(57)【要約】【課題】操作器を用いた操作者によるエンドエフェクタの位置決めや姿勢決めを簡単かつ高精度に行え、作業精度を向上させることができる作業用ロボットを提供する。【解決手段】作業用ロボット１００は、複数の自由度を備えてエンドエフェクタであるシリンジ１１２を変位させるロボットアーム１１０と、同ロボットアーム１１０の作動を制御するスレーブ制御装置１２０およびマスタ制御装置１３０と、ロボットアーム１１０を操作するためのマニピュレータ１３１ａとを備えている。スレーブ制御装置１２０は、ワーク座標系内にシリンジ１１２の位置と姿勢を規制するための吸着点ＡＰｇｒｉｄの集合である吸着要素パターンＡＰを設定する。そして、スレーブ制御装置１２０は、マニピュレータ１３１ａの操作によるシリンジ１１２の位置姿勢目標値に直近の吸着点ＡＰｇｒｉｄを位置姿勢目標補正値として特定し、同位置姿勢目標補正値に向かってシリンジ１１２を変位させる。【選択図】  図１
2009274191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の自由度を備え、同各自由度ごとに設けられたアクチュエータによってエンドエフェクタを変位可能に保持したロボットアームと、
前記エンドエフェクタの位置および姿勢を決めるためのワーク座標系を備え、前記ロボットアームの作動を制御する制御装置と、
前記制御装置を介して前記ロボットアームを操作するための操作器とを備えた作業用ロボットにおいて、
前記制御装置は、
前記ワーク座標系内における前記エンドエフェクタの位置および／または姿勢を規定するための吸着要素を同ワーク座標系内に設定する吸着要素設定手段と、
前記エンドエフェクタの目標位置および／または目標姿勢に対して直近の前記吸着要素を特定する吸着要素特定手段と、
前記目標位置および／または目標姿勢に前記エンドエフェクタを変位させる際、前記特定した吸着要素に向って前記エンドエフェクタを変位させる位置姿勢補正手段とを備えたことを特徴とする作業用ロボット。
【請求項２】
請求項１に記載した作業用ロボットにおいて、
前記吸着要素設定手段は、複数の前記吸着要素の集合からなる吸着要素パターンを前記ワーク座標系内に設定する作業用ロボット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した作業用ロボットにおいて、
前記位置姿勢補正手段は、前記特定された吸着要素に向う前記エンドエフェクタの変位の程度を調整するための変位調整手段を備えた作業用ロボット。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した作業用ロボットにおいて、
前記操作器は、前記位置姿勢補正手段によって前記エンドエフェクタを変位させる際、
操作者による操作感を変化させることができる操作感変更手段を備える作業用ロボット。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載した作業用ロボットにおいて、
前記位置姿勢補正手段は、前記ロボットアームにおける前記各自由度ごとに前記特定された吸着要素に向う前記エンドエフェクタの変位の可否を選択可能な作業用ロボット。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載した作業用ロボットにおいて、
前記吸着要素設定手段は、前記ワーク座標系内に配置された物体の内部に相当する空間に前記吸着要素を設定する作業用ロボット。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載した作業用ロボットにおいて、さらに、
前記ワーク座標系内における前記エンドエフェクタを撮影するための撮影手段と、
前記制御装置に備えられ、前記撮影手段にて撮影されたエンドエフェクタ画像と前記ワーク座標系内に設定された吸着要素を表す吸着要素画像とを合成する画像合成手段と、
前記合成された画像を表示する表示手段とを備えた作業用ロボット。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載した作業用ロボットにおいて、さらに、
複数の前記吸着要素の集合からなる吸着要素パターンを複数組記憶する吸着要素パターン記憶手段を備え、
前記吸着要素設定手段は、前記記憶された吸着要素パターンを選択的に前記ワーク座標系内に設定する作業用ロボット。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載した作業用ロボットにおいて、
前記制御装置は、下記数１に示す運動方程式を用いたインピーダンス制御によって前記ロボットアームの作動を制御する作業用ロボット。
【数１】
2009274191.tif 000008
なお、上記数１におけるＭは慣性を表すインピーダンスパラメータ、Ｄは機械抵抗（粘性）を表すインピーダンスパラメータ、Ｋは剛性（弾性）を表すインピーダンスパラメータ、ｘＳ（ｔ）は前記エンドエフェクタの前記ワーク座標系における位置および／または姿勢を表す一般化ベクトル、ｘｃｍｄ（ｔ）は前記エンドエフェクタの目標位置および／または目標姿勢を表す一般化ベクトル、ｆ（ｔ）は前記エンドエフェクタに作用する外力を表す一般化ベクトル、ｘｇｒｉｄは前記特定された吸着要素、変数ｘＳ（ｔ）およびｘｃｍｄ（ｔ）の上に付したドット数は、同ドット数だけの微分を表す。
【請求項１０】
複数の自由度を備え、同各自由度ごとに設けられたアクチュエータによってエンドエフェクタを変位可能に保持したロボットアームと、
前記エンドエフェクタの位置および姿勢を決めるためのワーク座標系を備え、前記ロボットアームの作動を制御する制御装置と、
前記制御装置を介して前記ロボットアームを操作するための操作器とを備えた作業用ロボットに適用されるコンピュータプログラムおいて、
前記制御装置に、
前記ワーク座標系内における前記エンドエフェクタの位置および／または姿勢を規定するための吸着要素を同ワーク座標系内に設定させる吸着要素設定ステップと、
前記エンドエフェクタの目標位置および／または目標姿勢に対して直近の前記吸着要素を特定する吸着要素特定ステップと、
前記目標位置および／または目標姿勢に前記エンドエフェクタを変位させる際、前記特定した吸着要素に向って前記エンドエフェクタを変位させる位置姿勢補正ステップとを実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の自由度を持ち、各自由度に対応するアクチュエータによりエンドエフェクタを変位させることができるロボットアームを備えた作業用ロボットおよび同作業用ロボットに適用されるコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の自由度を持ち、各自由度に対応するアクチュエータによりエンドエフェクタを変位させることができるロボットアームを備えた作業用ロボットが知られている。例えば、複数のアーム部材を順次連結するとともに各連結部にて一方のアーム部材に対して他方のアーム部材を相対変位可能に構成したロボットアームの先端部に、ワークを把持するためのハンドや塗料を噴出するためのスプレーガンなどのエンドエフェクタを設けて、所定の位置に配置されたワークに対して所定の作業、例えば、ワークの変位やワークの塗装を行う産業用多関節ロボットがある。
【０００３】
一般に、このような作業用ロボットは、エンドエフェクタを支持するロボットアームの他に、同ロボットアームの作動を制御するための制御装置と、同制御装置に対して操作者からの指示を入力するための操作器とを備えて構成されている。そして、作業用ロボットによる実際の作業は、動作内容を予め作業用ロボット（制御装置）に教示（記憶）して作動させる自動運転、または操作器を用いた操作者による手動運転により行われる。
【０００４】
ところが、このような作業用ロボットに対する動作内容の教示作業（所謂ティーチング）や作業用ロボットの手動運転は、操作者による操作器の手動操作によって行われるため、エンドエフェクタを高精度に位置決めおよび姿勢決めすることが困難である。特に、ワークとエンドエフェクタとの位置や姿勢関係が厳密に要求される作業や、微細なワークに対する作業においては、位置や姿勢関係の調整に係る操作者の作業負担が大きく、作業の効率が悪いとともに作業の精度が低いという問題がある。
【０００５】
このような操作者による手動操作の困難性および不正確性を解決するため、例えば、下記特許文献１には、作業用ロボットがエンドエフェクタの位置決めに用いる座標系内にエンドエフェクタを強制的に位置決めするための格子点を設定した作業用ロボットが開示されている。この作業用ロボットにおいては、作業用ロボットの動作内容を教示するティーチングの際、操作者が指定した教示点に対して直近の格子点を目標の位置として位置決め位置を変更することにより、操作者による手動操作の困難性、不正確性の解消を図っている。
【特許文献１】特開平０２−３０４６０１号公報
【０００６】
しかしながら、上記した作業用ロボットにおいては、作業用ロボットの動作内容をティーチングペンダント（操作器）などで教示するティーチング型の作業用ロボットを前提としており、操作者の判断に基づく手動操作によってリアルタイムに作業を行う作業用ロボットにおいては、操作者によるエンドエフェクタの操作精度に影響されて正確な位置決めが依然として困難である。また、上記した作業用ロボットにおいては、作業ロボットの動作（位置決め）は、格子点上に限定されるため、その動作は不連続となり、操作者の自然な連続操作を生かしつつ作業性と両立させることはできない。さらに、上記した作業用ロボットにおいては、エンドエフェクタの位置決め位置のみを補正するものであるため、エンドエフェクタの姿勢、換言すれば、エンドエフェクタの向きを正確に決めすることができず、作業用ロボットによる作業精度が未だ不十分であるという問題がある。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、操作器を用いた操作者によるエンドエフェクタの位置決めおよび／または姿勢決めを簡単かつ高精度に行え、作業用ロボットによる作業精度を向上させることができる作業用ロボットおよび同作業用ロボットに適用されるコンピュータプログラムを提供することにある。
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明の特徴は、複数の自由度を備え、同各自由度ごとに設けられたアクチュエータによってエンドエフェクタを変位可能に保持したロボットアームと、エンドエフェクタの位置および姿勢を決めるためのワーク座標系を備え、ロボットアームの作動を制御する制御装置と、制御装置を介してロボットアームを操作するための操作器とを備えた作業用ロボットにおいて、前記制御装置は、ワーク座標系内におけるエンドエフェクタの位置および／または姿勢を規定するための吸着要素を同ワーク座標系内に設定する吸着要素設定手段と、エンドエフェクタの目標位置および／または目標姿勢に対して直近の吸着要素を特定する吸着要素特定手段と、前記目標位置および／または目標姿勢にエンドエフェクタを変位させる際、前記特定した吸着要素に向ってエンドエフェクタを変位させる位置姿勢補正手段とを備えたことにある。
【０００９】
この場合、前記作業用ロボットにおいて、制御装置は、下記数１に示す運動方程式を用いたインピーダンス制御によってロボットアームの作動を制御するとよい。
【数１】
2009274191.tif 000003
なお、上記数１におけるＭは慣性を表すインピーダンスパラメータ、Ｄは機械抵抗（粘性）を表すインピーダンスパラメータ、Ｋは剛性（弾性）を表すインピーダンスパラメータ、ｘＳ（ｔ）は前記エンドエフェクタの前記ワーク座標系における位置および／または姿勢を表す一般化ベクトル、ｘｃｍｄ（ｔ）は前記エンドエフェクタの目標位置および／または目標姿勢を表す一般化ベクトル、ｆ（ｔ）は前記エンドエフェクタに作用する外力を表す一般化ベクトル、ｘｇｒｉｄは前記特定された吸着要素、変数ｘＳ（ｔ）およびｘｃｍｄ（ｔ）の上に付したドット数は、同ドット数だけの微分を表す。
【００１０】
このように構成した請求項１に係る発明の特徴によれば、エンドエフェクタが変位するワーク座標系内にエンドエフェクタの位置や姿勢を規定するための吸着要素を設定して、エンドエフェクタを変位させる際、エンドエフェクタの目標位置や目標姿勢に直近の吸着要素にエンドエフェクタが変位するように構成されている。このため、操作者は、所謂ティーチング型の作業用ロボットであっても、または操作者の判断に基づく手動操作によってリアルタイムに作業を行う作業用ロボットでもあっても、作業用ロボットの形式に関わらずエンドエフェクタの位置決めや姿勢決めを正確に行うことができる。この場合、操作者はワーク座標系における必要とされる任意の位置に吸着要素を配置するだけでエンドエフェクタを高精度に位置・姿勢決めを正確に行うことができる。また、本発明によれば、エンドエフェクタの位置のほかエンドエフェクタの姿勢も規制することができる。この結果、操作器を用いた操作者によるエンドエフェクタの位置決めや姿勢決めを簡単かつ高精度に行え、作業用ロボットによる作業精度を向上させることができる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明の特徴は、前記作業用ロボットにおいて、吸着要素設定手段は、複数の吸着要素の集合からなる吸着要素パターンをワーク座標系内に設定することにある。このように構成した請求項２に係る発明の特徴によれば、吸着要素ごとにエンドエフェクタの位置や姿勢決めを行うことができる。このため、エンドエフェクタの位置や姿勢を微調整したり、ワークに対して異なる位置や姿勢から連続的に作業を実行したりすることができ、作業精度や作業効率を向上させることができるとともに多様な作業を実行させることができる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明の特徴は、前記作業用ロボットにおいて、位置姿勢補正手段は、前記特定された吸着要素に向うエンドエフェクタの変位の程度を調整するための変位調整手段を備えたことにある。このように構成した請求項３に係る発明の特徴によれば、作業用ロボットによる作業中においてエンドエフェクタの吸着要素への変位が不要の場合には、エンドエフェクタの吸着機能を縮小、または無効とすることができ、操作者は、自由な操作が可能となる。すなわち、操作者による自由な操作が必要な作業と、吸着機能によるエンドエフェクタの正確な位置・姿勢決めとを自由に選択して作業を行うことができる。これにより、作業用ロボットの操作性が向上するとともに、適応範囲を広範することができる。
【００１３】
また、請求項４に係る発明の特徴は、前記作業用ロボットにおいて、操作器は、位置姿勢補正手段によってエンドエフェクタを変位させる際、操作者による操作感を変化させることができる操作感変更手段を備えることにある。このように構成した請求項４に係る発明の特徴によれば、エンドエフェクタに作用する外力や吸着力の大きさを操作器の操作により把握することができ、より正確で適確な操作を行うことができる。この結果、作業用ロボットによる作業性および作業精度を向上させることができる。
【００１４】
また、請求項５に係る発明の特徴は、前記作業用ロボットにおいて、位置姿勢補正手段は、ロボットアームにおける前記各自由度ごとに前記特定された吸着要素に向うエンドエフェクタの変位の可否を選択可能なことにある。このように構成した請求項５に係る発明の特徴によれば、位置決めや姿勢決めが必要な自由度ごとに規制の可否を選択できる。この結果、操作者による自由な操作と、位置・姿勢の規制による正確な位置・姿勢決めとにより作業用ロボットで実現できる作業の種類が増加し、作業用ロボットの適用範囲、用途の幅を一層広げることができる。
【００１５】
また、請求項６に係る発明の特徴は、前記作業用ロボットにおいて、吸着要素設定手段は、ワーク座標系内に配置された物体の内部に相当する空間に吸着要素を設定することにある。このように構成した請求項６に係る発明の特徴によれば、エンドエフェクタの目標位置を物体の内部空間に指示した場合、エンドエフェクタは物体の内部空間に設定された吸着要素に向って変位しようとするため、物体に接触したエンドエフェクタは物体を押圧する。すなわち、エンドエフェクタを物体に押し付けた状態の作業を行わせることができる。この結果、作業用ロボットで実現できる作業の種類が増加し、作業用ロボットの適用範囲、用途の幅を一層広げることができる。
【００１６】
また、請求項７に係る発明の特徴は、前記作業用ロボットにおいて、さらに、ワーク座標系内におけるエンドエフェクタを撮影するための撮影手段と、制御装置に備えられ、撮影手段にて撮影されたエンドエフェクタ画像とワーク座標系内に設定された吸着要素を表す吸着要素画像とを合成する画像合成手段と、前記合成された画像を表示する表示手段とを備えたことにある。
【００１７】
このように構成した請求項７に係る発明の特徴によれば、操作器を操作してエンドエフェクタの位置決めや姿勢決めを行う際、操作者は、表示手段に表示されたエンドエフェクタと吸着要素との位置関係を確認しながらエンドエフェクタの操作を行うことができる。この結果、作業用ロボットにおける作業性および作業精度を向上させることができる。
【００１８】
また、請求項８に係る発明の特徴は、前記作業用ロボットにおいて、さらに、複数の吸着要素の集合からなる吸着要素パターンを複数組記憶する吸着要素パターン記憶手段を備え、吸着要素設定手段は、前記記憶された吸着要素パターンを選択的にワーク座標系内に設定することにある。
【００１９】
このように構成した請求項８に係る発明の特徴によれば、作業用ロボット１００に実行させる作業の内容やワークＷＫの形状などに応じて適宜吸着要素パターンを切換ながらエンドエフェクタの位置決めや姿勢決めを行うことができる。この結果、作業用ロボットで実現できる作業の種類が増加し、作業用ロボットの適用範囲、用途の幅を一層広げることができる。
【００２０】
また、本発明は作業用ロボットの発明として実施できるだけでなく、同作業用ロボットに用いられるコンピュータプログラムの発明としても実施できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（作業用ロボット１００の構成）
以下、本発明に係る作業用ロボットの一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る作業用ロボット１００の構成を模式的に示した構成概略図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。この作業用ロボット１００は、ワークＷＫの表面に液状の接着剤を滴状に塗布するものである。
【００２２】
この作業用ロボット１００は、ロボットアーム１１０を備えている。ロボットアーム１１０は、主として、支持機構１１１とシリンジ１１２とで構成されている。支持機構１１１は、複数のアーム部材を順次連結するとともに各連結部にて一方のアーム部材に対して他方のアーム部材を相対変位可能に組み付けて構成されている。シリンジ１１２は、支持機構１１１の先端部に同支持機構１１１に対して相対変位可能な状態で組み付けられており、図示しないタンクから供給される液滴状の接着剤を吐出する。
【００２３】
ロボットアーム１１０における支持機構１１１およびシリンジ１１２の各連結部（関節部）には、図示しないアクチュエータが設けられており、支持機構１１１の先端部に保持されたシリンジ１１２の位置および姿勢（向き）を６自由度で変位させることができる。また、ロボットアーム１１０におけるシリンジ１１２には、エンドエフェクタであるシリンジ１１２に加わる外力を検出するための力センサ１１３が設けられている。この場合、シリンジ１１２に加わる外力は、ロボットアーム１１０の作業領域に固有に設定される直交３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の座標軸からなるワーク座標系における３つの軸方向の並進力および同３つの軸回りのモーメントである。
【００２４】
このロボットアーム１１０には、スレーブ制御装置１２０が接続されている。スレーブ制御装置１２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクおよびＩ／Ｏインターフェースなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、図４に示すロボットアーム制御プログラムを実行することによりロボットアーム１１０の作動を制御する。このスレーブ制御装置１２０が内蔵するＲＯＭやハードディスクなどによって構成された記憶装置１２０ａには、前記ロボットアーム制御プログラムの他、ロボットアーム１１０の作業領域に固有に設定されるに前記ワーク座標系やシリンジ１１２の位置および姿勢を規定するための吸着要素パターンＡＰが記憶されている。
【００２５】
そして、スレーブ制御装置１２０は、これらのワーク座標系および吸着要素パターンＡＰと、マスタ制御装置１３０から出力される各種指令信号と、ロボットアーム１１０に設けられた力センサ１１３から出力される外力の検出値とを用いてインピーダンス制御によりロボットアーム１１０の作動を制御する。また、スレーブ制御装置１２０は、力センサ１１３から出力される外力の検出値と、シリンジ１１２の位置、速度、加速度とを表す現在位置ベクトルをマスタ制御装置１３０に出力する。
【００２６】
ここで、インピーダンス制御とは、ロボットアーム１１０に保持されたシリンジ１１２の位置と、同シリンジ１１２に作用する外力とを用いてシリンジ１１２の変位に「硬さ」や「柔らかさ」を持たせるようにロボットアーム１１０の作動を制御する方法である。
【００２７】
このスレーブ制御装置１２０には、マスタ制御装置１３０が接続されている。マスタ制御装置１３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクおよびＩ／Ｏインターフェースなどからなるマイクロコンピュータによって構成されるとともに、操作者からの指示を入力するための入力装置１３１、および操作者に対して作業用ロボット１００の作動状況を表示するための表示装置１３２をそれぞれ備えている。マスタ制御装置１３０は、入力装置１３１を介して入力される操作者からの指示に従ってスレーブ制御装置１２０および撮影機１４０の作動をそれぞれ制御するとともに、スレーブ制御装置１２０および撮影機１４０から入力した情報に基づいて作業用ロボット１００の作動状況などの情報を表示装置１３２に表示させる。
【００２８】
このマスタ制御装置１３０に内蔵されたＲＯＭやハードディスクによって構成された記憶装置１３０ａには、前記ワーク座標系および吸着要素パターンＡＰの他、撮影機１４０に固有に設定される直交３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の座標軸からなる操作者座標系、同操作者座標系の座標値とワーク座標系の座標値とを相互に座標変換するための座標変換係数、および図３に示す手動操作プログラムが記憶されている。また、マスタ制御装置１３０は、画像処理部１３０ｂと座標変換部１３０ｃとを備えている。画像処理部１３０ｂは、撮影機１４０によって撮影した画像、または同画像に記憶装置１３０ａに記憶されている吸着要素パターンＡＰを表す画像を合成した合成画像を生成して表示装置１３２に表示させる。座標変換部１３０ｃは、記憶装置１３０ａに記憶されている座標変換係数を用いて操作者座標系の座標値とワーク座標系の座標値とを相互に座標変換する。
【００２９】
入力装置１３１は、ロボットアーム１１０と同様の自由度を備え、ロボットアーム１１０を操作するための運動指令ベクトル信号を出力するマニピュレータ１３１ａと、作業用ロボット１００が備える各種機能の実行を指示するための複数のキーを備えた手元操作箱１３１ｂとから構成されている。一方、表示装置１３２は、作業用ロボット１００の作動状況を表す各種情報を表示するための液晶ディスプレイで構成されている。
【００３０】
また、マスタ制御装置１３０には、撮影機１４０が接続されている。撮影機１４０は、ロボットアーム１１０の作業領域の外側に配置されており、同作業領域内を撮影した動画画像データをマスタ制御装置１３０の画像処理部１３０ｃに出力する。この場合、撮影機１４０から出力される画像データは、撮影機１４０固有の座標系である操作者座標系で表されている。なお、撮影機１４０における撮影倍率は、マスタ制御装置１３０を介して操作者によって適宜調整される。
【００３１】
（作業用ロボット１００の作動）
次に、上記のように構成した作業用ロボット１００の作動について説明する。まず、操作者は、作業用ロボット１００における図示しない電源スイッチを投入する。これにより、作業用ロボット１００は、図示しないプログラムを実行することにより原点復帰した後、操作者からの指示の入力を待つ待機状態となる。次に、操作者は、ロボットアーム１１０の作業領域内にワークＷＫを配置するとともに、入力装置１３１における手元操作箱１３１ｂを操作して撮影機１４０の作動を開始させる。これにより、表示装置１３２には、ロボットアーム１１０の作業領域内の様子がリアルタイムで表示される。そして、操作者は、ワークＷＫの上面に接着剤を塗布する作業を開始する。本実施形態においては、図２に示すように、操作者による手動操作によってワークＷＫ上における仮想円Ｃ（二点鎖線で示す）の円周上の４つのポイントＰ１〜Ｐ４に液滴状の接着剤の塗布を行う。
【００３２】
具体的には、操作者は、入力装置１３１における手元操作箱１３１ｂを操作して接着剤の塗布作業の実行をマスタ制御装置１３０に指示する。この指示に応答してマスタ制御装置１３０は、記憶装置１３０ａに記憶されている手動操作プログラムの実行をステップＳ１００にて開始して、ステップＳ１０２にて、ロボットアーム制御プログラムの実行をスレーブ制御装置１２０に指示する。これにより、スレーブ制御装置１２０は、記憶装置１２０ａに記憶されているロボットアーム制御プログラムの実行をステップＳ２００にて開始する。
【００３３】
マスタ制御装置１３０は、ステップＳ１０４にて、吸着要素パターンＡＰを設定するか否かの入力を待つ。吸着要素パターンＡＰは、ロボットアーム１１０のシリンジ１１２の位置および姿勢（向き）を規定するための座標値データおよび角度データからなる座標ベクトルデータの集合であり、１つの座標ベクトルデータによって表された１つの吸着点ＡＰｇｒｉｄは下記数２によって構成されている。下記数２において、ｘ，ｙ，ｚは直交３軸の座標値であり、φｘ，φｙ，φｚは同直交３軸の回転角である。
【数２】
2009274191.tif 000004
【００３４】
この吸着要素パターンＡＰは、操作者によって予めスレーブ制御装置１２０およびマスタ制御装置１３０の各記憶装置１２０ａ，１３０ａにそれぞれ記憶されている。この場合、記憶装置１２０ａに記憶されている吸着要素パターンＡＰは、ワーク座標系によって表されており、記憶装置１３０ａに記憶されている吸着要素パターンＡＰは操作者座標系によって表されている。本実施形態においては、図５（Ａ）に示すように、仮想円ＣにおけるポイントＰ１〜Ｐ４から上方に向って錘状に広がって配置された１６個の吸着点ＡＰｇｒｉｄの集合を吸着要素パターンＡＰとして用いる。すなわち、吸着要素パターンＡＰを構成する複数の吸着点ＡＰｇｒｉｄが本発明に係る吸着要素である。なお、図５（Ａ）においては、吸着要素パターンＡＰを構成する各吸着点ＡＰｇｒｉｄの座標位置とベクトルとを丸点と同丸点を貫く破線で表している。
【００３５】
マスタ制御装置１３０は、手元操作箱１３１ｂを介して操作者によって吸着要素パターンＡＰの設定のオンまたはオフが入力されると、ステップＳ１０４にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６において、マスタ制御装置１３０は、操作者によって指定された吸着要素パターンＡＰの設定または非設定の設定状態を記憶するとともに、同設定状態をスレーブ制御装置１２０に出力する。また、マスタ制御装置１３０は、吸着要素パターンＡＰを設定した場合には、撮影機１４０によって撮影した画像に吸着要素パターンＡＰを表す画像を画像処理部１３０ｂにて合成し、同合成した画像を表示装置１３２に表示させる（図５（Ａ）参照）。これにより、操作者は、ワーク座標系および操作者座標系に吸着要素パターンＡＰが設定されたこと、およびワークＷＫと吸着要素パターンＡＰとの位置関係を容易に把握することができる。
【００３６】
一方、スレーブ制御装置１２０は、記憶装置１２０ａに記憶されているロボットアーム制御プログラムの実行をステップＳ２００にて開始している。具体的には、スレーブ制御装置１２０は、ステップＳ２０２にて、ロボットアーム制御プログラムの実行の停止指令の有無の検出し、ステップＳ２０４にて、吸着要素パターンＡＰの設定入力の有無の検出（ステップＳ２０４）をそれぞれ実行する。そして、スレーブ制御装置１２０は、ステップＳ２０４にてマスタ制御装置１３０から吸着要素パターンＡＰの設定または非設定の設定結果を入力した場合には、ステップＳ２０６にて同設定結果を記憶する。このステップＳ１０６，Ｓ２０６における吸着要素パターンＡＰの設定が、本発明に係る吸着要素設定手段に相当する。
【００３７】
次に、マスタ制御装置１３０は、ステップＳ１０８にて、吸着要素パターンＡＰの設定の変更の指示の有無を検出し、吸着要素パターンＡＰの設定の変更の指示が操作者により入力されない限り、「Ｎｏ」と判定してステップＳ１１０に進む。また、吸着要素パターンＡＰの設定の変更の指示が操作者により入力された場合には、マスタ制御装置１３０は、ステップＳ１０８にて、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１０４に戻る。これにより、再度、吸着要素パターンＡＰの設定または非設定を選択することができる。
【００３８】
次に、マスタ制御装置１３０は、ステップＳ１１０にて、手動操作プログラムの実行の停止の指示の有無を検出し、同手動操作プログラムの実行の停止の指示が操作者により入力されない限り、「Ｎｏ」と判定してステップＳ１１２に進む。また、手動操作プログラムの実行の停止の指示が操作者により入力された場合には、マスタ制御装置１３０は、ステップＳ１１０にて、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１２０に進む。
【００３９】
次に、マスタ制御装置１３０は、ステップＳ１１２にて、ロボットアーム１１０の位置姿勢目標値を取得する。この位置姿勢目標値は、ロボットアーム１１０のシリンジ１１２の目標位置および目標姿勢を指定するための座標値データおよび角度データからなる座標ベクトルデータであり、操作者によるマニピュレータ１３１ａの操作に応じて生成される運動指令値である。したがって、マスタ制御装置１３０は、操作者によってマニピュレータ１３１ａが操作されているとき、同マニピュレータ１３１ａの操作に応じた運動指令値を位置姿勢目標値として取得する。
【００４０】
具体的には、操作者は、表示装置１３２に表示されたロボットアーム１１０の作業領域内の様子と吸着要素パターンＡＰとの合成画像を確認しながら、シリンジ１１２の先端部が接着剤を塗布するポイントＰ１〜Ｐ４のいずれかの位置の近傍に位置するようにマニピュレータ１３１ａを操作する。これにより、マニピュレータ１３１ａは、操作者の操作に応じた運動指令値をマスタ制御装置１３０に出力し、マスタ制御装置１３０は同出力された運動指令値を位置姿勢目標値として取得する。
【００４１】
次に、マスタ制御装置１３０は、ステップＳ１１４にて、取得した位置姿勢目標値をワーク座標系によって表された位置姿勢目標値に座標変換してスレーブ制御装置１２０に出力する。この座標変換は、操作者座標系によって表された位置姿勢目標値をワーク座標系によって表された位置姿勢目標値に座標変換するものであり、記憶装置１３０ａに記憶した座標変換係数を用いて座標変換部１３０ｃにより行われる。
【００４２】
一方、スレーブ制御装置１２０は、ステップＳ２０８にて、マスタ制御装置１３０から出力される位置姿勢目標値を取得する。そして、スレーブ制御装置１２０は、ステップＳ２１０にて、位置姿勢目標補正値を計算する。具体的には、スレーブ制御装置１２０は、吸着要素パターンＡＰを構成する各座標ベクトルデータ（吸着点ＡＰｇｒｉｄ）と入力した位置姿勢目標値との差を計算し、同差が最小である座標ベクトルデータを直近の吸着要素となる位置姿勢目標補正値として特定して記憶する。
【００４３】
また、スレーブ制御装置１２０は、特定した位置姿勢目標補正値をマスタ制御装置１３０に出力する。このステップＳ２１０における位置姿勢目標補正値の計算が、本発明に係る吸着要素特定手段に相当する。なお、スレーブ制御装置１２０は、前記ステップＳ２０６にて吸着要素パターンＡＰを非設定とした場合には、このステップＳ２１０の処理を実行せずステップＳ２１２にスキップする。
【００４４】
次に、スレーブ制御装置１２０は、ステップＳ２１２にて、ロボットアーム１１０の位置・姿勢決め制御を実行する。具体的には、スレーブ制御装置１２０は、下記数３および数４に示す運動方程式に基づいてロボットアーム１１０の位置および姿勢をインピーダンス制御する。
【数３】
2009274191.tif 000005
【数４】
2009274191.tif 000006
【００４５】
前記数３および数４において、Ｍは慣性を表すインピーダンスパラメータ、Ｄは機械抵抗（粘性）を表すインピーダンスパラメータ、Ｋは剛性（弾性）を表すインピーダンスパラメータ、ｘＳ（ｔ）はシリンジ１１２のワーク座標系における現在の位置および姿勢を表す一般化ベクトル、ｘｃｍｄ（ｔ）はシリンジ１１２の変位の目標位置および目標姿勢を表す一般化ベクトル（すなわち、位置姿勢目標値）、ｆ（ｔ）はシリンジ１１２に作用する外力を表す一般化ベクトル、ｆｇｒｉｄ（ｔ）はシリンジ１１２を前記特定した吸着要素（位置姿勢目標補正値）に向って変位させるための吸着力を表す一般化ベクトル、ｘｇｒｉｄは前記特定された吸着点ＡＰｇｒｉｄ（位置姿勢目標補正値）、Ｗは吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）を調節するための吸着度係数である。また、変数ｘＳ（ｔ）およびｘｃｍｄ（ｔ）の上に付したドット数は、同ドット数だけの微分を示す。
【００４６】
前記数３は、多関節作業用ロボットをインピーダンス制御する場合において、一般的に用いられる運動方程式の右辺に、Ｗ・ｆｇｒｉｄを加算したものであり、本発明の本質的部分の１つである。この数３および数４によれば、ロボットアーム１１０のシリンジ１１２に作用する外力ｆ（ｔ）＝０の場合、ロボットアーム１１０のシリンジ１１２の先端部は吸着度係数Ｗの値に対応する吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）で位置姿勢目標補正値ｘｇｒｉｄに向って変位する。すなわち、ロボットアーム１１０のシリンジ１１２は、操作者が指定した位置姿勢目標値ｘｃｍｄ（ｔ）に直近の位置姿勢目標補正値ｘｇｒｉｄに向って変位する。そして、本実施形態の場合、吸着度係数Ｗは下記数５に示すように設定されている。
【数５】
2009274191.tif 000007
【００４７】
前記数５において、ｖｍａｘはロボットアーム１１０におけるシリンジ１１２が位置姿勢目標補正値ｘｇｒｉｄに向う変位、すなわち、シリンジ１１２の位置・姿勢決めの吸着機能を無効とするための速度指令ベクトルの上限値であり、ｖｍｉｎは同シリンジ１１２の位置・姿勢決めの吸着機能を有効とするための速度指令ベクトルの下限値である。したがって、前記数３〜数５によれば、ロボットアーム１１０におけるシリンジ１１２の変位の速度がｖｍｉｎ以下のとき、吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）がそのまま作用してシリンジ１１２の位置・姿勢決めの吸着機能が実行される。一方、シリンジ１１２の変位の速度がｖｍａｘ以上のとき、吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）＝０となりシリンジ１１２の位置・姿勢決めの吸着機能が無効となる。また、ロボットアーム１１０におけるシリンジ１１２の変位の速度がｖｍｉｎより大きくかつｖｍａｘより小さいとき、同シリンジ１１２の変位の速度の大きさに応じた吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）によりシリンジ１１２の位置・姿勢決めの吸着機能が実行される。
【００４８】
すなわち、ロボットアーム１１０のシリンジ１１２が静止または静止と看做せるほどの速度でゆっくり移動している場合にのみシリンジ１１２の位置・姿勢の吸着機能が作用し、シリンジ１１２が速く移動している場合には、シリンジ１１２の位置・姿勢の吸着機能が作用しない。これにより、シリンジ１１２の移動時におけるシリンジ１１２の位置・姿勢の吸着機能が無くなり、操作者の指示した通りにシリンジ１１２が変位してシリンジ１１２の自然な位置・姿勢決めの操作が行える。そして、シリンジ１１２が静止と看做せるほどの変位速度以下に減速した際には、シリンジ１１２の位置・姿勢決めの吸着機能が作用、具体的には、シリンジ１１２が位置姿勢目標補正値ｘｇｒｉｄに向って変位して正確な位置・姿勢決めが行われる。すなわち、このステップＳ２１２におけるロボットアーム１１０の位置姿勢決め制御が、本発明に係る変位調整手段を含む位置姿勢補正手段に相当する。そして、スレーブ制御装置１２０は、ステップＳ２１２の処理の実行後、ステップＳ２０２に戻ってステップＳ２０２〜ステップＳ２１２の一連の処理を繰り返し実行する。
【００４９】
なお、シリンジ１１２に外力ｆ（ｔ）が作用している場合、例えば、シリンジ１１２がワークＷＫに接触している場合には、力センサ１１３によって検出される外力ｆ（ｔ）と平衡となる位置および姿勢にシリンジ１１２が位置・姿勢決めされる。
【００５０】
一方、マスタ制御装置１３０は、ステップＳ１１６にて、スレーブ制御装置１２０から出力（ステップＳ２１０）される位置姿勢目標補正値を取得する。そして、マスタ制御装置１３０は、ステップＳ１１８にて、ロボットアーム１１０のシリンジ１１２が位置・姿勢決めされる位置および方向（向き）を表示装置１３２に表示する。具体的には、マスタ制御装置１３０は、前記ステップＳ１１６にて入力した位置姿勢目標補正値を記憶装置１３０ａに記憶した座標変換係数を用いて操作者座標系によって表された位置姿勢目標補正値に座標変換する。そして、マスタ制御装置１３０は、図５（Ｂ）に示すように、位置姿勢目標補正値に対応する吸着要素パターンＡＰにおける吸着点ＡＰｇｒｉｄの座標値Ｔｘと同座標値に向かうシリンジ１１２の変位の方向Ｔｖとを表示装置１３２にそれぞれ表示させる。これにより、操作者はシリンジ１１２が位置決めしようとする位置および姿勢を容易に把握することができる。なお、図５（Ｂ）は、ポイントＰ１にシリンジ１１２を位置・姿勢決めする場合を示している。
【００５１】
そして、マスタ制御装置１３０は、ステップＳ１１８の処理の実行後ステップＳ１０８に戻り、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１８の処理を繰り返し実行する。すなわち、操作者がマニピュレータ１３１ａを操作してシリンジ１１２の位置・姿勢決めを行う間、ステップＳ１０８〜ステップＳ１１８の各処理が繰り返し実行され、シリンジ１１２の目標となる位置および姿勢がマニピュレータ１３１ａの操作に応じて連続的に変化（換言すれば、位置姿勢目標補正値が連続的に遷移）しながら位置・姿勢決めが実行される。この場合、操作者は、目的とするシリンジ１１２の位置および姿勢に近い位置および姿勢にシリンジ１１２の位置および姿勢をマニピュレータ１３１ａによって操作するだけで、シリンジ１１２の位置・姿勢を吸着機能により目的とする位置および姿勢に簡単に決めることができる。そして、図５（Ｃ）に示すように、シリンジ１１２の位置および姿勢が操作者の意図する位置および姿勢に決められた場合には、操作者は手元操作箱１３１ｂを操作して接着剤の塗布を行う。これにより、ワークＷＫ上において操作者が意図する位置に意図する姿勢によって接着剤を正確に塗布することができる。
【００５２】
操作者は、接着剤を塗布する他のポイントＰ２〜Ｐ４に対しても同様の手順で接着剤の塗布を行う。そして、すべてのポイントＰ１〜Ｐ４に対して接着剤の塗布が完了した場合には、操作者は、手元操作箱１３１ｂを操作して手動操作プログラムの実行の停止をマスタ制御装置１３０に指示する。これにより、マスタ制御装置１３０は、ステップＳ１１０にて、「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０においてマスタ制御装置１３０は、ロボットアーム制御プログラムの実行の停止をスレーブ制御装置１２０に指示する。そして、マスタ制御装置１３０は、ステップＳ１２２にて、ロボットアーム制御プログラムの実行を停止する。
【００５３】
一方、スレーブ制御装置１２０は、マスタ制御装置１３０からロボットアーム制御プログラムの実行の停止指示を入力すると、ステップＳ２０２にて「Ｙｅｓ」と判定してステップＳ２１４に進み、同ステップＳ２１４にてロボットアーム制御プログラムの実行を停止する。これにより、ワークＷＫに対する接着剤の塗布作業が終了する。
【００５４】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、シリンジ１１２が変位するワーク座標系内にシリンジ１１２の位置および姿勢を規定するための吸着要素パターンＡＰを設定して、シリンジ１１２を変位させる際、シリンジ１１２の位置姿勢目標値に対して直近の吸着要素ＡＰｇｒｉｄにシリンジ１１２が変位するように構成している。このため、操作者は、所謂ティーチング型の作業用ロボット１００であっても、または操作者の判断に基づく手動操作によってリアルタイムに作業を行う作業用ロボット１００でもあっても、作業用ロボット１００の形式に関わらずシリンジ１１２の位置決めや姿勢決めを正確に行うことができる。この場合、操作者はワーク座標系における必要とされる任意の位置に吸着要素パターンＡＰを配置するだけでシリンジ１１２を高精度に位置・姿勢決めを行うことができる。また、シリンジ１１２の位置に加えて姿勢も規制することができる。この結果、マニピュレータ１３１ａを用いた操作者によるシリンジ１１２の位置決めや姿勢決めを簡単かつ高精度に行え、作業用ロボット１００による作業精度を向上させることができる。
【００５５】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００５６】
例えば、上記実施形態においては、ワークＷＫの上面に接着剤を塗布するためにシリンジ１１２の先端部がワークＷＫに接触しないように吸着要素パターンＡＰを設定して接着剤を塗布するように構成した。しかし、シリンジ１１２などのエンドエフェクタをワークＷＫに接触させるとともに、所定の力で同ワークＷＫを押圧しながら作業を実行させることも可能である。例えば、図６（Ａ）に示すように、ワークＷＫの表面に形成された穴部Ｈ内に接着剤を充填する場合、シリンジ１１２の先端部をワークＷＫの表面に所定の押圧力で押し当てた状態で接着剤を吐出する必要がある。
【００５７】
具体的には、図６（Ｂ）に示すように、吸着点ＡＰｇｒｉｄ１〜ＡＰｇｒｉｄ６の集合によって構成される吸着要素パターンＡＰの一部（ＡＰｇｒｉｄ３〜ＡＰｇｒｉｄ６）をワークＷＫの内部に相当する空間にも設定する。そして、操作者は、前記手動操作プログラムにおけるステップＳ１１２にてシリンジ１１２を位置決めする際、ワークＷＫの内部に設定された吸着要素パターンＡＰ（例えば、吸着点ＡＰｇｒｉｄ４）付近にシリンジ１１２を位置決めさせるようにマニピュレータ１３１ａを操作する（図６（Ｂ）において位置姿勢目標値ｘｃｍｄ（ｔ））。これにより、スレーブ制御装置１２０は、前記ロボットアーム制御プログラムにおけるステップＳ２１０にて、吸着点ＡＰｇｒｉｄ４を位置姿勢目標補正値ｘｇｒｉｄとして特定する。その結果、前記数３および数４における吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）がシリンジ１１２の現在位置ｘＳ（ｔ）と位置姿勢目標補正値ｘｇｒｉｄとの差の大きさ応じて大きくなる。すなわち、ワークＷＫの表面にシリンジ１１２の先端部が接触した場合、操作者がマニピュレータ１３１ａを操作してシリンジ１１２の現在位置ｘＳ（ｔ）と位置姿勢目標補正値ｘｇｒｉｄとの差を大きくするほど、シリンジ１１２がワークＷＫの表面を押圧する力が大きくなる。
【００５８】
図７は、ワークＷＫの表面にシリンジ１１２の先端部を接触させた状態で、シリンジ１１２をワークＷＫに押し当てるようにマニピュレータ１３１ａを操作した場合における吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）の変化を示している。図７によれば、ワークＷＫの内部に向ってシリンジ１１２を押し込む方向に運動指令値が変化するに従って、シリンジ１１２に作用する吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）が吸着点ＡＰｇｒｉｄごとに増加している。したがって、操作者は、ワークＷＫの内部に相当する空間内にも吸着要素パターンＡＰを設定するとともに、同ワーク内部に設定した吸着要素パターンＡＰを位置姿勢目標補正値ｘｇｒｉｄとすることにより、シリンジ１１２でワークＷＫの表面を所定の押圧力で押圧しながら穴部Ｈ内に接着剤を充填することができる。
【００５９】
また、上記実施形態においては、吸着要素パターンＡＰをワークＷＫの上方に向かって錘状に広がって配置された複数の吸着点ＡＰｇｒｉｄの集合で構成した。しかし、吸着要素パターンＡＰを構成する吸着点ＡＰｇｒｉｄの数や配置は、作業用ロボット１００に実行させる作業の内容やワークＷＫの形状などに応じて適宜設計させるものであり、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、吸着点ＡＰｇｒｉｄを格子状、放射状、円周状、円筒状または関数曲線状に配置して吸着要素パターンＡＰを構成してもよいし、各吸着点ＡＰｇｒｉｄの相互の間隔を等間隔のほか、線形または対数状に設定してもよい。また、作業用ロボット１００に実行させる作業の内容によっては、１つの吸着点ＡＰｇｒｉｄ（吸着要素）のみを設定してエンドエフェクタの位置・姿勢決めをすることも可能である。さらには、作業用ロボット１００による作業中に吸着要素パターンＡＰを構成する吸着点ＡＰｇｒｉｄの追加や配置変更を可能としてよい。これらによれば、上記実施形態と同様の効果が期待できるとともに、作業用ロボット１００で実現できる作業の種類が増加し、作業用ロボット１００の適用範囲、用途の幅を一層広げることができる。
【００６０】
また、上記実施形態においては、シリンジ１１２の位置・姿勢決めに用いる吸着要素パターンＡＰを１つとしたが、当然、これに限定されるものではない。すなわち、２つ以上の吸着要素パターンＡＰを記憶装置１２０ａ，１３０ａに記憶しておき、作業用ロボット１００における作業の内容に応じて適宜選択してシリンジ１１２の位置・姿勢決めを行えるように構成してもよい。これによれば、幅広い内容の作業を作業用ロボット１００に実行させることができる。
【００６１】
また、上記実施形態においては、シリンジ１１２の位置および姿勢を吸着要素パターンＡＰを構成する吸着点ＡＰｇｒｉｄによって規制（吸着）して、正確な位置・姿勢決めを実現するように構成した。しかし、シリンジ１１２の位置および姿勢のうちのどちらか一方のみを規制するように構成しても良いことは当然である。すなわち、エンドエフェクタの位置および姿勢の規制は、作業用ロボット１００に実行させる作業の内容に応じて適宜決定すればよい。また、エンドエフェクタの位置および姿勢を規制する際、エンドエフェクタの自由度（各座標軸および同各座標軸回り）ごとに規制するように構成してもよい。この場合、例えば、前記数３における運動方程式のＷ・ｆｇｒｉｄ（ｔ）に各自由度ごとの吸着機能のオン・オフを規定した選択行列Ｓ（対角成分が１または０であり、その他の成分がすべて０の対角行列）を乗算すればよい。これによれば、操作者による自由な操作と位置・姿勢の規制による正確な位置・姿勢決めとにより作業用ロボット１００で実現できる作業の種類が増加し、作業用ロボット１００の適用範囲、用途の幅を一層広げることができる。
【００６２】
また、上記実施形態においては、シリンジ１１２の吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）の大きさを吸着度係数Ｗで調整するように構成した。しかし、シリンジ１１２の吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）の大きさを調整する必要がない場合、すなわち、シリンジ１１２の位置および姿勢を常にいずれかの吸着点ＡＰｇｒｉｄで規制（吸着）する場合には、前記数３における吸着度係数Ｗは不要である。また、上記実施形態においては、シリンジ１１２の吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）の大きさをシリンジ１１２の変位速度の大きさに応じてコントロールするように構成した。しかし、シリンジ１１２の吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）の大きさは、他の方法でも実現可能である。例えば、ロボットアーム１１０が備えるエンドエフェクタの作業時（例えば、ワークＷＫを把持しているときやワークＷＫに塗料を吹き付けているとき）にのみ吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）を大きくするように構成してもよいし、入力装置１３１の手元操作箱１３１ｂにジョグダイヤルを設けて操作者により自由に調整できるように構成してもよい。これらによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００６３】
また、上記実施形態においては、シリンジ１１２に作用する外力をマニピュレータ１３１ａの操作感（操作反力）に反映させる所謂力覚提示機能を採用しない構成としたが、当然、これに限定されるものではなく、シリンジ１１２に作用する外力をマニピュレータ１３１ａの操作感（操作反力）に反映させる構成（操作感変更手段）としてもよい。この場合、シリンジ１１２に作用する外力に代えてまたは加えて、シリンジ１１２に作用する吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）の大きさに応じてマニピュレータ１３１ａの操作反力の大きさを変化させるように構成してもよい。これによれば、シリンジ１１２に作用する吸着力ｆｇｒｉｄ（ｔ）の大きさをマニピュレータ１３１ａの操作により把握することができ、より正確で適確な操作を行うことができる。
【００６４】
また、上記実施形態においては、操作者による手動操作によって作業用ロボット１００を制御してワークＷＫの上面に接着剤を塗布するように構成した。しかし、作業用ロボット１００にワークＷＫの上面に接着剤を塗布する作業内容を予め教示（登録）することにより自動運転によって接着剤の塗布作業を実行させるように構成してもよい。この場合、作業用ロボット１００に対する作業内容のティーチング時にシリンジ１１２の位置・姿勢の規制（吸着）を作用させる。これにより、シリンジ１１２が作業を行う位置および姿勢を正確に作業用ロボット１００に教示することができ、上記実施形態と同様に作業精度を向上させることができる。
【００６５】
また、上記実施形態においては、操作者座標系およびワーク座標系に設定した吸着要素パターンＡＰ、および位置姿勢目標補正値を表す各画像を作業用ロボット１００の作業領域を撮影した画面内合成して表示するように構成した。これは、操作者による操作を支援するための機能であり、シリンジ１１２の位置・姿勢決めに必須の構成要件ではない。したがって、撮影機１４０や撮影機１４０による撮影画像を処理する画像処理部１３０ｂは必ずしも必要ではない。ただし、操作者とロボットアーム１１０が離れている場合や微細なワークＷＫに対して作業（シリンジ１１２の位置・姿勢決め）を行う場合には、ロボットアーム１１０の作業領域を撮影するとともに、同撮影画像に吸着要素パターンＡＰや位置姿勢目標補正値を表す各画像を合成して表示する機能は作業精度の向上には極めて有用である。この場合、例えば、表示装置１３２に表示させている画像の倍率に応じて操作者座標系およびワーク座標系に設定する吸着要素パターンＡＰや、吸着点ＡＰｇｒｉｄの間隔を変更・調整することにより、より作業性および作業精度を向上させることができる。
【００６６】
また、上記実施形態においては、マスタ制御装置１３０とスレーブ制御装置１２０の２つの制御装置を用いて作業用ロボット１００を構成したが、これら２つの制御装置の機能を集約した１つの制御装置によって作業用ロボット１００を構成してもよいことは当然である。
【００６７】
また、上記実施形態においては、ワークＷＫの上面に接着剤を塗布する作業用ロボット１００に本発明を適用した。しかし、本発明は、複数の自由度を備えてエンドエフェクタを同自由度ごとに変位させることができる作業用ロボットに広く適用できるものである。例えば、生産工場内において、溶接作業や組立て作業を行う産業用ロボット、ヒトや動物の診断や治療を行う際に用いられる医療用ロボット、海底や宇宙空間などで人手に変わって作業を行うマニュピレーションロボットなどに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業用ロボットの構成を模式的に示した構成概略図である。
【図２】図１に示す作業用ロボットで加工されるワークを示す説明図である。
【図３】図１に示す作業用ロボットにおけるマスタ制御装置によって実行される手動操作プログラムのフローチャートである。
【図４】図１に示す作業用ロボットにおけるスレーブ制御装置によって実行されるロボットアーム制御プログラムのフローチャートである。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、ワーク座標系におけるワーク近傍に設定される吸着要素パターン、およびシリンジの位置姿勢決めを説明するための説明図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の変形例に係る吸着要素パターン、およびシリンジの位置姿勢決めを説明するための説明図である。
【図７】運動指令値の変化に対してシリンジに生じる吸着力を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
ＷＫ…ワーク、Ｐ１〜Ｐ４…ポイント、ＡＰ…吸着要素パターン、ＡＰｇｒｉｄ…吸着点、Ｃ…仮想円、１００…作業用ロボット、１１０…ロボットアーム、１１１…支持機構、１１２…シリンジ、１１３…力センサ、１２０…スレーブ制御装置、１２０ａ…記憶装置、１３０…マスタ制御装置、１３０ａ…記憶装置、１３１…入力装置、１３１ａ…マニピュレータ、１３１ｂ…手元操作箱、１３２…表示装置、１４０…撮影機。
【図１】
2009274191.tif 000009
【図２】
2009274191.tif 000010
【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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