JP7768904B2 - 動作軌道の評価装置、動作軌道の評価方法 - Google Patents

Description

本明細書で開示される技術は、ロボットハンドの動作軌道を評価する技術に関する。

産業用ロボットの一つに、作業者と協働して所定の作業を行う協働ロボットがある。協働ロボットに関する先行技術として、特許文献１、特許文献２がある。

特開２０２０－１９７７９０号公報 特開２０１８－１９２５５６号公報

ロボットの周囲で作業を行う場合、作業中に、ロボットハンドやそれに保持されたワーク等が移動するため、作業者はロボットハンドの動作軌道に注意が必要である。
本明細書で開示される技術は、作業者への注意喚起のため、ロボットハンドの動作軌道を評価する評価装置、評価方法を提供することを課題とする。

本明細書で開示される技術は、ロボットハンドの動作軌道の評価装置であって、演算部と、記憶部と、を含み、前記記憶部は、前記ロボットハンドの注意部位又は前記ロボットハンドに保持されるワークの注意部位のうち少なくともいずれかのデータ、及び前記ロボットハンドの動作軌道のデータを、少なくとも記憶し、前記演算部は、前記ロボットハンドの動作軌道のデータに基づいて、前記ロボットハンドの移動方向を示す第１ベクトルを算出し、前記注意部位のデータに基づいて、前記ロボットハンドの中心を始点とした前記注意部位の方向を示す第２ベクトルを算出し、前記第１ベクトルと前記第２ベクトルとに基づいて、前記ロボットハンドの動作軌道の評価値を算出する。

この構成では、ロボットハンドの動作軌道を評価することで、ロボットの周囲で作業を行う作業者への注意喚起等が可能となる。

本明細書で開示される評価装置の一実施態様として、前記第１ベクトルの大きさは、前記注意部位に依存せず、一定であり、前記第２ベクトルの大きさは、前記注意部位の注意度が高い程、大きくてもよい。注意度は、注意部位の形状、材質、温度のうちいずれかにより判断してもよい。また、これらの組み合わせにより、判断してもよい。この構成では、注意部位の注意度を考慮して、ロボットハンドの動作軌道を評価することが出来る。

本明細書で開示される評価装置の一実施態様として、前記評価値は、前記第１ベクトルと前記第２ベクトルの内積でもよい。この構成では、ロボットハンドの動作軌道を、ロボットハンドの移動方向と注意部位の方向の関係から、評価することが出来る。

本明細書で開示される評価装置の一実施態様として、前記評価値は、前記第１ベクトルと前記第２ベクトルの内積と前記ロボットハンドの移動速度の積でもよい。この構成では、ロボットハンドの移動速度を考慮して、ロボットハンドの動作軌道を評価することが出来る。

本明細書で開示される評価装置の一実施態様として、前記演算部は、前記評価値が閾値以下となるように、前記ロボットハンドの移動速度を自動で補正してもよい。この構成では、評価値を閾値以下に抑え、ロボットの周囲で作業を行う作業者のリスクを低減することが出来る。

本明細書で開示される評価装置の一実施態様として、動作軌道の評価結果を、表示部に対して表示してもよい。評価結果の表示により、ロボットの周囲で作業を行う作業者に、注意を促すことができる。

この技術によれば、ロボットハンドの動作軌道を評価することが出来る。動作軌道の評価により、ロボットの周囲で作業を行う作業者への注意喚起等が可能となる。

作業ロボットの側面図 ロボットハンドの斜視図 作業ロボットのブロック図 評価装置のブロック図 ロボットハンドの動作軌道を示す斜視図 ロボットハンドの動作軌道を示す平面図 動作軌道の評価方法の説明図 動作軌道の評価基準を示す図 動作軌道の評価結果を示す図 評価結果の表示例を示す図 動作軌道の評価シーケンス Ｓ５０のサブルーチン 評価結果の表示例を示す図 作業ロボットの斜視図 注意部位の説明図 注意部位の説明図 作業ロボットの側面図

＜実施形態１＞
１．作業ロボット３０と評価装置２００の説明
作業ロボット３０は、作業対象物であるワーク２０の加工や組み立てなど、所定の作業を行う。作業ロボット３０は、作業者と協働して所定の作業を行う協働ロボットでもよいし、単独で作業を行うロボットでもよい。

図１に示すように、作業ロボット３０は、ベース部３１と、旋回ボディ３５と、アーム機構４１と、から構成される垂直多関節ロボットである。図１中、上下方向をＺ方向としている。Ｚ方向と直交する２方向を、Ｘ方向とＹ方向としている。他図も同様である。

旋回ボディ３５はベース部３１に対して、軸部３３を介して取り付けられている。旋回ボディ３５は、軸部３３を中心として、周方向（Ｒ方向）への旋回動作が可能である。

アーム機構４１は、旋回ボディ３５上に取り付けられている。アーム機構４１は第１アーム４２と、第２アーム４３と、第３アーム４４から構成されており、各アーム４２～４４は独立して動作可能（モータ軸を中心に回転可能）である。

第３アーム４４の先端には、図２に示すように、ロボットハンド５０が取り付けられている。ロボットハンド５０は、円筒形状をしたシリンダ部５１と、対向する一対のクランプ片５２、５３を有している。

一対のクランプ片５２、５３は、エア駆動により開閉して、作業対象のワーク２０を保持することが出来る。具体的には、ワーク２０の基準点が、ハンド中心Ｐと一致するようにワーク２０を保持することが出来る。ワーク２０の基準点は、ワーク中心でもよい。

ティーチング装置１５０は、作業ロボット３０を遠隔操作し、ワーク２０を移動させるなどの作業を実際に行わせることにより、作業ロボット３０に対して動作を教示する装置である。

図３は、作業ロボット３０の電気的構成を示すブロック図である。作業ロボット３０は、コントローラ８１、記憶部８３、駆動モータＭ１～Ｍ４を備えている。

駆動モータＭ１は、軸部３３の外周面に、取り付けられている。駆動モータＭ２～Ｍ４は、各アーム４２～４４の結合部に組み込まれている。駆動モータＭ１～Ｍ４は、位置センサＳ１～Ｓ４を備えており、モータ軸の回転角度を検出することが出来る。

記憶部８３は、作業ロボット３０の制御プログラムＰＸを記憶する。制御プログラムＰＸは、各モータＭ１～Ｍ４の回転角度、回転速度を制御するプログラムである。

コントローラ８１は、各駆動モータＭ１～Ｍ４を、制御プログラムＰＸに従って制御することにより、ワーク２０を移動させる等、所定の作業を作業ロボット３０に行わせる。

図４は、評価装置２００のブロック図である。評価装置２００は、ＣＰＵ等により構成される演算部２１０と、接続部２２０と、入力部２３０と、表示部２４０と、記憶部２５０とを備える。評価装置２００は、接続部２２０を介して作業ロボット３０と接続することが出来る。評価装置２００は、例えば、ノートパソコン等でもよい。

評価装置２００は、ロボットハンド５０の動作軌道Ｗを評価する装置であり、記憶部２５０には、ロボットハンド５０の動作軌道Ｗを評価する評価プログラムＰＹが格納されている。また、記憶部２５０は、動作軌道Ｗの評価に必要なデータを記憶する。

動作軌道Ｗの評価に必要なデータには、以下の（ａ）～（ｃ）のデータが含まれる。また、これ以外にも、ロボットハンド５０の移動速度Ｖのデータを含んでもよい。注意部位がロボットハンド５０、ワーク２０の双方にある場合、（ｃ）は、各注意部位のデータでもよい。

（ａ）ロボットハンド５０の動作軌道Ｗのデータ
（ｂ）ロボットハンド５０及びワーク２０のデータ
（ｃ）ロボットハンド５０又はワーク２０の注意部位のデータ

２．動作軌道Ｗの評価方法
評価装置２００は、第１ベクトルＡ１と第２ベクトルＡ２に基づいて、動作軌道Ｗの評価値Ｂを算出する。

図５、図６は、ロボットハンド５０の動作軌道Ｗの一例を示す。「Ｐ１」～「Ｐ４」はロボットハンド５０の中心である。ワーク２０を保持したロボットハンド５０は、「Ｐ１」⇒「Ｐ２」⇒「Ｐ３」⇒「Ｐ４」の動作軌道Ｗで移動する。

ワーク２０は一方向に長い形状であり、両側に三角形状の突出部２１、２２を有している。また、図６に示す「Ｏ」は作業ロボット３０の中心（軸部３３の中心）である。

第１ベクトルＡ１は、ロボットハンド５０の移動方向を示すベクトルである。ロボットハンド５０の動作軌道Ｗが連続する複数の動作から構成されている場合、動作ごとに、第１ベクトルＡ１を算出する。

上記の場合、動作軌道Ｗは、ロボットハンド５０が「Ｐ１」から「Ｐ２」まで移動する第１動作、「Ｐ２」から「Ｐ３」まで移動する第２動作、「Ｐ３」から「Ｐ４」まで移動する第３動作により、構成されている。
ロボットハンド５０が「Ｐ１」から「Ｐ２」まで移動する第１動作の場合、第１ベクトルＡ１は「Ｐ１」を始点として次の点「Ｐ２」に向かうベクトルである。つまり、２点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ直線Ｌ１の方向のベクトルである。

ロボットハンド５０が「Ｐ２」から「Ｐ３」まで移動する第２動作の場合、第１ベクトルＡ１は、「Ｐ２」を始点として、次の点「Ｐ３」に向かうベクトルである。つまり、２点Ｐ２、Ｐ３を結ぶ直線Ｌ２の方向のベクトルである。

また、ロボットハンド５０が「Ｐ３」から「Ｐ４」まで移動する第３動作の場合、第１ベクトルＡ１は、「Ｐ３」を始点として、次の点「Ｐ４」に向かうベクトルである。つまり、２点Ｐ３、Ｐ４を結ぶ直線Ｌ３の方向のベクトルである。このように、第１ベクトルＡ１は、ロボットハンド５０の各動作に応じて、向きが変化する。

第２ベクトルＡ２は、ロボットハンド５０の注意部位又はロボットハンド５０に保持されたワーク２０の注意部位の方向を示すベクトルである。

注意部位は、ロボットハンド５０及びワーク２０の形状に基づいて、作業者が決定してもよい。また、コンピュータで自動的に決定するようにしてもよい。

この例では、ワーク両側の突出部２１、２２のうち、一方（右側）の突出部２１が、他方（左側）の突出部２２よりも、鋭利な形状である。そのため、一方の突出部２１の先端部Ｍを注意部位２５としている（図７参照）。

第２ベクトルＡ２は、注意部位２５のデータに基づいて、算出することが出来る。具体的には、第２ベクトルＡ２の向きは、ロボットハンド５０の中心Ｐを始点として、注意部位２５に向かう方向である。

この例では、ワーク２０の先端部Ｍが注意部位２５であることから、第２ベクトルＡ２は、ロボットハンド５０の中心Ｐを始点として、ハンド５０に保持されたワーク２０の先端部Ｍに向かうベクトルである。つまり、ロボットハンド５０の中心Ｐとワーク２０の先端部Ｍを結ぶ直線ＰＭの方向のベクトルである（図７参照）。

第１ベクトルＡ１の大きさ（長さ）は、注意部位２５の注意度に依存せず、一定である。
第２ベクトルＡ２の大きさ（長さ）は、注意部位２５の注意度が高いほど、大きい。

注意度は、注意部位２５の形状により、判断することが出来る。例えば、注意部位２５が鋭利な形状であるほど、注意度は高い。注意度は、例えば、「高」、「中」、「低」などの３段階で設定することが出来る。注意度は、作業者が、所定の評価基準に基づいて決定してもよいし、コンピュータで自動的に決定してもよい。注意度の設定は、３段階に限らず、２段階、４段階でもよい。

動作軌道Ｗの評価値Ｂは、第１ベクトルＡ１と第２ベクトルＡ２の内積であり、（１）式より、求めることが出来る。「・」の記号は、内積を示す。

Ｂ＝Ａ１・Ａ２＝｜Ａ１｜｜Ａ２｜ＣＯＳθ・・・・（１）式
｜Ａ１｜は第１ベクトルの大きさ、｜Ａ２｜は第２ベクトルの大きさである。また、「θ」は２つのベクトルＡ１、Ａ２の角度（図７：なす角）である。

（１）式により得られる評価値Ｂは、注意部位２５の注意度が高い程、また、２つのベクトルＡ１、Ａ２の角度θが小さい程、大きい。

作業者は、注意部位２５の注意度が高い程、また、２つのベクトルＡ１、Ａ２の角度θが小さい程、ロボットハンド５０の動きやそれに保持されたワーク２０の動きに、注意を払う必要がある。そのため、ロボット周囲で作業を行う場合、評価値Ｂが大きい程、リスクが高く、作業者は注意が必要である。また、評価値Ｂが小さい程、リスクは小さく、注意を払う必要性は小さい。このように、評価値Ｂを用いて、ロボットハンド５０の動作軌道Ｗを評価することが出来る。つまり、ロボット周囲で作業を行う作業者について、ロボットハンド５０の動作のリスクを評価することが出来る。

尚、角度θが小さい場合に、注意が必要となる理由は、角度θが小さいと、ロボットハンド５０の移動方向とワーク２０の注意部位２５の方向がほぼ一致した状態になることから、ロボットハンド５０の移動方向に作業者が居た場合、注意部位２５が作業者に向かって移動することになるからである。

この実施形態では、ロボットハンド５０の動作軌道Ｗは、Ｐ１からＰ２に移動する第１動作、Ｐ２からＰ３に移動する第２動作、Ｐ３からＰ４に移動する第３動作から構成されているので、これら各動作について、評価値Ｂを、それぞれ算出する。

（２）式に示すように、第１動作、第２動作、第３動作の順に２つのベクトルＡ１、Ａ２の角度θが小さいから、評価値Ｂ１～Ｂ３は、（３）式にて示すように、第１動作の評価値Ｂ１、第２動作の評価値Ｂ２、第３動作の評価値Ｂ３の順に、大きい。

θ１＜θ２＜θ３・・・・（２）式
Ｂ３＜Ｂ２＜Ｂ１・・・・（３）式

そのため、評価値Ｂが最も大きい第１動作、第２動作、第３動作の順に、リスクが高く、作業者は、注意が必要である。

この例では、図８、図９に示すように、評価値Ｂを閾値Ｋ１、Ｋ２と比較し、「小」、「中」、「大」の３段階にランク分けして、動作軌道Ｗを評価する。ランク分けは、３段階に限らず、「小」、「大」の２段階でもよい。また、４段階以上でもよい。

図１０は、動作軌道Ｗの評価結果の表示例である。評価結果は評価装置２００の表示部２４０に表示することが出来る。図１０に示す「Ｏ」は、作業ロボット３０の中心（軸部３３の中心）である。この例では、ロボットハンド５０の動作軌道Ｗを、第１ベクトルＡ１を用いて表している。

つまり、Ｐ１からＰ２までの第１動作、Ｐ２からＰ３までの第２動作、Ｐ３からＰ４までの第３動作を、３つの第１ベクトルＡ１１、Ａ１２、Ａ１３を用いて表している。そして、評価値Ｂのランクにより表示色を変えて、第１ベクトルＡ１１～Ａ１３を表示する。

例えば、評価値Ｂが「大」の場合、表示色を「赤」、評価値Ｂが「中」の場合、表示色を「黄色」、評価値Ｂが「小」の場合、表示色を「青」とする。

この例では、第１動作の評価値Ｂ１は「大」であるため、第１動作の第１ベクトルＡ１１は「赤色」で表示される。第２動作の評価値Ｂ２は「中」であり、第３動作の評価値Ｂ３は「小」であるため、第２動作の第１ベクトルＡ１２は「黄色」、第３動作の第１ベクトルＡ１３は「青色」で表示される。

このように、ロボットハンド５０の各動作を表す第１ベクトルＡ１１～Ａ１３の表示色を変えることで、ロボットハンド５０の各動作の評価結果を、作業者に提示することが出来る。つまり、第１ベクトルＡ１１～Ａ１３の表示色より、各動作のリスクの程度を提示することが出来る（赤：リスク高、青：リスク低）。

次に、動作軌道Ｗの評価シーケンスを説明する（図１１参照）。評価シーケンスは、Ｓ１０～Ｓ７０の７つのステップから構成されており、作業ロボット３０の作業開始前に実行される。

まず、Ｓ１０において、作業者は、評価装置２００に対して、ロボットハンド５０及びワーク２０のデータを登録する。

ロボットハンド５０のデータは、ロボットハンド５０の外形形状や、中心Ｐの座標のデータを含む。中心Ｐは、シリンダ部５１の中心でもよい。ワーク２０のデータは、ワーク２０の外形形状や、基準点（中心座標）のデータを含む。データの登録は、所定のアプリケーションソフトを用いて行うことが出来る。登録されたロボットハンド５０及びワーク２０のデータは、記憶部２５０に対して記憶される。

その後、Ｓ２０において、作業者は、Ｓ１０において登録したロボットハンド５０及びワーク２０のデータに基づいて、ロボットハンド５０及びワーク２０の中に、注意が必要と考えられる部位が、存在するか否かを判断する。

作業者は、注意が必要と考えられる部位がある場合、評価装置２００に対して入力部２３０を用いて、注意部位２５を登録する。例えば、ワーク２０の突出部２１に注意が必要と考えられる場合、突出部２１を注意部位２５として入力し、記憶部２５０に記憶する。具体的には、ワーク２０上における突出部２１の位置情報（座標）を、注意部位２５の位置情報として記憶する。

また作業者は、注意部位２５と併せて、注意部位２５の注意度を、入力して登録する。注意度は、注意部位２５の形状により判断できる。注意部位２５が鋭利な形状である程、注意度は高く設定される。この例では、注意度を、「高」、「中」、「低」などの３段階で設定する。注意度の情報は、記憶部２５０に対して記憶される。

その後、Ｓ３０において、作業者は、作業ロボット３０に対してロボットハンド５０の動作を教示する。動作の教示は、ティーチング装置１５０により作業ロボット３０を遠隔操作し、ワーク２０を移動させるなどの作業を、実際に行わせることにより行う。

作業ロボット３０に動作を教示することで、作業ロボット３０の制御データ（制御プログラムＰＸ）が得られる。制御データは、教示された動作を実行するための各モータＭ１～Ｍ４の軸値や回転速度のデータである。

Ｓ４０において、作業者は、コントローラ８１から作業ロボット３０の制御データを読み込む。そして、制御データが読み込まれると、演算部２１０は、読み込んだ制御データ、アーム機構４０のデータ及びロボットハンド５０のデータ等から、ロボットハンド５０の動作軌道Ｗのデータを生成する。

動作軌道Ｗのデータは、ロボットハンド５０の移動する中心点Ｐ１～Ｐ４の座標データであり、記憶部２５０に対して記憶される。

Ｓ５０において、評価装置２００の演算部２１０は、動作軌道Ｗの評価値Ｂを算出する。動作軌道Ｗが連続する複数の動作から構成されている場合、各動作についてそれぞれ評価値Ｂを算出する。

具体的には、ロボットハンド５０の動作軌道Ｗは、図６に示すように、連続する３つの動作、つまり、Ｐ１からＰ２まで移動する第１動作、Ｐ２からＰ３まで移動する第２動作、Ｐ３からＰ４まで移動する第３動作から構成されているので、これら各動作について、それぞれ評価値Ｂを算出する。

評価値Ｂは、図１２に示すように、Ｓ５１、Ｓ５３、Ｓ５５の３ステップにより算出することが出来る。

Ｓ５１は、第１ベクトルＡ１を算出するステップである。Ｓ５１において、演算部２１０は、記憶部２５０からロボットハンド５０の動作軌道Ｗのデータを読み出す。そして、読み出した動作軌道Ｗの各動作のデータに基づいて、各動作の第１ベクトルＡ１を算出する。

Ｓ５３は、第２ベクトルＡ２を算出するステップである。Ｓ５３において、演算部２１０は、記憶部２５０から注意部位２５のデータを読み出し、読み出した注意部位２５のデータに基づいて、第２ベクトルＡ２を算出する。

Ｓ５５は、Ｓ５１で算出した第１ベクトルＡ１と、Ｓ５３で算出した第２ベクトルＡ２の内積を計算するステップである。内積は、上記した（１）式にて計算することが出来る。演算部２１０は、Ｓ５５の演算を、ロボットハンド５０の各動作についてそれぞれ行う。これにより、各動作の評価値Ｂが得られる。

その後Ｓ６０に移行し、演算部２１０は、各動作の評価値Ｂ１～Ｂ３を、閾値Ｋ１、Ｋ２と比較して、ランク分けする（図９参照）。

その後Ｓ７０に移行し、演算部２１０は、表示部２４０に対して、動作軌道Ｗの評価結果を表示する。例えば、図１０に示すように、各第１ベクトルＡ１１～Ａ１３の表示色を、各動作の評価値Ｂ１～Ｂ３のランクに応じて、変えて表示する。

評価装置２００は、作業ロボット３０から着脱可能であり、評価結果の表示後は取り外して、作業を行うことが出来る。

３．効果説明
本構成では、ロボットハンド５０の動作軌道Ｗの評価結果より、ロボット周囲におけるリスクの有無を作業者に対して事前に周知させることが出来、作業者に対して注意を促すことが出来る。この技術は、作業ロボット３０の周囲作業のリスクアセスメントに有効である。

＜実施形態２＞
実施形態１では、動作軌道Ｗの評価値Ｂを、（１）式により算出した。実施形態２は、動作軌道Ｗの評価値Ｂを、（４）式にて算出する。

Ｂ＝｜Ａ１｜｜Ａ２｜ＣＯＳθ×Ｖ・・・・（４）式
Ｖは、ロボットハンド５０の移動速度である。

評価値Ｂの計算式に対して、ロボットハンド５０の移動速度Ｖを含めることで、ロボットハンド５０の動作軌道Ｗを、移動速度Ｖを考慮して、評価することが可能となる。

また、評価値Ｂの算出に移動速度Ｖを利用する場合、評価値Ｂが閾値Ｋ以下になるように、移動速度Ｖを自動で補正してもよい。閾値Ｋは、実施形態１で説明したＫ１やＫ２である（図８参照）。

例えば、「閾値Ｋ２」よりも「評価値Ｂ」大きい場合、（５）式を満たすように、移動速度Ｖを自動で補正し、移動速度Ｖを補正前よりも遅くしてよい。

Ｋ２≧｜Ａ１｜｜Ａ２｜ＣＯＳθ×Ｖ・・・・（５）式

移動速度Ｖの補正により、評価値Ｂを「Ｋ２」以下に出来るので、ロボット周囲で作業を行う作業者のリスクを低減することが出来る。尚、移動速度Ｖの補正は、作業ロボット３０の動作単位で行うとよい。

＜実施形態３＞
実施形態３は、実施形態１に対して、動作軌道Ｗの評価結果の表示方法が異なる。
図１３は、動作軌道Ｗの評価結果の表示例である。図１３に示す「Ｏ」は、作業ロボット３０の中心（軸部３３の中心）である。この例では、作業ロボット３０の周囲を４つの作業領域Ｓ１～Ｓ４に分けており、各領域Ｓ１～Ｓ４について、動作軌道Ｗの評価結果を表示する。

例えば、領域Ｓ４であれば、領域Ｓ４に含まれる第１動作の評価値Ｂ１を、領域Ｓ４の動作軌道Ｗの評価値Ｂ１とする。図１０の表示例では、各領域Ｓ１～Ｓ４について、動作軌道Ｗの評価値Ｂを「大」、「中」、「小」などの文字情報で示している。

尚、同じ領域Ｓ内に動作が複数含まれている場合、複数の動作の評価値Ｂのうち、最も大きい評価値Ｂを、その領域Ｓの動作軌道Ｗの評価値Ｂとしてもよい。

各領域Ｓ１～Ｓ４の評価値Ｂを表示することで、作業中に出入りする可能性がある作業領域Ｓ１～Ｓ４にリスクがあるかどうか、注意が必要かどうか、判断材料を提示することが出来る。

尚、図１３に示すように、各領域Ｓ１～Ｓ４の評価結果に加えて、第１ベクトルＡ１１～Ａ１３を合わせて表示してもよい。また、実施形態１と同様に、第１ベクトルＡ１１～Ａ１３の表示色を、「評価値Ｂ」に応じて変えてもよい。

以上、実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

（１）実施形態１では、作業ロボットの一例として、垂直多関節ロボット３０を例示した。作業ロボットは、垂直多関節ロボットに限定されない。例えば、図１４に示すスカラーロボット（水平多関節ロボット）３００でもよい。

（２）実施形態１では、ロボットハンド５０によるワーク２０の保持構造として、チャック式の保持構造を例示したが、負圧による保持構造でもよい。

（３）実施形態１では、動作軌道の評価結果（具体的には、評価値Ｂ１～Ｂ３）を、表示部２４０に表示することにより、作業者に作業の注意喚起を行った。評価結果の活用方法は、表示に限らない。警告音を鳴らすようにしてもよい。例えば、評価値Ｂが大きい第１動作中、作業者の注意喚起を目的として、ブザーを鳴らすようにしてもよい。

（４）実施形態１では、ワーク２０の右側の突出部２１の先端部を注意部位としたが、注意部位は複数箇所でもよい。例えば、図１５に示すように、ワーク２０の両側の突出部２１、２２の先端部をそれぞれ注意部位２５Ａ、２５Ｂとしてもよい。「Ａ２ａ」は注意部位２５Ａの第２ベクトル、「Ａ２ｂ」は注意部位２５Ｂの第２ベクトルである。注意部位が複数の場合、各動作について、注意部位ごとに評価値Ｂを算出する。そして、もっとも条件の悪い、つまり、値の大きい評価値Ｂを、その動作の評価値Ｂとして、動作軌道Ｗを評価してもよい。

（５）実施形態１では、ワーク２０の一部を注意部位２５としたが、ロボットハンド５０の一部を注意部位としてもよい。例えば、図１６に示すように、クランプ片５２、５３の両端を注意部位５５Ａ、５５Ｂとしてもよい。「Ａ２ａ」は注意部位５５Ａの第２ベクトル、「Ａ２ｂ」は注意部位５５Ｂの第２ベクトルである。

尚、動作軌道Ｗの評価は、ロボットハンド５０がワーク２０を保持して移動している場合に限らず、ワーク２０を保持せずに移動している場合も、対象とすることが出来る。

（６）実施形態１では、動作軌道Ｗの評価値Ｂを（１）式より算出し、実施形態２では、動作軌道Ｗの評価値Ｂを（４）式により算出した。評価値Ｂは、第１ベクトルＡ１と第２ベクトルＡ２に基づいて算出されるものであれば、（１）式、（４）式に限らず、他の方法で算出してもよい。例えば、２つのベクトルＡ１、Ａ２の角度θのみに基づいて算出してもよい。

（７）実施形態１では、第２ベクトルＡ２の大きさを、注意部位２５の注意度に応じて決めたが、第１ベクトルＡ１と同様に、注意度に依存せず、一定の値としてもよい。

（８）実施形態１では、「注意度」を、注意部位２５の形状に基づいて判断した。「注意度」は、注意部位２５の形状、材質、温度のうち、いずれかにより判断することが出来る。また、これらの組み合わせにより、判断することが出来る。形状を判断要素とする場合、注意部位２５の形状が鋭利であるほど、注意度は高い。材質を判断要素とする場合、注意部位２５の材質が硬いほど、注意度は高い。温度を判断要素とする場合、注意部位２５の温度が高いほど、注意度は高い。

（９）実施形態１では、第１ベクトルＡ１と第２ベクトルＡ２を二次元（ＸＹ）のベクトルとしたが、第１ベクトルＡ１と第２べクトルＡ２は、３次元のベクトル（ＸＹＺ）のベクトルでもよい。

（１０）この技術は、図１７に示すように、ＡＧＶ(Automatic Guided Vehicle)などの搬送装置３１０を用いて移動する作業ロボット３３０にも、適用することが出来る。また、ワーク２０も、実施形態で開示した形状に限定されるものではなく、別の形状でもよい。

２０ ワーク
２５ 注意部位
３０ 作業ロボット
５０ ロボットハンド
２００ 評価装置
２１０ 演算部
２４０ 表示部
２５０ 記憶部
Ａ１ 第１ベクトル
Ａ２ 第２ベクトル
Ｂ 評価値
Ｗ 動作軌道

Claims (10)

1. ロボットハンドの動作軌道の評価装置であって、
   演算部と、
   記憶部と、を含み、
   前記記憶部は、前記ロボットハンドに保持されるワークの注意部位のデータ、及び前記ロボットハンドの動作軌道のデータを、少なくとも記憶し、
   前記演算部は、
   前記ロボットハンドの動作軌道のデータに基づいて、前記ロボットハンドの移動方向を示す第１ベクトルを算出し、
   前記注意部位のデータに基づいて、前記ロボットハンドの中心を始点とした前記注意部位の方向を示す第２ベクトルを算出し、
   前記第１ベクトルと前記第２ベクトルとに基づいて、前記ロボットハンドの動作軌道の評価値を算出し、
   動作軌道の評価結果を、前記評価値のランクにより表示色を変えて表示部に表示する、評価装置。
2. 請求項１に記載の評価装置であって、
   前記第１ベクトルの大きさは、前記注意部位に依存せず、一定であり、
   前記第２ベクトルの大きさは、前記注意部位の注意度が高い程、大きい、評価装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の評価装置であって、
   前記評価値は、前記第１ベクトルと前記第２ベクトルの内積である、評価装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の評価装置であって、
   前記評価値は、前記第１ベクトルと前記第２ベクトルの内積と前記ロボットハンドの移動速度の積である、評価装置。
5. 請求項４に記載の評価装置であって、
   前記演算部は、前記評価値が閾値以下となるように、前記ロボットハンドの移動速度を補正する、評価装置。
6. ロボットハンドの動作軌道の評価方法であって、
   前記ロボットハンドの動作軌道のデータに基づいて、前記ロボットハンドの移動方向を示す第１ベクトルを算出し、
   前記ロボットハンドに保持されるワークの注意部位のデータに基づいて、前記ロボットハンドの中心から前記注意部位に向かう第２ベクトルを算出し、
   前記第１ベクトルと前記第２ベクトルに基づいて、前記ロボットハンドの動作軌道の評価値を算出し、
   動作軌道の評価結果を、前記評価値のランクにより表示色を変えて表示部に表示する、評価方法。
7. ロボットハンドの動作軌道の評価装置であって、
   演算部と、
   記憶部と、を含み、
   前記記憶部は、前記ロボットハンドに保持されるワークの注意部位のデータ、及び前記ロボットハンドの動作軌道のデータを、少なくとも記憶し、
   前記演算部は、
   前記ロボットハンドの動作軌道のデータに基づいて、前記ロボットハンドの移動方向を示す第１ベクトルを算出し、
   前記ロボットハンドに保持される前記ワークの注意部位のデータに基づいて、前記ロボットハンドの中心を始点とした前記注意部位の方向を示す第２ベクトルを算出し、
   前記第１ベクトルと前記第２ベクトルの内積に基づいて、前記ワークを保持する前記ロボットハンドの動作軌道の評価値を算出し、
   動作軌道の評価結果を、前記評価値のランクにより表示色を変えて表示部に表示する、評価装置。
8. ロボットハンドの動作軌道の評価装置であって、
   演算部と、
   記憶部と、を含み、
   前記記憶部は、前記ロボットハンドに保持されるワークの注意部位のデータ、及び前記ロボットハンドの動作軌道のデータを、少なくとも記憶し、
   前記演算部は、
   前記ロボットハンドの動作軌道が連続した複数の動作から構成されている場合、
   前記ロボットハンドの動作軌道のデータに基づいて、連続する複数の動作について、前記ロボットハンドの移動方向を示す第１ベクトルをそれぞれ算出し、
   前記注意部位のデータに基づいて、前記ロボットハンドの中心を始点とした前記注意部位の方向を示す第２ベクトルを算出し、
   前記ロボットハンドの動作軌道を構成する連続した複数の動作の評価値を、前記第１ベクトルと前記第２ベクトルの内積に基づいて、それぞれ算出し、
   動作軌道の評価結果を、前記評価値のランクにより表示色を変えて表示部に表示する、評価装置。
9. ロボットハンドの動作軌道の評価装置であって、
   演算部と、
   記憶部と、を含み、
   前記記憶部は、前記ロボットハンドに保持されるワークの注意部位のデータ、及び前記ロボットハンドの動作軌道のデータを、少なくとも記憶し、
   前記演算部は、
   前記ロボットハンドの動作軌道のデータに基づいて、前記ロボットハンドの移動方向を示す第１ベクトルを算出し、
   前記注意部位のデータに基づいて、前記ロボットハンドの中心を始点とした前記注意部位の方向を示す第２ベクトルを算出し、
   前記第１ベクトルと前記第２ベクトルとに基づいて、前記ロボットハンドの動作軌道の評価値を算出し、
   動作軌道の評価結果を、前記評価値のランクにより表示色を変えて表示部に表示し、
   前記第２ベクトルの大きさは、前記注意部位の注意度に応じて算出され、
   前記注意部位の注意度は、前記注意部位の材質、温度のうちのいずれか一方、または、前記注意部位の形状、材質、温度の組み合わせに基づいて判断される、評価装置。
10. ロボットハンドの動作軌道の評価装置であって、
    演算部と、
    記憶部と、を含み、
    前記記憶部は、前記ロボットハンドに保持されるワークの注意部位のデータ、及び前記ロボットハンドの動作軌道のデータを、少なくとも記憶し、
    前記演算部は、
    前記ロボットハンドの動作軌道のデータに基づいて、前記ロボットハンドの移動方向を示す第１ベクトルＡ１を算出し、
    前記注意部位のデータに基づいて、前記ロボットハンドの中心を始点とした前記注意部位の方向を示す第２ベクトルＡ２を算出し、
    内積を用いた下記数式（１）のベクトル演算式により、前記ロボットハンドの動作軌道の評価値Ｂを算出し、
    動作軌道の評価結果を、前記評価値Ｂのランクにより表示色を変えて表示部に表示する、評価装置。
    Ｂ＝Ａ１・Ａ２＝｜Ａ１｜｜Ａ２｜ＣＯＳθ …（１）
    「Ｂ」は動作軌道の評価値、「Ａ１」は第１ベクトル、「Ａ２」は第２ベクトル、「・」は内積を表す記号、「｜Ａ１｜」は第１ベクトルの大きさ、「｜Ａ２｜」は第２ベクトルの大きさ、「θ」は２つのベクトルＡ１、Ａ２のなす角度である。