JP2018187697A - 産業用ロボット、コントローラ、および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザにとって操作性の高い産業用ロボットを提供する。【解決手段】産業用ロボット１は、マニプレータ１０と、マニプレータ１０の動作を制御するコントローラ２０と、マニプレータ１０に取り付けられ、かつジェスチャ入力を検出するための検出装置３０とを備える。コントローラ２０は、検出されたジェスチャ入力に応じた処理を実行する。【選択図】図５

Description

本発明は、産業用ロボット、産業用ロボットを制御するコントローラ、およびコントローラにおける方法に関する。

従来、各種の産業用ロボットが知られている。このような産業用ロボットとして、特許文献１には、ロボット本体と、ロボット本体に設けられたアームと、アームに設けられたタッチパネルモニタと、制御部とを備えたロボットが開示されている。

特許文献１のロボットにおいては、制御部は、アームの手先に加えられた外力に応じてアームの姿勢を変化させ、その後タッチパネルモニタへの入力を取得すると、当該変化させた後のアームの姿勢を教示情報として生成するダイレクトティーチングを行う。

詳しくは、教示者がタッチパネルモニタへ触れると、制御部は、タッチパネルモニタに、新規ボタンと編集ボタンとを含むメニュー画面を表示させる。新規ボタンへのタッチ入力が行われた場合、制御部は、ダイレクトティーチングを開始する。具体的には、外力によって姿勢を変化可能とするため、制御部は、アームの各関節軸の保持用ブレーキを解除する。また、外力によって姿勢が変更された後に、タッチパネルモニタに表示された位置記憶ボタンに対するタッチ入力を受け付けると、制御部は、当該姿勢を検出し、当該姿勢と作業番号とを関連付けた教示情報を生成する。

特開２０１５−１８２１４２号公報 特開２０１４−１８４５４１号公報

特許文献１のロボットでは、ダイレクトティーチングの際には、タッチパネルモニタに表示されたボタンの選択が複数回必要となる。このため、ユーザ（教示者）は、都度、画面表示を確認し、表示されている複数のボタンから１つのボタンを選択する必要がある。それゆえ、このようなタッチパネルモニタを備えたロボットは、ユーザにとって操作性が高いとは言えない。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされた物であって、その目的は、ユーザにとって操作性の高い産業用ロボット、産業用ロボットを制御するコントローラ、およびコントローラにおける方法を提供することにある。

本発明のある局面に従うと、産業用ロボットは、マニプレータと、マニプレータの動作を制御するコントローラと、マニプレータに取り付けられ、かつジェスチャ入力を検出するための検出装置とを備える。コントローラは、検出されたジェスチャ入力に応じた処理を実行する。

好ましくは、検出装置は、さらに、マニプレータと物との間の距離を測定するために用いられる。コントローラは、測定された距離が第１の距離よりも短い第２の距離の場合、第１の距離の場合よりもマニプレータの動作速度を遅くする。

好ましくは、コントローラは、距離が予め定められた閾値よりも短くなると、距離が閾値よりも長いときよりも検出装置の検出感度を低くする。

好ましくは、コントローラは、ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、ジェスチャ入力に応じた処理として、産業用ロボットに対するダイレクトティーチング操作を受け付ける。

好ましくは、コントローラは、ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、ジェスチャ入力に応じた処理として、産業用ロボットに対するダイレクトティーチング操作時の補助トルクを変更する。

好ましくは、コントローラは、ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、ジェスチャ入力に応じた処理として、産業用ロボットを再起動させる。

好ましくは、コントローラは、ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、ジェスチャ入力に応じた処理として、マニプレータの姿勢をデフォルトの姿勢に戻す。

好ましくは、コントローラは、動作モードとして、マニプレータに第１の作業を繰り返し実行させる第１のモードと、マニプレータに第２の作業を繰り返し実行させる第２のモードとを有する。コントローラは、動作モードが第１のモードの場合、ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、ジェスチャ入力に応じた処理として、動作モードを第１のモードから第２のモードに切り換える。

好ましくは、マニプレータは、アームを有する。検出装置は、アームに取り付けられている。

好ましくは、マニプレータは、第１のアームと、第２のアームと、第１のアームに対して第２のアームを移動させる関節とを有する。検出装置は、関節に取り付けられている。

好ましくは、マニプレータは、第１のアームと、第２のアームと、第１のアームに対して第２のアームを移動させる関節とを有する。検出装置は、第１のアームおよび第２のアームのうちの少なくとも一方のアームと、関節とに取り付けられている。

好ましくは、検出装置は、第１のアームと、第２のアームとに取り付けられている。コントローラは、第１のアームに対するジェスチャ入力と、第２のアームに対するジャスチャと、関節に対するジェスチャ入力との組み合わせに応じた処理を実行する。

好ましくは、産業用ロボットは、ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、予め定められた報知処理を実行する。

好ましくは、検出装置は、複数の近接センサを含むセンサアレイである。
好ましくは、検出装置は、押しスイッチまたは圧力センサである。

本発明の他の局面に従うと、コントローラは、産業用ロボットのマニプレータの動作を制御する。コントローラは、マニプレータに取り付けられた検出装置からの出力に基づき、産業用ロボットに対するジェスチャ入力のパターンを判断する判断手段と、検出されたパターンに応じた処理を実行する実行手段とを備える。

本発明のさらに他の局面に従うと、方法は、産業用ロボットのマニプレータの動作を制御するコントローラにおいて実行される。方法は、マニプレータに取り付けられた検出装置からの出力に基づき、産業用ロボットに対するジェスチャ入力のパターンを判断するステップと、検出されたパターンに応じた処理を実行するステップとを備える。

本発明によれば、産業用ロボットの操作性を高めることができる。

産業用ロボットの概略構成を説明するための図である。 センサ装置の一部の領域の拡大図である。 ジェスチャ入力の第１の例を説明するための図である。 ジェスチャ入力の第２の例を説明するための図である。 ジェスチャ入力の第３の例を説明するための図である。 ジェスチャ入力の第４の例を説明するための図である。 マニプレータの速度制御の一例を説明するための図である。 検出装置の感度設定を説明するための図である。 産業用ロボットのコントローラの機能的構成を説明するための図である。 記憶部に記憶されたデータの概要を表した図である。 コントローラにおける典型的な処理の流れを説明するためのフローチャートである。 センサ感度を一定とした場合に、距離を測定する方法を説明するための図である。 マニプレータの速度制御の他の例を説明するための図である。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについては詳細な説明は繰返さない。

以下では、産業用ロボットの一例として、協調ロボットを例に挙げて説明する。「協調ロボット」とは、作業者とロボットとが同じ領域で作業できるよう制御されたロボットである。協調ロボットは、作業者の安全を確保しつつ、作業者と協働する。作業者と協調ロボットとが作業を分担することにより、生産性の効率を上げることができる。

＜Ａ．全体構成＞
図１は、産業用ロボット１の概略構成を説明するための図である。図１を参照して、産業用ロボット１は、マニプレータ１０と、コントローラ２０と、検出装置３０とを備える。なお、作業台９００上の領域８００は、作業者と産業用ロボット１とが協調して作業する領域である。

（１）マニプレータ１０
マニプレータ１０は、複数のアーム１１，１３，１５と、複数の関節１２，１４，１６と、回動部１７と、台座部１８とを有する。詳しくは、マニプレータ１０では、先端側から、アーム１１、関節１２、アーム１３、関節１４、アーム１５、関節１６、回動部１７、台座部１８が、この順で設けられている。

アーム１１の先端部には、エンドエフェクタ（図示せず）が取り付けられる。アーム１１の後端部は、関節１２に接続されている。アーム１３の先端部には、関節１２が取り付けられている。アーム１３の後端部は、関節１４に接続されている。アーム１５の先端部には、関節１４が取り付けられている。アーム１５の後端部は、関節１６に接続されている。

関節１２は、アーム１３に対してアーム１１を移動させる。関節１４は、アーム１５に対してアーム１３を移動させる。関節１６は、回動部１７に対してアーム１５を移動させる。

回動部１７は、関節１６を支持するとともに、鉛直軸に平行な回転軸（図示せず）を中心に回転可能に構成されている。台座部１８は、回動部１７を回動可能に支持する。

（２）検出装置３０
検出装置３０は、マニプレータ１０に取り付けられ、かつユーザによるジェスチャ入力を検出する。検出装置３０は、本例では、マニプレータ１０と物（たとえば、人）との間の距離を測定するために用いられる。このように、検出装置３０は、ユーザのの接近と、ユーザによるタッチ操作に基づくジェスチャ入力とを検出する。

詳しくは、検出装置３０は、複数のセンサ装置３１〜３５によって構成されている。センサ装置３１は、アーム１１の表面に取付られている。センサ装置３２は、関節１２の表面に取付られている。センサ装置３３は、アーム１３の表面に取付られている。センサ装置３４は、関節１４の表面に取付られている。センサ装置３５は、アーム１５の表面に取付られている。

各センサ装置３１〜３５は、安全センサとして機能する。詳しくは、各センサ装置３１〜３５は、複数の近接センサを含むセンサアレイ（図２参照）として構成されている。各センサ装置３１〜３５は、検出結果をコントローラ２０に対して出力する。

なお、各アーム１１，１３，１５では、４つの表面のうちの１つにセンサ装置が設けられた構成を例に挙げて説明しているが、これに限定されない。各々のアーム１１，１３，１５において、複数の表面にセンサ装置が設けられている構成であってもよい。

また、関節１２においては、センサ装置３２が設けられている裏面にもセンサ装置を設けてもよい。関節１４においても、センサ装置３４が設けられている裏面にもセンサ装置を設けてもよい。

（３）コントローラ２０
コントローラ２０は、マニプレータ１０の動作を制御する。詳しくは、コントローラ２０は、複数の関節１２，１４，１６と、回動部１７との回動動作を制御する。なお、コントローラ２０は、産業用ロボット１と通信可能な態様で、産業用ロボット１とは別個に設けられていてもよい。

コントローラ２０は、得られた出力がいずれのセンサ装置３１〜３５によるものかを識別する。さらに、コントローラ２０は、これらのセンサ装置３１〜３５の出力に基づいた処理を実行する。コントローラ２０は、ある局面においては、各センサ装置３１〜３５によって検出されたジェスチャ入力に応じた処理を実行する。

詳しくは、コントローラ２０は、各センサ装置３１〜３５によって検出されたジェスチャ入力が、予め定められたパターンの入力であるか否かを判定する。ジェスチャ入力としては、タップ、ダブルタップ、スワイプ等の各種のタッチ操作に基づく入力が例として挙げられる。

コントローラ２０は、予め定められたパターンの入力であると判定したときには、当該予め定められたパターンの入力に応じた処理を実行する。当該パターンおよび処理の具体例については、後述する。

（４）センサ装置の構成
図２は、図１に示したセンサ装置３３の一部の領域（領域Ｒ）の拡大図である。図２に示すように、センサ装置３３は、複数の近接センサ３５１を含むセンサアレイとして構成されている。なお、他のセンサ装置３１，３２，３４，３５も、複数の近接センサ３５１を含むセンサアレイとして構成されている。各センサ装置３１〜３５は、たとえば、静電容量方式のパッドとして構成される。

たとえばセンサ装置３３に着目した場合、ユーザによってセンサ装置３３に対するタッチ操作が行われると、センサ装置３３を構成する近接センサ３５１のうち、タッチされた近接センサ３５１、またはこの近傍の近接センサ３５１からは、タッチ操作に基づく信号がコントローラ２０に出力される。この場合、コントローラ２０は、各近接センサ３５１からの出力に基づき、センサ装置３３に対して行われたジェスチャ入力を取得することになる。その後、コントローラ２０は、このジェスチャ入力が予め定められたパターンと一致しているか否かを判定する。

＜Ｂ．処理の概要＞
以下に、ジェスチャ入力の例および当該ジェスチャ入力に基づき行われる処理について説明する。

（１）第１の例
図３は、ジェスチャ入力の第１の例を説明するための図である。図３に示すように、ユーザが左手７０１でセンサ装置３１にタッチし、同時に、右手７０２でセンサ装置３３にタッチする。これにより、コントローラ２０は、ダイレクトティーチングを開始するための入力が行われたと判断し、ダイレクトティーチングのモードに移行する。

この後、ユーザは、右手７０２をセンサ装置３３から離し、離した方の右手７０２でマニプレータ１０を移動させる。さらに、ユーザは、左手７０１をセンサ装置３１にタッチした状態で、マニプレータ１０を移動させた右手７０２でセンサ装置３３に対してダブルタップを行う。これにより、コントローラ２０は、移動後の位置を教示点として記憶する。

なお、上記の例においては、ユーザは、右手７０２をセンサ装置３３から離す例を説明したが、これに限定されるものではない。左手７０１をセンサ装置３１から離し、左手７０１でマニプレータ１０を移動させる構成であってもよい。この場合には、ユーザは、右手７０２をセンサ装置３３にタッチさせた状態で、マニプレータ１０を移動させた左手７０１でセンサ装置３１に対してダブルタップを行う。これにより、コントローラ２０は、移動後の位置を教示点として記憶する。

また、左手７０１と右手７０２とよってタッチされるセンサ装置の組み合わせは、センサ装置３１，３３に限定されるものではない。さらに、離した手がタッチしていたセンサ装置と、その後にダブルタップを行うセンサ装置とが異なるように設定することも可能である。

（２）第２の例
図４は、ジェスチャ入力の第２の例を説明するための図である。図４に示すように、ユーザが右手７０２（あるいは左手７０１）でセンサ装置３４に対してダブルタップを行うと、コントローラ２０は、産業用ロボット１を再起動させる。

（３）第３の例
図５は、ジェスチャ入力の第３の例を説明するための図である。図５に示すように、ユーザが右手７０２（あるいは左手７０１）でセンサ装置３３に対して、関節１２から関節１４の方向へのスワイプ操作を行うと、コントローラ２０は、マニプレータ１０の姿勢をデフォルトの姿勢に戻す（原点復帰）。なお、スワイプの方向は、関節１２から関節１４の方向に限定されず、関節１４から関節１２の方向であってもよい。

（４）第４の例
図６は、ジェスチャ入力の第４の例を説明するための図である。図６に示すように、ユーザが右手７０２でセンサ装置３４にタッチした状態で、左手７０１でセンサ装置３３を下方から上方へとスワイプ操作を行うと、コントローラ２０は、動作モード（作業）を切り換える。

コントローラ２０は、動作モードとして、複数の作業（一連の作業）のうち、選択された作業をマニプレータ１０に繰り返し実行させる。コントローラ２０は、上記のユーザ操作が行われると、動作モードを現在の動作モードから次の順番の動作モードに切り換える。たとえば、現在の動作モードが、マニプレータ１０に第１の作業を繰り返し実行させる第１のモードの場合、コントローラ２０は、動作モードを、第１のモードから、マニプレータ１０に第２の作業を繰り返し実行させる第２のモードに切り換える。

なお、スワイプの方向が、上方から下方への場合には、動作モードを現在の動作モードから１つ前の順番の動作モードに切り換えるように、コントローラ２０を構成してもよい。

ユーザのジェスチャ入力と、当該ジェスチャ入力に基づき行われる処理との関係は、上記の関係に限定されるものではない。どのようなジェスチャが入力された場合にどのような処理が実行されるかをユーザが設定できるように、コントローラ２０を構成することが好ましい。すなわち、特定の処理を実行させるためのジェスチャの新規登録または更新登録を受け付けるように、コントローラ２０を構成することが好ましい。

＜Ｃ．速度制御および感度設定＞
産業用ロボット１は、協調ロボットであるため、作業者の安全面を考慮して、作業者との距離に応じた速度制御を行う。

図７は、マニプレータ１０の速度制御の一例を説明するための図である。なお、本例におけるマニプレータ１０の速度とは、エンドエフェクタが取り付けられるアーム１１の先端部の動作速度（移動速度）を指す。

図７を参照して、コントローラ２０は、マニプレータ１０（詳しくは、検出装置３０）とユーザとの間の距離Ｌが短くなる程、マニプレータ１０の動作速度Ｖが遅くなるように、関節１２，１４，１６および回動部１７の速度を制限する。詳しくは、コントローラ２０は、速度の上限値を制限する。

距離ＬがＬ８（第２の閾値）よりも長い場合には、動作速度Ｖ（上限値）は、Ｖｍ（最速値）で一定となる。すなわち、マニプレータ１０が高速で稼働（詳しくは、アーム１１の先端部が高速で稼働）するように、コントローラ２０は各部の動作を制御する。

距離Ｌが、Ｌ８よりも短いＬ１（第１の閾値）以下になると、コントローラ２０は、マニプレータ１０の動作を停止させる。マニプレータ１０が停止することにより、ユーザは、図３〜６に基づいた各種のタッチ入力が可能となる。なお、距離Ｌ２，Ｌ７，Ｌ９，Ｌ１０については後述する。

図８は、検出装置３０の感度設定を説明するための図である。図８を参照して、検出装置３０と物（ユーザ）との距離Ｌが短くなるにつれて、検出装置３０のセンサ感度（設定感度）が低くなるように構成されている。コントローラ２０は、センサ感度を変更することにより、距離Ｌを測定する。

センサ感度は、距離Ｌとセンサ出力との関数として定義される。距離Ｌの値が小さい程、センサ出力の値は大きくなる。本例では、センサ感度の初期値としては、感度Ｋ１０が利用される。

距離Ｌの値が十分に大きい場合、センサ出力は０である（点Ｐａ参照）。ユーザが産業用ロボット１に近づくと、閾値Ｔｈ２０よりも小さな値のセンサ出力が得られる（点Ｐｂ参照）。ユーザが産業用ロボット１にさらに近づくと、センサ出力は、閾値Ｔｈ２０よりも大きな値となる（点Ｐｃ参照）。なお、距離ＬがＬ１０（Ｐｃ＜Ｌ１０＜Ｐｂ）のときに、センサ出力は閾値Ｔｈ２０となる。

コントローラ２０は、センサ出力が閾値Ｔｈ２０を超えると、センサ感度を、現在の感度から、現在よりも一段だけ低い感度に変更する。この場合、コントローラ２０は、センサ感度を感度Ｋ１０から感度Ｋ９に変更する。コントローラ２０は、感度Ｋ１０の場合に、センサ出力が閾値Ｔｈ２０を超えると、ユーザが距離Ｌ１０以内に近づいたと判断することができる。なお、感度Ｋ９においては、距離ＬがＬ９（Ｌ９＜Ｌ１０）のときに、センサ出力が閾値Ｔｈ２０となる。

ユーザが産業用ロボット１にさらに近づくと、閾値Ｔｈ２０よりも小さな値のセンサ出力が得られる（点Ｐｄ参照）。ユーザが産業用ロボット１にさらに近づくと、センサ出力は、閾値Ｔｈ２０よりも大きな値となる（点Ｐｅ参照）。コントローラ２０は、センサ出力が閾値Ｔｈ２０を超えると、センサ感度を感度Ｋ９から感度Ｋ８に変更する。この場合、コントローラ２０は、センサ出力が閾値Ｔｈ２０を超えると、ユーザが距離Ｌ９以内に近づいたと判断することができる。なお、感度Ｋ８においては、距離ＬがＬ８（Ｌ８＜Ｌ９）のときに、センサ出力が閾値Ｔｈ２０となる。

同様に、ユーザが産業用ロボット１にさらに近づくと、センサ出力は、閾値Ｔｈ２０よりも大きな値となる（点Ｐｆ参照）。コントローラ２０は、センサ出力が閾値Ｔｈ２０を超えると、センサ感度を感度Ｋ８から感度Ｋ７に変更する。なお、感度Ｋ７においては、距離ＬがＬ７（Ｌ７＜Ｌ８）のときに、センサ出力が閾値Ｔｈ２０となる。ユーザが産業用ロボット１にさらに近づくと、センサ出力は、閾値Ｔｈ２０よりも大きな値となる（点Ｐｇ参照）。

コントローラ２０は、センサ感度が感度Ｋ８以下となると（すなわち距離ＬがＬ８以内となると）、設定されたセンサ感度が低いほど動作速度Ｖの値が小さくなるように、かつ同一感度においてはセンサ出力が高くなるほど動作速度Ｖの値が小さくなるように、制御する（図７参照）。なお、センサ感度が同一感度の間においては、センサ出力にかかわらず、動作速度Ｖを一定としてもよい。

センサ感度が感度Ｋ２に変更された後に、ユーザが産業用ロボット１にさらに近づくことにより、センサ出力が閾値Ｔｈ２０よりも大きな値となると（点Ｐｈ参照）、コントローラ２０は、センサ感度を感度Ｋ２から感度Ｋ１に変更する。コントローラ２０は、センサ感度が感度Ｋ１となると（すなわち距離ＬがＬ１以内となると）、図７に示したように、動作速度Ｖをゼロとする。つまり、コントローラ２０は、マニプレータ１０を停止させる。

なお、設定可能な感度の数を増加させることにより、距離Ｌをより精緻に測定することが可能となる。

＜Ｄ．機能的構成＞
図９は、主として、産業用ロボット１のコントローラ２０の機能的構成を説明するための図である。図９を参照して、産業用ロボット１は、上述したように、マニプレータ１０と、コントローラ２０と、検出装置３０とを備える。検出装置３０は、上述したように、複数のセンサ装置３１〜３５で構成される。

コントローラ２０は、ジェスチャ判定部２１と、処理実行部２２と、記憶部２３とを備える。記憶部２３には、複数の予め定められたパターンを記憶したデータＤ２９が記憶されている。

マニプレータ１０は、アーム１１，１３，１５および関節１２，１４，１６に加えて、モータ駆動回路５０とサーボモータ６０とブレーキ７０とを備える。モータ駆動回路５０とサーボモータ６０とブレーキ７０とは、関節１２，１４，１６および回動部１７の各々に設けられている。

モータ駆動回路５０は、コントローラ２０からの指令に基づきサーボモータ６０を駆動する。ブレーキ７０は、関節または回動部１７の保持用ブレーキである。ブレーキ７０がかかっている状態では、隣接する２つのアームがなす角度（関節の角度）、あるいは回動部１７の回転角度は一定に保たれる。ブレーキ７０が解除されると、補助トルクを用いて、アームを手で所望とする位置へ移動可能となる。

各センサ装置３１〜３５によるセンサ出力は、コントローラ２０に入力される。コントローラ２０のジェスチャ判定部２１は、センサ出力をジェスチャ入力として処理する。ジェスチャ判定部２１は、ジェスチャ入力がデータＤ２９に記憶されている何れのパターンに該当（一致）するかを判断する。

ジェスチャ判定部２１は、いずれかのパターンに該当すると判断した場合、当該パターンに応じた処理を処理実行部２２に実行させる。ジェスチャ判定部２１が、いずれかのパターンに該当しないと判断した場合、ジェスチャに応じた処理は実行されない。

また、コントローラ２０は、いずれかのパターンに該当すると判断された場合、図示しない報知装置に予め定められた報知処理を実行させる。たとえば、コントローラ２０は、スピーカから所定の報知音を出力させる。

図１０は、記憶部２３に記憶されたデータＤ２９の概要を表した図である。なお、図１０に示されたデータＤ２９は、一例であって、内容および形式はこれに限定されるものではない。

図１０を参照して、データＤ２９には、複数のパターンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，…が予め記憶されている。各パターンには、処理と、検出内容（ジェスチャ）と、処理の詳細とが対応付けて記憶されている。

パターンＡは、図３に基づいて説明したように、教示点に関するダイレクトティーチングを行うためのパターンである（第１の例）。パターンＢは、図４に基づいて説明したように、産業用ロボット１の再起動を行うためのパターンである（第２の例）。パターンＣは、図５に基づいて説明したように、マニプレータ１０の姿勢をデフォルトの姿勢に戻すためのパターンである（第３の例）。パターンＤは、図６に基づいて説明したように、動作モード（作業）を切り換えるためのパターンである（第４の例）。

パターンＥ、Ｆ，Ｇ，Ｈとして、それぞれ、補助トルクの変更を行うためのパターン、移動速度に関するダイレクトティーチングを行うためのパターン、安全距離（典型的には、図７に示した距離Ｌ８）の設定を行うためのパターン、および通常動作に遷移させるときのパターンが記憶されている。

コントローラ２０は、ジェスチャ入力がパターンＥに該当すると判断した場合、ダイレクトティーチング操作時の補助トルクを変更する。たとえば、コントローラ２０は、一定値だけ補助トルクを大きくまたは小さくする。あるいは、スワイプ操作のようにジェスチャ入力による距離（始点と終点との間の距離）が得られる場合には、当該距離に応じて補助トルクの増減値を変更してもよい。

＜Ｅ．制御構造＞
図１１は、コントローラ２０における典型的な処理の流れを説明するためのフローチャートである。

図１１を参照して、ステップＳ１において、コントローラ２０は、センサ感度を最大値に設定する。図８の例では、コントローラ２０は、センサ感度を感度Ｋ１０に設定する。ステップＳ２において、コントローラ２０は、センサ出力が閾値Ｔｈ２０以上になったか否かを判断する。

コントローラ２０は、センサ出力が閾値Ｔｈ２０以上になったと判断した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、処理をステップＳ３に進める。コントローラ２０は、センサ出力が閾値Ｔｈ２０以上になっていない判断した場合（ステップＳ２においてＮＯ）、ステップＳ５において、マニプレータ１０に通常動作を実行させる。なお、通常動作とは、動作速度Ｖ（上限値）がＶｍ（最速値）に設定されている状態を意味する。この場合、アーム１１，１３，１５がプログラムに従って高速で動作する。

ステップＳ３においては、コントローラ２０は、センサ感度が最低値（図８の例では感度Ｋ１）であるか否かを判断する。コントローラ２０は、センサ感度が最低値でないと判断すると（ステップＳ３においてＮＯ）、ステップＳ４において、センサ感度を１段下げる。コントローラ２０は、センサ感度が最低値であると判断すると（ステップＳ３においてＹＥＳ）、ステップＳ６において、マニプレータ１０の動作（典型的には、アーム１１，１３，１５の動作）を停止する。

ステップＳ７において、コントローラ２０は、検出装置３０を介したジェスチャ入力を受け付ける。ステップＳ８において、コントローラ２０は、受け付けたジェスチャ入力が、データＤ２９に記憶された予め定められたパターンであるか否かを判断する。

コントローラ２０は、予め定められたパターンであると判断された場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、通常動作に戻るジェスチャでないことを条件に（ステップＳ９においてＮＯ）、ステップＳ１０において、処理実行部２２にジェスチャ入力に応じた処理を実行させる。コントローラ２０は、予め定められたパターンであると判断された場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、通常動作に戻るジェスチャであることを条件に（ステップＳ９においてＹＥＳ）、処理をステップＳ１２に進める。

コントローラ２０は、予め定められたパターンでないと判断された場合（ステップＳ８においてＮＯ）、ステップＳ１１において、ステップＳ７でジェスチャ入力を受け付けてから所定の時間が経過したか否か（タイムアウトとなったか否か）を判断する。コントローラ２０は、タイムアウトになっていないと判断すると（ステップＳ１１においてＮＯ）、ステップＳ７において再度のジェスチャ入力を待つ。コントローラ２０は、タイムアウトとなったと判断した場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、ステップＳ１２において、センサ感度を最大値に戻す。

コントローラ２０は、ステップＳ１３において、センサ出力が閾値Ｔｈ２０未満であるか否かを判断する。コントローラ２０は、センサ出力が閾値Ｔｈ２０未満であること（ステップＳ１３においてＹＥＳ）を条件に、ステップＳ１４において、マニプレータ１０の動作を停止状態から通常動作に切り換える。つまり、ユーザが産業用ロボット１から十分に離れたことを条件に、コントローラ２０は、ジェスチャ入力を受け付ける動作モードから、通常動作のモードに切り換える。

＜Ｆ．まとめ＞
（１）産業用ロボット１は、マニプレータ１０と、マニプレータ１０の動作を制御するコントローラ２０と、マニプレータ１０に取り付けられ、かつジェスチャ入力を検出するための検出装置３０とを備る。コントローラ２０は、検出されたジェスチャ入力に応じた処理を実行する。

この構成によれば、ユーザはジェスチャ入力を行うことにより、産業用ロボット１にジェスチャ入力応じた処理を実行させることができる。したがって、産業用ロボット１によれば、ジェスチャ入力を受け付けることができない産業用ロボットに比べて、操作性を高めることが可能となる。

（２）検出装置３０は、さらに、マニプレータ１０と物との間の距離Ｌを測定するために用いられる。コントローラ２０は、測定された距離Ｌが第１の距離（たとえば、距離Ｌ８）よりも短い第２の距離の場合、第１の距離の場合よりもマニプレータ１０の動作速度を遅くする（図７参照）。この構成によれば、検出装置３０を安全センサして利用することが可能となる。

（３）コントローラ２０は、距離Ｌが予め定められた閾値Ｔｈ２（距離Ｌ８）よりも短くなると、距離Ｌが閾値Ｔｈ２よりも長いときよりも検出装置３０のセンサ感度（検出感度）を低くする。この構成によれば、ユーザが近づいていることを検知できる。

（４）コントローラ２０は、ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、ジェスチャ入力に応じた処理として、産業用ロボット１に対するダイレクトティーチング操作を受け付ける。この構成によれば、ユーザは、予め定められたジェスチャ入力を行なうことにより、ダイレクトティーチングを行うことができる。

（５）コントローラ２０は、ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、ジェスチャ入力に応じた処理として、産業用ロボット１に対するダイレクトティーチング操作時の補助トルクを変更する。この構成によれば、ユーザは、予め定められたジェスチャ入力を行なうことにより、ダイレクトティーチング操作時の補助トルクを変更することができる。

（６）コントローラ２０は、ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、ジェスチャ入力に応じた処理として、産業用ロボット１を再起動させる。この構成によれば、ユーザは、予め定められたジェスチャ入力を行なうことにより、産業用ロボット１を再起動させることができる。

（７）コントローラ２０は、ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、ジェスチャ入力に応じた処理として、マニプレータ１０の姿勢をデフォルトの姿勢に戻す。この構成によれば、ユーザは、予め定められたジェスチャ入力を行なうことにより、マニプレータ１０の姿勢をデフォルトの姿勢に戻すことができる。

（８）コントローラ２０は、動作モードとして、マニプレータ１０に第１の作業を繰り返し実行させる第１のモードと、マニプレータ１０に第２の作業を繰り返し実行させる第２のモードとを有する。コントローラ２０は、動作モードが第１のモードの場合、ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、ジェスチャ入力に応じた処理として、動作モードを第１のモードから第２のモードに切り換える。この構成によれば、ユーザは、予め定められたジェスチャ入力を行なうことにより、動作モードを変更することができる。

（９）検出装置３０は、アーム１１，１３，１５と、関節１２，１４とに取り付けられている。なお、検出装置３０は、全てのアームに取り付けられている必要は必ずしもない。また、検出装置３０が、２つの関節１２，１４に取り付けられている必要はない。検出装置３０は、少なくとも、アーム１１，１３，１５および関節１２，１４のうちの１つに取り付けられていればよい。

（１０）コントローラ２０は、第１のアームに対するジェスチャ入力と、第２のアームに対するジャスチャと、関節１２または関節１４に対するジェスチャ入力との組み合わせに応じた処理を実行する。なお、第１のアームおよび第２のアームは、アーム１１，１３，１５のうちの何れかである。

（１１）産業用ロボット１は、ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、予め定められた報知処理を実行する。この構成によれば、ユーザは、ジェスチャ入力が受け付けられたことを知ることができる。

（１２）検出装置３０は、複数の近接センサ３５１を含むセンサアレイである。
＜Ｇ．変形例＞
（１）上記においては、図８に基づいて説明したように、センサ感度を変更することにより、コントローラ２０は、マニプレータ１０とユーザと間の距離Ｌを測定することができた。しかしながら、距離Ｌの測定はこれに限定されるものではない。

図１２は、センサ感度（設定感度）を一定とした場合に、距離Ｌを測定する方法を説明するための図である。図１２を参照して、コントローラ２０は、センサ出力が閾値Ｔｈ２０を超えると、閾値を閾値Ｔｈ２０よりも高い閾値Ｔｈ１９に変更する。その後、ユーザがマニプレータ１０にさらに近づくことによりセンサ出力が閾値Ｔｈ１９を超えると、コントローラ２０は、閾値を閾値Ｔｈ１９よりも高い閾値Ｔｈ１８に変更する。その後、ユーザがマニプレータ１０にさらに近づくことによりセンサ出力が閾値Ｔｈ１８を超えると、コントローラ２０は、閾値を閾値Ｔｈ１８よりも高い閾値Ｔｈ１７に変更する。以後、コントローラ２０は、このような閾値変更処理を繰り返す。コントローラ２０は、閾値を閾値Ｔｈ１８以上に設定した場合には、センサ出力が高いほどマニプレータ１０の動作速度Ｖの値が小さくなるように制御する（図７参照）。

コントローラ２０は、センサ出力が閾値Ｔｈ１２を超えると、閾値を閾値Ｔｈ１２よりも高い閾値Ｔｈ１１に変更する。コントローラ２０は、閾値を閾値Ｔｈ１１に変更したことに基づき、マニプレータ１０の動作を停止させる。

このような構成であっても、センサ感度を変更する場合と同様の効果を得ることができる。

（２）図１３は、マニプレータ１０の速度制御の他の例を説明するための図である。図１３を参照して、コントローラ２０は、ユーザがマニプレータ１０に近づいているときは、図７と同様の速度制御を行う。その一方、コントローラ２０は、ユーザがマニプレータ１０から遠ざかっている場合には、動作速度Ｖをゼロとする距離を長くする。このような構成によれば、ユーザが距離Ｌ１よりもさらに離れたことを条件に、マニプレータ１０を動作させることができる。

典型的には、コントローラ２０は、同じ距離Ｌにおいて、ユーザがマニプレータ１０に近づいているときよりも動作速度Ｖの値を小さくする。このような構成によれば、ユーザには、マニプレータ１０がゆっくりと離れていっていると感じることができる。

（３）上記においては、検出装置３０を近接センサで構成した。しかしながら、これに限定されず、検出装置３０を、押しスイッチまたは圧力センサで構成してもよい。

また、検出装置３０を、距離Ｌを測定するための装置（たとえば、レーザによる測距装置）と、ジェスチャ入力を検出する装置（たとえば、タッチパッド）とで構成してもよい。

（４）上記の制御は、協調ロボットにおける制御に限定されるものではなく、各種の産業用ロボットに適用できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 産業用ロボット、１０ マニプレータ、１１，１３，１５ アーム、１２，１４，１６ 関節、１７ 回動部、１８ 台座部、２０ コントローラ、３０ 検出装置、３１，３２，３３，３４，３５ センサ装置、３５１ 近接センサ、７０１ 左手、７０２ 右手、８００，Ｒ 領域、９００ 作業台、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ７，Ｋ８，Ｋ９，Ｋ１０ 感度。

また、関節１２においては、センサ装置３２が設けられていない裏面にもセンサ装置を設けてもよい。関節１４においても、センサ装置３４が設けられていない裏面にもセンサ装置を設けてもよい。

Claims (17)

1. マニプレータと、
   前記マニプレータの動作を制御するコントローラと、
   前記マニプレータに取り付けられ、かつジェスチャ入力を検出するための検出装置とを備え、
   前記コントローラは、検出された前記ジェスチャ入力に応じた処理を実行する、産業用ロボット。
2. 前記検出装置は、さらに、前記マニプレータと物との間の距離を測定するために用いられ、
   前記コントローラは、測定された前記距離が第１の距離よりも短い第２の距離の場合、前記第１の距離の場合よりも前記マニプレータの動作速度を遅くする、請求項１に記載の産業用ロボット。
3. 前記コントローラは、前記距離が予め定められた閾値よりも短くなると、前記距離が前記閾値よりも長いときよりも前記検出装置の検出感度を低くする、請求項２に記載の産業用ロボット。
4. 前記コントローラは、前記ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、前記ジェスチャ入力に応じた処理として、前記産業用ロボットに対するダイレクトティーチング操作を受け付ける、請求項１から３のいずれか１項に記載の産業用ロボット。
5. 前記コントローラは、前記ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、前記ジェスチャ入力に応じた処理として、前記産業用ロボットに対するダイレクトティーチング操作時の補助トルクを変更する、請求項１から３のいずれか１項に記載の産業用ロボット。
6. 前記コントローラは、前記ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、前記ジェスチャ入力に応じた処理として、前記産業用ロボットを再起動させる、請求項１から３のいずれか１項に記載の産業用ロボット。
7. 前記コントローラは、前記ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、前記ジェスチャ入力に応じた処理として、前記マニプレータの姿勢をデフォルトの姿勢に戻す、請求項１から３のいずれか１項に記載の産業用ロボット。
8. 前記コントローラは、動作モードとして、前記マニプレータに第１の作業を繰り返し実行させる第１のモードと、前記マニプレータに第２の作業を繰り返し実行させる第２のモードとを有し、
   前記コントローラは、前記動作モードが前記第１のモードの場合、前記ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、前記ジェスチャ入力に応じた処理として、前記動作モードを前記第１のモードから前記第２のモードに切り換える、請求項１から３のいずれか１項に記載の産業用ロボット。
9. 前記マニプレータは、アームを有し、
   前記検出装置は、前記アームに取り付けられている、請求項１から８のいずれか１項に記載の産業用ロボット。
10. 前記マニプレータは、第１のアームと、第２のアームと、前記第１のアームに対して前記第２のアームを移動させる関節とを有し、
    前記検出装置は、前記関節に取り付けられている、請求項１から８のいずれか１項に記載の産業用ロボット。
11. 前記マニプレータは、第１のアームと、第２のアームと、前記第１のアームに対して前記第２のアームを移動させる関節とを有し、
    前記検出装置は、前記第１のアームおよび前記第２のアームのうちの少なくとも一方のアームと、前記関節とに取り付けられている、請求項１から８のいずれか１項に記載の産業用ロボット。
12. 前記検出装置は、前記第１のアームと、前記第２のアームとに取り付けられており、
    前記コントローラは、前記第１のアームに対するジェスチャ入力と、前記第２のアームに対するジャスチャと、前記関節に対するジェスチャ入力との組み合わせに応じた処理を実行する、請求項１１に記載の産業用ロボット。
13. 前記ジェスチャ入力が予め定められたパターンの入力であることを条件に、予め定められた報知処理を実行する、請求項１に記載の産業用ロボット。
14. 前記検出装置は、複数の近接センサを含むセンサアレイである、請求項１から１３のいずれか１項に記載の産業用ロボット。
15. 前記検出装置は、押しスイッチまたは圧力センサである、請求項１に記載の産業用ロボット。
16. 産業用ロボットのマニプレータの動作を制御するコントローラであって、
    前記マニプレータに取り付けられた検出装置からの出力に基づき、前記産業用ロボットに対するジェスチャ入力のパターンを判断する判断手段と、
    検出された前記パターンに応じた処理を実行する実行手段とを備える、コントローラ。
17. 産業用ロボットのマニプレータの動作を制御するコントローラにおける方法であって、
    前記マニプレータに取り付けられた検出装置からの出力に基づき、前記産業用ロボットに対するジェスチャ入力のパターンを判断するステップと、
    検出された前記パターンに応じた処理を実行するステップとを備える、方法。

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