(57)【要約】【課題】消費電力を低減し、位置制御および力制御に対応することができるロボットを提供すること。【解決手段】本発明のロボットは、少なくとも１つの第１の駆動源を有し、前記第１の駆動源により駆動する第１のロボットアーム３１と、少なくとも１つの第２の駆動源を有し、前記第２の駆動源により駆動する第２のロボットアーム３２と、前記第１の駆動源および前記第２の駆動源の作動を制御する制御部と、を備え、前記第１の駆動源の回生を行う際に、前記第１の駆動源で生成された電力を用いて前記第２の駆動源の力行を行うように構成されており、前記制御部は、前記第２の駆動源の力行の際に消費する消費電力を求め、前記消費電力に基づいて、前記第１の駆動源の回生を行う際の前記第１のロボットアーム３１の動作を設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１の駆動源を有し、前記第１の駆動源により駆動する第１のロボットアームと、
少なくとも１つの第２の駆動源を有し、前記第２の駆動源により駆動する第２のロボットアームと、
前記第１の駆動源および前記第２の駆動源の作動を制御する制御部と、を備え、
前記第１の駆動源の回生を行う際に、前記第１の駆動源で生成された電力を用いて前記第２の駆動源の力行を行うように構成されており、
前記制御部は、前記第２の駆動源の力行の際に消費する消費電力を求め、前記消費電力に基づいて、前記第１の駆動源の回生を行う際の前記第１のロボットアームの動作を設定することを特徴とするロボット。
【請求項２】
前記第１のロボットアームの動作の設定は、前記第１のロボットアームの速度と、加速度との少なくとも一方の設定である請求項１に記載のロボット。
【請求項３】
前記制御部は、前記消費電力が多いほど、前記第１の駆動源の回生を行う際の前記第１のロボットアームの速度を大きく設定するか、または、前記第１のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を大きく設定する請求項２に記載のロボット。
【請求項４】
前記制御部は、前記消費電力が第１の値の場合と、前記第１の値よりも大きい第２の値の場合において、前記第１の駆動源の回生を行う際、前記第１のロボットアームの速度を、前記第１の値の場合よりも前記第２の値の場合において大きく設定するか、または、前記第１のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を、前記第１の値の場合よりも前記第２の値の場合において大きく設定する請求項２に記載のロボット。
【請求項５】
前記第１の駆動源で生成された電力を用いて前記第２の駆動源の力行を行う際、前記第１の駆動源で生成された電力が前記第２の駆動源の力行において使用する電力に対して不足する場合は、電源から前記第２の駆動源に電力を供給する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項６】
コンデンサーを有し、
前記第１の駆動源で生成された電力を用いて前記第２の駆動源の力行を行う際、前記第１の駆動源で生成された電力が前記第２の駆動源の力行において使用する電力に対して余る場合は、前記余る電力を前記コンデンサーに蓄積する請求項１ないし５のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項７】
前記コンデンサーの電圧を検出する検出部を有し、
前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１の駆動源の回生を行う際の前記第１のロボットアームの速度と、加速度との少なくとも一方を調整する請求項６に記載のロボット。
【請求項８】
前記第２の駆動源の回生を行う際に、前記第２の駆動源で生成された電力を用いて前記第１の駆動源の力行を行うように構成されており、
前記制御部は、前記第１の駆動源の力行の際に消費する消費電力を求め、前記消費電力に基づいて、前記第２の駆動源の回生を行う際の前記第２のロボットアームの動作を設定する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項９】
前記第２のロボットアームの動作の設定は、前記第２のロボットアームの速度と、加速度との少なくとも一方の設定である請求項８に記載のロボット。
【請求項１０】
前記制御部は、前記消費電力が多いほど、前記第２の駆動源の回生を行う際の前記第２のロボットアームの速度を大きく設定するか、または、前記第１のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を大きく設定する請求項９に記載のロボット。
【請求項１１】
前記制御部は、前記消費電力が第１の値の場合と、前記第１の値よりも大きい第２の値の場合において、前記第２の駆動源の回生を行う際、前記第２のロボットアームの速度を、前記第１の値の場合よりも前記第２の値の場合において大きく設定するか、または、前記第２のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を、前記第１の値の場合よりも前記第２の値の場合において大きく設定する請求項９に記載のロボット。
【請求項１２】
前記第２の駆動源で生成された電力を用いて前記第１の駆動源の力行を行う際、前記第２の駆動源で生成された電力が前記第１の駆動源の力行において使用する電力に対して不足する場合は、電源から前記第１の駆動源に電力を供給する請求項８ないし１１のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項１３】
コンデンサーを有し、
前記第２の駆動源で生成された電力を用いて前記第１の駆動源の力行を行う際、前記第２の駆動源で生成された電力が前記第１の駆動源の力行において使用する電力に対して余る場合は、前記余る電力を前記コンデンサーに蓄積する請求項８ないし１２のいずれか１項に記載のロボット。
【請求項１４】
前記コンデンサーの電圧を検出する検出部を有し、
前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第２の駆動源の回生を行う際の前記第２のロボットアームの速度と、加速度との少なくとも一方を調整する請求項１３に記載のロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２つのロボットアームを備えたロボットが知られている。このロボットアームは複数の腕部が回動可能に連結され、最も先端側の腕部には、エンドエフェクタとして、例えば、ハンドが装着される。そして、ロボットは、２つのロボットアームのハンドの一方または両方で対象物を把持し、種々の作業を行う。
このようなロボットでは、ロボットアームの減速の際は、そのロボットアームを駆動するモーターが回生動作となり、そのモーターから電力が生成され、その電力は、コンデンサーに蓄積される。また、コンデンサーの電圧がその耐圧を超えてしまうことを防止するため、コンデンサーに蓄積しきれない余剰分の電力は、回生抵抗と呼ばれる抵抗で消費されている。このため、消費電力が高いという問題があった。また、回生抵抗で消費できる電力は限界があるので、回生電力によりロボットアームの減速時間、最高速度が制限されてしまい、作業時間を短縮できないという問題もあった。
また、特許文献１には、複数の腕部が回動可能に連結され、各腕部を対応するモーターで回動させる１つのロボットアームを備えたロボットが開示されている。このロボットでは、１つ以上のモーターの回生時に、他のモーターが力行を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１９２４８４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、通常は、例えば、ロボットアームを加速する場合は、そのロボットアームを構成するすべての腕部を加速するが、特許文献１に記載のロボットでは、ロボットアームの腕部単位で回生と力行とを行うので、腕部によっては、通常よりも短い時間で急加減速する必要があり、このため、加減速度、最高速度が高くなり、これにより、振動が大きくなってしまう。また、多くの腕部の高速動作が必要な場合、回生電力を消費する腕部がないことがあり、十分な効果は期待できない。また、位置制御動作のみに対応し、力制御動作には対応していない。
【０００５】
なお、回生とは、モーターから電力が生成さるようにモーターを作動させること、すなわちモーターを発電機として作動させることである。腕部の動作としては、具体的には、例えば、減速動作等が挙げられる。
また、力行とは、モーターに電力を供給してそのモーターを作動させることである。腕部の動作としては、具体的には、例えば、加速動作、定速動作、力制御動作等が挙げられる。
本発明の目的は、消費電力を低減し、位置制御および力制御に対応することができるロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明のロボットは、少なくとも１つの第１の駆動源を有し、前記第１の駆動源により駆動する第１のロボットアームと、
少なくとも１つの第２の駆動源を有し、前記第２の駆動源により駆動する第２のロボットアームと、
前記第１の駆動源および前記第２の駆動源の作動を制御する制御部と、を備え、
前記第１の駆動源の回生を行う際に、前記第１の駆動源で生成された電力を用いて前記第２の駆動源の力行を行うように構成されており、
前記制御部は、前記第２の駆動源の力行の際に消費する消費電力を求め、前記消費電力に基づいて、前記第１の駆動源の回生を行う際の前記第１のロボットアームの動作を設定することを特徴とする。
これにより、回生により生じた電力を力行において用いるので、回生抵抗を設けることなく、回生により生じた電力が蓄積されるコンデンサーの電圧が耐圧を超えてしまうことを防止することができる。
【０００７】
また、回生により生じた電力を力行において用いるので、消費電力を低減することができる。また、ロボットアーム単位で回生と力行とを行うので、腕部単位で回生と力行とを行う場合のように無理に回生や力行を行う必要がなく、無理な動作を行う必要がないので、振動が生じ難く、また、迅速に作業を行うことができる。
また、ロボットアーム単位で回生と力行とを行うので、位置制御および力制御のそれぞれに対応することができる。
【０００８】
本発明のロボットでは、前記第１のロボットアームの動作の設定は、前記第１のロボットアームの速度と、加速度との少なくとも一方の設定であることが好ましい。
これにより、第１の駆動源の回生の際にその第１の駆動源で生成される電力を所定値以下に設定し、これによって、第１の駆動源の回生により生じた電力が蓄積されるコンデンサーの電圧が耐圧を超えてしまうことを防止することができる。
【０００９】
本発明のロボットでは、前記制御部は、前記消費電力が多いほど、前記第１の駆動源の回生を行う際の前記第１のロボットアームの速度を大きく設定するか、または、前記第１のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を大きく設定することが好ましい。
これにより、第１の駆動源の回生を行う際の第１のロボットアームの速度を大きく設定したり、第１のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を大きく設定することにより、作業時間を短縮することができる。
【００１０】
本発明のロボットでは、前記制御部は、前記消費電力が第１の値の場合と、前記第１の値よりも大きい第２の値の場合において、前記第１の駆動源の回生を行う際、前記第１のロボットアームの速度を、前記第１の値の場合よりも前記第２の値の場合において大きく設定するか、または、前記第１のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を、前記第１の値の場合よりも前記第２の値の場合において大きく設定することが好ましい。
これにより、前記消費電力が第２の値の場合の方が第１の値の場合よりも、第１の駆動源の回生を行う際の第１のロボットアームの速度を大きく設定したり、第１のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を大きく設定することにより、作業時間を短縮することができる。
【００１１】
本発明のロボットでは、前記第１の駆動源で生成された電力を用いて前記第２の駆動源の力行を行う際、前記第１の駆動源で生成された電力が前記第２の駆動源の力行において使用する電力に対して不足する場合は、電源から前記第２の駆動源に電力を供給することが好ましい。
これにより、第１の駆動源で生成された電力が不足することによりロボットが作動できなくなることを防止することができる。
【００１２】
本発明のロボットでは、コンデンサーを有し、
前記第１の駆動源で生成された電力を用いて前記第２の駆動源の力行を行う際、前記第１の駆動源で生成された電力が前記第２の駆動源の力行において使用する電力に対して余る場合は、前記余る電力を前記コンデンサーに蓄積することが好ましい。
これにより、コンデンサーに蓄積された電力を利用することができるので、消費電力を低減することができる。
【００１３】
本発明のロボットでは、前記コンデンサーの電圧を検出する検出部を有し、
前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１の駆動源の回生を行う際の前記第１のロボットアームの速度と、加速度との少なくとも一方を調整することが好ましい。
これにより、第１の駆動源の回生を行う際の第１のロボットアームの速度を大きく再設定したり、第１のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を大きく再設定することにより、作業時間を短縮することができる。また、回生により生じた電力が蓄積されるコンデンサーの電圧が耐圧を超えてしまうことを防止することができる。
【００１４】
本発明のロボットでは、前記第２の駆動源の回生を行う際に、前記第２の駆動源で生成された電力を用いて前記第１の駆動源の力行を行うように構成されており、
前記制御部は、前記第１の駆動源の力行の際に消費する消費電力を求め、前記消費電力に基づいて、前記第２の駆動源の回生を行う際の前記第２のロボットアームの動作を設定することが好ましい。
これにより、回生により生じた電力を力行において用いるので、回生抵抗を設けることなく、回生により生じた電力が蓄積されるコンデンサーの電圧が耐圧を超えてしまうことを防止することができる。
【００１５】
また、回生により生じた電力を力行において用いるので、消費電力を低減することができる。また、ロボットアーム単位で回生と力行とを行うので、腕部単位で回生と力行とを行う場合のように無理に回生や力行を行う必要がなく、無理な動作を行う必要がないので、振動が生じ難く、また、迅速に作業を行うことができる。
また、ロボットアーム単位で回生と力行とを行うので、位置制御および力制御のそれぞれに対応することができる。
【００１６】
本発明のロボットでは、前記第２のロボットアームの動作の設定は、前記第２のロボットアームの速度と、加速度との少なくとも一方の設定であることが好ましい。
これにより、第２の駆動源の回生の際にその第２の駆動源で生成される電力を所定値以下に設定し、これによって、第２の駆動源の回生により生じた電力が蓄積されるコンデンサーの電圧が耐圧を超えてしまうことを防止することができる。
【００１７】
本発明のロボットでは、前記制御部は、前記消費電力が多いほど、前記第２の駆動源の回生を行う際の前記第２のロボットアームの速度を大きく設定するか、または、前記第１のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を大きく設定することが好ましい。
これにより、第２の駆動源の回生を行う際の第２のロボットアームの速度を大きく設定したり、第２のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を大きく設定することにより、作業時間を短縮することができる。
【００１８】
本発明のロボットでは、前記制御部は、前記消費電力が第１の値の場合と、前記第１の値よりも大きい第２の値の場合において、前記第２の駆動源の回生を行う際、前記第２のロボットアームの速度を、前記第１の値の場合よりも前記第２の値の場合において大きく設定するか、または、前記第２のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を、前記第１の値の場合よりも前記第２の値の場合において大きく設定することが好ましい。
これにより、前記消費電力が第２の値の場合の方が第１の場合よりも、第２の駆動源の回生を行う際の第２のロボットアームの速度を大きく設定したり、第２のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を大きく設定することにより、作業時間を短縮することができる。
【００１９】
本発明のロボットでは、前記第２の駆動源で生成された電力を用いて前記第１の駆動源の力行を行う際、前記第２の駆動源で生成された電力が前記第１の駆動源の力行において使用する電力に対して不足する場合は、電源から前記第１の駆動源に電力を供給することが好ましい。
これにより、第２の駆動源で生成された電力が不足することによりロボットが作動できなくなることを防止することができる。
【００２０】
本発明のロボットでは、コンデンサーを有し、
前記第２の駆動源で生成された電力を用いて前記第１の駆動源の力行を行う際、前記第２の駆動源で生成された電力が前記第１の駆動源の力行において使用する電力に対して余る場合は、前記余る電力を前記コンデンサーに蓄積することが好ましい。
これにより、コンデンサーに蓄積された電力を利用することができるので、消費電力を低減することができる。
【００２１】
本発明のロボットでは、前記コンデンサーの電圧を検出する検出部を有し、
前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第２の駆動源の回生を行う際の前記第２のロボットアームの速度と、加速度との少なくとも一方を調整することが好ましい。
これにより、第２の駆動源の回生を行う際の第２のロボットアームの速度を大きく再設定したり、第２のロボットアームの減速時の加速度の絶対値を大きく再設定することにより、作業時間を短縮することができる。また、回生により生じた電力が蓄積されるコンデンサーの電圧が耐圧を超えてしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のロボットの第１実施形態におけるロボット本体を正面側から見た斜視図である。
【図２】図１に示すロボットのロボット本体を背面側から見た斜視図である。
【図３】図１に示すロボットのロボット本体の概略図である。
【図４】図１に示すロボットの主要部のブロック図である。
【図５】図１に示すロボットのロボット制御装置の主要部のブロック図である。
【図６】図１に示すロボットの主要部のブロック図である。
【図７】図１に示すロボットのロボット制御装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図８】図１に示すロボットにおける第１のロボットアームおよび第２のロボットアームの動作タイミング等を示す図である。
【図９】図１に示すロボットにおける記憶部に記憶されたテーブルを説明するための図である。
【図１０】図１に示すロボットにおける記憶部に記憶されたテーブルを説明するための図である。
【図１１】本発明のロボットの第２実施形態における主要部のブロック図である。
【図１２】図１１に示すロボットのロボット制御装置の制御動作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】
【００２３】
以下、本発明のロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明のロボットの第１実施形態におけるロボット本体を正面側から見た斜視図である。図２は、図１に示すロボットのロボット本体を背面側から見た斜視図である。図３は、図１に示すロボットのロボット本体の概略図である。図４は、図１に示すロボットの主要部のブロック図である。図５は、図１に示すロボットのロボット制御装置の主要部のブロック図である。図６は、図１に示すロボットの主要部のブロック図である。図７は、図１に示すロボットのロボット制御装置の制御動作を示すフローチャートである。図８は、図１に示すロボットにおける第１のロボットアームおよび第２のロボットアームの動作タイミング等を示す図である。図９は、図１に示すロボットにおける記憶部に記憶されたテーブルを説明するための図である。図１０は、図１に示すロボットにおける記憶部に記憶されたテーブルを説明するための図である。
【００２４】
なお、以下では、説明の都合上、図１〜図３中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」と言う。また、図１〜図３中の基台側を「基端」、その反対側を「先端」と言う。また、図１では、リストの先端面の構成を示すため、ハンドの図示を省略し、図２も同様にした。
図１〜図４に示すロボット（産業用ロボット）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（本体部）１０と、ロボット本体１０の作動を制御するロボット制御装置（制御部）２０（図４、図５参照）と、撮像装置（撮像部）として電子カメラ７１とを有している。ロボット本体１０と、ロボット制御装置２０と、電子カメラ７１とは、それぞれ、電気的に接続されている。また、ロボット制御装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が内蔵されたパーソナルコンピューター（ＰＣ）等で構成することができる。なお、ロボット本体１０とロボット制御装置２０とは、一体であってもよく、また、別体であってもよい。また、ロボット本体１０と電子カメラ７１とは、一体であってもよく、また、別体であってもよい。なお、ロボット制御装置２０については、後で詳述する。
【００２５】
ロボット本体１０は、基台１１と、４本の腕部１２、１３、１４、１５と、リスト１６と、６つの駆動源（第１の駆動源）４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６とを有する第１のロボットアーム３１と、基台１１と、４本の腕部１２、１３、１４、１５と、リスト１６と、６つの駆動源（第２の駆動源）４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６とを有する第２のロボットアーム３２とを備えている。なお、第１のロボットアーム３１と第２のロボットアーム３２とは、左右対称であり、その構成は、同様であるので、以下では代表的に、第１のロボットアーム３１について説明し、第２のロボットアーム３２については説明を省略する。
【００２６】
このロボット本体１０は、基台１１と、腕部１２、１３、１４、１５と、リスト１６とが基端側から先端側に向ってこの順に連結された垂直多関節（６軸）ロボットの本体である。垂直多関節ロボットでは、基台１１と、腕部１２〜１５と、リスト１６とを総称して「腕部」と言うこともでき、腕部１２を「第１腕部」、腕部１３を「第２腕部」、腕部１４を「第３腕部」、腕部１５を「第４腕部」、リスト１６を「第５腕部、第６腕部」と分けて言うことができる。なお、本実施形態では、リスト１６は、第５腕部と、第６腕部とを有している。また、リスト１６にはエンドエフェクタ等を取り付けることができる。
【００２７】
図３に示すように、腕部１２〜１５、リスト１６は、それぞれ、基台１１に対し独立して変位可能に支持されている。
この腕部１２〜１５、リスト１６の長さは、それぞれ、特に限定されないが、図示の構成では、腕部１２〜１４の長さが、他の腕部１５およびリスト１６よりも長く設定されている。なお、例えば、第３腕部１４の長さを第１腕部１２および第２腕部１３の長さよりも短くしてもよい。
【００２８】
基台１１と第１腕部１２とは、関節（ジョイント）１７１を介して連結されている。そして、第１腕部１２は、基台１１に対し、鉛直方向と平行な第１回転軸Ｏ１を回転中心とし、その第１回転軸Ｏ１回りに回動可能となっている。第１回転軸Ｏ１は、基台１１の設置面である床１０１の上面の法線と一致している。この第１回転軸Ｏ１回りの回動は、駆動源４０１の駆動によりなされる。また、駆動源４０１はモーター４０１Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０１Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０１を介してロボット制御装置２０により制御される。駆動源４０１はモーター４０１Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０１Ｍからの駆動を伝達されても良く、また、減速機が省略されていてもよい。
【００２９】
第１腕部１２と第２腕部１３とは、関節（ジョイント）１７２を介して連結されている。そして、第２腕部１３は、第１腕部１２に対し、水平方向と平行な第２回転軸Ｏ２を軸中心として回動可能となっている。第２回転軸Ｏ２は、第１回転軸Ｏ１と直交している。この第２回転軸Ｏ２回りの回動は、駆動源４０２の駆動によりなされる。また、駆動源４０２はモーター４０２Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０２Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０２を介してロボット制御装置２０により制御される。駆動源４０２はモーター４０２Ｍの他に設けた減速機（図示せず）によってモーター４０２Ｍからの駆動を伝達されても良く、また、減速機が省略されていてもよい。なお、第２回転軸Ｏ２は、第１回転軸Ｏ１に直交する軸と平行であってもよい。
【００３０】
第２腕部１３と第３腕部１４とは、関節（ジョイント）１７３を介して連結されている。そして、第３腕部１４は、第２腕部１３に対して水平方向と平行な回転軸Ｏ３を回転中心とし、その第３回転軸Ｏ３回りに回動可能となっている。第３回転軸Ｏ３は、第２回転軸Ｏ２と平行である。この第３回転軸Ｏ３回りの回動は、駆動源４０３の駆動によりなされる。また、駆動源４０３は、モーター４０３Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０３Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０３を介してロボット制御装置２０により制御される。駆動源４０３はモーター４０３Ｍの他に減速機（図示せず）も設けてモーター４０３Ｍからの駆動を伝達されても良く、また、減速機が省略されていてもよい。
【００３１】
第３腕部１４と第４腕部１５とは、関節１７４を介して連結されている。そして、第４腕部１５は、第３腕部１４（基台１１）に対し、第３腕部１４の中心軸方向と平行な第４回転軸Ｏ４を回転中心とし、その第４回転軸Ｏ４回りに回動可能となっている。第４回転軸Ｏ４は、第３回転軸Ｏ３と直交している。この第４回転軸Ｏ４回りの回動は、駆動源４０４の駆動によりなされる。また、駆動源４０４は、モーター４０４Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０４Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０４を介してロボット制御装置２０により制御される。駆動源４０４はモーター４０４Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０４Ｍからの駆動を伝達されてもよく、また、減速機が省略されていてもよい。なお、第４回転軸Ｏ４は、第３回転軸Ｏ３に直交する軸と平行であってもよい。
【００３２】
第４腕部１５とリスト１６とは、関節１７５を介して連結されている。そして、リスト１６は、第４腕部１５に対して水平方向（ｙ軸方向）と平行な第５回転軸Ｏ５を回転中心とし、その第５回転軸Ｏ５回りに回動可能となっている。第５回転軸Ｏ５は、第４回転軸Ｏ４と直交している。この第５回転軸Ｏ５回りの回動は、駆動源４０５の駆動によりなされる。また、駆動源４０５は、モーター４０５Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０５Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０５を介してロボット制御装置２０により制御される。駆動源４０５はモーター４０５Ｍとともに設けた減速機（図示せず）によってモーター４０５Ｍからの駆動を伝達されてもよく、また、減速機が省略されていてもよい。また、リスト１６は、関節（ジョイント）１７６を介して、第５回転軸Ｏ５と垂直な第６回転軸Ｏ６を回転中心とし、その第６回転軸Ｏ６回りにも回動可能となっている。回転軸Ｏ６は、回転軸Ｏ５と直交している。この第６回転軸Ｏ６回りの回動は、駆動源４０６駆動によりなされる。また、駆動源４０６の駆動は、モーター４０６Ｍとケーブル（図示せず）によって駆動され、このモーター４０６Ｍは電気的に接続されたモータードライバー３０６を介してロボット制御装置２０により制御される。駆動源４０６はモーター４０６Ｍの他に減速機（図示せず）も設けてモーター４０６Ｍからの駆動を伝達されても良く、また、減速機が省略されていてもよい。なお、第５回転軸Ｏ５は、第４回転軸Ｏ４に直交する軸と平行であってもよく、また、第６回転軸Ｏ６は、第５回転軸Ｏ５に直交する軸と平行であってもよい。
【００３３】
駆動源４０１〜４０６には、それぞれのモーターまたは減速機に、第１角度センサー４１１、第２角度センサー４１２、第３角度センサー４１３、第４角度センサー４１４、第５角度センサー４１５、第６角度センサー４１６が設けられている。これらの角度センサーとして、エンコーダ、ロータリーエンコーダ等が用いることができる。これらの角度センサー４１１〜４１６により、それぞれ、駆動源４０１〜４０６のモーターあるいは減速機の回転軸の回転角度を検出する。この駆動源４０１〜４０６のモーターとしては、それぞれ、特に限定されず、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のが好ましい。また、前記各ケーブルは、それぞれ、ロボット本体１０を挿通していてもよい。
ロボット本体１０は、ロボット制御装置２０と電気的に接続されている。すなわち、駆動源４０１〜４０６、角度センサー４１１〜４１６は、それぞれ、ロボット制御装置２０と電気的に接続されている。
【００３４】
そして、ロボット制御装置２０は、腕部１２〜１５、リスト１６をそれぞれ独立して作動させることができる、すなわち、モータードライバー３０１〜３０６を介して、駆動源４０１〜４０６をそれぞれ独立して制御することができる。この場合、ロボット制御装置２０は、角度センサー４１１〜４１６により検出を行い、その検出結果に基づいて、駆動源４０１〜４０６の駆動、例えば、角加速度、角速度、回転角度等をそれぞれ制御する。この制御プログラムは、ロボット制御装置２０に内蔵された記録媒体に予め記憶されている。
【００３５】
図１、図２に示すように、基台１１は、ロボット本体１０が垂直多関節ロボットの本体の場合、当該垂直多関節ロボットの最も下方に位置し、設置スペースの床１０１に固定される部分である。この固定方法としては、特に限定されず、例えば、図１、図２に示す本実施形態では、複数本のボルト１１１による固定方法を用いている。なお、基台１１の設置スペースでの固定箇所としては、床の他に、設置スペースの壁や天井とすることもできる。
【００３６】
基台１１は、中空の基台本体（ハウジング）１１２を有している。基台本体１１２は、円筒状をなす円筒状部１１３と、当該円筒状部１１３の外周部に一体的に形成された、箱状をなす箱状部１１４とに分けることができる。そして、このような基台本体１１２には、例えば、モーター４０１Ｍやモータードライバー３０１〜３０６が収納されている。
腕部１２〜１５は、それぞれ、中空の腕部本体２と、駆動機構３と、封止手段４とを有している。なお、以下では、説明の都合上、第１腕部１２が有する腕部本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「腕部本体２ａ」、「駆動機構３ａ」、「封止手段４ａ」と言い、第２腕部１３が有する腕部本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「腕部本体２ｂ」、「駆動機構３ｂ」、「封止手段４ｂ」と言い、第３腕部１４が有する腕部本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「腕部本体２ｃ」、「駆動機構３ｃ」、「封止手段４ｃ」と言い、第４腕部１５が有する腕部本体２、駆動機構３、封止手段４をそれぞれ「腕部本体２ｄ」、「駆動機構３ｄ」、「封止手段４ｄ」と言うことがある。
【００３７】
また、関節１７１〜１７６は、それぞれ、回動支持機構（図示せず）を有している。この回動支持機構は、互いに連結された２本の腕部のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構、互いに連結された基台１１と第１腕部１２のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構、互いに連結された第４腕部１５と第５リスト１６のうちの一方を他方に対し回動可能に支持する機構である。互いに連結された第４腕部１５とリスト１６とを一例とした場合、回動支持機構は、リスト１６を第４腕部１５に対し回動させることができる。また、各回動支持機構は、それぞれ、対応するモーターの回転速度を所定の減速比で減速して、その駆動力を対応する腕部、リスト１６のリスト本体１６１、支持リング１６２に伝達する減速機（図示せず）を有している。
【００３８】
第１腕部１２は、基台１１の上端部（先端部）に水平方向に対し傾斜した姿勢で連結されている。この第１腕部１２では、駆動機構３ａがモーター４０２Ｍを有しており、腕部本体２ａ内に収納している。また、腕部本体２ａ内は、封止手段４ａにより気密封止されている。
第２腕部１３は、第１腕部１２の先端部に連結されている。この第２腕部１３では、駆動機構３ｂがモーター４０３Ｍを有しており、腕部本体２ｂ内に収納している。また、腕部本体２ａ内は、封止手段４ｂにより気密封止されている。
【００３９】
第３腕部１４は、第２腕部１３の先端部に連結されている。この第３腕部１４では、駆動機構３ｃがモーター４０４Ｍを有しており、腕部本体２ｃ内に収納している。また、腕部本体２ｃ内は、封止手段４ｃにより気密封止されている。
第４腕部１５は、第３腕部１４の先端部に、その中心軸方向と平行に連結されている。この腕部１５では、駆動機構３ｄがモーター４０５Ｍ、４０６Ｍを有しており、腕部本体２ｄ内に収納している。また、腕部本体２ｄ内は、封止手段４ｄにより気密封止されている。
【００４０】
第４腕部１５の先端部（基台１１と反対側の端部）には、リスト１６が連結されている。第１のロボットアーム３１および第２のロボットアーム３２のリスト１６には、それぞれ、その先端部（第４腕部１５と反対側の端部）に、エンドエフェクタとして、本実施形態では、例えば、腕時計等のような精密機器を把持するハンド（マニピュレーター）９１、９２（図３、図６参照）が着脱可能に装着される。ハンド９１、９２としては、それぞれ、特に限定されないが、本実施形態では、ハンド９１、９２は、それぞれ、２本の指部（フィンガー）１７、１８と、指部（フィンガー）１７、１８を駆動する２つの駆動源（図示せず）とを有している。各駆動源の作動は、ロボット制御装置２０により制御される。
【００４１】
このロボット１００は、ロボット制御装置２０により、ロボット本体１０（腕部１２〜１５、リスト１６、ハンド９１、９２等）、電子カメラ７１の作動を制御することにより、ハンド９１、９２の一方または両方で対象物を把持し、作業を行う。作業としては、特に限定されず、例えば、対象物を穴に挿入する作業、２つの対象物を当接させる作業、２つの対象物を並べる作業、２つの対象物を接着剤で接着する作業等が挙げられる。なお、ハンド９１、９２の指部の本数は、それぞれ、２本に限定されず、３本以上であってもよい。
【００４２】
リスト１６は、円筒状をなすリスト本体（第６腕部）１６１と、リスト本体１６１と別体で構成され、当該リスト本体１６１の基端部に設けられ、リング状をなす支持リング（第５腕部）１６２とを有している。
リスト本体１６１の先端面１６３は、平坦な面となっており、その先端面１６３は、ハンド９１（９２）等が装着される装着部となる。また、リスト本体１６１は、関節１７６を介して、第４腕部１５の駆動機構３ｄに連結されており、当該駆動機構３ｄのモーター４０６Ｍの駆動により、回転軸Ｏ６回りに回動する。
【００４３】
支持リング１６２は、関節１７５を介して、第４腕部１５の駆動機構３ｄに連結されており、当該駆動機構３ｄのモーター４０５Ｍの駆動により、リスト本体１６１ごと回転軸Ｏ５回りに回動する。
また、図３〜図５に示すように、ロボット本体１０は、第１のロボットアーム３１のリスト１６の先端部（リスト１６とハンド９１との間）に設けられた力覚センサー８１と、第２のロボットアーム３２のリスト１６の先端部（リスト１６とハンド９２との間）に設けられた力覚センサー８２とを有している。なお、力覚センサー８１、８２は、それぞれ、前記の位置に限らず、例えば、ハンド９１、９２の基端部等に設けられていてもよい。
【００４４】
力覚センサー８１、８２は、それぞれ、ハンド９１が把持した対象物、ハンド９２が把持した対象物を介して受ける反力等の力やモーメントを検出するものである。この力覚センサー８１、８２としては、それぞれ、特に限定されず、各種のものを用いることができるが、その１例としては、例えば、互いに直交する３軸の各軸方向の力および各軸回りのモーメントを検出する６軸力センサー等が挙げられる。なお、以下では、力とモーメントとを含めて力と言う。
【００４５】
力覚センサー８１、８２の形状は、それぞれ、特に限定されないが、本実施形態では、力覚センサー８１、８２は、それぞれ、平面視で、すなわち図３中の左右方向から見て、円形をなしている。
この力覚センサー８１、８２の検出結果、すなわち、力覚センサー８１、８２から出力される信号は、それぞれ、ロボット制御装置２０に入力され、ロボット制御装置２０は、力覚センサー８１、８２の検出結果に基づいて、例えば、力制御等の各種の制御を行う。
【００４６】
電子カメラ７１は、撮像素子を有し、ロボット本体１０が作業する領域、すなわち、可動範囲を撮像することができるようになっている。電子カメラ７１により撮像し、作成された（得られた）画像データ（撮像データ）は、ロボット制御装置２０に入力され、ロボット制御装置２０は、前記画像データ（画像データから得られる画像を含む）に基づいて、ロボット本体１０の作動を制御する。この制御としては、例えば、位置制御等が挙げられる。
【００４７】
次に、図１、図２、図４、図５を参照し、ロボット制御装置２０の構成について説明する。
ロボット制御装置２０は、ロボット本体１０全体、すなわち、駆動源４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６、リスト１６に装着されたハンド９１、９２の駆動源、電子カメラ７１等の作動をそれぞれ制御する装置である。
【００４８】
図１、図２、図４に示すように、ロボット制御装置２０は、駆動源４０１の作動を制御する駆動源制御部２０１と、駆動源４０２の作動を制御する駆動源制御部２０２と、駆動源４０３の作動を制御する駆動源制御部２０３と、駆動源４０４の作動を制御する駆動源制御部２０４と、駆動源４０５の作動を制御する駆動源制御部２０５と、駆動源４０６の作動を制御する駆動源制御部２０６とを有している。
【００４９】
ここで、ロボット制御装置２０は、ロボット本体１０が行う処理の内容に基づいてリスト１６の先端部の目標位置、すなわち、リスト１６に装着されたハンド９１（９２）の目標位置を求め、その目標位置にハンド９１を移動させるための軌道を生成する。そして、ロボット制御装置２０は、その生成した軌道に沿ってハンド９１（リスト１６）が移動するように、各駆動源４０１〜４０６の回転角度を所定の制御周期ごとに測定し、この測定結果に基づいて演算した値をそれぞれ各駆動源４０１〜４０６の位置指令Ｐｃとして駆動源制御部２０１〜２０６に出力する。なお、前記および以下では、「値が入力、出力」等と表記しているが、これは、「その値に対応する信号が入力、出力」の意味である。
【００５０】
駆動源制御部２０１には、駆動源４０１の位置指令Ｐｃの他、第１角度センサー４１１から検出信号が入力される。駆動源制御部２０１は、第１角度センサー４１１の検出信号から算出される駆動源４０１の回転角度（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駆動源４０１を駆動する。
【００５１】
すなわち、駆動源制御部２０１の第１減算器（図示せず）には、位置指令Ｐｃが入力され、また、後述する位置フィードバック値Ｐｆｂが入力される。駆動源制御部２０１では、第１角度センサー４１１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駆動源４０１の回転角度が位置フィードバック値Ｐｆｂとして第１減算器に出力される。第１減算器は、これら位置指令Ｐｃと位置フィードバック値Ｐｆｂとの偏差（駆動源４０１の回転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）を出力する。
【００５２】
また、駆動源制御部２０１は、第１減算器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、その偏差に応じた駆動源４０１の角速度の目標値を演算する。そして、その駆動源４０１の角速度の目標値（指令値）を示す信号を角速度指令（第１角速度指令）ωｃとして第２減算器（図示せず）に出力する。なお、本実施形態では、フィードバック制御として、例えば、比例制御（Ｐ制御）がなされるが、これに限定されるものではない。
【００５３】
また、駆動源制御部２０１は、第１角度センサー４１１から入力されるパルス信号の周波数に基づいて、駆動源４０１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として第２減算器に出力される。
第２減算器には、角速度指令ωｃが入力され、また、角速度フィードバック値ωｆｂが入力される。第２減算器は、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（駆動源４０１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）を出力する。
【００５４】
また、駆動源制御部２０１は、第２減算器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、その偏差に応じた駆動源４０１のトルクの目標値を演算する。そして駆動源制御部２０１は、その駆動源４０１のトルクの目標値（指令値）を示す信号をトルク指令として生成する。なお、本実施形態では、フィードバック制御として、例えば、ＰＩ制御がなされるが、これに限定されるものではない。
【００５５】
駆動源制御部２０１は、そのトルク指令に基づいて、駆動源４０１の駆動信号（駆動電圧）を生成し、モータードライバー３０１を介してモーター４０１Ｍに供給する。
このようにして、駆動源４０１のトルクがその目標値と可及的に等しくなり、かつ、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るとともに、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、駆動源４０１の駆動電流が制御される。
【００５６】
なお、駆動源制御部２０２〜駆動源制御部２０６については、それぞれ、前記駆動源制御部２０１と同様であるので、その説明は省略する。
また、第２のロボットアーム３２については、前記第１のロボットアーム３１と同様であるので、その説明は省略する。
また、図５に示すように、ロボット制御装置２０は、記憶部２１と、動作制御部２２とを有している。記憶部２１には、例えば、ロボット本体１０を作動させるプログラム、各種の情報やテーブル等が記憶される。
また、図６に示すように、ロボット制御装置２０は、電源４１に電気的に接続される整流回路４２と、整流回路４２の後段に電気的に接続されたコンデンサー４３と、コンデンサー４３の後段に電気的に接続された電力変換回路４４とを有している。
【００５７】
電源４１は、交流電源である。また、整流回路４２は、ダイオードを用いたブリッジ整流回路であり、電源４１から出力される電圧（電流）を整流する。また、コンデンサー４３は平滑用コンデンサーであり、整流回路４２から出力される電圧を平滑化する。また、電力変換回路４４は、複数のインバーター、すなわち、駆動源の数に応じたインバーターを有している、各インバーターは、それぞれ、コンデンサー４３から出力される直流電圧を交流電圧に変換し、対応する駆動源に供給する。なお、電力変換回路４４から出力する電力の大きさや量は、動作制御部２２により設定される。
【００５８】
ここで、このロボット１００では、ロボット制御装置２０は、第１のロボットアーム３１を減速させる際、すなわち、第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６の回生を行う際に、その駆動源４０１〜４０６で生成された電力（回生電力）を用いて第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６の力行を行う。また、第２のロボットアーム３２を減速させる際、すなわち、第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６の回生を行う際に、その駆動源４０１〜４０６で生成された電力（回生電力）を用いて第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６の力行を行う。
【００５９】
なお、回生とは、駆動源から電力が生成さるように駆動源を作動させること、すなわち駆動源を発電機として作動させることである。第１のロボットアーム３１の動作としては、具体的には、例えば、減速動作等が挙げられる。
また、力行とは、駆動源に電力を供給してその駆動源を作動させることである。第１のロボットアーム３１の動作としては、具体的には、例えば、加速動作、定速動作、力制御動作等が挙げられる。
【００６０】
また、ロボット制御装置２０は、第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６の力行を行う前に、その力行の際に消費する消費電力を求め、その消費電力に基づいて、第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６の回生を行う際の第１のロボットアーム３１の動作を設定する。前記「第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６の回生を行う際」には、駆動源４０１〜４０６の回生中のみならず、回生を行う直前も含まれる。また、第１のロボットアーム３１の動作の設定としては、特に限定されないが、本実施形態では、第１のロボットアーム３１の速度と、加速度との少なくとも一方を設定する。この場合、前記消費電力に基づいて、速度のみを設定してもよく、また、加速度のみを設定してもよいが、両方を設定することが好ましい。なお、本実施形態では、速度として、最高速度を設定し、加速度として、負の加速度、すなわち減速度（減速時の加速度）を設定する。この場合、消費電力が多いほど、第１のロボットアーム３１の最大速度（速度）を大きく設定するか、または、第１のロボットアーム３１の減速時の加速度の絶対値を大きく設定する。すなわち、消費電力が第１の値の場合と、第１の値よりも大きい第２の値の場合において、第１のロボットアーム３１の最大速度（速度）を、第１の値の場合よりも第２の値の場合において大きく設定するか、または、第１のロボットアーム３１の減速度時の加速度の絶対値を、第１の値の場合よりも第２の値の場合において大きく設定する。
【００６１】
なお、消費電力が多いほど、第１のロボットアーム３１の最大速度を大きくし、かつ、第１のロボットアーム３１の減速時の加速度の絶対値を大きくしてもよい。すなわち、第１のロボットアーム３１の最大速度および減速度時の加速度の絶対値のそれぞれを、第１の値の場合よりも第２の値の場合において大きく設定してもよい。
なお、力行における消費電力と、最大速度、減速度（減速時の加速度）との関係は、テーブルとして、予め、記憶部２１に記憶されている。
【００６２】
同様に、ロボット制御装置２０は、第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６の力行を行う前に、その力行の際に消費する消費電力を求め、その消費電力に基づいて、第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６の回生を行う際の第２のロボットアーム３２の動作を設定する。前記「第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６の回生を行う際」には、駆動源４０１〜４０６の回生中のみならず、回生を行う直前も含まれる。また、第２のロボットアーム３２の動作の設定としては、特に限定されないが、本実施形態では、第２のロボットアーム３２の速度と、加速度との少なくとも一方を設定する。この場合、前記消費電力に基づいて、速度のみを設定してもよく、また、加速度のみを設定してもよいが、両方を設定することが好ましい。なお、本実施形態では、速度として、最高速度を設定し、加速度として、負の加速度、すなわち減速度（減速時の加速度）を設定する。この場合、消費電力が多いほど、第２のロボットアーム３２の最大速度（速度）を大きく設定するか、または、第２のロボットアーム３１の減速時の加速度の絶対値を大きく設定する。すなわち、消費電力が第１の値の場合と、第１の値よりも大きい第２の値の場合において、第２のロボットアーム３２の最大速度（速度）を、第１の値の場合よりも第２の値の場合において大きく設定するか、または、第２のロボットアーム３２の減速度時の加速度の絶対値を、第１の値の場合よりも第２の値の場合において大きく設定する。
【００６３】
なお、消費電力が多いほど、第２のロボットアーム３２の最大速度を大きくし、かつ、第２のロボットアーム３２の減速時の加速度の絶対値を大きくしてもよい。すなわち、第２のロボットアーム３２の最大速度および減速度時の加速度の絶対値のそれぞれを、第１の値の場合よりも第２の値の場合において大きく設定してもよい。
なお、力行における消費電力と、最大速度、減速度（減速時の加速度）との関係は、テーブルとして、予め、記憶部２１に記憶されている。
【００６４】
また、第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６で生成された電力を用いて第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６の力行を行う際、第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６で生成された電力が第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６の力行において使用する電力に対して不足する場合は、電源４１から第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６第２の駆動源に電力を供給する。
【００６５】
同様に、第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６で生成された電力を用いて第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６の力行を行う際、第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６で生成された電力が第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６の力行において使用する電力に対して不足する場合は、電源４１から第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６第２の駆動源に電力を供給する。
【００６６】
また、第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６で生成された電力を用いて第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６の力行を行う際、第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６で生成された電力が第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６の力行において使用する電力に対して余る場合は、その余る電力をコンデンサー４３に蓄積する。
【００６７】
同様に、第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６で生成された電力を用いて第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６の力行を行う際、第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６で生成された電力が第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６の力行において使用する電力に対して余る場合は、その余る電力をコンデンサー４３に蓄積する。
【００６８】
次に、図７に基づいてロボット制御装置２０の制御動作の一例について説明する。
まず、作業者は、ロボット１００に対して、作業内容等の教示を行う。
図７に示すように、ロボット制御装置２０は、前記教示により、作業、すなわち、作業の動作順序を確定する（ステップＳ１０１）。
次いで、第１のロボットアーム３１、第２のロボットアーム３２の動作タイミングを設定する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２では、図８に示すように、第１のロボットアーム３１が減速動作をする場合、すなわち、第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６が回生動作をする場合は、その開始のタイミングと一致するように、第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６の力行動作の開始のタイミングを設定する。この力行動作により、第２のロボットアーム３２は、例えば、加速動作、定速動作、力制御動作等を行う。同様に、第２のロボットアーム３２が減速動作をする場合、すなわち、第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６が回生動作をする場合は、その開始のタイミングと一致するように、第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６の力行動作の開始のタイミングを設定する。この力行動作により、第１のロボットアーム３１は、例えば、加速動作、定速動作、力制御動作等を行う。
【００６９】
次いで、力行動作により消費する消費電力、すなわち、回生電力の消費量を算出する（ステップＳ１０３）。本実施形態では、力行動作により消費する消費電力は、例えば、０〜１０の１１段階に設定する。なお、図８には、その数字が図示されている。
次いで、力行動作により消費する消費電力に基づいて、回生動作の最高速度、減速度を設定する（ステップＳ１０４）。なお、力行動作により消費する消費電力が大きい場合は、回生動作の最高速度、減速度を大きく設定し、力行動作により消費する消費電力小さい場合は、回生動作の最高速度、減速度を小さく設定する。本実施形態では、回生動作の最高速度、減速度は、例えば、０〜１０の１１段階に設定する。なお、図８には、その数字が図示されている。
【００７０】
次いで、ロボット１００を作動させ、作業を行う（ステップＳ１０５）。次いで、作業が完了したか否かを判断し（ステップＳ１０６）、作業が完了しない場合は、ステップＳ１０５に戻り、作業を続行し、作業が完了した場合は、このプログラムを終了する。
次に、力行における消費電力と、回生における最大速度、減速度との関係を示すテーブルの一例について説明する。
【００７１】
まずは、図９に基づいて、位置制御を行う場合の消費電力と、回生における最大速度、減速度との関係を示すテーブルについて説明する。
図９に示すように、まず、位置制御動作を行うロボットアームが消費する消費電力を決定するための要素１として、加速度は、「高」、「中」、「低」の３段階に設定されている。また、要素２として、慣性は、「負荷大」、「負荷中」、「負荷小」の３段階に設定されている。なお、慣性には、重力項が含まれている。また、要素３として、加速時間は、「長」、「短」の２段階に設定されている。また、前記加速度、慣性および加速時間に対応して、位置制御動作において消費する消費電力、すなわち、引き受け可能な回生電力が、０〜１０の１１段階に設定されている。
【００７２】
そして、回生における最大速度、減速度は、前記引き受け可能な回生電力に対応して、０〜１０の１１段階に設定されている。例えば、位置制御動作を行うロボットアームの加速度が、「高」、慣性が、「負荷大」、加速時間が、「長」の場合は、その位置制御動作において引き受け可能な回生電力は、「１０」であり、回生における最大速度、減速度は、「１０」である。
【００７３】
次に、図１０に基づいて、力制御を行う場合の消費電力と、回生における最大速度、減速度との関係を示すテーブルの一例について説明する。
図１０に示すように、まず、力制御として、インピーダンス制御と、対象物を押し付ける押し付け動作と、対象物を嵌合する嵌合動作とが挙げられている。
力制御動作を行うロボットアームが消費する消費電力を決定するための要素１として、力の出力値は、「大」、「中」、「小」の３段階に設定されている。なお、インピーダンス制御のみは、「小」のみである。また、要素２として、重力項による負荷は、「負荷大」、「負荷中」、「負荷小」の３段階に設定されている。なお、ロボットアームの姿勢により前記負荷が異なる。また、前記力の出力値および重力項による負荷に対応して、力制御動作において消費する消費電力、すなわち、引き受け可能な回生電力が、０〜１０の１１段階に設定されている。
【００７４】
そして、回生における最大速度、減速度は、前記引き受け可能な回生電力に対応して、０〜１０の１１段階に設定されている。例えば、力制御として、押し付け動作を行うロボットアームの力の出力値が、「大」、重力項の負荷が、「負荷大」の場合は、その押し付け動作において引き受け可能な回生電力は、「１０」であり、回生における最大速度、減速度は、「１０」である。
以上説明したように、このロボット１００によれば、回生により生じた電力を力行において用いるので、回生抵抗を設けることなく、コンデンサー４３の電圧が耐圧を超えてしまうことを防止することができる。
【００７５】
また、回生により生じた電力を力行において用いるので、消費電力を低減することができる。また、ロボットアーム単位で回生と力行とを行うので、腕部単位で回生と力行とを行う場合のように無理に回生や力行を行う必要がなく、無理な動作を行う必要がないので、振動が生じ難く、また、迅速に作業を行うことができる。
また、ロボットアーム単位で回生と力行とを行うので、位置制御および力制御のそれぞれに対応することができる。
【００７６】
＜第２実施形態＞
図１１は、本発明のロボットの第２実施形態における主要部のブロック図である。図１２は、図１１に示すロボットのロボット制御装置の制御動作を示すフローチャートである。
以下、第２実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７７】
図１１に示すように、第２実施形態のロボット１００は、コンデンサー４３の電圧を検出する検出部４５を有している。この検出部４５としては、特に限定されないが、例えば、電圧計等を用いることができる。検出部によるコンデンサー４３の電圧を検出は、ロボット１００の作動中なされており、その検出部４５の検出結果、すなわち、コンデンサー４３の電圧の検出値は、ロボット制御装置２０に送出される。
【００７８】
そして、ロボット制御装置２０は、検出部４５の検出結果に基づいて、第１のロボットアーム３１の駆動源４０１〜４０６の回生を行う際の第１のロボットアーム３１の速度と、加速度との少なくとも一方を調整する。
同様に、ロボット制御装置２０は、検出部４５の検出結果に基づいて、第２のロボットアーム３２の駆動源４０１〜４０６の回生を行う際の第２のロボットアーム３２の速度と、加速度との少なくとも一方を調整する。
【００７９】
なお、前記第１のロボットアーム３１についての調整と、前記第２のロボットアーム３２についての調整とは、同様であるので、以下では、代表的に、第１のロボットアーム３１についての調整について説明する。
まず、前記調整においては、第１のロボットアーム３１の速度のみを調整してもよく、また、加速度のみを設定してもよいが、両方を設定することが好ましい。なお、本実施形態では、速度として、最高速度を調整し、加速度として、負の加速度、すなわち減速度を調整する。
【００８０】
この場合、ロボット制御装置２０は、コンデンサー４３の耐圧をＶ１、検出部４５により検出されたコンデンサー４３の電圧の検出値をＶ２としたとき、耐圧Ｖ１と検出値Ｖ２との差分（Ｖ１−Ｖ２）を求め、その差分と、予め設定された設定範囲とを比較する。
そして、差分が設定範囲内の場合は、適正であり、第１のロボットアーム３１の最高速度、減速度は、変更しない。
【００８１】
また、差分が設定範囲の上限値よりも大きい場合は、コンデンサー４３に電力を蓄積する余裕があるので、回生電力の消費量を増大させる。すなわち、第１のロボットアーム３１最高速度、減速度を増大させる。
また、差分が設定範囲の下限値よりも小さい場合は、コンデンサー４３に電力を蓄積する余裕がないので、回生電力の消費量を減少させる。すなわち、第１のロボットアーム３１最高速度、減速度を減少させる。
【００８２】
次に、図１２に基づいてロボット制御装置２０の制御動作の一例について説明する。
なお、図１２に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０５までは、図６に示す第１実施形態におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様であるので、その説明は省略する。
図１２に示すように、ステップＳ２０５の後、コンデンサー４３の耐圧Ｖ１と検出値Ｖ２との差分（Ｖ１−Ｖ２）を求め、その差分が予め設定された設定範囲の上限値よりも大きいか否かを判断し（ステップＳ２０６）、大きい場合は、回生電力の消費量を増大する（ステップＳ２０９）。次いで、ステップＳ２０４に戻り、ステップＳ２０９で変更した回生電力の消費量に基づいて、回生動作の最高速度、減速度を再設定し（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０５以降を実行する。
【００８３】
また、ステップＳ２０６において、コンデンサー４３の耐圧Ｖ１と検出値Ｖ２との差分（Ｖ１−Ｖ２）が予め設定された設定範囲の上限値よりも大きくない場合は、その差分が前記設定範囲の下限値よりも小さいか否かを判断し（ステップＳ２０６）、小さい場合は、回生電力の消費量を減少する（ステップＳ２１０）。次いで、ステップＳ２０４に戻り、ステップＳ２１０で変更した回生電力の消費量に基づいて、回生動作の最高速度、減速度を再設定し（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０５以降を実行する。
【００８４】
また、ステップＳ２０７において、コンデンサー４３の耐圧Ｖ１と検出値Ｖ２との差分（Ｖ１−Ｖ２）が予め設定された設定範囲の下限値よりも小さくない場合、すなわち、その差分が前記設定範囲内の場合は、作業が完了したか否かを判断し（ステップＳ１０８）、作業が完了しない場合は、ステップＳ２０５に戻り、作業を続行し、ステップＳ２０６以降を実行し、作業が完了した場合は、このプログラムを終了する。
このロボット１００によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００８５】
そして、このロボット１００では、作業中に、コンデンサー４３の電圧を検出し、その検出値に基づいて、第１のロボットアーム３１、第２のロボットアーム３２の最高速度、減速度を調整するので、作業時間を短縮することができ、また、コンデンサー４３の電圧が耐圧を超えてしまうことを防止することができる。
更には、コンデンサー４３やインバーター等の回路的なバラツキや駆動源４０１〜４０６等のメカ部品のバラツキ、それらの経年変化にも対応することができる。
以上、本発明のロボットを、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【００８６】
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
また、本発明では、第１のロボットアームの第１の駆動源の回生を行う際に、その第１の駆動源で生成された電力を用いて第２のロボットアームの第２の駆動源の力行を行うようになっており、第２のロボットアームの第２の駆動源の回生を行う際は、第１のロボットアームの第１の駆動源の力行を行うようになっていなくてもよい。
【００８７】
また、各駆動源のモーターとしては、それぞれ、前記サーボモーターに限定されず、その他、例えば、ステッピングモーター等が挙げられる。
また、各角度センサーの方式は、それぞれ、特に限定されず、例えば、光学式、磁気式、電磁式、電気式等が挙げられる。
また、前記実施形態では、ロボット本体は、複数の腕部の隣り合う前記腕部同士を回動可能に連結してなるロボットアームを２つ有するロボット本体であるが、本発明では、これに限定されず、例えば、ロボットアームを３つ以上有するロボット本体であってもよい。
【００８８】
また、前記実施形態では、ロボットアームの回転軸の数は、６つであるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの回転軸の数は、例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つまたは７つ以上でもよい。すなわち、本実施形態では、リストが２本の腕部を有しているので、ロボットアームの腕部の本数は、６本であるが、本発明では、これに限定されず、ロボットアームの腕部の本数は、例えば、１本、２本、３本、４本、５本または７本以上でもよい。換言すれば、ロボットアームの駆動源の数は、６つに限らず、例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つまたは７つ以上でもよい。
【００８９】
また、前記実施形態では、ロボット本体の２つのロボットアームは、互いに離間しているが、本発明では、これに限定されず、ロボット本体の２つのロボットアームは、例えば、その基端部等が互いに連結していてもよい。この場合、１例としては、ロボット本体が、胴部等を有し、２つのロボットアームが、それぞれ、その胴部に連結している構成等が挙げられる。
また、本発明では、ロボット本体は、腕部型ロボットに限定されず、他の形式のロボット、例えば、脚部を有する脚式歩行（走行）ロボット、スカラーロボット等であってもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０……ロボット本体  １１……基台  １２、１３、１４、１５……腕部  １６……リスト  １６１……リスト本体  １６２……支持リング  １６３……先端面  １７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６……関節（ジョイント）  １７、１８……指部  ２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ……腕部本体  ３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ……駆動機構  ４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ……封止手段  ２０……ロボット制御装置  ２１……記憶部  ２２……動作制御部  １００……ロボット（産業用ロボット）  １０１……床  １１１……ボルト  １１２……基台本体  １１３……円筒状部  １１４……箱状部  ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６……駆動源制御部  ３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６……モータードライバー  ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６……駆動源  ４０１Ｍ、４０２Ｍ、４０３Ｍ、４０４Ｍ、４０５Ｍ、４０６Ｍ……モーター  ４１１、４１２、４１３、４１４、４１５、４１６……角度センサー  ３１、３２……ロボットアーム  ４１……電源  ４２……整流回路  ４３……コンデンサー  ４４……電力変換回路  ４５……検出部  ７１……電子カメラ  ８１、８２……力覚センサー  ９１、９２……ハンド  Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６……回転軸  Ｓ１０１〜Ｓ１０６、Ｓ２０１〜Ｓ２１０……ステップ
【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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【図１１】
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【図１２】
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