(57)【要約】【課題】作業者が手動により教示する場合であっても高精度で位置決めを行うことができるロボットの教示システムを提供する。【解決手段】実施形態の教示システム１００は、教示する対象である対象ロボット１と、作業者による手動での操作によって姿勢を変更可能に設けられている操作ロボット１１と、作業者の操作による操作ロボット１１の姿勢の変化量を検出する検出部１９ｂと、作業者が操作した操作ロボット１１の姿勢に一致するように対象ロボット１の姿勢を制御する直接制御モードと、検出部１９ｂで検出した操作ロボット１１の姿勢の変化を予め設定されている動作単位に変換して対象ロボット１の姿勢を制御する詳細制御モードとを切り替え、操作ロボット１１に対する作業者の操作に基づいて対象ロボット１を教示する処理を実行する制御部と１９ａと、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
教示する対象である対象ロボットと、
作業者による手動での操作によって姿勢を変更可能に設けられている操作ロボットと、
作業者の操作による前記操作ロボットの姿勢の変化量を検出する検出部と、
作業者が操作した前記操作ロボットの姿勢に一致するように前記対象ロボットの姿勢を制御する直接制御モードと、前記検出部で検出した前記操作ロボットの姿勢の変化を、検出した前記操作ロボットの姿勢の変化よりも小さく予め設定されている動作単位に変換して前記対象ロボットの姿勢を制御する詳細制御モードとを切り替え、前記操作ロボットに対する作業者の操作に基づいて前記対象ロボットを教示する処理を実行する制御部と、
を備えることを特徴とするロボットの教示システム。
【請求項２】
前記検出部は、前記詳細制御モードが開始された時点における前記操作ロボットの姿勢を基準姿勢として記憶し、前記基準姿勢と前記操作ロボットの現在の姿勢との差分を前記変化量として検出することを特徴とする請求項１記載のロボットの教示システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記詳細制御モードにおいて前記操作ロボットの姿勢と前記対象ロボットの姿勢とが乖離している場合、動作単位の制御を実行した後に、前記操作ロボットの姿勢と前記対象ロボットの姿勢とを一致させることを特徴とする請求項１または２記載のロボットの教示システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記詳細制御モードにおいて前記操作ロボットの姿勢と前記対象ロボットの姿勢とが乖離している場合、動作単位の制御中に、前記操作ロボットの姿勢と前記対象ロボットの姿勢とを一致させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のロボットの教示システム。
【請求項５】
作業者が移動方向を入力するための入力部を備え、
前記制御部は、前記入力部に入力された移動方向に限定して前記対象ロボットの姿勢を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のロボットの教示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットを教示する教示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多関節型のロボットを教示する際には、ティーチングペンダント等の教示装置を用いる手法が採用されていた。しかし、教示装置による教示ではロボットに対して直観的に指示を行うことができず、不慣れな作業者が教示を行うと所望の動作を教示するためには非常に時間がかかるという問題があった。そのため、近年では、教示対象のロボットを作業者が直接触って教示するいわゆるダイレクトティーチングと呼ばれる手法が採用されつつある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−７４６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ダイレクトティーチングの場合には作業者がロボットを直接が触る必要があるものの、高温や多粉塵あるいは高所等、作業し難い場所にロボットが設置されている場合には、教示することが困難になるという問題がある。また、作業し易い場所であっても、対象が例えば大型のロボットである場合には、大きなロボットアームを直接動かす必要があり、作業性が悪いという問題もある。
【０００５】
さらに、ダイレクトティーチングの場合、高精度の位置決めが困難であるという大きな問題がある。これは、作業者がロボットアームを直接触って教示する場合には、作業者の手の微少な振動等が反映されてしまわないようにある程度の不感帯を設ける必要があり、細かな調整ができないためである。また、ロボットの仕様にもよるものの、例えば数十μｍといった精度での位置決めを作業者が手動行うことはそもそも困難である。
【０００６】
また、ダイレクトティーチングの場合には、作業者がロボットアームを仮に真横方向に動かそうとしても、手がぶれて方向がずれてしまうことが想定され、作業者の意図する方向にロボットアームを移動できないおそれがある。つまり、ダイレクトティーチングの場合には、アームを移動させる際の距離だけでなく、アームを移動させる際の方向においても、高精度な位置決めを行うことが困難になる重大な要因が存在している。また、教示対象となるロボットがダイレクトティーチング機能に対応している必要もある。
【０００７】
そのため、大まかな位置決めは作業者が手動で行うとしても、最終的な高精度の位置決めを行う際には、例えば特許文献１のように微調整用に別途ティーチングペンダント等を用いて行う必要があり、ロボットからティーチングペンダントへの持ち替えや操作の切り替え等が必要になって作業性が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業者が手動によりロボットを操作して教示する場合であっても高精度で位置決めを行うことができるロボットの教示システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明では、教示システムは、教示する対象である対象ロボットと、作業者による手動での操作によって姿勢を変更可能に設けられている操作ロボットと、を備えている。つまり、実際の教示対象である対象ロボットとは別に、作業者が操作可能な操作ロボットを設けている。ここで、作業者による手動での操作によって姿勢を変更可能であるとは、操作ロボットの形状や大きさだけでなく、安全且つ容易に作業者が触れることができる環境に操作ロボットが設置されていることも含んでいる。
【００１０】
そして、教示システムは、作業者が操作した操作ロボットの姿勢に一致するように対象ロボットの姿勢を制御する直接制御モードと、検出部で検出した操作ロボットの姿勢の変化を、検出した前記操作ロボットの姿勢の変化よりも小さく予め設定されている動作単位に変換して対象ロボットの姿勢を制御する詳細制御モードとを切り替え、操作ロボットに対する作業者の操作に基づいて対象ロボットを教示する処理を実行する。
【００１１】
詳細制御モードでは、操作ロボットに対する作業者の操作は予め設定されている動作単位として扱われるため、操作ロボットは、あたかもジョイスティックのように作動し、作業者が手動で操作ロボットを操作する場合であっても、対象ロボットの姿勢を一定の動作単位、より詳細には、検出した操作ロボットの姿勢の変化よりも小さく設定されている動作単位で制御することが可能となる。
【００１２】
そして、動作単位を例えば対象ロボットの最小分解能に対応付けて設定しておけば、操作ロボットから手を離すことなく、対象ロボットの姿勢を最小分解能で制御することができる。したがって、作業者が手動により教示する場合であっても、高精度で位置決めを行うことができる。このとき、アームを移動させる際の距離だけでなく、アームを移動させる際の方向においても、高精度な位置決めを行うことができる。
【００１３】
また、対象ロボットとは別に操作ロボットを設けているので、作業者の安全を確保した状態で、また、作業者が作業をし易い環境で教示作業を行うことができる。また、対象ロボットが大型のロボットであっても、操作ロボットを小型のものとすれば、作業性を改善することができる。
【００１４】
また、操作ロボットを操作して教示作業を行うことから、教示作業に不慣れな作業者であっても直感的に操作することができるというダイレクトティーチングのメリットを損なうこともない。したがって、教示作業中の作業者の安全の確保と作業性の向上。
【００１５】
請求項２記載の発明では、詳細制御モードが開始された時点における操作ロボットの姿勢を基準姿勢として記憶し、基準姿勢と操作ロボットの現在の姿勢との差分を変化量として検出する。これにより、微調整を開始する時点における操作ロボットの姿勢を基準として方向が規定されるため、作業者は、対象ロボットを所望の方向に容易に制御することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明では、詳細制御モードにおいて、操作ロボットの姿勢と対象ロボットの姿勢とが乖離している場合、動作単位の制御を実行した後に、操作ロボットの姿勢と対象ロボットの姿勢とを一致させる。これにより、操作することによって姿勢が変化した操作ロボットが対象ロボットと同じ姿勢となり、次に操作する際の違和感を抑制することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明では、詳細制御モードにおいて、操作ロボットの姿勢と対象ロボットの姿勢とが乖離している場合、動作単位の制御中に、操作ロボットの姿勢と対象ロボットの姿勢とを一致させる。これにより、作業者が操作することによって姿勢が変化した操作ロボットが、その操作中に対象ロボットの姿勢と一致するように制御されるため、いわゆるクリック感のような操作感を得ることができる。また、微調整をしている最中であるため操作ロボットの姿勢がそれほど大きく変化しないと考えられることから、姿勢を一致させることが作業者に対して大きな違和感を与えることもない。
【００１８】
請求項５記載の発明では、作業者が移動方向を入力するための入力部を備え、入力部に入力された移動方向に限定して対象ロボットの姿勢を制御する。これにより、意図しない方向への移動が制限されることから、作業者が感覚で操作ロボットを操作しても、確実に作業者が意図した方向に制御されることから、操作性を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態における教示システムの構成を模式的に示す図
【図２】教示作業の全体的な流れを示す図
【図３】対象ロボット側の処理の流れを示す図
【図４】詳細制御モードにおける操作ロボット側の処理の流れを示す図
【図５】詳細制御モードから直接制御モードに復帰する処理の流れを示す図
【図６】姿勢制御用と姿勢制御方向の一例をを模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、実施形態について、図１から図６を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態のロボットの教示システム１００は、教示する対象である対象ロボット１、対象ロボット１を制御する主体となる対象側コントローラ９、作業者による手動での操作によって姿勢を変更可能な操作ロボット１１、操作ロボット１１を制御する主体である操作側コントローラ１９を備えている。以下、対象ロボット１を便宜的にスレーブ側とも称し、操作ロボット１１を便宜的にマスター側とも称する。
【００２１】
対象ロボット１は、実際に稼動する場所に設置されており、いわゆる垂直多関節型ロボットとして周知の構成のものである。具体的には、この対象ロボット１は、ベース２上に、設置面に垂直な回転軸である第１軸（Ｊ１）を介してショルダ３が水平方向に回転可能に連結されている。ショルダ３には、設置面に平行な回転軸である第２軸（Ｊ２）を介して上方に延びる下アーム４の下端部が垂直方向に回転可能に連結されている。下アーム４の先端部には、設置面に平行な回転軸である第３軸（Ｊ３）を介して第一上アーム５が垂直方向に回転可能に連結されている。
【００２２】
第一上アーム５の先端部には、第３軸と直交する回転軸である第４軸（Ｊ４）を介して第二上アーム６が捻り回転可能に連結されている。第二上アーム６の先端部には、設置面に平行な回転軸である第５軸（Ｊ５）を介して手首７が垂直方向に回転可能に連結されている。手首７には、第５軸と直交する回転軸である第６軸（Ｊ６）を介してフランジ８が捻り回転可能に連結されている。
【００２３】
対象ロボット１におけるアームの最先端となるフランジ８には、図示は省略するが、ワークを把持したり加工を施したりするハンドあるいはエンドエフェクタと称される治具が取り付けられる。また、対象ロボット１の各間接部には、図示は省略するが、アームを駆動するモータ、モータの駆動力を伝達する減速機等の伝達機構、および、モータの回転角度を検出するエンコーダ等が設けられている。
【００２４】
対象側コントローラ９は、マイクロコンピュータ等で構成された制御部９ａを備えており、予め組み込まれているプログラムを制御部９ａにて実行することにより、対象ロボット１の動作つまりは対象ロボット１の姿勢を制御する。また、対象側コントローラ９は、詳細は後述するが、本実施形態に関連して、操作側コントローラ１９から送信される教示情報に基づいて対象ロボット１の姿勢を制御する。
【００２５】
操作ロボット１１は、本実施形態では対象ロボット１と同一構成の垂直多関節型ロボットを採用しており、ベース１２、ショルダ１３、下アーム１４、第一上アーム１５、第二上アーム１６、手首１７、フランジ１８を備えている。また、操作ロボット１１の各間接部には、図示は省略するが、アームを駆動するモータ、モータの駆動力を伝達する減速機等の伝達機構、および、モータの回転角度を検出するエンコーダ等が設けられている。
【００２６】
この操作ロボット１１は、本実施形態では対象ロボット１とは異なる位置に、作業者が直接触れて操作可能に設けられている。ここで、作業者が直接触れて操作可能であるとは、操作ロボット１１が作業者による操作が可能な形状や大きさであることに加えて、操作ロボット１１に触れる作業者の安全が確保されている状態も含んでいる。
【００２７】
この場合、操作ロボット１１は、例えば、操作ロボット１１を操作する作業者が対象ロボット１を視認可能な位置、対象ロボット１が作業者の意図しない姿勢になってもロボットアームが作業者にあたらない距離だけ離れた位置、対象ロボット１との間に防護柵等が存在する位置、あるいは、これらの条件が複数成立する位置に設けることが考えられる。
【００２８】
操作側コントローラ１９は、マイクロコンピュータ等で構成された制御部１９ａ、および、操作ロボット１１の姿勢の変化量を検出する検出部１９ｂを備えている。操作側コントローラ１９は、予め組み込まれているプログラムを制御部１９ａにて実行することにより、操作ロボット１１の動作つまりは姿勢の変更を制御する。
【００２９】
制御部１９ａは、詳細は後述するが、作業者が変更した操作ロボット１１の姿勢に一致するように対象ロボット１の姿勢を制御する直接制御モードと、検出部１９ｂで検出した操作ロボット１１の姿勢の変化を予め設定されている動作単位に変換して対象ロボット１の姿勢を制御する詳細制御モードとを切り替え、操作ロボット１１に対する作業者の操作に基づいて対象ロボット１を教示する処理を実行する。
【００３０】
検出部１９ｂは、モータに設けられているエンコーダの差分から、操作ロボット１１の姿勢の変化量を取得する。なお、姿勢の変化量は、手先に位置検出センサを設ける等、他の手法で取得する構成とすることもできる。
【００３１】
次に、上記した構成の作用について説明する。
ロボットの教示は、基本的には通過する位置（以下、教示点と称する）を設定することによって行われる。しかし、対象ロボット１のように複数の関節部を備えるロボットの場合、前述したように、不慣れな作業者にとってはティーチングペンダントを用いて教示することが困難になったり、大きなロボットでは作業性が悪くなったりする問題がある。
【００３２】
また、ダイレクトティーチングの手法を採用したとしても、前述のように、高精度の位置決めはそもそも困難であるという大きな問題もある。
そこで、教示システム１００では、以下のようにして、作業者が手動により教示する場合であってもロボットの動作単位レベルでの位置決めを行うことができるようにしている。
【００３３】
まず、教示システム１００全体における教示作業の流れについて、図２および図３を参照しながら説明する。なお、図２の処理が開始される時点では、操作ロボット１１は動作サイクルの起点となる初期位置の姿勢が既に設定されているものとする。
【００３４】
対象ロボット１を教示する際、作業者は、教示システム１００を直接制御モードに設定する。ここで、直接制御モードに設定する操作、あるいは後述する詳細制御モードに切り替える操作、詳細制御モードから復帰する操作、教示点として設定する操作、移動方向を限定する操作等は、図示は省略するが、操作ロボット１１あるいは操作側コントローラ１９に設けられているスイッチ等の入力部から入力される。つまり、操作ロボット１１や操作側コントローラ１９は、入力部として機能する。この場合、操作ロボット１１の姿勢の変化そのものを操作入力として扱うこともできる。
【００３５】
この場合、作業者の操作を入力する入力部としては、タッチパネルのように動作機構が無く、操作時に余分な力が発生し難いものを採用することで、操作ロボット１１に余分な振動等を与えることなく操作を入力することができる。また、操作ロボット１１から指を放す際や入力部を操作する際に意図せずに姿勢が変更されて教示点がずれてしまうことも防止することができる。
【００３６】
これは、操作性を向上させるために最も触れる頻度が多く且つ意図せずロボットアームを揺らしてしまう可能性が高い手先位置付近に入力部を配置する場合に特に有意である。また、操作した感覚を作業者が把握できるようにプッシュボタン等の動作機構を含む入力部を設ける場合には、手先位置に影響を及ぼすことがないように、ベース２等に入力部を設けることができる。
【００３７】
さて、教示システム１００では、マスター側となる操作側コントローラ１９を直接制御モードに設定した後（Ｓ１）、作業者の手によって操作ロボット１１を目標姿勢まで移動する（Ｓ２）。つまり、操作ロボット１１は、作業者が触れることによって、その姿勢が変更されながら目標姿勢まで各ロボットアームが移動する。ここで、目標姿勢とは、フランジ１８の中心位置が設定対象の教示点に到達した状態、あるいは、設定対象の教示点の近傍に到達した状態における操作ロボット１１の姿勢を意味する。以下、フランジ１８の中心位置を便宜的に手先位置とも称する。
【００３８】
このとき、操作側コントローラ１９は、作業者の手によって操作ロボット１１の姿勢が変更された場合、操作ロボット１１の姿勢を特定可能な各モータの回転角度等の情報を教示情報として対象側コントローラ９に適宜送信する。このとき送信される教示情報には、直接制御モードで教示中であることを示す情報も含まれている。
【００３９】
一方、スレーブ側となる対象側コントローラ９は、マスター側で教示が開始されると、図３に示すように、マスター側から教示情報を受信したか否かを判定する（Ｓ１１）。対象側コントローラ９は、教示情報を受信していなければ（Ｓ１１：ＮＯ）、教示が完了したか否かを判定し（Ｓ１３）、マスター側から完了の指令が通知されていない状態つまりは教示が完了していなければ（Ｓ１３：ＮＯ）、ステップＳ１１に移行して待機する。
【００４０】
これに対して、対象側コントローラ９は、マスター側から教示情報を受信した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、教示情報に基づいて対象ロボット１の姿勢を制御する（Ｓ１２）。このとき、マスター側が直接制御モードで動作している場合には、作業者によって操作ロボット１１の姿勢が変更されるごとに教示情報を受信することから、対象側コントローラ９は、操作ロボット１１の姿勢の変化に追従するように、対象ロボット１の姿勢を変更することになる。
【００４１】
操作ロボット１１を目標姿勢あるいはその近傍まで移動させると、作業者は、現在の操作ロボット１１の姿勢で十分であるか、微調整つまりは詳細な位置決めが必要であるかを判断する。そして、作業者は、微調整が必要ないと判断した場合には、現在の操作ロボット１１の姿勢を教示点として設定する。以下、現在の操作ロボット１１の姿勢を、便宜的に現姿勢と称する。
【００４２】
このため、教示システム１００は、作業者によって現姿勢を教示点に設定する旨の操作が入力された場合等、図２において微調整が必要ないと判定される場合には（Ｓ３：ＮＯ）、現姿勢を教示する（Ｓ４）。すなわち、操作ロボット１１の現姿勢における手先位置が教示点として設定される。このとき、操作側コントローラ１９からは、操作ロボット１１の現姿勢、および現姿勢を教示点とする旨の情報が教示情報として対象側コントローラ９に送信される。
【００４３】
このように作業者が手動でロボットを操作して教示点を設定する作業が、ダイレクトティーチングの主な流れとなる。このダイレクトティーチングは、作業者が直接的にロボットの姿勢を調整できることから教示作業を簡略化することができるとともに、例えば障害物を避けるような軌跡を教示する場合等、教示点を大まかに設定できればよい場合に特に有意である。
【００４４】
その一方で、ダイレクトティーチングは、作業者がロボットアームに触れて移動させることから、高精度な位置決めやロボットの最小分解能レベルでの微調整は困難である。そのため、教示システム１００は、図２に示すように、目標位置まで作業者が手動で移動させた後（Ｓ２）、作業者によって詳細制御モードへの切り替え操作が入力された場合等、微調整が必要となった場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、操作側コントローラ１９において詳細制御モードの処理を実行する（Ｓ４）。
【００４５】
詳細制御モードでは、教示システム１００は、検出部１９ｂで検出した操作ロボット１１の姿勢の変化量を予め設定されている動作単位に変換して、対象ロボット１の姿勢を制御する。つまり、直接制御モードでは操作ロボット１１に対する操作を対象ロボット１に対する操作とみなして直接的に対象ロボット１の姿勢を制御していたのに対して、詳細制御モードでは操作ロボット１１に対する操作を動作単位に変換して間接的に対象ロボット１の姿勢を制御することになる。より平易に言えば、詳細制御モードは、操作ロボット１１をいわばジョイスティックのように扱うことにより、対象ロボット１の姿勢を微小単位で制御可能にするモードである。
【００４６】
以下、詳細制御モードにおける処理の流れについて図４から図６を参照しながら説明する。これら図４および図５に示す処理は操作側コントローラ１９にて実行されるものであり、このとき対象側コントローラ９は図３に示す処理を実行している。そのため、以下では、操作側コントローラ１９を主体として説明する。
【００４７】
操作側コントローラ１９は、作業者によって詳細制御モードへの切り替え操作が入力されると、操作ロボット１１の現姿勢を基準姿勢として記憶する（Ｓ２１）。続いて、操作側コントローラ１９は、操作ロボット１１が作業者によって操作されると、例えば図６に示すように、基準姿勢における手先位置（Ｐ０）が移動して現姿勢での手先位置（Ｐｃ）となった場合には、基準姿勢における手先位置（Ｐ０）と現姿勢での手先位置（Ｐｃ）との位置のずれ、つまりは基準姿勢と現姿勢との差分を、姿勢の操作量として記憶する（Ｓ２２）。
【００４８】
この操作量は、作業者が操作した際の操作ロボット１１の姿勢の変化量に相当し、基準姿勢からの手先位置の移動量と移動方向とを示している。そして、操作側コントローラ１９は、記憶した操作量を教示情報としてスレーブ側つまりは対象側コントローラ９に送信する（Ｓ２３）。このとき、教示情報を受信した対象側コントローラ９は、操作量に基づいて対象ロボット１の姿勢を制御する。
【００４９】
さて、作業者が手動で操作ロボット１１の姿勢を変化させる際には、最小分解能レベルで姿勢を変化させることは事実上困難であり、また、手が微妙に揺れたりすることで意図しない姿勢の変化が検出されるおそれがある。
【００５０】
そこで、対象側コントローラ９は、受信した操作量に基づいて予め設定されている動作単位で対象ロボット１の姿勢を制御する。対象ロボット１を制御する際の動作単位は、例えば操作ロボット１１の操作量が１ｃｍに対して、対象ロボット１が姿勢を制御可能な最小分解能を対応付けることができる。この場合、操作ロボット１１の姿勢が１ｃｍ変化する毎に、対象ロボット１の姿勢が動作単位分だけ変化することになる。
【００５１】
これにより、操作ロボット１１の姿勢の変化量と対象ロボット１の姿勢の変化量とに敢えて異ならせることにより、操作ロボット１１を作業者が操作する場合であっても、操作ロボット１１の姿勢の変化を動作単位に変換することにより、対象ロボット１を最小分解能レベルで制御することができる。
【００５２】
この動作単位との対応付けは、例えば操作側コントローラ１９から作業者が任意に設定および変更可能に構成されている。そのため、１回の動作単位に対して最小分解能分の整数倍を対応付けることもできるし、教示作業の途中で対応付けを変更することもできる。ただし、安全性の観点から、対応付けを例えば大中小の３段階程度で予め用意しておき、その中から選択させるようにすることもできる。
【００５３】
また、操作ロボット１１の操作量と動作単位は必ずしも正比例の関係とする必要は無く、例えば操作ロボット１１の操作量が大きくなるに従って動作単位に対応付ける倍率を大きくすることもできる。これにより、何度も最小分解能レベルでの制御を繰り返すことなく、対象ロボット１の姿勢をある程度大きく制御することができる。この場合、対応付けることができる倍率の上限値を設定することで、安全性も確保できる。
【００５４】
続いて、操作側コントローラ１９は、入力操作つまりは操作ロボット１１に対する操作が完了したか否かを判定する（Ｓ２４）。この判定は、例えば作業者によるスイッチ等の入力により行うこともできるが、一旦基準姿勢から異なる姿勢に変化した後に再度基準姿勢まで戻った場合、操作ロボット１１の姿勢が一定期間変化しない場合、あるいは、急激な姿勢の変化が生じた場合等に操作が完了したと判定する構成とすることができる。
【００５５】
操作が完了したと判定すると、操作側コントローラ１９は、操作ロボット１１と対象ロボット１との姿勢の乖離があるかを判定し（Ｓ２５）、姿勢の乖離があれば（Ｓ２５：ＹＥＳ）、操作ロボット１１の姿勢をスレーブつまりは対象ロボット１の姿勢に一致させた後（Ｓ２６）、ステップＳ２１に移行して姿勢の変化の検出を待機する。一方、操作側コントローラ１９は、姿勢の乖離がなければ（Ｓ２５：ＮＯ）、そのままステップＳ２１に移行して姿勢の変化の検出を待機する。
【００５６】
このように、１回の操作が完了した時点で操作ロボット１１の姿勢を対象ロボット１の姿勢に一致させることにより、姿勢が異なることに起因する違和感を抑制することができる。
【００５７】
さて、操作側コントローラ１９は、直接制御モードに復帰する旨の操作が入力されると、図５に示す復帰割り込みを実行し、操作ロボット１１と対象ロボット１との姿勢の乖離があれば（Ｓ３１：ＹＥＳ）、操作ロボット１１の姿勢を対象ロボット１の姿勢に一致させた後（Ｓ３２）、直接制御モードに復帰する。一方、操作側コントローラ１９は、姿勢の乖離がなければ（Ｓ３１：ＮＯ）そのまま直接制御モードに復帰して、図２に示すように現姿勢を教示する（Ｓ５）。
【００５８】
そして、教示システム１００は、全ての教示が完了するまでの間（Ｓ６：ＮＯ）、直接制御モードや詳細制御モードを実行して教示を繰り返し、全ての教示が完了すると（Ｓ６：ＹＥＳ）、処理を終了する。このとき、操作側コントローラ１９からは、全ての教示が完了したことを示す情報が対象側コントローラ９に送信され、対象側コントローラ９は、教示が完了したことから（Ｓ１３：ＹＥＳ）、処理を終了する。
【００５９】
このように、教示システム１００では、操作ロボット１１の姿勢の変化量を対象ロボット１における動作単位に変換することにより、作業者が手動により操作ロボット１１を操作しながらも、高精度な位置決めを可能としている。
【００６０】
以上説明した教示システム１００によれば、次のような効果をことができる。
教示システム１００は、対象ロボット１と、操作ロボット１１と、操作ロボット１１の姿勢の変化量を検出する検出部１９ｂと、作業者が操作した操作ロボット１１の姿勢に一致するように対象ロボット１の姿勢を制御する直接制御モードと、検出部１９ｂで検出した操作ロボット１１の姿勢の変化を予め設定されている動作単位に変換して対象ロボット１の姿勢を制御する詳細制御モードとを切り替え、操作ロボット１１に対する作業者の操作に基づいて対象ロボット１を教示する処理を実行する制御部１９ａと、を備える。
【００６１】
詳細制御モードでは、操作ロボット１１に対する作業者の操作は予め設定されている動作単位、より詳細には、操作ロボット１１の姿勢の変化量よりも小さく設定されている動作単位として扱われる。つまり、詳細制御モードでは、操作ロボット１１は、あたかもジョイスティックのように作動するため、作業者が手動で操作ロボット１１を操作する場合であっても、対象ロボット１を一定の動作単位で姿勢を制御することが可能となる。
【００６２】
そして、動作単位を例えば最小分解能に対応付けて設定しておけば対象ロボット１の姿勢を最小分解能で制御することができる。したがって、作業者が手動により教示する場合であっても、高精度で位置決めを行うことができる。このとき、アームを移動させる際の距離だけでなく、アームを移動させる際の方向においても、高精度な位置決めを行うことができる。
【００６３】
また、対象ロボット１とは別に操作ロボット１１を設けているので、作業者の安全を確保した状態で、また、作業者が作業をし易い環境で教示作業を行うことができる。また、対象ロボット１が大型のロボットであっても、操作ロボット１１を小型のものとすれば、作業性を改善することができる。すなわち、教示作業中の作業者の安全の確保と作業性の向上とを両立させることができる。
【００６４】
また、教示システム１００は、詳細制御モードが開始された時点における操作ロボット１１の姿勢を基準姿勢として記憶し、基準姿勢と操作ロボット１１の現在の姿勢との差分を変化量として検出する。これにより、微調整を開始する時点における操作ロボット１１の姿勢を基準として操作方向が規定されるため、作業者は、対象ロボット１を所望の方向に容易に制御することができる。
【００６５】
また、教示システム１００は、詳細制御モードにおいて、操作ロボット１１の姿勢と対象ロボット１の姿勢とが乖離している場合、操作ロボット１１の姿勢と対象ロボット１の姿勢とを一致させる。これにより、操作ロボット１１が対象ロボット１と同じ姿勢となり、操作する際の違和感を抑制することができる。
【００６６】
この場合、詳細制御モードにおいて、操作ロボット１１の姿勢と対象ロボット１の姿勢とが乖離している場合、動作単位の制御中に、操作ロボット１１の姿勢と対象ロボット１の姿勢とを一致させることもできる。これにより、作業者が操作することによって姿勢が変化した操作ロボット１１が、その操作中に対象ロボット１の姿勢と一致するように制御されるため、いわゆるクリック感のような操作感を得ることができる。また、微調整をしている最中であるため操作ロボット１１の姿勢がそれほど大きく変化しないと考えられることから、姿勢を一致させることが作業者に対して大きな違和感を与えることもない。
【００６７】
このとき、図４に示す処理において、姿勢を一致させる処理（ステップＳ２５、Ｓ２６）をステップＳ２２とＳ２３との間に移動させることにより、跳ね返り式のジョイスティックのような操作性を実現することができ、作業者が感覚的に操作しやすくなる。
【００６８】
作業者が移動方向を入力するための入力部を設け、入力部に入力された移動方向に限定して対象ロボット１の姿勢を制御する構成とすることができる。つまり、作業者が許可した方向を対象ロボット１の制御方向に設定する構成とすることができる。これにより、対象ロボット１は、作業者の設定した方向にのみ移動が拘束されることから、意図しない方向への移動が制限され、作業者が感覚で操作ロボット１１を操作した場合であっても、対象ロボット１を確実に作業者が意図した方向に制御することができる。
【００６９】
したがって、操作性を大きく向上させることができる。この場合、移動方向としては、手先位置つまりはフランジ８の中心を原点とするＸＹＺ平面のいずれかの方向、あるいは、フランジ８の回転方向等を設定することができる。
【００７０】
本発明は、各実施形態にて例示したものに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変形あるいは拡張することができる。
【００７１】
実施形態では６軸の垂直多関節型ロボットを例示したが、７軸の垂直多関節型ロボットや４軸の水平多関節型ロボットであっても各実施形態で示した構成を適用できるとともに、各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
実施形態では操作量を教示情報として対象側コントローラ９に送信する例を示したが、操作側コントローラ１９にて対象ロボット１が到達すべき姿勢を決定し、その姿勢を取ることができる情報を対象側コントローラ９に教示情報として送信する構成とすることもできる。
【００７３】
実施形態では操作ロボット１１の操作量を対象ロボット１における動作単位に対応付ける例を示したが、操作の完了をスイッチにより示す構成や、姿勢を一致させる変更して操作ロボット１１を上記したように跳ね返り式のジョイスティックのように扱う構成の場合には、現在の姿勢が基準姿勢からずれている時間に応じて動作単位での制御回数を増加させる構成とすることができる。
【００７４】
これにより、希望の方向に操作ロボット１１を操作して姿勢を維持すれば、その時間だけ動作単位での制御が繰り返されることになり、例えば詳細制御モードに切り替えた時点での姿勢と目標姿勢とがずれており、複数回の微調整が必要な場合であっても、操作ロボット１１の姿勢を大きく変更することなく対象ロボット１の姿勢を制御することができる。また、操作ロボット１１の姿勢を維持し続けることにより制御の回数を増加させることができることから、対象ロボット１を目視しながら微調整が可能となり、操作性を向上させることができる。
【００７５】
実施形態では操作ロボット１１を制御する操作側コントローラ１９と、対象ロボット１を制御する対象側コントローラ９とを設ける構成を示したが、１つのコントローラにより操作ロボット１１と対象ロボット１とを制御する構成とすることができる。また、操作ロボット１１としては、対象ロボット１と同じロボットに限らず、動作単位を変換可能に設計された教示作業専用のロボットを採用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
図面中、１は対象ロボット、９は対象側コントローラ（制御部、検出部、入力部）、９ａは制御部、９ｂは検出部、１１は操作ロボット（入力部）、１９は操作側コントローラ（制御部、検出部、入力部）、１９ａは制御部、１９ｂは検出部、１００は教示システムを示す。
【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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