特許 7041492 ロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-15

(45)【発行日】2022-03-24

(54)【発明の名称】ロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 3/00 20060101AFI20220316BHJP

   B25J 19/06 20060101ALI20220316BHJP

【ＦＩ】

B25J3/00 Z

B25J19/06

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017211372

(22)【出願日】2017-10-31

(65)【公開番号】P2019081239

(43)【公開日】2019-05-30

【審査請求日】2020-10-21

【前置審査】

(73)【特許権者】

【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】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】橋本 康彦

【審査官】神山 貴行

(56)【参考文献】

【文献】特許第５０１１４７４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】国際公開第２０１７／０３３３７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０７８１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１２９２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０３３３５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００９－５３１１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１７９６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１３９００５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のロボット本体と、
複数の操作者の操作を夫々受け付けて、前記ロボット本体を動作させる操作情報を生成する複数の操作装置と、
前記複数のロボット本体の夫々に対応して設けられ、前記操作情報を受けて、対応するロボット本体の動作を制御する複数の動作制御部と、
前記複数の操作装置の夫々に対応して設けられ、前記複数のロボット本体のうちのいずれかを選択する操作を受け付けることにより、当該選択したロボット本体を操作対象として、対応する前記操作装置からの操作情報に基づき動作させる許可を要求する、複数の操作対象選択部と、
前記操作対象選択部から前記許可要求を受信して、前記許可要求に対して許可するか否かを判定する判定部を有し、前記判定部が許可した場合に、対応する前記操作装置からの操作情報に基づく当該選択したロボット本体の動作を可能にする操作許可装置と、
前記複数の動作制御部の夫々に対応して設けられ、対応する前記ロボット本体が作業を進行できなくなった場合に、操作情報を要求する操作要求を生成する複数の要求生成部と、
前記複数の操作装置を夫々操作する前記複数の操作者から視認可能な位置に設けられ、または、前記操作者ごとに視認可能に設けられ、前記複数の動作制御部のいずれについて前記要求生成部が操作要求を生成したかを報知する要求報知部と、を備え、
前記判定部は、前記操作対象選択部から前記許可要求を受信したときに、当該操作対象選択部にて選択したロボット本体を、前記操作対象選択部に対応する操作装置とは別の操作装置からの操作情報に基づき動作させることが許可されている場合には、当該許可要求に対する許可を禁止し、それ以外の場合には、当該許可要求に対して許可する、ロボットシステム。

【請求項2】

前記ロボット本体に自動で動作させるための自動動作情報を記憶する記憶部を備え、
前記動作制御部の運転モードは、前記要求生成部が操作要求を生成する前は、前記自動動作情報を用いて前記ロボット本体の動作を制御する自動モードであり、前記要求生成部が操作要求を生成したときに、前記自動モードから、前記操作情報を用いて前記ロボット本体の動作を制御する手動モードに切り替わる、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記ロボット本体に自動で動作させるための自動動作情報を記憶する記憶部を備え、
前記動作制御部は、前記ロボット本体が前記記憶部に記憶された自動動作情報を用いて自動で動作している途中に前記操作装置から操作情報を受けた場合に、自動動作情報と操作情報の双方を用いて前記ロボット本体の動作を制御する、請求項１または２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記操作装置は、前記ロボット本体の作業対象であるワークを指定可能に構成されており、前記操作情報には、前記操作装置により指定されたワーク情報が含まれており、
前記動作制御部は、前記操作情報を受けて、対応する前記ロボット本体が前記操作装置により指定されたワークに対して作業を行うように動作するよう制御する、請求項１～３のいずれか１項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、ロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、作業環境中のロボットを操作者が遠隔的に操作することにより、当該ロボットに必要な作業を行わせる遠隔操作ロボットシステムが知られている。

【0003】

例えば特許文献１には、運転モードを、予め設定されたタスクプログラムに従って動作させる自動運転モードから、操作者がマスターアームなどの操作手段を手動操作することにより動作させる手動運転モードに切り替えるロボットシステムが提案されている。このシステムでは、予め準備されたプログラムではロボットに所定の作業を行わせることができないといった異常が生じた場合に、運転モードを、自動運転モードから手動運転モードに切り替えることにより、ロボットに作業を行わせることを可能にする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－３１１６６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、例えば作業対象が広範囲にわたるものであったり、複数の作業工程を要する作業であったりする場合、例えば数十台のロボットを用意して、同時作業させるのが効率がよい。しかしながら、上述したシステムを複数台のロボットに対して適用した場合、操作者が手動操作するために用いられる操作手段もロボットの数だけ用意しなければならない。

【0006】

そこで、本発明は、複数台のロボットを遠隔操作するのに好適なロボット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】

【0007】

前記課題を解決するために、本発明のロボットシステムは、複数のロボット本体と、操作を受け付けて、前記ロボット本体を動作させる操作情報を生成する複数の操作装置と、前記複数のロボット本体の夫々に対応して設けられ、前記操作情報を受けて、対応するロボット本体の動作を制御する複数の動作制御部と、前記複数の操作装置の夫々に対応して設けられ、前記複数のロボット本体のうちのいずれかを選択する操作を受け付けることにより、当該選択したロボット本体を操作対象として、対応する前記操作装置からの操作情報に基づき動作させる許可を要求する、複数の操作対象選択部と、前記操作対象選択部から前記許可要求を受信して、前記許可要求に対して許可するか否かを判定する判定部を有し、前記判定部が許可した場合に、対応する前記操作装置からの操作情報に基づく当該選択したロボット本体の動作を可能にする操作許可装置とを備え、前記判定部は、前記操作対象選択部から前記許可要求を受信したときに、当該操作対象選択部にて選択したロボット本体を、前記操作対象選択部に対応する操作装置とは別の操作装置からの操作情報に基づき動作させることが許可されている場合には、当該許可要求に対する許可を禁止し、それ以外の場合には、当該許可要求に対して許可する。

【0008】

上記の構成によれば、複数のロボットの一部に異常が生じて手動操作等に切り替える場合であっても、操作許可装置からの許可があれば、１つの操作装置から全てのロボット本体を操作することが可能になる。このため、操作者がロボット本体を操作するための操作装置を、ロボット本体の数だけ用意する必要はなくなる。

【0009】

また、操作対象選択部から許可要求を受信したときに、当該操作対象選択部にて選択したロボット本体を、前記操作対象選択部に対応する操作装置とは別の操作装置からの操作情報に基づき動作させることが許可されている場合には、当該許可要求に対する許可を禁止するため、１つのロボット本体が複数の操作装置により同時に操作されることを回避することができる。

【0010】

このため、複数台のロボットを遠隔操作するのに好適なロボットシステムを提供することができる。

【0011】

上記のロボットシステムは、前記複数の動作制御部の夫々に対応して設けられ、操作情報を要求する操作要求を生成する複数の要求生成部と、前記要求生成部が操作要求を生成したことを報知する要求報知部と、を備えてもよい。この構成によれば、複数の動作制御部のいずれについて操作要求があったかを即座に知ることができる。

【0012】

上記のロボットシステムは、前記ロボット本体に自動で動作させるための自動動作情報を記憶する記憶部を備え、前記動作制御部の運転モードは、前記要求生成部が操作要求を生成する前は、前記自動動作情報を用いて前記ロボット本体の動作を制御する自動モードであり、前記要求生成部が操作要求を生成したときに、前記自動モードから、前記操作情報を用いて前記ロボット本体の動作を制御する手動モードに切り替わってもよい。

【0013】

上記のロボットシステムは、前記ロボット本体に自動で動作させるための自動動作情報を記憶する記憶部を備え、前記動作制御部は、前記ロボット本体が前記記憶部に記憶された自動動作情報を用いて自動で動作している途中に前記操作装置から操作情報を受けた場合に、自動動作情報と操作情報の双方を用いて前記ロボット本体の動作を制御してもよい。

【0014】

上記のロボットシステムにおいて、前記操作装置は、前記ロボット本体の作業対象であるワークを指定可能に構成されており、前記操作情報には、前記操作装置により指定されたワーク情報が含まれており、前記動作制御部は、前記操作情報を受けて、対応する前記ロボット本体が前記操作装置により指定されたワークに対して作業を行うよう動作するよう制御してもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明は、複数台のロボットを遠隔操作するのに好適なロボットシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態に係るロボットシステムの構成を示す模式図である。

【図2】エンドエフェクタが装着されたスレーブアームの構成を示す図である。

【図3】複数のスレーブアームとそれらの作業環境を説明する図である。

【図4】操作者用インターフェースシステムに配置される操作者の環境を説明する図である。

【図5】図１に示すロボットシステムの制御系統の構成を示す模式図である。

【図6】図５に示す動作制御部の制御系のブロック図の一例を示す図である。

【図7】第２モニタ装置に表示される画像の一例を示す。

【図8】別の実施形態に係るロボット本体を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係るロボットシステムについて図面を参照して説明する。本実施形態に係るロボットシステム１００は、マスタースレーブ方式のロボットを利用したシステムである。ロボットシステム１００では、スレーブアーム１の作業領域から離れた位置（作業領域外）にいる操作者がマスターアーム２（図４参照）を動かして指令を入力することで、スレーブアーム１が該指令に対応した動作を行い、特定の作業を行うことができる。また、ロボットシステム１００では、スレーブアーム１は、操作者によるマスターアーム２の操作なしに、所定の作業を自動的に行うこともできる。

【0018】

本明細書では、マスターアーム２を介して入力された指令に従って、スレーブアーム１を動作させる運転モードを「手動モード」と称する。なお、上述の「手動モード」には、操作者がマスターアーム２を操作することによって入力された指令に基づいて動作中のスレーブアーム１の動作の一部が自動で動作補正される場合も含む。また、予め設定されたタスクプログラムに従ってスレーブアーム１を動作させる運転モードを「自動モード」と称する。

【0019】

更に、本実施形態のロボットシステム１００では、スレーブアーム１が自動で動作している途中に、マスターアーム２の操作をスレーブアーム１の自動の動作に反映させて、自動で行うことになっていた動作を修正することができるように構成されている。本明細書では、マスターアーム２を介して入力された指令を反映可能な状態で、予め設定されたタスクプログラムに従ってスレーブアーム１を動作させる運転モードを「修正自動モード」と称する。なお、上述の「自動モード」は、スレーブアーム１を動作させる運転モードが自動モードであるときはマスターアーム２の操作がスレーブアーム１の動作に反映されないという点で、「修正自動モード」と区別される。

【0020】

まず、図１を参照して、本実施形態に係るロボットシステム１００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るロボットシステム１００の構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、ロボットシステム１００は、複数のスレーブロボット１０と、マスターアーム２を夫々含む複数の操作者用インターフェースシステム２０を備える。本実施形態のロボットシステム１００は、一例として、図１に示すように６つのスレーブロボット１０と、４つの操作者用インターフェースシステム２０を備えている。但し、ロボットシステム１００が備えるスレーブロボット１０の数及び操作者用インターフェースシステム２０の数はこれに限定されない。また、これら６つのスレーブロボット１０と、４つの操作者用インターフェースシステム２０は、いずれも後述する操作許可装置８に接続されている。以下、ロボットシステム１００の各構成要素について詳細に説明する。

【0021】

（スレーブロボットの構成）
図１に示すように、各スレーブロボット１０は、スレーブアーム１と、スレーブアーム１の先端に装着されるエンドエフェクタ１６と、スレーブアーム１及びエンドエフェクタ１６の動作を司る制御装置３とを備えている。スレーブアーム１及びエンドエフェクタ１６が、本発明の「ロボット本体」に相当する。本実施形態では、６つのスレーブロボット１０が、いずれも同じ構成であるが、互いに異なる構成であってもよい。

【0022】

図２は、エンドエフェクタ１６が装着されたスレーブアームの構成を示す図である。スレーブアーム１は、基台１５と、基台１５に支持された腕部１３と、腕部１３の先端に支持され、エンドエフェクタ１６が装着される手首部１４とを備えている。スレーブアーム１は、図２に示すように６つの関節ＪＴ１～ＪＴ６を有する多関節ロボットアームであって、複数のリンク１１ａ～１１ｆが順次連結されて構成されている。より詳しくは、第１関節ＪＴ１では、基台１５と、第１リンク１１ａの基端部とが、鉛直方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第２関節ＪＴ２では、第１リンク１１ａの先端部と、第２リンク１１ｂの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第３関節ＪＴ３では、第２リンク１１ｂの先端部と、第３リンク１１ｃの基端部とが、水平方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第４関節ＪＴ４では、第３リンク１１ｃの先端部と、第４リンク１１ｄの基端部とが、第４リンク１１ｃの長手方向に延びる軸回りに回転可能に連結されている。第５関節ＪＴ５では、第４リンク１１ｄの先端部と、第５リンク１１ｅの基端部とが、リンク１１ｄの長手方向と直交する軸回りに回転可能に連結されている。第６関節ＪＴ６では、第５リンク１１ｅの先端部と第６リンク１１ｆの基端部とが、捻れ回転可能に連結されている。

【0023】

そして、第６リンク１１ｆの先端部にはメカニカルインターフェースが設けられている。このメカニカルインターフェースには、作業内容に対応したエンドエフェクタ１６が着脱可能に装着される。本実施形態では、エンドエフェクタ１６は、後述するワークＷ（図７参照）を把持可能なハンドである。

【0024】

また、本実施形態では、スレーブアーム１の先端に第１カメラ装置１７が設けられている。第１カメラ装置１７は、スレーブアーム１の先端近傍部分、例えば第６リンク１１ｆに固定された支持部１８により支持される。第１カメラ装置１７は、第６関節ＪＴ６からエンドエフェクタ１６に向かって延びる方向を向くように配置されている。即ち、第１カメラ装置１７は、エンドエフェクタ１６で把持する対象であるワークＷを把持前及び把持後において映し出すことができるよう配置されている。

【0025】

上記の第１関節ＪＴ１、第１リンク１１ａ、第２関節ＪＴ２、第２リンク１１ｂ、第３関節ＪＴ３、及び第３リンク１１ｃから成るリンクと関節の連結体によって、スレーブアーム１の腕部１３が形成されている。また、上記の第４関節ＪＴ４、第４リンク１１ｄ、第５関節ＪＴ５、第５リンク１１ｅ、第６関節ＪＴ６、及び第４リンク１１ｆから成るリンクと関節の連結体によって、スレーブアーム１の手首部１４が形成されている。

【0026】

関節ＪＴ１～ＪＴ６には、それが連結する２つの部材を相対的に回転させるアクチュエータの一例としての駆動モータＭ１～Ｍ６が設けられている。駆動モータＭ１～Ｍ６は、例えば、制御装置３によってサーボ制御されるサーボモータである。また、関節ＪＴ１～ＪＴ６には、駆動モータＭ１～Ｍ６の回転位置を検出するための回転センサＥ１～Ｅ６（図６参照）と、駆動モータＭ１～Ｍ６の回転を制御する電流を検出するための電流センサＣ１～Ｃ６（図６参照）とが設けられている。回転センサＥ１～Ｅ６は、例えばエンコーダである。なお、上記の駆動モータＭ１～Ｍ６、回転センサＥ１～Ｅ６、及び電流センサＣ１～Ｃ６の記載では、各関節ＪＴ１～ＪＴ６に対応してアルファベットに添え字の１～６が付されている。以下では、関節ＪＴ１～ＪＴ６のうち任意の関節を示す場合には添え字を省いて「ＪＴ」と称し、駆動モータＭ、回転センサＥ及び電流センサＣについても同様とする。

【0027】

図３は、複数のスレーブアーム１とそれらの作業環境を説明する図である。本実施形態では、スレーブアーム１が、例えば倉庫内に設けられた棚１９などの近傍にそれぞれ配置されている。各スレーブアーム１は、棚１９に置かれた容器内のワークＷを１つずつ把持して、当該容器から取り出す作業を行う。

【0028】

制御装置３は、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、論理回路等からなる演算部（図示せず）と、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部６を有する。制御装置３は、機能ブロックとして、動作制御部３１及び要求生成部３２（図５参照）を備えている。これら機能ブロックは、例えば、制御装置３の演算部が記憶部６に格納されているプログラム等を読み出し実行することにより実現される。動作制御部３１は、後述するマスターアーム２等からの操作情報を受けて、対応するスレーブアーム１の動作を制御する。要求生成部３２は、操作情報を要求する操作要求を生成する。これらについて、詳しくは後述する。

【0029】

（操作者用インターフェースシステムの構成）
次に、操作者用インターフェースシステム２０について、図４を参照して説明する。図４は、操作者用インターフェースシステム２０に配置される操作者の環境を説明する図である。各操作者用インターフェースシステム２０は、上述したマスターアーム２と、入力装置７と、第１モニタ装置４を備える。第１モニタ装置４は、第１カメラ装置１７にて撮像された画像を表示するためのモニタである。本実施形態では、４つの操作者用インターフェースシステム２０Ａは、いずれも同じ構成であるが、互いに異なる構成であってもよい。

【0030】

マスターアーム２は、スレーブアーム１の作業領域外に設置され、操作者からの操作指示を受け付ける装置である。マスターアーム２は、スレーブアーム１と相似構造をしているためマスターアーム２の構成に関する説明は省略する。但し、マスターアーム２は、スレーブアーム１と非相似構造をしていてもよい。マスターアーム２を動かすことにより操作情報が生成され、生成された操作情報は操作許可装置８を介して、制御装置３に送られる。本実施形態のロボットシステム１００では、スレーブアーム１を動作させる運転モードが手動モードであるときに操作情報が制御装置３に送られると、スレーブアーム１が制御装置３により該マスターアーム２の動きに追随して動くよう制御される。スレーブアーム１を動作させる運転モードが修正自動モードであるときに操作情報が制御装置３に送られると、自動で動作している途中のスレーブアーム１の動作が操作情報により修正される。マスターアーム２は、本発明の「操作装置」に相当する。

【0031】

入力装置７は、マスターアーム２とともに作業空間外に設置され、操作者からの操作指示を受け付ける。入力装置７は、操作可能に構成されており、例えば、スイッチ、調整ツマミ、操作レバー又はタブレットなどの携帯端末が例示できる。入力装置７は、操作対象選択部７１、モード選択部７２、及び動作情報選択部７３を備えている。

【0032】

操作対象選択部７１は、複数のスレーブアーム１のうちのいずれかを選択する操作を受け付ける。これにより、後述する操作許可装置８に対して、当該選択したスレーブアーム１を操作対象として、対応するマスターアーム２からの操作情報に基づき動作させる許可を要求する。モード選択部７２及び動作情報選択部７３について、詳細は後述する。

【0033】

（第２カメラ装置及び第２モニタ装置）
図１に戻って、ロボットシステム１００は、更に、６つの第２カメラ装置５１と、第２モニタ装置５２を備える。図１に示すように、６つの第２カメラ装置５１は、それぞれ６つのスレーブロボット１０に対応して設けられている。第２カメラ装置５１は、スレーブアーム１が設けられている空間に設置されている。各第２カメラ装置５１は、対応するスレーブロボット１０の作業状況を撮影するように、スレーブアーム１からやや離れた位置に配置される。

【0034】

６つの第２カメラ装置５１は、いずれも第２モニタ装置５２に接続されている。第２カメラ装置５１と第２モニタ装置５２は、互いに直接されなくてもよく、別の装置を介して接続されてもよい。また、第２カメラ装置５１と第２モニタ装置５２は、互いに有線により接続されてもよいし、無線により接続されてもよい。

【0035】

第２モニタ装置５２は、操作者がスレーブアーム１による作業状況を確認するためモニタである。第２モニタ装置５２は、マスターアーム２が設けられている空間であって、各操作者用インターフェースシステム２０で操作する操作者から視認可能な位置に設置されている。第２モニタ装置５２は、図４に示すように、６つのスレーブロボット１０のそれぞれに対応して、６つの表示部５３と、６つの要求報知部５４と、６つの接続報知部５５を備えている。

【0036】

６つの表示部５３には、６つの第２カメラ装置５１にて撮像された画像がそれぞれ表示される。このため、操作者は、第２モニタ装置５２を見ることにより、６つのスレーブアーム１の動作を一度に確認することができる。

【0037】

要求報知部５４は、制御装置３の要求生成部３２から操作要求を受信し、当該要求生成部３２が操作要求を生成したことを報知する。本実施形態では、要求報知部５４は、図４に示すように、対応する表示部５３の上側に設けられる。また、本実施形態では、要求報知部５４は、発光部である。制御装置３からの操作要求を受信することにより、当該制御装置３に対応する要求報知部５４が、点灯又は点滅する。これにより、その要求報知部５４に対応するスレーブロボット１０から操作要求があったことが操作者に知らされる。

【0038】

接続報知部５５は、スレーブロボット１０と操作者用インターフェースシステム２０との接続関係を報知する。詳しく説明すると、操作者用インターフェースシステム２０からのスレーブロボット１０の操作は、操作許可装置８により許可された場合に可能となる。
操作許可装置８がスレーブロボット１０に対する操作を許可した場合に、当該スレーブロボット１０に対応する接続報知部５５は、当該スレーブロボット１０を操作可能になった操作者用インターフェースシステム２０を報知する。

【0039】

本実施形態では、接続報知部５５は、図４に示すように、対応する表示部５３の下側に設けられた液晶ディスプレイであり、対応する操作者用インターフェースシステム２０を識別可能に表示する。

【0040】

（操作許可装置）
本実施形態では、操作許可装置８は、入力装置７の操作対象選択部７１から許可要求を受信して、許可要求に対して許可するか否かを判定する判定部８１を有する。操作許可装置８は、判定部８１が許可した場合に、対応するマスターアーム２からの操作情報に基づく当該選択したスレーブロボット１０の動作を可能にする。

【0041】

図５は、ロボットシステム１００の制御系統の構成を示す模式図である。なお、図５では、１つのスレーブロボット１０と１つの操作者用インターフェースシステム２０のみ内部構成を示し、他のスレーブロボット１０と操作者用インターフェースシステム２０については省略する。また、図５で、エンドエフェクタ１６についても省略する。

【0042】

判定部８１は、操作対象選択部７１から許可要求を受信したときに、当該操作対象選択部７１にて選択したスレーブロボット１０を、当該操作対象選択部７１に対応するマスターアーム２とは別のマスターアーム２からの操作情報に基づき動作させることが許可されている場合には、当該許可要求に対する許可を禁止し、それ以外の場合には、当該許可要求に対して許可する。

【0043】

具体的には、判定部８１が操作対象選択部７１からの許可要求を許可した場合、当該操作対象選択部７１を含む操作者用インターフェースシステム２０のマスターアーム２で生成された操作情報は、操作対象選択部７１にて選択したスレーブロボット１０の動作制御部３１に送られるようになる。また、判定部８１は、スレーブロボット１０に対する操作を許可した場合に、当該スレーブロボット１０を操作可能になった操作者用インターフェースシステム２０を識別するための情報を接続報知部５５に送る。

【0044】

また、判定部８１が操作対象選択部７１からの許可要求を許可した場合、当該操作対象選択部７１を含む操作者用インターフェースシステム２０の第１モニタ装置４には、操作対象選択部７１にて選択したスレーブロボット１０を撮像する第１カメラ装置１７からの画像が送られるようになる。

【0045】

また、判定部８１が操作対象選択部７１からの許可要求を許可した場合、当該操作対象選択部７１を含む操作者用インターフェースシステム２０のモード選択部７２及び動作情報選択部７３に対する操作指示は、操作対象選択部７１にて選択したスレーブロボット１０の動作制御部３１に送られるようになる。

【0046】

また、判定部８１が操作対象選択部７１からの許可要求を許可した場合、当該操作対象選択部７１を含む操作者用インターフェースシステム２０のモード選択部７２及び動作情報選択部７３に対する操作指示は、操作対象選択部７１にて選択したスレーブロボット１０の動作制御部３１に送られるようになる。

【0047】

なお、図５では、マスターアーム２と動作制御部３１とが機械的スイッチに接続されることが示されたが、模式的に示したにすぎず、これに限定されるものではない。

【0048】

図５に示すように、モード選択部７２は、スレーブアーム１を動作させる運転モードを、上述した自動モード、修正自動モード及び手動モードから操作者が選択するためのものである。動作情報選択部７３は、スレーブアーム１に動作させるための複数の動作情報の中から、自動モード又は修正自動モードでスレーブアーム１を動作させるときに動作制御部３１が用いる動作情報を選択するためのものである。

【0049】

制御装置３の記憶部６は、読み書き可能な記録媒体であり、スレーブアーム１に自動で所定の動作をさせるための情報が保存動作情報６１として記憶されている。保存動作情報６１は、スレーブアーム１に自動で所定の動作をさせるのに必要な全ての情報である必要はなく、一部の情報であってもよい。また、保存動作情報６１は、スレーブアーム１の動作に関する情報であれば、いかなる情報であってもよい。例えば、保存動作情報６１は、時系列データを含む軌道情報であってもよいし、飛び飛びの点のポーズを表した経路情報であってもよい。保存動作情報６１は、例えば、スレーブアーム１の軌道に沿った速度を含んでもよい。

【0050】

記憶部６には、少なくとも１つの保存動作情報６１が記憶されており、そのうちの１つは、例えば、教示作業により所定の作業を行うようスレーブアーム１を動作させて記憶された教示情報６１ａである。本実施形態では、教示情報６１ａとしての保存動作情報６１は、マスターアーム２を操作することによりスレーブアーム１の動作を指示し記憶させた情報であるが、これに限定されず、いかなる教示方式で記憶されたものであってもよい。例えば教示情報６１ａとしての保存動作情報６１は、ダイレクト教示により記憶された情報であってもよい。なお、本実施形態に係るロボットシステム１００では、記憶部６は、制御装置３と別体に設けられているが制御装置３と一体として設けられていてもよい。

【0051】

以下では、動作制御部３１によるスレーブアーム１の動作の制御について図６を参照して説明する。

【0052】

動作制御部３１には、記憶部６に記憶された少なくとも１つの保存動作情報６１のうちの１つが、スレーブアーム１に自動で動作させるための自動動作情報として送られる。また、動作制御部３１には、マスターアーム２を操作することにより生成された操作情報が送られる。

【0053】

動作制御部３１は、モード選択部７２で選択されている運転モードに従い、自動動作情報及び操作情報の一方又は両方を用いる。

【0054】

モード選択部７２で選択されている運転モードが手動モードであるとき、動作制御部３１は操作情報を用いる。より詳しくは、動作制御部３１は、スレーブアーム１を動作させる運転モードが手動モードであるとき、記憶部６に保存動作情報６１を用いず、マスターアーム２を操作することにより送られた操作情報（入力指令）に従って、スレーブアーム１の動作を制御する。

【0055】

また、モード選択部７２で選択されている運転モードが自動モードであるとき、動作制御部３１は自動動作情報を用いる。より詳しくは、動作制御部３１は、スレーブアーム１を動作させる運転モードが自動モードであるとき、マスターアーム２から送られた操作情報を用いず、予め設定されたタスクプログラムに従って記憶部６から送られた自動動作情報を用いてスレーブアーム１の動作を制御する。

【0056】

また、モード選択部７２で選択されている運転モードが修正自動モードであるとき、動作制御部３１は、自動動作情報と操作情報の両方を用いる。なお、運転モードが修正自動モードであるときに、操作情報が動作制御部３１に送られていない場合は、動作制御部３１は自動動作情報のみを用いる。より詳しくは、動作制御部３１は、スレーブアーム１を動作させる運転モードが修正自動モードであるとき、スレーブアーム１が自動動作情報を用いて自動で動作している途中に操作情報を受けると、自動動作情報と操作情報の両方を用いてスレーブアーム１の動作を制御する。これにより、スレーブアーム１は、自動動作情報に関する動作、すなわち自動で行うことになっていた動作から修正された動作を行う。

【0057】

以下では、スレーブアーム１を動作させる運転モードが修正自動モードであるときのスレーブアーム１の動作修正について、図６を参照して説明する。図６は、動作制御部３１の制御系のブロック図の一例を示す図である。

【0058】

動作制御部３１は、加算器３１ａ、減算器３１ｂ，３１ｅ，３１ｇ、位置制御器３１ｃ、微分器３１ｄ、速度制御器３１ｆを備え、自動動作情報に基づく指令値及び操作情報に基づく指令値により、スレーブアーム１の駆動モータＭの回転位置を制御する。

【0059】

加算器３１ａは、自動動作情報に基づく位置指令値に、操作情報に基づく修正指令値を加算することによって、修正された位置指令値を生成する。加算器３１ａは、修正された位置指令値を減算器３１ｂに送る。

【0060】

減算器３１ｂは、修正された位置指令値から、回転センサＥで検出された位置現在値を減算して、角度偏差を生成する。減算器３１ｂは、生成した角度偏差を位置制御器３１ｃに送る。

【0061】

位置制御器３１ｃは、予め定められた伝達関数や比例係数に基づいた演算処理により、減算器３１ｂから送られた角度偏差から速度指令値を生成する。位置制御器３１ｃは、生成した速度指令値を減算器３１ｅに送る。

【0062】

微分器３１ｄは、回転センサＥで検出された位置現在値情報を微分して、駆動モータＭの回転角度の単位時間あたりの変化量、すなわち速度現在値を生成する。微分器３１ｄは、生成した速度現在値を減算器３１ｅに送る。

【0063】

減算器３１ｅは、位置制御器３１ｃから送られた速度指令値から、微分器３１ｄから送られた速度現在値を減算して、速度偏差を生成する。減算器３１ｅは、生成した速度偏差を速度制御器３１ｆに送る。

【0064】

速度制御器３１ｆは、予め定められた伝達関数や比例係数に基づいた演算処理により、減算器３１ｅから送られた速度偏差からトルク指令値（電流指令値）を生成する。速度制御器３１ｆは、生成したトルク指令値を減算器３１ｇに送る。

【0065】

減算器３１ｇは、速度制御器３１ｆから送られたトルク指令値から、電流センサＣで検出された電流現在値を減算して、電流偏差を生成する。減算器３１ｇは、生成した電流偏差を駆動モータＭに送り、駆動モータＭを駆動する。

【0066】

このように動作制御部３１は駆動モータＭを制御して、自動動作情報に関する動作から修正された動作を行うようスレーブアーム１を制御する。なお、スレーブアーム１１の運転モードが自動モードであるときは、減算器３１ｂに自動動作情報に基づく位置指令値が送られ、スレーブアーム１１の運転モードが手動モードであるときは、減算器３１ｂに操作情報に基づく位置指令値が送られる。

【0067】

記憶部６は、修正された動作をスレーブアーム１が行ったときに、修正された動作をスレーブアーム１が行うための修正動作情報を、保存動作情報６１として自動的に記憶するように構成されている。但し、記憶部６は、修正された動作をスレーブアーム１が行ったときに、上記の修正動作情報を保存動作情報６１として記憶するか否かを選択できるように構成されてもよい。この場合、例えば、スレーブアーム１の修正された動作が終了した後に、制御装置３から入力装置７に修正された動作を記憶するか否かを問い合わせるよう構成されてもよい。

【0068】

動作制御部３１は、次回以降の動作において、記憶部６に保存動作情報６１として記憶された修正動作情報を、自動動作情報として用いることが可能である。本実施形態では、動作制御部３１は、記憶部６に記憶された最新の保存動作情報６１を自動動作情報として用いてスレーブアーム１の動作を制御するよう構成されている。

【0069】

次に、本実施形態に係るロボットシステム１００の動作の流れの一例を説明する。図３に示すように、６つのスレーブロボット１０が、自動モードで棚１９からワークＷを取り出す作業を行っているとする。これらのうち、図３に示す一部のスレーブロボット１０（例えば図２の上の段真ん中のスレーブロボット１０）が何らかの原因で作業を進行できなくなった場合、当該スレーブロボット１０の要求生成部３２は、操作情報を要求する操作要求を生成する。操作要求は、当該スレーブロボット１０に対応する要求報知部５４に送られ、要求報知部５４は、要求生成部３２により操作要求があったことを報知する。

【0070】

操作者は、要求報知部５４からの報知を受けて、操作対象選択部７１を操作して、操作要求があったスレーブロボット１０を選択する。これにより操作対象選択部７１から送られた許可要求が、操作許可装置１０が許可すると、第１モニタ装置４に、対応するスレーブロボット１０を撮像する第１カメラ１７から撮像情報が送られる。

【0071】

図７は、第１モニタ装置４に表示される画像の一例を示す。操作者は、第１モニタ装置４を見ながら、マスターアーム２を手動操作して、スレーブロボット１０によりワークＷを棚から取り出す。

【0072】

なお、本実施形態では、要求生成部３２が操作要求を生成するタイミングで、動作制御部の運転モードが自動モードから手動モード又は修正自動モードに切り替わるように構成されている。但し、動作制御部の運転モードが切り替わるタイミングは、これに限定されない。例えば、操作対象選択部７１から送られた許可要求が、操作許可装置１０が許可すると、第１モニタ装置４に、手動モード、自動モード及び修正自動モードのいずれかを選択することを求める画面が表示されてもよい。この画面に対して、モード選択部７２を操作して、運転モードを切り替えてもよい。

【0073】

また、操作者は、第１モニタ装置４を見ながら、マスターアーム２ではなく別の操作装置を操作してもよい。例えば、操作装置は、例えばマウスなど、第１モニタ装置４に映し出された作業対象であるワークＷを指定可能に構成されていてもよい。例えば、第１モニタ装置４に映し出されたワークＷの中で最も上のワークを指定してもよい。操作情報には、操作装置により指定されたワーク情報が含まれてもよく、動作制御部７１は、前記操作情報を受けて、対応するスレーブアーム１が操作装置により指定されたワークＷに対して自動で作業を行うように動作するよう制御してもよい。

【0074】

以上説明したように、本実施形態に係るロボットシステム１００では、例えば複数のスレーブロボット１０のうちの一部のスレーブロボット１０に異常が生じて手動操作等に切り替える場合であっても、操作許可装置８からの許可があれば、１つのマスターアーム２から全てのスレーブロボット１０を操作することが可能になる。このため、操作者がスレーブロボット１０を操作するためのマスターアーム２を、スレーブロボット１０の数だけ用意する必要はなくなる。

【0075】

また、操作対象選択部７１から許可要求を受信したときに、当該操作対象選択部７１にて選択したスレーブロボット１０を、前記操作対象選択部７１に対応するマスターアーム２とは別のマスターアーム２からの操作情報に基づき動作させることが許可されている場合には、当該許可要求に対する許可を禁止する。このため、１つのスレーブロボット１０が複数のマスターアームにより同時に操作されることを回避することができる。

【0076】

このため、複数台のロボットを遠隔操作するのに好適なロボットシステムを提供することができる。

【0077】

また、本実施形態では、要求生成部３２が操作情報を要求する操作要求を生成し、要求報知部５４が、要求生成部３２により操作要求が生成されたことを報知するため、いずれのスレーブロボット１０について操作要求があったかを即座に知ることができる。

【0078】

また、本実施形態では、動作中にあるスレーブアーム１の動作をマスターアーム２によりリアルタイムで修正することができる。このため、スレーブアーム１の動作の部分的な修正を容易に行うことができる。また、修正された動作を行うための修正動作情報が記憶部６に保存動作情報として記憶されるため、マスターアーム２を使用して毎回同じ操作を行って修正をする必要がなく、スレーブアーム１に修正された動作を自動で行わせることができる。従って、スレーブアーム１に教示された動作を容易に修正することができる。

【0079】

また本実施形態では、モード選択部７２により動作制御部３１の運転モードとして自動モードを選択することができるため、スレーブアーム１の動作修正が必要でない場合には自動モードを選択して、不用意にマスターアーム２が操作されて、スレーブアーム１の動作が修正されてしまうことを防止することができる。また、モード選択部７２により動作制御部３１の運転モードとして手動モードを選択することができるため、記憶部６に記憶された保存動作情報６１を用いずに、スレーブアーム１を動作させることができる。

【0080】

また、本実施形態では、動作制御部３１が、記憶部６に記憶された最新の保存動作情報を自動動作情報として用いてスレーブアーム１の動作を制御するため、マスターアーム２を用いたスレーブアーム１の修正作業を繰り返すたびに、徐々に目的の動作に近づけることができる。

【0081】

動作制御部３１は、必ずしも記憶部６に記憶された最新の保存動作情報６１を自動動作情報として用いる必要はない。例えば、動作情報選択部７３により、記憶部６に記憶された複数の保存動作情報６１の中から動作制御部３１が自動動作情報として用いる保存動作情報６１が選択されてもよい。この場合、動作情報選択部７３によって自動動作情報として用いる保存動作情報６１が選択されるまでは、毎回同じ保存動作情報６１が自動動作情報として用いられてもよい。この構成によれば、記憶部６に記憶された最新の保存動作情報６１が、スレーブアーム１に動作させる情報として最適でない場合であっても、動作情報選択部７３により、適切に修正が行われたときの保存動作情報６１が自動動作情報として用いることができる。

【0082】

また、ロボットシステム１００は、スレーブアーム１の作業空間内における状況を示す状況情報を取得する状況情報取得部（図示略）を備えてもよく、動作制御部３１は、状況情報取得部により取得された状況情報に基づいて、スレーブアーム１を動作させるのに適切な保存動作情報６１を自動動作情報として選択して用いてもよい。状況情報は、例えば、作業空間内におけるスレーブアーム１の位置または姿勢等、あるいはスレーブアーム１を取り巻く周囲の状況を認識するために利用する情報を含む。スレーブアーム１を取り巻く周囲の状況を認識するために利用する情報とは、例えば、スレーブアーム１を動作させる時間帯や時期、作業空間の温度や湿度などである。例えば、スレーブロボット１０が粘性を有したシール剤を塗布するシーリングロボットである場合、シール剤の粘性抵抗が作業時間によって変化することがある。このような場合、状況情報に基づいて、シール剤の粘性抵抗に適した保存動作情報６１が自動動作情報として選択されることにより、スレーブアーム１の動作修正もより容易に行うことができる。

【0083】

＜その他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0084】

例えば、上記実施形態では、本発明のロボット本体として、６つの関節ＪＴ１～ＪＴ６を有する多関節ロボットアームが示されたが、本発明のロボット本体はこれに限定されず、いかなる態様であってもよい。図８に、別の実施形態に係るロボット本体９を示す図である。このロボット本体９は、上下方向に延びるポール９１に沿って直動する直動部９２と、当該直動部９２に支持された多関節ロボット９３とを備える。この場合、本発明の動作制御部は、多関節ロボット９３の動作だけでなく、直動部９２の上下方向への動作も制御してもよい。

【0085】

また、上記実施形態では、本発明の操作装置の一例としてマスターアーム２が説明されたが、例えば、本発明の操作装置は、ジョイスティックなどの別の構成であってもよい。

【0086】

また、要求報知部５４及び接続報知部５５の形態は上述したものに限らない。例えば、要求報知部５４は、発光部でなくてもよく、要求があったことを表示する液晶ディスプレイであってもよい。要求報知部５４及び接続報知部５５は、第２モニタ装置５２になくてもよく、各操作者用インターフェースシステム２０に設けられてもよい。

【0087】

また、上記の実施形態では、モード選択部７２や動作情報選択部７３などの各操作部は、一つの入力装置７に備えられているが、別々の入力装置に設けられてもよい。

【符号の説明】

【0088】

１ ：スレーブアーム
２ ：マスターアーム
３ ：制御装置
４ ：第１モニタ装置
６ ：記憶部
７ ：入力装置
８ ：操作許可装置
１０ ：スレーブロボット
１１ ：スレーブアーム
１６ ：エンドエフェクタ
１７ ：第１カメラ装置
３１ ：動作制御部
３２ ：要求生成部
５１ ：第２カメラ装置
５２ ：第２モニタ装置
５３ ：表示部
５４ ：要求報知部
７１ ：操作対象選択部
８１ ：判定部
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】