特許 7393178 制御方法、制御装置、ロボットシステム及びプログラム

(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】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】制御方法、制御装置、ロボットシステム及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/10 20060101AFI20231129BHJP

   B25J 9/22 20060101ALI20231129BHJP

   G05B 19/42 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

B25J9/10 A

B25J9/22 A

G05B19/42 R

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2019186009

(22)【出願日】2019-10-09

(65)【公開番号】P2021058987

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-09-20

(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】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹林 潤

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 利彦

(72)【発明者】

【氏名】藤本 裕介

(72)【発明者】

【氏名】吉田 雅也

(72)【発明者】

【氏名】亀山 篤

【審査官】國武 史帆

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－０２８５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０７３５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１９０１４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－０６１８７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ｇ０５Ｂ １９／１８ － １９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる動作を行うロボットの制御方法であって、
前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録することと、
前記動作経路の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得することと、
前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第１戻り目標点として選択し、前記第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出することと、
第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第（ｋ＋１）戻り目標点として選択し、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出することであって、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であることと、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出することと、
前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定することと、
前記戻り経路に沿って前記エンドエフェクタを移動させることとを含み、
前記動作目標点の情報は、前記動作目標点の位置、直前の前記動作目標点から前記動作目標点までの経路である区間動作経路、前記エンドエフェクタの状態、及び、前記ロボットの位置の情報を含み、
前記動作目標点の位置は、前記動作目標点の３次元位置と、前記動作目標点での基準軸の姿勢とを含み、
前記現在位置又は前記戻り目標点と前記動作目標点との距離は、前記現在位置又は前記戻り目標点の３次元位置と前記動作目標点の３次元位置との間の距離と、前記現在位置又は前記戻り目標点での前記基準軸の姿勢と前記動作目標点での前記基準軸の姿勢との間の距離とを含む
制御方法。

【請求項2】

エンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる動作を行うロボットの制御方法であって、
前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録することと、
前記動作経路の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得することと、
前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第１戻り目標点として選択し、前記第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出することと、
第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第（ｋ＋１）戻り目標点として選択し、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出することであって、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であることと、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出することと、
前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定することと、
前記戻り経路に沿って前記エンドエフェクタを移動させることとを含み、
前記動作目標点の情報は、前記動作目標点の位置、直前の前記動作目標点から前記動作目標点までの経路である区間動作経路、前記エンドエフェクタの状態、及び、前記ロボットの位置の情報を含み、
前記エンドエフェクタの状態は、前記ロボットにおいて前記エンドエフェクタが接続される部分に対する前記エンドエフェクタの特定部分の位置及び姿勢を含み、
前記制御方法は、
前記エンドエフェクタを前記第ｋ戻り目標点から前記第（ｋ＋１）戻り目標点に移動させる場合、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の位置を前記エンドエフェクタの目標の位置とすることと、
前記第ｋ戻り目標点の情報に含まれる前記区間動作経路の逆向きの経路を前記エンドエフェクタの目標の動作経路とすることと、
前記第ｋ戻り目標点の情報に含まれる前記エンドエフェクタの前記特定部分の位置及び姿勢を前記エンドエフェクタの目標の状態とすることと、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報に含まれる前記ロボットの位置を前記ロボットの目標の位置とすることとをさらに含む
制御方法。

【請求項3】

前記エンドエフェクタを前記現在位置から前記第１戻り目標点に移動させる場合、
前記第１戻り目標点の位置を前記エンドエフェクタの目標の位置とし、
前記現在位置での移動先の前記動作目標点である移動先動作目標点の情報に含まれる前記区間動作経路の逆向きの経路を前記エンドエフェクタの目標の動作経路とし、
前記移動先動作目標点の情報に含まれる前記エンドエフェクタの状態を前記エンドエフェクタの目標の状態とし、
前記第１戻り目標点の情報に含まれる前記ロボットの位置を前記ロボットの目標の位置とする
請求項１又は２に記載の制御方法。

【請求項4】

エンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる動作を行うロボットの制御方法であって、
前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録することと、
前記動作経路の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得することと、
前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第１戻り目標点として選択し、前記第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出することと、
第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第（ｋ＋１）戻り目標点として選択し、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出することであって、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であることと、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出することと、
前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定することと、
前記戻り経路に沿って前記エンドエフェクタを移動させることとを含み、
前記制御方法は、
記録された前記動作目標点と前記現在位置との距離である目標点距離を検出することと、
前記目標点距離が第１閾値以内である場合、前記現在位置は、前記目標点距離が前記第１閾値以内である前記動作目標点に位置するとみなすこととをさらに含む
制御方法。

【請求項5】

エンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる動作を行うロボットの制御方法であって、
前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録することと、
前記動作経路の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得することと、
前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第１戻り目標点として選択し、前記第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出することと、
第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第（ｋ＋１）戻り目標点として選択し、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出することであって、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であることと、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出することと、
前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定することと、
前記戻り経路に沿って前記エンドエフェクタを移動させることとを含み、
前記制御方法は、
前記現在位置と前記動作経路との距離である離隔距離を検出することと、
前記離隔距離が第２閾値以内である場合、前記戻り目標点の検出を実行することと、
前記離隔距離が前記第２閾値超である場合、前記戻り目標点の検出を中止することとをさらに含む
制御方法。

【請求項6】

エンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる動作を行うロボットの制御方法であって、
前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録することと、
前記動作経路の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得することと、
前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第１戻り目標点として選択し、前記第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出することと、
第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第（ｋ＋１）戻り目標点として選択し、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出することであって、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であることと、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出することと、
前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定することと、
前記戻り経路に沿って前記エンドエフェクタを移動させることとを含み、
前記制御方法は、
２つの前記動作目標点間の距離が第３閾値以下である場合、前記２つの動作目標点の位置が同じであるとみなすことをさらに含む
制御方法。

【請求項7】

前記戻り目標点の候補として複数の前記動作目標点を検出した場合、最も早くに到達済みの前記動作目標点を前記戻り目標点に決定する
請求項１～６のいずれか一項に記載の制御方法。

【請求項8】

前記現在位置又は前記戻り目標点と前記動作目標点との距離は、前記動作経路に沿った距離である
請求項１～７のいずれか一項に記載の制御方法。

【請求項9】

前記動作目標点は、前記ロボットへの動作の教示過程において前記ロボットに教示された動作の目標点である
請求項１～８のいずれか一項に記載の制御方法。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載の制御方法を実行する制御装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の制御装置と、
前記ロボットとを備え、
前記制御装置が前記ロボットの動作を制御する
ロボットシステム。

【請求項12】

コンピュータに実行させるプログラムであって、
ロボットがエンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる過程で前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録させることと、
前記動作目標点の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得することと、
前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第１戻り目標点として選択し、前記第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出することと、
第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第（ｋ＋１）戻り目標点として選択し、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出することであって、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であることと、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出することと、
前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定することとを含み、
前記動作目標点の情報は、前記動作目標点の位置、直前の前記動作目標点から前記動作目標点までの経路である区間動作経路、前記エンドエフェクタの状態、及び、前記ロボットの位置の情報を含み、
前記動作目標点の位置は、前記動作目標点の３次元位置と、前記動作目標点での基準軸の姿勢とを含み、
前記現在位置又は前記戻り目標点と前記動作目標点との距離は、前記現在位置又は前記戻り目標点の３次元位置と前記動作目標点の３次元位置との間の距離と、前記現在位置又は前記戻り目標点での前記基準軸の姿勢と前記動作目標点での前記基準軸の姿勢との間の距離とを含む
プログラム。

【請求項13】

コンピュータに実行させるプログラムであって、
ロボットがエンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる過程で前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録させることと、
前記動作目標点の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得することと、
前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第１戻り目標点として選択し、前記第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出することと、
第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第（ｋ＋１）戻り目標点として選択し、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出することであって、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であることと、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出することと、
前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定することとを含み、
前記動作目標点の情報は、前記動作目標点の位置、直前の前記動作目標点から前記動作目標点までの経路である区間動作経路、前記エンドエフェクタの状態、及び、前記ロボットの位置の情報を含み、
前記エンドエフェクタの状態は、前記ロボットにおいて前記エンドエフェクタが接続される部分に対する前記エンドエフェクタの特定部分の位置及び姿勢を含み、
前記プログラムは、
前記戻り経路における前記第ｋ戻り目標点から前記第（ｋ＋１）戻り目標点への区間戻り経路では、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の位置を前記エンドエフェクタの目標の位置とすることと、
前記第ｋ戻り目標点の情報に含まれる前記区間動作経路の逆向きの経路を前記エンドエフェクタの目標の動作経路とすることと、
前記第ｋ戻り目標点の情報に含まれる前記エンドエフェクタの前記特定部分の位置及び姿勢を前記エンドエフェクタの目標の状態とすることと、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報に含まれる前記ロボットの位置を前記ロボットの目標の位置とすることとをさらに含む
プログラム。

【請求項14】

前記戻り経路における前記現在位置から前記第１戻り目標点への区間戻り経路では、
前記第１戻り目標点の位置を前記エンドエフェクタの目標の位置とし、
前記現在位置での移動先の前記動作目標点である移動先動作目標点の情報に含まれる前記区間動作経路の逆向きの経路を前記エンドエフェクタの目標の動作経路とし、
前記移動先動作目標点の情報に含まれる前記エンドエフェクタの状態を前記エンドエフェクタの目標の状態とし、
前記第１戻り目標点の情報に含まれる前記ロボットの位置を前記ロボットの目標の位置とする
請求項１２又は１３に記載のプログラム。

【請求項15】

コンピュータに実行させるプログラムであって、
ロボットがエンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる過程で前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録させることと、
前記動作目標点の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得することと、
前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第１戻り目標点として選択し、前記第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出することと、
第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第（ｋ＋１）戻り目標点として選択し、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出することであって、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であることと、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出することと、
前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定することとを含み、
前記プログラムは、
記録された前記動作目標点と前記現在位置との距離である目標点距離を検出することと、
前記目標点距離が第１閾値以内である場合、前記現在位置は、前記目標点距離が前記第１閾値以内である前記動作目標点に位置するとみなすこととをさらに含む
プログラム。

【請求項16】

コンピュータに実行させるプログラムであって、
ロボットがエンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる過程で前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録させることと、
前記動作目標点の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得することと、
前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第１戻り目標点として選択し、前記第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出することと、
第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第（ｋ＋１）戻り目標点として選択し、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出することであって、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であることと、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出することと、
前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定することとを含み、
前記プログラムは、
前記現在位置と前記動作経路との距離である離隔距離を検出することと、
前記離隔距離が第２閾値以内である場合、前記戻り目標点の検出を実行することと、
前記離隔距離が前記第２閾値超である場合、前記戻り目標点の検出を中止することとをさらに含む
プログラム。

【請求項17】

コンピュータに実行させるプログラムであって、
ロボットがエンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる過程で前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録させることと、
前記動作目標点の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得することと、
前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第１戻り目標点として選択し、前記第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出することと、
第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、及び、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点のいずれかを、第（ｋ＋１）戻り目標点として選択し、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出することであって、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であることと、
前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出することと、
前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定することとを含み、
前記プログラムは、
２つの前記動作目標点間の距離が第３閾値以下である場合、前記２つの動作目標点の位置が同じであるとみなすことをさらに含む
プログラム。

【請求項18】

前記プログラムは、前記ロボットの動作を制御する制御装置のシステムプログラム上で動作するアプリケーションプログラムである
請求項１２～１７のいずれか一項に記載のプログラム。

【請求項19】

前記アプリケーションプログラムは、インストールされて前記システムプログラムに搭載されることで動作可能になる
請求項１８に記載のプログラム。

【請求項20】

前記戻り目標点の候補として複数の前記動作目標点を検出した場合、最も早くに到達済みの前記動作目標点を前記戻り目標点に決定する
請求項１２～１９のいずれか一項に記載のプログラム。

【請求項21】

前記現在位置又は前記戻り目標点と前記動作目標点との距離は、前記動作経路に沿った距離である
請求項１２～２０のいずれか一項に記載のプログラム。

【請求項22】

前記動作目標点は、前記ロボットへの動作の教示過程において前記ロボットに教示された動作の目標点である
請求項１２～２１のいずれか一項に記載のプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御方法、制御装置、ロボットシステム及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボットを原点復帰させる技術が知られている。例えば、動作中のロボットが何らかの原因で停止した場合、ロボットの再始動の前に、ロボットの可動部分が初期位置である原点位置に復帰される、つまりロボットが原点復帰される。例えば、特許文献１は、ロボットの原点復帰制御方法を開示する。この制御方法は、既に実行された制御プログラムを順次逆実行することによりロボットを停止位置から作業原点に復帰させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－２８５２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、ロボットが動作する経路が２つの点の間で往復する往復経路を含む場合、特許文献１の原点復帰制御方法は、作業原点に復帰する動作の中で、ロボットに往復経路を往復させ得る。このため、ロボットを作業原点に復帰する動作が複雑になる可能性がある。

【0005】

本発明は、原点復帰のためのロボットの動作を簡略化する制御方法、制御装置、ロボットシステム及びプログラ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】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る制御方法は、エンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる動作を行うロボットの制御方法であって、前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録し、前記動作経路の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得し、前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、又は、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点である、第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出し、第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、又は、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点である、第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出し、ここで、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であり、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出し、前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定し、前記戻り経路に沿って前記エンドエフェクタを移動させる。

【0007】

また、本発明の一態様に係る制御装置は、本発明の一態様に係る制御方法を実行する制御装置である。

【0008】

また、本発明の一態様に係るロボットシステムは、本発明の一態様に係る制御装置と、前記ロボットとを備え、前記制御装置が前記ロボットの動作を制御する。

【0009】

また、本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに実行させるプログラムであって、ロボットがエンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる過程で前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録させ、前記動作目標点の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得し、前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、又は、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点である、第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出し、第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、又は、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点である、第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出し、ここで、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であり、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出し、前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、原点復帰のためのロボットの動作を簡略化することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態に係るロボットシステムの一例を示す概略図

【図2】図１のロボットの斜視図

【図3】図２のロボットアームの先端部の側面図

【図4】図２のエンドエフェクタの側面図

【図5】実施の形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図

【図6】実施の形態に係る制御装置の機能的構成の一例を示すブロック図

【図7】実施の形態に係るロボットの教示情報に従った動作経路の一例を示す図

【図8】実施の形態に係るロボットの教示情報に従った動作経路の一例を示す図

【図9A】実施の形態に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャート

【図9B】実施の形態に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャート

【図9C】実施の形態に係るロボットシステムの動作の一例を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0012】

まず、本発明の態様例を説明する。本発明の一態様に係る制御方法は、エンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる動作を行うロボットの制御方法であって、前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録し、前記動作経路の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得し、前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、又は、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点である、第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出し、第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、又は、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点である、第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出し、ここで、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であり、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出し、前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定し、前記戻り経路に沿って前記エンドエフェクタを移動させる。

【0013】

上記態様によると、エンドエフェクタの動作中に記録された動作目標点を用いて、エンドエフェクタの原点復帰のための戻り経路上の戻り目標点が検出される。戻り目標点として、直前に到達済みの動作目標点、又は、最も近い距離の動作目標点が検出される。これにより、記録された動作目標点の一部を通らない戻り経路の設定が可能になり、戻り経路を構成する戻り目標点の数量の低減が可能になる。よって、原点復帰のためのロボットの動作を簡略化することが可能になる。

【0014】

本発明の一態様に係る制御方法において、前記戻り目標点の候補として複数の前記動作目標点を検出した場合、最も早くに到達済みの前記動作目標点を前記戻り目標点に決定してもよい。

【0015】

上記態様によると、戻り目標点として、動作経路上で原点により近い動作目標点が決定される。これにより、戻り経路を構成する戻り目標点の数量の低減が可能になり、戻り経路の簡略化が可能になる。

【0016】

本発明の一態様に係る制御方法において、記録された前記動作目標点と前記現在位置との距離である目標点距離を検出し、前記目標点距離が第１閾値以内である場合、前記現在位置は、前記目標点距離が前記第１閾値以内である前記動作目標点に位置するとみなしてもよい。

【0017】

上記態様によると、現在位置から動作目標点までの戻り経路を決定するための処理と、当該戻り経路に沿ってエンドエフェクタを移動させる処理とが不要になる。よって、原点復帰のための処理及びロボットの動作を簡略化することが可能になる。

【0018】

本発明の一態様に係る制御方法において、前記現在位置と前記動作経路との距離である離隔距離を検出し、前記離隔距離が第２閾値以内である場合、前記戻り目標点の検出を実行し、前記離隔距離が前記第２閾値超である場合、前記戻り目標点の検出を中止してもよい。

【0019】

上記態様によると、例えば、離隔距離が第２閾値超である場合、エンドエフェクタを第１戻り目標点に戻すと、ロボットの一部が周囲の物体と干渉する可能性がある。よって、原点復帰の際にロボットに損傷が発生することを抑えることが可能になる。

【0020】

本発明の一態様に係る制御方法において、前記現在位置又は前記戻り目標点と前記動作目標点との距離は、前記動作経路に沿った距離であってもよい。

【0021】

上記態様によると、ロボットを動作経路に沿って原点復帰させることができる。これにより、ロボットが、動作経路から逸脱した動作を行うことにより周囲の物体と干渉することが抑えられる。

【0022】

本発明の一態様に係る制御方法において、２つの前記動作目標点間の距離が第３閾値以下である場合、前記２つの動作目標点の位置が同じであるとみなしてもよい。

【0023】

上記態様によると、ロボットの現在位置又は戻り目標点と動作目標点との距離を検出する処理が簡略化される。さらに、距離が第３閾値以下である２つの動作目標点の間の動作経路を通らないような戻り経路の設定が可能である。このような戻り経路は、原点復帰のためのロボットの動作を簡略化することが可能である。

【0024】

本発明の一態様に係る制御方法において、前記動作目標点の情報は、前記動作目標点の位置、直前の前記動作目標点から前記動作目標点までの経路である区間動作経路、前記エンドエフェクタの状態、及び、前記ロボットの位置の情報を含んでもよい。

【0025】

上記態様によると、エンドエフェクタに戻り目標点間で原点復帰のための動作をさせる場合、エンドエフェクタの位置変化だけでなく、エンドエフェクタの動作経路、エンドエフェクタの状態の変化、及びロボットの位置の変化を考慮したロボットの動作が可能になる。よって、原点復帰の際にロボットが周囲の物体と干渉することが抑えられる。

【0026】

本発明の一態様に係る制御方法において、前記動作目標点の位置は、前記動作目標点の３次元位置と、前記動作目標点での基準軸の姿勢とを含んでもよい。

【0027】

上記態様によると、エンドエフェクタに戻り目標点間で原点復帰のための動作をさせる場合、エンドエフェクタの位置変化だけでなく、エンドエフェクタの姿勢変化を考慮したエンドエフェクタの動作が可能になる。よって、原点復帰の際にエンドエフェクタ等が周囲の物体と干渉することが抑えられる。

【0028】

本発明の一態様に係る制御方法において、前記現在位置又は前記戻り目標点と前記動作目標点との距離は、前記現在位置又は前記戻り目標点の３次元位置と前記動作目標点の３次元位置との間の距離と、前記現在位置又は前記戻り目標点での前記基準軸の姿勢と前記動作目標点での前記基準軸の姿勢との間の距離とを含んでもよい。

【0029】

上記態様によると、現在位置又は戻り目標点と動作目標点との距離は、３次元位置の距離だけでなく姿勢変化の距離も含む。このような距離は、現在位置又は戻り目標点と動作目標点との間でのエンドエフェクタの移動距離を示すことができる。よって、現在位置又は戻り目標点と動作目標点との間の正確な距離を用いて、次の戻り目標点を検出することが可能になる。

【0030】

本発明の一態様に係る制御方法において、前記エンドエフェクタを前記第ｋ戻り目標点から前記第（ｋ＋１）戻り目標点に移動させる場合、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の位置を前記エンドエフェクタの目標の位置とし、前記第ｋ戻り目標点の情報に含まれる前記区間動作経路の逆向きの経路を前記エンドエフェクタの目標の動作経路とし、前記第ｋ戻り目標点の情報に含まれる前記エンドエフェクタの状態を前記エンドエフェクタの目標の状態とし、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報に含まれる前記ロボットの位置を前記ロボットの目標の位置としてもよい。

【0031】

上記態様によると、エンドエフェクタを第ｋ戻り目標点から第（ｋ＋１）戻り目標点に移動させる場合、原点復帰の際のロボットの動作領域が、エンドエフェクタが動作経路に沿って移動したときのロボットの動作領域から大きく逸脱することが抑えられる。よって、原点復帰の際にロボットが周囲の物体と干渉することが抑えられる。

【0032】

本発明の一態様に係る制御方法において、前記エンドエフェクタを前記現在位置から前記第１戻り目標点に移動させる場合、前記第１戻り目標点の位置を前記エンドエフェクタの目標の位置とし、前記現在位置での移動先の前記動作目標点である移動先動作目標点の情報に含まれる前記区間動作経路の逆向きの経路を前記エンドエフェクタの目標の動作経路とし、前記移動先動作目標点の情報に含まれる前記エンドエフェクタの状態を前記エンドエフェクタの目標の状態とし、前記第１戻り目標点の情報に含まれる前記ロボットの位置を前記ロボットの目標の位置としてもよい。

【0033】

上記態様によると、エンドエフェクタを現在位置から第１戻り目標点に移動させる場合、原点復帰の際のロボットの動作領域が、エンドエフェクタが動作経路に沿って移動したときのロボットの動作領域から大きく逸脱することが抑えられる。

【0034】

本発明の一態様に係る制御方法において、前記動作目標点は、前記ロボットへの動作の教示過程において前記ロボットに教示された動作の目標点であってもよい。

【0035】

上記構成によると、動作目標点の設定が簡略になり、動作目標点を用いた戻り目標点の検出が簡略になる。

【0036】

本発明の一態様に係る制御装置は、本発明の一態様に係る制御方法に実行する制御装置である。上記態様によると、本発明の一態様に係る制御方法と同様の効果が得られる。

【0037】

本発明の一態様に係るロボットシステムは、本発明の一態様に係る制御装置と、前記ロボットとを備え、前記制御装置が前記ロボットの動作を制御する。上記態様によると、本発明の一態様に係る制御方法と同様の効果が得られる。

【0038】

本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに実行させるプログラムであって、ロボットがエンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる過程で前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録させ、前記動作目標点の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得し、前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、又は、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点である、第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出し、第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、又は、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点である、第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出し、ここで、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であり、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出し、前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定する。上記態様によると、本発明の一態様に係る制御方法と同様の効果が得られる。

【0039】

本発明の一態様に係るプログラムは、前記ロボットの動作を制御する制御装置のシステムプログラム上で動作するアプリケーションプログラムであってもよい。

【0040】

上記態様によると、アプリケーションプログラムは、例えば、システムプログラムに一部として組み込まれる、又は、システムプログラムにインストールされることで、機能可能になる。

【0041】

本発明の一態様に係るプログラムにおいて、前記アプリケーションプログラムは、インストールされて前記システムプログラムに搭載されることで動作可能になってもよい。

【0042】

上記態様によると、アプリケーションプログラムは、様々なシステムプログラムにインストールされ得るように構成されることができ、汎用性を有することができる。

【0043】

本発明の一態様に係るプログラムにおいて、前記戻り目標点の候補として複数の前記動作目標点を検出した場合、最も早くに到達済みの前記動作目標点を前記戻り目標点に決定してもよい。

【0044】

本発明の一態様に係るプログラムにおいて、記録された前記動作目標点と前記現在位置との距離である目標点距離を検出し、前記目標点距離が第１閾値以内である場合、前記現在位置は、前記目標点距離が前記第１閾値以内である前記動作目標点に位置するとみなしてもよい。

【0045】

本発明の一態様に係るプログラムにおいて、前記現在位置と前記動作経路との距離である離隔距離を検出し、前記離隔距離が第２閾値以内である場合、前記戻り目標点の検出を実行し、前記離隔距離が前記第２閾値超である場合、前記戻り目標点の検出を中止してもよい。

【0046】

本発明の一態様に係るプログラムにおいて、前記現在位置又は前記戻り目標点と前記動作目標点との距離は、前記動作経路に沿った距離であってもよい。

【0047】

本発明の一態様に係るプログラムにおいて、２つの前記動作目標点間の距離が第３閾値以下である場合、前記２つの動作目標点の位置が同じであるとみなしてもよい。

【0048】

本発明の一態様に係るプログラムにおいて、前記動作目標点の情報は、前記動作目標点の位置、直前の前記動作目標点から前記動作目標点までの経路である区間動作経路、前記エンドエフェクタの状態、及び、前記ロボットの位置の情報を含んでもよい。

【0049】

本発明の一態様に係るプログラムにおいて、前記動作目標点の位置は、前記動作目標点の３次元位置と、前記動作目標点での基準軸の姿勢とを含んでもよい。

【0050】

本発明の一態様に係るプログラムにおいて、前記現在位置又は前記戻り目標点と前記動作目標点との距離は、前記現在位置又は前記戻り目標点の３次元位置と前記動作目標点の３次元位置との間の距離と、前記現在位置又は前記戻り目標点での前記基準軸の姿勢と前記動作目標点での前記基準軸の姿勢との間の距離とを含んでもよい。

【0051】

本発明の一態様に係るプログラムにおいて、前記戻り経路における前記第ｋ戻り目標点から前記第（ｋ＋１）戻り目標点への区間戻り経路では、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の位置を前記エンドエフェクタの目標の位置とし、前記第ｋ戻り目標点の情報に含まれる前記区間動作経路の逆向きの経路を前記エンドエフェクタの目標の動作経路とし、前記第ｋ戻り目標点の情報に含まれる前記エンドエフェクタの状態を前記エンドエフェクタの目標の状態とし、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報に含まれる前記ロボットの位置を前記ロボットの目標の位置としてもよい。

【0052】

本発明の一態様に係るプログラムにおいて、前記戻り経路における前記現在位置から前記第１戻り目標点への区間戻り経路では、前記第１戻り目標点の位置を前記エンドエフェクタの目標の位置とし、前記現在位置での移動先の前記動作目標点である移動先動作目標点の情報に含まれる前記区間動作経路の逆向きの経路を前記エンドエフェクタの目標の動作経路とし、前記移動先動作目標点の情報に含まれる前記エンドエフェクタの状態を前記エンドエフェクタの目標の状態とし、前記第１戻り目標点の情報に含まれる前記ロボットの位置を前記ロボットの目標の位置としてもよい。

【0053】

本発明の一態様に係るプログラムにおいて、前記動作目標点は、前記ロボットへの動作の教示過程において前記ロボットに教示された動作の目標点であってもよい。

【0054】

（実施の形態）
以下において、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、添付の図面における各図は、模式的な図であり、必ずしも厳密に図示されたものでない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。また、本明細書及び特許請求の範囲では、「装置」とは、１つの装置を意味し得るだけでなく、複数の装置からなるシステムも意味し得る。

【0055】

［ロボットシステムの構成］
実施の形態に係るロボットシステム１の構成を説明する。図１は、実施の形態に係るロボットシステム１の一例を示す概略図である。図１に示すように、実施の形態に係るロボットシステム１は、ロボット１０と、制御装置２０と、撮像装置３０と、入力装置４０と、提示装置５０とを備える。ロボットシステム１は、教示された動作手順に従ってロボット１０に自動運転させ所定の作業を実行させることができる。ロボットシステム１は、入力装置４０を介して入力される操作情報に従ってロボット１０に手動運転させ作業を実行させることができる。さらに、ロボットシステム１は、例えば、入力装置４０を介してロボット１０を動作の原点位置に戻す指令である原点復帰指令が入力されると、原点位置に戻すようにロボット１０に自動で動作させることができる。

【0056】

本実施の形態では、ロボット１０は産業用ロボットであるが、これに限定されない。ロボット１０は、処理対象物Ｗに対して作用を加えるエンドエフェクタ１１と、当該作用を実行するようにエンドエフェクタ１１を動かすロボットアーム１２と、ロボット１０の位置を変えるようにロボット１０を移動させる搬送装置１３とを備える。

【0057】

ロボットアーム１２は、その先端のエンドエフェクタ１１の位置及び姿勢を変更することができる構成を有すれば、特に限定されないが、本実施の形態では、垂直多関節型ロボットアームである。なお、ロボットアーム１２は、例えば、水平多関節型、極座標型、円筒座標型、直角座標型、又はその他の型式のロボットアームとして構成されてもよい。

【0058】

ロボットアーム１２は、その基部から先端に向かって順に配置されたリンク１２ａ～１２ｆと、リンク１２ａ～１２ｆを順次接続する関節ＪＴ１～ＪＴ６と、関節ＪＴ１～ＪＴ６それぞれを回転駆動するアーム駆動装置Ｍ１～Ｍ６とを備える。アーム駆動装置Ｍ１～Ｍ６の動作は制御装置２０によって制御される。アーム駆動装置Ｍ１～Ｍ６はそれぞれ、電力を動力源とし、これらを駆動する電気モータとしてサーボモータＳＭａ（図５参照）を有するが、これに限定されない。なお、ロボットアーム１２の関節の数量は、６つに限定されず、７つ以上であってもよく、１つ以上５つ以下であってもよい。

【0059】

リンク１２ａは搬送装置１３に取り付けられる。リンク１２ｆの先端部は、メカニカルインタフェースを構成し、エンドエフェクタ１１と接続される。関節ＪＴ１は、搬送装置１３とリンク１２ａの基端部とを、搬送装置１３を支持する床面に対して垂直である鉛直方向の軸周りに回転可能に連結する。関節ＪＴ２は、リンク１２ａの先端部とリンク１２ｂの基端部とを、当該床面に平行である水平方向の軸周りに回転可能に連結する。関節ＪＴ３は、リンク１２ｂの先端部とリンク１２ｃの基端部とを、水平方向の軸周りに回転可能に連結する。関節ＪＴ４は、リンク１２ｃの先端部とリンク１２ｄの基端部とを、リンク１２ｃの長手方向の軸周りに回転可能に連結する。関節ＪＴ５は、リンク１２ｄの先端部とリンク１２ｅの基端部とを、リンク１２ｄの長手方向と直交する方向の軸周りに回転可能に連結する。関節ＪＴ６は、リンク１２ｅの先端部とリンク１２ｆの基端部とを、リンク１２ｅに対する捻れ回転可能に連結する。

【0060】

エンドエフェクタ１１はロボットアーム１２の先端部に着脱可能に取り付けられている。エンドエフェクタ１１は、把持、吸着、吊り上げ、又は掬い上げ等の処理対象物Ｗに対応する様々な作用を、処理対象物Ｗに加えることができるように構成される。図１の例では、エンドエフェクタ１１は、処理対象物Ｗを把持し被処理対象物Ｔの孔にねじ込む動作を行うことができるように構成され、ロボット１０は処理対象物Ｗを被処理対象物Ｔに組み付ける作業を行う。エンドエフェクタ１１は、エンドエフェクタ１１を駆動するエンドエフェクタ駆動装置１１ａ（図５参照）を備える。エンドエフェクタ駆動装置１１ａの動作は制御装置２０によって制御される。エンドエフェクタ駆動装置１１ａは、電力を動力源とし、これを駆動する電気モータとしてサーボモータＳＭｂ（図５参照）を有するが、これに限定されない。なお、ロボット１０の作業は上記組み付けに限定されず、いかなる作業であってもよい。ロボット１０の作業の例は、仕分け、組立、塗装、溶接、接合、チッピング、研磨、シーリング、半導体製造、薬剤調合及び手術などの医療行為等である。

【0061】

搬送装置１３は、床面等の上でロボット１０を移動させることが可能であり、ロボットアーム１２が載せられ且つこれを支持する基台１３ａと、基台１３ａの走行手段としてのクローラ（「キャタピラ（登録商標）」とも呼ばれる）１３ｂと、クローラ１３ｂを駆動する搬送駆動装置１３ｃ（図５参照）とを備える。走行手段は、クローラ１３ｂに限定されず、車輪等の他の走行手段であってもよい。搬送駆動装置１３ｃは、電力を動力源とし、電気モータとしてサーボモータＳＭｃ（図５参照）を有するが、これに限定されない。搬送装置１３は、ＡＧＶ（無人搬送車：Automated Guided Vehicle）等であってもよい。

【0062】

撮像装置３０は、ロボット１０を撮像し、具体的には、ロボット１０の処理対象物Ｗの処理状況を撮像する。撮像装置３０の例は、デジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等である。例えば、撮像装置３０は、ロボット１０から離れた位置に配置されるが、ロボット１０に配置されてもよい。撮像装置３０は、撮像した画像の信号を提示装置５０に出力するが、制御装置２０に出力してもよい。ロボットシステム１を管理するユーザは、提示装置５０を介してロボット１０による処理対象物Ｗの処理状態を確認することができる。なお、撮像装置３０の動作は、制御装置２０によって制御されてもよい。

【0063】

入力装置４０は、ロボットシステム１のユーザによる指令及び情報等の入力を受け付け、当該指令及び情報等を制御装置２０に出力する。入力装置４０は、制御装置２０と有線通信又は無線通信を介して接続される。有線通信及び無線通信の形式はいかなる形式であってもよい。例えば、入力装置４０は、ロボット１０を原点復帰させる指令の入力を受け付け、当該指令を制御装置２０に出力する。入力装置４０は、ロボット１０に所定の作業の動作手順を教示するためのティーチングペンダント等の教示装置を含んでもよい。

【0064】

提示装置５０は、制御装置２０及び撮像装置３０等から受け取る様々な画像及び音声等を、ロボットシステム１のユーザに提示する。提示装置５０の例は、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）及び有機又は無機ＥＬディスプレイ（Electro-Luminescence Display）等であるが、これらに限定されない。提示装置５０は、音声を発するスピーカを備えてもよい。

【0065】

制御装置２０は、ロボットシステム１の全体を制御する。例えば、制御装置２０は、コンピュータ装置を含む。ロボット１０には下記の４つの座標系が設定される。制御装置２０は、４つの座標系に基づき、ロボット１０の各部の位置、姿勢及び動作状態等を制御する。

【0066】

第１の座標系は、ロボット１０が配置される空間に設定される座標系であり、ワールド座標系と称する。例えば、図２に示すように、ワールド座標系では、Ｘｗ軸、Ｙｗ軸及びＺｗ軸が定義される。Ｘｗ軸及びＹｗ軸は、ロボット１０が配置される床面に沿って延び且つ互いに直交する。Ｚｗ軸は、Ｘｗ軸及びＹｗ軸に垂直に、つまり床面に垂直に延び、床面から上方に向かう方向はＺｗ軸正方向であり、その反対方向はＺｗ軸負方向である。なお、図２は、図１のロボット１０の斜視図である。

【0067】

第２の座標系は、ロボットアーム１２が据え付けられる搬送装置１３の基台１３ａを基準とする座標系であり、ベース座標系と称する。例えば、図２に示すように、ベース座標系では、Ｘｂ軸、Ｙｂ軸及びＺｂ軸が定義される。例えば、Ｘｂ軸及びＹｂ軸は、基台１３ａの表面１３ａａに沿って延び且つ互いに直交する。Ｚｂ軸は、Ｘｂ軸及びＹｂ軸に垂直に、つまり表面１３ａａに垂直に延びる。例えば、ベース座標系の原点は、関節ＪＴ１の回転中心軸Ｓ１と表面１３ａａとの交点Ｓ１ａである。表面１３ａａから上方に向かう方向はＺｂ軸正方向であり、その反対方向はＺｂ軸負方向である。

【0068】

第３の座標系は、ロボットアーム１２のリンク１２ｆの先端部におけるエンドエフェクタ１１との接続面１２ｆａを基準とする座標系であり、ハンド座標系と称する。例えば、図３に示すように、ハンド座標系では、Ｘｈ軸、Ｙｈ軸及びＺｈ軸が定義される。例えば、Ｘｈ軸及びＹｈ軸は、接続面１２ｆａに沿って延び且つ互いに直交する。Ｚｈ軸は、Ｘｈ軸及びＹｈ軸に垂直に、つまり接続面１２ｆａに垂直に延びる。例えば、ハンド座標系の原点は、関節ＪＴ６の回転中心軸Ｓ６と接続面１２ｆａとの交点Ｓ６ａであり、Ｚｈ軸は回転中心軸Ｓ６と平行である。リンク１２ｆからエンドエフェクタ１１に向かう方向はＺｈ軸正方向であり、その反対方向はＺｈ軸負方向である。Ｘｈ軸、Ｙｈ軸及びＺｈ軸は、軸Ｓ６の向き及び軸Ｓ６周りのリンク１２ｆの回転に対応して、それぞれの向きを変える。なお、図３は、図２のロボットアーム１２の先端部の側面図である。

【0069】

第４の座標系は、エンドエフェクタ１１の先端部１１ｂ等の特定の点を基準とする座標系であり、ツール座標系と称する。例えば、図４に示すように、ツール座標系では、Ｘｔ軸、Ｙｔ軸及びＺｔ軸が定義される。例えば、Ｚｔ軸は、先端部１１ｂが延びる方向の１つに沿った軸である。Ｘｔ軸及びＹｔ軸は、互いに直交し且つＺｔと直交し、例えば、接続面１２ｆａと平行である。例えば、ツール座標系の原点は、先端部１１ｂである。先端部１１ｂから離れる方向はＺｔ軸正方向であり、その反対方向はＺｔ軸負方向である。Ｘｔ軸、Ｙｔ軸及びＺｔ軸は、先端部１１ｂの向きに対応して、それぞれの向きを変える。なお、図４は、図２のエンドエフェクタ１１の側面図である。

【0070】

例えば、制御装置２０は、ワールド座標系での搬送装置１３の交点Ｓ１ａの座標及び軸Ｓ１の方向ベクトルに基づき、搬送装置１３の位置及び姿勢を制御する。制御装置２０は、ベース座標系でのロボットアーム１２のリンク１２ｆの交点Ｓ６ａの座標及び軸Ｓ６の方向ベクトルに基づき、リンク１２ｆの接続面１２ｆａの位置及び姿勢を制御する。制御装置２０は、ハンド座標系のＸｈ軸、Ｙｈ軸及びＺｈ軸とツール座標系のＸｔ軸、Ｙｔ軸及びＺｔ軸との関係に基づき、エンドエフェクタ１１の先端部１１ｂの位置及び姿勢を制御する。

【0071】

［制御装置のハードウェア構成］
制御装置２０のハードウェア構成を説明する。図５は、実施の形態に係る制御装置２０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、制御装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３と、メモリ２０４と、入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース：Interface）２０５～２０７と、アーム駆動回路２０８と、エンドエフェクタ駆動回路２０９と、搬送駆動回路２１０とを構成要素として含む。上記構成要素はそれぞれ、バス、有線通信又は無線通信を介して接続されている。なお、上記構成要素の全てが必須ではない。

【0072】

例えば、ＣＰＵ２０１はプロセッサであり、制御装置２０の動作の全体を制御する。ＲＯＭ２０２は不揮発性半導体メモリ等で構成され、ＣＰＵ２０１に動作を制御させるためのプログラム及びデータ等を格納する。ＲＡＭ２０３は揮発性半導体メモリ等で構成され、ＣＰＵ２０１で実行するプログラム及び処理途中又は処理済みのデータ等を一時的に格納する。メモリ２０４は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリなどの半導体メモリ、ハードディスク（ＨＤＤ：Hard Disc Drive）及びＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置で構成され、種々の情報を記憶する。メモリ２０４は、制御装置２０の外部の装置であってもよい。

【0073】

例えば、ＣＰＵ２０１が動作するためのプログラムは、ＲＯＭ２０２又はメモリ２０４に予め保持されている。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２又はメモリ２０４からプログラムをＲＡＭ２０３に読み出して展開する。ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０３に展開されたプログラム中のコード化された各命令を実行する。

【0074】

制御装置２０の各機能は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２及びＲＡＭ２０３等からなるコンピュータシステムにより実現されてもよく、電子回路又は集積回路等の専用のハードウェア回路により実現されてもよく、上記コンピュータシステム及びハードウェア回路の組み合わせにより実現されてもよい。

【0075】

このような制御装置２０は、例えば、マイクロコントローラ、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＬＳＩ（大規模集積回路：Large Scale Integration）、システムＬＳＩ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、論理回路等で構成されてもよい。制御装置２０の複数の機能は、個別に１チップ化されることで実現されてもよく、一部又は全てを含むように１チップ化されることで実現されてもよい。また、回路はそれぞれ、汎用的な回路でもよく、専用の回路でもよい。ＬＳＩとして、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続及び／又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブルプロセッサ、又は、特定用途向けに複数の機能の回路が１つにまとめられたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等が利用されてもよい。

【0076】

第１入出力Ｉ／Ｆ２０５は、外部装置６０と接続され、外部装置６０に対して情報、データ及び指令等を入出力する。第１入出力Ｉ／Ｆ２０５は、信号を変換する回路等を含んでもよい。例えば、第１入出力Ｉ／Ｆ２０５は、外部装置６０から、プログラムファイルの入力を受け付ける。プログラムファイルの例は、ロボットを原点復帰させるアプリケーションプログラムのプログラムファイルである。外部装置６０の例は、記録メディアに対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する記録メディアドライブ、記憶装置、パーソナルコンピュータなどのコンピュータ装置、情報端末、スマートフォン、スマートウォッチ及びタブレットなどのスマートデバイス等である。記録メディアの例は、フラッシュメモリ、メモリカード、並びに、ＤＶＤ－Ｒ、ＤＶＤ－ＲＷ、ＢＤ（Blu-ray（登録商標））－Ｒ及びＢＤ－ＲＥなどの記録ディスク等である。なお、外部装置６０は、制御装置２０に組み込まれていてもよい。

【0077】

第１入出力Ｉ／Ｆ２０５は、ネットワークＩ／Ｆを構成し、データ通信可能な通信網を介して外部装置６０と接続されてもよい。通信網の例は、イントラネット、有線若しくは無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、モバイル通信網、電話回線通信網、又は、その他の有線若しくは無線通信を用いる通信網であってもよい。この場合、外部装置６０は、サーバ装置、クラウドサーバ等であってもよい。プログラムファイルは、通信網及び第１入出力Ｉ／Ｆ２０５を介して、メモリ２０４等にダウンロードされてもよい。

【0078】

第２入出力Ｉ／Ｆ２０６は、入力装置４０と接続され、入力装置４０に対して情報、データ及び指令等を入出力する。第２入出力Ｉ／Ｆ２０６は、信号を変換する回路等を含んでもよい。第３入出力Ｉ／Ｆ２０７は、提示装置５０と接続され、提示装置５０に対して、画面データ、音声データ、情報及び指令等を入出力する。第３入出力Ｉ／Ｆ２０７は、提示装置５０に表示させる画面を生成可能なＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、提示装置５０に出力させる音声を生成可能なＤＳＰ（Digital Signal Processor）、及び、信号を変換する回路等を含んでもよい。

【0079】

アーム駆動回路２０８は、ＣＰＵ２０１の指令に従って、ロボット１０のアーム駆動装置Ｍ１～ＭＡ６のサーボモータＳＭａに電力を供給し各サーボモータＳＭａの駆動を制御する。エンドエフェクタ駆動回路２０９は、ＣＰＵ２０１の指令に従って、エンドエフェクタ駆動装置１１ａのサーボモータＳＭｂに電力を供給しサーボモータＳＭｂの駆動を制御する。搬送駆動回路２１０は、ＣＰＵ２０１の指令に従って、搬送装置１３の搬送駆動装置１３ｃのサーボモータＳＭｃに電力を供給しサーボモータＳＭｃの駆動を制御する。

【0080】

［制御装置の機能的構成］
制御装置２０の機能的構成を説明する。図６は、実施の形態に係る制御装置２０の機能的構成の一例を示すブロック図である。図６に示すように、制御装置２０は、手動指令生成部２０ａと、自動指令生成部２０ｂと、目標点記録部２０ｃと、動作制御部２０ｄと、記憶部２０ｅと、原点復帰起動部２１と、目標点取得部２２と、戻り目標点決定部２３と、経路演算部２４とを機能的構成要素として含む。動作制御部２０ｄは、駆動制御部２０ｄａと搬送制御部２０ｄｂとを含む。手動指令生成部２０ａ、自動指令生成部２０ｂ、目標点記録部２０ｃ及び動作制御部２０ｄは、制御装置２０を動作させるシステムソフトウェア２６上で機能する。原点復帰起動部２１、目標点取得部２２、戻り目標点決定部２３及び経路演算部２４は、システムソフトウェア２６上で動作する原点復帰アプリケーションソフトウェア（以下、「原点復帰アプリケーション」とも称する）２５上で機能する。原点復帰アプリケーション２５はロボット１０に原点復帰動作をさせるためのソフトウェアである。上記機能的構成要素の全てが必須ではない。

【0081】

記憶部２０ｅを除く機能的構成要素の機能は、ＣＰＵ２０１等によって実現され、記憶部２０ｅの機能は、メモリ２０４、ＲＯＭ２０２及び／又はＲＡＭ２０３によって実現される。

【0082】

記憶部２０ｅは、種々の情報を記憶し、記憶している情報の読み出しを可能にする。例えば、記憶部２０ｅは、制御装置２０を動作させるシステムソフトウェア２６のシステムプログラム２０ｅａを記憶する。

【0083】

さらに、記憶部２０ｅは、ロボット１０に所定の作業を行わせるための教示により記憶された教示情報２０ｅｂを記憶する。ロボット１０の教示方式としては、例えば、教示者がロボット１０を直接触って動かすことによるダイレクト教示、ティーチングペンダントを用いた遠隔操縦による教示、プログラミングによる教示、マスタースレーブによる教示等があるが、いかなる教示方式であってもよい。

【0084】

教示情報２０ｅｂは、動作目標点の情報を含む。動作目標点は、教示される点であり、作業を行うためのロボット１０の動作中に、エンドエフェクタ１１のハンド座標系の原点Ｓ６ａ等のロボット１０の所定の点が通過する点である。１つの所定の作業に対して、複数の動作目標点が設定される。複数の動作目標点には、ロボット１０の通過順序に従った順序が付けられている。複数の動作目標点は、作業を行うためにロボット１０の所定の点が辿る動作経路を構成する。

【0085】

例えば、教示情報２０ｅｂは、図７及び図８に示すような複数の動作目標点で構成される動作経路を含む。図７及び図８は、実施の形態に係るロボット１０の教示情報２０ｅｂに従った動作経路の一例を示す図である。

【0086】

例えば、図７に示される動作経路ＯＲ１は、開始位置である原点Ｏから、それぞれの位置が異なる第１動作目標点ＯＴＰ１～第５動作目標点ＯＴＰ５を順次通り、原点Ｏに戻る経路である。原点Ｏは、所定の作業を実行するための動作経路の全てに対する開始位置であってもよく、所定の作業を実行中に入力装置４０からの指令等により動作経路の途中で指定された位置であってもよい。

【0087】

図８に示される動作経路ＯＲ２は、原点Ｏから、第１動作目標点ＯＴＰ１～第９動作目標点ＯＴＰ９を順次通り、原点Ｏに戻る経路である。しかしながら、第１動作目標点ＯＴＰ１及び第３動作目標点ＯＴＰ３は、同じ第１目標点ＴＰ１に位置する。第４動作目標点ＯＴＰ４及び第６動作目標点ＯＴＰ６は、同じ第２目標点ＴＰ２に位置する。第７動作目標点ＯＴＰ７及び第９動作目標点ＯＴＰ９は、同じ第３目標点ＴＰ３に位置する。なお、第１動作目標点ＯＴＰ１及び第３動作目標点ＯＴＰ３の間、第４動作目標点ＯＴＰ４及び第６動作目標点ＯＴＰ６の間、並びに、第７動作目標点ＯＴＰ７及び第９動作目標点ＯＴＰ９の間のそれぞれにおいて、後述する動作目標点の位置以外の情報は異なっていてもよい。

【0088】

動作目標点の情報は、動作目標点の位置、直前の動作目標点から動作目標点までの経路である区間動作経路、動作目標点でのエンドエフェクタ１１の状態、及び、動作目標点でのロボットの位置等の情報を含み得る。動作目標点の位置は、動作目標点の３次元位置と、当該動作目標点での基準軸の姿勢とを含んでもよい。３次元位置は３次元空間内での位置である。

【0089】

動作目標点の３次元位置は、ワールド座標系での動作目標点の３次元位置であってもよい。例えば、動作目標点は、エンドエフェクタ１１の目標点であり、これに限定されないが、本実施の形態では、ロボットアーム１２のリンク１２ｆの接続面１２ｆａ上の点Ｓ６ａの目標点である。基準軸は、ロボット１０のハンド座標系のＺｈ軸、つまり、ロボットアーム１２の関節ＪＴ６の回転中心軸Ｓ６であってもよい。Ｚｈ軸の姿勢、つまり、軸Ｓ６の姿勢は、基準軸の姿勢の一例である。

【0090】

動作目標点の３次元位置及び姿勢は、ワールド座標系を基準としたワールド座標系のＸｗ軸、Ｙｗ軸及びＺｗ軸とハンド座標系のＸｈ軸、Ｙｈ軸及びＺｈ軸との関係に基づく位置及びオイラー角を用いて示される。このような動作目標点の３次元位置及び姿勢は、ワールド座標系において、Ｘｗ軸要素「ｘｗ」、Ｙｗ軸要素「ｙｗ」及びＺｗ軸要素「ｚｗ」、並びに、オイラー角要素「Ｏｗ」、「Ａｗ」及び「Ｔｗ」を含む。

【0091】

区間動作経路の情報は、動作目標点の１つ前の順序の動作目標点（以下、「直前動作目標点」とも称する）から当該動作目標点までの経路の情報であり、動作目標点と直前動作目標点との間を補間する補間情報である。このような補間情報は、区間動作経路の形状、サイズ及び方向、並びに、区間動作経路でのロボットアーム１２の関節ＪＴ１～ＪＴ６の駆動方向及び駆動量等を含む。経路の形状の例は、直線形状、並びに、弧及びスプライン曲線などの曲線形状等である。経路のサイズは曲線形状の曲率等である。経路の方向は、曲線形状の曲がり方向等である。区間動作経路の情報は「補間モード」とも称される。

【0092】

エンドエフェクタの状態の情報は、エンドエフェクタ１１の特定の部位の位置及び姿勢を含む。これに限定されないが、本実施の形態では、上記特定の部位は、エンドエフェクタ１１の先端部１１ｂである。先端部１１ｂの位置及び姿勢は、ロボットアーム１２のリンク１２ｆの接続面１２ｆａに対する位置及び姿勢であってもよい。先端部１１ｂの位置及び姿勢は、ハンド座標系を基準として、ハンド座標系のＸｈ軸、Ｙｈ軸及びＺｈ軸とツール座標系のＸｔ軸、Ｙｔ軸及びＺｔ軸との関係に基づく位置及びオイラー角を用いて示される。このような先端部１１ｂの位置及び姿勢は、ハンド座標系において、Ｘｈ軸要素「ｘｈｔ」、Ｙｈ軸要素「ｙｈｔ」及びＺｈ軸要素「ｚｈｔ」、並びに、オイラー角要素「Ｏｈｔ」、「Ａｈｔ」及び「Ｔｈｔ」を含む。また、エンドエフェクタの状態の情報は、エンドエフェクタ駆動装置１１ａによって動作させられたエンドエフェクタ１１の状態を含んでもよい。エンドエフェクタの状態の情報は、「ツール値」とも称される。

【0093】

ロボット１０の位置の情報は、ワールド座標系でのロボット１０の３次元位置を含んでもよい。これに限定されないが、本実施の形態では、ロボット１０の３次元位置は、ロボット１０の軸Ｓ１上の交点Ｓ１ａの３次元位置である。ロボット１０の位置の情報は、ワールド座標系でのロボット１０の姿勢を含んでもよい。これに限定されないが、本実施の形態では、ロボット１０の姿勢は、軸Ｓ１の姿勢である。ロボット１０の位置の情報は、「ベース値」とも称される。

【0094】

さらに、記憶部２０ｅは、記録目標点情報２０ｅｃを含む。記録目標点情報２０ｅｃは、目標点記録部２０ｃによって記録された動作目標点の情報である。記録目標点情報２０ｅｃは、作業を実行中のロボット１０のエンドエフェクタ１１が動作目標点へ移動する毎に記録された移動先の動作目標点の情報である。例えば、記録目標点情報２０ｅｃは、教示情報２０ｅｂに従ってロボット１０が動作する場合に目標点記録部２０ｃによって記録された動作目標点の情報を含む。

【0095】

さらに、記憶部２０ｅは原点復帰アプリケーションのアプリケーションプログラム２０ｅｄを記憶する。本実施の形態では、アプリケーションプログラム２０ｅｄは、パッケージ化された単体のプログラムであり、インストールされて制御装置２０のシステムプログラム２０ｅａ上に搭載されることで動作可能になる。アプリケーションプログラム２０ｅｄは、システムプログラム２０ｅａ上で動作する。つまり、原点復帰アプリケーション２５は、制御装置２０のシステムソフトウェア２６上で動作する。アプリケーションプログラム２０ｅｄは、外部装置６０から記憶部２０ｅに送られ記憶されてもよい。このようなアプリケーションプログラム２０ｅｄは、様々なロボットの制御装置に適用可能であり、汎用性がある。なお、原点復帰のためのプログラムは、システムプログラム２０ｅａに予め組み込まれていてもよい。

【0096】

手動指令生成部２０ａは、入力装置４０から出力される操作情報に対応する動作をロボット１０にさせるための手動動作指令を生成し、動作制御部２０ｄに出力する。ロボット１０を操作するために入力装置４０に入力される情報は、エンドエフェクタ１１の位置、姿勢、移動、移動速度及び力等のエンドエフェクタ１１の動作及び作用力を指令する情報である。入力装置４０は、入力された情報に対応するエンドエフェクタ１１の動作及び作用力を示す情報を操作情報として手動指令生成部２０ａに出力する。

【0097】

ここで、動作指令は、エンドエフェクタ１１が対象物に加える力、つまり作業環境に作用させる力を表す力指令と、エンドエフェクタ１１の位置を表す位置指令とを含む。力指令は、力の大きさの指令を含み、さらに、力の方向の指令を含んでもよい。さらに、力指令は、力を発生する時刻の指令を含んでもよい。位置指令は、エンドエフェクタ１１の位置の指令を含み、さらに、エンドエフェクタ１１の姿勢の指令を含んでもよい。さらに、位置指令は、位置及び／又は姿勢を生じる時刻の指令を含んでもよい。

【0098】

また、動作指令は、エンドエフェクタ１１のエンドエフェクタ駆動装置１１ａの駆動及び駆動停止の指令、並びに、搬送装置１３の位置指令を含んでもよい。搬送装置１３の位置指令は、３次元空間内の搬送装置１３の位置及び姿勢のうちの少なくとも搬送装置１３の位置を含む。

【0099】

自動指令生成部２０ｂは、教示情報２０ｅｂに従ってロボット１０に自動で所定の作業をさせるための自動動作指令を生成し、動作制御部２０ｄに出力する。自動指令生成部２０ｂは、入力装置４０を介してロボット１０に実行させる所定の作業の情報を取得し、当該所定の作業に対応する教示情報２０ｅｂを読み込み教示情報２０ｅｂに従った自動動作指令を生成する。例えば、自動指令生成部２０ｂは、動作目標点の情報に基づき自動動作指令を生成する。自動動作指令は、動作経路に沿ってロボット１０を自動で動作させるための指令であり、手動動作指令と同様に位置指令及び力指令等を含む。

【0100】

さらに、自動指令生成部２０ｂは、ロボット１０を原点復帰させるための戻り経路の情報を経路演算部２４から受け取ると、当該戻り経路に沿ってロボット１０を自動で原点に戻すように動作させるための自動戻り動作指令を生成し、動作制御部２０ｄに出力する。自動戻り動作指令に従って動作するロボット１０は実際に対象物に対して作業をしないため、自動戻り動作指令は力指令を含まなくてもよい。

【0101】

動作制御部２０ｄは、手動動作指令、自動動作指令又は自動戻り動作指令に従って、ロボット１０の動作を制御する。動作制御部２０ｄは、各動作指令に従ってロボット１０の各部を動作させるための指令を生成し、ロボット１０に出力する。また、動作制御部２０ｄは、ロボット１０からロボット１０の各部の動作状態の情報を取得し、当該情報をフィードバック情報として用いて上記指令を生成する。さらに、動作制御部２０ｄは、ロボット１０の各部の動作状態の情報からロボット１０の各部の位置を検出し、検出結果を目標点記録部２０ｃに出力してもよい。

【0102】

動作制御部２０ｄの駆動制御部２０ｄａは、ロボットアーム１２のアーム駆動装置Ｍ１～Ｍ６のサーボモータＳＭａとエンドエフェクタ１１のエンドエフェクタ駆動装置１１ａのサーボモータＳＭｂとを動作させるための指令を生成する。アーム駆動装置Ｍ１～Ｍ６及びエンドエフェクタ駆動装置１１ａはそれぞれ、サーボモータＳＭａ及びＳＭｂの回転子の回転量を検出するエンコーダ等の回転センサ（図示せず）と、サーボモータＳＭａ及びＳＭｂの駆動電流を検出する電流センサ（図示せず）とを備える。さらに、エンドエフェクタ１１は、エンドエフェクタ１１に作用する力の大きさ及び方向を検出する力センサ（図示せず）を備える。回転センサ、電流センサ及び力センサはそれぞれ、各サーボモータの回転量及び駆動電流値と力センサの検出値とをフィードバック情報として駆動制御部２０ｄａに出力する。駆動制御部２０ｄａは、各サーボモータの回転量及び駆動電流値並びに力センサの検出値を用いて、各サーボモータの回転開始、回転停止、回転速度及び回転トルクを制御する。

【0103】

さらに、駆動制御部２０ｄａは、アーム駆動装置Ｍ１～Ｍ６の全てのサーボモータＳＭａの回転量を統合することで、エンドエフェクタ１１の３次元位置及び３次元姿勢を算出する。駆動制御部２０ｄａは、エンドエフェクタ１１の３次元位置、３次元姿勢及び力センサの検出値が動作指令の位置指令及び力指令に対応するように、アーム駆動装置Ｍ１～Ｍ６及びエンドエフェクタ駆動装置１１ａのサーボモータＳＭａ及びＳＭｂを駆動させる指令を生成する。

【0104】

また、動作制御部２０ｄの搬送制御部２０ｄｂは、搬送装置１３の搬送駆動装置１３ｃのサーボモータＳＭｃを動作させるための指令を生成する。搬送駆動装置１３ｃは、サーボモータＳＭｃの回転子の回転量を検出する回転センサ（図示せず）と、サーボモータＳＭｃの駆動電流を検出する電流センサ（図示せず）とを備える。搬送駆動装置１３ｃは、サーボモータＳＭｃの回転量及び駆動電流値をフィードバック情報として搬送制御部２０ｄｂに出力する。搬送制御部２０ｄｂは、サーボモータＳＭｃの回転量及び駆動電流値を用いてサーボモータＳＭｃを制御する。搬送制御部２０ｄｂは、ロボット１０の位置が動作指令の位置指令に対応するように、サーボモータＳＭｃを駆動させる指令を生成する。

【0105】

なお、搬送装置１３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機及びＩＭＵ（慣性計測装置：Inertial Measurement Unit）等の位置計測装置を備えてもよい。搬送制御部２０ｄｂは、ＧＰＳ受信機の受信信号又はＩＭＵによって計測された加速度及び角速度等を用いて、搬送装置１３の位置及び姿勢を検出してもよい。また、搬送装置１３は、例えば、床面に埋設された電線から微弱な誘導電流を検出する検出装置を備え、搬送制御部２０ｄｂは、この検出値に基づき搬送装置１３の位置及び姿勢を検出してもよい。

【0106】

目標点記録部２０ｃは、本実施の形態では、原点復帰アプリケーション２５がシステムソフトウェア２６にインストールされることで生成され機能するようになる機能的構成要素であるが、予めシステムソフトウェア２６に組み込まれていてもよい。目標点記録部２０ｃは、ロボット１０が作業を実行中、エンドエフェクタ１１が動作目標点へ移動する毎に、移動先の動作目標点の情報を記録目標点情報２０ｅｃとして記録し、記憶部２０ｅに記憶させる。よって、原点復帰アプリケーション２５のアプリケーションプログラム２０ｅｄは、目標点記録部２０ｃに上記動作目標点の情報を記録させる。動作目標点へ移動するとは、他の動作目標点から当該動作目標点に移ることである。この場合、２つの動作目標点の情報の少なくとも一部が互いに異なっていればよい。例えば、２つの動作目標点の間で、３次元位置が同一であってもよく、姿勢が同一であってもよく、３次元位置及び姿勢が同一であってもよい。

【0107】

また、エンドエフェクタ１１が動作目標点へ移動する毎に、移動先の動作目標点の情報を記録することは、エンドエフェクタ１１が移動先の動作目標点へ移動し始めた時点からエンドエフェクタ１１が移動先の動作目標点に到達した時点までの間のいかなる時点で、移動先の動作目標点の情報を記録することであってもよい。よって、エンドエフェクタ１１が未到達の動作目標点の情報が記録される場合が含まれてもよく、エンドエフェクタ１１が到達済みの動作目標点の情報が記録される場合が含まれてもよい。本実施の形態では、目標点記録部２０ｃは、エンドエフェクタ１１が移動先の動作目標点へ移動し始めた時点で移動先の動作目標点の情報を記録する。

【0108】

本実施の形態では、目標点記録部２０ｃは、入力装置４０を介して動作目標点を記録することを指令する記録指令を受け取ると、動作目標点の情報の記録を開始する。このとき、目標点記録部２０ｃは、記録の開始地点である記録原点を決定する。例えば、目標点記録部２０ｃは、記録指令を受け取った時点でのエンドエフェクタ１１の位置を記録原点に決定してもよく、当該位置の直前又は直後の動作目標点を記録原点に決定してもよい。目標点記録部２０ｃは、記録原点の情報を記憶部２０ｅに記憶させる。

【0109】

目標点記録部２０ｃは、記録原点の決定後、エンドエフェクタ１１が動作目標点へ移動する毎に移動先の動作目標点の情報を記憶部２０ｅに記憶させる。目標点記録部２０ｃは、動作目標点の情報に到達順序を示す情報を付加して記憶部２０ｅに記憶させる。例えば、目標点記録部２０ｃは、第ｍ動作目標点（ｍは自然数）等の到達順序番号を動作目標点に付加してもよい。

【0110】

なお、目標点記録部２０ｃは、ロボット１０の動作中、動作制御部２０ｄからロボット１０の各部の位置の情報を取得してもよい。当該位置の情報は、エンドエフェクタ１１の３次元位置及び姿勢の情報を含む。目標点記録部２０ｃは、エンドエフェクタ１１の３次元位置及び姿勢の情報に基づき、エンドエフェクタ１１の動作目標点への移動を検出してもよい。又は、目標点記録部２０ｃは、自動指令生成部２０ｂからエンドエフェクタ１１を動作目標点へ移動させる指令を取得し、当該指令に基づきエンドエフェクタ１１の当該動作目標点への移動を検出してもよい。

【0111】

原点復帰起動部２１は、入力装置４０を介してロボット１０に原点復帰させることを指令する原点復帰指令を受け取ると、記憶部２０ｅのアプリケーションプログラム２０ｅｄを読み込み、原点復帰アプリケーション２５を起動する。原点復帰起動部２１は、原点復帰指令を受け取った時点である復帰指令受取時点でロボット１０が動作している場合、停止指令を自動指令生成部２０ｂに出力しロボット１０の動作を停止させてもよい。

【0112】

目標点取得部２２は、原点復帰アプリケーション２５の起動後、エンドエフェクタ１１の現在位置を取得する。例えば、エンドエフェクタ１１の現在位置は、復帰指令受取時点でのエンドエフェクタ１１の位置であってもよく、原点復帰アプリケーション２５の起動後の所定のタイミングでのエンドエフェクタ１１の位置であってもよい。例えば、目標点取得部２２は、動作制御部２０ｄからロボット１０の各部の位置の情報を取得し、当該情報に基づきエンドエフェクタ１１の現在位置を取得してもよく、目標点記録部２０ｃからエンドエフェクタ１１の現在位置を取得してもよい。

【0113】

さらに、目標点取得部２２は、記憶部２０ｅの記録目標点情報２０ｅｃを探索し、記録原点の情報と、記録原点出発時点から復帰指令受取時点までに記録目標点情報２０ｅｃとして記憶された動作目標点の情報とを取得する。当該動作目標点の情報は、エンドエフェクタ１１の現在位置よりも前にエンドエフェクタ１１が到達済みの動作目標点の情報と、復帰指令受取時点でのエンドエフェクタ１１の移動先の動作目標点である移動先動作目標点の情報とを含む。移動先動作目標点は、エンドエフェクタ１１が現在位置から最初に到達すべき動作目標点である。

【0114】

戻り目標点決定部２３は、ロボット１０を原点復帰させるためにエンドエフェクタ１１が通過する目標点である戻り目標点を決定する。戻り目標点決定部２３は、エンドエフェクタを記録原点に戻すための戻り経路上の点として、戻り目標点を決定する。

【0115】

まず、戻り目標点決定部２３は、エンドエフェクタ１１の現在位置が動作目標点であるか否かを判定する。戻り目標点決定部２３は、目標点取得部２２によって取得された動作目標点のそれぞれと現在位置との距離である第１目標点距離を検出する。戻り目標点決定部２３は、各動作目標点について、第１目標点距離が第１閾値以内である場合、現在位置が当該動作目標点であると決定し、エンドエフェクタ１１の戻り経路の検出を決定する。戻り目標点決定部２３は、第１目標点距離が第１閾値超である場合、現在位置が当該動作目標点ではないと決定する。

【0116】

なお、第１目標点距離は、現在位置と動作目標点との間の３次元位置の距離であってもよく、３次元位置の距離及び基準軸の姿勢の距離を含む距離であってもよい。第１閾値は、例えば、エンドエフェクタ１１及びロボットアーム１２の構成等に応じて予め設定され、記憶部２０ｅに予め記憶されていてもよい。

【0117】

戻り目標点決定部２３は、エンドエフェクタ１１の現在位置がいずれの動作目標点でもない場合、現在位置がエンドエフェクタ１１の動作経路上に位置するか否かを判定する。動作経路上に位置することは、動作経路上だけでなく動作経路の近傍に位置することを含んでもよい。例えば、戻り目標点決定部２３は、現在位置と動作経路との距離である離隔距離を検出する。具体的には、戻り目標点決定部２３は、現在位置と移動先動作目標点に至る区間動作経路との離隔距離を検出する。当該区間動作経路は、現在位置に対する移動先動作目標点の情報に含まれる区間動作経路である。

【0118】

戻り目標点決定部２３は、離隔距離が第２閾値以内である場合、現在位置が動作経路上に位置すると判定し且つ戻り経路の検出を決定し、離隔距離が第２閾値超である場合、現在位置が動作経路上に位置しないと判定し且つ戻り経路の検出を中止する。例えば、離隔距離が第２閾値超である場合、検出された戻り経路上に支障物が存在する可能性があるため、戻り経路の検出が中止される。この場合、戻り目標点決定部２３は、ロボットシステム１のユーザにエンドエフェクタ１１の周囲の点検を促す報知を提示装置５０等を介して行ってもよい。なお、離隔距離は、現在位置の３次元位置と動作経路の３次元位置との距離であってもよい。第２閾値は、例えば、ロボット１０の作業環境等に応じて予め設定され、記憶部２０ｅに予め記憶されていてもよい。

【0119】

戻り経路の検出を決定した場合、戻り目標点決定部２３は、エンドエフェクタ１１を現在位置から最初に戻らせる第１戻り目標点を決定する。戻り目標点決定部２３は、現在位置よりも前にエンドエフェクタ１１が到達済みの動作目標点の情報の中から、現在位置の直前に到達済みの動作目標点、又は、現在位置に最も近い距離の動作目標点を、第１戻り目標点として決定する。このとき、戻り目標点決定部２３は、現在位置での移動先動作目標点の情報を取得する。例えば、戻り目標点決定部２３は、移動先動作目標点として第（ｉ＋１）動作目標点（ｉは自然数）の情報を取得する。

【0120】

戻り目標点決定部２３は、現在位置の直前に到達済みの動作目標点を第１戻り目標点に決定する場合、第（ｉ＋１）動作目標点の直前に到達済みの第ｉ動作目標点を第１戻り目標点に決定する。

【0121】

戻り目標点決定部２３は、現在位置に最も近い距離の動作目標点を第１戻り目標点に決定する場合、第１動作目標点～第ｉ動作目標点のうちの現在位置に最も近い距離の動作目標点を第１戻り目標点に決定する。本実施の形態では、現在位置と第１～第ｉ動作目標点との距離は、３次元位置の距離と姿勢の距離とを含む。上述したように、動作目標点及びエンドエフェクタ１１の位置は、ワールド座標系で表されるＸｗ軸要素「ｘｗ」、Ｙｗ軸要素「ｙｗ」及びＺｗ軸要素「ｚｗ」、並びに、オイラー角要素「Ｏｗ」、「Ａｗ」及び「Ｔｗ」を含む。３次元位置の距離は、Ｘｗ軸要素「ｘｗ」、Ｙｗ軸要素「ｙｗ」及びＺｗ軸要素「ｚｗ」を用いて表される距離であり、姿勢の距離は、オイラー角要素「Ｏｗ」、「Ａｗ」及び「Ｔｗ」を用いて表される距離である。なお、例えば、現在位置と第１～第ｉ動作目標点との距離は３次元位置の距離のみを含んでもよい。

【0122】

戻り目標点決定部２３は、２つの動作目標点間の距離が第３閾値以下である場合、当該２つの動作目標点の位置が同じであるとみなす。２つの動作目標点間の距離は、当該２つの動作目標点間の３次元位置の距離であってもよく、３次元位置の距離及び基準軸の姿勢の距離を含む距離であってもよい。第３閾値は、例えば、エンドエフェクタ１１及びロボットアーム１２の構成等に応じて予め設定され、記憶部２０ｅに予め記憶されていてもよい。第３閾値は、第１閾値と同じであってもよい。また、位置が同じである動作目標点の情報が記憶部２０ｅに予め記憶され、戻り目標点決定部２３は記憶部２０ｅから当該情報を取得してもよい。なお、戻り目標点決定部２３は、２つの動作目標点間の距離が第３閾値以下であっても、当該２つの動作目標点の位置が同じであるとみなさないように構成されてもよい。

【0123】

また、本実施の形態では、現在位置と第１～第ｉ動作目標点それぞれとの距離は、動作経路に沿って現在位置と第１～第ｉ動作目標点のそれぞれとを結ぶ距離であるが、現在位置と第１～第ｉ動作目標点のそれぞれとを直接的に結ぶ経路の距離であってもよい。例えば、動作経路に沿った現在位置と第ｉ動作目標点との距離は、現在位置と第ｉ動作目標点との間の区間動作経路の全てを通る経路の距離であってもよく、区間動作経路の一部が省略された経路の距離であってもよい。例えば、本実施の形態のように、位置が同じである動作目標点が含まれる場合、これらの動作目標点間の区間動作経路が距離の検出対象から除外されてもよい。例えば、図８において、動作目標点ＯＴＰ７及びＯＴＰ８の間にある現在位置と第４動作目標点ＯＴＰ４との距離では、動作目標点ＯＴＰ４～ＯＴＰ６の区間動作経路の距離が除外されてもよい。

【0124】

戻り目標点決定部２３が第１戻り目標点として、現在位置の直前に到達済みの動作目標点と現在位置に最も近い距離の動作目標点とのいずれを選択するかの選択規則は、予め設定されていてもよい。選択規則は、特に限定されないが、例えば、動作経路全体に対して設定されてもよく、区間動作経路に対して個別に設定されてもよく、区間動作経路上でのエンドエフェクタ１１の位置に対応して設定されてもよく、移動先動作目標点に対応して設定されてもよく、動作目標点毎に設定されてもよい。

【0125】

戻り目標点決定部２３は、第１戻り目標点の候補として複数の動作目標点を検出した場合、最も早くに到達済みの動作目標点を第１戻り目標点に決定する。例えば、戻り目標点決定部２３は、検出された複数の動作目標点のうち最も小さい到達順序番号の動作目標点を第１戻り目標点に決定する。

【0126】

次いで、戻り目標点決定部２３は、エンドエフェクタ１１を第ｋ戻り目標点（ｋは１以上の自然数）から戻らせる次の戻り目標点である第（ｋ＋１）戻り目標点を決定する。第ｋ戻り目標点及び第（ｋ＋１）戻り目標点は動作目標点である。戻り目標点決定部２３は、第ｋ戻り目標点よりも前にエンドエフェクタ１１が到達済みの動作目標点の情報の中から、第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの動作目標点、又は、第ｋ戻り目標点に最も近い距離の動作目標点を、第（ｋ＋１）戻り目標点として決定する。このとき、戻り目標点決定部２３は、第ｋ戻り目標点に対応する第（ｊ＋１）動作目標点（ｊはｉよりも小さい自然数）の情報を取得する。

【0127】

戻り目標点決定部２３は、第ｋ戻り目標点である第（ｊ＋１）動作目標点の直前に到達済みの動作目標点を第（ｋ＋１）戻り目標点に決定する場合、第（ｊ＋１）動作目標点の直前に到達済みの第ｊ動作目標点を第（ｋ＋１）戻り目標点に決定する。

【0128】

戻り目標点決定部２３は、第ｋ戻り目標点に対応する第（ｊ＋１）動作目標点に最も近い距離の動作目標点を第（ｋ＋１）戻り目標点に決定する場合、第１動作目標点～第ｊ動作目標点のうちの第（ｊ＋１）動作目標点に最も近い距離の動作目標点を第（ｋ＋１）戻り目標点に決定する。本実施の形態では、第（ｊ＋１）動作目標点と第１～第ｊ動作目標点との距離である第２目標点距離は、３次元位置の距離と姿勢の距離とを含むが、３次元位置の距離のみを含んでもよい。また、動作目標点それぞれに対応して、第２目標点距離が３次元位置の距離と姿勢の距離とのいずれを含むかが予め設定されていてもよい。

【0129】

また、本実施の形態では、第２目標点距離は、動作経路を通って第（ｊ＋１）動作目標点と第１～第ｊ動作目標点のそれぞれとを結ぶ経路の距離であるが、第（ｊ＋１）動作目標点と第１～第ｊ動作目標点のそれぞれとを直接的に結ぶ経路の距離であってもよい。動作経路に沿った第２目標点距離は、第１戻り目標点の場合と同様に、２つの動作目標点間の区間動作経路の一部が除外された経路の距離となり得るが、区間動作経路の全てを通る経路の距離であってもよい。戻り目標点決定部２３は、２つの動作目標点間の距離が第３閾値以下である場合、当該２つの動作目標点の位置が同じであるとみなす。

【0130】

戻り目標点決定部２３が第（ｋ＋１）戻り目標点として、第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの動作目標点と第ｋ戻り目標点に最も近い距離の動作目標点とのいずれを選択するかの選択規則は、第１戻り目標点の場合と同様に、予め設定されていてもよい。

【0131】

また、戻り目標点決定部２３は、第（ｋ＋１）戻り目標点の候補として複数の動作目標点を検出した場合、最も早くに到達済みの動作目標点を第（ｋ＋１）戻り目標点に決定する。

【0132】

戻り目標点決定部２３は、第（ｋ＋１）戻り目標点が記録原点に到達するまで、第ｋ戻り目標点から第（ｋ＋１）戻り目標点を検出する処理を繰り返す。これにより、エンドエフェクタ１１を記録原点に戻すためにエンドエフェクタ１１が通るべき全ての戻り目標点、例えば、第１戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点（ｎは１以上の自然数）が検出される。

【0133】

経路演算部２４は、戻り目標点決定部２３によって検出された全ての戻り目標点の情報を用いて、戻り経路を演算する。経路演算部２４は、エンドエフェクタ１１を現在位置から第１戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点を順次経由して記録原点に戻すための情報を演算する。

【0134】

例えば、経路演算部２４は、エンドエフェクタ１１を第ｋ戻り目標点から第（ｋ＋１）戻り目標点に移動させるための情報を演算する。この場合、経路演算部２４は、第（ｋ＋１）戻り目標点の位置をエンドエフェクタ１１の目標の位置とする。本実施の形態では、第（ｋ＋１）戻り目標点の位置は、３次元位置及び姿勢を含む。

【0135】

さらに、経路演算部２４は、第ｋ戻り目標点に対応する第（ｊ＋１）動作目標点の情報に含まれる区間動作経路の逆向きの経路を、第（ｋ＋１）戻り目標点に至るエンドエフェクタ１１の目標の動作経路とする。上記区間動作経路は、第ｊ動作目標点から第（ｊ＋１）動作目標点に至る区間動作経路である。経路演算部２４は、第（ｊ＋１）動作目標点の補間モードを逆向きに進む補間モードを、第ｋ戻り目標点から第（ｋ＋１）戻り目標点に至る補間モードに決定する。

【0136】

さらに、経路演算部２４は、第ｋ戻り目標点に対応する動作目標点の情報に含まれるエンドエフェクタ１１の状態を、第（ｋ＋１）戻り目標点でのエンドエフェクタ１１の目標の状態とする。経路演算部２４は、第ｋ戻り目標点に対応する動作目標点のツール値を、第（ｋ＋１）戻り目標点でのエンドエフェクタ１１の目標のツール値に決定する。

【0137】

さらに、経路演算部２４は、第（ｋ＋１）戻り目標点に対応する動作目標点の情報に含まれるロボット１０の位置をロボット１０の目標の位置とする。経路演算部２４は、第（ｋ＋１）戻り目標点に対応する動作目標点のベース値を、第（ｋ＋１）戻り目標点でのロボット１０の目標のベース値に決定する。

【0138】

経路演算部２４は、第（ｋ＋１）戻り目標点が記録原点に到達するまで、エンドエフェクタ１１を第ｋ戻り目標点から第（ｋ＋１）戻り目標点に移動させるための情報の演算処理を繰り返す。

【0139】

なお、経路演算部２４は、エンドエフェクタ１１を現在位置から第１戻り目標点に移動させるための情報も上記と同様に演算する。この場合、経路演算部２４は、第１戻り目標点の位置をエンドエフェクタ１１の目標の位置とする。経路演算部２４は、復帰指令受取時点でのエンドエフェクタ１１の移動先動作目標点の情報に含まれる区間動作経路の逆向きの経路を、第１戻り目標点に至るエンドエフェクタ１１の目標の動作経路とする。つまり、経路演算部２４は、移動先動作目標点の補間モードを逆向きに進む補間モードを、現在位置から第１戻り目標点に至る補間モードに決定する。

【0140】

さらに、経路演算部２４は、復帰指令受取時点での移動先動作目標点の情報に含まれるエンドエフェクタ１１の状態を、第１戻り目標点でのエンドエフェクタ１１の目標の状態とする。つまり、経路演算部２４は、移動先動作目標点のツール値を、第１戻り目標点での目標のツール値に決定する。さらに、経路演算部２４は、第１戻り目標点に対応する動作目標点の情報に含まれるロボット１０の位置をロボット１０の目標の位置とし、つまり、第１戻り目標点に対応する動作目標点のベース値を、第１戻り目標点でのロボット１０の目標のベース値に決定する。

【0141】

このように、経路演算部２４は、エンドエフェクタ１１を現在位置から第１戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点を順次経由して記録原点に戻すための情報である戻り経路の情報を演算する。

【0142】

［ロボットシステムの動作］
実施の形態に係るロボットシステム１の動作を図８を例示しつつ説明する。図９Ａ～図９Ｃは、実施の形態に係るロボットシステム１の動作の一例を示すフローチャートである。図９Ａ～図９Ｃに示すように、まず、ステップＳ１０１において、制御装置２０のシステムソフトウェア２６は、ユーザによる入力装置４０への入力を介して、教示済みの所定の作業を実行する指令である作業実行指令を受け取る。

【0143】

次いで、ステップＳ１０２において、システムソフトウェア２６は、記憶部２０ｅに記憶された教示情報２０ｅｂを探索し当該所定の作業の教示情報を読み込み、ロボット１０に、当該教示情報に従った作業、つまり教示作業を実行させる。ロボット１０は、エンドエフェクタ１１を動作目標点に順次移動させつつ作業を行う。

【0144】

ステップＳ１０３において、システムソフトウェア２６は、ユーザによる入力装置４０への入力を介して記録指令を受け取る。記録指令は、エンドエフェクタ１１が動作目標点へ移動する毎に、移動先の動作目標点を記録することを指令する。次いで、ステップＳ１０４において、システムソフトウェア２６は、記録の開始地点である記録原点を決定する。さらに、ステップＳ１０５において、システムソフトウェア２６は、記録原点以降の移動先の動作目標点の情報を記憶部２０ｅに記録する。

【0145】

ステップＳ１０６において、システムソフトウェア２６は、ユーザによる入力装置４０への入力を介して原点復帰指令を受け取る。例えば、支障物等と接触することによりロボット１０が停止する、又は、ロボット１０の位置が大きく変化する等のロボット１０の動作に異常が生じた場合などに、ユーザが原点復帰指令を入力装置４０に入力する。

【0146】

次いで、ステップＳ１０７において、システムソフトウェア２６は、原点復帰アプリケーション２５を起動する。このとき、システムソフトウェア２６は、動作中であれば、ロボット１０を停止させてもよい。さらに、ステップＳ１０８において、原点復帰アプリケーション２５はエンドエフェクタ１１の現在位置を取得する。図８の例では、エンドエフェクタ１１は、第７動作目標点ＯＴＰ７と第８動作目標点ＯＴＰ８との間に位置する。

【0147】

さらに、ステップＳ１０９において、原点復帰アプリケーション２５は、記憶部２０ｅの記録目標点情報２０ｅｃを探索し、記録原点の情報と、記録原点出発時点から復帰指令受取時点までに記録された動作目標点の情報とを取得する。図８の例では、原点復帰アプリケーション２５は、第１動作目標点ＯＴＰ１～第８動作目標点ＯＴＰ８の情報を取得する。

【0148】

次いで、ステップＳ１１０において、原点復帰アプリケーション２５は、取得された動作目標点それぞれとエンドエフェクタ１１の現在位置との第１目標点距離を検出し、第１目標点距離が第１閾値以下である動作目標点が存在するか否かを判定する。原点復帰アプリケーション２５は、存在する場合（ステップＳ１１０でＹｅｓ）にステップＳ１１１に進み、存在しない場合（ステップＳ１１０でＮｏ）にステップＳ１１５に進む。

【0149】

ステップＳ１１１において、原点復帰アプリケーション２５は、エンドエフェクタ１１の現在位置が動作目標点であると決定し、戻り経路の検出実行を決定する。

【0150】

次いで、ステップＳ１１２において、原点復帰アプリケーション２５は、エンドエフェクタ１１の現在位置の動作目標点である現在位置動作目標点に設定されている戻り目標点が、直前に到達済みの動作目標点であるか否かを判定する。原点復帰アプリケーション２５は、直前に到達済みの動作目標点である場合（ステップＳ１１２でＹｅｓ）にステップＳ１１３に進み、直前に到達済みの動作目標点でない場合（ステップＳ１１２でＮｏ）にステップＳ１１４に進む。

【0151】

ステップＳ１１３において、原点復帰アプリケーション２５は、現在位置動作目標点の直前に到達済みの動作目標点の情報を検出し、当該目標点をエンドエフェクタ１１の第１戻り目標点に決定し、ステップＳ１２１に進む。

【0152】

ステップＳ１１４において、原点復帰アプリケーション２５は、現在位置動作目標点よりも前に到達済みの動作目標点の情報の中から、現在位置動作目標点に最も近い距離の動作目標点の情報を検出し第１戻り目標点に決定する。なお、複数の動作目標点が検出された場合、原点復帰アプリケーション２５は、複数の動作目標点の中から、エンドエフェクタ１１が最も早くに到達した動作目標点を第１戻り目標点に決定する。つまり、原点復帰アプリケーション２５は、複数の動作目標点の中から、最も小さい到達順序番号の動作目標点を第１戻り目標点に決定し、ステップＳ１２１に進む。

【0153】

また、ステップＳ１１５において、原点復帰アプリケーション２５は、エンドエフェクタ１１の現在位置とエンドエフェクタ１１の動作経路との離隔距離が第２閾値以内である否かを判定する。原点復帰アプリケーション２５は、現在位置と移動先動作目標点に至る区間動作経路との離隔距離を判定する。図８の例では、エンドエフェクタ１１の現在位置と、第７動作目標点ＯＴＰ７と第８動作目標点ＯＴＰ８との間の区間動作経路との離隔距離が判定される。

【0154】

第２閾値以内である場合（ステップＳ１１５でＹｅｓ）、原点復帰アプリケーション２５２０は、戻り経路の検出実行を決定し、ステップＳ１１８に進む（ステップＳ１１６）。第２閾値超である場合（ステップＳ１１５でＮｏ）、原点復帰アプリケーション２５は、戻り経路の検出の中止を決定し、エンドエフェクタ１１の周囲の点検を促す報知等を提示装置５０を介してユーザに提示する（ステップＳ１１７）。図８の例では、離隔距離は第２閾値以内である。

【0155】

次いで、ステップＳ１１８において、原点復帰アプリケーション２５は、現在位置の移動先動作目標点に設定されている戻り目標点が、直前に到達済みの動作目標点であるか否かを判定する。原点復帰アプリケーション２５は、直前に到達済みの動作目標点である場合（ステップＳ１１８でＹｅｓ）にステップＳ１１９に進み、直前に到達済みの動作目標点でない場合（ステップＳ１１８でＮｏ）にステップＳ１２０に進む。

【0156】

ステップＳ１１９において、原点復帰アプリケーション２５は、現在位置の直前に到達済みの動作目標点の情報を検出し、当該動作目標点を第１戻り目標点に決定し、ステップＳ１２１に進む。

【0157】

ステップＳ１２０において、原点復帰アプリケーション２５は、現在位置よりも前にエンドエフェクタ１１が到達済みの動作目標点の情報の中から、現在位置に最も近い距離の動作目標点の情報を検出し第１戻り目標点に決定する。なお、複数の動作目標点が検出された場合、原点復帰アプリケーション２５は、複数の動作目標点の中から、エンドエフェクタ１１が最も早くに到達した動作目標点を第１戻り目標点に決定し、ステップＳ１２１に進む。図８の例では、原点復帰アプリケーション２５は、現在位置に最も近い距離の第７動作目標点ＯＴＰ７を第１戻り目標点に決定する。

【0158】

次いで、ステップＳ１２１において、原点復帰アプリケーション２５は、第ｋ戻り目標点（ｋは１以上の自然数）に対応する動作目標点に設定されている戻り目標点が、直前に到達済みの動作目標点であるか否かを判定する。原点復帰アプリケーション２５は、直前に到達済みの動作目標点である場合（ステップＳ１２１でＹｅｓ）にステップＳ１２２に進み、直前に到達済みの動作目標点でない場合（ステップＳ１２１でＮｏ）にステップＳ１２３に進む。

【0159】

ステップＳ１２２において、原点復帰アプリケーション２５は、第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの動作目標点の情報を検出し、当該目標点を第（ｋ＋１）戻り目標点に決定し、ステップＳ１２４に進む。

【0160】

ステップＳ１２３において、原点復帰アプリケーション２５は、第ｋ戻り目標点よりも前に到達済みの動作目標点の情報の中から、第ｋ戻り目標点に最も近い距離の動作目標点の情報を検出し第（ｋ＋１）戻り目標点に決定する。なお、複数の動作目標点が検出された場合、原点復帰アプリケーション２５は、複数の動作目標点の中から、エンドエフェクタ１１が最も早くに到達した動作目標点を第（ｋ＋１）戻り目標点に決定し、ステップＳ１２４に進む。図８の例では、原点復帰アプリケーション２５は、例えば、第１戻り目標点である第７動作目標点ＯＴＰ７に最も近い距離の第４動作目標点ＯＴＰ４及び第６動作目標点ＯＴＰ６のうち、第４動作目標点ＯＴＰ４を第２戻り目標点に決定する。

【0161】

ステップＳ１２４において、原点復帰アプリケーション２５は、第（ｋ＋１）戻り目標点が記録原点に到達しているか否かを判定する。記録原点に到達するとは、第（ｋ＋１）戻り目標点が記録原点と一致する場合、第（ｋ＋１）戻り目標点と第ｋ戻り目標点との間の区間戻り経路が記録原点を通過する場合、及び、第（ｋ＋１）戻り目標点が記録原点よりも前にエンドエフェクタ１１が通過した動作目標点と一致する場合等を含む。原点復帰アプリケーション２５は、記録原点に到達済みの場合（ステップＳ１２４でＹｅｓ）にステップＳ１２５に進み、記録原点に未到達の場合（ステップＳ１２４でＮｏ）に次の戻り目標点を検出するためにステップＳ１２１に戻る。

【0162】

ステップＳ１２５において、原点復帰アプリケーション２５は、全ての戻り目標点を経由してエンドエフェクタ１１を現在位置から記録原点に戻すための情報である戻り経路の情報を演算する。

【0163】

次いで、ステップＳ１２６において、システムソフトウェア２６は、戻り経路の情報に従ってロボット１０を制御することにより、ロボット１０に原点復帰させる。

【0164】

上述したように、制御装置２０は、原点復帰アプリケーション２５によってステップＳ１２１～Ｓ１２４の処理を繰り返しつつステップＳ１０１～Ｓ１２６の処理を実行することによって、ロボット１０を自動で原点復帰させる。

【0165】

なお、原点復帰アプリケーション２５は、ステップＳ１１０の処理を含まず、エンドエフェクタ１１の現在位置が動作目標点であるか否かの判定を実行しないように構成されてもよい。この場合、原点復帰アプリケーション２５は、第１目標点距離の検出及び判定を実行せずに、ステップＳ１０９の次にステップＳ１１５の処理を実行するように構成されてもよい。

【0166】

（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態の例について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されない。すなわち、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、各種変形を実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

【0167】

例えば、実施の形態に係る制御装置２０は、全ての戻り目標点及び全ての区間戻り経路を検出し戻り経路全体を決定した後に、ロボット１０を動作させてエンドエフェクタ１１を原点復帰させていたが、これに限定されない。例えば、制御装置２０は、戻り目標点を検出する毎に、当該戻り目標点に至る区間戻り経路に沿ってエンドエフェクタ１１を移動させるようにロボット１０を制御してもよい。

【0168】

また、本発明は、制御方法であってもよい。例えば、本発明の一態様に係る制御方法は、エンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる動作を行うロボットの制御方法であって、前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録し、前記動作経路の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得し、前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、又は、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点である、第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出し、第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、又は、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点である、第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出し、ここで、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であり、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出し、前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定し、前記戻り経路に沿って前記エンドエフェクタを移動させる。このような制御方法は、ＣＰＵ、ＬＳＩなどの回路、ＩＣカード又は単体のモジュール等によって、実現されてもよい。

【0169】

また、本発明は、プログラムであってもよく、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。例えば、本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに実行させるプログラムであって、ロボットがエンドエフェクタを動作経路上の複数の動作目標点に順次移動させる過程で前記エンドエフェクタが前記動作目標点へ移動する毎に、移動先の前記動作目標点の情報を記録させ、前記動作目標点の原点へ前記エンドエフェクタを戻す原点復帰指令を受け付けると、前記エンドエフェクタの現在位置を取得し、前記現在位置よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記現在位置の直前に到達済みの前記動作目標点、又は、前記現在位置に最も近い距離の前記動作目標点である、第１戻り目標点の情報を、前記エンドエフェクタを前記原点に戻すための戻り経路上の点の情報として検出し、第ｋ戻り目標点よりも前に前記エンドエフェクタが到達済みの前記動作目標点の情報の中から、前記第ｋ戻り目標点の直前に到達済みの前記動作目標点、又は、前記第ｋ戻り目標点に最も近い距離の前記動作目標点である、第（ｋ＋１）戻り目標点の情報を前記戻り経路上の点の情報として検出し、ここで、ｋは１～ｎの自然数であり、ｎは１以上の自然数であり、前記第（ｋ＋１）戻り目標点の情報の検出を繰り返すことで、第２戻り目標点～第（ｎ＋１）戻り目標点の情報を検出し、前記第１戻り目標点～前記第（ｎ＋１）戻り目標点をこの順で通って前記原点に戻る前記戻り経路を決定する。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。

【0170】

また、上記で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。

【0171】

また、機能ブロック図におけるブロックの分割は一例であり、複数のブロックを一つのブロックとして実現する、一つのブロックを複数に分割する、及び／又は、一部の機能を他のブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数のブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。

【符号の説明】

【0172】

１ ロボットシステム
１０ ロボット
１１ エンドエフェクタ
１２ ロボットアーム
２０ 制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】