特許 7703996 制御システム

(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】2025-06-30

(45)【発行日】2025-07-08

(54)【発明の名称】制御システム

(51)【国際特許分類】

   B25J 9/22 20060101AFI20250701BHJP

   G05B 19/42 20060101ALI20250701BHJP

【ＦＩ】

B25J9/22 Z

B25J9/22 A

G05B19/42 J

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021172498

(22)【出願日】2021-10-21

(65)【公開番号】P2023062492

(43)【公開日】2023-05-08

【審査請求日】2024-08-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡田 知大

(72)【発明者】

【氏名】井上 孝浩

(72)【発明者】

【氏名】前廣 毅

【審査官】松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－２７６３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０１６８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２７４２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０７８６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－１７９６０９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００８－２２１２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０１３５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３２６４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１２２７０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２５Ｊ １／００ － ２１／０２

Ｇ０５Ｂ １９／４２ － １９／４２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンドエフェクタを有するマニピュレータと、
前記マニピュレータの動作を制御する制御部と、
前記エンドエフェクタに設けられ、光線を出力する出力部と、
前記エンドエフェクタに設けられた第１センサから前記エンドエフェクタの姿勢情報を取得し、かつ、マークを有する対象物に設けられた第２センサから前記対象物の姿勢情報を取得する取得部と、
前記エンドエフェクタの前記姿勢情報及び前記対象物の前記姿勢情報を表示する第１表示部と
を備え、
前記マニピュレータの動作の教示において、前記出力部から出力された前記光線が前記対象物に向けられた状態で、前記制御部が前記マニピュレータの動作を制御する、
制御システム。

【請求項2】

前記光線は、前記対象物における前記マークが設けられた面に照射される、
請求項１に記載の制御システム。

【請求項3】

前記出力部は、前記エンドエフェクタの中心に設けられている、
請求項１又は２に記載の制御システム。

【請求項4】

前記マークは、前記対象物における前記光線が照射される面の中心に設けられている、
請求項３に記載の制御システム。

【請求項5】

前記出力部は、前記エンドエフェクタに対して移動可能に設けられている、
請求項１又は２に記載の制御システム。

【請求項6】

複数の前記出力部が、前記エンドエフェクタに設けられており、
複数の前記出力部の少なくとも一つが、前記エンドエフェクタに対して移動可能である、
請求項１又は２に記載の制御システム。

【請求項7】

複数の前記出力部から出力される前記光線の色が異なる、
請求項６に記載の制御システム。

【請求項8】

前記マークは、前記対象物における前記光線が照射される面の外周部分に設けられている、
請求項５から７の何れか一項に記載の制御システム。

【請求項9】

前記エンドエフェクタは、前記対象物を把持する把持具を有する、
請求項１から８の何れか一項に記載の制御システム。

【請求項10】

前記対象物を撮像する撮像装置を備え、
前記出力部は、前記光線を間欠的に出力し、
前記撮像装置は、前記対象物に前記光線が照射された状態の前記対象物の第１画像データと、前記対象物に前記光線が照射されていない状態の前記対象物の第２画像データとを生成し、
前記制御部は、前記第１画像データと前記第２画像データとの差分データを生成し、前記差分データに基づいて前記光線の照射位置を検出する、
請求項１から９の何れか一項に記載の制御システム。

【請求項11】

前記制御部は、前記マニピュレータの動作の前記教示において前記出力部から出力された前記光線が前記対象物に向けられた状態で行う前記マニピュレータの動作の前記制御を、前記エンドエフェクタの前記姿勢情報及び前記対象物の前記姿勢情報に基づいて行う、
請求項１から１０の何れか一項に記載の制御システム。

【請求項12】

前記出力部によって計測された前記出力部から前記対象物までの距離値を表示する第２表示部を備える、
請求項１から１１の何れか一項に記載の制御システム。

【請求項13】

前記対象物の高さは、前記マニピュレータによって所定の作業が行われるワークの高さと異なる、
請求項１２に記載の制御システム。

【請求項14】

作業者から前記マニピュレータの操作に関する操作入力が入力される入力部を備え、
前記制御部は、前記操作入力に基づいて、前記マニピュレータの動作を制御する、
請求項１から１３の何れか一項に記載の制御システム。

【請求項15】

前記光線は、可視波長のレーザ光線である、
請求項１から１４の何れか一項に記載の制御システム。

【請求項16】

前記光線は、赤外波長のレーザ光線であり、
前記対象物は、前記赤外波長のレーザ光線によって感光する感光性部材が設けられている、
請求項１から１４の何れか一項に記載の制御システム。

【請求項17】

前記出力部の前記光線の出力の開始及び停止を制御する出力制御部を備え、
前記出力制御部は、前記マニピュレータの動作の教示が開始される前に前記出力部の前記光線の出力を開始し、前記マニピュレータの動作の教示が終了した後に前記出力部の前記光線の出力を停止する、
請求項１から１６の何れか一項に記載の制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、マニピュレータでワークを把持して作業を行うには、予めマニピュレータが行う動作の内容をマニピュレータに対して指示している。マニピュレータの動作に対する指示を、ティーチング（教示）という。教示の方法としては、コントローラ（教示ペンダント）を用いてマニピュレータの動作を制御することにより、マニピュレータの位置、姿勢等を制御する方法がある。

【0003】

特許文献１には、教示作業を短縮するため、ロボットアームやマニプレータの先端に設けられた２個のレーザ投光器から角度を異にして対象物にレーザ光を照射し、その照射光により対象物にマークを形成してその形成されたマークを目標として利用することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第２８０８２７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

マニピュレータに正確な動作を教示するためには、マニピュレータの手先（エンドエフェクタ）と対象ワークとの間の空間的な位置関係を合わせこむ作業が必要である。しかし、目視で位置を確認する場合、目分量で感覚的に調整を行うため、教示者の習熟度が低い場合には、教示作業の工数が肥大する。

【0006】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、マニピュレータの動作の教示を容易に行うことができる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一観点に係る制御システムは、エンドエフェクタを有するマニピュレータと、前記マニピュレータの動作を制御する制御部と、前記エンドエフェクタに設けられ、光線を出力する出力部とを備え、前記マニピュレータの動作の教示において、前記出力部から出力された前記光線がマークを有する対象物に向けられた状態で、前記制御部が前記マニピュレータの動作を制御する、制御システムである。

【0008】

作業者は、出力部から出力された光線の位置と、対象物のマークの位置とを参照して、マニピュレータを移動することにより、マニピュレータ２の動作の教示を容易に行うことができる。また、マニピュレータの動作の教示における感覚的な調整を抑制することができる。したがって、作業者におけるマニピュレータの動作の教示の習熟度が低い場合であっても、作業者は、マニピュレータの動作の教示を正確に行うことができる。

【0009】

前記光線は、前記対象物における前記マークが設けられた面に照射されてもよい。前記出力部は、前記エンドエフェクタの中心に設けられてもよい。前記マークは、前記対象物における前記光線が照射される面の中心に設けられてもよい。

【0010】

前記出力部は、前記エンドエフェクタに対して移動可能に設けられてもよい。複数の前
記出力部が、前記エンドエフェクタに設けられており、複数の前記出力部の少なくとも一つが、前記エンドエフェクタに対して移動可能であってもよい。

【0011】

複数の前記出力部から出力される前記光線の色が異なってもよい。前記マークは、前記対象物における前記光線が照射される面の外周部分に設けられてもよい。前記エンドエフェクタは、前記対象物を把持する把持具を有してもよい。

【0012】

前記対象物を撮像する撮像装置を備え、前記出力部は、前記光線を間欠的に出力し、前記撮像装置は、前記対象物に前記光線が照射された状態の前記対象物の第１画像データと、前記対象物に前記光線が照射されていない状態の前記対象物の第２画像データとを生成し、前記制御部は、前記第１画像データと前記第２画像データとの差分データを生成し、前記差分データに基づいて前記光線の照射位置を検出してもよい。

【0013】

前記エンドエフェクタに設けられた第１センサから前記エンドエフェクタの姿勢情報を取得し、かつ、前記対象物に設けられた第２センサから前記対象物の姿勢情報を取得する取得部と、前記エンドエフェクタの姿勢情報及び前記対象物の前記姿勢情報を表示する第１表示部とを備えてもよい。

【0014】

前記エンドエフェクタに設けられた第１センサから前記エンドエフェクタの姿勢情報を取得し、かつ、前記対象物に設けられた第２センサから前記対象物の姿勢情報を取得する取得部を備え、前記制御部は、前記エンドエフェクタの前記姿勢情報及び前記対象物の前記姿勢情報に基づいて、前記マニピュレータの動作を制御してもよい。

【0015】

前記出力部によって計測された前記出力部から前記対象物までの距離値を表示する第２表示部を備えてもよい。前記対象物の高さは、前記マニピュレータによって所定の作業が行われるワークの高さと異なってもよい。

【0016】

作業者から前記マニピュレータの操作に関する操作入力が入力される入力部を備え、前記制御部は、前記操作入力に基づいて、前記マニピュレータの動作を制御してもよい。

【0017】

前記光線は、可視波長のレーザ光線であってもよい。前記光線は、赤外波長のレーザ光線であり、前記対象物は、前記赤外波長のレーザ光線によって感光する感光性部材が設けられてもよい。

【0018】

前記出力部の前記光線の出力の開始及び停止を制御する出力制御部を備え、前記出力制御部は、前記マニピュレータの動作の教示が開始される前に前記出力部の前記光線の出力を開始し、前記マニピュレータの動作の教示が終了した後に前記出力部の前記光線の出力を停止してもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、マニピュレータの動作の教示を容易に行うことができる技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、第１実施形態に係る制御システムの構成図である。

【図2】図２は、第１実施形態における処理の流れを示すシーケンス図である。

【図3】図３は、エンドエフェクタの拡大図である。

【図4】図４は、第２実施形態に係る制御システムの構成図である。

【図5】図５は、エンドエフェクタの拡大図である。

【図6】図６は、エンドエフェクタの拡大図である。

【図7】図７は、エンドエフェクタの拡大図である。

【図8】図８（Ａ）及び（Ｂ）は、エンドエフェクタの拡大図である。

【図9】図９は、第３実施形態に係る制御システムの構成図である。

【図10】図１０（Ａ）～図１０（Ｃ）は、画像データの一例を示す図である。

【図11】図１１は、第４実施形態に係る制御システムの構成図である。

【図12】図１２は、第５実施形態に係る制御システムの構成図である。

【図13】図１３は、第５実施形態における処理の流れを示すシーケンス図である。

【図14】図１４は、第５実施形態の変形例に係る制御システムの構成図である。

【図15】図１５は、第５実施形態の変形例における処理の流れを示すシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、実施形態について図を参照しながら説明する。以下に示す実施形態は、本願の一態様であり、本願の技術的範囲を限定するものではない。

【0022】

＜適用例＞
以下、本発明が適用される場面の一例について説明する。

【0023】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る制御システム１の構成図である。制御システム１は、マニピュレータ２と、マニピュレータ制御部３と、入力部４と、光線出力部５と、発光制御部６と、を備える。

【0024】

マニピュレータ２は、ベース部２１と、ベース部２１に設けられたアーム（リンク）２２と、アーム２２の先端に設けられたエンドエフェクタ２３とを有する多関節ロボットである。ベース部２１は、マニピュレータ２を固定するための土台である。アーム２２の各関節２４には、関節２４を駆動するためのサーボモータ等の駆動装置と、関節２４の軸の角度の変位を検出するためのエンコーダ等の検出装置と、関節２４の軸の回転速度やトルクを測定する測定装置と、が設けられている。ベース部２１内に設けられた処理装置が、関節２４の軸の角度、回転速度、トルクやその他の情報をマニピュレータ制御部３に送る。

【0025】

エンドエフェクタ２３は、ワークを把持する把持具（把持爪）２５Ａ，２５Ｂを有する。エンドエフェクタ２３は、把持具２５Ａ，２５Ｂを開閉することによりワークを把持可能なように構成されている。把持具２５Ａ，２５Ｂをエンドエフェクタ２３に接続する箇所に軸が設けられている。把持具２５Ａ，２５Ｂとエンドエフェクタ２３とを接続する軸を起点に、図１に示す矢印方向Ｒ１に把持具２５Ａを動かし、図１に示す矢印方向Ｒ２に把持具２５Ｂを動かすことで、把持具２５Ａ，２５Ｂがワークを把持したり、把持具２５Ａ，２５Ｂがワークを離したりする。ワークは、例えば、最終製品、中間製品、半製品、部品、材料等である。

【0026】

マニピュレータ制御部３は、各関節２４を動作させるための演算を行い、演算結果に基づいてマニピュレータ２の動作の制御指示を行うことで、マニピュレータ２の動作を制御する。マニピュレータ制御部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ
、プロセッサが動作するためのプログラムや制御データ等を記憶しているＲＯＭ（Read Only Memory）、プロセッサのワークエリアとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されている。マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２から関節２４の軸の角度、回転速度、トルクやその他の情報を受信する。入力部４は、作業者（ユーザ）からマニピュレータ２の操作に関する操作入力が入力される。入力部４は、マニピュレータ２を操作するための操作ペンダント（ティーチングペンダント）であってもよい。マニピ
ュレータ制御部３は、入力部４にマニピュレータ２の操作に関する操作入力が入力された場合、入力部４に入力された操作入力に基づいて、マニピュレータ２の動作を制御する。

【0027】

光線出力部５は、エンドエフェクタ２３に設けられており、光線出力部５の先端部分から光線を出力する装置である。光線出力部５は、エンドエフェクタ２３の内部に埋め込まれるようにして配置されており、光線出力部５の先端部分がエンドエフェクタ２３から露出している。光線出力部５は、エンドエフェクタ２３の中心に設けられてもよい。光線出力部５から出力される光線は、可視波長のレーザ光線又は赤外波長のレーザ光線であってもよい。図１では、光線出力部５から出力される光線を符号Ｌ１で示す。光線出力部５は、レーザ光線によって位置を指示表示するためのレーザーポインタ等の光線発射装置であってもよい。

【0028】

発光制御部６は、光線出力部５の発光を制御する装置である。発光制御部６は、ＣＰＵ等のプロセッサ、プロセッサが動作するためのプログラムや制御データ等を記憶しているＲＯＭ、プロセッサのワークエリアとして機能するＲＡＭ等で構成されている。

【0029】

発光制御部６は、光線出力部５の光線Ｌ１の出力の開始及び停止を制御する。発光制御部６は、出力制御部の一例である。発光制御部６は、発光指示受付部６１と、発光指示部６２とを有する。発光指示受付部６１が発光開始の指示を受け付けた場合、発光指示部６２は光線出力部５に発光開始の指示信号を出す。光線出力部５は、発光指示部６２からの発光開始の指示信号に応じて、発光を開始し、光線Ｌ１を出力する。発光指示受付部６１が発光停止の指示を受け付けた場合、発光指示部６２は光線出力部５に発光停止の指示信号を出す。光線出力部５は、発光指示部６２からの発光停止の指示信号に応じて、発光を停止し、光線Ｌ１の出力を停止する。

【0030】

発光制御部６は、エンドエフェクタ２３に設けられてもよい。エンドエフェクタ２３の側面等の把持具２５Ａ，２５Ｂと接触しない位置に発光制御部６を設けてもよい。エンドエフェクタ２３の内部に発光制御部６を配置することで、発光制御部６とエンドエフェクタ２３とを一体としてもよい。

【0031】

発光制御部６をエンドエフェクタ２３と離間した位置に配置してもよい。マニピュレータ２に敷設されたケーブルで発光制御部６をマニピュレータ２に接続し、有線により光線出力部５と発光制御部６とを接続してもよい。また、無線により光線出力部５と発光制御部６とを接続してもよい。

【0032】

発光指示受付部６１に対する発光開始及び発光終了の指示は、作業者によるスイッチ操作、マニピュレータ制御部３又は他の機器からの制御信号の入力等であってもよい。作業者がマニピュレータ２に接続されたスイッチを操作することで、発光指示受付部６１に発光開始及び発光終了の指示を行ってもよい。スイッチは、押下ボタンであってもよいし、足踏みペダルであってもよい。作業者の音声入力により、発光指示受付部６１に発光開始及び発光終了の指示を行ってもよい。

【0033】

光線出力部５から出力される光線Ｌ１は、少なくとも一つのマーク（目印）７を有する教示用ワーク８に向けられる。教示用ワーク８は、マニピュレータ２に動作を教示するために用いられるワークである。教示用ワーク８は、対象物の一例である。一種類のワークを作業対象とする場合、教示用ワーク８は、ワークと同一形状及び同一サイズである。複数種類のワークを作業対象とし、複数種類の教示用ワーク８を用いる場合、ワーク毎に教示用ワーク８の形状及びサイズが異なる。図１に示す教示用ワーク８の一例では、教示用ワーク８は立方体形状である。マーク７は、教示用ワーク８に貼り付け可能なシート部材、教示用ワーク８に形成された凸形状の部材、教示用ワーク８に形成された凹形状の溝、
教示用ワーク８に形成されたペイント等である。マーク７は、教示用ワーク８における光線Ｌ１が照射される面に設けられている。教示用ワーク８における光線Ｌ１が照射される面の中心にマーク７を設けてもよい。教示用ワーク８における光線Ｌ１が照射される面は、教示用ワーク８の上面であってもよい。教示用ワーク８は、複数のマーク７を有してもよい。

【0034】

図１では、教示用ワーク８を床又は作業台に載置する例を示しているが、教示用ワーク８を壁に着脱可能に取り付けてもよい。複数の教示用ワーク８を床又は作業台に載置してもよいし、複数の教示用ワーク８を壁に着脱可能に取り付けてもよい。マニピュレータ２の動作の教示において、光線出力部５から出力された光線Ｌ１が教示用ワーク８に向けられる。図１では、光線出力部５から出力された光線Ｌ１が、教示用ワーク８におけるマーク７が設けられた面に照射されている。光線出力部５から出力された光線Ｌ１が教示用ワーク８に向けられた状態で、マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の動作を制御する。マニピュレータ２の動作の教示において、入力部４にマニピュレータ２の操作に関する操作入力が入力された場合、マニピュレータ制御部３は、入力部４に入力された操作入力に基づいて、マニピュレータ２の動作を制御する。

【0035】

作業者は、光線出力部５から出力された光線Ｌ１の位置と、教示用ワーク８のマーク７の位置とを参照（確認）して、マニピュレータ２を移動することにより、マニピュレータ２の動作の教示を容易に行うことができる。作業者は、マニピュレータ２の動作の教示において、把持具２５Ａ，２５Ｂが教示用ワーク８に干渉するかどうかのチェックを行うことができる。作業者は、光線出力部５から出力された光線Ｌ１の位置と、教示用ワーク８のマーク７の位置とを参照し、エンドエフェクタ２３の中心軸ＣＬと教示用ワーク８の上面の中心とが所定方向で重畳するように、マニピュレータ２を移動してもよい。所定方向は、例えば、鉛直方向であるが、鉛直方向以外の方向であってもよい。

【0036】

作業者は、光線出力部５から出力された光線Ｌ１の位置と、教示用ワーク８のマーク７の位置とを参照して、マニピュレータ２を移動するため、マニピュレータ２の動作の教示における感覚的な調整を抑制することができる。したがって、作業者におけるマニピュレータ２の動作の教示の習熟度が低い場合であっても、作業者は、マニピュレータ２の動作の教示を正確に行うことができる。

【0037】

光線出力部５から出力された光線Ｌ１が教示用ワーク８に照射された場合、作業者は、教示用ワーク８に照射された光線Ｌ１の位置を参照することができる。作業者は、教示用ワーク８に照射された光線Ｌ１の位置を、教示用ワーク８の把持位置の目安とすることができる。把持具２５Ａ，２５Ｂが教示用ワーク８を把持する場合、教示用ワーク８の把持位置は、把持具２５Ａ，２５Ｂと教示用ワーク８との接触位置である。

【0038】

光線出力部５から出力される光線Ｌ１の光軸とエンドエフェクタ２３の中心軸ＣＬ１とが一致するように、エンドエフェクタ２３に対して光線出力部５を配置してもよい。マニピュレータ２を移動して、光線出力部５から出力された光線Ｌ１を教示用ワーク８のマーク７に照射することで、エンドエフェクタ２３の中心軸ＣＬ１と教示用ワーク８のマーク７とが所定方向で重畳する。

【0039】

光線出力部５から出力される光線Ｌ１の光軸とエンドエフェクタ２３の中心軸ＣＬ１とが一致するように、エンドエフェクタ２３に対して光線出力部５を配置し、かつ、教示用ワーク８の上面の中心位置にマーク７を設けてもよい。マニピュレータ２を移動して、光線出力部５から出力された光線Ｌ１を教示用ワーク８のマーク７に照射することで、エンドエフェクタ２３の中心軸ＣＬ１と教示用ワーク８の中心とが所定方向で重畳する。

【0040】

光線出力部５が赤外波長のレーザ光線を出力する場合、赤外波長に対応する感光性物質を有する塗布部を教示用ワーク８に設ける。すなわち、光線出力部５から出力される赤外波長のレーザ光線によって感光する感光性部材を教示用ワーク８に設ける。教示用ワーク８に設けられた感光性部材に赤外波長のレーザ光線が照射されると、感光性部材における赤外波長のレーザ光線が照射された部分のみが可視化される。赤外波長のレーザ光線は不可視のため、光線出力部５からレーザ光線が出力された状態が続いても、作業者や他の周囲の人にストレスを与えることが無い。

【0041】

エンドエフェクタ２３に把持具２５Ａ，２５Ｂを設けることに替えて、エンドエフェクタ２３に吹付塗装装置、塗布装置、ドリル、ネジ締め装置、液体を注ぐ装置、溶接装置などを設けてもよい。

【0042】

図２は、第１実施形態における処理の流れを示すシーケンス図である。図２を参照して、第１実施形態における処理の流れを説明する。例えば、マニピュレータ２の位置決めが必要となる場合に、図２に示す処理が行われる。作業者が、発光開始操作を行い（Ｓ１１）、発光指示受付部６１が、発光開始の指示を受け付ける（Ｓ１２）。例えば、作業者がマニピュレータ２に接続されたスイッチを操作したり、作業者が音声入力を行ったりすることで、発光指示受付部６１に発光開始の指示を行う。また、作業者が、マニピュレータ２の操作を開始した場合、マニピュレータ制御部３又は他の機器が発光指示受付部６１に発光開始の指示を行ってもよい。

【0043】

光線出力部５は、発光指示部６２から発光開始の指示信号を受け取ることにより、発光を開始して、光線Ｌ１を出力する（Ｓ１３）。作業者は、光線出力部５から出力された光線Ｌ１の位置及び教示用ワーク８のマーク７の位置を用いてマニピュレータ２の動作の教示を行う（Ｓ１４）。マニピュレータ２の動作の教示においてマニピュレータ２の位置決めが行われる。マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の位置決めが行われたときのマニピュレータ２の位置座標を生成してマニピュレータ２に記憶する。マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の位置座標を外部記憶装置に記憶してもよい。マニピュレータ２の位置決めが必要な教示が完了した場合、作業者は、マニピュレータ２の動作の教示を終了する（Ｓ１５）。

【0044】

作業者が、発光停止操作を行い（Ｓ１６）、発光指示受付部６１が、発光終了の指示を受け付ける（Ｓ１７）。例えば、作業者がマニピュレータ２に接続されたスイッチを操作したり、作業者が音声入力を行ったりすることで、発光指示受付部６１に発光停止の指示を行う。また、作業者がマニピュレータ２の操作を終了した場合、マニピュレータ制御部３又は他の機器が発光指示受付部６１に発光停止の指示を行ってもよい。光線出力部５は、発光指示部６２から発光停止の指示信号を受け取ることにより、発光を終了して、光線Ｌ１の出力を停止する（Ｓ１８）。

【0045】

発光制御部６は、マニピュレータ２の動作の教示が開始される前に光線出力部５の光線Ｌ１の出力を開始し、マニピュレータ２の動作の教示が終了した後に光線出力部５の光線Ｌ１の出力を停止する。光線出力部５から光線Ｌ１が常時出力するようにしてもよい。光線出力部５から光線Ｌ１が常時出力するように、発光制御部６が光線出力部５の光線Ｌ１の出力を制御してもよい。

【0046】

マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の１つ又は複数の位置座標を有する教示データを生成し、マニピュレータ２に記憶してもよい。マニピュレータ制御部３は、教示データを外部記憶装置に記憶してもよい。マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２又は外部記憶装置に記憶されたマニピュレータ２の位置座標や教示データに基づいて、マニピュレータ２の動作を制御してもよい。マニピュレータ制御部３がマニピュレータ２の
動作を制御することにより、マニピュレータ２は、ワークに対して作業を実行する。

【0047】

＜変形例＞
第１実施形態の変形例について説明する。図３は、エンドエフェクタ２３の拡大図である。図３に示すエンドエフェクタ２３には、光線出力部５に替えて、ネジ締め部２００が設けられている。エンドエフェクタ２３に対して光線出力部５を取り外し可能に設けることで、光線出力部５をネジ締め部２００に交換することができる。ネジ締め部２００の先端には、回転可能なドライバ２０１が取り付けられている。ドライバ２０１が回転することで、ワークに対するネジ締め及びネジ緩め等の作業を行うことができる。マニピュレータ２の動作の教示の終了後に、エンドエフェクタ２３から光線出力部５を取り外し、エンドエフェクタ２３にネジ締め部２００を取り付けてもよい。エンドエフェクタ２３にネジ締め部２００を取り付けた後に、マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２又は外部記憶装置に記憶されたマニピュレータ２の位置座標や教示データに基づいて、マニピュレータ２の動作を制御してもよい。

【0048】

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素については、第１実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。第１，第２実施形態に係る制御システム１を適宜組み合わせてもよい。図４は、第２実施形態に係る制御システム１の構成図である。制御システム１は、マニピュレータ２と、マニピュレータ制御部３と、入力部４と、発光制御部６と、光線出力部１５Ａ，１５Ｂと、を備える。

【0049】

エンドエフェクタ２３は、ワークを把持する把持具（把持爪）２６Ａ，２６Ｂを有する。エンドエフェクタ２３には、エンドエフェクタ２３に対して把持具２６Ａ，２６Ｂの少なくとも一方をスライド移動可能なスライダが設けられている。エンドエフェクタ２３が、把持具２６Ａ，２６Ｂの少なくとも一方をスライド移動することにより、把持具２６Ａ，２６Ｂがワークを把持したり、把持具２６Ａ，２６Ｂがワークを離したりする。図４の白抜き矢印は、把持具２６Ａ，２６Ｂの移動方向を示している。

【0050】

光線出力部１５Ａ，１５Ｂの少なくとも一方が、エンドエフェクタ２３に対して移動可能に設けられている。把持具２６Ａに光線出力部１５Ａが設けられ、把持具２６Ｂに光線出力部１５Ｂが設けられている。光線出力部１５Ａ，１５Ｂは、把持具２６Ａ，２６Ｂと連動して移動する。把持具２６Ａがスライド移動することにより光線出力部１５Ａがスライド移動し、把持具２６Ｂがスライド移動することにより光線出力部１５Ｂがスライド移動する。把持具２６Ａの側面に光線出力部１５Ａを設けてもよいし、光線出力部１５Ａと把持具２６Ａとを一体としてもよい。把持具２６Ｂの側面に光線出力部１５Ｂを設けてもよいし、光線出力部１５Ｂと把持具２６Ｂとを一体としてもよい。

【0051】

光線出力部１５Ａ及び把持具２６Ａをエンドエフェクタ２３に固定し、光線出力部１５Ｂ及び把持具２６Ｂをスライダ移動可能としてもよい。光線出力部１５Ｂ及び把持具２６Ｂをエンドエフェクタ２３に固定し、光線出力部１５Ａ及び把持具２６Ａをスライダ移動可能としてもよい。

【0052】

光線出力部１５Ａ，１５Ｂから出力される光線は、可視波長のレーザ光線又は赤外波長のレーザ光線であってもよい。図４では、光線出力部１５Ａから出力される光線を符号Ｌ２で示し、光線出力部１５Ａから出力される光線を符号Ｌ３で示す。光線出力部１５Ａ，１５Ｂは、レーザーポインタ等の光線発射装置であってもよい。光線出力部１５Ａ，１５Ｂが赤外波長のレーザ光線を出力する場合、赤外波長に対応する感光性物質を有する塗布部を教示用ワーク８に設ける。すなわち、光線出力部１５Ａ，１５Ｂから出力される赤外波長のレーザ光線によって感光する感光性部材を教示用ワーク８に設ける。

【0053】

図５は、エンドエフェクタ２３の拡大図である。把持具２６Ａの側面に光線出力部１５Ａが設けられ、把持具２６Ｂの側面に光線出力部１５Ｂが設けられている。図５では、把持具２６Ａの外側面に光線出力部１５Ａが設けられているが、把持具２６Ａの内側面に光線出力部１５Ａを設けてもよい。図５では、把持具２６Ｂの外側面に光線出力部１５Ａが設けられているが、把持具２６Ｂの内側面に光線出力部１５Ａを設けてもよい。把持具２６Ａの内側面と把持具２６Ｂの内側面とが対向している。把持具２６Ａの外側面は、把持具２６Ａの内側面の反対側の面である。把持具２６Ｂの外側面は、把持具２６Ｂの内側面の反対側の面である。

【0054】

マニピュレータ２の動作の教示において、光線出力部１５Ａから出力される光線Ｌ２及び光線出力部１５Ｂから出力される光線Ｌ３は、複数のマーク７（７Ａ，７Ｂ）を有する教示用ワーク８に向けられる。図５に示す教示用ワーク８の一例では、教示用ワーク８は立方体形状であり、教示用ワーク８にマーク７Ａ，７Ｂが設けられている。マーク７Ａ，７Ｂは、教示用ワーク８における光線Ｌ２，Ｌ３が照射される面に設けられている。

【0055】

マーク７Ａ，７Ｂを、教示用ワーク８における光線Ｌ２，Ｌ３が照射される面の外周部分に設けてもよい。図５に示す教示用ワーク８の一例では、マーク７Ａとマーク７Ｂとが対向するようにして、立方体形状の教示用ワーク８の二辺にマーク７Ａ，７Ｂが設けられている。光線出力部１５Ａ，１５Ｂから出力された光線Ｌ２，Ｌ３が教示用ワーク８に向けられた状態で、マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の動作を制御する。マニピュレータ２の動作の教示において、入力部４にマニピュレータ２の操作に関する操作入力が入力された場合、マニピュレータ制御部３は、入力部４に入力された操作入力に基づいて、マニピュレータ２の動作を制御する。

【0056】

作業者は、光線出力部１５Ａ，１５Ｂから出力された光線Ｌ２，Ｌ３の各位置と、教示用ワーク８のマーク７Ａ，７Ｂの各位置とを参照して、マニピュレータ２を移動することにより、マニピュレータ２の動作の教示を容易に行うことができる。作業者は、マニピュレータ２の動作の教示において、把持具２６Ａ，２６Ｂが教示用ワーク８に干渉するかどうかのチェックを行うことができる。

【0057】

光線出力部１５Ａ，１５Ｂから出力された光線Ｌ２，Ｌ３が教示用ワーク８に照射された場合、作業者は、教示用ワーク８に照射された光線Ｌ２，Ｌ３の位置を参照することができる。このように、作業者は、教示用ワーク８に照射された光線Ｌ２，Ｌ３の各位置を、教示用ワーク８の把持位置の目安とすることができる。把持具２６Ａ，２６Ｂが教示用ワーク８を把持する場合、教示用ワーク８の把持位置は、把持具２６Ａ，２６Ｂと教示用ワーク８との接触位置である。例えば、教示用ワーク８に照射された光線Ｌ２，Ｌ３の各位置を参照することにより、把持具２６Ａ，２６Ｂの少なくとも一方をスライド移動させて、把持具２６Ａと把持具２６Ｂとの間の間隔を教示用ワーク８の幅のサイズと略同じにすることが可能である。

【0058】

把持具２６Ａの側面に光線出力部１５Ａを設け、把持具２６Ｂの側面に光線出力部１５Ｂを設ける場合、光線出力部１５Ａから出力される光線Ｌ２及び光線出力部１５Ｂから出力される光線Ｌ３の広がり角を調整して、光線Ｌ２，Ｌ３の広がり角を大きくしてもよい。これにより、作業者は、教示用ワーク８の把持位置をより容易に把握することができる。

【0059】

図６、エンドエフェクタ２３の拡大図である。把持具２６Ａの内部に光線出力部１５Ａを設けることで光線出力部１５Ａと把持具２６Ａとを一体としている。また、把持具２６Ｂの内部に光線出力部１５Ｂを設けることで光線出力部１５Ｂと把持具２６Ｂとを一体と
している。

【0060】

光線出力部１５Ａから出力される光線Ｌ２の光軸と把持具２６Ａの中心軸ＣＬ２とが一致し、かつ、把持具２６Ａの先端から光線Ｌ２が出射されるように、把持具２６Ａに光線出力部１５Ａが設けられている。光線出力部１５Ａから出力される光線Ｌ２が教示用ワーク８のマーク７Ａに照射されるように、マニピュレータ２を移動することで、把持具２６Ａの中心軸ＣＬ２と教示用ワーク８のマーク７Ａとが所定方向で重畳する。

【0061】

光線出力部１５Ｂから出力される光線Ｌ３の光軸と把持具２６Ｂの中心軸ＣＬ３とが一致し、かつ、把持具２６Ｂの先端から光線Ｌ３が出射されるように、把持具２６Ｂに光線出力部１５Ｂが設けられている。光線出力部１５Ｂから出力される光線Ｌ３が教示用ワーク８のマーク７Ｂに照射されるように、マニピュレータ２を移動することで、把持具２６Ｂの中心軸ＣＬ３と教示用ワーク８のマーク７Ｂとが所定方向で重畳する。

【0062】

図７は、エンドエフェクタ２３の拡大図である。把持具２６Ａの側面に光線出力部１５Ａが設けられ、把持具２６Ｂの側面に光線出力部１５Ｂが設けられている。マニピュレータ２の動作の教示において、光線出力部１５Ａから出力された光線Ｌ２及び光線出力部１５Ｂから出力された光線Ｌ３は、複数のマーク７（７Ａ，７Ｂ）を有する教示用ワーク８に向けられる。図７に示す教示用ワーク８の一例では、教示用ワーク８はリング形状であり、教示用ワーク８にマーク７Ａ，７Ｂが設けられている。マーク７Ａ，７Ｂは、教示用ワーク８における光線Ｌ２，Ｌ３が照射される面に設けられている。

【0063】

教示用ワーク８における光線Ｌ２，Ｌ３が照射される面の外周部分にマーク７Ａ，７Ｂを設けてもよい。図７に示す教示用ワーク８の一例では、マーク７Ａとマーク７Ｂとが対向するようにして、リング形状の教示用ワーク８の外周部分にマーク７Ａ，７Ｂが設けられている。光線出力部１５Ａ，１５Ｂから出力された光線Ｌ２，Ｌ３が教示用ワーク８に向けられた状態で、マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の動作を制御する。マニピュレータ２の動作の教示において、入力部４にマニピュレータ２の操作に関する操作入力が入力された場合、マニピュレータ制御部３は、入力部４に入力された操作入力に基づいて、マニピュレータ２の動作を制御する。

【0064】

図７を参照して、把持具２６Ａ，２６Ｂの位置確認方法について説明する。ここでは、リング形状の教示用ワーク８の内側に把持具２６Ａ，２６Ｂを挿し込み、把持具２６Ａ，２６Ｂの少なくとも一方をスライド移動して、把持具２６Ａ，２６が教示用ワーク８を把持する方式を用いる。教示用ワーク８の上方にエンドエフェクタ２３を移動して、光線出力部１５Ａ，１５Ｂから光線Ｌ２，Ｌ３を出力する。作業者は、光線出力部１５Ａ，１５Ｂから出力された光線Ｌ２，Ｌ３の各位置を参照することで、把持具２６Ａ，２６Ｂが教示用ワーク８を把持する際に教示用ワーク８の内側に把持具２６Ａ，２６Ｂが位置するかを確認することができる。すなわち、作業者は、教示用ワーク８の内側に挿し込まれる把持具２６Ａ，２６Ｂの位置を視認することができる。図７に示す把持具２６Ａ，２６Ｂの位置確認方法は、図６に示すエンドエフェクタ２３を用いる場合にも適用することができる。

【0065】

光線出力部１５Ａから出力される光線Ｌ２の色と光線出力部１５Ｂから出力される光線Ｌ３の色とが異なってもよい。すなわち、光線出力部１５Ａの発光色と光線出力部１５Ａの発光色とが異なるように、光線出力部１５Ａ，１５Ｂの光線の出力設定を変更してもよい。例えば、光線出力部１５Ａ及び把持具２６Ａをエンドエフェクタ２３に固定し、光線出力部１５Ｂ及び把持具２６Ｂをスライダ移動可能とする場合、光線出力部１５Ａから赤色の光線Ｌ２を出力し、光線出力部１５Ｂから緑色の光線Ｌ３を出力してもよい。

【0066】

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、エンドエフェクタ２３の拡大図である。把持具２６Ａの側面に光線出力部１５Ａ，１５Ｃが設けられ、把持具２６Ｂの側面に光線出力部１５Ｂ，１５Ｄが設けられている。光線出力部１５Ａ，１５Ｃは、把持具２６Ａの同じ側面に設けられている。光線出力部１５Ｂ，１５Ｄは、把持具２６Ｂの同じ側面に設けられている。光線出力部１５Ａ，１５Ｃが設けられた把持具２６Ａの側面は、把持具２６Ａの長手方向に沿って延在している。光線出力部１５Ｂ，１５Ｄが設けられた把持具２６Ｂの側面は、把持具２６Ｂの長手方向に沿って延在している。把持具２６Ａの外側面に光線出力部１５Ａ，１５Ｃを設けてもよいし、把持具２６Ａの内側面に光線出力部１５Ａ，１５Ｃを設けてもよい。把持具２６Ｂの外側面に光線出力部１５Ｂ，１５Ｄを設けてもよいし、把持具２６Ｂの内側面に光線出力部１５Ｂ，１５Ｄを設けてもよい。

【0067】

マニピュレータ２の動作の教示において、光線出力部１５Ａから出力された光線Ｌ２、光線出力部１５Ｂから出力された光線Ｌ３、光線出力部１５Ｃから出力された光線Ｌ４及び光線出力部１５Ｄから出力された光線Ｌ５は、教示用ワーク８に向けられる。把持具２６Ａの奥行が長い場合、把持具２６Ａの同じ側面に２つの光線出力部１５（１５Ａ，１５Ｃ）を設けるようにしてもよい。把持具２６Ｂの奥行が長い場合、把持具２６Ｂの同じ側面に２つの光線出力部１５（１５Ｂ，１５Ｄ）を設けるようにしてもよい。作業者は、光線出力部１５Ａ～１５Ｄから出力された光線Ｌ２～Ｌ５の各位置を参照することで、教示用ワーク８の把持位置を把握することができる。

【0068】

光線Ｌ２，Ｌ４の色と、光線Ｌ３，Ｌ５の色とが異なってもよい。すなわち、光線出力部１５Ａの発光色と光線出力部１５Ｂの発光色とが異なるように、光線出力部１５Ａ，１５Ｂの光線の出力設定を変更してもよい。例えば、光線出力部１５Ａ，１５Ｃ及び把持具２６Ａをエンドエフェクタ２３に固定し、光線出力部１５Ｂ，１５Ｄ及び把持具２６Ｂをスライダ移動可能とする場合、光線出力部１５Ａ，１５Ｃから赤色の光線Ｌ２，Ｌ４を出力し、光線出力部１５Ｂ，１５Ｄから緑色の光線Ｌ３，Ｌ５を出力してもよい。また、光線Ｌ２～Ｌ５の各色がそれぞれ異なってもよい。

【0069】

エンドエフェクタ２３に把持具２６Ａ，２６Ｂを設けることに替えて、エンドエフェクタ２３に吹付塗装装置、塗布装置、ドリル、ネジ締め装置、液体を注ぐ装置、溶接装置などを設けてもよい。

【0070】

＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。第３実施形態において、第１，第２実施形態と同一の構成要素については、第１，第２実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。図９は、第３実施形態に係る制御システム１の構成図である。第１～第３実施形態に係る制御システム１を適宜組み合わせてもよい。制御システム１は、マニピュレータ２と、マニピュレータ制御部３と、入力部４と、光線出力部５と、発光制御部６と、撮像装置９とを備える。

【0071】

撮像装置９は、教示用ワーク８を撮像して撮像画像を生成するカメラである。撮像装置９は、所定のフレームレートで教示用ワーク８を撮像し、逐次、画像データを生成する。撮像装置９が生成した画像データは、マニピュレータ制御部３に送られる。撮像装置９は、例えば、レンズ等の光学系と、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor
）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子とを有する。図９では、撮像装置９
は、マニピュレータ２に設けられている。アーム２２に撮像装置９を設けてもよいし、エンドエフェクタ２３に撮像装置９を設けてもよい。また、撮像装置９をマニピュレータ２と分離して配置してもよい。

【0072】

発光制御部６は、光線出力部５の光線Ｌ１の出力の開始及び停止を制御する。発光制御
部６は、発光指示受付部６１と、発光指示部６２と、発光選択部６３とを有する。発光選択部６３は、発光指示部６２から光線出力部５に対する発光指示のタイミングを制御する。マニピュレータ制御部３から発光制御部６及び撮像装置９に撮像トリガー信号（撮像制御信号）が送られる。撮像装置９は、マニピュレータ制御部３から送信される撮像トリガー信号に応じて、画像データを生成する。発光選択部６３は、発光指示部６２から光線出力部５に対する発光指示のタイミングが撮像トリガー信号の隔回と同期するように発光指示部６２を制御する。光線出力部５は、発光指示部６２からの発光指示のタイミングに応じて、光線Ｌ１を間欠的に出力する。このように、光線出力部５は、撮像トリガー信号の隔回と同期して光線Ｌ１を間欠的に出力する。したがって、教示用ワーク８に光線Ｌ１が間欠的に照射される。

【0073】

撮像装置９は、教示用ワーク８に光線Ｌ１が照射された状態の教示用ワーク８の画像データ（第１画像データ）と、教示用ワーク８に光線Ｌ１が照射されていない状態の教示用ワーク８の画像データ（第２画像データ）とを生成する。マニピュレータ制御部３は、第１画像データ及び第２画像データを撮像装置９から取得する。マニピュレータ制御部３は、第１画像データ及び第２画像データを比較する。マニピュレータ制御部３は、第１画像データ及び第２画像データに基づいて、第１画像データと第２画像データとの差分データを生成する。マニピュレータ制御部３は、第１画像データと第２画像データとの差分データに基づいて、光線Ｌ１の照射位置を検出する。

【0074】

図１０（Ａ）～図１０（Ｃ）は、画像データの一例を示す図である。図１０（Ａ）には、教示用ワーク８に光線Ｌ１が照射された状態の教示用ワーク８の画像データ（第１画像データ）が示されている。図１０（Ｂ）には、教示用ワーク８に光線Ｌ１が照射されていない状態の教示用ワーク８の画像データ（第２画像データ）が示されている。図１０（Ｃ）には、第１画像データと第２画像データとの差分データが示されている。図１０（Ａ）及び図１０（Ｃ）では、光線Ｌ１の照射位置を符号Ｐ１で示している。

【0075】

マニピュレータ制御部３は、第１画像データと第２画像データとの差分データ（以下、単に「差分データ」と表記する）を用いて、エンドエフェクタ２３の交換の成否判定を行ってもよい。マニピュレータ制御部３は、エンドエフェクタ２３の交換前に生成した差分データと、エンドエフェクタ２３の交換後に生成した差分データとに基づいて、光線Ｌ１の照射位置のズレが発生しているか否かを判定する。マニピュレータ制御部３は、光線Ｌ１の照射位置のズレが発生していない場合、エンドエフェクタ２３の交換が成功したと判定する。マニピュレータ制御部３は、光線Ｌ１の照射位置のズレが発生している場合、エンドエフェクタ２３の交換が失敗したと判定する。また、マニピュレータ制御部３は、差分データを用いて、光線出力部５の交換の成否判定を行ってもよい。

【0076】

マニピュレータ制御部３は、差分データを用いて、光線出力部５の故障（出力不良）の検出を行ってもよい。マニピュレータ制御部３は、一定の間隔で差分データを生成する。マニピュレータ制御部３は、差分データから光線Ｌ１の照射位置が検知できない場合、光線出力部５に故障が発生した又は光線出力部５の光線Ｌ１の出力不良が発生したと判定する。マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の動作の教示中の所定のタイミングで差分データを生成してもよいし、マニピュレータ２の動作の教示前や教示後の所定のタイミングで差分データを生成してもよい。

【0077】

マニピュレータ制御部３は、差分データを用いて、エンドエフェクタ２３の位置ズレの検出を行ってもよい。第１のタイミングで生成した差分データと、第２のタイミングで生成した差分データとに基づいて、光線Ｌ１の照射位置のズレが発生しているか否かを判定する。第１のタイミングと第２のタイミングとは異なるタイミングである。マニピュレータ制御部３は、光線Ｌ１の照射位置のズレが発生している場合、エンドエフェクタ２３の
位置ズレが発生したと判定する。マニピュレータ制御部３は、差分データを用いて、光線出力部５の位置ズレの検出を行ってもよい。

【0078】

＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。第４実施形態において、第１～第３実施形態と同一の構成要素については、第１～第３実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。第１～第４実施形態に係る制御システム１を適宜組み合わせてもよい。図１１は、第４実施形態に係る制御システム１の構成図である。制御システム１は、マニピュレータ２と、マニピュレータ制御部３と、入力部４と、光線出力部５と、発光制御部６と、計測装置１０とを備える。

【0079】

エンドエフェクタ２３にセンサ３１が設けられ、教示用ワーク８にセンサ３２が設けられている。エンドエフェクタ２３の外装面にセンサ３１を配置してもよいし、エンドエフェクタ２３の内部にセンサ３１を配置してもよい。教示用ワーク８の外装面にセンサ３２を配置してもよいし、教示用ワーク８の内部にセンサ３２を配置してもよい。センサ３１，３２は、例えば、加速度センサ、傾斜センサ又は地磁気センサである。センサ３１，３２は、加速度センサ、傾斜センサ及び地磁気センサの何れか２つ以上を有するセンサユニットであってもよい。

【0080】

計測装置１０は、センサ３１，３２によって計測された計測データを取得する。有線又は無線により計測装置１０とセンサ３１とを接続してもよい。有線又は無線により計測装置１０とセンサ３２とを接続してもよい。

【0081】

計測装置１０は、処理部１０１及び表示部１０２を有する。処理部１０１は、ＣＰＵ等のプロセッサ、プロセッサが動作するためのプログラムや制御データ等を記憶しているＲＯＭ、プロセッサのワークエリアとして機能するＲＡＭ等で構成されている。表示部１０２は、処理部１０１による演算処理の結果などのデータや情報を表示する。また、表示部１０２は、作業者が操作するためのデバイスを有してもよい。作業者が操作するためのデバイスは、例えば、キーボード、ボタン、タッチパネル等である。

【0082】

処理部１０１は、センサ３１によって計測された計測データに基づいて、エンドエフェクタ２３の姿勢情報を取得し、センサ３２によって計測された計測データに基づいて、教示用ワーク８の姿勢情報を取得する。処理部１０１は、取得部の一例である。

【0083】

センサ３１，３２が、加速度センサ又は傾斜センサである場合、処理部１０１は、センサ３１，３２によって計測された計測データに基づいて、エンドエフェクタ２３の傾き及び教示用ワーク８の傾きを演算する。この場合、エンドエフェクタ２３の姿勢情報は、エンドエフェクタ２３の傾きに関する情報を含み、教示用ワーク８の姿勢情報は、教示用ワーク８の傾きに関する情報を含む。エンドエフェクタ２３の傾きは、エンドエフェクタ２３の鉛直方向に対する傾きであってもよい。教示用ワーク８の傾きは、教示用ワーク８の鉛直方向に対する傾きであってもよい。

【0084】

センサ３１，３２が、地磁気センサである場合、処理部１０１は、センサ３１，３２によって計測された計測データに基づいて、エンドエフェクタ２３の方位角及び教示用ワーク８の方位角を演算する。この場合、エンドエフェクタ２３の姿勢情報は、エンドエフェクタ２３の方位角に関する情報を含み、教示用ワーク８の姿勢情報は、教示用ワーク８の方位角に関する情報を含む。

【0085】

処理部１０１は、エンドエフェクタ２３の姿勢情報及び教示用ワーク８の姿勢情報を表示部１０２に表示する。作業者は、エンドエフェクタ２３の姿勢情報及び教示用ワーク８
の姿勢情報を参照して、マニピュレータ２の動作の教示を行ってもよい。作業者は、光線出力部５から出力された光線Ｌ１の位置と、教示用ワーク８のマーク７の位置と、エンドエフェクタ２３の姿勢情報と、教示用ワーク８の姿勢情報とを参照して、マニピュレータ２を移動することにより、マニピュレータ２の動作の教示をより正確に行うことができる。

【0086】

マニピュレータ制御部３は、計測装置１０からエンドエフェクタ２３の姿勢情報及び教示用ワーク８の姿勢情報を取得してもよい。マニピュレータ制御部３は、エンドエフェクタ２３の姿勢情報及び教示用ワーク８の姿勢情報に基づいて、マニピュレータ２の動作を制御することにより、マニピュレータ２の傾き、姿勢等を調整したり、エンドエフェクタ２３の傾き、姿勢等を調整したりしてもよい。

【0087】

マニピュレータ２の傾き、姿勢等の調整後やエンドエフェクタ２３の傾き、姿勢等の調整後に、作業者は、光線出力部５から出力された光線Ｌ１の位置と、教示用ワーク８のマーク７の位置とを参照して、マニピュレータ２を移動することにより、マニピュレータ２の動作の教示をより正確に行うことができる。なお、マニピュレータ２の傾き、姿勢等の調整やエンドエフェクタ２３の傾き、姿勢等の調整が自動的に行われると、マニピュレータ２やエンドエフェクタ２３が周囲の物体と干渉する可能性がある。そのため、作業者が、マニピュレータ２やエンドエフェクタ２３の動きを静止するための指示をマニピュレータ制御部３に行うことで、マニピュレータ２やエンドエフェクタ２３の動きを静止できるようにしてもよい。

【0088】

＜第５実施形態＞
第５実施形態について説明する。第５実施形態において、第１～第４実施形態と同一の構成要素については、第１～第４実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。第１～第５実施形態に係る制御システム１を適宜組み合わせてもよい。図１２は、第５実施形態に係る制御システム１の構成図である。制御システム１は、マニピュレータ２と、マニピュレータ制御部３と、入力部４と、距離計測装置１１と、計測制御部１２と、表示部１３を備える。

【0089】

距離計測装置１１は、エンドエフェクタ２３に設けられており、距離計測装置１１の先端部分から光線を出力し、距離計測装置１１から対象物までの距離を計測する。距離計測装置１１は、出力部の一例である。距離計測装置１１は、エンドエフェクタ２３の内部に埋め込まれるようにして配置されており、距離計測装置１１の先端部分がエンドエフェクタ２３から露出している。距離計測装置１１から出力される光線は、可視波長のレーザ光線又は赤外波長のレーザ光線であってもよい。図１２では、距離計測装置１１から出力される光線を符号Ｌ６で示す。距離計測装置１１は、レーザ距離計であってもよい。

【0090】

計測制御部１２は、距離計測装置１１の発光を制御し、かつ、距離計測装置１１の距離計測を制御する装置である。計測制御部１２は、ＣＰＵ等のプロセッサ、プロセッサが動作するためのプログラムや制御データ等を記憶しているＲＯＭ、プロセッサのワークエリアとして機能するＲＡＭ等で構成されている。表示部１３は、計測制御部１２による演算処理の結果などのデータや情報を表示する。表示部１３は、距離計測装置１１によって計測された距離計測装置１１から対象物までの距離値を表示する。また、表示部１３は、作業者が操作するためのデバイスを有してもよい。作業者が操作するためのデバイスは、例えば、キーボード、ボタン、タッチパネル等である。

【0091】

計測制御部１２は、計測指示受付部１２１と、計測指示部１２２と、距離値取得部１２３とを有する。計測指示受付部１２１が計測開始の指示を受け付けた場合、計測指示部１２２は距離計測装置１１に距離計測開始の指示信号を出す。距離計測装置１１は、計測指
示部１２２からの距離計測開始の指示信号に応じて、発光を開始し、光線Ｌ６を出力すると共に、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離を計測する。計測指示受付部１２１が距離計測停止の指示を受け付けた場合、計測指示部１２２は距離計測装置１１に距離計測停止の指示信号を出す。距離計測装置１１は、計測指示部１２２からの距離計測停止の指示信号に応じて、発光を停止し、光線Ｌ６の出力を停止すると共に、距離計測を停止する。

【0092】

計測制御部１２及び表示部１３は、エンドエフェクタ２３に設けられてもよい。エンドエフェクタ２３の側面等の把持具２５Ａ，２５Ｂと接触しない位置に計測制御部１２及び表示部１３を設けてもよい。エンドエフェクタ２３の内部に計測制御部１２を配置することで、計測制御部１２とエンドエフェクタ２３とを一体としてもよい。エンドエフェクタ２３の外装面に計測制御部１２を配置してもよい。

【0093】

計測制御部１２をエンドエフェクタ２３と離間した位置に配置してもよい。マニピュレータ２に敷設されたケーブルで計測制御部１２をマニピュレータ２に接続し、有線により距離計測装置１１と計測制御部１２とを接続してもよい。また、無線により距離計測装置１１と計測制御部１２とを接続してもよい。表示部１３をエンドエフェクタ２３と離間した位置に配置してもよい。有線又は無線により計測制御部１２と表示部１３とを接続してもよい。

【0094】

計測指示受付部１２１に対する計測開始及び計測終了の指示は、作業者によるスイッチ操作、マニピュレータ制御部３又は他の機器からの制御信号の入力等であってもよい。作業者がマニピュレータ２に接続されたスイッチを操作することで、計測指示受付部１２１に計測開始及び計測終了の指示を行ってもよい。スイッチは、押下ボタンであってもよいし、足踏みペダルであってもよい。作業者の音声入力により、計測指示受付部１２１に計測開始及び計測終了の指示を行ってもよい。

【0095】

距離計測装置１１は、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離を計測して、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値（距離データ）を出力する。距離値取得部１２３は、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値を距離計測装置１１から取得する。表示部１３は、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値を表示する。

【0096】

マニピュレータ２の動作の教示において、距離計測装置１１から出力される光線Ｌ６は、教示用ワーク８に向けられる。距離計測装置１１から出力された光線Ｌ６が教示用ワーク８に向けられた状態で、マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の動作を制御する。マニピュレータ２の動作の教示において、入力部４にマニピュレータ２の操作に関する操作入力が入力された場合、マニピュレータ制御部３は、入力部４に入力された操作入力に基づいて、マニピュレータ２の動作を制御する。

【0097】

作業者は、距離計測装置１１から出力された光線Ｌ６の位置と、教示用ワーク８のマーク７の位置と、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値とを参照して、マニピュレータ２を移動することにより、マニピュレータ２の動作の教示を容易に行うことができる。例えば、ワークのＸＸｃｍ上の位置でマニピュレータ２が所定の作業を行う場合のマニピュレータ２の動作の教示において、作業者は、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値を参照することができるため、マニピュレータ２の動作の教示を容易に行うことができる。

【0098】

距離計測装置１１から出力された光線Ｌ６が教示用ワーク８に照射された場合、作業者は、教示用ワーク８に照射された光線Ｌ６の位置を参照することができる。作業者は、教
示用ワーク８に照射された光線Ｌ６の位置を、教示用ワーク８の把持位置の目安とすることができる。

【0099】

距離計測装置１１から出力される光線Ｌ６の光軸とエンドエフェクタ２３の中心軸ＣＬ１とが一致するように、エンドエフェクタ２３に対して距離計測装置１１を配置してもよい。距離計測装置１１から出力された光線Ｌ６が教示用ワーク８のマーク７に照射されるように、マニピュレータ２を移動することで、エンドエフェクタ２３の中心軸ＣＬ１と教示用ワーク８のマーク７とが所定方向で重畳する。

【0100】

距離計測装置１１が赤外波長のレーザ光線を出力する場合、赤外波長に対応する感光性物質を有する塗布部を教示用ワーク８に設ける。すなわち、距離計測装置１１から出力される赤外波長のレーザ光線によって感光する感光性部材を教示用ワーク８に設ける。教示用ワーク８に設けられた感光性部材に赤外波長のレーザ光線が照射されると、感光性部材における赤外波長のレーザ光線が照射された部分のみが可視化される。赤外波長のレーザ光線は不可視のため、距離計測装置１１からレーザ光線が出力された状態が続いても、作業者や他の周囲の人にストレスを与えることが無い。

【0101】

距離計測装置１１は、ＬＥＤ等の拡散光源を用いて、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離を計測してもよい。また、距離計測装置１１は、マイクロ波、ミリ波等を教示用ワーク８に照射することにより、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離を計測してもよい。これらの場合、光線出力部５をエンドエフェクタ２３に設けて、光線出力部５から出力される光線Ｌ１を教示用ワーク８に向けるようにしてもよい。計測制御部１２が、光線出力部５の発光を制御してもよい。また、図１２に示す制御システム１が、発光制御部６を有し、発光制御部６が、光線出力部５の発光を制御してもよい。

【0102】

図１３は、第５実施形態における処理の流れを示すシーケンス図である。図１３を参照して、第５実施形態における処理の流れを説明する。例えば、マニピュレータ２の位置決めが必要となる場合に、図１３に示す処理が行われる。作業者が、計測開始操作を行い（Ｓ２１）、計測指示受付部１２１が、計測開始の指示を受け付ける（Ｓ２２）。例えば、作業者がマニピュレータ２に接続されたスイッチを操作したり、作業者が音声入力を行ったりすることで、計測指示受付部１２１に計測開始の指示を行う。また、作業者が、マニピュレータ２の操作を開始した場合、マニピュレータ制御部３又は他の機器が計測指示受付部１２１に計測開始の指示を行ってもよい。

【0103】

距離計測装置１１は、計測指示部１２２から計測開始の指示信号を受け取ることにより、発光を開始して、光線Ｌ６を出力すると共に、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離を計測する（Ｓ２３）。作業者は、距離計測装置１１から出力された光線Ｌ６の位置及び教示用ワーク８のマーク７の位置を用いてマニピュレータ２の動作の教示を行う（Ｓ２４）。マニピュレータ２の動作の教示においてマニピュレータ２の位置決めが行われる。マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の位置決めが行われたときのマニピュレータ２の位置座標を生成してマニピュレータ２に記憶する。マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の位置座標を外部記憶装置に記憶してもよい。

【0104】

距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値が重要な教示作業に到達する（Ｓ２５）。距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値が重要な教示作業として、例えば、吹付塗装、塗布、液体を注ぐ調理、溶接等が挙げられる。作業者は、距離計測装置１１から出力された光線Ｌ６の位置、教示用ワーク８のマーク７の位置及び距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値を用いてマニピュレータ２の動作の教示を行う（Ｓ２６）。

【0105】

マニピュレータ２の動作の教示の一例について説明する。作業者は、距離計測装置１１から出力された光線Ｌ６の位置及び教示用ワーク８のマーク７の位置を参照して、マニピュレータ２を移動する。例えば、作業者は、距離計測装置１１から出力された光線Ｌ６が教示用ワーク８のマーク７に照射されるように、マニピュレータ２を移動する。次に、作業者は、表示部１３に表示された距離値を参照しながら、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値が所望の値（例えば、距離値Ｄ）となるように、マニピュレータ２を移動して、マニピュレータ２の位置決めを行う。すなわち、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値が所望の値となるような位置にマニピュレータ２を移動して、マニピュレータ２の位置決めを行う。作業者は、表示部１３に表示された距離値を参照して、マニピュレータ２の位置決めを行うことができるため、教示用ワーク８とエンドエフェクタ２３との間の距離を定規などで実測する必要がない。マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の位置決めが行われたときのマニピュレータ２の位置座標を生成してマニピュレータ２に記憶する。マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の位置座標を外部記憶装置に記憶してもよい。

【0106】

マニピュレータ２の位置決めが必要な教示が完了した場合、作業者は、マニピュレータ２の動作の教示を終了する（Ｓ２７）。作業者が、計測停止操作を行い（Ｓ２８）、計測指示受付部１２１が、計測終了の指示を受け付ける（Ｓ２９）。例えば、作業者がマニピュレータ２に接続されたスイッチを操作したり、作業者が音声入力を行ったりすることで、計測指示受付部１２１に計測停止の指示を行う。また、作業者が、マニピュレータ２の操作を終了した場合、マニピュレータ制御部３又は他の機器が計測指示受付部１２１に計測停止の指示を行ってもよい。

【0107】

距離計測装置１１は、計測指示部１２２から計測停止の指示信号を受け取ることにより、発光を停止すると共に光線Ｌ６の出力を停止し、距離計測を終了する（Ｓ３０）。上記では、マニピュレータ２の動作の教示が行われる前に、距離計測装置１１からの光線Ｌ６の出力及び距離計測が開始され、マニピュレータ２の動作の教示の終了後に、距離計測装置１１からの光線Ｌ６の出力及び距離計測が終了する一例を示している。この例に限定されず、距離計測装置１１から光線Ｌ６が常時出力されるようにしてもよいし、距離計測装置１１が距離計測を常時行ってもよい。

【0108】

＜変形例＞
第５実施形態の変形例について説明する。例えば、ワークの重心がワークの下部分にある場合、把持具２５Ａ，２５Ｂによりワークの下部分を把持する。そのため、マニピュレータ２の動作の教示においても、把持具２５Ａ，２５Ｂにより教示用ワーク８の下部分を把持することになる。この場合、作業者は、表示部１３に表示された距離値に対して教示用ワーク８の上面から下部分までの距離値を加算して、表示部１３に表示された距離値を修正する。そして、修正後の距離値を参照して、マニピュレータ２の位置決めを行うことになる。第５実施形態の変形例では、表示部１３に表示された距離値の修正を行わずに、マニピュレータ２の位置決めを行う手法について説明する。

【0109】

図１４は、第５実施形態の変形例に係る制御システム１の構成図である。制御システム１は、マニピュレータ２と、マニピュレータ制御部３と、入力部４と、距離計測装置１１と、計測制御部１２と、表示部１３を備える。第５実施形態の変形例に係る制御システム１では、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値が、距離値取得部１２３からマニピュレータ制御部３に送られる。図１４では、マニピュレータ２によって所定の作業（処理）が行われるワークの上部分を点線で示しており、教示用ワーク８の高さが、ワークの高さよりも低く設定されている。このように、教示用ワーク８の高さは、ワークの高さと異なる。図１４に示す例では、教示用ワーク８の高さが、ワークの半分の高さであるが、この例に限定されず、教示用ワーク８の高さを、ワークの１／４の高さに設定しても
よいし、ワークの３／４の高さに設定してもよい。

【0110】

教示用ワーク８の高さが、ワークの高さよりも低く設定されているため、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値は、距離計測装置１１からワークまでの距離値よりも大きい。距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値は、距離計測装置１１からワークまでの距離値にワークの上面から下部分までの距離値を加算した値である。このように、教示用ワーク８の高さをワークの高さよりも低く設定することで、作業者は、表示部１３に表示された距離値の修正を行わずに、マニピュレータ２の位置決めを行うことが可能であり、マニピュレータ２の動作の教示を容易に行うことができる。

【0111】

また、把持具２５Ａ，２５Ｂにより教示用ワーク８の上部分を把持する場合には、教示用ワーク８の高さをワークの高さよりも高く設定してもよい。教示用ワーク８の高さをワークの高さよりも高く設定することで、作業者は、表示部１３に表示された距離値の修正を行わずに、マニピュレータ２の位置決めを行うことが可能であり、マニピュレータ２の動作の教示を容易に行うことができる。

【0112】

図１５は、第５実施形態の変形例における処理の流れを示すシーケンス図である。図１５を参照して、第５実施形態の変形例における処理の流れを説明する。例えば、マニピュレータ２の位置決めが必要となる場合に、図１５に示す処理が行われる。図１５に示すシーケンス図のＳ３１～Ｓ３５の処理では、図１３に示すシーケンス図のＳ２１～Ｓ２５の処理と同様の処理が行われるので、その説明を省略する。

【0113】

作業者は、距離計測装置１１から出力された光線Ｌ６の位置及び教示用ワーク８のマーク７の位置を用いてマニピュレータ２の位置決めを行う（Ｓ３６）。作業者は、距離計測装置１１から出力された光線Ｌ６の位置及び教示用ワーク８のマーク７の位置を参照して、マニピュレータ２を移動する。例えば、教示用ワーク８の上方にエンドエフェクタ２３が位置し、かつ、教示用ワーク８の把持位置と把持具２５Ａ，２５Ｂの中心軸の位置とが所定方向で重畳するように、マニピュレータ２を移動してマニピュレータ２の位置決めを行ってもよい。例えば、教示用ワーク８の上方にエンドエフェクタ２３が位置し、かつ、距離計測装置１１から出力された光線Ｌ６が教示用ワーク８のマーク７に照射されるように、マニピュレータ２を移動してマニピュレータ２の位置決めを行ってもよい。マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の位置決めが行われたときのマニピュレータ２の位置座標を生成してマニピュレータ２に記憶する。マニピュレータ制御部３は、マニピュレータ２の位置座標を外部記憶装置に記憶してもよい。

【0114】

作業者は、入力部４を用いて、マニピュレータ制御部３に位置取得信号を送ると共に、マニピュレータ２の位置決めを確定する（Ｓ３７）。マニピュレータ制御部３は、位置取得信号を受け付ける（Ｓ３８）。マニピュレータ制御部３は、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値を、距離値取得部１２３から取得する。

【0115】

マニピュレータ制御部３は、Ｓ３６で生成されたマニピュレータ２の位置座標と、距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値とに基づいて、マニピュレータ２の位置座標を新たに生成する（Ｓ３９）。新たに生成されたマニピュレータ２の位置座標は、Ｓ３６で生成されたマニピュレータ２の位置座標に対して距離計測装置１１から教示用ワーク８までの距離値に関するデータが追加された位置座標である。マニピュレータ制御部３は、新たに生成されたマニピュレータ２の位置座標をマニピュレータ２に記憶する。マニピュレータ制御部３は、新たに生成されたマニピュレータ２の位置座標を外部記憶装置に記憶してもよい。

【0116】

上記で説明した各処理は、コンピュータが実行する方法として捉えてもよい。また、上
記で説明した各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを、ネットワークを通じて、又は、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体等からコンピュータに提供してもよい。

【0117】

＜付記＞
エンドエフェクタ（２３）を有するマニピュレータ（２）と、
前記マニピュレータ（２）の動作を制御する制御部（３）と、
前記エンドエフェクタ（２３）に設けられ、光線（Ｌ１～Ｌ６）を出力する出力部（５，１１，１５Ａ，１５Ｂ）と
を備え、
前記マニピュレータ（２）の動作の教示において、前記出力部（５，１１，１５Ａ，１５Ｂ）から出力された前記光線（Ｌ１～Ｌ６）がマーク（７）を有する対象物（８）に向けられた状態で、前記制御部（３）が前記マニピュレータ（２）の動作を制御する、
制御システム（１）。

【符号の説明】

【0118】

１：制御システム
２：マニピュレータ
３：マニピュレータ制御部
４：入力部
５，１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ：光線出力部
６：発光制御部
７，７Ａ，７Ｂ：マーク
８：教示用ワーク
９：撮像装置
１１：距離計測装置
１２：計測制御部
１３，１０２：表示部
２３：エンドエフェクタ
３１，３２：センサ

【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】