JPH0516084A - 産業用ロボツトの手動操作による教示制御装置 - Google Patents
産業用ロボツトの手動操作による教示制御装置Info
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- JPH0516084A JPH0516084A JP3192493A JP19249391A JPH0516084A JP H0516084 A JPH0516084 A JP H0516084A JP 3192493 A JP3192493 A JP 3192493A JP 19249391 A JP19249391 A JP 19249391A JP H0516084 A JPH0516084 A JP H0516084A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
- B25J9/1682—Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 教示作業を手動操作によって行う場合、ツー
ル移動装置のツールをワーク取扱装置のワークと同期し
て連動動作させることができるようにすること 【構成】 ツール移動装置２におけるツール２ｎの位置
姿勢変化を、ワーク取扱装置１におけるワーク１ｍの位
置姿勢変化に連動して、ワーク１ｍに対するツール２ｎ
の位置姿勢が一定となるように、手動操作する。動作指
示スイッチ手段１２による動作指示信号および単独連動
操作選択手段９からの連動指示信号を受けて、ワーク取
扱装置１の位置姿勢とツール移動装置２の位置姿勢とを
求める。そして、ワーク取扱装置１の関節変数とツール
移動装置２の関節変数とが演算され、ワーク取扱装置１
のアクチュエーター動作指令値とツール移動装置２のア
クチュエーター動作指令値とが、微小時間ΔＴ経過した
時点で出力され、ツールがワークに同期して連動動作す
る。
ル移動装置のツールをワーク取扱装置のワークと同期し
て連動動作させることができるようにすること 【構成】 ツール移動装置２におけるツール２ｎの位置
姿勢変化を、ワーク取扱装置１におけるワーク１ｍの位
置姿勢変化に連動して、ワーク１ｍに対するツール２ｎ
の位置姿勢が一定となるように、手動操作する。動作指
示スイッチ手段１２による動作指示信号および単独連動
操作選択手段９からの連動指示信号を受けて、ワーク取
扱装置１の位置姿勢とツール移動装置２の位置姿勢とを
求める。そして、ワーク取扱装置１の関節変数とツール
移動装置２の関節変数とが演算され、ワーク取扱装置１
のアクチュエーター動作指令値とツール移動装置２のア
クチュエーター動作指令値とが、微小時間ΔＴ経過した
時点で出力され、ツールがワークに同期して連動動作す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの手動
操作による教示制御装置に係り、詳しくは、ロボットの
手首などに取り付けられたワークの位置姿勢を変化させ
ることができるワーク取扱装置と、該ワークに作業を施
すツールの位置姿勢を変化させることができるツール移
動装置とを備え、教示作業を手動操作により行うように
した産業用ロボット装置に関するものである。
操作による教示制御装置に係り、詳しくは、ロボットの
手首などに取り付けられたワークの位置姿勢を変化させ
ることができるワーク取扱装置と、該ワークに作業を施
すツールの位置姿勢を変化させることができるツール移
動装置とを備え、教示作業を手動操作により行うように
した産業用ロボット装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にワーク取扱装置と加工用や溶接用
のトーチやガンなどのツールを設けたツール移動装置と
を有する産業用ロボットは、いわゆるティーチングプレ
イバック方式によって、実稼働時には同時に再現動作す
るように、協調制御されるようになっている。ところ
で、ロボットの実稼動に先だって教示作業を行う必要が
ある。この教示作業は、各ロボットの単独の手動操作に
より行われている。従来、図２４（ａ）に示すように、
まず、ワーク取扱装置１のワーク１ｍおよびツール移動
装置２のツール２ｎを適宜に動作させて所望の位置決め
状態とし、この位置姿勢における点Ａを第一の位置決め
状態における教示点として教示している。すなわち、点
Ａでのワーク１ｍに対するツール２ｎの位置姿勢のデー
タとワーク取扱装置１の関節変数のデータが記憶され
る。この後、第二の位置決め状態を形成するために、ツ
ール２ｎおよびワーク１ｍを適宜に移動させる必要があ
る。しかし、第一の位置決め状態で点Ａを教示した後、
ワーク取扱装置１の動作のみによってワーク１ｍを破線
のように動かすと、ツール２ｎにワーク１ｍが接触した
り当たったりする場合がある。したがって、ワーク１ｍ
とツール２ｎとが干渉するのを避ける必要がある。その
ために、第一の位置決め状態で点Ａを教示した後に、図
２４（ｂ）に示すように、ツール２ｎをワーク１ｍから
一旦遠ざけている。次に、図２４（ｃ）のごとく、次の
教示点Ｂが所望位置となるように、ワーク１ｍをワーク
取扱装置１の動作によって、例えば、矢印１ｐ方向へ移
動させる。その後、図２４（ｄ）に示すように、ツール
移動装置２の動作によってツール２ｎをワーク１ｍに向
けて移動させて第二の位置決め状態を形成し、この第二
の位置決め状態で点Ｂを教示している。
のトーチやガンなどのツールを設けたツール移動装置と
を有する産業用ロボットは、いわゆるティーチングプレ
イバック方式によって、実稼働時には同時に再現動作す
るように、協調制御されるようになっている。ところ
で、ロボットの実稼動に先だって教示作業を行う必要が
ある。この教示作業は、各ロボットの単独の手動操作に
より行われている。従来、図２４（ａ）に示すように、
まず、ワーク取扱装置１のワーク１ｍおよびツール移動
装置２のツール２ｎを適宜に動作させて所望の位置決め
状態とし、この位置姿勢における点Ａを第一の位置決め
状態における教示点として教示している。すなわち、点
Ａでのワーク１ｍに対するツール２ｎの位置姿勢のデー
タとワーク取扱装置１の関節変数のデータが記憶され
る。この後、第二の位置決め状態を形成するために、ツ
ール２ｎおよびワーク１ｍを適宜に移動させる必要があ
る。しかし、第一の位置決め状態で点Ａを教示した後、
ワーク取扱装置１の動作のみによってワーク１ｍを破線
のように動かすと、ツール２ｎにワーク１ｍが接触した
り当たったりする場合がある。したがって、ワーク１ｍ
とツール２ｎとが干渉するのを避ける必要がある。その
ために、第一の位置決め状態で点Ａを教示した後に、図
２４（ｂ）に示すように、ツール２ｎをワーク１ｍから
一旦遠ざけている。次に、図２４（ｃ）のごとく、次の
教示点Ｂが所望位置となるように、ワーク１ｍをワーク
取扱装置１の動作によって、例えば、矢印１ｐ方向へ移
動させる。その後、図２４（ｄ）に示すように、ツール
移動装置２の動作によってツール２ｎをワーク１ｍに向
けて移動させて第二の位置決め状態を形成し、この第二
の位置決め状態で点Ｂを教示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、教示
作業の途中で、ツールをワークから退避させなければな
らないということは極めて煩わしい。とりわけ、教示点
が多いと、ツールを退避させる回数も多くなる。したが
って、退避に要する時間も増大することになり、全体と
して、教示時間が長くなるという欠点がある。さらに、
教示点と次の教示点との距離が短いときや一連の教示点
の配列が整然としていないときには、退避させていたツ
ールをワーク側へ移動させるときに、所望する次の教示
点がワーク上のどこにあるのか、判別できなくなってし
まう事態が生じる。本発明は上述の問題に鑑みなされた
もので、その目的は、教示作業を手動操作によって行う
場合、ツール移動装置のツールをワーク取扱装置のワー
クと連動して追従移動させることができるようにするこ
と、すなわち、ツールをワークから一々退避させること
なく、移動前のワークに対するツールの位置姿勢を正確
に維持しつつ、ツールがワークの移動に正確に追従させ
ることができるようにして、教示作業の簡素化ならびに
迅速化を図ることができるようにした産業用ロボットの
手動操作による教示制御装置を提供することである。
作業の途中で、ツールをワークから退避させなければな
らないということは極めて煩わしい。とりわけ、教示点
が多いと、ツールを退避させる回数も多くなる。したが
って、退避に要する時間も増大することになり、全体と
して、教示時間が長くなるという欠点がある。さらに、
教示点と次の教示点との距離が短いときや一連の教示点
の配列が整然としていないときには、退避させていたツ
ールをワーク側へ移動させるときに、所望する次の教示
点がワーク上のどこにあるのか、判別できなくなってし
まう事態が生じる。本発明は上述の問題に鑑みなされた
もので、その目的は、教示作業を手動操作によって行う
場合、ツール移動装置のツールをワーク取扱装置のワー
クと連動して追従移動させることができるようにするこ
と、すなわち、ツールをワークから一々退避させること
なく、移動前のワークに対するツールの位置姿勢を正確
に維持しつつ、ツールがワークの移動に正確に追従させ
ることができるようにして、教示作業の簡素化ならびに
迅速化を図ることができるようにした産業用ロボットの
手動操作による教示制御装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ワークの位置
姿勢を変化させることができるワーク取扱装置と、該ワ
ークに作業を施すツールの位置姿勢を変化させることが
できるツール移動装置とを有し、教示作業を手動操作に
より行う産業用ロボットの教示制御装置に適用される。
その特徴とするところは、図１を参照して、ワーク取扱
装置１におけるワーク１ｍの位置姿勢変化とツール移動
装置２におけるツール２ｎの位置姿勢変化とを独立して
手動操作させるか、ツール移動装置２におけるツール２
ｎの位置姿勢変化を、ワーク取扱装置１におけるワーク
１ｍの位置姿勢変化に連動して、ワーク１ｍに対するツ
ール２ｎの位置姿勢が一定となるように手動操作させる
かを選択する単独連動操作選択手段９が設けられる。ワ
ーク１ｍの位置姿勢を変更する動作指示信号を出力させ
るための動作指示スイッチ手段１２が設置されている。
そして、動作指示スイッチ手段１２による動作指示信号
および単独連動操作選択手段９からの連動指示信号を受
けたときに、以下のような工程を含む制御作動をする手
動操作教示制御手段４Ａが備えられる。その手動操作教
示制御手段４Ａは、動作指示信号を取り込み、手動操作
開始時のワーク取扱装置１の位置姿勢と、手動操作開始
時のワーク１ｍに対するツール２ｎの位置姿勢とを求め
る第一工程 第一工程と同じ動作指示信号を受けているときには、予
め設定した微小時間ΔＴが経過したときを予測して次の
第三工程以降の実行を指示し、動作指示信号に変化があ
ったときには、第一工程からの再実行を指示し、動作指
示信号がなくなったときには、終了を指示する第二工程 ワーク取扱装置１の位置姿勢を演算すると共に、第一工
程で求めた手動操作開始時のワーク１ｍに対するツール
２ｎの位置姿勢およびワーク取扱装置１の位置姿勢か
ら、ツール移動装置２の位置姿勢を予め求める第三工程 第三工程で求めたワーク取扱装置１の位置姿勢から、ワ
ーク取扱装置１の関節変数を求めると共に、第三工程で
求めたツール移動装置２の位置姿勢から、ツール移動装
置２の関節変数を予め求める第四工程 第四工程で求めたワーク取扱装置１の関節変数からワー
ク取扱装置１のアクチュエーター動作指令値ａw1-i，ａ
w2-i，・・・，ａw6-iを予め求めると共に、第四工程で
求めたツール移動装置２の関節変数からツール移動装置
２のアクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2-i，・・
・，ａt6-iを予め求め、微小時間ΔＴ経過した時点で、
ワーク取扱装置１のアクチュエーター動作指令値
ａw1-i，ａw2-i，・・・，ａw6-iとツール移動装置２の
アクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2-i，・・・，
ａt6-iとを同期して出力すると共に、第二工程からを繰
り返させることを指示する第五工程を実行させるように
なっている。 上記した動作指示スイッチ手段１２による動作指示信号
を、ワーク取扱装置１の位置姿勢に関する直角座標系の
軸方向または軸周り回転の動作を指示する信号としてお
けばよい。また、動作指示スイッチ手段１２による動作
指示信号を、ワーク取扱装置１の各関節の動作を指示す
る信号としておいてもよい。
姿勢を変化させることができるワーク取扱装置と、該ワ
ークに作業を施すツールの位置姿勢を変化させることが
できるツール移動装置とを有し、教示作業を手動操作に
より行う産業用ロボットの教示制御装置に適用される。
その特徴とするところは、図１を参照して、ワーク取扱
装置１におけるワーク１ｍの位置姿勢変化とツール移動
装置２におけるツール２ｎの位置姿勢変化とを独立して
手動操作させるか、ツール移動装置２におけるツール２
ｎの位置姿勢変化を、ワーク取扱装置１におけるワーク
１ｍの位置姿勢変化に連動して、ワーク１ｍに対するツ
ール２ｎの位置姿勢が一定となるように手動操作させる
かを選択する単独連動操作選択手段９が設けられる。ワ
ーク１ｍの位置姿勢を変更する動作指示信号を出力させ
るための動作指示スイッチ手段１２が設置されている。
そして、動作指示スイッチ手段１２による動作指示信号
および単独連動操作選択手段９からの連動指示信号を受
けたときに、以下のような工程を含む制御作動をする手
動操作教示制御手段４Ａが備えられる。その手動操作教
示制御手段４Ａは、動作指示信号を取り込み、手動操作
開始時のワーク取扱装置１の位置姿勢と、手動操作開始
時のワーク１ｍに対するツール２ｎの位置姿勢とを求め
る第一工程 第一工程と同じ動作指示信号を受けているときには、予
め設定した微小時間ΔＴが経過したときを予測して次の
第三工程以降の実行を指示し、動作指示信号に変化があ
ったときには、第一工程からの再実行を指示し、動作指
示信号がなくなったときには、終了を指示する第二工程 ワーク取扱装置１の位置姿勢を演算すると共に、第一工
程で求めた手動操作開始時のワーク１ｍに対するツール
２ｎの位置姿勢およびワーク取扱装置１の位置姿勢か
ら、ツール移動装置２の位置姿勢を予め求める第三工程 第三工程で求めたワーク取扱装置１の位置姿勢から、ワ
ーク取扱装置１の関節変数を求めると共に、第三工程で
求めたツール移動装置２の位置姿勢から、ツール移動装
置２の関節変数を予め求める第四工程 第四工程で求めたワーク取扱装置１の関節変数からワー
ク取扱装置１のアクチュエーター動作指令値ａw1-i，ａ
w2-i，・・・，ａw6-iを予め求めると共に、第四工程で
求めたツール移動装置２の関節変数からツール移動装置
２のアクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2-i，・・
・，ａt6-iを予め求め、微小時間ΔＴ経過した時点で、
ワーク取扱装置１のアクチュエーター動作指令値
ａw1-i，ａw2-i，・・・，ａw6-iとツール移動装置２の
アクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2-i，・・・，
ａt6-iとを同期して出力すると共に、第二工程からを繰
り返させることを指示する第五工程を実行させるように
なっている。 上記した動作指示スイッチ手段１２による動作指示信号
を、ワーク取扱装置１の位置姿勢に関する直角座標系の
軸方向または軸周り回転の動作を指示する信号としてお
けばよい。また、動作指示スイッチ手段１２による動作
指示信号を、ワーク取扱装置１の各関節の動作を指示す
る信号としておいてもよい。
【０００５】
【発明の効果】本発明によれば、一つの教示点から次の
点を教示するために、ワークの位置姿勢を変えても、手
動操作開始時のワークに対するツールの位置姿勢を維持
できるように、ツール移動装置の動きがワーク取扱装置
の動きに正確に連動する。その結果、ワークを移動させ
ても、ツールとワークとの干渉を避けるためのツールの
退避操作が不要となる。ワークの位置姿勢が変わった状
態で次の点を教示するとき、前の教示点も把握され、次
の点を教示する作業が容易で、正確かつ迅速化すること
ができる。
点を教示するために、ワークの位置姿勢を変えても、手
動操作開始時のワークに対するツールの位置姿勢を維持
できるように、ツール移動装置の動きがワーク取扱装置
の動きに正確に連動する。その結果、ワークを移動させ
ても、ツールとワークとの干渉を避けるためのツールの
退避操作が不要となる。ワークの位置姿勢が変わった状
態で次の点を教示するとき、前の教示点も把握され、次
の点を教示する作業が容易で、正確かつ迅速化すること
ができる。
【０００６】
【実施例】以下に、二基のロボットを使った実施例に基
づいて、本発明に係る産業用ロボットの手動操作による
教示制御装置を、詳細に説明する。本ロボットシステム
では、図２に示すように、ワーク１ｍの位置姿勢を変化
させることができるワーク取扱装置１と、図３に示すよ
うに、ワークに作業を施すツール２ｎの位置姿勢を変化
させることができるツール移動装置２とが備えられてい
る。そして、ワーク取扱装置１とツール移動装置２との
二基のロボットは、図１のように対向して設置され、溶
接などの実稼働中に必要とされるワーク１ｍとツール２
ｎとの位置姿勢を教示する教示作業を、手動操作により
行うようになっている。上記のワーク１ｍを手首１Ａの
先端に取り付けたワーク取扱装置１は、例えば六つの関
節１ａないし１ｆにおいてφ1 ないしφ6 の関節変数を
有する６自由度のマニプレーターである。一方、ツール
２ｎを手首２Ａに取り付けたツール移動装置２も、例え
ば、六つの関節２ａないし２ｆにおいてθ1ないしθ6
の関節変数を有する６自由度のマニプレーターである。
なお、関節１ａ，２ａのような菱形は、矢印１Ｓ方向に
回動するスイベルジョイント機構を、関節１ｂ，２ｂの
ような二重円は、矢印１Ｂ方向に回動するベントジョイ
ント機構を表示している。そして、例えば、関節のいく
つかを組み合わせて動作させれば、任意の方向へ動かす
ことができる。例えばＸ軸方向へのみの移動（後述する
Ｓｘ）や、Ｙ軸周りのみの回転（後述するＳβ）を行わ
せることができる。このワーク取扱装置１とツール移動
装置２とを操作するためのティーチングボックス３と、
制御装置４とが設けられている。図４はティーチングボ
ックス３の操作パネル面であり、上部に、表示盤５と停
止指令ボタン６が設けられる。中段の右には、手動操作
の対象を選択するロボット切替スイッチ７があり、いず
れか一方へ傾けると、「ワーク取扱装置」の操作もしく
は「ツール移動装置」の操作をすることができるように
なっている。中央には、手動操作のモードを切り替える
モード切替スイッチ８が設置され、「関節手動操作モー
ド」と「直角手動操作モード」のいずれかを選択するこ
とができる。左端には動作切替スイッチ９が設けられ、
教示時に二基のロボットを「単独」に動作させるか「連
動」して動作させるかを選定するために使用される。こ
れは、ワーク取扱装置１におけるワーク１ｍの位置姿勢
変化とツール移動装置２におけるツール２ｎの位置姿勢
変化とを独立して手動操作させるか、ツール移動装置２
におけるツール２ｎの位置姿勢変化を、ワーク取扱装置
１におけるワーク１ｍの位置姿勢変化と連動してワーク
１ｍに対するツール２ｎの位置姿勢が一定となるように
手動動作させるかを選択するための単独連動操作選択手
段を構成している。中央の目盛のある部分は速度率切替
スイッチ１０であり、教示時にワーク１ｍが動く速度
を、予め設定されている最高速度テーブル値に対して遅
くできるようにするための速度率を選定するものであ
る。例えば目盛の０．５を選択すると、作業員によって
教示された位置へ、最高速度テーブル値の１／２の速度
で移動させることができる。早く移動させるときは１．
０を選定すればよい。その速度率はいずれを選定しても
差し支えないが、次の教示位置までのピッチが大きい場
合には、その８０％までの距離を例えば１．０の速度率
とし、残りの２０％の距離を０．１の速度率とすると、
目標位置近傍までは迅速に、目標位置に到達させるとき
にはゆっくりとした移動を実現でき、目標位置に確実に
停止させることができる。ちなみに、目標位置をオーバ
ーランしても、引き返せばよいだけであるが、目標位置
に一致させるためには速度の遅い方が教示作業の緊張感
を軽減することができて都合がよい。そのために、速度
率として、例えば０．１，０．２，０．５，１．０の四
つが準備されている。左下には、教示されたデータのた
めの編集ボックス１１が確保されている。その右側に
は、操作ボタン群１２が配置される。いずれの操作ボタ
ン１２ａ〜１２ｆ，１２Ａ〜１２Ｆも、押されると１の
信号を出力し、押されてないときは常に０を出力してい
る。この操作ボタン群１２は、教示作業のための動作指
示信号を出力するために、作業員が操作する動作指示ス
イッチ手段となっている。この操作ボタン群１２を、以
下に説明する。モード切替スイッチ８で「関節手動操作
モード」が選択されているとき、左側の列の操作ボタン
１２ａないし１２ｆを押せば、ワーク取扱装置１の関節
が正転することになる。また、右側の列の操作ボタン１
２Ａないし１２Ｆを押せば、その関節を逆転させること
ができる。モード切替スイッチ８で「直角手動操作モー
ド」が選択されているときに、上から三段の操作ボタン
を押せば、図５に符号５１で示す絶対座標系Ｘ，Ｙ，Ｚ
の各軸方向の移動を手動操作することになり、左側の操
作ボタン１２ａないし１２ｃを押せばプラス方向へ、右
側の１２Ａないし１２Ｃを押せばマイナス方向へ進むよ
うになっている。下の三段の操作ボタンを押せば絶対座
標系５１に対するオイラー角α，β，γ（図５参照）の
姿勢回転をさせることができ、左側の操作ボタン１２ｄ
ないし１２ｆを押せばプラス方向へ、右側の１２Ｄない
し１２Ｆを押せばマイナス方向へ進ませることができ
る。
づいて、本発明に係る産業用ロボットの手動操作による
教示制御装置を、詳細に説明する。本ロボットシステム
では、図２に示すように、ワーク１ｍの位置姿勢を変化
させることができるワーク取扱装置１と、図３に示すよ
うに、ワークに作業を施すツール２ｎの位置姿勢を変化
させることができるツール移動装置２とが備えられてい
る。そして、ワーク取扱装置１とツール移動装置２との
二基のロボットは、図１のように対向して設置され、溶
接などの実稼働中に必要とされるワーク１ｍとツール２
ｎとの位置姿勢を教示する教示作業を、手動操作により
行うようになっている。上記のワーク１ｍを手首１Ａの
先端に取り付けたワーク取扱装置１は、例えば六つの関
節１ａないし１ｆにおいてφ1 ないしφ6 の関節変数を
有する６自由度のマニプレーターである。一方、ツール
２ｎを手首２Ａに取り付けたツール移動装置２も、例え
ば、六つの関節２ａないし２ｆにおいてθ1ないしθ6
の関節変数を有する６自由度のマニプレーターである。
なお、関節１ａ，２ａのような菱形は、矢印１Ｓ方向に
回動するスイベルジョイント機構を、関節１ｂ，２ｂの
ような二重円は、矢印１Ｂ方向に回動するベントジョイ
ント機構を表示している。そして、例えば、関節のいく
つかを組み合わせて動作させれば、任意の方向へ動かす
ことができる。例えばＸ軸方向へのみの移動（後述する
Ｓｘ）や、Ｙ軸周りのみの回転（後述するＳβ）を行わ
せることができる。このワーク取扱装置１とツール移動
装置２とを操作するためのティーチングボックス３と、
制御装置４とが設けられている。図４はティーチングボ
ックス３の操作パネル面であり、上部に、表示盤５と停
止指令ボタン６が設けられる。中段の右には、手動操作
の対象を選択するロボット切替スイッチ７があり、いず
れか一方へ傾けると、「ワーク取扱装置」の操作もしく
は「ツール移動装置」の操作をすることができるように
なっている。中央には、手動操作のモードを切り替える
モード切替スイッチ８が設置され、「関節手動操作モー
ド」と「直角手動操作モード」のいずれかを選択するこ
とができる。左端には動作切替スイッチ９が設けられ、
教示時に二基のロボットを「単独」に動作させるか「連
動」して動作させるかを選定するために使用される。こ
れは、ワーク取扱装置１におけるワーク１ｍの位置姿勢
変化とツール移動装置２におけるツール２ｎの位置姿勢
変化とを独立して手動操作させるか、ツール移動装置２
におけるツール２ｎの位置姿勢変化を、ワーク取扱装置
１におけるワーク１ｍの位置姿勢変化と連動してワーク
１ｍに対するツール２ｎの位置姿勢が一定となるように
手動動作させるかを選択するための単独連動操作選択手
段を構成している。中央の目盛のある部分は速度率切替
スイッチ１０であり、教示時にワーク１ｍが動く速度
を、予め設定されている最高速度テーブル値に対して遅
くできるようにするための速度率を選定するものであ
る。例えば目盛の０．５を選択すると、作業員によって
教示された位置へ、最高速度テーブル値の１／２の速度
で移動させることができる。早く移動させるときは１．
０を選定すればよい。その速度率はいずれを選定しても
差し支えないが、次の教示位置までのピッチが大きい場
合には、その８０％までの距離を例えば１．０の速度率
とし、残りの２０％の距離を０．１の速度率とすると、
目標位置近傍までは迅速に、目標位置に到達させるとき
にはゆっくりとした移動を実現でき、目標位置に確実に
停止させることができる。ちなみに、目標位置をオーバ
ーランしても、引き返せばよいだけであるが、目標位置
に一致させるためには速度の遅い方が教示作業の緊張感
を軽減することができて都合がよい。そのために、速度
率として、例えば０．１，０．２，０．５，１．０の四
つが準備されている。左下には、教示されたデータのた
めの編集ボックス１１が確保されている。その右側に
は、操作ボタン群１２が配置される。いずれの操作ボタ
ン１２ａ〜１２ｆ，１２Ａ〜１２Ｆも、押されると１の
信号を出力し、押されてないときは常に０を出力してい
る。この操作ボタン群１２は、教示作業のための動作指
示信号を出力するために、作業員が操作する動作指示ス
イッチ手段となっている。この操作ボタン群１２を、以
下に説明する。モード切替スイッチ８で「関節手動操作
モード」が選択されているとき、左側の列の操作ボタン
１２ａないし１２ｆを押せば、ワーク取扱装置１の関節
が正転することになる。また、右側の列の操作ボタン１
２Ａないし１２Ｆを押せば、その関節を逆転させること
ができる。モード切替スイッチ８で「直角手動操作モー
ド」が選択されているときに、上から三段の操作ボタン
を押せば、図５に符号５１で示す絶対座標系Ｘ，Ｙ，Ｚ
の各軸方向の移動を手動操作することになり、左側の操
作ボタン１２ａないし１２ｃを押せばプラス方向へ、右
側の１２Ａないし１２Ｃを押せばマイナス方向へ進むよ
うになっている。下の三段の操作ボタンを押せば絶対座
標系５１に対するオイラー角α，β，γ（図５参照）の
姿勢回転をさせることができ、左側の操作ボタン１２ｄ
ないし１２ｆを押せばプラス方向へ、右側の１２Ｄない
し１２Ｆを押せばマイナス方向へ進ませることができ
る。
【０００７】このような装置からなる産業用ロボットの
手動操作による教示制御装置としては、操作ボタン群１
２による動作指示信号および動作切替スイッチ９からの
連動指示信号を受けたときに、制御作動する手動操作教
示制御手段としてのコンピュータ４Ａが、図１に示すよ
うに制御装置４に内蔵されている。この手動操作教示制
御手段４Ａの構成は図６に示すごとくであり、ＣＰＵ，
ＲＯＭやＲＡＭなどからなるマイクロプロセシングユニ
ット１４、それから出力されたアクチュエーター動作指
令値を駆動信号に変換するサーボドライバー１５などを
有している。ワーク取扱装置１およびツール移動装置２
は、６自由度のマニプレーターであることから、そのサ
ーボドライバー１５は１５Ｗ1 〜１５Ｗ6 と１５Ｔ1 〜
１５Ｔ6 の合計１２個存在し、各ロボット１，２の関節
におけるリンク１６（１６Ｗ1 〜１６Ｗ6 ，１６Ｔ1 〜
１６Ｔ6 ）を回動させるための電動モータなどのアクチ
ュエーター１７として１７Ｗ1 〜１７Ｗ6 ，１７Ｔ1 〜
１７Ｔ6 が、各サーボドライバー１５に対応して設けら
れている。図中の１８Ｗは、サーボドライバー１５Ｗと
ワーク取扱装置１のアクチュエーター１７Ｗとを結ぶ制
御ケーブルであり、１８Ｔも、サーボドライバー１５Ｔ
とツール移動装置２のアクチュエーター１７Ｔとを結ぶ
制御ケーブルである。１９は、各アクチュエーター動作
指令値の信号を出力するためのインターフェースであ
り、その１９ａは出力フェース、１９ｂはバッファーで
ある。ちなみに、ワーク取扱装置１の六つの関節に対し
て、図５で示したφ1 , φ2 , ・・・, φ6 の関節変数
が存在し、また、ツール移動装置２についても、θ1 ,
θ2 ,・・・,θ6 の関節変数が存在するので、それに対
応した１２個のウインドーが確保されている。この手動
操作教示制御手段４Ａは、以下の五つの工程を実行する
制御プログラムを含んでいる。まず、第一の工程は、操
作ボタン群１２による動作指示信号および動作切替スイ
ッチ９からの「連動」指示信号を受けたときに、速度率
切替スイッチ１０により選定された速度率ｒに基づいて
ワーク取扱装置１の速度を演算する。そして、手動操作
開始時のワーク取扱装置１の位置姿勢と、手動操作開始
時のワーク１ｍに対するツール２ｎの位置姿勢とを求め
ることである。第二工程は、第一工程と同じ動作指示信
号を受けているときには、予め設定した微小時間ΔＴが
経過したときを予測して次の第三工程以降の実行を指示
し、動作指示信号に変化があったときには、第一工程か
らの再実行を指示し、動作指示信号がなくなったときに
は、終了を指示することである。第三工程は、ワーク取
扱装置１の位置姿勢を演算するとともに、第一工程で求
めた手動操作開始時のワーク１ｍに対するツール２ｎの
位置姿勢およびワーク取扱装置１の位置姿勢から、ツー
ル移動装置２の位置姿勢を、予め求めることである。第
四工程は、第三工程で求めたワーク取扱装置１の位置姿
勢から、ワーク取扱装置１の関節変数を求めると共に、
第三工程で求めたツール移動装置２の位置姿勢から、ツ
ール移動装置２の関節変数を予め求めることである。第
五工程は、第四工程で求めたワーク取扱装置１の関節変
数からワーク取扱装置１のアクチュエーター動作指令値
ａw1-i，ａw2-i，・・・，ａw6-iを予め求めると共に、
第四工程で求めたツール移動装置２の関節変数からツー
ル移動装置２のアクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａ
t2-i，・・・，ａt6-iを予め求め、微小時間ΔＴ経過し
た時点で、ワーク取扱装置１のアクチュエーター動作指
令値ａ w1-i，ａw2-i，・・・，ａw6-iとツール移動装置
２のアクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2-i，・・
・，ａt6-iとを同期して出力すると共に、第二工程から
を繰り返させることを指示することである。なお、手動
操作教示制御手段４Ａには、上記の「連動動作」を実行
させるプログラムのほかに、動作切替スイッチ９によっ
て、ワーク取扱装置１おけるワーク１ｍの位置姿勢変化
とツール移動装置２におけるツール２ｎの位置姿勢変化
とを「独立」して手動操作させることが選択されている
場合、ロボット切替スイッチ７の指示にしたがって、ワ
ーク取扱装置１もしくはツール移動装置２のいずれか一
方のみを動作させる「単独動作」を実行させるプログラ
ムも含まれている。
手動操作による教示制御装置としては、操作ボタン群１
２による動作指示信号および動作切替スイッチ９からの
連動指示信号を受けたときに、制御作動する手動操作教
示制御手段としてのコンピュータ４Ａが、図１に示すよ
うに制御装置４に内蔵されている。この手動操作教示制
御手段４Ａの構成は図６に示すごとくであり、ＣＰＵ，
ＲＯＭやＲＡＭなどからなるマイクロプロセシングユニ
ット１４、それから出力されたアクチュエーター動作指
令値を駆動信号に変換するサーボドライバー１５などを
有している。ワーク取扱装置１およびツール移動装置２
は、６自由度のマニプレーターであることから、そのサ
ーボドライバー１５は１５Ｗ1 〜１５Ｗ6 と１５Ｔ1 〜
１５Ｔ6 の合計１２個存在し、各ロボット１，２の関節
におけるリンク１６（１６Ｗ1 〜１６Ｗ6 ，１６Ｔ1 〜
１６Ｔ6 ）を回動させるための電動モータなどのアクチ
ュエーター１７として１７Ｗ1 〜１７Ｗ6 ，１７Ｔ1 〜
１７Ｔ6 が、各サーボドライバー１５に対応して設けら
れている。図中の１８Ｗは、サーボドライバー１５Ｗと
ワーク取扱装置１のアクチュエーター１７Ｗとを結ぶ制
御ケーブルであり、１８Ｔも、サーボドライバー１５Ｔ
とツール移動装置２のアクチュエーター１７Ｔとを結ぶ
制御ケーブルである。１９は、各アクチュエーター動作
指令値の信号を出力するためのインターフェースであ
り、その１９ａは出力フェース、１９ｂはバッファーで
ある。ちなみに、ワーク取扱装置１の六つの関節に対し
て、図５で示したφ1 , φ2 , ・・・, φ6 の関節変数
が存在し、また、ツール移動装置２についても、θ1 ,
θ2 ,・・・,θ6 の関節変数が存在するので、それに対
応した１２個のウインドーが確保されている。この手動
操作教示制御手段４Ａは、以下の五つの工程を実行する
制御プログラムを含んでいる。まず、第一の工程は、操
作ボタン群１２による動作指示信号および動作切替スイ
ッチ９からの「連動」指示信号を受けたときに、速度率
切替スイッチ１０により選定された速度率ｒに基づいて
ワーク取扱装置１の速度を演算する。そして、手動操作
開始時のワーク取扱装置１の位置姿勢と、手動操作開始
時のワーク１ｍに対するツール２ｎの位置姿勢とを求め
ることである。第二工程は、第一工程と同じ動作指示信
号を受けているときには、予め設定した微小時間ΔＴが
経過したときを予測して次の第三工程以降の実行を指示
し、動作指示信号に変化があったときには、第一工程か
らの再実行を指示し、動作指示信号がなくなったときに
は、終了を指示することである。第三工程は、ワーク取
扱装置１の位置姿勢を演算するとともに、第一工程で求
めた手動操作開始時のワーク１ｍに対するツール２ｎの
位置姿勢およびワーク取扱装置１の位置姿勢から、ツー
ル移動装置２の位置姿勢を、予め求めることである。第
四工程は、第三工程で求めたワーク取扱装置１の位置姿
勢から、ワーク取扱装置１の関節変数を求めると共に、
第三工程で求めたツール移動装置２の位置姿勢から、ツ
ール移動装置２の関節変数を予め求めることである。第
五工程は、第四工程で求めたワーク取扱装置１の関節変
数からワーク取扱装置１のアクチュエーター動作指令値
ａw1-i，ａw2-i，・・・，ａw6-iを予め求めると共に、
第四工程で求めたツール移動装置２の関節変数からツー
ル移動装置２のアクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａ
t2-i，・・・，ａt6-iを予め求め、微小時間ΔＴ経過し
た時点で、ワーク取扱装置１のアクチュエーター動作指
令値ａ w1-i，ａw2-i，・・・，ａw6-iとツール移動装置
２のアクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2-i，・・
・，ａt6-iとを同期して出力すると共に、第二工程から
を繰り返させることを指示することである。なお、手動
操作教示制御手段４Ａには、上記の「連動動作」を実行
させるプログラムのほかに、動作切替スイッチ９によっ
て、ワーク取扱装置１おけるワーク１ｍの位置姿勢変化
とツール移動装置２におけるツール２ｎの位置姿勢変化
とを「独立」して手動操作させることが選択されている
場合、ロボット切替スイッチ７の指示にしたがって、ワ
ーク取扱装置１もしくはツール移動装置２のいずれか一
方のみを動作させる「単独動作」を実行させるプログラ
ムも含まれている。
【０００８】次に、上記のシステムにおけるワーク取扱
装置１とツール移動装置２との本発明に係る手動操作に
ついて、フローチャートをも参照しながら説明する。 〔１〕モード切替スイッチ８によって「直角手動操作モ
ード」が選択され、動作切替スイッチ９により「連動」
が選択されている場合の「連動する直角手動操作」につ
いて述べる。これは、ツール２ｎとワーク１ｍの相対的
な位置姿勢を変えることなく、図５の絶対座標系５１を
基準として、ワーク１ｍの基準点５６を所望する位置姿
勢に変更するときの操作である。ティーチングボックス
３において、動作切替スイッチ９を「連動」に、モード
切替スイッチ８を「直角手動操作モード」に、また、ロ
ボット切替スイッチ７を「ワーク取扱装置」にする。そ
して、速度率切替スイッチ１０で、所望する速度速度率
ｒ、例えば０．２である「ｒb 」を選定する。そこで、
操作ボタン群１２の希望する操作ボタン例えば１２ｂ，
１２ｃ，１２Ｅを押したとする。操作ボタン群１２を手
放すまでの処理は次のようになる。 〔ａ〕：第一工程は、後述する〔ａ−１〕ないし〔ａ−
４〕からなる。操作ボタン１２ｂ，１２ｃ，１２Ｅを押
すことにより、動作指示信号が取り込まれる〔図７のフ
ローチャートのステップ１、以下にST１などと記す〕。
上記のごとく「連動」であり〔ST２〕、対象ロボットは
「ワーク取扱装置」であり〔ST３〕、「直角手動操作モ
ード」であるので〔図８のST６〕、ステップ７へ進む。
なお、対象ロボットが「ツール移動装置」となっている
と〔ST３〕、以後の制御は不可能であるので、ロボット
切替スイッチ７を「ワーク取扱装置」とするように切り
替えメッセージが、図示しないＣＲＴなどに表示され
〔ST４〕、その時点で制御は終了される〔ST５〕。ちな
みに、ワーク取扱装置１は、６自由度のマニプレーター
であっても、図示しない３自由度以下のポジショナーで
あってもよいが、ここで述べる制御においては、６自由
度のマニプレーターである場合に限られる。したがっ
て、ステップ７においては、ワーク取扱装置１が６自由
度であるかどうかが問われるようになっている。このワ
ーク取扱装置１の自由度は、手動操作教示制御手段４Ａ
に予め記憶されているので、それにしたがって、ワーク
取扱装置１が６自由度であるかどうかが判定される。も
し、ワーク取扱装置１がポジショナーであれば、以後の
制御は不可能である旨のエラーメッセージが図示しない
ＣＲＴなどに表示され〔ST８〕、その時点で制御は終了
される〔ST９〕。このように、ワーク取扱装置１が６自
由度を有しない場合は、「直角手動操作」ができないよ
うに、制御プログラムにプロテクトがかけられている。
ボジショナーは一般に３軸以下であり、したがって、
「直角手動操作」することができない。しかし、後述す
る関節手動操作によって動かすことはできる。ワーク取
扱装置１が６自由度であれば〔ST７〕、ステップ１０に
進められる。 〔ａ−１〕；最初に、ワーク１ｍの基準点５６の絶対座
標系５１での並進および回転運動の速度が求められる。
すなわち、操作ボタン１２ｂ，１２ｃ，１２Ｅによる動
作指示信号 （Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ，Ｓα，Ｓβ，Ｓγ） と、設定された速度率ｒb と、予め固定的に設定して記
憶されているワーク１ｍの直角手動操作の最高速度テー
ブル値（Ｖｘw0，Ｖｙw0，Ｖｚw0，Ｖαw0，Ｖβw0，Ｖ
γw0）とから、速度指示値（Ｖｘw , Ｖｙw ，Ｖｚw ，
Ｖαw ，Ｖβw ，Ｖγw ）が、 Ｖｘw ＝Ｓｘ × ｒb × Ｖｘw0 Ｖｙw ＝Ｓｙ × ｒb × Ｖｙw0 Ｖｚw ＝Ｓｚ × ｒb × Ｖｚw0 Ｖαw ＝Ｓα × ｒb × Ｖαw0 Ｖβw ＝Ｓβ × ｒb × Ｖβw0 Ｖγw ＝Ｓγ × ｒb × Ｖγw0 …………（１） の式によって求められる〔ST10〕。なお、上記したＳ
ｘ，Ｓｙ，・・・，Ｓγは、 操作ボタン１２ａ〜１２ｆが押されているとき、それぞ
れ＋１ 操作ボタン１２Ａ〜１２Ｆが押されているとき、それぞ
れ−１ 押されていないとき、 いずれ
も ０ である。ちなみに、前述したように、いまは、操作ボタ
ン１２ｂ，１２ｃ，１２Ｅが押されているだけであるの
で、 Ｓｘ＝ ０であり、したがって、Ｖｘw ＝ ０ Ｓｙ＝＋１であり、したがって、Ｖｙw ＝ ｒb ×Ｖｙw0 Ｓｚ＝＋１であり、したがって、Ｖｚw ＝ ｒb ×Ｖｚw0 Ｓα＝ ０であり、したがって、Ｖαw ＝ ０ Ｓβ＝−１であり、したがって、Ｖβw ＝−ｒb ×Ｖβw0 Ｓγ＝ ０であり、したがって、Ｖγw ＝ ０ である。 〔ａ−２〕；次に、動作指示信号を取り込み、手動操作
開始時のワーク取扱装置１の位置姿勢を求める。手動操
作開始時におけるワーク取扱装置１の関節変数を、φ
1-0,φ2-0,・・・・, φ6-0 として取り込む〔ST11〕。
図５に示すようなワーク取扱装置１の設置点５２を基準
としたワーク１ｍの取付基準点５３の位置姿勢Ｗ
2-0 は、Ｄｅｎａｖｉｔ−Ｈａｒｔｅｎｂｅｒｇの表現
によるリンクパラメーターを使った同次変換行列 Ａjw＝Rot(Ｚ，φj ) ・Trans(ａjw，０，ｄjw）・Rot(Ｘ，αjw）……（２） の積 Ｗ2-0 ＝Ａ1w・Ａ2w・Ａ3w・Ａ4w・Ａ5w・Ａ6w ……（３） として表すことができる。なお、上記の式（２）中のφ
j は、ワーク取扱装置１のｊ番目の関節変数、ａjwは、
ワーク取扱装置１のｊ番目のリンク長さ（固定値）、ｄ
jwは、ワーク取扱装置１のｊ−１番目のリンクとｊ番目
のリンクとの間の距離（固定値）、αjwは、ワーク取扱
装置１のｊ−１番目のリンクとｊ番目のリンクとの間の
角度（固定値）である。 〔ａ−３〕；手動操作開始時のワーク１ｍの基準点５６
に対するツール２ｎの先端５７の位置姿勢を求める。こ
のために、まず、手動操作開始時におけるツール移動装
置２の関節変数を、θ1-0,θ2-0,・・・，θ6-0 として
取り込む〔ST12〕。図５に示すようなツール移動装置２
の設置点５４を基準としたツール２ｎの取付基準点５５
の位置姿勢Ｔ2-0 は、Ｄｅｎａｖｉｔ−Ｈａｒｔｅｎｂ
ｅｒｇの表現によるリンクパラメーターを使った同次変
換行列 Ａjt＝Rot(Ｚ，θj ）・Trans(ａjt，０，ｄjt）・Rot(Ｘ，αjt）……（４） の積 Ｔ2-0 ＝Ａ1t・Ａ2t・Ａ3t・Ａ4t・Ａ5t・Ａ6t ……（５） として表すことができる。なお、上記の式（４）中のθ
j は、ツール移動装置２のｊ番目の関節変数、ａjtは、
ツール移動装置２のｊ番目のリンク長さ（固定値）、ｄ
jtは、ツール移動装置２のｊ−１番目のリンクとｊ番目
のリンクとの間の距離（固定値）、αjtは、ツール移動
装置２のｊ−１番目のリンクとｊ番目のリンクとの間の
角度（固定値）である。そして、図５に示すような絶対
座標系５１に対するワーク基準点５６の位置姿勢の同次
変換行列 world Ｘw-o を、 world Ｘw-o ＝Ｚw ・Ｗ2-0 ・Ｅw ……（６） で算出する〔ST13〕。ただし、Ｚw は絶対座標系５１
（図５参照）から見たワーク取扱装置１の設置点５２の
位置姿勢の同次変換行列、Ｅw はワーク１ｍの取付基準
点５３に対するワーク基準点５６の位置姿勢の同次変換
行列である。なお、これらのデータは、手動操作教示制
御手段４Ａに予め記憶されている。また、絶対座標系５
１に対するツール２ｎの先端５７の位置姿勢の同次変換
行列 world Ｘt-o を、 world Ｘt-o ＝Ｚt ・Ｔ2-0 ・Ｅt ……（７） で算出する〔ST14〕。ただし、Ｚt は絶対座標系５１か
ら見たツール移動装置２の設置点５４の位置姿勢の同次
変換行列、Ｅt はツール２ｎの取付基準点５５に対する
ツール先端５７の位置姿勢の同次変換行列である。これ
らのデータも、手動操作教示制御手段４Ａに予め記憶さ
れている。ところで、ワーク基準点５６に対するツール
２ｎの先端５７の位置姿勢の同次変換行列を、 wＸt と
すると、 world Ｘt-o ＝world Ｘw-o ・ wＸt ……（８） が成立する。よって、 wＸt は、 wＸt ＝（world Ｘw-o ）-1・（world Ｘt-o ） ……（９） で算出される〔図９のST15〕。一方、式（７）の絶対座
標系５１に対するワーク基準点５６の位置姿勢を表す同
次変換行列world Ｘw-o は、下式のようにおくことがで
きる。
装置１とツール移動装置２との本発明に係る手動操作に
ついて、フローチャートをも参照しながら説明する。 〔１〕モード切替スイッチ８によって「直角手動操作モ
ード」が選択され、動作切替スイッチ９により「連動」
が選択されている場合の「連動する直角手動操作」につ
いて述べる。これは、ツール２ｎとワーク１ｍの相対的
な位置姿勢を変えることなく、図５の絶対座標系５１を
基準として、ワーク１ｍの基準点５６を所望する位置姿
勢に変更するときの操作である。ティーチングボックス
３において、動作切替スイッチ９を「連動」に、モード
切替スイッチ８を「直角手動操作モード」に、また、ロ
ボット切替スイッチ７を「ワーク取扱装置」にする。そ
して、速度率切替スイッチ１０で、所望する速度速度率
ｒ、例えば０．２である「ｒb 」を選定する。そこで、
操作ボタン群１２の希望する操作ボタン例えば１２ｂ，
１２ｃ，１２Ｅを押したとする。操作ボタン群１２を手
放すまでの処理は次のようになる。 〔ａ〕：第一工程は、後述する〔ａ−１〕ないし〔ａ−
４〕からなる。操作ボタン１２ｂ，１２ｃ，１２Ｅを押
すことにより、動作指示信号が取り込まれる〔図７のフ
ローチャートのステップ１、以下にST１などと記す〕。
上記のごとく「連動」であり〔ST２〕、対象ロボットは
「ワーク取扱装置」であり〔ST３〕、「直角手動操作モ
ード」であるので〔図８のST６〕、ステップ７へ進む。
なお、対象ロボットが「ツール移動装置」となっている
と〔ST３〕、以後の制御は不可能であるので、ロボット
切替スイッチ７を「ワーク取扱装置」とするように切り
替えメッセージが、図示しないＣＲＴなどに表示され
〔ST４〕、その時点で制御は終了される〔ST５〕。ちな
みに、ワーク取扱装置１は、６自由度のマニプレーター
であっても、図示しない３自由度以下のポジショナーで
あってもよいが、ここで述べる制御においては、６自由
度のマニプレーターである場合に限られる。したがっ
て、ステップ７においては、ワーク取扱装置１が６自由
度であるかどうかが問われるようになっている。このワ
ーク取扱装置１の自由度は、手動操作教示制御手段４Ａ
に予め記憶されているので、それにしたがって、ワーク
取扱装置１が６自由度であるかどうかが判定される。も
し、ワーク取扱装置１がポジショナーであれば、以後の
制御は不可能である旨のエラーメッセージが図示しない
ＣＲＴなどに表示され〔ST８〕、その時点で制御は終了
される〔ST９〕。このように、ワーク取扱装置１が６自
由度を有しない場合は、「直角手動操作」ができないよ
うに、制御プログラムにプロテクトがかけられている。
ボジショナーは一般に３軸以下であり、したがって、
「直角手動操作」することができない。しかし、後述す
る関節手動操作によって動かすことはできる。ワーク取
扱装置１が６自由度であれば〔ST７〕、ステップ１０に
進められる。 〔ａ−１〕；最初に、ワーク１ｍの基準点５６の絶対座
標系５１での並進および回転運動の速度が求められる。
すなわち、操作ボタン１２ｂ，１２ｃ，１２Ｅによる動
作指示信号 （Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ，Ｓα，Ｓβ，Ｓγ） と、設定された速度率ｒb と、予め固定的に設定して記
憶されているワーク１ｍの直角手動操作の最高速度テー
ブル値（Ｖｘw0，Ｖｙw0，Ｖｚw0，Ｖαw0，Ｖβw0，Ｖ
γw0）とから、速度指示値（Ｖｘw , Ｖｙw ，Ｖｚw ，
Ｖαw ，Ｖβw ，Ｖγw ）が、 Ｖｘw ＝Ｓｘ × ｒb × Ｖｘw0 Ｖｙw ＝Ｓｙ × ｒb × Ｖｙw0 Ｖｚw ＝Ｓｚ × ｒb × Ｖｚw0 Ｖαw ＝Ｓα × ｒb × Ｖαw0 Ｖβw ＝Ｓβ × ｒb × Ｖβw0 Ｖγw ＝Ｓγ × ｒb × Ｖγw0 …………（１） の式によって求められる〔ST10〕。なお、上記したＳ
ｘ，Ｓｙ，・・・，Ｓγは、 操作ボタン１２ａ〜１２ｆが押されているとき、それぞ
れ＋１ 操作ボタン１２Ａ〜１２Ｆが押されているとき、それぞ
れ−１ 押されていないとき、 いずれ
も ０ である。ちなみに、前述したように、いまは、操作ボタ
ン１２ｂ，１２ｃ，１２Ｅが押されているだけであるの
で、 Ｓｘ＝ ０であり、したがって、Ｖｘw ＝ ０ Ｓｙ＝＋１であり、したがって、Ｖｙw ＝ ｒb ×Ｖｙw0 Ｓｚ＝＋１であり、したがって、Ｖｚw ＝ ｒb ×Ｖｚw0 Ｓα＝ ０であり、したがって、Ｖαw ＝ ０ Ｓβ＝−１であり、したがって、Ｖβw ＝−ｒb ×Ｖβw0 Ｓγ＝ ０であり、したがって、Ｖγw ＝ ０ である。 〔ａ−２〕；次に、動作指示信号を取り込み、手動操作
開始時のワーク取扱装置１の位置姿勢を求める。手動操
作開始時におけるワーク取扱装置１の関節変数を、φ
1-0,φ2-0,・・・・, φ6-0 として取り込む〔ST11〕。
図５に示すようなワーク取扱装置１の設置点５２を基準
としたワーク１ｍの取付基準点５３の位置姿勢Ｗ
2-0 は、Ｄｅｎａｖｉｔ−Ｈａｒｔｅｎｂｅｒｇの表現
によるリンクパラメーターを使った同次変換行列 Ａjw＝Rot(Ｚ，φj ) ・Trans(ａjw，０，ｄjw）・Rot(Ｘ，αjw）……（２） の積 Ｗ2-0 ＝Ａ1w・Ａ2w・Ａ3w・Ａ4w・Ａ5w・Ａ6w ……（３） として表すことができる。なお、上記の式（２）中のφ
j は、ワーク取扱装置１のｊ番目の関節変数、ａjwは、
ワーク取扱装置１のｊ番目のリンク長さ（固定値）、ｄ
jwは、ワーク取扱装置１のｊ−１番目のリンクとｊ番目
のリンクとの間の距離（固定値）、αjwは、ワーク取扱
装置１のｊ−１番目のリンクとｊ番目のリンクとの間の
角度（固定値）である。 〔ａ−３〕；手動操作開始時のワーク１ｍの基準点５６
に対するツール２ｎの先端５７の位置姿勢を求める。こ
のために、まず、手動操作開始時におけるツール移動装
置２の関節変数を、θ1-0,θ2-0,・・・，θ6-0 として
取り込む〔ST12〕。図５に示すようなツール移動装置２
の設置点５４を基準としたツール２ｎの取付基準点５５
の位置姿勢Ｔ2-0 は、Ｄｅｎａｖｉｔ−Ｈａｒｔｅｎｂ
ｅｒｇの表現によるリンクパラメーターを使った同次変
換行列 Ａjt＝Rot(Ｚ，θj ）・Trans(ａjt，０，ｄjt）・Rot(Ｘ，αjt）……（４） の積 Ｔ2-0 ＝Ａ1t・Ａ2t・Ａ3t・Ａ4t・Ａ5t・Ａ6t ……（５） として表すことができる。なお、上記の式（４）中のθ
j は、ツール移動装置２のｊ番目の関節変数、ａjtは、
ツール移動装置２のｊ番目のリンク長さ（固定値）、ｄ
jtは、ツール移動装置２のｊ−１番目のリンクとｊ番目
のリンクとの間の距離（固定値）、αjtは、ツール移動
装置２のｊ−１番目のリンクとｊ番目のリンクとの間の
角度（固定値）である。そして、図５に示すような絶対
座標系５１に対するワーク基準点５６の位置姿勢の同次
変換行列 world Ｘw-o を、 world Ｘw-o ＝Ｚw ・Ｗ2-0 ・Ｅw ……（６） で算出する〔ST13〕。ただし、Ｚw は絶対座標系５１
（図５参照）から見たワーク取扱装置１の設置点５２の
位置姿勢の同次変換行列、Ｅw はワーク１ｍの取付基準
点５３に対するワーク基準点５６の位置姿勢の同次変換
行列である。なお、これらのデータは、手動操作教示制
御手段４Ａに予め記憶されている。また、絶対座標系５
１に対するツール２ｎの先端５７の位置姿勢の同次変換
行列 world Ｘt-o を、 world Ｘt-o ＝Ｚt ・Ｔ2-0 ・Ｅt ……（７） で算出する〔ST14〕。ただし、Ｚt は絶対座標系５１か
ら見たツール移動装置２の設置点５４の位置姿勢の同次
変換行列、Ｅt はツール２ｎの取付基準点５５に対する
ツール先端５７の位置姿勢の同次変換行列である。これ
らのデータも、手動操作教示制御手段４Ａに予め記憶さ
れている。ところで、ワーク基準点５６に対するツール
２ｎの先端５７の位置姿勢の同次変換行列を、 wＸt と
すると、 world Ｘt-o ＝world Ｘw-o ・ wＸt ……（８） が成立する。よって、 wＸt は、 wＸt ＝（world Ｘw-o ）-1・（world Ｘt-o ） ……（９） で算出される〔図９のST15〕。一方、式（７）の絶対座
標系５１に対するワーク基準点５６の位置姿勢を表す同
次変換行列world Ｘw-o は、下式のようにおくことがで
きる。
【数１】
そこで、手動操作開始時における絶対座標系５１に対す
るワーク基準点５６の位置のデータ （Ｘw-o ,
Ｙw-o , Ｚw-o ） と、姿勢のオイラー角表現のデータ
（αw-o ，βw-o ，γw-o ） とに変換する。すなわ
ち、下式で等価となる６つのパラメーターが求められる
〔ST16〕。
るワーク基準点５６の位置のデータ （Ｘw-o ,
Ｙw-o , Ｚw-o ） と、姿勢のオイラー角表現のデータ
（αw-o ，βw-o ，γw-o ） とに変換する。すなわ
ち、下式で等価となる６つのパラメーターが求められる
〔ST16〕。
【数２】
Ｘw-o ＝ｐx ，Ｙw-o ＝ｐy ，Ｚw-o ＝ｐz ……（11）
αw-o ＝ Cos-1（ａx ／Sin(βw-o ）） ……（12）
βw-o ＝ Cos-1（ａz ) ……（13）
γw-o ＝ Sin-1（ｏz ／Sin(βw-o ）） ……（14）
〔ａ−４〕；ここで、ｉ＝０として、手動操作開始から
の経過時間Δｔ-1を０に設定する〔ST17〕。 〔ｂ〕：第二工程は、以下に示されるとおりである。い
ままで押されていた操作ボタン１２ｂ，１２ｃ，１２Ｅ
が手放されていないか、すなわち、動作指示信号が同じ
かどうかを確認する〔ST18〕。同じ動作指示信号が出力
されていれば、経過時間Δｔ-iに微小時間ΔＴを加算し
〔ST19 ,ST20〕、経過時間Δｔ-i+1として第三工程の実
行を指示する。操作ボタン１２ｂ，１２ｃ，１２Ｅの全
てが手放された状態ならば〔図１０のST21〕、終了する
〔ST22〕。操作ボタン１２ａ，１２Ｄ，１２Ｅに押し変
えられたといったように、ボタン操作が変化していれば
〔ST21〕、第一工程のステップ１から繰り返される。 〔ｃ〕：第三工程は、以下に示されるとおりである。こ
れは、第二工程からの指示により実行される。経過時間
Δｔ-iすなわちΔＴ×ｉ後の絶対座標系５１を基準とし
たワーク１ｍの基準点５６の位置（Ｘw-i ，Ｙw-i ，Ｚ
w-i ）と姿勢のオイラー角（αw-i ，βw-i ，γw-i ）
とを求める〔図９のST23〕。 Ｘw-i ＝ Ｘw-o ＋ Ｖｘw × Δ t-i Ｙw-i ＝ Ｙw-o ＋ Ｖｙw × Δ t-i Ｚw-i ＝ Ｚw-o ＋ Ｖｚw × Δ t-i αw-i ＝ αw-o ＋ Ｖαw × Δ t-i βw-i ＝ βw-o ＋ Ｖβw × Δ t-i γw-i ＝ γw-o ＋ Ｖγw × Δ t-i ……（15） このときのワーク１ｍの基準点５６の同次変換行列 wo
rld Ｘw-i は、 world Ｘw-i ＝Trans(Ｘw-i ，Ｙw-i ，Ｚw-i ）・Rot(Ｚ，αw-i ）・ Rot(Ｙ，βw-i ）・Rot(Ｚ，γw-i ） ……（16） で求められる〔ST24〕。ワーク１ｍが式（16）のように
動作しても、ワーク１ｍに対するツール２ｎの相対的な
位置姿勢を変えないためのツール移動装置２の位置姿勢
Ｔ2-i が求められる。前記した式（８）と同様に、 world Ｘt-i ＝world Ｘw-i ・ wＸt ……（17） が成立する。また、座標関係から式（７）と同様に、 world Ｘt-i ＝Ｚt ・Ｔ2-i ・Ｅt ……（18） が成立する。式（18）から、 Ｔ2-i ＝（Ｚt ) -1・ world Ｘt-i ・（Ｅt ) -1 …… (19) が成立し、式（19）に式（17）を代入すると、 Ｔ2-i ＝（Ｚt ) -1・ world Ｘw-i ・ wＸt ・（Ｅt ) -1 ……（20） が得られる〔ST25〕。一方、ワーク取扱装置１の位置姿
勢の同次変換行列Ｗ2-i は、前記の式（６）と同様にし
て、 world Ｘw-i ＝Ｚw ・Ｗ2-i ・Ｅw ……（21） が成立し、 Ｗ2-i ＝（Ｚw ）-1・ world Ｘw-i ・（Ｅw ）-1 ……（22） によって演算することができる〔ST26〕。 〔ｄ〕：第四工程は、以下の〔ｄ−１〕と〔ｄ−２〕か
らなる。 〔ｄ−１〕；式（20）で得たＴ2-i を逆変換して、ツー
ル移動装置２の関節変数θ1-i ，θ2-i ，・・・，θ
6-i を得る〔ST27〕。 〔ｄ−２〕；式（22）で得たＷ2-i を逆変換して、ワー
ク取扱装置１の関節変数φ1-i ，φ2-i ，・・・，φ
6-i を得る〔ST28〕。 〔ｅ〕：第五工程は、以下に示されるとおりである。ツ
ール移動装置２およびワーク取扱装置１における各々の
単位当たりのアクチュエーター動作指令値による関節変
数の動作量を、Ｒt1，Ｒt2，・・・，Ｒt6，ＲW1，
ＲW2，・・・，ＲW6とする。各値は装置によって決まっ
た値であり、手動操作教示制御手段４Ａに予め記憶され
ている。ツール移動装置２のアクチュエーター１７
Ｔ1 , １７Ｔ2, ・・・ ,１７Ｔ6（図６参照）の動作指
令値を、ａt1-i，ａt2-i，・・・，ａt6-iとし、ワーク
取扱装置１のアクチュエーター１７Ｗ1 , １７Ｗ2 , ・
・・ ,１７Ｗ6 （図６参照）の動作指令値を、ａw1-i，
ａw2-i，・・・，ａw6-i，とすると、 ａt1-i＝θ1-i ／Ｒt1 ａt2-i＝θ2-i ／Ｒt2 ａt3-i＝θ3-i ／Ｒt3 ａt4-i＝θ4-i ／Ｒt4 ａt5-i＝θ5-i ／Ｒt5 ａt6-i＝θ6-i ／Ｒt6 …… (101) ａw1-i＝φ1-i ／Ｒw1 ａw2-i＝φ2-i ／Ｒw2 ａw3-i＝φ3-i ／Ｒw3 ａw4-i＝φ4-i ／Ｒw4 ａw5-i＝φ5-i ／Ｒw5 ａw6-i＝φ6-i ／Ｒw6 …… (102) となる〔ST29〕。こうして得られたツール移動装置２の
アクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2-i，・・・，
ａt6-iと、ワーク取扱装置１のアクチュエーター動作指
令値ａw1-i，ａw2-i，・・・，ａw6-iとを、経過時間Δ
Ｔ×ｉに到達したとき〔ST30〕、その到達の直後に出力
し〔ST31〕、そして、第二工程のステップ18へ戻る。
の経過時間Δｔ-1を０に設定する〔ST17〕。 〔ｂ〕：第二工程は、以下に示されるとおりである。い
ままで押されていた操作ボタン１２ｂ，１２ｃ，１２Ｅ
が手放されていないか、すなわち、動作指示信号が同じ
かどうかを確認する〔ST18〕。同じ動作指示信号が出力
されていれば、経過時間Δｔ-iに微小時間ΔＴを加算し
〔ST19 ,ST20〕、経過時間Δｔ-i+1として第三工程の実
行を指示する。操作ボタン１２ｂ，１２ｃ，１２Ｅの全
てが手放された状態ならば〔図１０のST21〕、終了する
〔ST22〕。操作ボタン１２ａ，１２Ｄ，１２Ｅに押し変
えられたといったように、ボタン操作が変化していれば
〔ST21〕、第一工程のステップ１から繰り返される。 〔ｃ〕：第三工程は、以下に示されるとおりである。こ
れは、第二工程からの指示により実行される。経過時間
Δｔ-iすなわちΔＴ×ｉ後の絶対座標系５１を基準とし
たワーク１ｍの基準点５６の位置（Ｘw-i ，Ｙw-i ，Ｚ
w-i ）と姿勢のオイラー角（αw-i ，βw-i ，γw-i ）
とを求める〔図９のST23〕。 Ｘw-i ＝ Ｘw-o ＋ Ｖｘw × Δ t-i Ｙw-i ＝ Ｙw-o ＋ Ｖｙw × Δ t-i Ｚw-i ＝ Ｚw-o ＋ Ｖｚw × Δ t-i αw-i ＝ αw-o ＋ Ｖαw × Δ t-i βw-i ＝ βw-o ＋ Ｖβw × Δ t-i γw-i ＝ γw-o ＋ Ｖγw × Δ t-i ……（15） このときのワーク１ｍの基準点５６の同次変換行列 wo
rld Ｘw-i は、 world Ｘw-i ＝Trans(Ｘw-i ，Ｙw-i ，Ｚw-i ）・Rot(Ｚ，αw-i ）・ Rot(Ｙ，βw-i ）・Rot(Ｚ，γw-i ） ……（16） で求められる〔ST24〕。ワーク１ｍが式（16）のように
動作しても、ワーク１ｍに対するツール２ｎの相対的な
位置姿勢を変えないためのツール移動装置２の位置姿勢
Ｔ2-i が求められる。前記した式（８）と同様に、 world Ｘt-i ＝world Ｘw-i ・ wＸt ……（17） が成立する。また、座標関係から式（７）と同様に、 world Ｘt-i ＝Ｚt ・Ｔ2-i ・Ｅt ……（18） が成立する。式（18）から、 Ｔ2-i ＝（Ｚt ) -1・ world Ｘt-i ・（Ｅt ) -1 …… (19) が成立し、式（19）に式（17）を代入すると、 Ｔ2-i ＝（Ｚt ) -1・ world Ｘw-i ・ wＸt ・（Ｅt ) -1 ……（20） が得られる〔ST25〕。一方、ワーク取扱装置１の位置姿
勢の同次変換行列Ｗ2-i は、前記の式（６）と同様にし
て、 world Ｘw-i ＝Ｚw ・Ｗ2-i ・Ｅw ……（21） が成立し、 Ｗ2-i ＝（Ｚw ）-1・ world Ｘw-i ・（Ｅw ）-1 ……（22） によって演算することができる〔ST26〕。 〔ｄ〕：第四工程は、以下の〔ｄ−１〕と〔ｄ−２〕か
らなる。 〔ｄ−１〕；式（20）で得たＴ2-i を逆変換して、ツー
ル移動装置２の関節変数θ1-i ，θ2-i ，・・・，θ
6-i を得る〔ST27〕。 〔ｄ−２〕；式（22）で得たＷ2-i を逆変換して、ワー
ク取扱装置１の関節変数φ1-i ，φ2-i ，・・・，φ
6-i を得る〔ST28〕。 〔ｅ〕：第五工程は、以下に示されるとおりである。ツ
ール移動装置２およびワーク取扱装置１における各々の
単位当たりのアクチュエーター動作指令値による関節変
数の動作量を、Ｒt1，Ｒt2，・・・，Ｒt6，ＲW1，
ＲW2，・・・，ＲW6とする。各値は装置によって決まっ
た値であり、手動操作教示制御手段４Ａに予め記憶され
ている。ツール移動装置２のアクチュエーター１７
Ｔ1 , １７Ｔ2, ・・・ ,１７Ｔ6（図６参照）の動作指
令値を、ａt1-i，ａt2-i，・・・，ａt6-iとし、ワーク
取扱装置１のアクチュエーター１７Ｗ1 , １７Ｗ2 , ・
・・ ,１７Ｗ6 （図６参照）の動作指令値を、ａw1-i，
ａw2-i，・・・，ａw6-i，とすると、 ａt1-i＝θ1-i ／Ｒt1 ａt2-i＝θ2-i ／Ｒt2 ａt3-i＝θ3-i ／Ｒt3 ａt4-i＝θ4-i ／Ｒt4 ａt5-i＝θ5-i ／Ｒt5 ａt6-i＝θ6-i ／Ｒt6 …… (101) ａw1-i＝φ1-i ／Ｒw1 ａw2-i＝φ2-i ／Ｒw2 ａw3-i＝φ3-i ／Ｒw3 ａw4-i＝φ4-i ／Ｒw4 ａw5-i＝φ5-i ／Ｒw5 ａw6-i＝φ6-i ／Ｒw6 …… (102) となる〔ST29〕。こうして得られたツール移動装置２の
アクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2-i，・・・，
ａt6-iと、ワーク取扱装置１のアクチュエーター動作指
令値ａw1-i，ａw2-i，・・・，ａw6-iとを、経過時間Δ
Ｔ×ｉに到達したとき〔ST30〕、その到達の直後に出力
し〔ST31〕、そして、第二工程のステップ18へ戻る。
【０００９】なお、以上は手動操作教示制御手段４Ａに
おけるアルゴリズムを含めて制御作動を説明した。ここ
で、実際の教示作業の一例を、図１１（ａ）を参照しな
がら説明する。実線で示したワーク１ｍの第一の位置決
め状態における教示点Ａ（Ａ1 ）の位置姿勢を、第二の
位置決め状態である一点鎖線のワーク１ｍ上の点Ａ（Ａ
2 ）のように移動する場合、最初の教示点Ａ1 から移動
後の教示点Ａ2 までの道程が単純であれば、操作ボタン
群１２を例えば一度操作するだけで済む。この作動は、
ステップ18に戻ってΔＴが何回か加算され（ST19および
ST20）、その都度、ステップ31の出力に基づいて、ワー
ク１ｍとツール２ｎとが動かされる。そのプロセスは図
１２のタイミングチャートにおけるΔＴごとにΔＴ×ｎ
まで繰り返され、各ΔＴにおける第二工程から第五工程
の繰り返し動作として理解される。なお、図１１（ａ）
においてΔＴを同じ間隔で表示していないのは、ワーク
１ｍがΔＴの間に同じ距離を移動するとはかぎらない
し、また、ワーク１ｍが立体的に姿勢を変えたりするか
らである。例えば操作ボタン１２ａ，１２ｃ，１２Ｄが
押されていた状態から、操作ボタン１２ａ，１２Ｆが押
された状態に変化されるといった場合がある。これは、
図１２のタイミングチャートの最上段に破線で示したよ
うに動作指示信号に変化があった場合である。このよう
に動作指令信号に変化があっても、全ての信号が０でな
いかぎり、ステップ21からステップ１へ戻され、変化さ
れた動作指示信号のもとに、ステップ31まで実行され
る。この場合も、図１２の最初のΔＴ×１から最後のΔ
Ｔ×ｎまで、アクチュエーター１７Ｗ，１７Ｔがｎ回の
動作を行う。ステップ21において、動作指示信号の全て
が０となれば、もはやワーク１ｍを移動させる必要のな
い状態であり、制御作動はタイムチャートの終了点ＥＥ
で終わる。この後は、さらに「連動動作」が繰り返され
るか、後述するステップ２からの「単独動作」に移行す
ることになる。上記の「連動動作」が繰り返される場合
とは、動作指示信号の全てが０となったが、その時点で
のワーク１ｍに対するツール２ｎの位置姿勢は所望する
第二の位置決め状態における位置姿勢となっていないと
きである。この場合には、その第二の位置決め状態とな
るまで、上記の操作が行われる。そのような例を簡単に
紹介する。第一の位置決め状態の点Ａと第二の位置決め
状態の点Ａとの道程が直線的であるが、その距離が長い
場合に、速度率切替スイッチ１０を切り替えるといった
ことがある。図１１（ｂ）に示すように、教示点Ａを点
Ａ1 から点Ａ2 までに移す道程の途中に点ａ1 ，ａ2 を
設定しておく。そして、点Ａ1 から点ａ1 までは速度率
を１．０で、点ａ1 から点ａ2 までは０．５で、点ａ2
から点Ａ2 までは０．１で移動させるといったことがで
きる。このような場合、各点ａ1 ，ａ2 ，Ａ2 は、図１
２の終了点ＥＥに対応する。なお、点ａ1 の位置姿勢は
点ａ2 に到達した時点で無視され、記憶されることがな
い。点ａ2 の位置姿勢も同様に無視される。一方、教示
点Ａ2 に到達したときには、その位置姿勢が教示データ
として記憶される。したがって、ロボットが溶接などの
実稼働をするときには、点Ａ1 から点Ａ2までを例えば
速度率１．０でもって、手動操作開始時のワーク１ｍに
対するツール２ｎの位置姿勢を維持して、直接移動させ
ることができる。なお、上記の点ａ2 から点Ａ2 までの
最終区間でのワーク１ｍの移動速度を遅くしておくと、
点Ａ 2 を不用意にオーバーランさせてしまうといったこ
とが回避され、また、教示作業中の緊張感を軽減するこ
ともできる。次に、点Ａ1 から点Ａ2 に移動させるまで
にワーク１ｍ上に突起などがあり、それを避けて移動し
なければならない場合には、図１１（ｃ）に破線で示す
線分Ａ1 Ａ2 上にない点ａ1，ａ2 を経由するように教
示することになる。その際、点Ａ1 から点ａ1 までは
「直角手動操作モード」とし、点ａ1から点ａ2 までを
後述する「関節手動操作モード」として、点ａ2 から点
Ａ2 までを再度「直角手動操作モード」とするといった
ように変更することができる。この場合も、各点ａ1 ，
ａ2 ，Ａ2 は、図１２の終了点ＥＥに対応する。ちなみ
に、点ａ1 から点ａ2 までの「関節手動操作モード」に
おいて、その途中の点ａ11において、速度率を変更する
ということもできる。したがって、手動操作の開始は図
１３（ａ）に示すような第一の位置決め状態にあり、そ
のときの教示点Ａは点Ａ1 である。ワーク１ｍが矢印１
ｐのように動かされることにより、上記した点ａ1 ，ａ
2 などを経て第二の位置決め状態の点Ａ2 が実現され
る。点Ａ2 へ到達した状態が図１３（ｂ）である。この
図１３（ａ）から図１３（ｂ）の間が、「連動」の手動
操作である。教示点Ａを第二の位置決め状態の点Ａ2 に
移動させた後は、「単独」の手動操作、すなわち、ワー
ク１ｍを停止させた状態でツール２ｎを動かすとか、ツ
ール２ｎを停止させた状態でワーク１ｍを動かすといっ
た操作でもって、図１３（ｃ）に示すように、次の教示
点Ｂや次の次の点Ｃを教示することができる。したがっ
て、図１３は、従来技術のところで説明した図２４の動
きと異なっていることが分かるであろう。すなわち、図
１３（ａ）から図１３（ｂ）の間は、ツール２ｎがワー
ク１ｍから退避することなく、ワーク１ｍの動きに追従
しており、しかも、ワーク１ｍに対するツール２ｎの位
置姿勢は常に維持されているのである。
おけるアルゴリズムを含めて制御作動を説明した。ここ
で、実際の教示作業の一例を、図１１（ａ）を参照しな
がら説明する。実線で示したワーク１ｍの第一の位置決
め状態における教示点Ａ（Ａ1 ）の位置姿勢を、第二の
位置決め状態である一点鎖線のワーク１ｍ上の点Ａ（Ａ
2 ）のように移動する場合、最初の教示点Ａ1 から移動
後の教示点Ａ2 までの道程が単純であれば、操作ボタン
群１２を例えば一度操作するだけで済む。この作動は、
ステップ18に戻ってΔＴが何回か加算され（ST19および
ST20）、その都度、ステップ31の出力に基づいて、ワー
ク１ｍとツール２ｎとが動かされる。そのプロセスは図
１２のタイミングチャートにおけるΔＴごとにΔＴ×ｎ
まで繰り返され、各ΔＴにおける第二工程から第五工程
の繰り返し動作として理解される。なお、図１１（ａ）
においてΔＴを同じ間隔で表示していないのは、ワーク
１ｍがΔＴの間に同じ距離を移動するとはかぎらない
し、また、ワーク１ｍが立体的に姿勢を変えたりするか
らである。例えば操作ボタン１２ａ，１２ｃ，１２Ｄが
押されていた状態から、操作ボタン１２ａ，１２Ｆが押
された状態に変化されるといった場合がある。これは、
図１２のタイミングチャートの最上段に破線で示したよ
うに動作指示信号に変化があった場合である。このよう
に動作指令信号に変化があっても、全ての信号が０でな
いかぎり、ステップ21からステップ１へ戻され、変化さ
れた動作指示信号のもとに、ステップ31まで実行され
る。この場合も、図１２の最初のΔＴ×１から最後のΔ
Ｔ×ｎまで、アクチュエーター１７Ｗ，１７Ｔがｎ回の
動作を行う。ステップ21において、動作指示信号の全て
が０となれば、もはやワーク１ｍを移動させる必要のな
い状態であり、制御作動はタイムチャートの終了点ＥＥ
で終わる。この後は、さらに「連動動作」が繰り返され
るか、後述するステップ２からの「単独動作」に移行す
ることになる。上記の「連動動作」が繰り返される場合
とは、動作指示信号の全てが０となったが、その時点で
のワーク１ｍに対するツール２ｎの位置姿勢は所望する
第二の位置決め状態における位置姿勢となっていないと
きである。この場合には、その第二の位置決め状態とな
るまで、上記の操作が行われる。そのような例を簡単に
紹介する。第一の位置決め状態の点Ａと第二の位置決め
状態の点Ａとの道程が直線的であるが、その距離が長い
場合に、速度率切替スイッチ１０を切り替えるといった
ことがある。図１１（ｂ）に示すように、教示点Ａを点
Ａ1 から点Ａ2 までに移す道程の途中に点ａ1 ，ａ2 を
設定しておく。そして、点Ａ1 から点ａ1 までは速度率
を１．０で、点ａ1 から点ａ2 までは０．５で、点ａ2
から点Ａ2 までは０．１で移動させるといったことがで
きる。このような場合、各点ａ1 ，ａ2 ，Ａ2 は、図１
２の終了点ＥＥに対応する。なお、点ａ1 の位置姿勢は
点ａ2 に到達した時点で無視され、記憶されることがな
い。点ａ2 の位置姿勢も同様に無視される。一方、教示
点Ａ2 に到達したときには、その位置姿勢が教示データ
として記憶される。したがって、ロボットが溶接などの
実稼働をするときには、点Ａ1 から点Ａ2までを例えば
速度率１．０でもって、手動操作開始時のワーク１ｍに
対するツール２ｎの位置姿勢を維持して、直接移動させ
ることができる。なお、上記の点ａ2 から点Ａ2 までの
最終区間でのワーク１ｍの移動速度を遅くしておくと、
点Ａ 2 を不用意にオーバーランさせてしまうといったこ
とが回避され、また、教示作業中の緊張感を軽減するこ
ともできる。次に、点Ａ1 から点Ａ2 に移動させるまで
にワーク１ｍ上に突起などがあり、それを避けて移動し
なければならない場合には、図１１（ｃ）に破線で示す
線分Ａ1 Ａ2 上にない点ａ1，ａ2 を経由するように教
示することになる。その際、点Ａ1 から点ａ1 までは
「直角手動操作モード」とし、点ａ1から点ａ2 までを
後述する「関節手動操作モード」として、点ａ2 から点
Ａ2 までを再度「直角手動操作モード」とするといった
ように変更することができる。この場合も、各点ａ1 ，
ａ2 ，Ａ2 は、図１２の終了点ＥＥに対応する。ちなみ
に、点ａ1 から点ａ2 までの「関節手動操作モード」に
おいて、その途中の点ａ11において、速度率を変更する
ということもできる。したがって、手動操作の開始は図
１３（ａ）に示すような第一の位置決め状態にあり、そ
のときの教示点Ａは点Ａ1 である。ワーク１ｍが矢印１
ｐのように動かされることにより、上記した点ａ1 ，ａ
2 などを経て第二の位置決め状態の点Ａ2 が実現され
る。点Ａ2 へ到達した状態が図１３（ｂ）である。この
図１３（ａ）から図１３（ｂ）の間が、「連動」の手動
操作である。教示点Ａを第二の位置決め状態の点Ａ2 に
移動させた後は、「単独」の手動操作、すなわち、ワー
ク１ｍを停止させた状態でツール２ｎを動かすとか、ツ
ール２ｎを停止させた状態でワーク１ｍを動かすといっ
た操作でもって、図１３（ｃ）に示すように、次の教示
点Ｂや次の次の点Ｃを教示することができる。したがっ
て、図１３は、従来技術のところで説明した図２４の動
きと異なっていることが分かるであろう。すなわち、図
１３（ａ）から図１３（ｂ）の間は、ツール２ｎがワー
ク１ｍから退避することなく、ワーク１ｍの動きに追従
しており、しかも、ワーク１ｍに対するツール２ｎの位
置姿勢は常に維持されているのである。
【００１０】〔２〕次に、モード切替スイッチ８によっ
て、「関節手動操作モード」が選択され、かつ、動作切
替スイッチ９により「連動」を選択している場合の「連
動する関節手動操作」について述べる。これは、ツール
２ｎとワーク１ｍの相対的な位置姿勢を変えることな
く、ワーク取扱装置１の関節を動作させて、ワーク１ｍ
を所望する位置姿勢に変更するときの操作である。ティ
ーチングボックス３において、動作切替スイッチ９を
「連動」に、モード切替スイッチ８を「関節手動操作モ
ード」に、また、ロボット切替スイッチ７を「ワーク取
扱装置」にする。そして、速度率切替スイッチ１０で所
望する速度率ｒ、例えば０．５である「ｒc 」を選定す
る。そこで、操作ボタン群１２の希望する一つの操作ボ
タン例えば１２ｂと１２Ｄを押したとする。このときの
処理の流れおよび操作ボタン群１２を手放すまでの処理
は次のようになる。 〔ａ〕：第一工程は、後述する〔ａ−１〕ないし〔ａ−
４〕からなる。操作ボタン１２ｂと１２Ｄとを押すこと
により、動作指示信号が取り込まれる〔図７のST１〕。
上記のごとく「連動」であり〔ST２〕、対象ロボットは
「ワーク取扱装置」であり〔図７のST３〕、「関節手動
操作モード」であるので〔図８のST６〕、図１４のステ
ップ32へ進む。なお、対象ロボットが「ツール移動装
置」となっていると〔ST３〕、以後の制御は不可能であ
るので、ロボット切替スイッチ７を「ワーク取扱装置」
とするように切り替えメッセージが、図示しないＣＲＴ
などに表示され〔ST４〕、その時点で制御は終了される
〔ST５〕。ちなみに、この関節手動操作モードにおいて
は、ワーク取扱装置１が３自由度以下のポジショナーで
あってもよい。前述した直角手動操作モードにおいて
は、６自由度のマニプレーターである場合に限られてい
たが、例えば、３自由度のポジショナーが使用されてい
ると、次の〔ａ−１〕で述べる操作ボタン群１２による
動作指示信号はＳ１ないしＳ３だけとなる。 〔ａ−１〕；最初に、ワーク取扱装置１の各関節の速度
が求められる。すなわち、操作ボタン１２ｂ，１２Ｄに
よる動作指示信号 （Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６） と、設定された速度率ｒc と、予め固定的に設定して記
憶されているワーク取扱装置１の関節手動操作の最高速
度テーブル値（Ｖ１w0，Ｖ２w0，Ｖ３w0，Ｖ４w0，Ｖ５
w0，Ｖ６w0）とから、速度指示値（Ｖ１w , Ｖ２w ，Ｖ
３w ，Ｖ４w ，Ｖ５w ，Ｖ６w ）が、 Ｖ１w ＝Ｓ１ × ｒc × Ｖ１w0 Ｖ２w ＝Ｓ２ × ｒc × Ｖ２w0 Ｖ３w ＝Ｓ３ × ｒc × Ｖ３w0 Ｖ４w ＝Ｓ４ × ｒc × Ｖ４w0 Ｖ５w ＝Ｓ５ × ｒc × Ｖ５w0 Ｖ６w ＝Ｓ６ × ｒc × Ｖ６w0 …………（23） の式によって求められる（図１４のST32）。なお、上記
したＳ１，Ｓ２，・・・，Ｓ６は、 操作ボタン１２ａ〜１２ｆが押されているとき、それぞ
れ＋１ 操作ボタン１２Ａ〜１２Ｆが押されているとき、それぞ
れ−１ 押されていないとき、 いずれ
も ０ である。ちなみに、前述したように、いまは、操作ボタ
ン１２ｂ，１２Ｄが押されているだけであるので、Ｖ１
w ＝０，Ｖ３w ＝０，Ｖ５w ＝０，Ｖ６w ＝０である。 〔ａ−２〕；次に、動作指示信号を取り込み、手動操作
開始時のワーク取扱装置１の位置姿勢を求める。手動操
作開始時におけるワーク取扱装置１の関節変数を、φ
1-0,φ2-0,・・・・, φ6-0 として取り込む〔ST33〕。
図５に示すようなワーク取扱装置１の設置点５２を基準
としたワーク１ｍの取付基準点５３の位置姿勢Ｗ
2-0 は、Ｄｅｎａｖｉｔ−Ｈａｒｔｅｎｂｅｒｇの表現
によるリンクパラメーターを使った同次変換行列 Ａjw＝Rot(Ｚ，φj ) ・Trans(ａjw，０，ｄjw）・Rot(Ｘ，αjw）……（2A） の積 Ｗ2-0 ＝Ａ1w・Ａ2w・Ａ3w・Ａ4w・Ａ5w・Ａ6w ……（3A） として表すことができる。なお、この式（2A），（3A）
は、前述した式（２），（３）と同じである。また、φ
j ，ａjw，ｄjw，αjwも、式（２），（３）の後で説明
したものと同じである。 〔ａ−３〕；手動操作開始時のワーク１ｍの基準点５６
に対するツール２ｎの先端５７の位置姿勢を求める。こ
のために、まず、手動操作開始時におけるツール移動装
置２の関節変数を、θ1-0,θ2-0,・・・，θ6-0 として
取り込む〔ST34〕。図５に示すようなツール移動装置２
の設置点５４を基準としたツール２ｎの取付基準点５５
の位置姿勢Ｔ2-0 は、Ｄｅｎａｖｉｔ−Ｈａｒｔｅｎｂ
ｅｒｇの表現によるリンクパラメーターを使った同次変
換行列 Ａjt＝Rot(Ｚ，θj ）・Trans(ａjt，０，ｄjt）・Rot(Ｘ，αjt）……（4A） の積 Ｔ2-0 ＝Ａ1t・Ａ2t・Ａ3t・Ａ4t・Ａ5t・Ａ6t ……（5A） として表すことができる。なお、この式（4A），（5A）
は、前述した式（４），（５）と同じである。また、φ
j ，ａjw，ｄjw，αjwは、式（４），（５）の後で説明
したものと同じである。そして、絶対座標系５１に対す
るワーク基準点５６の位置姿勢の同次変換行列world Ｘ
w-o を、 world Ｘw-o ＝Ｚw ・Ｗ2-0 ・Ｅw ……（6A） で算出する〔ST35〕。なお、この式（6A）は、前述した
式（６）と同じである。また、Ｚw やＥw も、式（６）
の後のところで説明したものと同じである。また、絶対
座標系５１に対するツール２ｎの先端５７の位置姿勢の
同次変換行列 world Ｘt-o を、 world Ｘt-o ＝Ｚt ・Ｔ2-0 ・Ｅt ……（7A） で算出する〔ST36〕。なお、この式（7A）も、前述した
式（７）と同じである。また、Ｚt やＥt も、式（７）
の後のところで説明したものと同じである。ところで、
ワーク基準点５６に対するツール先端５７の位置姿勢の
同次変換行列を、 wＸt とすると、 world Ｘt-o ＝world Ｘw-o ・ wＸt ……（8A） が成立する。よって、 wＸt は次式で算出する〔ST3
7〕。 wＸt ＝（world Ｘw-o ）-1・（world Ｘt-o ） ……（9A） なお、この式（8A），（9A）は、前述した式（８），
（９）と同じである。〔ａ−４〕；ここで、ｉ＝０とし
て、手動操作開始からの経過時間Δｔ-1を０に設定する
〔ST38〕。 〔ｂ〕：第二工程は、以下に示されるとおりである。い
ままで押されていた操作ボタン１２ｂ，１２Ｄが手放さ
れていないか、すなわち、動作指示信号が同じかどうか
を確認する〔図１５のST39〕。同じ動作指示信号が出力
されていれば、経過時間Δｔ-iに微小時間ΔＴを加算し
〔ST40 ,ST41〕、経過時間Δｔ-i+1として第三工程の実
行を指示する。操作ボタン１２ｂ，１２Ｄの全てが手放
された状態ならば〔ST42〕、終了する〔ST43〕。操作ボ
タン１２ｃに押し変えられたといったように、ボタン操
作が変化していれば〔ST42〕、第一工程のステップ１か
ら繰り返される。 〔ｃ〕：第三工程は、以下に示されるとおりである。こ
れは、第二工程からの指示により実行される。経過時間
Δｔ-iすなわちΔＴ×ｉ後のワーク取扱装置１の関節変
数（φ1-i ，φ2-i ，・・・，φ6-i ）を求める（図１
６のST44）。 φ1-i ＝ φ1-o ＋ Ｖ１w × Δ t-i φ2-i ＝ φ2-o ＋ Ｖ２w × Δ t-i φ3-i ＝ φ3-o ＋ Ｖ３w × Δ t-i φ4-i ＝ φ4-o ＋ Ｖ４w × Δ t-i φ5-i ＝ φ5-o ＋ Ｖ５w × Δ t-i φ6-i ＝ φ6-o ＋ Ｖ６w × Δ t-i ……（24） このときのワーク取扱装置１の設置点５２を基準とした
ワーク１ｍの取付基準点５３の位置姿勢Ｗ2-i は、Ｄｅ
ｎａｖｉｔ−Ｈａｒｔｅｎｂｅｒｇの表現によるリンク
パラメーターを使った同次変換行列 Ａjw＝Rot(ｚ，φj-i ) ・Trans(ａjw，０，ｄjw）・Rot(ｘ，αjw）…（25） を用いて、 Ｗ2-i ＝Ａ1w・Ａ2w・Ａ3w・Ａ4w・Ａ5w・Ａ6w ……（26） として表すことができ、このＷ2-i が求められる〔ST4
5〕。なお、上記の式（25）中の φj-i はワーク取扱装置１のｊ番目の関節変数 ａjwは、ワーク取扱装置１のｊ番目のリンク長さ（固定
値）、ｄjwは、ワーク取扱装置１のｊ−１番目のリンク
とｊ番目のリンクとの間の距離（固定値）、αjwは、ワ
ーク取扱装置１のｊ−１番目のリンクとｊ番目のリンク
との間の角度（固定値）である。ワーク取扱装置１が式
（26）のように動作しても、ワーク１ｍに対するツール
２ｎの相対的な位置姿勢を変えないためのツール移動装
置２の位置姿勢Ｔ2-i を求める。まず、絶対座標系５１
に対するワーク基準点５６の位置姿勢の同次変換行列
world Ｘw-i を、 world Ｘw-i ＝Ｚw ・Ｗ2-i ・Ｅw ……（27） で算出する。そして、式（８）の場合と同様に、 world Ｘt-i ＝world Ｘw-i ・ wＸt ……（28） が成立する。また、座標関係から式（７）と同様に、 world Ｘt-i ＝Ｚt ・Ｔ2-i ・Ｅt ……（29） が成立する。式（29）から、 Ｔ2-i ＝（Ｚt ) -1・ world Ｘt-i ・（Ｅt ) -1 …… (30) が成立し、式（30）に式（27）を代入すると、 Ｔ2-i ＝（Ｚt ) -1・ world Ｘw-i ・ wＸt ・（Ｅt ) -1 ……（31） が得られ、このＴ2-i が求められる〔ST46〕。 〔ｄ〕：第四工程は、以下に示されるとおりである。式
（31）で得たＴ2-i を逆変換して、ツール移動装置２の
関節変数θ1-i ，θ2-i ，・・・，θ6-i を得る〔ST4
7〕。なお、式（26）で得たＷ2-i を逆変換することに
より、ワーク取扱装置１の関節変数φ1-i ，φ2-i ，・
・・，φ6-i を得ることができる。 〔ｅ〕：第五工程は、以下に示されるとおりである。ツ
ール移動装置２およびワーク取扱装置１における各々の
単位当たりのアクチュエーター動作指令値による関節変
数の動作量を、Ｒt1，Ｒt2，・・・，Ｒt6，ＲW1，
ＲW2，・・・，ＲW6とすると、ツール移動装置２のアク
チュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2-i，・・・・，ａ
t6-iおよびワーク取扱装置１のアクチュエーター動作指
令値ａw1-i，ａw2-i，・・・，ａw6-iは、式(101) ，(1
02) で求まる値となる〔ST48〕。こうして得られたツー
ル移動装置２とワーク取扱装置１のアクチュエーター動
作指令値を、経過時間ΔＴ×ｉに到達したとき〔ST4
9〕、その直後に出力し〔ST50〕、そして、第二工程の
ステップ39へ戻る。以上述べた「連動する関節手動操作
モード」において、動作指示信号を受けてから、その信
号がなくなるまでの各工程の移行とその繰り返しが、図
１２のタイミングチャートに示されている。なお、図１
１，図１２，図１３との関連説明も前述と同じである。
このような「連動する関節手動操作モード」ならびに前
述した「連動する直角手動操作モード」によって、ワー
ク１ｍを希望の位置姿勢に移動させた後、ティーチング
ボックス３の動作切替スイッチ９を「単独」に戻し、ロ
ボット切替スイッチ７を「ツール移動装置」にして、ツ
ール２ｎを「単独の関節手動操作モード」あるいは絶対
座標系５１に対する「単独の直角手動操作モード」によ
る次の希望位置姿勢への移動、すなわち、図１３（ｂ）
から図１３（ｃ）へ移す操作が可能となる。次に、これ
らの単独動作について説明する。
て、「関節手動操作モード」が選択され、かつ、動作切
替スイッチ９により「連動」を選択している場合の「連
動する関節手動操作」について述べる。これは、ツール
２ｎとワーク１ｍの相対的な位置姿勢を変えることな
く、ワーク取扱装置１の関節を動作させて、ワーク１ｍ
を所望する位置姿勢に変更するときの操作である。ティ
ーチングボックス３において、動作切替スイッチ９を
「連動」に、モード切替スイッチ８を「関節手動操作モ
ード」に、また、ロボット切替スイッチ７を「ワーク取
扱装置」にする。そして、速度率切替スイッチ１０で所
望する速度率ｒ、例えば０．５である「ｒc 」を選定す
る。そこで、操作ボタン群１２の希望する一つの操作ボ
タン例えば１２ｂと１２Ｄを押したとする。このときの
処理の流れおよび操作ボタン群１２を手放すまでの処理
は次のようになる。 〔ａ〕：第一工程は、後述する〔ａ−１〕ないし〔ａ−
４〕からなる。操作ボタン１２ｂと１２Ｄとを押すこと
により、動作指示信号が取り込まれる〔図７のST１〕。
上記のごとく「連動」であり〔ST２〕、対象ロボットは
「ワーク取扱装置」であり〔図７のST３〕、「関節手動
操作モード」であるので〔図８のST６〕、図１４のステ
ップ32へ進む。なお、対象ロボットが「ツール移動装
置」となっていると〔ST３〕、以後の制御は不可能であ
るので、ロボット切替スイッチ７を「ワーク取扱装置」
とするように切り替えメッセージが、図示しないＣＲＴ
などに表示され〔ST４〕、その時点で制御は終了される
〔ST５〕。ちなみに、この関節手動操作モードにおいて
は、ワーク取扱装置１が３自由度以下のポジショナーで
あってもよい。前述した直角手動操作モードにおいて
は、６自由度のマニプレーターである場合に限られてい
たが、例えば、３自由度のポジショナーが使用されてい
ると、次の〔ａ−１〕で述べる操作ボタン群１２による
動作指示信号はＳ１ないしＳ３だけとなる。 〔ａ−１〕；最初に、ワーク取扱装置１の各関節の速度
が求められる。すなわち、操作ボタン１２ｂ，１２Ｄに
よる動作指示信号 （Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６） と、設定された速度率ｒc と、予め固定的に設定して記
憶されているワーク取扱装置１の関節手動操作の最高速
度テーブル値（Ｖ１w0，Ｖ２w0，Ｖ３w0，Ｖ４w0，Ｖ５
w0，Ｖ６w0）とから、速度指示値（Ｖ１w , Ｖ２w ，Ｖ
３w ，Ｖ４w ，Ｖ５w ，Ｖ６w ）が、 Ｖ１w ＝Ｓ１ × ｒc × Ｖ１w0 Ｖ２w ＝Ｓ２ × ｒc × Ｖ２w0 Ｖ３w ＝Ｓ３ × ｒc × Ｖ３w0 Ｖ４w ＝Ｓ４ × ｒc × Ｖ４w0 Ｖ５w ＝Ｓ５ × ｒc × Ｖ５w0 Ｖ６w ＝Ｓ６ × ｒc × Ｖ６w0 …………（23） の式によって求められる（図１４のST32）。なお、上記
したＳ１，Ｓ２，・・・，Ｓ６は、 操作ボタン１２ａ〜１２ｆが押されているとき、それぞ
れ＋１ 操作ボタン１２Ａ〜１２Ｆが押されているとき、それぞ
れ−１ 押されていないとき、 いずれ
も ０ である。ちなみに、前述したように、いまは、操作ボタ
ン１２ｂ，１２Ｄが押されているだけであるので、Ｖ１
w ＝０，Ｖ３w ＝０，Ｖ５w ＝０，Ｖ６w ＝０である。 〔ａ−２〕；次に、動作指示信号を取り込み、手動操作
開始時のワーク取扱装置１の位置姿勢を求める。手動操
作開始時におけるワーク取扱装置１の関節変数を、φ
1-0,φ2-0,・・・・, φ6-0 として取り込む〔ST33〕。
図５に示すようなワーク取扱装置１の設置点５２を基準
としたワーク１ｍの取付基準点５３の位置姿勢Ｗ
2-0 は、Ｄｅｎａｖｉｔ−Ｈａｒｔｅｎｂｅｒｇの表現
によるリンクパラメーターを使った同次変換行列 Ａjw＝Rot(Ｚ，φj ) ・Trans(ａjw，０，ｄjw）・Rot(Ｘ，αjw）……（2A） の積 Ｗ2-0 ＝Ａ1w・Ａ2w・Ａ3w・Ａ4w・Ａ5w・Ａ6w ……（3A） として表すことができる。なお、この式（2A），（3A）
は、前述した式（２），（３）と同じである。また、φ
j ，ａjw，ｄjw，αjwも、式（２），（３）の後で説明
したものと同じである。 〔ａ−３〕；手動操作開始時のワーク１ｍの基準点５６
に対するツール２ｎの先端５７の位置姿勢を求める。こ
のために、まず、手動操作開始時におけるツール移動装
置２の関節変数を、θ1-0,θ2-0,・・・，θ6-0 として
取り込む〔ST34〕。図５に示すようなツール移動装置２
の設置点５４を基準としたツール２ｎの取付基準点５５
の位置姿勢Ｔ2-0 は、Ｄｅｎａｖｉｔ−Ｈａｒｔｅｎｂ
ｅｒｇの表現によるリンクパラメーターを使った同次変
換行列 Ａjt＝Rot(Ｚ，θj ）・Trans(ａjt，０，ｄjt）・Rot(Ｘ，αjt）……（4A） の積 Ｔ2-0 ＝Ａ1t・Ａ2t・Ａ3t・Ａ4t・Ａ5t・Ａ6t ……（5A） として表すことができる。なお、この式（4A），（5A）
は、前述した式（４），（５）と同じである。また、φ
j ，ａjw，ｄjw，αjwは、式（４），（５）の後で説明
したものと同じである。そして、絶対座標系５１に対す
るワーク基準点５６の位置姿勢の同次変換行列world Ｘ
w-o を、 world Ｘw-o ＝Ｚw ・Ｗ2-0 ・Ｅw ……（6A） で算出する〔ST35〕。なお、この式（6A）は、前述した
式（６）と同じである。また、Ｚw やＥw も、式（６）
の後のところで説明したものと同じである。また、絶対
座標系５１に対するツール２ｎの先端５７の位置姿勢の
同次変換行列 world Ｘt-o を、 world Ｘt-o ＝Ｚt ・Ｔ2-0 ・Ｅt ……（7A） で算出する〔ST36〕。なお、この式（7A）も、前述した
式（７）と同じである。また、Ｚt やＥt も、式（７）
の後のところで説明したものと同じである。ところで、
ワーク基準点５６に対するツール先端５７の位置姿勢の
同次変換行列を、 wＸt とすると、 world Ｘt-o ＝world Ｘw-o ・ wＸt ……（8A） が成立する。よって、 wＸt は次式で算出する〔ST3
7〕。 wＸt ＝（world Ｘw-o ）-1・（world Ｘt-o ） ……（9A） なお、この式（8A），（9A）は、前述した式（８），
（９）と同じである。〔ａ−４〕；ここで、ｉ＝０とし
て、手動操作開始からの経過時間Δｔ-1を０に設定する
〔ST38〕。 〔ｂ〕：第二工程は、以下に示されるとおりである。い
ままで押されていた操作ボタン１２ｂ，１２Ｄが手放さ
れていないか、すなわち、動作指示信号が同じかどうか
を確認する〔図１５のST39〕。同じ動作指示信号が出力
されていれば、経過時間Δｔ-iに微小時間ΔＴを加算し
〔ST40 ,ST41〕、経過時間Δｔ-i+1として第三工程の実
行を指示する。操作ボタン１２ｂ，１２Ｄの全てが手放
された状態ならば〔ST42〕、終了する〔ST43〕。操作ボ
タン１２ｃに押し変えられたといったように、ボタン操
作が変化していれば〔ST42〕、第一工程のステップ１か
ら繰り返される。 〔ｃ〕：第三工程は、以下に示されるとおりである。こ
れは、第二工程からの指示により実行される。経過時間
Δｔ-iすなわちΔＴ×ｉ後のワーク取扱装置１の関節変
数（φ1-i ，φ2-i ，・・・，φ6-i ）を求める（図１
６のST44）。 φ1-i ＝ φ1-o ＋ Ｖ１w × Δ t-i φ2-i ＝ φ2-o ＋ Ｖ２w × Δ t-i φ3-i ＝ φ3-o ＋ Ｖ３w × Δ t-i φ4-i ＝ φ4-o ＋ Ｖ４w × Δ t-i φ5-i ＝ φ5-o ＋ Ｖ５w × Δ t-i φ6-i ＝ φ6-o ＋ Ｖ６w × Δ t-i ……（24） このときのワーク取扱装置１の設置点５２を基準とした
ワーク１ｍの取付基準点５３の位置姿勢Ｗ2-i は、Ｄｅ
ｎａｖｉｔ−Ｈａｒｔｅｎｂｅｒｇの表現によるリンク
パラメーターを使った同次変換行列 Ａjw＝Rot(ｚ，φj-i ) ・Trans(ａjw，０，ｄjw）・Rot(ｘ，αjw）…（25） を用いて、 Ｗ2-i ＝Ａ1w・Ａ2w・Ａ3w・Ａ4w・Ａ5w・Ａ6w ……（26） として表すことができ、このＷ2-i が求められる〔ST4
5〕。なお、上記の式（25）中の φj-i はワーク取扱装置１のｊ番目の関節変数 ａjwは、ワーク取扱装置１のｊ番目のリンク長さ（固定
値）、ｄjwは、ワーク取扱装置１のｊ−１番目のリンク
とｊ番目のリンクとの間の距離（固定値）、αjwは、ワ
ーク取扱装置１のｊ−１番目のリンクとｊ番目のリンク
との間の角度（固定値）である。ワーク取扱装置１が式
（26）のように動作しても、ワーク１ｍに対するツール
２ｎの相対的な位置姿勢を変えないためのツール移動装
置２の位置姿勢Ｔ2-i を求める。まず、絶対座標系５１
に対するワーク基準点５６の位置姿勢の同次変換行列
world Ｘw-i を、 world Ｘw-i ＝Ｚw ・Ｗ2-i ・Ｅw ……（27） で算出する。そして、式（８）の場合と同様に、 world Ｘt-i ＝world Ｘw-i ・ wＸt ……（28） が成立する。また、座標関係から式（７）と同様に、 world Ｘt-i ＝Ｚt ・Ｔ2-i ・Ｅt ……（29） が成立する。式（29）から、 Ｔ2-i ＝（Ｚt ) -1・ world Ｘt-i ・（Ｅt ) -1 …… (30) が成立し、式（30）に式（27）を代入すると、 Ｔ2-i ＝（Ｚt ) -1・ world Ｘw-i ・ wＸt ・（Ｅt ) -1 ……（31） が得られ、このＴ2-i が求められる〔ST46〕。 〔ｄ〕：第四工程は、以下に示されるとおりである。式
（31）で得たＴ2-i を逆変換して、ツール移動装置２の
関節変数θ1-i ，θ2-i ，・・・，θ6-i を得る〔ST4
7〕。なお、式（26）で得たＷ2-i を逆変換することに
より、ワーク取扱装置１の関節変数φ1-i ，φ2-i ，・
・・，φ6-i を得ることができる。 〔ｅ〕：第五工程は、以下に示されるとおりである。ツ
ール移動装置２およびワーク取扱装置１における各々の
単位当たりのアクチュエーター動作指令値による関節変
数の動作量を、Ｒt1，Ｒt2，・・・，Ｒt6，ＲW1，
ＲW2，・・・，ＲW6とすると、ツール移動装置２のアク
チュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2-i，・・・・，ａ
t6-iおよびワーク取扱装置１のアクチュエーター動作指
令値ａw1-i，ａw2-i，・・・，ａw6-iは、式(101) ，(1
02) で求まる値となる〔ST48〕。こうして得られたツー
ル移動装置２とワーク取扱装置１のアクチュエーター動
作指令値を、経過時間ΔＴ×ｉに到達したとき〔ST4
9〕、その直後に出力し〔ST50〕、そして、第二工程の
ステップ39へ戻る。以上述べた「連動する関節手動操作
モード」において、動作指示信号を受けてから、その信
号がなくなるまでの各工程の移行とその繰り返しが、図
１２のタイミングチャートに示されている。なお、図１
１，図１２，図１３との関連説明も前述と同じである。
このような「連動する関節手動操作モード」ならびに前
述した「連動する直角手動操作モード」によって、ワー
ク１ｍを希望の位置姿勢に移動させた後、ティーチング
ボックス３の動作切替スイッチ９を「単独」に戻し、ロ
ボット切替スイッチ７を「ツール移動装置」にして、ツ
ール２ｎを「単独の関節手動操作モード」あるいは絶対
座標系５１に対する「単独の直角手動操作モード」によ
る次の希望位置姿勢への移動、すなわち、図１３（ｂ）
から図１３（ｃ）へ移す操作が可能となる。次に、これ
らの単独動作について説明する。
【００１１】これ以後の説明は、従来からも行われてい
る「単独の関節または直角手動操作」の制御作動であ
る。本制御システムは、「単独の関節または直角手動操
作」のみならず、上記した「連動する関節または直角手
動操作」をも行える複合したシステムであるということ
が理解できるであろう。まず、「単独の関節手動操作」
について述べる。 〔１〕ツール移動装置２の関節を動作させて、ツール２
ｎを希望する位置姿勢に変更するときの操作について説
明する。ティーチングボックス３において、ロボット切
替スイッチ７を「ツール移動装置」に、モード切替スイ
ッチ８を「関節手動操作モード」に、また、動作切替ス
イッチ９を「単独」にする。そして、速度率切替スイッ
チ１０で所望する速度率ｒ、例えば０．２である
「ｒb 」を選定する。そこで、操作ボタン群１２の希望
する一つの操作ボタン例えば１２ａと１２ｃを押したと
する。このときの処理の流れおよび操作ボタン群１２を
手放すまでの処理は次のようになる。 〔ａ〕：第一工程は、以下の〔ａ−１〕なしい〔ａ−
３〕からなる。操作ボタン１２ａ，１２ｃを押すことに
より、動作指示信号が取り込まれる〔図７のST１〕。上
記のごとく「単独」であり〔ST２〕、「関節手動操作モ
ード」であり〔ST51〕、対象ロボットは「ツール移動装
置」であるので〔図１７のST52〕、ステップ53へ進む。 〔ａ−１〕；まず、ツール移動装置２の各関節の速度が
求められる。すなわち、操作ボタンによる動作指示信号 （Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６） と、設定された速度率ｒb と、予め固定的に設定して記
憶されているツール移動装置２の関節手動操作の最高速
度テーブル値（Ｖ１t0，Ｖ２t0，Ｖ３t0，Ｖ４t0，Ｖ５
t0，Ｖ６t0）とから、速度指示値（Ｖ１t , Ｖ２t ，Ｖ
３t ，Ｖ４t ，Ｖ５t ，Ｖ６t ）が、 Ｖ１t ＝Ｓ１ × ｒb × Ｖ１t0 Ｖ２t ＝Ｓ２ × ｒb × Ｖ２t0 Ｖ３t ＝Ｓ３ × ｒb × Ｖ３t0 Ｖ４t ＝Ｓ４ × ｒb × Ｖ４t0 Ｖ５t ＝Ｓ５ × ｒb × Ｖ５t0 Ｖ６t ＝Ｓ６ × ｒb × Ｖ６t0 …………（32） の式によって求められる〔ST53〕。なお、上記したＳ
１，Ｓ２，・・・，Ｓ６は、 操作ボタン１２ａ〜１２ｆが押されているとき、それぞ
れ＋１ 操作ボタン１２Ａ〜１２Ｆが押されているとき、それぞ
れ−１ 押されていないとき、 いずれ
も ０ である。ちなみに、前述したように、いまは、操作ボタ
ン１２ａ，１２ｃが押されているだけであるので、Ｖ２
t ＝０，Ｖ４t ＝０，Ｖ５t ＝０，Ｖ６t ＝０である。 〔ａ−２〕；次に、手動操作開始時のツール移動装置２
の関節変数をθ1-0 ，θ2-0 ，・・・，θ6-0 として取
り込む〔ST54〕。 〔ａ−３〕；ここで、ｉ＝０とし、手動操作開始からの
経過時間Δｔ-1を０に設定する〔ST55〕。 〔ｂ〕：第二工程は、以下に示されるとおりである。い
ままで押されていた操作ボタン１２ａ，１２ｃが手放さ
れていないか、すなわち、動作指示信号は同じかどうか
を確認する〔図１８のST56〕。同じ動作指示信号が出力
されていれば、経過時間Δｔ-iに微小時間ΔＴを加算し
〔ST57 ,ST58〕、経過時間Δｔ-i+1として第三工程の実
行を指示する。操作ボタン１２ａと１２ｃの全てが手放
された状態ならば〔ST59〕、終了する〔ST60〕。操作ボ
タン１２ａ，１２Ｄに押し変えられたといったように、
ボタン操作が変化していれば〔ST59〕、ステップ１から
繰り返される。 〔ｃ〕：第三工程は、以下に示されるとおりである。こ
れは、第二工程からの指示により実行される。経過時間
Δｔ-iすなわちΔＴ×ｉ後のツール移動装置２の関節変
数（θ1-i ，θ2-i ，・・・，θ6-i ）を求める〔ST6
1〕。 θ1-i ＝ θ1-o ＋ Ｖ１t × Δ t-i θ2-i ＝ θ2-o ＋ Ｖ２t × Δ t-i θ3-i ＝ θ3-o ＋ Ｖ３t × Δ t-i θ4-i ＝ θ4-o ＋ Ｖ４t × Δ t-i θ5-i ＝ θ5-o ＋ Ｖ５t × Δ t-i θ6-i ＝ θ6-o ＋ Ｖ６t × Δ t-i ……（33） こうして得られたツール移動装置２の関節変数θ1-i ，
θ2-i ，・・・，θ6-i を、下記の式（101B) によっ
て、アクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2-i，・・
・・，ａt6-iに変換する〔ST62〕。経過時間Δｔ-iに到
達したとき〔ST63〕、その直後に出力し〔ST64〕、そし
て、第二工程の実行へ戻る。 ａt1-i＝θ1-i ／Ｒt1 ａt2-i＝θ2-i ／Ｒt2 ａt3-i＝θ3-i ／Ｒt3 ａt4-i＝θ4-i ／Ｒt4 ａt5-i＝θ5-i ／Ｒt5 ａt6-i＝θ6-i ／Ｒt6 …… (101B) なお、この式（101B) は、前述した式（101)と同じであ
る。
る「単独の関節または直角手動操作」の制御作動であ
る。本制御システムは、「単独の関節または直角手動操
作」のみならず、上記した「連動する関節または直角手
動操作」をも行える複合したシステムであるということ
が理解できるであろう。まず、「単独の関節手動操作」
について述べる。 〔１〕ツール移動装置２の関節を動作させて、ツール２
ｎを希望する位置姿勢に変更するときの操作について説
明する。ティーチングボックス３において、ロボット切
替スイッチ７を「ツール移動装置」に、モード切替スイ
ッチ８を「関節手動操作モード」に、また、動作切替ス
イッチ９を「単独」にする。そして、速度率切替スイッ
チ１０で所望する速度率ｒ、例えば０．２である
「ｒb 」を選定する。そこで、操作ボタン群１２の希望
する一つの操作ボタン例えば１２ａと１２ｃを押したと
する。このときの処理の流れおよび操作ボタン群１２を
手放すまでの処理は次のようになる。 〔ａ〕：第一工程は、以下の〔ａ−１〕なしい〔ａ−
３〕からなる。操作ボタン１２ａ，１２ｃを押すことに
より、動作指示信号が取り込まれる〔図７のST１〕。上
記のごとく「単独」であり〔ST２〕、「関節手動操作モ
ード」であり〔ST51〕、対象ロボットは「ツール移動装
置」であるので〔図１７のST52〕、ステップ53へ進む。 〔ａ−１〕；まず、ツール移動装置２の各関節の速度が
求められる。すなわち、操作ボタンによる動作指示信号 （Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６） と、設定された速度率ｒb と、予め固定的に設定して記
憶されているツール移動装置２の関節手動操作の最高速
度テーブル値（Ｖ１t0，Ｖ２t0，Ｖ３t0，Ｖ４t0，Ｖ５
t0，Ｖ６t0）とから、速度指示値（Ｖ１t , Ｖ２t ，Ｖ
３t ，Ｖ４t ，Ｖ５t ，Ｖ６t ）が、 Ｖ１t ＝Ｓ１ × ｒb × Ｖ１t0 Ｖ２t ＝Ｓ２ × ｒb × Ｖ２t0 Ｖ３t ＝Ｓ３ × ｒb × Ｖ３t0 Ｖ４t ＝Ｓ４ × ｒb × Ｖ４t0 Ｖ５t ＝Ｓ５ × ｒb × Ｖ５t0 Ｖ６t ＝Ｓ６ × ｒb × Ｖ６t0 …………（32） の式によって求められる〔ST53〕。なお、上記したＳ
１，Ｓ２，・・・，Ｓ６は、 操作ボタン１２ａ〜１２ｆが押されているとき、それぞ
れ＋１ 操作ボタン１２Ａ〜１２Ｆが押されているとき、それぞ
れ−１ 押されていないとき、 いずれ
も ０ である。ちなみに、前述したように、いまは、操作ボタ
ン１２ａ，１２ｃが押されているだけであるので、Ｖ２
t ＝０，Ｖ４t ＝０，Ｖ５t ＝０，Ｖ６t ＝０である。 〔ａ−２〕；次に、手動操作開始時のツール移動装置２
の関節変数をθ1-0 ，θ2-0 ，・・・，θ6-0 として取
り込む〔ST54〕。 〔ａ−３〕；ここで、ｉ＝０とし、手動操作開始からの
経過時間Δｔ-1を０に設定する〔ST55〕。 〔ｂ〕：第二工程は、以下に示されるとおりである。い
ままで押されていた操作ボタン１２ａ，１２ｃが手放さ
れていないか、すなわち、動作指示信号は同じかどうか
を確認する〔図１８のST56〕。同じ動作指示信号が出力
されていれば、経過時間Δｔ-iに微小時間ΔＴを加算し
〔ST57 ,ST58〕、経過時間Δｔ-i+1として第三工程の実
行を指示する。操作ボタン１２ａと１２ｃの全てが手放
された状態ならば〔ST59〕、終了する〔ST60〕。操作ボ
タン１２ａ，１２Ｄに押し変えられたといったように、
ボタン操作が変化していれば〔ST59〕、ステップ１から
繰り返される。 〔ｃ〕：第三工程は、以下に示されるとおりである。こ
れは、第二工程からの指示により実行される。経過時間
Δｔ-iすなわちΔＴ×ｉ後のツール移動装置２の関節変
数（θ1-i ，θ2-i ，・・・，θ6-i ）を求める〔ST6
1〕。 θ1-i ＝ θ1-o ＋ Ｖ１t × Δ t-i θ2-i ＝ θ2-o ＋ Ｖ２t × Δ t-i θ3-i ＝ θ3-o ＋ Ｖ３t × Δ t-i θ4-i ＝ θ4-o ＋ Ｖ４t × Δ t-i θ5-i ＝ θ5-o ＋ Ｖ５t × Δ t-i θ6-i ＝ θ6-o ＋ Ｖ６t × Δ t-i ……（33） こうして得られたツール移動装置２の関節変数θ1-i ，
θ2-i ，・・・，θ6-i を、下記の式（101B) によっ
て、アクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2-i，・・
・・，ａt6-iに変換する〔ST62〕。経過時間Δｔ-iに到
達したとき〔ST63〕、その直後に出力し〔ST64〕、そし
て、第二工程の実行へ戻る。 ａt1-i＝θ1-i ／Ｒt1 ａt2-i＝θ2-i ／Ｒt2 ａt3-i＝θ3-i ／Ｒt3 ａt4-i＝θ4-i ／Ｒt4 ａt5-i＝θ5-i ／Ｒt5 ａt6-i＝θ6-i ／Ｒt6 …… (101B) なお、この式（101B) は、前述した式（101)と同じであ
る。
【００１２】〔２〕ワーク取扱装置１の関節を動作させ
て、ワーク１ｍを希望する位置姿勢に変更するときの操
作について説明する。これは、上記の〔１〕で述べたツ
ール移動装置２の関節を動作させてツール２ｎを所望す
る位置姿勢に変更するときの操作と同様に処理される。
ティーチングボックス３において、ロボット切替スイッ
チ７を「ワーク取扱装置」に、モード切替スイッチ８を
「関節手動操作モード」に、また、動作切替スイッチ９
を「単独」にする。そして、速度率切替スイッチ１０で
所望する速度率ｒ、例えば０．５である「ｒc 」を選定
する。そこで、操作ボタン群１２の希望する一つの操作
ボタン例えば１２Ａと１２ｄを押したとする。このとき
の処理の流れおよび操作ボタン群１２を手放すまでの処
理は次のようになる。 〔ａ〕：第一工程は、以下の〔ａ−１〕ないし〔ａ−
３〕からなる。操作ボタン１２Ａ，１２ｄを押すことに
より、動作指示信号が取り込まれる〔図７のST１〕。上
記のごとく動作は「単独」であり〔ST２〕、「関節手動
操作モード」であり〔ST51〕、対象ロボットは「ワーク
取扱装置」であるので〔図１７のST52〕、ステップ65へ
進む。 〔ａ−１〕；まず、ワーク取扱装置１の各関節の速度が
求められる。すなわち、操作ボタンによる動作指示信号 （Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６） と、設定された速度率ｒc と、予め固定的に設定して記
憶されているワーク取扱装置１の関節手動操作の最高速
度テーブル値（Ｖ１w0，Ｖ２w0，Ｖ３w0，Ｖ４w0，Ｖ５
w0，Ｖ６w0）とから、速度指示値（Ｖ１w , Ｖ２w ，Ｖ
３w ，Ｖ４w ，Ｖ５w ，Ｖ６w ）が、 Ｖ１w ＝Ｓ１ × ｒc × Ｖ１w0 Ｖ２w ＝Ｓ２ × ｒc × Ｖ２w0 Ｖ３w ＝Ｓ３ × ｒc × Ｖ３w0 Ｖ４w ＝Ｓ４ × ｒc × Ｖ４w0 Ｖ５w ＝Ｓ５ × ｒc × Ｖ５w0 Ｖ６w ＝Ｓ６ × ｒc × Ｖ６w0 …………(23C) の式によって求められる〔ST65〕。この式(23C）は、前
述した式（23）と同じである。なお、上記したＳ１，Ｓ
２，・・・，Ｓ６は、 操作ボタン１２ａ〜１２ｆが押されているとき、それぞ
れ＋１ 操作ボタン１２Ａ〜１２Ｆが押されているとき、それぞ
れ−１ 押されていないとき、 いずれ
も ０ である。ちなみに、前述したように、いまは、操作ボタ
ン１２Ａ，１２ｄが押されているだけであるので、Ｖ２
w ＝０，Ｖ３w ＝０，Ｖ５w ＝０，Ｖ６w ＝０である。 〔ａ−２〕；次に、手動操作開始時のワーク取扱装置１
の関節変数をφ1-0 ，φ2-0 ，・・・，φ6-0 として取
り込む〔ST66〕。 〔ａ−３〕；そして、ｉ＝０とし、手動操作開始からの
経過時間Δｔ-1を０に設定する〔ST67〕。 〔ｂ〕：第二工程は、以下に示されるとおりである。い
ままで押されていた操作ボタン１２Ａ，１２ｄが手放さ
れていないか、すなわち、動作指示信号は同じかどうか
を確認する〔図１９のST68〕。同じ動作指示信号が出力
されていれば、経過時間Δｔ-iに微小時間ΔＴを加算し
〔ST69 ,ST70〕、経過時間Δｔ-i+1として第三工程の実
行を指示する。操作ボタン１２Ａと１２ｄの全てが手放
された状態ならば〔ST71〕、終了する〔ST72〕。操作ボ
タン１２ａと１２ｄに押し変えられたといったように、
ボタン操作が変化していれば〔ST71〕、ステップ１から
繰り返される。 〔ｃ〕：第三工程は、以下に示されるとおりである。こ
れは、第二工程からの指示により実行される。経過時間
Δｔ-iすなわちΔＴ×ｉ後のワーク取扱装置１の関節変
数（φ1-i ，φ2-i ，・・・，φ6-i ）を求める〔ST7
3〕。 φ1-i ＝ φ1-o ＋ Ｖ１t × Δ t-i φ2-i ＝ φ2-o ＋ Ｖ２t × Δ t-i φ3-i ＝ φ3-o ＋ Ｖ３t × Δ t-i φ4-i ＝ φ4-o ＋ Ｖ４t × Δ t-i φ5-i ＝ φ5-o ＋ Ｖ５t × Δ t-i φ6-i ＝ φ6-o ＋ Ｖ６t × Δ t-i ……(33C） なお、この式(33C）は、前述した式（33）と同じであ
る。こうして得られたワーク取扱装置１の関節変数φ
1-i ，φ2-i，・・・・，φ6-i を、下記の式（102C)
によって、アクチュエーター動作指令値ａw1-i，
ａw2-i，・・・，ａw6-iに変換する〔ST74〕。経過時間
Δｔ-iに到達したとき〔ST75〕、その直後に出力し〔ST
76〕、そして、第二工程の実行へ戻る。 ａw1-i＝φ1-i ／Ｒw1 ａw2-i＝φ2-i ／Ｒw2 ａw3-i＝φ3-i ／Ｒw3 ａw4-i＝φ4-i ／Ｒw4 ａw5-i＝φ5-i ／Ｒw5 ａw6-i＝φ6-i ／Ｒw6 …… (102C) なお、この式（102C) は、前述した式（102)と同じで
ある。
て、ワーク１ｍを希望する位置姿勢に変更するときの操
作について説明する。これは、上記の〔１〕で述べたツ
ール移動装置２の関節を動作させてツール２ｎを所望す
る位置姿勢に変更するときの操作と同様に処理される。
ティーチングボックス３において、ロボット切替スイッ
チ７を「ワーク取扱装置」に、モード切替スイッチ８を
「関節手動操作モード」に、また、動作切替スイッチ９
を「単独」にする。そして、速度率切替スイッチ１０で
所望する速度率ｒ、例えば０．５である「ｒc 」を選定
する。そこで、操作ボタン群１２の希望する一つの操作
ボタン例えば１２Ａと１２ｄを押したとする。このとき
の処理の流れおよび操作ボタン群１２を手放すまでの処
理は次のようになる。 〔ａ〕：第一工程は、以下の〔ａ−１〕ないし〔ａ−
３〕からなる。操作ボタン１２Ａ，１２ｄを押すことに
より、動作指示信号が取り込まれる〔図７のST１〕。上
記のごとく動作は「単独」であり〔ST２〕、「関節手動
操作モード」であり〔ST51〕、対象ロボットは「ワーク
取扱装置」であるので〔図１７のST52〕、ステップ65へ
進む。 〔ａ−１〕；まず、ワーク取扱装置１の各関節の速度が
求められる。すなわち、操作ボタンによる動作指示信号 （Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６） と、設定された速度率ｒc と、予め固定的に設定して記
憶されているワーク取扱装置１の関節手動操作の最高速
度テーブル値（Ｖ１w0，Ｖ２w0，Ｖ３w0，Ｖ４w0，Ｖ５
w0，Ｖ６w0）とから、速度指示値（Ｖ１w , Ｖ２w ，Ｖ
３w ，Ｖ４w ，Ｖ５w ，Ｖ６w ）が、 Ｖ１w ＝Ｓ１ × ｒc × Ｖ１w0 Ｖ２w ＝Ｓ２ × ｒc × Ｖ２w0 Ｖ３w ＝Ｓ３ × ｒc × Ｖ３w0 Ｖ４w ＝Ｓ４ × ｒc × Ｖ４w0 Ｖ５w ＝Ｓ５ × ｒc × Ｖ５w0 Ｖ６w ＝Ｓ６ × ｒc × Ｖ６w0 …………(23C) の式によって求められる〔ST65〕。この式(23C）は、前
述した式（23）と同じである。なお、上記したＳ１，Ｓ
２，・・・，Ｓ６は、 操作ボタン１２ａ〜１２ｆが押されているとき、それぞ
れ＋１ 操作ボタン１２Ａ〜１２Ｆが押されているとき、それぞ
れ−１ 押されていないとき、 いずれ
も ０ である。ちなみに、前述したように、いまは、操作ボタ
ン１２Ａ，１２ｄが押されているだけであるので、Ｖ２
w ＝０，Ｖ３w ＝０，Ｖ５w ＝０，Ｖ６w ＝０である。 〔ａ−２〕；次に、手動操作開始時のワーク取扱装置１
の関節変数をφ1-0 ，φ2-0 ，・・・，φ6-0 として取
り込む〔ST66〕。 〔ａ−３〕；そして、ｉ＝０とし、手動操作開始からの
経過時間Δｔ-1を０に設定する〔ST67〕。 〔ｂ〕：第二工程は、以下に示されるとおりである。い
ままで押されていた操作ボタン１２Ａ，１２ｄが手放さ
れていないか、すなわち、動作指示信号は同じかどうか
を確認する〔図１９のST68〕。同じ動作指示信号が出力
されていれば、経過時間Δｔ-iに微小時間ΔＴを加算し
〔ST69 ,ST70〕、経過時間Δｔ-i+1として第三工程の実
行を指示する。操作ボタン１２Ａと１２ｄの全てが手放
された状態ならば〔ST71〕、終了する〔ST72〕。操作ボ
タン１２ａと１２ｄに押し変えられたといったように、
ボタン操作が変化していれば〔ST71〕、ステップ１から
繰り返される。 〔ｃ〕：第三工程は、以下に示されるとおりである。こ
れは、第二工程からの指示により実行される。経過時間
Δｔ-iすなわちΔＴ×ｉ後のワーク取扱装置１の関節変
数（φ1-i ，φ2-i ，・・・，φ6-i ）を求める〔ST7
3〕。 φ1-i ＝ φ1-o ＋ Ｖ１t × Δ t-i φ2-i ＝ φ2-o ＋ Ｖ２t × Δ t-i φ3-i ＝ φ3-o ＋ Ｖ３t × Δ t-i φ4-i ＝ φ4-o ＋ Ｖ４t × Δ t-i φ5-i ＝ φ5-o ＋ Ｖ５t × Δ t-i φ6-i ＝ φ6-o ＋ Ｖ６t × Δ t-i ……(33C） なお、この式(33C）は、前述した式（33）と同じであ
る。こうして得られたワーク取扱装置１の関節変数φ
1-i ，φ2-i，・・・・，φ6-i を、下記の式（102C)
によって、アクチュエーター動作指令値ａw1-i，
ａw2-i，・・・，ａw6-iに変換する〔ST74〕。経過時間
Δｔ-iに到達したとき〔ST75〕、その直後に出力し〔ST
76〕、そして、第二工程の実行へ戻る。 ａw1-i＝φ1-i ／Ｒw1 ａw2-i＝φ2-i ／Ｒw2 ａw3-i＝φ3-i ／Ｒw3 ａw4-i＝φ4-i ／Ｒw4 ａw5-i＝φ5-i ／Ｒw5 ａw6-i＝φ6-i ／Ｒw6 …… (102C) なお、この式（102C) は、前述した式（102)と同じで
ある。
【００１３】次に、「単独の直角手動操作」について述
べる。 〔３〕ツール移動装置２の関節を動作させ、絶対座標系
５１を基準として、ツール２ｎを希望する位置姿勢に変
更するときの操作について説明する。ティーチングボッ
クス３において、ロボット切替スイッチ７を「ツール移
動装置」に、モード切替スイッチ８を「直角手動操作モ
ード」に、また、動作切替スイッチ９を「単独」にす
る。そして、速度率切替スイッチ１０で所望する速度率
ｒ、例えば０．２である「ｒb 」を選定する。そこで、
操作ボタン群１２の希望する一つの操作ボタン例えば１
２ｂと１２ｃを押したとする。このときの処理の流れお
よび操作ボタン群１２を手放すまでの処理は次のように
なる。 〔ａ〕：第一工程は、以下の〔ａ−１〕ないし〔ａ−
３〕からなる。操作ボタン１２ｂ，１２ｃを押すことに
より、動作指示信号が取り込まれる〔図７のST１〕。上
記のごとく動作は「単独」であり〔ST２〕、「直角手動
操作モード」であり〔ST51〕、対象ロボットは「ツール
移動装置」であるので〔図２０のST82〕、ステップ83へ
進む。 〔ａ−１〕；まず、ツール２ｎの絶対座標系５１での並
進および回転運動の速度を求める。すなわち、操作ボタ
ンによる動作指示信号 （Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ，Ｓα，Ｓβ，Ｓγ） と、設定された速度率ｒb と、予め固定的に設定して記
憶されているツール２ｎの直角手動操作の最高速度テー
ブル値（Ｖｘt0，Ｖｙt0，Ｖｚt0，Ｖαt0，Ｖβt0，Ｖ
γt0）とから、速度指示値（Ｖｘt , Ｖｙt ，Ｖｚt ，
Ｖαt ，Ｖβt ，Ｖγt ）が、 Ｖｘt ＝Ｓｘ × ｒb × Ｖｘt0 Ｖｙt ＝Ｓｙ × ｒb × Ｖｙt0 Ｖｚt ＝Ｓｚ × ｒb × Ｖｚt0 Ｖαt ＝Ｓα × ｒb × Ｖαt0 Ｖβt ＝Ｓβ × ｒb × Ｖβt0 Ｖγt ＝Ｓγ × ｒb × Ｖγt0 …………（35） の式によって求められる〔ST83〕。なお、上記したＳ
ｘ，Ｓｙ，・・・，Ｓγは、 操作ボタン１２ａ〜１２ｆが押されているとき、それぞ
れ＋１ 操作ボタン１２Ａ〜１２Ｆが押されているとき、それぞ
れ−１ 押されていないとき、 いずれ
も ０ である。ちなみに、前述したように、いまは、操作ボタ
ン１２ｂ，１２ｃが押されているだけであるので、Ｖｘ
t ＝０，Ｖαt ＝０，Ｖβt ＝０，Ｖγt ＝０である。 〔ａ−２〕；次に、手動操作開始時におけるツール移動
装置２の関節変数を、θ1-0,θ2-0,・・・, θ6-0 とし
て取り込む〔ST84〕。そして、絶対座標系５１から見た
ツール２ｎの先端５７の位置姿勢の同次変換行列 worl
d Ｘt-o を、 world Ｘt-o ＝Ｚt ・Ｔ2-0 ・Ｅt ……（36） で算出する〔ST85〕。ところで、式（36）は、下式のよ
うにおくことができる。
べる。 〔３〕ツール移動装置２の関節を動作させ、絶対座標系
５１を基準として、ツール２ｎを希望する位置姿勢に変
更するときの操作について説明する。ティーチングボッ
クス３において、ロボット切替スイッチ７を「ツール移
動装置」に、モード切替スイッチ８を「直角手動操作モ
ード」に、また、動作切替スイッチ９を「単独」にす
る。そして、速度率切替スイッチ１０で所望する速度率
ｒ、例えば０．２である「ｒb 」を選定する。そこで、
操作ボタン群１２の希望する一つの操作ボタン例えば１
２ｂと１２ｃを押したとする。このときの処理の流れお
よび操作ボタン群１２を手放すまでの処理は次のように
なる。 〔ａ〕：第一工程は、以下の〔ａ−１〕ないし〔ａ−
３〕からなる。操作ボタン１２ｂ，１２ｃを押すことに
より、動作指示信号が取り込まれる〔図７のST１〕。上
記のごとく動作は「単独」であり〔ST２〕、「直角手動
操作モード」であり〔ST51〕、対象ロボットは「ツール
移動装置」であるので〔図２０のST82〕、ステップ83へ
進む。 〔ａ−１〕；まず、ツール２ｎの絶対座標系５１での並
進および回転運動の速度を求める。すなわち、操作ボタ
ンによる動作指示信号 （Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ，Ｓα，Ｓβ，Ｓγ） と、設定された速度率ｒb と、予め固定的に設定して記
憶されているツール２ｎの直角手動操作の最高速度テー
ブル値（Ｖｘt0，Ｖｙt0，Ｖｚt0，Ｖαt0，Ｖβt0，Ｖ
γt0）とから、速度指示値（Ｖｘt , Ｖｙt ，Ｖｚt ，
Ｖαt ，Ｖβt ，Ｖγt ）が、 Ｖｘt ＝Ｓｘ × ｒb × Ｖｘt0 Ｖｙt ＝Ｓｙ × ｒb × Ｖｙt0 Ｖｚt ＝Ｓｚ × ｒb × Ｖｚt0 Ｖαt ＝Ｓα × ｒb × Ｖαt0 Ｖβt ＝Ｓβ × ｒb × Ｖβt0 Ｖγt ＝Ｓγ × ｒb × Ｖγt0 …………（35） の式によって求められる〔ST83〕。なお、上記したＳ
ｘ，Ｓｙ，・・・，Ｓγは、 操作ボタン１２ａ〜１２ｆが押されているとき、それぞ
れ＋１ 操作ボタン１２Ａ〜１２Ｆが押されているとき、それぞ
れ−１ 押されていないとき、 いずれ
も ０ である。ちなみに、前述したように、いまは、操作ボタ
ン１２ｂ，１２ｃが押されているだけであるので、Ｖｘ
t ＝０，Ｖαt ＝０，Ｖβt ＝０，Ｖγt ＝０である。 〔ａ−２〕；次に、手動操作開始時におけるツール移動
装置２の関節変数を、θ1-0,θ2-0,・・・, θ6-0 とし
て取り込む〔ST84〕。そして、絶対座標系５１から見た
ツール２ｎの先端５７の位置姿勢の同次変換行列 worl
d Ｘt-o を、 world Ｘt-o ＝Ｚt ・Ｔ2-0 ・Ｅt ……（36） で算出する〔ST85〕。ところで、式（36）は、下式のよ
うにおくことができる。
【数３】
そこで、手動操作開始時における絶対座標系５１に対す
るツール２ｎの先端５７の位置のデータ（Ｘt-o , Ｙ
t-o , Ｚt-o）と、姿勢のオイラー角表現のデータ
（αt-o ，βt-o ，γt-o ） とに変換する。すなわ
ち、下式で等価となる６つのパラメーターが求められ
る。
るツール２ｎの先端５７の位置のデータ（Ｘt-o , Ｙ
t-o , Ｚt-o）と、姿勢のオイラー角表現のデータ
（αt-o ，βt-o ，γt-o ） とに変換する。すなわ
ち、下式で等価となる６つのパラメーターが求められ
る。
【数４】
Ｘt-o ＝ｐx ，Ｙt-o ＝ｐy ，Ｚt-o ＝ｐz ……（38)
αt-o ＝ Cos-1（ａx ／Sin(βt-o ）） ……（39）
βt-o ＝ Cos-1（ａz ) ……（40）
γt-o ＝ Sin-1（ｏz ／Sin(βt-o ）） ……（41）
これらの式(38),(39),(40),(41) によって、ツール２ｎ
の位置と姿勢を求める〔ST86〕。 〔ａ−３〕；ここで、ｉ＝０とし、手動操作開始からの
経過時間Δｔ-1を０として設定する〔ST87〕。 〔ｂ〕：第二工程は、以下に示されるとおりである。い
ままで押されていた操作ボタン１２ｂ，１２ｃが手放さ
れていないか、すなわち、動作指示信号は同じかどうか
を確認する〔図２１のST88〕。同じ動作指示信号が出力
されていれば、経過時間Δｔ-iに微小時間ΔＴを加算し
〔ST89 ,ST90〕、経過時間Δｔ-i+1として第三工程の実
行を指示する。操作ボタン１２ｂと１２ｃの全てが手放
された状態ならば〔ST91〕、終了する〔ST92〕。操作ボ
タン１２Ｃ，１２Ｆに押し変えられたといったように、
ボタン操作が変化していれば〔ST91〕、ステップ１から
繰り返される。 〔ｃ〕：第三工程は、以下に示されるとおりである。こ
れは、第二工程からの指示により実行される。経過時間
Δｔ-iすなわちΔＴ×ｉ後の絶対座標系５１を基準とし
たツール２ｎの先端５７の位置（Ｘt-i ，Ｙt-i ，Ｚ
t-i ）と姿勢のオイラー角（αt-i ，βt-i ，γt-i ）
とを求める。 Ｘt-i ＝ Ｘt-o ＋ Ｖｘt × Δ t-i Ｙt-i ＝ Ｙt-o ＋ Ｖｙt × Δ t-i Ｚt-i ＝ Ｚt-o ＋ Ｖｚt × Δ t-i αt-i ＝ αt-o ＋ Ｖαt × Δ t-i βt-i ＝ βt-o ＋ Ｖβt × Δ t-i γt-i ＝ γt-o ＋ Ｖγt × Δ t-i ……（42） このときのツール先端５７の同次変換行列 world Ｘ
t-i は、 world Ｘt-i ＝Trans(Ｘt-i ，Ｙt-i ，Ｚt-i ）・Rot(Ｚ，αt-i ）・ Rot(Ｙ，βt-i ）・Rot(Ｚ，γt-i ） ……（43） で表される。ツール移動装置２の位置姿勢Ｔ2-i は、前
記した式（20）と同様に Ｔ2-i ＝（Ｚt ) -1・ world Ｘw-i ・ wＸt ・（Ｅt ) -1 ……（44） で示されるから、ツール移動装置２の関節変数θ1-i ，
θ2-i ，・・・，θ6-iを得ることができる〔ST93〕。
こうして得られたツール移動装置２の関節変数θ1-i ，
θ2-i，・・・・，θ6-i を、下記の式（101D) によっ
て、アクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2 -i，・・
・，ａt6-iに変換する〔ST94〕。経過時間Δｔ-iに到達
したとき〔ST95〕、その直後に出力し〔ST96〕、そし
て、第二工程の実行へ戻る。 ａt1-i＝θ1-i ／Ｒt1 ａt2-i＝θ2-i ／Ｒt2 ａt3-i＝θ3-i ／Ｒt3 ａt4-i＝θ4-i ／Ｒt4 ａt5-i＝θ5-i ／Ｒt5 ａt6-i＝θ6-i ／Ｒt6 ……(101D) なお、この式（101D) は、前述した式（101)と同じであ
る。
の位置と姿勢を求める〔ST86〕。 〔ａ−３〕；ここで、ｉ＝０とし、手動操作開始からの
経過時間Δｔ-1を０として設定する〔ST87〕。 〔ｂ〕：第二工程は、以下に示されるとおりである。い
ままで押されていた操作ボタン１２ｂ，１２ｃが手放さ
れていないか、すなわち、動作指示信号は同じかどうか
を確認する〔図２１のST88〕。同じ動作指示信号が出力
されていれば、経過時間Δｔ-iに微小時間ΔＴを加算し
〔ST89 ,ST90〕、経過時間Δｔ-i+1として第三工程の実
行を指示する。操作ボタン１２ｂと１２ｃの全てが手放
された状態ならば〔ST91〕、終了する〔ST92〕。操作ボ
タン１２Ｃ，１２Ｆに押し変えられたといったように、
ボタン操作が変化していれば〔ST91〕、ステップ１から
繰り返される。 〔ｃ〕：第三工程は、以下に示されるとおりである。こ
れは、第二工程からの指示により実行される。経過時間
Δｔ-iすなわちΔＴ×ｉ後の絶対座標系５１を基準とし
たツール２ｎの先端５７の位置（Ｘt-i ，Ｙt-i ，Ｚ
t-i ）と姿勢のオイラー角（αt-i ，βt-i ，γt-i ）
とを求める。 Ｘt-i ＝ Ｘt-o ＋ Ｖｘt × Δ t-i Ｙt-i ＝ Ｙt-o ＋ Ｖｙt × Δ t-i Ｚt-i ＝ Ｚt-o ＋ Ｖｚt × Δ t-i αt-i ＝ αt-o ＋ Ｖαt × Δ t-i βt-i ＝ βt-o ＋ Ｖβt × Δ t-i γt-i ＝ γt-o ＋ Ｖγt × Δ t-i ……（42） このときのツール先端５７の同次変換行列 world Ｘ
t-i は、 world Ｘt-i ＝Trans(Ｘt-i ，Ｙt-i ，Ｚt-i ）・Rot(Ｚ，αt-i ）・ Rot(Ｙ，βt-i ）・Rot(Ｚ，γt-i ） ……（43） で表される。ツール移動装置２の位置姿勢Ｔ2-i は、前
記した式（20）と同様に Ｔ2-i ＝（Ｚt ) -1・ world Ｘw-i ・ wＸt ・（Ｅt ) -1 ……（44） で示されるから、ツール移動装置２の関節変数θ1-i ，
θ2-i ，・・・，θ6-iを得ることができる〔ST93〕。
こうして得られたツール移動装置２の関節変数θ1-i ，
θ2-i，・・・・，θ6-i を、下記の式（101D) によっ
て、アクチュエーター動作指令値ａt1-i，ａt2 -i，・・
・，ａt6-iに変換する〔ST94〕。経過時間Δｔ-iに到達
したとき〔ST95〕、その直後に出力し〔ST96〕、そし
て、第二工程の実行へ戻る。 ａt1-i＝θ1-i ／Ｒt1 ａt2-i＝θ2-i ／Ｒt2 ａt3-i＝θ3-i ／Ｒt3 ａt4-i＝θ4-i ／Ｒt4 ａt5-i＝θ5-i ／Ｒt5 ａt6-i＝θ6-i ／Ｒt6 ……(101D) なお、この式（101D) は、前述した式（101)と同じであ
る。
【００１４】〔４〕ワーク取扱装置１の関節を動作さ
せ、絶対座標系５１を基準として、ワーク１ｍを希望す
る位置姿勢に変更するときの操作について説明する。テ
ィーチングボックス３において、ロボット切替スイッチ
７を「ワーク取扱装置」に、モード切替スイッチ８を
「直角手動操作モード」に、また、動作切替スイッチ９
を「単独」にする。すなわち、「ワーク取扱装置の単独
の直角手動操作」とする。そして、速度率切替スイッチ
１０で所望する速度率ｒ、例えば０．５である「ｒc 」
を選定する。そこで、操作ボタン群１２の希望する一つ
の操作ボタン例えば１２ａと１２ｃを押したとする。こ
のときの処理の流れおよび操作ボタン群１２を手放すま
での処理は次のようになる。 〔ａ〕：第一工程は、後述する〔ａ−１〕ないし〔ａ−
３〕からなる。操作ボタン１２ａ，１２ｃを押すことに
より、動作指示信号が取り込まれる〔図７のST１〕。上
記のごとく動作は「単独」であり〔ST２〕、「直角手動
操作モード」であり〔ST51〕、対象ロボットは「ワーク
取扱装置」であるので〔図２０のST82〕、図２２のステ
ップ100 へ進む。ちなみに、ワーク取扱装置１は、６自
由度のマニプレーターであっても、３自由度以下のポジ
ショナーであってもよいが、ここで述べる制御において
は、６自由度のマニプレーターである場合に限られる。
したがって、ステップ100 において、ワーク取扱装置１
が６自由度であるかどうかが問われるようになってい
る。このワーク取扱装置１の自由度は、手動操作教示制
御手段４Ａに予め記憶されているので、それにしたがっ
て、ワーク取扱装置１が６自由度であるかどうかが判定
される。もし、ワーク取扱装置１がポジショナーであれ
ば、以後の制御は不可能である旨のエラーメッセージが
図示しないＣＲＴなどに表示され〔ST101 〕、その時点
で制御は終了される〔ST102 〕。ワーク取扱装置１が６
自由度であれば〔ST100 〕、ステップ103 に進められ
る。 〔ａ−１〕；まず、ワーク１ｍの絶対座標系５１での並
進および回転運動の速度を求める。すなわち、操作ボタ
ンによる動作指示信号 （Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ，Ｓα，Ｓβ，Ｓγ） と、設定された速度率ｒc と、予め固定的に設定して記
憶されているワーク１ｍの直角手動操作の最高速度テー
ブル値（Ｖｘw0，Ｖｙw0，Ｖｚw0，Ｖαw0，Ｖβw0，Ｖ
γw0）とから、速度指示値（Ｖｘw , Ｖｙw ，Ｖｚw ，
Ｖαw ，Ｖβw ，Ｖγw ）が、 Ｖｘw ＝Ｓｘ × ｒc × Ｖｘw0 Ｖｙw ＝Ｓｙ × ｒc × Ｖｙw0 Ｖｚw ＝Ｓｚ × ｒc × Ｖｚw0 Ｖαw ＝Ｓα × ｒc × Ｖαw0 Ｖβw ＝Ｓβ × ｒc × Ｖβw0 Ｖγw ＝Ｓγ × ｒc × Ｖγw0 ………… (45） の式によって求められる〔ST103 〕。なお、上記したＳ
ｘ，Ｓｙ，・・・，Ｓγは、 操作ボタン１２ａ〜１２ｆが押されているとき、それぞ
れ＋１ 操作ボタン１２Ａ〜１２Ｆが押されているとき、それぞ
れ−１ 押されていないとき、 いずれ
も ０ である。ちなみに、前述したように、いまは、操作ボタ
ン１２ａ，１２ｃが押されているだけであるので、Ｖｙ
w ＝０，Ｖαw ＝０，Ｖβw ＝０，Ｖγw ＝０である。 〔ａ−２〕；手動操作開始時におけるワーク取扱装置１
の関節変数を、φ1-0,φ 2-0,・・・, φ6-0 として取り
込む〔ST104 〕。そして、絶対座標系５１から見たワー
ク１ｍの基準点５６の位置姿勢の同次変換行列 world
Ｘw-o を、 world Ｘw-o ＝Ｚw ・Ｔ2-0 ・Ｅw …… (46） で算出する〔ST105 〕。ところで、式 (46）は、下式の
ようにおくことができる。
せ、絶対座標系５１を基準として、ワーク１ｍを希望す
る位置姿勢に変更するときの操作について説明する。テ
ィーチングボックス３において、ロボット切替スイッチ
７を「ワーク取扱装置」に、モード切替スイッチ８を
「直角手動操作モード」に、また、動作切替スイッチ９
を「単独」にする。すなわち、「ワーク取扱装置の単独
の直角手動操作」とする。そして、速度率切替スイッチ
１０で所望する速度率ｒ、例えば０．５である「ｒc 」
を選定する。そこで、操作ボタン群１２の希望する一つ
の操作ボタン例えば１２ａと１２ｃを押したとする。こ
のときの処理の流れおよび操作ボタン群１２を手放すま
での処理は次のようになる。 〔ａ〕：第一工程は、後述する〔ａ−１〕ないし〔ａ−
３〕からなる。操作ボタン１２ａ，１２ｃを押すことに
より、動作指示信号が取り込まれる〔図７のST１〕。上
記のごとく動作は「単独」であり〔ST２〕、「直角手動
操作モード」であり〔ST51〕、対象ロボットは「ワーク
取扱装置」であるので〔図２０のST82〕、図２２のステ
ップ100 へ進む。ちなみに、ワーク取扱装置１は、６自
由度のマニプレーターであっても、３自由度以下のポジ
ショナーであってもよいが、ここで述べる制御において
は、６自由度のマニプレーターである場合に限られる。
したがって、ステップ100 において、ワーク取扱装置１
が６自由度であるかどうかが問われるようになってい
る。このワーク取扱装置１の自由度は、手動操作教示制
御手段４Ａに予め記憶されているので、それにしたがっ
て、ワーク取扱装置１が６自由度であるかどうかが判定
される。もし、ワーク取扱装置１がポジショナーであれ
ば、以後の制御は不可能である旨のエラーメッセージが
図示しないＣＲＴなどに表示され〔ST101 〕、その時点
で制御は終了される〔ST102 〕。ワーク取扱装置１が６
自由度であれば〔ST100 〕、ステップ103 に進められ
る。 〔ａ−１〕；まず、ワーク１ｍの絶対座標系５１での並
進および回転運動の速度を求める。すなわち、操作ボタ
ンによる動作指示信号 （Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ，Ｓα，Ｓβ，Ｓγ） と、設定された速度率ｒc と、予め固定的に設定して記
憶されているワーク１ｍの直角手動操作の最高速度テー
ブル値（Ｖｘw0，Ｖｙw0，Ｖｚw0，Ｖαw0，Ｖβw0，Ｖ
γw0）とから、速度指示値（Ｖｘw , Ｖｙw ，Ｖｚw ，
Ｖαw ，Ｖβw ，Ｖγw ）が、 Ｖｘw ＝Ｓｘ × ｒc × Ｖｘw0 Ｖｙw ＝Ｓｙ × ｒc × Ｖｙw0 Ｖｚw ＝Ｓｚ × ｒc × Ｖｚw0 Ｖαw ＝Ｓα × ｒc × Ｖαw0 Ｖβw ＝Ｓβ × ｒc × Ｖβw0 Ｖγw ＝Ｓγ × ｒc × Ｖγw0 ………… (45） の式によって求められる〔ST103 〕。なお、上記したＳ
ｘ，Ｓｙ，・・・，Ｓγは、 操作ボタン１２ａ〜１２ｆが押されているとき、それぞ
れ＋１ 操作ボタン１２Ａ〜１２Ｆが押されているとき、それぞ
れ−１ 押されていないとき、 いずれ
も ０ である。ちなみに、前述したように、いまは、操作ボタ
ン１２ａ，１２ｃが押されているだけであるので、Ｖｙ
w ＝０，Ｖαw ＝０，Ｖβw ＝０，Ｖγw ＝０である。 〔ａ−２〕；手動操作開始時におけるワーク取扱装置１
の関節変数を、φ1-0,φ 2-0,・・・, φ6-0 として取り
込む〔ST104 〕。そして、絶対座標系５１から見たワー
ク１ｍの基準点５６の位置姿勢の同次変換行列 world
Ｘw-o を、 world Ｘw-o ＝Ｚw ・Ｔ2-0 ・Ｅw …… (46） で算出する〔ST105 〕。ところで、式 (46）は、下式の
ようにおくことができる。
【数５】
そこで、手動操作開始時における絶対座標系５１に対す
るワーク１ｍの基準点５６の位置のデータ（Ｘw-o , Ｙ
w-o , Ｚw-o ）と、姿勢のオイラー角表現のデータ
（αw-o ，βw-o ，γw-o ） とに変換する。すなわ
ち、下式で等価となる６つのパラメーターが求められ
る。
るワーク１ｍの基準点５６の位置のデータ（Ｘw-o , Ｙ
w-o , Ｚw-o ）と、姿勢のオイラー角表現のデータ
（αw-o ，βw-o ，γw-o ） とに変換する。すなわ
ち、下式で等価となる６つのパラメーターが求められ
る。
【数６】
Ｘw-o ＝ｐx ，Ｙw-o ＝ｐy ，Ｚw-o ＝ｐz …… (48)
αw-o ＝ Cos-1（ａx ／Sin(βw-o ）） …… (49)
βw-o ＝ Cos-1（ａz ) …… (50)
γw-o ＝ Sin-1（ｏz ／Sin(βw-o ）） …… (51)
これらの式 (48), (49), (50), (51) によって、ワーク
１ｍの位置と姿勢を求める〔ST106 〕。 〔ａ−３〕；ここで、ｉ＝０とし、手動操作開始からの
経過時間Δｔ-1を０として設定する〔ST107 〕。 〔ｂ〕：第二工程は、以下に示されるとおりである。い
ままで押されていた操作ボタン１２ａ，１２ｃが手放さ
れていないか、すなわち動作指示信号は同じかどうかを
確認する〔図２３のST108 〕。同じ動作指示信号が出力
されていれば、経過時間Δｔ-iに微小時間ΔＴを加算し
〔ST109 ,ST110 〕、経過時間Δｔ-i+1として第三工程
の実行を指示する。操作ボタン１２ａと１２ｃの全てが
手放された状態ならば〔ST111〕、終了する〔ST112
〕。操作ボタン１２ａ，１２ｃ，１２Ｅに押し変えら
れたといったように、ボタン操作が変化していれば〔ST
111 〕、ステップ１から繰り返される。 〔ｃ〕：第三工程は、以下に示されるとおりである。こ
れは、第二工程からの指示により実行される。経過時間
Δｔ-iすなわちΔＴ×ｉ後の絶対座標系５１を基準とし
たワーク基準点５６の位置（Ｘw-i ，Ｙw-i ，Ｚw-i ）
と姿勢のオイラー角（αw-i ，βw-i，γw-i ）とを求
める。 Ｘw-i ＝ Ｘw-o ＋ Ｖｘw × Δ t-i Ｙw-i ＝ Ｙw-o ＋ Ｖｙw × Δ t-i Ｚw-i ＝ Ｚw-o ＋ Ｖｚw × Δ t-i αw-i ＝ αw-o ＋ Ｖαw × Δ t-i βw-i ＝ βw-o ＋ Ｖβw × Δ t-i γw-i ＝ γw-o ＋ Ｖγw × Δ t-i ……（52) このときのワーク基準点５６の同次変換行列 world Ｘ
w-i は、 world Ｘw-i ＝Trans(Ｘw-i ，Ｙw-i ，Ｚw-i ）・Rot(Ｚ，αw-i ）・ Rot(Ｙ，βw-i ）・Rot(Ｚ，γw-i ） …… (53) で表される。ワーク取扱装置１の位置姿勢Ｗ2-i は、前
記した式（22）と同じの Ｗ2-i ＝（Ｚw ）-1・ world Ｘw-i ・（Ｅw ）-1 ……（54） から、ワーク取扱装置１の関節変数φ1-i ，φ2-i ，・
・・，φ6-i を得る〔ST113 〕。こうして得られたワー
ク取扱装置１の関節変数φ1-i ，φ2-i ，・・・・，φ
6-i を、下記の式（102E) によって、アクチュエーター
動作指令値ａw1-i，ａw2-i，・・・，ａw6-iに変換する
〔ST114 〕。経過時間Δｔ-iに到達したとき〔ST115
〕、その直後に出力し〔ST116 〕、そして、第二工程
の実行へ戻る。 ａw1-i＝φ1-i ／Ｒw1 ａw2-i＝φ2-i ／Ｒw2 ａw3-i＝φ3-i ／Ｒw3 ａw4-i＝φ4-i ／Ｒw4 ａw5-i＝φ5-i ／Ｒw5 ａw6-i＝φ6-i ／Ｒw6 …… (102E) なお、この式（102E) は、前述した式（102)と同じで
ある。
１ｍの位置と姿勢を求める〔ST106 〕。 〔ａ−３〕；ここで、ｉ＝０とし、手動操作開始からの
経過時間Δｔ-1を０として設定する〔ST107 〕。 〔ｂ〕：第二工程は、以下に示されるとおりである。い
ままで押されていた操作ボタン１２ａ，１２ｃが手放さ
れていないか、すなわち動作指示信号は同じかどうかを
確認する〔図２３のST108 〕。同じ動作指示信号が出力
されていれば、経過時間Δｔ-iに微小時間ΔＴを加算し
〔ST109 ,ST110 〕、経過時間Δｔ-i+1として第三工程
の実行を指示する。操作ボタン１２ａと１２ｃの全てが
手放された状態ならば〔ST111〕、終了する〔ST112
〕。操作ボタン１２ａ，１２ｃ，１２Ｅに押し変えら
れたといったように、ボタン操作が変化していれば〔ST
111 〕、ステップ１から繰り返される。 〔ｃ〕：第三工程は、以下に示されるとおりである。こ
れは、第二工程からの指示により実行される。経過時間
Δｔ-iすなわちΔＴ×ｉ後の絶対座標系５１を基準とし
たワーク基準点５６の位置（Ｘw-i ，Ｙw-i ，Ｚw-i ）
と姿勢のオイラー角（αw-i ，βw-i，γw-i ）とを求
める。 Ｘw-i ＝ Ｘw-o ＋ Ｖｘw × Δ t-i Ｙw-i ＝ Ｙw-o ＋ Ｖｙw × Δ t-i Ｚw-i ＝ Ｚw-o ＋ Ｖｚw × Δ t-i αw-i ＝ αw-o ＋ Ｖαw × Δ t-i βw-i ＝ βw-o ＋ Ｖβw × Δ t-i γw-i ＝ γw-o ＋ Ｖγw × Δ t-i ……（52) このときのワーク基準点５６の同次変換行列 world Ｘ
w-i は、 world Ｘw-i ＝Trans(Ｘw-i ，Ｙw-i ，Ｚw-i ）・Rot(Ｚ，αw-i ）・ Rot(Ｙ，βw-i ）・Rot(Ｚ，γw-i ） …… (53) で表される。ワーク取扱装置１の位置姿勢Ｗ2-i は、前
記した式（22）と同じの Ｗ2-i ＝（Ｚw ）-1・ world Ｘw-i ・（Ｅw ）-1 ……（54） から、ワーク取扱装置１の関節変数φ1-i ，φ2-i ，・
・・，φ6-i を得る〔ST113 〕。こうして得られたワー
ク取扱装置１の関節変数φ1-i ，φ2-i ，・・・・，φ
6-i を、下記の式（102E) によって、アクチュエーター
動作指令値ａw1-i，ａw2-i，・・・，ａw6-iに変換する
〔ST114 〕。経過時間Δｔ-iに到達したとき〔ST115
〕、その直後に出力し〔ST116 〕、そして、第二工程
の実行へ戻る。 ａw1-i＝φ1-i ／Ｒw1 ａw2-i＝φ2-i ／Ｒw2 ａw3-i＝φ3-i ／Ｒw3 ａw4-i＝φ4-i ／Ｒw4 ａw5-i＝φ5-i ／Ｒw5 ａw6-i＝φ6-i ／Ｒw6 …… (102E) なお、この式（102E) は、前述した式（102)と同じで
ある。
【００１５】なお、前述した「連動する直角手動操作」
において、ワーク取扱装置１の位置姿勢に関する直角座
標系の軸方向または軸周り回転の動作を指定するときの
基準とする座標系は、絶対座標系として説明した。しか
し、ワーク取扱装置１の設置点５２（図５参照）に設け
た座標系を基準としてもよい。その場合には、第１工程
の式（６），（７），（８），（９），(10)は、以下の
式に置き換えられることになる。ワーク取扱装置１の設
置点５２に対するワーク基準点５６の位置姿勢の同次変
換行列w1Ｘw-o は、 W1Ｘw-o ＝Ｗ2-0 ・Ｅw ……（6X） となる。ただし、Ｗ2-0 は式（３）によるものであり、
Ｅw はワーク１ｍの取付基準点５３に対するワーク基準
点５６の位置姿勢の同次変換行列である。このＥw のデ
ータは、前述の場合と同様に、手動操作教示制御手段４
Ａに予め記憶されている。一方、ツール移動装置２の設
置点５４に対するツール２ｎの先端５７の位置姿勢の同
次変換行列T1Ｘt-o は、 T1Ｘt-o ＝Ｔ2-0 ・Ｅt ……（7X） となる。ただし、Ｔ2-0 は式（５）によるものであり、
Ｅt はツール２ｎの取付基準点５５に対するツール先端
５７の位置姿勢の同次変換行列である。このＥtのデー
タも、前述の場合と同様に、手動操作教示制御手段４Ａ
に予め記憶されている。したがって、絶対座標系５１
（図５参照）から見たワーク取扱装置１の設置点５２の
位置姿勢の同次変換行列Ｚw と、絶対座標系５１から見
たツール移動装置２の設置点５４の位置姿勢の同次変換
行列Ｚt と、ワーク基準点５６に対するツール２ｎの先
端５７の位置姿勢の同次変換行列 wＸt を用いると、 Ｚt ・T1Ｘt-o ＝Ｚw ・W1Ｘw-o ・ wＸt ……（8X） が成立する。よって、 wＸt は、 wＸt ＝（W1Ｘw-o ) -1・Ｚw -1・Ｚt ・T1Ｘt-o ……（9X） で算出される。一方、式（7X）のワーク取扱装置１の設
置点５２に対するワーク基準点５６の位置姿勢を表す同
次変換行列w1Ｘw-o は、下式のようになる。
において、ワーク取扱装置１の位置姿勢に関する直角座
標系の軸方向または軸周り回転の動作を指定するときの
基準とする座標系は、絶対座標系として説明した。しか
し、ワーク取扱装置１の設置点５２（図５参照）に設け
た座標系を基準としてもよい。その場合には、第１工程
の式（６），（７），（８），（９），(10)は、以下の
式に置き換えられることになる。ワーク取扱装置１の設
置点５２に対するワーク基準点５６の位置姿勢の同次変
換行列w1Ｘw-o は、 W1Ｘw-o ＝Ｗ2-0 ・Ｅw ……（6X） となる。ただし、Ｗ2-0 は式（３）によるものであり、
Ｅw はワーク１ｍの取付基準点５３に対するワーク基準
点５６の位置姿勢の同次変換行列である。このＥw のデ
ータは、前述の場合と同様に、手動操作教示制御手段４
Ａに予め記憶されている。一方、ツール移動装置２の設
置点５４に対するツール２ｎの先端５７の位置姿勢の同
次変換行列T1Ｘt-o は、 T1Ｘt-o ＝Ｔ2-0 ・Ｅt ……（7X） となる。ただし、Ｔ2-0 は式（５）によるものであり、
Ｅt はツール２ｎの取付基準点５５に対するツール先端
５７の位置姿勢の同次変換行列である。このＥtのデー
タも、前述の場合と同様に、手動操作教示制御手段４Ａ
に予め記憶されている。したがって、絶対座標系５１
（図５参照）から見たワーク取扱装置１の設置点５２の
位置姿勢の同次変換行列Ｚw と、絶対座標系５１から見
たツール移動装置２の設置点５４の位置姿勢の同次変換
行列Ｚt と、ワーク基準点５６に対するツール２ｎの先
端５７の位置姿勢の同次変換行列 wＸt を用いると、 Ｚt ・T1Ｘt-o ＝Ｚw ・W1Ｘw-o ・ wＸt ……（8X） が成立する。よって、 wＸt は、 wＸt ＝（W1Ｘw-o ) -1・Ｚw -1・Ｚt ・T1Ｘt-o ……（9X） で算出される。一方、式（7X）のワーク取扱装置１の設
置点５２に対するワーク基準点５６の位置姿勢を表す同
次変換行列w1Ｘw-o は、下式のようになる。
【数７】
また、第三工程の式（16），（17），（18），（19），
(20)，（21），（22）は、以下の式に置き換えられるこ
とになる。このときのワーク取扱装置１の設置点５２に
対するワーク基準点５６の位置姿勢の同次変換行列W1Ｘ
w-i は、 W1Ｘw-i ＝Trans(Ｘw-i ，Ｙw-i ，Ｚw-i ）・Rot(Ｚ，αw-i ）・ Rot(Ｙ，βw-i ）・Rot(Ｚ，γw-i ） ……(16X） で求められる。ワーク１ｍが式(16X）のように動作して
も、ワーク１ｍに対するツール２ｎの相対的な位置姿勢
を変えないためのツール移動装置２の位置姿勢Ｔ2-i が
求められる。前記した式（8X）と同様に、 Ｚt ・T1Ｘt-i ＝Ｚw ・W1Ｘw-i ・ wＸt ……(17X） が成立する。また、座標関係から式（7X）と同様に、 T1Ｘt-i ＝Ｔ2-0 ・Ｅt ……(18X） が成立する。式(18X）から、 Ｔ2-i ＝T1Ｘt-i （Ｅt ) -1 ……(19X） が成立し、式(19X）に式(17X）を代入すると、 Ｔ2-i ＝（Ｚt ) -1・Ｚw ・W1Ｘw-i ・ wＸt ・（Ｅt ) -1 ……(20X） が得られる。一方、ワーク取扱装置１の位置姿勢の同次
変換行列Ｗ2-i は、前記の式（6X）と同様にして、 W1Ｘw-i ＝Ｗ2-i ・Ｅw ……(21X） が成立し、 Ｗ2-i ＝W1Ｘw-i ・（Ｅw ) -1 ……(22X） によって演算することができる。
(20)，（21），（22）は、以下の式に置き換えられるこ
とになる。このときのワーク取扱装置１の設置点５２に
対するワーク基準点５６の位置姿勢の同次変換行列W1Ｘ
w-i は、 W1Ｘw-i ＝Trans(Ｘw-i ，Ｙw-i ，Ｚw-i ）・Rot(Ｚ，αw-i ）・ Rot(Ｙ，βw-i ）・Rot(Ｚ，γw-i ） ……(16X） で求められる。ワーク１ｍが式(16X）のように動作して
も、ワーク１ｍに対するツール２ｎの相対的な位置姿勢
を変えないためのツール移動装置２の位置姿勢Ｔ2-i が
求められる。前記した式（8X）と同様に、 Ｚt ・T1Ｘt-i ＝Ｚw ・W1Ｘw-i ・ wＸt ……(17X） が成立する。また、座標関係から式（7X）と同様に、 T1Ｘt-i ＝Ｔ2-0 ・Ｅt ……(18X） が成立する。式(18X）から、 Ｔ2-i ＝T1Ｘt-i （Ｅt ) -1 ……(19X） が成立し、式(19X）に式(17X）を代入すると、 Ｔ2-i ＝（Ｚt ) -1・Ｚw ・W1Ｘw-i ・ wＸt ・（Ｅt ) -1 ……(20X） が得られる。一方、ワーク取扱装置１の位置姿勢の同次
変換行列Ｗ2-i は、前記の式（6X）と同様にして、 W1Ｘw-i ＝Ｗ2-i ・Ｅw ……(21X） が成立し、 Ｗ2-i ＝W1Ｘw-i ・（Ｅw ) -1 ……(22X） によって演算することができる。
【００１６】前述したように、連動の手動操作における
教示作業おいては、産業用ロボットの手動操作教示制御
手段で固定的に決めた一定の微小時間の経過を予測し
て、ワーク取扱装置のアクチュエーター動作指令値とツ
ール移動装置のアクチュエーター動作指令値とが求めら
れる。そして、所定の経過時間に到達した時点で、ツー
ル移動装置のアクチュエーター動作指令値およびワーク
取扱装置のアクチュエーター動作指令値が同期して出力
され、ワーク取扱装置の関節やツール移動装置の関節が
その出力信号に基づいて動作する。本発明の独特の効果
としては、操作ボタン群を押して連動させながらワーク
とツールを動かせている最中に完全な同期がとれるの
で、ワークに対するツールの相対的な位置姿勢は、常に
一定に保たれる。そして、操作ボタン群を手放したとき
には、ワークに対するツールの相対的な位置姿勢は一定
の状態で止まることになる。なお、操作ボタン群を手放
した場合、実際にロボットが停止するのは上記の微小時
間経過後となるが、速度率切替スイッチの速度率の選定
によって、ワークとツールの動きを調整することができ
る。すなわち、所望する位置の近くまでは高速で動か
し、所望する位置に極めて接近した状態では低速で動か
すことにより、所望する位置に停止させることができ
る。ツールとワークの干渉を避けるためのツールの退避
動作をさせる必要がなくなるので、教示作業が簡便化さ
れかつ迅速なものとすることができる。また、ワークの
位置姿勢が変わっても、手動操作開始時のワークに対す
るツールの位置姿勢がその後も維持されるので、前の教
示点におけるワークに対するツールの位置姿勢が極めて
分かりやすくなり、ツールの次の教示点における教示作
業を間違いなく行うことができる。
教示作業おいては、産業用ロボットの手動操作教示制御
手段で固定的に決めた一定の微小時間の経過を予測し
て、ワーク取扱装置のアクチュエーター動作指令値とツ
ール移動装置のアクチュエーター動作指令値とが求めら
れる。そして、所定の経過時間に到達した時点で、ツー
ル移動装置のアクチュエーター動作指令値およびワーク
取扱装置のアクチュエーター動作指令値が同期して出力
され、ワーク取扱装置の関節やツール移動装置の関節が
その出力信号に基づいて動作する。本発明の独特の効果
としては、操作ボタン群を押して連動させながらワーク
とツールを動かせている最中に完全な同期がとれるの
で、ワークに対するツールの相対的な位置姿勢は、常に
一定に保たれる。そして、操作ボタン群を手放したとき
には、ワークに対するツールの相対的な位置姿勢は一定
の状態で止まることになる。なお、操作ボタン群を手放
した場合、実際にロボットが停止するのは上記の微小時
間経過後となるが、速度率切替スイッチの速度率の選定
によって、ワークとツールの動きを調整することができ
る。すなわち、所望する位置の近くまでは高速で動か
し、所望する位置に極めて接近した状態では低速で動か
すことにより、所望する位置に停止させることができ
る。ツールとワークの干渉を避けるためのツールの退避
動作をさせる必要がなくなるので、教示作業が簡便化さ
れかつ迅速なものとすることができる。また、ワークの
位置姿勢が変わっても、手動操作開始時のワークに対す
るツールの位置姿勢がその後も維持されるので、前の教
示点におけるワークに対するツールの位置姿勢が極めて
分かりやすくなり、ツールの次の教示点における教示作
業を間違いなく行うことができる。
【図１】 ワーク取扱装置とツール移動装置の二基のロ
ボットからなる産業用ロボットであり、ティーチングボ
ックスと制御装置との配置関係図。
ボットからなる産業用ロボットであり、ティーチングボ
ックスと制御装置との配置関係図。
【図２】 ワークが取り付けられた６自由度を有するワ
ーク取扱装置の斜視図。
ーク取扱装置の斜視図。
【図３】 ツールが取り付けられた６自由度を有するツ
ール移動装置の斜視図。
ール移動装置の斜視図。
【図４】 各種切替スイッチを有するティーチングボッ
クスの操作パネルの正面図。
クスの操作パネルの正面図。
【図５】 ワーク取扱装置とツール移動装置における各
座標とその座標間の位置姿勢関係を示す同次変換行列の
関連説明図。
座標とその座標間の位置姿勢関係を示す同次変換行列の
関連説明図。
【図６】 手動操作教示制御手段の構成ブロック図と各
ロボットにおけるアクチュエーターとの関連説明図。
ロボットにおけるアクチュエーターとの関連説明図。
【図７】 初期段階の作動を説明するフローチャート。
【図８】 「連動」作動を説明するフローチャート。
【図９】 図８のＢに続く「連動する直角手動操作モー
ド」におけるフローチャート。
ド」におけるフローチャート。
【図１０】 図９のＤに続く「連動する直角手動操作モ
ード」におけるフローチャート。
ード」におけるフローチャート。
【図１１】 （ａ）ないし（ｃ）は、教示点Ａを移動さ
せるときの「連動」動作する教示経路の模式的説明図。
せるときの「連動」動作する教示経路の模式的説明図。
【図１２】 操作ボタンの全部が手放されるまでの各工
程におけるタイミングチャート。
程におけるタイミングチャート。
【図１３】 ワーク取扱装置とツール移動装置とが「連
動」動作しているときの説明であり、（ａ）は最初の位
置決め状態図、（ｂ）はツールがワークに追従して移動
した後の位置決め状態図、（ｃ）は次の点を教示してい
る状態図。
動」動作しているときの説明であり、（ａ）は最初の位
置決め状態図、（ｂ）はツールがワークに追従して移動
した後の位置決め状態図、（ｃ）は次の点を教示してい
る状態図。
【図１４】 図８のＦに続く「連動する関節手動操作モ
ード」におけるフローチャート。
ード」におけるフローチャート。
【図１５】 図１４のＧに続く「連動する関節手動操作
モード」におけるフローチャート。
モード」におけるフローチャート。
【図１６】 図１５のＨに続く「連動する関節手動操作
モード」におけるフローチャート。
モード」におけるフローチャート。
【図１７】 図７のＪに続く「単独の関節手動操作モー
ド」におけるフローチャー。
ド」におけるフローチャー。
【図１８】 図１７のＫに続く「単独の関節手動操作モ
ード」におけるフローチャー。
ード」におけるフローチャー。
【図１９】 図１７のＬに続く「単独の関節手動操作モ
ード」におけるフローチャー。
ード」におけるフローチャー。
【図２０】 図７のＭに続く「単独の直角手動操作モー
ド」におけるフローチャート。
ド」におけるフローチャート。
【図２１】 図２０のＮに続く「単独の直角手動操作モ
ード」におけるフローチャー。
ード」におけるフローチャー。
【図２２】 図２０のＯに続く「単独の直角手動操作モ
ード」におけるフローチャー。
ード」におけるフローチャー。
【図２３】 図２２のＰに続く「単独の直角手動操作モ
ード」におけるフローチャー。
ード」におけるフローチャー。
【図２４】 ワーク取扱装置とツール移動装置とが連動
しなくて単独の手動操作となっている従来技術における
協調動作の教示説明であり、（ａ）は最初の位置決め状
態図、（ｂ）はツールをワークから遠ざけた退避状態
図、（ｃ）はワークを次の位置決め状態にもってゆくワ
ーク移動状態図、（ｄ）はツールをワーク上の次の点を
教示する状態図。
しなくて単独の手動操作となっている従来技術における
協調動作の教示説明であり、（ａ）は最初の位置決め状
態図、（ｂ）はツールをワークから遠ざけた退避状態
図、（ｃ）はワークを次の位置決め状態にもってゆくワ
ーク移動状態図、（ｄ）はツールをワーク上の次の点を
教示する状態図。
１…ワーク取扱装置（ロボット，マニプレーター）、１
ｍ…ワーク、２…ツール移動装置（ロボット，マニプレ
ーター）、２ｎ…ツール、４Ａ…手動操作教示制御手段
（コンピューター）、９…単独連動操作選択手段（動作
切替スイッチ）、１２…動作指示スイッチ手段（操作ボ
タン群）、ｒ…ワーク取扱装置の速度、ΔＴ…予め設定
した微小時間、ａt1-i，ａt2-i，・・・，ａt6-i…ツー
ル移動装置のアクチュエーター動作指令値、ａw1-i，ａ
w2-i，・・・，ａw6-i…ワーク取扱装置のアクチュエー
ター動作指令値。
ｍ…ワーク、２…ツール移動装置（ロボット，マニプレ
ーター）、２ｎ…ツール、４Ａ…手動操作教示制御手段
（コンピューター）、９…単独連動操作選択手段（動作
切替スイッチ）、１２…動作指示スイッチ手段（操作ボ
タン群）、ｒ…ワーク取扱装置の速度、ΔＴ…予め設定
した微小時間、ａt1-i，ａt2-i，・・・，ａt6-i…ツー
ル移動装置のアクチュエーター動作指令値、ａw1-i，ａ
w2-i，・・・，ａw6-i…ワーク取扱装置のアクチュエー
ター動作指令値。
Claims (3)
- 【請求項１】 ワークの位置姿勢を変化させることがで
きるワーク取扱装置と、該ワークに作業を施すツールの
位置姿勢を変化させることができるツール移動装置とを
有し、教示作業を手動操作により行う産業用ロボットの
教示制御装置において、 前記ワーク取扱装置におけるワークの位置姿勢変化と前
記ツール移動装置におけるツールの位置姿勢変化とを独
立して手動操作させるか、前記ツール移動装置における
ツールの位置姿勢変化を、前記ワーク取扱装置における
ワークの位置姿勢変化に連動して、ワークに対するツー
ルの位置姿勢が一定となるように手動操作させるかを選
択する単独連動操作選択手段と、 前記ワークの位置姿勢を変更する動作指示信号を出力さ
せるための動作指示スイッチ手段と、 上記動作指示スイッチ手段による動作指示信号および前
記単独連動操作選択手段からの連動指示信号を受けたと
きに、以下のような工程を含む制御作動をする手動操作
教示制御手段とを備え、 上記手動操作教示制御手段は、 動作指示信号を取り込み、手動操作開始時のワーク取扱
装置の位置姿勢と、手動操作開始時のワークに対するツ
ールの位置姿勢とを求める第一工程と、 上記第一工程と同じ動作指示信号を受けているときに
は、予め設定した微小時間が経過したときを予測して次
の第三工程以降の実行を指示し、動作指示信号に変化が
あったときには、前記第一工程からの再実行を指示し、
動作指示信号がなくなったときには、終了を指示する第
二工程と、 前記ワーク取扱装置の位置姿勢を演算すると共に、第一
工程で求めた手動操作開始時のワークに対するツールの
位置姿勢および前記ワーク取扱装置の位置姿勢から、ツ
ール移動装置の位置姿勢を予め求める第三工程と、 第三工程で求めたワーク取扱装置の位置姿勢から、該ワ
ーク取扱装置の関節変数を求めると共に、第三工程で求
めたツール移動装置の位置姿勢から、該ツール移動装置
の関節変数を予め求める第四工程と、 第四工程で求めたワーク取扱装置の関節変数から該ワー
ク取扱装置のアクチュエーター動作指令値を予め求める
と共に、第四工程で求めたツール移動装置の関節変数か
ら該ツール移動装置のアクチュエーター動作指令値を予
め求め、前記微小時間経過した時点で、前記ワーク取扱
装置のアクチュエーター動作指令値とツール移動装置の
アクチュエーター動作指令値とを同期して出力すると共
に、前記第二工程からを繰り返させることを指示する第
五工程と、 を実行するコンピューターであることを特徴とする産業
用ロボットの手動操作による教示制御装置。 - 【請求項２】 前記動作指示スイッチ手段による動作指
示信号は、前記ワーク取扱装置の位置姿勢に関する直角
座標系の軸方向または軸周り回転の動作を指示する信号
であることを特徴する請求項１に記載された産業用ロボ
ットの手動操作による教示制御装置。 - 【請求項３】 動作指示スイッチ手段による動作指示信
号は、前記ワーク取扱装置の各関節の動作を指示する信
号であることを特徴する請求項１に記載された産業用ロ
ボットの手動操作による教示制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP3192493A JP2514490B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 産業用ロボットの連動手動操作による教示制御方法 |
| DE69217420T DE69217420T2 (de) | 1991-07-05 | 1992-06-29 | Manuelle Lernkontrollvorrichtung für Arbeitsvorgänge in einem Industrierobotersystem |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP3192493A JP2514490B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 産業用ロボットの連動手動操作による教示制御方法 |
Publications (2)
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| JP2514490B2 JP2514490B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=16292227
Family Applications (1)
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Country Status (4)
| Country | Link |
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| US (1) | US5243266A (ja) |
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| JP (1) | JP2514490B2 (ja) |
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