特許 7458818 ロボット装置、インタフェース装置、制御装置、エンドエフェクタ、制御方法、ロボット装置を用いた物品の製造方法、プログラム及び記録媒体

(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】2024-03-22

(45)【発行日】2024-04-01

(54)【発明の名称】ロボット装置、インタフェース装置、制御装置、エンドエフェクタ、制御方法、ロボット装置を用いた物品の製造方法、プログラム及び記録媒体

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20240325BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 Z

【請求項の数】 29

(21)【出願番号】P 2020028370

(22)【出願日】2020-02-21

(65)【公開番号】P2021130186

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2023-01-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 裕也

【審査官】樋口 幸太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１６７６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７４６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１７６８７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットアームと、
前記ロボットアームに設けられ、ワークを保持可能なエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタに前記ワークを保持させた状態で前記ワークをユーザが支持することで前記ワークから前記エンドエフェクタに作用する重力方向の力が減少し、かつ前記ユーザによる前記ワークの姿勢を変えようとする力が取得された場合に、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう前記エンドエフェクタを制御する制御部と、を備える、
ことを特徴とするロボット装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記エンドエフェクタに前記ワークを保持させた状態で前記ワークをユーザが支持することで前記ワークから前記エンドエフェクタに作用する重力方向の力が減少した後に、前記ユーザが前記ワークの姿勢を変えようとする力が取得された場合に、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう前記エンドエフェクタを制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記エンドエフェクタに前記ワークを保持させた状態で前記ワークをユーザが支持することで前記ワークから前記エンドエフェクタに作用する重力方向の力が減少した状態が所定時間継続し、かつ前記ユーザが前記ワークの姿勢を変えようとする力が取得された場合に、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう前記エンドエフェクタを制御する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のロボット装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記ユーザが前記ワークをひねることで前記エンドエフェクタに作用する前記ワークの姿勢を変えようとする力を取得する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記ユーザが両手で前記ワークを支持し、前記ユーザが両手で前記ワークの姿勢を変える動作を実行することで、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう前記エンドエフェクタを制御する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項6】

前記制御部は、
前記ユーザが前記ワークを、前記エンドエフェクタが前記ワークを把持する方向と直交する方向を基準として前記ワークの姿勢を変更することで前記エンドエフェクタに作用する前記ワークの姿勢を変えようとする力を取得する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項7】

前記制御部は、
前記ロボットアームを所定姿勢に維持した状態で前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう前記エンドエフェクタを制御する、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項8】

前記制御部は、
前記ロボットアームに外力が作用しても前記ロボットアームを前記所定姿勢に維持する、
ことを特徴とする請求項７に記載のロボット装置。

【請求項9】

前記制御部は、
前記ユーザにより前記ワークの姿勢を変更する動作が行われても前記ロボットアームを前記所定姿勢に維持する、
ことを特徴とする請求項７または８に記載のロボット装置。

【請求項10】

前記ユーザが前記ワークの姿勢を変更する動作を行うことで、前記ワークの受け取りの準備が完了したことを前記制御部に指示する、
ことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項11】

前記所定姿勢は、前記ユーザに前記ワークの受け渡しの準備が完了したことを認識させる姿勢である、
ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項12】

前記所定姿勢は、前記エンドエフェクタの把持部が、重量方向に対して下側となる姿勢である、
ことを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項13】

前記制御部は、
前記ユーザが前記エンドエフェクタを所定角度回転させた場合、前記エンドエフェクタを振動させる、
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項14】

前記ユーザが前記ワークの姿勢を変えようとする力は、前記ワークを介して前記エンドエフェクタに作用するトルクであり、
前記制御部は、
前記トルクが所定の値を超えた場合に、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう前記エンドエフェクタを制御する、
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項15】

前記ユーザにより、前記ワークの姿勢を変える動作は、前記エンドエフェクタが回転しない場合を含む、
ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項16】

前記制御部は、
前記エンドエフェクタに作用する、前記ユーザが前記ワークの姿勢を変えようとする力に倣って前記エンドエフェクタが回転するよう前記ロボットアームを制御する、
ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項17】

前記制御部は、
前記ユーザが前記ワークの姿勢を変えようとする力に倣って前記エンドエフェクタが回転するに連れ、前記ワークを介して前記エンドエフェクタに作用するトルクによる前記エンドエフェクタの回転方向とは逆方向に前記エンドエフェクタに加えるトルクを増加させるよう、前記ロボットアームを制御する、
ことを特徴とする請求項１６に記載のロボット装置。

【請求項18】

前記制御部は、
前記ユーザが前記ワークの姿勢を変えようとする力に倣って前記エンドエフェクタが所定の位置まで回転した場合、前記エンドエフェクタの回転を停止させるよう前記ロボットアームを制御する、
ことを特徴とする請求項１６又は１７に記載のロボット装置。

【請求項19】

前記制御部は、
前記エンドエフェクタの回転を所定の位置において停止させた後に、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう前記エンドエフェクタを制御する、
ことを特徴とする請求項１８に記載のロボット装置。

【請求項20】

前記ロボットアームは、前記ユーザが前記ワークの姿勢を変えようとする力に応じた信号を出力するセンサを含み、
前記制御部は、前記センサからの信号に基づいて前記ワークの姿勢を変えようとする力の情報を取得する、
ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項21】

前記ロボットアームは、前記ロボットアームの複数の関節のうち対応する関節に作用するトルクに応じた信号を出力する複数のセンサを含み、
前記制御部は、前記複数のセンサからの信号に基づいて前記重力方向の力を取得する、
ことを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項22】

前記ロボットアームは、前記エンドエフェクタを支持し、前記エンドエフェクタに作用する３軸の方向の並進力及び前記３軸まわりの回転力に応じた信号を出力するセンサを含み、
前記制御部は、前記センサからの信号に基づいて前記重力方向の力を取得する、
ことを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載のロボット装置。

【請求項23】

請求項１から２２のいずれか１項に記載のロボット装置を用いて物品の製造を行うことを特徴とする物品の製造方法。

【請求項24】

インタフェース装置であって、
ワークを保持したエンドエフェクタに、前記ワークをユーザが支持することで前記ワークから前記エンドエフェクタに作用する重力方向の力が減少し、かつ前記ユーザによる前記ワークの姿勢を変えようとする力が取得された場合に、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう指令を送信する、
ことを特徴とするインタフェース装置。

【請求項25】

エンドエフェクタにワークを保持させた状態で前記ワークをユーザが支持することで前記ワークから前記エンドエフェクタに作用する重力方向の力が減少し、かつ前記ユーザによる前記ワークの姿勢を変えようとする力が取得された場合に、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう前記エンドエフェクタを制御する、
ことを特徴とする制御装置。

【請求項26】

ロボットアームに設けられ、ワークを保持可能なエンドエフェクタであって、
前記ワークを保持した状態で前記ワークをユーザが支持することで前記ワークから前記エンドエフェクタに作用する重力方向の力が減少し、かつ前記ユーザによる前記ワークの姿勢を変えようとする力が取得された場合に、前記ワークを解放する、
ことを特徴とするエンドエフェクタ。

【請求項27】

ロボットアームと、前記ロボットアームに設けられ、ワークを保持可能なエンドエフェクタとを制御する制御方法であって、
前記エンドエフェクタに前記ワークを保持させ、
前記ワークをユーザが支持することで前記ワークから前記エンドエフェクタに作用する重力方向の力が減少し、かつ前記ユーザによる前記ワークの姿勢を変えようとする力が取得された場合に、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう前記エンドエフェクタを制御する、
ことを特徴とする制御方法。

【請求項28】

請求項２７に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

【請求項29】

請求項２８に記載のプログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボット技術に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、ロボットアーム及びエンドエフェクタを有するロボットが、生産の自動化のために工場等で広く利用されている。特に、人と協働作業するロボットを利用するケースが増えてきている。人とロボットとの協働作業の一例として、エンドエフェクタに保持されたワークを人に直接受け渡す作業がある。特許文献１には、ロボットから人へワークを渡す際のロボットの制御について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２００８４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ロボットから人へワークを受け渡す作業においては、ワークがロボットから落下しないように、ワークを人に確実に受け渡すことが求められている。そして、このような受け渡し作業においてタクト時間を短縮することが求められている。

【0005】

本発明は、ロボットから人へワークを受け渡す作業において、タクト時間を短縮することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１態様は、ロボットアームと、前記ロボットアームに設けられ、ワークを保持可能なエンドエフェクタと、前記エンドエフェクタに前記ワークを保持させた状態で前記ワークをユーザが支持することで前記ワークから前記エンドエフェクタに作用する重力方向の力が減少し、かつ前記ユーザによる前記ワークの姿勢を変えようとする力が取得された場合に、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう前記エンドエフェクタを制御する制御部と、を備える、ことを特徴とするロボット装置である。

【0007】

本開示の第２態様は、インタフェース装置であって、ワークを保持したエンドエフェクタに、前記ワークをユーザが支持することで前記ワークから前記エンドエフェクタに作用する重力方向の力が減少し、かつ前記ユーザによる前記ワークの姿勢を変えようとする力が取得された場合に、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう指令を送信する、ことを特徴とするインタフェース装置である。

【0008】

本開示の第３態様は、エンドエフェクタにワークを保持させた状態で前記ワークをユーザが支持することで前記ワークから前記エンドエフェクタに作用する重力方向の力が減少し、かつ前記ユーザによる前記ワークの姿勢を変えようとする力が取得された場合に、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう前記エンドエフェクタを制御する、ことを特徴とする制御装置である。
本開示の第４態様は、ロボットアームに設けられ、ワークを保持可能なエンドエフェクタであって、前記ワークを保持した状態で前記ワークをユーザが支持することで前記ワークから前記エンドエフェクタに作用する重力方向の力が減少し、かつ前記ユーザによる前記ワークの姿勢を変えようとする力が取得された場合に、前記ワークを解放する、ことを特徴とするエンドエフェクタである。

【0009】

本開示の第５態様は、ロボットアームと、前記ロボットアームに設けられ、ワークを保持可能なエンドエフェクタとを制御する制御方法であって、前記エンドエフェクタに前記ワークを保持させ、前記ワークをユーザが支持することで前記ワークから前記エンドエフェクタに作用する重力方向の力が減少し、かつ前記ユーザによる前記ワークの姿勢を変えようとする力が取得された場合に、前記エンドエフェクタに前記ワークを解放させるよう前記エンドエフェクタを制御する、ことを特徴とする制御方法である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ロボットから人へワークを受け渡す作業において、タクト時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係るロボット装置の説明図である。

【図2】第１実施形態におけるロボット装置の制御系を示すブロック図である。

【図3】（ａ）は、第１実施形態におけるロボットと作業者との協働作業を示す模式図である。（ｂ）は、（ａ）に示すロボットにおけるロボットハンド付近を示す拡大模式図である。

【図4】第１実施形態に係る制御装置の機能を説明するためのブロック図である。

【図5】第１実施形態に係る制御方法のフローチャートである。

【図6】第２実施形態に係るロボット装置の説明図である。

【図7】第２実施形態に係る制御装置の機能を説明するためのブロック図である。

【図8】第３実施形態に係る制御方法のフローチャートである。

【図9】第３実施形態に係るロボットハンドの回転動作の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0013】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係るロボット装置１００の説明図である。ロボット装置１００は、ロボット１１０と、インタフェース装置の一例である制御装置４００と、を備える。ロボット１１０は、マニピュレータであり、ロボットアーム２００と、エンドエフェクタの一例であるロボットハンド３００と、を有する。ロボットハンド３００は、ロボットアーム２００に設けられている。制御装置４００は、ロボットアーム２００及びロボットハンド３００を制御する。ロボットハンド３００は、部品やツール等のワークＷを保持するものである。

【0014】

ロボットアーム２００は、例えば垂直多関節のロボットアームである。ロボットアーム２００は、複数、例えば７つのリンク２１０～２１６を有する。複数のリンク２１０～２１６は、複数、例えば６つの関節Ｊ１～Ｊ６で回転可能に連結されている。複数のリンク２１０～２１６は、直列に連結されている。

【0015】

具体的に説明すると、リンク２１１は、リンク２１０に対して軸線Ｃ１を中心に回転可能に関節Ｊ１でリンク２１０と連結されている。リンク２１２は、リンク２１１に対して軸線Ｃ２を中心に回転可能に関節Ｊ２でリンク２１１と連結されている。リンク２１３は、リンク２１２に対して軸線Ｃ３を中心に回転可能に関節Ｊ３でリンク２１２と連結されている。リンク２１４は、リンク２１３に対して軸線Ｃ４を中心に回転可能に関節Ｊ４でリンク２１３と連結されている。リンク２１５は、リンク２１４に対して軸線Ｃ５を中心に回転可能に関節Ｊ５でリンク２１４と連結されている。リンク２１６は、リンク２１５に対して軸線Ｃ６を中心に回転可能に関節Ｊ６でリンク２１５と連結されている。

【0016】

複数のリンク２１０～２１６のうち、基端に位置するベース部であるリンク２１０は、架台１５０に固定されている。複数のリンク２１０～２１６のうち、先端に位置するフランジ部であるリンク２１６には、ロボットハンド３００が固定されている。よって、ロボットアーム２００の姿勢を変えることにより、可動範囲内の任意の位置にロボットハンド３００を移動させることができる。特に、リンク２１６がリンク２１５に対して回転することで、リンク２１６と共にロボットハンド３００を回転させることができる。なお、第１実施形態では、ロボットハンド３００がリンク２１６に直接接続されているが、ロボットハンド３００とリンク２１６との間に別の部材が介在していてもよい。

【0017】

ここで、リンク２１０を基準とする座標系、即ち設置環境を基準とするグローバルな座標系を、ＸＹＺ座標系とする。ＸＹＺ座標系は、直交座標系である。Ｚ軸は、重力方向Ｇと平行な方向に延びる軸である。Ｘ軸及びＹ軸は、Ｚ軸と直交する軸である。ロボットハンド３００を基準とするローカルな座標系をαβγ座標系とする。αβγ座標系は、直交座標系である。γ軸は、軸線Ｃ６と平行な方向に延びる軸である。α軸及びβ軸は、γ軸と直交する軸である。

【0018】

ロボットハンド３００は、ワークＷを保持可能に構成されている。ロボットハンド３００は、ハンド本体３０１と、ハンド本体３０１に開閉可能に支持された複数、例えば２つのフィンガ３０２と、を有する。ハンド本体３０１は、リンク２１６に固定されている。２つのフィンガ３０２は、互いに接離することで、即ち開閉することで、ワークＷを保持又は解放することができる。

【0019】

図２は、第１実施形態におけるロボット装置１００の制御系を示すブロック図である。制御装置４００は、コンピュータで構成されており、プロセッサであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０１を備える。ＣＰＵ４０１は、制御部の一例である。また制御装置４００は、記憶部として、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）４０４を備える。また、制御装置４００は、記録ディスクドライブ４０５、入出力インタフェースであるＩ／Ｏ４０６を備える。ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、ＨＤＤ４０４、記録ディスクドライブ４０５、及びＩ／Ｏ４０６は、互いに通信可能にバス４１０で接続されている。

【0020】

ＲＯＭ４０２は、非一時的な記憶装置である。ＲＯＭ４０２には、コンピュータ起動時にＣＰＵ４０１によって読み出される基本プログラムが格納されている。ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１の演算処理に用いられる一時的な記憶装置である。ＨＤＤ４０４は、ＣＰＵ４０１の演算処理結果等、各種データを記憶する非一時的な記憶装置である。第１実施形態では、ＨＤＤ４０４には、ＣＰＵ４０１に後述する制御方法を実行させるためのプログラム４１１が格納されている。記録ディスクドライブ４０５は、記録ディスク４１２に記録された各種データやプログラム等を読み出すことができる。

【0021】

Ｉ／Ｏ４０６には、ロボットアーム２００、ロボットハンド３００、入力装置５０１、表示装置５０２、外部記憶装置５０３が接続されている。

【0022】

入力装置５０１は、作業者によってデータ入力が可能な装置、例えばティーチングペンダント等の教示装置である。ティーチングペンダントは、作業者が操作することでロボットアーム２００やロボットハンド３００の位置を教示するのに用いられる。表示装置５０２は、ＣＰＵ４０１の制御により、各種画像を表示するディスプレイである。外部記憶装置５０３は、非一時的な記憶装置であり、例えば外付けＨＤＤやＵＳＢメモリ等のストレージである。

【0023】

ロボットアーム２００は、入出力インタフェースであるＩ／Ｏ２３１と、複数、第１実施形態では関節の数と同じ６つの駆動ユニット２５１～２５６と、を有する。各駆動ユニット２５１～２５６は、各関節Ｊ１～Ｊ６と対応している。

【0024】

駆動ユニット２５１は、ドライバ２６１、モータ２７１、エンコーダ２８１及びトルクセンサ２９１を含む。駆動ユニット２５２は、ドライバ２６２、モータ２７２、エンコーダ２８２及びトルクセンサ２９２を含む。駆動ユニット２５３は、ドライバ２６３、モータ２７３、エンコーダ２８３及びトルクセンサ２９３を含む。駆動ユニット２５４は、ドライバ２６４、モータ２７４、エンコーダ２８４及びトルクセンサ２９４を含む。駆動ユニット２５５は、ドライバ２６５、モータ２７５、エンコーダ２８５及びトルクセンサ２９５を含む。駆動ユニット２５６は、ドライバ２６６、モータ２７６、エンコーダ２８６及びトルクセンサ２９６を含む。

【0025】

各ドライバ２６１～２６６は、不図示のマイクロコンピュータ、不図示のＡ／Ｄ変換回路、不図示のモータ駆動回路等を含む。複数のドライバ２６１～２６６とＩ／Ｏ２３１とは、互いに通信可能にバス２４０で接続されている。Ｉ／Ｏ２３１は、制御装置４００のＩ／Ｏ４０６と通信可能に接続されている。各ドライバ２６１～２６６は、いずれの位置に配置されていてもよいが、例えばロボットアーム２００のいずれかのリンク内に配置されている。

【0026】

各駆動ユニット２５１～２５６は、同様の構成及び機能である。各モータ２７１～２７６は、各関節Ｊ１～Ｊ６を駆動する。具体的に説明すると、各モータ２７１～２７６は、直接、又は不図示の減速機等の伝達機構を介して、各関節Ｊ１～Ｊ６で連結された２つのリンクのうち先端側のリンクを基端側のリンクに対して駆動する。各エンコーダ２８１～２８６は、各モータ２７１～２７６の回転軸の回転位置、即ち回転角度θ１～θ６に応じた信号を出力するセンサであるロータリエンコーダである。各トルクセンサ２９１～２９６は、各関節Ｊ１～Ｊ６に配置されている。各トルクセンサ２９１～２９６は、各関節Ｊ１～Ｊ６で連結された２つのリンクのうち基端側のリンクに対して先端側のリンクに作用するトルク、即ち各関節Ｊ１～Ｊ６に作用するトルクτ１～τ６に応じた信号を出力するセンサである。特に、トルクセンサ２９６は、ロボットハンド３００に作用する図１の軸線Ｃ６まわりの回転方向のトルクτ６に応じた信号を出力するセンサである。

【0027】

各ドライバ２６１～２６６は、各エンコーダ２８１～２８６からの信号を所定周期で取り込んで、各回転角度θ１～θ６を示すデジタル信号に変換する。また、各ドライバ２６１～２６６は、各トルクセンサ２９１～２９６からの信号を所定周期で取り込んで、各トルクτ１～τ６を示すデジタル信号に変換する。

【0028】

また、各ドライバ２６１～２６６は、制御装置４００のＣＰＵ４０１から各角度指令値を受信した場合、各角度指令値と各回転角度θ１～θ６との差に基づき、各モータ２７１～２７６を制御する。これにより、各モータ２７１～２７６の回転角度θ１～θ６が各角度指令値に近づけられる。また、各ドライバ２６１～２６６は、制御装置４００のＣＰＵ４０１から各トルク指令値を受信した場合、各トルク指令値と各トルクτ１～τ６との差に基づき、各モータ２７１～２７６を制御する。これにより、各関節Ｊ１～Ｊ６に作用するトルクτ１～τ６が各トルク指令値に近づけられる。以上の制御は、所定周期で周期的に行われる。

【0029】

よって、制御装置４００のＣＰＵ４０１は、各ドライバ２６１～２６６に角度指令値を送信することにより、ロボットアーム２００の姿勢を制御することができる。この制御を位置制御という。また、制御装置４００のＣＰＵ４０１は、各ドライバ２６１～２６６にトルク指令値を送信することにより、ロボットハンド３００に生じる力を制御することができる。この制御をトルク制御または力制御という。

【0030】

ロボットハンド３００は、入出力インタフェースであるＩ／Ｏ３３１と、駆動ユニット３５１と、を有する。駆動ユニット３５１は、ドライバ３６１、モータ３７１、エンコーダ３８１及び力センサ３９１を含む。ドライバ３６１は、不図示のマイクロコンピュータ、不図示のＡ／Ｄ変換回路、不図示のモータ駆動回路等を含む。ドライバ３６１とＩ／Ｏ３３１とは、互いに通信可能にバス３４０で接続されている。Ｉ／Ｏ３３１は、制御装置４００のＩ／Ｏ４０６と通信可能に接続されている。ドライバ３６１は、どこに配置されていてもよいが、例えばハンド本体３０１内に配置されている。

【0031】

モータ３７１は、図１の複数のフィンガ３０２を駆動する。具体的に説明すると、モータ３７１は、直接、又は不図示のラックアンドピニオン機構等の伝達機構を介して、複数のフィンガ３０２を開閉駆動する。エンコーダ３８１は、モータ３７１の回転軸の回転位置、即ち回転角度に応じた信号を出力するセンサであるロータリエンコーダである。力センサ３９１は、複数のフィンガ３０２に作用する力、即ちワークＷの保持力に応じた信号を出力するセンサである。

【0032】

ドライバ３６１は、エンコーダ３８１からの信号を所定周期で取り込んで、回転角度を示すデジタル信号に変換する。また、ドライバ３６１は、力センサ３９１からの信号を所定周期で取り込んで、力を示すデジタル信号に変換する。ドライバ３６１は、回転角度を示すデジタル信号、及び力を示すデジタル信号を制御装置４００のＣＰＵ４０１に送信する。

【0033】

また、ドライバ３６１は、制御装置４００のＣＰＵ４０１から角度指令値を受信した場合、角度指令値とエンコーダ３８１からの信号に基づくモータ３７１の回転角度との差に基づき、モータ３７１を制御する。これにより、モータ３７１の回転角度が角度指令値に近づけられる。即ち、複数のフィンガ３０２の開閉方向の位置、即ち複数のフィンガ３０２の開閉動作が制御される。また、ドライバ３６１は、制御装置４００のＣＰＵ４０１から力指令値を受信した場合、力指令値と力センサ３９１からの信号に基づく力との差に基づき、モータ３７１を制御する。これにより、フィンガ３０２によりワークＷを保持する保持力が力指令値に近づけられる。以上の制御は、所定周期で周期的に行われる。

【0034】

よって、制御装置４００のＣＰＵ４０１は、ドライバ３６１に角度指令値を送信することにより、ロボットハンド３００によるワークＷの保持及び解放を制御することができる。また、制御装置４００のＣＰＵ４０１は、ドライバ３６１に力指令値を送信することにより、ロボットハンド３００によるワークＷの保持力を制御することができる。

【0035】

なお第１実施形態では、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記録媒体がＨＤＤ４０４であり、ＨＤＤ４０４にプログラム４１１が格納される場合について説明するが、これに限定するものではない。プログラム４１１は、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記録媒体であれば、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。例えば、プログラム４１１を格納する記録媒体としては、ＲＯＭ４０２、記録ディスク４１２、外部記憶装置５０３等を用いてもよい。具体例を挙げて説明すると、記録媒体として、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性メモリ、ＲＯＭ等を用いることができる。

【0036】

図３（ａ）は、第１実施形態におけるロボット１１０と作業者Ａとの協働作業を示す模式図である。協働作業の一例として、図３（ａ）に示すように、ロボット１１０から作業者ＡへワークＷを受け渡す作業がある。ロボット１１０から作業者ＡへワークＷを受け渡す際、ロボット１１０は、作業者ＡがワークＷをしっかり支えた状態でワークＷを解放するのが好ましい。特にワークＷが重量物である場合、ロボット１１０がワークＷを解放した瞬間にワークＷの全荷重が作業者Ａに掛かるため、作業者Ａはその荷重に対して準備をしておく必要があるためである。

【0037】

ロボット１１０から作業者ＡへワークＷを受け渡す際、ロボットアーム２００は、所定姿勢Ｐ０に維持される。所定姿勢Ｐ０は、作業者ＡにワークＷを受け渡す姿勢である。例えば、所定姿勢Ｐ０は、ロボットハンド３００がロボットアーム２００の先端であるリンク２１６に対して重力方向Ｇで下側となる姿勢、即ちハンド本体３０１に対してフィンガ３０２が重力方向Ｇで下側となる姿勢である。

【0038】

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すロボット１１０におけるロボットハンド３００付近を示す拡大模式図である。ロボットハンド３００、即ちロボットアーム２００のリンク２１６には、ロボットハンド３００の重量、及びワークＷの重量により、重力方向Ｇに力Ｆｚが作用する。重力方向Ｇとγ軸の延びる方向とは、互いに平行である。ロボットハンド３００は、軸線Ｃ６まわりの回転方向Ｒ６に回転可能である。軸線Ｃ６まわりの回転方向Ｒ６は、γ軸まわりの回転方向Ｒγと同じである。そして、回転方向Ｒ６のトルクτ６は、回転方向Ｒγのトルクτγと同じである。回転方向Ｒ６、即ち回転方向Ｒγは、所定方向である。

【0039】

第１実施形態では、制御装置４００は、作業者ＡによってワークＷがひねられたことを検知したときに、ロボットハンド３００にワークＷを解放させるようにしている。ワークＷがひねられるとは、ワークＷにγ軸まわりに閾値以上のトルクが加えられることであり、ロボットアーム２００の位置制御によりロボットハンド３００が回転しない場合も含む。

【0040】

ワークＷが重量物である場合、作業者Ａは、図３（ａ）に示すように、両手でワークＷを支持することになる。両手がふさがっているので、作業者Ａは、別途、ボタン操作をするのは困難である。第１実施形態では、作業者Ａは、ワークＷを下支えしてワークＷを受け取る準備が整ったことを、ワークＷをひねることによって、制御装置４００に知らせることができる。

【0041】

図４は、第１実施形態に係る制御装置の機能を説明するためのブロック図である。図２に示すＣＰＵ４０１がプログラム４１１を実行することにより、図４に示す検出部４２０及び動作制御部４３０として機能する。なお、１つのＣＰＵ４０１で検出部４２０及び動作制御部４３０の機能を実現する場合について説明するが、複数のＣＰＵで検出部４２０及び動作制御部４３０の機能を実現してもよい。また、ＣＰＵ４０１がソフトウェアで検出部４２０及び動作制御部４３０の機能を実現する場合について説明するが、回路構成、即ちハードウェア構成で検出部４２０及び動作制御部４３０を実現してもよい。また、図４は、制御の流れを説明するための図であって、ドライバ２６１～２６６及びドライバ３６１の図示を省略している。検出部４２０は、力検出部４２１及び姿勢検出部４２２を有する。

【0042】

姿勢検出部４２２は、エンコーダ２８１～２８６の検知結果である回転角度θ１～θ６の情報を取得する。姿勢検出部４２２は、回転角度θ１～θ６の情報、及びロボット１１０のサイズ情報に基づき、ロボットアーム２００の姿勢Ｐを検出する。第１実施形態では、ロボットアーム２００の姿勢Ｐの検出には、演算処理も含まれる。この演算処理には、例えばロボットの順運動学の計算が含まれる。なお、ロボット１１０のサイズ情報は、図２のＨＤＤ４０４に予め登録されている情報である。

【0043】

力検出部４２１は、トルクセンサ２９１～２９６の検知結果であるトルクτ１～τ６の情報、ロボットアーム２００の姿勢Ｐの情報を取得する。力検出部４２１は、トルクτ１～τ６の情報、姿勢Ｐの情報、ロボット１１０の各部位の重量の情報に基づき、ロボットハンド３００に作用する力Ｆを検出する。第１実施形態では、力Ｆの検出には、演算処理も含まれる。力Ｆは、αβγ座標系における６次元の力ベクトルであり、各軸α、γ、βの方向の３つの並進力Ｆα、Ｆβ、Ｆγと、各軸α、β、γまわりの３つの回転力、即ち３つのトルクτα、τβ、τγを含む。なお、ロボット１１０の各部位の重量の情報は、図２のＨＤＤ４０４に予め登録されている情報である。

【0044】

力検出部４２１は、力Ｆの情報に基づいて、ロボットハンド３００に作用する重力方向Ｇの力Ｆｚを検出する。なお、ロボットアーム２００が所定姿勢Ｐ０に制御されていれば、重力方向Ｇの力Ｆｚは、力Ｆγである。ロボットアーム２００が所定姿勢Ｐ０のときにロボット１１０に外力が加わっていなければ、力Ｆｚ以外の力は０である。

【0045】

検出部４２０は、ロボットアーム２００の姿勢Ｐの情報、ロボットハンド３００に作用するトルクτγの情報、及びロボットハンド３００に作用する重力方向Ｇの力Ｆｚの情報を、動作制御部４３０に出力する。

【0046】

図５は、第１実施形態に係る制御方法のフローチャートである。ＣＰＵ４０１がプログラム４１１を実行することにより、ＣＰＵ４０１が図４の検出部４２０及び動作制御部４３０として機能して、図５に示す制御方法の各ステップＳ１０１～Ｓ１０９を実行する。

【0047】

動作制御部４３０は、モータ３７１を制御してロボットハンド３００にワークＷを保持させる（Ｓ１０１）。

【0048】

次に、動作制御部４３０は、ロボットハンド３００にワークＷを保持させた状態でロボットアーム２００の姿勢が目標姿勢である所定姿勢Ｐ０となるように、ロボットアーム２００の各モータ２７１～２７６を制御する（Ｓ１０２）。この位置制御により、ロボットアーム２００は、所定姿勢Ｐ０に位置決めされ、その後、所定姿勢Ｐ０に維持される。そして、ロボット１１０に外力が作用しても、位置制御により、ロボットアーム２００は外力に抗して所定姿勢Ｐ０に維持される。所定姿勢Ｐ０は、図３（ａ）に示すように、作業者ＡにワークＷを受け渡す姿勢である。所定姿勢Ｐ０の情報は、ＨＤＤ４０４に予め設定されている。このステップＳ１０２の処理により、ロボットアーム２００は、所定姿勢Ｐ０で静止した状態となる。ロボットアーム２００が所定姿勢Ｐ０で静止する、即ちロボットアーム２００が所定姿勢Ｐ０で一旦停止することにより、作業者ＡはワークＷをロボット１１０から受け取ることができると認識することができる。

【0049】

検出部４２０は、ロボットハンド３００に作用する重力方向Ｇの力Ｆｚを検出する（Ｓ１０３）。このステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で動作制御部４３０がロボットアーム２００を所定姿勢Ｐ０に制御した後、検出部４２０がロボットハンド３００にワークＷが保持された状態の力Ｆｚを検出する。動作制御部４３０は、力Ｆｚの情報を検出部４２０から取得する。ここで、時刻ｔにおける力Ｆｚを力Ｆｚ（ｔ）とする。第１実施形態では、検出部４２０は所定周期Δｔで力Ｆｚを検出する。つまり、動作制御部４３０は、所定周期Δｔごとに検出部４２０から力Ｆｚの情報を取得することになる。

【0050】

動作制御部４３０は、力Ｆｚ（ｔ）と、力Ｆｚ（ｔ－Δｔ）とを比較する（Ｓ１０４）。例えば、動作制御部４３０は、Ｆｚ（ｔ）－Ｆｚ（ｔ－Δｔ）＜０であるかどうかを判定する。力Ｆｚ（ｔ－Δｔ）は、力Ｆｚ（ｔ）の一つ前の周期で取得した力Ｆｚである。即ち、動作制御部４３０は、ロボットアーム２００が所定姿勢Ｐ０に制御された状態から重力方向Ｇの力Ｆｚが減少したかどうかを判定する。作業者ＡがワークＷを下支えしたときに検出される力Ｆｚは、ロボットアーム２００が所定姿勢Ｐ０で静止した時点で検出される力Ｆｚよりも減少する。よって、このステップＳ１０４では、動作制御部４３０は、作業者ＡによってワークＷが支えられているかどうかを判定していることになる。

【0051】

動作制御部４３０は、Ｆｚ（ｔ）－Ｆｚ（ｔ－Δｔ）≧０である場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、即ち力Ｆｚが減少していない場合、作業者ＡによってワークＷが十分に支えられた状態とはなっていないため、ステップＳ１０３の処理に戻る。

【0052】

動作制御部４３０は、Ｆｚ（ｔ）－Ｆｚ（ｔ－Δｔ）＜０である場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、即ち、力Ｆｚが減少した場合、計時を開始する（Ｓ１０５）。

【0053】

動作制御部４３０は、計時を開始してから所定時間が経過したかどうかを判定し（Ｓ１０６）、所定時間が経過した場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理に戻る。

【0054】

所定時間が経過していない場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、検出部４２０は、ロボットハンド３００に作用する回転方向Ｒγのトルクτγを検出する（Ｓ１０７）。このステップＳ１０６では、ロボットハンド３００は、ワークＷを保持した状態である。動作制御部４３０は、トルクτγの情報を検出部４２０から取得する。検出部４２０は、所定周期Δｔでトルクτγを検出する。つまり、動作制御部４３０は、所定周期Δｔごとに検出部４２０からトルクτγの情報を取得することになる。

【0055】

動作制御部４３０は、トルクτγが所定の値である閾値ＴＨを超えるか否かを判定する（Ｓ１０８）。閾値ＴＨは、ＨＤＤ４０４に予め設定された値である。

【0056】

ステップＳ１０８では、動作制御部４３０は、ロボットハンド３００に保持されたワークＷが作業者Ａによってひねられたかどうかを判定していることになる。第１実施形態では、動作制御部４３０は、ステップＳ１０２によって、ロボットアーム２００が所定姿勢Ｐ０を維持するようにロボットアーム２００を制御している。したがって、作業者ＡがワークＷをひねっても、即ちロボットハンド３００にトルクτγが作用しても、ロボットアーム２００の姿勢は所定姿勢Ｐ０に維持される。

【0057】

動作制御部４３０は、トルクτγが閾値ＴＨを超えていない場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、即ちτγ≦ＴＨの場合、ステップＳ１０６の処理に戻る。動作制御部４３０は、トルクτγが閾値ＴＨを超えない状態で所定時間が経過した場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理に戻る。つまり、作業者Ａが一定時間ワークＷを回転操作しなければ、ステップＳ１０３の処理に戻る。

【0058】

動作制御部４３０は、トルクτγが閾値ＴＨを超える場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、即ちτγ＞ＴＨの場合、ロボットハンド３００にワークＷを解放させるようロボットハンド３００のモータ３７１を制御する（Ｓ１０９）。以上のステップＳ１０５からステップＳ１０９の一連の処理が、制御処理である。動作制御部４３０は、制御処理として、トルクτに基づいてロボットハンド３００にワークＷを解放させるようロボットハンド３００を制御する。そして、ステップＳ１０２からステップＳ１０９まで、動作制御部４３０は、ロボットアーム２００を位置制御により制御する。

【0059】

このように、作業者Ａが、ワークＷを支えている状態でロボットハンド３００をひねる単純な動作を実行するだけで、ワークＷがロボットハンド３００から解放される。よって、作業者Ａは、ボタンを押すなどの操作を行うことなく、両手がふさがっていても、ワークＷを受け取る準備ができたことを、簡単に制御装置４００に知らせることが可能となる。制御装置４００は、作業者ＡによるワークＷの操作を、ロボットハンド３００を解放するトリガとすることで、ロボット１１０から作業者ＡにワークＷを確実に受け渡すことができる。そして、作業者Ａによる操作でワークＷの受け渡し作業が行われるので余計な待機時間を設ける必要がなく、ワークＷの受け渡し作業においてタクト時間を短縮することができる。

【0060】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係るロボット装置１００Ａの説明図である。上記第１実施形態では、制御装置４００がロボットアーム２００に内蔵されたトルクセンサ２９１～２９６を用いてロボットハンド３００に作用する力を検出する場合について説明した。第２実施形態では、ロボットアーム２００Ａは、トルクセンサの代わりに６軸の力覚センサ２９０Ａを有する。ロボットアーム２００Ａにおいて、これ以外の構成は、第１実施形態のロボットアーム２００と略同一であるため、説明を省略する。

【0061】

力覚センサ２９０Ａは、リンク２１６に固定されている。即ち、力覚センサ２９０Ａは、ロボットハンド３００のハンド本体３０１とリンク２１６との間に配置されている。力覚センサ２９０Ａは、ロボットハンド３００を支持し、ロボットハンド３００に作用する３軸の方向の並進力と、３軸まわりの回転力に応じた信号を出力するセンサである。３軸は、α軸、β軸及びγ軸である。第２実施形態では、制御装置４００は、力覚センサ２９０Ａを用いてロボットハンド３００に作用する力を検出する。

【0062】

図７は、第２実施形態に係る制御装置の機能を説明するためのブロック図である。図２に示すＣＰＵ４０１がプログラム４１１を実行することにより、図７に示す検出部４２０Ａ及び動作制御部４３０として機能する。なお、１つのＣＰＵ４０１で検出部４２０Ａ及び動作制御部４３０の機能を実現する場合について説明するが、複数のＣＰＵで検出部４２０Ａ及び動作制御部４３０の機能を実現してもよい。また、ＣＰＵ４０１がソフトウェアで検出部４２０Ａの機能を実現する場合について説明するが、回路構成、即ちハードウェア構成で検出部４２０Ａ及び動作制御部４３０を実現してもよい。また、図７は、制御の流れを説明するための図であって、ドライバの図示を省略している。検出部４２０Ａは、力検出部４２１Ａ及び姿勢検出部４２２を有する。

【0063】

姿勢検出部４２２は、第１実施形態で説明した通り、ロボットアーム２００Ａの姿勢Ｐを検出する。力検出部４２１Ａは、力覚センサ２９０Ａからの信号に基づき、力Ｆを検出する。第２実施形態では、力Ｆの検出には、演算処理も含まれる。力Ｆは、αβγ座標系における６次元の力ベクトルであり、各軸α、γ、βの方向の３つの並進力Ｆα、Ｆβ、Ｆγと、各軸α、β、γまわりの３つの回転力、即ち３つのトルクτα、τβ、τγを含む。

【0064】

力検出部４２１Ａは、力Ｆの情報に基づいて、ロボットハンド３００に作用する重力方向Ｇの力Ｆｚを検出する。ロボットアーム２００Ａが所定姿勢Ｐ０に制御されていれば、重力方向Ｇの力Ｆｚは、力Ｆγである。ロボットアーム２００Ａが所定姿勢Ｐ０のときにロボット１１０Ａに外力が加わっていなければ、力Ｆｚ以外の力は０である。

【0065】

検出部４２０Ａは、ロボットアーム２００Ａの姿勢Ｐの情報、ロボットハンド３００に作用するトルクτγの情報、及びロボットハンド３００に作用する重力方向Ｇの力Ｆｚの情報を、動作制御部４３０に出力する。

【0066】

動作制御部４３０及び検出部４２０Ａは、第１実施形態で説明した図５に示す制御方法を実行する。よって、第２実施形態においても、図３（ａ）に示す作業者Ａが、ワークＷを支えている状態でロボットハンド３００をひねる単純な動作を実行するだけで、ワークＷがロボットハンド３００から解放される。よって、作業者Ａは、ボタンを押すなどの操作を行うことなく、両手がふさがっていても、ワークＷを受け取る準備ができたことを、簡単に制御装置４００に知らせることが可能となる。制御装置４００は、作業者ＡによるワークＷの操作を、ロボットハンド３００を解放するトリガとすることで、ロボット１１０Ａから作業者ＡにワークＷを確実に受け渡すことができる。そして、作業者Ａによる操作でワークＷの受け渡し作業が行われるので余計な待機時間を設ける必要がなく、ワークＷの受け渡し作業においてタクト時間を短縮することができる。

【0067】

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図８は、第３実施形態に係る制御方法のフローチャートである。第３実施形態では、ロボット装置の構成は、第１実施形態と同様であり、制御装置によるロボットの制御方法が異なる。そのため、第３実施形態の説明において、装置構成については、図１～図４を適宜参照し説明を省略する。また、図８に示すフローチャートにおいて、図５に示すフローチャートのステップと同様の処理をするステップについては、説明を省略する。

【0068】

図２に示す制御部の一例であるＣＰＵ４０１がプログラム４１１を実行することにより、図４に示す検出部４２０及び動作制御部４３０として機能する。図８において、ステップＳ２０１～Ｓ２０４の処理は、図５に示すステップＳ１０１～Ｓ１０４の処理と同様である。

【0069】

第３実施形態では、ステップＳ２０５において、動作制御部４３０は、ロボットアーム２００の制御を、位置制御から力制御に切り替える。ステップＳ２０５において、動作制御部４３０は、ロボットアーム２００の関節Ｊ６に対応するトルク指令値を、十分小さい値τ_Ｃ１に設定する。これにより、ロボットハンド３００は、図３（ｂ）に示す回転方向Ｒγにトルクτγが作用すると、トルクτγが作用する回転方向Ｒγに回転可能となる。即ち、動作制御部４３０は、ロボットハンド３００に作用するトルクτγに倣ってロボットハンド３００が回転するようロボットアーム２００を制御する。

【0070】

図８において、ステップＳ２０６～Ｓ２０９の処理は、図５に示すステップＳ１０５～Ｓ１０８の処理と同様である。なお、第３実施形態では、値τ_Ｃ１と閾値ＴＨは同じ値である。

【0071】

動作制御部４３０は、トルクτγが閾値ＴＨを超える場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、即ちτγ＞ＴＨの場合、回転角度が増加するのに応じて関節Ｊ６に対応するトルク指令値を値τ_Ｃ１よりも増加させる（Ｓ２１０）。図９は、第３実施形態に係るロボットハンド３００の回転動作の説明図である。なお、図９において、回転させる前のロボットハンド３００及びワークＷを実線で示し、回転させた後のロボットハンド３００及びワークＷを破線で示す。

【0072】

ステップＳ２１０の処理について詳細に説明する。動作制御部４３０は、ロボットハンド３００がトルクτγに倣って回転するに連れ、トルクτγによるロボットハンド３００の回転方向Ｒγとは逆方向Ｒγ’にロボットハンド３００に加えるトルクを増加させるよう、ロボットアーム２００を制御する。その際、動作制御部４３０は、ロボットハンド３００の回転方向Ｒγの回転角度が増加するに従って、トルク指令値を予め設定された上限値τ_Ｃ２以下の範囲で増加させる。ここで、第３実施形態では、τ_Ｃ１＜τ_Ｃ２の関係を満たしている。これにより、動作制御部４３０は、作業者によってロボットハンド３００に回転力が加えられた際に、ロボットハンド３００が回転方向Ｒγに徐々に重たくなるような感触を作業者に与えることができる。

【0073】

動作制御部４３０は、ロボットハンド３００がトルクτγに倣って所定角度θγ回転した場合、ロボットハンド３００の回転を停止させるようロボットアーム２００を制御する（Ｓ２１１）。即ち、動作制御部４３０は、ロボットアーム２００の関節Ｊ６の回転を停止させる。具体的には、動作制御部４３０は、関節Ｊ６が所定角度θγ回転した場合、ロボットアーム２００の関節Ｊ６の制御を、トルク制御から位置制御に切り替えることで、関節Ｊ６の回転を停止させる。

【0074】

以上のステップＳ２１０及びＳ２１１、特にステップＳ２１１の処理により、作業者は、これからロボットハンド３００がワークＷを解放することを認識することができる。なお、動作制御部４３０は、ステップＳ２１１において、ロボットハンド３００が所定角度回転した後にロボットハンド３００の回転を停止させる際に、ロボットハンド３００が小刻みに振動するようにロボットアーム２００を制御してもよい。

【0075】

動作制御部４３０は、ロボットハンド３００の回転を停止させた後、ロボットハンド３００にワークＷを解放させるようロボットハンド３００のモータ３７１を制御する（Ｓ２１２）。以上のステップＳ２０５からステップＳ２１２の一連の処理が、制御処理である。

【0076】

以上、第３実施形態によれば、第１実施形態と同様、作業者Ａが、ワークＷを支えている状態でロボットハンド３００をひねる単純な動作を実行するだけで、ワークＷがロボットハンド３００から解放される。よって、作業者Ａは、ボタンを押すなどの操作を行うことなく、両手がふさがっていても、ワークＷを受け取る準備ができたことを、簡単に制御装置４００に知らせることが可能となる。制御装置４００は、作業者ＡによるワークＷの操作を、ロボットハンド３００を解放するトリガとすることで、ロボット１１０から作業者ＡにワークＷを確実に受け渡すことができる。そして、作業者Ａによる操作でワークＷの受け渡し作業が行われるので余計な待機時間を設ける必要がなく、ワークＷの受け渡し作業においてタクト時間を短縮することができる。

【0077】

なお、第３実施形態では、ロボットアームが第１実施形態と同様の構成である場合について説明したが、これに限定するものではなく、ロボットアームが第２実施形態と同様の構成であってもよい。

【0078】

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載されたものに限定されない。

【0079】

第１～第３実施形態では、ロボットアームが垂直多関節のロボットアームである場合について説明したが、これに限定するものではない。ロボットアームが、例えば、水平多関節のロボットアーム、パラレルリンクのロボットアーム、直交ロボット等、種々のロボットアームであってもよい。

【0080】

第１～第３実施形態では、ロボットアームの所定姿勢Ｐ０がロボットハンドを真下に向ける姿勢である場合について説明したが、これに限定するものではない。例えばロボットアームの所定姿勢が、ロボットハンドが重力方向に対して傾く姿勢であってもよいし、ロボットハンドを真上に向ける姿勢であってもよい。いずれの姿勢であっても、ロボットハンドに作用する重力方向の力を検出することは可能である。

【0081】

第１実施形態では、図５に示すように、ステップＳ１０３において力Ｆｚを検出する場合について説明したが、これに限定するものではなく、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４の処理を省略してもよい。同様に、第３実施形態では、ステップＳ２０３において力Ｆｚを検出する場合について説明したが、これに限定するものではなく、ステップＳ２０３及びステップＳ２０４の処理を省略してもよい。

【0082】

また上述した種々の実施形態では、インタフェース装置を制御装置４００で構成した場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、上述した種々の実施形態を実行可能なＣＰＵを有するマイクロコンピュータを搭載したエンドエフェクタで、インタフェース装置を構成してもよい。この際、作業者がエンドエフェクタにトルクを与えることでワークを解放させる指令をマイクロコンピュータに入力するように構成してもよい。

【0083】

また上述した種々の実施形態では、ロボット装置１００から作業者へワークを受け渡す場合を例に説明したが、このワークの受け渡しは、物品を製造する工程の中の一部であってもよい。物品を製造する工程としては、例えばロボット装置１００に第１部材を保持させ、ロボット装置１００により第１部材を第２部材に組み付ける工程であってもよい。物品を製造する工程において、ロボット装置１００から作業者へ受け渡されるワークは、製造した物品であってもよい。また、ロボット装置１００から作業者へ受け渡されるワークは、物品の製造に用いられる部材、例えば第１部材であってもよいし、第２部材であってもよい。

【0084】

また上述した種々の実施形態は、制御装置に設けられる記憶装置の情報に基づき、伸縮、屈伸、上下移動、左右移動もしくは旋回の動作またはこれらの複合動作を自動的に行うことができる機械に適用可能である。

【0085】

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【符号の説明】

【0086】

１００…ロボット装置、１１０…ロボット、２００…ロボットアーム、３００…ロボットハンド（エンドエフェクタ）、４００…制御装置（インタフェース装置）、４０１…ＣＰＵ（制御部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】