JP7187765B2 - ロボット制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロボット制御装置に関するものである。

基台と、複数のアーム（リンク）を有するロボットアームとを備えるロボットが知られている。ロボットアームの隣り合う２つのアームのうちの一方のアームは、関節部を介して、他方のアームに回動可能に連結され、最も基端側（最も上流側）のアームは、関節部を介して、基台に回動可能に連結されている。関節部はモーターにより駆動され、その関節部の駆動により、アームが回動する。また、最も先端側（最も下流側）のアームには、エンドエフェクターとして、例えば、着脱可能にハンドが装着される。そして、ロボットは、例えば、ハンドで対象物を把持し、その対象物を所定の場所へ移動させ、組立等の所定の作業を行う。

このようなロボットの駆動（動作）を制御するロボット制御装置では、ロボットが動作する際、ハンドの先端の中心点を制御点（ツール制御点）とし、その制御点の位置、姿勢を示す位置姿勢情報が記憶される。使用者は、この位置姿勢情報により、ロボットの制御点の位置、姿勢を把握することができる。

また、特許文献１には、ロボットの駆動を制御するロボット制御装置が開示されている。特許文献１に記載されているロボット制御装置では、制御点の位置姿勢情報を記憶するとともに、ロボットアームの先端に取り付けられた作業ツールとワークとの間の接触点を作用点とし、その作用点の軌跡を表示装置に表示する。

特開２０１７－１１２２号公報

しかしながら、従来のロボット制御装置では、ロボットが動作する際に記憶される位置姿勢情報は制御点の位置姿勢情報であるので、ロボット工学に詳しくない者にとっては、その位置姿勢情報によりロボットが行った動作を把握することは困難である。

また、特許文献１に記載のロボット制御装置では、表示装置に作用点の軌跡が表示されるが、ロボット工学に詳しくない者にとって必要とされる情報は、作用点のみならず、接続（接触）していない部位の情報であることがあり、作用点のみでは、ロボットが行った動作を把握することは困難である。なお、ロボットが、例えば対象物を嵌合させる作業を行う場合、その嵌合が中途半端になっている状況をロール、ピッチ、ヨーの角度の組み合わせで算出することはできない。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

本発明のロボット制御装置は、ロボットアームと、前記ロボットアームに着脱可能に取り付けられ、対象物を保持するエンドエフェクターと、力検出装置と、を含む可動部を有するロボットを制御する制御部を備えるロボット制御装置であって、
前記制御部は、前記ロボットが動作する際、前記ロボットアームの第１の点の位置姿勢情報と、前記第１の点に対する前記対象物の第２の点の相対位置姿勢情報とに基づいて、前記第２の点の位置姿勢情報を求め、前記第２の点の前記位置姿勢情報を記憶部に記憶させることを特徴とする。

このような本発明のロボット制御装置によれば、第２の点の位置姿勢情報により、ロボットが行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。

本発明のロボット制御装置では、前記ロボットが動作する際、前記制御部は、前記力検出装置により検出された力情報に基づいて、前記第２の点に加わる力を求め、前記第２の点に加わる力の情報を前記記憶部に記憶させることが好ましい。
これにより、第２の点に加わった力を把握することができる。

本発明のロボット制御装置では、表示装置の駆動を制御する表示制御部を有し、
前記表示制御部は、前記記憶部に記憶された前記第２の点の前記位置姿勢情報と、前記記憶部に記憶された前記第２の点に加わる力の情報とを一覧で前記表示装置に表示させることが好ましい。

これにより、表示装置に表示された情報を見ることで、ロボットが行った動作およびその動作の際に可動部に加わった力を容易かつ迅速に把握することができる。

本発明のロボット制御装置では、前記第２の点は、前記エンドエフェクターに設定される制御点とは独立して設定されることが好ましい。

これにより、制御点を変更した場合、制御点の位置姿勢情報は変更されるが、第２の点の位置姿勢情報は変更されない。このため、ロボットが行った動作を適確に把握することができる。

本発明のロボット制御装置では、前記第２の点の前記位置姿勢情報は、前記ロボットのベース座標系と異なるローカル座標系を基準として求めたものであることが好ましい。

これにより、第２の点の位置、姿勢を現場の配置や姿勢、さらには対象物の形状（対象物の形状の空間）に即して容易に把握することができる。

本発明のロボット制御装置では、前記制御部は、前記第２の点の前記位置姿勢情報と、前記ロボットアームの関節角度情報とに基づいて、第３の点の位置姿勢情報を求めることが好ましい。
これにより、ロボットが行った動作をより容易かつ迅速に把握することができる。

本発明のロボット制御装置では、前記ロボットが動作する際、前記制御部は、前記エンドエフェクターに設定される前記制御点の位置姿勢情報を前記記憶部に記憶させ、前記記憶部に記憶された前記制御点の前記位置姿勢情報に基づいて前記ロボットを制御することが好ましい。

これにより、ロボットを動作させた場合、容易に、その動作の少なくとも一部を再現することができる。

本発明のロボット制御装置では、前記ロボットが動作する際、前記制御部は、前記ロボットアームの関節角度情報を前記記憶部に記憶させ、前記記憶部に記憶された前記ロボットアームの前記関節角度情報に基づいて前記ロボットを制御することが好ましい。

これにより、ロボットを動作させた場合、容易に、その動作の少なくとも一部を再現することができる。

本発明のロボット制御装置では、前記ロボットが動作する際、前記制御部は、関節フラグに関する情報を前記記憶部に記憶させ、前記記憶部に記憶された前記関節フラグに関する情報に基づいて前記ロボットを制御することが好ましい。

これにより、ロボットを動作させた場合、容易に、その動作の少なくとも一部を再現することができる。

本発明のロボット制御方法は、ロボットアームと、前記ロボットアームに着脱可能に取り付けられ、対象物を保持するエンドエフェクターと、力検出装置と、を含む可動部を有するロボットを制御するロボット制御方法であって、
前記ロボットが動作する際、前記ロボットアームの第１の点の位置姿勢情報と、前記第１の点に対する前記対象物の第２の点の相対位置姿勢情報とに基づいて、前記第２の点の位置姿勢情報を求め、前記第２の点の前記位置姿勢情報を記憶部に記憶させる工程を有することを特徴とする。

このような本発明のロボット制御方法によれば、第２の点の位置姿勢情報により、ロボットが行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。

本発明のロボットシステムは、ロボットアームと、前記ロボットアームに着脱可能に取り付けられ、対象物を保持するエンドエフェクターと、力検出装置と、を含む可動部を有するロボットと、
前記ロボットを制御する本発明のロボット制御装置と、を備えることを特徴とする。

このような本発明のロボットシステムによれば、第２の点の位置姿勢情報により、ロボットが行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。

本発明のシミュレーション装置は、表示装置に表示された仮想空間上で仮想ロボットの動作を行うシミュレーション装置であって、
前記仮想ロボットは、仮想ロボットアームと、前記仮想ロボットアームに着脱可能に取り付けられ、仮想対象物を保持する仮想エンドエフェクターと、仮想力検出装置と、を含む仮想可動部を有し、
前記仮想ロボットが動作する際、前記仮想ロボットアームの第１の点の位置姿勢情報と、前記第１の点に対する前記仮想対象物の第２の点の相対位置姿勢情報とに基づいて、前記第２の点の位置姿勢情報を求め、前記第２の点の前記位置姿勢情報を記憶部に記憶させる制御部を備えることを特徴とする。

このような本発明のシミュレーション装置によれば、第２の点の位置姿勢情報により、仮想ロボットが行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。

本発明のシミュレーション装置では、前記仮想ロボットが動作する際、前記制御部は、前記仮想可動部の所定の部分に加わる力の情報を前記記憶部に記憶させ、前記表示装置に、前記仮想ロボットとともに、前記記憶部に記憶された前記力の情報を矢印で表示させることが好ましい。

これにより、矢印の表示により、仮想可動部の所定の部分に加わる力を容易かつ迅速に把握することができる。

本発明のロボットシステムの第１実施形態におけるロボットを示す斜視図（ブロック図を含む）である。 図１に示すロボットの概略図である。 本発明のロボットシステムの第１実施形態の主要部を示すブロック図である。 本発明のロボットシステムの第１実施形態におけるロボット制御装置の制御動作を示すフローチャートである。 本発明のロボットシステムの第１実施形態における表示装置に表示された表示例を示す図である。 本発明のロボットシステムの第１実施形態におけるロボットの可動部の先端部の斜視図である。 本発明のロボットシステムの第１実施形態におけるロボットの可動部の先端部の斜視図である。 本発明のロボットシステムの第１実施形態におけるロボットの可動部の先端部の斜視図である。 座標系を説明するための図である。 本発明のシミュレーション装置の実施形態を示すブロックである。 図１０に示すシミュレーション装置のシミュレーションにおいて表示装置に表示された仮想ロボットを示す斜視図である。 図１０に示すシミュレーション装置のシミュレーションにおいて表示装置に表示された仮想ロボットの仮想可動部の先端部の斜視図である。 図１０に示すシミュレーション装置のシミュレーションにおいて表示装置に表示された仮想ロボットの仮想可動部の先端部の斜視図である。

以下、本発明のロボット制御装置、ロボット制御方法、ロボットシステムおよびシミュレーション装置を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明のロボットシステムの第１実施形態におけるロボットを示す斜視図（ブロック図を含む）である。図２は、図１に示すロボットの概略図である。図３は、本発明のロボットシステムの第１実施形態の主要部を示すブロック図である。図４は、本発明のロボットシステムの第１実施形態におけるロボット制御装置の制御動作を示すフローチャートである。図５は、本発明のロボットシステムの第１実施形態における表示装置に表示された表示例を示す図である。図６は、本発明のロボットシステムの第１実施形態におけるロボットの可動部の先端部の斜視図である。図７は、本発明のロボットシステムの第１実施形態におけるロボットの可動部の先端部の斜視図である。図８は、本発明のロボットシステムの第１実施形態におけるロボットの可動部の先端部の斜視図である。図９は、座標系を説明するための図である。なお、図２では、力検出装置の図示は省略されている。

また、以下では、説明の都合上、図１および図２中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１および図２中の基台側を「基端」または「上流」、その反対側を「先端」または「下流」と言う。また、図１および図２中の上下方向が鉛直方向である。

また、本明細書において、「水平」とは、完全に水平な場合のみならず、水平に対して±５°以内で傾斜している場合も含む。同様に、本明細書において、「鉛直」とは、完全に鉛直な場合のみならず、鉛直に対して±５°以内で傾斜している場合も含む。また、本明細書において、「平行」とは、２つの線（軸を含む）または面が、互いに完全な平行である場合のみならず、±５°以内で傾斜している場合も含む。また、本明細書において、「直交」とは、２つの線（軸を含む）または面が、互いに完全な直交である場合のみならず、±５°以内で傾斜している場合も含む。

図１０に示すシミュレーション装置５は、仮想空間上で仮想ロボット１Ａの動作のシミュレーションを行う装置、すなわち、表示装置６に表示された仮想可動部３０Ａを備える仮想ロボット１Ａの動作（制御）等を行う装置である。この仮想空間は、本実施形態では、３次元の仮想空間であるが、これに限定されるものではない。また、図３に示すロボット制御装置２０は、必要に応じてシミュレーション装置５のシミュレーションの結果（シミュレーション結果）に基づいて、ロボット１を制御する。

なお、仮想ロボット１Ａの各部の符号は、それぞれ、実際のロボット１の対応する各部の符号の後に「Ａ」を付けて表記する。また、仮想ロボット１Ａの各部の名称は、それぞれ、ロボット１の対応する各部の名称の前に「仮想」を付けて表記する。また、仮想ロボット１Ａの説明は、ロボット１の説明で代用する。

図１および図３に示すロボットシステム１００は、ロボット１と、ロボット１を制御するロボット制御装置２０と、表示装置６（表示部）と、図示しない入力装置（入力部）とを備えている。このロボットシステム１００の用途は特に限定されず、ロボットシステム１００は、例えば、電子部品および電子機器等のワーク（対象物）の保持、搬送、組立および検査等の各作業で用いることができる。

また、ロボット１とロボット制御装置２０とは、ケーブルで電気的に接続（以下、単に「接続」とも言う）され、また、表示装置６とロボット制御装置２０とは、ケーブルで電気的に接続されている。

なお、ロボット１とロボット制御装置２０とは、有線方式に限らず、例えば、ケーブルを省略し、無線方式で通信を行うようにしてもよい。また、ロボット制御装置２０は、ロボット１にその一部または全部が内蔵されていてもよい。

また、表示装置６とロボット制御装置２０とは、有線方式に限らず、例えば、ケーブルを省略し、無線方式で通信を行うようにしてもよい。

ロボット制御装置２０は、例えば、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（ＰＣ）等で構成することができる。このロボット制御装置２０は、ロボット１の後述する第１駆動源４０１の駆動（作動）を制御する第１駆動源制御部２０１、第２駆動源４０２の駆動を制御する第２駆動源制御部２０２、第３駆動源４０３の駆動を制御する第３駆動源制御部２０３、第４駆動源４０４の駆動を制御する第４駆動源制御部２０４、第５駆動源４０５の駆動を制御する第５駆動源制御部２０５および第６駆動源４０６の駆動を制御する第６駆動源制御部２０６等を有する制御部２０７と、各情報を記憶する記憶部２０８とを備えている。

制御部２０７は、ロボット１の駆動、すなわち、ロボットアーム１０およびエンドエフェクター１９等の駆動を制御する。この制御部２０７は、例えば、プログラム（ＯＳ等）がインストールされたコンピューター等で構成することができる。すなわち、制御部２０７は、例えば、ＣＰＵ（プロセッサー）、ＲＡＭ、プログラムが記憶されたＲＯＭ等を備えている。また、制御部２０７の機能は、例えば、ＣＰＵにより各種プログラムを実行することにより実現することができる。

表示制御部２０９は、表示装置６に各種の画像（ウィンドウ等の各種の画面等を含む）や文字等を表示させる機能を有している。すなわち、表示制御部２０９は、表示装置６の駆動を制御する。この表示制御部２０９の機能は、例えば、ＧＰＵ（プロセッサー）等により実現することができる。

記憶部２０８は、各種の情報（データやプログラム等を含む）を記憶する。この記憶部２０８は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体メモリー、ハードディス装置、外部記憶装置（図示せず）等で構成することができる。

表示装置６は、例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ等で構成されたモニター（図示せず）を備えており、例えば、各種の画像（ウィンドウ等の各種の画面等を含む）や文字等を表示する。

なお、ロボット制御装置２０は、ロボット制御装置２０への各入力操作（入力）を行うことが可能な入力装置（図示せず）と有線または無線により通信可能になっている。入力装置は、例えば、マウス、キーボード等で構成することができる。ユーザーは、入力装置を操作することで、ロボット制御装置２０に対して各種の処理等の指示（入力）を行うことができる。

図１および図２に示すように、ロボット１は、基台１１と、ロボットアーム１０とを備えている。ロボットアーム１０は、第１アーム１２、第２アーム１３、第３アーム１４、第４アーム１５、第５アーム１７および第６アーム１８と、第１駆動源４０１、第２駆動源４０２、第３駆動源４０３、第４駆動源４０４、第５駆動源４０５および第６駆動源４０６とを備えている。また、第５アーム１７および第６アーム１８によりリスト１６が構成され、第６アーム１８の先端には、例えば、ハンド等のエンドエフェクター１９を着脱可能に取り付ける（接続する）ことができ、そのエンドエフェクター１９で対象物８を把持（保持）することができる。エンドエフェクター１９で把持（保持）する対象物８としては、特に限定されず、例えば、電子部品、電子機器等、各種のものが挙げられる。

ここで、「エンドエフェクター１９がロボットアーム１０（第６アーム１８）に取り付けられている（接続されている）」とは、エンドエフェクター１９がロボットアーム１０に直接取り付けられている場合に限らず、本実施形態のように、エンドエフェクター１９が力検出装置７に取り付けられている場合等、ロボットアーム１０に間接的に取り付けられている場合も含まれる。

本実施形態では、ロボットアーム１０の第６アーム１８の先端には、力検出装置７（力検出部）が着脱可能に取り付けられており（接続されており）、力検出装置７には、エンドエフェクター１９が着脱可能に取り付けられている（接続されている）。すなわち、第６アーム１８とエンドエフェクター１９との間には、力検出装置７が設けられている。また、ロボットアーム１０と、力検出装置７と、エンドエフェクター１９とにより、可動部３０が構成される。

なお、力検出装置７は、第６アーム１８に着脱可能に接続されており、エンドエフェクター１９は、力検出装置７に着脱可能に接続されているが、これに限らず、例えば、力検出装置７は、離脱不能に設けられていてもよい。また、力検出装置７は、ロボットアーム１０（可動部３０）ではなく、例えば、台（図示せず）等の外部に設けられていてもよい。この場合、台に着脱可能に設けられていてもよく、また、離脱不能に設けられていてもよい。

力検出装置７は、エンドエフェクター１９に加わる力（モーメントを含む）を検出する。力検出装置７としては、特に限定されないが、本実施形態では、互いに直交する３軸のそれぞれの軸方向の力成分（並進力成分）と、その３軸のそれぞれの軸周りの力成分（回転力成分）とを検出可能な６軸力覚センサー等が用いられる。なお、力検出装置７は、他の構成のものであってもよい。

ロボット１は、基台１１と、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１７と、第６アーム１８とが基端側から先端側に向ってこの順に連結された単腕の６軸垂直多関節ロボットである。以下では、第１アーム１２、第２アーム１３、第３アーム１４、第４アーム１５、第５アーム１７、第６アーム１８、リスト１６をそれぞれ「アーム」とも言う。また、第１駆動源４０１、第２駆動源４０２、第３駆動源４０３、第４駆動源４０４、第５駆動源４０５および第６駆動源４０６をそれぞれ「駆動源」とも言う。なお、アーム１２～１５、１７および１８の長さは、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（ジョイント）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Ｏ１を回動中心とし、その第１回動軸Ｏ１周りに回動可能となっている。第１回動軸Ｏ１は、基台１１の設置面である床１０１の上面の法線と一致している。また、第１回動軸Ｏ１は、ロボット１の最も上流側にある回動軸である。この第１アーム１２は、モーター（第１モーター）４０１Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第１駆動源４０１の駆動により回動する。また、モーター４０１Ｍは、モータードライバー３０１を介してロボット制御装置２０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。

第１アーム１２と第２アーム１３とは、関節（ジョイント）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Ｏ２を回動中心として回動可能となっている。第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１に直交する軸と平行である。この第２アーム１３は、モーター（第２モーター）４０２Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第２駆動源４０２の駆動により回動する。また、モーター４０２Ｍは、モータードライバー３０２を介してロボット制御装置２０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。また、第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１と直交していてもよい。

第２アーム１３と第３アーム１４とは、関節（ジョイント）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Ｏ３を回動中心とし、その第３回動軸Ｏ３周りに回動可能となっている。第３回動軸Ｏ３は、第２回動軸Ｏ２と平行である。この第３アーム１４は、モーター（第３モーター）４０３Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第３駆動源４０３の駆動により回動する。また、モーター４０３Ｍは、モータードライバー３０３を介してロボット制御装置２０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。

第３アーム１４と第４アーム１５とは、関節（ジョイント）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Ｏ４を回動中心とし、その第４回動軸Ｏ４周りに回動可能となっている。第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３と直交している。この第４アーム１５は、モーター（第４モーター）４０４Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第４駆動源４０４の駆動により回動する。また、モーター４０４Ｍは、モータードライバー３０４を介してロボット制御装置２０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。また、第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３に直交する軸と平行であってもよい。

第４アーム１５とリスト１６の第５アーム１７とは、関節（ジョイント）１７５を介して連結されている。そして、第５アーム１７は、第４アーム１５に対して第５回動軸Ｏ５を回動中心とし、その第５回動軸Ｏ５周りに回動可能となっている。第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４と直交している。この第５アーム１７は、モーター（第５モーター）４０５Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第５駆動源４０５の駆動により回動する。また、モーター４０５Ｍは、モータードライバー３０５を介してロボット制御装置２０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。また、第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４に直交する軸と平行であってもよい。

リスト１６の第５アーム１７と第６アーム１８とは、関節（ジョイント）１７６を介して連結されている。そして、第６アーム１８は、第５アーム１７に対して第６回動軸Ｏ６を回動中心とし、その第６回動軸Ｏ６周りに回動可能となっている。第６回動軸Ｏ６は、第５回動軸Ｏ５と直交している。この第６アーム１８は、モーター（第６モーター）４０６Ｍおよび減速機（図示せず）を有する第６駆動源４０６の駆動により回動する。また、モーター４０６Ｍは、モータードライバー３０６を介してロボット制御装置２０により制御される。なお、前記減速機が省略されていてもよい。また、第６回動軸Ｏ６は、第５回動軸Ｏ５に直交する軸と平行であってもよい。

なお、リスト１６は、第６アーム１８として、円筒状をなすリスト本体１６１を有し、また、第５アーム１７として、リスト本体１６１と別体で構成され、当該リスト本体１６１の基端部に設けられ、リング状をなす支持リング１６２を有している。

駆動源４０１～４０６には、それぞれのモーターまたは減速機に、第１角度センサー４１１、第２角度センサー４１２、第３角度センサー４１３、第４角度センサー４１４、第５角度センサー４１５、第６角度センサー４１６が設けられている。これらの角度センサーとしては、特に限定されず、例えば、ロータリーエンコーダー等のエンコーダー等を用いることができる。これらの角度センサー４１１～４１６により、それぞれ、駆動源４０１～４０６のモーターまたは減速機の回転軸（回動軸）の回転（回動）角度を検出する。

また、駆動源４０１～４０６のモーターとしては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーターを用いるのが好ましい。

ロボット１は、ロボット制御装置２０と電気的に接続されている。すなわち、駆動源４０１～４０６、角度センサー４１１～４１６は、それぞれ、ロボット制御装置２０と電気的に接続されている。

そして、ロボット制御装置２０は、アーム１２～１５、リスト１６をそれぞれ独立して作動させることができる、すなわち、モータードライバー３０１～３０６を介して、駆動源４０１～４０６をそれぞれ独立して制御することができる。この場合、ロボット制御装置２０は、角度センサー４１１～４１６、力検出装置７により検出を行い、その検出結果（検出情報）に基づいて、駆動源４０１～４０６の駆動、例えば、角速度や回転角度等をそれぞれ制御する。この制御プログラムは、ロボット制御装置２０の記憶部２０８に予め記憶されている。

本実施形態では、基台１１は、ロボット１の鉛直方向の最も下方に位置し、設置スペースの床１０１等に固定（設置）される部分である。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、本実施形態では、複数本のボルト１１１による固定方法を用いている。また、基台１１が固定されている部分の床１０１は、水平面と平行な平面（面）であるが、これに限定されるものではない。

基台１１には、例えば、モーター４０１Ｍやモータードライバー３０１～３０６等が収納されている。

アーム１２～１５は、それぞれ、中空のアーム本体２と、アーム本体２内に収納され、モーターを備える駆動機構３と、アーム本体２内を封止する封止手段４とを有している。なお、図面では、第１アーム１２が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「２ａ」、「３ａ」、「４ａ」とも表記し、第２アーム１３が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「２ｂ」、「３ｂ」、「４ｂ」とも表記し、第３アーム１４が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「２ｃ」、「３ｃ」、「４ｃ」とも表記し、第４アーム１５が有するアーム本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「２ｄ」、「３ｄ」、「４ｄ」とも表記する。

次に、ロボット制御装置２０のロボット１の制御について説明する。
ロボット制御装置２０の制御部２０７は、ロボット１の駆動を制御する。そして、制御部２０７は、ロボット１が動作する際、ロボット１の各情報（ログ記録項目）を求め、記憶部２０８に記憶する。この情報の記憶は、所定の時間間隔、本実施形態では、一定時間間隔で繰り返し行われる。

記憶部２０８に記憶する情報（ログ記録項目）としては、例えば、対象物８の第２の点９２（図８参照）の位置姿勢情報、制御点９６（ツール制御点）（図７参照）の位置姿勢情報、対象物８の第２の点９２に加わる力の情報、関節フラグに関する情報、作業ステップＩＤ、入出力情報（例えば、入力ビット１）、ローカル座標設定番号、ツール設定番号等が挙げられる。

具体例を挙げると、本実施形態では、図５に示すように、第２の点９２に加わる並進力（Ｘ軸方向）［Ｎ］、並進力（Ｙ軸方向）［Ｎ］、並進力（Ｚ軸方向）［Ｎ］、回転力（Ｘ軸周り）［Ｎ・ｍｍ］、回転力（Ｙ軸周り）［Ｎ・ｍｍ］、回転力（Ｚ軸周り）［Ｎ・ｍｍ］、並進力（大きさ）［Ｎ］、回転力（大きさ）［Ｎ・ｍｍ］、第２の点９２の位置（Ｘ）、第２の点９２の位置（Ｙ）、第２の点９２の位置（Ｚ）、第２の点９２の姿勢（Ｗ：Ｘ軸周り）、第２の点９２の姿勢（Ｖ：Ｙ軸周り）、第２の点９２の姿勢（Ｕ：Ｚ軸周り）、第１アーム１２の関節角度（アーム関節角度）［°］、第２アーム１３の関節角度［°］、第３アーム１４の関節角度［°］、第４アーム１５の関節角度［°］、第５アーム１７の関節角度［°］、第６アーム１８の関節角度［°］、関節フラグに関する情報（図示せず）、作業ステップＩＤ、入力ビット１、ローカル座標設定番号、ツール設定番号等が挙げられる。また、これらの情報は、経過時間に対応させて記憶する。なお、本明細書では、Ｘ軸回り（Ｘ軸回りの方向）をＷ軸方向、Ｙ軸回り（Ｙ軸回りの方向）をＶ軸方向、Ｚ軸回り（Ｚ軸回りの方向）をＵ軸方向とし、ロール（Ｕ軸）・ピッチ（Ｖ軸）・ヨー（Ｗ軸）の関係で以て制御点９６における姿勢を表現するものとする。また、これらは、それぞれ、簡略化してアルファベットのみで表示することもある。

また、記憶部２０８に記憶されたロボット１の各情報のうちの所定の情報は、必要に応じて表示装置６に表示される。表示の形態としては、特に限定されないが、本実施形態では、図５に示すように、前記各情報を経過時間に対応させて一覧で（表として）表示する。

まず、図６～図８に示すように、ロボット１の可動部３０には、第１の点９１、第２の点９２および制御点９６が設定されている。

第１の点９１は、ロボットアーム１０のうちのいずれかの点（部分）であればよく、本実施形態では、例えば、第６アーム１８の先端の中心（中央）に設定される。

また、第２の点９２は、対象物８のうちのいずれかの点（部分）であればよい。また、第２の点９２は、制御点９６とは独立して設定される。これにより、制御点９６を変更した場合、制御点９６の位置姿勢情報は変更されるが、第２の点９２の位置姿勢情報は変更されない。このため、ロボット１が行った動作を適確に把握することができる。本実施形態では、第２の点９２は、例えば、対象物８の先端の角部に設定される。なお、第２の点９２の設定箇所の前記角部以外の例としては、例えば、対象物８の先端の中心（中央）等が挙げられる。また、第２の点９２の数は、本実施形態では１つであるが、複数であってもよい。

また、制御点９６（ツール制御点）は、エンドエフェクター１９のうちのいずれかの点（部分）であればよく、本実施形態では、例えば、エンドエフェクター１９の先端の中心（中央）に設定される。

また、第１の点９１の位置姿勢情報とは、第１の点９１の位置の情報、すなわち、Ｘ軸方向の位置（Ｘ軸の座標）、Ｙ軸方向の位置（Ｙ軸の座標）およびＺ軸方向の位置（Ｚ軸の座標）の情報と、第１の点９１の姿勢の情報、すなわち、Ｕ軸方向の位置（Ｚ軸周りの回転角度）、Ｖ軸方向の位置（Ｙ軸周りの回転角度）およびＷ軸方向の位置（Ｘ軸周りの回転角度）の情報とを含む情報を言う。第２の点９２の位置姿勢情報、制御点９６の位置姿勢情報、後述する第３の点９３の位置姿勢情報についても同様である。

また、第１の点９１の位置姿勢情報は、第１アーム１２の関節角度と、第２アーム１３の関節角度と、第３アーム１４の関節角度と、第４アーム１５の関節角度と、第５アーム１７の関節角度と、第６アーム１８の関節角度とに基づいて、順運動学により求めることができる。制御点９６の位置姿勢情報についても同様である。

また、第１の点９１に対する第２の点９２の相対位置姿勢情報とは、第１の点９１の位置を基準（原点）としたときの第２の点９２の位置（第１の点９１に対する第２の点９２の相対的な位置）の情報、すなわち、Ｘ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置およびＺ軸方向の位置の情報と、第１の点９１の姿勢を基準（原点）としたときの第２の点９２の姿勢（第１の点９１に対する第２の点９２の相対的な姿勢）の情報、すなわち、Ｕ軸方向の位置、Ｖ軸方向の位置およびＷ軸方向の位置の情報とを含む情報を言う。

また、第１の点９１に対する第２の点９２の相対位置姿勢情報（以下、単に「第２の点９２の相対位置姿勢情報」とも言う）は、既知の情報であり、予め、記憶部２０８に記憶される。これにより、第２の点９２の位置姿勢情報は、第１の点９１の位置姿勢情報と、第２の点９２の相対位置姿勢情報とに基づいて求めることができる。制御部２０７は、ロボット１が動作する際、ロボットアーム１０の第１の点９１の位置姿勢情報と、第１の点９１に対する対象物８の第２の点９２の相対位置姿勢情報とに基づいて、第２の点９２の位置姿勢情報を求める。

また、第１の点９１の位置姿勢情報、第２の点９２の位置姿勢情報、第２の点９２の相対位置姿勢情報は、それぞれ、図９に示すベース座標系３１を基準として求められる。ベース座標系３１は、ロボット１の基台１１が設置された床１０１と平行なＸ軸およびＹ軸と、床１０１に直交するＺ軸とを有する３次元のローカル座標系である。このベース座標系３１の原点の位置は、特に限定されないが、例えば、基台１１の下端面の中心等に設定される（図９では、ベース座標系３１は、他の位置に図示されている）。

また、第１の点９１の位置姿勢情報、第２の点９２の位置姿勢情報、第２の点９２の相対位置姿勢情報は、それぞれ、ベース座標系３１と異なる図９に示すローカル座標系３２を基準として求めるようにしてもよい。ローカル座標系３２は、ロボット１が作業を行う作業台４１の作業面４２と平行なＸ軸およびＹ軸と、作業面４２に直交するＺ軸とを有する３次元座標系である。このローカル座標系３２の原点の位置は、特に限定されないが、例えば、作業台４１の作業面４２の中心等に設定される（図９では、ベース座標系３１は、他の位置に図示されている）。この構成は、例えば、作業台４１の作業面４２が床１０１に対して傾斜している場合に有効である。なお、複数の作業台があり、それらの作業面が異なる傾斜角度を有している場合に、それぞれの作業面にローカル座標系を設定してもよい。

また、関節フラグに関する情報としては、例えば、第１アーム１２の関節についてのフラグ（情報）である「Ｊ１Ｆｌａｇ」と、第４アーム１５の関節についてのフラグ（情報）である「Ｊ４Ｆｌａｇ」と、第６アーム１８の関節についてのフラグ（情報）である「Ｊ６Ｆｌａｇ」等が挙げられる。この関節フラグに関する情報は、図５に図示されていないが、経過時間に対応させて一覧で（表として）表示することが好ましい。

ここで、１例を挙げると、Ｊ１Ｆｌａｇについては、第１アーム１２の関節角度が、－９０°よりも大きく、２７０°以下の場合は、「０」とされ、第１アーム１２の関節角度が、－２７０°よりも大きく、－９０°以下、または、２７０°よりも大きく、４５０°以下の場合は、「１」とされる。

また、Ｊ４Ｆｌａｇについては、第４アーム１５の関節角度が、－１８０°よりも大きく、１８０°以下の場合は、「０」とされ、第４アーム１５の関節角度が、－１８０°以下、または、１８０°よりも大きい場合は、「１」とされる。

また、Ｊ６Ｆｌａｇについては、第６アーム１８の関節角度が、－１８０°よりも大きく、１８０°以下の場合は、「０」とされ、第６アーム１８の関節角度が、－３６０°よりも大きく、－１８０°以下、または、１８０°よりも大きく、３６０°以下の場合は、「１」とされる。

また、作業ステップＩＤとは、ロボット１が行う作業や作業の工程を識別するための符号である。

また、ローカル座標設定番号とは、複数のローカル座標が記憶部２０８に記憶されている場合に（単数のローカル座標の場合もある）、各ローカル座標のうちから所定のローカル座標を特定（選択）するために、各ローカル座標に対応付けられている番号である。

また、ツール設定番号とは、複数のツール位置姿勢が記憶部２０８に記憶されている場合に（単数のツールの場合もある）、各ツールのうちから所定のツールを特定（選択）するために、各ツールに対応付けられている番号である。また、ツール座標とは、可動部３０に設定される、第１の点９１を基準とし、第１の点９１から位置、姿勢がシフトした点を原点とした座標である。

次に、ロボット制御方法について説明するとともに、図４に示すフローチャートに基づいて、ロボット制御装置２０のロボット１の制御について説明する。

まず、ロボット制御方法は、ロボット１が動作する際、ロボットアーム１０の第１の点９１の位置姿勢情報と、第１の点９１に対する対象物８の第２の点９２の相対位置姿勢情報とに基づいて、第２の点９２の位置姿勢情報を求め、第２の点９２の位置姿勢情報を記憶部２０８に記憶させる工程を有する。記憶部２０８に記憶された第２の点９２の位置姿勢情報は、前述したように、記憶部２０８に記憶されたロボット１の他の情報とともに、必要に応じて表示装置６に表示される。

次に、ロボット１が動作する際のロボット制御装置２０の制御部２０７のロボット１の制御について説明する。

図４に示すように、まず、制御部２０７は、ロボットアーム１０の第１の点９１の位置姿勢情報と、第１の点９１に対する対象物８の第２の点９２の相対位置姿勢情報とに基づいて、第２の点９２の位置姿勢情報を求め、その第２の点９２の位置姿勢情報を記憶部２０８に記憶する（ステップＳ１０１）。第２の点９２の位置姿勢情報は、第２の点９２の位置（Ｘ）、第２の点９２の位置（Ｙ）、第２の点９２の位置（Ｚ）、第２の点９２の姿勢（Ｘ）、第２の点９２の姿勢（Ｙ）、第２の点９２の姿勢（Ｚ）である。

次いで、制御部２０７は、力検出装置７により検出された力情報に基づいて、第２の点９２に加わる並進力（Ｘ軸方向）、並進力（Ｙ軸方向）、並進力（Ｚ軸方向）、回転力（Ｘ軸周り）、回転力（Ｙ軸周り）、回転力（Ｚ軸周り）を求め、その情報（力の情報）を記憶部２０８に記憶する（ステップＳ１０２）。

次いで、制御部２０７は、力検出装置７により検出された力情報に基づいて、第２の点９２に加わる並進力（大きさ）、回転力（大きさ）を求め、その情報（力の情報）を記憶部２０８に記憶する（ステップＳ１０３）。

次いで、制御部２０７は、第１角度センサー４１１、第２角度センサー４１２、第３角度センサー４１３、第４角度センサー４１４、第５角度センサー４１５、第６角度センサー４１６により検出された角度情報に基づいて、第１アーム１２の関節角度、第２アーム１３の関節角度、第３アーム１４の関節角度、第４アーム１５の関節角度、第５アーム１７の関節角度、第６アーム１８の関節角度を求め、その情報を記憶部２０８に記憶する（ステップＳ１０４）。

次いで、制御部２０７は、作業ステップＩＤを記憶部２０８に記憶する（ステップＳ１０５）。

次いで、制御部２０７は、入力ビット１を記憶部２０８に記憶する（ステップＳ１０６）。

次いで、制御部２０７は、ローカル座標設定番号を記憶部２０８に記憶する（ステップＳ１０７）。

次いで、制御部２０７は、ツール設定番号を記憶部２０８に記憶する（ステップＳ１０８）。

このステップＳ１０１～ステップＳ１０８は、ロボット１が動作している間、一定時間間隔で繰り返し行われる。

なお、ステップＳ１０１～ステップＳ１０８の順序は、前記の順序に限定されず、入れ換えが可能である。

また、制御部２０７が関節フラグに関する情報を記憶部２０８に記憶するステップが設けられていてもよい。

図５に示すように、記憶部２０８に記憶された各情報は、表示制御部２０９の制御により、表示装置６に経過時間に対応させて一覧で表示される。これにより、第２の点９２の位置姿勢情報が表示されることで、ロボット１が行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。特に、ロボット工学に詳しくない者は、制御点９６の位置姿勢情報に比べて第２の点９２の位置姿勢情報は、対象物８の形状等に基づいているためロボット１が行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。なお、この表示は、ユーザーが図示しない入力装置を操作することにより行われるようになっていてもよく、また、自動的に行われるようになっていてもよい。

また、ロボット制御装置２０は、ロボット１の制御において、通常の制御の他、次のような制御を行うことが可能に構成されている。

すなわち、ロボット制御装置２０の制御部２０７は、記憶部２０８に記憶された各情報のうちの所定の情報に基づいて、ロボット１の駆動を制御する。以下、具体的な構成例を挙げて説明する。

（構成１）
制御部２０７は、記憶部２０８に記憶されたロボットアーム１０の関節角度情報に基づいてロボット１の駆動を制御する。これにより、ロボット１が行った動作を容易かつ適確に再現することができる。

（構成２）
制御部２０７は、第２の点９２の位置姿勢情報と、ロボットアーム１０の関節角度情報とに基づいて、第２の点９２と異なる図８に示す第３の点９３の位置姿勢情報を求める。そして、制御部２０７は、その第３の点９３の位置姿勢情報を記憶部２０８に記憶する。この第３の点９３の位置姿勢情報は、例えば、ロボット１が行った動作を把握する場合や、ロボット１が行った動作を再現する場合等に用いることができる。なお、第３の点９３の数は、１つに限らず、複数であってもよい。

（構成３）
制御部２０７のロボット１の制御では、ロボット１が動作する際、制御部２０７は、さらに、制御点９６の位置姿勢情報を求め、その制御点９６の位置姿勢情報を記憶部２０８に記憶してもよい。

この構成３では、制御部２０７は、記憶部２０８に記憶された制御点９６の位置姿勢情報に基づいてロボット１の駆動を制御することが可能である。したがって、制御部２０７は、記憶部２０８に記憶された制御点９６の位置姿勢情報に基づいてロボット１の駆動を制御する。これにより、ロボット１が行った動作を容易かつ適確に再現することができる。

（構成４）
制御部２０７は、記憶部２０８に記憶された制御点９６の位置姿勢情報と、ロボットアーム１０の関節フラグに関する情報とに基づいてロボット１の駆動を制御する。これにより、ロボット１が行った動作を容易かつ適確に再現することができる。

なお、ロボット１の駆動の制御にロボットアーム１０の関節フラグに関する情報を用いる構成は、他の構成にも適用することが可能である。

以上説明したように、ロボットシステム１００（ロボット制御装置２０）によれば、表示装置６に第２の点９２の位置姿勢情報を含む各情報が表示され、これにより、ロボット１が行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。特に、ロボット工学に詳しくない者は、制御点９６の位置姿勢情報に比べて第２の点９２の位置姿勢情報は容易に把握でき、これにより、ロボット１が行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。

以上説明したように、ロボット制御装置２０は、ロボットアーム１０と、ロボットアーム１０に着脱可能に取り付けられ、対象物８を保持するエンドエフェクター１９と、力検出装置７と、を含む可動部３０を有するロボット１を制御する制御部２０７を備えている。

制御部２０７は、ロボット１（ロボットアーム１０）が動作する際、ロボットアーム１０の第１の点９１の位置姿勢情報と、第１の点９１に対する対象物８の第２の点９２の相対位置姿勢情報とに基づいて、第２の点９２の位置姿勢情報を求め、第２の点９２の位置姿勢情報を記憶部２０８に記憶させる。

このようなロボット制御装置２０によれば、第２の点９２の位置姿勢情報により、ロボット１が行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。

また、ロボット１が動作する際、制御部２０７は、力検出装置７により検出された力情報に基づいて、第２の点９２に加わる力を求め、第２の点９２に加わる力の情報を記憶部２０８に記憶させる。これにより、第２の点９２に加わった力を把握することができる。

また、ロボット制御装置２０は、表示装置６の駆動を制御する表示制御部２０９を有し、表示制御部２０９は、記憶部２０８に記憶された第２の点９２の位置姿勢情報と、記憶部２０８に記憶された第２の点９２に加わる力の情報とを一覧で表示装置６に表示させる。これにより、表示装置６に表示された情報を見ることで、ロボット１が行った動作およびその動作の際に可動部３０に加わった力を容易かつ迅速に把握することができる。

また、第２の点９２は、エンドエフェクター１９に設定される制御点９６とは独立して設定される。これにより、制御点９６を変更した場合、制御点９６の位置姿勢情報は変更されるが、第２の点９２の位置姿勢情報は変更されない。このため、ロボット１が行った動作を適確に把握することができる。

また、第２の点９２の位置姿勢情報は、ロボット１のベース座標系３１と異なるローカル座標系３２を基準として求めたものである。これにより、第２の点９２の位置、姿勢を容易に把握することができる。

また、制御部２０７は、第２の点９２の位置姿勢情報と、ロボットアーム１０の関節角度情報とに基づいて、第３の点９３の位置姿勢情報を求める。これにより、ロボット１が行った動作をより容易かつ迅速に把握することができる。

また、ロボット１が動作する際、制御部２０７は、エンドエフェクター１９に設定される制御点９６の位置姿勢情報を記憶部２０８に記憶させ、記憶部２０８に記憶された制御点９６の位置姿勢情報に基づいてロボット１を制御する。これにより、ロボット１を動作させた場合、容易に、その動作の少なくとも一部を再現することができる。

また、ロボット１が動作する際、制御部２０７は、ロボットアーム１０の関節角度情報を記憶部２０８に記憶させ、記憶部２０８に記憶されたロボットアーム１０の関節角度情報に基づいてロボット１を制御する。これにより、ロボット１を動作させた場合、容易に、その動作の少なくとも一部を再現することができる。

また、ロボット１が動作する際、制御部２０７は、関節フラグに関する情報を記憶部２０８に記憶させ、記憶部２０８に記憶された関節フラグに関する情報に基づいてロボット１を制御する。これにより、ロボット１を動作させた場合、容易に、その動作の少なくとも一部を再現することができる。

また、ロボット制御方法は、ロボットアーム１０と、ロボットアーム１０に着脱可能に取り付けられ、対象物８を保持するエンドエフェクター１９と、力検出装置７と、を含む可動部３０を有するロボット１を制御するロボット制御方法である。

ロボット制御方法は、ロボット１が動作する際、ロボットアーム１０の第１の点９１の位置姿勢情報と、第１の点９１に対する対象物８の第２の点９２の相対位置姿勢情報とに基づいて、第２の点９２の位置姿勢情報を求め、第２の点９２の位置姿勢情報を記憶部２０８に記憶させる工程を有している。

このようなロボット制御方法によれば、第２の点９２の位置姿勢情報により、ロボット１が行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。

また、ロボットシステム１００は、ロボットアーム１０と、ロボットアーム１０に着脱可能に取り付けられ、対象物８を保持するエンドエフェクター１９と、力検出装置７と、を含む可動部３０を有するロボット１と、ロボット１を制御するロボット制御装置２０とを備えている。

このようなロボットシステム１００によれば、第２の点９２の位置姿勢情報により、ロボット１が行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。

＜シミュレーション装置の実施形態＞
図１０は、本発明のシミュレーション装置の実施形態を示すブロックである。図１１は、図１０に示すシミュレーション装置のシミュレーションにおいて表示装置に表示された仮想ロボットを示す斜視図である。図１２は、図１０に示すシミュレーション装置のシミュレーションにおいて表示装置に表示された仮想ロボットの仮想可動部の先端部の斜視図である。図１３は、図１０に示すシミュレーション装置のシミュレーションにおいて表示装置に表示された仮想ロボットの仮想可動部の先端部の斜視図である。

以下、シミュレーション装置の実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
まず、仮想ロボット１Ａについて簡単に説明する。

図１１に示すように、仮想ロボット１Ａは、前述したロボット１と同様であり、仮想床１０１Ａに設置（固定）された仮想基台１１Ａと、仮想ロボットアーム１０Ａとを備えている。また、仮想ロボットアーム１０Ａは、回動可能に設けられた複数のアーム、本実施形態では、仮想第１アーム１２Ａ、仮想第２アーム１３Ａ、仮想第３アーム１４Ａ、仮想第４アーム１５Ａ、仮想第５アーム１７Ａおよび仮想第６アーム１８Ａを備えている。仮想第５アーム１７Ａおよび仮想第６アーム１８Ａにより仮想リスト１６Ａが構成される。また、仮想ロボットアーム１０Ａは、これらのアームを駆動する複数の駆動源、本実施形態では、６つの駆動源（図示せず）を備えている。

また、本実施形態では、仮想ロボットアーム１０Ａの仮想第６アーム１８Ａの先端には、仮想力検出装置７Ａが着脱可能に取り付けられており（接続されており）、仮想力検出装置７Ａには、仮想エンドエフェクター１９Ａが着脱可能に取り付けられている（接続されている）。また、仮想ロボットアーム１０Ａと、仮想力検出装置７Ａと、仮想エンドエフェクター１９Ａとにより、仮想可動部３０Ａが構成される。このような仮想可動部３０Ａでは、仮想エンドエフェクター１９Ａで仮想対象物８Ａを把持（保持）することができる。

シミュレーション装置５は、例えば、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（ＰＣ）等で構成することができる。図１０に示すように、シミュレーション装置５は、各制御を行う制御部５１と、各情報を記憶する記憶部５２と、受付部５３とを備えている。このシミュレーション装置５は、表示装置６に表示された仮想空間上で仮想ロボット１Ａの動作等（シミュレーション）を行う装置であり、その仮想空間上で仮想ロボット１Ａの駆動を制御する。

制御部５１は、表示装置６に各種の画像（仮想ロボット１Ａの他、ウィンドウ等の各種の画面等を含む）や文字等を表示させる機能を有しており、例えば、仮想ロボット１Ａの駆動、すなわち、仮想ロボットアーム１０Ａおよび仮想エンドエフェクター１９Ａ等の駆動を制御する。この制御部５１は、例えば、プログラム（ＯＳ等）がインストールされたコンピューターやＧＰＵ等で構成することができる。すなわち、制御部５１は、例えば、ＣＰＵ（プロセッサー）、ＧＰＵ（プロセッサー）、ＲＡＭ、プログラムが記憶されたＲＯＭ等を備えている。また、制御部５１の機能は、例えば、ＣＰＵにより各種プログラムを実行することにより実現することができる。

また、記憶部５２は、各種の情報（データやプログラム等を含む）を記憶する。この記憶部５２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体メモリー、ハードディス装置、外部記憶装置等で構成することができる。

また、受付部５３は、入力装置２１（入力部）からの入力等の各入力を受け付ける。この受付部５３は、例えば、インターフェース回路等で構成することができる。

また、シミュレーション装置５は、シミュレーションを示す画像等の各画像を表示可能な表示装置６と有線または無線により通信可能になっている。なお、表示装置６については、第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。

また、シミュレーション装置５は、シミュレーション装置５への各入力操作（入力）を行うことが可能な入力装置２１と有線または無線により通信可能になっている。入力装置２１は、例えば、マウス、キーボード等で構成することができる。ユーザーは、入力装置２１を操作することで、シミュレーション装置５に対して各種の処理等の指示（入力）を行うことができる。

具体的には、ユーザーは、表示装置６に表示される各種画面（ウィンドウ等）に対して入力装置２１のマウスでクリックする操作や、入力装置２１のキーボードで文字や数字等を入力する操作により、シミュレーション装置５に対する指示を行うことができる。

また、表示装置６と入力装置２１とは、別体であるが、これに限らず、表示装置６が入力装置２１を備える構成としてもよい。すなわち、表示装置６および入力装置２１の代わりに、表示装置６および入力装置２１を兼ね備えた表示入力装置（図示せず）を設けてもよい。表示入力装置としては、例えば、タッチパネル（静電式タッチパネルや感圧式タッチパネル）等を用いることができる。これにより、表示装置６の他に、別途入力装置２１を用意する必要がなく、利便性が良い。

また、シミュレーション装置５と、表示装置６と、入力装置２１とにより、シミュレーションシステムが構成される。なお、表示装置６に代えて、シミュレーション装置５が表示装置（表示部）を備えていてもよく、また、表示装置６とは別に、シミュレーション装置５が表示装置（表示部）を備えていてもよい。また、入力装置２１に代えて、シミュレーション装置５が入力装置２１（入力部）を備えていてもよく、また、入力装置２１とは別に、シミュレーション装置５が入力装置（入力部）を備えていてもよい。

このようなシミュレーション装置５が行うシミュレーションは、前記ロボット制御装置２０およびロボット１において説明した制御（動作）と同様である。このシミュレーション装置５のシミュレーションは、表示装置６に表示される。以下、具体的な構成例を挙げて簡単に説明する。

（構成１）
シミュレーション装置５の制御部５１は、表示装置６に表示された仮想空間上で仮想ロボット１Ａの駆動を制御する（動作を行う）。そして、制御部５１は、仮想ロボット１Ａが動作する際、仮想ロボット１Ａの各情報（ログ記録項目）を求め、記憶部５２に記憶する。この情報の記憶は、所定の時間間隔、本実施形態では、一定時間間隔で繰り返し行われる。なお、記憶部５２に記憶する情報（ログ記録項目）としては、例えば、前述したロボット１の場合と同様であり、各情報は、経過時間に対応させて記憶する。

また、記憶部５２に記憶された仮想ロボット１Ａの各情報のうちの所定の情報は、必要に応じて表示装置６に表示される。表示の形態としては、特に限定されないが、本実施形態では、経過時間に対応させて一覧で表示する。これにより、第２の点９２の位置姿勢情報が表示されることで、仮想ロボット１Ａが行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。特に、ロボット工学に詳しくない者は、制御点９６の位置姿勢情報に比べて第２の点９２の位置姿勢情報は容易に把握でき、これにより、仮想ロボット１Ａが行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。

（構成２）
制御部５１は、記憶部５２に記憶された仮想ロボットアーム１０Ａの各関節角度の情報に基づいて仮想ロボット１Ａの駆動を制御する。これにより、シミュレーションにおいて仮想ロボット１Ａが行った動作を容易かつ適確に再現することができる。

（構成３）
制御部５１は、第２の点９２の位置姿勢情報と、仮想ロボットアーム１０Ａの各関節角度の情報とに基づいて、第３の点９３の位置姿勢情報を求める。そして、制御部５１は、その第３の点９３の位置姿勢情報を記憶部５２に記憶する。この第３の点９３の位置姿勢情報は、例えば、仮想ロボット１Ａが行った動作を把握する場合や、仮想ロボット１Ａが行った動作を再現する場合等に用いることができる。なお、第３の点９３の数は、１つに限らず、複数であってもよい。

（構成４）
前述したように、仮想ロボット１Ａが動作する際、制御部５１は、仮想可動部３０Ａの所定の部分に加わる力、例えば、第２の点９２に加わる力の情報は、記憶部５２に記憶される。制御部５１は、仮想ロボット１Ａが行った前記動作を再現する際、表示装置６に、仮想ロボット１Ａとともに、記憶部５２に記憶された力の情報を矢印６１、６２、６３、６４で表示させる（図１２、図１３参照）。この場合、矢印６１は、Ｘ軸方向の並進力、矢印６２は、Ｙ軸方向の並進力、矢印６３は、Ｚ軸方向の並進力、矢印６４は、Ｚ軸周りの回転力を示している。また、図１２に示す構成例では、矢印６１～６４の方向が力の方向であり、矢印６１～６４の大きさ、具体的には、矢印６１～６４の長さが力の大きさに対応している。また、図１３に示す構成例では、矢印６１～６４の方向が力の方向であり、矢印６１～６４の大きさ、具体的には、矢印６１～６４の太さが力の大きさに対応している。

このように力の情報を矢印６１～６４で表示することにより、数字で表示する場合に比べて、その力の情報を容易かつ迅速に把握することができる。なお、仮想可動部３０Ａの所定の部分は、前記第２の点９２に限らず、適宜設定可能であり、例えば、第２の点９２から所定距離、離間した点等が挙げられる。

（構成５）
制御部５１の仮想ロボット１Ａの制御では、仮想ロボット１Ａが動作する際、制御部５１は、さらに、制御点９６の位置姿勢情報を求め、その制御点９６の位置姿勢情報を記憶部５２に記憶してもよい。

この構成５では、制御部５１は、記憶部５２に記憶された制御点９６の位置姿勢情報に基づいて仮想ロボット１Ａの駆動を制御することが可能である。したがって、制御部５１は、記憶部５２に記憶された制御点９６の位置姿勢情報に基づいて仮想ロボット１Ａの駆動を制御する。これにより、シミュレーションにおいて仮想ロボット１Ａが行った動作を容易かつ適確に再現することができる。

（構成６）
制御部５１は、記憶部５２に記憶された制御点９６の位置姿勢情報と、仮想ロボットアーム１０Ａの関節フラグに関する情報とに基づいて仮想ロボット１Ａの駆動を制御する。これにより、シミュレーションにおいて仮想ロボット１Ａが行った動作を容易かつ適確に再現することができる。

なお、仮想ロボット１Ａの駆動の制御に仮想ロボットアーム１０Ａの関節フラグに関する情報を用いる構成は、他の構成にも適用することが可能である。

次に、別の形態について説明する。
まず、ロボット制御装置２０の記憶部２０８に記憶された各情報は、シミュレーション装置５の記憶部５２に記憶され、シミュレーション装置５において必要時に使用される。

シミュレーション装置５の制御部５１は、記憶部５２に記憶された各情報のうちの所定の情報に基づいて、仮想ロボット１Ａの駆動を制御する。このシミュレーション装置５のシミュレーションは、表示装置６に表示される。以下、具体的な構成例を挙げて説明する。

（構成１）
制御部５１は、表示装置６に仮想ロボット１Ａを表示させ、記憶部５２に記憶された制御点９６の位置姿勢情報に基づいて仮想ロボット１Ａの駆動を制御する。これにより、ロボット１が行った動作を容易かつ適確にシミュレーションで再現することができる。

（構成２）
制御部５１は、表示装置６に仮想ロボット１Ａを表示させ、記憶部５２に記憶されたロボットアーム１０の各関節角度の情報に基づいて仮想ロボット１Ａの駆動を制御する。これにより、ロボット１が行った動作を容易かつ適確にシミュレーションで再現することができる。

（構成３）
制御部５１は、表示装置６に仮想ロボット１Ａを表示させ、記憶部５２に記憶された制御点９６の位置姿勢情報と、ロボットアーム１０の関節フラグに関する情報とに基づいて仮想ロボット１Ａの駆動を制御する。これにより、ロボット１が行った動作を容易かつ適確にシミュレーションで再現することができる。

なお、仮想ロボット１Ａの駆動の制御にロボットアーム１０の関節フラグに関する情報を用いる構成は、他の構成にも適用することが可能である。

（構成４）
前述したように、ロボット１が動作する際、可動部３０の所定の部分に加わる力、例えば、第２の点９２に加わる力の情報は、記憶部２０８に記憶され、その力の情報は、記憶部５２に記憶される。制御部５１は、シミュレーションにおいて、表示装置６に、仮想ロボット１Ａとともに、記憶部５２に記憶された力の情報を矢印６１、６２、６３、６４で表示させる（図１２、図１３参照）。この矢印６１～６４での表示については、すでに説明済みであるので、その説明は省略する。

このように力の情報を矢印６１～６４で表示することにより、数字で表示する場合に比べて、その力の情報を容易かつ迅速に把握することができる。なお、仮想可動部３０Ａの所定の部分は、前記第２の点９２に限らず、適宜設定可能であり、例えば、第２の点９２から所定距離、離間した点等が挙げられる。

以上説明したように、シミュレーション装置５によれば、表示装置６に第２の点９２の位置姿勢情報を含む各情報が表示され、これにより、仮想ロボット１Ａが行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。特に、ロボット工学に詳しくない者は、制御点９６の位置姿勢情報に比べて第２の点９２の位置姿勢情報は容易に把握でき、これにより、仮想ロボット１Ａが行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。

また、シミュレーション装置５のシミュレーションの結果は、ロボット１の制御において利用することが可能である。すなわち、ロボット制御装置２０は、シミュレーション装置５のシミュレーションの結果に基づいてロボット１を制御することが可能である。

以上説明したように、シミュレーション装置５は、表示装置６に表示された仮想空間上で仮想ロボット１Ａの動作を行う装置である。

仮想ロボット１Ａは、仮想ロボットアーム１０Ａと、仮想ロボットアーム１０Ａに着脱可能に取り付けられ、仮想対象物８Ａを保持する仮想エンドエフェクター１９Ａと、仮想力検出装置７Ａと、を含む仮想可動部３０Ａを有している。

シミュレーション装置５は、仮想ロボット１Ａ（仮想ロボットアーム１０Ａ）が動作する際、仮想ロボットアーム１０Ａの第１の点９１の位置姿勢情報と、第１の点９１に対する仮想対象物８Ａの第２の点９２の相対位置姿勢情報とに基づいて、第２の点９２の位置姿勢情報を求め、第２の点９２の位置姿勢情報を記憶部５２に記憶させる制御部５１を備えている。

このようなシミュレーション装置５によれば、第２の点９２の位置姿勢情報により、仮想ロボット１Ａが行った動作を容易かつ迅速に把握することができる。

また、仮想ロボット１Ａが動作する際、制御部５１は、仮想可動部３０Ａの所定の部分に加わる力の情報を記憶部５２に記憶させ、表示装置６に、仮想ロボット１Ａとともに、記憶部５２に記憶された力の情報を矢印６１～６４で表示させる。

これにより、矢印６１～６４の表示により、仮想可動部３０Ａの所定の部分に加わる力を容易かつ迅速に把握することができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

第２実施形態では、ロボット制御装置２０は、シミュレーション装置５の機能を有しており、例えば、表示装置６に仮想ロボット１Ａ等（図１１参照）を表示させることができるようになっている。

第２実施形態では、ロボット制御装置２０の制御部２０７は、まず、前述した第１実施形態と同様に、ロボット１が動作する際、可動部３０の所定の部分に加わる力、例えば、第２の点９２に加わる力の情報を記憶部２０８に記憶する。

そして、制御部２０７は、表示装置６に、仮想ロボット１Ａとともに、記憶部５２に記憶された力の情報を矢印６１、６２、６３、６４で表示させる（図１２、図１３参照）。この矢印６１～６４での表示については、すでに説明済みであるので、その説明は省略する。

このように力の情報を矢印６１～６４で表示することにより、数字で表示する場合に比べて、その力の情報を容易かつ迅速に把握することができる。なお、仮想可動部３０Ａの所定の部分は、前記第２の点９２に限らず、適宜設定可能であり、例えば、第２の点９２から所定距離、離間した点等が挙げられる。

以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

以上、本発明のロボット制御装置、ロボット制御方法、ロボットシステムおよびシミュレーション装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。

また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

また、前記実施形態では、記憶部は、ロボット制御装置の構成要素であるが、本発明では、記憶部は、ロボット制御装置の構成要素ではなく、ロボット制御装置とは別に設けられていてもよい。

また、前記実施形態では、記憶部は、シミュレーション装置の構成要素であるが、本発明では、記憶部は、シミュレーション装置の構成要素ではなく、シミュレーション装置とは別に設けられていてもよい。

また、前記実施形態では、ロボットの基台の固定箇所は、例えば、設置スペースにおける床であるが、本発明では、これに限定されず、この他、例えば、天井、壁、作業台、地上等が挙げられる。また、基台自体が移動可能であってもよい。

また、本発明では、ロボットは、セル内に設置されていてもよい。この場合、ロボットの基台の固定箇所としては、例えば、セルの床部、天井部、壁部、作業台等が挙げられる。

また、前記実施形態では、ロボット（基台）が固定される平面（面）である第１面は、水平面と平行な平面（面）であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、水平面や鉛直面に対して傾斜した平面（面）でもよく、また、鉛直面と平行な平面（面）であってもよい。すなわち、第１回動軸は、鉛直方向や水平方向に対して傾斜していてもよく、また、水平方向と平行であってもよく、鉛直方向と平行であってもよい。

また、前記実施形態では、ロボットアームの回動軸の数は、６つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの回動軸の数は、例えば、２つ、３つ、４つ、５つまたは７つ以上でもよい。すなわち、前記実施形態では、アーム（リンク）の数は、６つであるが、本発明では、これに限定されず、アームの数は、例えば、２つ、３つ、４つ、５つ、または、７つ以上でもよい。この場合、例えば、前記実施形態のロボットにおいて、第２アームと第３アームとの間にアームを追加することにより、アームの数が７つのロボットを実現することができる。

また、前記実施形態では、ロボットアームの数は、１つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの数は、例えば、２つ以上でもよい。すなわち、ロボット（ロボット本体）は、例えば、双腕ロボット等の複数腕ロボットであってもよい。

また、本発明では、ロボットは、他の形式のロボットであってもよい。具体例としては、例えば、脚部を有する脚式歩行（走行）ロボット、スカラーロボット等の水平多関節ロボット等が挙げられる。

また、前記実施形態では、ロボット制御装置と、シミュレーション装置とは別の装置であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、ロボット制御装置がシミュレーション装置の機能を有していてもよい。

１…ロボット、１Ａ…仮想ロボット、２…アーム本体、３…駆動機構、４…封止手段、５…シミュレーション装置、６…表示装置、７…力検出装置、７Ａ…仮想力検出装置、８…対象物、８Ａ…仮想対象物、１０…ロボットアーム、１０Ａ…仮想ロボットアーム、１１…基台、１１Ａ…仮想基台、１２…第１アーム、１２Ａ…仮想第１アーム、１３…第２アーム、１３Ａ…仮想第２アーム、１４…第３アーム、１４Ａ…仮想第３アーム、１５…第４アーム、１５Ａ…仮想第４アーム、１６…リスト、１６Ａ…仮想リスト、１７…第５アーム、１７Ａ…仮想第５アーム、１８…第６アーム、１８Ａ…仮想第６アーム、１９…エンドエフェクター、１９Ａ…仮想エンドエフェクター、２０…ロボット制御装置、２１…入力装置、３０…可動部、３０Ａ…仮想可動部、３１…ベース座標系、３２…ローカル座標系、４１…作業台、４２…作業面、５１…制御部、５２…記憶部、５３…受付部、６１…矢印、６２…矢印、６３…矢印、６４…矢印、９１…第１の点、９２…第２の点、９３…第３の点、９６…制御点、１００…ロボットシステム、１０１…床、１０１Ａ…仮想床、１１１…ボルト、１６１…リスト本体、１６２…支持リング、１７１…関節、１７２…関節、１７３…関節、１７４…関節、１７５…関節、１７６…関節、２０１…第１駆動源制御部、２０２…第２駆動源制御部、２０３…第３駆動源制御部、２０４…第４駆動源制御部、２０５…第５駆動源制御部、２０６…第６駆動源制御部、２０７…制御部、２０８…記憶部、２０９…表示制御部、３０１…モータードライバー、３０２…モータードライバー、３０３…モータードライバー、３０４…モータードライバー、３０５…モータードライバー、３０６…モータードライバー、４０１…第１駆動源、４０１Ｍ…モーター、４０２…第２駆動源、４０２Ｍ…モーター、４０３…第３駆動源、４０３Ｍ…モーター、４０４…第４駆動源、４０４Ｍ…モーター、４０５…第５駆動源、４０５Ｍ…モーター、４０６…第６駆動源、４０６Ｍ…モーター、４１１…第１角度センサー、４１２…第２角度センサー、４１３…第３角度センサー、４１４…第４角度センサー、４１５…第５角度センサー、４１６…第６角度センサー、Ｏ１…第１回動軸、Ｏ２…第２回動軸、Ｏ３…第３回動軸、Ｏ４…第４回動軸、Ｏ５…第５回動軸、Ｏ６…第６回動軸、Ｓ１０１…ステップ、Ｓ１０２…ステップ、Ｓ１０３…ステップ、Ｓ１０４…ステップ、Ｓ１０５…ステップ、Ｓ１０６…ステップ、Ｓ１０７…ステップ、Ｓ１０８…ステップ

Claims (4)

1. ロボットアームと、前記ロボットアームに着脱可能に取り付けられ、対象物を保持するエンドエフェクターと、力検出装置と、を含む可動部を有するロボットを制御する制御部と、
   表示装置の駆動を制御する表示制御部と、を備えるロボット制御装置であって、
   前記ロボットアームには、第１の点が設定され、
   前記エンドエフェクターには、制御点が設定され、
   前記対象物には、前記制御点とは独立して第２の点が設定されており、
   前記制御部は、前記ロボットが動作する際、
   前記第１の点の位置姿勢情報と、前記第１の点に対する前記第２の点の相対位置姿勢情報とに基づいて、前記第２の点の位置姿勢情報を求め、前記第２の点の前記位置姿勢情報を記憶部に記憶させ、
   前記力検出装置により検出された力情報に基づいて、前記第２の点に加わる力を求め、前記第２の点に加わる力の情報を前記記憶部に記憶させ、
   前記表示制御部は、前記記憶部に記憶された前記第２の点の前記位置姿勢情報と、前記記憶部に記憶された前記第２の点に加わる力の情報とを一覧で前記表示装置に表示させることを特徴とするロボット制御装置。
2. 前記第２の点の前記位置姿勢情報は、前記ロボットのベース座標系と異なるローカル座標系を基準として求めたものである請求項１に記載のロボット制御装置。
3. 前記ロボットが動作する際、前記制御部は、前記ロボットアームの関節角度情報を前記記憶部に記憶させ、前記記憶部に記憶された前記ロボットアームの前記関節角度情報に基づいて前記ロボットを制御する請求項１または２に記載のロボット制御装置。
4. 前記ロボットが動作する際、前記制御部は、関節フラグに関する情報を前記記憶部に記憶させ、前記記憶部に記憶された前記関節フラグに関する情報に基づいて前記ロボットを制御する請求項３に記載のロボット制御装置。

Images