WO2023135762A1

WO2023135762A1 - 制御装置、教示装置、及び機械システム

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Publication number: WO2023135762A1
Application number: PCT/JP2022/001182
Authority: WO
Inventors: 学平川
Original assignee: ファナック株式会社
Priority date: 2022-01-14
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2023-07-20
Also published as: TW202333008A; JPWO2023135762A1; CN118338996A; DE112022005340T5

Abstract

制御装置は、機械の制御対象部位の姿勢の基準情報に基づいて制御対象部位の動作軌道における制御対象部位の姿勢を調整する姿勢調整部と、調整された姿勢に基づいて機械の動作を制御する制御部と、を備え、姿勢調整部は基準情報として基準点及び基準線の少なくとも一方を用いる。

Description

制御装置、教示装置、及び機械システム

　本発明は機械の教示技術及び制御技術に関し、特に制御対象部位の急激な姿勢変化を抑制する制御装置、教示装置、及び機械システムに関する。

　ロボット、工作機械等の機械の動作プログラムでは、教示された制御対象部位の位置及び姿勢を動作命令に紐付ける。ある動作命令は直前の動作命令の位置を開始位置とし、直前の動作命令の姿勢を開始姿勢とする。連続する二つの動作命令の位置の差が制御対象部位の移動距離になり、連続する二つの動作命令の姿勢の差が制御対象部位の姿勢変化量になる。また、動作命令は制御対象部位の移動速度を含んでおり、移動速度と移動距離から一つの動作命令に掛かる制御対象部位の移動時間が決定し、移動時間と姿勢変化量から姿勢変化速度が自動的に決定される。つまり教示者は制御対象部位の移動速度を指定できるが、制御対象部位の姿勢変化速度を指定できない。

　ところで、溶接ツール、塗装ツール、バリ取りツール、シーリングツール、切断ツール、研磨ツール、ヘム加工ツール等のように機械の制御対象部位として設定されるツールの動作軌道を活用した作業では、ツールの移動速度が一定であったとしても、ツールの姿勢が急激に変化すると作業品質が低下することがある。従って、教示者はツールの姿勢が急激に変化しないようにツールの姿勢を教示する。しかし、ツールの姿勢が滑らかに変化するように（つまりツールの姿勢変化速度が概ね一定になるように）ツールの姿勢を教示することは容易なことではない。

　図１５Ａ－図１５Ｃは従来の姿勢教示の問題点を説明する説明図である。図１５Ａに示すようにツールの動作軌道上に三つの連続する教示点Ｐ１～Ｐ３があり、教示点Ｐ１と教示点Ｐ２の間の距離が教示点Ｐ２と教示点Ｐ３の間の距離の三倍ある場合に、ツールの移動速度を一定で教示したときは、教示点Ｐ１と教示点Ｐ２の間のツールの姿勢変化量が教示点Ｐ２と教示点Ｐ３の間のツールの姿勢変化量の三倍になるように姿勢を教示することでツールの姿勢変化速度を概ね一定にできる。

　しかし、図１５Ｂに示すように教示点Ｐ２と教示点Ｐ３の間のツールの姿勢変化量が教示点Ｐ１と教示点Ｐ２の間の姿勢変化量と等しく又はより大きくなるようにツールの姿勢を教示してしまった場合、図１５Ｃに示すように教示点Ｐ２と教示点Ｐ３の間の姿勢変化速度が教示点Ｐ１と教示点Ｐ２の姿勢変化速度に比べて急激に加速するため、機械による溶接品質、塗装品質、バリ取り品質、シーリング品質、切断品質、研磨品質等の作業品質の低下を引き起こす。

　図１５Ｂから分かるように三次元空間上でツールの姿勢変化量が三倍になるように人の感覚で姿勢を教示するためには試行錯誤や経験が必要になる。熟練した教示者は教示点Ｐ１～Ｐ３の間のツールの姿勢変化速度が概ね一定になるようにツールの姿勢を教示できるが、特に経験の浅い教示者にとってツールの姿勢変化速度が概ね一定になるようにツールの姿勢を教示するのは容易なことではない。本願に関連する関連技術としては後述のものが公知である。

　特許文献１には、工具を用いた加工のための工具経路修正装置において、工具の移動経路において隣り合う指令点ＣＰ５と指令点ＣＰ６について、工具の移動量Ｄ５に対する工具の角度変化量ＡＣ５の割合ＡＣ５／Ｄ５を算出し、算出された工具の角度変化量ＡＣ５の割合ＡＣ５／Ｄ５が閾値以上である場合に工具の移動経路のうち指令点ＣＰ５と指令点ＣＰ６の組み合わせである箇所ＥＰ５を修正の対象と判定することが記載されている。

　特許文献２には、ＣＡＤシステムから出力された教示データファイル内の最初の行の中の姿勢データ部分を変数Ｄｐｒｅに読み込み、続いて次の行の姿勢データ部分を変数Ｄｃｕｒに読み込み、両者Ｄｐｒｅ、Ｄｃｕｒの差｜Ｄｐｒｅ－Ｄｃｕｒ｜の大きさを評価し、その差が基準量より大きければ、関節角が急激に変化したと見なして代替姿勢データへの変換を行って変数Ｄｃｕｒに代入し、変数Ｄｐｒｅの内容を変数Ｄｃｕｒの内容に更新することが記載されている。

　特許文献３には、産業用ロボットの先端に取着されたツールの姿勢を各教示点においてワークの面に垂直な面直方向ベクトルに対応するように演算し、演算されたツールの姿勢が不定となる教示点を検出し、検出した教示点を特異点とし、特異点におけるツールの姿勢を再演算して各教示点におけるツールの姿勢を決定することが記載されている。

　特許文献４には、移動経路の上流側の教示点Ｐ－１から速度を設定すべき教示点Ｐへ向かう線分と、教示点Ｐから下流側の教示点Ｐ＋１に向かう線分との成す角度θが大きい場合に、速度ｖＰを第１条件速度ｖ１に低減させるか、又は、教示点Ｐの姿勢が移動経路の上流側の教示点Ｐ－１におけるロボットの姿勢から大きく変化した場合に、速度ｖＰを第２条件速度に低減させることが記載されている。

国際公開第２０２０／０２１７９３号特開平０４－２６８６０７号公報特開平０９－２５４０６２号公報特開平２０１５－１２３５１７号公報

　本発明は、従来の問題点に鑑み、機械の制御対象部位の急激な姿勢変化を抑制する技術を提供することを目的とする。

　本開示の一態様は、機械の制御対象部位の姿勢の基準情報に基づいて制御対象部位の動作軌道における制御対象部位の姿勢を調整する姿勢調整部と、調整された姿勢に基づいて機械の動作を制御する制御部と、を備え、姿勢調整部は基準情報として基準点及び基準線の少なくとも一方を用いる、制御装置を提供する。
　本開示の他の態様は、機械の制御対象部位の姿勢の基準情報に基づいて制御対象部位の動作軌道における制御対象部位の姿勢を調整する姿勢調整部を備え、姿勢調整部は基準情報として基準点及び基準線の少なくとも一方を用いる、教示装置を提供する。
　本開示の別の態様は、機械と、機械の制御対象部位の姿勢の基準情報に基づいて制御対象部位の動作軌道における制御対象部位の姿勢を調整する姿勢調整部と、調整された姿勢に基づいて機械の動作を制御する制御部と、を備え、姿勢調整部は基準情報として基準点及び基準線の少なくとも一方を用いる、機械システムを提供する。

　本開示のいずれか一つの態様によれば、動作命令毎の制御対象部位の姿勢変化速度の違いが自動的に軽減され、機械の制御対象部位が概ね一定の姿勢変化速度で変化するようになる。つまり制御対象部位の急激な姿勢変化が抑制されるため、機械による作業品質の低下を抑制できる。

第一実施形態の機械システムの構成図である。第一実施形態の機械システムの機能ブロック図である。基準点に応じた姿勢調整を行う作業の一例を説明する説明図である。基準点に応じた姿勢調整前のツールと姿勢調整後のツールの上面図である。基準点に応じた姿勢補正量の一例を示すツールの上面図である。基準点に応じた姿勢調整画面の一例を示す図である。基準線に応じた姿勢調整を行う作業の一例を説明する説明図である。基準線に応じて姿勢調整されたツールの上面図である。基準線に応じた姿勢補正量の一例を示すツールの斜視図である。基準線に応じた姿勢補正量の一例を示すツールの上面図である。基準線に応じた姿勢調整画面の一例を示す図である。第一実施形態の姿勢調整方法の一例を示すフローチャートである。第二実施形態の機械システムの機能ブロック図である。第二実施形態の姿勢調整方法の一例を示すフローチャートである。第三実施形態の機械システムの機能ブロック図である。従来の姿勢教示の問題点を説明する説明図である。従来の姿勢教示の問題点を説明する説明図である。従来の姿勢教示の問題点を説明する説明図である。

　以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号が付与されている。また、以下に記載する実施形態は、特許請求の範囲に記載される発明の技術的範囲及び用語の意義を限定するものではない。

　以下、第一実施形態の機械システム１の構成について説明する。図１は第一実施形態の機械システム１の構成図である。機械システム１は、機械２と、機械２の動作を制御する制御装置３と、を備えている。また、機械システム１は、必須ではないが、機械２の動作を教示する教示装置４を備えている。機械２、制御装置３、及び教示装置４は、有線又は無線を介して相互に通信可能に接続される。

　機械２は多関節ロボットで構成されるが、これに限定されず、他の実施形態では、単関節ロボット、パラレルリンク型ロボット、双腕ロボット等の他の産業用ロボットで構成されることもある。また、別の実施形態において、機械２は、産業用ロボットではなく、ヒューマノイド等の他の形態のロボットで構成されることもある。或いは、さらに別の実施形態において、機械２は、ロボットではなく、工作機械、建設機械、農業機械等の他の産業機械、又は車両、航空機、ロケット等の他の形態の機械で構成されることもある。

　機械２は相互に連結された一以上のリンク１０～１６を備えている。リンク１１～１６は所定の軸線Ｊ１～Ｊ６回りに回動する回動リンクで構成されるが、これに限定されず、他の実施形態では、所定の軸線に沿って直動する直動リンクで構成されることもある。第零リンク１０は例えば所定位置に固定されるベースであり、第一リンク１１は例えば第一軸線Ｊ１回りに第零リンク１０に対して回転可能に支持される旋回胴である。第二リンク１２は例えば第一軸線Ｊ１に直交する第二軸線Ｊ２回りに第一リンク１１に対して回転可能に支持される上腕であり、第三リンク１３は例えば第二軸線Ｊ２に平行な第三軸線Ｊ３回りに第二リンク１２に対して回転可能に支持される前腕である。

　第四リンク１４～第六リンク１６は例えば第三リンク１３に取付けられる三軸の手首である。第四リンク１４は例えば第三軸線Ｊ３に直交する第四軸線Ｊ４回りに第三リンク１３に対して回転可能に支持された第一手首要素であり、第五リンク１５は例えば第四軸線Ｊ４に直交する第五軸線Ｊ５回りに第四リンク１４に対して回転可能に支持された第二手首要素であり、第六リンク１６は例えば第五軸線Ｊ５に直交する第六軸線Ｊ６回りに第五リンク１５に対して回転可能に支持された第三手首要素である。

　必須ではないが、機械２はワーク又は工具を含む作業対象物が存在する作業空間の画像を取得する視覚センサ１７を備えていてもよい。視覚センサ１７は機械２の制御対象部位Ｐ（本例ではツール１９の先端）の近傍に設けられるが、これに限定されず、他の実施形態では機械２とは別の場所に設けられることもある。視覚センサ１７は二次元カメラで構成されるが、これに限定されず、他の実施形態では三次元カメラで構成されることもある。制御装置３又は教示装置４は視覚センサ１７の検出情報から、作業対象物の状態、作業対象物の位置及び姿勢、作業対象物の移動速度、機械２の制御対象部位Ｐの位置及び姿勢、機械２の制御対象部位Ｐの移動速度等のパラメータを求めることもある。

　必須ではないが、機械２は機械２の制御対象部位Ｐに働く力を検出する力検出器１８を備えていてもよい。力検出器１８は三軸方向の力及び三軸回りのモーメント成分を検出する力センサで構成されるが、これに限定されず、他の実施形態では、少なくとも一以上の力を検出する力センサで構成されてもよい。或いは、別の実施形態では、力検出器１８は、手首に取付けられる力センサで構成されるのではなく、リンク１１～１６の連結部に設けられる一以上のトルクセンサで構成されることもある。トルクセンサはリンク１１～１６に働くトルクを検出する。制御装置３又は教示装置４は力検出器１８の検出情報から作業対象物に加える力の大きさと作用方向（つまり力パラメータ）を求めるが、これに限定されず、他の実施形態では、作業対象物の位置及び姿勢、作業対象物の移動速度、機械２の制御対象部位Ｐの位置及び姿勢、機械２の制御対象部位Ｐの移動速度等のパラメータを求めることもある。

　機械２は機械２の先端に取付けられるツール１９をさらに備えている。本実施形態のツール１９はワークを溶接する溶接ツールで構成されるが、これに限定されず、他の実施形態では、ハンドツール、塗装ツール、バリ取りツール、シーリングツール、切断ツール、研磨ツール、ヘム加工ツール等の他の形態のツールで構成されることもある。本実施形態の機械２は所定の動作軌道に沿って溶接ツールを移動させながらワークＷ１をワークＷ２に溶接する溶接作業を行うが、これに限定されず、他の実施形態では、ハンドツールで保持したワークを所定の動作軌道で移動させながらバリ取りツールや研磨ツール等の工具に押付けてバリ取り又は研磨を行うパリ取り作業、又は所定の動作軌道に沿って塗装ツール、シーリングツール、切断ツール、ヘム加工ツール等を移動させながらワークの塗装、シーリング、切断、ヘム加工等の種々の作業を行うこともある。

　機械２は、リンク１１～１６を駆動する一以上のアクチュエータ２０と、アクチュエータ２０の動作を検出する動作検出器２１と、を備えている（図２参照）。アクチュエータ２０はリンク１１～１６の連結部の近傍に設けられる。アクチュエータ２０は電動機、減速機等を含む電気式アクチュエータで構成されるが、これに限定されず、他の実施形態では、油圧式、空気圧式等の他のアクチュエータで構成されることもある。動作検出器２１はエンコーダで構成されるが、これに限定されず、他の実施形態では、レゾルバ、ホールセンサ等の他の形態の動作検出器で構成されることもある。制御装置３又は教示装置４は動作検出器２１の検出情報から、アクチュエータ２０の位置、速度、加速度等を含む動作を検出するが、これに限定されず、他の実施形態では、機械２の制御対象部位Ｐの位置及び姿勢、機械２の制御対象部位Ｐの移動速度等を求めることもある。

　制御装置３はプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）等を備えているが、これに限定されず、他の実施形態では、相互にバスで接続されたプロセッサ、メモリ、入出力インタフェース等を備える他の形態のコンピュータ装置で構成されることもある。制御装置３はアクチュエータ２０を駆動する駆動回路を備えているが、これに限定されず、他の実施形態では、機械２がアクチュエータ２０を駆動する駆動回路を備えることもある。制御装置３はアクチュエータ２０を駆動させて機械２の動作を制御する。制御装置３は、視覚センサ１７、力検出器１８、動作検出器２１等からそれぞれの検出情報を受取り、検出情報に基づいて機械２の動作を制御する。

　制御装置３は、世界座標系、機械座標系、フランジ座標系、ツール座標系、カメラ座標系、ユーザ座標系等の種々の座標系を設定する。これら座標系は例えば直交座標系で構成される。説明を容易にするため、制御装置３は、機械座標系Ｃ１、ツール座標系Ｃ２、ユーザ座標系Ｃ３を設定しているものとする。機械座標系Ｃ１は機械２の基準位置、例えばベースに固定され、ツール座標系Ｃ２はツール１９の基準位置、例えばツール中心点（ＴＰ）に固定され、ユーザ座標系Ｃ３は任意の位置、例えばワークＷ２の基準位置に固定される。

　制御装置３はツール座標系Ｃ２の原点（即ちツール中心点：ＴＣＰ）を機械２の制御対象部位Ｐ（本例ではツール１９）に設定するものとする。従って、機械２の制御対象部位Ｐの位置及び姿勢（機械２の位置及び姿勢とも称する）は機械座標系Ｃ１におけるツール座標系Ｃ２の位置及び姿勢として表されるが、これに限定されず、他の実施形態では、制御対象部位Ｐの位置及び姿勢は機械座標系Ｃ１におけるフランジ座標系の位置及び姿勢として表されることもあり、又はユーザ座標系Ｃ３におけるツール座標系Ｃ２として表されることもある。制御装置３は教示装置４で作成された動作プログラムに従って機械２の動作を制御する。

　動作プログラムは、機械２の動作軌道Ｔを構成する教示点へ機械２の制御対象部位Ｐを移動させる移動命令、作業対象物に加える力を制御する力制御命令、機械２に所定の動作パターン（パレタイジング、デパレタイジング等）を実行させるアプリケーション命令、所定の条件で制御命令を分岐させる条件分岐命令、所定の条件で所定の制御命令をループさせるループ命令等の種々の制御命令を含む。移動命令、力制御命令、アプリケーション命令は制御対象部位Ｐを動作させる動作命令の一例である。

　教示装置４は有線又は無線で制御装置３に通信可能に接続する携帯型のティーチペンダントで構成されるが、これに限定されず、他の実施形態では、制御装置３に直接組付けられる教示操作盤、タブレット、パーソナルコンピュータ、サーバ装置等の他の形態のコンピュータ装置で構成されることもある。教示装置４は相互にバスで接続されたプロセッサ、メモリ、入出力インタフェース、ユーザインタフェース等を備えている。ユーザインタフェースはタッチパネル、ディスプレイ等の表示器や、キーボード、ボタン、スイッチ等の入力器で構成される。教示装置４は機械２の動作プログラムを作成するプログラム作成ソフトウェアを備えている。教示装置４は作成された動作プログラムを制御装置３に送出する。

　以上のように構成された機械システム１において、制御装置３は動作プログラムに従って機械２を動作させ、機械２はツール１９を用いて第一ワークＷ１を第二ワークＷ２に溶接する溶接作業を行う。このような溶接作業の他、塗装作業、バリ取り作業、シーリング作業、切断作業、研磨作業、ヘム加工作業等のようにツール１９の動作軌道を活用した作業では、ツール１９の姿勢が急激に変化すると作業品質が低下することがある。従って、教示者はツール１９の姿勢が急激に変化しないようにツール１９の姿勢を教示する。しかし、ツール１９の姿勢が滑らか変化するように（つまり姿勢変化速度が概ね一定になるように）ツール１９の姿勢を教示することは容易なことではない。

　そこで、本開示の機械システム１はツール１９の姿勢の基準情報に基づいてツール１９の動作軌道におけるツール１９の姿勢を調整する。第一実施形態の機械システム１では、ツール１９の姿勢の基準情報に基づいてツール１９の動作軌道におけるツール１９の姿勢補正量を算出し、姿勢補正量に基づいて機械２の動作プログラムで使用されるツール１９の姿勢情報を補正する。

　以下、第一実施形態の機械システム１の機能ブロックについて説明する。図２は第一実施形態の機械システム１の機能ブロック図である。機械２は、リンクを駆動する一以上のアクチュエータ２０と、アクチュエータ２０の動作を検出する一以上の動作検出器２１と、を備えている。教示装置４は機械２の動作の教示又は機械２の状態の確認を行うユーザインタフェース（ＵＩ）部４０を備えている。センサ５は種々の情報を検出する種々のセンサ（視覚センサ１７や力検出器１８等）で構成される。

　制御装置３は、ツール１９の姿勢を調整する姿勢調整部３０と、機械２の動作プログラム３１ａや動作プログラム３１ａで使用されるツール１９の位置及び姿勢等の種々の情報を記憶する記憶部３１と、動作プログラム３１ａや動作検出器２１又はセンサ５（視覚センサ１７や力検出器１８等）の検出情報に従って一以上のアクチュエータ２０（つまり機械２）の動作を制御する制御部３２と、を備えている。

　姿勢調整部３０、基準情報設定部３０ａ、及び姿勢補正量算出部３０ｂはＰＬＣ、ＣＰＵ（central processing unit）、ＭＰＵ（micro processing unit）等のプロセッサで読取られて実行される一以上のプログラム又はプログラムセクションで構成されるが、これに限定されず、他の実施形態では、一以上の半導体集積回路で構成されることもある。

　記憶部３１はＲＡＭ（random access memory）、ＲＯＭ（read only memory）、ＳＳＤ（solid state drive）等のメモリで構成される。制御部３２はＰＬＣ、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサで読取られて実行される一以上のプログラム又はプログラムセクションで構成されるが、これに限定されず、他の実施形態では、一以上の半導体集積回路や一以上の駆動回路で構成されることもある。

　姿勢調整部３０は、ＵＩ部４０、動作検出器２１、センサ５（視覚センサ１７や力検出器１８等）等の種々の入力情報に基づいてツール１９の姿勢の基準情報を設定する基準情報設定部３０ａと、設定された基準情報に基づいてツール１９の動作軌道におけるツール１９の姿勢補正量を算出する姿勢補正量算出部３０ｂと、を備えている。

　姿勢調整部３０はツール１９の姿勢の基準情報として基準点及び基準線の少なくとも一方を用いる。ツール１９が曲線に沿って移動する場合、基準情報設定部３０ａはツール１９の動作軌道におけるツール１９の回転中心点として基準点を設定する。ツール１９が所定の姿勢情報を保った状態で曲線に沿って移動する場合、基準情報設定部３０ａはツール１９の動作軌道におけるツール１９の回転中心軸として基準線を設定する。

　ツール１９の動作軌道が曲線、直線、及びこれらの組み合わせで構成される場合、基準情報設定部３０ａは動作軌道を構成する教示点毎に又は動作区間毎に基準情報を設定する。従って、基準情報設定部３０ａはツール１９の動作軌道を構成する教示点毎に又は動作区間毎に基準情報を紐付けて記録する。つまり基準情報設定部３０ａはツール１９の動作軌道を構成する教示点毎に又は動作区間毎に基準情報を切替えて設定するとよい。

　基準情報が基準点である場合、姿勢調整部３０は基準点をツール１９の動作軌道におけるツール１９の回転中心点としてツール１９の姿勢を調整する。つまり姿勢補正量算出部３０ｂはツール１９の姿勢ベクトルが基準点とツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置とを通過する直線の方向にツール１９の姿勢を補正する姿勢補正量を算出する。より具体的には、姿勢補正量算出部３０ｂは姿勢調整前のツール１９の姿勢ベクトルと基準点が存在する平面に対して垂直な補正回転軸であってツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置を通過する補正回転軸回りにツール１９の姿勢ベクトルを回転し、姿勢ベクトルが基準点を通過する姿勢補正量を算出する。

　基準情報が基準線である場合、姿勢調整部３０は基準線をツール１９の動作軌道におけるツール１９の回転中心軸としてツール１９の姿勢を調整する。つまり姿勢補正量算出部３０ｂはツール１９の姿勢ベクトルがツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置を通過して基準線と交差する方向にツール１９の姿勢を補正する姿勢補正量を算出する。より具体的には、姿勢補正量算出部３０ｂは基準線に平行な補正回転軸であってツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置を通過する補正回転軸回りにツール１９の姿勢ベクトルを回転し、姿勢ベクトルが基準線と交差する方向にツール１９の姿勢を補正する姿勢補正量を算出する。

　姿勢補正量算出部３０ｂはツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置毎に姿勢補正量を算出する。また、ツール１９の動作軌道が曲線、直線、及びこれらの組み合わせで構成される場合、姿勢補正量算出部３０ｂはツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置毎に又は動作区間毎に基準情報を切替えて姿勢補正量を算出する。

　第一実施形態では、姿勢補正量算出部３０ｂは算出した姿勢補正量に基づいて動作プログラム３１ａで使用されるツール１９の姿勢情報を補正する。なお、動作プログラム３１ａで使用されるツール１９の位置情報は姿勢補正量算出部３０ｂによって補正されない。制御部３２は補正されたツール１９の姿勢を使用する動作プログラム３１ａに従って機械２の動作を制御する。

　以上のように、ツール１９が曲線に沿って移動する場合にはツール１９の姿勢が基準点に基づいて自動調整され、ツール１９が所定の姿勢情報を保ったまま曲線に沿って移動する場合にはツール１９の姿勢が基準線に基づいて自動調整される。また、ツール１９の動作軌道が曲線、直線、及びこれらの組み合わせで構成される場合にはツール１９の姿勢が基準点及び基準線の組み合わせに基づいて自動調整される。

　従って、ツール１９の動作軌道が複雑な軌道であっても、教示者の経験値に拘わらず従来と比べて簡単な教示でツール１９の姿勢が滑らかに変化する。つまりツール１９の急激な姿勢変化が抑制される。ひいては教示者の熟練度の違いによる作業品質の差が低減する。

　以下、基準点に応じてツール１９の姿勢を調整する実施例について詳述する。図３は基準点に応じた姿勢調整を行う作業の一例を説明する説明図である。図３には円筒状の第一ワークＷ１を円筒状の第二ワークＷ２に直交させた状態で溶接する溶接作業が示されている。加工線ＭＬは曲線で構成されるため、ツール１９の動作軌道も加工線ＭＬに沿った曲線で構成される。

　ツール１９が曲線に沿って移動する場合、基準情報設定部３０ａはツール１９の動作軌道におけるツール１９の回転中心点として基準点ＲＰを設定する。本例では、基準点ＲＰが第一ワークＷ１の中心軸線Ｏ１と第二ワークＷ２の中心軸線Ｏ２との交点に設定されている。姿勢調整部３０は基準点ＲＰをツール１９の動作軌道におけるツール１９の回転中心点としてツール１９の姿勢を調整する。

　図４は基準点ＲＰに応じた姿勢調整前のツール１９（白で示す）と姿勢調整後のツール１９′（黒で示す）の上面図である。姿勢補正量算出部３０ｂはツール１９の姿勢ベクトルが基準点ＲＰとツール１９の動作軌道を構成する教示点Ｐ１～Ｐ３とを通過する直線Ｌの方向にツール１９の姿勢を補正する姿勢補正量を算出する。

　図５は基準点ＲＰに応じた姿勢補正量θの一例を示すツール１９の上面図である。姿勢補正量算出部３０ｂは姿勢調整前のツール１９の姿勢ベクトルと基準点ＲＰが存在する平面に対して垂直な補正回転軸ＣＡであって教示点Ｐ１を通過する補正回転軸ＣＡ回りにツール１９の姿勢ベクトルを回転し、姿勢ベクトルが基準点ＲＰを通過する姿勢補正量θを算出する。姿勢補正量θは補正回転軸ＣＡ回りの一次元の回転量であるため、教示者は姿勢調整後のツール１９′の姿勢を容易に想像できる。

　以上のように基準点ＲＰに応じた姿勢調整を行う場合、教示者は教示装置４を用いて姿勢調整の設定を事前に行う。図６は基準点ＲＰに応じた姿勢調整画面４１の一例を示す図である。姿勢調整画面４１は姿勢調整部３０によって生成されてＵＩ部４０に表示される。姿勢調整画面４１は、基準情報タイプ４２、基準情報設定ボタン４４、姿勢調整モード４５、姿勢補正量記録４６、及び軌道履歴表４７の設定機能を備えている。基準情報タイプ４２及び基準情報設定４４の設定機能は基準情報設定部３０ａによって実現され、姿勢調整モード４５、姿勢補正量記録４６、及び軌道履歴表４７の設定機能は姿勢補正量算出部３０ｂによって実現される。

　基準点ＲＰに応じた姿勢調整を行う場合、教示者は基準情報タイプ４２を「基準点」に設定する。基準情報タイプ４２を設定すると、基準点ＲＰを識別する基準情報番号４３である「１」が基準情報に自動割当てされる。つまり基準情報設定部３０ａはツール１９の一つの動作軌道に対して複数の基準点を設定できるように構成されている。

　次に教示者は基準情報設定ボタン４４を押下して図示しない基準情報設定ウィンドウを表示させ、基準情報設定ウィンドウで基準点ＲＰを設定する。

　基準点ＲＰの設定方法としては例えば次の方法が挙げられる。
（１）教示者は１点の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を入力する。基準情報設定部３０ａは入力点を基準点ＲＰに設定する。
（２）教示者は２点の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を入力する。基準情報設定部３０ａは２点の中間点を基準点ＲＰに設定する。
（３）教示者は１点の位置及び姿勢（Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗ,Ｐ,Ｒ）と距離を入力する。基準情報設定部３０ａは姿勢（Ｗ,Ｐ,Ｒ）から得られる姿勢のベクトルと同一方向であって位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を通る直線上の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）から指定された距離に位置する点を基準点ＲＰに設定する。
（４）教示者は２点の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と距離を入力する。基準情報設定部３０ａは２点を結ぶ直線上の一方の点から指定された距離に位置する点を基準点ＲＰに設定する。
（５）教示者は３点の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を入力する。基準情報設定部３０ａは３点を通る円の中心点を基準点ＲＰに設定する。
（６）教示者は４点以上の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を入力する。基準情報設定部３０ａは３点を通る円の中心点を３点の組み合せ毎に算出した後、全ての円の中心点の平均位置を基準点ＲＰに設定する。

　また、基準点ＲＰの元情報（上記点の位置及び姿勢や距離等の情報）の入力方法としては例えば次の方法が挙げられる。
（１）教示装置４を用いて機械２を実際に動かしてツール１９を作業対象物にタッチアップすることで基準点ＲＰの元情報を入力する。或いは、教示装置４を用いて機械２のモデルを仮想空間上で動かしてツール１９を作業対象物のモデルにタッチアップすることで基準点ＲＰの元情報を入力する。
（２）教示装置４上で基準点ＲＰの元情報の数値を直接手動入力する。
（３）教示装置４を用いて機械２を実際に動かして動作検出器２１やセンサ５（視覚センサ１７や力検出器１８等）の検出情報から基準点ＲＰの元情報を自動入力する。或いは、教示装置４を用いて機械２のモデルを仮想空間上で動かして動作検出器２１のモデルの検出情報から基準点ＲＰの元情報を自動入力する。

　次に教示者は姿勢調整モード４５を「有効」に設定する。姿勢調整モード４５が「有効」に設定された場合、教示者がツール１９の動作軌道を教示しているときに、又は既に教示された教示点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３又は動作区間Ｐ１～Ｐ３が軌道履歴表４７で選択されたときに、姿勢補正量算出部３０ｂが基準点ＲＰとツール１９の動作軌道を構成する教示点Ｐ１～Ｐ３の位置及び姿勢（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ，Ｐ，Ｒ）とに基づいてツール１９の姿勢補正量θを算出し、姿勢補正量θに基づいて機械２の動作プログラム３１ａで使用されるツール１９の姿勢（Ｗ，Ｐ，Ｒ）の情報を上書きする。

　一方、教示者が姿勢調整モード４５を「無効」に設定した場合、姿勢補正量算出部３０ｂはツール１９の姿勢補正量θを算出せず、機械２の動作プログラム３１ａで使用される制御対象部位Ｐの姿勢（Ｗ，Ｐ，Ｒ）の情報も上書きしない。

　また、算出した姿勢補正量θを記録しない場合、教示者は姿勢補正量記録４６を「無効」に設定する。姿勢補正量記録４６が「無効」に設定されている場合、姿勢補正量θが記録されないため、動作プログラム３１ａで使用される上書き済の姿勢（Ｗ，Ｐ，Ｒ）の情報を元に戻すことはできない。

　一方、算出した姿勢補正量θを記録する場合、教示者は姿勢補正量記録４６を「有効」に設定する。姿勢補正量記録４６が「有効」に設定されている場合、姿勢調整部３０はツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置毎に姿勢補正量θを記録する。姿勢調整モード４５が「有効」から「無効」に変更された場合、姿勢調整部３０は記録された姿勢補正量θに基づいて動作プログラム３１ａで使用される上書き済の姿勢（Ｗ，Ｐ，Ｒ）の情報を元に戻す。

　以上のように教示者は姿勢調整画面４１で基準点ＲＰを設定して姿勢調整モード４５を「有効」に設定するだけで、ツール１９の姿勢が基準点ＲＰに基づいて自動調整される。従って、ツール１９が曲線に沿って移動する場合であっても、教示者の経験値に拘わらず従来と比べて簡単な教示でツール１９の姿勢が滑らかに変化する。つまりツール１９の急激な姿勢変化が抑制される。ひいては教示者の熟練度の違いによる作業品質の差が低減する。

　以下、基準線に応じてツール１９の姿勢を調整する実施例について詳述する。図７は基準線に応じた姿勢調整を行う作業の一例を説明する説明図である。図７にはＳ字状の第一ワークＷ１を板状の第二ワークＷ２に直交させた状態で溶接する溶接作業が示されている。加工線ＭＬは曲線で構成されるため、ツール１９の動作軌道も加工線ＭＬに沿った曲線で構成される。ツール１９は第一ワークＷ１又は第二ワークＷ２に干渉しないようにツール１９の姿勢が所定角度αで事前に教示されるものとする。

　ツール１９が所定角度αを保った状態で曲線に沿って移動する場合、基準情報設定部３０ａはツール１９の動作軌道におけるツール１９の回転中心軸として基準線ＲＬ１、ＲＬ２を設定する。本例では、二つの基準線ＲＬ１、ＲＬ２が加工線ＭＬを構成する曲線のピーク毎に設定されている。姿勢調整部３０は二つの基準線ＲＬ１、ＲＬ２をツール１９の動作軌道におけるツール１９の回転中心軸としてツール１９の姿勢を調整する。

　図８は基準線ＲＬ１、ＲＬ２に応じた姿勢調整前のツール１９（白で示す）と姿勢調整後のツール１９′（黒で示す）の上面図である。姿勢補正量算出部３０ｂはツール１９の姿勢ベクトルがツール１９の動作軌道を構成する教示点Ｐ１～Ｐ３を通過して第一基準線ＲＬ１と交差する方向にツール１９の姿勢を補正する姿勢補正量を算出する。同様に、姿勢補正量算出部３０ｂはツール１９の姿勢ベクトルがツール１９の動作軌道を構成する教示点Ｐ４～Ｐ７を通過して第二基準線ＲＬ２と交差する方向にツール１９の姿勢を補正する姿勢補正量を算出する。

　図９Ａは基準線ＲＬ１に応じた姿勢補正量θの一例を示すツール１９の斜視図であり、図９Ｂは基準線ＲＬ１に応じた姿勢補正量θの一例を示すツール１９の上面図である。姿勢補正量算出部３０ｂは基準線ＲＬ１に平行な補正回転軸ＣＡ１であってツール１９の動作軌道を構成する教示点Ｐ１を通過する補正回転軸ＣＡ１回りにツール１９の姿勢ベクトルを回転し、姿勢ベクトルが基準線ＲＬ１と交差する方向にツール１９の姿勢を補正する姿勢補正量θを算出する。姿勢補正量θは補正回転軸ＣＡ１回りの一次元の回転量であるため、教示者は姿勢調整後のツール１９′の姿勢を容易に想像できる。

　以上のように基準線ＲＬ１、ＲＬ２に応じた姿勢調整を行う場合、教示者は教示装置４を用いて姿勢調整の設定を事前に行う。図１０は基準線ＲＬ１、ＲＬ２に応じた姿勢調整画面４１の一例を示す図である。姿勢調整画面４１は姿勢調整部３０によって生成されてＵＩ部４０に表示される。姿勢調整画面４１は、基準情報タイプ４２、基準情報設定ボタン４４、姿勢調整モード４５、姿勢補正量記録４６、及び軌道履歴表４７の設定機能を備えている。基準情報タイプ４２及び基準情報設定ボタン４４の設定機能は基準情報設定部３０ａによって実現され、姿勢調整モード４５、姿勢補正量記録４６、及び軌道履歴表４７の設定機能は姿勢補正量算出部３０ｂによって実現される。

　基準線ＲＬ１、ＲＬ２に応じた姿勢調整を行う場合、教示者は基準情報タイプ４２を「基準線」に設定する。基準情報タイプ４２を設定すると、基準線ＲＬ２を識別する基準情報番号４３である「２」が基準情報に自動割当てされる。つまり基準情報設定部３０ａはツール１９の一つの動作軌道に対して複数の基準線を設定できるように構成されている。

　本例では、基準線ＲＬ１が既に設定されており、教示者は基準情報設定ボタン４４を押下して図示しない基準情報設定ウィンドウを表示させ、基準情報設定ウィンドウで基準線ＲＬ２を設定するものとする。

　基準線ＲＬ２の設定方法としては例えば次の方法が挙げられる。
（１）教示者は１点の位置及び姿勢（Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗ,Ｐ,Ｒ）を入力する。基準情報設定部３０ａは入力点の位置及び姿勢（Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗ,Ｐ,Ｒ）を通過する直線を基準線ＲＬ２に設定する。
（２）教示者は２点の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を入力する。基準情報設定部３０ａは２点を通過する直線を基準線ＲＬ２に設定する。

　また、基準線ＲＬ２の元情報（上記点の位置及び姿勢等の情報）の入力方法としては例えば次の方法が挙げられる。
（１）教示装置４を用いて機械２を実際に動かしてツール１９を作業対象物にタッチアップすることで基準線ＲＬ２の元情報を入力する。或いは、教示装置４を用いて機械２のモデルを仮想空間上で動かしてツール１９を作業対象物のモデルにタッチアップすることで基準線ＲＬ２の元情報を入力する。
（２）教示装置４上で基準線ＲＬ２の元情報の数値を直接手動入力する。
（３）教示装置４を用いて機械２を実際に動かして動作検出器２１やセンサ５（視覚センサ１７や力検出器１８等）の検出情報から基準線ＲＬ２の元情報を自動入力する。或いは、教示装置４を用いて機械２のモデルを仮想空間上で動かして動作検出器２１のモデルの検出情報から基準線ＲＬ２の元情報を自動入力する。

　次に教示者は姿勢調整モード４５を「有効」に設定する。姿勢調整モード４５が「有効」に設定された場合、教示者がツール１９の動作軌道を教示しているときに、或いは既に教示された教示点又は動作区間が軌道履歴表４７で選択されたときに、姿勢補正量算出部３０ｂが基準線ＲＬ２とツール１９の動作軌道を構成する教示点Ｐ５の位置及び姿勢（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ，Ｐ，Ｒ）とに基づいてツール１９の姿勢補正量θを算出し、算出した姿勢補正量θに基づいて機械２の動作プログラム３１ａで使用される制御対象部位Ｐの姿勢（Ｗ，Ｐ，Ｒ）の情報を上書きする。

　一方、教示者が姿勢調整モード４５を「無効」に設定した場合、姿勢補正量算出部３０ｂはツール１９の姿勢補正量θを算出せず、機械２の動作プログラム３１ａで使用されるツール１９の姿勢（Ｗ，Ｐ，Ｒ）の情報も上書きしない。

　また、算出した姿勢補正量θを記録しない場合、教示者は姿勢補正量記録４６を「無効」に設定する。姿勢補正量記録４６が「無効」に設定されている場合、姿勢補正量θが記録されないため、動作プログラム３１ａで使用される上書き済のツール１９の姿勢（Ｗ，Ｐ，Ｒ）の情報を元に戻すことはできない。

　一方、算出した姿勢補正量θを記録する場合、教示者は姿勢補正量記録４６を「有効」に設定する。姿勢補正量記録４６が「有効」に設定されている場合、姿勢調整部３０はツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置毎に姿勢補正量θを記録する。姿勢調整モード４５が「有効」から「無効」に変更された場合、姿勢調整部３０は記録された姿勢補正量θに基づいて動作プログラム３１ａで使用される上書き済のツール１９の姿勢（Ｗ，Ｐ，Ｒ）の情報を元に戻す。

　以上のように教示者は姿勢調整画面４１で基準線ＲＬ１、ＲＬ２を設定して姿勢調整モード４５を「有効」に設定するだけで、ツール１９の姿勢が基準線ＲＬ１、ＲＬ２に基づいて自動調整される。従って、ツール１９が所定角度αを保った状態で曲線に沿って移動する場合であっても、教示者の経験値に拘わらず従来と比べて簡単な教示でツール１９の姿勢が滑らかに変化する。つまりツール１９の急激な姿勢変化が抑制される。ひいては教示者の熟練度の違いによる作業品質の差が低減する。

　以下、第一実施形態の姿勢調整方法の一例について説明する。図１１は第一実施形態の姿勢調整方法の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１０では基準点及び基準の少なくとも一方を含む基準情報を設定する。基準情報の設定は前述の姿勢調整画面４１で行われる。ステップＳ１１では機械２の教示中に又は教示後にツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置及び姿勢を取得する。

　ツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置及び姿勢の取得方法としては例えば次の方法が挙げられる。
（１）教示装置４を用いて機械２を実際に動かして又は教示装置４を用いて機械２のモデルを仮想空間上で動かしてツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置及び姿勢（Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗ,Ｐ,Ｒ）を取得する。
（２）教示装置４上でツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置及び姿勢（Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗ,Ｐ,Ｒ）の数値を直接手動入力する。
（３）教示装置４を用いて機械２を実際に動かして又は教示装置４を用いて機械２のモデルを仮想空間上で動かして動作検出器２１やセンサ５（視覚センサ１７や力検出器１８等）の検出情報からツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置及び姿勢（Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗ,Ｐ,Ｒ）を自動入力する。
（４）作成済の動作プログラム３１ａで使用されるツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置及び姿勢（Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗ,Ｐ,Ｒ）の情報から取得する。

　ステップＳ１２では基準情報とツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置及び姿勢からツール１９の姿勢補正量を算出する。ステップＳ１３では姿勢補正量に基づいて動作プログラム３１ａで使用される姿勢（Ｗ,Ｐ,Ｒ）の情報を補正する。なお、ステップＳ１２又はステップＳ１３では動作プログラム３１ａの上書きされた姿勢（Ｗ,Ｐ,Ｒ）の情報を元に戻せるように姿勢補正量を記録しておいてもよい。

　以上のように第一実施形態の姿勢調整方法では、機械２の教示中又は教示後に動作プログラム３１ａで使用されるツール１９の姿勢（Ｗ,Ｐ,Ｒ）の情報を補正するため、教示者の経験値に拘わらず従来と比べて簡単な教示でツール１９の急激な姿勢変化が抑制される。ひいては教示者の熟練度の違いによる作業品質の差が低減する。

　以下、第二実施形態の機械システム１の機能ブロックについて説明する。図１２は第二実施形態の機械システム１の機能ブロック図である。第二実施形態の機械システム１では、姿勢調整部３０が機械２の動作中にツール１９の姿勢補正量３１ｂを算出し、制御部３２は姿勢補正量３１ｂに基づいて機械２の動作中にツール１９の姿勢を補正する点で、第一実施形態の機械システム１と異なる。また、姿勢調整部３０は算出した姿勢補正量３１ｂを記憶部３１に記録しておき、制御部３２は機械２の次回以降の動作で記録された姿勢補正量３１ｂに基づいてツール１９の姿勢を補正してもよい。

　第二実施形態では、教示者は図６及び図１０に示すように姿勢調整画面４１において基準点及び基準線の少なくとも一方を事前に設定する。また、教示者は姿勢調整モード４５を「有効」に設定する。姿勢調整モード４５が「有効」に設定された場合、制御部３２が動作プログラム３１ａや動作検出器２１又はセンサ５（視覚センサ１７や力検出器１８等）の検出情報に従って機械２の動作を制御するときに、姿勢補正量算出部３０ｂが基準点及び基準線の少なくとも一方を含む基準情報とツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置及び姿勢（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗ，Ｐ，Ｒ）とに基づいてツール１９の姿勢補正量３１ｂを算出し、制御部３２は姿勢補正量３１ｂに基づいて機械２の動作中にツール１９の姿勢を補正する。

　一方、姿勢調整モード４５が「無効」に設定された場合、姿勢補正量算出部３０ｂは機械２の動作中にツール１９の姿勢補正量３１ｂを算出せず、制御部３２は機械２の動作中にツール１９の姿勢を補正しない。

　また、機械２の次回以降の動作において以前算出されたツール１９の姿勢補正量３１ｂを使用する場合、教示者は姿勢補正量記録４６を「有効」に設定する。姿勢補正量記録４６が「有効」に設定された場合、姿勢補正量算出部３０ｂは機械２の動作中に姿勢補正量３１ｂを算出したら記憶部３１に姿勢補正量３１ｂを記録し、制御部３２は記録された過去の姿勢補正量３１ｂに基づいて機械２の動作中にツール１９の姿勢を補正する。

　一方、姿勢補正量記録４６が「無効」に設定された場合、姿勢補正量算出部３０ｂは機械２が動作する度にツール１９の姿勢補正量３１ｂを再計算し、制御部３２は再計算された姿勢補正量３１ｂに基づいて機械２の動作中にツール１９の姿勢を補正する。つまり機械２の動作プログラム３１ａの実行中にツール１９の位置及び姿勢が他の機能によって変更された場合であっても、制御部３２が再計算されたツール１９の姿勢補正量３１ｂに基づいて機械２の動作中にツール１９の姿勢を補正するため、他の機能によるツール１９の位置及び姿勢の変更の有無に拘わらずツール１９の急激な姿勢変化が抑制される。

　以下、第二実施形態の姿勢調整方法の一例について説明する。図１３は第二実施形態の姿勢調整方法の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２０では基準点及び基準線の少なくとも一方を含む基準情報を設定する。基準情報の設定は前述の姿勢調整画面４１で行われる。ステップＳ２１では機械２の動作中にツール１９の動作軌道におけるツール１９位置及び姿勢を取得する。

　ツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置及び姿勢の取得方法としては例えば次の方法が挙げられる。
（１）作成済の動作プログラム３１ａで使用されるツール１９の位置及び姿勢（Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗ,Ｐ,Ｒ）の情報から取得する。
（２）機械２の動作中に動作検出器２１やセンサ５（視覚センサ１７や力検出器１８等）の検出情報からツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置及び姿勢（Ｘ,Ｙ,Ｚ,Ｗ,Ｐ,Ｒ）を自動入力する。

　ステップＳ２２では基準情報とツール１９の動作軌道におけるツール１９の位置及び姿勢から姿勢補正量を算出する。ステップＳ２３ではツール１９の姿勢補正量に基づいて機械２の動作中に制御対象部位Ｐの姿勢（Ｗ,Ｐ,Ｒ）を補正する。なお、ステップＳ２２又はステップＳ２３では次回以降の機械２の動作中にツール１９の姿勢を補正できるように姿勢補正量を記録しておいてもよい。

　以上のように第二実施形態の姿勢調整方法では、機械２の動作中にツール１９の姿勢（Ｗ,Ｐ,Ｒ）を補正するため、動作プログラム３１ａの実行中に他の機能によってツール１９の位置及び姿勢が変更された場合であっても、ツール１９の急激な姿勢変化が抑制される。ひいては他の機能によるツール１９の位置及び姿勢の変更の有無による作業品質の差が低減する。

　以下、第三実施形態の機械システム１の機能ブロックについて説明する。図１４は第三実施形態の機械システム１の機能ブロック図である。第三実施形態の機械システム１では、制御装置３がツール１９の姿勢を調整する姿勢調整部３０を備えるのでなく、教示装置４が姿勢調整部３０を備える点で、第一実施形態又は第二実施形態の機械システム１と異なる。また、必須ではないが、教示装置４は動作プログラム３１ａや姿勢補正量３１ｂ等の種々の情報を記憶する記憶部３１をさらに備えていてもよい。なお、第三実施形態の姿勢調整方法は、第一実施形態の姿勢調整方法及び第二実施形態の姿勢調整方法のいずれかと同一であるため、説明を省略する。

　以上の実施形態によれば、動作命令毎のツール１９の姿勢変化速度の違いが自動的に軽減され、ツール１９が概ね一定の姿勢変化速度で変化するようになる。つまりツール１９の急激な姿勢変化が抑制されるため、機械２による作業品質の低下を抑制できる。

　また、機械２の教示中又は教示後に動作プログラム３１ａで使用されるツール１９の姿勢情報を補正する場合、教示者の経験値に拘わらず従来と比べて簡単な教示で制御対象部位Ｐの急激な姿勢変化が抑制される。ひいては教示者の熟練度の違いによる作業品質の差が低減する。

　さらに、機械２の動作中にツール１９の姿勢を補正する場合、動作プログラム３１ａの実行中に他の機能によってツール１９の位置及び姿勢が変更された場合であってもツール１９の急激な姿勢変化が抑制される。ひいては他の機能によるツール１９の位置及び姿勢の変更の有無による作業品質の差が低減する。

　なお、前述のプログラム又はソフトウェアは、コンピュータ読取り可能な非一時的記録媒体、例えばＣＤ－ＲＯＭ等に記録して提供してもよいし、或いは有線又は無線を介してＷＡＮ（wide area network）又はＬＡＮ（local area network）上のサーバ装置から配信して提供してもよい。

　本明細書において種々の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に記載された範囲内において種々の変更を行えることを認識されたい。

　１　機械システム（ロボットシステム）
　２　機械（ロボット）
　３　制御装置
　４　教示装置
　５　センサ
　１０～１６　リンク
　１７　視覚センサ
　１８　力検出器
　１９　ツール
　１９′　姿勢調整後のツール
　２０　アクチュエータ
　２１　動作検出器
　３０　姿勢調整部
　３０ａ　基準情報設定部
　３０ｂ　姿勢補正量算出部
　３１　記憶部
　３１ａ　動作プログラム
　３１ｂ　姿勢補正量
　３２　制御部
　４０　ユーザインタフェース部
　４１　姿勢調整画面
　４２　基準情報タイプ
　４３　基準情報番号
　４４　基準情報設定
　４５　姿勢調整モード
　４６　姿勢補正量記録
　４７　軌道履歴表
　Ｃ１　機械座標系
　Ｃ２　ツール座標系
　Ｃ３　ユーザ座標系
　ＣＡ、ＣＡ１、ＣＡ２　補正回転軸
　Ｊ１～Ｊ６　軸線
　ＭＬ　加工線
　Ｏ１、Ｏ２　ワークの中心軸線
　Ｐ　制御対象部位
　Ｐ１～Ｐ４　教示点
　ＲＰ　基準点
　ＲＬ１、ＲＬ２　基準線
　Ｔ　動作軌道
　Ｗ１、Ｗ２　ワーク
　α　所定角度
　θ　姿勢補正量

Claims

　機械の制御対象部位の姿勢の基準情報に基づいて前記制御対象部位の動作軌道における前記制御対象部位の前記姿勢を調整する姿勢調整部と、
　調整された前記姿勢に基づいて機械の動作を制御する制御部と、
　を備え、
　前記姿勢調整部は前記基準情報として基準点及び基準線の少なくとも一方を用いる、制御装置。
　前記基準情報が前記基準点である場合、前記姿勢調整部は前記基準点を前記制御対象部位の前記動作軌道における前記制御対象部位の回転中心点として前記制御対象部位の前記姿勢を調整する、請求項１に記載の制御装置。
　前記基準情報が前記基準線である場合、前記姿勢調整部は前記基準線を前記制御対象部位の前記動作軌道における前記制御対象部位の回転中心軸として前記制御対象部位の前記姿勢を調整する、請求項１又は２に記載の制御装置。
　前記姿勢調整部は、
　　前記基準情報を設定する基準情報設定部と、
　　前記基準情報と前記制御対象部位の前記動作軌道における前記制御対象部位の位置及び前記姿勢とに基づいて前記制御対象部位の姿勢補正量を算出する姿勢補正量算出部と、
　を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
　前記基準情報が前記基準点である場合、前記姿勢補正量算出部は姿勢調整前の前記制御対象部位の姿勢ベクトルと前記基準点が存在する平面に対して垂直な補正回転軸であって前記制御対象部位の前記動作軌道における前記制御対象部位の位置を通過する前記補正回転軸回りに前記制御対象部位の姿勢ベクトルを回転し、前記姿勢ベクトルが前記基準点を通過する姿勢補正量を算出する、請求項４に記載の制御装置。
　前記基準情報が前記基準線である場合、前記姿勢補正量算出部は前記基準線に平行な補正回転軸であって前記制御対象部位の前記動作軌道における前記制御対象部位の位置を通過する前記補正回転軸回りに前記制御対象部位の姿勢ベクトルを回転し、前記姿勢ベクトルが前記基準線と交差する方向に前記制御対象部位の前記姿勢を補正する姿勢補正量を算出する、請求項４又は５に記載の制御装置。
　前記基準情報設定部は前記制御対象部位の前記動作軌道を構成する教示点毎に又は動作区間毎に前記基準情報を紐付けて記録する、又は前記動作軌道を構成する教示点毎に又は動作区間毎に前記基準情報を切替えて設定する、請求項４から６のいずれか一項に記載の制御装置。
　前記姿勢補正量算出部は前記制御対象部位の前記動作軌道における前記制御対象部位の位置毎に又は前記制御対象部位の動作区間毎に前記基準情報を切替えて前記姿勢補正量を算出する、請求項４から７のいずれか一項に記載の制御装置。
　前記姿勢補正量算出部は前記制御対象部位の前記姿勢補正量を記録する、請求項４から８のいずれか一項に記載の制御装置。
　前記姿勢補正量算出部は、前記機械の教示中に又は教示後に前記制御対象部位の前記姿勢補正量を算出し、前記機械の動作プログラムで使用される前記制御対象部位の姿勢情報を補正する、請求項４から９のいずれか一項に記載の制御装置。
　前記姿勢補正量算出部は前記機械の動作中に前記制御対象部位の前記姿勢補正量を算出し、前記制御部が前記姿勢補正量に基づいて前記機械の動作中に前記制御対象部位の前記姿勢を補正する、請求項４から１０のいずれか一項に記載の制御装置。
　機械の制御対象部位の姿勢の基準情報に基づいて前記制御対象部位の動作軌道における前記制御対象部位の前記姿勢を調整する姿勢調整部を備え、前記姿勢調整部は前記基準情報として基準点及び基準線の少なくとも一方を用いる、教示装置。
　機械と、
　前記機械の制御対象部位の姿勢の基準情報に基づいて前記制御対象部位の動作軌道における前記制御対象部位の前記姿勢を調整する姿勢調整部と、
　調整された前記姿勢に基づいて前記機械の動作を制御する制御部と、
　を備え、
　前記姿勢調整部は前記基準情報として基準点及び基準線の少なくとも一方を用いる、機械システム。