JP2011036965A - ロボットの操作方法及びロボット操作用デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】ワークをツールでグリップしたロボットを、操作者がワークを直接動かすのと同じ感覚で操作すること。
【解決手段】ロボットのグリッパ１７でグリップしたワーク２１の対向する２面に、着脱ユニット６３の吸着盤６３ａを用いてロボット操作用デバイス６０のベース６１をそれぞれ固着する。ベース６１に力覚センサ６５を介して取り付けられた各ロボット操作用デバイス６０の操作ハンドル６７を両手で把持した操作者が、ワーク２１を動かす操作力を各操作ハンドル６７にそれぞれ加える。各操作力を方向別に力覚センサ６５で検出してその検出信号をロボットの制御装置に出力し、制御装置は検出信号に基づいてロボットを動作させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワークをツールでグリップするロボットの操作方法と、そのロボットの操作に用いるロボット操作用デバイスに関するものである。

例えば、車両の製造ライン等においては、作業員が一人では運べないほど大きく重たいワークを取り扱うことが多い。そのような作業の省力化を図るために、従来から以下のような方法や装置の研究開発が進められている。

第１は、非特許文献１に見られるような、クレーンやパワーアシスト、リフトアシストといった装置の利用である。つまり、ワークの重力方向の荷重の大半を装置に負担させて、作業員が負担するワークの荷重を軽くするというものである。この場合、作業員は装置を自力で押したり引いたりして動かしながら、ワークを所望の姿勢や位置に動かすことになる。

第２は、ワークの姿勢や位置をセンサで計測できるロボット装置による作業工程の全自動化である。この場合、作業員はワークの取り扱い作業から完全に解放される。

第３は、作業員によって操作可能なロボットやアクチュエータを有するハンドガイド装置やパワーアシスト装置の利用である。この場合は、装置によってワークの重力方向の荷重が負担されるだけでなく、ワークの姿勢や位置合わせがロボットやアクチュエータによって行われる。したがって、作業員は単にロボットやアクチュエータの操作を行えば良いことになる。そのような装置は、例えば、特許文献１〜３や非特許文献２に記載されている。

特許第３８７２３８７号公報 特開２００８−１９４７５８号公報 特開２００８−２１３１１９号公報

アイコクアルファ株式会社ホームページＲＨ事業部（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｉｋｏｋｕ．ｃｏ．ｊｐ／ｒｈ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ） ＪＩＳ Ｂ ８４３３：２００７

上述した第１の方式では、ワークの重力方向の荷重が装置によって負担されても、それ以外の方向については、作業員が自力で装置を動かした際に、ワークの荷重に応じた慣性力が装置に働いてそれが作業員に反力となって返ってくる。したがって、作業員がワークを所望の姿勢や位置に動かそうとしても、意図した姿勢や位置でワークを正確に止めることは難しい。そのため、ワークを所望の姿勢や位置に合わせづらいという問題がある。

次に、上述した第２の方式では、ワークの形状が複雑でその姿勢や位置をセンサで正確に計測できない場合があったり、計測失敗により装置が停止することで装置の稼働率が下がるという問題がある。また、この種の計測を行うために高度かつ高価なセンサが必要であったり、センサを配置するスペースがなくワークの姿勢や位置をそもそもセンサで計測できない場合がある。したがって、ロボット装置による作業工程の全自動化が必ずしも実現できるとは限らない。

また、全自動化が実現できた場合であっても、ワークの姿勢や位置の計測精度が十分でないと、実際の姿勢や位置からずれた姿勢や位置のワークにロボット装置がアプローチする可能性がある。実際にそのような事象が起こると、ロボット装置が動作エラーにより短時間停止する「チョコ停」の発生が増えて、ロボット装置の稼働率が下がってしまう。

その点、上述した第３の方式は、第１及び第２の各方式に比べて有利である。つまり、第１の方式のように作業員が装置を自力で動かす訳ではないから、ワークから装置に作用する慣性力が作業員に返ってくることもない。したがって、ロボットやアクチュエータを操作する作業員にとってワークを所望の姿勢や位置に合わせるのは容易になる。

また、作業員がワークの姿勢や位置を自ら判断してロボットやアクチュエータを操作することから、ワークの姿勢や位置を誤って認識することに起因する「チョコ停」のようなトラブルは、センサによりワークの姿勢や位置を計測してロボット装置を全自動で動かす場合よりも、発生しにくくなる。

但し、ロボットやアクチュエータの操作部は、ロボットやアクチュエータの可動先端部に取り付けられるのが通常で、その操作デバイスはジョイスティック等の操作レバーであることが多い。したがって、ロボットやアクチュエータを動かすために作業員が行う操作レバーの操作感覚が、作業員がワークを自分で所望の姿勢や位置に動かす感覚と異なる。

この感覚の違いを乗り越えるために作業員は、ロボットやアクチュエータの操作の習熟に多大の時間と労力をかける必要がある。また、習熟した作業員にとっても、ワークを思い通りに所望の姿勢や位置へ精度良く動かすには、繊細で難しい操作を行わなければならず、その負担は決して軽いものではない。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ワークをツールでグリップしたロボットを、操作者（作業員）がワークを直接動かすのと同じ感覚で操作することができるロボットの操作方法と、この方法を実施する際に用いて好適なロボット操作用デバイスとを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明のロボットの操作方法は、
ワークをツールでグリップするロボットを操作する方法であって、
前記ツール又は該ツールにグリップされたワークに操作者が加える操作力の方向及び大きさを、前記操作者から前記ツール又は前記グリップされたワークへの前記操作力の伝達経路上に配置したセンサを用いて検出し、
前記検出した操作力の大きさに応じた力で、前記検出した操作力の方向に、前記ツール及び前記グリップされたワークを移動させるための前記ロボットの操作内容を、前記検出した操作力の方向及び大きさに基づいて決定し、
前記決定した操作内容で前記ロボットの動作を制御する、
ことを特徴とする。

請求項１に記載した本発明のロボットの操作方法によれば、操作者がツール又はツールにグリップされたワークに操作力を加えると、その操作力の方向及び大きさがセンサによって検出される。そして、検出された操作力の方向と大きさに応じて決定された操作内容でロボットの動作が制御されて、ツール及びツールにグリップされたワークが、操作者の操作力の方向に操作力の大きさに応じた力で移動される。つまり、操作者による操作部の操作に倣ってツール及びツールにグリップされたワークが移動する。したがって、ロボットはハンドガイド式の動作を行うことになる。

このため、ロボットのツールやそのツールにグリップされたワークを動かすための操作者の操作感覚を、ワークを操作者が所望の姿勢や位置に動かす際の操作感覚と一致させて、これにより、ワークの慣性力の影響を受けずに操作者が容易な操作でワークを所望の姿勢や位置に精度良く動かせるようにすることができる。

また、上記目的を達成するため、請求項２に記載した本発明のロボット操作用デバイスは、
ワークをツールでグリップするロボットを操作するのに用いられるロボット操作用デバイスであって、
前記ツール又は前記ワークに対する固着及び離脱が可能な着脱部と、
前記着脱部に連なり前記ロボットの操作者によって操作される操作部と、
前記ツール又は該ツールにグリップされたワークに対して前記着脱部が固着された状態で、該着脱部を介して前記操作部から前記ツール又は前記グリップされたワークに伝達される、前記操作者による前記操作部の操作力の方向及び大きさを検出する操作力センサと、
前記操作力センサが検出した前記操作力の方向及び大きさを示す検出信号を、前記ロボットの前記ツールの動作内容を示す指令信号として該ロボットの制御装置に出力する信号出力部と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載した本発明のロボット操作用デバイスによれば、ツール又はツールでグリップされたワークに着脱部を固着すると、装着部に連なる操作部を操作者が操作した際の操作力がツール又はワークに伝わる際に、その操作力の方向及び大きさが操作力センサで検出される。そして、検出された操作力の方向及び大きさを示す検出信号が、ロボットのツールの動作内容を示す指令信号としてロボットの制御装置に出力される。

したがって、指令信号が入力されたロボットの制御装置では、その指令信号が示す操作者のツール又はツールにグリップされたワークに対する操作力の方向に、その操作力の大きさに応じた力で、ロボットのツールを動作させる制御を行うことになる。このため、操作者による操作部の操作に倣ってツール及びツールにグリップされたワークが移動される。つまり、ロボットはハンドガイド式の動作を行うことになる。

よって、ロボットのツールやそのツールにグリップされたワークを動かすための操作者の操作感覚を、ワークを操作者が所望の姿勢や位置に動かす際の操作感覚と一致させて、これにより、ワークの慣性力の影響を受けずに操作者が容易な操作でワークを所望の姿勢や位置に精度良く動かせるようにすることができる。

さらに、請求項３に記載した本発明のロボット操作用デバイスは、請求項２に記載した本発明のロボット操作用デバイスにおいて、前記着脱部の固着対象への固着を検出する固着センサをさらに備えており、前記信号出力部は、前記固着センサが前記着脱部の固着対象への固着を検出している間、前記検出信号の前記制御装置に対する出力を行うことを特徴とする。

請求項３に記載した本発明のロボット操作用デバイスによれば、請求項２に記載した本発明のロボット操作用デバイスにおいて、ロボットのツールやツールにグリップされたワークといった固着対象に、着脱部が固着されていることを、固着センサが検出していない間は、操作力センサが操作力の方向及び大きさを検出しても、それに伴う検出信号の制御装置への出力は行われない。

そのため、着脱部がツール又はツールにグリップされたワークに対して正しく固着されておらず、操作部に操作者が加えた操作力が着脱部を介してツールやワークに、操作者の意図通りに伝達されない状態で、操作力センサが検出した力の方向及び大きさに応じてロボットのツールが制御装置によって動作制御されてしまうのを、防止することができる。

さらに、操作者によるハンドガイド装置の操作中に、ツール又はツールにグリップされたワークから着脱部が外れてしまって、固着センサが着脱部の固着対象に対する固着を検出しなくなった場合には、操作力センサの検出信号を制御装置に出力しなくすることにより、制御装置の制御によるロボットの動作を停止させることができる。

また、請求項４に記載した本発明のロボット操作用デバイスは、請求項２又は３に記載した本発明のロボット操作用デバイスにおいて、前記操作者の左右の手にそれぞれ対応する２組で構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載した本発明のロボット操作用デバイスによれば、請求項２又は３に記載した本発明のロボット操作用デバイスにおいて、左手用と右手用の２つのロボット操作用デバイスの着脱部を、ロボットのツール又はツールにグリップされたワークにそれぞれ固着する。そして、それぞれのロボット操作用デバイスの操作部を操作者が左右の手でそれぞれ操作する。したがって、着脱部を固着した固着対象（ツール又はツールにグリップされたワーク）には、操作者の左手による操作力と右手による操作力との合力が、各ロボット操作用デバイスを介して加わることになる。

これにより、操作者の両手による各操作部の操作に倣ってツール及びツールにグリップされたワークが移動される。つまり、ロボットが行うハンドガイド式の動作は、操作者の両手の動きに倣ったものとなる。このため、ツール又はツールにグリップされたワークを操作者が両手で動かす動作をしながらロボットの操作を行うことができる。

また、ワークの姿勢変更操作のために行う操作力センサへのモーメント入力を操作者が行いやすくなるように、ツール又はツールにグリップされたワークの両手で操作しやすい箇所に、着脱部を固着することができるので、実際のワークの動きと操作者の操作感覚とをより一層一致させることができる。

本発明のロボットの操作方法及びロボット操作用デバイスによれば、ワークをツールでグリップしたロボットを、操作者がワークを動かすのと同じ感覚で操作することができる。

本発明の一実施形態に係るロボットの操作方法を説明するための説明図である。 図１のロボット操作用デバイスの使用状態を示す概略構成図である。 図１のロボット操作用デバイスの電気的な概略構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態に係るロボットの操作方法を説明するための説明図である。 本発明の他の実施形態に係るロボットの操作方法を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るロボットの操作方法を説明するための説明図である。

図１中引用符号１０で示す本実施形態のロボットは、基台１１上に設置された多関節型アーム１３の先端にフランジ部１５を有している。フランジ部１５にはエンドエフェクタ（ツール）としてのグリッパ１７が取り付けられている。

このように構成された本実施形態のロボット１０においては、多関節型アーム１３に内蔵した不図示のロータリアクチュエータに、適切な制御値を与えることで、基台１１に対して多関節型アーム１３やフランジ部１５、グリッパ１７を適切な姿勢とする。これにより、ロボット１０は、自動動作エリア３０のワーク載置台３１に載置されたワーク２１をグリッパ１７でグリップして、自動動作エリア３０と仕切られたハンドガイドエリア４０のワーク載置台４１の上方に移送する。なお、本実施形態では、ワーク２１は、人力での搬送が困難な重量を有する矩形の金属塊であるものとする。

以上のように自動動作エリア３０からハンドガイドエリア４０にワーク２１を移送するロボット１０の動作は、ロボット１０の動作エリアから隔離して配置されたロボット１０の制御装置１９の制御によって自動的に実行される。この制御の内容は、制御装置１９に予め用意されている自動動作プログラムにおいて規定されている。

ハンドガイドエリア４０のワーク載置台４１の上方にワーク２１を移送した後の、ハンドガイドエリア４０におけるロボット１０の動作は、ハンドガイドエリア４０にいる操作者５０の動作に倣うハンドガイド方式で行われる。ロボット１０をハンドガイド方式で動作させるために、操作者５０が操作するロボット操作用デバイス６０がワーク２１に取り付けて使用される。

ロボット操作用デバイス６０は制御装置１９と有線又は無線（本実施形態では有線）で接続されており、操作者５０によるロボット操作用デバイス６０の操作に応じた信号が制御装置１９に出力される。制御装置１９はこのロボット操作用デバイス６０からの信号に基づいて、ロボット１０をハンドガイド方式で動作させる制御を行う。この制御の内容は、制御装置１９に予め用意されているハンドガイド動作プログラムにおいて規定されている。

次に、ロボット操作用デバイス６０の構成を説明する。図２は図１のロボット操作用デバイスの使用状態を示す概略構成図である。

図２に示すロボット操作用デバイス６０は、ベース６１と、ベース６１をワーク２１に対して固着及び離脱させる着脱ユニット６３（請求項中の着脱部に相当）と、ベース６１に力覚センサ６５（請求項中の操作力センサに相当）を介して取り付けられた操作ハンドル６７（請求項中の操作部に相当）と、信号ケーブル６９とを有している。

着脱ユニット６３は、本実施形態では、ワーク２１の面に吸着可能なサクションカップと呼ばれる公知の真空式の吸着盤６３ａを用いている。しかし、着脱ユニット６３の形式は、コイルの通電により発生する電磁力でワーク２１の面に磁着固定されるものや、ワーク２１の対向する２面を挟持するグリッパ等、真空吸着によるものには限定されない。

力覚センサ６５は、操作ハンドル６７からベース６１を介して着脱ユニット６３の固着先のワーク２１に伝わる操作者５０による操作ハンドル６７の操作力を方向別に検出する。本実施形態では、力覚センサ６５として６軸力覚センサを用いている。この力覚センサ６５は、力覚センサ６５に加わる力３成分（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）とモーメント３成分（θｘ，θｙ，θｚ）をそれぞれ検出して、それぞれに応じた内容の信号を出力する。

操作ハンドル６７は、着脱ユニット６３のオンオフスイッチ６７ａとイネーブルスイッチ６７ｂとを有している。オンオフスイッチ６７ａとイネーブルスイッチ６７ｂはいずれも、押し込むとオン、離すとオフになる。オンオフスイッチ６７ａは、ロボット操作用デバイス６０を対象物（例えば、ワーク２１の面）に対して固着し、又は、固着を解除するためのスイッチである。そのため、本実施形態の場合、オンオフスイッチ６７ａのオンオフ操作は、ロボット操作用デバイス６０を固着する対象のワーク２１の面に吸着盤６３ａを押し当てた状態で行う。

オンオフスイッチ６７ａがオンの間は、ワーク２１の面に吸着盤６３ａが吸着して、着脱ユニット６３によりロボット操作用デバイス６０がワーク２１の面に固着される。オンオフスイッチ６７ａがオフの間は、ワーク２１の面に対する吸着盤６３ａの吸着が解除されて、着脱ユニット６３によるロボット操作用デバイス６０のワーク２１の面に対する固着が解除される。つまり、ロボット操作用デバイス６０がワーク２１の面から外れる。

ワーク２１の面に対する吸着盤６３ａの吸着は、ベース６１に内蔵した後述のソレノイド６３ｂ（図３参照）の動作によって実現される。つまり、オンオフスイッチ６７ａがオンされると、ソレノイド６３ｂによって吸着盤６３ａに、ベース６１側に引き寄せる力が付与される。これにより、ワーク２１の面に押し当てた吸着盤６３ａの内側の空間が密閉減圧されて、ワーク２１の面に吸着盤６３ａが吸着する。

一方、オンされていたオンオフスイッチ６７ａがオフされると、ソレノイド６３ｂによって吸着盤６３ａに付与されていた、ベース６１側に引き寄せる力が付与されなくなる。これにより、ワーク２１の面に押し当てた吸着盤６３ａの内側の密閉空間が開放されて、ワーク２１の面に対する吸着盤６３ａの吸着が解除される。

イネーブルスイッチ６７ｂのオンオフ操作は、着脱ユニット６３によってロボット操作用デバイス６０がワーク２１の面に固着されている状態で行う。イネーブルスイッチ６７ｂがオンの間は、力覚センサ６５で検出した操作者５０の操作力の方向及び大きさを示す検出信号が、信号ケーブル６９から制御装置１９に出力される。

次に、ロボット操作用デバイス６０の電気的な構成を説明する。図３は図１のロボット操作用デバイスの電気的な概略構成を示すブロック図である。

ロボット操作用デバイス６０の主な電気的構成は、ベース６１内に収容されている。詳しくは、図３に示すように、着脱ユニット６３のソレノイド６３ｂの他、オンオフスイッチ６７ａのオンオフ状態に応じてソレノイド６３ｂを動作させるためのソレノイド駆動回路７１や、力覚センサ６５の検出信号を制御装置１９に出力又は出力停止させる検出信号出力回路７３等が、ベース６１内に収容されている。

このうち、ソレノイド駆動回路７１は、オンオフスイッチ６７ａがオンのときにソレノイド６３ｂに通電して、吸着盤６３ａがベース６１側に引き寄せられるようにプランジャ（図示せず）を移動させ、かつ、オンオフスイッチ６７ａがオフの時にソレノイド６３ｂへの通電を終了してプランジャを解放し、吸着盤６３ａをベース６１から離間させる。

さらに、ベース６１内には、ロボット操作用デバイス６０がワーク２１の面に固着された状態であるか否かを判別する固着センサ７５が収容されている。この固着センサ７５は、例えば、マイクロスイッチを用いて構成することができる。その場合、マイクロスイッチは、着脱ユニット６３によってロボット操作用デバイス６０がワーク２１の面に固着されると、スイッチオンとなり、固着が解除されるとスイッチオフとなるようにすることができる。そのように動作させるためには、マイクロスイッチを、ワーク２１への固着により吸着盤６３ａの吸着面（図示せず）がワーク２１に密着したときにオンとなり、その密着が解除されたときにオフとなる位置に配置すればよい。

また、その他にも、ロボット操作用デバイス６０がワーク２１の面に固着されたときの距離までワーク２１の面にベース６１が接近したことを検出する非接触の距離センサ等によって、固着センサ７５を構成することもできる。

検出信号出力回路７３（請求項中の信号出力部に相当）は、イネーブルスイッチ６７ｂと固着センサ７５が共にオンのときに、力覚センサ６５の検出信号を、ロボット１０のグリッパ１７乃至多関節型アーム１３の動作内容を示す指令信号として、信号ケーブル６９から制御装置１９に出力する。イネーブルスイッチ６７ｂと固着センサ７５のどちらか一方だけでもオフの間は、検出信号出力回路７３は力覚センサ６５の検出信号を信号ケーブル６９から制御装置１９に出力しない。

本実施形態では、図１に示すハンドガイドエリア４０においてロボット１０を操作者５０が操作するために、上述したロボット操作用デバイス６０を２つ使用する。即ち、図２に示すように、各ロボット操作用デバイス６０の操作ハンドル６７を操作者５０の両手で把持して、ワーク２１の対向する２面にそれぞれロボット操作用デバイス６０の吸着盤６３ａを押し当てる。この状態で、各操作ハンドル６７のオンオフスイッチ６７ａをそれぞれオン操作して、各ロボット操作用デバイス６０を対応するワーク２１の各面に固着する。

続いて、操作者５０は、各ロボット操作用デバイス６０のイネーブルスイッチ６７ｂをそれぞれオン操作し、そのままの状態で、ワーク２１が所望の姿勢及び位置に移動するように各ロボット操作用デバイス６０の操作ハンドル６７をそれぞれ手で動かす。

すると、各ロボット操作用デバイス６０の操作ハンドル６７に操作者５０の左右の手の操作力が伝わり、その操作力の方向及び大きさに応じた変位が各ロボット操作用デバイス６０の力覚センサ６５にそれぞれ発生する。そして、発生した変位に応じた各力覚センサ６５の検出信号が、それぞれのロボット操作用デバイス６０の検出信号出力回路７３から信号ケーブル６９を介して制御装置１９にそれぞれ出力される。

制御装置１９は、各検出信号が示す操作者５０の操作力の合力の方向及び大きさに応じた方向及び大きさでワーク２１及びグリッパ１７を移動させるための、多関節型アーム１３のロータリアクチュエータに与える制御値を、ハンドガイド動作プログラムにしたがって決定し、この制御値に基づいて多関節型アーム１３を動作させる。この結果、ワーク２１に固着した各ロボット操作用デバイス６０の操作ハンドル６７を両手で把持した操作者５０の操作に倣って、ロボット１０が動作される。

このように、本実施形態によれば、操作者５０が操作するロボット操作用デバイス６０を、ロボット１０により所望の姿勢や位置に動かす対象のワーク２１に固着して、このロボット操作用デバイス６０を介してワーク２１を動かす操作をすることで、この操作に倣ってロボット１０が動作される。

このため、ロボット１０のグリッパ１７にグリップされたワーク２１を動かすための操作者５０の操作感覚を、ワーク２１を操作者５０が所望の姿勢や位置に動かす際の操作感覚と一致させることができる。したがって、ワーク２１の慣性力の影響を受けずに操作者５０が、容易な操作でワーク２１を所望の姿勢や位置に精度良く動かせるようにすることができる。

また、ロボット操作用デバイス６０をワーク２１に固着させる際や、作業後にワーク２１からロボット操作用デバイス６０を取り外す際にも、力覚センサ６５は力を検出する。そこで、ロボット操作用デバイス６０のイネーブルスイッチ６７ｂを使用することで、ワーク２１に対するロボット操作用デバイス６０の取り付け取り外し時に、力覚センサ６５が検出する力に応じて制御装置１９の制御によりロボット１０が動作することを、抑制することができる。

また、本実施形態によれば、ロボット操作用デバイス６０を固着する場所を自由に選んでロボット１０を動かす操作を行うことができる。このため、操作者５０が操作しやすい場所を選んでロボット操作用デバイス６０を固着してロボット１０を動かす操作を操作者５０が行えるようにして、作業効率を向上させることができる。また、ロボット１０のグリッパ１７がグリップするワーク２１の品種が替わっても、着脱ユニット６３の吸着盤６３ａによりワーク２１にロボット操作用デバイス６０を固着して、ロボット１０の操作を容易に実行することができる。

さらに、本実施形態によれば、固着センサ７５がワーク２１に対するロボット操作用デバイス６０の固着を検出していない状態では、力覚センサ６５が操作力を検出してもその検出力に対応する検出信号が検出信号出力回路７３からロボット１０の制御装置１９に出力されない。このため、操作ハンドル６７を操作者５０が操作してもその操作力がワーク２１に伝わらない状態で、操作力の方向及び大きさに応じてロボット１０が制御装置１９により動作制御されてしまうのを、防止することができる。

なお、本実施形態では、操作者５０が片手で操作するロボット操作用デバイス６０をワーク２１に２つ固着して使用する場合について説明した。しかし、操作者５０が両手で操作するロボット操作用デバイスをワーク２１に固着して使用するようにすることもできる。

そのように構成したのが、図４及び図５の説明図に示す本発明の他の実施形態に係るロボットの操作方法である。本実施形態の操作方法で用いるロボット操作用デバイス６０Ａは、図４に示すように、ベース６１Ａを横長の矩形とし、その左右両端に力覚センサ６５を介して操作ハンドル６７Ａ，６７Ｂをそれぞれ取り付けた点で、図２に示すロボット操作用デバイス６０と構成を異にしている。ベース６１Ａの左端の操作ハンドル６７Ａに対応する力覚センサ６５は、図５に図示されている。ベース６１Ａの右端の操作ハンドル６７Ｂに対応する力覚センサ６５は、図４及び図５における図示を省略している。

ベース６１Ａの左端の操作ハンドル６７Ａは、図２に示すロボット操作用デバイス６０と同様に、オンオフスイッチ６７ａとイネーブルスイッチ６７ｂとを有している。一方、ベース６１Ａの右端の操作ハンドル６７Ｂは、オンオフスイッチ６７ａを有しているが、イネーブルスイッチ６７ｂは有していない。

ベース６１Ａ内には、図３に示すロボット操作用デバイス６０と同様に、着脱ユニット６３のソレノイド６３ｂ、ソレノイド駆動回路７１、検出信号出力回路７３、及び、固着センサ７５等が収容されている。なお、検出信号出力回路７３は、２つの操作ハンドル６７Ａ，６７Ｂに対応する２つの力覚センサ６５，６５に合わせて、２つ収容されている。

ソレノイド駆動回路７１は、操作ハンドル６７Ａ，６７Ｂのオンオフスイッチ６７ａが両方ともオンのときにソレノイド６３ｂに通電して、吸着盤６３ａがベース６１側に引き寄せられるようにプランジャ（図示せず）を移動させ、かつ、両方のオンオフスイッチ６７ａがオフの時にソレノイド６３ｂへの通電を終了してプランジャを解放し、吸着盤６３ａをベース６１から離間させる。

各検出信号出力回路７３は、操作ハンドル６７Ａのイネーブルスイッチ６７ｂと固着センサ７５が共にオンのときに、対応する力覚センサ６５の検出信号を信号ケーブル６９から制御装置１９に出力する。イネーブルスイッチ６７ｂと固着センサ７５のどちらか一方だけでもオフの間は、各検出信号出力回路７３は対応する力覚センサ６５の検出信号を信号ケーブル６９から制御装置１９に出力しない。なお、本実施形態では、各検出信号出力回路７３の検出信号が共通の信号ケーブル６９を介して制御装置１９に出力される。

本実施形態では、図１に示すハンドガイドエリア４０においてロボット１０を操作者５０が操作するために、上述したロボット操作用デバイス６０Ａの各操作ハンドル６７Ａ，６７Ｂを操作者５０の両手で把持して、ワーク２１の面に吸着盤６３ａを押し当てる。この状態で、各操作ハンドル６７のオンオフスイッチ６７ａをそれぞれオン操作して、ロボット操作用デバイス６０Ａをワーク２１の面に固着する。

続いて、操作者５０は、操作ハンドル６７Ａのイネーブルスイッチ６７ｂをオン操作し、そのままの状態で、ワーク２１が所望の姿勢及び位置に移動するようにロボット操作用デバイス６０Ａの各操作ハンドル６７Ａ，６７Ｂを両手で動かす。

すると、ロボット操作用デバイス６０の各操作ハンドル６７Ａ，６７Ｂに操作者５０の両手の操作力が伝わり、その操作力の方向及び大きさに応じた変位が各力覚センサ６５にそれぞれ発生する。そして、発生した変位に応じた各力覚センサ６５の検出信号が、それぞれの力覚センサ６５に対応する検出信号出力回路７３から信号ケーブル６９を介して制御装置１９にそれぞれ出力される。

制御装置１９は、各検出信号が示す操作者５０の操作力の合力の方向及び大きさに応じた方向及び大きさでワーク２１及びグリッパ１７を移動させるための、多関節型アーム１３のロータリアクチュエータに与える制御値を、ハンドガイド動作プログラムにしたがって決定し、この制御値に基づいて多関節型アーム１３を動作させる。この結果、ワーク２１に固着したロボット操作用デバイス６０Ａの各操作ハンドル６７Ａ，６７Ｂを両手で把持した操作者５０の操作に倣って、ロボット１０が動作される。

このような本実施形態によっても、先の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、操作者５０が両手で操作する２つの操作ハンドル６７Ａ，６７Ｂが１つのベース６１Ａに取り付けられている。このため、先の実施形態のように操作者５０が両手の操作を別々のロボット操作用デバイス６０，６０に対して個別に行うのに比べて、操作者５０が両手の操作を一体的に行うことができる。

なお、上述した各実施形態において設けた固着センサ７５は省略しても良い。また、上述した各実施形態では、操作者５０が両手で２つのロボット操作用デバイス６０の操作ハンドル６７、又は、単一のロボット操作用デバイス６０Ａの２つの操作ハンドル６７Ａ，６７Ｂを操作して、ロボット１０の操作を行う場合について説明した。しかし、例えば、先の実施形態のロボット操作用デバイス６０を１つだけワーク２１の面に固着して、その操作によってロボット１０を動かすようにしても良い。

さらに、上述した各実施形態では、ロボット操作用デバイス６０，６０Ａをワーク２１に固着して使用する場合を例に取って説明した。しかし、物理的に固着が可能である場合は、ワーク２１の代わりにグリッパ１７にロボット操作用デバイス６０，６０Ａを固着して使用するようにしてもよい。この場合でも、グリッパ１７はワーク２１をグリップしている限り、ワーク２１と常に一体の状態にあるので、ワーク２１にロボット操作用デバイス６０，６０Ａを固着して使用するのと同様の効果を得ることができる。

また、上述した各実施形態では、エンドエフェクタとしてグリッパ１７をフランジ部１５に取り付けたロボット１０の操作方法について説明した。しかし、本発明はワークをグリップするツールをエンドエフェクタとして使用するロボットの操作方法として広く適用可能である。

１０ ロボット
１１ 基台
１３ 多関節型アーム
１５ フランジ部
１７ グリッパ
１９ 制御装置
２１ ワーク
３０ 自動動作エリア
３１ ワーク載置台
４０ ハンドガイドエリア
４１ ワーク載置台
５０ 操作者
６０ ロボット操作用デバイス
６０Ａ ロボット操作用デバイス
６１ ベース
６１Ａ ベース
６３ 着脱ユニット
６３ａ 吸着盤
６３ｂ ソレノイド
６５ 力覚センサ
６７ 操作ハンドル
６７Ａ 操作ハンドル
６７Ｂ 操作ハンドル
６７ａ オンオフスイッチ
６７ｂ イネーブルスイッチ
６９ 信号ケーブル
７１ ソレノイド駆動回路
７３ 検出信号出力回路
７５ 固着センサ

Claims (4)

1. ワークをツールでグリップするロボットを操作する方法であって、
   前記ツール又は該ツールにグリップされたワークに操作者が加える操作力の方向及び大きさを、前記操作者から前記ツール又は前記グリップされたワークへの前記操作力の伝達経路上に配置したセンサを用いて検出し、
   前記検出した操作力の大きさに応じた力で、前記検出した操作力の方向に、前記ツール及び前記グリップされたワークを移動させるための前記ロボットの操作内容を、前記検出した操作力の方向及び大きさに基づいて決定し、
   前記決定した操作内容で前記ロボットの動作を制御する、
   ことを特徴とするロボットの操作方法。
2. ワークをツールでグリップするロボットを操作するのに用いられるロボット操作用デバイスであって、
   前記ツール又は前記ワークに対する固着及び離脱が可能な着脱部と、
   前記着脱部に連なり前記ロボットの操作者によって操作される操作部と、
   前記ツール又は該ツールにグリップされたワークに対して前記着脱部が固着された状態で、該着脱部を介して前記操作部から前記ツール又は前記グリップされたワークに伝達される、前記操作者による前記操作部の操作力の方向及び大きさを検出する操作力センサと、
   前記操作力センサが検出した前記操作力の方向及び大きさを示す検出信号を、前記ロボットの前記ツールの動作内容を示す指令信号として該ロボットの制御装置に出力する信号出力部と、
   を備えることを特徴とするロボット操作用デバイス。
3. 前記着脱部の固着対象への固着を検出する固着センサをさらに備えており、前記信号出力部は、前記固着センサが前記着脱部の固着対象への固着を検出している間、前記検出信号の前記制御装置に対する出力を行うことを特徴とする請求項２記載のロボット操作用デバイス。
4. 前記操作者の左右の手にそれぞれ対応する２組で構成されていることを特徴とする請求項２又は３記載のロボット操作用デバイス。

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