(57)【要約】【課題】人間と共同作業する際、優れた安全性を発揮することができるロボット、ロボット制御装置およびロボットの制御方法を提供すること。【解決手段】ロボット１００は、ベース２１０と、ベース２１０に連結された胴体２２０と、胴体２２０に該胴体２２０の中心軸を介して設けられ、動作可能な多関節アーム２３０および多関節アーム２４０とを有するロボット本体２００と、多関節アーム２３０および多関節アーム２４０の駆動を制御するロボット制御装置９００とを備えている。また、ロボット制御装置９００は、多関節アーム２３０が動作する第１動作領域２３０Ａが、多関節アーム２４０が動作する第２動作領域２４０Ａよりも小さくなるように制御可能である。【選択図】図６
2018008373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、前記基台に連結された胴体と、前記胴体に該胴体の中心軸を介して設けられ、動作可能な第１アームおよび第２アームとを有するロボット本体と、
前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１アームが動作する第１動作領域が、前記第２アームが動作する第２動作領域よりも小さくなるように制御可能であり、
互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を設定したとき、
前記第１アームおよび前記第２アームは、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向に動作するものであって、
前記制御部は、前記第１動作領域の体積が前記第２動作領域の体積の１０％以上７０％以下となるよう制御するロボット。
【請求項２】
互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を設定したとき、
前記制御部は、前記第１動作領域のｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の長さが、前記第２動作領域のｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の長さよりもそれぞれ短くなるよう制御する請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記第１アームの先端が動作可能な作業領域と前記第２アームの先端が動作可能な作業領域とは、それらの一部が重なった重複領域を有し、
前記制御部は、前記重複領域では、前記第２アームが優先的に動作を行うよう制御する請求項１または２に記載のロボット。
【請求項４】
前記第１アームの側方には、人間が作業を行う人間作業領域が設けられており、
前記制御部は、前記第１動作領域が前記人間作業領域と重ならないよう制御する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項５】
基台と、前記基台に連結された胴体と、前記胴体に該胴体の中心軸を介して設けられ、動作可能な第１アームおよび第２アームとを有するロボット本体と、
前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１アームが動作する第１動作領域が、前記第２アームが動作する第２動作領域よりも小さくなるように制御可能であり、前記第１アームの動作速度が、前記第２アームの動作速度より遅くなるよう制御するロボット。
【請求項６】
前記第１アームを駆動する第１駆動用モーターと、前記第２アームを駆動する第２駆動用モーターとを備え、
前記制御部は、前記第１駆動用モーターに印加される電圧が、前記第２駆動用モーターに印加される電圧より小さくなるよう制御する請求項５に記載のロボット。
【請求項７】
前記第１アームを駆動する第１駆動用モーターと、前記第２アームを駆動する第２駆動用モーターとを備え、
前記制御部は、前記第１駆動用モーターの回転速度が、前記第２駆動用モーターの回転速度より遅くなるよう制御する請求項５または６に記載のロボット。
【請求項８】
前記第１アームを駆動する第１駆動用モーターと、前記第２アームを駆動する第２駆動用モーターとを備え、
前記制御部は、前記第１駆動用モーターの発熱量が、前記第２駆動用モーターの発熱量より少なくなるよう制御する請求項５ないし７のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項９】
前記第１アームを駆動する第１駆動用モーターと、前記第２アームを駆動する第２駆動用モーターとを備え、
前記制御部は、前記第１駆動用モーターのトルクが、前記第２駆動用モーターのトルクより小さくなるよう制御する請求項５ないし８のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項１０】
当該ロボットは、第１の構造体と第２の構造体とを組立てる組立作業を行うものであり、
前記組立作業を行う際、前記制御部は、前記第１アームが前記第１の構造体を静止した状態とし、前記第２アームが前記第２の構造体を前記第１の構造体に接近させるように制御する請求項５ないし９のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項１１】
基台と、前記基台に連結された胴体と、前記胴体に該胴体の中心軸を介して設けられ、動作可能な第１アームおよび第２アームとを有するロボット本体と、
前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１アームが動作する第１動作領域が、前記第２アームが動作する第２動作領域よりも小さくなるように制御可能であり、前記第１アームおよび前記第２アームを起動させる際、前記第２アームを前記第１アームよりも先に起動させるよう制御するロボット。
【請求項１２】
基台と、前記基台に連結された胴体と、前記胴体に該胴体の中心軸を介して設けられ、動作可能な第１アームおよび第２アームとを有するロボット本体の前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御するロボット制御装置であって、
前記第１アームが動作する第１動作領域が、前記第２アームが動作する動作領域よりも小さく、前記第１アームの動作速度が、前記第２アームの動作速度より遅くなるよう前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御することを特徴とするロボット制御装置。
【請求項１３】
基台と、前記基台に連結された胴体と、前記胴体に該胴体の中心軸を介して設けられ、動作可能な第１アームおよび第２アームとを有するロボット本体の前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御する制御方法であって、
前記第１アームが動作する第１動作領域が、前記第２アームが動作する第２動作領域よりも小さく、前記第１アームの動作速度が、前記第２アームの動作速度より遅くなるよう前記第１アームおよび前記第２アームを制御することを特徴とするロボット制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット、ロボット制御装置およびロボットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業用ロボットの技術進歩は著しく、そのロボットとして、例えば、２本のアームを有する人間型双腕ロボット（以下、単に「ロボット」と言う）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のロボットは、ベースと、ベースに対して回動可能に連結された胴体と、胴体に対して回動可能に連結された２つの多関節アームとを有している。このロボットは、各アームをそれぞれ独立して駆動させ、部品の搬送や組立等を行うことができる。
【０００３】
一方、部品同士の細かい位置決め等の高い精度を要する作業等は、人間により行われるのが好ましい場合がある。この人間のみが行うことができる作業と、前述したロボットのみが行うことができる作業とを同時に行うことで、すなわち、人間とロボットとが作業空間を共有して共同作業を行うことで、生産効率の向上を図ることができる。
さて、一般的には、ロボットの各アームは、動作領域、動作速度、構造等が等しく設定されている。このような構成のロボットと人間とが共同作業を行う場合、人間の安全性を十分に確保する必要がある。さらに、人間とロボットとが作業を交代する（引き継ぐ）場合、その交代作業を円滑に行うことができなかった。このように、ロボットと人間とが共同作業を行うのは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００６−１６７９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、人間と共同作業を行う際、優れた安全性を発揮することができるロボット、ロボット制御装置およびロボットの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のロボットは、基台と、前記基台に連結された胴体と、前記胴体に該胴体の中心軸を介して設けられ、動作可能な第１アームおよび第２アームとを有するロボット本体と、
前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１アームが動作する第１動作領域が、前記第２アームが動作する第２動作領域よりも小さくなるように制御可能であることを特徴とする。
これにより、人間とロボットとが共同作業を行う際、人間は第１アームの側方で安全に作業を行うことができる。そのため、人間と共同作業を行う際、優れた安全性を発揮することができるロボットとなる。
【０００７】
本発明のロボットでは、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を設定したとき、
前記第１アームおよび前記第２アームは、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向に動作するものであって、
前記制御部は、前記第１動作領域の体積が前記第２動作領域の体積の１０％以上７０％以下となるよう制御するのが好ましい。
これにより、ロボットは、人間と共同作業を行う際、より優れた安全性を発揮することができる。
【０００８】
本発明のロボットでは、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を設定したとき、
前記制御部は、前記第１動作領域のｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の長さが、前記第２動作領域のｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の長さよりもそれぞれ短くなるよう制御するのが好ましい。
これにより、ロボットは、人間と共同作業を行う際、より優れた安全性を発揮することができる。
【０００９】
本発明のロボットでは、前記第１アームの先端が動作可能な作業領域と前記第２アームの先端が動作可能な作業領域とは、それらの一部が重なった重複領域を有し、
前記制御部は、前記重複領域では、前記第２アームが優先的に動作を行うよう制御するのが好ましい。
これにより、第１アームの動作を少なくすることができ、ロボットは、人間と共同作業を行う際、より優れた安全性を発揮することができる。
【００１０】
本発明のロボットでは、前記第１アームの側方には、人間が作業を行う人間作業領域が設けられており、
前記制御部は、前記第１動作領域が前記人間作業領域と重ならないよう制御するのが好ましい。
これにより、ロボットは、人間と共同作業を行う際、より優れた安全性を発揮することができる。
【００１１】
本発明のロボットでは、前記制御部は、前記第１アームの動作速度が、前記第２アームの動作速度より遅くなるよう制御するのが好ましい。
これにより、ロボットは、人間と共同作業を行う際、より優れた安全性を発揮することができる。
本発明のロボットでは、前記第１アームを駆動する第１駆動用モーターと、前記第２アームを駆動する第２駆動用モーターとを備え、
前記制御部は、前記第１駆動用モーターに印加される電圧が、前記第２駆動用モーターに印加される電圧より小さくなるよう制御するのが好ましい。
これにより、第１アームの動作速度を第２アームの動作速度より遅くすることができる。よって、ロボットは、人間と共同作業を行う際、より優れた安全性を発揮することができる。
【００１２】
本発明のロボットでは、前記第１アームを駆動する第１駆動用モーターと、前記第２アームを駆動する第２駆動用モーターとを備え、
前記制御部は、前記第１駆動用モーターの回転速度が、前記第２駆動用モーターの回転速度より遅くなるよう制御するのが好ましい。
これにより、第１アームの動作速度を第２アームの動作速度より遅くすることができる。よって、ロボットは、人間と共同作業を行う際、より優れた安全性を発揮することができる。
【００１３】
本発明のロボットでは、前記第１アームを駆動する第１駆動用モーターと、前記第２アームを駆動する第２駆動用モーターとを備え、
前記制御部は、前記第１駆動用モーターの発熱量が、前記第２駆動用モーターの発熱量より少なくなるよう制御するのが好ましい。
これにより、第１アームの動作速度を第２アームの動作速度より遅くすることができる。よって、ロボットは、人間と共同作業を行う際、より優れた安全性を発揮することができる。さらに、第１駆動用モーターの発熱量が、第２駆動用モーターの発熱量より少なくなるため、発熱による不具合が生じるのを抑制することができる。
【００１４】
本発明のロボットでは、前記第１アームを駆動する第１駆動用モーターと、前記第２アームを駆動する第２駆動用モーターとを備え、
前記制御部は、前記第１駆動用モーターのトルクが、前記第２駆動用モーターのトルクより小さくなるよう制御するのが好ましい。
これにより、第１アームの動作速度を前記第２アームの動作速度より遅くすることができる。よって、ロボットは、人間と共同作業を行う際、より優れた安全性を発揮することができる。さらに、第１駆動用モーターのトルクが、第２駆動用モーターのトルクより小さくなるため、例えば、第１アームと第２アームとが不本意に衝突する場合には、第１アームが第２アームよりも優先的に破損する。このため、第１アームのみを交換または修理することで、ロボットを再度利用することができる。
【００１５】
本発明のロボットでは、当該ロボットは、第１の構造体と第２の構造体とを組立てる組立作業を行うものであり、
前記組立作業を行う際、前記制御部は、前記第１アームが前記第１の構造体を静止した状態とし、前記第２アームが前記第２の構造体を前記第１の構造体に接近させるように制御するのが好ましい。
これにより、第１アームの動作を少なくすることができ、よって、ロボットは、より優れた安全性を発揮することができる。
【００１６】
本発明のロボットでは、前記制御部は、前記第１アームおよび前記第２アームを起動させる際、前記第２アームを前記第１アームよりも先に起動させるよう制御するのが好ましい。
これにより、第１アームの側方の人間は、第２アームが起動したのを確認し、次いで第１アームが起動するのを容易に予測することができる。
【００１７】
本発明のロボットでは、前記第１アームおよび前記第２アームのうちの一方のアームの側方には、人間が作業を行う作業領域が設けられており、
前記制御部は、前記作業領域が前記第１アームの側方に設定された状態では、前記第１動作領域が前記第２動作領域よりも小さくなるように制御し、前記作業領域が前記第２アームの側方に設定された状態では、前記第２動作領域が前記第１動作領域よりも小さくなるように制御するのが好ましい。
これにより、第１アームの側方および第２アームの側方のいずれにも作業領域を設けることができる。
【００１８】
本発明のロボット制御装置は、基台と、前記基台に連結された胴体と、前記胴体に該胴体の中心軸を介して設けられ、動作可能な第１アームおよび第２アームとを有するロボット本体の前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御するロボット制御装置であって、
前記第１アームが動作する第１動作領域が、前記第２アームが動作する動作領域よりも小さくなるよう前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御することを特徴とする。
これにより、人間とロボットとが共同作業を行う際、人間は第１アームの側方で安全に作業を行うことができる。そのため、人間と共同作業を行う際、優れた安全性を発揮することができるロボット制御装置となる。
【００１９】
本発明のロボット制御方法は、基台と、前記基台に連結された胴体と、前記胴体に該胴体の中心軸を介して設けられ、動作可能な第１アームおよび第２アームとを有するロボット本体の前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御する制御方法であって、
前記第１アームが動作する第１動作領域が、前記第２アームが動作する第２動作領域よりも小さくなるよう前記第１アームおよび前記第２アームを制御することを特徴とする。
これにより、人間とロボットとが共同作業を行う際、人間は第１アームの側方で安全に作業を行うことができる。そのため、人間と共同作業を行う際、優れた安全性を発揮することができる制御方法となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のロボットの好適な実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すロボットの回動軸を表す概略構成図である。
【図３】図１に示すロボットに装着されるエンドエフェクターを示す図である。
【図４】図１に示すロボットの制御系を示すブロック図である。
【図５】図１に示すロボットの駆動制御を示すブロック図である。
【図６】図１に示すロボットの作動状態を示す図である。
【図７】図６に示す多関節アームの動作領域を説明するための図である。
【図８】図６中の矢印Ａ方向からみた図である。
【図９】図１に示すロボットの作動状態を示す図である。
【図１０】ロボット制御装置の制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、ロボット、ロボット制御装置およびロボットの制御方法の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明のロボットの好適な実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示すロボットの回動軸を表す概略構成図、図３は、図１に示すロボットに装着されるエンドエフェクターを示す図、図４は、図１に示すロボットの制御系を示すブロック図、図５は、図１に示すロボットの駆動制御を示すブロック図、図６は、図１に示すロボットの作動状態を示す図、図７は、図６に示す多関節アームの動作領域を説明するための図、図８は、図６の矢印Ａ方向からみた図、図９は、図１に示すロボットの作動状態を示す図、図１０は、ロボット制御装置の制御方法を示すフローチャートである。なお、図６〜図９では、説明の都合上、互いに直交する３つの軸として、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を図示している。
図１に示すロボット１００は、例えば腕時計のような精密機器等を製造する製造工程で用いることができ、ロボット本体２００と、ロボット本体２００の作動を制御するロボット制御装置（制御部）９００とを有している。以下、ロボット本体２００およびロボット制御装置９００について順に説明する。
【００２２】
（ロボット本体）
図１に示すように、ロボット本体２００は、双腕ロボットであり、ベース（基台）２１０と、ベース２１０に連結された胴体２２０と、胴体２２０の中心軸を介して設けられ、動作可能な多関節アーム（第１アーム）２３０および多関節アーム（第２アーム）２４０と、胴体２２０の正面に設けられたステレオカメラ２５０と、各多関節アーム２３０、２４０にそれぞれ設けられているハンドカメラ（図示せず）と、胴体２２０に設けられている信号灯２６０と、胴体２２０の背面側に設けられたモニター２７０とを有している。
【００２３】
このようなロボット１００によれば、ステレオカメラ２５０や前記ハンドカメラを用いて作業台８００Ｂ上の部品、工具等の位置を確認しながら作業を行うことができる（図６参照）。また、信号灯２６０によって、ロボット１００の状態（駆動状態、正常停止状態、異常停止状態等）を容易に確認することができる。また、モニター２７０にロボット１００に関する情報が表示されるため、ロボット１００の状態を簡単に確認することができる。モニター２７０は、例えば、タッチパネルになっており、タッチパネルを操作することによって、表示画面を切り替えたり、ロボット１００に指令を与えたり、与えた指令を変更したりすることができる。
【００２４】
−ベース−
ベース２１０には、ロボット１００の移動を容易とする複数の車輪（回転部材）と、各車輪をロックするロック機構（図示せず）と、ロボット１００を移動する際に把持するハンドル（把持部）２１１とが設けられている。ロック機構を解除し、ハンドル２１１を把持して押したり引いたりすることで、ロボット１００を自在に移動させることができ、ロック機構によって車輪をロックすることで、ロボット１００を所定の位置で固定することができる。このように、ロボット１００を移動容易とすることで、ロボット１００の利便性が向上する。なお、車輪、ロック機構およびハンドル２１１は、それぞれ、省略してもよい。
【００２５】
また、ベース２１０には、図示しない作業台８００Ｂに当接させるためのバンパー２１３が設けられている。バンパー２１３を作業台８００Ｂの側面に当接させることによって、ロボット１００を所定の間隔を隔てて作業台８００Ｂと向き合わせることができる。そのため、ロボット１００と作業台８００Ｂとの意図しない接触等を防止することができる。なお、バンパー２１３は、作業台８００Ｂに当接する当接部２１３ａと、ベース２１０に固定される固定部２１３ｂを有し、図１では、当接部２１３ａが固定部２１３ｂよりも下側に位置するようにベース２１０に装着されている。このようなバンパー２１３は、ベース２１０に対して着脱可能であり、バンパー２１３の向きを上下反転することができる。すなわち、図１とは反対に、当接部２１３ａが固定部２１３ｂよりも上方に位置するようにバンパー２１３をベース２１０に装着することもできる。生産現場では、一般的に高さ７００ｍｍ程度と１０００ｍｍ程度の作業台８００Ｂが用いられているため、当接部２１３ａの高さを変更することによって、高さの異なるいずれの作業台にも対応することが可能となる。
また、ベース２１０には、非常停止ボタン２１４が設けられており、非常時にはこの非常停止ボタン２１４を押すことによって、ロボット１００を緊急停止させることができる。
【００２６】
−胴体−
図２に示すように、胴体２２０は、関節機構３１０を介して、ベース２１０に対して回動軸Ｏ１まわりに回動可能に連結されている。また、前述したように、胴体２２０にはステレオカメラ２５０と信号灯２６０とが設けられている。
関節機構３１０の構成としては、胴体２２０をベース２１０に対して回動軸Ｏ１まわりに回動させることができれば特に限定されないが、図４に示すように、駆動源としてのモーター３１１と、モーター３１１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター３１１の回転角度を検知する位置センサー３１２とを有する構成としている。モーター３１１としては、例えば、ＡＣサーボモーター、ＤＣサーボモーター等のサーボモーターを用いることができ、減速機としては、例えば、遊星ギア型の減速機、ハーモニックドライブ（「ハーモニックドライブ」は登録商標）等を用いることができ、位置センサー３１２としては、例えば、エンコーダー、ロータリーエンコーダー、レゾルバー、ポテンショメーター等を用いることができる。
【００２７】
−多関節アーム−
図１に示すように、多関節アーム２３０は、関節機構４１０を介して胴体２２０に連結されている第１肩部２３１と、関節機構４２０を介して第１肩部２３１に連結されている第２肩部２３２と、捻り機構４３０を介して第２肩部２３２の先端に連結されている上腕部２３３と、関節機構４４０を介して上腕部２３３の先端に連結されている第１前腕部２３４と、捻り機構４５０を介して第１前腕部２３４の先端に連結されている第２前腕部２３５と、関節機構４６０を介して第２前腕部２３５の先端に連結されている手首部２３６と、捻り機構４７０を介して手首部２３６の先端に連結されている連結部２３７とを有している。また、連結部２３７にはハンド部２３８が設けられており、ハンド部２３８には、図３に示すように、ロボット１００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター６１０が力覚センサー７４０を介して装着される。
【００２８】
また、図２に示すように、関節機構４１０は、第１肩部２３１を胴体２２０に対して回動軸Ｏ１と直交する回動軸Ｏ２まわりに回動させ、関節機構４２０は、第２肩部２３２を第１肩部２３１に対して回動軸Ｏ２に直交する回動軸Ｏ３まわりに回動させ、捻り機構４３０は、上腕部２３３を第２肩部２３２に対して回動軸Ｏ３に直交する回動軸Ｏ４まわりに回動させ（捻り）、関節機構４４０は、第１前腕部２３４を上腕部２３３に対して回動軸Ｏ４に直交する回動軸Ｏ５まわりに回動させ、捻り機構４５０は、第２前腕部２３５を第１前腕部２３４に対して回動軸Ｏ５に直交する回動軸Ｏ６まわりに回動させ（捻り）、関節機構４６０は、手首部２３６を第２前腕部２３５に対して回動軸Ｏ６に直交する回動軸Ｏ７まわりに回動させ、捻り機構４７０は、連結部２３７を手首部２３６に対して回動軸Ｏ７に直交する回動軸Ｏ８まわりに回動させる（捻る）。このような多関節アーム２３０によれば、比較的簡単な構成によって、人間の腕部と同様に、関節（肩、肘、手首）の曲げ伸ばし、上腕および前腕の捻りを実現することができる。
【００２９】
関節機構４１０、関節機構４２０、捻り機構４３０、関節機構４４０、捻り機構４５０、関節機構４６０および捻り機構４７０の構成としては、それぞれ、特に限定されないが、本実施形態では、前述した関節機構３１０と同様の構成となっている。すなわち、図４に示すように、関節機構４１０は、駆動源としてのモーター４１１と、モーター４１１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター４１１の回転角度を検知する位置センサー４１２とを有している。また、関節機構４２０は、駆動源としてのモーター４２１と、モーター４２１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター４２１の回転角度を検知する位置センサー４２２とを有している。また、捻り機構４３０は、駆動源としてのモーター４３１と、モーター４３１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター４３１の回転角度を検知する位置センサー４３２とを有している。また、関節機構４４０は、駆動源としてのモーター４４１と、モーター４４１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター４４１の回転角度を検知する位置センサー４４２とを有している。また、捻り機構４５０は、駆動源としてのモーター４５１と、モーター４５１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター４５１の回転角度を検知する位置センサー４５２とを有している。また、関節機構４６０は、駆動源としてのモーター４６１と、モーター４６１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター４６１の回転角度を検知する位置センサー４６２とを有している。また、捻り機構４７０は、駆動源としてのモーター４７１と、モーター４７１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター４７１の回転角度を検知する位置センサー４７２とを有している。このような多関節アーム２３０は、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の３方向（３次元）に動作し得る。
【００３０】
多関節アーム２４０は、前述の多関節アーム２３０と同様の構成である。すなわち、図１に示すように、多関節アーム２４０は、関節機構５１０を介して胴体２２０に連結されている第１肩部２４１と、関節機構５２０を介して第１肩部２４１に連結されている第２肩部２４２と、捻り機構５３０を介して第２肩部２４２の先端に連結されている上腕部２４３と、関節機構５４０を介して上腕部２４３の先端に連結されている第１前腕部２４４と、捻り機構５５０を介して第１前腕部２４４の先端に連結されている第２前腕部２４５と、関節機構５６０を介して第２前腕部２４５の先端に連結されている手首部２４６と、捻り機構５７０を介して手首部２４６の先端に連結されている連結部２４７とを有している。また、連結部２４７にはハンド部２４８が設けられており、ハンド部２４８には、ロボット１００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター６２０が力覚センサー７５０を介して装着される。このような多関節アーム２４０は、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の３方向（３次元）に動作し得る。
【００３１】
また、図２に示すように、関節機構５１０は、第１肩部２４１を胴体２２０に対して回動軸Ｏ１に直交する回動軸Ｏ２’まわりに回動させ、関節機構５２０は、第２肩部２４２を第１肩部２４１に対して回動軸Ｏ２’に直交する回動軸Ｏ３’まわりに回動させ、捻り機構５３０は、上腕部２４３を第２肩部２４２に対して回動軸Ｏ３’に直交する回動軸Ｏ４’まわりに回動させ（捻り）、関節機構５４０は、第１前腕部２４４を上腕部２４３に対して回動軸Ｏ４’に直交する回動軸Ｏ５’まわりに回動させ、捻り機構５５０は、第２前腕部２４５を第１前腕部２４４に対して回動軸Ｏ５’に直交する回動軸Ｏ６’まわりに回動させ（捻り）、関節機構５６０は、手首部２４６を第２前腕部２４５に対して回動軸Ｏ６’に直交する回動軸Ｏ７’まわりに回動させ、捻り機構５７０は、連結部２４７を手首部２４６に対して回動軸Ｏ７’に直交する回動軸Ｏ８’まわりに回動させる（捻る）。このような多関節アーム２３０によれば、比較的簡単な構成によって、人間の腕部と同様に、関節（肩、肘、手首）の曲げ伸ばし、上腕および前腕の捻りを実現することができる。
【００３２】
関節機構５１０、関節機構５２０、捻り機構５３０、関節機構５４０、捻り機構５５０、関節機構５６０および捻り機構５７０の構成としては、それぞれ、特に限定されないが、本実施形態では、前述した関節機構３１０と同様の構成となっている。すなわち、図４に示すように、関節機構５１０は、駆動源としてのモーター５１１と、モーター５１１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター５１１の回転角度を検知する位置センサー５１２とを有している。また、関節機構５２０は、駆動源としてのモーター５２１と、モーター５２１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター５２１の回転角度を検知する位置センサー５２２とを有している。また、捻り機構５３０は、駆動源としてのモーター５３１と、モーター５３１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター５３１の回転角度を検知する位置センサー５３２とを有している。また、関節機構５４０は、駆動源としてのモーター５４１と、モーター５４１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター５４１の回転角度を検知する位置センサー５４２とを有している。また、捻り機構５５０は、駆動源としてのモーター５５１と、モーター５５１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター５５１の回転角度を検知する位置センサー５５２とを有している。また、関節機構５６０は、駆動源としてのモーター５６１と、モーター５６１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター５６１の回転角度を検知する位置センサー５６２とを有している。また、捻り機構５７０は、駆動源としてのモーター５７１と、モーター５７１の回転速度を減じる減速機（図示せず）と、モーター５７１の回転角度を検知する位置センサー５７２とを有している。
【００３３】
−エンドエフェクター−
エンドエフェクター６１０、６２０は、例えば、対象物を把持する機能を有している。エンドエフェクター６１０、６２０の構成は実行させる作業によって異なるが、例えば、図３に示すように、第１の指６１１、６２１と第２の指６１２、６２２を有する構成とすることができる。このような構成のエンドエフェクター６１０、６２０では、第１の指６１１、６２１と第２の指６１２、６２２の離間距離を調整することにより、対象物を把持することができる。
また、図６および図７に示すように、エンドエフェクター６１０、６２０は、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の３方向（３次元）に動作し得る。
【００３４】
−力覚センサー−
連結部２３７、２４７とエンドエフェクター６１０、６２０との間には力覚センサー７４０、７５０が取り付けられている（図３参照）。力覚センサー７４０、７５０は、エンドエフェクター６１０、６２０に加えられる外力を検出する機能を有している。そして、力覚センサー７４０、７５０が検出する力をロボット制御装置９００にフィードバックすることで、ロボット１００は、より精密に作業を実行することができる。また、力覚センサー７４０、７５０が検出する力やモーメントによって、エンドエフェクター６１０、６２０の障害物への接触等を検知することができる。そのため、障害物回避動作、対象物損傷回避動作等を容易に行うことができる。
力覚センサー７４０、７５０としては、互いに直交する３軸の各軸の力成分とモーメント成分を検出することができれば、特に限定されず、公知の力覚センサーを用いることができる。
【００３５】
（ロボット制御装置）
図４に示すように、ロボット制御装置９００は、記憶部９３０を有し、胴体２２０、多関節アーム２３０、２４０をそれぞれ独立して作動させることができる。
記憶部９３０は、各種の情報、データ、テーブル、演算式、プログラム等が記憶（記録とも言う）される記憶媒体（記録媒体とも言う）を有しており、この記憶媒体は、例えば、ＲＡＭ等の揮発性メモリー、ＲＯＭ等の不揮発性メモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー等の書き換え可能（消去、書き換え可能）な不揮発性メモリー等、各種半導体メモリー、ＩＣメモリー等で構成される。
【００３６】
また、ロボット制御装置９００は、モータードライバー等を介して、各関節機構３１０、４１０、４２０、４４０、４６０、５１０、５２０、５４０、５６０および各捻り機構４３０、４５０、４７０、５３０、５５０、５７０が備えるモーター３１１、モーター（第１駆動用モーター）４１１〜４７１、５１１〜５７１（第２駆動用モーター）の駆動を独立して制御することができる。
【００３７】
この場合、ロボット制御装置９００は、位置センサー３１２、４１２〜４７２、５１２〜５７２により、各モーター３１１、４１１〜４７１、５１１〜５７１に角速度や回転角度等の検出を行い、その検出結果に基づいて、各モーター３１１、４１１〜４７１、５１１〜５７１の駆動を制御する。この制御プログラムは、ロボット制御装置９００に内蔵された図示しない記録媒体に予め記憶されている。
【００３８】
具体的には、図４に示すように、ロボット制御装置９００は、モーター３１１の駆動を制御する第１駆動源制御部９０１と、モーター４１１の駆動を制御する第２駆動源制御部９０２と、モーター４２１の駆動を制御する第３駆動源制御部９０３と、モーター４３１の駆動を制御する第４駆動源制御部９０４と、モーター４４１の駆動を制御する第５駆動源制御部９０５と、モーター４５１の駆動を制御する第６駆動源制御部９０６と、モーター４６１の駆動を制御する第７駆動源制御部９０７と、モーター４７１の駆動を制御する第８駆動源制御部９０８と、モーター５１１の駆動を制御する第９駆動源制御部９０９と、モーター５２１の駆動を制御する第１０駆動源制御部９１０と、モーター５３１の駆動を制御する第１１駆動源制御部９１１と、モーター５４１の駆動を制御する第１２駆動源制御部９１２と、モーター５５１の駆動を制御する第１３駆動源制御部９１３と、モーター５６１の駆動を制御する第１４駆動源制御部９１４と、モーター５７１の駆動を制御する第１５駆動源制御部９１５とを有している。
第１〜第１５駆動源制御部９０１〜９１５の構成は、互いに同様であるため、以下では、第１駆動源制御部９０１について代表的に説明する。
【００３９】
図５に示すように、第１駆動源制御部９０１は、減算器９０１ａと、位置制御部９０１ｂと、減算器９０１ｃと、角速度制御部９０１ｄと、回動角度算出部９０１ｅと、角速度算出部９０１ｆとを有している。そして、第１駆動源制御部９０１には、モーター３１１の位置指令Ｐｃの他、位置センサー３１２から検出信号が入力される。第１駆動源制御部９０１は、位置センサー３１２の検出信号から算出されるモーター３１１の回動角度（位置フィードバック値Ｐｆｂ）が位置指令Ｐｃになり、かつ、後述する角速度フィードバック値ωｆｂが後述する角速度指令ωｃになるように、各検出信号を用いたフィードバック制御によってモーター３１１を駆動する。
【００４０】
すなわち、減算器９０１ａには、位置指令Ｐｃが入力され、また、回動角度算出部９０１ｅから後述する位置フィードバック値Ｐｆｂが入力される。回動角度算出部９０１ｅでは、位置センサー３１２から入力されるパルス数がカウントされるとともに、そのカウント値に応じたモーター３１１の回動角度が位置フィードバック値Ｐｆｂとして減算器９０１ａに出力される。減算器９０１ａは、これら位置指令Ｐｃと位置フィードバック値Ｐｆｂとの偏差（モーター３１１の回動角度の目標値から位置フィードバック値Ｐｆｂを減算した値）を位置制御部９０１ｂに出力する。
【００４１】
位置制御部９０１ｂは、減算器９０１ａから入力された偏差と、予め定められた係数である比例ゲイン等を用いた所定の演算処理を行うことで、その偏差に応じたモーター３１１の角速度の目標値を演算する。位置制御部９０１ｂは、そのモーター３１１の角速度の目標値（指令値）を示す信号を角速度指令ωｃとして減算器９０１ｃに出力する。
また、角速度算出部９０１ｆでは、位置センサー３１２から入力されるパルス信号の周波数に基づいて、モーター３１１の角速度が算出され、その角速度が角速度フィードバック値ωｆｂとして減算器９０１ｃに出力される。
【００４２】
減算器９０１ｃには、角速度指令ωｃと角速度フィードバック値ωｆｂとが入力される。減算器９０１ｃは、これら角速度指令ωｃと角速度フィードバック値ωｆｂとの偏差（モーター３１１の角速度の目標値から角速度フィードバック値ωｆｂを減算した値）を角速度制御部９０１ｄに出力する。
角速度制御部９０１ｄは、減算器９０１ｃから入力された偏差と、予め定められた係数である比例ゲイン、積分ゲイン等を用い、積分を含む所定の演算処理を行うことで、その偏差に応じたモーター３１１の駆動信号を生成し、モータードライバーを介してモーター３１１に供給する。
これにより、位置フィードバック値Ｐｆｂが位置指令Ｐｃと可及的に等しくなり、かつ、角速度フィードバック値ωｆｂが角速度指令ωｃと可及的に等しくなるようにフィードバック制御がなされ、モーター３１１の駆動（胴体２２０の回動）が制御される。
【００４３】
さて、このようなロボット１００は、作業員（人間）１０００との共同作業により製品の組立て等を行う場合がある。以下、この場合の一例を説明する。
図６に示すように、ロボット１００は、第１の構造体Ｋ１と第２の構造体Ｋ２とを組立てる組立作業を行う。また、作業員１０００は、第１の構造体Ｋ１を製造してロボット１００に供給する。これらの作業は、作業台８００Ａおよび作業台８００Ｂ上で行われる。
【００４４】
この作業台８００Ａおよび作業台８００Ｂは、ｚ軸正側からみたとき長方形をなしており、ｘ軸方向に沿って並設されている。
作業台８００Ａの前方（図６中左側）には作業員１０００が配置され、作業台８００Ｂの前方（図６中左側）にはロボット１００が配置されている。このように、ロボット１００と作業員１０００とは隣接している。
この隣接した状態で、作業員１０００は作業台８００Ａ上で作業を行う。以下、作業員１０００が作業を行う空間を人間作業領域Ｎという。
【００４５】
一方、ロボット１００は、作業台８００Ｂ上で作業を行う。このロボット１００の多関節アーム２３０が作業員１０００の近位側で作業を行い、多関節アーム２４０が作業員１０００の遠位側で作業を行う。
多関節アーム２３０は、第１肩部２３１からエンドエフェクター６１０をそれぞれ独立して動かすことができる。このとき、多関節アーム２３０は、前述したように、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の３方向（３次元）に動作することができる。以下、この多関節アーム２３０が動作し得る空間を第１動作領域２３０Ａという。図７中では、第１動作領域２３０Ａは、右下がりのハッチングで示されている部分である。
【００４６】
なお、この第１動作領域２３０Ａのうちの、エンドエフェクター６１０が動作し得る空間を第１作業領域２３０Ｂという。この第１作業領域２３０Ｂは、エンドエフェクター６１０が、例えば、第１の構造体Ｋ１の把持等の作業を行う空間であり、図７中では、ハッチングが右下がりの「密」となっている部分である。
多関節アーム２４０は、第１肩部２４１からエンドエフェクター６２０をそれぞれ独立して動かすことができる。このとき、多関節アーム２４０は、前述したように、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の３方向（３次元）に動作することができる。以下、この多関節アーム２４０が動作し得る空間を第２動作領域２４０Ａという。図７中では、第２動作領域２４０Ａは、右上がりのハッチングで示されている部分である。
【００４７】
なお、この第２動作領域２４０Ａのうちの、エンドエフェクター６２０が動作し得る空間を第２作業領域２４０Ｂという。この第２作業領域２４０Ｂは、エンドエフェクター６２０が、例えば、第２の構造体Ｋ２の把持等の作業を行う空間であり、図７中では、ハッチングが右上がりの「密」となっている部分である。
また、図７に示すように、第１作業領域２３０Ｂの一部と第２作業領域２４０Ｂの一部とは、重なっており、この重なった領域である重複領域Ｓ（図７中クロスハッチングで示されている領域）内では、前述した組立作業が行われる。この組立作業は、以下のように行われる。
【００４８】
図６に示すように、多関節アーム２３０が第１の構造体Ｋ１を把持して重複領域Ｓに移動させ、静止する。一方、多関節アーム２４０は第２の構造体Ｋ２を把持して、重複領域Ｓ内で静止した状態の第１の構造体Ｋ１に対して、図６中矢印Ｂ方向に接近させるようにして組立てる。
上記のように、ロボット１００と作業員１０００とが共同作業を行う際、作業員１０００の安全性を十分に確保する必要がある。ロボット１００では、それを実現するために、ロボット制御装置９００の記憶部９３０には、下記のような動作条件が記憶されている。
【００４９】
まず、図６に示すように、第１動作領域２３０Ａは、作業台８００Ａと作業台８００Ｂとの境界線２０００よりも作業台８００Ｂ側に位置するよう設定されている。これにより、第１動作領域２３０Ａと人間作業領域Ｎとが重なるのを確実に防止することができる。よって、作業員１０００と多関節アーム２３０とが接触するのを防止することができる。
さらに、第１動作領域２３０Ａは、境界線２０００から所定距離をおいて作業台８００Ｂ上に位置している。これにより、作業員１０００は、安心感を得ることができる。さらに、作業員１０００が仮に境界線２０００を超えて作業台８００Ｂ側に侵入した場合であっても、第１動作領域２３０Ａが境界線２０００から所定距離をおいて位置している分、第１動作領域２３０Ａを人間作業領域Ｎから遠ざけることができ、ロボット１００は、より安全性に優れたものとなる。
【００５０】
また、図６に示すように、第１動作領域２３０Ａは、第１肩部２３１を通るｙ軸方向の仮想線３０００よりもｘ軸負側に位置している。これにより、作業員１０００は、第１肩部２３１の位置を目安として第１動作領域２３０Ａの位置を認識することができるため、より安心感を得ることができる。
さらに、例えば、作業台８００Ｂのｘ軸方向の長さが短く、ロボット１００と作業員１０００との距離が図示の構成よりも小さい場合であっても、第１肩部２３１が境界線２０００よりもｘ軸負側に位置するようにロボット１００を配置しさえすれば、上述したような安全性を得ることができる。
【００５１】
一方、第２動作領域２４０Ａのｘ軸負側の限界は、作業台８００Ｂのｘ軸負側の辺までとなっている。これにより、第２動作領域２４０Ａは、できるだけ大きい作業スペースを確保することができる。よって、多関節アーム２４０は、この十分な作業スペース内で姿勢を自由に変えることができるため、多関節アーム２４０の作業効率が向上する。その結果、ロボット１００全体として、作業効率を維持することができる。
【００５２】
また、第１動作領域２３０Ａは第２動作領域２４０Ａよりも小さくなるよう設定されている。すなわち、第１動作領域２３０Ａの体積は、第２動作領域２４０Ａの体積よりも小さくなるよう設定されている。第１動作領域２３０Ａの体積は第２動作領域２４０Ａの体積の１０％以上７０％以下となるよう設定されているのが好ましく、３０％以上５０％以下となるよう設定されているのがより好ましい。これにより、多関節アーム２３０は、上述したような安全性を確保することができるとともに、安全性を確保したいがために作業スペースが小さくなり、作業効率が低下するのを防止することができる。したがって、安全性および生産性（作業効率）を両立することができる。
【００５３】
なお、第１動作領域２３０Ａの体積は、第２動作領域２４０Ａの体積よりも小さくなるよう設定されていればよく、第１動作領域２３０Ａの幅（ｘ軸方向の長さ）Ｗ１、高さ（ｚ軸方向の長さ）Ｈ１および奥行（ｙ軸方向の長さ）Ｌ１と、第２動作領域２４０Ａの幅（ｘ軸方向の長さ）Ｗ２、高さ（ｚ軸方向の長さ）Ｈ２および奥行（ｙ軸方向の長さ）Ｌ２とのそれぞれの大小関係は特に限定されない。本実施形態では、第１動作領域２３０Ａの幅Ｗ１、高さＨ１および奥行Ｌ１は、第２動作領域２４０Ａの幅Ｗ２、高さＨ２および奥行Ｌ２よりもそれぞれ小さくなるよう設定されているのが好ましい。これにより、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向のどの方向から作業台８００Ｂに侵入した場合であっても、上述したような安全性を確実に確保することができる（図６および図８参照）。
【００５４】
ここで、作業員１０００が第１の構造体Ｋ１を作業台８００Ｂに供給するために第１動作領域２３０Ａ内に侵入する場合や、作業員１０００が誤って第１動作領域２３０Ａ内に侵入してしまう場合等が想定される。しかしながら、これらの場合であっても、記憶部９３０には、下記のような動作条件が記憶されているためロボット１００は、優れた安全性を発揮することができる。
【００５５】
多関節アーム２３０の動作速度は多関節アーム２４０の動作速度よりも遅くなるよう設定されている。これにより、作業員１０００はさらなる安心感を得ることができるとともに、作業員１０００が第１動作領域２３０Ａ内に侵入した場合であっても、多関節アーム２３０の動作速度が多関節アーム２４０に比べて遅い分、作業員１０００は、多関節アーム２３０と接触する前に第１動作領域２３０Ａから脱出しやすい。さらに、作業員１０００が多関節アーム２３０と不本意に接触した場合であっても作業員１０００が受ける衝撃が低減される。このように、ロボット１００は、より安全性に優れたものとなる。
【００５６】
なお、多関節アーム２３０の動作速度（平均動作速度）が、多関節アーム２４０の動作速度（平均動作速度）の０％以上７０％以下となるよう設定されるのが好ましく、２０％以上５０％以下となるよう設定されるのがより好ましい。これにより、作業員１０００は、前述したように作業員１０００が安心感を得ることができるとともに、多関節アーム２３０は十分に作業を行うことができる。
【００５７】
多関節アーム２３０の動作速度を多関節アーム２４０の動作速度よりも遅くするためには、例えば、多関節アーム２３０のモーター４１１〜４７１に印加する電圧が多関節アーム２４０のモーター５１１〜５７１に印加する電圧よりも小さくなるよう設定する。これにより、前述したように、ロボット１００は安全性に優れたものとなるのに加えて、さらなる効果を得ることができる。
【００５８】
その効果としては、モーター４１１〜４７１の回転速度がモーター５１１〜５７１の回転速度よりも遅くなる。すなわち、モーター４１１〜４７１の回転数がモーター５１１〜５７１の回転数よりも少なくなる。これにより、モーター４１１〜４７１の摩耗量を低減することができ、よって、モーター４１１〜４７１の長寿命化を図ることができる。
さらに、モーター４１１〜４７１に流れる電流は、モーター５１１〜５７１に流れる電流よりも小さくなる。これにより、モーター４１１〜４７１の発熱量をモーター５１１〜５７１の発熱量よりも少なくすることができる。よって、多関節アーム２３０の発熱による故障や、劣化等を抑制することができる。
【００５９】
さらに、モーター４１１〜４７１のトルクをモーター５１１〜５７１のトルクよりも小さくすることができる。これにより、例えば、多関節アーム２３０と多関節アーム２４０とが例えば地震などの影響により衝突する場合には、多関節アーム２３０が多関節アーム２４０よりも優先的に破損する。このため、多関節アーム２３０のみを交換または修理することで、ロボット１００を再度利用することができる。
【００６０】
また、前述したように、重複領域Ｓ内において、多関節アーム２３０が第１の構造体Ｋ１を静止した状態とし、多関節アーム２４０が第２の構造体Ｋ２を第１の構造体Ｋ１に対して、図６中矢印Ｂ方向に接近させるようにして、組立てるよう設定されている。このようにロボット１００では、多関節アーム２３０の作業と多関節アーム２４０の作業とが異なるよう設定されている。これにより、作業員１０００の近位側の多関節アーム２３０の動的作業をできる限り少なくすることができ、作業員１０００は、さらなる安心感を得ることができる。
【００６１】
また、重複領域Ｓにおいて、多関節アーム２３０と多関節アーム２４０とが接触しそうになった場合には、多関節アーム２３０の動作を抑え、多関節アーム２４０が優先的に動作を行うよう設定されている。これにより、多関節アーム２３０と多関節アーム２４０とが不本意に衝突するのを防止することができるとともに、多関節アーム２３０の動作をより少なくすることができる。
【００６２】
また、ロボット１００では、未だロボット本体２００を駆動していない状態から多関節アーム２３０および多関節アーム２４０を起動させる際、多関節アーム２４０を多関節アーム２３０よりも先に起動させるよう設定されている。すなわち、多関節アーム２３０および多関節アーム２４０を起動させる際、多関節アーム２４０を起動させた後、所定の時間差をおいて多関節アーム２３０を起動させるよう設定されている。これにより、作業員１０００が、多関節アーム２４０が起動したのを確認することができ、多関節アーム２４０に次いで、多関節アーム２３０が起動するのを予測することができる。よって、ロボット１００は、より高い安全性を発揮することができる。
以上のような設定でロボット制御装置９００が多関節アーム２３０および多関節アーム２４０の駆動を制御することにより、作業員１０００の安全を確実に確保することができる。
【００６３】
また、上記では、作業員１０００が多関節アーム２３０の側方で作業を行う場合について説明したが、作業員１０００が多関節アーム２４０の側方で作業を行うのが好ましい場合がある。この場合には、第２動作領域２４０Ａが第１動作領域２３０Ａよりも小さくなるように設定を切り替えることもできる。すなわち、図９に示すように、第２動作領域２４０Ａの大きさを図６に示す第１動作領域２３０Ａの大きさとし、第１動作領域２３０Ａの大きさを図６に示す第２動作領域２４０Ａの大きさとすることができる。これにより、作業員１０００は、多関節アーム２４０の側方でも安全に作業を行うことができる。このとき、第１動作領域２３０Ａおよび第２動作領域２４０Ａの大小関係とともに、多関節アーム２３０および多関節アーム２４０の動作速度および動的作業も逆転するよう設定されているのが好ましい。
【００６４】
このようにロボット１００では、多関節アーム２３０を動作領域の小さい「劣勢腕」とし、多関節アーム２４０を動作領域の大きい「優勢腕」とする状態と、多関節アーム２４０を「劣勢腕」とし、多関節アーム２３０を「優勢腕」とする状態とを切り替えることができる。
なお、第１動作領域２３０Ａの側方と第２動作領域２４０Ａの側方とのどちらに人間作業領域Ｎを設定するかの選択は、例えば、モニター２７０に表示されたボタンなどを操作することにより行われるよう構成されている。
【００６５】
次に、図１０に示すフローチャートに基づいて、ロボット１００の作動について、説明する。
まず、作業員１０００がロボット１００の背面側に設けられたモニター２７０を操作して、多関節アーム２３０および多関節アーム２４０のうちのどちらを「優勢腕」とし、どちらを「劣勢腕」とするかを選択する。
【００６６】
モニター２７０を操作することによって選択された設定をロボット制御装置９００が判断する（ステップ１）。
ステップ１において、図６〜図８に示すように、多関節アーム２３０が「劣勢腕」、多関節アーム２４０が「優勢腕」となるよう設定した場合には、まず、多関節アーム２３０のモーター４１１〜４７１に印加する電圧が多関節アーム２４０のモーター５１１〜５７１に印加する電圧よりも小さくなるように設定する（ステップ２）。
【００６７】
次に、多関節アーム２３０の第１動作領域２３０Ａが、多関節アーム２４０の第２動作領域２４０Ａよりも小さくなるよう設定する（ステップ３）。
次に、ステップ２およびステップ３において設定した内容でロボット１００を駆動する（ステップ６）。これにより、作業員１０００は、多関節アーム２３０の側方の人間作業領域Ｎ内で安全に作業を行うことができる。
【００６８】
また、ステップ１において、図９に示すように、ロボット制御装置９００が、多関節アーム２４０が「劣勢腕」、多関節アーム２３０が「優勢腕」となるよう判断した場合には、前記とは逆に、多関節アーム２４０のモーター５１１〜５７１に印加する電圧が多関節アーム２３０のモーター４１１〜４７１に印加する電圧よりも小さくなるように設定する（ステップ４）。
【００６９】
次に、多関節アーム２４０の第２動作領域２４０Ａが、多関節アーム２３０の第１動作領域２３０Ａよりも小さくなるよう設定する（ステップ５）。
次に、ステップ４およびステップ５において設定した内容でロボット１００を駆動する（ステップ６）。これにより、作業員１０００は、多関節アーム２４０の側方に設定された人間作業領域Ｎ内で安全に作業を行うことができる。
【００７０】
以上説明したように、多関節アーム２３０が動作する第１動作領域２３０Ａと、多関節アーム２４０が動作する第２動作領域２４０Ａとのうちの一方の動作領域が他方の動作領域よりも小さくなるよう設定されていることで、第１動作領域２３０Ａおよび第２動作領域２４０Ａのうちの小さい動作領域の側方で作業を行う作業員１０００がその小さい動作領域内を動作する多関節アームと接触するのを防止することができ、この作業員１０００は、安全に作業を行うことができる。
【００７１】
また、作業員１０００とロボット１００との距離を狭めることができる。その結果、所定の大きさの生産ラインにおいて、作業員１０００とロボット１００との距離が狭い分、より多くのロボット１００および作業員１０００を配置することができ、よって、生産効率の向上を図ることができる。
また、作業員１０００がロボット１００の多関節アーム２３０の側方および多関節アーム２４０の側方のどちらで作業を行う場合であっても、対応することができ、ロボット１００は優れた安全性を発揮することができる。
【００７２】
また、多関節アーム２３０の動作は多関節アーム２４０の動作に比べて簡素なものである。このため、多関節アーム２３０が不具合を起こす可能性が低くなっている。これにより、前述したステレオカメラ２５０等でロボット１００の作動を監視する場合、多関節アーム２４０のみを監視することで、ロボット１００の不具合を認識することができる。よって、ロボット１００の監視を容易に行うことができる。
【００７３】
以上、本発明のロボット、ロボット制御装置およびロボットの制御方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ロボット、ロボット制御装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
なお、前記実施形態では、２本の多関節アームのうちの一方の多関節アームを駆動するモーターと、他方の多関節アームのモーターとは同様の構成であるが、本発明ではこれに限定されず、予め回転速度、トルク等が異なるモーターをそれぞれ各多関節アームに搭載してもよい。これにより、ロボット制御装置が各多関節アームに同等の電圧を印加する場合であっても、各多関節アームの動作範囲、動作速度等を異ならせることができる。
【００７４】
また、前記実施形態では、ロボットは、多数の作業員と多数のロボットとが横並びになって共同作業を行うライン生産方式で用いられているが、本発明ではこれに限定されず、少人数の作業員と少数のロボットとで共同作業を行うセル生産方式で用いられてもよい。
また、前記実施形態では、ロボットは２本の多関節アームを有しているが、本発明ではこれに限定されず、３本以上の多関節アームを有していてもよい。この場合、ロボット制御装置は、作業員が作業する領域に近接する多関節アームの動作領域を、その他の多関節アームの動作領域よりも小さくなるよう制御する。
【００７５】
また、前記実施形態では、移動可能なロボットについて説明したが、ロボットは、ボルト等によって作業部屋の床、天井、壁等に固定されていてもよい。
また、前記実施形態では、ロボットの回動軸の数が１５であるが、本発明では、これに限定されず、ロボットの回動軸の数は、１〜１４であってもよいし、１６以上であってもよい。また、ロボットとしては、双腕ロボットに限定されず、単腕ロボットであってもよい。
また、前記実施形態では、ロボットは、組立作業を行うものとして説明されたが、本発明ではこれに限定されず、例えば、部品にねじ止め等の処理を行うものであってもよい。この場合、「劣勢腕」が、部品を作業台に対して固定し、「優勢腕」が例えばドライバー等の工具を把持してねじ止め作業を行うように設定されているのが好ましい。
【符号の説明】
【００７６】
１００……ロボット  ２００……ロボット本体  ２１０……ベース  ２１１……ハンドル  ２１３……バンパー  ２１３ａ……当接部  ２１３ｂ……固定部  ２１４……非常停止ボタン  ２２０……胴体  ２３０……多関節アーム  ２３０Ａ……第１動作領域  ２３０Ｂ……第２作業領域  ２３１……第１肩部  ２３２……第２肩部  ２３３……上腕部  ２３４……第１前腕部  ２３５……第２前腕部  ２３６……手首部  ２３７……連結部  ２３８……ハンド部  ２４０……多関節アーム  ２４０Ａ……第２動作領域  ２４０Ｂ……第２作業領域  ２４１……第１肩部  ２４２……第２肩部  ２４３……上腕部  ２４４……第１前腕部  ２４５……第２前腕部  ２４６……手首部  ２４７……連結部  ２４８……ハンド部  ２５０……ステレオカメラ  ２６０……信号灯  ２７０……モニター  ３１０……関節機構  ３１１……モーター  ３１２……位置センサー  ４１０……関節機構  ４１１……モーター  ４１２……位置センサー  ４２０……関節機構  ４２１……モーター  ４２２……位置センサー  ４３０……捻り機構  ４３１……モーター  ４３２……位置センサー  ４４０……関節機構  ４４１……モーター  ４４２……位置センサー  ４５０……捻り機構  ４５１……モーター  ４５２……位置センサー  ４６０……関節機構  ４６１……モーター  ４６２……位置センサー  ４７０……捻り機構  ４７１……モーター  ４７２……位置センサー  ５１０……関節機構  ５１１……モーター  ５１２……位置センサー  ５２０……関節機構  ５２１……モーター  ５２２……位置センサー  ５３０……捻り機構  ５３１……モーター  ５３２……位置センサー  ５４０……関節機構  ５４１……モーター  ５４２……位置センサー  ５５０……捻り機構  ５５１……モーター  ５５２……位置センサー  ５６０……関節機構  ５６１……モーター  ５６２……位置センサー  ５７０……捻り機構  ５７１……モーター  ５７２……位置センサー  ６１０……エンドエフェクター  ６１１……第１の指  ６１２……第２の指  ６２０……エンドエフェクター  ６２１……第１の指  ６２２……第２の指  ７４０……力覚センサー  ７５０……力覚センサー  ８００Ａ、８００Ｂ……作業台  ９００……ロボット制御装置  ９０１……第１駆動源制御部  ９０１ａ……減算器  ９０１ｂ……位置制御部  ９０１ｃ……減算器  ９０１ｄ……角速度制御部  ９０１ｅ……回動角度算出部  ９０１ｆ……角速度算出部  ９０２……第２駆動源制御部  ９０３……第３駆動源制御部  ９０４……第４駆動源制御部  ９０５……第５駆動源制御部  ９０６……第６駆動源制御部  ９０７……第７駆動源制御部  ９０８……第８駆動源制御部  ９０９……第９駆動源制御部  ９１０……第１０駆動源制御部  ９１１……第１１駆動源制御部  ９１２……第１２駆動源制御部  ９１３……第１３駆動源制御部  ９１４……第１４駆動源制御部  ９１５……第１５駆動源制御部  ９３０……記憶部  １０００……作業員  ２０００……境界線  ３０００……仮想線  Ｏ１、Ｏ２、Ｏ２’、Ｏ３、Ｏ３’、Ｏ４、Ｏ４’、Ｏ５、Ｏ５’、Ｏ６、Ｏ６’、Ｏ７、Ｏ７’、Ｏ８、Ｏ８’……回動軸  Ｓ……重複領域  Ｎ……人間作業領域  Ｋ１……第１の構造体  Ｋ２……第２の構造体  Ｗ１、Ｗ２……幅  Ｌ１、Ｌ２……奥行  Ｈ���、Ｈ２……高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年11月14日(2017.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１アームと、
第２アームと、
前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１アームを劣勢腕とし、前記第２アームを優勢腕とする第１の状態と、前記第１アームを優勢腕とし、前記第２アームを劣勢腕とする第２の状態とを切り替えることができ、
前記制御部は、前記劣勢腕が動作する第１動作領域が、前記優勢腕が動作する第２動作領域よりも小さくなるように制御可能である、ロボット。
【請求項２】
互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を設定したとき、
前記劣勢腕および前記優勢腕は、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向に動作するものであって、
前記制御部は、前記第１動作領域の体積が前記第２動作領域の体積の１０％以上７０％以下となるよう制御する請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を設定したとき、
前記制御部は、前記第１動作領域のｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の長さが、前記第２動作領域のｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向の長さよりもそれぞれ短くなるよう制御する請求項１または２に記載のロボット。
【請求項４】
前記劣勢腕の先端が動作可能な作業領域と前記優勢腕の先端が動作可能な作業領域とは、それらの一部が重なった重複領域を有し、
前記制御部は、前記重複領域では、前記優勢腕が優先的に動作を行うよう制御する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項５】
前記劣勢腕の側方には、人間が作業を行う人間作業領域が設けられており、
前記制御部は、前記第１動作領域が前記人間作業領域と重ならないよう制御する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項６】
第１アームと、
第２アームと、
前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１アームを劣勢腕とし、前記第２アームを優勢腕とする第１の状態と、前記第１アームを優勢腕とし、前記第２アームを劣勢腕とする第２の状態とを切り替えることができ、
前記制御部は、前記劣性腕の動作速度が、前記優勢腕の動作速度より遅くなるよう制御する、ロボット。
【請求項７】
前記劣勢腕を駆動する第１駆動用モーターと、前記優勢腕を駆動する第２駆動用モーターとを備え、
前記制御部は、前記第１駆動用モーターに印加される電圧が、前記第２駆動用モーターに印加される電圧より小さくなるよう制御する請求項１ないし６のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項８】
前記劣勢腕を駆動する第１駆動用モーターと、前記優勢腕を駆動する第２駆動用モーターとを備え、
前記制御部は、前記第１駆動用モーターの回転速度が、前記第２駆動用モーターの回転速度より遅くなるよう制御する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項９】
前記劣勢腕を駆動する第１駆動用モーターと、前記優勢腕を駆動する第２駆動用モーターとを備え、
前記制御部は、前記第１駆動用モーターの発熱量が、前記第２駆動用モーターの発熱量より少なくなるよう制御する請求項１ないし８のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項１０】
前記劣勢腕を駆動する第１駆動用モーターと、前記優勢腕を駆動する第２駆動用モーターとを備え、
前記制御部は、前記第１駆動用モーターのトルクが、前記第２駆動用モーターのトルクより小さくなるよう制御する請求項１ないし９のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項１１】
当該ロボットは、第１の構造体と第２の構造体とを組立てる組立作業を行うものであり、
前記組立作業を行う際、前記制御部は、前記劣勢腕が前記第１の構造体を静止した状態とし、前記優勢腕が前記第２の構造体を前記第１の構造体に接近させるように制御する請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項１２】
第１アームと、
第２アームと、
前記第１アームおよび前記第２アームの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１アームを劣勢腕とし、前記第２アームを優勢腕とする第１の状態と、前記第１アームを優勢腕とし、前記第２アームを劣勢腕とする第２の状態とを切り替えることができ、
前記制御部は、前記劣勢腕および前記優勢腕を起動させる際、前記優勢腕を前記劣勢腕よりも先に起動させるよう制御する、ロボット。
【請求項１３】
第１アームと、第２アームと、を有するロボットの前記第１アーム、および前記第２アームの駆動を制御するロボット制御装置であって、
前記第１アームを劣勢腕とし、前記第２アームを優勢腕とする第１の状態と、前記第１アームを優勢腕とし、前記第２アームを劣勢腕とする第２の状態とを切り替え、
前記劣勢腕が動作する第１動作領域が、前記優勢腕が動作する第２動作領域よりも小さくなるように制御する、ロボット制御装置。
【請求項１４】
第１アームと、第２アームと、を有するロボットの前記第１アーム、および前記第２アームの駆動を制御する制御方法であって、
前記第１アームを劣勢腕とし、前記第２アームを優勢腕とする第１の状態と、前記第１アームを優勢腕とし、前記第２アームを劣勢腕とする第２の状態とを切り替え、
前記劣勢腕が動作する第１動作領域が、前記優勢腕が動作する第２動作領域よりも小さくなるよう前記劣勢腕および前記優勢腕を制御する、ロボット制御方法。