆動するスカラモード（第３駆動モード）とを任意に切り替えることができる。これにより、本実施形態では、ロボット１０の制御が複雑になることを抑制することができる。例えば、トレーＴＹ１に配置された物品ＧＤをトレーＴＹ２に配置するまでのロボット１０の動作において、標準モード又は垂直６軸多関節モードが選択された場合、スカラモードが選択される場合に比べて、駆動する関節機構ＪＥが多くなる。この場合、ロボット１０の制御は、スカラモードが選択される場合に比べて、複雑になる。
【0215】
なお、ロボットコントローラ３０は、スカラモードが選択された場合、例えば、図６のステップＳ２００の処理が実行される前に、ロボット１０の姿勢が直交姿勢であるか否かを判定してもよい。そして、ロボットコントローラ３０は、ロボット１０の姿勢が直交姿勢でない場合、ロボット１０の姿勢を直交姿勢に変化させてから、図６のステップＳ２００の処理を実行してもよい。
【0216】
次に、図１４から図１６を参照しながら、棚ＲＫの外部に配置された物品ＧＤを棚ＲＫの内部に配置する動作をロボット１０に教示する場合を例にして、ロボットシステム１の動作について説明する。なお、図１４から図１６に示す動作では、図８及び図９に示した動作に比べて、物品ＧＤは、棚ＲＫの奥に配置される。
【0217】
図１４は、ロボットシステム１の動作の別の例を説明するための説明図である。図１５は、図１４に示したロボットシステム１の動作の続きの動作を説明するための説明図である。図１６は、図１５に示したロボットシステム１の動作の続きの動作を説明するための説明図である。
【0218】
図１４から図１６では、ロボット１０が棚ＲＫの外部（例えば、床）に配置された物品ＧＤを棚ＲＫの奥に配置するまでの動作におけるロボット１０の主要な状態を示している。図の上面図は、＋Ｚ方向から見たロボット１０を模式的に示し、図の側面図は、方向Ｄａｘ３から見たロボット１０を模式的に示している。図の上面図は、＋Ｚ方向から見たロボット１０を模式的に示し、図の側面図は、方向Ｄａｘ３から見たロボット１０を模式的に示している。
【0219】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、物品ＧＤを床からピックアップし、ピックアップした物品ＧＤを棚ＲＫの前に搬送するまでのロボット１０の動作は、図８（ａ）及び図８（ｂ）において説明した同様である。このため、物品ＧＤを床からピックアップし、ピックアップした物品ＧＤを棚ＲＫの前に搬送するまでのロボット１０の動作についての説明は、省略する。
【0220】
棚ＲＫの前に搬送された物品ＧＤ（図１４（ｂ）参照）は、図１５（ｃ）及び図１５（ｄ）に示すように、棚ＲＫの内部に搬送され、棚ＲＫの奥に配置される。棚ＲＫの前に搬送された物品ＧＤを棚ＲＫの内部に搬送し、物品ＧＤを棚ＲＫの奥に配置するまでのロボット１０の動作では、図９に示した動作と同様に、棚ＰＫ自体がロボット１０の動作の障害物となるため、作業領域の制約が多くなる。このため、上述の動作では、直交モード（第２駆動モード）、又は、拡張直交モード（第４駆動モード）がロボット１０の駆動モードとして適切である。図１５では、物品ＧＤが棚ＲＫの奥に配置されるため、拡張直交モードが選択される場合を想定する。
【0221】
例えば、作業者は、物品ＧＤが棚ＲＫの前に搬送された後、図５に示したボタンＢＴｓ４を押下し、ボタンＢＴｓ４を押下した後、ボタンＢＴｄを押下する。これにより、図６のステップＳ７８０において、駆動モードを変更すると判定され、ステップＳ１００において、拡張直交モードが選択される。また、拡張直交モードが選択されているため、図７のステップＳ４６０において、ヤコビ行列Ｊの複数の要素のうち、４個の関節機構ＪＥｒ１、ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６のそれぞれに対応する要素の値が実質的に０に設定される。これにより、ロボット１０は、８個の関節機構ＪＥのうちの４個の関節機構ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｐ１及びＪＥｐ２のみが駆動する拡張直交ロボットとして動作する。
【0222】
拡張直交モードでは、直交モードに比べて、先端部ＴＰ１をボディ部ＢＤＰから遠い位置に移動させることができる。例えば、直交モードでは、棚ＲＫの奥に向かう先端部ＴＰ１の移動量は、関節機構ＪＥｒ３に対するリンクＬＫ２の駆動範囲（移動領域ＡＲｍｖ２）に制限される（図９参照）。これに対し、拡張直交モードでは、関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２に加えて、関節機構ＪＥｒ２及びＪＥｒ３を駆動することにより、棚ＲＫの奥に向かう先端部ＴＰ１の移動量を、直交モードに比べて、増加させることができる。
【0223】
例えば、棚ＲＫの前に搬送された物品ＧＤを棚ＲＫの奥に配置する場合、ロボットコントローラ３０は、図１５（ｃ）に示すように、関節機構ＪＥｐ２を駆動することにより、リンクＬＫ２を＋Ｘ方向に移動させる。これにより、物品ＧＤは棚ＲＫの内部に搬送される。そして、ロボットコントローラ３０は、図１５（ｄ）に示すように、関節機構ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｐ１及びＪＥｐ２を駆動することにより、棚ＲＫの手前から奥に向かう方向（図１５では、＋Ｘ方向）にリンクＬＫ２を移動させる。なお、図１５では、リンクＬＫ２の棚ＲＫに対する姿勢、及び、関節機構ＪＥｒ３の上下方向の位置を維持した状態で、リンクＬＫ２を移動させる場合を想定する。
【0224】
例えば、ロボットコントローラ３０は、関節機構ＪＥｒ２を駆動することにより、リンクＬＫ１を端部ＬＫ１ｅｄ２が棚ＲＫに近づくように傾斜させる。さらに、ロボットコントローラ３０は、リンクＬＫ１を傾斜させつつ、関節機構ＪＥｐ１を駆動することにより、関節機構ＪＥｒ３をリンクＬＫ１の端部ＬＫ１ｅｄ２に近づくように方向Ｄｅ１に沿って移動させる。これにより、関節機構ＪＥｒ３の上下方向の位置が維持される。また、ロボットコントローラ３０は、リンクＬＫ１を傾斜させつつ、関節機構ＪＥｒ３を駆動することにより、方向Ｄａｘから見て、関節機構ＪＥｒ３の軸Ａｘ３を中心に右回りにリンクＬＫ２を旋回させる。これにより、方向Ｄｅ２とＺ軸とのなす角が維持され、リンクＬＫ２の棚ＲＫに対する姿勢が維持される。
【0225】
また、ロボットコントローラ３０は、関節機構ＪＥｐ２を駆動することにより、Ｚ方向から見た物品ＧＤの位置（Ｘ軸上の位置）が所望の位置になるように、リンクＬＫ２を方向Ｄｅ２に沿って移動させる。そして、ロボットコントローラ３０は、図１６に示すように、関節機構ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｐ１及びＪＥｐ２を駆動することにより、先端部ＴＰ１を下方に移動させる。これにより、物品ＧＤが棚ＲＫの奥に配置される。
【0226】
このように、本実施形態では、垂直６軸多関節モード（第１駆動モード）と、８個の関節機構ＪＥのうちの４個の関節機構ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｐ１及びＪＥｐ２のみが駆動する拡張直交モード（第４駆動モード）とを任意に切り替えることができる。これにより、本実施形態では、ロボット１０の制御が複雑になること、及び、先端部ＴＰ１の移動範囲が狭くなることを抑制することができる。
【0227】
なお、棚ＲＫの前に搬送された物品ＧＤを棚ＲＫの内部に搬送するまでのロボット１０の動作（図１５（ｃ）参照）では、直交モード（第２駆動モード）がロボット１０の駆動モードとして選択されてもよい。この場合、棚ＲＫの内部に搬送された物品ＧＤを棚ＲＫの奥に配置するまでのロボット１０の動作において、拡張直交モード（第４駆動モード）がロボット１０の駆動モードとして選択される。
【0228】
図８から図１６において説明したように、本実施形態では、駆動モードを選択することにより、１つのロボット１０で複数種のロボットの各々の動作を実現することができる。これにより、本実施形態では、例えば、生産ラインを構築する場合のコストの増加、及び、作業効率の低下を抑制することができる。
【0229】
例えば、直交ロボット、水平多関節ロボット及び垂直多関節ロボットの各々の動作を１つのロボット１０で実現できない場合、作業内容に適した生産ラインを構築するためには、複数種のロボットを準備し、作業内容の変更に応じてロボットを入れ替える必要がある。また、準備した複数種のロボットの一部は、生産ラインの変更により不要になる場合がある。この場合、生産ラインを構築するためのコストが増加する。
【0230】
また、１つの垂直６軸多関節ロボットで複数種のロボットの各々の動作を実現する場合、上述したように、ロボットのリンク（アーム）が邪魔になり動作が制限されるおそれがある。また、垂直６軸多関節ロボットで、直交ロボット又は水平多関節ロボットの動作を実行させる場合、直交ロボット及び水平多関節ロボットに比べて駆動軸が多いため、動作が複雑になる。この場合、動作速度又は動作精度の低下等の問題が生じる。これに対し、本実施形態では、直交モード又はスカラモードを選択することにより、ロボット１０を直交ロボット又は水平多関節ロボットとして動作させることができる。これにより、本実施形態では、動作速度又は動作精度の低下を抑制することができる。
【0231】
以上、本実施形態では、ロボットシステム１は、７個以上の複数の関節機構ＪＥを有する多関節ロボットであるロボット１０と、ロボット１０の動作を制御するロボットコントローラ３０と、を有する。
【0232】
ロボット１０の制御方法では、ロボット１０に、複数の関節機構ＪＥのうちの少なくとも１個の関節機構ＪＥが駆動対象の関節機構ＪＥとして対応付けられた複数の駆動モードが設定されており、ロボットコントローラ３０は、複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、複数の関節機構ＪＥのうち、選択された一の駆動モードに基づいて特定される駆動対象の関節機構ＪＥの変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、ロボット１０が目的の状態になるように、複数の関節機構ＪＥの各々の状態に関する関節値を算出し、算出処理において算出された複数の関節機構ＪＥの関節値に基づいて、ロボット１０の動作を制御する。
【0233】
また、ロボット１０の教示方法においても、ロボット１０に、複数の関節機構ＪＥのうちの少なくとも１個の関節機構ＪＥが駆動対象の関節機構ＪＥとして対応付けられた複数の駆動モードが設定されており、ロボットコントローラ３０は、複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、複数の関節機構ＪＥのうち、選択された一の駆動モードに基づいて特定される駆動対象の関節機構ＪＥの変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、ロボット１０が目的の状態になるように、複数の関節機構ＪＥの各々の状態に関する関節値を算出し、算出処理において算出された複数の関節機構ＪＥの関節値を示す関節状態情報を生成する。
【0234】
また、ロボットシステム１は、７個以上の複数の関節機構ＪＥを有し、複数の関節機構ＪＥのうちの少なくとも１個の関節機構ＪＥが駆動対象の関節機構ＪＥとして対応付けられた複数の駆動モードが設定されたロボット１０と、ロボット１０の動作を制御する動作制御部３３を含むロボットコントローラ３０と、を備え、動作制御部３３は、複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、複数の関節機構ＪＥのうち、選択された一の駆動モードに基づいて特定される駆動対象の関節機構ＪＥの変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、ロボット１０が目的の状態になるように、複数の関節機構ＪＥの各々の状態に関する関節値を算出し、算出処理において算出された複数の関節機構ＪＥの関節値に基づいて、ロボット１０の動作を制御する。
【0235】
このように、本実施形態では、複数の駆動モードのうちの一の駆動モードを選択し、選択された一の駆動モードに基づいて、複数の関節機構ＪＥから、駆動対象の関節機構ＪＥを特定する。すなわち、本実施形態では、複数の駆動モードの中からロボット１０の駆動モードを選択することにより、複数の関節機構ＪＥのうち、選択された駆動モードに対応付けられた駆動対象の関節機構ＪＥのみを駆動して、ロボット１０の動作を制御することができる。従って、本実施形態では、複数の駆動モードの中からロボット１０の駆動モードを適切に選択することにより、複数種のロボットの各々の動作を１つのロボット１０で実現することができる。
【0236】
また、本実施形態では、ロボット１０が目的の状態になるように、複数の関節機構ＪＥの各々の状態に関する関節値を算出するために、複数の関節機構ＪＥの中から駆動対象の関節機構ＪＥとして選択された関節機構ＪＥの変位量が計算される。従って、本実施形態では、駆動対象の関節機構ＪＥの数が少ない場合、駆動対象の関節機構ＪＥの数が多い場合に比べて、逆運動学計算にかかる負荷（計算量等）を低減することができる。すなわち、本実施形態では、複数の駆動モードの中から、ロボット１０の駆動モードを適切に選択することにより、逆運動学計算にかかる負荷を低減することができる。この結果、本実施形態では、逆運動学計算の解が所望の時間内に算出されないことを抑制することができる。
【0237】
また、本実施形態では、ロボットコントローラ３０（より詳細には、動作制御部３３）は、複数の関節機構ＪＥの中に、駆動対象の関節機構ＪＥ以外の関節機構ＪＥである固定対象の関節機構ＪＥが存在する場合、算出処理において算出される固定対象の関節機構ＪＥの関節値を実質的に変位させない固定処理を実行する。このように、本実施形態では、複数の関節機構ＪＥのうち、駆動対象の関節機構ＪＥ以外の関節機構ＪＥを状態が変位しない固定対象の関節機構ＪＥと見なして、固定対象の関節機構ＪＥを変位させずに、駆動対象の関節機構ＪＥを用いて逆運動学計算を実行する。この結果、本実施形態では、複数の関節機構ＪＥのうち、駆動対象の関節機構ＪＥのみを駆動して、ロボット１０の動作を制御することができる。また、本実施形態では、複数の関節機構ＪＥのうちの駆動対象の関節機構ＪＥを用いて逆運動学計算が実行されるため、逆運動学計算の解が所望の時間内に算出されないことを抑制することができる。
【0238】
また、本実施形態では、ロボットコントローラ３０（より詳細には、動作制御部３３）は、算出処理において、ヤコビ行列Ｊを用いて逆運動学計算を実行し、固定処理において、ヤコビ行列Ｊの複数の要素のうち、固定対象の関節機構ＪＥに係る要素の値を実質的に０に設定することにより、固定対象の関節機構ＪＥの関節値を変位させない。このように、本実施形態では、ヤコビ行列Ｊの複数の要素のうちの固定対象の関節機構ＪＥに係る要素の値を実質的に０に設定することにより、固定対象の関節機構ＪＥの関節値を固定値に容易に設定することができる。すなわち、複数の関節機構ＪＥの中に固定対象の関節機構ＪＥが存在する場合でも、ヤコビ行列Ｊの行数及び列数を変更することなく、あるいは、ヤコビ行列Ｊを複数の行列に分割することなく、逆運動学計算を実行して各関節機構ＪＥの関節値を算出することができる。
【0239】
また、本実施形態では、複数の関節機構ＪＥが、少なくとも１個の直動関節（関節機構ＪＥｐ）を含む。このように、本実施形態では、複数の関節機構ＪＥのうちの少なくとも１個の関節機構ＪＥｐが直動関節であるため、ロボット１０の制御が複雑になることを抑制しつつ、ロボット１０の先端部ＴＰ１の移動範囲を広くすることができる。
【0240】
また、本実施形態では、ロボットコントローラ３０は、複数の駆動モードから一の駆動モードを選択するための操作画面ＯＰＳを表示装置３８に表示させる表示制御部３４をさらに備える。これにより、本実施形態では、複数の駆動モードから一の駆動モードを作業者に容易に選択させることができる。
【0241】
また、本実施形態では、ロボット１０は、ボディ部ＢＤＰと、リンクＬＫ１と、リンクＬＫ２と、先端部ＴＰ１と、ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに垂直な方向とのなす角度が所定角度以下の軸Ａｘ１を第１回転軸として、ボディ部ＢＤＰの少なくとも一部分を回転させる関節機構ＪＥｒ１と、ボディ部ＢＤＰとリンクＬＫ１を接続し、ボディ部ＢＤＰの底面ＢＤＰｂｔに垂直な方向とのなす角度が所定角度より大きい軸Ａｘ２を第２回転軸としてリンクＬＫ１を回転させる関節機構ＪＥｒ２と、リンクＬＫ１とリンクＬＫ２を接続し、リンクＬＫ１が延在する方向とのなす角度が所定角度より大きい軸Ａｘ３を第３回転軸としてリンクＬＫ２をリンクＬＫ１に対して回転させる関節機構ＪＥｒ３と、リンクＬＫ２と先端部ＴＰ１を接続し、リンクＬＫ２が延在する方向とのなす角度が所定角度より大きい軸Ａｘ４を第４回転軸として、先端部ＴＰ１をリンクＬＫ２に対して回転させる関節機構ＪＥｒ４と、リンクＬＫ１の延在方向に沿って、関節機構ＪＥｒ３をリンクＬＫ１に対して相対的に移動させる関節機構ＪＥｐ１と、リンクＬＫ２の延在方向に沿って、リンクＬＫ２を関節機構ＪＥｒ３に対して相対的に移動させる関節機構ＪＥｐ２と、を備え、先端部ＴＰ１は、リンクＬＫ２に接続される第１部分ＴＰ１１と、第１部分ＴＰ１１に接続される第２部分ＴＰ１２と、第１部分ＴＰ１１と第２部分ＴＰ１２を接続し、第４回転軸とのなす角度が所定角度より大きい軸Ａｘ５を第５回転軸として、第２部分ＴＰ１２を第１部分ＴＰ１１に対して回転させる関節機構ＪＥｒ５と、第５回転軸とのなす角度が所定角度より大きい軸Ａｘ６を第６回転軸として、先端部ＴＰ１の少なくとも一部分を回転させる関節機構ＪＥｒ６と、を含み、複数の関節機構ＪＥは、関節機構ＪＥｒ１、関節機構ＪＥｒ２、関節機構ＪＥｒ３、関節機構ＪＥｒ４、関節機構ＪＥｒ５、関節機構ＪＥｒ６、関節機構ＪＥｐ１及び関節機構ＪＥｐ２である。
【0242】
このように、本実施形態では、６個の回転関節及び２個の直動関節を含む多関節ロボットであるロボット１０で、複数種のロボットの各々の動作を実現することができる。
【0243】
また、本実施形態では、複数の駆動モードは、関節機構ＪＥｒ１、関節機構ＪＥｒ２、関節機構ＪＥｒ３、関節機構ＪＥｒ４、関節機構ＪＥｒ５及び関節機構ＪＥｒ６が駆動対象の関節機構ＪＥである第１駆動モードと、関節機構ＪＥｐ１及び関節機構ＪＥｐ２が駆動対象の関節機構ＪＥである第２駆動モードと、関節機構ＪＥｒ１、関節機構ＪＥｐ１及び関節機構ＪＥｐ２が駆動対象の関節機構ＪＥである第３駆動モードと、関節機構ＪＥｒ２、関節機構ＪＥｒ３、関節機構ＪＥｐ１及び関節機構ＪＥｐ２が駆動対象の関節機構ＪＥである第４駆動モードと、複数の関節機構ＪＥの全てが駆動対象の関節機構ＪＥである第５駆動モードと、を含む。これにより、本実施形態では、１つのロボット１０で、直交ロボット、水平多関節ロボット及び垂直多関節ロボット等の複数種のロボットの各々の動作を実行することができる。
【0244】
［２．変形例］
本発明は、以上に例示した実施形態に限定されない。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を併合してもよい。
本発明は、以上に例示した実施形態に限定されない。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様を併合してもよい。
【0245】
［第１変形例］
上述した実施形態では、関節機構ＪＥｒ４が、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２に垂直な軸Ａｘ４を回転軸として、先端部ＴＰ１をリンクＬＫ２に対して回転させる場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、関節機構ＪＥｒ４は、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２とのなす角度が所定の角度以下の軸を回転軸として、先端部ＴＰ１をリンクＬＫ２に対して回転させてもよい。
上述した実施形態では、関節機構ＪＥｒ４が、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２に垂直な軸Ａｘ４を回転軸として、先端部ＴＰ１をリンクＬＫ２に対して回転させる場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、関節機構ＪＥｒ４は、リンクＬＫ２が延在する方向Ｄｅ２とのなす角度が所定の角度以下の軸を回転軸として、先端部ＴＰ１をリンクＬＫ２に対して回転させてもよい。
【0246】
【0247】
例えば、本変形例に係るロボット１０は、図１に示したリンクＬＫ２、関節機構ＪＥｒ４及び先端部ＴＰ１の代わりにリンクＬＫ２Ａ、関節機構ＪＥｒ４Ａ及び先端部ＴＰ１Ａを有することを除いて、図１に示したロボット１０と同様である。リンクＬＫ２Ａは、関節機構ＪＥｒ４の代わりに関節機構ＪＥｒ４Ａが接続されることを除いて、リンクＬＫ２と同様である。
【0248】
関節機構ＪＥｒ４Ａは、リンクＬＫ２Ａと先端部ＴＰ１Ａを接続し、方向Ｄｅ２に平行な軸Ａｘ４Ａを回転軸として、先端部ＴＰ１ＡをリンクＬＫ２Ａに対して回転させる。図１７の回転方向Ｄｒ４は、軸Ａｘ４Ａを回転軸として回転する場合の先端部ＴＰ１Ａの回転方向を示す。なお、軸Ａｘ４Ａは、リンクＬＫ２Ａが延在する方向Ｄｅ２とのなす角度が所定の角度以下の軸に該当する。
【0249】
先端部ＴＰ１Ａにおいても、図１に示した先端部ＴＰ１と同様に、エンドエフェクタ２０が端面ＴＰ１ｓｆに取り付けられる。先端部ＴＰ１Ａは、リンクＬＫ２Ａに接続される第１部分ＴＰ１１Ａと、第１部分ＴＰ１１Ａに接続される第２部分ＴＰ１２Ａと、関節機構ＪＥｒ５Ａと、関節機構ＪＥｒ６とを含む。第１部分ＴＰ１１Ａは、例えば、関節機構ＪＥｒ４Ａを介してリンクＬＫ２Ａに接続される。従って、第１部分ＴＰ１１Ａは、軸Ａｘ４Ａを回転軸としてリンクＬＫ２Ａに対して回転する。
【0250】
関節機構ＪＥｒ５Ａは、第１部分ＴＰ１１Ａと第２部分ＴＰ１２Ａを接続し、軸Ａｘ４Ａに垂直な軸Ａｘ５を回転軸として、第２部分ＴＰ１２Ａを第１部分ＴＰ１１Ａに対して回転させる。図１の回転方向Ｄｒ５は、軸Ａｘ５を回転軸として回転する場合の第２部分ＴＰ１２Ａの回転方向を示す。
【0251】
関節機構ＪＥｒ６は、図１に示した関節機構ＪＥｒ６と同様である。例えば、関節機構ＪＥｒ６は、軸Ａｘ５に垂直な軸Ａｘ６を回転軸として、先端部ＴＰ１Ａの少なくとも一部分（例えば、端面ＴＰ１ｓｆ）を回転させる。図１７に示す例では、図１に示した関節機構ＪＥｒ６と同様に、関節機構ＪＥｒ６の表面が端面ＴＰ１ｓｆに該当する。なお、関節機構ＪＥｒ６が第２部分ＴＰ１２Ａに含まれる構成等では、第２部分ＴＰ１２Ａの端面が端面ＴＰ１ｓｆであってもよい。
【0252】
以上、本変形例では、関節機構ＪＥｒ４Ａは、方向Ｄｅ２とのなす角度が所定の角度以下の軸Ａｘ４Ａを回転軸として、先端部ＴＰ１ＡをリンクＬＫ２Ａに対して回転させる。先端部ＴＰ１Ａは、リンクＬＫ２Ａに接続される第１部分ＴＰ１１と、第１部分ＴＰ１１に接続される第２部分ＴＰ１２と、関節機構ＪＥｒ５と、関節機構ＪＥｒ６とを含む。関節機構ＪＥｒ５は、第１部分ＴＰ１１と第２部分ＴＰ１２を接続し、軸Ａｘ４Ａとのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ５を回転軸として、第２部分ＴＰ１２を第１部分ＴＰ１１に対して回転させる。関節機構ＪＥｒ６は、軸Ａｘ５とのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘ６を回転軸として、先端部ＴＰ１のうちエンドエフェクタ２０が取り付けられる部分（例えば、端面ＴＰ１ｓｆ）を回転させる。
【0253】
本変形例においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、本変形例においても、先端部ＴＰ１が関節機構ＪＥｒ５及びＪＥｒ６を含むため、関節機構ＪＥｒ４、ＪＥｒ５及びＪＥｒ６等によって、ボディ部ＢＤＰの周辺において様々な作業をロボット１０に実行させることができる。
【0254】
［第２変形例］
上述した実施形態及び変形例では、関節機構ＪＥｒ３を駆動するモータＭＯｒ３が関節機構ＪＥｒ３と一体的に移動する場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、モータＭＯｒ３は、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の相対的な位置が変化しても関節機構ＪＥｒ３を駆動可能に、リンクＬＫ１の所定の場所に固定されてもよい。本変形例においても、上述した実施形態及び変形例と同様の効果を得ることができる。
上述した実施形態及び変形例では、関節機構ＪＥｒ３を駆動するモータＭＯｒ３が関節機構ＪＥｒ３と一体的に移動する場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、モータＭＯｒ３は、リンクＬＫ１に対する関節機構ＪＥｒ３の相対的な位置が変化しても関節機構ＪＥｒ３を駆動可能に、リンクＬＫ１の所定の場所に固定されてもよい。本変形例においても、上述した実施形態及び変形例と同様の効果を得ることができる。
【0255】
［第３変形例］
上述した実施形態及び変形例では、垂直６軸多関節ロボットに２個の関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２を追加した構成をロボット１０として例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、ロボット１０は、７軸以上の多関節ロボットに２個の関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２を追加した構成であってもよい。具体的には、ボディ部ＢＤＰと関節機構ＪＥｒ２との間に、リンクＬＫ１及びＬＫ２とは異なる１以上のリンクＬＫが配置されてもよい。あるいは、関節機構ＪＥｒ４と先端部ＴＰ１との間に、リンクＬＫ１及びＬＫ２とは異なる１以上のリンクＬＫが配置されてもよい。すなわち、ロボット１０は、ボディ部ＢＤＰと先端部ＴＰ１を接続する３以上のリンクＬＫを有してもよい。この場合、ロボット１０が有する３以上のリンクＬＫは、リンクＬＫ１及びＬＫ２を含む複数のリンクＬＫに該当する。
上述した実施形態及び変形例では、垂直６軸多関節ロボットに２個の関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２を追加した構成をロボット１０として例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、ロボット１０は、７軸以上の多関節ロボットに２個の関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２を追加した構成であってもよい。具体的には、ボディ部ＢＤＰと関節機構ＪＥｒ２との間に、リンクＬＫ１及びＬＫ２とは異なる１以上のリンクＬＫが配置されてもよい。あるいは、関節機構ＪＥｒ４と先端部ＴＰ１との間に、リンクＬＫ１及びＬＫ２とは異なる１以上のリンクＬＫが配置されてもよい。すなわち、ロボット１０は、ボディ部ＢＤＰと先端部ＴＰ１を接続する３以上のリンクＬＫを有してもよい。この場合、ロボット１０が有する３以上のリンクＬＫは、リンクＬＫ１及びＬＫ２を含む複数のリンクＬＫに該当する。
【0256】
あるいは、ロボット１０は、４軸以上の多関節ロボットに２個の関節機構ＪＥｐ１及びＪＥｐ２の一方又は両方を追加した構成であってもよい。
【0257】
以上、本変形例においても、上述した実施形態及び変形例と同様の効果を得ることができる。
【0258】
［第４変形例］
上述した実施形態及び変形例では、駆動モードを選択することにより、駆動対象の関節機構ＪＥが選択される場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、複数の関節機構ＪＥのうちの少なくとも１個の関節機構ＪＥが駆動対象の関節機構ＪＥとして対応付けられた複数の駆動モードをロボット１０に設定せずに、複数の関節機構ＪＥから駆動対象の関節機構ＪＥが選択されてもよい。この場合、例えば、図５に示した操作画面ＯＰＳは、ボタンＢＴｓの代わりに、複数の関節機構ＪＥと１対１に対応する複数のボタンＢＴを含んでもよい。ロボットコントローラ３０は、当該複数のボタンＢＴのうち、ボタンＢＴｄが押下されるまでに、押下されたボタンＢＴに対応する関節機構ＪＥを駆動対象の関節機構ＪＥとして選択してもよい。
上述した実施形態及び変形例では、駆動モードを選択することにより、駆動対象の関節機構ＪＥが選択される場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、複数の関節機構ＪＥのうちの少なくとも１個の関節機構ＪＥが駆動対象の関節機構ＪＥとして対応付けられた複数の駆動モードをロボット１０に設定せずに、複数の関節機構ＪＥから駆動対象の関節機構ＪＥが選択されてもよい。この場合、例えば、図５に示した操作画面ＯＰＳは、ボタンＢＴｓの代わりに、複数の関節機構ＪＥと１対１に対応する複数のボタンＢＴを含んでもよい。ロボットコントローラ３０は、当該複数のボタンＢＴのうち、ボタンＢＴｄが押下されるまでに、押下されたボタンＢＴに対応する関節機構ＪＥを駆動対象の関節機構ＪＥとして選択してもよい。
【0259】
なお、本変形例の記載から、以下に記載する態様が把握される。
【0260】
７個以上の複数の関節を有する多関節ロボットの制御方法であって、前記複数の関節から、少なくとも１個の関節を駆動対象の関節として特定し、前記複数の関節のうち、特定された前記駆動対象の関節の変位量を計算する逆運動学計算を含む算出処理を実行することにより、前記多関節ロボットが目的の状態になるように、前記複数の関節の各々の状態に関する関節値を算出し、前記算出処理において算出された前記複数の関節の前記関節値に基づいて、前記多関節ロボットの動作を制御する、ことを特徴とする多関節ロボットの制御方法。
【0261】
以上、本変形例においても、上述した実施形態及び変形例と同様の効果を得ることができる。また、本変形例では、選択する駆動モードをあらかじめ設定し記憶しておく必要がなく、選択可能な関節機構ＪＥのバリエーションを大幅に増やすことができる。
【0262】
［３．応用例］
上述した実施形態及び変形例において説明したロボット１０を含むロボットシステム１は、部品を組み付ける、又は、部品を取り除くことを含む物品の製造方法に用いられてもよい。
上述した実施形態及び変形例において説明したロボット１０を含むロボットシステム１は、部品を組み付ける、又は、部品を取り除くことを含む物品の製造方法に用いられてもよい。
【0263】
［４．その他］
上述した実施形態において簡単に説明した「旋回」と他の回転との区別について、いくつかの例を挙げて説明する。
上述した実施形態において簡単に説明した「旋回」と他の回転との区別について、いくつかの例を挙げて説明する。
【0264】
図１８は、旋回の一例を説明するための説明図である。図１８では、長手方向を把握可能な２つのリンクＬＫｉ及びＬＫｊの接続を例にして、旋回と他の回転との区別について説明する。図１８の延在方向Ｄｅｉは、リンクＬＫｉが延在する方向を示し、延在方向Ｄｅｊは、リンクＬＫｊが延在する方向を示す。また、図１８の関節機構ＪＥｒｉは、リンクＬＫｉとリンクＬＫｊを接続し、軸Ａｘｉを回転軸として、リンクＬＫｊをリンクＬＫｉに対して回転させる。
【0265】
図１８に示す例では、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉ（特定の方向）と軸Ａｘｉとのなす角度βが所定の角度より大きい場合、当該軸Ａｘｉを回転軸とした回転は、「旋回」に該当する。すなわち、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度βが所定の角度以下の場合、当該軸Ａｘｉを回転軸とした回転は、旋回以外の回転（旋回と区別される他の回転）に該当する。図１８に示す「回転」は、旋回以外の回転を示す。また、所定の角度は特に限定されないが、図１８では、所定の角度が４５°である場合を想定する。延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度βは、延在方向Ｄｅｉに対する軸Ａｘｉの角度として把握される複数の角度（例えば、互いに交差する２つの直線では４つの角度、又は、平行な２つの直線では０°及び１８０°）のうち、０°以上９０°以下の角度である。
【0266】
第１パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度βは、９０°であり、所定の角度（４５°）よりも大きい。従って、第１パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回である。また、第１パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、軸Ａｘｉに垂直である。なお、第１パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転（旋回）した場合、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、変化する。
【0267】
第２パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度βは、０°であり、所定の角度（４５°）以下である。従って、第２パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回以外の回転である。また、第２パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉ及び軸Ａｘｉに平行である。すなわち、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、０°である。なお、第２パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転しても、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、０°に維持され、常に一定である。
【0268】
第３パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度βは、０°であり、所定の角度（４５°）以下である。従って、第３パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回以外の回転である。また、第３パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉ及び軸Ａｘｉに垂直である。すなわち、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、９０°である。なお、第３パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転しても、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、９０°に維持され、常に一定である。
【0269】
第４パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度βは、１０°であり、所定の角度（４５°）以下である。従って、第４パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回以外の回転である。また、第４パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、軸Ａｘｉに平行であり、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、１０°である。なお、第４パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転しても、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、１０°に維持され、常に一定である。
【0270】
第５パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度βは、７０°であり、所定の角度（４５°）よりも大きい。従って、第５パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回である。また、第５パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、軸Ａｘｉに垂直である。なお、第５パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転（旋回）した場合、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、変化する。
【0271】
第６パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度βは、１０°であり、所定の角度（４５°）以下である。従って、第６パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回以外の回転である。また、第６パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、軸Ａｘｉに垂直である。なお、第６パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転した場合、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、変化する。
【0272】
第７パターンでは、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉと軸Ａｘｉとのなす角度βは、７０°であり、所定の角度（４５°）よりも大きい。従って、第７パターンでは、軸Ａｘｉを回転軸としたリンクＬＫｊの回転は、旋回である。また、第７パターンでは、リンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊは、軸Ａｘｉに平行であり、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、７０°である。なお、第７パターンでは、リンクＬＫｊが軸Ａｘｉを回転軸として回転しても、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度は、７０°に維持され、常に一定である。
【0273】
このように、上述した実施形態及び変形例では、リンクＬＫｉに対するリンクＬＫｊの回転のうち、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉとのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘｉを回転軸とした回転が、旋回とも称される。但し、「旋回」の定義は、上述の例に限定されない。例えば、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉとのなす角度が所定の角度より大きい軸Ａｘｉを回転軸とした回転を旋回とする上述の定義を第１定義とした場合、第１定義の代わりに、下記の第２定義又は第３定義が採用されてもよい。
【0274】
第２定義では、リンクＬＫｉに対するリンクＬＫｊの回転により、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度が変化する場合、当該回転が旋回に該当する。従って、第２定義では、リンクＬＫｉの延在方向Ｄｅｉに対するリンクＬＫｊの延在方向Ｄｅｊの角度が、回転しても常に一定の場合、当該回転は、旋回以外の回転に該当する。例えば、第２定義では、図１８に示した第１パターン、第５パターン及び第６パターンは、旋回に該当し、第２パターン、第３パターン、第４パターン及び第７パターンは、旋回以外の回転に該当する。
【0275】
第３定義では、回転するリンクＬＫｊの延在方向ＤｅｊとリンクＬＫｊの回転軸（軸Ａｘｉ）とのなす角度が所定の角度より大きい場合、当該回転が旋回に該当する。従って、第３定義では、リンクＬＫｊの延在方向ＤｅｊとリンクＬＫｊの回転軸（軸Ａｘｉ）とのなす角度が所定の角度以下の場合、当該回転は、旋回以外の回転に該当する。例えば、第３定義では、図１８に示した第１パターン、第３パターン、第５パターン及び第６パターンは、旋回に該当し、第２パターン、第４パターン及び第７パターンは、旋回以外の回転に該当する。
【0276】
また、上述の第１定義、第２定義及び第３定義とは別に、互いに隣接する２個の関節機構ＪＥｒのそれぞれの回転軸の関係に着目して、２個の関節機構ＪＥｒによる２つの回転の相対関係を定義してもよい。具体的には、２つの回転軸のなす角度が所定の角度以下である場合（典型的には、平行の場合）、２つの回転を同種の回転とし、２つの回転軸のなす角度が所定の角度よりも大きい場合（典型的には、直交する場合）、２つの回転を異種の回転としてもよい。なお、同種の回転とは、２つの回転とも旋回、又は、２つの回転とも旋回以外の回転であり、異種の回転とは、２つの回転の一方が旋回で他方が旋回以外の回転である。２つの回転の相対関係の定義が用いられる場合、相対関係の起点となる回転は、例えば、上述の第１定義、第２定義及び第３定義のいずれかに基づいて決められてもよい。図１８に示した第１パターンは、第１定義、第２定義及び第３定義のいずれにおいても、旋回に該当し、第２パターンは、第１定義、第２定義及び第３定義のいずれにおいても、旋回以外の回転に該当する。従って、第１パターン又は第２パターンを、相対関係の起点となる回転とすることが好ましい。
【0277】
また、上述の第１定義、第２定義及び第３定義の２以上の定義を組み合わせた定義が用いられてもよい。この場合、例えば、組み合わせる２以上の定義の全てで旋回に該当する回転のみを旋回としてもよいし、組み合わせる２以上の定義の少なくとも１つで旋回に該当する回転を旋回としてもよい。
【符号の説明】
【0278】
１…ロボットシステム、１０…ロボット、２０…エンドエフェクタ、３０…ロボットコントローラ、３２…処理装置、３３…動作制御部、３４…表示制御部、３５…メモリ、３６…通信装置、３７…操作装置、３８…表示装置、３９…ドライバ回路、Ａｘ１、Ａｘ２、Ａｘ３、Ａｘ４、Ａｘ４Ａ、Ａｘ５、Ａｘ６、Ａｘｉ…軸、ＢＤＰ…ボディ部、ＢＤＰｂｔ…底面、ＢＤＰｂａ…土台部、ＧＤ…物品、ＪＥｒ１、ＪＥｒ２、ＪＥｒ３、ＪＥｒ４、ＪＥｒ４Ａ、ＪＥｒ５、ＪＥｒ６、ＪＥｒｉ、ＪＥｐ１、ＪＥｐ２…関節機構、ＪＥｐ１１、ＪＥｐ２１…ねじ部、ＪＥｐ１２、ＪＥｐ２２…ナット、ＪＥｐ１３、ＪＥｐ２３…接続部、ＪＥｐ１３ａ、ＪＥｐ２３ａ…スライダー部、ＪＥｐ１３ｂ、ＪＥｐ２３ｂ…支持部、ＪＥｐ１４、ＪＥｐ２４…レール、ＪＥｐ１４ａ、ＪＥｐ１４ｂ、ＪＥｐ２４ａ、ＪＥｐ２４ｂ…棒状部材、ＪＥｒ１１、ＪＥｒ２１、ＪＥｒ４１、ＪＥｒ５１、ＪＥｒ６１…回転部、ＪＥｒ１２、ＪＥｒ２２、ＪＥｒ４２、ＪＥｒ５２、ＪＥｒ６２…筐体、ＬＫ１、ＬＫ２、ＬＫ２Ａ、ＬＫｉ、ＬＫｊ…リンク、ＭＯｒ１、ＭＯｒ２、ＭＯｒ３、ＭＯｒ４、ＭＯｒ５、ＭＯｒ６、ＭＯｐ１、ＭＯｐ２…モータ、ＲＫ…棚、ＴＹ１、ＴＹ２…トレー。
【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】