ロボットのアーム回動範囲変更制御装置
【課題】ソフト制御上の可動制御範囲区域に対して物理ストッパの可動範囲区域を間違えて設定してしまうことを抑制でき、さらに、複数の可動制御範囲区域をアームの所定可動範囲内に確実に設定できるようにする。
【解決手段】ユーザーが複数の可動制御範囲区域のいずれかを設定すると、制御部９は、該可動制御範囲区域に対応する前記可動範囲区域において設定された２つの物理ストッパ中間角度値Ｋｃ［deg］を求め、物理被ストッパの現在位置の角度値をＸ［deg］とし、アームの移動角度をＱ［deg］としたとき、ＱをＱ＝Ｋｃ−Ｘなる式で求め、Ｑ＞０のときには、アームを、他方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、アームを、一方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行う。
【解決手段】ユーザーが複数の可動制御範囲区域のいずれかを設定すると、制御部９は、該可動制御範囲区域に対応する前記可動範囲区域において設定された２つの物理ストッパ中間角度値Ｋｃ［deg］を求め、物理被ストッパの現在位置の角度値をＸ［deg］とし、アームの移動角度をＱ［deg］としたとき、ＱをＱ＝Ｋｃ−Ｘなる式で求め、Ｑ＞０のときには、アームを、他方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、アームを、一方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理ストッパをストッパ配置部に選択的に装着することによりアームの可動範囲区域を複数の区域に変化させるようにしたロボットのアーム可動範囲変更制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットにおいては、ストッパによりロボットのアームの可動範囲を制限する技術は知られている。ところで、最近では、ロボット動作の多様化を図るためにアームの動作範囲を適宜変更したいという要望がある。この場合、前記ストッパの位置を変更して前記アームの可動範囲を適宜変更することが考えられる。特許文献１に示された技術には、ストッパの位置を変更することで可動体の可動範囲を拡張・縮小する構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−６２４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に示された技術は、船の操作レバーの可動範囲を拡張・縮小するだけの技術であり、ロボットのアームのストッパには適用できないものであった。すなわち、ロボットにおいては、ストッパ自身を大きく位置換えすることによりアームの可動範囲の区域を複数区域に変更可能とすることが望まれており、この場合、アームを駆動源により実際に駆動する場合には、ソフト制御上は、複数の可動範囲区域の個々に対して、アームがストッパに衝突する手前で止める可動制御範囲区域をそれぞれ設けることになる。このとき、任意のソフト制御による可動制御範囲を設定した場合、当該設定可動制御範囲に対して、ストッパ位置を間違えると、つまりストッパによる可動範囲を間違えると、アームがストッパに衝突して調整ずれが発生してしまうおそれがある。
【０００４】
これに対して、特許文献１の技術は、操作レバーがストッパに衝突して調整ずれが起きてもあまり精度を必要としない船用のストッパ装置であり、しかも単にストッパの可動範囲を変更する技術しか開示されていないので、当該技術は、ストッパ（物理ストッパ）の位置を変更するときにアームの可動範囲区域とアームの可動制御範囲区域との間違えを防止する必要があるロボットに転用するには不十分である。
【０００５】
特に、ロボットでは、アームの可動範囲が有限である場合には、任意のアームの可動制御範囲区域から次の任意のアームの可動制御範囲区域へアームを移動させるときにその移動の仕方によっては、アームの可動範囲内に、アームの可動制御範囲区域が納まらず、アームが所定の可動制御範囲区域を動作できないという問題が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ストッパ位置を変更できるものにおいて、ソフト制御上の可動制御範囲区域に対して物理ストッパの可動範囲区域を間違えて設定してしまうことを抑制でき、さらに、任意のアームの可動制御範囲区域から次の任意のアームの可動制御範囲区域へアームを移動させるときに、次のアームの可動制御範囲区域が確実にアームの所定可動範囲内に位置するようにアームを移動できるロボットのアーム可動範囲変更制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明によれば、アームの可動範囲区域が複数あって、しかもアームの可動範囲が有限の所定可動範囲である場合に、前記所定可動範囲の中間角度を原点に設定し、この原点からアームの一方の回転方向の回転限度角度を当該所定可動範囲の最小角度値とし、前記原点からアームの他方の回転方向の回転限度角度を最大角度値とし、前記各可動範囲区域のうち、一方の物理ストッパが前記原点にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域については、前記一方の物理ストッパの角度値を前記原点の角度値とし、前記他方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に該原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値とし、一方の物理ストッパが前記原点にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域については、前記一方の物理ストッパの角度値を前記原点の角度値とし、前記他方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に対して該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した角度をプラスした角度値とし、一方の物理ストッパが前記原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した位置にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域については、前記一方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に該原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値とし、前記他方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に対して該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した角度をプラスした角度値とすることで、ロボットにおけるアームの回転の角度値と制御の角度値とが一致し、アームの回転方向もそのまま動作させれば自動で新しい物理ストッパでの動作範囲を所定可動範囲内に設定できるようにアームが目的角度値に移動でき、従って、任意のアームの可動制御範囲区域から次の任意のアームの可動制御範囲区域へアームを移動させるときに、次のアームの可動制御範囲区域が確実にアームの所定可動範囲内に位置するようにアームを移動できる。
【０００８】
さらに請求項１の発明によれば、ユーザーが複数の選択肢の可動制御範囲区域のいずれかを設定すると、制御手段が、該可動制御範囲区域に対応する前記可動範囲区域において前記設定された２つの物理ストッパ中間角度値Ｋｃ［deg］を求め、物理被ストッパの現在位置の角度値をＸ［deg］とし、アームの移動角度をＱ［deg］としたとき、Ｑを
Ｑ＝Ｋｃ−Ｘ
なる式で求め、Ｑ＞０のときには、前記アームを、前記他方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、前記アームを、前記一方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行うから、アームが２つの物理ストッパの可動範囲区域の中間位置を示すことができる。この中間位置をもつ可動範囲区域には、当該中間位置を頂角の頂点とし且つ該可動範囲区域両端地点を２つを底角の頂点とする二等辺三角形がアーム回転軌跡内に仮想的に形成される。従って、この中間位置が頂角の頂点となる二等辺三角形が形成されることさえ覚えておけば、この中間位置から可動範囲区域両端地点すなわち物理ストッパ設置位置を容易に判断することができ、すなわち、中間位置を示す該アームにより物理ストッパの位置を簡単に示唆することができ、ソフト制御上の可動制御範囲区域に対して物理ストッパの可動範囲区域を間違えて設定してしまうことを抑制できる。
【０００９】
又、請求項２の発明によれば、アームの所定可動範囲における該アームの一方の回転方向の回転限度角度を当該所定可動範囲の最小角度値として他方の回転方向へアームの回転に応じて増加する角度値とするように該所定可動範囲を特定し、この所定可動範囲の中に複数の可動範囲区域を該所定可動範囲の角度値で設定し、且つ複数の可動範囲区域の中間位置を前記所定可動範囲の角度値で設定し、これら所定可動範囲の角度値及び各可動範囲区域の角度値及び各可動範囲区域の中間位置の角度値を記憶部に記憶させておくから、アームの所定可動範囲に対して、複数のアームの可動範囲区域を、当該所定可動範囲からはみ出すことなく適正に記憶させておくことができる。従って、任意のアームの可動制御範囲区域から次の任意のアームの可動制御範囲区域へアームを移動させるときに、次のアームの可動制御範囲区域が確実にアームの所定可動範囲内に位置するようにアームを移動できる。
【００１０】
さらに請求項２の発明によれば、ユーザーが複数の選択肢の可動制御範囲区域のいずれかを設定すると、制御手段が、設定された可動制御範囲区域に対応する可動範囲区域の中間位置角度値を前記記憶部から読出し、この読み出した該可動範囲区域の中間位置角度値Ｋｒ［deg］と、アームの現在の角度値Ｘ［deg］とから、アームの移動先角度値Ｑ［deg］を、
Ｑ＝Ｋｒ−Ｘ
なる式で求め、Ｑ＞０のときには、前記アームを、前記他方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、前記アームを、前記一方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行うから、アームが２つの物理ストッパの可動範囲区域の中間位置を示し、該アームにより物理ストッパの位置を簡単に示唆することができ、ソフト制御上の可動制御範囲区域に対して物理ストッパの可動範囲区域を間違えて設定してしまうことを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施例について図１ないし図１０を参照して説明する。図２及び図３は、ロボット１の全体構成を概略的に示している。直線移動レール２には、その下面側に移動体２ａが直線移動可能に支持されていると共に、その移動体２ａを自在に移動させるための駆動機構が設けられている。詳しく図示はしないが、前記駆動機構は、直線移動レール２の一端部に配設されたモータ３や図示しないボールねじ機構などから構成されている。
【００１２】
そして、図３に示すように、前記移動体２ａの下面部にはアーム支持ベース４が連結され、前記アーム支持ベース４の下面に水平方向に延びるアームたる水平旋回アーム５が、その一端部である基端側が垂直軸Ｊ１を中心に旋回可能に取付けられている。この水平旋回アーム５の前記垂直軸Ｊ１とは反対側の端部である先端部（先端面）に昇降体６が上下動可能に取付けられ、この昇降体６の下面側に手首部７が垂直軸Ｊ２を中心に同軸回転可能に取付けられている。また、手首部７には、ワークを把持するためのチャック（ハンド）等の作業用ツールが着脱可能に取付けられるようになっている。
【００１３】
この場合、図示はしないが、前記水平旋回アーム５は、アーム支持ベース４内に設けられた駆動源であるアーム回転用モータ８（図１参照）及び回転伝達機構により水平方向に有限回転（旋回）可能であり、例えば２回転（０°〜７２０°）で回転可能である。
前記昇降体６は、水平旋回アーム４に内蔵されたモータ及びラック−ピニオン機構によって水平旋回アーム５の先端にて上下移動され、前記手首部７は、昇降体６に内蔵されたモータによって同軸回転される。
【００１４】
上記各ロボット１の動作（モータ３を含む各軸のモータ）は、夫々、ロボットコントローラの制御部９（図１に図示）により作業工程プログラム等に基づいて制御されるようになっている。この制御部９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶手段たる不揮発性メモリなどを備えて構成されており、制御手段に相当する。
【００１５】
この制御部９には図６に示すティーチングペンダント１０が接続されており、このティーチングペンダント１０には、スイッチ群１１が設けられていると共に、表示手段たる表示部１２が設けられており、この表示部１２にはタッチパネルスイッチ１３Ａ、１３Ｂ、１４、１５Ａ、１５Ｂ、１６（図７参照）が形成される。前記スイッチ群１１のうちの一つのスイッチ１１ａが可動制御範囲区域変更要求手段に相当する。また、前記タッチパネルスイッチ１３Ａが選択決定手段に相当する。なお、図６において、デッドマンスイッチを符号１１ｂで示している。
【００１６】
図４に示すように、前記水平旋回アーム５には、物理被ストッパ１８が上向きに設けられている。この物理被ストッパ１８は、水平旋回アーム５の回転中心と、該水平旋回アーム５の前記垂直軸Ｊ１とは反対側の端部である先端部（先端面）の昇降体６とを結ぶ線（仮想線）上に位置し、従って、該物理被ストッパ１８は水平旋回アーム５の指向方向を示すことができる。
【００１７】
また、図４及び図５に示すように、前記アーム支持ベース４には、相互に９０度間隔の位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにストッパ配置部１９、２０、２１、２２が径方向へ突出する形態に形成されており、該ストッパ配置部１９〜２２の下面部に、物理ストッパ２３、２３を着脱可能なストッパ装着穴１９ａ〜２２ａがそれぞれ形成されている。このストッパ配置部１９〜２２は、物理ストッパ２３より多く設けられている。図４及び図５の状態では、ストッパ配置部１９及び２０に物理ストッパ２３、２３が装着された状態を示している。この物理ストッパ２３、２３は前記物理ストッパ１８の回転範囲を制限することにより水平旋回アーム５の回転の可動範囲を所定の可動範囲区域に制限するものである。なお、図５においては、水平旋回アーム５の回転中心５ｃと物理被ストッパ１８とを結ぶ線（仮想線）５Ｐは、水平旋回アーム５の位置（角度位置）を示している。
【００１８】
前記水平旋回アーム５、ストッパ配置部１９〜２２、物理ストッパ２３、２３、制御部９、スイッチ１１ａ、表示部１２、タッチパネルスイッチ１３Ａによりロボットのアーム可動範囲変更制御装置１Ａ（図１参照）が構成されている。
【００１９】
ここで、前記水平旋回アーム５の可動範囲は、前述した有限の所定可動範囲Ｚ（この実施例では例えば２回転）であり、その中間角度である３６０°を原点としている。前記ストッパ配置部１９〜２２に対する前記物理ストッパ２３、２３の配置（装着）位置の選択により、複数の可動範囲区域に変更可能であり、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、可動範囲区域Ｋ１、可動範囲区域Ｋ２、可動範囲区域Ｋ３、可動範囲区域Ｋ４がある。
【００２０】
前記可動範囲区域Ｋ１は、図９（ａ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ａのストッパ配置部１９に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｄのストッパ配置部２２に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ側（これは位置Ａから位置Ｂ、位置Ｃを通り位置Ｄまでの区域であって、位置Ａと位置Ｄとの間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。
【００２１】
可動範囲区域Ｋ２は、図９（ｂ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｄのストッパ配置部２２に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｃのストッパ配置部２１に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｄ−Ａ−Ｂ−Ｃ側（これは位置Ｄから位置Ａ、位置Ｂを通り位置Ｃまでの区域であって、位置Ｄと位置Ｃとの間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。
【００２２】
可動範囲区域Ｋ３は、図９（ｃ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｃのストッパ配置部２１に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｂのストッパ配置部２２に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｃ−Ｄ−Ａ−Ｂ側（これは位置Ｃから位置Ｄ、位置Ａを通り位置Ｂまでの区域であって、位置Ｃと位置Ｂとの間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。
【００２３】
可動範囲区域Ｋ４は、図９（ｄ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｂのストッパ配置部２０に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ａのストッパ配置部１９に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａ側（これは位置Ｂから位置Ｃ、位置Ｄを通り位置Ａまでの区域であって、位置Ｂと位置Ａとの間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。
【００２４】
前記水平旋回アーム５は、制御部９のソフト制御によるアーム回転用モータ８の制御により移動制御されるものであり、この場合、制御部９は、前記物理ストッパ２３、２３により制限された水平旋回アーム５の可動範囲を超えないように設定された可動制御範囲区域で前記水平旋回アーム５を駆動するように前記アーム回転用モータ８を制御する制御手段として機能する。その可動制御範囲の区域は図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、可動制御範囲区域Ｓ１と、可動制御範囲区域Ｓ２と、可動制御範囲区域Ｓ３と、可動制御範囲区域Ｓ４とに選択設定可能である。
【００２５】
前記可動制御範囲区域Ｓ１は、前記可動範囲区域Ｋ１に対応しており、物理被ストッパ１８が位置Ａの物理ストッパ２３及び位置Ｄのストッパ２３に衝突しない範囲に設定されている。
前記可動制御範囲区域Ｓ２は、前記可動範囲区域Ｋ２に対応しており、物理被ストッパ１８が位置Ｄの物理ストッパ２３及び位置Ｃのストッパ２３に衝突しない範囲に設定されている。
【００２６】
前記可動制御範囲区域Ｓ３は、前記可動範囲区域Ｋ３に対応しており、物理被ストッパ１８が位置Ｃの物理ストッパ２３及び位置Ｂのストッパ２３に衝突しない範囲に設定されている。
前記可動制御範囲区域Ｓ４は、前記可動範囲区域Ｋ４に対応しており、物理被ストッパ１８が位置Ａの物理ストッパ２３及び位置Ｂのストッパ２３に衝突しない範囲に設定されている。
【００２７】
制御部９は、前記所定可動範囲Ｚの角度値を、水平旋回アーム５の回転方向に応じて次のように定めており、また、これら可動制御範囲区域Ｓ１〜Ｓ２の角度値を、当該所定可動範囲Ｚの角度値に基づいて次のように定めている。
【００２８】
前記所定可動範囲Ｚの中間角度を原点に設定し、この原点を角度値として例えば３６０°に設定し、この原点から水平旋回アーム５の一方の回転方向である例えば左回転方向（図８、図９の矢印Ｌ方向）の回転限度角度を最小角度値（この場合は０°）とし、前記原点から水平旋回アーム５の他方の回転方向である右回転方向（図８、図９の矢印Ｒ方向）の回転限度角度を最小角度値（この場合は７２０°）としている。図８は水平旋回アーム５の所定可動範囲Ｚを展開して示している。
【００２９】
前記各可動範囲区域Ｋ１〜Ｋ４のうち、一方の物理ストッパが前記原点にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を左回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域Ｋ４については、前記一方の物理ストッパ２３（原点にある物理ストッパ２３）の角度値を前記原点の角度値である３６０°とし、前記他方の物理ストッパ２３（ストッパ配置部２０にある物理ストッパ２３）の角度値を、前記原点の角度値に該原点から可動範囲区域Ｋ４を左回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値である９０°としている。
【００３０】
また、前記各可動範囲区域Ｋ１〜Ｋ４のうち、一方の物理ストッパが前記原点にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を右回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域Ｋ１については、前記一方の物理ストッパ２３（原点にある物理ストッパ２３）の角度値を前記原点の角度値である３６０°とし、前記他方の物理ストッパ２３（ストッパ配置部２２にある物理ストッパ２３）の角度値を、前記原点の角度値に対して該原点から可動範囲区域Ｋ１を左回転方向へ回転した角度をプラスした角度値である６３０°としている。
【００３１】
また、前記各可動範囲区域Ｋ１〜Ｋ４のうち、一方の物理ストッパが前記原点から可動範囲区域を左回転方向へ回転した位置にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を右回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域Ｋ２、Ｋ３については、次のように設定している。
【００３２】
まず可動範囲区域Ｋ２については、前記一方の物理ストッパ２３の角度値を、前記原点の角度値３６０°に該原点から可動範囲区域Ｋ２を左回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値である２７０°とし、前記他方の物理ストッパ２３の角度値を、前記原点の角度値３６０°に対して該原点から可動範囲区域Ｋ２を右回転方向へ回転した角度をプラスした角度値である５４０°としている。
【００３３】
また、可動範囲区域Ｋ３については、前記一方の物理ストッパ２３の角度値を、前記原点の角度値３６０°に該原点から可動範囲区域Ｋ３を左回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値である１８０°とし、前記他方の物理ストッパ２３の角度値を、前記原点の角度値３６０°に対して該原点から可動範囲区域Ｋ３を右回転方向へ回転した角度をプラスした角度値である４５０°としている。
【００３４】
なお、図９（ａ）の可動範囲区域及び可動制御範囲区域をパターン１と称し、図９（ｂ）の可動範囲区域及び可動制御範囲区域をパターン２と称し、図９（ｃ）の可動範囲区域及び可動制御範囲区域をパターン３と称し、図９（ｄ）の可動範囲区域及び可動制御範囲区域をパターン４と称する。
【００３５】
ここで、ユーザーが水平旋回アーム５の可動制御範囲区域を変更すると共に、その変更に伴い可動範囲区域の選択（メカストッパ位置選択）をしたい場合には、ユーザーは、可動制御範囲区域変更要求手段であるスイッチ１１ａを押すことなる。当該スイッチ１１ａが押し操作されると、制御部９は、まず、図７（ａ）に示すように、水平旋回アーム５の複数の可動制御範囲区域の選択肢であるパターン１、パターン２、パターン３、パターン４を、表示部１２に表示する。さらに、この場合、表示部１２に、タッチパネルスイッチ１３Ａ、１３Ｂも表示する。
【００３６】
ユーザーが例えばパターン２をスイッチ群１１の適宜のスイッチ又はダイヤルにより選択し、タッチパネルスイッチ１３Ａにより決定した場合、制御部９は、この選択されたパターン２の可動制御範囲区域Ｓ２を、可動制御範囲区域として設定する。
そして、制御部９は、図７（ｂ）に示すように現在のストッパ配置部に配置されている物理ストッパ２３、２３を取り外すことを促す表示を行うと共に、取外しが行われたことを確認するためのスイッチ１４も表示する。
【００３７】
このスイッチ１４がユーザーにより押し操作されると、該可動制御範囲区域Ｓ２に対応する前記可動範囲区域Ｋ２において前記設定された２つの物理ストッパ２３、２３の角度値のうち大きい側の角度値をＫａ［deg］とし、小さい側の角度値をＫｂ［deg］としたとき、当該２つの物理ストッパの中間角度値Ｋｃ［deg］を、
Ｋｃ＝（Ｋａ−Ｋｂ）／２＋Ｋｂ
なる式で求める。
【００３８】
この場合、Ｋａが５４０°で、Ｋｂが２７０°であるから、Ｋｃは、４０５°となる。
そして、制御部９は、前記物理被ストッパ１８の現在位置が分かっており、この物理被ストッパ１８の角度値をＸ［deg］（図８参照）とし、水平旋回アーム５の移動角度（これから移動しようとする角度）をＱ［deg］としたとき、制御部９は、Ｑを
Ｑ＝Ｋｃ−Ｘ
なる式で求める。
【００３９】
そして、制御部９は、Ｑ＞０のときには、前記水平旋回アーム５を、前記右回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、前記水平旋回アーム５を、前記左回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行う。これにより、水平旋回アーム５が、設定しようとする２つの物理ストッパ２３、２３の可動範囲区域Ｋ２の中間位置である４０５°を示す。
【００４０】
ここで、例えばパターン２の角度値を設定する場合、図８及び図９（ｂ）に示したように、所定可動範囲Ｚの原点（３６０°）を含むパターンであって、物理ストッパ２３、２３はストッパ配置部２２、２１に配置され、位置Ｄ−Ａ−Ｂ−Ｃ側に可動制御範囲区域Ｓ２が存在するパターンであるが、水平旋回アーム５が図９（ｂ）から左回転方向へ１回転した状態（図１１、図１２の点線参照）の位置も、見かけ上は、図９（ｂ）と同じになる。この図１１の０°を原点位置として物理ストッパ２３、２３の角度値を設定してしまうと（ティーチングしてしまうと）、これに伴い、位置Ｄ−Ａ−Ｂ−Ｃ側に可動範囲区域Ｋ２´、可動制御範囲区域Ｓ２´が設定され、水平旋回アーム５は全体として所定可動範囲Ｚでしか動き得ないから、図１１及び図１２の符号ＳＥで示す範囲でしか、可動制御範囲が得られなくなってしまうおそれがある。
【００４１】
しかるに本実施例では、前記所定可動範囲Ｚの中間角度を原点に設定し、この原点から水平旋回アーム５の左回転方向の回転限度角度を当該所定可動範囲Ｚの最小角度値とし、前記原点から水平旋回アーム５の右回転方向の回転限度角度を最大角度値とし、前記各可動範囲区域Ｋ１〜Ｋ４の各物理ストッパ２３の角度値を、前述したように、前記原点から各稼動範囲区域に沿って左回転方向でマイナスして設定し、右方向でプラスして設定したから、ロボット１における水平旋回アーム５の回転の角度値と制御の角度値とが一致し、水平旋回アーム５の回転方向もそのまま動作させれば自動で新しい物理ストッパ２３、２３での動作範囲を所定可動範囲Ｚ内に設定できるように水平旋回アーム５が目的角度値に移動でき、従って、任意の可動制御範囲区域から次の任意の可動制御範囲区域へ水平旋回アーム５を移動させるときに、次の可動制御範囲区域が確実に水平旋回アーム５の所定可動範囲Ｚ内に位置するように水平旋回アーム５を移動できる。従って、任意の可動制御範囲区域から次の任意の可動制御範囲区域へ水平旋回アーム５を移動させるときに、次の可動制御範囲区域が確実に所定可動範囲Ｚ内に位置するように水平旋回アーム５を移動できる。
【００４２】
また、本実施例によれば、前述したように、ユーザーが複数の選択肢の可動制御範囲区域Ｓ１〜Ｓ４のいずれかを設定すると、制御部９が、該可動制御範囲区域に対応する前記可動範囲区域において前記設定された２つの物理ストッパ中間角度値Ｋｃ［deg］を求め、物理被ストッパ１８の現在位置の角度値をＸ［deg］とし、水平旋回アーム５の移動角度をＱ［deg］としたとき、Ｑを
Ｑ＝Ｋｃ−Ｘ
なる式で求め、Ｑ＞０のときには、前記水平旋回アーム５を、前記右回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、前記水平旋回アーム５を、前記左回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行うから、水平旋回アーム５が、これから設置しようとする２つの物理ストッパ２３、２３の可動範囲区域の中間位置を示すことができる。この中間位置をもつ可動範囲区域には、当該中間位置を頂角の頂点とし且つ該可動範囲区域両端地点を２つの底角の頂点とする二等辺三角形がアーム回転軌跡内に仮想的に形成される。従って、この中間位置が頂角の頂点となる二等辺三角形が形成されることさえ覚えておけば、この中間位置から可動範囲区域両端地点すなわち物理ストッパ設置位置を容易に判断することができ、すなわち、中間位置を示す該水平旋回アーム５により物理ストッパ２３、２３の位置を簡単に示唆することができ、ソフト制御上の可動制御範囲区域に対して物理ストッパ２３、２３の可動範囲区域を間違えて設定してしまうことを抑制できる。
【００４３】
なお、上記仮想的に形成される二等辺三角形を図９（ａ）〜（ｄ）に符号Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４で示しており、符号ｇ１は中間位置上の任意の点を示し、該点ｇ１が各二等辺三角形の頂角の頂点を示し、符号ｇ２、ｇ３が各二等辺三角形の底角の頂点を示し、この仮想的な二等辺三角形Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４の形状を思い描けば、仮想的な底角の頂点ｇ２、ｇ３により物理ストッパ２３、２３の配置位置が示唆されることになる。
【００４４】
このように、上述した特定（この場合上述の三角形）の示唆方式さえ覚えておけば、水平旋回アーム５がいずれの方向へ指向方向制御されても、当該水平旋回アーム５の指向方向から明快に物理ストッパ２３、２３の位置を判定できる。なお、示唆方式としては上述の三角形方式のほか、例えば水平旋回アーム５の指向方向の反対側のストッパ配置部が設定しようとする物理ストッパ２３、２３の配置位置であるといった考え方の示唆方式でも良い。
図１０には、選択した可動制御範囲区域と、水平旋回アーム５の移動先と、当該アーム５によって示唆されるストッパ配置部との関係を示している。
【００４５】
図１３ないし図１５は本発明の第２の実施例を示している。この第２の実施例では、水平旋回アーム５の可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５の形態が、前記第１の実施例における可動範囲区域Ｋ１〜Ｋ４の形態とは異なり、これに伴って、可動制御範囲区域Ｓ１１〜Ｓ１５の形態も第１の実施例における可動制御範囲区域Ｓ１１〜Ｓ１５と異なる。この可動制御範囲区域Ｓ１１〜Ｓ１５は、水平旋回アーム５の所定可動範囲Ｚに対して、次のように角度値が設定されている。
【００４６】
すなわち、水平旋回アーム５の所定可動範囲Ｚは、この実施例においても２回転としており、制御部９においては、該所定可動範囲Ｚにおける該水平旋回アーム５の一方の回転方向である例えば左回転方向の回転限度角度を当該所定可動範囲Ｚの最小角度値例えば０°として他方の回転方向である右回転方向へ水平旋回アーム５の回転に応じて増加する角度値とするように該所定可動範囲Ｚを特定しており、従って、水平旋回アーム５の所定可動範囲Ｚが２回転であるので、右回転方向での回転限度角度はこの場合７２０°としている。
【００４７】
また、制御部９は、この所定可動範囲Ｚの中に前記複数の可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５を該所定可動範囲Ｚの角度値で設定し、且つ複数の可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５の中間位置も前記所定可動範囲Ｚの角度値で設定し、これら所定可動範囲Ｚの角度値及び各可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５の角度値及び各可動範囲区域の中間位置の角度値を、制御部９が備えた不揮発性メモリに記憶させている。
【００４８】
前記可動範囲区域Ｋ１１は、図１３及び図１４（ａ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ａ（所定可動範囲Ｚの角度値で３６０°）のストッパ配置部１９に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｃ（５４０°）のストッパ配置部２１に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ａ−Ｂ−Ｃ側（これは位置Ａから位置Ｂを通り位置Ｃまでの区域であって、位置Ｃ−Ｄ−Ａ間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。該可動範囲区域Ｋ１１の中間位置の角度値は４５０°である。
【００４９】
前記可動範囲区域Ｋ１２は、図１３及び図１４（ｂ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｂ（４５０°）のストッパ配置部２０に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｄ（６３０°）のストッパ配置部２２に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｂ−Ｃ−Ｄ側（これは位置Ｂから位置Ｃを通り位置Ｄまでの区域であって、位置Ｄ−Ａ−Ｂ間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。該可動範囲区域Ｋ１２の中間位置の角度値は５４０°である。
【００５０】
前記可動範囲区域Ｋ１３は、図１３及び図１４（ｃ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｃ（１８０°）のストッパ配置部２１に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ａ（３６０°）のストッパ配置部１９に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｃ−Ｄ−Ａ側（これは位置Ｃから位置Ｄを通り位置Ａまでの区域であって、位置Ａ−Ｂ−Ｃ間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。該可動範囲区域Ｋ１３の中間位置の角度値は２７０°である。
【００５１】
前記可動範囲区域Ｋ１４は、図１３及び図１４（ｄ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｄ（２７０°）のストッパ配置部２２に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｂ（４５０°）のストッパ配置部２０に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｄ−Ａ−Ｂ側（これは位置Ｄから位置Ａを通り位置Ｂまでの区域であって、位置Ｂ−Ｃ−Ｄ間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。該可動範囲区域Ｋ１４の中間位置の角度値は３６０°である。
【００５２】
前記可動範囲区域Ｋ１５は、図１３及び図１４（ｅ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｄ（９０°）のストッパ配置部２２に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｂ（２７０°）のストッパ配置部２０に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｄ−Ｃ−Ｂ側（これは位置Ｄから位置Ｃを通り位置Ｂまでの区域であって、位置Ｂ−Ａ−Ｄ間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。該可動範囲区域Ｋ１５の中間位置の角度値は１８０°である。
【００５３】
また、上記可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５に対応する可動制御範囲区域Ｓ１１〜Ｓ１５は、図１３及び図１４に示す通りである。
ここで、ユーザーが水平旋回アーム５の可動制御範囲区域を変更すると共に、その変更に伴い可動範囲区域の選択（メカストッパ位置選択）をしたい場合には、ユーザーは、可動制御範囲区域変更要求手段であるスイッチ１１ａを押すことなる。当該スイッチ１１ａが押し操作されると、制御部９は、まず、図１５（ａ）に示すように、水平旋回アーム５の複数の可動制御範囲区域の選択肢であるパターン１、パターン２、パターン３、パターン４、パターン５を、表示部１２に表示する。さらに、この場合、表示部１２に、タッチパネルスイッチ１３Ａ、１３Ｂも表示する。
【００５４】
ユーザーが例えばパターン２をスイッチ群１１の適宜のスイッチ又はダイヤルにより選択し、タッチパネルスイッチ１３Ａにより決定した場合、制御部９は、この選択されたパターン２の可動制御範囲区域Ｓ１２を、可動制御範囲区域として設定する。
そして、制御部９は、図１５（ｂ）に示すように現在のストッパ配置部に配置されている物理ストッパ２３、２３を取り外すことを促す表示を行うと共に、取外しが行われたことを確認するためのスイッチ１４も表示する。
【００５５】
このスイッチ１４が押し操作されると、制御部９は、設定された可動制御範囲区域Ｓ１２に対応する可動範囲区域Ｋ１２の中間位置角度値（この場合５４０°）を前記不揮発性メモリから読出し、この読み出した該可動範囲区域の中間位置角度値Ｋｒ［deg］と、水平旋回アーム５の現在の角度値Ｘ［deg］とから、アームの移動先角度値Ｑ［deg］を、
Ｑ＝Ｋｒ−Ｘ
なる式で求め、Ｑ＞０のときには、水平旋回アーム５を、他方の回転方向である右回転方向（図１３の矢印Ｒ方向）へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、水平旋回アーム５を、一方の回転方向である左回転方向（図１３の矢印Ｌ方向）へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行う。
【００５６】
これによりこの第２の実施例によれば、水平旋回アーム５がこれから配置しようとする２つの物理ストッパの可動範囲区域の中間位置を示すこととなって、該水平旋回アーム５により物理ストッパ２３、２３の配置位置（ストッパ配置部）を簡単に示唆することができ、ソフト制御上の可動制御範囲区域に対して物理ストッパの可動範囲区域を間違えて設定してしまうことを抑制できる。
【００５７】
しかも、所定可動範囲Ｚの角度値及び各可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５の角度値及び各可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５の中間位置の角度値を不揮発性メモリに記憶させておくから、水平旋回アーム５の所定可動範囲Ｚに対して、複数のアームの可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５を、当該所定可動範囲Ｚからはみ出すことなく適正に記憶させておくことができる。従って、任意の可動制御範囲区域から次の任意の可動制御範囲区域へ水平旋回アーム５を移動させるときに、次の可動制御範囲区域が確実に所定可動範囲Ｚ内に位置するように水平旋回アーム５を移動できる。
【００５８】
なお、本発明は上記各実施例に限定されず、適宜変更して実施できるも。例えば、所定可動範囲は２回転以上でも良い。また、第１の実施例における所定可動範囲Ｚの原点の角度値は３６０°でなく０°とし、最小角度値を−１８０°、最大角度値を１８０°としても良い。また、上述した実施例構造のロボットに限られず、アーム支持ベースにアームを回転可能に備えたロボット全般に広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施例を示す機能ブロック図
【図２】ロボットの斜視図
【図３】ロボットの側面図
【図４】物理ストッパ、物理被ストッパ、ストッパ配置部部分の斜視図
【図５】図４における物理ストッパ、物理被ストッパ、ストッパ配置部の配置関係を示す平面図
【図６】ティーチペンダントの正面図
【図７】可動制御範囲区域の変更時における表示部の表示内容の変化を示す図
【図８】水平旋回アームの所定可動範囲及び各可動範囲区域並びに各可動制御範囲区域を展開して示す図
【図９】（ａ）ないし（ｄ）は可動範囲区域及び可動制御範囲区域の異なるパターンを示す図
【図１０】選択した可動制御範囲区域と、水平旋回アームの移動先と、示唆されるストッパ配置部との関係を示す図
【図１１】参考例を示す図９（ｂ）相当図
【図１２】参考例を示す図８相当図
【図１３】本発明の第２の実施例を示す図８相当図
【図１４】（ａ）ないし（ｅ）は可動範囲区域及び可動制御範囲区域の異なるパターンを示す図
【図１５】図７相当図
【符号の説明】
【００６０】
図面中、１はロボット、１Ａはロボットのアーム可動範囲変更制御装置、４はアーム支持ベース、５は水平旋回アーム（アーム）、８はアーム回転用モータ（駆動源）、９は制御部（制御手段、ストッパ位置示唆制御手段）、１０はティーチングペンダント、１１ａはスイッチ、１３はタッチパネルスイッチ（選択決定手段）、１８は物理被ストッパ、１９、２０、２１、２２はストッパ配置部、２３は物理ストッパを示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理ストッパをストッパ配置部に選択的に装着することによりアームの可動範囲区域を複数の区域に変化させるようにしたロボットのアーム可動範囲変更制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットにおいては、ストッパによりロボットのアームの可動範囲を制限する技術は知られている。ところで、最近では、ロボット動作の多様化を図るためにアームの動作範囲を適宜変更したいという要望がある。この場合、前記ストッパの位置を変更して前記アームの可動範囲を適宜変更することが考えられる。特許文献１に示された技術には、ストッパの位置を変更することで可動体の可動範囲を拡張・縮小する構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−６２４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に示された技術は、船の操作レバーの可動範囲を拡張・縮小するだけの技術であり、ロボットのアームのストッパには適用できないものであった。すなわち、ロボットにおいては、ストッパ自身を大きく位置換えすることによりアームの可動範囲の区域を複数区域に変更可能とすることが望まれており、この場合、アームを駆動源により実際に駆動する場合には、ソフト制御上は、複数の可動範囲区域の個々に対して、アームがストッパに衝突する手前で止める可動制御範囲区域をそれぞれ設けることになる。このとき、任意のソフト制御による可動制御範囲を設定した場合、当該設定可動制御範囲に対して、ストッパ位置を間違えると、つまりストッパによる可動範囲を間違えると、アームがストッパに衝突して調整ずれが発生してしまうおそれがある。
【０００４】
これに対して、特許文献１の技術は、操作レバーがストッパに衝突して調整ずれが起きてもあまり精度を必要としない船用のストッパ装置であり、しかも単にストッパの可動範囲を変更する技術しか開示されていないので、当該技術は、ストッパ（物理ストッパ）の位置を変更するときにアームの可動範囲区域とアームの可動制御範囲区域との間違えを防止する必要があるロボットに転用するには不十分である。
【０００５】
特に、ロボットでは、アームの可動範囲が有限である場合には、任意のアームの可動制御範囲区域から次の任意のアームの可動制御範囲区域へアームを移動させるときにその移動の仕方によっては、アームの可動範囲内に、アームの可動制御範囲区域が納まらず、アームが所定の可動制御範囲区域を動作できないという問題が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ストッパ位置を変更できるものにおいて、ソフト制御上の可動制御範囲区域に対して物理ストッパの可動範囲区域を間違えて設定してしまうことを抑制でき、さらに、任意のアームの可動制御範囲区域から次の任意のアームの可動制御範囲区域へアームを移動させるときに、次のアームの可動制御範囲区域が確実にアームの所定可動範囲内に位置するようにアームを移動できるロボットのアーム可動範囲変更制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明によれば、アームの可動範囲区域が複数あって、しかもアームの可動範囲が有限の所定可動範囲である場合に、前記所定可動範囲の中間角度を原点に設定し、この原点からアームの一方の回転方向の回転限度角度を当該所定可動範囲の最小角度値とし、前記原点からアームの他方の回転方向の回転限度角度を最大角度値とし、前記各可動範囲区域のうち、一方の物理ストッパが前記原点にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域については、前記一方の物理ストッパの角度値を前記原点の角度値とし、前記他方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に該原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値とし、一方の物理ストッパが前記原点にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域については、前記一方の物理ストッパの角度値を前記原点の角度値とし、前記他方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に対して該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した角度をプラスした角度値とし、一方の物理ストッパが前記原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した位置にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域については、前記一方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に該原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値とし、前記他方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に対して該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した角度をプラスした角度値とすることで、ロボットにおけるアームの回転の角度値と制御の角度値とが一致し、アームの回転方向もそのまま動作させれば自動で新しい物理ストッパでの動作範囲を所定可動範囲内に設定できるようにアームが目的角度値に移動でき、従って、任意のアームの可動制御範囲区域から次の任意のアームの可動制御範囲区域へアームを移動させるときに、次のアームの可動制御範囲区域が確実にアームの所定可動範囲内に位置するようにアームを移動できる。
【０００８】
さらに請求項１の発明によれば、ユーザーが複数の選択肢の可動制御範囲区域のいずれかを設定すると、制御手段が、該可動制御範囲区域に対応する前記可動範囲区域において前記設定された２つの物理ストッパ中間角度値Ｋｃ［deg］を求め、物理被ストッパの現在位置の角度値をＸ［deg］とし、アームの移動角度をＱ［deg］としたとき、Ｑを
Ｑ＝Ｋｃ−Ｘ
なる式で求め、Ｑ＞０のときには、前記アームを、前記他方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、前記アームを、前記一方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行うから、アームが２つの物理ストッパの可動範囲区域の中間位置を示すことができる。この中間位置をもつ可動範囲区域には、当該中間位置を頂角の頂点とし且つ該可動範囲区域両端地点を２つを底角の頂点とする二等辺三角形がアーム回転軌跡内に仮想的に形成される。従って、この中間位置が頂角の頂点となる二等辺三角形が形成されることさえ覚えておけば、この中間位置から可動範囲区域両端地点すなわち物理ストッパ設置位置を容易に判断することができ、すなわち、中間位置を示す該アームにより物理ストッパの位置を簡単に示唆することができ、ソフト制御上の可動制御範囲区域に対して物理ストッパの可動範囲区域を間違えて設定してしまうことを抑制できる。
【０００９】
又、請求項２の発明によれば、アームの所定可動範囲における該アームの一方の回転方向の回転限度角度を当該所定可動範囲の最小角度値として他方の回転方向へアームの回転に応じて増加する角度値とするように該所定可動範囲を特定し、この所定可動範囲の中に複数の可動範囲区域を該所定可動範囲の角度値で設定し、且つ複数の可動範囲区域の中間位置を前記所定可動範囲の角度値で設定し、これら所定可動範囲の角度値及び各可動範囲区域の角度値及び各可動範囲区域の中間位置の角度値を記憶部に記憶させておくから、アームの所定可動範囲に対して、複数のアームの可動範囲区域を、当該所定可動範囲からはみ出すことなく適正に記憶させておくことができる。従って、任意のアームの可動制御範囲区域から次の任意のアームの可動制御範囲区域へアームを移動させるときに、次のアームの可動制御範囲区域が確実にアームの所定可動範囲内に位置するようにアームを移動できる。
【００１０】
さらに請求項２の発明によれば、ユーザーが複数の選択肢の可動制御範囲区域のいずれかを設定すると、制御手段が、設定された可動制御範囲区域に対応する可動範囲区域の中間位置角度値を前記記憶部から読出し、この読み出した該可動範囲区域の中間位置角度値Ｋｒ［deg］と、アームの現在の角度値Ｘ［deg］とから、アームの移動先角度値Ｑ［deg］を、
Ｑ＝Ｋｒ−Ｘ
なる式で求め、Ｑ＞０のときには、前記アームを、前記他方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、前記アームを、前記一方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行うから、アームが２つの物理ストッパの可動範囲区域の中間位置を示し、該アームにより物理ストッパの位置を簡単に示唆することができ、ソフト制御上の可動制御範囲区域に対して物理ストッパの可動範囲区域を間違えて設定してしまうことを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施例について図１ないし図１０を参照して説明する。図２及び図３は、ロボット１の全体構成を概略的に示している。直線移動レール２には、その下面側に移動体２ａが直線移動可能に支持されていると共に、その移動体２ａを自在に移動させるための駆動機構が設けられている。詳しく図示はしないが、前記駆動機構は、直線移動レール２の一端部に配設されたモータ３や図示しないボールねじ機構などから構成されている。
【００１２】
そして、図３に示すように、前記移動体２ａの下面部にはアーム支持ベース４が連結され、前記アーム支持ベース４の下面に水平方向に延びるアームたる水平旋回アーム５が、その一端部である基端側が垂直軸Ｊ１を中心に旋回可能に取付けられている。この水平旋回アーム５の前記垂直軸Ｊ１とは反対側の端部である先端部（先端面）に昇降体６が上下動可能に取付けられ、この昇降体６の下面側に手首部７が垂直軸Ｊ２を中心に同軸回転可能に取付けられている。また、手首部７には、ワークを把持するためのチャック（ハンド）等の作業用ツールが着脱可能に取付けられるようになっている。
【００１３】
この場合、図示はしないが、前記水平旋回アーム５は、アーム支持ベース４内に設けられた駆動源であるアーム回転用モータ８（図１参照）及び回転伝達機構により水平方向に有限回転（旋回）可能であり、例えば２回転（０°〜７２０°）で回転可能である。
前記昇降体６は、水平旋回アーム４に内蔵されたモータ及びラック−ピニオン機構によって水平旋回アーム５の先端にて上下移動され、前記手首部７は、昇降体６に内蔵されたモータによって同軸回転される。
【００１４】
上記各ロボット１の動作（モータ３を含む各軸のモータ）は、夫々、ロボットコントローラの制御部９（図１に図示）により作業工程プログラム等に基づいて制御されるようになっている。この制御部９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶手段たる不揮発性メモリなどを備えて構成されており、制御手段に相当する。
【００１５】
この制御部９には図６に示すティーチングペンダント１０が接続されており、このティーチングペンダント１０には、スイッチ群１１が設けられていると共に、表示手段たる表示部１２が設けられており、この表示部１２にはタッチパネルスイッチ１３Ａ、１３Ｂ、１４、１５Ａ、１５Ｂ、１６（図７参照）が形成される。前記スイッチ群１１のうちの一つのスイッチ１１ａが可動制御範囲区域変更要求手段に相当する。また、前記タッチパネルスイッチ１３Ａが選択決定手段に相当する。なお、図６において、デッドマンスイッチを符号１１ｂで示している。
【００１６】
図４に示すように、前記水平旋回アーム５には、物理被ストッパ１８が上向きに設けられている。この物理被ストッパ１８は、水平旋回アーム５の回転中心と、該水平旋回アーム５の前記垂直軸Ｊ１とは反対側の端部である先端部（先端面）の昇降体６とを結ぶ線（仮想線）上に位置し、従って、該物理被ストッパ１８は水平旋回アーム５の指向方向を示すことができる。
【００１７】
また、図４及び図５に示すように、前記アーム支持ベース４には、相互に９０度間隔の位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにストッパ配置部１９、２０、２１、２２が径方向へ突出する形態に形成されており、該ストッパ配置部１９〜２２の下面部に、物理ストッパ２３、２３を着脱可能なストッパ装着穴１９ａ〜２２ａがそれぞれ形成されている。このストッパ配置部１９〜２２は、物理ストッパ２３より多く設けられている。図４及び図５の状態では、ストッパ配置部１９及び２０に物理ストッパ２３、２３が装着された状態を示している。この物理ストッパ２３、２３は前記物理ストッパ１８の回転範囲を制限することにより水平旋回アーム５の回転の可動範囲を所定の可動範囲区域に制限するものである。なお、図５においては、水平旋回アーム５の回転中心５ｃと物理被ストッパ１８とを結ぶ線（仮想線）５Ｐは、水平旋回アーム５の位置（角度位置）を示している。
【００１８】
前記水平旋回アーム５、ストッパ配置部１９〜２２、物理ストッパ２３、２３、制御部９、スイッチ１１ａ、表示部１２、タッチパネルスイッチ１３Ａによりロボットのアーム可動範囲変更制御装置１Ａ（図１参照）が構成されている。
【００１９】
ここで、前記水平旋回アーム５の可動範囲は、前述した有限の所定可動範囲Ｚ（この実施例では例えば２回転）であり、その中間角度である３６０°を原点としている。前記ストッパ配置部１９〜２２に対する前記物理ストッパ２３、２３の配置（装着）位置の選択により、複数の可動範囲区域に変更可能であり、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、可動範囲区域Ｋ１、可動範囲区域Ｋ２、可動範囲区域Ｋ３、可動範囲区域Ｋ４がある。
【００２０】
前記可動範囲区域Ｋ１は、図９（ａ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ａのストッパ配置部１９に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｄのストッパ配置部２２に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ側（これは位置Ａから位置Ｂ、位置Ｃを通り位置Ｄまでの区域であって、位置Ａと位置Ｄとの間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。
【００２１】
可動範囲区域Ｋ２は、図９（ｂ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｄのストッパ配置部２２に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｃのストッパ配置部２１に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｄ−Ａ−Ｂ−Ｃ側（これは位置Ｄから位置Ａ、位置Ｂを通り位置Ｃまでの区域であって、位置Ｄと位置Ｃとの間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。
【００２２】
可動範囲区域Ｋ３は、図９（ｃ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｃのストッパ配置部２１に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｂのストッパ配置部２２に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｃ−Ｄ−Ａ−Ｂ側（これは位置Ｃから位置Ｄ、位置Ａを通り位置Ｂまでの区域であって、位置Ｃと位置Ｂとの間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。
【００２３】
可動範囲区域Ｋ４は、図９（ｄ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｂのストッパ配置部２０に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ａのストッパ配置部１９に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａ側（これは位置Ｂから位置Ｃ、位置Ｄを通り位置Ａまでの区域であって、位置Ｂと位置Ａとの間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。
【００２４】
前記水平旋回アーム５は、制御部９のソフト制御によるアーム回転用モータ８の制御により移動制御されるものであり、この場合、制御部９は、前記物理ストッパ２３、２３により制限された水平旋回アーム５の可動範囲を超えないように設定された可動制御範囲区域で前記水平旋回アーム５を駆動するように前記アーム回転用モータ８を制御する制御手段として機能する。その可動制御範囲の区域は図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、可動制御範囲区域Ｓ１と、可動制御範囲区域Ｓ２と、可動制御範囲区域Ｓ３と、可動制御範囲区域Ｓ４とに選択設定可能である。
【００２５】
前記可動制御範囲区域Ｓ１は、前記可動範囲区域Ｋ１に対応しており、物理被ストッパ１８が位置Ａの物理ストッパ２３及び位置Ｄのストッパ２３に衝突しない範囲に設定されている。
前記可動制御範囲区域Ｓ２は、前記可動範囲区域Ｋ２に対応しており、物理被ストッパ１８が位置Ｄの物理ストッパ２３及び位置Ｃのストッパ２３に衝突しない範囲に設定されている。
【００２６】
前記可動制御範囲区域Ｓ３は、前記可動範囲区域Ｋ３に対応しており、物理被ストッパ１８が位置Ｃの物理ストッパ２３及び位置Ｂのストッパ２３に衝突しない範囲に設定されている。
前記可動制御範囲区域Ｓ４は、前記可動範囲区域Ｋ４に対応しており、物理被ストッパ１８が位置Ａの物理ストッパ２３及び位置Ｂのストッパ２３に衝突しない範囲に設定されている。
【００２７】
制御部９は、前記所定可動範囲Ｚの角度値を、水平旋回アーム５の回転方向に応じて次のように定めており、また、これら可動制御範囲区域Ｓ１〜Ｓ２の角度値を、当該所定可動範囲Ｚの角度値に基づいて次のように定めている。
【００２８】
前記所定可動範囲Ｚの中間角度を原点に設定し、この原点を角度値として例えば３６０°に設定し、この原点から水平旋回アーム５の一方の回転方向である例えば左回転方向（図８、図９の矢印Ｌ方向）の回転限度角度を最小角度値（この場合は０°）とし、前記原点から水平旋回アーム５の他方の回転方向である右回転方向（図８、図９の矢印Ｒ方向）の回転限度角度を最小角度値（この場合は７２０°）としている。図８は水平旋回アーム５の所定可動範囲Ｚを展開して示している。
【００２９】
前記各可動範囲区域Ｋ１〜Ｋ４のうち、一方の物理ストッパが前記原点にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を左回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域Ｋ４については、前記一方の物理ストッパ２３（原点にある物理ストッパ２３）の角度値を前記原点の角度値である３６０°とし、前記他方の物理ストッパ２３（ストッパ配置部２０にある物理ストッパ２３）の角度値を、前記原点の角度値に該原点から可動範囲区域Ｋ４を左回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値である９０°としている。
【００３０】
また、前記各可動範囲区域Ｋ１〜Ｋ４のうち、一方の物理ストッパが前記原点にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を右回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域Ｋ１については、前記一方の物理ストッパ２３（原点にある物理ストッパ２３）の角度値を前記原点の角度値である３６０°とし、前記他方の物理ストッパ２３（ストッパ配置部２２にある物理ストッパ２３）の角度値を、前記原点の角度値に対して該原点から可動範囲区域Ｋ１を左回転方向へ回転した角度をプラスした角度値である６３０°としている。
【００３１】
また、前記各可動範囲区域Ｋ１〜Ｋ４のうち、一方の物理ストッパが前記原点から可動範囲区域を左回転方向へ回転した位置にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を右回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域Ｋ２、Ｋ３については、次のように設定している。
【００３２】
まず可動範囲区域Ｋ２については、前記一方の物理ストッパ２３の角度値を、前記原点の角度値３６０°に該原点から可動範囲区域Ｋ２を左回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値である２７０°とし、前記他方の物理ストッパ２３の角度値を、前記原点の角度値３６０°に対して該原点から可動範囲区域Ｋ２を右回転方向へ回転した角度をプラスした角度値である５４０°としている。
【００３３】
また、可動範囲区域Ｋ３については、前記一方の物理ストッパ２３の角度値を、前記原点の角度値３６０°に該原点から可動範囲区域Ｋ３を左回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値である１８０°とし、前記他方の物理ストッパ２３の角度値を、前記原点の角度値３６０°に対して該原点から可動範囲区域Ｋ３を右回転方向へ回転した角度をプラスした角度値である４５０°としている。
【００３４】
なお、図９（ａ）の可動範囲区域及び可動制御範囲区域をパターン１と称し、図９（ｂ）の可動範囲区域及び可動制御範囲区域をパターン２と称し、図９（ｃ）の可動範囲区域及び可動制御範囲区域をパターン３と称し、図９（ｄ）の可動範囲区域及び可動制御範囲区域をパターン４と称する。
【００３５】
ここで、ユーザーが水平旋回アーム５の可動制御範囲区域を変更すると共に、その変更に伴い可動範囲区域の選択（メカストッパ位置選択）をしたい場合には、ユーザーは、可動制御範囲区域変更要求手段であるスイッチ１１ａを押すことなる。当該スイッチ１１ａが押し操作されると、制御部９は、まず、図７（ａ）に示すように、水平旋回アーム５の複数の可動制御範囲区域の選択肢であるパターン１、パターン２、パターン３、パターン４を、表示部１２に表示する。さらに、この場合、表示部１２に、タッチパネルスイッチ１３Ａ、１３Ｂも表示する。
【００３６】
ユーザーが例えばパターン２をスイッチ群１１の適宜のスイッチ又はダイヤルにより選択し、タッチパネルスイッチ１３Ａにより決定した場合、制御部９は、この選択されたパターン２の可動制御範囲区域Ｓ２を、可動制御範囲区域として設定する。
そして、制御部９は、図７（ｂ）に示すように現在のストッパ配置部に配置されている物理ストッパ２３、２３を取り外すことを促す表示を行うと共に、取外しが行われたことを確認するためのスイッチ１４も表示する。
【００３７】
このスイッチ１４がユーザーにより押し操作されると、該可動制御範囲区域Ｓ２に対応する前記可動範囲区域Ｋ２において前記設定された２つの物理ストッパ２３、２３の角度値のうち大きい側の角度値をＫａ［deg］とし、小さい側の角度値をＫｂ［deg］としたとき、当該２つの物理ストッパの中間角度値Ｋｃ［deg］を、
Ｋｃ＝（Ｋａ−Ｋｂ）／２＋Ｋｂ
なる式で求める。
【００３８】
この場合、Ｋａが５４０°で、Ｋｂが２７０°であるから、Ｋｃは、４０５°となる。
そして、制御部９は、前記物理被ストッパ１８の現在位置が分かっており、この物理被ストッパ１８の角度値をＸ［deg］（図８参照）とし、水平旋回アーム５の移動角度（これから移動しようとする角度）をＱ［deg］としたとき、制御部９は、Ｑを
Ｑ＝Ｋｃ−Ｘ
なる式で求める。
【００３９】
そして、制御部９は、Ｑ＞０のときには、前記水平旋回アーム５を、前記右回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、前記水平旋回アーム５を、前記左回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行う。これにより、水平旋回アーム５が、設定しようとする２つの物理ストッパ２３、２３の可動範囲区域Ｋ２の中間位置である４０５°を示す。
【００４０】
ここで、例えばパターン２の角度値を設定する場合、図８及び図９（ｂ）に示したように、所定可動範囲Ｚの原点（３６０°）を含むパターンであって、物理ストッパ２３、２３はストッパ配置部２２、２１に配置され、位置Ｄ−Ａ−Ｂ−Ｃ側に可動制御範囲区域Ｓ２が存在するパターンであるが、水平旋回アーム５が図９（ｂ）から左回転方向へ１回転した状態（図１１、図１２の点線参照）の位置も、見かけ上は、図９（ｂ）と同じになる。この図１１の０°を原点位置として物理ストッパ２３、２３の角度値を設定してしまうと（ティーチングしてしまうと）、これに伴い、位置Ｄ−Ａ−Ｂ−Ｃ側に可動範囲区域Ｋ２´、可動制御範囲区域Ｓ２´が設定され、水平旋回アーム５は全体として所定可動範囲Ｚでしか動き得ないから、図１１及び図１２の符号ＳＥで示す範囲でしか、可動制御範囲が得られなくなってしまうおそれがある。
【００４１】
しかるに本実施例では、前記所定可動範囲Ｚの中間角度を原点に設定し、この原点から水平旋回アーム５の左回転方向の回転限度角度を当該所定可動範囲Ｚの最小角度値とし、前記原点から水平旋回アーム５の右回転方向の回転限度角度を最大角度値とし、前記各可動範囲区域Ｋ１〜Ｋ４の各物理ストッパ２３の角度値を、前述したように、前記原点から各稼動範囲区域に沿って左回転方向でマイナスして設定し、右方向でプラスして設定したから、ロボット１における水平旋回アーム５の回転の角度値と制御の角度値とが一致し、水平旋回アーム５の回転方向もそのまま動作させれば自動で新しい物理ストッパ２３、２３での動作範囲を所定可動範囲Ｚ内に設定できるように水平旋回アーム５が目的角度値に移動でき、従って、任意の可動制御範囲区域から次の任意の可動制御範囲区域へ水平旋回アーム５を移動させるときに、次の可動制御範囲区域が確実に水平旋回アーム５の所定可動範囲Ｚ内に位置するように水平旋回アーム５を移動できる。従って、任意の可動制御範囲区域から次の任意の可動制御範囲区域へ水平旋回アーム５を移動させるときに、次の可動制御範囲区域が確実に所定可動範囲Ｚ内に位置するように水平旋回アーム５を移動できる。
【００４２】
また、本実施例によれば、前述したように、ユーザーが複数の選択肢の可動制御範囲区域Ｓ１〜Ｓ４のいずれかを設定すると、制御部９が、該可動制御範囲区域に対応する前記可動範囲区域において前記設定された２つの物理ストッパ中間角度値Ｋｃ［deg］を求め、物理被ストッパ１８の現在位置の角度値をＸ［deg］とし、水平旋回アーム５の移動角度をＱ［deg］としたとき、Ｑを
Ｑ＝Ｋｃ−Ｘ
なる式で求め、Ｑ＞０のときには、前記水平旋回アーム５を、前記右回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、前記水平旋回アーム５を、前記左回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行うから、水平旋回アーム５が、これから設置しようとする２つの物理ストッパ２３、２３の可動範囲区域の中間位置を示すことができる。この中間位置をもつ可動範囲区域には、当該中間位置を頂角の頂点とし且つ該可動範囲区域両端地点を２つの底角の頂点とする二等辺三角形がアーム回転軌跡内に仮想的に形成される。従って、この中間位置が頂角の頂点となる二等辺三角形が形成されることさえ覚えておけば、この中間位置から可動範囲区域両端地点すなわち物理ストッパ設置位置を容易に判断することができ、すなわち、中間位置を示す該水平旋回アーム５により物理ストッパ２３、２３の位置を簡単に示唆することができ、ソフト制御上の可動制御範囲区域に対して物理ストッパ２３、２３の可動範囲区域を間違えて設定してしまうことを抑制できる。
【００４３】
なお、上記仮想的に形成される二等辺三角形を図９（ａ）〜（ｄ）に符号Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４で示しており、符号ｇ１は中間位置上の任意の点を示し、該点ｇ１が各二等辺三角形の頂角の頂点を示し、符号ｇ２、ｇ３が各二等辺三角形の底角の頂点を示し、この仮想的な二等辺三角形Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４の形状を思い描けば、仮想的な底角の頂点ｇ２、ｇ３により物理ストッパ２３、２３の配置位置が示唆されることになる。
【００４４】
このように、上述した特定（この場合上述の三角形）の示唆方式さえ覚えておけば、水平旋回アーム５がいずれの方向へ指向方向制御されても、当該水平旋回アーム５の指向方向から明快に物理ストッパ２３、２３の位置を判定できる。なお、示唆方式としては上述の三角形方式のほか、例えば水平旋回アーム５の指向方向の反対側のストッパ配置部が設定しようとする物理ストッパ２３、２３の配置位置であるといった考え方の示唆方式でも良い。
図１０には、選択した可動制御範囲区域と、水平旋回アーム５の移動先と、当該アーム５によって示唆されるストッパ配置部との関係を示している。
【００４５】
図１３ないし図１５は本発明の第２の実施例を示している。この第２の実施例では、水平旋回アーム５の可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５の形態が、前記第１の実施例における可動範囲区域Ｋ１〜Ｋ４の形態とは異なり、これに伴って、可動制御範囲区域Ｓ１１〜Ｓ１５の形態も第１の実施例における可動制御範囲区域Ｓ１１〜Ｓ１５と異なる。この可動制御範囲区域Ｓ１１〜Ｓ１５は、水平旋回アーム５の所定可動範囲Ｚに対して、次のように角度値が設定されている。
【００４６】
すなわち、水平旋回アーム５の所定可動範囲Ｚは、この実施例においても２回転としており、制御部９においては、該所定可動範囲Ｚにおける該水平旋回アーム５の一方の回転方向である例えば左回転方向の回転限度角度を当該所定可動範囲Ｚの最小角度値例えば０°として他方の回転方向である右回転方向へ水平旋回アーム５の回転に応じて増加する角度値とするように該所定可動範囲Ｚを特定しており、従って、水平旋回アーム５の所定可動範囲Ｚが２回転であるので、右回転方向での回転限度角度はこの場合７２０°としている。
【００４７】
また、制御部９は、この所定可動範囲Ｚの中に前記複数の可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５を該所定可動範囲Ｚの角度値で設定し、且つ複数の可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５の中間位置も前記所定可動範囲Ｚの角度値で設定し、これら所定可動範囲Ｚの角度値及び各可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５の角度値及び各可動範囲区域の中間位置の角度値を、制御部９が備えた不揮発性メモリに記憶させている。
【００４８】
前記可動範囲区域Ｋ１１は、図１３及び図１４（ａ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ａ（所定可動範囲Ｚの角度値で３６０°）のストッパ配置部１９に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｃ（５４０°）のストッパ配置部２１に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ａ−Ｂ−Ｃ側（これは位置Ａから位置Ｂを通り位置Ｃまでの区域であって、位置Ｃ−Ｄ−Ａ間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。該可動範囲区域Ｋ１１の中間位置の角度値は４５０°である。
【００４９】
前記可動範囲区域Ｋ１２は、図１３及び図１４（ｂ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｂ（４５０°）のストッパ配置部２０に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｄ（６３０°）のストッパ配置部２２に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｂ−Ｃ−Ｄ側（これは位置Ｂから位置Ｃを通り位置Ｄまでの区域であって、位置Ｄ−Ａ−Ｂ間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。該可動範囲区域Ｋ１２の中間位置の角度値は５４０°である。
【００５０】
前記可動範囲区域Ｋ１３は、図１３及び図１４（ｃ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｃ（１８０°）のストッパ配置部２１に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ａ（３６０°）のストッパ配置部１９に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｃ−Ｄ−Ａ側（これは位置Ｃから位置Ｄを通り位置Ａまでの区域であって、位置Ａ−Ｂ−Ｃ間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。該可動範囲区域Ｋ１３の中間位置の角度値は２７０°である。
【００５１】
前記可動範囲区域Ｋ１４は、図１３及び図１４（ｄ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｄ（２７０°）のストッパ配置部２２に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｂ（４５０°）のストッパ配置部２０に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｄ−Ａ−Ｂ側（これは位置Ｄから位置Ａを通り位置Ｂまでの区域であって、位置Ｂ−Ｃ−Ｄ間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。該可動範囲区域Ｋ１４の中間位置の角度値は３６０°である。
【００５２】
前記可動範囲区域Ｋ１５は、図１３及び図１４（ｅ）に示すように、一方の物理ストッパ２３が位置Ｄ（９０°）のストッパ配置部２２に配置され、他方の物理ストッパ２３が位置Ｂ（２７０°）のストッパ配置部２０に配置され、物理被ストッパ１８が位置Ｄ−Ｃ−Ｂ側（これは位置Ｄから位置Ｃを通り位置Ｂまでの区域であって、位置Ｂ−Ａ−Ｄ間の区域は除くことを示す）を移動できる形態である。該可動範囲区域Ｋ１５の中間位置の角度値は１８０°である。
【００５３】
また、上記可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５に対応する可動制御範囲区域Ｓ１１〜Ｓ１５は、図１３及び図１４に示す通りである。
ここで、ユーザーが水平旋回アーム５の可動制御範囲区域を変更すると共に、その変更に伴い可動範囲区域の選択（メカストッパ位置選択）をしたい場合には、ユーザーは、可動制御範囲区域変更要求手段であるスイッチ１１ａを押すことなる。当該スイッチ１１ａが押し操作されると、制御部９は、まず、図１５（ａ）に示すように、水平旋回アーム５の複数の可動制御範囲区域の選択肢であるパターン１、パターン２、パターン３、パターン４、パターン５を、表示部１２に表示する。さらに、この場合、表示部１２に、タッチパネルスイッチ１３Ａ、１３Ｂも表示する。
【００５４】
ユーザーが例えばパターン２をスイッチ群１１の適宜のスイッチ又はダイヤルにより選択し、タッチパネルスイッチ１３Ａにより決定した場合、制御部９は、この選択されたパターン２の可動制御範囲区域Ｓ１２を、可動制御範囲区域として設定する。
そして、制御部９は、図１５（ｂ）に示すように現在のストッパ配置部に配置されている物理ストッパ２３、２３を取り外すことを促す表示を行うと共に、取外しが行われたことを確認するためのスイッチ１４も表示する。
【００５５】
このスイッチ１４が押し操作されると、制御部９は、設定された可動制御範囲区域Ｓ１２に対応する可動範囲区域Ｋ１２の中間位置角度値（この場合５４０°）を前記不揮発性メモリから読出し、この読み出した該可動範囲区域の中間位置角度値Ｋｒ［deg］と、水平旋回アーム５の現在の角度値Ｘ［deg］とから、アームの移動先角度値Ｑ［deg］を、
Ｑ＝Ｋｒ−Ｘ
なる式で求め、Ｑ＞０のときには、水平旋回アーム５を、他方の回転方向である右回転方向（図１３の矢印Ｒ方向）へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、水平旋回アーム５を、一方の回転方向である左回転方向（図１３の矢印Ｌ方向）へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行う。
【００５６】
これによりこの第２の実施例によれば、水平旋回アーム５がこれから配置しようとする２つの物理ストッパの可動範囲区域の中間位置を示すこととなって、該水平旋回アーム５により物理ストッパ２３、２３の配置位置（ストッパ配置部）を簡単に示唆することができ、ソフト制御上の可動制御範囲区域に対して物理ストッパの可動範囲区域を間違えて設定してしまうことを抑制できる。
【００５７】
しかも、所定可動範囲Ｚの角度値及び各可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５の角度値及び各可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５の中間位置の角度値を不揮発性メモリに記憶させておくから、水平旋回アーム５の所定可動範囲Ｚに対して、複数のアームの可動範囲区域Ｋ１１〜Ｋ１５を、当該所定可動範囲Ｚからはみ出すことなく適正に記憶させておくことができる。従って、任意の可動制御範囲区域から次の任意の可動制御範囲区域へ水平旋回アーム５を移動させるときに、次の可動制御範囲区域が確実に所定可動範囲Ｚ内に位置するように水平旋回アーム５を移動できる。
【００５８】
なお、本発明は上記各実施例に限定されず、適宜変更して実施できるも。例えば、所定可動範囲は２回転以上でも良い。また、第１の実施例における所定可動範囲Ｚの原点の角度値は３６０°でなく０°とし、最小角度値を−１８０°、最大角度値を１８０°としても良い。また、上述した実施例構造のロボットに限られず、アーム支持ベースにアームを回転可能に備えたロボット全般に広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施例を示す機能ブロック図
【図２】ロボットの斜視図
【図３】ロボットの側面図
【図４】物理ストッパ、物理被ストッパ、ストッパ配置部部分の斜視図
【図５】図４における物理ストッパ、物理被ストッパ、ストッパ配置部の配置関係を示す平面図
【図６】ティーチペンダントの正面図
【図７】可動制御範囲区域の変更時における表示部の表示内容の変化を示す図
【図８】水平旋回アームの所定可動範囲及び各可動範囲区域並びに各可動制御範囲区域を展開して示す図
【図９】（ａ）ないし（ｄ）は可動範囲区域及び可動制御範囲区域の異なるパターンを示す図
【図１０】選択した可動制御範囲区域と、水平旋回アームの移動先と、示唆されるストッパ配置部との関係を示す図
【図１１】参考例を示す図９（ｂ）相当図
【図１２】参考例を示す図８相当図
【図１３】本発明の第２の実施例を示す図８相当図
【図１４】（ａ）ないし（ｅ）は可動範囲区域及び可動制御範囲区域の異なるパターンを示す図
【図１５】図７相当図
【符号の説明】
【００６０】
図面中、１はロボット、１Ａはロボットのアーム可動範囲変更制御装置、４はアーム支持ベース、５は水平旋回アーム（アーム）、８はアーム回転用モータ（駆動源）、９は制御部（制御手段、ストッパ位置示唆制御手段）、１０はティーチングペンダント、１１ａはスイッチ、１３はタッチパネルスイッチ（選択決定手段）、１８は物理被ストッパ、１９、２０、２１、２２はストッパ配置部、２３は物理ストッパを示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム支持ベースに所定可動範囲で駆動源により回転するように設けられたアームと、
前記アームに設けられた物理被ストッパと、
前記アーム支持ベースに設けられ前記物理被ストッパの回転範囲を制限することにより前記アームの回転の可動範囲を前記所定可動範囲のうちの該所定可動範囲より小さい可動範囲の可動範囲区域に制限する２つの物理ストッパと、
前記物理ストッパにより制限された前記アームの可動範囲区域を超えないように設定された可動制御範囲区域で前記アームを駆動するように前記駆動源を制御する制御手段とを備え、
前記物理ストッパは、この物理ストッパの数より多く設けたストッパ配置部に対して着脱可能であり、
前記物理ストッパを前記ストッパ配置部に選択的に装着することにより前記アームの前記可動範囲区域を複数の区域に変化させ、
前記制御手段は、複数の可動範囲区域に対応した可動制御範囲区域で前記アームを制御するようにしたロボットのアーム可動範囲変更制御装置であって、
選択決定手段を備え、
前記制御手段は、
前記所定可動範囲の中間角度を原点に設定し、この原点からアームの一方の回転方向の回転限度角度を当該所定可動範囲の最小角度値とし、前記原点からアームの他方の回転方向の回転限度角度を最大角度値とし、
前記各可動範囲区域のうち、一方の物理ストッパが前記原点にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域については、前記一方の物理ストッパの角度値を前記原点の角度値とし、前記他方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に該原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値とし、
一方の物理ストッパが前記原点にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域については、前記一方の物理ストッパの角度値を前記原点の角度値とし、前記他方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に対して該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した角度をプラスした角度値とし、
一方の物理ストッパが前記原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した位置にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域については、前記一方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に該原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値とし、前記他方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に対して該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した角度をプラスした角度値とし、
可動制御範囲区域変更要求手段から前記アームの可動制御範囲区域についての変更要求があると、複数のアーム可動制御範囲区域の選択肢を表示手段に表示し、
前記選択決定手段により１つの選択肢を選択決定する旨の入力がなされたことを認識すると、前記回動制御範囲区域を当該選択決定された選択肢の可動制御範囲区域に設定し、
ストッパ配置部に装着されている物理ストッパを取り外すことを促す表示を前記表示手段に表示し、
該可動制御範囲区域に対応する前記可動範囲区域において前記設定された２つの物理ストッパの角度値のうち大きい側の角度値をＫａ［deg］とし、小さい側の角度値をＫｂ［deg］としたとき、当該２つの物理ストッパの中間角度値Ｋｃ［deg］を、
Ｋｃ＝（Ｋａ−Ｋｂ）／２＋Ｋｂ
なる式で求め、
前記物理被ストッパの現在位置の角度値をＸ［deg］とし、アームの移動角度をＱ［deg］としたとき、Ｑを
Ｑ＝Ｋｃ−Ｘ
なる式で求め、Ｑ＞０のときには、前記アームを、前記他方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、前記アームを、前記一方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行うことを特徴とするロボットのアーム可動範囲変更制御装置。
【請求項２】
アーム支持ベースに所定可動範囲で駆動源により回転するように設けられたアームと、
前記アームに設けられた物理被ストッパと、
前記アーム支持ベースに設けられ前記物理被ストッパの回転範囲を制限することにより前記アームの回転の可動範囲を前記所定可動範囲のうちの該所定可動範囲より小さい可動範囲の可動範囲区域に制限する２つの物理ストッパと、
前記物理ストッパにより制限された前記アームの可動範囲区域を超えないように設定された可動制御範囲区域で前記アームを駆動するように前記駆動源を制御する制御手段とを備え、
前記物理ストッパは、この物理ストッパの数より多く設けたストッパ配置部に対して着脱可能であり、
前記物理ストッパを前記ストッパ配置部に選択的に装着することにより前記アームの前記可動範囲区域を複数の区域に変化させ、
前記制御手段は、複数の可動範囲区域に対応した可動制御範囲区域で前記アームを制御するようにしたロボットのアーム可動範囲変更制御装置であって、
選択決定手段を備え、
前記制御手段は、記憶部を備え、
この制御部は、
前記アームの所定可動範囲における該アームの一方の回転方向の回転限度角度を当該所定可動範囲の最小角度値として他方の回転方向へアームの回転に応じて増加する角度値とするように該所定可動範囲を特定し、この所定可動範囲の中に複数の可動範囲区域を該所定可動範囲の角度値で設定し、且つ複数の可動範囲区域の中間位置を前記所定可動範囲の角度値で設定し、これら所定可動範囲の角度値及び各可動範囲区域の角度値及び各可動範囲区域の中間位置の角度値を前記記憶部に記憶させ、
可動制御範囲区域変更要求手段から前記アームの可動制御範囲区域についての変更要求があると、複数のアーム可動制御範囲区域の選択肢を表示手段に表示し、
前記選択決定手段により１つの選択肢を選択決定する旨の入力がなされたことを認識すると、前記回動制御範囲区域を当該選択決定された選択肢の可動制御範囲区域に設定し、
前記ストッパ配置部に装着されている物理ストッパを取り外すことを促す表示を前記表示手段に表示し、
前記設定された可動制御範囲区域に対応する可動範囲区域の中間位置角度値を前記記憶部から読出し、この読み出した該可動範囲区域の中間位置角度値をＫｒ［deg］とし、アームの現在の角度値をＸ［deg］とし、アームの移動先角度値をＱ［deg］としたとき、当該Ｑを、
Ｑ＝Ｋｒ−Ｘ
なる式で求め、Ｑ＞０のときには、前記アームを、前記他方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、前記アームを、前記一方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行うことを特徴とするロボットのアーム可動範囲変更制御装置。
【請求項１】
アーム支持ベースに所定可動範囲で駆動源により回転するように設けられたアームと、
前記アームに設けられた物理被ストッパと、
前記アーム支持ベースに設けられ前記物理被ストッパの回転範囲を制限することにより前記アームの回転の可動範囲を前記所定可動範囲のうちの該所定可動範囲より小さい可動範囲の可動範囲区域に制限する２つの物理ストッパと、
前記物理ストッパにより制限された前記アームの可動範囲区域を超えないように設定された可動制御範囲区域で前記アームを駆動するように前記駆動源を制御する制御手段とを備え、
前記物理ストッパは、この物理ストッパの数より多く設けたストッパ配置部に対して着脱可能であり、
前記物理ストッパを前記ストッパ配置部に選択的に装着することにより前記アームの前記可動範囲区域を複数の区域に変化させ、
前記制御手段は、複数の可動範囲区域に対応した可動制御範囲区域で前記アームを制御するようにしたロボットのアーム可動範囲変更制御装置であって、
選択決定手段を備え、
前記制御手段は、
前記所定可動範囲の中間角度を原点に設定し、この原点からアームの一方の回転方向の回転限度角度を当該所定可動範囲の最小角度値とし、前記原点からアームの他方の回転方向の回転限度角度を最大角度値とし、
前記各可動範囲区域のうち、一方の物理ストッパが前記原点にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域については、前記一方の物理ストッパの角度値を前記原点の角度値とし、前記他方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に該原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値とし、
一方の物理ストッパが前記原点にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域については、前記一方の物理ストッパの角度値を前記原点の角度値とし、前記他方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に対して該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した角度をプラスした角度値とし、
一方の物理ストッパが前記原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した位置にあって他方の物理ストッパが該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した位置にある可動範囲区域については、前記一方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に該原点から可動範囲区域を一方の回転方向へ回転した角度をマイナスした角度値とし、前記他方の物理ストッパの角度値を、前記原点の角度値に対して該原点から可動範囲区域を他方の回転方向へ回転した角度をプラスした角度値とし、
可動制御範囲区域変更要求手段から前記アームの可動制御範囲区域についての変更要求があると、複数のアーム可動制御範囲区域の選択肢を表示手段に表示し、
前記選択決定手段により１つの選択肢を選択決定する旨の入力がなされたことを認識すると、前記回動制御範囲区域を当該選択決定された選択肢の可動制御範囲区域に設定し、
ストッパ配置部に装着されている物理ストッパを取り外すことを促す表示を前記表示手段に表示し、
該可動制御範囲区域に対応する前記可動範囲区域において前記設定された２つの物理ストッパの角度値のうち大きい側の角度値をＫａ［deg］とし、小さい側の角度値をＫｂ［deg］としたとき、当該２つの物理ストッパの中間角度値Ｋｃ［deg］を、
Ｋｃ＝（Ｋａ−Ｋｂ）／２＋Ｋｂ
なる式で求め、
前記物理被ストッパの現在位置の角度値をＸ［deg］とし、アームの移動角度をＱ［deg］としたとき、Ｑを
Ｑ＝Ｋｃ−Ｘ
なる式で求め、Ｑ＞０のときには、前記アームを、前記他方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、前記アームを、前記一方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行うことを特徴とするロボットのアーム可動範囲変更制御装置。
【請求項２】
アーム支持ベースに所定可動範囲で駆動源により回転するように設けられたアームと、
前記アームに設けられた物理被ストッパと、
前記アーム支持ベースに設けられ前記物理被ストッパの回転範囲を制限することにより前記アームの回転の可動範囲を前記所定可動範囲のうちの該所定可動範囲より小さい可動範囲の可動範囲区域に制限する２つの物理ストッパと、
前記物理ストッパにより制限された前記アームの可動範囲区域を超えないように設定された可動制御範囲区域で前記アームを駆動するように前記駆動源を制御する制御手段とを備え、
前記物理ストッパは、この物理ストッパの数より多く設けたストッパ配置部に対して着脱可能であり、
前記物理ストッパを前記ストッパ配置部に選択的に装着することにより前記アームの前記可動範囲区域を複数の区域に変化させ、
前記制御手段は、複数の可動範囲区域に対応した可動制御範囲区域で前記アームを制御するようにしたロボットのアーム可動範囲変更制御装置であって、
選択決定手段を備え、
前記制御手段は、記憶部を備え、
この制御部は、
前記アームの所定可動範囲における該アームの一方の回転方向の回転限度角度を当該所定可動範囲の最小角度値として他方の回転方向へアームの回転に応じて増加する角度値とするように該所定可動範囲を特定し、この所定可動範囲の中に複数の可動範囲区域を該所定可動範囲の角度値で設定し、且つ複数の可動範囲区域の中間位置を前記所定可動範囲の角度値で設定し、これら所定可動範囲の角度値及び各可動範囲区域の角度値及び各可動範囲区域の中間位置の角度値を前記記憶部に記憶させ、
可動制御範囲区域変更要求手段から前記アームの可動制御範囲区域についての変更要求があると、複数のアーム可動制御範囲区域の選択肢を表示手段に表示し、
前記選択決定手段により１つの選択肢を選択決定する旨の入力がなされたことを認識すると、前記回動制御範囲区域を当該選択決定された選択肢の可動制御範囲区域に設定し、
前記ストッパ配置部に装着されている物理ストッパを取り外すことを促す表示を前記表示手段に表示し、
前記設定された可動制御範囲区域に対応する可動範囲区域の中間位置角度値を前記記憶部から読出し、この読み出した該可動範囲区域の中間位置角度値をＫｒ［deg］とし、アームの現在の角度値をＸ［deg］とし、アームの移動先角度値をＱ［deg］としたとき、当該Ｑを、
Ｑ＝Ｋｒ−Ｘ
なる式で求め、Ｑ＞０のときには、前記アームを、前記他方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させ、Ｑ＜０のときには、前記アームを、前記一方の回転方向へ前記Ｑの角度だけ回転させることによりストッパ位置の示唆を行うことを特徴とするロボットのアーム可動範囲変更制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
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【図４】
【図５】
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【図１０】
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【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−８９１８６（Ｐ２０１０−８９１８６Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５９５７０（Ｐ２００８−２５９５７０）
【出願日】平成２０年１０月６日（２００８．１０．６）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月６日（２００８．１０．６）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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