JPH08194512A - ロボットの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットの性能を考慮しながら、オペレータ
に対してワークの最適な配置位置を指示することができ
るロボットの制御装置を提供すること。 【構成】 ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に記憶された制御
プログラムに従って、ＲＡＭ１３を用いて処理を行うこ
とにより、制御装置３の各部を制御する。動作範囲指示
装置１７は、ロボット１のアームの先端に把持された塗
装ガン先端を塗装範囲の外縁に沿って移動させる。ＣＰ
Ｕ１１は、ワークが上記塗装範囲の内側にはいるように
教示データを自動的に修正する。また、ＣＰＵ１１は、
ロボット１の各回転軸の移動時の角速度，角加速度と最
大角速度，最大角加速度との比を考慮しながら、ロボッ
ト１が最も効率よく作業できる位置にワークがくるよう
に教示データを修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はティーチングプレイバッ
ク（教示再生方式）型のロボットの教示・制御に用いら
れるロボットの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、塗装用ロボットシステムを例に取
ってティーチングプレイバック型のロボットについて説
明を行う。ティーチングプレイバック型のロボットは、
オペレータによって教示された塗装の手順や動作のタイ
ミング等からなる教示データを再生する事で目的とする
動作を行う。教示は、オンライン教示装置を用いて実際
にロボットを動作させながら教示を行うオンライン教示
と、ロボットを動作させることなく、専用のディスプレ
イと入力装置とからなるオフライン教示装置を用いて教
示を行うオフライン教示とに大別できる。

【０００３】図５０は従来のロボットの制御装置を用い
た塗装用ロボットシステムの構成例を示す斜視図であ
る。ロボット１は、アーム１ａ，１ｂと４つの回転軸１
ｃ１〜１ｃ４を有す４自由度のスカラ型のロボット（平
行リンク機構および手首を持つ）であり、固定ベース１
ｄを介して、天井または壁に取り付けられている。ま
た、ロボット１は、手首の先端に把持された塗装ガン２
をその動作範囲内（以下、塗装ガン２が移動することの
できる動作範囲を塗装範囲と称する）の任意の位置に移
動させ、水平面に向かって塗装を行う。

【０００４】制御装置１０３は、ＣＰＵ（中央処理装
置），ＲＯＭ（リードオンリメモリ），ＲＡＭ（ランダ
ムアクセスメモリ），フロッピディスクドライブ（以
下、ＦＤＤと称する）等からなり、ケーブル１０３ａに
よってロボット１と電気的に接続されている。制御装置
１０３は、ロボット１に内蔵されたエンコーダが検出し
た各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の角度から塗装ガン２先端の
位置およびロボット１の姿勢を求め、教示によって与え
られた座標位置を塗装ガン２先端が通過するように、ロ
ボット１の動作を制御する。また、制御装置１０３は、
手元操作装置４と組み合わせてオンライン教示装置とし
ても使用される。

【０００５】手元操作装置４は、入力用キーと非常停止
ボタンと出力用液晶表示装置等を有する入出力装置であ
る。オペレータは、手元操作装置４を操作して、ロボッ
ト１に対する動作の指示、教示データの再生、各アーム
１ａ，１ｂの長さやアーム１ｂの先端から塗装ガン２先
端までの距離等のロボット１固有のデータ管理等を行う
ことができる。オフライン教示装置１０４は、ＣＰＵ，
ＲＯＭ，ＲＡＭの他にディスプレイ，キーボード，ＦＤ
Ｄ等を有し、ロボット１や制御装置１０３との間にケー
ブル等の信号伝送手段を持たないコンピュータシステム
である。オフライン教示装置１０４は、上記ＲＯＭにロ
ボット教示用の専用ソフトウェアを有し、これによって
オペレータは、実際にロボット１を動かすことなく、動
作の教示やシミュレーションを行うことが可能である。

【０００６】制御装置１０３および手元操作装置４を用
いたオンライン教示は、以下に述べる〜の手順で行
われる。 ：オペレータは、塗装作業の対象物（以下、ワークと
称する）を塗装範囲内に設置する。また、ワークを配置
する手段としてワーク供給装置やコンベアライン等が使
用される場合もあり、この場合、上記ワーク供給装置や
コンベアラインを設置後、これらの装置によって配置さ
れるワークが塗装範囲内に正しく収まるようにロボット
を設置する必要がある。 ：オペレータは、ＰＴＰ（Point To Point）またはＣ
Ｐ（Continuous Pass）等の方法で、塗装ガン２先端が
移動する軌道（以下、塗装軌道と称する）やロボット１
の姿勢を教示する。 ：オペレータは、塗装ガン２の移動速度，塗料を吐出
する位置，塗装色の切り替え，塗装の霧化のパターン，
空吹きによるクリーニング等の教示条件を設定する。 ：オペレータは、上記ワーク供給装置が出力するワー
ク設置完了信号、あるいはコンベアラインが出力する追
従信号に対してロボット１が行うロボット１の動作を教
示する。

【０００７】オフライン教示は、上記オンライン教示と
同様の教示手順を、実際にロボット１を動作させること
なく、オフライン教示装置１０４を用いて行う教示方法
である。作成された教示データは、オフライン教示装置
１０４内蔵のＦＤＤでフロッピディスクに保存され、制
御装置１０３内蔵のＦＤＤで制御装置１０３へ読み込ま
れる。オフライン教示の場合、オペレータは、実際にロ
ボット１を動作させることなく教示が可能であるので、
教示作業のためにロボット１や工場のライン等の塗装作
業を停止させることなく教示を行うことができる。ま
た、オフライン教示では、オペレータは、教示データを
基にロボット１の動作のシミュレーションを行うことに
より、教示時に塗装品質の予測，確認が可能である。

【０００８】オンライン教示またはオフライン教示によ
って教示データが作成されると、オペレータは、制御装
置１０３の動作モードを再生モードにセットし、教示デ
ータを再生させ、ロボット１に実際に塗装作業を行わせ
てみる。このとき、オペレータは、塗装軌道，ワークに
対する塗料の付着量や塗りむら等の塗装品質などを確認
し、塗装軌道や塗装品質に問題がなければ、教示作業を
終了する。しかし、１度目の教示で、オペレータが意図
した通りの塗装軌道や塗装品質が得られることは希であ
り、塗装軌道や塗装品質等に問題がある場合には、オペ
レータは、ロボット１の動作終了後、制御装置１０３の
動作モードを再び教示モードにセットし、教示点の教示
および塗装条件の設定をやり直す。

【０００９】特に、オフライン教示の場合、オフライン
教示装置１０４の画面上におけるチェックであり、３次
元の動作を厳密に確認することができない。そのため、
オペレータは、その教示データを用いてロボットに再生
動作を行わせながら、現物合わせで少しづつ修正を繰り
返し、各ロボットシステムに適切な教示データを生成す
る。あるロボットシステムに対して教示された教示デー
タを、別のロボットシステムに転送し利用する場合も同
様の作業が必要となる。このように通常は「教示→塗装
軌道および塗装品質を確認するために再生→教示データ
を修正するために再教示」といった手順を何度か繰り返
さなければ、満足のいく塗装品質が得られない場合が多
い。

【００１０】また、教示データの再生によって得られる
塗装軌道が塗装範囲を越える場合には、その越える量が
僅かな場合であっても、制御装置１０３は教示データを
再生不能と判断し、即座にロボット１の動作を停止す
る。その後、オペレータは、塗装軌道が塗装範囲内には
いるように、リモート操作で教示データの修正を行う。
さらに、ロボット１の動作速度が不十分なために塗装軌
道が大幅に崩れた場合、制御装置１０３はロボット１の
動作を停止する。また、目標または指令する速度に対し
て、実際の動作速度が遅い場合、制御装置１０３は、そ
のままロボット１を動作させるか、あるいは、ロボット
１の性能に合わせて速度を変更する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のロボットの制御装置を用いて教示を行うときには、
以下に述べるような欠点があった。 上記のワーク供給装置を用いず、人手でワークを配置
する場合、オペレータは、ロボットの動作の基準となる
原点からワークまでの距離を実測したり、目測で大体の
見当をつけながら、塗装範囲内にきちんと収まるように
ワークを設置しなくてはならなかった。そのため、塗装
範囲が狭い場合やワークが大きい場合には、ワークが塗
装範囲内に完全に収まっていなかったり、オーバースプ
レー時の塗装軌道が塗装範囲からはみ出してしまうこと
が頻繁に起こり、その度にワークの設置および教示作業
をやり直していたので、教示作業に多大な時間と高い教
示技術を要していた。

【００１２】リモート教示において、オペレータが実
際にロボットを操作しながら教示データの修正を行う場
合、教示および再生の繰り返しが多くなると、オペレー
タは動作中のロボットの近くで長時間の教示作業を行う
ことになる。そのため、オペレータは、気のゆるみや疲
労等から操作ミスを起こしやすくなり、教示データの誤
消去や操作ミス等を引き起こす恐れがあった。 教示時に指定した速度に対して、ロボットが実際に出
せる動作速度、つまり該ロボットの性能が低い場合、そ
のままロボットを動作させると、教示データに対して塗
装軌道の精度が低下し、そのため塗装品質が著しく低下
した。また、再生時にロボットの性能に合わせて動作速
度を自動的に変更すると、塗装面上での塗料の分量が変
化し、塗りむらが生じるという欠点があった。

【００１３】教示および再生の繰り返し回数が多くな
ると、再生時の塗装試験に使用される塗料やサンプルワ
ークの量も多くなり、塗装試験の費用が大きくなるとい
う欠点があった。 この発明は、このような背景の下になされたもので、ロ
ボットの性能を考慮しながら、オペレータに対してワー
クの最適な配置位置を指示することができるロボットの
制御装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数の回転軸によって動かされるアームの先端に設けら
れた作業具を用いて所定の作業を行うロボットを制御す
るロボットの制御装置において、前記複数の回転軸のそ
れぞれを、前記ロボットの機械的構造によって決定され
る最大回転範囲に渡って回転させることにより、前記作
業具の最大到達領域を求める演算手段と、前記演算手段
からの出力により前記最大到達領域の輪郭に沿って前記
ロボットを作動させる作動範囲を報知する報知手段とを
具備することを特徴としている。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載のロ
ボットの制御装置において、前記最大到達領域を記憶す
る記憶手段と、前記作業具が所定の移動方向へ所定の移
動距離だけ移動するように前記ロボットに移動指令を与
える指令手段と、前記移動指令の実行による前記作業具
の移動前に、前記作業具の移動先となる予定位置が前記
最大到達領域内にあるか否かを判断する判断手段と、前
記予定位置が前記最大到達領域の外にある場合、前記作
業具の現在位置を前記移動方向とは異なる所定の方向へ
前記移動距離とは異なる所定の距離だけ移動させてか
ら、前記移動方向を変更させる移動方向変更手段とを具
備することを特徴としている。

【００１６】請求項３記載の発明は、ロボットのアーム
の先端に設けられた作業具を軌道データに従って移動さ
せることで、所定の作業を行うロボットを制御するロボ
ットの制御装置において、前記軌道データのうち前記ロ
ボットの座標系における各軸方向の最大値および最小値
を示す点を求め、該軌道データを、これらの点を通り各
軸に平行な直線で囲まれた形状を表す変換データに変換
するデータ変換手段と、前記変換データの各辺に対し
て、前記作業具の最大到達領域からはみ出している部分
の長さの該辺の全長に対する割合である動作領域比率を
求める演算手段と、前記変換データの各辺のうち、対応
する前記動作領域比率が最も大きい辺である動作領域比
率最大辺を選択する選択手段と、前記動作領域比率最大
辺が一つの場合には、該動作領域比率最大辺が対向する
辺に向かう方向へ前記変換データを平行移動させ、前記
動作領域比率最大辺が前記変換データの対向する辺であ
る場合には、前記変換データの中心点を中心として前記
変換データを回転させる修正手段と、前記変換データが
前記最大到達領域内に完全に収まるまで、前記演算手段
には前記変換データの各辺に対して前記動作領域比率を
求めさせ、前記選択手段には動作領域比率最大辺を求め
させ、前記修正手段には前記動作領域比率最大辺の個数
に従って前記変換データを平行移動または回転させる制
御手段とを具備することを特徴としている。

【００１７】請求項４記載の発明は、ロボットアームの
先端に設けられた作業具を、前記作業具を移動させるこ
とができる領域である最大到達領域内において移動さ
せ、所定の作業を行うロボットを制御するロボットの制
御装置において、前記最大到達領域内に前記作業具の作
業の対象となるワークを所定の半径の円弧上を移動させ
ながら供給するターンテーブルと、作業時における前記
ワークに対する前記作業具の軌道を示す軌道データにつ
いて、前記軌道データのうち前記ロボットの座標系にお
ける各軸方向の最大値および最小値を示す点を求め、該
軌道データを、これらの点を通り各軸に平行な直線で囲
まれた形状を表す変換データに変換するデータ変換手段
と、前記変換データの各辺に対して、前記最大到達領域
からはみ出している部分の長さの該辺の全長に対する割
合である動作領域比率を求める演算手段と、前記変換デ
ータの各辺のうち、対応する前記動作領域比率が最も大
きい辺である動作領域比率最大辺を選択する選択手段
と、前記変換データの全ての辺の前記動作領域比率が等
しい場合には、前記変換データを前記円弧の中心点を中
心として移動させ、前記動作領域比率最大辺が前記変換
データの隣合う二つの辺である場合には、前記変換デー
タを前記円弧の中心点を中心として前記２つの動作領域
比率最大辺が作る頂点が該頂点の対頂点へ向かう方向へ
所定の角度だけ移動させる修正手段と、前記変換データ
が前記最大到達領域内に完全に収まるまで、前記演算手
段には前記変換データの各辺に対して前記動作領域比率
を求めさせ、前記選択手段には動作領域比率最大辺を求
めさせ、前記修正手段には前記動作領域比率最大辺の個
数に従って前記変換データを移動または回転させる制御
手段とを具備することを特徴としている。

【００１８】請求項５記載の発明は、複数の回転軸で連
結されたロボットアームの先端に設けられた作業具を移
動させ、所定の作業を行うロボットを制御するロボット
の制御装置において、前記作業具の移動時において、前
記複数の回転軸のそれぞれに対して角速度を求める角速
度算出手段と、前記複数の回転軸の前記角速度を該回転
軸の最大角速度で割った値である角速度比を、前記複数
の回転軸のそれぞれについて求める角速度比算出手段
と、前記複数の回転軸のそれぞれの前記角速度比のう
ち、最大の角速度比を選択し、該最大の角速度比を角速
度能力値とする角速度能力値選択手段と、前記作業具の
最大到達領域内の各座標点に対して、前記角速度能力値
が所定の値以上であるか否かを判断する角速度能力値判
断手段と、前記所定の値以上の前記角速度能力値を示す
座標点によって構成される領域である角速度能力領域を
表示する角速度能力領域表示手段と、前記角速度能力領
域の内部と外部との境界線に沿って前記作業具を移動さ
せる角速度境界移動手段とを具備することを特徴として
いる。

【００１９】請求項６記載の発明は、複数の回転軸で連
結されたロボットアームの先端に設けられた作業具を移
動させ、所定の作業を行うロボットを制御するロボット
の制御装置において、前記作業具の移動時において、前
記複数の回転軸のそれぞれに対して角加速度を求める角
加速度算出手段と、前記複数の回転軸の前記角加速度を
該回転軸の最大角加速度で割った値である角加速度比
を、前記複数の回転軸のそれぞれについて求める角加速
度比算出手段と、前記複数の回転軸のそれぞれの前記角
加速度比のうち、最大の角加速度比を選択し、該最大の
角加速度比を角加速度能力値とする角加速度能力値選択
手段と、 前記作業具の最大到達領域内の各座標点に対
して、前記角加速度能力値が所定の値以上であるか否か
を判断する角加速度能力値判断手段と、前記所定の値以
上の前記角加速度能力値を示す座標点によって構成され
る領域である角加速度能力領域を表示する角加速度能力
領域表示手段と、前記角加速度能力領域の内部と外部と
の境界線に沿って前記作業具を移動させる角加速度境界
移動手段とを具備することを特徴としている。

【００２０】

【作用】請求項１記載の発明によれば、演算手段は複数
の回転軸のそれぞれを、ロボットの機械的構造によって
決定される最大回転範囲に渡って回転させることによ
り、作業具の最大到達領域を求め、報知手段は演算手段
からの出力により最大到達領域の輪郭に沿ってロボット
を作動させる作動範囲を報知する。

【００２１】請求項２記載の発明によれば、指令手段は
作業具が所定の移動方向へ所定の移動距離だけ移動する
ようにロボットに移動指令を与える。判断手段は移動指
令の実行による作業具の移動前に、作業具の移動先とな
る予定位置が最大到達領域内にあるか否かを判断する。
移動方向変更手段は予定位置が最大到達領域の外にある
場合、作業具の現在位置を移動方向とは異なる所定の方
向へ移動距離とは異なる所定の距離だけ移動させてか
ら、移動方向を変更させる。

【００２２】請求項３記載の発明によれば、選択手段は
変換データの各辺のうち、対応する動作領域比率が最も
大きい辺である動作領域比率最大辺を選択する。修正手
段は、動作領域比率最大辺が一つの場合には、該動作領
域比率最大辺が対辺へ向かう方向へ変換データを平行移
動させ、動作領域比率最大辺が変換データの対向する辺
である場合には、変換データの中心点を中心として回転
させる。制御手段は、変換データが最大到達領域内に完
全に収まるまで、演算手段には変換データの各辺に対し
て動作領域比率を求めさせ、選択手段には動作領域比率
最大辺を求めさせ、修正手段には動作領域比率最大辺の
個数に従って変換データを平行移動または回転させる。

【００２３】請求項４記載の発明によれば、選択手段
は、変換データの各辺のうち、対応する動作領域比率が
最も大きい辺である動作領域比率最大辺を選択する。修
正手段は変換データの全ての辺の動作領域比率が等しい
場合には、変換データを円弧の中心点を中心として移動
させ、動作領域比率最大辺が変換データの隣合う二つの
辺である場合には、変換データを円弧の中心点を中心と
して２つの動作領域比率最大辺が作る頂点が該頂点の対
頂点へ向かう方向へ所定の角度だけ移動させる。制御手
段は、変換データが最大到達領域内に完全に収まるま
で、演算手段には変換データの各辺に対して動作領域比
率を求めさせ、選択手段には動作領域比率最大辺を求め
させ、修正手段には動作領域比率最大辺の個数に従って
変換データを平行移動または回転させる。

【００２４】請求項５記載の発明によれば、角速度算出
手段は複数の回転軸のそれぞれに対して角速度を求め、
角速度比算出手段は複数の回転軸の角速度を該回転軸の
最大角速度で割った値である角速度比を、複数の回転軸
のそれぞれについて求める。角速度能力値選択手段は、
複数の回転軸のそれぞれの角速度比のうち、最大の角速
度比を選択し、該最大の角速度比を角速度能力値とす
る。角速度能力値判断手段は、最大到達領域内の各座標
点に対して、角速度能力値が所定の値以上であるか否か
を判断する。

【００２５】請求項６記載の発明によれば、角加速度算
出手段は複数の回転軸のそれぞれに対して角加速度を求
め、角加速度比算出手段は複数の回転軸の角加速度を該
回転軸の最大角加速度で割った値である角加速度比を、
複数の回転軸のそれぞれについて求める。角加速度能力
値選択手段は、複数の回転軸のそれぞれの角加速度比の
うち、最大の角加速度比を選択し、該最大の角加速度比
を角加速度能力値とする。角加速度能力値判断手段は、
最大到達領域内の各座標点に対して、角加速度能力値が
所定の値以上であるか否かを判断する。

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。尚、以下の説明において(d/dx)はｘに
ついて１回微分することを、(d/dx)²はｘについて２回
微分することを示す。例えば、(d/dx)ｙはｙ＝ｆ（ｘ）
をｘについて１回微分し、(d/dx)²ｙはｙ＝ｆ（ｘ）を
ｘについて２回微分することを示す。

【００２７】図１はこの発明の一実施例によるロボット
の制御装置の構成および他の要素との関わりを示すブロ
ック図である。ＣＰＵ（中央処理装置）１１は、ＲＯＭ
（リードオンリメモリ）１２に記憶された制御プログラ
ムに従って、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１３を
用いて処理を行うことにより、制御装置３の各部を制御
する。また、ＣＰＵ１１は、タイマ１５から所定のサン
プリング間隔ごとに入力されるパルス信号を基準とし
て、ＲＯＭ１２からロボット１を制御するための制御プ
ログラムを、ＲＡＭ１３から教示点や塗装条件を読み出
し、塗装ガン２先端の移動量および移動速度を計算す
る。ＣＰＵ１１は、ＦＤＤ１４を用いてＲＡＭ１３に記
憶されている内容をフロッピディスクに保存することが
できる。塗装ガン２先端の軌道が大幅にずれたり、ロボ
ット１に異常が発生した場合には、ＣＰＵ１１はスピー
カ１６から警告音を鳴らす。これによって、オペレータ
は危険と異常を知ることができる。

【００２８】動作範囲指示装置１７は、塗装ガン２先端
を塗装範囲の外縁に沿って移動させる動作範囲指示処理
（図６〜図９参照）を行う。また、動作範囲指示装置１
７は、手元操作装置４からの入力を常に監視しており、
オペレータが非常停止キーを押すと、動作範囲指示装置
１７は上記動作範囲指示処理を中止し、直ちにロボット
１を停止させる。

【００２９】ロボット１の各回転軸１ｃ１〜１ｃ４には
サーボモータ１９およびエンコーダ２０が内蔵されてい
る。ＣＰＵ１１が計算した塗装ガン２の移動量および移
動速度は、モータドライバ１８で角速度および回転角度
に変換され、サーボモータ１９へ送られる。サーボモー
タ１９は、図示しない減速機を介して、各回転軸１ｃ１
〜１ｃ４を上記角速度で上記回転角度だけ回転させ、ア
ーム１ａおよび１ｂを駆動する。エンコーダ２０は、上
記減速器の減速比が比較的大きい場合であっても、各回
転軸１ｃ１〜１ｃ４に内蔵されたサーボモータ１９の回
転角度と角速度の検出できる。ＣＰＵ１１は、エンコー
ダ２０が検出した角速度および回転角度をモータドライ
バ１８を介して取り込み、アーム１ａ，１ｂの姿勢や、
塗装ガン２先端の座標を計算する。

【００３０】図２は制御装置３を用いた塗装用ロボット
システムの構成例を示す斜視図である。この図におい
て、図４９の各部に対応する部分には同一の符号を付
け、その説明を省略する。この図に示す塗装用ロボット
システムにおいては、制御装置１０３に代えて制御装置
３が新たに設けられている。また、本発明はオンライン
教示に使用される制御装置であるので、対応する構成品
を持たないオフライン教示装置１０４（図４９参照）の
図示は省略する。

【００３１】次に、図３を用いて本実施例で使用される
ロボット１のロボットベース座標系と数学モデルについ
て説明する。ロボットベース座標形は、図３に示す点ｏ
を原点とし、互いに直行したｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる
直交座標系である。回転軸１ｃ１はθ₁方向に回転し、
図３に示す平行リンク１ｄを介して、アーム１ａを上下
に動かす。平行リンク１ｄのｒ１が床面と平行になった
とき（アーム１ａ，１ｂはスカラ型なので常に床面と平
行）の回転軸１ｃ１の角度をθ₁＝０°とする。平行リ
ンク１ｄの一端に設けられた回転軸１ｃ２はθ₂方向に
回転し、アーム１ａを左右に動かす。アーム１ａがｚｘ
平面上にあるときの回転軸１ａの角度をθ₂＝０°とす
る。

【００３２】アーム１ａの他端に設けられた回転軸１ｃ
３はθ₃方向に回転し、アーム１ｂを左右に動かす。ア
ーム１ｂがアーム１ａと一直線になったときの回転軸１
ｂの角度をθ₃＝０°とする。アーム１ｂの先端に設け
られた回転軸１ｃ４はθ₄方向に回転し、塗装ガン２先
端の向きを変化させる。塗装ガン２先端が鉛直方向に下
を向いたときの回転軸１ｃ４の角度をθ₄＝０°する。

【００３３】また、各回転軸４間の距離を図３に示すｒ
₁，ｒ₂，ｒ₃，ｒ₄，ｒ₅，ｒ₆のように定義すると、塗装
ガン２の先端の座標（ｘ，ｙ，ｚ）および回転角度α
は、 ｘ＝ ｒ₁ｃｏｓθ₁＋ｒ₂ｃｏｓθ₂＋ｒ₃ｃｏｓ（θ₂＋θ₃）−ｒ₆ｓｉｎθ₄ ・・・・・・・・・・・・（１） ｙ＝ ｒ₂ｓｉｎθ₂＋ｒ₃ｓｉｎ（θ₂＋θ₃）＋ｒ₅ ・・・・・・・・（２） ｚ＝−ｒ₁ｓｉｎθ₁−ｒ₄−ｒ₆ｃｏｓθ₄ ・・・・・・・・・・・・・（３） α＝ θ₄ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４） のように表される。

【００３４】上記の式（１）〜（４）より、各回転軸１
ｃ１〜１ｃ４の角度（θ₁，θ₂，θ₃，θ₄）と塗装ガン
２の先端の座標（ｘ，ｙ，ｚ）および回転角度αとは１
対１に対応し合っていることが分かる。このように上記
の式（１）〜（４）を用いて、各回転軸１ｃ１〜１ｃ４
の角度（θ₁，θ₂，θ₃，θ₄）から塗装ガン２の先端の
座標（ｘ，ｙ，ｚ）および回転角度αを求めることを運
動学変換という。逆に、上記の式（１）〜（４）を次式
（５）〜（１６）に示すように変形することによって、
塗装ガン２の先端の位置（ｘ，ｙ，ｚ，α）から各回転
軸１ｃ１〜１ｃ４の角度（θ₁，θ₂，θ₃，θ₄）を求め
ることを逆運動学変換という。

【数１】

【００３５】このような構成において、まず初めに、制
御装置３が塗装ガン２先端を塗装範囲の外縁に沿って移
動させ、図４に示すように、床面にその塗装軌道を描か
せる方法について述べる。尚、本実施例による塗装用ロ
ボットシステムの制御系は、図５に示すような比例制御
系であるとする。この図において、θ_irefは目標値、ｕ
_ikはモータドライバ１８への速度指令値、θ_ifは位置フ
ィードバック値、ｋ_ipは比例ゲイン、Ｇ_i（Ｖ）はサー
ボモータ１９およびロボット１の伝達関数である。ここ
で、各パラメータは、最初の添字ｉがｉ＝１のときは回
転軸１ｃ１について、ｉ＝２のときは回転軸１ｃ２につ
いて、ｉ＝３のときは回転軸１ｃ３について、ｉ＝４の
ときは回転軸１ｃ４についての値を表している。

【００３６】以下の説明において、回転軸１ｃｉ（ｉ＝
１〜４）の最大角度θimaxおよび最小角度θiminとは、
ロボットの仕様によって決定される各回転軸１ｃ１〜１
ｃ４の回転範囲を示す値である。図４において、点Ａ
は、回転軸１ｃ１の角度を０°に、回転軸１ｃ２の角度
を最大角度θ_2max＝１２０°に、回転軸１ｃ３の角度を
０°に、回転軸１ｃ４の角度を０°にした時の塗装ガン
２先端の位置である。軌道は、塗装ガン２先端が点Ａ
にあるときに、回転軸１ｃ１，１ｃ３および１ｃ４の角
度は変えずに、回転軸１ｃ２の角度を最大角度θ_2max＝
１２０°から最小角度θ_2min＝−９０°まで変化させ、
塗装ガン２先端を点Ａから点Ｂまで移動させた場合に、
塗装ガン２先端によって描かれる軌道である。軌道
は、塗装ガン２先端が点Ｂにあるときに、回転軸１ｃ３
の角度を０°から−１５０°まで変化させ、塗装ガン２
先端を点Ｂから点Ｃまで移動させた場合に、塗装ガン２
先端によって描かれる軌道である。

【００３７】軌道は、塗装ガン２先端が点Ｃにあると
きに、回転軸１ｃ２の角度を最小角度θ_2min＝−９０°
から最大角度θ_2max＝１２０°まで変化させ、塗装ガン
２先端を点Ｃから点Ｄまで移動させた場合に、塗装ガン
２先端によって描かれる軌道である。軌道は、塗装ガ
ン２先端が点Ｄにあるときに、回転軸１ｃ３の角度を−
１５０°から０°まで変化させ、塗装ガン２先端を点Ｄ
から点Ａまで移動させた場合に、塗装ガン２先端によっ
て描かれる軌道である。制御装置３は、これらの軌道を
塗装ガン２先端の座標から直接求める必要はなく、上述
した運動学変換式（１）〜（４）を用いることによって
各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の角度から求めることができ
る。

【００３８】次に、動作範囲指示装置１７が、塗装ガン
２先端を図４に示す軌道を描くように移動させる処理に
ついて、図６〜図１０に示すＰＡＤ図を参照して説明す
る。オペレータが、上記処理の開始を指示すると、動作
範囲指示装置１７は図４に示すＡ点まで塗装ガン２の先
端を移動させた後、図６のステップＳＡ１へ進む。ステ
ップＳＡ１では、タイマ１５が１０ｍｓｅｃのサンプリ
ング間隔で出力するパルス信号を受信する度に、モータ
ドライバ１８の状態、および、位置フィードバック値
（図５のθ_if，但しｉ＝１〜４）をＲＡＭ１３へ読み込
み、ステップＳＡ２へ進む。ステップＳＡ２では、後述
する図７および図８に示す処理を行い、目標値（図５の
θ_iref，但しｉ＝１〜４）を算出し、ステップＳＡ３へ
進む。ステップＳＡ３では、ステップＳＡ１で読み込ん
だ位置フィードバック値θ_ifとステップＳＡ２で求めた
目標値θ_irefを基に速度指令値（図５のｕ_ik，但しｉ＝
１〜４）を算出し、ステップＳＡ４へ進む。ステップＳ
Ａ４では、モータドライバ１８へ速度指令値ｕ_ikを出力
した後、一例の処理を終了する。この処理は前述のよう
に１０ｍｓｅｃごとに繰り返される。

【００３９】続いて、図６のステップＳＡ２に示した処
理、すなわち、動作範囲指示装置１７が各回転軸１ｃ１
〜１ｃ４の目標値θ_irefを生成する処理について、図７
および図８に示すＰＡＤ図を参照して説明する。ここ
で、各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の最大角度θ_imax，最小角
度θ_imin、および、回転軸１ｃ２と回転軸１ｃ３との相
対角度φの最大角度，最小角度は、ロボット１の仕様に
よってあらかじめ決定されている。尚、上記相対角度φ
は次に示す式（１７）を用いて計算することができる。 φ＝（−π／２）−（θ₂＋θ₃）・・・・・・・・・・・・・・・・（１７） また、以下に示すΔθ_i（但しｉ＝１〜３）の値は５°
であるとする。

【００４０】動作範囲指示装置１７の処理が、図６に示
すステップＳＡ２へ進むと、該処理は更に図７のステッ
プＳＢ１へ進む。ステップＳＢ１では、回転軸１ｃ１の
目標値θ_1refに、その最大角度θ_1maxを代入し、ステッ
プＳＢ２へ進む。ステップＳＢ２では、該目標値θ_1ref
が、その最小角度θ_1minより小さい間、ステップＳＢ３
からステップＳＢ１４の処理を繰り返す。ステップＳＢ
３およびＳＢ４では、回転軸１ｃ３の目標値θ_3refおよ
び回転軸１ｃ２の目標値θ_2refに、それぞれの最大角度
θ_3maxおよび最大角度θ_2maxを代入し、ステップＳＢ５
へ進む。

【００４１】ステップＳＢ５では、回転軸１ｃ２の目標
値θ_2refが、その最小角度θ_2minより大きい間、ステッ
プＳＢ６の処理を繰り返す。ステップＳＢ６では、回転
軸１ｃ２の目標値θ_2refからΔθ₂を引く。ステップＳ
Ｂ５において、回転軸１ｃ２の目標値θ_2refが、その最
小角度θ_2min以下になるとステップＳＢ７へ進む。ステ
ップＳＢ７では、回転軸１ｃ２の目標値θ_2refに、その
最小角度θ_2minを代入し、ステップＳＢ８へ進む。ステ
ップＳＢ８では、回転軸１ｃ３の目標値θ_3refが、その
最小角度θ_3minより大きく、かつ、回転軸１ｃ２と回転
軸１ｃ３との相対角度φが、その最小角度φ_minより大
きい間、ステップＳＢ９の処理を繰り返す。ステップＳ
Ｂ９では、回転軸１ｃ３の目標値θ_3refからΔθ₃を引
く。ステップＳＢ８において、回転軸１ｃ３の目標値θ
_3refが、その最小角度θ_3min以下となるか、あるいは、
回転軸１ｃ２と回転軸１ｃ３との相対角度φが、その最
小角度φ_min以下になると、図８に示すステップＳＢ１
０へ進む。

【００４２】ステップＳＢ１０では、回転軸１ｃ２の目
標値θ_2refが、その最大角度θ_2maxより小さい間、ステ
ップＳＢ１１の処理を繰り返す。ステップＳＢ１１で
は、回転軸１ｃ２の目標値θ_2refにΔθ₂を加える。ス
テップＳＢ１０において、回転軸１ｃ２の目標値θ_2ref
が、その最大角度θ_2max以上になると、ステップＳＢ１
２へ進む。ステップＳＢ１２では、回転軸１ｃ３の目標
値θ_3refが、その最大角度θ_3maxより小さい間、ステッ
プＳＢ１３の処理を繰り返す。ステップＳＢ１３では、
回転軸１ｃ３の目標値θ_3refにΔθ₃を加える。ステッ
プＳＢ１２において、回転軸１ｃ３の目標値θ_3refが、
その最大角度θ_3max以上になると、ステップＳＢ１４へ
進む。ステップＳＢ１４では、回転軸１ｃ１の目標値θ
_1refからΔθ₁を引き、ステップＳＢ２へ戻る。ステッ
プＳＢ２において、回転軸１ｃ１の目標値θ_1refが、そ
の最小角度θ_{1m in}以上になると一例の処理を終了する。

【００４３】尚、図７および図８に示したΔθ_i（但し
ｉ＝１〜３）の値は５°であるとしたが、Δθ_iの値は
任意の値に設定することが可能であり、この値を大きく
すれば、塗装範囲の外縁を描くときの塗装ガン２先端の
移動速度は上がる。

【００４４】図６〜図８に従って処理を行う場合、動作
範囲指示装置１７が回転軸１ｃ１をθ_1min〜θ_1maxに渡
って５°ずづ回転させるのに従って、塗装ガン２先端は
ｚ軸方向に移動するので、複数の高さのｘｙ平面におい
て塗装範囲の外縁を示すことになる。しかし、実際の教
示では、塗装の対象となるワークの高さに合わせて、特
定の高さのｘｙ平面上の塗装範囲のみが必要となる場合
が多い。この場合、オペレータが、手元操作装置４を用
いて、塗装範囲を求めたいｘｙ平面の高さを指定した
後、動作範囲指示装置１７に上記処理の開始を指示する
と、動作範囲指示装置１７は、図７に示すステップＳＢ
１およびＳＢ２の処理を行わず、任意のθ₁に対してス
テップＳＢ３〜ＳＢ１４を１度だけ実行する。

【００４５】次に、動作範囲指示装置１７が、塗装ガン
２先端を塗装範囲の外縁に沿って移動させながら塗料を
吐出させ、塗装範囲の外縁を床面に描かせる処理につい
て図６および図９に示すＰＡＤ図を参照しながら説明す
る。尚、塗装ガン２先端と床面との距離が大きすぎる場
合には、オペレータは塗装ガン２先端延長用の治具等を
用いて塗装ガン２先端を床面に近づける。尚、図６に示
すＰＡＤ図の各ステップで行われる処理の説明は、既に
述べてあるので省略する。オペレータが上記処理の開始
を指示すると、動作範囲指示装置１７は、図６に示すス
テップＳＡ１を経てステップＳＡ２へ進み、更にステッ
プＳＡ２で図９に示す処理へ進む。

【００４６】図９に示す処理は、ステップＳＣ１および
ＳＣ１３で塗装ガン２から塗料の吐出を開始および停止
することを除くと、図７および図８のステップＳＢ３〜
ＳＢ１３に示した処理と同じものであるので、その説明
を省略する。尚、アーム１ｂの先端に塗装ガン２の代わ
りに軌道描画用のペンを取り付け、上記ペンが図９に示
すステップＳＣ１で床面に下ろされ、ＳＣ１３で床面か
ら上げられることによって、塗装ガン２先端の軌道を床
面に描くことも考えられる。

【００４７】次に、ＣＰＵ１１が、塗装範囲の内側にお
いて、塗装ガン２先端を図１０に示すような軌道で移動
させるために、塗装ガン先端位置Ｘ

〔０〕〜Ｘ〔２７〕
を求める処理について図１１および図１２に示すＰＡＤ
図を参照して説明する。尚、塗装ガン先端位置Ｘ〔ｔ
ｐ〕は、塗装ガン２の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）および塗装
ガン２の向きαからなる数値の組（ｘ，ｙ，ｚ，α）で
あり、ｔｐは図１０に示した塗装軌道上において塗装ガ
ン２先端が移動していく順番を表す。つまり、塗装ガン
先端位置Ｘ

〔０〕〜Ｘ〔２７〕が与えられると、制御装
置３は、塗装ガン２先端を、塗装ガン先端位置Ｘ

〔０〕
から、Ｘ〔１〕，Ｘ〔２〕・・・Ｘ〔２６〕，Ｘ〔２
７〕という順番で移動させる。

【００４８】オペレータが上記処理の開始を指示する
と、ＣＰＵ１１は図１１のステップＳＤ１へ進む。ステ
ップＳＤ１では、塗装ガン先端位置Ｘ〔ｔｐ〕を初期化
し、さらにオペレータが手元操作装置４から入力した変
数ｚをＲＡＭ１３に読み込み、ステップＳＤ２へ進む。
ここで、変数ｚとは処理の対象となるｘｙ平面のｚ軸に
沿った位置（本実施例では塗装ガン２は床面に向かって
塗装を行うので、該床面に平行な面の高さ）を表す。

【００４９】ステップＳＤ２では、変数ｉ，ｊ，ｔｐに
０を、Δｊに＋１をそれぞれ代入し、また、ｍａ＿ｆお
よびｌ＿ｍａ＿ｆをＯＦＦとした後、ステップＳＤ３へ
進む。ここで、ｉおよびｊは図１０に示す破線の各交点
（以下、参照点と称する）を指定する変数である。ま
た、Δｊは参照点を参照していく方向を示す変数であ
り、Δｊが＋１の場合は図１０に示すｙ軸の正の方向
へ、Δｊが負の場合はｙ軸の負の方向へ、参照の対象と
なる参照点をずらしていき、その参照点が塗装ガン先端
位置Ｘ〔ｔｐ〕であるか否かを判定していく。ｍａ＿ｆ
は直前に参照した参照点が塗装範囲内に入っていたか否
かを示す変数であり、ｍａ＿ｆがＯＮの場合は、直前に
参照した参照点が塗装範囲内に入っていたことを、ＯＦ
Ｆの場合は入っていなかったことを示す。また、ｌ＿ｍ
ａ＿ｆは２つ前に参照した参照点を対象とする事を除く
と、ｍａ＿ｆと同じ変数である。

【００５０】ステップＳＤ３では、参照点の位置を示す
座標（ｘ，ｙ）のうちのｘに０を代入し、ステップＳＤ
４へ進む。ステップＳＤ４では、ｘが図１０に示すｘ
_max以下の間、ステップＳＤ５からステップＳＤ１７ま
での処理を繰り返す。ステップＳＤ５では、ｙにｙ_min
＋Δｙ×ｊを、ｘにｘ_min＋Δｘ×ｉを代入し、座標
（ｘ，ｙ）を参照点とし、ステップＳＤ６へ進む。ステ
ップＳＤ６では、上述した逆運動学変換を用いて、塗装
ガン２先端が上記参照点にあるときの各回転軸１ｃ１〜
１ｃ４の角度（θ₁，θ₂，θ₃，θ₄）を求め、ステップ
ＳＤ７へ進む。ステップＳＤ７では、上記の式（１７）
を用いて回転軸１ｃ２と回転軸１ｃ３との相対角度φを
求め、ステップＳＤ８へ進む。

【００５１】ステップＳＤ８では、ステップＳＤ６で求
めた各回転軸の角度およびステップＳＤ７で求めた相対
角度φについて、それぞれの角度が、ロボット１の仕様
によって決定される回転範囲内にあるか否かを判断す
る。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ
Ｄ９へ進む。ステップＳＤ９では、ｍａ＿ｆがＯＦＦで
あるか否かを判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」であ
る場合には、ステップＳＤ１０へ進む。ステップＳＤ１
０では、現在の塗装ガン２先端の位置（ｘ，ｙ，ｚ，
α）を塗装ガン先端位置Ｘ〔ｔｐ〕へ代入し、ステップ
ＳＤ１１へ進む。

【００５２】ステップＳＤ１１では、ｌ＿ｍａ＿ｆがＯ
Ｎであるか否かを判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」
である場合には、ステップＳＤ１２へ進む。ステップＳ
Ｄ１２では、ｘ〔ｔｐ−１〕に（ｘ−Δｘ，ｙ，ｚ，
α）を、ｍａ＿ｆにＯＮを代入し、ステップＳＤ１３へ
進む。一方、ステップＳＤ１１の判断結果が「ＮＯ」の
場合には、ステップＳＤ１２へは進まず、ステップＳＤ
１３へ進む。ステップＳＤ１３では、ｔｐに１を加え、
ｌ＿ｍａ＿ｆにｍａ＿ｆの値を、ｍａ＿ｆにＯＮを代入
し、ｉに１を加え、Δｊに−１を乗じる。一方、ステッ
プＳＤ９の判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ
Ｄ１４へ進む。ステップＳＤ１４では、ｌ＿ｍａ＿ｆに
ｍａ＿ｆを、ｍａ＿ｆにＯＮを代入し、ｊにΔｊを加え
る。

【００５３】一方、ステップＳＤ８の判断結果が「Ｎ
Ｏ」の場合には、ステップＳＤ１５へ進む。ステップＳ
Ｄ１５では、ｍａ＿ｆがＯＮであるか否かを判断する。
この判断結果が「ＹＥＳ」である場合には、ステップＳ
Ｄ１６へ進む。ステップＳＤ１６では、Δｊに−１を乗
じ、ｊにΔｊを加え、ｙにｙ_min＋Δｙ×ｊを代入し、
（ｘ，ｙ，ｚ，α）をＸ〔ｔｐ〕へ代入し、ｔｐに１を
加える。次に、ｉに１を加え、ｘにｘ_min＋Δｘ×ｉを
代入し、（ｘ，ｙ，ｚ，α）をＸ〔ｔｐ〕に代入し、ｔ
ｐに１を加える。最後に、ｌ＿ｍａ＿ｆにＯＮを、ｍａ
＿ｆにＯＮを代入し、ｔｐに１を加える。

【００５４】一方、ステップＳＤ１５の判断結果が「Ｎ
Ｏ」の場合には、ステップＳＤ１７へ進む。ステップＳ
Ｄ１７では、ｌ＿ｍａ＿ｆにｍａ＿ｆを代入する。その
後、ｍａ＿ｆにＯＦＦを代入し、ｊにΔｊを加える。以
上述べたステップＳＤ５〜ＳＤ１７の処理を、ステップ
ＳＤ４においてｘがｘ_max以下である間繰り返す。ｘが
ｘ_maxを越えると、一例の処理を終了する。

【００５５】次に、ＣＰＵ１１が、塗装ガン２先端が図
１０に示す軌道を描きながら塗装ガン先端位置Ｘ〔ｔ
ｐ〕を順番に通過するようにロボット１を動かす処理に
ついて図１３に示すＰＡＤ図を参照して説明する。オペ
レータが、上記処理の開始を指示すると、図１３のステ
ップＳＥ１へ進む。ステップＳＥ１では、タイマ１５が
１０ｍｓｅｃのサンプリング間隔で出力するパルス信号
を受信する度に、モータドライバ１８の状態、および、
各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の角度フィードバック値をＲＡ
Ｍ１３へ読み込み、ステップＳＥ２へ進む。ステップＳ
Ｅ２では、塗装ガン先端位置Ｘ〔ｔｐ〕をＲＡＭ１３か
ら読み出し、ステップＳＥ３へ進む。ステップＳＥ３で
は、上記逆運動学変換式（５）〜（１６）を用いて、塗
装ガン先端位置Ｘ〔ｔｐ〕より各回転軸１ｃ１〜１ｃ４
の目標角度を算出し、ステップＳＥ４へ進む。ステップ
ＳＥ４では、ステップＳＥ１で読み込んだ位置フィード
バック値θ_ifとステップＳＥ３で求めた目標角度を基に
速度指令値を算出し、ステップＳＥ５へ進む。ステップ
ＳＥ５では、モータドライバ１８へ速度指令値ｕ_ikを出
力した後、一例の処理を終了する。

【００５６】次に、図１４〜図１６に示すように長方形
のワーク３０が塗装範囲３１からはみ出している場合
に、ワーク３０を塗装範囲３１の内側に移動させるため
の方向および移動量を求め、そのワーク３０に対する教
示データを修正する処理について図１７〜図１９に示す
ＰＡＤ図を参照して説明する。オペレータが上記処理の
開始を指示すると、ＣＰＵ１１は図１７のステップＳＦ
１へ進む。ステップＳＦ１では、教示データを図１に示
すＦＤＤ１４から同図に示すＲＡＭ１３にロードし、ス
テップＳＦ２へ進む。ステップＳＦ２では、ステップＳ
Ｆ１でロードされた教示データを、長方形を示すデータ
に変換し、ステップＳＦ３へ進む。具体的には、図２０
に示すように、教示データがｐ₀→ｐ₁→・・・→ｐ₁₁と
いう軌道を描くデータである場合には、ＣＰＵ１１は、
この教示データを、上記軌道に外接する長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ
₂Ｑ₃を示すデータに変換する。

【００５７】ステップＳＦ３では、ｌｉｍｉｔ＿ｆをＯ
Ｎとし、ステップＳＦ４へ進む。ここでｌｉｍｉｔ＿ｆ
は、ＯＮである場合には上記長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃が塗装
範囲からはみ出していることを、ＯＦＦである場合には
上記長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃が塗装範囲内に収まっているこ
とを表す。ステップＳＦ４では、ｌｉｍｉｔ＿ｆがＯＮ
である間、あるいは、ステップＳＦ５〜ステップＳＦ２
５までの一連の処理の試行回数が１０回以内である間
は、ステップＳＦ５〜ステップＳＦ２５の処理を繰り返
す。ステップＳＦ５では、ｈの値が０〜３である間、ス
テップＳＦ６〜ステップＳＦ１５の処理を繰り返す。

【００５８】ステップＳＦ６では、ｈの値が３であるか
否かを判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合に
は、ステップＳＦ７へ進む。ステップＳＦ７では、Ｘ₀
にＱ_hを代入し、Ｘ₁にＱ_h+1を代入し、ステップＳＦ９
へ進む。一方、ステップＳＦ６の判断結果が「ＮＯ」の
場合、つまり、ｈの値が３である場合には、ステップＳ
Ｆ８へ進む。ステップＳＦ８では、Ｘ₀にＱ₃を代入し、
Ｘ₁にＱ₀を代入し、ステップＳＦ９へ進む。

【００５９】ステップＳＦ９では、大きさが１である単
位ベクトルｅ_vを求め、ステップＳＦ１０へ進む。この
単位ベクトルｅ_vの向きは、始点が点Ｘ₀，終点が点Ｘ₁
であるベクトルと等しい。ステップＳＦ１０では、ｌｉ
ｍ＿ｃｈｋに０を代入し、ステップＳＦ１１へ進む。ス
テップＳＦ１１では、点Ｘ₀と点Ｘ₁とを結ぶ辺上の点に
ついて、単位ベクトルｅ_vが示す向きへ、長さΔｌの間
隔ごとに、点Ｘ₀から点Ｘ₁まで参照点を移動させ、その
各点についてステップＳＦ１２〜ステップＳＦ１５の処
理を行う。ステップＳＦ１２では、上記逆運動学変換
（５）〜（１６）を用いて、塗装ガン２先端が参照点に
ある場合のロボット１の各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の角度
を求め、ステップＳＦ１３へ進む。ステップＳＦ１３で
は、ステップＳＦ１２で求めた各回転軸１ｃ１〜１ｃ４
の角度が、それぞれの最小角度θ_iminおよび最大角度θ
_{im ax}を越えているか否かを判断する。この判断結果が
「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳＦ１４へ進む。ステ
ップＳＦ１４では、ｌｉｍ＿ｃｈｋ〔ｈ〕に１を加え、
ステップＳＦ１１へ戻る。ステップＳＦ１１において、
参照点が点Ｘ₁に達すると、ステップＳＦ１５へ進む。

【００６０】ステップＳＦ１５では、ｌｉｍ＿ｃｈｋ
〔ｈ〕にΔｌを乗じた値を、点Ｘ₀と点Ｘ₁とを結ぶ辺の
長さで割り、ステップＳＦ１６へ進む。ステップＳＦ１
６では、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の辺のうち、ｌｉｍ＿ｃｈ
ｋ〔ｈ〕の値が最も大きい辺を選択する。その後、最も
大きいｌｉｍ＿ｃｈｋ〔ｈ〕の値を１として、他の３つ
のｌｉｍ＿ｃｈｋ〔ｈ〕の値を正規化し、ステップＳＦ
１７へ進む。ステップＳＦ１７では、各辺に対応するｌ
ｉｍ＿ｃｈｋ〔ｈ〕の値に応じて、条件分岐を行う。図
１４（ａ）に示すように、辺Ｑ₀Ｑ₁と辺Ｑ₂Ｑ₃とが塗装
範囲からはみ出す場合、つまり、ｌｉｍ＿ｃｈｋ

〔０〕
とｌｉｎ＿ｃｈｋ〔２〕とが共に１である場合には、ス
テップＳＦ１８へ進む。ステップＳＦ１８では、図１４
（ａ）に示すように長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の対角線の交点
Ｇを中心として長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃を９０°回転させ
る。

【００６１】また、ステップＳＦ１７の条件分岐におい
て、図１４（ｂ）に示すように、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の
全ての辺が塗装範囲からはみ出す場合には、ステップＳ
Ｆ１９へ進む。ステップＳＦ１９では、この長方形Ｑ₀
Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃を塗装範囲の内側に収めることは不可能であ
り、このロボットシステムを用いて塗装することはでき
ないと判断する。また、ステップＳＦ１７の条件分岐に
おいて、図１５（ａ）に示すように、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂
Ｑ₃の辺のうち、塗装範囲からはみ出す長さが一番大き
い辺が辺Ｑ₀Ｑ₁である場合、つまり、ｌｉｍ＿ｃｈｋ

〔０〕が１である場合には、ステップＳＦ２０へ進む。
ステップＳＦ２０では、図１５（ａ）に示すように、長
方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃をｘ軸の負の方向へΔｘだけ平行移動
させる。

【００６２】以下、ステップＳＦ１７の条件分岐におい
て、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の辺のうち、塗装範囲からはみ
出す長さが一番大きい辺が、辺Ｑ₁Ｑ₂である場合（図１
５（ｂ）参照）、つまり、ｌｉｍ＿ｃｈｋ〔１〕が１で
ある場合には、ステップＳＦ２１へ進み、ステップＳＦ
２１では、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃をｙ軸の正の方向へΔｙ
だけ平行移動させる。塗装範囲からはみ出す長さが一番
大きい辺が、辺Ｑ₂Ｑ₃である場合（図１６（ａ）参
照）、つまり、ｌｉｍ＿ｃｈｋ〔２〕が１である場合に
は、ステップＳＦ２２へ進み、ステップＳＦ２２では、
長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃をｘ軸の正の方向へΔｘだけ平行移
動させる。塗装範囲からはみ出す長さが一番大きい辺
が、辺Ｑ₃Ｑ₀である場合（図１６（ｂ）参照）、つま
り、ｌｉｍ＿ｃｈｋ〔３〕が１である場合には、ステッ
プＳＦ２３へ進み、ステップＳＦ２３では、長方形Ｑ₀
Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃をｙ軸の負の方向へΔｙだけ平行移動させ
る。

【００６３】また、ステップＳＦ１７の分岐において、
長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の全ての辺が塗装範囲内に収まって
いる場合、つまり、ｌｉｍ＿ｃｈｋ

〔０〕〜ｌｉｍ＿ｃ
ｈｋ〔３〕が全て０である場合には、ステップＳＦ２４
へ進む。ステップＳＦ２４では、この長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂
Ｑ₃は塗装範囲の内側に収まっており、平行移動は行う
必要がなく、現在の位置で長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃内の塗装
の軌道を全て再生が可能であるとして、ｌｉｍｉｔ＿ｆ
にＯＦＦを代入する。ステップＳＦ１７における条件分
岐と、各分岐先のステップＳＦ１８〜ＳＦ２４における
処理を終了すると、ステップＳＦ２５へ進む。

【００６４】ステップＳＦ２５では、ステップＳＦ５〜
ＳＦ２４の一連の処理を行った試行回数をインクリメン
トし、ステップＳＦ４へ戻る。ステップＳＦ４におい
て、ｌｉｍｉｔ＿ｆがＯＦＦ、または、上記試行回数が
１０回になると、ステップＳＦ２６へ進む。ステップＳ
Ｆ４〜ＳＦ２５に示す処理の結果、ステップＳＦ５〜Ｓ
Ｆ２５で行った最大１０回の平行移動または回転移動に
もかかわらず長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃が塗装範囲の外にはみ
出している場合には、ｌｉｍｉｔ＿ｆはＯＮである。ま
た、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃が塗装範囲の中に収まりきった
場合には、ｌｉｍｉｔ＿ｆはＯＦＦとなる。

【００６５】ステップＳＦ２６では、ｌｉｍｉｔ＿ｆが
ＯＮであるか否か、あるいは、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃が大
きすぎて塗装範囲の中に収まりきらないか否かを判断す
る。この判断において、ｌｉｍｉｔ＿ｆがＯＮ、あるい
は、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃が大きすぎると判断された場合
には、ステップＳＦ２７へ進む。ステップＳＦ２７で
は、手元操作装置４に設けられた液晶表示装置に図２１
に示すように「ワークガ オオキスギマス」というメッ
セージを出力する。一方、ステップＳＦ２６の判断にお
いて、ｌｉｍｉｔ＿ｆがＯＦＦであり、かつ、長方形Ｑ
₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃が大きすぎると判断されていない場合には、
ステップＳＦ２８へ進む。ステップＳＦ２８では、教示
データを、ワーク移動後の教示データに変換し、ステッ
プＳＦ２９へ進む。ステップＳＦ２９では、手元操作装
置４に設けられた液晶表示装置に「キョウジデータ ノ
ヘンカンカンリョウ」というメッセージを出力する。
さらに、この変換された教示データを用いてロボット１
を動かし、オペレータに対し、新しい塗装の軌道を示し
た後、一例の処理を終了する。

【００６６】ところで、塗装ガン２先端から吐出される
塗料は、ある程度の範囲に広がって吹き付けられるの
で、図２２に示すように、塗装範囲３１に対して、教示
データを変換した上記長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃のはみ出して
いる部分の面積が微小である場合には、塗装の品質には
影響を及ぼさない場合がある。このような場合には、長
方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃が塗装範囲からはみ出している場合で
あっても、図１８のステップＳＦ１８およびＳＦ２０〜
ＳＦ２３に示した回転または平行移動処理を行う必要が
なく、現在の教示データを補正するだけで良い。このよ
うな場合における教示データの補正方法について図２３
および２４に示すＰＡＤ図を参照して説明する。

【００６７】オペレータが上記処理の開始を指示する
と、ＣＰＵ１１の処理は図２３のステップＳＧ１へ進
む。ステップＳＧ１およびＳＧ２の処理は、上述したス
テップＳＦ１およびＳＦ２（図１７参照）に示した処理
と同じものである。ステップＳＧ３では、ｈの値が０〜
３である間、ステップＳＧ４〜ＳＧ１５の処理を繰り返
す。ステップＳＧ４では、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の頂点Ｑ
_hへ塗装ガン２先端を移動させ、そのときのロボット１
の姿勢における各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の角度θ₁〜θ₄
を求め、ｌｉｍｉｔ＿ｆにＯＦＦを代入し、ステップＳ
Ｇ５へ進む。この時、上記逆運動学変換式（５）〜（１
６）を用いても角度θ₁〜θ₄を求めることができない場
合には、図２２に示すように、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の辺
Ｑ₃Ｑ₀と塗装範囲外縁との交点をＱ’₀とし、辺Ｑ₁Ｑ₂
と塗装範囲外縁との交点Ｑ’₁とし、このＱ’_h（ｈ＝
０，１）に塗装ガン２先端を移動させたときのロボット
１の姿勢における各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の角度θ₁〜
θ₄を求める。この場合、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の頂点の
位置を補正したので、ｌｉｍｉｔ＿ｆをＯＮする。

【００６８】ステップＳＧ５では、ｉの値が１〜４であ
る間、ステップＳＧ６〜ＳＧ９の処理を繰り返す。ステ
ップＳＧ６では、ステップＳＧ４で求めたθ_iがその最
大角度θ_imaxより大きいか否かを判断する。この判断結
果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳＧ７へ進む。ス
テップＳＧ７では、ｌｉｍｉｔ＿ｆにＯＮを代入し、θ
_iにθ_imaxを代入し、ステップＳＧ１０へ進む。一方、
ステップＳＧ６の判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステ
ップＳＧ８へ進む。ステップＳＧ８では、ステップＳＧ
４で求めたθ_iがその最小角度θ_iminより小さいか否か
を判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ス
テップＳＧ９へ進む。ステップＳＧ９では、ｌｉｍｉｔ
＿ｆにＯＮを代入し、θ_iにθ_iminを代入し、ステップ
ＳＧ１０へ進む。

【００６９】ステップＳＧ１０では、ｌｉｍｉｔ＿ｆが
ＯＮであるか否かを判断する。この判断結果が「ＹＥ
Ｓ」の場合には、ステップＳＧ１１へ進む。ステップＳ
Ｇ１１では、ロボット１の各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の角
度がそれぞれステップＳＧ６〜ＳＧ９にて修正した角度
θ₁〜θ₄である場合の塗装ガン２先端の位置を求め、そ
の位置をＱ’_hとし、ステップＳＧ１１へ進む。ステッ
プＳＧ１２では、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の頂点Ｑ_hと、ス
テップＳＧ１１で求めた塗装ガン２の位置Ｑ’_hとの距
離Δｑを次に示す式（１８）を用いて求め、ステップＳ
Ｇ１３へ進む。 Δｑ＝｜Ｑ’_h−Ｑ_h｜・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１８）

【００７０】ステップＳＧ１３では、Δｑが所定の値ε
より小さいか否かを判断する。εはオペレータが手元操
作装置４を用いて、あらかじめ制御装置３内のＲＡＭ１
３に設定してある値である。本実施例では、ε＝５０ｃ
ｍとする。ステップＳＧ１３の判断結果が「ＹＥＳ」で
ある場合には、ステップＳＧ１４へ進む。ステップＳＧ
１４では、Ｑ_hにＱ_h’を代入し、ステップＳＧ３へ戻
る。一方、ステップＳＧ１３の判断結果が「ＮＯ」の場
合には、ステップＳＧ１５へ進む。ステップＳＧ１５で
は、現在の教示データを再生した場合、高い塗装品質が
得られないこと、あるいは、塗装が不可能であることを
手元操作装置４の表示部に表示し、ステップＳＧ３へ戻
る。ステップＳＧ３においてｈの値が３を越えると、一
例の処理を終了する。

【００７１】次に、図２５に示すように、ワークがター
ンテーブルの上に載っており、所定の回転中心Ｃを中心
とする円弧上を移動し、塗装範囲の内側に入ってくる場
合を考える。この場合において、ワークを移動させる上
記ターンテーブルの回転角度を求める方法、およびその
回転によって移動するワークに対する教示データの変換
方法について図２６〜図２８に示すＰＡＤ図を参照して
説明する。オペレータが、上記処理の開始を指示する
と、ＣＰＵ１１は図２６のステップＳＨ１へ進む。ステ
ップＳＨ１では、ワークの教示データ、および、ターン
テーブルの情報をＦＤＤ１４からＲＡＭ１３へ読み出
し、ステップＳＨ２へ進む。ステップＳＨ２〜ＳＨ１６
で行う処理は、図１７を参照して説明したステップＳＦ
２〜ＳＦ１６の処理と同じものである。ステップＳＨ１
６に示す処理を終了すると、図２７に示すステップＳＨ
１７へ進む。

【００７２】ステップＳＨ１７では、各辺に対応するｌ
ｉｍ＿ｃｈｋ〔ｈ〕の値に応じて、条件分岐を行う。図
２５のＡに示すように、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の全ての辺
が塗装範囲からはみ出している場合、つまり、ｌｉｍ＿
ｃｈｋ〔ｈ〕が全て１である場合には、ステップＳＨ１
８へ進み、ターンテーブルを１８０°回転させる。ま
た、ステップＳＨ１７の条件分岐において、図２５のＢ
に示すように、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の辺のうち、塗装範
囲からはみ出す長さが一番大きい辺が辺Ｑ₃Ｑ₀である場
合、つまり、ｌｉｍ＿ｃｈｋ〔３〕が１である場合に
は、ステップＳＨ１９へ進み、ターンテーブルを右回り
方向へΔφ回転させる。同様に、ステップＳＨ１７の条
件分岐において、図２５のＣに示すように、長方形Ｑ₀
Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の辺のうち、塗装範囲からはみ出す長さが一
番大きい辺が辺Ｑ₁Ｑ₂である場合、つまり、ｌｉｍ＿ｃ
ｈｋ〔１〕が１である場合には、ステップＳＨ２０へ進
み、ターンテーブルを左回り方向へΔφ回転させる。

【００７３】また、図２５のＤに示すように、長方形Ｑ
₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の全ての辺が塗装範囲内に入っている場合、
つまり、ｌｉｍ＿ｃｈｋ〔ｈ〕が全て０である場合に
は、ステップＳＨ２１へ進み、ターンテーブルは回転さ
せず、ｌｉｍｉｔ＿ｆにＯＦＦを代入する。ステップＳ
Ｈ１７における条件分岐と、各分岐先のステップＳＨ１
８〜ＳＨ２１における処理を終了すると、ステップＳＨ
２２へ進む。ステップＳＨ２２では、ステップＳＨ５〜
ＳＦ２２の処理を行った試行回数をインクリメントし、
ステップＳＨ４へ戻る。ステップＳＨ４において、ｌｉ
ｍｉｔ＿ｆがＯＦＦ、または、ステップＳＨ５〜ＳＨ２
２の処理を行った試行回数が１０回より大きいならば、
ステップＳＨ２３へ進む。

【００７４】ステップＳＨ２３では、ｌｉｍｉｔ＿ｆが
ＯＮであるか否かを判断する。この判断結果が「ＹＥ
Ｓ」の場合には、ステップＳＨ２４へ進む。ステップＳ
Ｈ２４では、図２１に一例を示すようなメッセージを、
手元操作装置４の表示部へ出力する。一方、ステップＳ
Ｈ２３の判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳＨ
２５へ進む。ステップＳＨ２５では、教示データを、ス
テップＳＨ１８〜ＳＨ２０で求めたターンテーブルの回
転角度に基づいて変換し、ステップＳＨ２６へ進む。ス
テップＳＨ２６では、ターンテーブルに、ステップＳＨ
１８〜ＳＨ２０で求めた回転角度を送信する。ステップ
ＳＨ２４またはＳＨ２６の処理を終了した後、一例の処
理を終了する。図２５に示すように、ワークがターンテ
ーブルの上に載っており、所定の回転中心Ｃを中心とす
る円弧上を移動する場合に、上記図２６〜図２８に示す
処理を適用すると、制御装置３はターンテーブルに対し
てワークの位置の変更を自動的に指示するので、オペレ
ータはワークの位置を厳しく決めて配置する必要はな
く、塗装品質が向上する。

【００７５】次に、塗装ガン２先端を、塗装範囲内の各
座標点から所定の方向へ１ｍ／ｓｅｃの速度で移動させ
る場合に、各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の最大角速度を移動
時の各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の角速度で割った角速度比
を各回転軸１ｃ１〜１ｃ４について求め、それらのうち
最小の値である角速度能力値を各座標点について求める
処理について図２９に示すＰＡＤ図を参照して説明す
る。尚、これまで示した実施例では、ｚ軸方向の値を定
数ωとする特定のｘｙ平面を対象とする処理について説
明してきたが、図２９に示す処理では、ｚ軸方向の値も
可変とした３次元空間内の全ての座標点を対象とした処
理について説明する。

【００７６】オペレータが上記処理の開始を指示する
と、図２９のステップＳＩ１へ進む。ステップＳＩ１で
は、オペレータが手元操作装置４を用いて任意の速度ベ
クトルｖ_vを入力すると、その値をＲＡＭ１３に読み込
み、ステップＳＩ２へ進む。ステップＳＩ２では、速度
ベクトルｖ_vの大きさを求め、その値を変数ｖｅｌに代
入し、ステップＳＩ３へ進む。ステップＳＩ３では、速
度ベクトルｖ_vと同じ向きであり、かつ、その大きさが
１ｍである方向ベクトルｅ_vを次に示す式（１９）を用
いて算出し、ステップＳＩ４へ進む。 ｅ_v＝ｖ_v／ｖｅｌ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１９）

【００７７】ステップＳＩ４〜ＳＩ９では、変数ｉの値
を０〜ｌに、変数ｊの値を０〜ｍに、変数ｋの値を０〜
ｎに変化させていき、それぞれの値を次に示す式（２
０）〜（２２）に代入して上記角速度能力値を算出する
参照点の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）を求め、ステップＳＨ１
０へ進む。 ｘ＝ｘ_min＋Δｘ×ｉ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２０） ｙ＝ｙ_min＋Δｙ×ｊ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２１） ｚ＝ｚ_min＋Δｚ×ｋ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２２） ステップＳＩ１０では、上述した逆運動学変換式（５）
〜（１６）を用いて、塗装ガン２先端が上記参照点
（ｘ，ｙ，ｚ）にある場合の各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の
角度θ₁〜θ₄を算出し、ステップＳＨ１１へ進む。ステ
ップＳＩ１１では、ステップＳＩ１０で求めた角度θ₁
〜θ₄を用いて逆ヤコビ行列Ｊ_M ^-1を求め、ステップＳＨ
１２へ進む。ここでヤコビ行列Ｊ_Mは、上記運動学変換
式（１）〜（４）をθ₁〜θ₄で偏微分した４×４の行列
である。

【００７８】ステップＳＩ１２では、各回転軸１ｃ１〜
１ｃ４の角速度(d/dt)θ_iを次に示す式（２３）を用い
て求め、ステップＳＨ１３へ進む。尚、上述したように
(d/dx)はｘについて１回微分することを、(d/dx)²はｘ
について２回微分することを示す。また、(d/dt)θ_M＝
〔(d/dt)θ₁，(d/dt)θ₂，(d/dt)θ₃，(d/dt)θ₄〕^Tで
あり、(d/dt)θ₁は回転軸１ｃ１の角速度を、(d/dt)θ₂
は回転軸１ｃ２の角速度を、(d/dt)θ₃は回転軸１ｃ３
の角速度を、(d/dt)θ₄は回転軸１ｃ４の角速度をそれ
ぞれ表している。また、Ｊ_M ^-1は上記ヤコビ行列Ｊ_Mの逆
行列である。 (d/dt)θ_M＝Ｊ_M ^-1・ｅ_v ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２３）

【００７９】ステップＳＩ１３では、各回転軸１ｃ１〜
１ｃ４について、ステップＳＩ１２で求めた角速度(d/d
t)θ_iと、最大角速度(d/dt)θ_imaxとの比Ｒ_iを次に示す
式（２４）を用いて求め、ステップＳＨ２４へ進む。 Ｒ_i＝(d/dt)θ_imax／(d/dt)θ_i （但し、ｉ＝１〜４）・・・・・（２４） ステップＳＩ１４では、Ｒ₁〜Ｒ₄のうちの最小値を、上
記座標点（ｘ，ｙ，ｚ）における速度能力値として、配
列ｖ〔ｉ，ｊ，ｋ〕に格納する。以上述べたステップＳ
Ｉ１０〜ＳＩ１４の処理を、ステップＳＩ４〜ＳＩ９で
その座標値が求められる全ての参照点（ｘ，ｙ，ｚ）に
ついて繰り返した後、一例の処理を終了する。

【００８０】次に、速度ベクトルｖ_vの大きさｖｅｌよ
り大きい上記速度能力値を示す座標点の集合を速度能力
領域と定義し、該速度能力領域の外縁に沿って塗装ガン
２先端を移動させる場合に、制御装置３が塗装ガン２先
端を順次通過させていく座標点ｔｃｐを求める処理につ
いて図３０〜図３４に示すＰＡＤ図を参照して説明す
る。尚、図２９に示した処理では、ｚ軸方向の値も可変
とした３次元空間を対象として処理を行ったが、図３０
〜図３４に示す処理では、図３５に示すようにｚを定数
ωに固定した所定のｘｙ平面上を対象として処理を行
う。

【００８１】オペレータが上記処理の開始を指示する
と、図３０のステップＳＪ１へ進む。ステップＳＪ１で
は、ｉ_min，ｉ＿ｌｉｍ_maxにはｌを、ｊ_min，ｊ＿ｌｉ
ｍ_maxにはｍを、ｉ，ｊ，ｉ_max，ｊ_max，ｉ＿ｌｉ
ｍ_min，ｊ＿ｌｉｍ_min，ｆｉｌｅ＿ｎｕｍには０を代入
し、ステップＳＪ２へ進む。ここで、ｉおよびｊは、図
３５に示すｘｙ平面において処理の対象となる座標点
（参照点）を指定するための変数である。また、
ｉ_min，ｉ_max，ｊ_min，ｊ_maxは、上記参照点の集合であ
る領域を指定する定数であり、この領域は、具体的には
図３５に示す（ｉ，ｊ）＝（０，０），（ｌ，０），
（０，ｍ），（ｌ，ｍ）の４点を頂点とする長方形の内
側を指す。また、ｉ＿ｌｉｍ_min，ｉ＿ｌｉｍ_max，ｊ＿
ｌｉｍ_min，ｊ＿ｌｉｍ_maxは、上記参照点（ｉ，ｊ）が
上記長方形の内側にあるか否かの判断に使用される変数
である。また、ｆｉｌｅ＿ｎｕｍは処理の対象となる教
示データを識別するためのファイル番号である。

【００８２】ステップＳＪ２では、ｌ＿ｓｔａｔｕｓ，
ｓｔａｔｕｓをＮＯとし、ｃｏｕｎｔｅｒに０を、Δ
ｉ，Δｊに＋１を、ｄｉｒにｘを代入し、ステップＳＪ
３へ進む。ここで、ｓｔａｔｕｓは、その値がＹＥＳな
らば直前に処理した参照点における塗装ガン２先端の移
動速度が速度ｖｅｌより大きいことを、ＮＯならば該移
動速度が速度ｖｅｌより小さいことを示す。ｌ＿ｓｔａ
ｔｕｓは、２つ前に処理した参照点における塗装ガン２
先端の移動速度についてｓｔａｔｕｓと同じ内容を示
す。また、ｄｉｒは塗装ガン２先端が速度領域の外縁に
沿って移動する場合の移動方向を示し、ｄｉｒの値がｘ
の場合には塗装ガン２先端はｘ軸方向へ移動しているこ
とを、またｙの場合にはｙ軸方向へ移動していることを
示している。また、ΔｉおよびΔｊは変数ｉおよびｊの
増減量を、ｃｏｕｎｔｅｒは塗装ガン２先端が座標点ｔ
ｃｐを通過していく順番を示している。

【００８３】ステップＳＪ３では、ｖ〔ｉ，ｊ，ω〕が
速度ベクトルｖ_vの大きさｖｅｌより小さい間、ステッ
プＳＪ４〜ＳＪ１２の処理を繰り返す。ステップＳＪ４
では、ｉにΔｉを加え、ステップＳＪ５へ進む。ステッ
プＳＪ５では、ｉがｉ＿ｌｉｍ_maxより大きいか否かを
判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステ
ップＳＪ６へ進む。ステップＳＪ６では、Δｉに−１を
かけ、ステップＳＪ７へ進む。ステップＳＪ７では、ｉ
にｉ＿ｌｉｍ_maxを代入し、ステップＳＪ８へ進む。ス
テップＳＪ８では、ｊにΔｊを加え、ステップＳＪ９へ
進む。一方、ステップＳＪ５の判断結果が「ＮＯ」であ
る場合には、そのままステップＳＪ９へ進む。

【００８４】ステップＳＪ９では、ｉがｉ＿ｌｉｍ_min
より小さいか否かを判断する。この判断結果が「ＹＥ
Ｓ」の場合には、ステップＳＪ１０へ進む。ステップＳ
Ｊ１０では、Δｉに−１をかけ、ステップＳＪ１１へ進
む。ステップＳＪ１１では、ｉにｉ＿ｌｉｍ_minを代入
し、ステップＳＪ１２へ進む。ステップＳＪ１２では、
ｊにΔｊを加え、ステップＳＪ３へ戻る。一方、ステッ
プＳＪ９の判断結果が「ＮＯ」である場合には、そのま
まステップＳＪ３へ戻る。ステップＳＪ３において、ｖ
〔ｉ，ｊ，ω〕が速度ベクトルｖ_vの大きさｖｅｌ以上
になると、ステップＳＪ１３へ進む。

【００８５】ステップＳＪ１３では、ｘにｘ_min＋Δｘ
×ｉを、ｙにｙ_min＋Δｙ×ｊを代入し、ステップＳＪ
１４へ進む。ステップＳＪ１４では、ステップＳＪ１３
で求めたｘ，ｙで指定される点（ｘ，ｙ）を教示点とし
てｔｃｐ〔ｃｏｕｎｔｅｒ〕へ代入し、ｃｏｕｎｔｅｒ
に１を加え、ｓｔａｔｕｓにＹＥＳを代入し、ステップ
ＳＪ１５へ進む。ステップＳＪ１５では、ｔｃｐ〔ｃｏ
ｕｎｔｅｒ〕がｔｃｐ

〔０〕と等しくない間、ステップ
ＳＪ１６〜ＳＪ５０の処理を繰り返す。図３２に示すス
テップＳＪ１６では、ｖ〔ｉ，ｊ，ω〕が速度ベクトル
ｖ_vの大きさｖｅｌより大きいか否かを判断する。この
判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳＪ１７へ
進む。ステップＳＪ１７では、ｄｉｒがｘであるか否か
を判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、図
３３に示すステップＳＪ１８へ進む。

【００８６】ステップＳＪ１８では、ｖ〔ｉ，ｊ−Δ
ｊ，ω〕が速度ベクトルｖ_vの大きさｖｅｌより大きい
か否かを判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合に
は、ステップＳＪ１９へ進む。ステップＳＪ１９では、
ｄｉｒにｙを代入し、Δｊに−１をかけ、図３２に示す
ステップＳＪ３２にへ進む。一方、ステップＳＪ１８の
判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳＪ２０へ進
む。ステップＳＪ２０では、ｘにｘ_min＋Δｘ×ｉを、
ｙにｙ_min＋Δｙ×ｊを代入し、ｔｃｐ〔ｃｏｕｎｔｅ
ｒ〕に点（ｘ，ｙ，ω）を教示点として代入する。その
後、ｃｏｎｔｅｒに１を、ｉにΔｉを加え、ステップＳ
Ｊ２１へ進む。

【００８７】ステップＳＪ２１では、ｉがｉ＿ｌｉｍ
_minより小さいか否かを判断する。この判断結果が「Ｙ
ＥＳ」の場合には、ステップＳＪ２２へ進む。ステップ
ＳＪ２２では、ｉにｉ＿ｌｉｍ_minを代入し、ｊにΔｊ
を加え、Δｉに−１をかけ、ステップＳＪ２３へ進む。
一方、ステップＳＪ２１の判断結果が「ＮＯ」の場合に
は、そのままステップＳＪ２３へ進む。ステップＳＪ２
３では、ｉがｉ＿ｌｉｍ_maxより大きいか否かを判断す
る。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ
Ｊ２４へ進む。ステップＳＪ２４では、ｉにｉ＿ｌｉｍ
_maxを代入し、ｊにΔｊを加え、Δｉに−１をかけ、図
３２に示すステップＳＪ３２へ進む。

【００８８】一方、図３２に示すステップＳＪ１７の判
断結果が「ＮＯ」の場合には、図３３に示すステップＳ
Ｊ２５へ進む。ステップＳＪ２５では、ｖ〔ｉ−Δｉ，
ｊ，ω〕が速度ベクトルｖ_vの大きさｖｅｌより大きい
か否かを判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合に
は、ステップＳＪ２６へ進む。ステップＳＪ２６では、
ｄｉｒにｘを代入し、Δｉに−１をかけ、図３２に示す
ステップＳＪ３２に進む。一方、ステップＳＪ２５の判
断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳＪ２７へ進
む。ステップＳＪ２７では、ｘにｘ_min＋Δｘ×ｉを、
ｙにｙ_min＋Δｙ×ｊを代入し、ｔｃｐ〔ｃｏｕｎｔｅ
ｒ〕に点（ｘ，ｙ，ω）を教示点として代入する。その
後、ｃｏｎｔｅｒに１を、ｊにΔｊを加え、ステップＳ
Ｊ２８へ進む。

【００８９】ステップＳＪ２８では、ｊがｊ＿ｌｉｍ
_minより小さいか否かを判断する。この判断結果が「Ｙ
ＥＳ」の場合には、ステップＳＪ２９へ進む。ステップ
ＳＪ２９では、ｊにｊ＿ｌｉｍ_minを代入し、ｉにΔｉ
を加え、Δｊに−１をかけ、ステップＳＪ３０へ進む。
一方、ステップＳＪ２８の判断結果が「ＮＯ」である場
合には、そのままステップＳＪ３０へ進む。

【００９０】ステップＳＪ３０では、ｊがｊ＿ｌｉｍ
_maxより大きいか否かを判断する。この判断結果が「Ｙ
ＥＳ」の場合には、ステップＳＪ３１へ進む。ステップ
ＳＪ３１では、ｊにｊ＿ｌｉｍ_maxを代入し、ｉにΔｉ
を加え、Δｊに−１をかけ、図３２に示すステップＳＪ
３２へ進む。一方、ステップＳＪ３０の判断結果が「Ｎ
Ｏ」である場合には、そのままステップＳＪ３２へ進
む。ステップＳＪ３２では、ｌ＿ｓｔａｔｕｓに現在の
ｓｔａｔｕｓの値を、ｓｔａｔｕｓにＮＯを代入し、図
３０に示すステップＳＪ１５へ戻る。

【００９１】一方、図３２に示すステップＳＪ１６の判
断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳＪ３３へ進
む。ステップＳＪ３３では、ｓｔａｔｕｓがＹＥＳであ
るか否かを判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合
には、ステップＳＪ３４へ進む。ステップＳＪ３４で
は、ｄｉｒがｘであるか否かを判断する。この判断結果
が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳＪ３５へ進む。ス
テップＳＪ３５では、ｄｉｒにｙを代入し、ｉからΔｉ
を引き、ｊにΔｊを加える。さらに、ｌ＿ｓｔａｔｕｓ
に現在のｓｔａｔｕｓの値を、ｓｔａｔｕｓにＮＯを代
入し、図３４に示すステップＳＪ３７へ進む。

【００９２】一方、図３２に示すステップＳＪ３４の判
断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳＪ３６へ進
む。ステップＳＪ３６では、ｄｉｒにｘを代入し、ｊか
らΔｊを引き、ｉにΔｉを加える。さらに、ｌ＿ｓｔａ
ｔｕｓに現在のｓｔａｔｕｓの値を、ｓｔａｔｕｓにＮ
Ｏを代入し、図３４に示すステップＳＪ３７へ進む。ス
テップＳＪ３７では、ｓｔａｔｕｓがＮＯであるか否か
を判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ス
テップＳＪ３８へ進む。ステップＳＪ３８では、ｌ＿ｓ
ｔａｔｕｓがＮＯであるか否かを判断する。この判断結
果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳＪ３９へ進む。
ステップＳＪ３９では、ｄｉｒがｙであるか否かを判断
する。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップ
ＳＪ４０へ進む。ステップＳＪ４０では、ｊにΔｊを加
え、図３０に示すステップＳＪ１５へ戻る。一方、ステ
ップＳＪ３９の判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステッ
プＳＪ４１へ進む。ステップＳＪ４１では、ｉにΔｉを
加え、図３０に示すステップＳＪ１５へ戻る。

【００９３】一方、ステップＳＪ３８の判断結果が「Ｎ
Ｏ」の場合には、ステップＳＪ４２へ進む。ステップＳ
Ｊ４２では、ｄｉｒがｘであるか否かを判断する。この
判断結果が「ＹＥＳ」である場合には、ステップＳＪ４
３へ進む。ステップＳＪ４３では、ｖ〔ｉ，ｊ−Δｊ，
ω〕が速度ベクトルｖ_vの大きさｖｅｌより大きいか否
かを判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、
ステップＳＪ４４へ進む。ステップＳＪ４４では、ｔｃ
ｐ〔ｃｏｕｎｔｅｒ〕に（ｉ，ｊ−Δｊ，ω）を教示点
として代入し、図３０に示すステップＳＪ１５へ戻る。
一方、ステップＳＪ４３の判断結果が「ＮＯ」の場合に
は、ステップＳＪ４５へ進む。ステップＳＪ４５では、
ｄｉｒにｙを代入し、Δｊに−１を掛け、ｉにΔｉを加
え、ステップＳＪ４６へ進む。ステップＳＪ４６では、
ｌ＿ｓｔａｔｕｓにｓｔａｔｕｓの値を代入し、ｓｔａ
ｔｕｓにＮＯを代入し、図３０に示すステップＳＪ１５
へ戻る。

【００９４】一方、ステップＳＪ４２の判断結果が「Ｎ
Ｏ」の場合には、ステップＳＪ４７へ進む。ステップＳ
Ｊ４７では、ｖ〔ｉ−Δｉ，ｊ，ω〕が速度ベクトルｖ
_vの大きさｖｅｌより大きいか否かを判断する。この判
断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳＪ４８へ進
む。ステップＳＪ４８では、ｔｃｐ〔ｃｏｕｎｔｅｒ〕
に（ｉ−Δｉ，ｊ，ω）を教示点として代入し、図３０
に示すステップＳＪ１５へ戻る。一方、ステップＳＪ４
７の判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳＪ４９
へ進む。ステップＳＪ４９では、ｄｉｒにｘを代入し、
Δｉに−１を掛け、ｊにΔｊを加え、ステップＳＪ５０
へ進む。ステップＳＪ５０では、ｌ＿ｓｔａｔｕｓにｓ
ｔａｔｕｓの値を代入し、ｓｔａｔｕｓにＮＯを代入
し、図３０に示すステップＳＪ１５へ戻る。

【００９５】上記ステップＳＪ１４〜ＳＪ５０の処理を
ｔｃｐ〔ｃｏｕｎｔｅｒ〕がｔｃｐ

〔０〕と等しくなる
まで繰り返し、ステップＳＪ１５において、ｔｃｐ〔ｃ
ｏｕｎｔｅｒ〕がｔｃｐ

〔０〕と等しくなると、ステッ
プＳＪ５１へ進む。ステップＳＪ５１では、ステップＳ
Ｊ１で設定した各変数の初期値を変更し、動作範囲全域
をチェックするまでステップＳＪ１６〜ＳＪ５０の処理
を行う。具体的には、ｉ＿ｌｉｍ_minにｉ_minを、ｉ＿ｌ
ｉｍ_maxにｌを、ｊ＿ｌｉｍ_minにｊ_minを、ｊ＿ｌｉｍ
_maxにｍを代入し、再びステップＳＪ１５〜ＳＪ５０の
処理を行い、それらの処理の終了後、さらにステップＳ
Ｊ５１で、ｉ＿ｌｉｍ_minに０を、ｉ＿ｌｉｍ_maxにｉ
_maxを、ｊ＿ｌｉｍ_minに０を、ｊ＿ｌｉｍ_maxにｊ_maxを
代入し、再びステップＳＪ１５〜ＳＪ５０の処理を行
い、一例の処理を終了する。

【００９６】図３０〜図３４のＰＡＤ図に示した処理を
用いると、塗装ガン２は塗料を吐出しながら速度能力領
域の外縁に沿って移動するので、図３６に示すように網
５の上にワーク６を置いて網塗りを行う場合には、オペ
レータは、網５の上に実際に速度能力領域を描かせ、そ
の網５に描かれた速度能力領域内にワーク６を設置する
ことができる。

【００９７】次に、ＣＰＵ１１が、速度能力領域の内部
において図３７に示すような軌道で、塗装ガン２先端を
移動させる処理について図３８に示すＰＡＤ図を参照し
て説明する。オペレータが上記処理の開始を指示する
と、ＣＰＵ１１は図３８に示すステップＳＫ１に進む。
ステップＳＫ１では、ｉにｌを、ｊに０を、Δｉに−１
を、Δｊに＋１を代入し、ステップＳＫ２へ進む。ステ
ップＳＫ２では、ｉが０より大きい間、ステップＳＫ３
〜ＳＫ１２の処理を繰り返す。ステップＳＫ３では、ｖ
〔ｉ，ｊ，ω〕が速度ベクトルｖ_vの大きさｖｅｌより
大きいか否かを判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」の
場合には、ステップＳＫ４へ進む。ステップＳＫ４で
は、ｘにｘ_min＋Δｘ×ｉを、ｙにｙ_{m in}＋Δｙ×ｊを代
入し、ステップＳＫ５へ進む。ステップＳＫ５では、塗
装ガン２先端を点（ｘ，ｙ，ω）へ移動させ、ステップ
ＳＫ６へ進む。ステップＳＫ６では、塗装ガン２から塗
料を吐出、または、制御装置３に内蔵されたスピーカ１
６から警告音を鳴らし、ステップＳＫ８へ進む。

【００９８】一方、ステップＳＫ３の判断結果が「Ｎ
Ｏ」の場合には、ステップＳＫ７へ進む。ステップＳＫ
７では、塗装ガン２は塗料を吐出せず、あるいは制御装
置３は上記警告音を鳴らさず、ステップＳＫ８へ進む。
ステップＳＫ８では、ｊにΔｊを加え、ステップＳＫ９
へ進む。ステップＳＫ９では、ｊがｍより大きいか否か
を判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ス
テップＳＫ１０へ進む。ステップＳＫ１０では、ｊにｍ
を、Δｊに−１を代入し、ｉにΔｉを加え、ステップＳ
Ｋ１１へ進む。一方、ステップＳＫ９の判断結果が「Ｎ
Ｏ」の場合には、そのままステップＳＫ１１へ進む。

【００９９】ステップＳＫ１１では、ｊが０より小さい
か否かを判断する。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合に
は、ステップＳＫ１２へ進む。ステップＳＫ１２では、
ｊに０を、Δｊに＋１を代入し、ｉにΔｉを加えステッ
プＳＫ２へ戻る。一方、ステップＳＫ１１の判断結果が
「ＮＯ」の場合には、そのままステップＳＫ２へ戻る。
ステップＳＫ２において、ｉが０より大きいか否かを判
断し、ステップＳＫ３〜ＳＫ１２の処理をｉが０より大
きい間繰り返した後、一例の処理を終了する。

【０１００】図３８のＰＡＤ図に示した処理を行うと、
塗装ガン２先端は図３７に示すような軌道を床面に描く
が、この他に、塗装ガン２先端が速度能力領域からはみ
出した場合に、スピーカ１６より警告音を鳴らすように
しても良い。また、制御装置３にパトライトを設け、塗
装ガン２先端が速度能力領域からはみ出した場合に、上
記警告音の代わりに該パトライトを点滅させたり、該パ
トライトの点灯色を切り換えても良い。また、図３８の
ＰＡＤ図に示した処理を行うと、塗装ガン２先端は図３
７に示すような軌道を描きながら移動するので、オペレ
ータは、図３９に示すように、そのとき床面に描かれた
軌道に合わせてワーク６を置くことができる。

【０１０１】次に、塗装ガン２先端を塗装範囲内の各座
標点から所定の方向へ所定の速度で移動させる場合にお
いて、各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の角速度を各回転軸１ｃ
１〜１ｃ４の最大角速度で割った値を上記各座標点につ
いて求め、この値を考慮する事によって、ロボット１が
その性能を最も引き出せる位置へワークを移すように教
示データを変換する処理について図４０および図４１に
示すＰＡＤ図を参照して説明する。オペレータ上記処理
の開始を指示すると、ＣＰＵ１１は図４０のステップＳ
Ｌ１へ進む。ステップＳＬ１では、オペレータの教示操
作により教示データを作成、あるいは、既に教示の終了
した教示データをＲＡＭ１３にロードする。また、ＣＰ
Ｕ１１は、ロボット１の動作を調整する各種パラメータ
をＲＡＭ１３にロードする。これらの処理の後、ステッ
プＳＬ２へ進む。

【０１０２】ステップＳＬ２では、上記教示データによ
って決定される塗装作業面の上記ロボットベース座標系
における位置および方向を算出し、ステップＳＬ３へ進
む。ステップＳＬ３では、教示データ内の教示点のう
ち、１番目に教示された教示点と２番目に教示された教
示点とを結ぶ直線を求め、その直線方向を塗装ガン２先
端の動作方向とする。ステップＳＬ４では、先に図２０
に示したように、教示データを長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃を表
すデータへ変換し、該長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の対角線の交
点をワークの中心とし、ステップＳＬ５へ進む。

【０１０３】ステップＳＬ５では、変数ｘをｘ_min〜ｘ
_maxの範囲において所定距離Δｘの間隔で変化させなが
ら、該変数ｘによってｘ軸上の座標値を指定されるｙｚ
平面に対して、ステップＳＬ６〜ＳＬ７の処理を行う。
ここでｘ_min，ｘ_maxは、ロボット１の仕様によって決定
される上記塗装範囲において、塗装ガン２先端のｘ軸方
向の移動範囲を指定する値であり、以下に述べる
ｙ_min，ｙ_maxおよびｚ_min，ｚ_{m ax}もそれぞれ同様に上記
塗装範囲における塗装ガン２先端のｙ軸方向およびｚ軸
方向の移動範囲を指定する。

【０１０４】ステップＳＬ６では、塗装ガン２先端がｙ
軸に沿った方向へ移動する場合において、教示によって
与えられた速度以上の速度で移動することのできる領域
の面積（以下、上記領域の面積を速度領域面積と称す
る）を求める。そして、求めた上記速度領域面積が変数
ｙｘ＿ｖ〔ｉ〕の値より大きい場合には、該変数ｙｘ＿
ｖ〔ｉ〕の値を上記速度領域面積に更新し、この時のｘ
の値をｙｘ〔ｉ〕に格納し、ステップＳＬ７へ進む。

【０１０５】ステップＳＬ７で行う処理の説明に移る前
に、ステップＳＬ６において速度領域面積を求める具体
的計算方法を以下に述べる。塗装ガン２先端の位置をｗ
とすると、この位置ｗは上記運動学変換式（１）〜
（４）によって各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の角度の関数と
して表現できる。ここで、 ｗ＝ｆ（θ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２４） とする。塗装ガン２先端の速度は、

【数２】 と表すことができる。ここでｆ（θ）のθによる偏微分
はヤコビ行列Ｊ_Mである。

【０１０６】式（２５）より、各軸の角速度(d/dt)θ
は、 (d/dt)θ＝Ｊ^-1・(d/dt)ｗ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２６） と表すことができ、この式の(d/dt)ｗに教示された塗装
速度を代入すると、(d/dt)θが得られる。この(d/dt)θ
と各軸の最大角速度(d/dt)θ_maxとを比較することによ
り、図４１のような速度マップが得られ、この図におい
て１００％以上の領域の面積を変数ｙｘ＿ｖ〔ｉ〕に格
納する。

【０１０７】ステップＳＬ７では、塗装ガン２先端がｚ
軸に沿った方向へ移動する場合において、ステップＳＬ
６と同様の計算方法で上記速度領域面積を求める。そし
て、求めた速度領域面積が変数ｚｘ＿ｖ〔ｉ〕の値より
大きい場合には、該変数ｚｘ＿ｖ〔ｉ〕の値を上記速度
領域面積に更新し、この時のｘの値をｚｘ〔ｉ〕に格納
し、ステップＳＬ５へ戻る。ステップＳＬ５において、
変数ｘがｘ_maxより大きくなると、ステップＳＬ８へ進
む。

【０１０８】ステップＳＬ８では、変数ｚをｚ_min〜ｚ
_maxの範囲において所定距離Δｚの間隔で変化させなが
ら、該変数ｚによってｚ軸上の座標値を指定されるｘｙ
平面に対して、ステップＳＬ９〜ＳＬ１０の処理を行
う。ステップＳＬ９では、塗装ガン２先端がｘ軸に沿っ
た方向へ移動する場合において、ステップＳＬ６と同様
の計算方法で上記速度領域面積を求める。そして、求め
た速度領域面積が変数ｘｚ＿ｖ〔ｉ〕の値より大きい場
合には、該変数ｘｚ＿ｖ〔ｉ〕の値を上記速度領域面積
に更新し、この時のｚの値をｘｚ〔ｉ〕に格納し、ステ
ップＳＬ１０へ進む。

【０１０９】ステップＳＬ１０では、塗装ガン２先端が
ｙ軸に沿った方向へ移動する場合において、ステップＳ
Ｌ６と同様の計算方法で上記速度領域面積を求める。そ
して、求めた速度領域面積が変数ｙｚ＿ｖ〔ｉ〕の値よ
り大きい場合には、該変数ｙｚ＿ｖ〔ｉ〕の値を上記速
度領域面積に更新し、この時のｚの値をｙｚ〔ｉ〕に格
納し、ステップＳＬ８へ戻る。ステップＳＬ８におい
て、変数ｚがｚ_maxより大きくなると、ステップＳＬ１
１へ進む。

【０１１０】ステップＳＬ１１では、変数ｙをｙ_min〜
ｙ_maxの範囲において所定距離Δｙの間隔で変化させな
がら、該変数ｙによってｙ軸上の座標値を指定されるｚ
ｘ平面に対して、ステップＳＬ１２〜ＳＬ１３の処理を
行う。ステップＳＬ１２では、塗装ガン２先端がｘ軸に
沿った方向へ移動する場合において、ステップＳＬ６と
同様の計算方法で上記速度領域面積を求める。そして、
求めた速度領域面積が変数ｘｙ＿ｖ〔ｉ〕の値より大き
い場合には、該変数ｘｙ＿ｖ〔ｉ〕の値を上記速度領域
面積に更新し、この時のｙの値をｘｙ〔ｉ〕に格納し、
ステップＳＬ１３へ進む。

【０１１１】ステップＳＬ１３では、塗装ガン２先端が
ｚ軸に沿った方向へ移動する場合において、ステップＳ
Ｌ６と同様の計算方法で上記速度領域面積を求める。そ
して、求めた速度領域面積が変数ｚｙ＿ｖ〔ｉ〕の値よ
り大きい場合には、該変数ｚｙ＿ｖ〔ｉ〕の値を上記速
度領域面積に更新し、この時のｙの値をｚｙ〔ｉ〕に格
納し、ステップＳＬ１１へ戻る。ステップＳＬ１１にお
いて、変数ｙがｙ_maxより大きくなると、ステップＳＬ
１４へ進む。

【０１１２】ステップＳＬ１４では、ステップＳＬ５〜
ＳＬ１３で求められた速度領域面積ｙｘ＿ｖ〔ｉ〕，ｚ
ｘ＿ｖ〔ｉ〕，ｘｚ＿ｖ〔ｉ〕，ｙｚ＿ｖ〔ｉ〕，ｚｙ
＿ｖ〔ｉ〕，ｘｙ＿ｖ〔ｉ〕のうちから最大値を選択
し、さらに同じくステップＳＬ５〜ＳＬ１３で求められ
たｙｘ〔ｉ〕，ｚｘ〔ｉ〕，ｘｚ〔ｉ〕，ｙｚ〔ｉ〕，
ｚｙ〔ｉ〕，ｘｙ〔ｉ〕のうちから上記最大値と共に求
められた値（以下、速度領域指定値と称する）を選択す
る。その後、上記速度領域指定値で指定されるｘｙ平
面，ｙｚ平面，ｚｘ平面のうちのいづれかの平面（以
下、作業平面と称する）における塗装範囲の中心位置を
求め、ステップＳＬ１５へ進む。これにより、ステップ
ＳＬ５〜ＳＬ１３で求められた速度領域の内で面積が最
も大きいものを選択できる。

【０１１３】ステップＳＬ１５では、ステップＳＬ１４
で選択された平面について、塗装ガン２先端が移動する
作業平面と作業方向を決定し、ステップＳＬ１６へ進
む。ステップＳＬ１６では、選択された作業平面と作業
方向において、塗装ガン２先端が最も速度が出せる位置
ｘｃを上記の式（２６）より求め、ステップＳＬ１７へ
進む。ステップＳＬ１７では、長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃を近
似させたワークの中心位置がｘｃに来るように、長方形
Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃のデータを変換し、ステップＳＬ１８へ進
む。

【０１１４】ステップＳＬ１８では、ワークが塗装ガン
２の動作範囲からはみ出している間は、ステップＳＬ１
９の処理を繰り返す。ステップＳＬ１９では、ステップ
ＳＬ１４で選択された上記作業平面上において、上記長
方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃の中心が上記ロボットベース座標系の
原点に近づくように、該長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃を平行移動
させる。この時、平行移動後の長方形Ｑ₀Ｑ₁Ｑ₂Ｑ₃によ
って近似される教示データ再生時のロボット１の各回転
軸１ｃ１〜１ｃ４が、それぞれの回転軸の最小回転角度
および最大回転角度を越えないようにする。その後、Ｃ
ＰＵ１１は上記平行移動量を求め、ステップＳＬ２０へ
進む。ステップＳＬ２０では、図４３に示す表に従って
教示データを回転，平行移動させ、これを新しい教示デ
ータとして記憶し、ステップＳＬ２１へ進む。ステップ
ＳＬ２１では、新しく求めたデータに基づいてロボット
１を動かし、一例の処理を終了する。

【０１１５】次に、ロボット１の各回転軸１ｃ１〜１ｃ
４の最大回転速度に合わせて、ロボット１の性能を最も
引き出せる位置へワークを移すように教示データを変換
し、その変換によって得られた教示データの作業開始点
および作業終了点や、ワークの移動量をディスプレイに
表示する処理について図４４および図４５に示すＰＡＤ
図を参照して説明する。

【０１１６】図４４および図４５に示す処理のうち、ス
テップＳＭ１〜ＳＭ２０の処理は、図４０〜図４１に示
したステップＳＬ１〜ＳＬ２０の処理と同じものである
ので、その説明を省略する。ステップＳＭ２１では、教
示データの変換後、図４６（ａ）に示すように、変換後
の教示データのロボットベース座標系における第１点と
最終点（具体的には図２０のＰ₀およびＰ₁₁を参照）を
ディスプレイに表示する。また、図４６（ｂ）に示すよ
うに、ワークの移動方向と距離，回転角度を表示しても
よい。なお、変換後の教示データにおける作業開始点お
よび作業終了点をディスプレイに表示することにより、
ワークの位置がインデックステーブル等の形式でＲＡＭ
１３に記憶されている場合には、オペレータは上記作業
開始点および作業終了点の座標値を入力するだけで位置
の修正を行うことができる。

【０１１７】次に、アーム１ｂ先端の移動時の最大加速
度を目安に教示データを変換する処理について図４７お
よび図４８に示すＰＡＤ図を参照して説明する。なお、
これまでの実施例の説明では、ロボット１が、そのアー
ム１ｂに塗装ガン２を装備し、塗装作業を行う場合につ
いて述べてきたが、本説明では、塗装ガン２の代わりに
ワーク把持用のロボットハンドを設け、所定の組立作業
を行う場合について説明する。

【０１１８】オペレータが上記処理の開始を指示する
と、ＣＰＵ１１は図４７に示すステップＳＮ１へ進む。
ステップＳＮ１では、オペレータがオンラインまたはオ
フラインで教示を行った組み立て手順に従って教示デー
タを作成、またはＲＡＭ１３に教示データを格納し、ス
テップＳＮ２へ進む。ステップＳＮ２では、ＲＡＭ１３
内の教示データより、点（ｘ_wmax，ｙ_wmax）と点（ｘ
_wmin，ｙ_wmin）とを結ぶ直線を対角線とする長方形にワ
ークを近似し、ステップＳＮ３へ進む。ここで、ｘ_wmax
は組立作業時にロボットハンドがｘ軸方向へ移動する最
大値である。同様にｙ_wmaxはｙ軸方向へ移動する最大
値、ｘ_wminはｘ軸方向へ移動する最小値、ｙ_{wm in}はｙ軸
方向へ移動する最小値である。

【０１１９】ステップＳＮ３では、ロボットハンドがｘ
軸方向へ移動するときに出すことのできる最大加速度Ａ
_xmaxと、ロボットハンドがｙ軸方向へ移動するときに出
すことができる最大加速度Ａ_ymaxとに０を代入し、ステ
ップＳＮ４へ進む。ステップＳＮ４では、ｘの値をｘ
_min〜ｘ_maxの範囲においてΔｘごとに変えていき、ステ
ップＳＮ５〜ＳＮ１２の処理を行う。ステップＳＮ５で
は、ｙの値をｙ_min〜ｙ_{m ax}の範囲においてΔｙごとに変
えていき、ステップＳＮ６〜ＳＮ１２の処理を行う。ス
テップＳＮ６では、次に述べる方法でロボットハンドが
ｘ軸方向へ移動するときの加速度Ａ_x、およびｙ軸方向
へ移動するときの加速度Ａ_yを求め、ステップＳＮ７へ
進む。

【０１２０】式（２５）をさらに時間で微分すると、次
に示す式（２７）が得られる。 (d/dt)²ｗ_M＝Ｊ_M・(d/dt)²θ_M＋Ｊ_M・(d/dt)θ_M・・・・・・・・・・（２７） また、各回転軸１ｃ１〜１ｃ４のトルクτ_iは、次に示
す式（２８）で求められることができる。ここで、τ₁
は回転軸１ｃ１のトルクを、τ₂は回転軸１ｃ２のトル
クを、τ₃は回転軸１ｃ３のトルクを、τ₄は回転軸１ｃ
４のトルクを表す。

【数３】 ここで、上式の第１項は回転軸ｉの回転によって移動す
るロボットアームの移動によって発生する慣性トルク、
第２項は他のロボットアームの動きのよって回転軸ｉが
受ける干渉トルク、第３項はコリオリ力，遠心力などの
非線形力、第４項は重力トルクである。

【０１２１】さらに、各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の角速度
(d/dt)θ，角加速度(d/dt)²θは、式（２９），（３
０）を以下に示すように変形して求められる。 ｗ_M＝ｆ（θ_M）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２９） (d/dt)ｗ_M＝Ｊ_M・(d/dt)θ_M Ｊ_M ^-1・(d/dt)ｗ_M＝Ｊ_M ^-1・Ｊ_M ・(d/dt)θ_M Ｊ_M ^-1・(d/dt)ｗ_M＝Ｉ_M・(d/dt)θ_M ∴(d/dt)θ_M＝Ｊ_M ^-1・(d/dt)ｗ_M (d/dt)²ｗ_M＝Ｊ_M・(d/dt)²θ_M＋Ｊ_M・(d/dt)θ_M ・・・・・・・・・・（３０） (d/dt)²ｗ_M−Ｊ_M・(d/dt)θ_M＝Ｊ_M・(d/dt)²θ_M Ｊ_M ^-1｛(d/dt)²ｗ_M−Ｊ_M・(d/dt)θ_M｝＝Ｊ_M ^-1・Ｊ_M・(d/dt)²θ_M Ｊ_M ^-1｛(d/dt)²ｗ_M−Ｊ_M・(d/dt)θ_M｝＝Ｉ_M・(d/dt)²θ_M ∴(d/dt)²θ_M＝Ｊ_M ^-1｛(d/dt)²ｗ_M−Ｊ_M・(d/dt)θ_M｝

【０１２２】さらに、各回転軸１ｃ１〜１ｃ４の角速度
(d/dt)θおよび角加速度(d/dt)²θから、塗装ガン２先
端がｘ軸方向およびｙ軸方向へ移動するときの加速度Ａ
を求めると、速度の場合と同様に、図４９のような加速
度マップが得られる。さらに上記加速度Ａより、ロボッ
トハンドがｘ軸方向へ移動するときの加速度Ａ_x、およ
びｙ軸方向へ移動するときの加速度Ａ_yを求める。ステ
ップＳＮ７では、ステップＳＮ６で求めた加速度Ａ_xが
最大加速度Ａ_xmaxより大きいか否かを判断する。この判
断結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳＮ８へ進
む。ステップＳＮ８では、最大加速度Ａ_xmaxに加速度Ａ
_xを代入し、ステップＳＮ１０へ進む。一方、ステップ
ＳＮ７の判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳＮ
８へ進む。ステップＳＮ９では、点ｗ_xを点（ｘ，ｙ）
とし、ステップＳＮ１０へ進む。

【０１２３】ステップＳＮ１０では、ステップＳＮ６で
求めた加速度Ａ_yが最大加速度Ａ_{yma x}より大きいか否か
を判断する。この判断結果が、「ＹＥＳ」の場合には、
ステップＳＮ１１へ進む。ステップＳＮ１１では、最大
加速度Ａ_ymaxに加速度Ａ_yを代入し、ステップＳＮ５へ
戻る。一方、ステップＳＮ１０の判断結果が「ＮＯ」で
ある場合には、ステップＳＮ１２へ進む。ステップＳＮ
１２では、点ｗ_yを点（ｘ，ｙ）とし、ステップＳＮ５
へ戻る。ステップＳＮ５において、変数ｙの値がｙ_{ma x}
になると、ステップＳＮ４へ戻る。ステップＳＮ４にお
いて、変数ｘの値がｘ_{m ax}になると、ステップＳＮ１３
へ進む。

【０１２４】ステップＳＮ１３では、ｘ軸方向およびｙ
軸方向において最大加速度が得られた点ｘｃ，ｙｃの中
点をｘ_wcとし、ステップＳＮ１４へ進む。ステップＳＮ
１４では、ワークを近似した長方形の中心位置が点ｘ_wc
に来るようにワークを移動させ、ステップＳＮ１５へ進
む。ステップＳＮ１５では、ワークがロボットハンドの
動作範囲をはみ出している間、ステップＳＮ１６の処理
を繰り返す。ステップＳＮ１６では、ワークを近似した
長方形の中心位置が、ロボットベース座標系の原点の方
向に移動するように、ワークを平行移動する。ステップ
ＳＮ１５において、ワークがロボットハンドの動作範囲
内に収まると、ステップＳＮ１７へ進む。

【０１２５】ステップＳＮ１７では、教示データをワー
クの中心をｘ_wcとした教示データを変換し、ステップＳ
Ｎ１８へ進む。ステップＳＮ１８では、変換後の教示デ
ータの先頭に、ワークを把持・移動する動作を指示する
教示データを生成して付加し、ステップＳＮ１９へ進
む。ステップＳＮ１９では、変換後の教示データの末尾
に、ワークを元の位置に戻す動作を指示する教示データ
を生成して付加し、ステップＳＮ２０へ進む。ステップ
ＳＮ２０では、作成された教示データを用いてロボット
に組み立て作業を行わせ、一例の処理を終了する。

【０１２６】以上、この発明の実施例を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述
した実施例では、ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸からなる３次元空間
において、ｚ軸方向の値を特定の値に固定したｘｙ平面
を対象とする処理について述べたが、処理の対象をｚ軸
方向の値を可変とした３次元空間に拡大しても構わな
い。また、同実施例では、塗装用ロボットシステムを例
にとって教示装置３の構成および動作を説明したが、教
示装置３は他の用途（溶接，組立等）のマニピュレータ
１の制御に使用することも可能である。

【０１２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または請
求項２に記載の発明によれば、作業者は最大到達領域を
実際に目で見て確認することができ、該最大到達領域内
にワークおよび周辺装置を設置する際に、設置に要する
工数を減らすことができる。また、作業者は最大到達領
域内に正確に、かつ、該最大到達領域を有効に利用して
ワークおよび周辺装置を設置することができる。さら
に、作業者は、ロボットの動作中に、最大到達領域に入
らないように注意することができるので、教示作業時の
安全性が高まる。

【０１２８】請求項３または請求項４に記載の発明によ
れば、ワークに位置に応じて教示データの修正が自動的
に行われるので、作業者は教示および教示データの修正
に要する工数を減らすことができ、生産ラインを止める
必要がなく、生産ラインの生産効率を上げることができ
る。

【０１２９】請求項５に記載の発明によれば、作業者は
角速度能力領域を実際に目で見て確認することができ、
該角速度能力領域内にワークおよび周辺装置を設置する
際に、設置に要する工数を減らすことができる。また、
作業者は角速度能力領域内に正確に、かつ、該角速度能
力領域を有効に利用してワークおよび周辺装置を設置す
ることができる。さらに、ワークが角速度能力領域内に
収まるように教示データが自動的に修正されるので、作
業具に質の高い作業を行わせることができ、作業時間が
短縮される。

【０１３０】請求項６に記載の発明によれば、作業者は
角加速度能力領域を実際に目で見て確認することがで
き、該角加速度能力領域内にワークおよび周辺装置を設
置する際に、設置に要する工数を減らすことができる。
また、作業者は、角加速度能力領域内に正確に、かつ、
該角加速度能力領域を有効に利用してワークおよび周辺
装置を設置することができる。さらに、ワークが角加速
度能力領域内に収まるように教示データが自動的に修正
されるので、作業具に質の高い作業を行わせることがで
き、作業時間が短縮される。また、ロボットおよび周辺
装置の仕様が変更された場合であっても、それに合わせ
てそれらの領域を自動的に求めることができ、作業者は
ロボットおよび周辺装置の調整に要する工数を減らすこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるロボットの制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】同実施例によるロボットの制御装置を用いたロ
ボットシステムの構成を示す斜視図である。

【図３】ロボット１の数学モデルおよびロボットベース
座標系を示す説明図である。

【図４】塗装ガン２の塗装範囲およびその外縁の軌道を
示す平面図である。

【図５】制御装置３の制御系を示すブロック図である。

【図６】塗装範囲を求める処理の流れを示すＰＡＤ図で
ある。

【図７】各回転軸の目標値を求める処理の流れを示すＰ
ＡＤ図である。

【図８】各回転軸の目標値を求める処理の流れを示すＰ
ＡＤ図である。

【図９】塗装範囲を床面に描く処理の流れを示すＰＡＤ
図である。

【図１０】塗装範囲内部を塗りつぶす軌道を示す平面図
である。

【図１１】塗装範囲内部を塗りつぶす軌道の教示データ
を求める処理の流れを示すＰＡＤ図である。

【図１２】塗装範囲内部を塗りつぶす軌道の教示データ
を求める処理の流れを示すＰＡＤ図である。

【図１３】塗装範囲内部を塗りつぶす処理の流れを示す
ＰＡＤ図である。

【図１４】塗装範囲とワークの位置との位置関係を示す
平面図である。

【図１５】塗装範囲とワークの位置との位置関係を示す
平面図である。

【図１６】塗装範囲とワークの位置との位置関係を示す
平面図である。

【図１７】ワークを移動させる処理を示すＰＡＤ図であ
る。

【図１８】ワークを移動させる処理を示すＰＡＤ図であ
る。

【図１９】ワークを移動させる処理を示すＰＡＤ図であ
る。

【図２０】教示データを長方形に近似する処理を示す説
明図である。

【図２１】ワークが塗装範囲内に入らない場合に手元操
作装置４の表示部に出力するメッセージを示す説明図で
ある。

【図２２】ワークの微小部分が塗装範囲からはみ出して
いることを示す平面図である。

【図２３】塗装範囲からはみ出しているワークに対する
教示データを補正する処理を示すＰＡＤ図である。

【図２４】塗装範囲からはみ出しているワークに対する
教示データを補正する処理を示すＰＡＤ図である。

【図２５】ターンテーブル上のワークの位置と塗装ガン
２の動作範囲との位置関係を示す平面図である。

【図２６】ターンテーブル上のワークを移動させる処理
を示すＰＡＤ図である。

【図２７】ターンテーブル上のワークを移動させる処理
を示すＰＡＤ図である。

【図２８】ターンテーブル上のワークを移動させる処理
を示すＰＡＤ図である。

【図２９】速度能力配列を求める処理を示すＰＡＤ図で
ある。

【図３０】所定の速度以上の速度で塗装ガン２先端を移
動させることができる領域の外縁に沿って塗装ガン２先
端を移動させる処理を示す平面図である。

【図３１】所定の速度以上の速度で塗装ガン２先端を移
動させることができる領域の外縁に沿って塗装ガン２先
端を移動させる処理を示すＰＡＤ図である。

【図３２】所定の速度以上の速度で塗装ガン２先端を移
動させることができる領域の外縁に沿って塗装ガン２先
端を移動させる処理を示すＰＡＤ図である。

【図３３】所定の速度以上の速度で塗装ガン２先端を移
動させることができる領域の外縁に沿って塗装ガン２先
端を移動させる処理を示すＰＡＤ図である。

【図３４】所定の速度以上の速度で塗装ガン２先端を移
動させることができる領域の外縁に沿って塗装ガン２先
端を移動させる処理を示すＰＡＤ図である。

【図３５】所定の速度以上の速度で塗装ガン２先端を移
動させることができる領域の外縁に沿って塗装ガン２先
端を移動させる軌道を示すＰＡＤ図である。

【図３６】所定の速度以上の速度で塗装ガン２先端を移
動させることができる領域の内側におけるワークの配置
例を示す平面図である。

【図３７】所定の速度以上の速度で塗装ガン２先端を移
動させることができる領域内を塗りつぶす軌道を示す平
面図である。

【図３８】所定の速度以上の速度で塗装ガン２先端を移
動させることができる領域内を塗りつぶす処理を示すＰ
ＡＤ図である。

【図３９】所定の速度以上の速度で塗装ガン２先端を移
動させることができる領域の内側におけるワークの配置
例を示す平面図である。

【図４０】速度能力配列を利用して教示データを変換す
る手順を示すＰＡＤ図である。

【図４１】速度能力配列を利用して教示データを変換す
る手順を示すＰＡＤ図である。

【図４２】塗装ガン２先端の移動速度の最大速度マップ
である。

【図４３】塗装ガン２先端の移動速度が最大値となる各
条件とワークの移動規則との関係を示す表である。

【図４４】速度能力配列を利用して教示データを変換
し、その結果を表示する処理を示すＰＡＤ図である。

【図４５】速度能力配列を利用して教示データを変換
し、その結果を表示する処理を示すＰＡＤ図である。

【図４６】教示データの変換結果の表示例である。

【図４７】ロボットハンドが移動するときの最大加速度
を求め、その結果に基づいて教示データを修正する処理
を示すＰＡＤ図である。

【図４８】ロボットハンドが移動するときの最大加速度
を求め、その結果に基づいて教示データを修正する処理
を示すＰＡＤ図である。

【図４９】ロボットハンドが移動する際の加速度マップ
である。

【図５０】従来のロボットの制御装置を用いたロボット
システムの構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１……ロボット、 ２……塗装ガン、 ３，１０３……
制御装置、４……手元操作装置、 １１……ＣＰＵ、
１２……ＲＯＭ、１３……ＲＡＭ、 １４……ＦＤＤ、
１５……タイマ、１６……スピーカ、 １７……動作
範囲指示装置、１８……モータドライバ、 １９……サ
ーボモータ、 ２０……エンコーダ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の回転軸によって動かされるアーム
   の先端に設けられた作業具を用いて所定の作業を行うロ
   ボットを制御するロボットの制御装置において、 前記複数の回転軸のそれぞれを、前記ロボットの機械的
   構造によって決定される最大回転範囲に渡って回転させ
   ることにより、前記作業具の最大到達領域を求める演算
   手段と、 前記演算手段からの出力により前記最大到達領域の輪郭
   に沿って前記ロボットを作動させる作動範囲を報知する
   報知手段とを具備することを特徴とするロボットの制御
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のロボットの制御装置にお
   いて、 前記最大到達領域を記憶する記憶手段と、 前記作業具が所定の移動方向へ所定の移動距離だけ移動
   するように前記ロボットに移動指令を与える指令手段
   と、 前記移動指令の実行による前記作業具の移動前に、前記
   作業具の移動先となる予定位置が前記最大到達領域内に
   あるか否かを判断する判断手段と、 前記予定位置が前記最大到達領域の外にある場合、前記
   作業具の現在位置を前記移動方向とは異なる所定の方向
   へ前記移動距離とは異なる所定の距離だけ移動させてか
   ら、前記移動方向を変更させる移動方向変更手段とを具
   備することを特徴とするロボットの制御装置。
3. 【請求項３】 ロボットのアームの先端に設けられた作
   業具を軌道データに従って移動させることで、所定の作
   業を行うロボットを制御するロボットの制御装置におい
   て、 前記軌道データのうち前記ロボットの座標系における各
   軸方向の最大値および最小値を示す点を求め、該軌道デ
   ータを、これらの点を通り各軸に平行な直線で囲まれた
   形状を表す変換データに変換するデータ変換手段と、 前記変換データの各辺に対して、前記作業具の最大到達
   領域からはみ出している部分の長さの該辺の全長に対す
   る割合である動作領域比率を求める演算手段と、 前記変換データの各辺のうち、対応する前記動作領域比
   率が最も大きい辺である動作領域比率最大辺を選択する
   選択手段と、 前記動作領域比率最大辺が一つの場合には、該動作領域
   比率最大辺が対向する辺に向かう方向へ前記変換データ
   を平行移動させ、前記動作領域比率最大辺が前記変換デ
   ータの対向する辺である場合には、前記変換データの中
   心点を中心として前記変換データを回転させる修正手段
   と、 前記変換データが前記最大到達領域内に完全に収まるま
   で、前記演算手段には前記変換データの各辺に対して前
   記動作領域比率を求めさせ、前記選択手段には動作領域
   比率最大辺を求めさせ、前記修正手段には前記動作領域
   比率最大辺の個数に従って前記変換データを平行移動ま
   たは回転させる制御手段とを具備することを特徴とする
   ロボットの制御装置。
4. 【請求項４】 ロボットアームの先端に設けられた作業
   具を、前記作業具を移動させることができる領域である
   最大到達領域内において移動させ、所定の作業を行うロ
   ボットを制御するロボットの制御装置において、 前記最大到達領域内に前記作業具の作業の対象となるワ
   ークを所定の半径の円弧上を移動させながら供給するタ
   ーンテーブルと、 作業時における前記ワークに対する前記作業具の軌道を
   示す軌道データについて、前記軌道データのうち前記ロ
   ボットの座標系における各軸方向の最大値および最小値
   を示す点を求め、該軌道データを、これらの点を通り各
   軸に平行な直線で囲まれた形状を表す変換データに変換
   するデータ変換手段と、 前記変換データの各辺に対して、前記最大到達領域から
   はみ出している部分の長さの該辺の全長に対する割合で
   ある動作領域比率を求める演算手段と、 前記変換データの各辺のうち、対応する前記動作領域比
   率が最も大きい辺である動作領域比率最大辺を選択する
   選択手段と、 前記変換データの全ての辺の前記動作領域比率が等しい
   場合には、前記変換データを前記円弧の中心点を中心と
   して移動させ、前記動作領域比率最大辺が前記変換デー
   タの隣合う二つの辺である場合には、前記変換データを
   前記円弧の中心点を中心として前記２つの動作領域比率
   最大辺が作る頂点が該頂点の対頂点へ向かう方向へ所定
   の角度だけ移動させる修正手段と、 前記変換データが前記最大到達領域内に完全に収まるま
   で、前記演算手段には前記変換データの各辺に対して前
   記動作領域比率を求めさせ、前記選択手段には動作領域
   比率最大辺を求めさせ、前記修正手段には前記動作領域
   比率最大辺の個数に従って前記変換データを移動または
   回転させる制御手段とを具備することを特徴とするロボ
   ットの制御装置。
5. 【請求項５】 複数の回転軸で連結されたロボットアー
   ムの先端に設けられた作業具を移動させ、所定の作業を
   行うロボットを制御するロボットの制御装置において、 前記作業具の移動時において、前記複数の回転軸のそれ
   ぞれに対して角速度を求める角速度算出手段と、 前記複数の回転軸の前記角速度を該回転軸の最大角速度
   で割った値である角速度比を、前記複数の回転軸のそれ
   ぞれについて求める角速度比算出手段と、 前記複数の回転軸のそれぞれの前記角速度比のうち、最
   大の角速度比を選択し、該最大の角速度比を角速度能力
   値とする角速度能力値選択手段と、 前記作業具の最大到達領域内の各座標点に対して、前記
   角速度能力値が所定の値以上であるか否かを判断する角
   速度能力値判断手段と、 前記所定の値以上の前記角速度能力値を示す座標点によ
   って構成される領域である角速度能力領域を表示する角
   速度能力領域表示手段と、 前記角速度能力領域の内部と外部との境界線に沿って前
   記作業具を移動させる角速度境界移動手段とを具備する
   ことを特徴とするロボットの制御装置。
6. 【請求項６】 複数の回転軸で連結されたロボットアー
   ムの先端に設けられた作業具を移動させ、所定の作業を
   行うロボットを制御するロボットの制御装置において、 前記作業具の移動時において、前記複数の回転軸のそれ
   ぞれに対して角加速度を求める角加速度算出手段と、 前記複数の回転軸の前記角加速度を該回転軸の最大角加
   速度で割った値である角加速度比を、前記複数の回転軸
   のそれぞれについて求める角加速度比算出手段と、 前記複数の回転軸のそれぞれの前記角加速度比のうち、
   最大の角加速度比を選択し、該最大の角加速度比を角加
   速度能力値とする角加速度能力値選択手段と、 前記作業具の最大到達領域内の各座標点に対して、前記
   角加速度能力値が所定の値以上であるか否かを判断する
   角加速度能力値判断手段と、 前記所定の値以上の前記角加速度能力値を示す座標点に
   よって構成される領域である角加速度能力領域を表示す
   る角加速度能力領域表示手段と、 前記角加速度能力領域の内部と外部との境界線に沿って
   前記作業具を移動させる角加速度境界移動手段とを具備
   することを特徴とするロボットの制御装置。