(57)【要約】【課題】荷重変動などが発生してもロボットは安定して作業を継続でき、さらに作業者は所望の目的作業にのみ傾注できるロボットの制御装置を提供する。【解決手段】力制御手段４と作業命令入力手段５とを有するロボットの制御装置であって、作業命令入力手段５の出力に応じてロボットの動作可能な方向を規定する規範動作方向生成手段７と、規範動作方向生成手段７の出力に応じてロボットの力制御手段４の力制御パラメータを設定する力制御パラメータ設定手段６と、ロボットのフィードバック位置と規範動作方向生成手段７の出力とからロボットの動作状態を判断する動作状態監視手段８と、動作状態監視手段８の出力からパラメータ値を補正する力制御パラメータ補正量生成手段９と、規範動作方向生成手段７の出力と動作状態監視手段８の出力と力制御パラメータ補正量生成手段９の出力とを作業者に提示する動作状態提示手段１０とを備えた。【選択図】      図１
2004148466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力制御手段と作業者の作業指示を入力する作業命令入力手段とを有する、作業者と協調して作業するロボットの制御装置であって、
前記作業命令入力手段の出力に応じて前記ロボットの規範となる動作可能な方向を規定する規範動作方向生成手段と、
前記規範動作方向生成手段の出力に応じて前記ロボットの前記力制御手段の力制御パラメータを設定する力制御パラメータ設定手段と、
前記ロボットのフィードバック位置と、前記規範動作方向生成手段の出力とから前記ロボットの動作状態を判断する動作状態監視手段と、
前記動作状態監視手段の出力から前記力制御パラメータ設定手段で設定されたパラメータ値を補正する力制御パラメータ補正量生成手段と、
前記規範動作方向生成手段の出力と前記動作状態監視手段の出力と前記力制御パラメータ補正量生成手段の出力とを作業者に提示する動作状態提示手段と
を備えたことを特徴とするロボット制御装置。
【請求項２】
前記作業命令入力手段は、予め登録された作業パターンを選択する作業パターン選択手段と、前記作業パターン選択手段で選択された作業パターン毎に必要な前記ロボットの動作条件を設定する作業パターン設定手段とを有することを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
【請求項３】
前記作業命令入力手段は、作業者の時系列の作業パターンデータを入力することを特徴とする請求項１記載のロボット制御装置。
【請求項４】
前記規範動作方向生成手段は、前記ロボットの制御点位置の時系列データと、前記制御点位置の時系列データからの一定オフセット値とで構成される規範動作データを生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の記載のロボット制御装置。
【請求項５】
前記動作状態監視手段は、前記規範動作方向生成手段で生成した規範動作データと前記ロボットのフィードバック位置の差を予め設定された時間についての積分し、その積分値が閾値以上であれば、その積分値と閾値との差を出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のロボット制御装置。
【請求項６】
前記動作状態監視手段は、前記ロボットのフィードバック位置からロボットの速度を算出し、算出した速度に応じて、前記規範動作方向生成手段で生成した規範データを変形し、変形された前記規範データと前記ロボットのフィードバック位置の差を予め設定された時間について積分し、その積分値が閾値以上であれば、その積分値と閾値との差を出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のロボット制御装置。
【請求項７】
前記力制御パラメータ補正量生成手段は、前記動作状態監視手段の出力に比例定数倍した補正量を生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のロボット制御装置。
【請求項８】
前記動作状態提示手段は、前記動作状態監視手段の出力に応じた音（音の強弱変化や音質の変化）により作業状態を提示することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のロボット制御装置。
【請求項９】
前記力制御パラメータ設定手段は、前記規範動作方向生成手段の出力に応じて、予め規定されたテーブル情報に基づいて前記力制御手段のトルク指令の制限値を設定し、前記力制御パラメータ補正量生成手段は、前記ロボットのフィードバック位置が前記規範動作方向生成手段で生成されたオフセット値以内になるようなトルク指令の制限値を補正する補正量を生成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のロボット制御装置。
【請求項１０】
前記動作状態提示手段は、前記動作状態監視手段の出力の履歴から動作方向の変更を促す情報（回転角度等）を提示し、前記作業命令入力手段は、動作変更の補正量設定手段を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載のロボット制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業者と協調して作業する力制御手段を有するロボットの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、作業者と協調して作業する力制御手段を有するロボットの制御装置に関連した装置として、作業者が違和感を覚えにくく、正確な作業がしやすく、作業に伴う疲労を低減できる補助装置（例えば、特許文献１参照）がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１３−０７５６４９号公報
【特許文献２】
特開平０９−１７９６３２号公報
【０００４】
以下、簡単に特許文献１記載の従来発明について、図面を用いて説明する。
図１１および図１２は、従来の発明を示すものであり、図において、図１１はこの実施の形態に係わる作業補助装置Ｂの全体像を示し、重量の重い足回り部材Ｗは作業者Ｐが搬送する作業を補助し、作業者はより軽量の物体を搬送しているときに要求される力を加えるだけで、実際には重量物Ｗを搬送できる装置を示している。
この作業補助装置Ｂは、固定されたレール１００、その固定レール１００に沿って自由度１方向にスライド可能な第１可動体１０１、その第１可動体１０１に対して自由度２方向にスライド可能な第２可動体１０２、その第２可動体１０２に対して自由度３方向に回転可能な第３可動体１０３、その第３可動体１０３に対して自由度４方向に揺動可能な第４可動体１０４、その第４可動体１０４に対して自由度５方向に揺動可能な第５可動体１０５、その第５可動体１０５に対して自由度６方向に揺動可能な第６可動体１０６、その第６可動体１０６に対して自由度７方向に揺動可能な第７可動体１０７、その第７可動体１０７に対して自由度８方向に揺動可能で重量物Ｗを固定可能な第８可動体１０８を備えており、各可動体１０１〜１０８は図１１では図示されていないアクチュエータＡ１〜Ａ８によってそれぞれ動かされる。
作業者Ｐは最終可動体である第８可動体１０８を把持し、まず最初は重量物Ｗが保管されている所に第８可動体１０８を動かし、重量物Ｗを第８可動体１０８に固定する。ついで第８可動体１０８ないし重量物Ｗを搬送作業に必要な方向に向けて移動させたり回転させることによって、第８可動体１０８に固定されている重量物Ｗを搬送する。作業者Ｐが第８可動体８ないし重量物Ｗを移動させたり回転させたりするのに必要な力は、アクチュエータＡ１〜Ａ１０８の出力が調整させることによって、作業補助装置Ｂを用いないで重量物Ｗよりも軽量の物体を搬送するときに必要な力ですむようになっている。
【０００５】
図１２のブロック図は、位置センサとコントローラとドライバとアクチュエータの接続関係を示し、ドライバはコントローラからの信号によってアクチュエータに加える電力を調整する。ドライバは各アクチュエータ毎に設けられている。図１２の（１）式は、作業補助装置Ｂに重量物Ｗが固定された全体システムの概念的な運動方程式を示し、ここで、ＭＶ，ＤＶ，ＫＶはそれぞれ全体システムの質量マトリクス、粘性係数マトリクス、ばね定数マトリクスであり、事前に測定されている。この実施の形態では、重量物Ｗがばねで拘束されていないために、ばね定数マトリクスＫＶはゼロである。
ｘは一つの自由度に関する重量物Ｗの位置を示し、位置センサで検出される。位置ｘの１回微分値は速度に対応し、２回微分値は加速度に対応し、それぞれ位置センサで検出された位置の情報がコントローラによって時間微分されることで求められる。
これに代えて、可動体１０８に速度センサと加速度センサを取付けてもよい。あるいは、可動体１０８に操作者が加える操作力を検出するセンサを取付けて、加速度に代わる値を検出するようにしてもよい。
以上の情報から図１２に示す（１）式の右辺の値が計算でき、重量物と作業補助装置の全体システムを、現に行っている運動をさせるに要する力ＦＴが、各自由度毎に求められる。
第１〜８アクチュエータＡ１〜Ａ８によって、各自由度について、合わせてＦＴの力が出力されていれば（ここでいう合計した力は、単純な代数和でなく、各可動体を介して最終可動体１０８に伝達される力の和をいう）、作業者Ｐは何らの操作力を要せずにそのときの運動を起こしていることになる。
しかしながら、このようにアクチュエータの出力を調整すると作業者は違和感を覚え、良質な搬送作業が実施でいない。
【０００６】
そこで、この実施の形態では、図１２に示す（２）式の計算を行う。
ここで、Ｍは加速度に対する比例係数で作業者が感じる仮想物体の質量に相当し、Ｄは速度に対する比例係数で作業者が感じる粘性係数に相当し、Ｋは位置に対する比例係数で作業者が感じるばね定数に相当する。
このようにして図１２に示す（２）式で計算される力が作業者に求められるようにアクチュエータの出力を調整する。このために、図１２に示す（３）式の右辺、即ち、前記重量物とその重量物を支持している可動体の全体システムを、それらが現に行っている運動をさせるに要する力ＦＴから、重量物Ｗの加速度に比例する力と速度に比例する力と位置に比例する力とを合計した合力Ｆｈを減じた力ＦＡが計算され、その力がアクチュエータから出力されるように調整する。
この実施の形態では、（２）式ないし（３）式の計算をするにあたって、加速度に対する比例係数Ｍと、速度に対する比例係数Ｄと、位置に対する比例係数Ｋが搬送作業中に切り換えられる。このように上記従来の作業補助装置は、作業内容を、起動フェーズと中間フェーズ、位置きめフェーズの３つのフェーズに分け、各フェーズの切り替え時に、対応する比例係数を増減させる方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の補助装置は、補助装置としての域を脱しておらず、作業目的をもって動作補助するロボット的な要素が欠けている。そのため、作業者と部材を協調して搬送している最中（従来技術で述べているところの同一作業フェーズ中）に、部材に荷重変動が発生したような場合には、補助装置自体が動作状態を監視していないため、荷重変動に対処することが不可能であり、作業者に肉体的、精神的負担を強いるといった問題があった。
また、補助装置の動作意図を作業者が認識できなかったり、作業者の意図を補助装置へ正確に伝えることができなかったりしたため、円滑な協調作業が実現できないといった問題もあった。
従って、この発明の目的は、作業目的を応じて適応的に力制御パラメータを調整し、作業者の補助作業を円滑に、確実に実施するロボットの制御装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項１記載のロボット制御装置は、力制御手段と作業者の作業指示を入力する作業命令入力手段とを有する、作業者と協調して作業するロボットの制御装置であって、前記作業命令入力手段の出力に応じて前記ロボットの規範となる動作可能な方向を規定する規範動作方向生成手段と、前記規範動作方向生成手段の出力に応じて前記ロボットの前記力制御手段の力制御パラメータを設定する力制御パラメータ設定手段と、前記ロボットのフィードバック位置と、前記規範動作方向生成手段の出力とから前記ロボットの動作状態を判断する動作状態監視手段と、前記動作状態監視手段の出力から前記力制御パラメータ設定手段で設定されたパラメータ値を補正する力制御パラメータ補正量生成手段と、前記規範動作方向生成手段の出力と前記動作状態監視手段の出力と前記力制御パラメータ補正量生成手段の出力とを作業者に提示する動作状態提示手段とを備えたことを特徴とする。
請求項１記載のロボット制御装置によれば、ロボットが、作業者の作業目的を把握し、規範となる動作データに従って自動的に力制御パラメータを制御するため、荷重変動などが発生してもロボットは安定して作業を継続でき、さらに作業者は所望の目的作業にのみ傾注しておけば良い。
そのため作業者に、本来の所望の目的作業以外の精神的、肉体的負担を強いることがなく、作業者はロボットと円滑に協調作業を遂行できる。さらにロボットの動作状態を作業者が把握できるため、ロボットの動作に安全に協調することが可能である。
【０００９】
請求項２記載のロボット制御装置は、請求項１記載のロボット制御装置において、前記作業命令入力手段が、予め登録された作業パターンを選択する作業パターン選択手段と前記作業パターン選択手段で選択された作業パターン毎に必要な前記ロボットの動作条件を設定する作業パターン設定手段を有することを特徴とする。
請求項２記載のロボット制御装置によれば、直接ロボットの作業パターンを設定できるため、作業パターンの把握が容易であり、特にロボットの教示経験のある作業者にとっては好適である。
【００１０】
請求項３記載のロボット制御装置は、請求項１記載のロボット制御装置において、前記作業命令入力手段が、作業者の時系列の作業パターンデータを入力することを特徴とする。
請求項３記載のロボット制御装置によれば、作業者は、作業パターンを実演するだけでよく、ロボットの教示作業に不慣れな作業者であっても容易に、動作パターンの設定が可能となる。
【００１１】
請求項４記載のロボット制御装置は、請求項１〜３のいずれか１項記載のロボット制御装置において、前記規範動作方向生成手段が、前記ロボットの制御点位置の時系列データと、前記制御点位置の時系列データからの一定オフセット値とで構成される規範動作データを生成することを特徴とする。
請求項４記載のロボット制御装置によれば、軌跡ズレの許容範囲をオフセットとして簡便な方法で定義しているため、演算処理の負荷が小さく、さらに記憶するデータ量を小さくすることが可能である。
【００１２】
請求項５記載のロボット制御装置は、請求項１〜４のいずれか１項記載のロボット制御装置において、前記動作状態監視手段が、前記規範動作方向生成手段で生成した規範動作データと前記ロボットのフィードバック位置の差を予め設定された時間についての積分し、その積分値が閾値以上であれば、その積分値と閾値との差を出力することを特徴とする。
請求項５記載のロボット制御装置によれば、時間積分した値で判断するため、ノイズの影響を受けにくい安定した作業状態の判断が可能である。
【００１３】
請求項６記載のロボット制御装置は、請求項１〜４のいずれか１項記載のロボット制御装置において、前記動作状態監視手段が、前記ロボットのフィードバック位置からロボットの速度を算出し、算出した速度に応じて、前記規範動作方向生成手段で生成した規範データを変形し、変形された前記規範データと前記ロボットのフィードバック位置の差を予め設定された時間について積分し、その積分値が閾値以上であれば、その積分値と閾値との差を出力することを特徴とする。請求項６記載のロボット制御装置によれば、作業者の動作速度が変化しても、それに応じて規範データを変形するため、作業者の速度変化による誤検出が起こらず、正確な作業状態の把握が可能となる。
【００１４】
請求項７記載のロボット制御装置は、請求項１〜６のいずれか１項記載のロボット制御装置において、前記力制御パラメータ補正量生成手段が、前記動作状態監視手段の出力に比例定数倍した補正量を生成することを特徴とする。
請求項７記載のロボット制御装置によれば、補正方法が簡便であるため、演算負荷を小さくすることができる。
【００１５】
請求項８記載のロボット制御装置は、請求項１〜７のいずれか１項記載のロボット制御装置において、前記動作状態提示手段が、前記動作状態監視手段の出力に応じた音（音の強弱変化や音質の変化）により作業状態を提示することを特徴とする。
請求項８記載のロボット制御装置によれば、作業者の両手が使えない場合や、モニタ画面を見ることができない作業姿勢であっても、ロボットの作業状態を、正確に把握することが可能であり、作業の安全性が向上する。
【００１６】
請求項９記載のロボット制御装置は、請求項１〜７のいずれか１項記載のロボット制御装置において、前記力制御パラメータ設定手段が、前記規範動作方向生成手段の出力に応じて、予め規定されたテーブル情報に基づいて前記力制御手段のトルク指令の制限値を設定し、前記力制御パラメータ補正量生成手段は、前記ロボットのフィードバック位置が前記規範動作方向生成手段で生成されたオフセット値以内になるようなトルク指令の制限値を補正する補正量を生成することを特徴とする。
請求項９記載のロボット制御装置によれば、規範動作方向から外れるに従い、前記ロボットが硬くなるため、作業者が手の感覚で操作方向の良否の判断ができるため、作業性が向上する。
【００１７】
請求項１０記載のロボット制御装置は、請求項１〜９のいずれか１項記載のロボット制御装置において、前記動作状態提示手段が、前記動作状態監視手段の出力の履歴から動作方向の変更を促す情報（回転角度等）を提示し、前記作業命令入力手段は、動作変更の補正量設定手段を有することを特徴とする。
請求項１０記載のロボット制御装置によれば、作業途中で、動作方向の変更が生じた場合でも、容易に、しかもロボットの動作履歴を活用しているため正確に動作方向を変更することができ、作業性が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態のロボット制御装置について図１〜図７に基づいて説明する。なおこの実施の形態は、請求項１〜１０記載の内容に関連する。
図１は請求項１〜１０記載のロボット制御装置の基本構成を示す図であり、図２〜図７は請求項１〜１０記載の実施内容を示す図である。
以下、図に基づいて説明する。
図１において、作業者１はロボット３とワーク２を運搬している。
ロボット３はロボット制御装置１１と接続している。ロボット制御装置１１は、力制御手段４を有し、作業者１の作業命令を入力する作業命令入力手段５と前記作業命令入力手段５の出力に応じて前記ロボット３の基準となる動作軌跡を生成する規範動作方向生成手段７と、前記作業命令入力手段５に入力された命令に応じて前記力制御手段４の力制御パラメータを設定する力制御パラメータ設定手段６と、前記ロボット３のフィードバック位置と前記規範動作方向生成手段７の出力とから前記ロボット３の動作状態を判断する動作状態監視手段８と、前記動作状態監視手段８の出力から前記力制御パラメータ設定手段６で設定されたパラメータ値の補正量を算出する力制御パラメータ補正量生成手段９と、前記規範動作方向生成手段７の出力と、前記動作状態監視手段８の出力と前記力制御パラメータ補正量生成手段９の出力を作業者に提示する動作状態提示手段１０とを具備している。
さらに、ΣＷは、前記ロボット３の作業座標系である。この実施例においては、前記力制御手段４としては、図２に示す特許文献２で公知技術となっている柔軟制御装置を用いるが、その他の公知となっているインピーダンス制御などの手段を用いても良い。
図２において、４５は図に示されていない前記ロボット３の位置検出器からの計測情報を基に座標間の微少変位を演算する手段であり、前記力制御パラメータ設定手段で設定された前記作業座標系ΣＷに基づく力もしくはトルク限界値４６を前記微少変位を演算する手段４５へ与えて関節角トルク限界値に変換する手段４２を介して、補正されたトルク指令４３がサーボアンプ入力され、前記ロボット３の柔軟性が実現される。
【００１９】
次に具体的な動作について説明する。
作業者１は、ロボット３と共同でワーク２を前記作業座標系ΣＷのｙ方向に運搬作業する。作業開始前に作業者１は、前記作業命令入力手段５で、前記作業座標系ΣＷのｙ方向に運搬作業を行うことを、作業命令として入力する。
ここでは、具体的に、本発明の請求項２で提案している作業命令入力手段５を用いる。図３に請求項２で提案している作業命令入力手段５を示す。前記作業命令入力手段５において、作業者１は図４に示す選択スイッチ５１Ａと５１Ｂで構成された作業パターン選択手段５１で  ”水平移動”の選択スイッチ５１Ａを押す。
選択スイッチ５１Ａが押されると、作業パターン設定手段５２において、水平移動の設定画面５２Ａが現れ、作業者１に動作項目の設定を要求し、作業者１は、動作方向、動作速度、前記ワーク２の概略重量、位置ズレ許容幅を設定する。なお、作業者１の両手が使えない場合、音声により前記設定画面５２Ａを入力してもよい。設定画面５２Ａで設定された動作項目は、規範動作方向生成手段７に入力され、請求項４で提案している図６に示すような、Ｘ、Ｙ、Ｚそれぞれの軸方向に対して基準作業パターン軌跡Ａ、Ｂ、Ｃとオフセット軌跡１Ａ、２Ａ、１Ｂ、２Ｂ、１Ｃ、２Ｃからなる規範動作データを生成する。
また、力制御パラメータ設定手段６は、前記作業命令入力手段５の出力を受けて、前記作業座標系ΣＷのｙ軸方向に柔らかく、ｘ軸とＺ軸方向が硬くなるように力制御手段４の前記力限界値４６を、Ｙ軸方向は０（Ｎ）、Ｘ軸方向は５（Ｎ）、Ｚ軸方向は５（Ｎ）と設定する。
また、請求項３で提案している作業命令入力手段５については、例えばモーションキャプチャなどにより作業者１の手先位置の時系列データを取得し、前記規範動作方向生成手段にそのまま出力するか、もしくは回帰曲線等で近似しても良い。
【００２０】
次に、作業者１が、ワーク２を把持して前記作業座標系ΣＷのｙ方向に移動し始めると、ロボット３は前記力制御手段４の効果により、ワーク２の重量を前記ロボット３が保持したまま受動的に、前記作業座標系ΣＷのｙ方向に追従し搬送作業を実施する。荷重変動がない場合や、設定重量の誤差が小さい場合は、ロボット３のフィードバック位置の時系列データは、オフセット軌跡１Ａ、２Ａ、１Ｂ、２Ｂ、１Ｃ、２Ｃの内側にあり、所望の作業品質を維持する。
しかし、実際の作業現場においては、荷重変動や、設定重量の誤差が発生するため、前記ロボット３のフィードバック位置の時系列データが、前記オフセット軌跡１Ａ、２Ａ、１Ｂ、２Ｂ、１Ｃ、２Ｃの外側にはみ出し、作業品質が悪化する場合が起こる。
そのため、この実施例においては請求項５で提案している動作状態監視手段８を用いる。具体的には、図７に示すように前記動作状態監視手段８で、予め定められた時間間隔（ΔＴ）で基準作業パターン軌跡とフィードバック位置軌跡の差を積分（図７横縞の領域の面積）し、前記オフセット軌跡で囲まれた領域の面積との大小により、位置ズレを判定する。図７に示すように積分することにより、ノイズなどによる計測誤差の影響（一時的なオフセット軌跡からのズレ）を排除することができ実用的である。
動作状態監視手段８の判定の結果、位置ズレが発生している軸に対しては、請求項７で提案している前記力制御パラメータ補正量生成手段で、位置ズレ量を定数倍した補正量を加算して、力制御手段４に設定し、位置ズレを起こしている軸方向が硬くなり、位置ズレが補正される。このときロボット３の動作状態を、動作状態提示手段１０を介して、作業者１に提示し、作業者１の注意を喚起し安全を確保する。このとき、請求項８で提案しているように、位置ズレが大きくなるに従って警告音を強くしたり、音色を変化させたりすれば、より正確に作業者に作業状態を伝えることができ安全性は更にます。
【００２１】
さらに、作業者１も場合によってはそのときの体調などにより作業速度が、設定した速度と一致しない場合がありうる。そのような場合は、前記動作状態監視手段８において、請求項６で提案しているように、基準作業パターン軌跡Ａ、Ｂ、Ｃとオフセット軌跡、１Ａ、２Ａ、１Ｂ、２Ｂ、１Ｃ、２Ｃからなる基準作業パターン軌跡データを前記ロボット３のフィードバック位置から算出したフィードバック速度に応じて変形した基準作業パターン軌跡データを用いて判定する。具体的には、例えば基準作業パターン軌跡データを
ｙ＝ｆ（ｔ）とした場合、
ｔ＝ｔ×Ｖｆｂ／Ｖ０
ただし、Ｖ０は、前記設定画面５２Ａで設定した動作速度であり、
Ｖｆｂは前記ロボットのフィードバック速度である。
と変形する。
【００２２】
次に、前記ロボット１の動作方向を、作業者１に力覚によって明示する場合、請求項９で提案しているように図８に示すトルク制限をすることで、作業者１を規範動作データの方向を意識させることが可能となる。
図８において、Ｔｍｉｎは前記力制御パラメータ設定手段６で設定されたトルク指令の制限値で、前記力制御パラメータ補正量生成手段は、位置ズレ量に応じて、つまり規範動作の中心Ａからずれるに従い最大Ｔｍａｘになるまでトルク指令の制限値を補正する。実際に作業者１の時間軸に沿ったフィードバック位置の軌跡を図９に示す。動作開始時に規範動作の中心Ａからずれていたものが、時間経過に従って規範動作の中心Ａに沿うようになる。なお、図８，９ではＸ方向の設定しか示していないが、Ｙ、Ｚ方向も同様に設定可能である。
また、前記ロボット１の作業座標系ΣＷの設定誤差が大きい場合、作業者１の意識している動作方向と前記ロボット１の動作方向の乖離が大きいため、作業途中での座標系の変更が必要になる場合がある。この場合は、請求項１０で提案しているように、前記動作状態提示手段１０で前記動作監視手段８の出力の履歴から、図１０に示すような、作業者１との共同作業により得られた動作方向のベクトルＶｂを算出し、予め設定しておいた動作方向のベクトルＶａ（図６に対応）とから補正角度θを算出し、音声で作業者１に伝え、補正の必要性を促す。
作業者１は、前記補正角度θを前記作業命令入力手段５から入力し、それに応じて前記ロボット１の作業座標系ΣＷを前記補正角度θだけ回転させ、図１０に示すＸ’−Ｙ’となる。作業座標系ΣＷの回転は公知の技術であるため割愛する。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１記載のロボット制御装置によれば、ロボットが、作業者の作業目的を把握し、規範となる動作データに従って自動的に力制御パラメータを制御するため、荷重変動などが発生してもロボットは安定して作業を継続でき、さらに作業者は所望の目的作業にのみ傾注しておけば良い。そのため作業者に、本来の所望の目的作業以外の精神的、肉体的負担を強いることがなく、作業者はロボットと円滑に協調作業を遂行できる。さらにロボットの動作状態を作業者が把握できるため、ロボットの動作に安全に協調することが可能である。
請求項２記載のロボット制御装置によれば、ロボットの作業パターンを直接設定できるため、作業パターンの把握が容易であり、特にロボットの教示経験のある作業者にとっては好適であり、作業効率が向上する。
請求項３記載のロボット制御装置によれば、作業者は、作業パターンを実演するだけでよく、ロボットの教示作業に不慣れな作業者であっても容易に、動作パターンの設定が可能となる。
請求項４記載のロボット制御装置によれば、軌跡ズレの許容範囲をオフセットとして簡便な方法で定義しているため、演算処理の負荷が小さく、さらに記憶するデータ量を小さくすることが可能であり、実用的である。
請求項５記載のロボット制御装置によれば、時間積分した値で判断するため、ノズルの影響を受けにくい安定した作業状態の判断が可能である。
請求項６記載のロボット制御装置によれば、作業者の動作速度が変化しても、それに応じて規範データを変形するため、作業者の速度変化による誤検査が起こらず、正確な作業状態の把握が可能となる。
請求項７記載のロボット制御装置によれば、補正方法が簡便であるため、演算負荷を小さくすることができ、実用的である。
請求項８記載のロボット制御装置によれば、音の強弱などにより動作状態を提示するため、作業者の両手が使えない場合や、モニタ画面を見ることができない作業姿勢であっても、ロボットの作業状態を、正確に把握することが可能であり、作業の安全性が向上する。
請求項９記載のロボット制御装置によれば、規範動作方向から外れるに従い、前記ロボットが硬くなるため、作業者がワークを把持した手の感覚で操作方向の良否の判断ができるため、直感的に理解しやすく作業性が向上する。
請求項１０記載のロボット制御装置によれば、作業途中で、動作方向の変更が生じた場合でも、容易に、しかもロボットの動作履歴を活用しているため正確に動作方向を変更することができ、作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の基本構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の力制御手段４を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態の作業命令入力手段５を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態の動作パターン選択手段５１を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態の動作パターン設定手段５２を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態の規範動作方向生成手段７が生成した基準作業パターンデータを示す図である。
【図７】この発明の実施の形態の動作状態監視手段８の処理を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態の力制御パラメータ設定手段６と力制御パラメータ補正量生成手段９によって生成されたトルク制限パターンを示す図である。
【図９】この発明の実施の形態の、作業者１のフィードバック軌跡を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態の、動作状態提示手段１０の座標系の設定誤差提示を示す図である。
【図１１】従来の実施例における作業補助装置の構成図である。
【図１２】従来の実施例における各機器の接続関係を示す図である。
【符号の説明】
１    作業者
２    ワーク
３    ロボット
４    力制御手段
５    作業命令入力手段
６    力制御パラメータ設定手段
７    規範動作方向生成手段
８    動作状態監視手段
９    力制御パラメータ補正量生成手段
１０    動作状態提示手段
１１    ロボット制御装置
４１    トルク指令
４２    トルク制限器
４３    補正されたトルク指令
４４    サーボアンプ
４５    Ｊｔの演算手段
４６    作業座標力、トルク限界設定手段
５１  作業パターン選択手段
５１Ａ  水平移動選択スイッチ
５１Ｂ  鉛直移動選択スイッチ
５２  作業パターン設定手段
５２Ａ  水平移動の動作パターン設定手段
１００  固定レール
１０１  第１可動体
１０２  第２可動体
１０３  第３可動体
１０４  第４可動体
１０５  第５可動体
１０６  第６可動体
１０７  第７可動体
１０８  第８可動体
Ｖａ    予め設定しておいた動作方向のベクトル
Ｖｂ    作業者１との共同作業により得られた動作方向のベクトル
Ｐ      作業者
【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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