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WO2025046884A1 - 教示装置 - Google Patents

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Publication number
WO2025046884A1
WO2025046884A1 PCT/JP2023/031998 JP2023031998W WO2025046884A1 WO 2025046884 A1 WO2025046884 A1 WO 2025046884A1 JP 2023031998 W JP2023031998 W JP 2023031998W WO 2025046884 A1 WO2025046884 A1 WO 2025046884A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
operability
parameter
robot
unit
parameters
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/031998
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
邦彦 原田
慎太郎 堀
康広 内藤
Original Assignee
ファナック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ファナック株式会社 filed Critical ファナック株式会社
Priority to PCT/JP2023/031998 priority Critical patent/WO2025046884A1/ja
Priority to TW113128488A priority patent/TW202511032A/zh
Publication of WO2025046884A1 publication Critical patent/WO2025046884A1/ja

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators

Definitions

  • This disclosure relates to a teaching device.
  • Direct teaching in which an operator applies force directly to a robot to move it and teach it (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • the operability parameters that determine the operability of direct teach are generally set as values specific to the robot's device. Performing direct teach using operability parameters that are set as device-specific values has some disadvantages for the user, such as the fact that direct teach can be difficult to perform depending on the work content, and it can take time to get used to direct teach. There is a need for technology that makes direct teach easier for users and enables them to carry out direct teach work efficiently.
  • One aspect of the present disclosure is a teaching device that includes a direct teach execution unit that generates a movement command for the robot in response to an operational force applied to the robot using a maneuverability parameter group including one or more maneuverability parameters, a parameter registration unit that accepts the setting of one or more maneuverability parameters and can register the maneuverability parameter group including the set one or more maneuverability parameters in a memory unit, and a parameter switching unit that switches the maneuverability parameter group to be applied to the direct teach execution unit from among the one or more maneuverability parameter groups registered in the memory unit in accordance with a predetermined switching condition.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a device configuration of a robot system according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a functional block diagram of a robot system according to a first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of an operability parameter setting screen according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a functional block diagram of a robot system according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of an operability parameter setting screen according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a program creation screen using icons.
  • FIG. 11 is a functional block diagram of a robot system according to a third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of an operability parameter setting screen according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing another example of the operability parameter setting screen according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of an input screen for receiving an input of an evaluation of an operational feel.
  • FIG. 1 is a diagram showing the device configuration of a robot system 100 according to an embodiment.
  • the robot system 100 includes a robot 10, a robot control device 20 that controls the robot 10, and a teaching operation panel 40 connected to the robot control device 20.
  • the robot 10 can perform various tasks using an end effector mounted on the tip of the arm.
  • the end effector is an external device that can be replaced depending on the application, such as a hand, a welding gun, a tool, etc.
  • FIG. 1 shows a configuration example in which a coating nozzle 31 is attached as the end effector.
  • the robot 10 can be used to apply cream as a coating agent supplied from a coating device 30 to a cake W as a workpiece.
  • the robot system 100 is configured to be able to teach the robot 10 the work content by direct teach.
  • the worker applies force directly to the application nozzle 31 to operate the robot 10 while applying cream to the cake W, thereby teaching the robot 10 the work content (the work of applying cream to the cake W).
  • the robot 10 is shown as a vertical articulated robot by way of example, but various types of robots may be used as the robot 10 depending on the work target, such as a horizontal articulated robot, a parallel link robot, or a dual-arm robot.
  • the robot control device 20 controls the operation of the robot 10 according to an operation program or commands from the teaching operation panel 40.
  • the robot control device 20 may have a hardware configuration as a general computer having a processor, memory (ROM, RAM, non-volatile memory, etc.), a storage unit 22 (see Figure 2), an operation unit, an input/output interface, a network interface, etc.
  • the teaching operation panel 40 is used as an operation terminal for teaching the robot 10 and performing various settings.
  • An information processing device such as a tablet terminal may be used as the teaching operation panel 40.
  • the teaching operation panel 40 may have a hardware configuration as a general computer having a processor, memory (ROM, RAM, non-volatile memory, etc.), storage device, operation unit 43, display unit 44, input/output interface, network interface, etc. (see Figure 2).
  • the teaching operation panel 40 is provided with an enable switch 45.
  • the enable switch 45 is a physical switch that allows the operator to manually operate the robot 10.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the robot system 100 according to the first embodiment. Below, the functions of the robot system 100 according to the first embodiment will be explained with reference to the functional block diagram of FIG. 2.
  • the robot 10 is equipped with a motor 1 as a drive device, an encoder 2 for detecting the angular position of the joint, and a torque sensor 3 at each joint (represented by a dashed rectangle in FIG. 2). Based on feedback from the encoder 2 for each axis (position, speed, etc. of each axis), the robot control device 20 can obtain information such as the position, posture, and speed of the robot 10. In addition, the robot control device 20 can calculate the operating force (force or moment) applied to a specific part of the robot 10 (e.g., the application nozzle 31) based on the detection value from the torque sensor 3 for each axis and the position and posture information of the robot 10 (position information of each axis). Instead of the torque sensor 3 for each axis, a force sensor attached to a specific position of the robot 10 (e.g., the flange of the robot) may be used to calculate the operating force (force or moment) applied to a specific part of the robot 10.
  • the robot control device 20 includes a robot operation switching unit 121, a direct teach execution unit 122, a parameter switching unit 125, a parameter registration unit 126, and a program creation unit 127.
  • the direct teach execution unit 122 includes an operation force detection unit 123 and a movement command generation unit 124. These functional blocks may be functional elements that are realized by the processor of the robot control device 20 executing software.
  • the robot operation switching unit 121 accepts an input to switch the operation of the robot 10 to direct teach.
  • the robot operation switching unit 121 may accept a user input to switch the robot operation to direct teach, for example, via a user interface screen displayed on the display unit 44 of the teaching operation panel 40.
  • the direct teach execution unit 122 functions, and direct teach by the operator becomes possible.
  • Direct teach is an operating mode in which an operator teaches the robot how to operate by directly operating the robot's arm, end effector, etc.
  • the operating force detection unit 123 calculates the force (operating force) applied by the operator to the application nozzle 31 based on the output from the torque sensor 3 of each axis.
  • the operating force is calculated, for example, as a value based on a predetermined coordinate system (tool coordinate system).
  • the movement command generation unit 124 generates a movement command corresponding to the operating force using a group of operability parameters specified by the parameter switching unit 125, and issues the command to the robot 10.
  • the operability parameter group is a parameter group that determines the operability of the robot in direct teach, and may include, for example, one or more of the following operability parameters: (1) Start moving (N) (2) Lightness (N) (3) Speed (mm/sec) (4) Acceleration time (sec)
  • the operability parameter "start moving” is a parameter that specifies the operating force required for the robot to start moving.
  • the operability parameter "lightness” specifies the operating force required to move the robot. By setting "lightness" to a relatively large value, the operator can be given a heavy operating feeling.
  • the operability parameter "speed” is a parameter that specifies the operating speed of the robot (e.g., target speed).
  • the operability parameter "acceleration time” is a parameter that specifies the time (time constant) required for the robot to accelerate to a predetermined speed (e.g., a predetermined ratio of the target speed specified by the operability parameter "speed”).
  • the operator can register in advance multiple types of operability parameter groups in which each of these parameters is set according to the work content. Then, the operator can select and apply a desired operability parameter group according to the work content of, for example, direct teach.
  • the parameter registration unit 126 provides a function for setting and registering a group of operability parameters that define the operability of direct teach.
  • the function of the parameter registration unit 126 allows the operator to register multiple types of operability parameter groups in the robot control device 20. Depending on the work content, the operator can select, for example, a group of operability parameters that provide light operability or a group of operability parameters that provide heavy and stable operability, and apply them to direct teach.
  • the storage unit 22 is, for example, a storage device consisting of a non-volatile memory or a hard disk device.
  • the storage unit 22 stores the operability parameter group registered by the operator.
  • the storage unit 22 can also be positioned as an operability parameter group storage unit.
  • the parameter switching unit 125 accepts an input to select one of the multiple types of operability parameter groups registered in the memory unit 22.
  • the parameter switching unit 125 may accept a user input to select one of the multiple types of registered operability parameter groups, for example, via a user interface screen of the teaching operation panel 40.
  • the parameter switching unit 125 applies the selected operability parameter group to the direct teach execution unit 122.
  • the program creation unit 127 presents a program creation screen on the display unit 44 of the teaching operation panel 40 and accepts operations for creating and editing an operation program for the robot 10.
  • the program creation unit 127 has a function of providing a user interface for making various settings related to programming.
  • the programming functions provided by the program creation unit 127 include programming using icons that represent the functions of the robot.
  • the parameter registration unit 126 displays the maneuverability parameter setting screen 200 on the display unit 44 of the teaching operation panel 40, and accepts input of maneuverability parameters via this maneuverability parameter setting screen 200.
  • the maneuverability parameter setting screen 200 has input fields 201, 202, 203, and 204 for inputting "start of movement,” "lightness,” “speed,” and “acceleration time,” respectively.
  • the new creation button 221 is a button for creating a new maneuverability parameter group. After pressing the new creation button 221 to input a maneuverability parameter group, the input maneuverability parameter group can be newly registered in the storage unit 22 by pressing the save button 222. The operator can also select a maneuverability parameter group that has already been registered, and adjust the parameter values for the selected maneuverability parameter group via the maneuverability parameter setting screen 200.
  • operability parameter setting screen 200 in FIG. 3 shows an example in which each operability parameter is set by a numerical value
  • the operability parameter setting screen 200 may be configured so that each operability parameter can be changed by operating a slide bar, for example.
  • the operator can register multiple types of operability parameter groups in advance. The operator can then switch between operability parameter groups depending on the content of the direct teach work. This configuration makes the direct teach work easier and allows the direct teach work to be carried out appropriately and efficiently.
  • the operator can register operability parameters that suit his or her preferences, making direct teach easier. It is also possible to adjust and register pre-registered operability parameters, so that the operator can adjust the feel of the controls to perform tasks that would be difficult to teach using the device-specific operability parameters pre-registered in the robot. This also shortens the time it takes to get used to direct teach.
  • Second embodiment A robot system 100A according to a second embodiment will be described with reference to Fig. 4 to Fig. 6. Since the equipment configuration of the robot system 100A according to the second embodiment is the same as the equipment configuration of the robot system 100 shown in Fig. 1, the equipment configuration of the robot system 100A will be described with reference to Fig. 1.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of a robot system 100A according to the second embodiment.
  • functional blocks in FIG. 4 that are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 2 are given the same reference numerals.
  • a parameter registration unit 126A and a parameter switching unit 125A have the functions described below regarding the registration and application of operability parameter groups.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a operability parameter setting screen 300 provided by the parameter registration unit 126A.
  • the parameter registration unit 126A provides a function for registering operability parameter groups in the form of icons.
  • a setting screen equivalent to the operability parameter setting screen 200 shown in FIG. 3 is presented, and the operator can input operability parameters and register a new operability parameter group (icon).
  • the operator selects one of the previously registered icons (operability aaa icon 301, operability bbb icon 302, operability ccc icon 303) and performs a predetermined operation (for example, pressing the setting button 322), a setting screen equivalent to the operability parameter setting screen 200 shown in FIG. 3 is presented, and the operator can adjust the operability parameter group.
  • the operability parameters newly created or adjusted via the operability parameter setting screen 300 are registered in the memory unit 22 as an operability icon.
  • the parameter switching unit 125A may have a function of applying a group of operability parameters of one or more operability icons registered in the memory unit 22 to the direct teach execution unit 122 in response to an operation of dragging and dropping the icon from among the one or more operability icons registered in the memory unit 22 onto a predetermined reception screen on the display unit 44.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a program creation screen 400 presented by the function of the program creation unit 127.
  • the program creation unit 127 may present such a program creation screen 400 on the display unit 44 of the teaching operation panel 40.
  • the program creation screen 400 includes an icon display area 420 that displays a list of function icons, and a program creation area 430 in which icons are arranged to create a program.
  • the program creation area 430 is sometimes referred to as a timeline, as it is an area in which the icons that make up a program are arranged in chronological order.
  • the operator selects the programming tab 461.
  • the operator selects an icon arranged in the program creation area 430 and selects the details tab 462, a settings screen for making detailed settings for that icon is displayed.
  • Such a function for supporting user operations on icons may be provided as a function of the program creation unit 127.
  • the icon display area 420 of the program creation screen 400 includes a trajectory teaching icon 401 corresponding to a function of teaching a trajectory to the robot 10 by direct teaching.
  • the icon display area 420 further includes an operability aaa icon 301, an operability bbb icon 302, and an operability ccc icon 303 corresponding to three types of operability parameter groups registered by the function of the parameter registration unit 126A.
  • the operator can specify the operability icon to be applied to the trajectory teaching icon 401, for example, in the following procedure. (a1)
  • the path teaching icon 401 is placed in the program creation area 430.
  • the path teaching icon 401 arranged in the program creation area 430 is selected and the details tab 462 is pressed to open a details setting screen for the path teaching icon 401.
  • the operability parameter group of the operability icon is applied to direct teaching using the trajectory teaching icon 401.
  • the function of applying the operability icon to the direct teach by the procedures (a1) to (a3) may be provided by cooperation between the program creation unit 127 and the parameter switching unit 125A.
  • the function of registering and applying operability parameter groups using icons allows the operator to apply the desired operation parameter group (operability icon) to direct teach with even more intuitive and easier operations.
  • the parameter registration unit 126A may have a function of automatically adjusting the operability parameters in an interactive format while allowing the operator to actually experience the feeling of operating the robot 10.
  • the parameter registration unit 126A may present such an interactive user interface screen on the display unit 44 of the teaching pendant 40.
  • the parameter registration unit 126A may provide the function of adjusting the operability parameters in such an interactive format, for example, in the following procedure.
  • (Step 1) Allow the user to operate the robot (direct teach) with a predetermined set of initial operability parameters.
  • Step 2) Accept evaluations regarding the operability via the user interface.
  • Step 3) Based on the user's evaluation, the operability parameters are changed in a direction that increases the user's evaluation.
  • Step 4) Repeat (Step 1) to (Step 3) until a predetermined end operation is performed.
  • the adjusted operational parameters are registered in the storage unit 22.
  • step 2 for example, evaluations such as “easy to operate”, “difficult to operate”, “slow to operate”, and “light to operate” may be accepted.
  • step 3 when the user's evaluation of the initial operation parameter set is "difficult to operate", the parameter registration unit 126A may adopt a method of adjusting the operation parameter set to one having an opposite operating feel to the initial operation parameter set.
  • Figure 10 shows an example of an input screen (user interface) 350 presented on the display unit 44 in step 2.
  • the input screen 350 has an input field 351 where the user inputs an evaluation.
  • a predetermined question may be presented to the user via a user interface, and an answer (evaluation) to the question may be received from the user.
  • the predetermined question regarding operability may include, for example, one or more of the following: (Question 1) "Does the operation feel heavy?" If the operator answers "it feels heavy” to this question, the parameter registration unit 126A shifts the operability parameters of "start of movement” and "lightness” in the direction of making the robot's movement lighter, for example, to make the operation feel lighter.
  • the operator can register multiple types of operability parameter groups in advance. The operator can then switch between operability parameter groups depending on the content of the direct teach work. This configuration makes the direct teach work easier and allows the direct teach work to be carried out appropriately and efficiently.
  • a robot system 100B according to a third embodiment will be described with reference to Fig. 7 to Fig. 9. Since the equipment configuration of the robot system 100B according to the third embodiment is the same as the equipment configuration of the robot system 100 shown in Fig. 1, the equipment configuration of the robot system 100B will be described with reference to Fig. 1.
  • FIG. 7 is a functional block diagram of the robot system 100B.
  • the robot control device 20 according to the third embodiment is configured such that the parameter switching unit 125B can automatically switch between operability parameter groups according to switching conditions included in the operability parameter groups.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a operability parameter setting screen 200B provided by the parameter registration unit 126A.
  • the operability parameter setting screen 200B includes an input field 205 for setting switching conditions for automatically switching between operability parameter groups.
  • the parameter switching unit 125B selects one of the multiple types of operability parameter groups registered in the memory unit 22 that satisfies the switching conditions described in the operability parameter group, and applies it to the direct teach execution unit 122.
  • the automatic switching condition is, for example, any one of the following: - Signal conditions. - Conditions regarding the position or orientation of the robot. ⁇ Login user name.
  • the "signal condition" as the automatic switching condition is, for example, a signal indicating that an external device such as an end effector or a peripheral device has started to operate, or a signal indicating that a safety function as an internal function has been activated.
  • an operability parameter group designated as "coating nozzle operation signal on” is registered in the input field 205.
  • the parameter switching unit 125B can select the operability parameter group designated as "coating nozzle operation signal on" in the input field 205 from the multiple types of registered operability parameter groups in response to the operation signal from the coating nozzle 31 being on, and apply it to the direct teach execution unit 122.
  • an operability parameter group designated as "coating nozzle operation signal off" is registered in the input field 205.
  • the parameter switching unit 125B can select the operability parameter group designated as "coating nozzle operation signal off" in the input field 205 from the multiple types of registered operability parameter groups in response to the operation signal from the coating nozzle 31 being off, and apply it to the direct teach execution unit 122.
  • a "signal-related condition" as an automatic switching condition, it is possible to automatically switch the operability based on a safety-related signal.
  • the robot control device 20 has a safety function that stops the robot 10 when an external force acting on the robot 10 or the speed of the robot 10 exceeds a threshold, and the operability of the robot 10 is switched by a signal indicating whether this safety function is enabled or disabled.
  • the safety function is enabled, the robot 10 can be operated with both hands, while when the safety function is disabled, one hand is required to press an enable switch (e.g., an enable switch that can be held in one hand, such as the enable switch 45 of the teaching operation panel 40), making direct teaching somewhat inconvenient.
  • an enable switch e.g., an enable switch that can be held in one hand, such as the enable switch 45 of the teaching operation panel 40
  • a hose 30a from the coating device 30 is connected to the robot 10.
  • the tension of the hose 30a may affect the movement of the robot 10. Therefore, by switching between operability parameter groups depending on the position of the robot 10, it becomes possible to mitigate the effects of the tension of the hose 30a.
  • a operability parameter group that provides a slightly heavier feel can be applied, making it possible to operate in a way that mitigates the effects of the tension of the hose 30a.
  • a certain area in the workspace is a movement restriction area.
  • the certain area can be made into a movement restriction area in which the robot's movements are restricted.
  • the operator can register multiple types of operability parameter groups in advance. The operator can then switch between operability parameter groups depending on the content of the direct teach work. This configuration makes the direct teach work easier and allows the direct teach work to be carried out appropriately and efficiently.
  • FIG. 7 is used as the functional block of this modified example.
  • Figure 9 is a diagram showing an example of a operability parameter setting screen 200C provided by the parameter registration unit 126A in the case of this modified example.
  • the operability parameter setting screen 200C includes an input field 206 for designating the "direction of application" of the operability parameter group.
  • the direct teach execution unit 122 applies the operability parameter group in the direction specified in the "direction to apply” with respect to the direction of movement of the robot 10.
  • the format for specifying the "direction of application” is, for example, - A format in which a direction is specified based on a coordinate system (e.g., the Z direction of the tool coordinate system), - A format in which the direction is specified based on a plane, or - Vector format, etc. are possible.
  • Operability parameter group C A group of operability parameters in which the operability parameters are set so that the robot is insensitive to the operating force (for example, by increasing the acceleration time and decreasing the speed), and the "direction to be applied” is described as the Z direction of the tool coordinate system.
  • Operability parameter group D A group of operability parameters in which the operability parameters are set so that the robot is sensitive to the operating force (for example, by setting the acceleration time to be relatively small and the speed to be relatively high), and the "direction of application” is described as the XY direction of the tool coordinate system.
  • the direct teach execution unit 122 can generate a motion command based on the motion information (movement information) of the robot 10 to apply operability parameter group C to the Z direction and operability parameter group D to the XY directions. This type of motion can provide an ideal operability feel in the application of applying the cream described above.
  • the "format for specifying a direction based on a plane” is a method for specifying a plane by specifying three points within the workspace (world coordinate system), for example, and then specifying a direction based on that plane. For example, if you define the directions along the plane as the XY directions, and the normal direction of the plane as the Z direction, then with this format you can specify something like "the Z direction of plane C.” This format is useful when specifying a direction based on the surface of a workbench in the workspace, for example.
  • the "method of specifying in vector format” is a method of expressing the "direction to be applied” as a vector notation based on the origin of the world coordinate system, for example. This method has the advantage that it makes it easy for users to intuitively specify the direction.
  • the program creation unit 127, the robot operation switching unit 121, the parameter switching unit 125, the operation parameter group storage unit, and the parameter registration unit 126 related to the user interface function are arranged in the teaching operation panel 40, and the direct teach execution unit 122 is arranged in the robot control device 20.
  • the above embodiment has been described with the task of applying cream to a cake as a usage scenario, but this is just one example.
  • the functions of the above embodiment can also be applied to a painting device that applies paint, a sealing device that applies sealant, a gluing device that applies adhesive, a laser processing device, etc.
  • teaching pendant 40 and the robot control device 20 function together to provide the direct teach function, so the entire function consisting of the teaching pendant 40 and the robot control device 20 can be positioned as a teaching device (indicated by the symbol 50 in Figure 1).
  • the functional blocks in the functional block diagrams shown in Figures 2, 4, and 7 may be realized by one or more processors in the robot control device or teaching operation panel executing various software stored in a storage device, or may be realized by a hardware-based configuration such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the programs for executing the various procedures, algorithms, etc., related to the above-mentioned embodiments can be recorded on various computer-readable recording media (e.g., semiconductor memories such as ROM, EEPROM, and flash memory, magnetic recording media, and optical disks such as CD-ROM and DVD-ROM).
  • semiconductor memories such as ROM, EEPROM, and flash memory
  • magnetic recording media e.g., magnetic tape, etc.
  • optical disks e.g., compact discs, etc.
  • the operator can register multiple types of operability parameter groups in advance. The operator can then switch between operability parameter groups depending on the content of the direct teach work. This configuration makes the direct teach work easier and allows the direct teach work to be carried out appropriately and efficiently.
  • (Appendix 1) a direct teach execution unit (122) that generates a movement command for the robot (10) in response to an operational force applied to the robot (10) using an operational parameter group including one or more operational parameters; a parameter registration unit (126, 126A) that accepts the setting of one or more operability parameters and is capable of registering an operability parameter group including the set one or more operability parameters in a storage unit (22); A parameter switching unit (125, 125A, 125B) that switches an operability parameter group to be applied to the direct teach execution unit among one or more operability parameter groups registered in the storage unit according to a predetermined switching condition; A teaching device (50) comprising: (Appendix 2) the predetermined switching condition includes a user input specifying a set of operability parameters; The teaching device (50) described in Appendix 1, wherein the parameter switching unit (125, 125A) applies to the direct teach execution unit an operability parameter group designated by the user input from among one or more operability parameter groups registered in the
  • the predetermined switching condition includes a predetermined automatic switching condition included in one or more operability parameter groups registered in the storage unit,
  • the parameter switching unit (125B) selects an operability parameter group that satisfies the predetermined automatic switching condition from one or more operability parameter groups registered in the memory unit, and applies the selected operability parameter group to the direct teach execution unit.
  • the teaching device (50) according to appendix 4, wherein the condition relating to the signal is whether or not a signal indicating that an internal function or an external device of the teaching device is in operation is on.
  • the one or more operability parameter groups registered in the storage unit (22) include a designation of a direction in which the operability parameter group is to be applied,
  • the direct teach execution unit (122) generates a movement command for the robot so that the group of operability parameters is applied to the movement direction of the robot corresponding to the direction to be applied specified in the group of operability parameters.
  • Appendix 7 The teaching device (50) described in Appendix 6, wherein the designation of the direction to be applied is described in a format that specifies the direction based on a specified coordinate system, a format that specifies the direction based on a specified plane, or a vector format.
  • the parameter registration unit (126A) Applying a predetermined set of operability parameters to the direct teach execution unit; Allowing a user to operate the robot; receiving a user's evaluation on the operability of the robot via a user interface; changing a set value of a group of operability parameters to be applied to the direct teach execution unit based on the evaluation so that the user's evaluation is high;
  • the teaching device (50) according to any one of appendices 1 to 7, wherein a changed group of operability parameters is registered in the memory unit.
  • the parameter registration unit (126A) is configured to be able to register an operability parameter group in the storage unit in the form of an icon
  • the parameter switching unit (125A) receives an operation of dragging and dropping one of the icons of one or more operability parameter groups registered in the memory unit onto a specified reception screen on the display unit, and applies the operability parameter group of the dragged-and-dropped icon to the direct teach execution unit.

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Abstract

１以上の操作性パラメータを含む操作性パラメータ群を用いて、ロボットに加えられた操作力に応じて前記ロボットに対する移動指令を生成するダイレクトティーチ実行部と、１以上の操作性パラメータの設定を受け付けると共に、設定された１以上の操作性パラメータを含む操作性パラメータ群を記憶部に登録可能なパラメータ登録部と、所定の切換え条件にしたがって、記憶部に登録されている１以上の操作性パラメータ群のうち、前記ダイレクトティーチ実行部に適用する操作性パラメータ群を切り換えるパラメータ切換部と、を備える教示装置である。

Description

教示装置
　本開示は、教示装置に関する。
　操作者がロボットに直接、力を加えてロボットを動作させて教示を行うダイレクトティーチが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開平３－１２３９０７号公報 特開２００８－１１０４０６号公報
　ダイレクトティーチの操作性を定める操作性パラメータ群は、ロボットの機器固有の値として設定されているのが一般的である。機器固有の値として設定されている操作性パラメータ群を使用してダイレクトティーチを行うことには、作業内容によって、ダイレクトティーチを行うことが困難な場合がある、ダイレクトティーチに慣れるまでに時間がかかる、といったユーザにとって不利な側面がある。ダイレクトティーチをユーザにとってより容易なものとし、効率的にダイレクトティーチの作業を進めることを可能とする技術が望まれている。
　本開示の一態様は、１以上の操作性パラメータを含む操作性パラメータ群を用いて、ロボットに加えられた操作力に応じて前記ロボットに対する移動指令を生成するダイレクトティーチ実行部と、１以上の操作性パラメータの設定を受け付けると共に、設定された前記１以上の操作性パラメータを含む操作性パラメータ群を記憶部に登録可能なパラメータ登録部と、所定の切換え条件にしたがって、前記記憶部に登録されている１以上の操作性パラメータ群のうち、前記ダイレクトティーチ実行部に適用する操作性パラメータ群を切り換えるパラメータ切換部と、を備える教示装置である。
　添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれらの目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明確になるであろう。
一実施形態に係るロボットシステムの機器構成を示す図である。 第１実施形態に係るロボットシステムの機能ブロック図である。 第１実施形態に係る操作性パラメータ設定画面の例を示す図である。 第２実施形態に係るロボットシステムの機能ブロック図である。 第２実施形態に係る操作性パラメータ設定画面の例を示す図である。 アイコンを用いたプログラム作成画面の例を示す図である。 第３実施形態に係るロボットシステムの機能ブロック図である。 第３実施形態に係る操作性パラメータ設定画面の例を示す図である。 第３実施形態に係る操作性パラメータ設定画面の別の例を示す図である。 操作感の評価の入力を受け付ける入力画面の例を示す図である。
　次に、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。参照する図面において、同様の構成部分または機能部分には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は本発明を実施するための一つの例であり、本発明は図示された形態に限定されるものではない。
　第１実施形態
　図１は一実施形態に係るロボットシステム１００の機器構成を示す図である。図１に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット１０と、ロボット１０を制御するロボット制御装置２０と、ロボット制御装置２０に接続された教示操作盤４０とを備える。ロボット１０は、アーム先端部に搭載したエンドエフェクタにより様々な作業を実行することができる。エンドエフェクタは、用途に応じて交換可能な外部装置であり、例えば、ハンド、溶接ガン、工具等である。図１では、エンドエフェクタとして塗布ノズル３１が取り付けられている構成例を示す。この場合、ロボット１０を用いて塗布装置３０から供給される塗布剤としてのクリームを、ワークとしてのケーキＷに塗布する作業を行うことができる。
　以下で詳細に説明するように、ロボットシステム１００は、ダイレクトティーチによりロボット１０に作業内容を教示することができるように構成される。図１に示した構成例の場合には、作業者は、塗布ノズル３１に直接、力を加えてロボット１０を操作しながらケーキＷにクリームを塗布する作業を行い、ロボット１０に作業内容（ケーキＷにクリームを塗布する作業）を教示することができる。
　ロボット１０は、図１では例示として垂直多関節ロボットであるものとしているが、ロボット１０として、水平多関節ロボット、パラレルリンク型ロボット、双腕ロボット等、作業対象に応じて様々なタイプのロボットが用いられても良い。
　ロボット制御装置２０は、動作プログラム或いは教示操作盤４０からの指令に従ってロボット１０の動作を制御する。ロボット制御装置２０は、プロセッサ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等）、記憶部２２（図２参照）、操作部、入出力インタフェース、ネットワークインタフェース等を有する一般的なコンピュータとしてのハードウェア構成を有していても良い。
　教示操作盤４０は、ロボット１０の教示や各種設定を行うための操作端末として用いられる。教示操作盤４０として、タブレット端末等の情報処理装置が用いられても良い。教示操作盤４０は、プロセッサ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等）、記憶装置、操作部４３、表示部４４、入出力インタフェース、ネットワークインタフェース等を有する一般的なコンピュータとしてのハードウェア構成を有していても良い（図２参照）。なお、教示操作盤４０には、イネーブルスイッチ４５が設けられている。イネーブルスイッチ４５は、操作者がロボット１０を手動で操作するのを許可するための物理スイッチである。
　図２は、第１実施形態に係るロボットシステム１００の機能ブロック図である。以下、図２の機能ブロック図を参照して第１実施形態に係るロボットシステム１００の機能について説明する。
　ロボット１０は、各関節部（図２において破線の矩形で表す）に、駆動装置としてのモータ１、関節の角度位置を検出するためのエンコーダ２、およびトルクセンサ３を備えている。各軸のエンコーダ２からのフィードバック（各軸の位置、速度等）に基づいて、ロボット制御装置２０はロボット１０の位置、姿勢、速度等の情報を求めることができる。また、ロボット制御装置２０は、各軸のトルクセンサ３からの検出値およびロボット１０の位置姿勢情報（各軸の位置情報）に基づいて、ロボット１０の所定の部位（例えば、塗布ノズル３１）にかかる操作力（力やモーメント）を算出することができる。各軸のトルクセンサ３の代わりに、ロボット１０の所定の位置（例えばロボットのフランジ）に取り付けた力センサを用いて、ロボット１０の所定の部位にかかる操作力（力やモーメント）を算出してもよい。
　ロボット制御装置２０は、ロボット操作切換部１２１、ダイレクトティーチ実行部１２２、パラメータ切換部１２５、パラメータ登録部１２６、およびプログラム作成部１２７を備える。ダイレクトティーチ実行部１２２は、操作力検出部１２３と移動指令生成部１２４とを備えている。これらの機能ブロックは、ロボット制御装置２０のプロセッサがソフトウェアを実行することで実現される機能要素であってもよい。
　ロボット操作切換部１２１は、ロボット１０の操作をダイレクトティーチに切り替える入力を受け付ける。ロボット操作切換部１２１は、例えば、教示操作盤４０の表示部４４に表示したユーザインタフェース画面を介して、ロボット操作をダイレクトティーチに切り替えるユーザ入力を受け付けてもよい。ロボット操作がダイレクトティーチに設定されると、ダイレクトティーチ実行部１２２が機能し、操作者によるダイレクトティーチが可能となる。
　ダイレクトティーチとは、操作者がロボットのアームやエンドエフェクタ等を直接操作しながらロボットに動作内容を教示する動作モードである。ダイレクトティーチにおいて、操作力検出部１２３は、各軸のトルクセンサ３からの出力に基づいて操作者が塗布ノズル３１に加えている力（操作力）を算出する。操作力は、例えば、所定の座標系（ツール座標系）を基準とする値として算出される。移動指令生成部１２４は、パラメータ切換部１２５により指定された操作性パラメータ群を用いて、操作力に応じた移動指令を生成してロボット１０に指令する。
　ここで、本実施形態による操作性パラメータ群の登録および適用の態様の概略について説明する。操作性パラメータ群は、ダイレクトティーチにおけるロボットの操作性を決定づけるパラメータ群であり、例えば、以下の１以上の操作性パラメータを含んでいてもよい。
（１）動き出し（Ｎ）
（２）軽さ（Ｎ）
（３）速度（ｍｍ／ｓｅｃ）
（４）加速時間（ｓｅｃ）
操作性パラメータ「動き出し」は、ロボットが動き出すために必要な操作力を規定するパラメータである。操作性パラメータ「軽さ」は、ロボットを動かすのに必要な操作力を規定する。「軽さ」を比較的大きな値に設定することで、操作者に重い操作感を与えることができる。「軽さ」に比較的小さい値を設定すると、ロボットは小さい力でも動かすことが可能となり、操作者に軽い操作感を与えることができる。操作性パラメータ「速度」は、ロボットの動作速度（例えば、目標速度）を規定するパラメータである。操作性パラメータ「加速時間」は、ロボットが所定の速度（例えば、操作性パラメータ「速度」で指定された目標速度に対する所定の割合）まで加速するのに要する時間（時定数）を規定するパラメータである。操作者は、このようなパラメータの各々を設定した操作性パラメータ群を作業内容に応じて予め複数種類登録しておくことができる。そして、操作者は、例えばダイレクトティーチの作業内容に応じて所望の操作性パラメータ群を選択して適用することができる。
　パラメータ登録部１２６は、ダイレクトティーチの操作性を規定する操作性パラメータ群を設定し、登録する機能を提供する。パラメータ登録部１２６の機能により、操作者は、複数種類の操作性パラメータ群をロボット制御装置２０に登録しておくことができる。操作者は、作業内容に応じて、例えば軽い操作性を提供する操作性パラメータ群、或いは、重い安定した操作性を提供する操作性パラメータ群を選択してダイレクトティーチに適用することができる。
　記憶部２２は、例えば、不揮発性メモリ或いはハードディスク装置等からなる記憶装置である。記憶部２２は、操作者が登録した操作性パラメータ群を記憶する。記憶部２２は、操作性パラメータ群記憶部と位置付けることもできる。
　パラメータ切換部１２５は、記憶部２２に登録されている複数種類の操作性パラメータ群から、一つの操作性パラメータ群を選択する入力を受け付ける。パラメータ切換部１２５は、例えば教示操作盤４０のユーザインタフェース画面を介して、登録された複数種類の操作性パラメータ群から一つを選択するユーザ入力を受け付けてもよい。パラメータ切換部１２５は、選択された操作性パラメータ群を、ダイレクトティーチ実行部１２２に適用させる。
　プログラム作成部１２７は、例えば、プログラム作成画面を教示操作盤４０の表示部４４に提示し、ロボット１０の動作プログラムを作成・編集するための操作を受け付ける。プログラム作成部１２７は、プログラミングに関する各種設定を行うためのユーザインタフェースを提供する機能を有している。プログラム作成部１２７が提供するプログラミングの機能には、ロボットの機能を表すアイコンによるプログラミングが含まれる。
　図３は、パラメータ登録部１２６の機能により提供される操作性パラメータ設定画面２００の例を示す図である。パラメータ登録部１２６は、操作性パラメータ設定画面２００を教示操作盤４０の表示部４４に表示し、この操作性パラメータ設定画面２００を介して操作性パラメータの入力を受け付ける。操作性パラメータ設定画面２００は、「動き出し」、「軽さ」、「速度」、および「加速時間」をそれぞれ入力するための入力欄２０１、２０２、２０３および２０４を有する。新規作成ボタン２２１は、新たな操作性パラメータ群を作成するためのボタンである。新規作成ボタン２２１を押下して操作性パラメータ群を入力した後、保存ボタン２２２を押下することで、入力した操作性パラメータ群を記憶部２２に新規登録することができる。また、操作者は、既に登録されている操作性パラメータ群を選択して、当該選択した操作性パラメータ群について操作性パラメータ設定画面２００を介してパラメータ値の調整を行うこともできる。
　なお、図３の操作性パラメータ設定画面２００では、各操作性パラメータを数値により設定する例を示しているが、操作性パラメータ設定画面２００は、例えば、各操作性パラメータを、スライドバーを操作することで変更可能に構成されていてもよい。
　このような第１実施形態の構成によれば、操作者は、複数種類の操作性パラメータ群を予め登録しておくことができる。そして、操作者は、ダイレクトティーチの作業内容に応じて操作性パラメータ群を切り替えることができる。このような構成により、ダイレクトティーチの作業が容易なり、ダイレクトティーチの作業を適切かつ効率的に進めることが可能となる。
　また、操作者は、自分の好みに合った操作性パラメータを登録するこができるため、ダイレクトティーチの作業を容易化することができる。予め登録されている操作性パラメータ群を調整して登録することも可能であるため、操作者は、例えばロボットに予め登録されている機器固有の操作性パラメータ群では教示が難しかったような作業についても、操作感を調整して操作ができるようにすることも可能である。また、この場合、ダイレクトティーチに慣れるのに要する時間も短縮することができる。
　第２実施形態
　第２実施形態に係るロボットシステム１００Ａについて、図４から図６を参照して説明する。第２実施形態に係るロボットシステム１００Ａの機器構成は、図１に示したロボットシステム１００の機器構成と同じであるため、ロボットシステム１００Ａの機器構成については図１を参照して説明する。
　図４は、第２実施形態に係るロボットシステム１００Ａの機能ブロック図である。説明の便宜のため、図４において、図２に示した第１実施形態における機能ブロックと同一の機能ブロックには同一の符号を付している。第２実施形態に係るロボット制御装置２０では、パラメータ登録部１２６Ａ、パラメータ切換部１２５Ａが、操作性パラメータ群の登録および適用に関し以下で説明する機能を備える。
　図５は、パラメータ登録部１２６Ａにより提供される操作性パラメータ設定画面３００の例を示す図である。パラメータ登録部１２６Ａは、操作性パラメータ群をアイコンの形式で登録する機能を提供する。操作者が、新規作成ボタン３２１を押下すると、図３で示したような操作性パラメータ設定画面２００に相当する設定画面が提示され、操作者は操作性パラメータの入力を行い、新たな操作性パラメータ群（アイコン）を登録することができる。また、操作者が、予め登録されているアイコン（操作性ａａａアイコン３０１、操作性ｂｂｂアイコン３０２、操作性ｃｃｃアイコン３０３）から一つを選択して所定の操作（例えば設定ボタン３２２を押下する操作）を行うと、図３で示したような操作性パラメータ設定画面２００に相当する設定画面が提示され、操作者は操作性パラメータ群の調整を行うことができる。
　操作性パラメータ設定画面３００を介して新規作成あるいは調整された操作性パラメータ群は、操作性アイコンとして記憶部２２に登録される。
　パラメータ切換部１２５Ａは、表示部４４上で、記憶部２２に登録された１以上の操作性アイコンのうちの一つを所定の受付画面にドラッグアンドドロップする操作に応じて、当該ドラッグアンドドロップされたアイコンの操作性パラメータ群をダイレクトティーチ実行部１２２に適用する機能を備えていてもよい。このような機能の具体的な実現例について図６を参照して説明する。
　図６は、プログラム作成部１２７の機能により提示されるプログラム作成画面４００の例を示す図である。プログラム作成部１２７は、このようなプログラム作成画面４００を教示操作盤４０の表示部４４に提示してもよい。図６に示すように、プログラム作成画面４００は、機能アイコンの一覧を表示するアイコン表示領域４２０と、アイコンを配置してプログラムを作成するプログラム作成領域４３０とを含む。プログラム作成領域４３０は、プログラムを構成するアイコンを時系列に沿って配置しする領域であることから、タイムラインと称される場合がある。
　操作者は、プログラミングを行う際にはプログラミングタブ４６１を選択する。操作者がプログラム作成領域４３０に配置されたアイコンを選択して詳細タブ４６２を選択すると、当該アイコンについて詳細設定を行うための設定画面が表示される。このようなアイコンに対するユーザ操作を支援する機能は、プログラム作成部１２７の機能として提供されてもよい。
　図６に示すように、プログラム作成画面４００のアイコン表示領域４２０には、ロボット１０に対してダイレクトティーチにより軌跡を教示する機能に対応する軌跡教示アイコン４０１が含まれている。アイコン表示領域４２０には、更に、パラメータ登録部１２６Ａの機能により登録された３種類の操作性パラメータ群に対応する操作性ａａａアイコン３０１、操作性ｂｂｂアイコン３０２、および操作性ｃｃｃアイコン３０３が含まれている。操作者は、例えば、次のような手順で軌跡教示アイコン４０１に適用する操作性アイコンを指定することができる。
（ａ１）軌跡教示アイコン４０１をプログラム作成領域４３０に配置する。
（ａ２）プログラム作成領域４３０に配置された軌跡教示アイコン４０１を選択して詳細タブ４６２を押下することで、軌跡教示アイコン４０１の詳細設定画面を開く。
（ａ３）アイコン表示領域４２０内から所望の操作性アイコンを選択して上記詳細設定画面内の所定の箇所（例えば、教示開始ボタン）にドラッグアンドドロップすることで、当該操作性アイコンの操作性パラメータ群を軌跡教示アイコン４０１によるダイレクトティーチに適用させる。
このような手順（ａ１）から（ａ３）により操作性アイコンをダイレクトティーチに適用する機能は、プログラム作成部１２７とパラメータ切換部１２５Ａが連携することで提供されてもよい。
　以上のようにアイコンを用いて操作性パラメータ群を登録し適用する機能によれば、操作者は、所望の操作パラメータ群（操作性アイコン）をよりいっそう直感的で容易な操作によりダイレクトティーチに適用することができる。
　パラメータ登録部１２６Ａは、操作者にロボット１０の操作感を実際に体験させながら対話形式で操作性パラメータ群を自動調整できる機能を備えていてもよい。パラメータ登録部１２６Ａは、このような対話形式のユーザインタフェース画面を教示操作盤４０の表示部４４に提示してもよい。パラメータ登録部１２６Ａは、例えば、以下のような手順でこのような対話形式での操作性パラメータの調整機能を提供してもよい。
（手順１）所定の初期操作性パラメータ群でユーザによるロボットの操作（ダイレクトティーチ）を許容する。
（手順２）ユーザインタフェースを介して操作感に関する評価を受け付ける。
（手順３）ユーザからの評価に基づきユーザの評価が高くなる方向に操作性パラメータを変更する。
（手順４）所定の終了操作がなされるまで、（手順１）から（手順３）を繰り返す。
（手順５）調整された操作パラメータ群を記憶部２２に登録する。
　手順２では、例えば、「操作し易い」、「操作し難い」、「操作が重い」、「操作が軽い」などの評価を受け付けてもよい。手順３では、パラメータ登録部１２６Ａは、初期操作パラメータ群に対するユーザの評価が「操作し難い」である場合に、初期操作パラメータ群とは逆の操作感を持つ操作性パラメータ群に調整するようなやり方を採用してもよい。図１０に手順２で表示部４４に提示される入力画面（ユーザインタフェース）３５０の例を示す。入力画面３５０には、ユーザが評価を入力する入力欄３５１が設けられている。
　或いは、手順２では、ユーザインタフェースを介して所定の質問をユーザに提示し、質問に対するユーザからの回答（評価）を受け付けるようにしてもよい。この場合、操作性に関する所定の質問は、例えば、以下の１以上を含んでいてもよい。
（質問１）「操作感は重く感じるか？」。この質問に対し操作者が「重く感じる」と回答した場合、パラメータ登録部１２６Ａは、例えば、操作感を軽くするように、「動き出し」と「軽さ」の操作性パラメータをロボットの動きが軽くなるように方向にシフトする。
（質問２）「ロボットの追従性はよいか？」。この質問に対し操作者が「追従性がよくない」と回答した場合には、パラメータ登録部１２６Ａは、例えば、「速度」と「加速時間」の操作性パラメータをロボットの追従性が高くなる方向にシフトするする。
（質問３）「ロボットの動きは安定しているか？」。この質問に対し操作者が「安定性が良くない」と回答した場合には、パラメータ登録部１２６Ａは、例えば、「動き出し」と「軽さ」と「速度」の操作性パラメータをロボットの動きが比較的重くなり安定する方向にシフトする。
　以上説明したように、第２実施形態の構成においても、操作者は、複数種類の操作性パラメータ群を予め登録しておくことができる。そして、操作者は、ダイレクトティーチの作業内容に応じて操作性パラメータ群を切り替えることができる。このような構成により、ダイレクトティーチの作業が容易なり、ダイレクトティーチの作業を適切かつ効率的に進めることが可能となる。
　第３実施形態
　第３実施形態に係るロボットシステム１００Ｂについて、図７から図９を参照して説明する。第３実施形態に係るロボットシステム１００Ｂの機器構成は、図１に示したロボットシステム１００の機器構成と同じであるため、ロボットシステム１００Ｂの機器構成については図１を参照して説明する。
　図７は、ロボットシステム１００Ｂの機能ブロック図である。第３実施形態に係るロボット制御装置２０は、第２実施形態に係るロボット制御装置２０について上述した機能に加えて、パラメータ切換部１２５Ｂが、操作性パラメータ群に含まれる切換え条件に従って操作性パラメータ群を自動的に切り換え可能に構成されている。
　図８は、パラメータ登録部１２６Ａにより提供される操作性パラメータ設定画面２００Ｂの例を示す図である。操作性パラメータ設定画面２００Ｂは、図３で説明した「動き出し」、「軽さ」、「速度」、「加速時間」の入力欄２０１から２０４に加えて、操作性パラメータ群を自動的に切り換えるための切換え条件を設定するための入力欄２０５を含んでいる。パラメータ切換部１２５Ｂは、記憶部２２に登録されている複数種類の操作性パラメータ群のうち、操作性パラメータ群内に記述されている切換え条件が満たされているものを選択して、ダイレクトティーチ実行部１２２に適用する。
　自動切換え条件は、例えば、以下のいずれかである。
・信号に関する条件。
・ロボットの位置または姿勢に関する条件。
・ログインユーザ名。
　自動切換え条件としての「信号に関する条件」は、例えば、エンドエフェクタや周辺装置等の外部装置が作動を開始したことを示す信号、或いは内部機能としての安全機能が作動したことを示す信号である。例えば、入力欄２０５に「塗布ノズル作動信号オン」と指定した操作性パラメータ群を登録したとする。この場合、パラメータ切換部１２５Ｂは、塗布ノズル３１からの作動信号がオンになることに応じて、登録されている複数種類の操作性パラメータ群から、入力欄２０５に「塗布ノズル作動信号オン」と指定されている操作性パラメータ群を選択してダイレクトティーチ実行部１２２に適用することができる。また、入力欄２０５に「塗布ノズル作動信号オフ」と指定した操作性パラメータ群を登録したとする。この場合、パラメータ切換部１２５Ｂは、塗布ノズル３１からの作動信号がオフであることに応じて、登録されている複数種類の操作性パラメータ群から、入力欄２０５に「塗布ノズル作動信号オフ」と指定されている操作性パラメータ群を選択してダイレクトティーチ実行部１２２に適用することができる。
　図１のような機器構成でロボット１０によりケーキＷのデコレーションを行う応用例では、クリームの盛り付け位置まで移動する操作感は、作業を伴わないため軽めの操作感がよく、塗布ノズル３１を作動させてクリームを絞る際は操作感を重くし（目標速度を小さく）、さらに加減速を緩やかに（加速時間を長くした）方が、クリームを簡単に且つ綺麗に盛り付けることができる。したがって、上記のように塗布ノズル３１の作動信号によりダイレクトティーチに適用する操作性パラメータ群を切換え可能に構成することで、作業内容に応じて操作性パラメータ群をダイナミックに切り換えて的確にダイレクトティーチを進めることが可能になる。
　また、自動切換え条件としての「信号に関する条件」を利用することにより、安全に関連する信号に基づいて、自動で操作感を切り換えることも可能である。例えば、ロボット制御装置２０が、ロボット１０に作用する外力或いはロボット１０の速度が閾値を超えたらロボット１０を停止させる安全機能を有し、この安全機能の有効、無効を示す信号によりロボット１０の操作性を切り換える場合を想定する。安全機能が有効の場合、ロボット１０を両手で操作することが可能であり、他方、安全機能が無効の場合、片手はイネーブルスイッチ（例えば、片手で持つことができるイネーブルスイッチ、教示操作盤４０のイネーブルスイッチ４５など）を押す必要があるのでダイレクトティーチはやや不自由になる。よって、切換え条件として安全機能の有効無効を示す信号を指定可能とすることにより、安全機能が有効の場合（両手で操作が可能な場合）には標準的な操作感とし、安全機能が無効の場合（ロボット１０を片手で操作する必要がある場合）には、操作感をやや軽めに設定して操作し易くするといった、操作性の切り換えを実現することができる。
　自動切換え条件としての「ロボットの位置または姿勢に関する条件」を利用することにより、ロボット１０の位置や姿勢に応じて操作性パラメータ群を切り換えるような動作が可能となる。図１の機器構成を参照すると塗布装置３０からのホース３０ａがロボット１０に接続されている。この場合、ロボット１０の位置・姿勢によっては、ロボット１０の動きにホース３０ａの張力が影響を及ぼすことがある。したがって、ロボット１０の位置に応じて操作性パラメータ群を切り換えることで、ホース３０ａの張力の影響を緩和することが可能となる。例えば、ロボット１０がホースの張力の影響を受けやすい位置では、やや重めの操作感が得られる操作性パラメータ群が適用されるようにすることで、ホース３０ａの張力による影響を緩和する運用が可能となる。
　また、一般に、ロボットの位置と作業内容は関連性が高い場合が多いので、ロボットの位置により操作性パラメータ群を切り換える構成とすることは、作業内容に応じて操作性パラメータ群を切り換えることと等価な運用を可能とする。
　また、ロボットの位置により操作性パラメータ群を切り換え可能とすることで、作業空間における一定の領域を動作制限領域とするような運用も可能である。例えば、ロボット１０が一定の領域内にあるときロボットの動作速度が十分に低くなるように（或いは速度がゼロになるように）操作性パラメータ群を設定することで、その一定の領域をロボットの動作が制限される動作制限領域とすることができる。
　自動切換え条件として「ログインユーザ名」を指定可能とすることで、ダイレクトティーチを行う使用者に応じて操作性パラメータ群を切り換える運用が可能となる。例えば、ユーザＡは好みのパラメータ設定と共に切換え条件としてユーザＡのログイン名を記述した操作性パラメータ群Ａをロボット制御装置２０に登録し、ユーザＢは好みのパラメータ設定と共に切換え条件としてユーザＢのログイン名を記述した操作性パラメータ群Ｂをロボット制御装置２０に登録したものとする。この場合、パラメータ切換部１２５Ｂは、例えば、ユーザＡが自身のログイン名を教示操作盤４０を介して入力してロボットシステム１００Ｂの使用を開始した場合に、入力されたログイン名を参照して、ユーザＡのログイン名に対応する操作性パラメータ群Ａをダイレクトティーチに適用することができる。
　このように、本実施形態の構成によれば、ロボット１０の動作状態、ロボットシステム１００Ｂに含まれる各機器の動作状態、或いはユーザに応じて適応的に操作性パラメータ群を切り換えることが可能である。
　第３実施形態の構成においても、操作者は、複数種類の操作性パラメータ群を予め登録しておくことができる。そして、操作者は、ダイレクトティーチの作業内容に応じて操作性パラメータ群を切り替えることができる。このような構成により、ダイレクトティーチの作業が容易なり、ダイレクトティーチの作業を適切かつ効率的に進めることが可能となる。
　次に、第３実施形態の変形例として、操作性パラメータ群が「適用する方向」の指定を含む構成例について説明する。本変形例の機能ブロックとしては図７を用いる。図９は、本変形例の場合にパラメータ登録部１２６Ａによって提供される操作性パラメータ設定画面２００Ｃの例を示す図である。操作性パラメータ設定画面２００Ｃは、図８に示した「動き出し」、「軽さ」、「速度」、「加速時間」、および切換え条件の入力欄２０１から２０５に加えて、操作性パラメータ群を「適用する方向」を指定するための入力欄２０６を含んでいる。
　適用すべき操作性パラメータ群内に「適用する方向」が指定されている場合、ダイレクトティーチ実行部１２２は、ロボット１０の移動方向に関し、「適用する方向」で指定された方向について当該操作性パラメータ群を適用する。
　「適用する方向」を指定する形式には、例えば、
・座標系を基準として方向を指定する形式（例：ツール座標系のＺ方向）、
・平面を基準として方向を指定する形式、或いは、
・ベクトル形式で指定する形式、
などがあり得る。
　「座標系を基準として方向を指定する形式」の例を説明する。例えば、図１の機器構成でケーキＷにクリームを塗布する応用について考える。クリームの塗布方向をツール座標系のＺ方向とすると、クリームの盛り付けでは、Ｚ方向においてロボット１０が操作力に応じてあまり動かないこと（すなわち、ロボット１０はＺ方向においては操作力に鈍感であること）が理想的となる。他方、ＸＹ方向については、Ｚ方向よりは敏感な操作感が必要となる。このような操作感は、例えば、以下のような操作性パラメータ群Ｃと、操作性パラメータ群Ｄとを登録しておくことで実現することができる。
・操作性パラメータ群Ｃ：ロボットが操作力に鈍感になるように操作性パラメータを設定すると共に（例えば、加速時間を大きくし、速度を低くする設定）、「適用する方向」をツール座標系のＺ方向と記述した操作性パラメータ群。
・操作性パラメータ群Ｄ：ロボットが操作力に敏感になるように操作性パラメータを設定すると共に（例えば、加速時間を比較的小さくし、速度を比較的高くする設定）、「適用する方向」をツール座標系のＸＹ方向と記述した操作性パラメータ群。
　ダイレクトティーチ実行部１２２は、ロボット１０の動作情報（移動情報）に基づいて、Ｚ方向については操作性パラメータ群Ｃを適用し、ＸＹ方向については操作性パラメータ群Ｄを適用するように動作指令を生成することができる。このような動作により、上述したクリームを塗布する応用において理想的な操作感を実現することができる。
　「平面を基準として方向を指定する形式」は、例えば、作業空間（ワールド座標系）内に３点を指定することで平面を定義し、当該平面を基準として方向を指定するやり方である。例えば、当該平面に沿った方向をＸＹ方向、当該平面の法線方向をＺ方向と定めておくと、本形式では、“平面ＣのＺ方向”のように指定できる。この形式は、例えば作業空間内の作業台の表面を基準として方向を指定するような場合に有用である。
　「ベクトル形式で指定するやり方」は、「適用する方向」を例えばワールド座標系の原点を基準とするベクトル標記で表すやり方である。このやり方には、ユーザが直感的に方向を指定し易いというメリットがある。
　なお、ここで説明した操作性パラメータ群に「適用する方向」の指定を含む構成は、上述の第１実施形態或いは第２実施形態に適用してもよい。
　以上が第１実施形態から第３実施形態についての説明である。
　ここで、システム構成の柔軟性について説明する。上述の実施形態における機能ブロック図（図２、図４、図７）における機能配置は例示であり、機能配置については、様々な変形をなすことができる。例えば図２で示した機能ブロック図では、ロボット操作切換部１２１、ダイレクトティーチ実行部１２２、パラメータ切換部１２５、パラメータ登録部１２６、およびプログラム作成部１２７等の機能ブロックはロボット制御装置２０内に配置されるものとして図示しているが、これらの機能ブロックの少なくとも一部或いは全てを教示操作盤４０内に配置するような構成例もあり得る。例えば、ユーザインタフェース機能に関連するプログラム作成部１２７、ロボット操作切換部１２１、パラメータ切換部１２５、操作パラメータ群記憶部、およびパラメータ登録部１２６を教示操作盤４０内に配置し、ダイレクトティーチ実行部１２２をロボット制御装置２０に配置する構成もあり得る。
　上述した実施形態の利用シーンとしてケーキにクリームを塗布する作業を記載したが、これは一例である。上述した実施形態の機能は、塗料を塗布する塗装装置、シーリング材を塗布するシーリング装置、接着剤を塗布するグルーイング装置、レーザ加工装置等にも適用することができる。
　上述したように、教示操作盤４０とロボット制御装置２０とは一体的に機能してダイレクトティーチの機能を提供することから、教示操作盤４０とロボット制御装置２０とからなる機能全体を教示装置（図１において符号５０で示す）と位置付けることができる。
　図２、図４、図７に示した機能ブロック図における機能ブロックは、ロボット制御装置或いは教示操作盤の１又は複数のプロセッサが、記憶装置に格納された各種ソフトウェアを実行することで実現されるものであっても良く、或いは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアを主体とした構成により実現されても良い。
　上述した実施形態に係わる各種の手順、アルゴリズム等を実行するためのプログラムは、コンピュータに読み取り可能な各種記録媒体（例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気記録媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ等の光ディスク）に記録することができる。
　以上述べたように、各実施形態によれば、操作者は、複数種類の操作性パラメータ群を予め登録しておくことができる。そして、操作者は、ダイレクトティーチの作業内容に応じて操作性パラメータ群を切り替えることができる。このような構成により、ダイレクトティーチの作業が容易になり、ダイレクトティーチの作業を適切かつ効率的に進めることが可能となる。
　本開示について詳述したが、本開示は上述した個々の実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、または、特許請求の範囲に記載された内容とその均等物から導き出される本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、置き換え、変更、部分的削除等が可能である。また、これらの実施形態は、組み合わせて実施することもできる。例えば、上述した実施形態において、各動作の順序や各処理の順序は、一例として示したものであり、これらに限定されるものではない。また、上述した実施形態の説明に数値又は数式が用いられている場合も同様である。
　上記実施形態および変形例に関し更に以下の付記を記載する。
　（付記１）
　１以上の操作性パラメータを含む操作性パラメータ群を用いて、ロボット（１０）に加えられた操作力に応じて前記ロボット（１０）に対する移動指令を生成するダイレクトティーチ実行部（１２２）と、
　１以上の操作性パラメータの設定を受け付けると共に、設定された前記１以上の操作性パラメータを含む操作性パラメータ群を記憶部（２２）に登録可能なパラメータ登録部（１２６、１２６Ａ）と、
　所定の切換え条件にしたがって、前記記憶部に登録されている１以上の操作性パラメータ群のうち、前記ダイレクトティーチ実行部に適用する操作性パラメータ群を切り換えるパラメータ切換部（１２５、１２５Ａ、１２５Ｂ）と、
を備える教示装置（５０）。
　（付記２）
　前記所定の切換え条件は、操作性パラメータ群を指定するユーザ入力を含み、
　前記パラメータ切換部（１２５、１２５Ａ）は、前記記憶部に登録されている１以上の操作性パラメータ群のうち、前記ユーザ入力によって指定された操作性パラメータ群を前記ダイレクトティーチ実行部に適用する、付記１に記載の教示装置（５０）。
　（付記３）
　前記所定の切換え条件は、前記記憶部に登録されている１以上の操作性パラメータ群内に含められた所定の自動切換え条件を含み、
　前記パラメータ切換部（１２５Ｂ）は、前記記憶部に登録されている１以上の操作性パラメータ群から、前記所定の自動切換え条件を満たす操作性パラメータ群を選択して前記ダイレクトティーチ実行部に適用する、付記１に記載の教示装置（５０）。
　（付記４）
　前記所定の自動切換え条件は、信号に関する条件、ロボットの位置または姿勢に関する条件、ログインユーザ名のいずれかを含む、付記３に記載の教示装置（５０）。
　（付記５）
　前記信号に関する条件は、前記教示装置の内部機能または外部装置が作動中であることを示す信号がオンであるか否かである、付記４に記載の教示装置（５０）。
　（付記６）
　前記記憶部（２２）に登録されている１以上の操作性パラメータ群は、操作性パラメータ群を適用する方向の指定を含み、
　前記ダイレクトティーチ実行部（１２２）は、操作性パラメータ群内の前記適用する方向の指定に対応する前記ロボットの移動方向に対して当該操作性パラメータ群が適用されるように前記ロボットの移動指令を生成する、付記１に記載の教示装置（５０）。
　（付記７）
　前記適用する方向の指定は、所定の座標系を基準として方向を指定する形式、所定の平面を基準として方向を指定する形式、またはベクトル形式で記述されている、付記６に記載の教示装置（５０）。
　（付記８）
　前記パラメータ登録部（１２６Ａ）は、
　所定の操作性パラメータ群を前記ダイレクトティーチ実行部に適用し、
　ユーザによる前記ロボットの操作を許容し、
　ユーザインタフェースを介して前記ロボットの操作感に関するユーザの評価を受け付け、
　当該評価に基づいて前記ダイレクトティーチ実行部に適用する操作性パラメータ群の設定値をユーザの評価が高くなるように変更し、
　変更された操作性パラメータ群を前記記憶部に登録する、付記１から７のいずれか一項に記載の教示装置（５０）。
　（付記９）
　前記パラメータ登録部（１２６Ａ）は、操作性パラメータ群をアイコンの形式で前記記憶部に登録可能に構成され、
　前記パラメータ切換部（１２５Ａ）は、表示部上で、前記記憶部に登録された１以上の操作性パラメータ群のアイコンのうちの一つを所定の受付画面にドラッグアンドドロップする操作を受け付け、当該ドラッグアンドドロップされたアイコンの操作性パラメータ群を前記ダイレクトティーチ実行部に適用する、付記２に記載の教示装置（５０）。
　１　　モータ
　２　　エンコーダ
　３　　トルクセンサ
　１０　　ロボット
　２０　　ロボット制御装置
　２２　　記憶部
　３０　　塗布装置
　３１　　塗布ノズル
　４０　　教示操作盤
　４３　　操作部
　４４　　表示部
　４５　　イネーブルスイッチ
　５０　　教示装置
　１００、１００Ａ、１００Ｂ　　ロボットシステム
　１２１　　ロボット操作切換部
　１２２　　ダイレクトティーチ実行部
　１２３　　操作力検出部
　１２４　　移動指令生成部
　１２５、１２５Ａ、１２５Ｂ　　パラメータ切換部
　１２６、１２６Ａ　　パラメータ登録部
　１２７　　プログラム作成部

Claims (9)

  1. 　１以上の操作性パラメータを含む操作性パラメータ群を用いて、ロボットに加えられた操作力に応じて前記ロボットに対する移動指令を生成するダイレクトティーチ実行部と、
    　１以上の操作性パラメータの設定を受け付けると共に、設定された前記１以上の操作性パラメータを含む操作性パラメータ群を記憶部に登録可能なパラメータ登録部と、
    　所定の切換え条件にしたがって、前記記憶部に登録されている１以上の操作性パラメータ群のうち、前記ダイレクトティーチ実行部に適用する操作性パラメータ群を切り換えるパラメータ切換部と、
    を備える教示装置。
  2. 　前記所定の切換え条件は、操作性パラメータ群を指定するユーザ入力を含み、
    　前記パラメータ切換部は、前記記憶部に登録されている１以上の操作性パラメータ群のうち、前記ユーザ入力によって指定された操作性パラメータ群を前記ダイレクトティーチ実行部に適用する、請求項１に記載の教示装置。
  3. 　前記所定の切換え条件は、前記記憶部に登録されている１以上の操作性パラメータ群内に含められた所定の自動切換え条件を含み、
    　前記パラメータ切換部は、前記記憶部に登録されている１以上の操作性パラメータ群から、前記所定の自動切換え条件を満たす操作性パラメータ群を選択して前記ダイレクトティーチ実行部に適用する、請求項１に記載の教示装置。
  4. 　前記所定の自動切換え条件は、信号に関する条件、ロボットの位置または姿勢に関する条件、ログインユーザ名のいずれかを含む、請求項３に記載の教示装置。
  5. 　前記信号に関する条件は、前記教示装置の内部機能または外部装置が作動中であることを示す信号がオンであるか否かである、請求項４に記載の教示装置。
  6. 　前記記憶部に登録されている１以上の操作性パラメータ群は、操作性パラメータ群を適用する方向の指定を含み、
    　前記ダイレクトティーチ実行部は、操作性パラメータ群内の前記適用する方向の指定に対応する前記ロボットの移動方向に対して当該操作性パラメータ群が適用されるように前記ロボットの移動指令を生成する、請求項１に記載の教示装置。
  7. 　前記適用する方向の指定は、所定の座標系を基準として方向を指定する形式、所定の平面を基準として方向を指定する形式、またはベクトル形式で記述されている、請求項６に記載の教示装置。
  8. 　前記パラメータ登録部は、
    　所定の操作性パラメータ群を前記ダイレクトティーチ実行部に適用し、
    　ユーザによる前記ロボットの操作を許容し、
    　ユーザインタフェースを介して前記ロボットの操作感に関するユーザの評価を受け付け、
    　当該評価に基づいて前記ダイレクトティーチ実行部に適用する操作性パラメータ群の設定値をユーザの評価が高くなるように変更し、
    　変更された操作性パラメータ群を前記記憶部に登録する、請求項１から７のいずれか一項に記載の教示装置。
  9. 　前記パラメータ登録部は、操作性パラメータ群をアイコンの形式で前記記憶部に登録可能に構成され、
    　前記パラメータ切換部は、表示部上で、前記記憶部に登録された１以上の操作性パラメータ群のアイコンのうちの一つを所定の受付画面にドラッグアンドドロップする操作を受け付け、当該ドラッグアンドドロップされたアイコンの操作性パラメータ群を前記ダイレクトティーチ実行部に適用する、請求項２に記載の教示装置。
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