JP2022047658A - 作業時間提示方法、力制御パラメーター設定方法、ロボットシステムおよび作業時間提示プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】力制御パラメーターを容易かつ正確に設定することができる作業時間提示方法、力制御パラメーター設定方法、ロボットシステムおよび作業時間提示プログラムを提供すること。
【解決手段】第１対象物または第２対象物の種類に関する第１情報と、作業時の前記第１対象物の移動方向に関する第２情報と、を取得する第１ステップと、前記第１情報および前記第２情報の組み合わせごとに用意され、力制御パラメーターと、前記力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルを用い、前記第１ステップで取得した前記第１情報および前記第２情報を前記テーブルに対応付けて、前記作業に要する作業時間に関する第３情報を取得する第２ステップと、前記第２ステップで取得した前記第３情報を提示する第３ステップと、を有することを特徴とする作業時間提示方法。
【選択図】図５

Description

本発明は、作業時間提示方法、力制御パラメーター設定方法、ロボットシステムおよび作業時間提示プログラムに関する。

ロボットアームと、ロボットアームに加わる力を検出する力検出部と、を有し、力検出部の検出結果に基づいてロボットアームを駆動する力制御を行うことによって、所定の作業を行うロボットが知られている。このようなロボットにおいては、例えば、特許文献１に記載されているように、力制御を行う際に、どのようなモードでロボットアームを駆動するかを決めるために力制御パラメーターを適した値に設定する必要がある。力制御パラメーターによっては、作業に要する作業時間が変わってくる。

特開２０１４－２３３８１４号公報

しかしながら、従来では、設定した力制御パラメーターで作業を行った場合の作業時間を知るには、実際に作業と同様の動作を行って時間を計測する方法しかなかった。このため、所望の作業時間になるように力制御パラメーターを設定するためには、力制御パラメーターの値を変更しつつ、実際にロボットアームを駆動してみる必要があり、非常に面倒であった。

本発明の作業時間提示方法は、力制御により駆動するロボットアームを有するロボットにおいて、前記ロボットアームが第１対象物を把持して第２対象物に挿入または抜去する作業を行う際の作業時間を提示する作業時間提示方法であって、
前記第１対象物または前記第２対象物の種類に関する第１情報と、前記作業時の前記第１対象物の移動方向に関する第２情報と、を取得する第１ステップと、
前記第１情報および前記第２情報の組み合わせごとに用意され、力制御パラメーターと、前記力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルを用い、前記第１ステップで取得した前記第１情報および前記第２情報を前記テーブルに対応付けて、前記作業に要する作業時間に関する第３情報を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで取得した前記第３情報を提示する第３ステップと、を有することを特徴とする。

本発明の力制御パラメーター設定方法は、力制御により駆動するロボットアームを有するロボットにおいて、前記ロボットアームが第１対象物を把持して第２対象物に挿入または抜去する作業を行う際の作業時間を提示して力制御パラメーターの設定を行う力制御パラメーター設定方法であって、
前記第１対象物または前記第２対象物の種類に関する第１情報と、前記作業時の前記第１対象物の移動方向に関する第２情報と、を取得する第１ステップと、
前記第１情報および前記第２情報の組み合わせごとに用意され、前記力制御パラメーターと、前記力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルを用い、前記第１ステップで取得した前記第１情報および前記第２情報を前記テーブルに対応付けて、前記作業に要する作業時間に関する第３情報を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで取得した前記第３情報を提示する第３ステップと、
前記第３情報に対応する前記力制御パラメーターを、前記作業時の作業時力制御パラメーターとして設定する第４ステップと、を有することを特徴とする。

本発明のロボットシステムは、力制御により第１対象物を把持して第２対象物に挿入または抜去する作業を行うロボットアームを有するロボットと、提示部と、前記提示部の作動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１対象物または前記第２対象物の種類に関する第１情報と、前記作業時の前記第１対象物の移動方向に関する第２情報と、を取得し、
前記第１情報および前記第２情報の組み合わせごとに用意され、力制御パラメーターと、前記力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルを用い、取得した前記第１情報および前記第２情報を前記テーブルに対応付けて、前記作業に要する作業時間に関する第３情報を取得し、
取得した前記第３情報を提示するよう前記提示部の作動を制御することを特徴とする。

本発明の作業時間提示プログラムは、力制御により駆動するロボットアームを有するロボットにおいて、前記ロボットアームが第１対象物を把持して第２対象物に挿入または抜去する作業を行う際の作業時間を提示する作業時間提示プログラムであって、
前記第１対象物または前記第２対象物の種類に関する第１情報と、前記作業時の前記第１対象物の移動方向に関する第２情報と、を取得する第１ステップと、
前記第１情報および前記第２情報の組み合わせごとに用意され、力制御パラメーターと、前記力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルを用い、前記第１ステップで取得した前記第１情報および前記第２情報を前記テーブルに対応付けて、前記作業に要する作業時間に関する第３情報を取得する第２ステップと、
前記第２ステップで取得した前記第３情報を提示する第３ステップと、を実行するためのものであることを特徴とする。

図１は、ロボットシステムの全体構成を示す図である。 図２は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。 図３は、表示画面の一例を示す平面図である。 図４は、図１に示すロボットシステムが実行する制御動作を説明するためのフローチャートである。 図５は、テーブルを説明するための図である。 図６は、テーブルを説明するための図である。 図７は、外部剛性を説明するための概念図である。 図８は、ロボットシステムについてハードウェアを中心として説明するためのブロック図である。 図９は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例１を示すブロック図である。 図１０は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例２を示すブロック図である。

＜実施形態＞
図１は、ロボットシステムの全体構成を示す図である。図２は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。図３は、表示画面の一例を示す平面図である。図４は、図１に示すロボットシステムが実行する制御動作を説明するためのフローチャートである。図５は、テーブルを説明するための図である。図６は、テーブルを説明するための図である。図７は、外部剛性を説明するための概念図である。

以下、本発明の作業時間提示方法、力制御パラメーター設定方法、ロボットシステムおよび作業時間提示プログラムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の＋Ｚ軸方向、すなわち、上側を「上」、－Ｚ軸方向、すなわち、下側を「下」とも言う。また、ロボットアームについては、図１中の基台１１側を「基端」、その反対側、すなわち、エンドエフェクター側を「先端」とも言う。また、図１中のＺ軸方向、すなわち、上下方向を「鉛直方向」とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向、すなわち、左右方向を「水平方向」とする。

図１に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット１と、ロボット１を制御する制御装置３と、教示装置４と、を備え、本発明の作業時間提示方法および本発明の力制御パラメーター設定方法を実行する。

まず、ロボット１について説明する。
図１に示すロボット１は、本実施形態では単腕の６軸垂直多関節ロボットであり、基台１１と、ロボットアーム１０と、を有する。また、ロボットアーム１０の先端部にエンドエフェクター２０を装着することができる。エンドエフェクター２０は、ロボット１の構成要件であってもよく、ロボット１の構成要件でなくてもよい。

なお、ロボット１は、図示の構成に限定されず、例えば、双腕型の多関節ロボットであってもよい。また、ロボット１は、水平多関節ロボットであってもよい。

基台１１は、ロボットアーム１０を下側から駆動可能に支持する支持体であり、例えば工場内の床に固定されている。ロボット１は、基台１１が中継ケーブル１８を介して制御装置３と電気的に接続されている。なお、ロボット１と制御装置３との接続は、図１に示す構成のように有線による接続に限定されず、例えば、無線による接続であってもよく、さらには、インターネットのようなネットワークを介して接続されていてもよい。

本実施形態では、ロボットアーム１０は、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第３アーム１４と、第４アーム１５と、第５アーム１６と、第６アーム１７とを有し、これらのアームが基台１１側からこの順に連結されている。なお、ロボットアーム１０が有するアームの数は、６つに限定されず、例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つまたは７つ以上であってもよい。また、各アームの全長等の大きさは、それぞれ、特に限定されず、適宜設定可能である。

基台１１と第１アーム１２とは、関節１７１を介して連結されている。そして、第１アーム１２は、基台１１に対し、鉛直方向と平行な第１回動軸を回動中心とし、その第１回動軸回りに回動可能となっている。第１回動軸は、基台１１が固定される床の法線と一致している。

第１アーム１２と第２アーム１３とは、関節１７２を介して連結されている。そして、第２アーム１３は、第１アーム１２に対し、水平方向と平行な第２回動軸を回動中心として回動可能となっている。第２回動軸は、第１回動軸に直交している軸と平行である。

第２アーム１３と第３アーム１４とは、関節１７３を介して連結されている。そして、第３アーム１４は、第２アーム１３に対して水平方向と平行な第３回動軸を回動中心として回動可能となっている。第３回動軸は、第２回動軸と平行である。

第３アーム１４と第４アーム１５とは、関節１７４を介して連結されている。そして、第４アーム１５は、第３アーム１４に対し、第３アーム１４の中心軸方向と平行な第４回動軸を回動中心として回動可能となっている。第４回動軸は、第３回動軸と直交している。

第４アーム１５と第５アーム１６とは、関節１７５を介して連結されている。そして、第５アーム１６は、第４アーム１５に対して第５回動軸を回動中心として回動可能となっている。第５回動軸は、第４回動軸と直交している。

第５アーム１６と第６アーム１７とは、関節１７６を介して連結されている。そして、第６アーム１７は、第５アーム１６に対して第６回動軸を回動中心として回動可能となっている。第６回動軸は、第５回動軸と直交している。

また、第６アーム１７は、ロボットアーム１０の中で最も先端側に位置するロボット先端部となっている。この第６アーム１７は、ロボットアーム１０の駆動により、エンドエフェクター２０ごと回動することができる。

ロボット１は、駆動部としてのモーターＭ１、モーターＭ２、モーターＭ３、モーターＭ４、モーターＭ５およびモーターＭ６と、エンコーダーＥ１、エンコーダーＥ２、エンコーダーＥ３、エンコーダーＥ４、エンコーダーＥ５およびエンコーダーＥ６とを備える。モーターＭ１は、関節１７１に内蔵され、基台１１と第１アーム１２とを相対的に回転させる。モーターＭ２は、関節１７２に内蔵され、第１アーム１２と第２アーム１３とを相対的に回転させる。モーターＭ３は、関節１７３に内蔵され、第２アーム１３と第３アーム１４とを相対的に回転させる。モーターＭ４は、関節１７４に内蔵され、第３アーム１４と第４アーム１５とを相対的に回転させる。モーターＭ５は、関節１７５に内蔵され、第４アーム１５と第５アーム１６とを相対的に回転させる。モーターＭ６は、関節１７６に内蔵され、第５アーム１６と第６アーム１７とを相対的に回転させる。

また、エンコーダーＥ１は、関節１７１に内蔵され、モーターＭ１の位置を検出する。エンコーダーＥ２は、関節１７２に内蔵され、モーターＭ２の位置を検出する。エンコーダーＥ３は、関節１７３に内蔵され、モーターＭ３の位置を検出する。エンコーダーＥ４は、関節１７４に内蔵され、モーターＭ４の位置を検出する。エンコーダーＥ５は、関節１７５に内蔵され、モーターＭ５の位置を検出する。エンコーダーＥ６は、関節１７６に内蔵され、モーターＭ６の位置を検出する。

エンコーダーＥ１～エンコーダーＥ６は、制御装置３と電気的に接続されており、モーターＭ１～モーターＭ６の位置情報、すなわち、回転量が制御装置３に電気信号として送信される。そして、この情報に基づいて、制御装置３は、モーターＭ１～モーターＭ６を、図示しないモータードライバーを介して駆動させる。すなわち、ロボットアーム１０を制御するということは、モーターＭ１～モーターＭ６を制御することである。

また、ロボットアーム１０の先端には、制御点ＣＰが設定されている。制御点ＣＰは、ロボットアーム１０の制御を行う際の基準となる点のことである。ロボットシステム１００では、ロボット座標系で制御点ＣＰの位置を把握し、制御点ＣＰが所望の位置に移動するようにロボットアーム１０を駆動する。

また、ロボット１では、ロボットアーム１０に、力を検出する力検出部１９が着脱自在に設置される。そして、ロボットアーム１０は、力検出部１９が設置された状態で駆動することができる。力検出部１９は、本実施形態では、６軸力覚センサーである。力検出部１９は、互いに直交する３つの検出軸上の力の大きさと、当該３つの検出軸まわりのトルクの大きさとを検出する。すなわち、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向の力成分と、Ｘ軸回りとなるＴｘ方向の力成分と、Ｙ軸回りとなるＴｙ方向の力成分と、Ｚ軸回りとなるＴｚ方向の力成分とを検出する。なお、本実施形態では、Ｚ軸方向が鉛直方向となっている。また、各軸方向の力成分を「並進力成分」と言い、各軸回りの力成分を「回転力成分」と言うこともできる。また、力検出部１９は、６軸力覚センサーに限定されず、他の構成のものであってもよい。

本実施形態では、力検出部１９は、第６アーム１７に設置されている。なお、力検出部１９の設置箇所としては、第６アーム１７、すなわち、最も先端側に位置するアームに限定されず、例えば、他のアームや、隣り合うアーム同士の間や、基台１１の下方であってもよい。

力検出部１９には、エンドエフェクター２０を着脱可能に装着することができる。エンドエフェクター２０は、一対の爪が接近離間することにより物品を把持するハンドで構成されているが、本発明ではこれに限定されず、２本以上の爪を有していてもよい。また、吸着により物品を把持するハンドであってもよい。

また、ロボット座標系において、エンドエフェクター２０の先端の任意の位置、好ましくは各爪が接近した状態における先端にツールセンターポイントＴＣＰが設定されている。前述したように、ロボットシステム１００では、ロボット座標系で制御点ＣＰの位置を把握し、制御点ＣＰが所望の位置に移動するようにロボットアーム１０を駆動する。また、エンドエフェクター２０の種類、特に、長さを把握しておくことにより、ツールセンターポイントＴＣＰと制御点ＣＰとのオフセット量を把握することができる。このため、ツールセンターポイントＴＣＰの位置をロボット座標系で把握することができる。したがって、ツールセンターポイントＴＣＰを制御の基準とすることができる。

また、図１に示すように、ロボット１は、第１対象物であるワークＷ１を把持して、第２対象物であるワークＷ２に挿入し、嵌合する作業を行う。ここで、「嵌合」とは、狭義の嵌合のみならず、嵌入、係合等を含む広い概念で用いられる。したがって、ワークＷ１およびワークＷ２の構成によっては、「嵌合」を「嵌入」、「係合」等と読み換えることができる。なお、ワークＷ２を把持してワークＷ１をワークＷ２に挿入させる作業であってもよい。

ワークＷ１は、横断面形状が円形をなす棒状体である。なお、ワークＷ１は、横断面形状が三角形、四角形またはそれ以上の多角形であってもよく、星形等のものであってもよい。ワークＷ２は、ワークＷ１が挿入される挿入孔を有するブロック状をなしている。

次に、制御装置３および教示装置４について説明する。
制御装置３は、ロボット１から離間して配置されており、プロセッサーの１例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）が内蔵されたコンピューター等で構成することができる。この制御装置３は、ロボット１の基台１１に内蔵されていてもよい。

制御装置３は、中継ケーブル１８によりロボット１と通信可能に接続される。また、制御装置３は、教示装置４とケーブルで、または無線通信可能に接続される。教示装置４は、専用のコンピューターであってもよいし、ロボット１を教示するためのプログラムがインストールされた汎用のコンピューターであってもよい。例えばロボット１を教示するための専用装置であるティーチングペンダント等を教示装置４の代わりに用いても良い。さらに、制御装置３と教示装置４とは、別々の筐体を備えていてもよいし、一体に構成されていてもよい。

また、教示装置４には、制御装置３に後述する目標位置姿勢Ｓ_ｔと目標力ｆ_Ｓｔとを引数とする実行プログラムを生成して制御装置３にロードするためのプログラムがインストールされていてもよい。教示装置４は、ディスプレイ、プロセッサー、ＲＡＭやＲＯＭを備え、これらのハードウェア資源が教示プログラムと協働して実行プログラムを生成する。

図２に示すように、制御装置３は、ロボット１の制御を行うための制御プログラムがインストールされたコンピューターである。制御装置３は、プロセッサーや図示しないＲＡＭやＲＯＭを備え、これらのハードウェア資源がプログラムと協働することによりロボット１を制御する。

また、図２に示すように、制御装置３は、目標位置設定部３Ａと、駆動制御部３Ｂと、記憶部３Ｃと、を有する。記憶部３Ｃは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリー、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリー、着脱式の外部記憶装置等で構成される。記憶部３Ｃには、本発明の作業時間提示方法および力制御パラメーター設定方法を実行するためのプログラム等、ロボット１を作動させるための動作プログラムが記憶されている。

目標位置設定部３Ａは、ワークＷ１に対して所定の作業を実行するための目標位置姿勢Ｓ_ｔおよび動作経路を設定する。目標位置設定部３Ａは、教示装置４から入力された教示情報等に基づいて、目標位置姿勢Ｓ_ｔおよび動作経路を設定する。

駆動制御部３Ｂは、ロボットアーム１０の駆動を制御するものであり、位置制御部３０と、座標変換部３１と、座標変換部３２と、補正部３３と、力制御部３４と、指令統合部３５と、を有する。

位置制御部３０は、予め作成されたコマンドで指定される目標位置に従って、ロボット１のツールセンターポイントＴＣＰの位置を制御する位置指令信号、すなわち、位置指令値を生成する。

ここで、制御装置３は、ロボット１の動作を力制御等で制御することが可能である。「力制御」とは、力検出部１９の検出結果に基づいて、エンドエフェクター２０の位置、すなわち、ツールセンターポイントＴＣＰの位置や、第１アーム１２～第６アーム１７の姿勢を変更したりするロボット１の動作の制御のことである。

力制御には、例えば、フォーストリガー制御と、インピーダンス制御とが含まれている。フォーストリガー制御では、力検出部１９により力検出を行い、その力検出部１９により所定の力を検出するまで、ロボットアーム１０に移動や姿勢の変更の動作をさせる。

インピーダンス制御は、倣い制御を含む。まず、簡単に説明すると、インピーダンス制御では、ロボットアーム１０の先端部に加わる力を可能な限り所定の力に維持、すなわち、力検出部１９により検出される所定方向の力を可能な限り目標力ｆ_Ｓｔに維持するようにロボットアーム１０の動作を制御する。これにより、例えば、ロボットアーム１０に対してインピーダンス制御を行うと、ロボットアーム１０は、対象物や、オペレーターから加わった外力に対し、前記所定方向について倣う動作を行う。なお、目標力ｆ_Ｓｔには、０も含まれる。例えば、倣い動作の場合の１つとしては、目標値を「０」とすることができる。なお、目標力ｆ_Ｓｔを０以外の数値とすることもできる。この目標力ｆ_Ｓｔは、作業者が適宜設定可能である。

記憶部３Ｃは、モーターＭ１～モーターＭ６の回転角度の組み合わせと、ロボット座標系におけるツールセンターポイントＴＣＰの位置との対応関係を記憶している。また、制御装置３は、ロボット１が行う作業の工程ごとに目標位置姿勢Ｓ_ｔと目標力ｆ_Ｓｔとの少なくとも一方をコマンドに基づいて記憶部３Ｃに記憶する。目標位置姿勢Ｓ_ｔおよび目標力ｆ_Ｓｔを引数、すなわち、パラメーターとするコマンドは、ロボット１が行う作業の工程ごとに設定される。

駆動制御部３Ｂは、設定された目標位置姿勢Ｓ_ｔと目標力ｆ_ＳｔとがツールセンターポイントＴＣＰにて一致するように、第１アーム１２～第６アーム１７を制御する。目標力ｆ_Ｓｔとは、第１アーム１２～第６アーム１７の動作によって達成されるべき力検出部１９の検出力およびトルクである。ここで、「Ｓ」の文字は、ロボット座標系を規定する軸の方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のいずれか１つの方向を表すこととする。また、Ｓは、Ｓ方向の位置も表すこととする。例えば、Ｓ＝Ｘの場合、ロボット座標系にて設定された目標位置のＸ方向成分がＳ_ｔ＝Ｘ_ｔとなり、目標力のＸ方向成分がｆ_Ｓｔ＝ｆ_Ｘｔとなる。

また、駆動制御部３Ｂでは、モーターＭ１～モーターＭ６の回転角度を取得すると、図２に示す座標変換部３１が、対応関係に基づいて、当該回転角度をロボット座標系におけるツールセンターポイントＴＣＰの位置姿勢Ｓ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）に変換する。そして、座標変換部３２が、ツールセンターポイントＴＣＰの位置姿勢Ｓと、力検出部１９の検出値とに基づいて、力検出部１９に現実に作用している作用力ｆ_Ｓをロボット座標系において特定する。

作用力ｆ_Ｓの作用点は、ツールセンターポイントＴＣＰとは別に力検出原点として定義される。力検出原点は、力検出部１９が力を検出している点に対応する。なお、制御装置３は、ロボット座標系におけるツールセンターポイントＴＣＰの位置姿勢Ｓごとに、力検出部１９のセンサー座標系における検出軸の方向を規定した対応関係を記憶している。従って、制御装置３は、ロボット座標系におけるツールセンターポイントＴＣＰの位置姿勢Ｓと対応関係とに基づいて、ロボット座標系における作用力ｆ_Ｓを特定できる。また、ロボットに作用するトルクは、作用力ｆ_Ｓと、接触点から力検出部１９までの距離とから算出することができ、回転力成分として特定される。なお、ワークＷ１に対してエンドエフェクター２０が接触して作業を行う場合、接触点は、ツールセンターポイントＴＣＰとみなすことができる。

補正部３３は、作用力ｆ_Ｓに対して重力補償を行う。重力補償とは、作用力ｆ_Ｓから重力に起因する力やトルクの成分を除去することである。重力補償を行った作用力ｆ_Ｓは、ロボットアーム１０またはエンドエフェクター２０に作用している重力以外の力と見なすことができる。

また、補正部３３は、作用力ｆ_Ｓに対して慣性補償を行う。慣性補償とは、作用力ｆ_Ｓから慣性力に起因する力やトルクの成分を除去することである。慣性補償を行った作用力ｆ_Ｓは、ロボットアーム１０またはエンドエフェクター２０に作用している慣性力以外の力と見なすことができる。

力制御部３４は、インピーダンス制御を行う。インピーダンス制御は、仮想の機械的インピーダンスをモーターＭ１～モーターＭ６によって実現する能動インピーダンス制御である。制御装置３は、このようなインピーダンス制御を、ワークの嵌合作業、螺合作業、研磨作業等、エンドエフェクター２０が対象物であるワークから力を受ける接触状態の工程や、直接教示を行う際に実行する。なお、このような工程以外であっても、例えば、人がロボット１に接触した際にインピーダンス制御を行うことにより、安全性を高めることができる。

インピーダンス制御では、目標力ｆ_Ｓｔを後述する運動方程式に代入してモーターＭ１～モーターＭ６の回転角度を導出する。制御装置３がモーターＭ１～モーターＭ６を制御する信号は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調された信号である。

また、制御装置３は、エンドエフェクター２０が外力を受けない非接触状態の工程では、目標位置姿勢Ｓ_ｔから線形演算で導出する回転角度でモーターＭ１～モーターＭ６を制御する。目標位置姿勢Ｓ_ｔから線形演算で導出する回転角度でモーターＭ１～モーターＭ６を制御するモードのことを、位置制御モードと言う。

制御装置３は、目標力ｆ_Ｓｔと作用力ｆ_Ｓとをインピーダンス制御の運動方程式に代入することにより、力由来補正量ΔＳを特定する。力由来補正量ΔＳとは、ツールセンターポイントＴＣＰが機械的インピーダンスを受けた場合に、目標力ｆ_Ｓｔとの力偏差Δｆ_Ｓ（ｔ）を解消するために、ツールセンターポイントＴＣＰが移動すべき位置姿勢Ｓの大きさを意味する。下記の式（１）は、インピーダンス制御の運動方程式である。

式（１）の左辺は、ツールセンターポイントＴＣＰの位置姿勢Ｓの２階微分値に仮想質量係数ｍ（以下、「質量係数ｍ」と言う）を乗算した第１項と、ツールセンターポイントＴＣＰの位置姿勢Ｓの微分値に仮想粘性係数ｄ（以下、「粘性係数ｄ」と言う）を乗算した第２項と、ツールセンターポイントＴＣＰの位置姿勢Ｓに仮想弾性係数ｋ（以下、「弾性係数ｋ」と言う）を乗算した第３項とによって構成される。式（１）の右辺は、目標力ｆ_Ｓｔから現実の力ｆを減算した力偏差Δｆ_Ｓ（ｔ）によって構成される。式（１）における微分とは、時間による微分を意味する。ロボット１が行う工程において、目標力ｆ_Ｓｔとして一定値が設定される場合もあるし、目標力ｆ_Ｓｔとして時間の関数が設定される場合もある。

質量係数ｍは、ツールセンターポイントＴＣＰが仮想的に有する質量を意味し、粘性係数ｄは、ツールセンターポイントＴＣＰが仮想的に受ける粘性抵抗を意味し、弾性係数ｋは、ツールセンターポイントＴＣＰが仮想的に受ける弾性力のバネ定数を意味する。

質量係数ｍの値が大きくなるにつれて、動作の加速度が小さくなり、質量係数ｍの値が小さくなるにつれて動作の加速度が大きくなる。粘性係数ｄの値が大きくなるにつれて、動作の速度が遅くなり、粘性係数ｄの値が小さくなるにつれて動作の速度が速くなる。弾性係数ｋの値が大きくなるにつれて、バネ性が大きくなり、弾性係数ｋの値が小さくなるにつれて、バネ性が小さくなる。

本明細書では、質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋの各々を力制御パラメーターと言う。これら質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋは、方向ごとに異なる値に設定されてもよいし、方向に関わらず共通の値に設定されてもよい。また、質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋは、作業者が、作業前に適宜設定可能である。このことに関しては、後に詳述する。

このように、ロボットシステム１００では、力検出部１９の検出値、予め設定された力制御パラメーター、および、予め設定された目標力から補正量を求める。この補正量は、前述した力由来補正量ΔＳのことであり、外力を受けたその位置からツールセンターポイントＴＣＰを移動すべき位置との差のことである。

そして、指令統合部３５は、位置制御部３０が生成した位置指令値Ｐに、力由来補正量ΔＳを合算する。これを随時行うことにより、指令統合部３５は、外力を受けた位置に移動させるために用いていた位置指令値Ｐから、新たな位置指令値Ｐ’を求める。

そして、この新たな位置指令値Ｐ’を座標変換部３１がロボット座標に変換し、実行部３５１が実行することにより、力由来補正量ΔＳを加味した位置にツールセンターポイントＴＣＰを移動させて、外力が加わった衝撃を緩和し、ロボット１に接触した対象物に対し、それ以上負荷がかかるのを緩和することができる。

このような駆動制御部３Ｂによれば、ワークＷ１を把持した状態で、ツールセンターポイントＴＣＰを目標位置姿勢Ｓ_ｔに向かって移動させつつ、かつ、目標力ｆ_Ｓｔが予め設定された値になるまでツールセンターポイントＴＣＰが移動するようにロボットアーム１０を駆動することができる。具体的には、ワークＷ１がワークＷ２の挿入孔に挿入され、予め設定された目標力ｆ_Ｓｔを検出するまで挿入作業を行い、挿入作業を完了することができる。また、挿入過程において、上記のような力制御を行うことにより、ワークＷ１およびワークＷ２に過剰に負荷がかかるのを防止または抑制することができる。

ここで、作業者は、作業の内容や、ワークＷ１およびワークＷ２の種類等に応じて、作業を行う前に、前述した力制御パラメーター、すなわち、質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋを適切な値に設定する必要がある。これらを適切な値に設定することにより、作業中のロボットアーム１０のモードを作業に適したモードとすることができ、正確かつ迅速な作業を行うことができる。

また、設定する力制御パラメーターの値によって、作業時間が変わってくる。このため、作業者は、力制御パラメーターを設定するに際し、その力制御パラメーターで作業した場合の作業時間を知ることにより、力制御パラメーターの設定の目安とすることができる。しかしながら、作業時間を知るためには、従来では実際にロボットに作業を行わせて現在の力制御パラメーターにおける作業時間を計測し、所望の作業時間でなければ、力制御パラメーターを変更するという作業を繰り返し行うことにより、所望の力制御パラメーターを探っていた。この作業は非常に面倒であり、時間もかかる。そこで、本発明では、以下のようにして従来の課題を解決した。以下、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。

以下、本発明の力制御パラメーター設定方法の一例について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。以下の各ステップＳ１０１～ステップＳ１０４は、本実施形態では、制御装置３および教示装置４が分担して行うが、本発明ではこれに限定されず、制御装置３および教示装置４のうちのいずれか実行する構成であってもよい。

また、本明細書における「取得」とは、情報を受け取り、制御装置３、教示装置４および通信可能な外部記憶装置のいずれかの記憶部に記憶することを言う。

１．ステップＳ１０１
ステップＳ１０１は、作業者が図４に示す表示画面４０を用いて入力を行い、その入力に基づいて教示装置４のプロセッサーが実行するステップである。まず、表示画面４０について説明する。表示画面４０は、教示装置４のディスプレイに表示され、作業者が操作することにより各種設定を行うことができる。なお、表示画面４０は、教示装置４以外のディスプレイに表示される構成であってもよい。

表示画面４０は、第１入力部４１と、第２入力部４２と、第３入力部４３と、第４入力部４４と、第５入力部４５と、を有する。

第１入力部４１は、ワークＷ１およびワークＷ２の種類に関する第１情報を入力するものである。図示の構成では、プルダウン選択、すなわち、第１入力部４１を選択すると、ワークＷ１およびワークＷ２の種類の一覧が表示され、その中から選択する構成である。図３では、ＨＤＭＩを選択した例を示している。

第２入力部４２は、挿入方向に関する第２情報を入力するものである。挿入方向とは、ワークＷ１をワークＷ２に挿入する際のワークＷ１の移動方向のことを言う。第２入力部４２は、プルダウン選択、すなわち、第２入力部４２を選択すると、挿入方向の一覧が表示され、その中から選択する構成である。図示はしないが、「Ｔｏｏｌ＋Ｘ」、「Ｔｏｏｌ－Ｘ」、「Ｔｏｏｌ＋Ｙ」、「Ｔｏｏｌ－Ｙ」、「Ｔｏｏｌ＋Ｚ」、「Ｔｏｏｌ－Ｚ」等の文字が表示される。図３では、「Ｔｏｏｌ＋Ｚ」を選択、すなわち、＋Ｚ軸側から－Ｚ軸側へ挿入する方向を選択した例を示している。

第３入力部４３は、ワークＷ１をワークＷ２の挿入孔に挿入する挿入長さに関する第３情報を入力するものである。第３入力部４３は、直接数値を入力する構成である。図３では、挿入長さが１０ｍｍである旨を入力した例を示している。

第４入力部４４は、作業開始時の初期位置から、ワークＷ１およびワークＷ２が接触するまでの距離に関する第４情報を入力するものである。第４入力部４４は、直接数値を入力する構成である。図３では、接触距離が１ｍｍである旨を入力した例を示している。

第５入力部４５は、ワークＷ１を挿入する際に、ワークＷ１の姿勢の変化の有無に関する第５情報を入力するものである。図３では、姿勢変化がある場合の例を示している。

第１入力部４１～第５入力部４５は、例えば、マウス、キーボード等を用いて、カーソルを操作して選択、入力する構成であってもよく、タッチパネル式で作業者が所望の位置をタッチして選択、入力する構成であってもよい。

作業者が第１入力部４１～第５入力部４５を操作して上記設定を行うことにより、教示装置４は、その設定情報を取得する。なお、上記では、第１情報～第５情報を入力する場合について説明したが、本発明ではこれに限定されず、少なくとも第１情報および第２情報を入力すれば、後述する第２ステップにおいて、作業時間を取得することができる。すなわち、第３入力部４３～第５入力部４５は、省略してもよい。

このようなステップＳ１０１が、第１対象物であるワークＷ１または第２対象物であるワークＷ２の種類に関する第１情報と、作業時のワークＷ１の移動方向に関する第２情報と、を取得する第１ステップである。

２．ステップＳ１０２
次いで、ステップＳ１０２において、図５および図６に示すテーブルＴを参照して作業時間に関する情報を取得する。すなわち、ステップＳ１０１で取得した情報をテーブルＴに対応付けて、作業時間に関する第３情報を取得する。

テーブルＴは、ステップＳ１０１での入力情報ごとに用意されており、力制御パラメーターと、力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すものである。テーブルＴは、ワークＷ１またはワークＷ２の種類および挿入方向ごとに記憶されている。

図５に示すように、テーブルＴでは、ワークＷ１およびワークＷ２の種類が、「ＨＤＭＩ」であり、「＋Ｚ」、「－Ｚ」、「＋Ｘ」、「－Ｘ」、「＋Ｙ」および「－Ｙ」の挿入方向ごとに、作業時間および力制御パラメーターの値、すなわち、パラメーターセットが３つずつ記憶されている。

具体的には、種類が「ＨＤＭＩ」、挿入方向が「＋Ｚ」の組み合わせでは、３つのパラメーターセットであるａ１、ｂ１、ｃ１が記憶されている。また、パラメーターセットの「ａ１」で作業した場合の作業時間「２秒」が「ａ１」に対応付けられて記憶されている。同様に、「ｂ１」で作業した場合の作業時間「１．７５秒」が「ｂ１」に対応付けられて記憶され、「ｃ１」で作業した場合の作業時間「１．５秒」が「ｃ１」に対応付けられて記憶されている。また、作業時間は、予め実験的に求められた値である。

なお、パラメーターセットであるａ１、ｂ１、ｃ１は、質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋの実数値の組み合わせである。これらのパラメーターセットは、ワークＷ１およびワークＷ２の種類、挿入方向に応じて設定された推奨値である。このことは、後述するａ２～ａ６、ｂ２～ｂ６、ｃ２～ｃ６、ｄ１～ω１に関しても同様である。

このようなデータのセットが、図６に示すように、ワークＷ１およびワークＷ２の種類毎、例えば、「Ｓｅｒｉａｌ ＡＴＡ」、「Ｄ－ＳＵＢ」、「ＵＳＢ－Ａ」、「ＵＳＢ－Ｃ」、「ＲＣＡ」、「家庭用電源ソケット」、「ＬＡＮ」および「オーディオミニプラグ」ごとに記憶されている。

なお、図６では、挿入方向が「＋Ｚ」のデータのみを代表的に図示しているが、実際は、図５と同様に、「－Ｚ」、「＋Ｘ」、「－Ｘ」、「＋Ｙ」および「－Ｙ」の挿入方向ごとに、作業時間およびパラメーターセットが３つずつ記憶されている。

また、種類および方向ごとに、作業時間およびパラメーターセットが３つずつ記憶されている場合について説明したが本発明ではこれに限定されず、１つ、２つ、４つ以上ずつであってもよい。

このようなテーブルＴは、制御装置３および教示装置４のうちの少なくとも一方のメモリーに記憶されている構成であってもよく、ロボットシステム１００と通信可能な外部のサーバー等に記憶されていてもよい。

ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で入力された情報に応じて、テーブルＴを参照して、作業時間およびパラメーターセットの対の情報を複数、本実施形態では、３つ得る。このようなステップＳ１０２が、第１情報および第２情報の組み合わせごとに用意され、力制御パラメーターと、力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルを用い、第１ステップで取得した第１情報および第２情報を前記テーブルに対応付けて、作業に要する作業時間に関する第３情報を取得する第２ステップである。

また、ステップＳ１０２では、作業時間およびパラメーターセットに加え、「外部剛性」、「並進方向の上限値」および「回転方向の上限値」の情報を取得する。図５および図６に示すように、テーブルＴには、作業時間およびパラメーターセットに対応して、「外部剛性」、「並進方向の上限値」および「回転方向の上限値」が記憶されている。

外部剛性とは、ツールセンターポイントＴＣＰから見た外部全体の剛性のことを言う。すなわち、図７に示すように、外部剛性は、ロボットアーム１０自身の剛性、エンドエフェクター２０の剛性、ワークＷ１の剛性、ワークＷ２の剛性を加味した全体の剛性のことを言う。各要素の剛性は、ロボットアーム１０が受ける外力に相関している。さらに換言すれば、外部剛性は、ツールセンターポイントＴＣＰの移動量と、ロボットアーム１０が受ける外力、すなわち、力検出部１９が検出した検出値から求められた外力との関数により決定する。また、外部剛性は、単位が「Ｎ／ｍｍ」または「Ｎｍｍ／ｄｅｇ」で表される実数である。

なお、外部剛性には、上記に加え、ワークＷ２が載置される図示しない作業台の剛性や、ロボット１が設置される設置面の剛性等も含まれる。

「並進方向の上限値」とは、力制御の実行中において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のいずれかの軸に沿った方向にワークＷ１を移動させている際に、ロボットアーム１０が受ける外力、すなわち、ワークＷ２から受ける反力の上限値のことを言う。本実施形態では、作業時間およびパラメーターセットの値によらず、同じ値に設定されている。

「回転方向の上限値」とは、力制御の実行中において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のいずれかの軸回り方向にワークＷ１を回転させている際に、ロボットアーム１０が受ける外力、すなわち、ワークＷ２から受ける反力の上限値のことを言う。本実施形態では、作業時間およびパラメーターセットの値によらず、同じ値に設定されている。

３．ステップＳ１０３
次いで、ステップＳ１０３において、作業時間を提示する。本ステップでは、図３に示すように、表示画面４０に作業時間表示部４６が表示される。作業時間表示部４６は、「見積作業時間」、「外部剛性」、「並進方向の上限値」および「回転方向の上限値」を表示する。

「見積作業時間」は、図５および図６に示す、「推定作業時間」に対応しており、図３に示すように、「ＨＤＭＩ」および「＋Ｚ」が入力されると、テーブルＴのうち、図５中上段に位置するデータが表示される。すなわち、「２」、「１．７５」および「１．５」という作業時間が３種類表示される。

また、作業時間が２秒に対応する外部剛性、並進方向の上限値および回転方向の上限値は、「２」の右側に「５０」、「４４．１」および「１．５」と表示される。また、作業時間が１．７５秒に対応する外部剛性、並進方向の上限値および回転方向の上限値は、「１．７５」の右側に「２０」、「４４．１」および「１．５」と表示される。また、作業時間が１．５秒に対応する外部剛性、並進方向の上限値および回転方向の上限値は、「１．５」の右側に「１０」、「４４．１」および「１．５」と表示される。

このようなステップＳ１０３が、第２ステップであるステップＳ１０２で取得した前記第３情報を提示する第３ステップである。なお、本実施形態では、ステップＳ１０２で取得した情報を、表示画面４０に表示することにより提示する構成であるが、本発明ではこれに限定されず、表示画面４０以外のディスプレイに表示する構成であってもよく、音声により提示する構成であってもよい。

４．ステップＳ１０４
次いで、表示画面４０において、表示された作業時間を作業者が選択すると、選択された作業時間に対応する力制御パラメーターを、作業時の力制御パラメーターとして設定する。例えば、図３中、「２」の作業時間が選択されると、図５に示すテーブルから「２」の作業時間に対応するパラメーターセットであるａ１を作業時の力制御パラメーターとして設定する。これにより、所望の作業時間を選択することにより、その作業時間に対応する力制御パラメーターを容易に設定することができる。

このようなステップＳ１０４が、第３情報に対応する力制御パラメーターを、作業時の作業時力制御パラメーターとして設定する第４ステップである。

以上説明したように、本発明の作業時間提示方法は、力制御により駆動するロボットアーム１０を有するロボット１において、ロボットアーム１０が第１対象物であるワークＷ１を把持して第２対象物であるワークＷ２に挿入または抜去する作業を行う際の作業時間を提示する作業時間提示方法である。また、本発明の作業時間提示方法は、ワークＷ１またはワークＷ２の種類に関する第１情報と、作業時のワークＷ１の移動方向に関する第２情報と、を取得する第１ステップと、第１情報および第２情報の組み合わせごとに用意され、力制御パラメーターと、力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルＴを用い、第１ステップで取得した第１情報および第２情報をテーブルＴに対応付けて、作業に要する作業時間に関する第３情報を取得する第２ステップと、第２ステップで取得した第３情報を提示する第３ステップと、を有する。これにより、作業者は、作業時間を即座に把握することができる。よって、力制御パラメーターの設定を容易かつ迅速に行うことができる。

また、本発明のロボットシステム１００は、力制御により第１対象物であるワークＷ１を把持して第２対象物であるワークＷ２に挿入または抜去する作業を行うロボットアーム１０を有するロボット１と、提示部である表示画面４０と、表示画面４０の作動を制御する制御部である教示装置４のプロセッサーと、を備える。また、教示装置４のプロセッサーは、ワークＷ１またはワークＷ２の種類に関する第１情報と、作業時のワークＷ１の移動方向に関する第２情報と、を取得し、第１情報および第２情報の組み合わせごとに用意され、力制御パラメーターと、力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルＴを用い、取得した第１情報および第２情報をテーブルＴに対応付けて、作業に要する作業時間に関する第３情報を取得し、取得した第３情報を提示するよう表示画面４０の作動を制御する。これにより、作業者は、作業時間を即座に把握することができる。よって、力制御パラメーターの設定を容易かつ迅速に行うことができる。

また、本発明の作業時間提示プログラムは、力制御により駆動するロボットアーム１０を有するロボット１において、ロボットアーム１０が第１対象物であるワークＷ１を把持して第２対象物であるワークＷ２に挿入または抜去する作業を行う際の作業時間を提示する作業時間提示プログラムである。また、本発明の作業時間提示プログラムは、ワークＷ１またはワークＷ２の種類に関する第１情報と、作業時のワークＷ１の移動方向に関する第２情報と、を取得する第１ステップと、第１情報および第２情報の組み合わせごとに用意され、力制御パラメーターと、力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルＴを用い、第１ステップで取得した第１情報および第２情報をテーブルＴに対応付けて、作業に要する作業時間に関する第３情報を取得する第２ステップと、第２ステップで取得した第３情報を提示する第３ステップと、を実行するためのものである。このようなプログラムを実行することにより、作業者は、作業時間を即座に把握することができる。よって、力制御パラメーターの設定を容易かつ迅速に行うことができる。

なお、本発明の作業時間提示プログラムは、制御装置３や教示装置４の記憶部に記憶されたものであってもよいし、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に格納されていてもよく、ネットワーク等を介して接続可能な記憶装置に記憶されたものであってもよい。

また、第２ステップであるステップＳ１０２では、第１情報であるワークＷ１またはワークＷ２の種類および第２情報であるワークＷ１の挿入方向の情報の１つの組み合わせに対し、複数の異なる力制御パラメーターに対応する複数の第３情報である作業時間の情報を取得し、第３ステップでは、複数の作業時間の情報を提示する。これにより、作業者は、複数の力制御パラメーター毎の作業時間の候補を複数知ることができる。よって、力制御パラメーターの設定をより正確に行うことができる。

また、第３ステップであるステップＳ１０３では、第１ステップであるステップＳ１０２で入力された第１情報および第２情報に応じて、作業時にロボットアーム１０に加わる外力の上限値を提示する。これにより、作業者が、作業時にロボットアーム１０に加わる外力の上限値を設定する場合、その設定を正確に行うことができる。

また、第１ステップでは、第１対象物であるワークＷ１の挿入距離、作業開始位置からワークＷ１および第２対象物であるワークＷ２が接触する接触位置までのワークＷ１の移動距離、および、作業中のワークＷ１の姿勢変化の有無、のうちの少なくとも１つの情報をさらに取得する。このような情報を考慮した作業時間をテーブルＴに記憶しておくことにより、さらに正確な力制御パラメーターの設定を行うことができる。

また、本発明の力制御パラメーター設定方法は、力制御により駆動するロボットアーム１０を有するロボット１において、ロボットアーム１０が第１対象物であるワークＷ１を把持して第２対象物であるワークＷ２に挿入または抜去する作業を行う際の作業時間を提示して力制御パラメーターの設定を行う力制御パラメーター設定方法である。また、本発明の力制御パラメーター設定方法は、ワークＷ１またはワークＷ２の種類に関する第１情報と、作業時のワークＷ１の移動方向に関する第２情報と、を取得する第１ステップと、第１情報および第２情報の組み合わせごとに用意され、力制御パラメーターと、力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルＴを用い、第１ステップで取得した第１情報および第２情報をテーブルＴに対応付けて、作業に要する作業時間に関する第３情報を取得する第２ステップと、第２ステップで取得した第３情報を提示する第３ステップと、第３情報に対応する力制御パラメーターを、作業時の作業時力制御パラメーターとして設定する第４ステップと、を有する。このようなプログラムを実行することにより、作業者は、作業時間を即座に把握することができる。よって、力制御パラメーターの設定を容易かつ迅速に行うことができる。

また、第４ステップであるステップＳ１０４では、選択された第３情報である作業時間に関する情報に対応する力制御パラメーターを、作業時の作業時力制御パラメーターとして設定する。これにより、作業者が力制御パラメーターの実数を入力する作業を省略することができ、さらに簡単に力制御パラメーターの設定を行うことができる。

＜ロボットシステムの他の構成例＞
図８は、ロボットシステムについてハードウェアを中心として説明するためのブロック図である。

図８には、ロボット１とコントローラー６１とコンピューター６２が接続されたロボットシステム１００Ａの全体構成が示されている。ロボット１の制御は、コントローラー６１にあるプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して実行されてもよいし、コンピューター６２に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出してコントローラー６１を介して実行されてもよい。

従って、コントローラー６１とコンピューター６２とのいずれか一方または両方を「制御装置」として捉えることができる。

なお、本実施形態では挿入作業について説明したが、作業はこれに限定されず抜去作業であってもよい。抜去作業の場合、第２入力部４２に入力された挿入方向に関する第２情報から挿入方向と反対の方向を抜去方向としてもよく、第２入力部４２で抜去方向に関する第２情報を入力する構成にしてもよい。抜去方向とは、ワークＷ１をワークＷ２から抜去する際のワークＷ１の移動方向のことを言う。また、第３入力部４３に入力された挿入長に関する第３情報から抜去長を求めてもよく、ワークＷ１をワークＷ２の挿入孔から抜去する抜去の距離に関する第３情報を入力する構成としてもよい。

さらに、抜去作業の場合、テーブルＴは、ワークＷ１またはワークＷ２の種類および抜去方向ごとに記憶される。このテーブルＴを参照することで、抜去作業における作業時間およびパラメーターセットを得ることができる。

＜変形例１＞
図９は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例１を示すブロック図である。

図９には、ロボット１に直接コンピューター６３が接続されたロボットシステム１００Ｂの全体構成が示されている。ロボット１の制御は、コンピューター６３に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して直接実行される。
従って、コンピューター６３を「制御装置」として捉えることができる。

＜変形例２＞
図１０は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例２を示すブロック図である。

図１０には、コントローラー６１が内蔵されたロボット１とコンピューター６６が接続され、コンピューター６６がＬＡＮ等のネットワーク６５を介してクラウド６４に接続されているロボットシステム１００Ｃの全体構成が示されている。ロボット１の制御は、コンピューター６６に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して実行されてもよいし、クラウド６４上に存在するプロセッサーによりコンピューター６６を介してメモリーにある指令を読み出して実行されてもよい。

従って、コントローラー６１とコンピューター６６とクラウド６４とのいずれか１つ、または、いずれか２つ、または、３つを「制御装置」として捉えることができる。

以上、発明の作業時間提示方法、力制御パラメーター設定方法、ロボットシステムおよび作業時間提示プログラムを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、ロボットシステムを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

１…ロボット、３…制御装置、３Ａ…目標位置設定部、３Ｂ…駆動制御部、３Ｃ…記憶部、４…教示装置、１０…ロボットアーム、１１…基台、１２…第１アーム、１３…第２アーム、１４…第３アーム、１５…第４アーム、１６…第５アーム、１７…第６アーム、１８…中継ケーブル、１９…力検出部、２０…エンドエフェクター、３０…位置制御部、３１…座標変換部、３２…座標変換部、３３…補正部、３４…力制御部、３５…指令統合部、４０…表示画面、４１…第１入力部、４２…第２入力部、４３…第３入力部、４４…第４入力部、４５…第５入力部、４６…作業時間表示部、６１…コントローラー、６２…コンピューター、６３…コンピューター、６４…クラウド、６５…ネットワーク、６６…コンピューター、１００…ロボットシステム、１００Ａ…ロボットシステム、１００Ｂ…ロボットシステム、１００Ｃ…ロボットシステム、１７１…関節、１７２…関節、１７３…関節、１７４…関節、１７５…関節、１７６…関節、３５１…実行部、ＣＰ…制御点、Ｅ１…エンコーダー、Ｅ２…エンコーダー、Ｅ３…エンコーダー、Ｅ４…エンコーダー、Ｅ５…エンコーダー、Ｅ６…エンコーダー、Ｍ１…モーター、Ｍ２…モーター、Ｍ３…モーター、Ｍ４…モーター、Ｍ５…モーター、Ｍ６…モーター、Ｐ…位置指令値、Ｐ'…位置指令値、Ｔ…テーブル、ＴＣＰ…ツールセンターポイント、Ｗ１…ワーク、Ｗ２…ワーク

Claims (8)

1. 力制御により駆動するロボットアームを有するロボットにおいて、前記ロボットアームが第１対象物を把持して第２対象物に挿入または抜去する作業を行う際の作業時間を提示する作業時間提示方法であって、
   前記第１対象物または前記第２対象物の種類に関する第１情報と、前記作業時の前記第１対象物の移動方向に関する第２情報と、を取得する第１ステップと、
   前記第１情報および前記第２情報の組み合わせごとに用意され、力制御パラメーターと、前記力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルを用い、前記第１ステップで取得した前記第１情報および前記第２情報を前記テーブルに対応付けて、前記作業に要する作業時間に関する第３情報を取得する第２ステップと、
   前記第２ステップで取得した前記第３情報を提示する第３ステップと、を有することを特徴とする作業時間提示方法。
2. 前記第２ステップでは、前記第１情報および前記第２情報の１つの組み合わせに対し、複数の異なる前記力制御パラメーターに対応する複数の前記第３情報を取得し、
   前記第３ステップでは、前記複数の第３情報を提示する請求項１に記載の作業時間提示方法。
3. 前記第３ステップでは、前記第１ステップで入力された前記第１情報および前記第２情報に応じて、前記作業時に前記ロボットアームに加わる外力の上限値を提示する請求項１または２に記載の作業時間提示方法。
4. 前記第１ステップでは、前記第１対象物の挿入距離、作業開始位置から前記第１対象物および前記第２対象物が接触する接触位置までの前記第１対象物の移動距離、および、前記作業中の前記第１対象物の姿勢変化の有無、のうちの少なくとも１つの情報をさらに取得する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の作業時間提示方法。
5. 力制御により駆動するロボットアームを有するロボットにおいて、前記ロボットアームが第１対象物を把持して第２対象物に挿入または抜去する作業を行う際の作業時間を提示して力制御パラメーターの設定を行う力制御パラメーター設定方法であって、
   前記第１対象物または前記第２対象物の種類に関する第１情報と、前記作業時の前記第１対象物の移動方向に関する第２情報と、を取得する第１ステップと、
   前記第１情報および前記第２情報の組み合わせごとに用意され、前記力制御パラメーターと、前記力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルを用い、前記第１ステップで取得した前記第１情報および前記第２情報を前記テーブルに対応付けて、前記作業に要する作業時間に関する第３情報を取得する第２ステップと、
   前記第２ステップで取得した前記第３情報を提示する第３ステップと、
   前記第３情報に対応する前記力制御パラメーターを、前記作業時の作業時力制御パラメーターとして設定する第４ステップと、を有することを特徴とする力制御パラメーター設定方法。
6. 前記第４ステップでは、選択された前記第３情報に対応する力制御パラメーターを、前記作業時の作業時力制御パラメーターとして設定する請求項５に記載の力制御パラメーター設定方法。
7. 力制御により第１対象物を把持して第２対象物に挿入または抜去する作業を行うロボットアームを有するロボットと、提示部と、前記提示部の作動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１対象物または前記第２対象物の種類に関する第１情報と、前記作業時の前記第１対象物の移動方向に関する第２情報と、を取得し、
   前記第１情報および前記第２情報の組み合わせごとに用意され、力制御パラメーターと、前記力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルを用い、取得した前記第１情報および前記第２情報を前記テーブルに対応付けて、前記作業に要する作業時間に関する第３情報を取得し、
   取得した前記第３情報を提示するよう前記提示部の作動を制御することを特徴とするロボットシステム。
8. 力制御により駆動するロボットアームを有するロボットにおいて、前記ロボットアームが第１対象物を把持して第２対象物に挿入または抜去する作業を行う際の作業時間を提示する作業時間提示プログラムであって、
   前記第１対象物または前記第２対象物の種類に関する第１情報と、前記作業時の前記第１対象物の移動方向に関する第２情報と、を取得する第１ステップと、
   前記第１情報および前記第２情報の組み合わせごとに用意され、力制御パラメーターと、前記力制御パラメーターに対応する作業時間との関係を示すテーブルを用い、前記第１ステップで取得した前記第１情報および前記第２情報を前記テーブルに対応付けて、前記作業に要する作業時間に関する第３情報を取得する第２ステップと、
   前記第２ステップで取得した前記第３情報を提示する第３ステップと、を実行するためのものであることを特徴とする作業時間提示プログラム。

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