JP2016175143A - ロボット操作装置、及びロボット操作プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】操作感覚の向上を図る。
【解決手段】ロボット操作装置４０は、タッチパネルディスプレイ４２と、操作検出部４６と、動作指令生成部４７と、表示制御部４８と、を備える。動作指令生成部４７は、操作検出部４６の検出結果に基づいてロボット２０、３０を動作させるための動作指令を生成する。表示制御部４８は、タッチパネルディスプレイ４２の表示内容を制御する。動作指令生成部４７は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄに基づいてロボットの動作速度Ｖｒを決定する。表示制御部４８は、タッチパネルディスプレイ４２に、ドラッグ操作の操作速度とロボットの動作速度との相関を示す速度図形６２、６４、６５、６７、６９を表示させるとともに、ドラッグ操作の現在位置Ｐ１が速度図形においてロボットの動作速度を示すようにドラッグ操作に合わせて速度図形の表示位置を移動させる。
【選択図】図９

Description

本発明は、ロボットを手動操作する際に用いられるロボット操作装置、及びそのロボット操作装置に用いられるロボット操作プログラムに関する。

例えば産業用のロボットシステムでは、ロボットを手動で動作させるマニュアル動作が可能である。マニュアル動作は、例えば教示作業（ティーチング）などを行う際に利用される。この場合、ユーザは、ロボットを制御するコントローラに接続されたティーチングペンダントなどを用いて、手動でロボットの操作（手動操作又はマニュアル操作と称する）を行うことになる。

ティーチングペンダントの多くは、タッチ操作及び画像等の表示が可能なタッチパネルディスプレイを備えている。そして、タッチパネルディスプレイを備えたティーチングペンダントの中には、ユーザが、いわゆるドラッグ操作と称される操作、すなわちタッチパネルディスプレイ上を指や専用のペン等でなぞるような操作を行うことで、ロボットのマニュアル操作を行うことができるものがある。

特開平１１−２６２８８３号公報

しかし、タッチパネルディスプレイに対するドラッグ操作は、平坦なタッチパネルディスプレイ上をユーザの指等でなぞる操作であるため、機械的な操作キーを操作する場合における操作キーの押圧や傾倒等といった物理的な変化が無い。そのため、ユーザは、タッチパネルディスプレイに対してドラッグ操作を行うティーチングペンダントにおいては、機械的な操作キーを操作するものに比べて、操作感覚を得にくい。したがって、ユーザは、自己のドラッグ操作が、ティーチングペンダントに正しく入力されているか否かを直接的に判断し難い。また、このようなティーチングペンダントにおいて、ユーザは、自己が行っているドラッグ操作と、そのドラッグ操作によって行われるロボットの動作との関連性を、直接的に判断し難い。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タッチパネルディスプレイにドラッグ操作を入力してロボットの手動操作を行うものにおいて、ユーザの操作感覚の向上を図ることができるロボット操作装置、及びそのロボット操作装置に用いられるロボット操作プログラムを提供することにある。

（請求項１）
請求項１に記載のロボット操作装置は、ユーザからのタッチ操作及びドラッグ操作の入力を受けるとともに図形の表示が可能なタッチパネルディスプレイと、タッチパネルディスプレイに対するタッチ操作及びドラッグ操作を検出可能な操作検出部と、操作検出部の検出結果に基づいてロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部と、タッチパネルディスプレイの表示内容を制御する表示制御部と、を備える。そして、動作指令生成部は、操作検出部で検出されたドラッグ操作の速度に基づいてロボットの動作速度を決定する動作速度決定処理を行うことができる。つまり、ロボット操作装置は、ロボットの手動操作をタッチ操作及びドラッグ操作により実現するものである。

ここで、タッチ操作とは、ユーザの指やペンデバイス等（以下、指等と称する）でタッチパネルディスプレイに触るつまりタッチする操作を言う。また、ドラッグ操作とは、タッチ操作に続けて行われるもので、ユーザの指等を、タッチパネルディスプレイを触った状態のままその指等をタッチパネルディスプレイ上に沿って移動させる操作を言う。すなわち、ドラッグ操作は、ユーザの指等がタッチパネルに接触した状態で一定距離連続して移動させる操作である。

そして、表示制御部は、操作検出部がドラッグ操作を検出した場合に、タッチパネルディスプレイに、ドラッグ操作の操作速度とロボットの動作速度との相関を示す速度図形を表示させるとともに、ドラッグ操作の現在位置が速度図形においてロボットの動作速度を示すようにドラッグ操作に合わせて速度図形の表示位置を移動させる追従表示処理を行うことができる。

つまり、この構成において、タッチパネルディスプレイに対してドラッグ操作が行われると、ドラッグ操作の操作速度とロボットの動作速度との相関を示す速度図形が、タッチパネルディスプレイに表示される。そして、その速度図形は、ドラッグ操作の現在位置が速度図形においてロボットの動作速度を示すようにドラッグ操作に合わせて移動する。すなわち、速度図形が、ドラッグ操作に追従するように移動する。この場合、ユーザは、自己のドラッグ操作によって速度図形を動かしているような感覚を得られる。そして、速度図形がドラッグ操作に追従することによって、ドラッグ操作の現在位置つまりユーザの指等は、速度図形中においてドラッグ操作の操作速度に対応したロボットの動作速度を示すことになる。

すなわち、ユーザがある操作速度でドラッグ操作を行うと、ドラッグ操作に係るユーザの指等が速度図形中においてドラッグ操作の操作速度に対応したロボットの動作速度を示すように、速度図形が移動する。つまり、ユーザがドラッグ操作している際、ドラッグ操作に係るユーザの指等は、速度図形中においてロボットの動作速度を指し示すことになる。そのため、ユーザは、ドラッグ操作に係る指等が、速度図形中において所望するロボットの動作速度を示す状態を維持するように、ドラッグ操作を行って速度図形を移動させることで、ロボットをそのドラッグ操作の操作速度に対応した動作速度で動作させることができる。

これによれば、ユーザは、速度図形を動かすような感覚でドラッグ操作をすることにより、ロボットを動作させることができる。したがって、ユーザは、自己のドラッグ操作に伴って速度図形が移動していることを確認することで、自己のドラッグ操作が正しく入力されていることを直接的で直感的に判断することができる。また、速度図形は、ドラッグ操作の操作速度とロボットの動作速度との相関を示す図形であるため、ユーザは、自己が行っているドラッグ操作と、そのドラッグ操作によって行われるロボットの動作との相関を直感的に判断し易い。これらのことから、ユーザは、自己のドラッグ操作によって行われるロボットの動作速度を視覚的に認識することができ、その結果、直感的な操作が可能になってユーザの操作感覚の向上を図ることができる。

（請求項２）
請求項２に記載のロボット操作装置において、動作指令生成部は、動作速度決定処理を行う前に、ロボットの駆動軸又は駆動軸の組み合わせによるロボットの動作態様を決定する動作態様決定処理を行うことができる。つまり、動作速度決定処理が実行されている最中は、ドラッグ操作の操作方向にかかわらず、ロボットの動作態様は変化しない。したがって、ユーザは、タッチパネルディスプレイ上を任意の方向へドラッグ操作することで、タッチパネルディスプレイのサイズに制約されることなく、ロボットを連続的に動作させることができる。これにより、例えばユーザのドラッグ操作が、タッチパネルディスプレイの端に到達し、これによりドラッグ操作が途切れてロボットの動作が不本意に終了する等の問題を回避することができる。その結果、更なる利便性の向上が図られる。

（請求項３）
請求項３に記載のロボット操作装置において、動作速度決定処理は、ドラッグ操作の操作速度に比例して段階的にロボットの動作速度を大きくする処理である。また、速度図形は、動作速度決定処理で決定されたロボットの動作速度に対応し、かつ速度図形の中心位置からの距離に比例して段階的にロボットの動作速度が大きくなるように設定されている。これによれば、ユーザは、ドラッグ操作の操作速度を連続的に変更した場合であっても、ロボットの動作速度を段階的に変更することができる。

すなわち、例えばマニュアル操作の習熟度が低いユーザにおいては、ユーザが一定速度でロボットを動作させようとした場合に、常に一定速度を維持してドラッグ操作を行うことは難しく、ドラッグ操作の操作速度にふらつきが生じることがある。この場合、ドラッグ操作の操作速度をそのままロボットの動作速度に反映させると、ドラッグ操作の操作速度のふらつきもロボットの動作速度に反映されてしまい、ロボットの動作速度にふらつきが生じることになる。これに対し、本ロボット操作装置によれば、ユーザがドラッグ操作の操作速度を連続的に変更した場合であっても、ロボットの動作速度を段階的に変更することができる。したがって、ユーザのドラッグ操作の操作速度のふらつきが吸収されるため、ユーザは、狙った動作速度でロボットを動作させ易くなる。その結果、例えば習熟度の低いユーザであっても、ロボットを安定してマニュアル動作させることができる。

（請求項４）
請求項４に記載のロボット操作装置において、動作速度決定処理は、ドラッグ操作の操作速度に比例して連続的にロボットの動作速度を大きくする処理である。また、速度図形は、動作速度決定処理で決定されたロボットの動作速度に対応し、かつ速度図形の中心位置からの距離に比例して連続的にロボットの動作速度が大きくなるように設定されている。

すなわち、例えばマニュアル操作の習熟度が高いユーザにおいては、ドラッグ操作の操作速度を一定に維持することは比較的容易である。逆に、ロボットの微調整を行う場合には、自己のドラッグ操作の操作速度の変化が、ロボットの動作速度に正確に反映されないと不便である。これに対し、本ロボット操作装置によれば、ユーザがドラッグ操作の操作速度を連続的に変更することで、ロボットの動作速度を連続的に変更することができる。つまり、ユーザは、ドラッグ操作の操作速度の変化を、ロボットの動作速度に直接的に反映させることができる。その結果、例えば習熟度の高いユーザでれば、より正確なロボットの微調整を行うことができるため、利便性が向上する。

（請求項５）
請求項５に記載のロボット操作装置において、速度図形は、ロボットの動作速度に応じた径を有する複数の同心円の図形である。これによれば、速度図形が円形であることから、ユーザは、ドラッグ操作を開始する際に、そのドラッグ操作の操作方向を気にする必要が無くなる。また、速度図形を構成する各円の径がロボットの動作速度に対応している。このため、ユーザは、所望するロボットの動作速度に応じた径の円を目がけてドラッグ操作を行い、その後、ドラッグ操作に係る指等の現在位置が、ロボットの動作速度に対応した円から外れないように一定速度を維持してドラッグ操作を行うことで、その円に対応する動作速度でロボットを動作させることができる。これらの結果、ドラッグ操作によるロボットの動作速度の調整が、更に容易になる。

（請求項６）
請求項６に記載のロボット操作装置において、表示制御部は、操作検出部がタッチ操作を検出した場合に、追従表示処理を実行する前に、速度図形をタッチパネルディスプレイに表示させる初期表示処理を行うことができる。これによれば、ユーザが、ドラッグ操作をするためにタッチパネルディスプレイをタッチ操作した場合に、タッチパネルディスプレイ上に速度図形が表示される。そのため、ユーザは、ドラッグ操作を開始する前に、速度図形を見ることによって、ドラッグ操作の操作速度とロボットの動作速度との相関を確認することができる。したがって、ユーザは、実際にドラッグ操作を行う前に、ドラッグ操作の操作速度の目安が分かり、その結果、操作性が更に向上する。

（請求項７）
請求項７に記載のロボット操作プログラムは、請求項１に記載のロボット操作装置を実現するものである。このロボット操作プログラムを、例えばタッチパネルディスプレイを備える汎用のタブレットＰＣやスマートフォン等によって実行することで、汎用のタブレットＰＣやスマートフォン等に、上述したロボット操作装置としての機能を付加することができる。

第１実施形態について、４軸型の水平多関節ロボットを用いたロボットシステムの一例を示す全体構成図 第１実施形態について、６軸型の垂直多関節ロボットを用いたロボットシステムの一例を示す全体構成図 第１実施形態によるティーチングペンダントの電気的構成の一例を示すブロック図 第１実施形態について、制御部が行う各種処理の内容の一例を示すフローチャート（その１） 第１実施形態について、制御部が行う各種処理の内容の一例を示すフローチャート（その２） 第１実施形態について、手動操作を開始した直後のタッチパネルディスプレイの表示内容の一例を示す図 第１実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される動作態様選択画面の一例を示す図 第１実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図（その１） 第１実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図（その２） 第１実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図（その３） 第１実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図（その４） 第１実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図（その５） 第１実施形態について、第１速度図形の半径とロボットの動作速度との相関の一例を示す図 第１実施形態について、ドラッグ操作の操作速度とロボットの動作速度との相関の一例を示す図 第１実施形態について、図９の他の例を示す図 第２実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図 第２実施形態について、第２速度図形の半径とロボットの動作速度との相関の一例を示す図 第２実施形態について、ドラッグ操作の操作速度とロボットの動作速度との相関の一例を示す図 第３実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図（その１） 第３実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図（その２） 第３実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図（その３） 第３実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図（その４） 第３実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図（その５） 第３実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の他の例を示す図 第４実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図 第４実施形態について、第４速度図形の半径とロボットの動作速度との相関の一例を示す図 第４実施形態について、ドラッグ操作の操作速度とロボットの動作速度との相関の一例を示す図 第５実施形態について、手動操作時にタッチパネルディスプレイに表示される手動操作画面の一例を示す図 第５実施形態について、第５速度図形の半径とロボットの動作速度との相関の一例を示す図 第４実施形態について、ドラッグ操作の操作速度とロボットの動作速度との相関の一例を示す図

以下、本発明の複数の実施形態について説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図１５を参照しながら説明する。
図１及び図２は、一般的な産業用ロボットのシステム構成を示している。ロボットシステム１０は、例えば図１に示す４軸型の水平多関節ロボット２０（以下、４軸ロボット２０と称する）や、図２に示す６軸型の垂直多関節ロボット３０（以下、６軸ロボット３０と称する）等を動作させるものである。なお、ロボットシステム１０の動作対象となるロボットは、上述の４軸ロボット２０や６軸ロボット３０に限られない。

まず、図１に示す４軸ロボット２０の概略構成について説明する。４軸ロボット２０は、固有のロボット座標系（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる三次元直交座標系）に基づいて動作する。本実施形態において、ロボット座標系は、ベース２１の中心を原点Ｏとし、作業台Ｐの上面をＸ−Ｙ平面とし、そのＸ−Ｙ平面と直交する座標軸をＺ軸として定義されている。作業台Ｐの上面は、４軸ロボット２０を設置するための設置面である。この場合、その設置面が動作基準面に相当する。なお、動作基準面としては、設置面に限らずともよく、任意の平面であってもよい。

４軸ロボット２０は、ベース２１、第１アーム２２、第２アーム２３、シャフト２４、及びフランジ２５を有している。ベース２１は、作業台Ｐの上面（以下、設置面とも称す）に固定される。第１アーム２２は、ベース２１の上部に対して、Ｚ軸（垂直軸）方向の軸心を持つ第１軸Ｊ２１を中心に水平方向に回転可能に連結されている。第２アーム２３は、第１アーム２２の先端部の上部に対して、Ｚ軸方向の軸心を持つ第２軸Ｊ２２を中心に回転可能に連結されている。シャフト２４は、第２アーム２３の先端部に対して、上下動可能で且つ回転可能に設けられている。また、シャフト２４を上下動させる際の軸が第３軸Ｊ２３であり、シャフト２４を回転させる際の軸が第４軸Ｊ２４である。フランジ２５は、シャフト２４の先端部つまり下端部に着脱可能に取り付けられている。

ベース２１、第１アーム２２、第２アーム２３、シャフト２４、及びフランジ２５は、４軸ロボット２０のアームとして機能する。アーム先端であるフランジ２５には、図示はしないが、エンドエフェクタ（手先）が取り付けられる。例えば４軸ロボット２０を用いて部品の検査などが行われる場合、上記エンドエフェクタとしては、対象となる部品を撮影するためのカメラなどが用いられる。４軸ロボット２０に設けられる複数の軸（Ｊ２１〜Ｊ２４）はそれぞれに対応して設けられるモータ（図示せず）により駆動される。各モータの近傍には、それぞれの回転軸の回転角度を検出するための位置検出器（図示せず）が設けられている。

多関節型のロボットを手動操作する場合、その動作は、各駆動軸を個別に駆動させる各軸系の動作と、複数の駆動軸を組み合わせて駆動させることでロボットの手先を任意の座標系上で移動させる手先系の動作と、がある。この場合、４軸ロボット２０は、各軸系の動作において、各駆動軸Ｊ２１〜Ｊ２４を個別に駆動させることができる。また、４軸ロボット２０は、手先系の動作において、例えば第１軸Ｊ２１と第２軸Ｊ２２とを組み合わせたＸ−Ｙ平面方向への動作と、第３軸Ｊ２３によるＺ方向への動作と、第４軸Ｊ２４によるＲｚ方向への動作と、を行うことができる。

次に、図２に示す６軸ロボット３０の概略構成について説明する。６軸ロボット３０も、４軸ロボット２０と同様に、固有のロボット座標系（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる三次元直交座標系）に基づいて動作する。６軸ロボット３０は、ベース３１、ショルダ部３２、下アーム３３、第１上アーム３４、第２上アーム３５、手首３６、及びフランジ３７を有している。ベース３１は、作業台Ｐの上面に固定される。ショルダ部３２は、ベース３１の上部に対して、Ｚ軸（垂直軸）方向の軸心を持つ第１軸Ｊ３１を中心に水平方向に回転可能に連結されている。下アーム３３は、ショルダ部３２に対して上方へ延びるように設けられている。下アーム３３は、ショルダ部３２に対して、Ｙ軸方向の軸心を持つ第２軸Ｊ３２を中心に垂直方向に回転可能に連結されている。

第１上アーム３４は、下アーム３３の先端部に対して、Ｙ軸方向の軸心を持つ第３軸Ｊ３３を中心に垂直方向に回転可能に連結されている。第２上アーム３５は、第１上アーム３４の先端部に対して、Ｘ軸方向の軸心を持つ第４軸Ｊ３４を中心に捻り回転可能に連結されている。手首３６は、第２上アーム３５の先端部に対して、Ｙ軸方向の軸心を持つ第５軸Ｊ２５を中心に垂直方向に回転可能に連結されている。そして、フランジ３７は、手首３６に対し、Ｘ軸方向の軸心を持つ第６軸Ｊ３６を中心に捻り回転可能に連結されている。

ベース３１、ショルダ部３２、下アーム３３、第１上アーム３４、第２上アーム３５、手首３６及びフランジ３７は、ロボット３０のアームとして機能する。アーム先端であるフランジ３７（手先に相当）には、図示はしないが、例えばエアチャックなどのツールが取り付けられる。６軸ロボット３０に設けられる複数の軸（Ｊ３１〜Ｊ３６）は、と４軸ロボット２０と同様、それぞれに対応して設けられるモータ（図示せず）により駆動される。また、各モータの近傍には、それぞれの回転軸の回転位置を検出するための位置検出器（図示せず）が設けられている。

６軸ロボット３０は、各軸系の動作において、各駆動軸Ｊ３１〜Ｊ３６を個別に駆動させることができる。また、６軸ロボット３０は、手先系の動作において、４軸ロボット２０が行う得る動作に加え、その手先を、Ｚ軸とは異なる２つの軸回りに回転する動作を行うことができる。上記２つの軸とは、設置面Ｐに対して水平な互いに直交する２つの軸（Ｘ軸及びＹ軸）である。この場合、Ｘ軸回りの回転方向をＲｘ方向とし、Ｙ軸回りの回転方向をＲｙ方向としている。すなわち、６軸ロボット３０は、手先系の動作において、例えば、第１軸Ｊ３１と第２軸Ｊ３２と第３軸Ｊ３３とを組み合わせたＸ−Ｙ平面方向への動作と、第２軸Ｊ３２及び第３軸Ｊ３３を組み合わせたＺ方向への動作と、第４軸Ｊ３４によるＲｘ方向への動作と、第５軸Ｊ３５によるＲｙ方向への動作と、第６軸によるＲｚ方向への動作と、を行うことができる。

また、図１及び図２に示すロボットシステム１０は、ロボット２０、３０の他、コントローラ１１及びティーチングペンダント４０（ロボット操作装置に相当）を備えている。コントローラ１１は、各ロボット２０、３０を制御するものである。コントローラ１１は、接続ケーブルを介してロボット２０、３０に接続されている。ティーチングペンダント４０は、接続ケーブルを介してコントローラ１１に接続されている。コントローラ１１とティーチングペンダント４０との間では、データ通信が行われる。これにより、ユーザの操作に応じて入力される各種の操作情報が、ティーチングペンダント４０からコントローラ１１に送信される。また、コントローラ１１は、ティーチングペンダント４０に対し、各種の制御信号や表示用の信号などを送信するとともに、駆動用の電力を供給する。なお、ティーチングペンダント４０とコントローラ１１とは、無線通信によって接続されていてもよい。

コントローラ１１は、ティーチングペンダント４０から手動動作を指令する信号が与えられると、ロボット２０、３０を手動で動作させる制御を行う。また、コントローラ１１は、ティーチングペンダント４０から自動動作を指令する信号が与えられると、予め記憶されている自動プログラムを起動することにより、ロボット２０、３０を自動動作させる制御を行う。

ティーチングペンダント４０は、例えばユーザが携帯したり手に所持したりして操作可能な程度の大きさである。ティーチングペンダント４０は、例えばケース４１と、タッチパネルディスプレイ４２と、スイッチ４３と、を有している。ケース４１は、例えば薄型の略矩形箱状であって、ティーチングペンダント４０の外殻を構成している。タッチパネルディスプレイ４２は、ケース４１の表面側の大部分を占めるように設けられている。タッチパネルディスプレイ４２は、図３に示すように、タッチパネル４２１とディスプレイ４２２とを有し、これらタッチパネル４２１とディスプレイ４２２とを重ねて配置したものである。

タッチパネルディスプレイ４２は、タッチパネル４２１によってユーザからのタッチ操作及びドラッグ操作の入力を受けるとともに、ディスプレイ４２２によって文字や数字、記号、及び図形等の画像の表示が可能である。スイッチ４３は、例えば物理的なスイッチであり、タッチパネルディスプレイ４２の周囲に設けられている。なお、スイッチ４３は、タッチパネルディスプレイ４２に表示させたボタンで代用してもよい。ユーザは、タッチパネルディスプレイ４２やスイッチ４３を操作することで、種々の入力操作を実行する。

ユーザは、ティーチングペンダント４０を用いてロボット２０、３０の運転や設定などの各種機能を実行可能であり、予め記憶されている制御プログラムを呼び出して、ロボット２０、３０の起動や各種のパラメータの設定などを実行できる。また、ロボット２０、３０をマニュアル操作すなわち手動操作で動作させて各種の教示作業も実行可能である。そして、タッチパネルディスプレイ４２には、例えばメニュー画面、設定入力画面、状況表示画面などが必要に応じて表示される。

次に、ティーチングペンダント４０の電気的な構成について図３を参照して説明する。
ティーチングペンダント４０は、タッチパネルディスプレイ４２、スイッチ４３に加え、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）４４、制御部４５、操作検出部４６、動作指令生成部４７、及び表示制御部４８を有している。通信インターフェース４４は、ティーチングペンダント４０の制御部４５と、コントローラ１１とを通信可能に接続している。

制御部４５は、例えばＣＰＵ４５１や、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び書き換え可能なフラッシュメモリなどの記憶領域４５２を有するマイクロコンピュータを主体に構成されており、ティーチングペンダント４０の全体を制御する。記憶領域４５２は、ロボット操作プログラムを記憶している。制御部４５は、ＣＰＵ４５１においてロボット操作プログラムを実行することにより、操作検出部４６、動作指令生成部４７、及び表示制御部４８等を、ソフトウェアによって仮想的に実現する。なお、これら操作検出部４６、動作指令生成部４７、及び表示制御部４８は、例えば制御部４５と一体の集積回路としてハードウェア的に実現してもよい。

操作検出部４６は、タッチパネル４２１に対するタッチ操作及びドラッグ操作を検出することができる。操作検出部４６は、タッチ操作の検出として、ユーザの指等が、タッチパネルディスプレイ４２に接触したかどうか、及びその接触した指等の位置（タッチ位置）を検出することができる。また、操作検出部４６は、ドラッグ操作の検出として、ドラッグ操作に係る指等の現在位置、移動方向、移動速度、及び移動量を検出することができる。

動作指令生成部４７は、操作検出部４６の検出結果に基づいてロボット２０、３０を動作させるための動作指令を生成する。動作指令生成部４７により生成された動作指令は、通信イーターフェース４４を通じてコントローラ１１に与えられる。表示制御部４８は、スイッチ４３に対する操作や、操作検出部４６の検出結果等に基づいて、ディスプレイ４２２に表示させる表示内容を制御する。このような構成のティーチングペンダント４０を用いることにより、ユーザは、ロボット２０、３０の手動操作を、タッチ操作及びドラッグ操作によって行うことができる。

次に、制御部４５で行われる制御内容について、図４〜図１２を参照して説明する。なお、以下の説明においては、主として４軸ロボット２０を操作対象とした場合について説明するが、６軸ロボット３０についても、４軸ロボット２０と具体的な動作態様が異なる点を除いて同様である。

ティーチングペンダント４０の制御部４５は、ロボット２０、３０の手動操作を開始すると、図４及び図５に示す制御内容を実行する。具体的には、制御部４５は、まず、図４のステップＳ１１〜Ｓ１３において、後述する動作速度決定処理（図５のステップＳ１８）を実行する前に、動作態様決定処理（図４のステップＳ１３）を実行する。動作態様決定処理は、ロボット２０、３０の駆動軸又は駆動軸の組み合わせによるロボット２０、３０の動作態様を決定する処理である。この場合、動作態様とは、上述した手先系や各軸系といった動作系において、その動作系における正（＋）方向又は負（−）方向への移動方向を含めたものを意味する。

手動操作を開始する前は、図６に示すように、タッチパネルディスプレイ４２上に何も表示されていない。そして、手動操作が開始されてステップＳ１１が実行されると、制御部４５は、表示制御部４８の処理によって、図７に示すように動作態様選択画面５０をタッチパネルディスプレイ４２上に表示させる。動作態様選択画面５０は、ユーザが、タッチ操作により、ロボット２０、３０の動作態様を選択するためのものである。

例えば図７に示す４軸ロボット２０用の動作態様選択画面５０は、各軸系の選択領域５１と、手先系の選択領域５２と、を有している。各軸系の選択領域５１には、各軸系の選択ボタン５１１〜５１８が表示される。ユーザは、各軸系の選択ボタン５１１〜５１８のいずれかをタッチ操作することにより、正（＋）方向又は負（−）方向を含めたロボット２０の各軸系の動作態様を選択することができる。手先系の選択領域５２には、ボタン５２１〜５２８が表示される。ユーザは、手先系の選択ボタン５２１〜５２８のいずれかをタッチ操作することにより、正（＋）方向又は負（−）方向を含めたロボット２０の手先系の動作態様を選択することができる。

制御部４５は、図４のステップＳ１２において、操作検出部４６の検出結果に基づいて、選択ボタン５１１〜５１８、５２１〜５２８のいずれかに対して操作があったか否かを判断する。選択ボタン５１１〜５１８、５２１〜５２８のいずれも操作されていない場合（ステップＳ１２でＮＯ）、制御部４５は、動作態様選択画面５０を表示させたまま待機する。一方、選択ボタン５１１〜５１８、５２１〜５２８のいずれかが操作された場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、制御部４５は、ステップＳ１３へ移行する。そして、制御部４５は、ステップＳ１３を実行すると、動作指令生成部４７の処理によって、手動操作によるロボット２０、３０の動作態様をステップＳ１２で選択された動作態様に決定する。

その後、制御部４５は、ステップＳ１４を実行すると、表示制御部４８の処理によって、タッチパネルディスプレイ４２の画面を、図７に示す動作態様選択画面５０から図８に示す手動操作画面６０に切り替える。動作態様選択画面５０から手動操作画面６０に切り替わった後、タッチパネルディスプレイ４２にタッチ操作が行われるまで、表示制御部４８は、図８に示すように、例えばタッチパネルディスプレイ４２の画面の隅に動作態様表示６１のみを表示させる。図８の動作態様表示６１は、図７の動作態様選択画面５０において、手先系の選択ボタン５２１をタッチ操作して、Ｘ（＋）方向への動作態様を選択した場合を示している。

次に、制御部４５は、図４のステップＳ１５において、操作検出部４６の検出結果に基づいて、タッチ操作がされたか否かを判断する。タッチ操作がされていない場合（ステップＳ１５でＮＯ）、制御部４５は、手動操作画面６０を図８の状態にしたまま待機する。一方、図９に示すように、ユーザが指９０等でタッチパネルディスプレイ４２上の任意の点をタッチ操作すると、制御部４５は、タッチ操作がされたと判断し（ステップＳ１５でＹＥＳ）、図５のステップＳ１６を実行する。そして、制御部４５は、後述する追従表示処理（ステップＳ２０）を実行する前に、初期表示処理を実行する。この初期表示処理において、制御部４５は、表示制御部４８の処理によって、図９に示すように第１速度図形６２をタッチパネルディスプレイ４２に表示させる。第１速度図形６２は、速度図形の一例である。なお、図９における二点鎖線は、第１速度図形６２の円の径を示す補助線であって、タッチパネルディスプレイ４２上に表示されるものではない。

第１速度図形６２は、ユーザによるドラッグ操作の操作速度と、ロボット２０、３０の動作速度との相関を示す図形である。本実施形態の場合、第１速度図形６２は、ロボット２０、３０の動作速度に応じた径を有する複数の同心円の図形である。具体的には、第１速度図形６２は、後述する動作速度決定処理（ステップＳ１８）で決定されるロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに対応し、かつ中心位置Ｐ０からの距離に比例して段階的にロボット２０、３０の動作速度Ｖｒが大きくなるように設定されている。

具体的には、第１速度図形６２は、その内部に複数の領域を有している。本実施形態の場合、第１速度図形６２は、第１領域６３１、第２領域６３２、第３領域６３３、第４領域６３４、及び第５領域６３５を有している。第１領域６３１は、半径Ｒ１の第１円６２１の内側の領域である。第２領域６３２は、第１円６２１の外側でかつ半径Ｒ２の第２円６２２の内側の領域である。第３領域６３３は、第２円６２２の外側でかつ半径Ｒ３の第３円６２３の内側の領域である。第４領域６３４は、第３円６２３の外側でかつ半径Ｒ４の第４円６２４の内側の領域である。第５領域６３５は、第４円６２４の外側でかつ半径Ｒ５の第５円６２５の内側の領域である。各円６２１〜６２５は、共通の中心位置Ｐ０を有するもので、同心円に配置されている。

ここで、本実施形態において、手動操作によるロボット２０、３０の動作速度Ｖｒは、停止状態（Ｖｒ＝０）を含めて５段階に変更可能である。例えば、ロボット２０、３０の最大動作速度Ｖｒｍａｘに対して０％の速度を第１動作速度Ｖｒ１とする。つまり、第１動作速度Ｖｒ１は、ロボット２０、３０の停止状態である。また、最大動作速度Ｖｒｍａｘに対して２５％の速度を第２動作速度Ｖｒ２とし、最大動作速度Ｖｒｍａｘに対して５０％の速度を第３動作速度Ｖｒ３とし、最大動作速度Ｖｒｍａｘに対して７５％の速度を第４動作速度Ｖｒ４とする。更に、最大動作速度Ｖｒｍａｘに対して１００％の速度を第５動作速度Ｖｒ５とする。この場合、第５動作速度Ｖｒ５は、ロボット２０、３０の最大動作速度Ｖｒｍａｘである。

そして、第１速度図形６２の第１領域６３１は、第１動作速度Ｖｒ１（０％）に割り当てられている。第２領域６３２は、第２動作速度Ｖｒ２（２５％）に割り当てられている。第３領域６３３は、第３動作速度Ｖｒ３（５０％）に割り当てられている。第４領域６３４は、第４動作速度Ｖｒ４（７５％）に割り当てられている。第５領域６３５は、第５動作速度Ｖｒ５（１００％）に割り当てられている。この場合の第１速度図形６２における半径Ｒと、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとの相関は、図１３に示す通りである。

次に、制御部４５は、図５のステップＳ１７において、図４のステップＳ１５で検出したタッチ操作に続けてドラッグ操作が行われたか否かを判断する。制御部４５は、ステップＳ１７でドラッグ操作が検出されなかった場合、ステップＳ１８〜Ｓ２０を行うことなく、ステップＳ２１へ移行する。一方、例えば図１０に示すように、ユーザの指９０等によって第１速度図形６２をなぞるようなドラッグ操作がされると、制御部４５は、ドラッグ操作があったと判断し（ステップＳ１７でＹＥＳ）、ステップＳ１８を実行する。制御部４５は、ステップＳ１８において動作速度決定処理を実行し、操作検出部４６で検出したドラッグ操作の操作速度Ｖｄに基づいてロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを決定する。

この場合、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄと、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとは、図１４に示すように相関している。すなわち、制御部４５は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄが０以上でかつ第１操作速度Ｖｄ１未満の範囲内である場合、動作指令生成部４７の処理により、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを第１動作速度Ｖｒ１（０％）に決定する。制御部４５は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄが、第１操作速度Ｖｄ１以上でかつ第２操作速度Ｖｄ２未満の範囲内である場合、動作指令生成部４７の処理により、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを第２動作速度Ｖｒ２（２５％）に決定する。

同様に、制御部４５は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄが第２操作速度Ｖｄ２以上でかつ第３操作速度Ｖｄ３未満の範囲内である場合、動作指令生成部４７の処理により、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを第３動作速度Ｖｒ３（５０％）に決定する。制御部４５は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄが第３操作速度Ｖｄ３以上でかつ第４操作速度Ｖｄ４未満の範囲内である場合、動作指令生成部４７の処理により、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを第４動作速度Ｖｒ４（７５％）に決定する。そして、制御部４５は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄが第４操作速度Ｖｄ４以上である場合、動作指令生成部４７の処理により、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを第５動作速度Ｖｒ５（１００％）に決定する。

この場合、ドラッグ操作の第５操作速度Ｖｄ５は、ロボット２０、３０の最大動作速度Ｖｒｍａｘに対応するように設定されている。そして、第５操作速度Ｖｄ５を１００％とした場合に、第５操作速度Ｖｄ５に対する第１操作速度Ｖｄ１の割合を１０％とし、第５操作速度Ｖｄ５に対する第２操作速度Ｖｄ２の割合を２５％とし、第５操作速度Ｖｄ５に対する第３操作速度Ｖｄ３の割合を５０％とし、第５操作速度Ｖｄ５に対する第４操作速度Ｖｄ４の割合を７５％としている。この場合、操作速度Ｖｄ１〜Ｖｄ５における増加の割合と、その動作速度Ｖｒ１〜Ｖｒ５における増加の割合と、第１速度図形６２の各円６２１〜６２５の各半径Ｒ１〜Ｒ５の増加の割合とが、同一となっている。すなわち、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒ、第１速度図形６２の各円６２１〜６２５の半径Ｒ、及びドラッグ操作の操作速度Ｖｄは、相互に相関している。

次に、制御部４５は、図５のステップＳ１９において、ステップＳ１８の速度決定処理で決定された動作速度Ｖｒでロボット２０、３０を動作させるための動作指令を生成し、その動作指令をコントローラ１１へ送信する。コントローラ１１は、ティーチングペンダント４０から受信した動作指令に基づいて、ロボット２０、３０を動作させる。そして、制御部４５は、ステップＳ２０へ移行する。

制御部４５は、ステップＳ２０において、追従表示処理を実行する。追従表示処理は、ユーザの指９０等によるドラッグ操作の現在位置Ｐ１が第１速度図形６２においてロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを示すように、ユーザのドラッグ操作に合わせて第１速度図形６２の表示位置を移動させる処理である。例えばドラッグ操作の操作速度がＶｄ３以上でかつＶｄ４未満の範囲内となった場合、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒは、第４動作速度Ｖｒ４（７５％）に決定される。この場合、図１１に示すように、制御部４５は、表示制御部４８の処理により、ドラッグ操作の現在位置Ｐ１が第１速度図形６２の第４領域６３４を指し示すように、第１速度図形６２全体を移動させる。つまり、第１速度図形６２は、ドラッグ操作の現在位置Ｐ１に追従するように移動する。

また、例えば指９０の停止等によって、ドラッグ操作の操作速度が０以上かつＶｄ１未満の範囲内となった場合、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒは、第１動作速度Ｖｒ１（０％）に決定される。つまり、ロボット２０、３０の動作は停止される。この場合、図１２に示すように、制御部４５は、表示制御部４８の処理により、ドラッグ操作の現在位置Ｐ１が第１速度図形６２の第１領域６３１、この場合中心位置Ｐ０を指し示すように、第１速度図形６２全体を移動させる。

次に、制御部４５は、ステップＳ２１を実行し、操作検出部４６の検出結果に基づいて、ドラッグ操作が終了されたか否かを判断する。この場合、ドラッグ操作の終了とは、ユーザの指９０等がタッチパネルディスプレイ４２から離間したことをいう。つまり、ドラッグ操作の操作速度が０になっただけでは、ドラッグ操作の終了とは判断されない。ドラッグ操作が継続している場合（ステップＳ２１でＮＯ）、制御部４５は、ステップＳ１８〜Ｓ２０を繰り返す。なお、ステップＳ１８〜Ｓ２０の処理は、例えば０．５秒毎に繰り返される。そのため、ドラッグ操作の入力と、ロボット２０、３０の動作と、第１速度図形６２の移動つまり追従の処理との間には、大きな時差は生じない。したがって、ユーザは、略リアルタイムでロボット２０、３０を手動操作しているとの印象を受け得る。

制御部４５は、操作検出部４６の検出結果に基づいて、ドラッグ操作が終了したと判断すると（ステップＳ２１でＹＥＳ）、ステップＳ２２を実行し、動作指令生成部４７の処理により、現在の動作態様の選択を解除する。その後、制御部４５は、ステップＳ２３を実行し、表示制御部４８の処理により、第１速度図形６２をタッチパネルディスプレイ４２上から消去して、画面の表示内容を初期化する。これにより、一連の処理が終了する。そして、制御部４５は、図４のステップＳ１１へ戻り、再度ステップＳ１１〜Ｓ２３の処理を実行する。これにより、ユーザは、新たな動作態様での手動操作が可能になる。

本実施形態によれば、制御部４５は、操作検出部４６がドラッグ操作を検出した場合に、表示制御部４８の処理によって追従表示処理を行う。制御部４５は、追従表示処理を実行すると、タッチパネルディスプレイ４２に、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄとロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとの相関を示す第１速度図形６２を表示させる。そして、制御部４５は、ドラッグ操作の現在位置Ｐ１が第１速度図形６２においてロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを示すように、ドラッグ操作に合わせて第１速度図形６２の表示位置を移動させる。

つまり、手動操作の際にタッチパネルディスプレイ４２に対してドラッグ操作が行われると、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄとロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとの相関を示す第１速度図形６２が、タッチパネルディスプレイ４２に表示される。そして、その第１速度図形６２は、ドラッグ操作の現在位置Ｐ１が第１速度図形６２においてロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを示すようにドラッグ操作に合わせて移動する。すなわち、第１速度図形６２が、ドラッグ操作に追従するように移動する。これにより、ユーザは、自己のドラッグ操作によって第１速度図形６２を動かしているような感覚を得られる。そして、第１速度図形６２がドラッグ操作に追従することによって、ドラッグ操作の現在位置Ｐ１つまりユーザの指９０等が指し示す位置Ｐ１は、第１速度図形６２中においてドラッグ操作の操作速度Ｖｄに対応したロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを示すことになる。

すなわち、ユーザがある操作速度Ｖｄでドラッグ操作を行うと、ドラッグ操作に係るユーザの指９０等が第１速度図形６２中においてドラッグ操作の操作速度Ｖｄに対応したロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを示すように、第１速度図形６２が移動する。つまり、ユーザがドラッグ操作している際、ドラッグ操作に係るユーザの指等は、第１速度図形６２中においてロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを指し示すことになる。そのため、ユーザは、ドラッグ操作に係る指９０等が、所望するロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを示す状態を維持するように、ドラッグ操作を行って第１速度図形６２を移動させることで、ロボット２０、３０をそのドラッグ操作の操作速度Ｖｄに対応した動作速度Ｖｒで動作させることができる。

これによれば、ユーザは、第１速度図形６２を動かすような感覚でドラッグ操作をすることにより、ロボット２０、３０を動作させることができる。したがって、ユーザは、自己のドラッグ操作に伴って第１速度図形６２が移動していることを確認することで、自己のドラッグ操作が正しく入力されていることを直感的に判断することができる。また、第１速度図形６２は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄとロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとの相関を示す図形であるため、ユーザは、自己が行っているドラッグ操作の操作速度Ｖｄと、そのドラッグ操作によって行われるロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとの相関を直感的に判断し易い。これらのことから、ユーザは、自己のドラッグ操作によって行われるロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを視覚的に認識することができ、その結果、直感的な操作が可能になってユーザの操作感覚の向上を図ることができる。

制御部４５は、動作指令生成部４７の処理によって、動作速度決定処理を行う前に、動作態様決定処理を行うことができる。動作態様決定処理は、ロボット２０、３０の駆動軸又は駆動軸の組み合わせによるロボット２０、３０の動作態様、つまり、各軸径又は手先系のいずれか、及びその動作系による正又は負方向を決定する処理である。この場合、動作速度決定処理が実行されている最中は、ドラッグ操作の操作方向にかかわらず、ロボット２０、３０の動作態様は変化しない。すなわち、ユーザは、タッチパネルディスプレイ４２上を任意の方向へドラッグ操作することで、タッチパネルディスプレイ４２のサイズに制約されることなく、ロボット２０、３０を連続的に動作させることができる。したがって、例えばユーザのドラッグ操作が、タッチパネルディスプレイ４２の端に到達し、これによりドラッグ操作が途切れてロボット２０、３０の動作が不本意に終了する等の問題を回避することができる。その結果、更なる利便性の向上が図られる。

動作速度決定処理は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄに比例して段階的にロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを大きくする処理を含んでいる。また、第１速度図形６２は、動作速度決定処理で決定されたロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに対応し、かつ第１速度図形６２の中心位置Ｐ０からの距離、この場合円の半径Ｒに比例して段階的にロボット２０、３０の動作速度Ｖｒが大きくなるように設定されている。これによれば、ユーザは、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄを連続的に変更した場合であっても、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを段階的に変更することができる。

すなわち、例えばマニュアル操作の習熟度が低いユーザにおいては、ユーザが一定速度でロボット２０、３０を動作させようとした場合に、一定速度を維持してドラッグ操作を行うことは難しく、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄにふらつきが生じることがある。この場合、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄをそのままロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに反映させると、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄのふらつきもロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに反映されてしまい、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒにふらつきが生じることになる。これに対し、本実施形態によれば、ユーザは、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを段階的に変更することができる。したがって、ユーザのドラッグ操作の操作速度Ｖｄのふらつきが吸収されるため、ユーザは、狙った動作速度Ｖｒでロボット２０、３０を動作させ易くなる。その結果、例えば習熟度の低いユーザであっても、ロボット２０、３０を安定してマニュアル動作させることができる。

第１速度図形６２は、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに応じた半径Ｒを有する複数の同心円の図形である。この場合、第１速度図形６２は、半径Ｒ１〜Ｒ５の第１円６２１〜第５円６２５から構成されている。そして、各円６２１〜６２５のうち、隣接する２つの円で構成された各領域６３１〜６３５は、第１速度図形６２の中心位置Ｐ０から遠くなる程、対応するロボット２０、３０の動作速度Ｖｒが大きくなっている。これによれば、第１速度図形６２が円形であることから、ユーザは、ドラッグ操作を開始する際に、そのドラッグ操作の操作方向を気にする必要が無くなる。

また、第１速度図形６２を構成する各円６２１〜６２５の半径Ｒ１〜Ｒ５がロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに対応している。このため、ユーザは、所望するロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに応じた径の円を目がけてドラッグ操作を行うことで、その円に対応する動作速度Ｖｒでロボット２０、３０を動作させることができる。例えば、ユーザがロボット２０、３０を第４動作速度Ｖｒ４（７５％）で動作させようとする場合、ユーザは、第１速度図形６２のうち第４動作速度Ｖｒ４に対応する第４領域６３４に目がけてドラッグ操作し、その後指９０等の現在位置Ｐ１が第４領域６３４から外れないように一定速度でドラッグ操作を行えば良い。これらの結果、ドラッグ操作によるロボット２０、３０の動作速度Ｖｒの調整が、更に容易になる。

制御部４５は、操作検出部４６がユーザの指９０等によるタッチ操作を検出した場合に、追従表示処理を実行する前に、初期表示処理を行う。初期表示処理は、第１速度図形６２をタッチパネルディスプレイ４２に表示させる処理である。これによれば、ユーザが、ドラッグ操作をするためにタッチパネルディスプレイ４２をタッチ操作した場合に、タッチパネルディスプレイ４２上に第１速度図形６２が表示される。そのため、ユーザは、ドラッグ操作を開始する前に、第１速度図形６２を見ることによって、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄとロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとの相関を確認することができる。したがって、ユーザは、実際にドラッグ操作を行う前に、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄの目安が分かり、その結果、操作性が更に向上する。

また、本実施形態によるロボット操作プログラムを、例えばタッチパネルディスプレイを備える汎用のタブレットＰＣやスマートフォン等によって実行することで、汎用のタブレットＰＣやスマートフォン等に、上述したティーチングペンダント４０と同等の機能を付加することができる。

ちなみに、図５に示す初期表示処理において、例えば図１５に示すように、ユーザの指９０等のタッチ位置が、タッチパネルディスプレイ４２の画面の端寄りとなることがある。この場合、第１速度図形６２の全体が、タッチパネルディスプレイ４２の画面内に収まりきらない。そこで、タッチパネルディスプレイ４２の画面内に第１速度図形６２の全体が収まりきらない場合、制御部４５は、表示制御部４８の処理により、第１速度図形６２全体のうち画面内に収まる部分のみを表示させる。この場合、第１速度図形６２の全体のうち、タッチパネルディスプレイ４２の画面上からはみ出た部分は表示されない。

これによれば、例えば、ユーザは、初期表示処理によって第１速度図形６２を表示させる際に、敢えてタッチパネルディスプレイ４２の画面の端寄りをタッチ操作することで、一方への操作領域を広く確保することができる。つまり、例えば図１５において、ユーザは、タッチパネルディスプレイ４２の画面の端寄り、この場合紙面の左寄りをタッチ操作しているため、紙面の右側の領域を広く確保することができる。これにより、多様な操作が可能になり、ユーザの利便性が更に向上する。

また、上記実施形態において、ユーザは、タッチパネルディスプレイ４２に対するタッチ操作及びドラッグ操作によって、ロボット２０、３０を動作させることができる。これによれば、ユーザは、物理的な操作キーを操作する場合に比べて、直感的で容易にマニュアル操作を行うことができる。更に、これによれば、例えばマニュアル操作を行うための物理的な操作キーを削減することができる。その結果、ティーチングペンダント４０の小型化やタッチパネルディスプレイ４２の画面サイズの拡大、低価格化などを実現できるといった効果が期待できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１６〜図１８を参照して説明する。
本実施形態において、制御部４５は、表示制御部４８の処理により、第１実施形態の第１速度図形６２に換えて、図１６に示す第２速度図形６４をタッチパネルディスプレイ４２上に表示させる。第２速度図形６４は、速度図形の一例である。この第２速度図形６４では、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄとロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとの対応関係が、上記第１実施形態による第１速度図形６２と異なる。

本実施形態において、動作速度決定処理は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄに比例して連続的にロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを大きくする処理である。また、第２速度図形６４は、動作速度決定処理で決定されたロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに対応し、かつ第２速度図形６４の中心位置Ｐ０からの距離つまり半径Ｒに比例して連続的にロボット２０、３０の動作速度Ｖｒが大きくなるように設定されている。

すなわち、本実施形態において、第２速度図形６４は、例えば半径Ｒ２の第２円６４２と、半径Ｒ３の第３円６４３と、半径Ｒ４の第４円６４４と、半径Ｒ５の第５円６４５と、から構成されている。これら各円６４２〜６４５のうち、第２円６４２〜第４円６４４は、例えば破線等で表示されている。また、各円６４２〜６４５のうち、第５円６４５は、例えば太い実線等で表示され、他の円６４２〜６４４よりも目立つように表示されている。

第２速度図形６４における半径Ｒと、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとの相関は、図１７に示す通りである。ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒは、第２速度図形６４における半径Ｒが大きくなるのに比例して連続的この場合一次関数的に増大する。したがって、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒは、図１８に示すように、ドラッグ操作による操作速度Ｖｄが大きくなるのに比例して連続的この場合一次関数的に増大する。

ここで、例えばマニュアル操作の習熟度が高いユーザにおいては、一定速度を維持してドラッグ操作を行うことは比較的容易である。逆に、ロボット２０、３０の微調整を行う場合には、自己のドラッグ操作の操作速度Ｖｄの変化が、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに正確に反映されないと不便である。これに対し、本実施形態によれば、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄ、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒ、及び第２速度図形６４の半径Ｒは、相互に一次関数的な正比例関係を有している。これにより、ユーザは、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄを連続的に変更することで、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを連続的に変更することができる。つまり、ユーザは、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄの変化を、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに直接的に反映させることができる。その結果、例えば習熟度の高いユーザでれば、より正確なロボット２０、３０の微調整を行うことができるため、利便性が向上する。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図１９〜図２４を参照して説明する。
本実施形態において、制御部４５は、表示制御部４８の処理により、第３速度図形６５をタッチパネルディスプレイ４２上に表示させる。第３速度図形６５は、速度図形の一例である。この第３速度図形６５は、具体的な表示の態様が、上記各実施形態の第１速度図形６２及び第２速度図形６４と異なる。すなわち、第３速度図形６５は、例えば１つの円で構成されており、その円の半径Ｒｘは、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄに比例して、０〜Ｒ５の範囲で段階的又は連続的に可変する。

具体的には、制御部４５は、図５のステップＳ１６で初期表示処理を実行すると、表示制御部４８の処理により、図１９に示すように、半径Ｒｘ＝Ｒ１の円で構成した第３速度図形６５をタッチパネルディスプレイ４２上に表示させる。また、制御部４５は、例えば第３速度図形６５の近傍に、現在速度表示６６を表示させる。現在速度表示６６は、ロボット２０、３０の現在の動作速度Ｖｒを示すものである。ドラッグ操作の入力が無い場合又は停止している場合、動作速度Ｖｒ＝０であるため、現在速度表示６６は、例えばロボット２０、３０の停止を示す「ＳＴＯＰ」となる。

ユーザがドラッグ操作を入力すると、第３速度図形６５の半径Ｒｘは、そのドラッグ操作の操作速度Ｖｄに応じたものとなる。例えば、図２０に示すように、ユーザが、第４操作速度Ｖｄ４によるドラッグ操作を入力した場合、第３速度図形６５の半径Ｒｘは、第４半径Ｒ４となる。この場合、現在速度表示６６は、第４操作速度Ｖｄ４に対応する第４動作速度Ｖｒ４を示す「７５％」となる。そして、ユーザが、第４操作速度Ｖｄ４でドラッグ操作を継続すると、第３速度図形６５は、図２１に示すように、半径Ｒ４を維持し、かつドラッグ操作の現在位置Ｐ１が第３速度図形６５の外周側付近を示すように、ドラッグ操作に追従する。

その後、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄが減少されると、図２２に示すように、その操作速度Ｖｄの減少に合わせて、第３速度図形６５の半径Ｒｘも減少する。この場合、第３速度図形６５は、第３速度図形６５の中心位置Ｐ０がドラッグ操作の現在位置Ｐ１に近づくようにドラッグ操作に追従しながら縮小する。そして、ドラッグ操作が停止されると、ロボット２０、３０の動作が停止するとともに、図２３に示すように、第３速度図形６５の半径Ｒｘが半径Ｒ１となる。そして、現在速度表示６６も、図２３に示すように再び「ＳＴＯＰ」となる。

ここで、ロボット２０、３０の手動操作を行う際、ユーザは、ロボット２０、３０を注視することが多い。そのため、安全性を確保する観点からも、手動操作中にユーザがタッチパネルディスプレイ４２を見る時間は、極力短い方が良い。この場合、ユーザが、少ない時間でタッチパネルディスプレイ４２上に表示された情報を把握するためには、タッチパネルディスプレイ４２上に表示される情報量を極力少なくし、その情報を一見して把握し易いものにすることが好ましい。

そこで、本実施形態の第３速度図形６５は、半径Ｒｘが可変する１つの円で構成することで、手動操作する際にタッチパネルディスプレイ４２上に表示される第３速度図形６５の情報を極力少なくしている。これによれば、ユーザは、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄつまりロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを、第３速度図形６５の大きさによって直感的に把握し易い。

なお、第３速度図形６５は、円形に限られず、例えば図２４に示すように、例えばドラッグ操作の操作速度Ｖｄに比例して断続的又は連続的に長さが変化する矩形の図形であってもよい。
また、上記各実施形態を説明する図において、白抜き矢印は、ドラッグ操作による指９０等の移動を示すものであり、タッチパネルディスプレイ４２に表示されるものではない。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、図２５〜図２７を参照して説明する。
本実施形態において、制御部４５は、表示制御部４８の処理により、図２５に示す第４速度図形６７をタッチパネルディスプレイ４２上に表示させる。第４速度図形６７は、速度図形の一例である。この第４速度図形６７は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄの増減に対するロボット２０、３０の動作速度Ｖｒの増減の仕方が、上記第１実施形態による第１速度図形６２と異なる。

本実施形態において、動作速度決定処理は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄの増加に伴って、段階的でかつ二次関数的にロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを大きくする処理である。この場合、第４速度図形６７は、動作速度決定処理で決定されたロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに対応し、かつ第４速度図形６７の中心位置Ｐ０からの距離つまり半径Ｒに対して二次関数的に比例して段階的にロボット２０、３０の動作速度Ｖｒが大きくなるように設定されている。

すなわち、本実施形態において、第４速度図形６７は、半径Ｒ１〜Ｒ６の６つの円で構成され、第１領域６８１〜第６領域６８６の６つの領域を有している。この場合、第１領域６８１は、半径Ｒ１の第１円６７１の内側の領域である。第２領域６８２は、第１円６７１の外側でかつ半径Ｒ２の第２円６７２の内側の領域である。第３領域６８３は、第２円６７２の外側でかつ半径Ｒ３の第３円６７３の内側の領域である。第４領域６８４は、第３円６７３の外側でかつ半径Ｒ４の第４円６７４の内側の領域である。第５領域６８５は、第４円６７４の外側でかつ半径Ｒ５の第５円６７５の内側の領域である。第６領域６８６は、第５円６７５の外側でかつ半径Ｒ６の第６円６７６の内側の領域である。各円６７１〜６７６は、共通の中心位置Ｐ０を有するもので、同心円に配置されている。

本実施形態において、手動操作によるロボット２０、３０の動作速度Ｖｒは、停止状態（Ｖｒ＝０）を含めて６段階に変更可能である。この場合、ロボット２０、３０の最大動作速度Ｖｒｍａｘに対して０％の速度を第１動作速度Ｖｒ１とする。また、最大動作速度Ｖｒｍａｘに対して１０％の速度を第２動作速度Ｖｒ２とし、最大動作速度Ｖｒｍａｘに対して２０％の速度を第３動作速度Ｖｒ３とし、最大動作速度Ｖｒｍａｘに対して５０％の速度を第４動作速度Ｖｒ４とし、最大動作速度Ｖｒｍａｘに対して７０％の速度を第５動作速度Ｖｒ５とする。更に、最大動作速度Ｖｒｍａｘに対して１００％の速度を第６動作速度Ｖｒ６とする。この場合、第６動作速度Ｖｒ６は、ロボット２０、３０の最大動作速度Ｖｒｍａｘである。

そして、第４速度図形６７の第１領域６８１は、第１動作速度Ｖｒ１（０％）に割り当てられている。第２領域６８２は、第２動作速度Ｖｒ２（１０％）に割り当てられている。第３領域６８３は、第３動作速度Ｖｒ３（２０％）に割り当てられている。第４領域６８４は、第４動作速度Ｖｒ４（５０％）に割り当てられている。第５領域６８５は、第５動作速度Ｖｒ５（７０％）に割り当てられている。第６領域６８６は、第６動作速度Ｖｒ６（１００％）に割り当てられている。

この場合の第４速度図形６７における半径Ｒと、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとの相関は、図２６に示す通りである。そして、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄと、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとは、図２７に示すように相関している。つまり、本実施形態において、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒは、操作速度Ｖｄの増加に伴って、二次関数的でかつ段階的に増加するようになっている。

このような構成によれば、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。更に、本実施形態の構成によれば、図２５に示すように、第４速度図形６７の各領域６８１〜６８６は、中心位置Ｐ０に近い領域ほど、その領域の幅が広くなる。そして、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒが遅くなるほど、その動作速度Ｖｒに割り当てられる第４速度図形６７の領域が広くなる。すなわち、動作速度Ｖｒが低速になるほど、その動作速度Ｖｒに対応する領域の幅が広くなってドラッグ操作の操作速度Ｖｄの許容範囲が広くなる。これにより、ロボット２０、３０を低速で動作させる際のドラッグ操作がし易くなり、ロボット２０、３０を低速で動作させる微調整がし易くなる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について、図２８〜図３０を参照して説明する。なお、本実施形態において、第１動作速度Ｖｒ１〜第６動作速度Ｖｒ６の定義は、上記第４実施形態と同様である。
制御部４５は、表示制御部４８の処理により、図２８に示す第５速度図形６９をタッチパネルディスプレイ４２上に表示させる。第５速度図形６９は、速度図形の一例である。この第５速度図形６９は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄの増減に対するロボット２０、３０の動作速度Ｖｒの増減の仕方が、上記第２実施形態による第２速度図形６４と異なる。

本実施形態において、動作速度決定処理は、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄの増加に伴って、連続的でかつ高次関数的この場合二次関数的にロボット２０、３０の動作速度Ｖｒを大きくする処理である。この場合、第５速度図形６９は、動作速度決定処理で決定されたロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに対応し、かつ第５速度図形６９の中心位置Ｐ０からの距離つまり半径Ｒに対して二次関数的に比例して連続的にロボット２０、３０の動作速度Ｖｒが大きくなるように設定されている。

すなわち、本実施形態において、第５速度図形６９は、例えば半径Ｒ２の第２円６９２と、半径Ｒ３の第３円６９３と、半径Ｒ４の第４円６９４と、半径Ｒ５の第５円６９５と、半径Ｒ６の第６円６９６とから構成されている。これら各円６９２〜６４６のうち、第２円６９２〜第５円６９５は、例えば破線等で示すように薄く表示されている。また、各円６９２〜６９６のうち、第６円６９６は、例えば太い実線等で示すように濃く表示され、他の円６９２〜６９５よりも目立つように表示されている。

この場合の第５速度図形６９における半径Ｒと、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとの相関は、図２９に示す通りである。そして、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄと、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとは、図３０に示すように相関している。つまり、本実施形態において、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒは、操作速度Ｖｄの増加に伴って、二次関数的でかつ連続的に増加するようになっている。

このような構成によれば、第２実施形態と同様の作用効果が得られる。更に、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとドラッグ操作の操作速度Ｖｄとは、図３０に示すように、連続した二次関数的な相関関係となっている。したがって、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄが低速であるほど、その操作速度Ｖｄの増減によって変化するロボット２０、３０の動作速度Ｖｒの変化量が小さくなる。これにより、ロボット２０、３０を低速で動作させる際のドラッグ操作がし易くなり、ロボット２０、３０を低速で動作させる微調整がし易くなる。

すなわち、本実施形態によれば、第５速度図形６９は、比較的遅い動作速度Ｖｒ（例えば、Ｖｒ＝１０％〜２０％）が割り当てられた領域を、比較的速い動作速度Ｖｒ（例えば、Ｖｒ≧５０％）が割り当てられた領域よりも広く確保している。つまり、第５速度図形６９は、第５速度図形６９の中心位置Ｐ０に近い領域を、第５速度図形６９の外側に近い領域よりも広く確保している。このため、比較的遅い動作速度Ｖｒにおいては、その動作速度Ｖｒに対応するドラッグ操作の操作速度Ｖｄの範囲が大きい。したがって、ユーザは、ロボット２０、３０を比較的遅い動作速度Ｖｒで動作させる際に、第５速度図形６９の広い領域に対してドラッグ操作をすることができる。この場合、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄの多少の変化によっても、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒが変化しなくなる。その結果、ロボット２０、３０を低速で動作させる場合の操作性が向上する。

また、本実施形態によれば、第５速度図形６９は、比較的速い動作速度Ｖｒ（例えば、Ｖｒ≧５０％）が割り当てられた領域を、比較的遅い動作速度Ｖｒ（例えば、Ｖｒ＝１０％〜２０％）が割り当てられた領域よりも小さくしている。つまり、第５速度図形６９は、第５速度図形６９の外側に近い領域を、第５速度図形６９の中心位置Ｐ０に近い領域よりも小さくしている。このため、比較的速い動作速度Ｖｒにおいては、その動作速度Ｖｒに対応するドラッグ操作の操作速度Ｖｄの範囲が小さい。したがって、ユーザは、ロボット２０、３０を比較的速い動作速度Ｖｒで動作させる際に、大きなドラッグ操作を要せずに操作することができる。これらの結果、ユーザは、比較的遅い動作速度Ｖｒと比較的速い動作速度Ｖｒの両方について操作する際に、違和感無く操作することができ、更に操作性の向上を図ることができる。

なお、上記第４実施形態及び第５実施形態において、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒが０％から５０％のまでの範囲では、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄとロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとが一次関数的に比例し、ロボット２０、３０の動作速度Ｖｒが５０％を超えると、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄとロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとが二次関数的に比例するようにしてもよい。

これによれば、ロボット２０、３０を低速で動作させる際には、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄとロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとが正比例の関係となり、自己のドラッグ操作の操作速度Ｖｄの増減を直接的にロボット２０、３０の動作速度Ｖｒに反映することができるため、操作がし易い。一方、ロボット２０、３０を高速で動作させる際には、ドラッグ操作の操作速度Ｖｄとロボット２０、３０の動作速度Ｖｒとが二次関数に比例する関係となり、比較的遅いドラッグ操作でロボット２０、３０を高速に動作させることができるため、便利である。

（その他の実施形態）
なお、本発明の実施形態は、上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。本発明の実施形態は、例えば次のような変形または拡張が可能である。
上記各実施形態において、各速度図形６２、６４、６５、６７、６９は、円形に限られず、例えば多角形であってもよい。

上記実施形態によるティーチングペンダント４０の操作対象となるロボットは、４軸ロボット２０又は６軸ロボット３０に限られない。例えば、いわゆるＸ−Ｙステージ（２軸ステージ）の上に４軸ロボット２０又は６軸ロボット３０を設置したものでもよい。また、ティーチングペンダント４０の操作対象となるロボットには、例えば１つの駆動軸を有する直線型ロボットや、複数の駆動軸を有する直交型のロボットも含まれる。この場合、駆動軸には、機械的な回転軸に限られず、例えばリニアモータによって駆動する方式も含まれる。

図面中、１０はロボットシステム、２０は４軸型の水平多関節ロボット（ロボット）、３０は６軸型の垂直多関節ロボット（ロボット）、４０はティーチングペンダント（ロボット操作装置）、４２はタッチパネルディスプレイ、４６は操作検出部、４７は動作指令生成部、４８は表示制御部、６２は第１速度図形（速度図形）、６４は第２速度図形（速度図形）、６５は第３速度図形（速度図形）、６７は第４速度図形（速度図形）、６９は第５速度図形（速度図形）を示す。

Claims (7)

1. ユーザからのタッチ操作及びドラッグ操作の入力を受けるとともに図形の表示が可能なタッチパネルディスプレイと、
   前記タッチパネルディスプレイに対する前記タッチ操作及び前記ドラッグ操作を検出可能な操作検出部と、
   前記操作検出部の検出結果に基づいてロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部と、
   前記タッチパネルディスプレイの表示内容を制御する表示制御部と、を備え、
   前記動作指令生成部は、前記操作検出部で検出されたドラッグ操作の操作速度に基づいて前記ロボットの動作速度を決定する動作速度決定処理を行うことができ、
   前記表示制御部は、前記操作検出部が前記ドラッグ操作を検出した場合に、前記タッチパネルディスプレイに、前記ドラッグ操作の操作速度と前記ロボットの動作速度との相関を示す速度図形を表示させるとともに、前記ドラッグ操作の現在位置が前記速度図形において前記ロボットの動作速度を示すように前記ドラッグ操作に合わせて前記速度図形の表示位置を移動させる追従表示処理を行うことができる、
   ロボット操作装置。
2. 前記動作指令生成部は、前記動作速度決定処理を行う前に、前記ロボットの駆動軸又は駆動軸の組み合わせによる前記ロボットの動作態様を決定する動作態様決定処理を行うことができる、
   請求項１に記載のロボット操作装置。
3. 前記動作速度決定処理は、前記ドラッグ操作の操作速度に比例して段階的に前記ロボットの動作速度を大きくする処理であり、
   前記速度図形は、前記動作速度決定処理で決定された前記ロボットの動作速度に対応し、かつ前記速度図形の中心位置からの距離に比例して段階的に前記ロボットの動作速度が大きくなるように設定されている、
   請求項１又は２に記載のロボット操作装置。
4. 前記動作速度決定処理は、前記ドラッグ操作の操作速度に比例して連続的に前記ロボットの動作速度を大きくする処理であり、
   前記速度図形は、前記動作速度決定処理で決定された前記ロボットの動作速度に対応し、かつ前記速度図形の中心位置からの距離に比例して連続的に前記ロボットの動作速度が大きくなるように設定されている、
   請求項１又は２に記載のロボット操作装置。
5. 前記速度図形は、前記ロボットの動作速度に応じた径を有する複数の同心円の図形である、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のロボット操作装置。
6. 前記表示制御部は、前記操作検出部が前記タッチ操作を検出した場合に、前記追従表示処理を実行する前に、前記速度図形を前記タッチパネルディスプレイに表示させる初期表示処理を行うことができる、
   請求項５に記載のロボット操作装置。
7. ユーザからのタッチ操作及びドラッグ操作の入力を受けるとともに画像の表示が可能なタッチパネルディスプレイと、
   前記タッチパネルディスプレイに対する前記タッチ操作及び前記ドラッグ操作を検出可能な操作検出部と、
   前記操作検出部の検出結果に基づいてロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部と、
   前記タッチパネルディスプレイの表示内容を制御する表示制御部と、
   を備えるロボット操作装置に組み込まれたコンピュータに実行されるロボット操作プログラムであって、
   前記コンピュータに、
   前記操作検出部で検出されたドラッグ操作の操作速度に基づいて前記ロボットの動作速度を決定する動作速度決定処理と、
   前記操作検出部が前記ドラッグ操作を検出した場合に、前記タッチパネルディスプレイに、前記ドラッグ操作の操作速度と前記ロボットの動作速度との相関を示す速度図形を表示させるとともに、前記ドラッグ操作の現在位置が前記速度図形において前記ロボットの動作速度を示すように前記ドラッグ操作に合わせて前記速度図形の表示位置を移動させる追従表示処理と、
   を実行させることができるロボット操作プログラム

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