(57)【要約】【課題】ロボットの電源停止から電源再投入までの間に多関節アームが意図しない位置に移動してしまうと、正常な初期位置に戻すことが困難である。【解決手段】複腕ロボットの制御部は、（ｉ）ロボットに電源が供給されている第１状態から電源の供給が停止された第２状態になった時における各多関節アームの第１の位置と、第２状態から電源の供給が再開された第３状態になった時における各多関節アームの第２の位置との第１の差分、又は、（ｉｉ）予め定められた各多関節アームの第３の位置と、第２の位置との第２の差分、に基づいて、電源の供給が再開された第３状態になった時に、複数の多関節アームに関して許容される動作を、通知部を用いて通知する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の多関節アームと、
各多関節アームの位置を検出する位置検出器と、
制御部と、
通知部と、
を備え、
前記制御部は、
（ｉ）前記複腕ロボットに電源が供給されている第１状態から前記複腕ロボットへの電源の供給が停止された第２状態になった時における各多関節アームの第１の位置と、前記第２状態から電源の供給が再開された第３状態になった時における各多関節アームの第２の位置との第１の差分、
又は、
（ｉｉ）予め定められた各多関節アームの第３の位置と、前記第２の位置との第２の差分、に基づいて、
前記電源の供給が再開された前記第３状態になった時に、前記複数の多関節アームに関して許容される動作を、前記通知部を用いて通知する、複腕ロボット。
【請求項２】
請求項１に記載の複腕ロボットにおいて、
前記制御部は、前記電源の供給が再開された前記第３状態になった時に、前記第１の差分又は前記第２の差分に基づいて、前記複数の多関節アームを駆動して予め定められた初期位置に戻す復帰動作が許容されるか否かを判定し、前記判定の結果を、前記通知部を用いて通知する、複腕ロボット。
【請求項３】
請求項２に記載の複腕ロボットにおいて、
前記制御部は、前記電源の供給が再開された前記第３状態になった時に前記復帰動作が許容される場合に、前記複数の多関節アームに関して許容される動作の候補を前記複腕ロボットの操作者に選択させるために前記通知部を用いて通知する、複腕ロボット。
【請求項４】
請求項３に記載の複腕ロボットにおいて、
前記制御部は、前記電源の供給が再開されて前記第３状態になった時に前記復帰動作が許容されるか否かは、前記第１の差分又は前記第２の差分が第１の閾値未満か否かによって判定し、
前記制御部は、
（ａ）前記電源の供給が再開されて前記第３状態になった時に前記第１の差分又は前記第２の差分が前記第１の閾値未満で、かつ、前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値以下である場合には、予め選択された１つの動作モードに従って前記復帰動作が許容され、
（ｂ）前記電源の供給が再開されて前記第３状態になった時に前記第１の差分又は前記第２の差分が前記第１の閾値未満で、かつ、前記第２の閾値を超える場合には、前記複数の多関節アームに関して許容される動作の候補を前記複腕ロボットの操作者に選択させるために前記通知部を用いて通知する、複腕ロボット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の複腕ロボットにおいて、
前記制御部は、
前記電源の供給が再開される度に、前記第１の差分又は前記第２の差分を累積して累積差分を算出し、
前記累積差分が予め定めた許容値を超えたときに、前記通知部を用いて警告を通知する、複腕ロボット。
【請求項６】
複数の多関節アームと、各多関節アームの位置を検出する位置検出器とを有する複腕ロボットの制御装置であって、前記制御装置は、
（ｉ）前記複腕ロボットに電源が供給されている第１状態から前記複腕ロボットへの電源の供給が停止された第２状態になった時における各多関節アームの第１の位置と、前記第２状態から電源の供給が再開された第３状態になった時における各多関節アームの第２の位置との第１の差分、
又は、
（ｉｉ）予め定められた各多関節アームの第３の位置と、前記第２の位置との第２の差分、に基づいて、
前記電源の供給が再開された前記第３状態になった時に、前記複数の多関節アームに関して許容される動作を、通知部を用いて通知する、複腕ロボットの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複腕ロボット及びその制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、多関節アームを有するロボット（「多関節ロボット」とも呼ぶ）を利用したロボットシステムが利用されている。多関節ロボットを利用する場合には、アームの動作範囲を所定の許容範囲内に限定することによって、ロボット本体や周辺機器とアームとの干渉を防止するのが一般的である。例えば、特許文献１には、ロボットの制御点（エンドエフェクタの代表点）が動作領域内にあるか否かを監視し、動作領域を逸脱すると、電源を遮断してロボットの動作を禁止する技術が開示されている。この特許文献１では、何らかの原因でロボットが動作領域から逸脱してしまった場合には、作業者が動作禁止を無効とする無効入力をアクティブにしてロボットを動作可能な状態とし、作業者がペンダントを操作することによってロボットの制御点を動作領域内に戻す技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１３０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ロボットを搬送する場合には、ロボットの多関節アーム等が、搬送中に何らかの原因により意図しない位置に移動してしまう可能性がある。例えば、多関節アームが意図しない位置に移動してしまうと、正常な初期位置に戻すことが必ずしも容易でない場合がある。また、無理に初期位置に戻す動作を行わせると、多関節アームとロボットの他の部分とが干渉してロボットの損傷などの不具合が発生する可能性がある。特に、７つ以上の関節軸を有し、冗長な自由度を有する多関節アームの場合には、搬送中に変化した位置から、正常な初期位置に戻すことはかなり困難な場合が多い。このような課題は、ロボットの搬送中に限らず、ロボットの電源停止から電源再投入までの間に、ロボットの多関節アームが意図しない位置に移動してしまう場合に共通する課題である。しかしながら、従来は、このような課題に関する認識が十分でなかったため、その対策も十分になされていないのが実情であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、複数の多関節アームと、各多関節アームの位置を検出する位置検出器と、制御部と、通知部と、を備える複腕ロボットが提供される。前記制御部は、（ｉ）前記複腕ロボットに電源が供給されている第１状態から前記複腕ロボットへの電源の供給が停止された第２状態になった時における各多関節アームの第１の位置と、前記第２状態から電源の供給が再開された第３状態になった時における各多関節アームの第２の位置との第１の差分、又は、（ｉｉ）予め定められた各多関節アームの第３の位置と、前記第２の位置との第２の差分、に基づいて、前記電源の供給が再開された前記第３状態になった時に、前記複数の多関節アームに関して許容される動作を、前記通知部を用いて通知する。
この複腕ロボットによれば、ロボットの電源の供給停止から再開までの間にロボットの多関節アームが意図しない位置に移動してしまった場合にも、許容される動作が通知部によって通知されるので、ロボットの操作者は、この通知に従って多関節アームを正常な初期位置に戻す動作を容易に行わせることが可能となる。
【０００７】
（２）上記複腕ロボットにおいて、前記制御部は、前記電源の供給が再開された前記第３状態になった時に、前記第１の差分又は前記第２の差分に基づいて、前記複数の多関節アームを駆動して予め定められた初期位置に戻す復帰動作が許容されるか否かを判定し、前記判定の結果を、前記通知部を用いて通知するものとしてもよい。
この構成によれば、第１の差分又は第２の差分が過度に大きな場合に復帰動作を許容しないので、復帰動作を行わせることによってロボットの損傷などの不具合が発生する可能性を低減することが可能である。
【０００８】
（３）上記複腕ロボットにおいて、前記制御部は、前記電源の供給が再開された前記第３状態になった時に前記復帰動作が許容される場合に、前記複数の多関節アームに関して許容される動作の候補を前記複腕ロボットの操作者に選択させるために前記通知部を用いて通知するものとしてもよい。
この構成によれば、ロボットの操作者は、多関節アームの現実の状態を観察しながら、通知部によって通知された動作の候補から選択して復帰動作を行うことができるので、多関節アームを正常な初期位置に戻す動作を容易に行わせることが可能となる。
【０００９】
（４）上記複腕ロボットにおいて、前記制御部は、前記電源の供給が再開されて前記第３状態になった時に前記復帰動作が許容されるか否かは、前記第１の差分又は前記第２の差分が第１の閾値未満か否かによって判定し、前記制御部は、（ａ）前記電源の供給が再開されて前記第３状態になった時に前記第１の差分又は前記第２の差分が前記第１の閾値未満で、かつ、前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値以下である場合には、予め選択された１つの動作モードに従って前記復帰動作が許容され、（ｂ）前記電源の供給が再開されて前記第３状態になった時に前記第１の差分又は前記第２の差分が前記第１の閾値未満で、かつ、前記第２の閾値を超える場合には、前記複数の多関節アームに関して許容される動作の候補を前記複腕ロボットの操作者に選択させるために前記通知部を用いて通知するものとしてもよい。
この構成によれば、第１の差分又は第２の差分と、第１の閾値及び第２の閾値との関係に応じて上記（ａ），（ｂ）が実行されるので、ロボットの操作者は、第１の差分又は第２の差分の大きさに応じた適切な動作を実行させることが可能である。
【００１０】
（５）上記複腕ロボットにおいて、前記制御部は、前記電源の供給が再開される度に、前記第１の差分又は前記第２の差分を累積して累積差分を算出し、前記累積差分が予め定めた許容値を超えたときに、前記通知部を用いて警告を通知するものとしてもよい。
累積差分が過度に大きい場合には、多関節アームの機構に何らかの不具合が発生している可能性があるので、ロボットの操作者は、累積差分が許容値を超えた旨の警告を受けることによって、不具合対策を行うことが可能である。
【００１１】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、複腕ロボットの他に、複腕ロボットの制御方法及び制御装置、複腕ロボットを有するロボットシステム等の様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】複腕ロボットを正面から見た斜視図。
【図２】複腕ロボットを背面から見た斜視図。
【図３】複腕ロボットの搬送時の状態を正面から見た図。
【図４】複腕ロボットの複数軸の機構を示す説明図。
【図５】複腕ロボットの各種の検出器と制御部との関係を示すブロック図。
【図６】搬送後の複腕ロボットの制御動作を示すフローチャート。
【図７】軸Ｊｉの移動量ΔＸｉと閾値Ｔａ，Ｔｂの一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態における複腕ロボット１を正面から見た斜視図であり、図２は背面から見た斜視図である。この複腕ロボット１は、ロボット本体１０と、多関節アーム１１と、タッチパネルモニター１２と、搬送用ハンドル１４と、電子カメラ１５と、信号灯１６と、電源スイッチ１７と、外部Ｉ／Ｆ部１８と、昇降ハンドル１９と、を備える。
【００１４】
ロボット本体１０は、肩部１０Ａと、胴部１０Ｂと、脚部１０Ｃと、上部フレーム１０Ｂａと、下部フレーム１０Ｃａとを備える。肩部１０Ａの両側面の上端近傍には、それぞれ多関節アーム１１（「マニピュレーター」とも呼ぶ）が設けられている。なお、以下では、説明の都合上、図１、図２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の手前側を「正面側」または「正面」といい、図２の手前側を「背面側」または「背面」という。
【００１５】
多関節アーム１１は、複数のアーム部材１１ａが関節部により連結された構成を有する。多関節アーム１１の機構については後述する。多関節アーム１１には、作業台の上に載置されたワーク等を撮影するハンドアイカメラ１１ｂが設けられている。
【００１６】
多関節アーム１１の先端の手首部（「エンドエフェクター取付部」とも呼ぶ）には、各種のエンドエフェクターを接続可能である。図１及び図２の例では、エンドエフェクターとして、ワークや道具を把持するハンド１１ｃが接続されている。多関節アーム１１のエンドポイント（複腕ロボット１のエンドポイント制御の対象）の位置は、ハンド１１ｃの先端位置である。
【００１７】
肩部１０Ａから上に突出する頭部には、電子カメラ１５と、信号灯１６とが設けられている。電子カメラ１５は、例えば、作業台やワークを撮像することができる。また、電子カメラ１５は、多関節アーム１１の位置を検出する位置検出器や、多関節アーム１１の姿勢を検出する姿勢検出器として使用しても良い。信号灯１６は、例えば、赤色の光、黄色の光、青色の光をそれぞれ発するＬＥＤを有し、これらのＬＥＤが複腕ロボット１の現在の状態に応じて適宜選択されて発光する。
【００１８】
胴部１０Ｂの正面には、バンパー１３が設けられている。バンパー１３は、製造作業を正確に行なうために、作業用テーブルに当接させて、複腕ロボット１と作業台との水平方向の距離を一定に保つための部材である。
【００１９】
胴部１０Ｂの背面側には、複腕ロボット１の背面側から視認可能なモニターを有するタッチパネルモニター１２が配置されている。タッチパネルモニター１２は、搬送用ハンドル１４に固定されている。タッチパネルモニター１２は、例えば複腕ロボット１の現在の動作状態の表示や、搬送後の復帰動作が許容されるか否かの通知、及び、許容される動作の種類の通知を行う通知部として使用される。タッチパネルモニター１２は、タッチパネル機能を有しており、複腕ロボット１に対する動作の設定や指令の入力を行なう操作部として用いることが可能である。但し、タッチパネル機能は省略してもよい。胴部１０Ｂの背面には、更に、昇降ハンドル１９が設けられている。昇降ハンドル１９を回転させると、肩部１０Ａが胴部１０Ｂに対して上下方向に移動する。
【００２０】
胴部１０Ｂは、脚部１０Ｃ内部の下部フレーム１０Ｃａ上に設けられている。下部フレーム１０Ｃａの内部には、複腕ロボット１を制御する制御部（後述）が設置される。下部フレーム１０Ｃａと上部フレーム１０Ｂａは一体に構成されている。下部フレーム１０Ｃａには回転軸（図示せず）が設けられ、この回転軸は上部フレーム１０Ｂａ内を上下方向に移動可能である。なお、回転軸の上端部には肩部１０Ａが設けられ、昇降ハンドル１９の操作に応じて回転軸が上下に移動する。
【００２１】
脚部１０Ｃの背面には、電源スイッチ１７と、制御部と外部のＰＣ等を接続する外部接続端子である外部Ｉ／Ｆ部１８とが設けられている。電源スイッチ１７は、複腕ロボット１の電源を投入する電源オンスイッチ１７ａと、複腕ロボット１の電源を遮断する電源オフスイッチ１７ｂとを有する。これらのスイッチ１７ａ，１７ｂの操作によって、複腕ロボット１への主電源の電力供給の開始（再開）や停止が行われる。なお、「電源の電力供給」を、単に「電源の供給」とも呼ぶ。複腕ロボット１の電源は、通常は外部電源であるが、複腕ロボット１の内部に大容量の電池を電源として設けるようにしてもよい。
【００２２】
脚部１０Ｃの背面には、更に、搬送用ハンドル１４が設けられている。この搬送用ハンドル１４は、複腕ロボット１を搬送する際に作業者が把持する部分である。脚部１０Ｃの最下部には、複数のキャスター及びアジャストフット（いずれも図示せず）が水平方向に間隔をおいて設置されている。これらの機構を利用して、作業者が複腕ロボット１を搬送した後に、複腕ロボット１を所望の設置位置で固定することができる。また、キャスターは、ブレーキ機構（図示せず）を有していてもよい。これにより、例えば下り坂では、ブレーキを利用することで複腕ロボット１をより安全に搬送することが可能である。ブレーキの仕方は特に限定しないが、搬送用ハンドル１４にブレーキレバー（図示せず）を設け、ブレーキレバーを握ることによりブレーキがかかるようにすれば操作性がよい。
【００２３】
図３は、複腕ロボット１の搬送時の状態の一例を正面から見た図である。搬送時には、２本の多関節アーム１１をそれぞれ背中側に折り畳み、手首部が後方を向いた状態に設定される。また、手首部には、エンドエフェクターは取り付けられていない。このように、一般に、ロボットの搬送時にはコンパクトな姿勢に設定されるのが普通である。また、搬送時には、ロボットの軸が回転しないように、各軸に設けられたブレーキによって各軸の位置が固定される。このブレーキとしては、例えば電磁ブレーキが利用される。電磁ブレーキとしては、電源オフでブレーキがオン状態となる無励磁型のブレーキを利用可能である。
【００２４】
図４は、複腕ロボット１に設けられた複数の軸の機構を示す説明図である。肩部１０Ａと胴部１０Ｂの間には、回転軸Ｊ０が設けられている。また、２つの多関節アーム１１のそれぞれには、７つの関節軸Ｊ１〜Ｊ７が設けられている。これらの回転軸Ｊ０や関節軸Ｊ１〜Ｊ７を構成する関節機構には、それらを動作させるためのアクチュエーター（図示せず）が設けられている。また、回転軸Ｊ０と多関節アーム１１の７つの関節軸Ｊ１〜Ｊ７には、それぞれの回転角度（各軸の「位置」）を検出する位置検出器ＰＳ０，ＰＳ１〜ＰＳ７が設けられている。位置検出器ＰＳ０〜ＰＳ７としては、エンコーダーや、ポテンショメーター、レゾルバーなどを利用可能である。位置検出器ＰＳ０〜ＰＳ７が出力する位置検出信号は、複腕ロボット１の位置フィードバック制御や速度フィードバック制御に使用される。なお、関節が回転関節である場合には、その関節軸の「位置」は回転角度であり、関節が直動関節である場合にはその関節軸の「位置」は直線上の位置である。図４の例では関節軸Ｊ０〜Ｊ７はすべて回転関節なので、それらの位置は回転角度として検出される。
【００２５】
多関節アーム１１の手首部には、力覚センサーＦＳが設けられている。力覚センサーＦＳは、ハンド１１ｃ（図１）がワークに及ぼしている力に対する反力やモーメントを検出するセンサーである。力覚センサーＦＳとしては、例えば、並進３軸方向の力成分と、回転３軸回りのモーメント成分の６成分を同時に検出することができる６軸力覚センサーを用いることができる。なお、力覚センサーＦＳは、６軸センサーに限らず、例えば３軸センサーでもよい。
【００２６】
図５は、複腕ロボット１に設けられた各種の検出器と制御部との関係を示すブロック図である。各軸の位置検出器ＰＳ０〜ＰＳ７と、力覚センサーＦＳと、電子カメラ１５は、制御部１００にそれぞれ接続されている。なお、図５では、多関節アーム１１の位置検出器ＰＳ１〜ＰＳ７としては、１つのアーム分のみが代表的に描かれているが、実際には２つの多関節アーム１１のそれぞれに関してこれらの位置検出器ＰＳ１〜ＰＳ７が存在する。制御部１００は、これらの位置検出器ＰＳ０〜ＰＳ７や力覚センサーＦＳからの出力信号や、電子カメラ１５で撮像された映像を用いて複腕ロボット１の制御を実行する。また、制御部１００は、必要に応じて、タッチパネルモニター１２に各種の通知や警告を表示する。位置検出器ＰＳ０〜ＰＳ７は、複腕ロボット１の内部に設置されたバッテリーＢＴに接続されている。従って、これらの位置検出器ＰＳ０〜ＰＳ７は、複腕ロボット１の電源が供給されていない状態（例えば搬送途中）でもそれぞれの軸の位置を検出することが可能である。
【００２７】
図６は、ロボットの搬送後に電源供給を開始する際におけるロボットの制御動作を示すフローチャートである。複腕ロボット１の搬送及び設置が完了し、複腕ロボット１の電源の供給が開始されると、まず、ステップＳ１００において、制御部１００が多関節アーム１１の関節軸Ｊ１〜Ｊ７の位置検出器ＰＳ１〜ＰＳ７の出力信号である位置検出信号を取得する。図５で説明したように、位置検出器ＰＳ１〜ＰＳ７にはバッテリーＢＴから電源が供給されており、搬送や設置の途中で電源がオフの場合にも各軸の位置を検出することができる。従って、仮に、搬送時の設定状態（図３）から関節軸Ｊ１〜Ｊ７に予期しない移動（位置変化）が生じている場合にも、制御部１００は、ステップＳ１００においてその移動量を算出することが可能である。なお、ステップＳ１００において各関節軸Ｊ１〜Ｊ７の移動量を算出できるようにするために、制御部１００は、不揮発性メモリー内に搬送時の設定状態における各関節軸Ｊ１〜Ｊ７の位置を格納しておくことが好ましい。以下で説明する処理では、胴部１０Ｂと肩部１０Ａとの間の回転軸Ｊ０（図４）の位置は使用されていないが、この回転軸Ｊ０の位置も多関節アーム１１の回転軸Ｊ１〜Ｊ７と同様に利用してもよい。
【００２８】
ステップＳ１１０では、制御部１００が、多関節アーム１１の７つの関節軸Ｊ１〜Ｊ７の移動量ΔＸｉと、予め定めた閾値Ｔａ，Ｔｂとの関係を比較し、その比較結果に応じてステップＳ２００，Ｓ３００，Ｓ４００のいずれかの処理を実行する。
【００２９】
図７は、或る関節軸Ｊｉの移動量ΔＸｉとその閾値Ｔａ，Ｔｂの一例を示す説明図である。ここで、添え字ｉは、多関節アーム１１の関節軸Ｊ１〜Ｊ７の番号１〜７を示している。この例では、関節軸の通常の可動範囲は、原点（ΔＸ＝０の点）を中心として−ΔＸｍａｘ〜＋ΔＸｍａｘの範囲に設定されている。但し、最小値−ΔＸｍａｘと最大値＋ΔＸｍａｘの値は異なっていてもよい。ここで、原点は、搬送時の設定状態における関節軸Ｊｉの位置である。第１の閾値Ｔａと第２の閾値Ｔｂは、以下のように設定されている。
【００３０】
＜第１の閾値Ｔａ＞
第１の閾値Ｔａは、搬送途中における移動量ΔＸｉが第１の閾値Ｔａ以上であれば、搬送途中において複腕ロボット１に何らかの過負荷が掛かっており、故障の可能性が高いと考えられる移動量を示す値である。また、搬送途中における移動量ΔＸｉが第１の閾値Ｔａ以上の場合には、仮に複腕ロボット１の関節軸Ｊ１〜Ｊ７を搬送時の設定状態に戻すように駆動制御すると、何らかの不具合や破損を生じさせる可能性があると考えられる値である。後述するように、搬送途中における移動量ΔＸｉが第１の閾値Ｔａ以上の場合には、多関節アーム１１を初期位置（所定の初期位置）に戻すように多関節アーム１１を動作させる復帰動作が禁止される。一方、搬送途中における移動量ΔＸｉが第１の閾値Ｔａ未満の場合には、多関節アーム１１を初期位置（所定の初期位置）に戻すように多関節アーム１１を動作させる復帰動作が許容される。復帰動作としては、種々の動作モードが利用可能である。
【００３１】
＜第２の閾値Ｔｂ＞
第２の閾値Ｔｂは、第１の閾値Ｔａよりも小さな値であり、搬送途中における移動量ΔＸｉが第２の閾値Ｔｂ以下であれば、複腕ロボット１の関節軸Ｊ１〜Ｊ７を搬送時の設定状態に戻すように動作させても、複腕ロボット１に不具合や破損を生じさせる可能性が無いと考えられる値である。後述するように、搬送途中における移動量ΔＸｉが第２の閾値Ｔｂ以下の場合には、予め選択された１つの動作モードに従って復帰動作が実行される。一方、搬送途中における移動量ΔＸｉが第２の閾値Ｔｂを越える場合には、復帰動作として許容される動作モードの候補がタッチパネルモニター１２からユーザー（作業者）に通知される。
【００３２】
なお、各関節軸Ｊｉの閾値Ｔａ，Ｔｂは、各関節軸Ｊｉにそれぞれ適した値に個別に設定される。また、各関節軸Ｊｉの移動量ΔＸｉと閾値Ｔａ，Ｔｂとの比較は、それらの絶対値を用いて行われる。但し、以下では説明の便宜上、移動量ΔＸｉと閾値Ｔａ，Ｔｂを比較するものとして説明する。
【００３３】
多関節アーム１１の関節軸Ｊ１〜Ｊ７のうちの少なくとも１つの関節軸Ｊｉの移動量ΔＸｉが第１の閾値Ｔａ以上の場合には、多関節アーム１１を初期位置に戻すように多関節アーム１１を動作させる復帰動作が禁止され、ステップＳ４００が実行される。ここで、「初期位置」とは、搬送時の設定姿勢（図３）における位置を意味する。ステップＳ４００では、制御部１００が、ソフト復帰動作が不可能なことを示すアラームをユーザーに通知する。この通知では、問題のある軸がどの軸であるかをユーザーに通知することが望ましい。この通知は、例えば、モニター１２上にその通知を表示することによって行われる。後述する他の通知も同様である。ここで、「ソフト復帰動作」とは、複腕ロボット１の制御ソフトウェア上でユーザーがコマンドを入力することによって、複腕ロボット１を初期位置まで復帰させる動作を意味する。ソフト復帰動作が不可能である旨のアラームが通知されると、複腕ロボット１の設置現場では、ユーザーが複腕ロボット１に動作を行わせることができない。この場合には、例えば、複腕ロボット１のメンテナンスサポート会社（或いはメンテナンス作業員）に連絡して、複腕ロボット１を動作可能な状態にまで復帰するメンテナンス作業を依頼する。メンテナンス作業では、複腕ロボット１に不具合や損傷が無いか否かを含めた確認作業が行われる。なお、図３で説明したように、搬送時には、各軸に設けられたブレーキによって各軸にブレーキが掛かっているが、メンテナンス作業時にはこのブレーキの解除が許容される。この結果、メンテナンス作業では、メンテナンス作業員が多関節アーム１１を手で移動させることが可能となる。
【００３４】
多関節アーム１１のすべての関節軸Ｊ１〜Ｊ７の移動量ΔＸｉが第１の閾値Ｔａ未満の場合には、多関節アーム１１を初期位置に戻すように多関節アーム１１を動作させる復帰動作が許容され、ステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理、又は、ステップＳ３００〜Ｓ３６０の処理が実行される。すなわち、本実施形態では、復帰動作が許容される場合に、移動量ΔＸｉと第２の閾値Ｔｂとの比較結果に応じて、ステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理と、ステップＳ３００〜Ｓ３６０の処理の一方が選択的に実行される。
【００３５】
多関節アーム１１のすべての関節軸Ｊ１〜Ｊ７の移動量ΔＸｉが第２の閾値Ｔｂ以下である場合には、ステップＳ２００〜Ｓ２２０が実行される。ステップＳ２００では、制御部１００が、復帰動作が可能なことをユーザーに通知する。なお、「復帰動作」とは、元の搬送姿勢における初期位置に各軸Ｊ０〜Ｊ７の位置を戻す動作を意味する。ステップＳ２１０では、元の搬送姿勢における初期位置まで、インピーダンス制御を利用して各軸Ｊ０〜Ｊ７の位置を移動させる動作を実行する。前述したように、多関節アーム１１の手首部には力覚センサーＦＳ（図４）が設けられている。インピーダンス制御では、ユーザー（作業者）が多関節アーム１１の手首部を手で押さえながら多関節アーム１１を移動させると、力覚センサーＦＳで検出される力が過度に大きくならないように制御しつつ、多関節アーム１１を初期位置までゆっくりと戻すことが可能である。なお、作業者がインピーダンス制御状態にある多関節アーム１１を動かす代わりに、インピーダンス制御状態で双腕ロボット１の指令を更新することによって双腕ロボット１自体が多関節アーム１１を初期位置まで戻すことも可能である。ステップＳ２２０では、元の搬送姿勢における初期位置から通常動作の初期姿勢の位置まで移動するように、制御部１００が各軸Ｊ０〜Ｊ７を動作させる。通常動作の初期姿勢は、予め設定された姿勢であり、この姿勢における各軸の位置は、制御部１００内の不揮発性メモリーに格納されている。図１，図２に示す姿勢は、通常動作の初期姿勢に近いものである。なお、ステップＳ２２０の動作では、ユーザーが複腕ロボット１の多関節アーム１１や手首部に触る必要は無く、制御部１００が各軸Ｊ０〜Ｊ７のアクチュエータを駆動させることによって自動的に実行される。但し、ステップＳ２２０は省略しても良い。
【００３６】
一方、多関節アーム１１の関節軸Ｊ１〜Ｊ７の移動量ΔＸｉが上述したステップＳ２００及びステップＳ４００に移行する条件を満たさない場合には、ステップＳ３００〜Ｓ３６０が実行される。すなわち、多関節アーム１１のすべての関節軸Ｊ１〜Ｊ７の移動量ΔＸｉが第１の閾値Ｔａ未満であり、かつ、少なくとも１つの関節軸Ｊｉの移動量ΔＸｉが第２の閾値Ｔｂを越える場合には、ステップＳ３００〜Ｓ３６０が実行される。ステップＳ３００では、制御部１００が、ソフト復帰動作が可能なことを示すアラームをタッチパネルモニター１２上に表示してユーザーに通知する。この通知では、問題のある軸がどの軸であるかをユーザーに通知することが望ましい。また、この状態では、各軸のブレーキを解除できることが許容される。ステップＳ３１０では、ユーザーが、タッチパネルモニター１２上でアラームを解除した後に、複数の動作モードの選択肢の中から１つを選択し、この選択に応じてステップＳ３２０，Ｓ３３０，Ｓ３４０のいずれか１つの動作モードによる復帰動作を実行する。
【００３７】
ステップＳ３２０では、元の搬送姿勢における初期位置までインピーダンス制御で移動する動作が行われる。この動作は、上述したステップＳ２１０と同じである。ステップＳ３３０では、ユーザーが指定した軸のブレーキを解除する。軸の指定は、例えばタッチパネルモニター１２上で行われる。この際、ブレーキ解除の対象とする軸を、複腕ロボット１のすべての軸Ｊ０〜Ｊ７から選択的に指定できるようにタッチパネルモニター１２上のユーザーインターフェースが構成されていることが好ましい。指定した軸のブレーキを解除した後は、その軸の関節をユーザーが持って移動させることにより、元の搬送姿勢における初期位置の近くまで移動させるようにしても良い。ステップＳ３４０では、ユーザーの指令又は選択により、複腕ロボット１の胴部１０Ｂから多関節アーム１１（又はその手首部）を遠ざける動作を複腕ロボット１に行わせる。胴部１０Ｂから多関節アーム１１を遠ざける理由は、胴部１０Ｂに多関節アーム１１が過度に近づいている場合には、元の搬送姿勢における初期位置に戻る復帰動作を行わせると、多関節アーム１１と胴部１０Ｂが干渉してしまう可能性があるからである。ステップＳ３３０，Ｓ３４０の後には、ステップＳ３５０においてインピーダンス制御で元の搬送姿勢における初期位置まで移動する復帰動作が行われる。但し、ステップＳ３３０，Ｓ３４０の動作によって、初期位置の十分近くまで戻っている場合には、ステップＳ３５０を省略してもよい。このようにして、ステップＳ３２０〜Ｓ３５０において元の搬送姿勢における初期位置（又はそれに近い位置）まで戻ると、ステップＳ３６０において、初期位置から通常動作の初期姿勢まで移動するように、制御部１００が各軸Ｊ０〜Ｊ７を動作させる。この処理は、上述したステップＳ２２０と同じである。なお、ステップＳ３６０もステップＳ２２０と同様に省略してもよい。
【００３８】
なお、図６のステップＳ２１０，Ｓ３２０において、インピーダンス制御の代わりに位置制御を利用して元の搬送姿勢まで軸を移動させてもよい。ロボット本体や周辺機器とアームとの接触を防止するという観点からは、位置制御に比べてインピーダンス制御の方がより望ましい。但し、移動に要する時間に関しては、位置制御の方が短くなる点で好ましい。
【００３９】
図６の処理手順によれば、複腕ロボット１の搬送後に電源を投入した際に、電源の停止と再開の間における各軸の移動量ΔＸｉに応じて、複腕ロボット１に許容される動作を判定してユーザーに通知するので、ユーザーが適切な動作を選択することが可能となる。すなわち、ユ―ザーは、移動量ΔＸｉの大きさに応じた適切な動作を選択しつつ、複腕ロボット１の多関節アーム１１を元の搬送姿勢における初期位置まで複腕ロボット１を動作させることができる。また、多関節アーム１１の軸Ｊｉの移動量ΔＸｉが第１の閾値Ｔａ以上である場合には、搬送途中に過度な負荷が掛かっている可能性があるので、ユーザーによる複腕ロボット１の復帰動作を禁止したので、複腕ロボット１に不具合や損傷を生じさせる可能性を低減することが可能である。
【００４０】
なお、図６のステップＳ２１０，Ｓ３２０〜Ｓ３５０において、元の搬送姿勢の初期位置（又はそれに近い位置）に戻す場合の動作に関しては、以下のような条件のうちの１つ以上を設定することが好ましい。
＜条件１＞
多関節アーム１１の各関節軸Ｊｉの動作可能範囲を、その通常稼働範囲−ΔＸｍａｘ〜＋ΔＸｍａｘよりも広くとる。このような条件１を設定する理由は、仮に、多関節アーム１１の軸Ｊｉが通常稼働範囲の範囲外に移動してしまっている場合にも、通常稼働範囲の中に戻ってこられるようにするためである。
＜条件２＞
各関節軸Ｊｉのアクチュエータのトルク計算における過負荷検出閾値を小さくする。過負荷検出閾値は、各関節軸Ｊｉにおけるトルク計算値がこの閾値以上になると、その関節軸の動作を禁止するように制御される値である。過負荷検出閾値を小さくすれば、多関節アーム１１を初期位置に戻すために動かしている際に、各関節軸Ｊｉに掛かるトルクが通常よりも小さな値に限定されるので、多関節アーム１１が複腕ロボット１自身に接触してしまう場合にも、それによる損傷や不具合を最小限に抑えることが可能となる。
＜条件３＞
力覚センサーＦＳの過負荷検出閾値を大きくする。この過負荷検出閾値は、力覚センサーＦＳで検出される負荷がこの閾値以上になると、多関節アーム１１の動作を禁止するように制御される値である。力覚センサーＦＳの過負荷検出閾値を大きくすれば、インピーダンス制御において、多関節アーム１１をより自由に動作させることが可能になり、初期位置に戻すことがより容易となる。
【００４１】
なお、上述した条件１〜３をすべて設定する必要は無く、これらの中の一部のみが設定されていてもよい。また、これらの条件１〜３の設定に関しては、ステップＳ２１０，Ｓ３２０，Ｓ３３０，Ｓ３４０，Ｓ３５０でそれぞれ異なる設定を用いるようにしてもよい。
【００４２】
図６の例では、複腕ロボット１の搬送後の電源の供給開始時における複腕ロボット１の多関節アーム１１の位置と、初期位置（搬送時の設定姿勢の位置）における位置との差分ΔＸｉを求め、この差分ΔＸｉに応じて、複腕ロボット１に許容される動作がユーザーに通知される例を説明した。但し、図６のような処理は、複腕ロボット１の搬送を行わず、その電源を一旦遮断した後に再開する場合にも同様に適用することが可能である。すなわち、図６の処理は、複腕ロボット１の電源の供給を停止した後に再開したときの処理にも適用可能である。複腕ロボット１の搬送を行わない場合にも、電源の供給の停止時とその後の再開時における複腕ロボット１のアーム位置の差分ΔＸｉが大きな場合には、そのまま複腕ロボット１を動作させると何らかの不具合が発生する可能性があるので、図６に類似した処理を行うことが好ましい。但し、この場合には、ステップＳ２１０，Ｓ２３，Ｓ３５０における「元の搬送姿勢」は、「電源の供給停止時の姿勢」に読み替えたものとなる。
【００４３】
なお、多関節アーム１１の電源の供給停止時の位置と電源の供給再開時の位置との差分ΔＸｉ（第１の差分）を算出する代わりに、予め設定された初期位置と電源の供給再開時の位置との差分ΔＸｉ（第２の差分）を算出して、図６の判定に用いてもよい。この場合にも、この所定の初期位置と電源の供給再開時の位置との差分ΔＸｉ（第２の差分）の大きさに応じて、複腕ロボット１に許容される動作を判定してユーザーに通知すれば、ユーザーが適切な動作を選択することが可能となる。なお、電源の供給が再開される度に、第１の差分又は第２の差分を累積して累積差分を算出し、累積差分が予め定めた許容値を超えたときに、制御部１００が、モニター１２を用いて警告を通知するものとしてもよい。累積差分が過度に大きい場合には、多関節アーム１１の機構に何らかの不具合が発生している可能性がある。複腕ロボット１のユーザーは、累積差分が許容値を超えた旨の警告を受けることによって、不具合対策を行うことが可能である。なお、第１の差分又は第２の差分の累積差分としては、第１の差分と第２の差分の両方を加算した累積値を利用してもよく、或いは、第１の差分のみを加算した累積値や、第２の差分のみを加算した累積値を利用してもよい。
【００４４】
上述した実施形態によれば、複腕ロボット１に電源の供給が停止された時における各多関節アーム１１の位置と、この状態から電源の供給が再開された時における各多関節アーム１１の位置との第１の差分ΔＸｉ、又は、（ｉｉ）多関節アーム１１の予め定められた初期位置と、複腕ロボット１への電源の供給が再開された時における各多関節アーム１１の位置との第２の差分ΔＸｉ、に基づいて、多関節アーム１１に関して許容される動作を通知するようにしたので、ユーザーが、移動量の差分ΔＸｉに応じた適切な動作を複腕ロボット１に行わせることが可能である。
【００４５】
・変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４６】
・変形例１：
上記実施形態では、複腕ロボット１の多関節アーム１１の位置や姿勢を検出する位置検出器ＰＳ０〜ＰＳ７として、エンコーダーや、ポテンショメーター、レゾルバーなどを利用していたが、この代わりに、例えばカメラを用いて複腕ロボット１の多関節アーム１１の位置や姿勢を検出するようにしても良い。
【００４７】
・変形例２：
上記実施形態では、通知部として、タッチパネルモニター１２を利用していたが、これ以外の任意の通知部を利用することができる。例えば、画像を表示するモニターや、音を発生するスピーカー、ＬＥＤなどの光源などを通知部として利用してもよい。
【００４８】
・変形例３：
上記実施形態では、位置の移動量ΔＸｉが比較的小さい場合（図６のステップＳ２１０，Ｓ３２０，Ｓ３５０）に、インピーダンス制御を用いて初期位置（すなわち所定の初期位置）まで多関節アーム１１を動作させていたが、インピーダンス制御の代わりに、位置制御やハイブリッド制御の他の動作モードを利用してもよい。但し、これらのステップでは、予め選択された１つの動作モードが利用されるように予め設定されていることが好ましい。こうすれば、一定の動作モードを利用して、不具合を生じさせること無く、多関節アーム１１を所定の初期位置まで戻すように複腕ロボット１を動作させることが可能である。
【００４９】
・変形例４：
図６のステップＳ１１０では、複腕ロボット１のすべての関節軸の移動量ΔＸｉを用いて、復帰動作が許容されるか否か、及び、復帰動作が許容される場合にどのような動作が許容されるかが判定されていたが、この代わりに、代表的な関節軸として予め選択された１つ又は複数の関節軸の移動量ΔＸｉを用いてこのような判定を行ってもよい。
【００５０】
・変形例５：
図６の処理については、上述したもの以外の種々の変形が可能である。例えば、ステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理による復帰動作を省略しても良く、また、ステップＳ３００〜Ｓ３６０の処理による復帰動作のうちの一部の動作を省略してもよい。
【００５１】
また、図６の処理では、移動量ΔＸｉが第１の閾値Ｔａ未満であって復帰動作が許容される場合に、移動量ΔＸｉを更に第２の閾値Ｔｂと比較していたが、第２の閾値Ｔｂとの比較を行わないようにしても良い。この場合には、例えば、ステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理による復帰動作と、ステップＳ３００〜Ｓ３６０の処理による復帰動作と、のうちの一部又は全部の動作の中から任意の動作をユーザーが選択できるように、ユーザーに通知することが好ましい。
【００５２】
・変形例６：
上記実施形態では、７軸の多関節アームを有するロボットについて説明したが、多関節アームの関節数は７に限らず、２以上の任意の数を採用可能である。但し、関節数が７以上の多関節アームでは自由度に冗長性があるため、電源の再開時における移動量が大きな場合に復帰動作がより複雑で困難である。従って、本発明の効果は、７つ以上の関節軸を有する多関節アームを備えたロボットに適用した場合に顕著である。
【００５３】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５４】
１…複腕ロボット
１０…ロボット本体
１０Ａ…肩部
１０Ｂ…胴部
１０Ｃ…脚部
１０Ｂａ…上部フレーム
１０Ｃａ…下部フレーム
１１…多関節アーム
１１ａ…アーム部材
１１ｂ…ハンドアイカメラ
１１ｃ…ハンド
１２…タッチパネルモニター
１３…バンパー
１４…搬送用ハンドル
１５…電子カメラ
１６…信号灯
１７…電源スイッチ
１７ａ…電源オンスイッチ
１７ｂ…電源オフスイッチ
１８…外部Ｉ／Ｆ部
１９…昇降ハンドル
１００…制御部
【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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