JP7313564B2 - ロボット制御装置、ロボット制御方法、およびロボット制御プログラム - Google Patents

Description

本開示は、ロボットを制御するロボット制御装置、ロボット制御方法、およびロボット制御プログラムに関する。

ロボットを制御するロボット制御装置の１つに、手先ツールでワークを保持して搬送するロボットへの制御を実行する装置がある。このロボット制御装置は、ワーク、手先ツールを含むロボットといった移動対象物と、障害物とが衝突しない軌道を生成し、生成した軌道に沿ってワークを移動させている。

特許文献１に記載の制御装置は、ワークを始点から終点に移動させる際に、ワーク搬送に用いられるモータの動作時間が最短となるカム曲線をモータ毎に生成し、複数のモータのうち最も長い時間動作するモータのカム曲線を保持している。この制御装置は、始点と終点との間の位置のうちワークが障害物に衝突しない位置を経由点に設定し、残りのモータのカム曲線が経由点を通過するようにカム曲線を調整することで移動の動作時間を短縮している。

特開２０１４－３７０２９号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、制御装置が、ユーザによって指定された経由点を通過するよう各軸の動作指令を調整しているので、ユーザによって適切な経由点が指定されなければ、移動の動作時間が長くなるという問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザによって適切な経由点が指定されなくても、ロボットと障害物との衝突を回避しつつ移動の動作時間を抑制することができるロボット制御装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示のロボット制御装置は、ロボットの関節を移動させる複数の軸のそれぞれを駆動する各軸モータを制御する軸モータ制御部と、ロボットの情報であるロボット情報、ロボットの特定位置が動作を開始する動作始点の情報とロボットの特定位置が動作を終了する動作終点の情報とを含んだ端点情報、およびロボットに対する障害物の情報である障害物情報を記憶する記憶部とを備える。また、本開示のロボット制御装置は、障害物を考慮せずロボットの特定位置を動作始点から動作終点まで移動させた場合に移動の動作時間である第１の動作時間が最短となる各軸モータへの動作指令である第１の動作指令をロボット情報および端点情報に基づいて生成するとともに、軸のうち、第１の動作指令で動作した場合に動作時間が最長となる軸を代表軸として選択する動作指令生成部を備える。第１の動作指令は、代表軸以外の軸である他軸への動作指令である他軸指令と、代表軸への動作指令である代表軸指令とを含む。動作指令生成部は、第１の動作指令とは異なる動作指令を生成し、生成された動作指令に含まれる他軸指令による動作時間である第２の動作時間を短縮するよう他軸指令を調整し、障害物情報に基づいて、代表軸指令および調整後の他軸指令を含んだ第２の動作指令に対応する第１の軌道が、ロボットと障害物との衝突を回避する軌道であると判断した場合には、第１の軌道に対応する第２の動作指令を軸モータ制御部に出力する。

本開示にかかるロボット制御装置は、ユーザによって適切な経由点が指定されなくても、ロボットと障害物との衝突を回避しつつ移動の動作時間を抑制することができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかるロボット制御装置を備えたロボットシステムの概略構成を示す図 実施の形態１にかかるロボット制御装置が制御するロボットの一例を示す図 実施の形態１にかかるロボット制御装置の構成を示す図 実施の形態１にかかるロボット制御装置による軌道生成の処理手順を示すフローチャート 実施の形態１にかかるロボット制御装置が選択する代表軸を説明するための図 実施の形態１にかかるロボット制御装置が設定する経由エリアを説明するための図 実施の形態１にかかるロボット制御装置が経由エリアに基づいて軌道を生成する処理の詳細な処理手順を示すフローチャート 実施の形態１にかかるロボット制御装置が他軸の仮動作指令を生成する処理を説明するための図 実施の形態１にかかるロボット制御装置が他軸の仮動作指令を生成する際に用いる仮中継点を説明するための図 実施の形態１にかかるロボット制御装置が他軸の動作指令を調整する処理の処理手順を示すフローチャート 実施の形態１にかかるロボット制御装置が他軸の動作指令の加減速タイミングをずらす処理を説明するための図 実施の形態１にかかるロボット制御装置が動作時間を短縮するよう他軸の動作指令の仮中継点における軸角度をずらす処理を説明するための図 実施の形態１にかかるロボット制御装置が代表軸の動作指令の開始タイミングをずらすことで代表軸の動作指令を調整する処理を説明するための図 実施の形態１にかかるロボット制御装置が動作中の代表軸の最高速度を変更することで代表軸の動作指令を調整する処理を説明するための図 実施の形態２にかかるロボット制御装置を備えたロボットシステムの概略構成を示す図 実施の形態２にかかるロボット制御装置が設定する経由エリアを説明するための図 実施の形態２にかかるロボット制御装置が経由エリアに基づいて軌道を生成する処理の詳細な処理手順を示すフローチャート 実施の形態２にかかるロボット制御装置が他軸の仮動作指令を生成する処理を説明するための図 実施の形態２にかかるロボット制御装置が他軸の動作指令を調整する処理の処理手順を示すフローチャート 実施の形態２にかかるロボット制御装置が統合する連続方向の動作指令を説明するための図 実施の形態２にかかるロボット制御装置が動作時間を短縮するよう他軸の動作指令の加減速タイミングをずらす処理を説明するための図 実施の形態２にかかるロボット制御装置が動作時間を短縮するよう他軸の動作指令の仮中継点における軸角度をずらす処理を説明するための図 実施の形態２にかかるロボット制御装置が代表軸の動作指令の開始タイミングをずらすことで代表軸の動作指令を調整する処理を説明するための図 実施の形態２にかかるロボット制御装置が動作中の代表軸の最高速度を一括変更することで代表軸の動作指令を調整する処理を説明するための図 実施の形態２にかかるロボット制御装置が動作中の代表軸の最高速度を局所変更することで代表軸の動作指令を調整する処理を説明するための図 実施の形態２にかかるロボット制御装置が干渉点から特定距離だけ離れた空間に経由エリアを変更する処理を説明するための図 実施の形態２にかかるロボット制御装置が、障害物を内部に含まない位置に経由エリアを変更する処理を説明するための図 実施の形態３にかかるロボット制御装置による軌道生成の処理手順を示すフローチャート 実施の形態３にかかるロボット制御装置が他軸の動作指令を調整する処理の処理手順を示すフローチャート 実施の形態３にかかるロボット制御装置が用いる各軸モータの動作指令を説明するための図 実施の形態３にかかるロボット制御装置が全軸の動作指令を調整する処理の処理手順を示すフローチャート 実施の形態１から３にかかるロボット制御装置のハードウェア構成を示す図

以下に、本開示の実施の形態にかかるロボット制御装置、ロボット制御方法、およびロボット制御プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかるロボット制御装置を備えたロボットシステムの概略構成を示す図である。ロボットシステム１００は、ロボット１０１と、ロボット１０１を制御するロボット制御装置２００とを備えている。ロボット１０１は、ワーク１０３を保持して搬送する装置であり、ワーク１０３を保持する手先ツール１０２を備えている。ロボット１０１は、製品の生産などに用いられる。

ワーク１０３は、ロボット１０１による搬送対象である。ロボット制御装置２００は、ロボット１０１が有する各モータを制御することで、各モータに接続された軸のそれぞれの動作を制御するコンピュータである。ロボット制御装置２００は、ロボット１０１が有する軸の動作を制御することで、手先ツール１０２の位置を制御する。

なお、以下の説明では、ワーク１０３を保持した状態の手先ツール１０２を手先ツール１０２という。したがって、ロボット制御装置２００は、手先ツール１０２を含むロボット１０１が障害物３１に衝突しないよう、ロボット１０１を制御する。以下の説明では、ロボット１０１と障害物３１との衝突の例として、手先ツール１０２と障害物３１との衝突を説明する。すなわち、実施の形態１のロボット制御装置２００は、手先ツール１０２が障害物３１に衝突しないよう、ロボット１０１を制御する。具体的には、ロボット制御装置２００は、手先ツール１０２が動作始点Ｐ_Sから動作終点Ｐ_Gまで移動する際に、手先ツール１０２が障害物３１に衝突しないようにロボット１０１を制御する。

図２は、実施の形態１にかかるロボット制御装置が制御するロボットの一例を示す図である。図２では、ロボット１０１が有する軸を図示している。図２では、ロボット１０１が、第１軸Ａ１から第６軸Ａ６の６軸を有している場合について説明するが、ロボット１０１が有する軸数は、５軸以下であってもよいし、７軸以上であってもよい。ロボット１０１は、第１軸Ａ１から第６軸Ａ６を動作させることで、手先ツール１０２を移動させる。

図３は、実施の形態１にかかるロボット制御装置の構成を示す図である。ロボット制御装置２００は、障害物モデル記憶部２１と、ロボットモデル記憶部２２と、端点記憶部２３と、動作指令生成部２４と、各軸モータ制御部とを備えている。ロボット１０１は、各軸モータと、各軸エンコーダとを備えている。

ロボット制御装置２００の各軸モータ制御部は、ロボット１０１の軸の数だけ配置されている。したがって、ロボット制御装置２００の各軸モータ制御部は、第１軸モータ制御部Ｂ１から第６軸モータ制御部Ｂ６の６つである。なお、図３では、第２軸モータ制御部Ｂ２から第５軸モータ制御部Ｂ５の図示を省略している。

ロボット１０１の各軸モータは、ロボット１０１の軸の数だけ配置されている。したがって、ロボット１０１の各軸モータは、第１軸モータＭ１から第６軸モータＭ６の６つである。なお、図３では、第２軸モータＭ２から第５軸モータＭ５の図示を省略している。

ロボット１０１の各軸エンコーダは、ロボット１０１の軸の数だけ配置されている。したがって、ロボット１０１の各軸エンコーダは、第１軸エンコーダＥ１から第６軸エンコーダＥ６の６つである。なお、図３では、第２軸エンコーダＥ２から第５軸エンコーダＥ５の図示を省略している。

障害物モデル記憶部２１は、障害物３１などのロボットシステム１００内に含まれる全ての障害物の障害物情報を記憶する。障害物モデルである障害物情報は、障害物３１の形状および設置位置を示す情報である。障害物情報の例は、障害物３１の３ＤＣＡＤ（Three Dimensional Computer Aided Design、３次元キャド）データである。また、障害物情報は、障害物３１を外包する簡易モデルの形状および位置情報であってもよい。

ロボットモデル記憶部２２は、ロボット１０１に関する情報であるロボット情報を記憶する。ロボット情報は、少なくとも、ロボット１０１の形状を示す形状情報、ロボット１０１の寸法を示す寸法情報、各軸モータが実現できる回転の最高速度、各軸モータのトルクの制約の情報であるトルク制約情報、および各軸モータが実現できる回転角の角度範囲の情報を含んでいる。

端点記憶部２３は、動作始点Ｐ_Sおよび動作終点Ｐ_Gに関する情報である端点情報を記憶する。端点情報には、動作始点Ｐ_Sにおける、手先ツール１０２の座標、手先ツール１０２の姿勢の情報、およびロボット１０１の各軸の関節角度の情報が含まれている。また、端点情報には、動作終点Ｐ_Gにおける、手先ツール１０２の座標、手先ツール１０２の姿勢の情報、およびロボット１０１の各軸の関節角度の情報が含まれている。

動作指令生成部２４は、障害物モデル記憶部２１、ロボットモデル記憶部２２、端点記憶部２３に接続されている。動作指令生成部２４は、障害物モデル記憶部２１から障害物情報を読み出し、ロボットモデル記憶部２２からロボット情報を読み出し、端点記憶部２３から端点情報を読み出す。

動作指令生成部２４は、障害物情報、ロボット情報、および端点情報に基づいて、ロボットシステム１００内に配置されている障害物３１を回避しながら、指定された動作始点Ｐ_Sから動作終点Ｐ_Gまで移動する際の手先ツール１０２の軌道を生成する。具体的には、動作指令生成部２４は、ロボット情報および端点情報に基づいて、ロボット１０１に対する制約を満たした軌道を生成し、生成した軌道および障害物情報に基づいて、軌道が障害物３１と衝突するか否かを判断する。以下、障害物情報、ロボット情報、および端点情報を動作情報という場合がある。動作指令生成部２４は、生成した軌道に対応する各軸モータの動作指令を各軸モータ制御部に出力する。

ロボット１０１内の各軸モータには、各軸エンコーダが接続されている。各軸エンコーダは、各軸モータの関節角度のデータである関節角データをリアルタイムで取得し、各軸モータ制御部へフィードバックする。

各軸モータ制御部は、各軸エンコーダから送られてくる関節角データを用いて、各軸モータをフィードバック制御する。

次に、動作指令生成部２４が手先ツール１０２の軌道を生成する手順について説明する。図４は、実施の形態１にかかるロボット制御装置による軌道生成の処理手順を示すフローチャートである。

動作指令生成部２４は、動作情報を読み出す（ステップＳ１１０）。動作情報には、障害物情報と、ロボット情報と、端点情報とが含まれている。具体的には、動作指令生成部２４は、障害物モデル記憶部２１から障害物情報を読み出し、ロボットモデル記憶部２２からロボット情報を読み出し、端点記憶部２３から端点情報を読み出す。端点情報には、動作始点Ｐ_Sおよび動作終点Ｐ_Gにおけるロボット１０１の各軸の関節角度が含まれている。

次に、動作指令生成部２４は、動作始点Ｐ_Sから動作終点Ｐ_Gまでの関節補間軌道Ｒ０を生成する（ステップＳ１２０）。関節補間軌道Ｒ０は、障害物３１を考慮せずに手先ツール１０２が動作始点Ｐ_Sから動作終点Ｐ_Gまで移動する際に、ロボット１０１の動作時間が最短となる軌道である。

動作指令生成部２４は、関節補間軌道Ｒ０に基づいて、各軸の動作指令を生成する。関節補間軌道Ｒ０に対応する動作指令が第１の動作指令である。この第１の動作指令には、他軸への動作指令である他軸指令と、代表軸への動作指令である代表軸指令とが含まれている。第１の動作指令でロボット１０１が動作した場合の動作時間が第１の動作時間である。

実施の形態１では、ロボット制御装置２００が、動作指令として、ロボット１０１に含まれる各軸の速度指令値を使用する場合について説明する。動作指令生成部２４は、生成した関節補間軌道Ｒ０を仮軌道に設定する。

次に、動作指令生成部２４は、各軸の中から仮軌道での動作時間に対する寄与度が最大の軸である代表軸を選択する。すなわち、動作指令生成部２４は、各軸の中から仮軌道での動作時間を決定する代表軸を選択する（ステップＳ１３０）。また、動作指令生成部２４は、仮軌道に含まれる各軸の動作指令の中から、代表軸の動作指令を選択する。

実施の形態１では、代表軸は、各軸モータが出力可能な最高速度に対して動作始点Ｐ_Sから動作終点Ｐ_Gまでの角度変化量が最大となる軸であると定義する。代表軸は、障害物３１を考慮せずに動作始点Ｐ_Sから動作終点Ｐ_Gまで最短時間で動作する場合に、動作時間に最も寄与する軸、すなわち動作時間が最長の軸とみることができる。

代表軸は、障害物３１を考慮せずに動作始点Ｐ_Sから動作終点Ｐ_Gまで最短時間で動作する場合において、少なくとも１つの軸の角度変化量が十分に大きくなる動作において、軸を駆動する軸モータの角速度が、軸モータが実現できる最高速度に一致する軸となる。また、全ての軸の角度変化量が小さい場合には、代表軸は、軸モータが実現できる最高速度に対する動作中に到達する最高速度の比が１未満で最大の軸となる。なお、以下の説明では、代表軸以外の軸を他軸という場合がある。

図５は、実施の形態１にかかるロボット制御装置が選択する代表軸を説明するための図である。ここでは、ロボット１０１の軸数が３つである場合の代表軸について説明する。図５は、関節補間軌道Ｒ０でロボット１０１を動作させる場合の、代表軸および他軸の速度指令値に対応する角速度の変化を示している。

以下、代表軸または他軸を軸ｊという場合がある。また、代表軸を、代表軸ｊ´という場合がある。図５では、代表軸ｊ´に対する角速度のグラフと、代表軸以外の軸である他軸ｊ_bに対する角速度のグラフと、代表軸ｊ´以外の軸である他軸ｊ_cに対する角速度のグラフとを示している。各グラフの横軸は時間であり、縦軸は軸の角速度である。

図５の上段に示すグラフが代表軸ｊ´に対する速度指令値に対応する角速度のグラフであり、中段に示すグラフが他軸ｊ_bに対する速度指令値に対応する角速度のグラフであり、下段に示すグラフが他軸ｊ_cに対する速度指令値に対応する角速度のグラフである。動作指令生成部２４は、代表軸ｊ´として、以下の式（１）を満たす軸ｊを選択する。

ここで、θ_Sjは、動作始点Ｐ_Sにおける軸ｊの角度であり、θ_Gjは動作終点Ｐ_Gにおける軸ｊの角度であり、v_max_jは軸ｊの軸モータが実現できる最高速度である。式（１）は、仮動作の動作時間を決定する代表軸ｊ´を選択する数式である。式（１）の右辺は、軸ｊの角度変化量が軸ｊの軸モータが実現できる最高速度v_max_jに対し、どの程度の大きさにあたるかを示している。角度変化量を最高速度v_max_jで除した値が最大となる軸ｊが、代表軸ｊ´となる。すなわち、軸モータが出力可能な最高速度v_max_jに対する軸ｊの角度変化量の割合が最大となる軸が代表軸である。

代表軸ｊ´に対する速度指令値に対応する角速度のグラフに示すように、代表軸ｊ´の角度変化量が十分に大きい場合において、動作中に実現される代表軸ｊ´の軸モータの最高速度v_￣j´は、代表軸ｊ´の軸モータが実現できる最高速度v_max_j´に一致する。「_￣」はオーバーバーであり、v_j´の上部に付されている。以下、同様に「_￣」は全てオーバーバーである。動作指令生成部２４は、仮軌道において、代表軸ｊ´以外の他軸で実現されるモータの最高速度v_j￣を、以下の式（２）に基づいて算出する。

図５では、他軸ｊ_bの軸モータが実現できる最高速度をv_max_{j_b}で示し、他軸ｊ_cの軸モータが実現できる最高速度をv_max_{j_c}で示している。また、仮軌道において他軸ｊ_bの動作中に実現される他軸ｊ_bの最高速度を最高速度v_{￣j_b}で示し、仮軌道において他軸ｊ_cの動作中に実現される他軸ｊ_cの最高速度を最高速度v_{￣j_c}で示している。

動作指令生成部２４は、代表軸の動作指令を選択すると、第１の繰り返しカウンタを初期化する。すなわち、動作指令生成部２４は、第１の繰り返しカウンタにｉ＝１を代入する（ステップＳ１４０）。第１の繰り返しカウンタは、後述する経由エリアを変更する処理を繰り返す際の、繰り返し回数をカウントするカウンタである。第１の繰り返しカウンタは、ステップＳ２２０の処理で用いられる。

次に、動作指令生成部２４は、経由エリアの候補を設定し、候補の中から手先ツール１０２の特定位置が通過する経由エリアを指定する（ステップＳ１５０）。

図６は、実施の形態１にかかるロボット制御装置が設定する経由エリアを説明するための図である。図６では、経由エリアの候補の例として、経由エリア６０１と、経由エリア６０３とを図示している。

経由エリアの候補は、ユーザが障害物３１の配置に基づいて予め設定しておく。なお、動作指令生成部２４が、障害物モデル記憶部２１から取得した障害物情報に基づいて、障害物３１が存在しないエリアに経由エリアの候補を設定してもよい。

動作指令生成部２４は、経由エリアを指定する際に、複数の経由エリアの候補の中から１つの経由エリアを指定する。ここでは、動作指令生成部２４が、経由エリア６０１を指定した場合について説明する。動作指令生成部２４は、任意の時刻において手先ツール１０２の特定位置が経由エリア６０１の任意の位置を通過する軌道６０２を生成する。

動作指令生成部２４は、ロボット１０１の全体を基準としたロボット動作空間、すなわちＸＹＺ空間に対して、経由エリア６０１，６０３および軌道６０２を生成する。なお、動作指令生成部２４は、ロボット１０１の関節角を基準とした関節角空間に対して、経由エリア６０１，６０３および軌道６０２を生成してもよい。

動作指令生成部２４は、経由エリアを指定した後、第２の繰り返しカウンタを初期化する。すなわち、動作指令生成部２４は、第２の繰り返しカウンタにｉ２＝１を代入する（ステップＳ１６０）。第２の繰り返しカウンタは、１つの経由エリアに対して軌道を生成する処理を繰り返す際の、繰り返し回数をカウントするカウンタである。第２の繰り返しカウンタは、ステップＳ２１０の処理で用いられる。

動作指令生成部２４は、第２の繰り返しカウンタを初期化した後、ステップＳ１５０で選択した経由エリアに基づいて、軌道を生成する。この場合において、動作指令生成部２４は、生成軌道に基づいて、代表軸以外の他軸の動作指令と、代表軸の動作指令とを生成する。

動作指令生成部２４は、前記の他軸の動作指令の動作時間が第１の動作時間より長い場合に他軸の動作指令を調整して関節補間軌道Ｒ０と異なる軌道を生成し、生成軌道の動作時間を短縮する（ステップＳ１７０）。他軸の動作指令に対応するロボット１０１の動作時間が、第２の動作時間である。ステップＳ１７０では、第２の動作時間が短くなるよう、動作指令生成部２４が、他軸の動作指令を調整する。

他軸の調整後の動作指令および調整されていない代表軸の動作指令を含んだ動作指令が第２の動作指令である。この第２の動作指令に対応する軌道が第１の軌道である。動作指令生成部２４は、他軸の動作指令を調整した後、調整後の動作指令を用いて軌道を生成する。この軌道が、障害物３１を回避する軌道となっている場合がある。

また、動作指令生成部２４は、生成した軌道が特定の条件を満たすか否かを判断する。具体的には、動作指令生成部２４は、障害物情報に基づいて、生成した軌道である生成軌道が障害物３１を回避するか否かを判断する（ステップＳ１８０）。なお、関節補間軌道Ｒ０は、最短の動作時間に対応する軌道なので、生成軌道での動作時間が関節補間軌道Ｒ０よりも短くなることはない。また、ここでは他軸の動作指令を調整しているだけなので、生成軌道での動作時間が関節補間軌道Ｒ０よりも長くなることはない。すなわち、この時点では、生成軌道での動作時間は、関節補間軌道Ｒ０での動作時間と同じであり、最短動作時間となっている。

生成軌道が障害物３１を回避する場合（ステップＳ１８０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、ステップＳ２６０の処理に移行する。すなわち、動作指令生成部２４は、最短動作時間の生成軌道に対応する動作指令を出力する。ここでの動作指令生成部２４が記憶している生成軌道は、最短動作時間の生成軌道である。したがって、動作指令生成部２４は、第２の動作指令のうち、障害物３１を回避する第１の軌道に対応する動作指令を出力する。

生成軌道が障害物３１に干渉する場合（ステップＳ１８０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、代表軸の動作指令を調整し、調整後の動作指令を用いて軌道を生成する（ステップＳ１９０）。他軸の調整後の動作指令および代表軸の調整後の動作指令を含んだ動作指令が第３の動作指令である。この第３の動作指令によるロボット１０１の動作時間が第３の動作時間であり、第３の動作指令に対応する軌道が第２の軌道である。以下、ステップＳ１７０，Ｓ１９０で調整された動作指令を、調整済みの動作指令という場合がある。

動作指令生成部２４は、生成軌道が特定の条件を満たすか否かを判断する。具体的には、動作指令生成部２４は、他軸および代表軸の調整済みの動作指令に基づいて軌道を生成する。そして、動作指令生成部２４は、生成軌道が障害物３１を回避し、かつ生成軌道での動作時間＝関節補間軌道Ｒ０での動作時間を満たすか否かを判断する（ステップＳ２００）。このとき、動作指令生成部２４は、障害物情報に基づいて、生成軌道が障害物３１を回避するか否かを判断する。

ステップＳ２００の条件を満たす場合（ステップＳ２００、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、最短動作時間の生成軌道に対応する動作指令を各軸モータ制御部に出力する（ステップＳ２６０）。動作指令生成部２４は、記憶しておいた生成軌道に基づいて、動作時間を算出する。動作指令生成部２４は、各動作時間の中から最短動作時間を選択し、最短動作時間の生成軌道に対応する動作指令を出力する。ここでの動作指令生成部２４は、第３の動作指令のうち、障害物３１を回避し最短動作時間となる第２の軌道に対応する動作指令を出力する。

ステップＳ２００の条件を満たさない場合（ステップＳ２００、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、第２の繰り返しカウンタのカウント数が、設定された最大値となっているか否かを判断する。すなわち、動作指令生成部２４は、ｉ２＝最大繰り返し回数となっているか否かを判断する（ステップＳ２１０）。

ｉ２＝最大繰り返し回数となっていない場合（ステップＳ２１０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、ｉ２に１を加算し（ステップＳ２３０）、ステップＳ１７０の処理に戻る。

この場合において、動作指令生成部２４は、ロボット１０１の動作の条件を示す動作指令パラメータを変更してステップＳ１７０の処理を実行する。すなわち、動作指令生成部２４は、動作指令パラメータを変更しながら、衝突を回避できる動作指令を探索する。具体的には、動作指令生成部２４は、動作指令パラメータとして、各軸モータの角度変化の回数、各角度変化の開始タイミング、各角度変化における最高速度、各軸モータが最高速度を出力する時間の長さである出力時間、各角度変化における加速度、および各角度変化における減速度の少なくとも１つを新たな値に変更してステップＳ１７０の処理を実行する。

これにより、動作指令生成部２４は、複数回にわたってステップＳ１７０の処理を実行するので、複数の条件でステップＳ１７０の処理を実行することができる。各軸モータの１回の角度変化は、各軸モータの速度が０の状態から加速または減速を行った後、各軸モータの速度が再び０になるまでの動作である。

ｉ２＝最大繰り返し回数となっている場合（ステップＳ２１０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、第１の繰り返しカウンタのカウント数が、設定された最大値となっているか否かを判断する。すなわち、動作指令生成部２４は、ｉ＝最大繰り返し回数となっているか否かを判断する（ステップＳ２２０）。

ｉ＝最大繰り返し回数となっている場合（ステップＳ２２０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、最短動作時間の生成軌道に対応する動作指令を各軸モータ制御部に出力する（ステップＳ２６０）。

ｉ＝最大繰り返し回数となっていない場合（ステップＳ２２０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、経由エリアを変更する（ステップＳ２４０）。すなわち、動作指令生成部２４は、設定された経由エリアの中から別の経由エリアを指定する。そして、動作指令生成部２４は、ｉに１を加算し（ステップＳ２５０）、ステップＳ１６０の処理に戻る。

ここで、動作指令生成部２４が、経由エリアに基づいて軌道を生成する処理について説明する。図７は、実施の形態１にかかるロボット制御装置が経由エリアに基づいて軌道を生成する処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。以下に説明するステップＳ３１０からＳ４３０の処理は、図４で説明したステップＳ１７０からＳ２００の処理に対応している。

動作指令生成部２４は、第２の繰り返しカウンタを初期化、すなわち第２の繰り返しカウンタにｉ２＝１を代入する（ステップＳ１６０）。

動作指令生成部２４は、第２の繰り返しカウンタにｉ２＝１を代入すると、経由エリア内の任意の一点に、手先ツール１０２の特定位置が通過する仮の中継点（以下、仮中継点Ｐ_Rという）を設定する（ステップＳ３１０）。

また、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rに手先ツール１０２の特定位置が達するように、ロボット１０１の各軸モータのモータ角度を決定する。換言すると、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rでのロボット１０１の各軸モータのモータ角度を決定する（ステップＳ３２０）。すなわち、動作指令生成部２４は、経由エリア内の仮中継点Ｐ_Rに対し、手先ツール１０２を含む関節角の組を設定する。

なお、動作指令生成部２４の代わりに、ユーザが仮中継点Ｐ_Rとして、経由エリア内の任意の位置と、この時のロボット１０１の姿勢とを指定してもよい。また、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rとして経由エリア内の点をランダムに選択してもよい。仮中継点Ｐ_Rは、軌道上で通過しなければならないものではなく、初期軌道を計算するために仮に指定されるものである。

次に、動作指令生成部２４は、ステップＳ３２０で決定した各軸モータのモータ角度における各軸モータの角速度を指定する。すなわち、動作指令生成部２４は、決定した関節角で仮中継点Ｐ_Rを通過する際の通過速度を指定する（ステップＳ３３０）。ここで指定される角速度は、初期軌道を計算するために仮に設定される角速度である。

次に、動作指令生成部２４は、端点情報、指定した仮中継点Ｐ_Rの位置、および指定した角速度に基づいて、動作始点Ｐ_S、動作終点Ｐ_G、仮中継点Ｐ_Rにおいて各軸の駆動に使用できる最大駆動トルクを計算する（ステップＳ３４０）。次に、動作指令生成部２４は、代表軸以外の軸である他軸の仮動作指令を生成する（ステップＳ３５０）。

図８は、実施の形態１にかかるロボット制御装置が他軸の仮動作指令を生成する処理を説明するための図である。図９は、実施の形態１にかかるロボット制御装置が他軸の仮動作指令を生成する際に用いる仮中継点を説明するための図である。図９に示すように、仮中継点Ｐ_Rは、経由エリア６０１内に設定される。

図８の上段に示すグラフが、代表軸ｊ´に対する角速度のグラフである。また、中段に示すグラフが、他軸ｊ_bが動作始点Ｐ_Sにおいて最大駆動トルクで加速した場合の角速度のグラフであり、下段に示すグラフが、他軸ｊ_bが仮中継点Ｐ_Rにおいて最大駆動トルクで加速した場合の角速度のグラフである。各グラフの横軸は時間であり、縦軸は角速度である。

まず、図８の上段に示すグラフについて説明する。動作指令生成部２４は、関節補間軌道Ｒ０の代表軸ｊ´の動作指令を用いて、動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ_Rまでの動作時間t₁、仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまでの動作時間t₂を求める。動作始点Ｐ_Sにおける代表軸ｊ´の角度θ_Sj´から仮中継点Ｐ_Rにおける代表軸ｊ´の角度θ_Rj´までの角度変化量が、時刻t＝０からt₁までの代表軸ｊ´の動作指令の積分値と一致する時刻がt₁となる。

次に、代表軸ｊ´以外の軸ｊ_bへの仮動作指令の生成方法を、図８の中段に示すグラフを用いて説明する。動作指令生成部２４は、動作始点Ｐ_Sにおいて最大駆動トルクで加速した場合の指令直線Ｌ１の傾きを計算する。また、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rまで最大駆動トルクで減速した場合の指令直線Ｌ２の傾きを計算する。さらに、動作指令生成部２４は、ロボット１０１の各軸モータが実現できる最高速度を示す指令直線Ｌ３を生成する。

動作指令生成部２４は、指令直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３、および角速度０の直線の４本の直線で囲まれた台形の面積Ｓ１を計算する。ここで、指令直線Ｌ１と角速度０の直線の交点は時刻t＝０である。動作指令生成部２４は、面積Ｓ１の値が軸ｊ_bの動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ_Rまでの角度変化量の絶対値|θ_Rj－θ_Sj|と等しくなるように、指令直線Ｌ２と角速度０の直線の交点となる時刻を決定する。時刻t＝０から、指令直線Ｌ２と角速度０の直線の交点となる時刻までの動作時間が動作時間t_1jである。したがって、指令直線Ｌ２と角速度０の直線の交点は、時刻t_1jである。θ_Sjは、動作始点Ｐ_Sでの軸ｊ_bの角度であり、θ_Rjは仮中継点Ｐ_Rでの軸ｊ_bの角度である。

指令直線Ｌ１の傾きをa（＞０）、指令直線Ｌ２の傾きをb（＜０）とすると、動作指令生成部２４は、指令直線Ｌ２と角速度０の直線の交点である時刻t_1jを、以下の式（３）に基づいて計算できる。

ここで、t_1j＞t₁の場合は、前述の４本の直線で囲まれた台形の波形が動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ_Rまでの軸ｊ_bの動作指令となる。

一方、t_1j≦t₁の場合、動作指令生成部２４は、動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ_Rまでの動作時間がt₁になるよう、動作中の最高速度をv_max_jからovrd_1j*v_max_jに変更する。動作指令生成部２４は、以下の式（４）をovrd_1jについて解くことでovrd_1j*v_max_jを計算する。

次に、図８の下段に示すグラフについて説明する。動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rから最大駆動トルクで加速した場合の指令直線Ｌ５の傾きを計算する。さらに、動作指令生成部２４は、動作終点Ｐ_Gまで最大駆動トルクで減速した場合の指令直線Ｌ６の傾きを計算する。加えて、動作指令生成部２４は、ロボット１０１の各軸モータが実現できる最高速度を示す指令直線Ｌ７を生成する。

動作指令生成部２４は、指令直線Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７、および角速度０の直線の４本の直線で囲まれた台形の面積Ｓ２を計算する。

動作指令生成部２４は、Ｓ２の値が軸ｊ_bの仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまでの角度変化量の絶対値|θ_Gj－θ_Rj|と等しくなるように、指令直線Ｌ６と角速度０の直線の交点である時刻t_1j＋t_2jを決定する。θ_Gjは動作終点Ｐ_Gでの軸j_bの角度、θ_Rjは仮中継点Ｐ_Rでの軸ｊ_bの角度である。ここで、角速度０の直線と指令直線Ｌ５との交点は時刻t_1jの点である。したがって、時刻t_1jから、指令直線Ｌ６と角速度０の直線の交点となる時刻t_1j＋t_2jまでの動作時間は動作時間t_2jである。

指令直線Ｌ５の傾きをc（＞０）、指令直線Ｌ６の傾きをd（＜０）とすると、動作指令生成部２４は、指令直線Ｌ６と角速度０の直線の交点である時刻t_1j＋t_2jを、以下の式（５）に基づいて計算できる。

ここで、t_2j＞t₂の場合は、指令直線Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７、および角速度０の直線の４本ので囲まれた台形の波形が仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまでの軸ｊ_bの動作指令となる。

一方、t_2j≦t₂の場合、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまでの動作時間がt₂になるよう、動作中の最高速度をv_max_jからovrd_2j*v_max_jに変更する。動作指令生成部２４は、以下の式（６）をovrd_2jについて解くことでovrd_2j*v_max_jを計算する。

以下で説明するステップＳ３６０の処理は、図４で説明したステップＳ１７０の処理に対応し、ステップＳ３７０からＳ３８０の処理は、図４で説明したステップＳ１８０の処理に対応している。

動作指令生成部２４は、他軸の仮動作指令を生成した後、他軸の動作指令を調整する（ステップＳ３６０）。動作指令生成部２４は、他軸の動作指令を調整した軌道を生成する。他軸の動作指令を調整するステップＳ３６０の処理の詳細については後述する。実施の形態１では、他軸の動作指令を調整した後に、代表軸の動作指令を調整する。

次に、動作指令生成部２４は、調整済みの、他軸の動作指令および代表軸の動作指令に基づいて、軌道での動作時間を算出し、軌道での動作時間が特定条件を満たすか否かを判断する。

具体的には、動作指令生成部２４は、調整済みの、他軸の動作指令および代表軸の動作指令に基づいてロボット１０１を動作させた場合に、ロボット１０１に対する生成軌道が障害物３１を回避するか否かを判断する（ステップＳ３７０）。すなわち、動作指令生成部２４は、動作指令に対応する軌道でロボット１０１を動作させた場合に、ロボット１０１の全体である、ロボット１０１本体、手先ツール１０２、およびワーク１０３が、障害物３１に衝突するか否かを判断する。

生成軌道が障害物３１と干渉する場合（ステップＳ３７０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、生成軌道を出力軌道の候補として記憶せず、代表軸の動作指令を調整する（ステップＳ４００）。動作指令生成部２４は、動作指令の開始タイミングをずらすことで代表軸の動作指令を調整してもよいし、動作中の最高速度を変更することで代表軸の動作指令を調整してもよい。

一方、生成軌道が障害物３１を回避する場合（ステップＳ３７０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、生成軌道を出力軌道の候補として記憶しておく（ステップＳ３８０）。なお、動作指令生成部２４は、出力軌道の候補とともに、出力軌道の候補に対応する動作指令を記憶しておいてもよい。そして、動作指令生成部２４は、ステップＳ２６０の処理に移行する。

ここで、ステップＳ３６０の詳細な処理、すなわち他軸の動作指令を調整する処理について説明する。図１０は、実施の形態１にかかるロボット制御装置が他軸の動作指令を調整する処理の処理手順を示すフローチャートである。

動作指令生成部２４は、図７のステップＳ３５０で生成した仮動作指令を一時的な動作指令である一時動作指令に設定する（ステップＳ５１０）。

次に、動作指令生成部２４は、一時動作指令での動作時間が関節補間軌道Ｒ０での動作時間を超過する他軸を全て選択する（ステップＳ５２０）。

次に、動作指令生成部２４は、選択した他軸の動作時間を短縮するよう動作指令の加減速タイミングをずらす（ステップＳ５３０）。具体的には、動作指令生成部２４は、選択した他軸の動作時間を短縮するよう、加減速タイミングのずらし量を決定し、決定した加減速タイミングのずらし量に基づいて動作指令を生成する。これにより、動作指令生成部２４は、選択した他軸の動作時間を短縮するよう動作指令を変更する。

図１１は、実施の形態１にかかるロボット制御装置が他軸の動作指令の加減速タイミングをずらす処理を説明するための図である。図１１では、他軸として軸ｊが選択されている場合について説明する。

図１１の上段に示すグラフが代表軸に対する速度指令値に対応する角速度のグラフであり、中段に示すグラフが他軸に対する変更前の速度指令値に対応する角速度のグラフであり、下段に示すグラフが他軸に対する変更後の速度指令値に対応する角速度のグラフである。各グラフの横軸は時間であり、縦軸は軸の角速度である。図１１の下段に示すグラフでは、変更前の角速度の波形を点線で示し、変更後の角速度の波形を実線で示している。なお、図１１以降の図面においても、点線の波形と実線の波形の両方が記載されているグラフは、点線の波形が変更前の角速度であり、実線の波形が変更後の角速度である。

動作指令生成部２４は、ステップＳ３５０で生成した仮動作指令に基づいて、軸ｊの動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ_Rまでの動作時間t_1jと、代表軸の動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ_Rまでの動作時間t₁とを算出する。動作指令生成部２４は、t_1j＝t₁が成立しているかを確認する。

次に、動作指令生成部２４は、ステップＳ３５０で生成した仮動作指令に基づいて、軸ｊの仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまでの動作時間t_2jと、代表軸の仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまでの動作時間t₂とを算出する。動作指令生成部２４は、t_2j＝t₂が成立しているかを確認する。

動作指令生成部２４は、t_1j＝t₁と、t_2j＝t₂との両方が成立しない場合には、軸ｊの動作指令の加減速タイミングを変更しない。

図１１では、t_1j＝t₁のみ成立し、t_2j＝t₂が成立していない場合を示している。この場合、動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ_Rまでの動作中の軸ｊの軸モータの最高速度ovrd_1j*v_max_jは、軸ｊの軸モータが実現できる最高速度v_max_jに到達しない。そこで、動作指令生成部２４は、動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ_Rまでの動作中の軸ｊの軸モータの最高速度に、ovrd_1j＜ovrd_1j_New＜１を満たすovrd_1j_Newを用いる。すなわち、動作指令生成部２４は、動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ_Rまでの動作中の軸ｊの軸モータの最高速度を、ovrd_1j_New*v_max_jに変更する。

また、動作指令生成部２４は、動作始点Ｐ_Sでの加速度として、ステップＳ３５０で計算した指令直線Ｌ１の傾き、すなわち図８で説明した指令直線Ｌ１の傾きを使用する。同様に、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rでの減速度として、ステップＳ３５０で計算した指令直線Ｌ２の傾き、すなわち図８で説明した指令直線Ｌ２の傾きを使用する。

なお、動作指令生成部２４は、ovrd_1j_Newの値を、経由エリア内での軌道生成の繰り返しごとに変更してもよい。換言すると、動作指令生成部２４は、ステップＳ２１０でｉ２＝最大繰り返し回数となるか否かを判断するたびに、ovrd_1j_Newの値を、変更してもよい。動作指令生成部２４は、例えば、繰り返しの初期はovrd_1j_New＝１に設定し、繰り返し回数が増えるごとにovrd_1j_Newを一定量ずつ減少させる。

動作指令生成部２４は、軸ｊの動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ_Rまでの動作時間t_1jの変更後の動作時間t_1j_Newを、以下の式（７）を用いて計算する。

次に、t_2j＝t₂のみ成立し、t_1j＝t₁が成立していない場合について説明する。この場合、仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまでの動作中の軸ｊのモータの最高速度ovrd_2j*v_max_jは、軸ｊのモータが実現できる最高速度v_max_jに到達しない。そこで、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまでの動作中の軸ｊのモータの最高速度に、ovrd_2j＜ovrd_2j_New＜１を満たすovrd_2j_Newを用いる。すなわち、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまでの動作中の軸ｊのモータの最高速度を、ovrd_2j_New*v_max_jに変更する。

また、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rでの加速度として、ステップＳ３５０で計算した指令直線Ｌ５の傾き、すなわち図８で説明した指令直線Ｌ５の傾きを使用する。同様に、動作指令生成部２４は、動作終点Ｐ_Gでの減速度として、ステップＳ３５０で計算した指令直線Ｌ６の傾き、すなわち図８で説明した指令直線Ｌ６の傾きを使用する。

なお、動作指令生成部２４は、ovrd_2j_Newの値を、経由エリア内での軌道生成の繰り返しごとに変更してもよい。換言すると、動作指令生成部２４は、ステップＳ２１０でｉ２＝最大繰り返し回数となるか否かを判断するたびに、ovrd_2j_Newの値を、変更してもよい。動作指令生成部２４は、例えば、繰り返しの初期はovrd_2j_New＝１に設定し、繰り返し回数が増えるごとにovrd_2j_Newを一定量ずつ減少させる。

動作指令生成部２４は、軸ｊの仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまでの動作時間t_2jの変更後の動作時間t_2j_Newを、以下の式（８）を用いて計算する。

このように、動作指令生成部２４は、ステップＳ５３０で動作指令を変更した各他軸に対し、変更後の動作指令の実行時間、すなわち変更後の動作指令に対応する動作時間を計算する。また、動作指令生成部２４は、各他軸に対し、一時動作指令の実行時間、すなわち一時動作指令に対応する動作時間を計算する。

次に、動作指令生成部２４は、各他軸に対し、変更後の動作指令での動作時間が、一時動作指令での動作時間以下であるか否かを判断する。すなわち、動作指令生成部２４は、全他軸に対し、他軸が、変更後の動作指令での動作時間＝一時動作指令での動作時間であるか否かを判断する（ステップＳ５４０）。

他軸における変更後の動作指令での動作時間＝一時動作指令での動作時間である場合（ステップＳ５４０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、変更後の動作指令を、出力軌道の候補として記憶する。すなわち、変更後の動作指令での動作時間＝一時動作指令での動作時間の他軸に対し、動作指令生成部２４は、変更後の動作指令を一時動作指令に設定する（ステップＳ５５０）。

動作指令生成部２４は、変更後の動作指令での動作時間＞一時動作指令での動作時間の他軸に対しては（ステップＳ５４０、Ｎｏ）、一時動作指令を変更せず、ステップＳ５６０の処理に進む。

動作指令生成部２４は、ステップＳ５３０で動作指令を変更した他軸のうち、一時動作指令での動作時間が関節補間軌道Ｒ０での動作時間を超過する他軸を選択する（ステップＳ５６０）。

次に、動作指令生成部２４は、ステップＳ５２０で選択した他軸の動作時間を短縮するよう動作指令の仮中継点Ｐ_Rにおける他軸の角度である軸角度をずらす（ステップＳ５７０）。動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rにおける軸角度をずらした動作指令を生成する。

図１２は、実施の形態１にかかるロボット制御装置が動作時間を短縮するよう他軸の動作指令の仮中継点における軸角度をずらす処理を説明するための図である。図１２では、軸ｊが選択されている場合について説明する。

図１２の上段に示すグラフが代表軸に対する速度指令値に対応する角速度のグラフであり、中段に示すグラフが他軸に対する変更前の速度指令値に対応する角速度のグラフであり、下段に示すグラフが他軸に対する変更後の速度指令値に対応する角速度のグラフである。各グラフの横軸は時間であり、縦軸は軸の角速度である。

動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rにおける軸ｊの角度を、θ_Rjからθ_{Rj_New}に変更する。また、動作指令生成部２４は、動作始点Ｐ_Sでの加速度として、ステップＳ３５０で計算した指令直線Ｌ１の傾き、すなわち図８で説明した指令直線Ｌ１の傾きを使用する。また、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rでの減速度として、ステップＳ３５０で計算した指令直線Ｌ２の傾き、すなわち図８で説明した指令直線Ｌ２の傾きを使用する。

また、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rでの加速度として、ステップＳ３５０で計算した指令直線Ｌ５の傾き、すなわち図８で説明した指令直線Ｌ５の傾きを使用する。また、動作指令生成部２４は、動作終点Ｐ_Gでの減速度として、ステップＳ３５０で計算した指令直線Ｌ６の傾き、すなわち図８で説明した指令直線Ｌ６の傾きを使用する。

動作指令生成部２４は、θ_{Rj_New}を以下の式（９）を満たす範囲から指定する。

動作指令生成部２４は、軸ｊの動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ_Rまでの動作時間t_1jの変更後である動作時間t_{1j_New}の値を、以下の式（１０）を用いて計算する。図１２では、ovrd_1j_New＝１の場合を示している。

動作指令生成部２４は、軸ｊの仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまでの動作時間t_2jの変更後である動作時間t_{2j_New}の値を、以下の式（１１）を用いて計算する。図１２では、ovrd_2j_New＝１の場合を示している。

図１２に示すように動作指令生成部２４は、動作時間を短縮するよう軸ｊの動作指令の仮中継点Ｐ_Rにおける軸角度をずらすことで、角度変化量を減らすことができる。軸角度を変更する前の台形の面積Ｔ１と、軸角度を変更した後の台形の面積Ｔ２との差分が、角度変化量の削減量に対応している。

次に、動作指令生成部２４は、各他軸に対し、変更後の動作指令での動作時間が、一時動作指令での動作時間以下であるか否かを判断する。すなわち、動作指令生成部２４は、全他軸に対し、他軸が、変更後の動作指令での動作時間＝一時動作指令での動作時間であるか否かを判断する（ステップＳ５８０）。

他軸に対する変更後の動作指令での動作時間＝一時動作指令での動作時間である場合（ステップＳ５８０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、変更後の動作指令を、出力軌道の候補として記憶する。すなわち、変更後の動作指令での動作時間＝一時動作指令での動作時間の他軸に対し、動作指令生成部２４は、変更後の動作指令を一時動作指令に設定する（ステップＳ５９０）。動作指令生成部２４は、ステップＳ５５０またはステップＳ５９０で設定した一時動作指令に対応する軌道を生成する。

他軸に対する変更後の動作指令での動作時間＝一時動作指令での動作時間でない場合（ステップＳ５８０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、一時動作指令を変更しない。すなわち、動作指令生成部２４は、変更後の動作指令での動作時間＞一時動作指令での動作時間の軸に対しては、一時動作指令を変更せず、他軸の動作指令を調整する処理を終了する。

以下で説明するステップＳ４００の処理は、図４で説明したステップＳ１９０の処理に対応し、ステップＳ４１０からＳ４３０の処理は、図４で説明したステップＳ２００の処理に対応している。

図１３は、実施の形態１にかかるロボット制御装置が代表軸の動作指令の開始タイミングをずらすことで代表軸の動作指令を調整する処理を説明するための図である。図１４は、実施の形態１にかかるロボット制御装置が動作中の代表軸の最高速度を変更することで代表軸の動作指令を調整する処理を説明するための図である。

図１３の上段に示すグラフが、代表軸に対する角速度のグラフであり、下段に示すグラフが、他軸に対する角速度のグラフである。また、図１４の上段に示すグラフが、代表軸に対する角速度のグラフであり、下段に示すグラフが、他軸に対する角速度のグラフである。図１３および図１４に示す各グラフの横軸は時間であり、縦軸は軸の角速度である。

動作指令生成部２４は、ステップＳ３６０で調整した他軸の動作指令のうち、最も動作時間の長い他軸ｊ_lの動作時間t_1jl＋t_2jlに合わせるよう代表軸の動作指令を調整する（ステップＳ４００）。

動作指令生成部２４は、図１３に示す方法および図１４に示す方法のうちの何れかの方法に基づいて、代表軸の動作指令を調整する。図１３に示す方法と、図１４に示す方法とでは、手先ツール１０２が通過する位置が変わる。このため、動作指令生成部２４は、例えば、一方の方法を用いて代表軸の動作指令を生成し、生成軌道が障害物３１と衝突する場合のみ、他方の方法を用いて代表軸の動作指令を生成する。

まず、図１３を用いて、動作指令生成部２４が、代表軸の動作指令の開始タイミングをずらすことで代表軸の動作指令を調整する方法について説明する。動作指令生成部２４は、動作指令の開始タイミングのずれ量である時間Δtを、調整後の代表軸の動作時間（Δt＋Δt1_j´＋Δt2_j´）が、他軸のうち最も動作時間の長い他軸ｊ_lの動作時間（Δt_{1j_l}＋Δt_{2j_l}）を超えない範囲で選択する。

つぎに、図１４を用いて、動作指令生成部２４が、代表軸の動作中の最高速度を変更することで代表軸の動作指令を調整する方法について説明する。動作指令生成部２４は、最高速度を、v_max_j´からovrd_j´*v_max_j´に変更する。動作指令生成部２４は、ovrd_j´として、以下の式（１２）をovrd_j´について解いた値を使用する。動作指令生成部２４は、加速度および減速度として、調整前の代表軸の動作指令と同じ値を使用する。式（１２）では、代表軸の動作指令における加速度がa_j´であり、減速度がb_j´である。

次に、動作指令生成部２４は、他軸の調整済みの動作指令および代表軸の調整済みの動作指令に基づいて軌道を生成し、生成軌道が特定の条件を満たすか否かを判断する。具体的には、動作指令生成部２４は、他軸の調整済みの動作指令および代表軸の調整済みの動作指令に基づいた生成軌道でロボット１０１を動作させた場合、手先ツール１０２が障害物３１と干渉するか否かを判断する。すなわち、動作指令生成部２４は、生成軌道が障害物３１を回避するか否かを判断する（ステップＳ４１０）。

生成軌道が障害物３１を回避する場合（ステップＳ４１０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、生成軌道を出力軌道の候補として記憶しておく（ステップＳ４２０）。なお、動作指令生成部２４は、出力軌道の候補とともに、出力軌道の候補に対応する動作指令を記憶しておいてもよい。

一方、生成軌道が障害物３１と干渉する場合（ステップＳ４１０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、生成軌道を出力軌道の候補として記憶せず、指定の経由エリアを通過する別の軌道を生成する処理の繰り返し処理に移行する。すなわち、動作指令生成部２４は、第２の繰り返しカウンタのカウント数であるｉ２が、ｉ２＝最大繰り返し回数となっているか否かを判断する（ステップＳ２１０）。

次に、動作指令生成部２４は、調整済みの、他軸の動作指令および代表軸の動作指令に基づいて、ロボット１０１を動作させた場合の動作時間が、関節補間軌道Ｒ０での動作時間以下となるか否かを判断する。すなわち、動作指令生成部２４は、生成軌道での動作時間＝関節補間軌道Ｒ０での動作時間であるか否かを判断する（ステップＳ４３０）。

生成軌道での動作時間＝関節補間軌道Ｒ０での動作時間である場合（ステップＳ４３０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、ステップＳ２６０の処理に移行する。生成軌道での動作時間＞関節補間軌道Ｒ０での動作時間である場合（ステップＳ４３０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、指定の経由エリアを通過する別の軌道を生成する処理の繰り返し処理に移行する。すなわち、動作指令生成部２４は、第２の繰り返しカウンタのカウント数であるｉ２が、ｉ２＝最大繰り返し回数となっているか否かを判断する（ステップＳ２１０）。

ｉ２＝最大繰り返し回数となっていない場合（ステップＳ２１０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、ｉ２に１を加算し（ステップＳ２３０）、ステップＳ３１０の処理に戻る。

ｉ２＝最大繰り返し回数となっている場合（ステップＳ２１０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、ステップＳ３８０またはステップＳ４２０の処理において、障害物３１を回避する生成軌道の記憶数が１つ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１５）。

動作指令生成部２４は、障害物３１を回避する生成軌道の記憶数が１つ以上である場合（ステップＳ２１５、Ｙｅｓ）、経由エリアを変更する処理の繰り返し処理に移行する。すなわち、動作指令生成部２４は、障害物３１を回避する軌道を１つ以上記憶している場合には、図４で説明したステップＳ２２０の処理に移行する。

一方、動作指令生成部２４は、障害物３１を回避する生成軌道の記憶数が０である場合（ステップＳ２１５、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、新たな経由エリアを追加する（ステップＳ２１６）。この後、動作指令生成部２４は、ステップＳ１４０の処理に戻る。

図４で説明したように、ｉ＝最大繰り返し回数となっている場合（ステップＳ２２０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、最短動作時間の生成軌道に対応する動作指令を各軸モータ制御部に出力する（ステップＳ２６０）。

一方、ｉ＝最大繰り返し回数となっていない場合（ステップＳ２２０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、経由エリアを変更する（ステップＳ２４０）。そして、動作指令生成部２４は、図４で説明したステップＳ２５０の処理を実行し、その後、ステップＳ１６０の処理に戻る。

実施の形態１では、動作指令生成部２４が、ロボット１０１と障害物３１とが衝突しない生成軌道を記憶しておき、この生成軌道に対応する動作指令を出力するので、ロボット１０１と障害物３１との衝突を回避できる。これにより、ロボット制御装置２００は、生産効率を向上させることが可能となる。

また、動作指令生成部２４は、経由エリアがユーザによって指定されなくても、動作指令を探索することができるので、経由エリアを指定して軌道を生成する場合よりも動作時間が短縮された軌道の生成が容易となる。

また、動作指令生成部２４は、まず代表軸の動作指令を変更することなく軌道を生成する場合、動作時間を増加させることなく衝突を回避した軌道を生成できる。また、動作指令生成部２４は、代表軸の動作指令を変更しなければ干渉回避可能な軌道が生成できない場合には、代表軸の動作指令を変更して軌道を生成するので、衝突を回避する軌道が複雑な場合であっても、干渉を回避できる軌道を生成することが可能となる。

また、動作指令生成部２４は、経由エリアに基づいて動作指令を探索するので、衝突を回避することができる動作指令の探索に要する時間を削減できる。

また、動作指令生成部２４は、最初に指定した経由エリア以外の経由エリアの候補を追加するので、動作時間が最短となる軌道の導出が容易になる。

このように、実施の形態１によれば、動作指令生成部２４は、他軸の動作指令を調整した後、代表軸の動作指令を、関節補間軌道Ｒ０における代表軸の動作指令から変更する。そして、動作指令生成部２４は、変更後の動作指令に対して軌道を生成し、障害物３１との干渉がない場合には、生成軌道を出力軌道の候補として記憶しておく。したがって、動作指令生成部２４は、障害物３１との衝突を回避し、且つロボット１０１によって実行可能な軌道のみを、出力軌道の候補として生成することが可能となる。

また、動作指令生成部２４は、生成軌道での動作時間が関節補間軌道Ｒ０での動作時間より長い場合には、経由エリアを変更して新たな軌道を生成する。したがって、動作指令生成部２４は、経由点を限定する場合と比較して、動作時間を同等以下とする軌道を生成できる。

また、動作指令生成部２４は、生成軌道に従って動作した場合に動作時間が関節補間軌道Ｒ０での動作時間以下の軌道を優先して出力する。また、動作指令生成部２４は、全ての生成軌道が関節補間軌道Ｒ０での動作時間よりも長い場合には、生成軌道の中で最も動作時間が短い軌道を選択する。したがって、動作指令生成部２４は、障害物３１との干渉を回避する軌道の中で動作時間が最短となる軌道を選択できる。

また、動作指令生成部２４は、各軸モータが出力可能な最高速度に対して動作時の角度変化量が最大となる軸を代表軸に設定し、代表軸の動作指令を選択している。動作指令生成部２４は、選択した代表軸の動作指令を初期値として、障害物３１を回避するよう各軸モータの動作指令を探索するので、動作時間が短い経路を効率良く探索できる。さらに、動作指令生成部２４は、経由点を陽に指定せず各軸モータの動作指令を探索するので、経由点を陽に指定する場合と比較して動作時間の短縮が可能となる。

実施の形態２．
次に、図４、図１４、および図１５から図２７を用いて実施の形態２について説明する。実施の形態２では、ロボット制御装置２００が、複数の経由エリアがある場合に軌道を生成する。

図１５は、実施の形態２にかかるロボット制御装置を備えたロボットシステムの概略構成を示す図である。図１６は、実施の形態２にかかるロボット制御装置が設定する経由エリアを説明するための図である。図１５の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１のロボットシステム１００と同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。

実施の形態２のロボットシステム１００は、２つの経由エリア６０１ａ，６０１ｂを用いる点で実施の形態１のロボットシステム１００と異なる。なお、経由エリアは３つ以上であってもよい。複数からなる経由エリア６０１ａ，６０１ｂが存在する場合の一例は、ロボットシステム１００内に複数の障害物３１，３２が配置されている場合である。

ロボットシステム１００の動作指令生成部２４は、手先ツール１０２の特定位置を動作始点Ｐ_Sから動作終点Ｐ_Gまで移動させる際に、手先ツール１０２が障害物３１，３２に衝突しないようにロボット１０１を制御する。

次に、動作指令生成部２４が手先ツール１０２の軌道を生成する手順について説明する。実施の形態２でも、動作指令生成部２４は、実施の形態１の図４で説明した処理手順で主要なステップを実行し軌道を生成する。このため、図４で説明した主要なステップの処理のうち、実施の形態１と異なる処理について説明する。

実施の形態２のステップＳ１５０では、動作指令生成部２４は、手先ツール１０２の特定位置が通過する経由エリアの候補を複数設定する。そして、動作指令生成部２４は、設定した複数の経由エリアの候補の中から任意の数（複数）の経由エリアを設定する。すなわち、動作指令生成部２４は、設定した複数の経由エリアの候補の中から、複数の経由エリアを指定する。動作指令生成部２４は、例えば、図１６に示すように２つの経由エリア６０１ａ，６０１ｂを指定する。

経由エリアの候補は、ユーザが障害物３１，３２の配置に基づいて予め設定しておく。なお、動作指令生成部２４は、障害物モデル記憶部２１から取得した障害物情報に基づいて、障害物３１が存在しないエリアに経由エリアの候補を設定してもよい。

動作指令生成部２４は、複数の経由エリアを設定すると、設定した複数の経由エリアに基づいて軌道を生成する。具体的には、動作指令生成部２４は、任意の時刻において手先ツール１０２の特定位置が各経由エリアの任意の位置を通過する軌道を生成する。

実施の形態２では、動作指令生成部２４が、経由エリアに基づいて軌道を生成する処理が、実施の形態１とは異なる。図１７は、実施の形態２にかかるロボット制御装置が経由エリアに基づいて軌道を生成する処理の詳細な処理手順を示すフローチャートである。図１７に示す処理のうち、図７で説明した処理と同様の処理については重複する説明を省略する。

以下の説明では、実施の形態２のステップＳ１５０で選択した経由エリアの組に含まれる経由エリアを、それぞれ経由エリアｍと呼ぶ。ｍは１から経由エリアの組に含まれる経由エリアの総数までの自然数とする。ｍで示される各数値は、手先ツール１０２が通過する順番に対応している。

動作指令生成部２４は、第２の繰り返しカウンタを初期化、すなわち第２の繰り返しカウンタにｉ２＝１を代入する（ステップＳ１６０）。動作指令生成部２４は、経由エリアｍ内の任意の一点である仮中継点Ｐ_Rに、手先ツール１０２の特定位置が通過する仮中継点Ｐ_Rを設定する（ステップＳ３１０）。これらの、ステップＳ１６０，Ｓ３１０の処理は、実施の形態１で説明したステップＳ１６０，Ｓ３１０の処理と同様である。なお、以下の説明では、仮中継点Ｐ_RのうちＸ（Ｘは１からｍの自然数）番目の仮中継点Ｐ_RをＰ_Xという場合がある。

つぎに、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rでのロボット１０１の各軸モータのモータ角度を決定する（ステップＳ３２０）。すなわち、動作指令生成部２４は、経由エリアｍ内の仮中継点Ｐ_Rに対し、手先ツール１０２を含む関節角の組を設定する。

なお、動作指令生成部２４の代わりに、ユーザが仮中継点Ｐ_Rとして、経由エリア内の任意の位置と、この時のロボット１０１の姿勢とを指定してもよい。また、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rとして経由エリア内の点をランダムに選択してもよい。動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rの指定を、ｍ個の経由エリアの全てに対して実行する。

動作指令生成部２４は、モータ角度を決定すると、代表軸以外の軸である他軸の仮動作指令を生成する（ステップＳ３５０）。具体的には、動作指令生成部２４は、動作始点Ｐ_S、動作終点Ｐ_G、および仮中継点Ｐ_Rの位置に基づいて、他軸の仮動作指令を生成する。

動作指令生成部２４は、他軸の仮動作指令を生成した後、他軸の動作指令を調整する（ステップＳ３６０）。他軸の仮動作指令を生成するステップＳ３５０の処理、および他軸の動作指令を調整するステップＳ３６０の処理の詳細については後述する。以下、ステップＳ３７０以降の処理は、実施の形態１で説明した処理と同様の処理である。

図１８は、実施の形態２にかかるロボット制御装置が他軸の仮動作指令を生成する処理を説明するための図である。図１８のグラフは、経由エリアが２つの場合における、関節補間軌道の各軸モータの角速度を示している。すなわち、図１８ではｍ＝２である。

図１８の上段に示す２つのグラフが、代表軸に対する角速度のグラフである。また、中段に示すグラフおよび下段に示すグラフが、他軸に対する角速度のグラフである。各グラフの横軸は時間であり、縦軸は角速度である。

動作指令生成部２４は、手先ツール１０２を、動作始点Ｐ_Sからｍ個の仮中継点Ｐ_Rごとに停止させて動作終点Ｐ_Gまで移動させる関節補間軌道を生成する。以下、実施の形態２での関節補間軌道を関節補間軌道Ｒ１という。図１８の上段に示すグラフのうち左側のグラフが関節補間軌道Ｒ１に対応し、右側のグラフが関節補間軌道Ｒ０に対応する。

ロボット１０１に含まれる全ての軸は同じ動作時間を有している。ここで、動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ₁までの動作時間をt_1j、仮中継点Ｐ_k-1から仮中継点Ｐ_kまでの動作時間をt_kj（ｋは２からｍまでの自然数）、仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまでの動作時間をt_m+1jとする。

動作指令生成部２４は、代表軸に対し、関節補間軌道Ｒ１における動作指令ではなく関節補間軌道Ｒ０における動作指令を使用する。動作指令生成部２４は、代表軸に対し、関節補間軌道Ｒ０における動作指令を用いて動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ₁まで動作する際の動作時間t_1jを計算する。

また、動作指令生成部２４は、代表軸に対し、関節補間軌道Ｒ０における動作指令を用いて、仮中継点Ｐ_k-1から仮中継点Ｐ_kまで動作する際の動作時間t_kjを計算する。図１８では、仮中継点Ｐ_k-1＝Ｐ₁であり、仮中継点Ｐ_k＝Ｐ₂であり、動作時間t_kj＝t₂である。

また、動作指令生成部２４は、代表軸に対し、関節補間軌道Ｒ０における動作指令を用いて、仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまで動作する際の動作時間t_m+1jを計算する。図１８では、仮中継点Ｐ_R＝Ｐ₂であり、動作時間t_m+1j＝t₃である。

例えば、動作始点Ｐ_Sにおける代表軸ｊ´の角度θ_sj´から仮中継点Ｐ₁における代表軸ｊ´の角度θ_R1´までの角度変化量が、時刻t＝０からt_1jまでの代表軸ｊ´の動作指令の積分値と一致する時刻がt_1jとなる。

動作指令生成部２４は、実施の形態１と同様の処理によって他軸の動作時間t_1j，t_kj，t_m+1jを計算する。ここでは、動作始点Ｐ_Sから仮中継点Ｐ₁まで動作する際の動作時間が動作時間t_1jであり、仮中継点Ｐ_k-1から仮中継点Ｐ_kまで動作する際の動作時間が動作時間t_2jであり、仮中継点Ｐ_Rから動作終点Ｐ_Gまで動作する際の動作時間が動作時間t_3jである。

ここで、図１７のステップＳ３６０の詳細な処理、すなわち他軸の動作指令を調整する処理について説明する。図１９は、実施の形態２にかかるロボット制御装置が他軸の動作指令を調整する処理の処理手順を示すフローチャートである。図１９に示す処理のうち、図１０で説明した処理と同様の処理については重複する説明を省略する。

動作指令生成部２４は、図１７のステップＳ３５０で生成した仮動作指令を一時的な動作指令である一時動作指令に設定する（ステップＳ５１０）。

次に、動作指令生成部２４は、移動方向が同じで連続する区間の動作を統合する（ステップＳ５２１）。換言すると、動作指令生成部２４は、各軸の一時動作指令の中で連続方向の角度変化を行う区間を統合する。移動方向が同じで連続する区間の組は、軸ｊについて仮中継点Ｐ_k-1から仮中継点Ｐ_kまでの区間と、仮中継点Ｐ_kから仮中継点Ｐ_k+1までの区間とが存在する場合に、以下の式（１３）が成立する区間の組である。

図２０は、実施の形態２にかかるロボット制御装置が統合する連続方向の動作指令を説明するための図である。図２０のグラフは、移動方向である回転方向が同じで連続する区間の角速度を示している。図２０の左に示すグラフが、統合前の角速度のグラフであり、右に示すグラフが、統合後の角速度のグラフである。各グラフの横軸は時間であり、縦軸は角速度である。

図２０では、仮中継点Ｐ_k-1からＰ_kまでの区間の動作時間をt_1jで示し、仮中継点Ｐ_kからＰ_k+1までの区間の動作時間をt_2jで示し、仮中継点Ｐ_k+1からＰ_k+2までの区間の動作時間をt_3jで示している。

仮中継点Ｐ_k-1からＰ_kまでの区間と、仮中継点Ｐ_kからＰ_k+1までの区間とが同じ回転方向の動作である。したがって、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_k-1からＰ_kまでの区間と、仮中継点Ｐ_kからＰ_k+1までの区間とを統合する。これにより、動作指令生成部２４は、連続して同じ方向に角度変化する区間を統合する。

この場合において、動作指令生成部２４は、統合後の区間での加速度には、仮中継点Ｐ_k-1からＰ_kまでの区間の加速度と同一の加速度を使用する。また、動作指令生成部２４は、統合後の減速度には、仮中継点Ｐ_k-1からＰ_kまでの区間と同一の減速度を使用する。また、動作指令生成部２４は、統合後の区間の動作時間を、仮中継点Ｐ_k-1からＰ_kまでの区間の動作時間と、仮中継点Ｐ_kからＰ_k+1までの区間の動作時間の和とする。統合後の区間における軸ｊの動作指令の最高速度v_￣k-1jは、以下の式（１４）をv_￣k-1jについて解くことで決定される。ここで、加速度はa、減速度はbとする。

以下の説明では、統合後の区間で、軸ｊの角速度が０となる時刻におけるｍｊ（＜ｍ）個の軸ｊの角度θ_kjとなる位置を、統合後の仮中継点と呼ぶ。

次に、動作指令生成部２４は、選択した他軸の動作時間を短縮するよう動作指令の加減速タイミングをずらす（ステップＳ５３０）。具体的には、動作指令生成部２４は、選択した他軸の動作時間を短縮するよう、加減速タイミングのずらし量を決定し、決定した加減速タイミングのずらし量に基づいて動作指令を生成する。

図２１は、実施の形態２にかかるロボット制御装置が動作時間を短縮するよう他軸の動作指令の加減速タイミングをずらす処理を説明するための図である。図２１では、他軸として軸ｊが選択されている場合について説明する。

図２１の上段に示すグラフが、代表軸に対する関節補間軌道Ｒ０の速度指令値に対応する角速度のグラフである。中段に示すグラフが他軸に対する変更前の速度指令値に対応する角速度のグラフであり、下段に示すグラフが他軸に対する変更後の速度指令値に対応する角速度のグラフである。各グラフの横軸は時間であり、縦軸は軸の角速度である。

図２１では、仮中継点Ｐ_k-1からＰ_kまでの区間の動作時間をt_1jで示し、仮中継点Ｐ_kからＰ_k+1までの区間の動作時間をt_2jで示し、仮中継点Ｐ_k+1からＰ_k+2までの区間の動作時間をt_3jで示している。

動作指令生成部２４は、動作始点Ｐ_Sから統合後の仮中継点Ｐ₁までの動作指令から順番に動作指令の最高速度を変更することで動作時間を短縮する。具体的には、動作指令生成部２４は、統合後の仮中継点Ｐ_k-1から統合後の仮中継点Ｐ_kまでの動作指令の最高速度を、最高速度ovrd_kj*v_max_jから最高速度ovrd_kj_New*v_max_j（０＜ovrd_kj_New＜１）に変更する。

また、動作指令生成部２４は、統合後の仮中継点Ｐ_k-1での加速度に、ステップＳ５２１で使用した加速度を使用する。同様に、動作指令生成部２４は、統合後の仮中継点Ｐ_k-1での減速度に、ステップＳ５２１で使用した減速度を使用する。

なお、動作指令生成部２４は、ovrd_kj_Newの値を、経由エリア内での軌道生成の繰り返しごとに変更してもよい。動作指令生成部２４は、例えば、繰り返しの初期はovrd_kj_New＝１に設定し、繰り返し回数が増えるごとにovrd_kj_Newを一定量ずつ減少させる。

動作指令生成部２４は、統合後の仮中継点Ｐ_k-1から統合後の仮中継点Ｐ_kまでの動作時間t_kjの変更後の動作時間t_kj_Newを、以下の式（１５）を用いて計算する。

図２１の下段のグラフでは、ｋ＝１の場合の動作時間を図示している。すなわち、図２１の下段のグラフでは、変更後の動作時間である動作時間t_{1j_New}を図示している。

図２１に示すように動作指令生成部２４は、動作時間を短縮するよう軸ｊの動作指令の仮中継点Ｐ_kにおける軸角度をずらすことで、角度変化量を減らすことができる。軸角度を変更する前の台形の面積Ｔ３と、軸角度を変更した後の台形の面積Ｔ４との差分が、角度変化量の削減量に対応している。

次に、動作指令生成部２４は、ステップＳ５３０で動作指令を変更した各他軸について、変更後の動作指令での動作時間が、一時動作指令での動作時間以下であるか否かを判断する。すなわち、動作指令生成部２４は、全他軸に対し、他軸が、変更後の動作指令での動作時間＝一時動作指令での動作時間であるか否かを判断する（ステップＳ５４０）。

他軸における変更後の動作指令での動作時間＝一時動作指令での動作時間である場合（ステップＳ５４０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、変更後の動作指令を、出力軌道の候補として記憶する。すなわち、変更後の動作指令での動作時間＝一時動作指令での動作時間の他軸に対し、動作指令生成部２４は、変更後の動作指令を一時動作指令に設定する（ステップＳ５５０）。

動作指令生成部２４は、変更後の動作指令での動作時間＞一時動作指令での動作時間の他軸に対しては（ステップＳ５４０、Ｎｏ）、一時動作指令を変更せず、ステップＳ５６０の処理に進む。

動作指令生成部２４は、ステップＳ５３０で変更した他軸のうち、一時動作指令での動作時間が関節補間軌道Ｒ０での動作時間を超過する他軸を選択する（ステップＳ５６０）。

次に、動作指令生成部２４は、ステップＳ５２１で統合した他軸の動作時間を短縮するよう動作指令の仮中継点Ｐ_Rにおける軸角度をずらす（ステップＳ５７１）。動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rの軸角度をずらした動作指令を生成する。以下、ステップＳ５８０以降の処理は、実施の形態１で説明した処理と同様の処理である。

図２２は、実施の形態２にかかるロボット制御装置が動作時間を短縮するよう他軸の動作指令の仮中継点における軸角度をずらす処理を説明するための図である。図２２では、軸ｊが選択されている場合について説明する。

図２２の上段に示すグラフが、代表軸に対する関節補間軌道Ｒ０の速度指令値に対応する角速度のグラフである。中段に示すグラフが他軸に対する変更前の速度指令値に対応する角速度のグラフであり、下段に示すグラフが他軸に対する変更後の速度指令値に対応する角速度のグラフである。各グラフの横軸は時間であり、縦軸は軸の角速度である。

動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rにおける軸ｊの角度を、θ_Rkjからθ_{Rkj_New}に変更する。また、動作指令生成部２４は、動作始点Ｐ_Sでの加速度として、ステップＳ５２１で用いた加速度を使用する。また、動作指令生成部２４は、仮中継点Ｐ_Rでの減速度として、ステップＳ５２１で用いた減速度を使用する。

動作指令生成部２４は、θ_{Rkj_New}を以下の式（１６）を満たす範囲から指定する。

動作指令生成部２４は、軸jの統合後の仮中継点Ｐ_k-1から統合後の仮中継点Ｐ_kまでの変更後の動作時間t_{kj_New}の値を、以下の式（１７）を用いて計算する。図２２では、ovrd_kj_New＝１の場合を示している。ここで、加速度をａ、減速度をｂとする。

動作指令生成部２４は、軸ｊの統合後の仮中継点Ｐ_kから統合後の仮中継点Ｐ_k+1までの変更後の動作時間t_{k+1j_New}の値を、以下の式（１８）を用いて計算する。図２２では、ovrd_k+1j_New＝１の場合を示している。ここで、加速度をｃ、減速度をｄとする。

図２２の下段のグラフでは、ｋ＝１の場合の動作時間を図示している。すなわち、図２２の下段のグラフでは、変更後の動作時間である動作時間t_{1j_New}および動作時間t_{2j_New}を図示している。

図２２に示すように動作指令生成部２４は、動作時間を短縮するよう軸ｊの動作指令の仮中継点Ｐ_kにおける軸角度をずらすことで、角度変化量を減らすことができる。軸角度を変更する前の台形の面積Ｔ５と、軸角度を変更した後の台形の面積Ｔ６との差分が、角度変化量の削減量に対応している。

ここで、動作指令生成部２４が、代表軸の動作指令を調整する処理であるステップＳ４００の処理について説明する。動作指令生成部２４は、例えば、動作指令の開始タイミングをずらすことで代表軸の動作指令を調整してもよい。また、動作指令生成部２４は、動作中の最高速度を一括変更することで代表軸の動作指令を調整してもよいし、動作中の最高速度を局所変更することで代表軸の動作指令を調整してもよい。

図２３は、実施の形態２にかかるロボット制御装置が代表軸の動作指令の開始タイミングをずらすことで代表軸の動作指令を調整する処理を説明するための図である。図２４は、実施の形態２にかかるロボット制御装置が動作中の代表軸の最高速度を一括変更することで代表軸の動作指令を調整する処理を説明するための図である。図２５は、実施の形態２にかかるロボット制御装置が動作中の代表軸の最高速度を局所変更することで代表軸の動作指令を調整する処理を説明するための図である。

図２３から図２５の上段に示すグラフは、何れも代表軸に対する関節補間軌道Ｒ０での角速度のグラフであり、下段に示すグラフは、何れも他軸に対する関節補間軌道Ｒ１での角速度のグラフである。

動作指令生成部２４は、ステップＳ３６０で調整した他軸の動作指令のうち、最も動作時間の長い軸ｊ_lの動作時間Σ₁ ^m´t_{kj_l}_Newに合わせるよう、代表軸の動作指令を調整する。

図２３に示すように、動作指令生成部２４は、動作指令の開始タイミングをずらすことで代表軸の動作指令を調整する場合、Δtだけ動作指令の開始タイミングをずらす。この場合において、動作指令生成部２４は、調整後の代表軸の動作時間Δt＋Σ₁ ^mt_kが最も動作時間の長い軸ｊ_lの動作時間Σ₁ ^m´t_{kj_l}_Newを超えない範囲のΔtを選択する。

図２４に示すように、動作指令生成部２４は、動作中の最高速度を一括変更することで代表軸の動作指令を調整する場合、最高速度をv_max_j´からovrd_j´*v_max_j´に変更する。動作指令生成部２４は、ovrd_j´として、以下の式（１９）をovrd_j´について解いた値を使用する。また、動作指令生成部２４は、加速度および減速度として、調整前の代表軸の動作指令と同じ加速度および減速度を使用する。式（１９）では、代表軸の動作指令における加速度がa_j´であり、減速度がb_j´である。

図２５に示すように、動作指令生成部２４は、動作中の最高速度を局所変更することで代表軸の動作指令を調整する場合、軸ｊ_lの統合後の仮中継点Ｐ_k-1から統合後の仮中継点Ｐ_kまでの動作に対応する代表軸の動作指令区間の動作時間をt_{kj_l}_Newに変更する。ここで、軸ｊ_lの統合後の仮中継点Ｐ_k-1から統合後の仮中継点Ｐ_kまでの動作が、統合前の仮中継点Ｐ_k´-1から統合前の仮中継点Ｐ_k´+ΔｋまでのΔｋ＋１個の動作指令の統合である場合、対応する代表軸の動作指令区間は時刻tk_´から時刻tk_´+Δｋの区間である。

軸ｊ_lの統合後の仮中継点Ｐ_k-1から統合後の仮中継点Ｐ_kまでの動作に対する代表軸の最高速度をovrd_kj´*v_max_j´とする。また、実施の形態２では、動作指令区間を切り替える際の速度変更にかかる時間は、後の動作区間に含まれるものとする。この場合において、動作指令生成部２４は、ステップＳ３６０で調整した他軸の動作指令と、代表軸の仮中継点Ｐ_Rの位置および速度情報とから、時刻t_{kj_l}_Newにおいて代表軸の駆動に使用できる最大駆動トルクを計算する。次に、動作指令生成部２４は、軸ｊを最大駆動トルクで駆動した場合の加速度akを求める。ここでの動作指令生成部２４は、以下の式（２０）を解くことによってovrd_kj´を決定する。

図２５では、代表軸の変更後の最高速度として、ovrd_1j´*v_max_j´と、ovrd_2j´*v_max_j´と、ovrd_3j´*v_max_j´とを図示している。

動作指令生成部２４は、ステップＳ１６０からＳ２３０まで、実施の形態１と同様の処理を実行する。ここで、実施の形態２のステップＳ２４０の処理、すなわち動作指令生成部２４が経由エリアを変更する処理について説明する。

動作指令生成部２４は、生成した軌道が障害物３１，３２の何れかと干渉する場合、ステップＳ１５０で設定した経由エリアの候補の中から１つの候補を指定し、現在の経由エリアを指定した経由エリアに変更する。また、動作指令生成部２４は、干渉点を基準に、現在の経由エリアを、干渉点から特定距離だけ離れた空間の経由エリアに変更してもよい。干渉点は、動作指令生成部２４が生成した軌道が、障害物３１，３２の何れかと初めて衝突する時刻におけるロボット１０１と衝突する障害物との交差部分の位置である。

図２６は、実施の形態２にかかるロボット制御装置が干渉点から特定距離だけ離れた空間に経由エリアを変更する処理を説明するための図である。図２６では、障害物が障害物３１～３３の３つである場合について説明する。ここでは、軌道が、初めて衝突する障害物が障害物３１である場合を示している。

動作指令生成部２４は、干渉点ＰＸを通過する経由エリア（図示せず）を、干渉点ＰＸから特定距離だけ離れた経由エリア６０４に変更する。ここでの特定距離は、例えば、手先ツール１０２の特定位置の寸法の数倍程度の距離である。なお、特定距離は、ロボット１０１の特定位置の寸法の数倍程度の距離であってもよい。動作指令生成部２４が経由エリア６０４を追加する方向は、干渉点ＰＸから見て障害物３１の物体中心から遠ざかる方向が望ましい。

動作指令生成部２４は、ステップＳ１５０で設定した経由エリアの候補の中から１つの候補を指定して経由エリアを変更し、全ての候補に対して動作指令を調整する処理を実行しても出力する軌道が無い場合には、経由エリアを追加してもよい。

また、動作指令生成部２４は、生成軌道での動作時間が関節補間軌道Ｒ０での動作時間よりも長い場合には、ステップＳ１５０で指定した経由エリアの候補の中から１つの候補を選択し、現在の経由エリアを指定した経由エリアに変更する。また、動作指令生成部２４は、図２７に示すように、現在の経由エリアの位置を、障害物３１～３３を内部に含まない範囲で移動させてもよい。

図２７は、実施の形態２にかかるロボット制御装置が、障害物を内部に含まない位置に経由エリアを変更する処理を説明するための図である。図２６では、障害物が障害物４１の１つである場合について説明する。ここでは、変更前の経由エリアを経由エリア６０５として示し、変更後の経由エリアを経由エリア６０６として示している。

経由エリア６０５から経由エリア６０６への移動方向は、ロボット１０１の各軸の角度変化量が減少する方向が望ましい。

動作指令生成部２４は、経由エリア６０５の位置を経由エリア６０６の位置に移動させても動作時間が短縮されない場合には、ステップＳ１５０で設定した経由エリアの候補の中から１つの候補を指定して経由エリアを変更してもよい。

実施の形態２でも、動作指令生成部２４は、実施の形態１と同様に、生成軌道に従って動作した場合に動作時間が関節補間軌道Ｒ０での動作時間以下となる軌道を優先して出力する。また、動作指令生成部２４は、全ての生成軌道が関節補間軌道Ｒ０での動作時間よりも長い場合には、生成軌道の中で最も動作時間が短い軌道を選択する。したがって、動作指令生成部２４は、障害物３１との干渉を回避する軌道の中で動作時間が最短となる軌道を選択できる。

このように、実施の形態２によれば、動作指令生成部２４は、複数の障害物が配置され、複数の経由エリアを設定する場合であっても、実施の形態１と同様に経由エリアを通過する軌道を生成することができる。すなわち、動作指令生成部２４は、他軸の動作指令を調整した後、代表軸の動作指令を調整し、調整後の動作指令に対して軌道を生成する。そして、動作指令生成部２４は、障害物３１との干渉がない場合には、生成軌道を出力軌道の候補として記憶しておく。したがって、動作指令生成部２４は、各障害物との衝突を回避し、且つロボット１０１によって実行可能な軌道のみを、出力軌道の候補として生成することが可能となる。

また、動作指令生成部２４は、実施の形態１と同様に、経由点を限定して経由点の位置を変更しない場合と比較して、動作時間を同等以下とする軌道を生成できる。また、動作指令生成部２４は、実施の形態１と同様に、障害物との干渉を回避する軌道の中で動作時間が最短となる軌道を生成できる。

実施の形態３．
次に、図２８から図３１を用いて実施の形態３について説明する。実施の形態３では、ロボット制御装置２００が、機械学習によって各軸の動作指令を調整する。実施の形態３でも、実施の形態１と同様に、手先ツール１０２の特定位置が動作始点Ｐ_Sから動作終点Ｐ_Gまで移動する際に、手先ツール１０２が障害物３１と衝突しないように動作する軌道を生成する方法を説明する。

実施の形態３では、手先ツール１０２の経由エリアは指定されない。また、実施の形態３のロボット１０１およびロボット制御装置２００の構成は、実施の形態１のロボット１０１およびロボット制御装置２００の構成と同じである。

以下、実施の形態３において動作指令生成部２４が、手先ツール１０２の軌道を生成する処理について説明する。図２８は、実施の形態３にかかるロボット制御装置による軌道生成の処理手順を示すフローチャートである。実施の形態３のロボット制御装置２００は、動作指令生成部２４が、実施の形態１の図４で説明した、ステップＳ１１０からＳ１４０の処理と同様の処理を実行する。

また、動作指令生成部２４は、ステップＳ１４０の処理の後、機械学習を用い、ロボット動作の制約下で障害物３１との干渉を回避する軌道の中で動作時間が最短となる軌道に対応する各軸モータの動作指令を生成する学習処理を実行する。この学習処理には、他軸の動作指令を調整して動作時間を短縮する処理と、少なくとも代表軸を含む各軸モータの動作指令を調整して軌道を生成する処理とが含まれている。

具体的には、動作指令生成部２４は、ステップＳ１４０の処理の後、ステップＳ１７０からＳ２００の処理を実行する。この場合において、動作指令生成部２４は、ステップＳ１９０の代わりにステップＳ１９１の処理を実行する。すなわち、生成軌道が障害物３１を回避できない場合（ステップＳ１８０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、代表軸を含む全軸の動作指令を調整し、軌道を生成する（ステップＳ１９１）。ステップＳ１９１の処理である全軸の動作指令を調整する処理の詳細については、後述する。

動作指令生成部２４は、ステップＳ２００の処理において、軌道がステップＳ２００の条件を満たさない場合（ステップＳ２００、Ｎｏ）、第１の繰り返しカウンタのカウント数が、設定された最大値となっているか否かを判断する。すなわち、動作指令生成部２４は、ｉ＝最大繰り返し回数となっているか否かを判断する（ステップＳ２２０）。

ｉ＝最大繰り返し回数となっていない場合（ステップＳ２２０、Ｎｏ）、ｉに１を加算し（ステップＳ２５０）、ステップＳ１７０の処理に戻る。一方、ｉ＝最大繰り返し回数となっている場合（ステップＳ２２０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、最短動作時間の生成軌道に対応する動作指令を各軸モータ制御部に出力する（ステップＳ２６０）。

ここで、実施の形態３におけるステップＳ１７０の処理、すなわち他軸の動作指令を調整する処理の詳細について図２９を用いて説明する。図２９は、実施の形態３にかかるロボット制御装置が他軸の動作指令を調整する処理の処理手順を示すフローチャートである。図３０は、実施の形態３にかかるロボット制御装置が用いる各軸モータの動作指令を説明するための図である。図３０では、各軸モータの動作指令の値を表現するパラメータを図示している。

実施の形態３では、動作指令生成部２４は、各軸モータの動作指令としてモータ速度指令を使用する。また、実施の形態３では、動作指令生成部２４は、各軸モータの動作指令の調整を簡易化するために、図３０に示すパラメータを動作指令パラメータとして使用する。

１つ目の動作指令パラメータは、動作中の角度変化の回数である。動作中の角度変化は、各軸モータの速度が０の状態から加速を行い、指定の最高速度に到達したら一定速度で稼働し、ある程度の時間が経過したら減速を行うという一連のモータ動作における角度変化である。実施の形態３では、ロボット１０１の軸ｊの軸モータであるｊ軸モータの動作中の角度変化の回数をｊｋとする。

２つ目の動作指令パラメータは、各角度変化の開始タイミングである。各角度変化の開始タイミングは、ロボット１０１のｊ軸モータの動作指令に対しｊｋ個存在する。実施の形態３では、ｊｋ番目の角度変化の開始タイミングをtime_jkとする。

３つ目の動作指令パラメータは、各角度変化における角速度の最高速度である。各角度変化における最高速度は、ロボット１０１のｊ軸モータの動作指令に対しｊｋ個存在する。実施の形態３では、ｊｋ番目の角度変化における最高速度をv_max_jkとする。

４つ目の動作指令パラメータは、各軸モータが最高速度を出力する時間の長さである。各軸モータが最高速度を出力する時間の長さは、ロボット１０１のｊ軸モータの動作指令に対しｊｋ個存在する。実施の形態３では、ｊｋ番目の角度変化における各軸モータが最高速度を出力する時間の長さである出力時間をct_jkとする。

５つ目の動作指令パラメータは、各角度変化における加速度である。各角度変化における加速度は、ロボット１０１のｊ軸モータの動作指令に対しｊｋ個存在する。実施の形態３では、ｊｋ番目の各角度変化における加速度をa_jkとする。

６つ目の動作指令パラメータは、各角度変化における減速度である。各角度変化における減速度はロボット１０１のｊ軸モータの動作指令に対しｊｋ個存在する。実施の形態３では、ｊｋ番目の各角度変化における減速度をd_jkとする。

まず、動作指令生成部２４は、全ての他軸に対して動作中の角度変化の回数であるｊｋを設定する（ステップＳ８１０）。関節補間軌道Ｒ０においては、全ての軸がｊｋ＝１である。

動作指令生成部２４は、障害物３１との間で干渉を回避する軌道を学習して生成する。この干渉を回避する軌道は、関節補間軌道Ｒ０よりも自由度が高いので、動作指令生成部２４は、ｊｋ＝２以上となる軸が複数存在するよう軌道を生成することが望ましい。

次に、動作指令生成部２４は、各角度変化について、加速度a_jkおよび減速度d_jkの仮の値を設定する（ステップＳ８２０）。この場合において、動作指令生成部２４は、a_jkおよびd_jkとして、各軸モータが単体で出力可能な最大加速度を超えない値を設定する。

次に、動作指令生成部２４は、一次学習を繰り返す処理で繰り返し回数の判断に用いるカウンタである第１の学習用カウンタを初期化する。すなわち、動作指令生成部２４は、第１の学習用カウンタにｉ２＝１を代入する（ステップＳ８３０）。第１の学習用カウンタは、後述するステップＳ８７０の処理で用いられるカウンタである。

次に、動作指令生成部２４は、動作指令パラメータのうち、開始タイミングtime_jk、最高速度v_max_jk、および出力時間ct_jkの候補である候補Ｃ１を生成する（ステップＳ８４０）。具体的には、動作指令生成部２４は、動作指令パラメータのうち、角度変化の開始タイミングtime_jkと、各角度変化における最高速度v_max_jkと、各軸モータが最高速度を出力する出力時間ct_jkの初期値と、を設定した動作指令の候補Ｃ１を生成する。ここでの動作指令生成部２４は、v_max_jkとして、各軸モータの出力可能な最高速度を超えない値を設定する。また、動作指令生成部２４は、time_jkとして、関節補間軌道Ｒ０での動作時間を超えない値を設定する。

動作指令生成部２４は、次のステップＳ８５０の処理で使用するパラメータ学習アルゴリズムに基づいて、生成する候補Ｃ１の組数を決定する。ステップＳ８５０の処理で使用するパラメータ学習アルゴリズムは、動作指令パラメータを学習するアルゴリズムである。すなわち、ステップＳ８５０の処理で使用するパラメータ学習アルゴリズムは、動作指令を表現するパラメータの評価関数（後述する評価関数Ｊ１）を学習するアルゴリズムである。

動作指令生成部２４は、例えば、ステップＳ８５０の処理で群強化学習または遺伝アルゴリズムを使用する場合には、候補Ｃ１となる動作指令パラメータの組を複数用意する。また、動作指令生成部２４は、ステップＳ８５０の処理でベイズ最適化を使用する場合には、候補Ｃ１となる動作指令パラメータの組を一組用意する。

次に、動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ１に基づいて、生成した各候補Ｃ１の値を更新する（ステップＳ８５０）。すなわち、動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ１に基づいて、角度変化の開始タイミングtime_jk、各角度変化における最高速度v_max_jk、および各軸モータが最高速度を出力する出力時間ct_jkの各値を更新する。動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ１の評価値Ｖ１を最小化するように、動作指令パラメータの各候補Ｃ１の値を更新する。

動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ１として、例えば、以下の式（２１）に示す関数を使用する。式（２１）では、c₁はc₁＞０を満たす任意の定数であり、tactは、使用した動作指令パラメータの候補Ｃ１における動作指令での動作時間である。

式（２１）に示す関数の第１項は、動作中にロボット１０１と障害物３１との衝突が発生した場合に大きくなる。式（２１）に示す関数の第２項は、候補Ｃ１となる動作指令パラメータから動作指令を生成した際の動作時間に比例する。式（２１）に示す関数の値である評価値Ｖ１を小さくする候補Ｃ１は、ロボット１０１と障害物３１の衝突を回避し、動作時間が抑制された候補である。すなわち、動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ１を学習するパラメータ学習アルゴリズムに基づいて、ロボット１０１と障害物３１との衝突を回避しつつ第３の動作時間を抑制したパラメータの候補Ｃ１を生成する。評価値Ｖ１は、動作時間が短いほど低くなる。

前述したように、動作指令生成部２４が用いるステップＳ８５０のパラメータ学習アルゴリズムは、例えば、群強化学習、遺伝アルゴリズム、ベイズ最適化などの任意のブラックボックス最適化手法である。

次に、動作指令生成部２４は、更新した動作指令パラメータの候補Ｃ１のうち、評価関数Ｊ１の値である評価値Ｖ１が、事前に指定しておいた指定値ＴＨ１以下となる候補Ｃ１が１つ以上存在するか否かを確認する（ステップＳ８６０）。事前に指定しておく指定値ＴＨ１は、例えば、関節補間軌道Ｒ０での動作時間の２倍程度の値である。

評価値Ｖ１が指定値ＴＨ１以下となる候補Ｃ１が存在しない場合（ステップＳ８６０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、繰り返し回数が最大繰り返し回数となっているか否かを判断する。すなわち、動作指令生成部２４は、ｉ２＝最大繰り返し回数となっているか否かを判断する（ステップＳ８７０）。

ｉ２＝最大繰り返し回数である場合（ステップＳ８７０、Ｙｅｓ）、ステップＳ１９１の処理、すなわち代表軸を含む全軸の動作指令を調整する処理に移行する。ｉ２＝最大繰り返し回数でない場合（ステップＳ８７０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、ｉ２に１を加算し（ステップＳ８８０）、ステップＳ８５０の処理に戻る。

動作指令生成部２４は、評価値Ｖ１が指定値ＴＨ１以下となる候補Ｃ１が存在せず（ステップＳ８６０、Ｎｏ）、ｉ２＝最大繰り返し回数でない場合（ステップＳ８７０、Ｎｏ）、ステップＳ８５０からＳ８８０までの処理を繰り返す。

評価値Ｖ１が指定値ＴＨ１以下となる候補Ｃ１が１つでも存在する場合（ステップＳ８６０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、一次学習を繰り返す処理で繰り返し回数の判断に用いるカウンタである第２の学習用カウンタを初期化する。すなわち、動作指令生成部２４は、第２の学習用カウンタにｉ３＝１を代入する（ステップＳ８９０）。第２の学習用カウンタは、後述するステップＳ９３０の処理で用いられるカウンタである。

次に、動作指令生成部２４は、評価値Ｖ１が指定値ＴＨ１以下となるパラメータの候補Ｃ１に基づいて、動作指令パラメータのうち、開始タイミングtime_jk、最高速度v_max_jk、出力時間ct_jk、加速度a_jk、および減速度d_jkの候補である候補Ｃ２を生成する（ステップＳ９００）。具体的には、動作指令生成部２４は、動作指令パラメータのうち、角度変化の開始タイミングtime_jkと、各角度変化における最高速度v_max_jkと、各軸モータが最高速度を出力する出力時間ct_jkと、加速度a_jkの初期値と、および減速度d_jkの初期値とを設定した動作指令の候補である候補Ｃ２を生成する。ここでの動作指令生成部２４は、ステップＳ８６０において評価値Ｖ１が指定値ＴＨ１以下となる候補Ｃ１のtime_jk、v_max_jk、およびct_jkを用いる。

動作指令生成部２４は、次のステップＳ９１０の処理で使用するパラメータ学習アルゴリズムに基づいて、生成する候補Ｃ２の数を決定する。ステップＳ９１０の処理で使用するパラメータ学習アルゴリズムは、動作指令パラメータを学習するアルゴリズムである。すなわち、ステップＳ９１０の処理で使用するパラメータ学習アルゴリズムは、動作指令を表現するパラメータの評価関数（後述する評価関数Ｊ２）を学習するアルゴリズムである。

動作指令生成部２４は、例えば、ステップＳ９１０の処理で群強化学習または遺伝アルゴリズムを使用する場合には、候補Ｃ２となる動作指令パラメータの組を複数用意する。また、動作指令生成部２４は、ステップＳ９１０の処理でベイズ最適化を使用する場合には、候補Ｃ２となる動作指令パラメータの組を一組用意する。

次に、動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ２に基づいて、生成した各候補Ｃ２の値を更新する（ステップＳ９１０）。すなわち、動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ２に基づいて、角度変化の開始タイミングtime_jk、各角度変化における最高速度v_max_jk、各軸モータが最高速度を出力する出力時間ct_jk、加速度a_jk、および減速度d_jkの各値を更新する。動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ２の評価値Ｖ２を最小化するように、動作指令パラメータの各候補Ｃ２の値を更新する。

動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ２として、例えば、以下の式（２２）に示す関数を使用する。式（２２）では、c₁はc₁＞０を満たす任意の定数であり、c₂はc₂＞０を満たす任意の定数である。また、tactは、使用した動作指令パラメータの候補Ｃ２における動作指令での動作時間である。torque_oは、動作中にトルク制約を超過した軸があった場合、最大超過量の絶対値であり、動作中に何れの軸もトルク制約を超過しない場合は０とする。

式（２２）に示す関数の第１項は、動作中にロボット１０１と障害物３１との衝突が発生した場合に大きくなる。式（２２）に示す関数の第２項は、候補Ｃ２となる動作指令パラメータから動作指令を生成した際の動作時間に比例する。式（２２）に示す関数の第３項は、ロボット１０１のトルク制約に関する項であり、制約を違反するほど第３項の値が大きくなる。ここで、ロボット１０１のトルク制約は、ロボット１０１の姿勢および各軸速度に依存するため動作中で値が変化する。式（２２）に示す関数の値である評価値Ｖ２を小さくする候補Ｃ２は、ロボット１０１と障害物３１の衝突を回避し、動作中のロボット１０１のトルク制約を満たし、かつ動作時間が抑制された候補である。すなわち、動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ２を学習するパラメータ学習アルゴリズムに基づいて、ロボット１０１と障害物３１との衝突を回避し、かつ動作中のロボット１０１のトルク制約を満たし、かつ第３の動作時間を抑制したパラメータの候補Ｃ２を生成する。評価値Ｖ２は、動作時間が短いほど低くなる。

前述したように、動作指令生成部２４が用いるステップＳ９１０のパラメータ学習アルゴリズムは、例えば、群強化学習、遺伝アルゴリズム、ベイズ最適化などの任意のブラックボックス最適化手法である。

次に、動作指令生成部２４は、更新した動作指令パラメータの候補Ｃ２のうち、評価関数Ｊ２の値である評価値Ｖ２が、事前に指定しておいた指定値ＴＨ２以下となる候補Ｃ２が１つ以上存在するか否かを確認する（ステップＳ９２０）。事前に指定しておく指定値ＴＨ２は、例えば、関節補間軌道Ｒ０での動作時間の値である。

評価値Ｖ２が指定値ＴＨ２以下となる候補Ｃ２が１つでも存在する場合（ステップＳ９２０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、評価値Ｖ２が最小となる候補Ｃ２を他軸の動作指令に設定する（ステップＳ９５０）。すなわち、動作指令生成部２４は、動作時間が最短となる候補Ｃ２を１つ選択し、選択した候補Ｃ２を、他軸の動作指令を調整する際のパラメータに設定する。

一方、評価値Ｖ２が指定値ＴＨ２以下となる候補Ｃ２が存在しない場合（ステップＳ９２０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、繰り返し回数が最大繰り返し回数となっているか否かを判断する。すなわち、動作指令生成部２４は、ｉ３＝最大繰り返し回数となっているか否かを判断する（ステップＳ９３０）。

ｉ３＝最大繰り返し回数である場合（ステップＳ９３０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、評価値Ｖ２が最小となる候補Ｃ２を他軸の動作指令に設定する（ステップＳ９５０）。

ｉ３＝最大繰り返し回数でない場合（ステップＳ９３０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、ｉ３に１を加算し（ステップＳ９４０）、ステップＳ９１０の処理に戻る。

動作指令生成部２４は、評価値Ｖ２が指定値ＴＨ２以下となる候補Ｃ２が存在せず（ステップＳ９２０、Ｎｏ）、ｉ３＝最大繰り返し回数でない場合（ステップＳ９３０、Ｎｏ）、ステップＳ９１０からＳ９４０までの処理を繰り返す。そして、動作指令生成部２４は、評価値Ｖ２が指定値ＴＨ２以下となる候補Ｃ２が１つでも存在するか、またはｉ３＝最大繰り返し回数になると、評価値Ｖ２が最小となる候補Ｃ２を他軸の動作指令に設定する（ステップＳ９５０）。この後、動作指令生成部２４は、ステップＳ１７０の処理を実行する。

図２８に示したステップＳ１７０の処理が完了すると、動作指令生成部２４は、ステップＳ９５０で設定した動作指令を用いてロボット１０１を動作させた場合の動作時間が関節補間軌道Ｒ０での動作時間以下であるか否かを確認する。すなわち、動作指令生成部２４は、生成軌道が障害物３１を回避するか否かを判断する（ステップＳ１８０）。

動作指令生成部２４は、生成軌道が障害物３１を回避する場合（ステップＳ１８０、Ｙｅｓ）、ステップＳ２６０の処理を実行する。一方、生成軌道が障害物３１を回避できない場合（ステップＳ１８０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、代表軸を含む全軸の動作指令を調整し、調整後の動作指令で軌道を生成する（ステップＳ１９１）。

ここで、実施の形態３におけるステップＳ１９１の処理、すなわち代表軸を含む全軸の動作指令を調整する処理の詳細について図３１を用いて説明する。図３１は、実施の形態３にかかるロボット制御装置が全軸の動作指令を調整する処理の処理手順を示すフローチャートである。

まず、動作指令生成部２４は、代表軸を含む全軸に対して動作中の角度変化の回数であるｊｋを設定する（ステップＳ１０１０）。動作指令生成部２４は、他軸のｊｋについては、ステップＳ９５０で設定された値に設定することが望ましい。

次に、動作指令生成部２４は、各角度変化について、加速度a_jkおよび減速度d_jkの仮の値を設定する（ステップＳ１０２０）。動作指令生成部２４は、他軸の加速度a_jkおよび減速度d_jkについては、ステップＳ９５０で設定された値に設定することが望ましい。

次に、動作指令生成部２４は、学習を繰り返す処理で繰り返し回数の判断に用いるカウンタである第３の学習用カウンタを初期化する。すなわち、動作指令生成部２４は、第３の学習用カウンタにｉ４＝１を代入する（ステップＳ１０３０）。第３の学習用カウンタは、後述するステップＳ１０７０の処理で用いられるカウンタである。

次に、動作指令生成部２４は、動作指令パラメータのうち、開始タイミングtime_jk、最高速度v_max_jk、出力時間ct_jk、加速度a_jk、および減速度d_jkの候補である候補Ｃ３を生成する（ステップＳ１０４０）。具体的には、動作指令生成部２４は、動作指令パラメータのうち、角度変化の開始タイミングtime_jkと、各角度変化における最高速度v_max_jkと、各軸モータが最高速度を出力する出力時間ct_jkと、加速度a_jkの初期値、および減速度d_jkの初期値を設定した動作指令の候補である候補Ｃ３を生成する。

動作指令生成部２４は、次のステップＳ１０５０の処理で使用するパラメータ学習アルゴリズムに基づいて、生成する候補Ｃ３の数を決定する。ステップＳ１０５０の処理で使用するパラメータ学習アルゴリズムは、動作指令パラメータを学習するアルゴリズムである。すなわち、ステップＳ１０５０の処理で使用するパラメータ学習アルゴリズムは、動作指令を表現するパラメータの評価関数（後述する評価関数Ｊ３）を学習するアルゴリズムである。

動作指令生成部２４は、例えば、ステップＳ１０５０の処理で群強化学習または遺伝アルゴリズムを使用する場合には、候補Ｃ３となる動作指令パラメータの組を複数用意する。また、動作指令生成部２４は、ステップＳ１０５０の処理でベイズ最適化を使用する場合には、候補Ｃ３となる動作指令パラメータの組を一組用意する。

次に、動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ３に基づいて、生成した各候補Ｃ３の値を更新する（ステップＳ１０５０）。すなわち、動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ３に基づいて、角度変化の開始タイミングtime_jk、各角度変化における最高速度v_max_jk、各軸モータが最高速度を出力する出力時間ct_jk、加速度a_jk、および減速度d_jkの各値を更新する。動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ３の評価値Ｖ３を最小化するように、動作指令パラメータの各候補Ｃ３の値を更新する。

動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ３として、例えば、上述の式（２２）に示す数式のＪ２をＪ３に入れ替えた数式を使用する。この式（２２）に示す関数の値である評価値Ｖ３を小さくする候補Ｃ３は、ロボット１０１と障害物３１との衝突を回避し、動作中のロボット１０１のトルク制約を満たし、かつ動作時間が抑制された候補である。すなわち、動作指令生成部２４は、評価関数Ｊ３を学習するパラメータ学習アルゴリズムに基づいて、ロボット１０１と障害物３１との衝突を回避し、かつ動作中のロボット１０１のトルク制約を満たし、かつ第３の動作時間を抑制したパラメータの候補Ｃ３を生成する。評価値Ｖ３は、動作時間が短いほど低くなる。

前述したように、動作指令生成部２４が用いるステップＳ１０５０のパラメータ学習アルゴリズムは、例えば、群強化学習、遺伝アルゴリズム、ベイズ最適化などの任意のブラックボックス最適化手法である。

次に、動作指令生成部２４は、更新した動作指令パラメータの候補Ｃ３のうち、評価関数Ｊ３の値である評価値Ｖ３が、事前に指定しておいた指定値ＴＨ３以下となる候補Ｃ３が１つ以上存在するか否かを確認する（ステップＳ１０６０）。事前に指定しておく指定値ＴＨ３は、例えば、関節補間軌道Ｒ０での動作時間の値である。

評価値Ｖ３が指定値ＴＨ３以下となる候補Ｃ３が１つでも存在する場合（ステップＳ１０６０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、評価値Ｖ３が最小となる候補Ｃ３を各軸の動作指令に設定する（ステップＳ１０９０）。すなわち、動作指令生成部２４は、動作時間が最短となる候補Ｃ３を１つ選択し、選択した候補Ｃ３を、各軸の動作指令を調整する際のパラメータに設定する。

一方、評価値Ｖ３が指定値ＴＨ３以下となる候補Ｃ３が存在しない場合（ステップＳ１０６０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、繰り返し回数が最大繰り返し回数となっているか否かを判断する。すなわち、動作指令生成部２４は、ｉ４＝最大繰り返し回数となっているか否かを判断する（ステップＳ１０７０）。

ｉ４＝最大繰り返し回数である場合（ステップＳ１０７０、Ｙｅｓ）、動作指令生成部２４は、評価値Ｖ３が最小となる候補Ｃ３を各軸の動作指令に設定する（ステップＳ１０９０）。

ｉ４＝最大繰り返し回数でない場合（ステップＳ１０７０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、ｉ４に１を加算し（ステップＳ１０８０）、ステップＳ１０５０の処理に戻る。

動作指令生成部２４は、評価値Ｖ３が指定値ＴＨ３以下となる候補Ｃ３が存在せず（ステップＳ１０６０、Ｎｏ）、ｉ４＝最大繰り返し回数でない場合（ステップＳ１０７０、Ｎｏ）、ステップＳ１０５０からＳ１０８０までの処理を繰り返す。そして、動作指令生成部２４は、評価値Ｖ３が指定値ＴＨ３以下となる候補Ｃ３が１つでも存在するか、またはｉ４＝最大繰り返し回数になると、評価値Ｖ３が最小となる候補Ｃ３を他軸の動作指令に設定する（ステップＳ１０９０）。この後、動作指令生成部２４は、図２８で説明したステップＳ２００以降の処理を実行する。

ステップＳ２２０の処理において、ｉ＝最大繰り返し回数となっていない場合（ステップＳ２２０、Ｎｏ）、動作指令生成部２４は、ｉに１を加算し（ステップＳ２５０）、ステップＳ１７０の処理に戻る。すなわち、第１の繰り返しカウンタの値が、最大繰り返し回数に達していない場合、動作指令生成部２４は、ステップＳ１７０の処理に戻って他軸の動作指令を調整し、軌道を再生成する。この場合において、動作指令生成部２４は、ステップＳ１７０の処理で設定する動作中の角度変更回数のｊｋを変更することで、前回の試行とは異なる軌道を生成することが可能である。

実施の形態３でも、動作指令生成部２４は、実施の形態１，２と同様に、生成軌道に従って動作した場合に動作時間が関節補間軌道Ｒ０での動作時間以下となる軌道を優先して出力する。また、動作指令生成部２４は、全ての生成軌道が関節補間軌道Ｒ０での動作時間よりも長い場合には、生成軌道の中で最も動作時間が短い軌道を選択する。したがって、動作指令生成部２４は、障害物３１との干渉を回避する軌道の中で動作時間が最短となる軌道を選択できる。なお、実施の形態３で説明した学習処理を実施の形態２での軌道の生成処理に適用してもよい。

このように、実施の形態３によれば、動作指令生成部２４は、各軸モータの動作指令を有限個数の動作指令パラメータで表現し、動作指令パラメータを既存の学習アルゴリズムを用いて調整することで軌道を生成している。したがって、動作指令生成部２４は、有限回数の調整試行で障害物３１を回避する軌道を生成できる。また、動作指令生成部２４は、衝突を回避した動作指令を、短時間で算出することが可能となる。

ここで、ロボット制御装置２００のハードウェア構成について説明する。図３２は、実施の形態１から３にかかるロボット制御装置のハードウェア構成を示す図である。

ロボット制御装置２００は、図３２に示した制御回路、すなわちプロセッサ３０１およびメモリ３０２により実現することができる。プロセッサ３０１の例は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）またはシステムＬＳＩ（Large Scale Integration）である。メモリ３０２の例は、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）である。

ロボット制御装置２００は、プロセッサ３０１が、メモリ３０２で記憶されている、ロボット制御装置２００の動作を実行するためのプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、このプログラムは、ロボット制御装置２００の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ロボット制御装置２００で実行されるプログラムは、動作指令生成部２４、および各軸モータ制御部を含むモジュール構成となっており、これらが主記憶装置上にロードされ、これらが主記憶装置上に生成される。

メモリ３０２は、障害物情報、ロボット情報および端点情報を記憶する。メモリ３０２は、プロセッサ３０１が各種処理を実行する際の一時メモリにも使用される。

プロセッサ３０１が実行するプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータプログラムプロダクトとして提供されてもよい。また、プロセッサ３０１が実行するプログラムは、インターネットなどのネットワーク経由でロボット制御装置２００に提供されてもよい。

また、ロボット制御装置２００を専用のハードウェアで実現してもよい。また、ロボット制御装置２００の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

２１ 障害物モデル記憶部、２２ ロボットモデル記憶部、２３ 端点記憶部、２４ 動作指令生成部、３１～３３，４１ 障害物、１００ ロボットシステム、１０１ ロボット、１０２ 手先ツール、１０３ ワーク、２００ ロボット制御装置、３０１ プロセッサ、３０２ メモリ、６０１，６０１ａ，６０１ｂ，６０３～６０６ 経由エリア、６０２ 軌道、Ｂ１ 第１軸モータ制御部、Ｂ２ 第２軸モータ制御部、Ｂ３ 第３軸モータ制御部、Ｂ４ 第４軸モータ制御部、Ｂ５ 第５軸モータ制御部、Ｂ６ 第６軸モータ制御部、Ｅ１ 第１軸エンコーダ、Ｅ２ 第２軸エンコーダ、Ｅ３ 第３軸エンコーダ、Ｅ４ 第４軸エンコーダ、Ｅ５ 第５軸エンコーダ、Ｅ６ 第６軸エンコーダ、Ｍ１ 第１軸モータ、Ｍ２ 第２軸モータ、Ｍ３ 第３軸モータ、Ｍ４ 第４軸モータ、Ｍ５ 第５軸モータ、Ｍ６ 第６軸モータ、Ｌ１～Ｌ３，Ｌ５～Ｌ７ 指令直線、Ｐ_G 動作終点、Ｐ_R 仮中継点、Ｐ_S 動作始点。

Claims (12)

1. ロボットの関節を移動させる複数の軸のそれぞれを駆動する各軸モータを制御する軸モータ制御部と、
   前記ロボットの情報であるロボット情報、前記ロボットの特定位置が動作を開始する動作始点の情報と前記ロボットの特定位置が動作を終了する動作終点の情報とを含んだ端点情報、および前記ロボットに対する障害物の情報である障害物情報を記憶する記憶部と、
   前記障害物を考慮せず前記ロボットの特定位置を前記動作始点から前記動作終点まで移動させた場合に移動の動作時間である第１の動作時間が最短となる前記各軸モータへの動作指令である第１の動作指令を前記ロボット情報および前記端点情報に基づいて生成するとともに、前記軸のうち、前記第１の動作指令で動作した場合に動作時間が最長となる軸を代表軸として選択する動作指令生成部と、
   を備え、
   前記第１の動作指令は、前記代表軸以外の軸である他軸への動作指令である他軸指令と、前記代表軸への動作指令である代表軸指令とを含み、
   前記動作指令生成部は、
   前記第１の動作指令とは異なる動作指令を生成し、生成された前記動作指令に含まれる他軸指令による動作時間である第２の動作時間を短縮するよう前記他軸指令を調整し、
   前記障害物情報に基づいて、前記代表軸指令および調整後の前記他軸指令を含んだ第２の動作指令に対応する第１の軌道が、前記ロボットと前記障害物との衝突を回避する軌道であると判断した場合には、前記第１の軌道に対応する第２の動作指令を前記軸モータ制御部に出力する、
   ことを特徴とするロボット制御装置。
2. 前記動作指令生成部は、
   前記ロボット情報および前記端点情報に基づいて前記代表軸指令を調整し、
   前記障害物情報に基づいて、調整後の前記代表軸指令および調整後の前記他軸指令を含んだ第３の動作指令に対応する第２の軌道が、前記ロボットと前記障害物との衝突を回避する軌道であり、かつ前記第３の動作指令による動作時間である第３の動作時間が前記第２の動作時間よりも長くなっていないと判断した場合には、前記第３の動作指令のうち前記第３の動作時間が最短となる第３の動作指令を前記軸モータ制御部に出力する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。
3. 前記動作指令生成部は、
   前記他軸指令を調整しても前記ロボットと前記障害物との衝突を回避できない場合に、前記代表軸指令を調整する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のロボット制御装置。
4. 前記動作指令生成部は、
   前記動作始点から前記動作終点までの間に配置される１または複数の経由エリアを通過するよう、前記第１の動作指令とは異なる動作指令を生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のロボット制御装置。
5. 前記動作指令生成部は、
   前記動作始点から前記動作終点までの間に配置される１または複数の経由エリアを通過するよう、前記他軸指令および前記代表軸指令の少なくとも一方を調整する、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載のロボット制御装置。
6. 前記動作指令生成部は、
   前記第３の動作時間が、前記第１の動作時間と同じにならない場合には、前記経由エリアを変更して前記他軸指令および前記代表軸指令の少なくとも一方を調整する、
   ことを特徴とする請求項５に記載のロボット制御装置。
7. 前記動作指令生成部は、前記動作指令を表現するパラメータとして前記経由エリア毎に異なるパラメータを適用して前記他軸指令および前記代表軸指令の少なくとも一方を調整する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のロボット制御装置。
8. 前記動作指令生成部は、
   前記動作指令を表現するパラメータの評価関数を学習するパラメータ学習アルゴリズムに基づいて、前記ロボットと前記障害物との衝突を回避しつつ前記第３の動作時間を抑制した前記パラメータの候補を生成し、前記ロボットの動作時間が最短となる候補を、前記他軸指令または前記代表軸指令を調整する際のパラメータに設定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のロボット制御装置。
9. 前記パラメータは、前記各軸モータの角度変化の回数、各前記角度変化の開始タイミング、各前記角度変化における最高速度、前記各軸モータが最高速度を出力する時間である出力時間の長さ、各前記角度変化における加速度、各前記角度変化における減速度の少なくとも１つを含んでいる、
   ことを特徴とする請求項８に記載のロボット制御装置。
10. 前記動作指令生成部は、
    前記ロボットのトルク制約を満たす前記パラメータの候補を生成する、
    ことを特徴とする請求項８または９に記載のロボット制御装置。
11. ロボットの関節を移動させる複数の軸のそれぞれを駆動する各軸モータを制御するロボット制御方法であって、
    前記ロボットの情報であるロボット情報、前記ロボットの特定位置が動作を開始する動作始点の情報と前記ロボットの特定位置が動作を終了する動作終点の情報とを含んだ端点情報を取得する第１の取得ステップ、および前記ロボットに対する障害物の情報である障害物情報を記憶しておく記憶ステップと、
    前記障害物を考慮せず前記ロボットの特定位置を前記動作始点から前記動作終点まで移動させた場合に移動の動作時間である第１の動作時間が最短となる前記各軸モータへの動作指令である第１の動作指令を前記ロボット情報および前記端点情報に基づいて生成する第１の生成ステップと、
    前記軸のうち、前記第１の動作指令で動作した場合に動作時間が最長となる軸を代表軸として選択する選択ステップと、
    前記ロボットと前記障害物との衝突を回避する軌道を生成する第２の生成ステップと、
    を含み、
    前記第１の動作指令は、前記代表軸以外の軸である他軸への動作指令である他軸指令と、前記代表軸への動作指令である代表軸指令とを含み、
    前記第２の生成ステップでは、
    前記第１の動作指令とは異なる動作指令を生成し、生成された前記動作指令に含まれる他軸指令による動作時間である第２の動作時間を短縮するよう前記他軸指令を調整し、
    前記障害物情報に基づいて、前記代表軸指令および調整後の前記他軸指令を含んだ第２の動作指令に対応する第１の軌道が、前記ロボットと前記障害物との衝突を回避する軌道であると判断した場合には、前記第１の軌道に対応する第２の動作指令を、各軸モータを制御する軸モータ制御部に出力する、
    ことを特徴とするロボット制御方法。
12. ロボットの関節を移動させる複数の軸のそれぞれを駆動する各軸モータを制御するロボット制御プログラムであって、
    前記ロボットの情報であるロボット情報、前記ロボットの特定位置が動作を開始する動作始点の情報と前記ロボットの特定位置が動作を終了する動作終点の情報とを含んだ端点情報を取得する第１の取得ステップ、および前記ロボットに対する障害物の情報である障害物情報を記憶しておく記憶ステップと、
    前記障害物を考慮せず前記ロボットの特定位置を前記動作始点から前記動作終点まで移動させた場合に移動の動作時間である第１の動作時間が最短となる前記各軸モータへの動作指令である第１の動作指令を前記ロボット情報および前記端点情報に基づいて生成する第１の生成ステップと、
    前記軸のうち、前記第１の動作指令で動作した場合に動作時間が最長となる軸を代表軸として選択する選択ステップと、
    前記ロボットと前記障害物との衝突を回避する軌道を生成する第２の生成ステップと、
    をコンピュータに実行させ、
    前記第１の動作指令は、前記代表軸以外の軸である他軸への動作指令である他軸指令と、前記代表軸への動作指令である代表軸指令とを含み、
    前記第２の生成ステップでは、
    前記第１の動作指令とは異なる動作指令を生成し、生成された前記動作指令に含まれる他軸指令による動作時間である第２の動作時間を短縮するよう前記他軸指令を調整し、
    前記障害物情報に基づいて、前記代表軸指令および調整後の前記他軸指令を含んだ第２の動作指令に対応する第１の軌道が、前記ロボットと前記障害物との衝突を回避する軌道であると判断した場合には、前記第１の軌道に対応する第２の動作指令を、各軸モータを制御する軸モータ制御部に出力する、
    ことを特徴とするロボット制御プログラム。

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