JP6379921B2 - Robot operation device, robot system, and robot operation program - Google Patents
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Description
本発明は、ロボットを手動操作する際に用いられるロボット操作装置、そのロボット操作装置を備えたロボットシステム、及びそのロボットシステムに用いられるロボット操作プログラムに関する。 The present invention relates to a robot operation device used when manually operating a robot, a robot system including the robot operation device, and a robot operation program used in the robot system.
例えば産業用のロボットシステムにおいては、ロボットを手動により動作させること(マニュアル動作)が可能となっている。このような動作は、例えば教示作業(ティーチング)などを行う際に利用される。この場合、ユーザは、ロボットを制御するコントローラに接続されたペンダント(ティーチングペンダント)などを用いて、手動でロボットの操作を行うことになる。そのため、ペンダントには、手動操作を行うための専用の各種操作キー(機械的なスイッチからなるキー)が設けられている(例えば特許文献1参照)。 For example, in an industrial robot system, it is possible to manually operate the robot (manual operation). Such an operation is used when, for example, teaching work (teaching) is performed. In this case, the user manually operates the robot using a pendant (teaching pendant) connected to a controller that controls the robot. For this reason, the pendant is provided with various operation keys (keys composed of mechanical switches) dedicated for manual operation (see, for example, Patent Document 1).
ペンダントの表示部には、タッチ操作可能なタッチパネルが用いられることが多い。上記手動操作を、このようなタッチパネルなどを利用したタッチ操作により行えるようにすれば、専用の操作キーを設ける必要が無くなり、ペンダントの小型化(あるいは表示部の画面サイズの拡大)、低価格化などを実現できるといった効果が期待できる。しかし、専用の操作キーと同様のタッチスイッチをタッチパネル上に形成するといった単純な置き換えだけでは、次のような問題が生じる。 A touch panel that can be touch-operated is often used for the display part of the pendant. If the above manual operation can be performed by a touch operation using such a touch panel, there is no need to provide a dedicated operation key, and the pendant can be downsized (or the screen size of the display unit can be increased) and the price can be reduced. The effect that can be realized is expected. However, the following problem arises only by a simple replacement such as forming a touch switch similar to a dedicated operation key on the touch panel.
すなわち、物理的な操作キーの場合、ユーザは、その操作の熟練度にもよるが、ペンダントを直視しなくても、操作しようとする操作キーの位置を手探りで把握することが可能である。これに対し、タッチパネル上に形成されるタッチスイッチの位置は、操作キーとは異なり、手探りで把握することはできない。ロボットの手動操作が行われる際、ユーザがロボットから視線を逸らさないつまりペンダントを直視しないということは、安全性の面から極めて重要なことである。しかし、操作キーを単純にタッチスイッチに置き換えた場合、ユーザは、操作の度にペンダントの表示部を見る必要が生じ、その際にはロボットから視線を逸らさざるを得ないため、安全性が低下するおそれがある。 That is, in the case of a physical operation key, the user can grasp the position of the operation key to be operated by groping without looking directly at the pendant, depending on the skill level of the operation. On the other hand, the position of the touch switch formed on the touch panel cannot be grasped by groping unlike the operation keys. When manual operation of the robot is performed, it is extremely important in terms of safety that the user does not turn his / her line of sight from the robot, that is, does not look directly at the pendant. However, if the operation key is simply replaced with a touch switch, the user will need to look at the display of the pendant every time the operation is performed. There is a risk.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安全性の低下を招くことなく、ロボットの手動操作をタッチ操作により実現することができるロボット操作装置、そのロボット操作装置を備えたロボットシステム、及びそのロボットシステムに用いられるロボット操作プログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a robot operation device that can realize manual operation of a robot by touch operation without causing a decrease in safety, and the robot operation device. Another robot system and a robot operation program used for the robot system.
(請求項1)
請求項1に記載のロボット操作装置は、ユーザからタッチ操作の入力を受けるタッチパネルと、タッチパネルに入力された平面方向のタッチ操作を検出することができるタッチ操作検出部と、タッチ操作検出部の検出結果に基づいてロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部と、を備える。つまり、ロボット操作装置は、ロボットの手動操作をタッチ操作により実現するものである。このロボット操作装置の操作対象となるロボットは、複数の駆動軸を有する多関節型のロボットである。このような多関節型のロボットを手動操作する場合、ロボットの手先を基準として複数の駆動軸を組み合わせて駆動させるか、又は各駆動軸を個別に駆動させるか、のいずれかの態様が考えられる。以下の説明では、前者のロボットの手先を基準とした態様を手先系の動作と称し、後者の各駆動軸を個別に駆動させる態様を各軸系の動作と称する。
(Claim 1)
The robot operation device according to
産業界では、4つの駆動軸を備える4軸型のロボット、及び6つの駆動軸を備える6軸型のロボットが多用される。一般に、このようなロボットの手動操作は、例えばロボットの調整の最終段階における微調整のために用いられることが多い。そのため、ロボットの手動操作においては、ロボットの手先を基準とした細かい動作が可能であれば十分である。 In the industry, a 4-axis robot having four drive axes and a 6-axis robot having six drive axes are frequently used. In general, such manual operation of the robot is often used for fine adjustment in the final stage of adjustment of the robot, for example. Therefore, in the manual operation of the robot, it is sufficient if a fine operation based on the hand of the robot is possible.
この場合、手先系の動作では、4軸型のロボット及び6軸型のロボット共に、水平移動動作と称するロボットの手先をロボットの動作基準面に対して水平な平面方向に移動させる動作と、垂直移動動作と称するロボットの手先を動作基準面と直交する垂直軸方向に移動させる動作と、回転動作と称するロボットの手先を垂直軸回り方向へ回転させる動作と、を実行可能であれば十分であると考えられる。したがって、ロボット操作装置は、4軸型のロボット又は6軸型のロボットのいずれを操作対象とする場合であっても、手先系の動作を実行する場合には、少なくとも3種類の動作態様、すなわち水平移動動作と、垂直移動動作と、回転動作と、を適宜切り替えて動作させることができるようにする必要がある。 In this case, in the operation of the hand system, both the 4-axis type robot and the 6-axis type robot move the robot hand in a horizontal plane direction with respect to the robot operation reference plane, which is referred to as a horizontal movement operation, It is sufficient that an operation of moving the robot hand called a moving operation in the vertical axis direction orthogonal to the operation reference plane and an operation of rotating the robot hand called a rotating operation around the vertical axis can be performed. it is conceivable that. Therefore, the robot operating device is capable of operating at least three types of operation modes, that is, in the case of executing a hand system operation regardless of whether a 4-axis type robot or a 6-axis type robot is to be operated. It is necessary to switch between a horizontal movement operation, a vertical movement operation, and a rotation operation as appropriate.
また、ロボット操作装置は、各軸系の動作を実行する場合には、各駆動軸を適宜切り替えて動作させることができるようにする必要がある。この場合、例えば4軸型のロボットを操作対象とするものでは、ロボット操作装置に必要な操作入力の種類の数は4種類となる。また、6軸型のロボットを操作対象とするものでは、ロボット操作装置に必要な操作入力の数は6種類となる。 Further, when performing the operation of each axis system, the robot operating device needs to be able to operate by appropriately switching each drive axis. In this case, for example, when a four-axis type robot is to be operated, the number of types of operation inputs required for the robot operation device is four. In addition, in the case where a six-axis type robot is an operation target, the number of operation inputs required for the robot operation device is six.
しかし、一般的なタッチパネルは、画面をX−Y平面とした場合のX方向及びY方向の入力、すなわちユーザが画面をなぞるような2次元の入力つまり2種類の操作入力を検出するものが多い。したがって、ロボット操作装置にタッチパネルを採用する場合、2次元の操作入力で、複数種類の動作を切り替えて実行可能にすることが必要である。しかも、その操作は、ユーザにとって直感的で、かつ極力画面を直視せずに行えることが要求される。 However, many common touch panels detect inputs in the X direction and the Y direction when the screen is an XY plane, that is, two-dimensional inputs such as a user tracing the screen, that is, two types of operation inputs. . Therefore, when a touch panel is adopted as the robot operation device, it is necessary to switch and execute a plurality of types of operations with a two-dimensional operation input. In addition, the operation is required to be intuitive to the user and to be performed without looking directly at the screen as much as possible.
そこで、請求項1に記載のロボット操作装置の動作指令生成部は、操作判断処理と、操作対象決定処理と、動作指令生成処理と、を行うことができる。操作判断処理は、タッチ操作検出部で検出したタッチ操作がドラッグ操作である場合にそのドラッグ操作の全区間の中に当該ドラッグ操作を前半区間と後半区間とに区分する区分点が含まれるか否かを判断する処理である。操作対象決定処理は、ドラッグ操作に区分点が含まれる場合に、前半区間における操作方向に基づいて、操作対象となるロボットの駆動軸又は駆動態様を決定する処理である。動作指令生成処理は、ドラッグ操作に区分点が含まれる場合に、後半区間における操作方向に基づいてロボットの移動方向を決定するとともに後半区間における操作量に基づいてロボットの移動量を決定してロボットを移動させるための動作指令を生成する処理である。
Therefore, the operation command generation unit of the robot operation device according to
この場合、ドラッグ操作は、タッチパネル上において、操作の始点と終点が決まればよい。操作の始点とは、タッチパネル上においてユーザが指をタッチした位置である。操作の終点とは、タッチパネルからユーザが指を離した位置である。この場合、ドラッグ操作には、いわゆるフリック操作と称される、ユーザがタッチパネル上で指を弾くような操作も含まれる。 In this case, the drag operation may be performed by determining the start point and end point of the operation on the touch panel. The start point of the operation is a position where the user touches the finger on the touch panel. The end point of the operation is a position where the user releases the finger from the touch panel. In this case, the drag operation includes a so-called flick operation in which the user flips his / her finger on the touch panel.
これによれば、ロボット操作装置は、例えば手先系の動作を操作対象とする場合、前半区間のドラッグ操作を、水平移動動作と、垂直移動動作と、回転動作とに対してそれぞれ異なる操作方向に割り当てることができる。また、ロボット操作装置は、例えば各軸系の動作を操作対象とする場合、前半区間のドラッグ操作を、各駆動軸に対してそれぞれ異なる操作方向に割り当てることができる。これにより、ユーザは、前半区間におけるドラッグ操作の操作方向を、操作対象にしたい駆動軸又は動作態様に対応した方向にすることで、その駆動軸又は動作態様を操作対象にすることができる。そして、ユーザは、後半区間のドラッグ操作を行うことで、ロボットの移動量を決定してロボットを移動させることができる。この場合、ロボットの移動量には、実際にロボットが移動する量つまりロボットの移動距離のみならず、ロボットの移動速度又は移動時間も含まれる。これは、移動速度と移動時間とが決定されれば、移動距離が決定するためである。 According to this, for example, when the operation of the hand system is the operation target, the robot operation device performs the drag operation in the first half section in different operation directions for the horizontal movement operation, the vertical movement operation, and the rotation operation. Can be assigned. Further, for example, when the operation of each axis system is an operation target, the robot operation device can assign the drag operation of the first half section to different operation directions for each drive axis. Thereby, the user can set the drive axis or the operation mode as the operation target by setting the operation direction of the drag operation in the first half section to the direction corresponding to the drive axis or the operation mode to be operated. The user can move the robot by determining the amount of movement of the robot by performing a drag operation in the second half section. In this case, the movement amount of the robot includes not only the actual movement amount of the robot, that is, the movement distance of the robot, but also the movement speed or movement time of the robot. This is because the movement distance is determined if the movement speed and the movement time are determined.
この請求項1に記載のロボット操作装置によれば、ユーザは、前半区間のドラッグ操作の方向を変えることにより、操作対象とする駆動軸又は動作態様を選択することができる。そして、ユーザは、後半区間のドラッグ操作により、ロボットの移動方向及び移動量を決定してロボットを移動させることができる。したがって、ロボット操作装置は、タッチパネルを採用しつつ、ユーザが画面を直視しなくても直感的な操作を可能にすることができる。その結果、操作性の向上が図られ、安全性の低下を招くことなく、ロボットの手動操作をタッチ操作により実現することができる。また、操作性が向上することによって、教示に要する時間の短縮を図ることができる。 According to the robot operation device of the first aspect, the user can select the drive axis or the operation mode to be operated by changing the direction of the drag operation in the first half section. Then, the user can move the robot by determining the moving direction and moving amount of the robot by a drag operation in the latter half section. Therefore, the robot operation device can use the touch panel and enable an intuitive operation without the user looking directly at the screen. As a result, the operability is improved, and the manual operation of the robot can be realized by the touch operation without deteriorating the safety. In addition, since the operability is improved, the time required for teaching can be shortened.
ここで、例えばロボット操作装置には、操作対象とする駆動軸又は動作態様を一旦選択した後は、その操作対象を変更しない限り、操作対象を再度選択することなく手動操作を行えるものがある。しかし、ロボットの手動操作が行われる場面では、ユーザがロボットの手動操作を一時中断して他の作業を行った後に、再度ロボットの手動操作を行うことも考えられる。この場合、前回選択された操作対象をユーザが勘違いして記憶していると、ロボットが再度操作されたときに、ユーザの意図しない動作が行われる可能性がある。一方、請求項1に記載のロボット操作装置によれば、ユーザは、操作の度に操作対象にする駆動軸又は動作態様を選択することになる。そのため、ユーザには、現在どの駆動軸又は動作態様を操作対象にしているかの意識が働き易い。これにより、ユーザの勘違いなどによる誤作動を抑制することができ、その結果、安全性の向上が図られる。 Here, for example, in some robot operation devices, once a drive shaft or operation mode to be operated is selected, a manual operation can be performed without selecting the operation target again unless the operation target is changed. However, in a situation where manual operation of the robot is performed, it is also conceivable that the user performs the manual operation of the robot again after temporarily suspending the manual operation of the robot and performing other work. In this case, if the user misunderstood and memorizes the operation target selected last time, when the robot is operated again, an operation unintended by the user may be performed. On the other hand, according to the robot operation device of the first aspect, the user selects a drive axis or an operation mode to be operated every time the operation is performed. Therefore, it is easy for the user to be aware of which drive shaft or operation mode is currently targeted for operation. Thereby, malfunction due to misunderstanding of the user can be suppressed, and as a result, safety is improved.
また、このロボット操作装置は、指1本で入力操作を容易に行えることができる点でも利点である。そして、この利点は、いわゆるタッチペンやスタイラスペンといったポインティングデバイスを利用する際にも有効である。すなわち、産業用ロボットの動作環境を考慮すると、ユーザの安全を確保するためにユーザが手袋を装着していたり、ユーザの手指に潤滑油等のタッチ操作を阻害する物質が付着していたりする可能性がある。この場合、ユーザが手指でタッチ操作を行っても、ロボット操作装置がそのタッチ操作を正確に認識しない可能性がある。一方、ユーザが手袋を装着していたり、ユーザの手指に潤滑油等が付着していたりする場合であっても、ユーザは、上述したポインティングデバイスを利用することで、正確なタッチ操作を行うことができる。このような理由から、ロボット操作装置が産業用ロボットを操作対象とする場合、上述のポインティングデバイスを容易に利用できることは、利点である。 Moreover, this robot operation device is also advantageous in that an input operation can be easily performed with one finger. This advantage is also effective when using a pointing device such as a so-called touch pen or stylus pen. In other words, considering the operating environment of industrial robots, the user may be wearing gloves to ensure the user's safety, or a substance that obstructs the touch operation such as lubricating oil may adhere to the user's fingers. There is sex. In this case, even if the user performs a touch operation with a finger, the robot operation apparatus may not recognize the touch operation accurately. On the other hand, even when the user is wearing gloves or when the user's fingers are attached with lubricating oil or the like, the user can perform an accurate touch operation by using the pointing device described above. Can do. For these reasons, when the robot operating device is an industrial robot, the above pointing device can be easily used.
また、請求項1に記載のロボット操作装置において、区分点は、ドラッグ操作の操作方向が変化する点又はドラッグ操作が一時停止される点である。なお、以下の説明では、ドラッグ操作の操作方向が変化する点を変化点と称する。また、ドラッグ操作が一時停止される点を一時停止点と称する。これによれば、動作指令生成部は、ドラッグ操作が行われた場合、そのドラッグ操作の開始点から変化点又は一時停止点までの区間を前半区間であると判断し、変化点又は一時停止点からドラッグ操作の終了点までの区間を後半区間であると判断する。そのため、ユーザは、ドラッグ操作の途中で、そのドラッグ操作の方向を変化させるか又はそのドラッグ操作を一時停止させることで、そのドラッグ操作を前半区間と後半区間とに分けることができる。これにより、一連のドラッグ操作のうち前半区間と後半区間との区別が明確となり、操作性の向上が図られる。
In the robot operation device according to
また、前半区間と後半区間との間に変化点又は一時停止点を設けることで、ユーザは、ドラッグ操作の途中で操作方向を変化させる又は一時停止させるという、単純に直線状に連続するドラッグ操作とは異なる動作を行うことになる。これにより、ユーザは、区分点を有するドラッグ操作によって、操作対象とする駆動軸又は動作態様を切り替えるということを意識することができる。このため、ユーザが、誤って意図しない駆動軸又は動作態様に切り替えることが抑制され、安全性の向上が図られる。 In addition, by providing a change point or a temporary stop point between the first half section and the second half section, the user can simply change the operation direction in the middle of the drag operation or temporarily stop the drag operation. Will perform different operations. Thereby, the user can be aware that the drive axis or the operation mode to be operated is switched by the drag operation having the division point. For this reason, it is suppressed that a user switches to the drive shaft or operation | movement mode which is not intended accidentally, and the improvement of safety | security is achieved.
(請求項2)
産業界では、4つの駆動軸を備える4軸型の水平多関節型ロボット及び6つの駆動軸を備える6軸型の垂直多関節ロボットが多用されている。4軸型の水平多関節ロボットを手動操作で各軸系の動作を行う場合、動作指令生成部は、各駆動軸を個別に操作するために4種類の操作入力を判断できることが望ましい。また、4軸型の水平多関節ロボットにおいて、手先系の動作は、X方向と、Y方向と、Z方向と、Rz方向と、の4種類がある。したがって、4軸型の水平多関節ロボットを手動操作で手先系の動作を行う場合、動作指令生成部は、これら4種類の動作を個別に操作するために4種類の操作入力を判断できることが望ましい。以上より、ロボット操作装置が4軸型の水平多関節ロボットを手動操作の対象とする場合、動作指令生成部は、少なくとも4種類の操作入力を判断できることが望ましい。
(Claim 2 )
In the industry, a 4-axis horizontal articulated robot having four drive axes and a 6-axis vertical articulated robot having six drive axes are frequently used. When a 4-axis horizontal articulated robot is manually operated to operate each axis system, it is desirable that the operation command generator can determine four types of operation inputs in order to individually operate each drive axis. In the 4-axis horizontal articulated robot, there are four types of movements of the hand system: X direction, Y direction, Z direction, and Rz direction. Therefore, when a hand-operated system is manually operated on a 4-axis horizontal articulated robot, it is desirable that the operation command generator can determine four types of operation inputs in order to operate these four types of operations individually. . As described above, when the robot operation device targets a four-axis horizontal articulated robot for manual operation, it is desirable that the operation command generation unit can determine at least four types of operation inputs.
同様に、6軸型の垂直多関節ロボットを手動操作で各軸系の動作を行う場合、動作指令生成部は、各駆動軸を個別に操作するために、6種類の操作入力を判断できることが望ましい。また、6軸型の垂直多関節ロボットにおいて、手先系の動作は、X方向と、Y方向と、Z方向と、Rx方向と、Ry方向と、Rz方向と、の6種類がある。したがって、6軸型の垂直多関節ロボットを手動操作で手先系の動作を行う場合、動作指令生成部は、これら6種類の動作を個別に操作するために6種類の操作入力を判断できることが望ましい。以上より、ロボット操作装置が6軸型の垂直多関節ロボットを手動操作の対象とする場合、動作指令生成部は、少なくとも6種類の操作入力を判断できることが望ましい。 Similarly, when a 6-axis vertical articulated robot is manually operated for each axis system, the operation command generator can determine 6 types of operation inputs in order to operate each drive axis individually. desirable. In the six-axis vertical articulated robot, there are six types of movements of the hand system: X direction, Y direction, Z direction, Rx direction, Ry direction, and Rz direction. Therefore, when a 6-axis vertical articulated robot is manually operated by a hand system, it is desirable that the operation command generator can determine six types of operation inputs in order to operate these six types of operations individually. . As described above, when the robot operation device targets a six-axis vertical articulated robot for manual operation, it is desirable that the operation command generation unit can determine at least six types of operation inputs.
そこで、請求項2に記載のロボット操作装置において、前半区間におけるドラッグ操作の操作方向は、タッチパネル上における縦方向又は横方向を基準として45°間隔で設定された8方向のうち縦方向又は横方向を除く6方向のいずれかに設定されている。また、後半区間におけるドラッグ操作の操作方向は、横方向又は縦方向のうち6方向に含まれない方向に設定されている。この場合、横方向とは、タッチパネル上における左右方向の2方向を意味する。また、縦方向とは、タッチパネル上の上下方向の2方向を意味する。換言すれば、横方向とは、ユーザがロボット操作装置を把持した状態において、ユーザの胸面に対して平行な方向を言う。また、縦方向とは、前記横方向に対して直交する方向を言う。
Therefore, in the robot operation device according to
これによれば、操作対象となる駆動軸又は動作態様を選択するための前半区間におけるドラッグ操作には、6方向のいずれかが設定される。したがって、動作指令生成部は、最大で6種類の操作態様を区別して判断することができる。このようなロボット操作装置によれば、産業界で多用されている4軸型の水平多関節ロボット及び6軸型の垂直多関節ロボットの両方において、手先系の動作及び各軸系の動作の手動操作に対応することができる。 According to this, one of six directions is set for the drag operation in the first half section for selecting the drive axis or operation mode to be operated. Therefore, the operation command generation unit can distinguish and determine a maximum of six types of operation modes. According to such a robot operation device, the manual movement of the hand system and the operation of each axis system is performed in both the 4-axis horizontal articulated robot and the 6-axis vertical articulated robot which are widely used in the industry. Can correspond to the operation.
さらに、後半区間におけるドラッグ操作の操作方向は、横方向又は縦方向のうち前半区間の操作方向に含まれない方向に設定されている。すなわち、後半区間におけるドラッグ操作の操作方向は、横方向又は縦方向となる。この場合、前半区間におけるドラッグ操作は、操作対象を決定するための操作であるため、その操作方向が決まれば十分である。一方、後半区間におけるドラッグ操作には、ロボットの移動量を決定するための操作が含まれるため、その操作量も重要となる。ここで一般に、ロボット操作装置に採用されるタッチパネルの多くは矩形状である。そのため、横方向又は縦方向のドラッグ操作は、タッチパネルの矩形状の周囲の辺を目安に行うことができるため、斜め方向に比べて操作方向が明確であり操作し易い。そして、このロボット操作装置において、操作量が重要な後半区間におけるドラッグ操作の操作方向は、比較的操作がし易い横方向又は縦方向に設定されている。これにより、操作性の更なる向上を図ることができ、その結果、安全性の更なる向上が図られる。 Furthermore, the operation direction of the drag operation in the second half section is set to a direction not included in the operation direction of the first half section in the horizontal direction or the vertical direction. That is, the operation direction of the drag operation in the second half section is the horizontal direction or the vertical direction. In this case, since the drag operation in the first half section is an operation for determining the operation target, it is sufficient if the operation direction is determined. On the other hand, since the drag operation in the second half section includes an operation for determining the movement amount of the robot, the operation amount is also important. Here, in general, most of the touch panels employed in the robot operation device have a rectangular shape. Therefore, since the drag operation in the horizontal direction or the vertical direction can be performed with reference to the sides around the rectangular shape of the touch panel, the operation direction is clear and easy to operate compared to the oblique direction. In this robot operation device, the operation direction of the drag operation in the latter half section where the operation amount is important is set to a horizontal direction or a vertical direction that is relatively easy to operate. Thereby, the operability can be further improved, and as a result, the safety can be further improved.
(請求項3)
請求項3に記載のロボット操作装置は、操作判断処理と、速度算出処理と、動作指令生成処理と、を行うことができる。操作判断処理は、タッチ操作検出部で検出したタッチ操作がドラッグ操作である場合にそのドラッグ操作による指の移動量を判断する処理である。速度算出処理は、操作判断処理で判断した指の移動量に基づいてロボットの移動速度を算出する処理である。動作指令生成処理は、速度算出処理で算出した移動速度でロボットを移動させるための動作指令を生成する処理である。
(Claim 3 )
According to a third aspect of the present invention , the robot operation device can perform an operation determination process, a speed calculation process, and an operation command generation process. The operation determination process is a process of determining a finger movement amount by a drag operation when the touch operation detected by the touch operation detection unit is a drag operation. The speed calculation process is a process for calculating the movement speed of the robot based on the finger movement amount determined in the operation determination process. The motion command generation process is a process for generating a motion command for moving the robot at the moving speed calculated in the speed calculation process.
これによれば、ユーザのドラッグ操作による指の移動量と、ロボットの移動速度とは相関を有することになる。したがって、ユーザは、ドラッグ操作による指の移動量を調整することにより、ロボットの移動速度を調整することができる。そのため、ユーザは、直観的な操作が可能になり、操作性の向上が図られる。その結果、安全性の向上が図られるとともに、教示に要する時間を低減することができる。 According to this, the movement amount of the finger by the user's drag operation and the movement speed of the robot have a correlation. Therefore, the user can adjust the moving speed of the robot by adjusting the movement amount of the finger by the drag operation. Therefore, the user can perform an intuitive operation, and the operability is improved. As a result, safety can be improved and the time required for teaching can be reduced.
(請求項4)
請求項4に記載のロボット操作装置によれば、動作指令生成部は、指の移動量に基づいてロボットの移動距離を算出する移動量算出処理を行うことができる。これによれば、ユーザは、ドラッグ操作による指の移動量を調整することにより、ロボットの移動量つまり移動距離を調整することができる。さらに、このロボット操作装置において、速度算出処理は、指の移動量をドラッグ操作の入力に要した時間で除した値に基づいて、ロボットの移動速度を決定する処理である。これによれば、ユーザは、ドラッグ操作の入力に要する時間を調整することで、ロボットの移動速度を調整することができる。
(Claim 4 )
According to the robot operation device of the fourth aspect , the motion command generation unit can perform the movement amount calculation process for calculating the movement distance of the robot based on the movement amount of the finger. According to this, the user can adjust the movement amount of the robot, that is, the movement distance by adjusting the movement amount of the finger by the drag operation. Further, in this robot operation device, the speed calculation process is a process of determining the movement speed of the robot based on a value obtained by dividing the movement amount of the finger by the time required for the input of the drag operation. According to this, the user can adjust the moving speed of the robot by adjusting the time required for the input of the drag operation.
したがって、ユーザは、ドラッグ操作の入力に際し、そのドラッグ操作の移動量と入力時間を調整することにより、ロボットの移動速度と移動量の両方を調整することができる。すなわち、ユーザは、1度のドラッグ操作によって、ロボットの移動速度と移動量の両方を調整することができる。これにより、ユーザは、直観的な操作が可能になる。また、これによれば、ユーザは、ロボットの移動速度と移動量を決定するために、複数の操作例えばロボットの移動速度を決定するための操作とロボットの移動量を決定するための操作とを行う必要がない。したがって、操作が簡単になり、操作性の向上が図られる。これらの結果、安全性の向上が図られるとともに、教示に要する時間を低減することができる。 Therefore, when inputting the drag operation, the user can adjust both the movement speed and the movement amount of the robot by adjusting the movement amount and input time of the drag operation. That is, the user can adjust both the moving speed and the moving amount of the robot by one drag operation. Thereby, the user can perform an intuitive operation. Further, according to this, in order to determine the movement speed and movement amount of the robot, the user performs a plurality of operations, for example, an operation for determining the movement speed of the robot and an operation for determining the movement amount of the robot. There is no need to do it. Therefore, the operation is simplified and the operability is improved. As a result, the safety can be improved and the time required for teaching can be reduced.
(請求項5)
請求項5に記載のロボット操作装置によれば、動作指令生成部は、操作判断処理と、移動量決定処理と、を行うことができる。移動量決定処理は、後半区間に係るドラッグ操作の実際の操作量を拡大又は縮小してロボットの移動量を決定するための倍率について、ドラッグ操作が区分点から第1区間を通過するまでは倍率を1より小さい一定の値である第1倍率に設定し、ドラッグ操作が第1区間を通過した後は倍率を第1倍率より大きい値に設定して、ロボットの移動量を決定する処理である。
(Claim 5 )
According to the robot operation device of the fifth aspect , the operation command generation unit can perform the operation determination process and the movement amount determination process. In the movement amount determination process, the magnification for determining the movement amount of the robot by enlarging or reducing the actual operation amount of the drag operation in the latter half section is determined until the drag operation passes through the first section from the dividing point. Is set to the first magnification which is a constant value smaller than 1, and after the drag operation passes the first section, the magnification is set to a value larger than the first magnification to determine the movement amount of the robot. .
これによれば、ユーザは、後半区間に係るドラッグ操作について、第1区間内でドラッグ操作することで、ロボットを、1より小さい一定の倍率である第1倍率で移動させることができる。つまり、ユーザは、後半区間に係るドラッグ操作を、第1区間内で繰り返すことで、ロボットに微小な動作(微動)をさせることができる。また、ユーザは、後半区間に係るドラッグ操作について、第1区間を超えてドラッグ操作することで、第1区間を超えた部分について、ロボットを、第1倍率よりも大きい倍率で移動させることができる。つまり、ユーザは、後半区間に係るドラッグ操作について、第1区間を超えて操作することで、ロボットに比較的大きな動作(粗動)をさせることができる。このように、ユーザは、1度のドラッグ操作で、異なる倍率でロボットを移動させることができる。すなわち、これによれば、例えばロボットの微動と粗動との両方の動作を、1回のドラッグ操作で実現することができる。したがって、ユーザは、ロボットの微動と粗動とを切り替えるための特別な操作をすることなく、微動と粗動との両方を実現することができる。これにより、操作が簡単になり、操作性の向上が図られ、その結果、安全性の向上が図られるとともに、教示に要する時間を低減することができる。 According to this, the user can move the robot at the first magnification which is a constant magnification smaller than 1 by performing the drag operation in the first interval with respect to the drag operation related to the latter half interval. That is, the user can cause the robot to perform a minute operation (fine movement) by repeating the drag operation related to the latter half section within the first section. In addition, the user can move the robot at a magnification larger than the first magnification with respect to a portion beyond the first section by dragging the first half of the drag operation related to the second half section. . That is, the user can cause the robot to perform a relatively large motion (coarse motion) by performing the drag operation related to the latter half section beyond the first section. As described above, the user can move the robot at different magnifications by one drag operation. That is, according to this, for example, both fine movement and coarse movement of the robot can be realized by a single drag operation. Therefore, the user can realize both fine movement and coarse movement without performing a special operation for switching between fine movement and coarse movement of the robot. As a result, the operation is simplified and the operability is improved. As a result, the safety is improved and the time required for teaching can be reduced.
(請求項6)
請求項6に記載のロボット操作装置によれば、移動量決定処理は、ドラッグ操作の指の移動が第1区間を通過してから第2区間を通過するまでは倍率を第2倍率に設定し、ドラッグ操作の指の移動が第2区間を通過した後は倍率を一定値である第3倍率に設定して、ロボットの移動量を決定する処理である。これによれば、ユーザは、第1区間内で後半区間に係るドラッグ操作を繰り返すことにより、1より小さい第1倍率でロボットを動作(微動)させることができる。また、ユーザは、第1区間を超えて後半区間に係るドラッグ操作を行うことにより、第1倍率よりも大きい第2倍率又は第3倍率でロボットを動作(粗動)させることができる。
(Claim 6 )
According to the robot operation device of the sixth aspect , in the movement amount determination process, the magnification is set to the second magnification until the finger movement of the drag operation passes through the first section and then passes through the second section. After the movement of the finger of the drag operation passes through the second section, the magnification is set to the third magnification which is a constant value, and the movement amount of the robot is determined. According to this, the user can move (finely move) the robot at the first magnification smaller than 1 by repeating the drag operation related to the second half section within the first section. Further, the user can move (roughly move) the robot at a second or third magnification larger than the first magnification by performing a drag operation related to the latter half of the section beyond the first section.
さらに、第2倍率は、第1倍率から第3倍率までの範囲で、ドラッグ操作の指の移動量に応じて連続的に増加する値である。これによれば、第1倍率による微動と第3倍率による粗動との間の倍率である第2倍率が、第1倍率から第3倍率までの範囲で、ドラッグ操作の指の移動量に応じて連続的に増加する。すなわち、一定値である第1倍率と第3倍率との間が、連続して変化する第2倍率によって繋がれている。そのため、ユーザのドラッグ操作の操作量に対するロボットの移動量を決定するための倍率は、第1倍率から、次第に変化する第2倍率を経て第3倍率に切り替わる。これにより、ロボットの移動量を決定するための倍率が、第1倍率から第3倍率に急激に切り替わることが防止される。すなわち、ロボットの移動が、微動から粗動へ急激に変化することを防止することができる。したがって、ユーザの意図しない急激な倍率の変化によって生じるロボットの急激な速度変化(急動)を防止することができる。その結果、更なる安全性の向上が図られる。 Further, the second magnification is a value that continuously increases in accordance with the movement amount of the finger of the drag operation in the range from the first magnification to the third magnification. According to this, the second magnification, which is the magnification between the fine movement by the first magnification and the coarse movement by the third magnification, corresponds to the movement amount of the finger of the drag operation within the range from the first magnification to the third magnification. Increase continuously. That is, the first magnification and the third magnification, which are constant values, are connected by the second magnification that continuously changes. Therefore, the magnification for determining the movement amount of the robot with respect to the operation amount of the user's drag operation is switched from the first magnification to the third magnification through the gradually changing second magnification. Thereby, the magnification for determining the movement amount of the robot is prevented from rapidly switching from the first magnification to the third magnification. That is, it is possible to prevent the movement of the robot from rapidly changing from fine movement to coarse movement. Therefore, it is possible to prevent a rapid change (rapid movement) of the robot caused by a sudden change in magnification that is not intended by the user. As a result, the safety can be further improved.
(請求項7)
請求項7に記載のロボットシステムは、4軸水平多関節型のロボットと、ロボットの動作を制御するコントローラと、請求項1から6のいずれか一項に記載のロボット操作装置とを備えている。4軸水平多関節型のロボットは、各軸系の動作を行うことが可能である。一方、ロボット操作装置は、前述したとおり、ユーザによる手動操作に従い、各軸系の動作を行うための動作指令を生成することができる。従って、本手段によれば、操作対象となるロボットに必要な動作について、手動による操作で実現することができる。
(Claim 7 )
A robot system according to a seventh aspect includes a four-axis horizontal articulated robot, a controller that controls the operation of the robot, and the robot operation device according to any one of the first to sixth aspects. . A 4-axis horizontal articulated robot can perform operations of each axis system. On the other hand, as described above, the robot operating device can generate an operation command for operating each axis system in accordance with a manual operation by the user. Therefore, according to this means, the operation required for the robot to be operated can be realized by manual operation.
(請求項8)
請求項8に記載のロボットシステムは、6軸垂直多関節型のロボットと、ロボットの動作を制御するコントローラと、請求項1から6のいずれか一項に記載のロボット操作装置とを備えている。6軸垂直多関節型のロボットも、各軸系の動作が可能である。一方、ロボット操作装置は、前述したとおり、ユーザによる手動操作に従い、各軸系の動作を行うための動作指令を生成することができる。従って、本手段によれば、操作対象となるロボットに必要な動作について、手動による操作で実現することができる。
(Claim 8 )
A robot system according to an eighth aspect includes a six-axis vertical articulated robot, a controller that controls the operation of the robot, and the robot operation device according to any one of the first to sixth aspects. . A 6-axis vertical articulated robot can also operate in each axis system. On the other hand, as described above, the robot operating device can generate an operation command for operating each axis system in accordance with a manual operation by the user. Therefore, according to this means, the operation required for the robot to be operated can be realized by manual operation.
(請求項9)
請求項9に記載のロボット操作プログラムは、請求項1に記載のロボット操作装置を実現するものである。これによれば、請求項9に記載のロボット操作プログラムを、例えばタッチパネルを備える汎用のタブレットPC等によって実行することで、汎用のタブレットPC等に、上述したロボット操作装置としての機能を付加することができる。
(Claim 9 )
A robot operation program according to a ninth aspect realizes the robot operation device according to the first aspect. According to this, by executing the robot operation program according to claim 9 by, for example, a general-purpose tablet PC having a touch panel, the function as the robot operation device described above is added to the general-purpose tablet PC. Can do.
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について図1から図9を参照しながら説明する。
図1は、一般的な産業用ロボットのシステム構成を示している。図1に示すロボットシステム1は、ロボット2、コントローラ3およびティーチングペンダント4(ロボット操作装置に相当)により構成されている。ロボット2は、例えば4軸の水平多関節型ロボットとして構成されている。ロボット2は、固有のロボット座標系(X軸、Y軸およびZ軸からなる三次元直交座標系)に基づいて動作する。本実施形態では、ロボット座標系は、ベース5の中心を原点Oとし、作業台Pの上面をX−Y平面とし、そのX−Y平面と直交する座標軸をZ軸として定義されている。作業台Pの上面は、ロボット2を設置するための設置面である。この場合、その設置面が動作基準面に相当する。なお、動作基準面としては、設置面に限らずともよく、任意の平面であってもよい。
(First embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
FIG. 1 shows a system configuration of a general industrial robot. A
ロボット2は、作業台Pの上面(以下、設置面とも称す)に固定されるベース5と、ベース5上にZ軸(垂直軸)方向の軸心を持つ第1軸J11を中心に回転可能に連結された第1アーム6と、第1アーム6の先端部上にZ軸方向の軸心を持つ第2軸J12を中心に回転可能に連結された第2アーム7と、第2アーム7の先端部に上下動可能で且つ回転可能に設けられたシャフト8とから構成されている。シャフト8を上下動させる際の軸が第3軸J13であり、回転させる際の軸が第4軸J14である。シャフト8の先端部(下端部)には、フランジ9が位置決めされて着脱可能に取り付けられる。
The
ベース5、第1アーム6、第2アーム7、シャフト8およびフランジ9は、ロボット2のアームとして機能する。アーム先端であるフランジ9には、図示はしないが、エンドエフェクタ(手先)が取り付けられる。例えば、ロボット2を用いて部品の検査などが行われる場合、上記エンドエフェクタとしては、対象となる部品を撮影するためのカメラなどが用いられる。ロボット2に設けられる複数の軸(J11〜J14)はそれぞれに対応して設けられるモータ(図示せず)により駆動される。各モータの近傍には、それぞれの回転軸の回転角度を検出するための位置検出器(図示せず)が設けられている。
The
ロボット2を制御するコントローラ3は、接続ケーブルを介してロボット2に接続されている。ティーチングペンダント4は、接続ケーブルを介してコントローラ3に接続されている。コントローラ3およびティーチングペンダント4の間では、通信インターフェイス(図2に符号10を付して示す)を経由してデータ通信が行われる。これにより、ユーザの操作に応じて入力される各種の操作情報が、ティーチングペンダント4からコントローラ3に送信される。また、コントローラ3は、ティーチングペンダント4に対し、各種の制御信号や表示用の信号などを送信するとともに、駆動用の電力を供給する。
A
コントローラ3は、ティーチングペンダント4から手動動作を指令する信号が与えられると、ロボット2が手動で動作するように制御を行う。また、コントローラ3は、ティーチングペンダント4から自動動作を指令する信号が与えられると、予め記憶されている自動プログラムを起動することにより、ロボット2が自動で動作するように制御する。
The
ティーチングペンダント4は、例えばユーザが携帯あるいは手に所持して操作可能な程度の大きさで、図3に示すように、例えば薄型の略矩形箱状のケース11を備えている。ティーチングペンダント4は、ケース11の表面側の中央部に例えば液晶ディスプレイからなる表示部12を備えている。表示部12は、タッチパネル17で構成されており、各種の画面を表示する。ティーチングペンダント4は、表示部12の周囲に各種の物理的なスイッチであるキースイッチ13を有している。なお、図1及び図3では、キースイッチ13を1つ示している。キースイッチ13を、タッチパネル17の表示部12に表示させたボタンで代用してもよい。ユーザは、表示部12のタッチパネル17やキースイッチ13から種々の入力操作を実行する。
The
ユーザ(操作者)は、ティーチングペンダント4を用いてロボット2の運転や設定などの各種機能を実行可能であり、予め記憶されている制御プログラムを呼び出して、ロボット2の起動や各種のパラメータの設定などを実行できる。また、ロボット2をマニュアル操作すなわち手動操作で動作させて各種の教示作業も実行可能である。そして、表示部12には、例えばメニュー画面、設定入力画面、状況表示画面などが必要に応じて表示される。
The user (operator) can execute various functions such as operation and setting of the
次に、ティーチングペンダント4の電気的な構成について図2を参照して説明する。
ティーチングペンダント4は、前述した通信インターフェイス10、表示部12およびキースイッチ13に加え、制御部14、タッチ操作検出部15、及び動作指令生成部16を備えている。制御部14は、例えばCPU141や、ROM、RAM、および書き換え可能なフラッシュメモリなどの記憶領域142を有するマイクロコンピュータを主体に構成されており、ティーチングペンダント4の全体を制御する。記憶領域142は、ロボット操作プログラムを記憶している。制御部14は、CPU141においてロボット操作プログラムを実行することにより、タッチ操作検出部15および動作指令生成部16などを、ソフトウェアによって仮想的に実現する。なお、これらタッチ操作検出部15及び動作指令生成部16は、例えば制御部14と一体の集積回路としてハードウェア的に実現してもよい。
Next, the electrical configuration of the
The
タッチ操作検出部15は、タッチパネル17に対するタッチ操作を検出する。具体的には、タッチ操作検出部15は、タッチ操作の有無、タッチ操作された画面上の位置(タッチ位置)、そのタッチ操作の時間や種類などを検出することができる。すなわち、タッチ操作検出部15は、タッチ操作がドラッグ操作であるか否かを含めて、タッチ操作の時間やタッチ操作による指の移動方向、指の移動量などを検出することができる。なお、本実施形態においては、1本指のドラッグ操作を対象としているため、タッチ操作検出部15は、タッチ操作による指の本数を区別する必要はないが、指の本数を区別して検出する構成でもよい。タッチパネル17には、2次元直交座標系が設定されている。タッチ操作検出部15は、その2次元直交座標系に基づいて、タッチ位置およびタッチ操作の種類、さらには移動方向(操作方向又はドラッグ方向)および移動量(操作量又はドラッグ量)などを検出することができる。なお、上記ドラッグ操作は、タッチした状態のまま指を移動させる操作のことである。
The touch
動作指令生成部16は、タッチ操作検出部15により検出されたタッチ操作に基づいて、ロボットを手動動作させるための動作指令を生成する。動作指令生成部16により生成された動作指令は、通信インターフェイス10を通じてコントローラ3に与えられる。このような構成のティーチングペンダント4を用いることにより、ユーザは、ロボット2の手動操作をタッチ操作により行うことができる。
The operation
ここで、タッチパネル17に対する縦方向及び横方向を、次のように定義する。タッチパネル17に対する縦方向とは、ユーザがティーチングペンダント4を持って操作する状態における縦方向つまり上下方向、この場合図3の紙面の縦方向をいう。また、タッチパネル17に対する横方向とは、上述の縦方向に直交する方向つまり左右方向、この場合図3の紙面の横方向をいう。換言すれば、タッチパネル17に対する横方向とは、ユーザがティーチングペンダント4を持って操作する状態において、ユーザの体の前面に対して並行する方向をいう。この場合、タッチパネル17の縦方向及び横方向は、ユーザから見たタッチパネル17に対する相対的な方向を意味する。すなわち、ティーチングペンダント4が回転されるなどしてタッチパネル17の姿勢が変化しても、ユーザに対する縦方向及び横方向の相対的な関係は変化しない。
Here, the vertical direction and the horizontal direction with respect to the
すなわち、タッチパネル17に対する縦方向及び横方向とは、タッチパネル17に対して絶対的なものではなく、ユーザとティーチングペンダント4との相対的な位置関係によって決定されてもよい。そのために、例えばティーチングペンダント4を次のような構成にすることができる。ティーチングペンダント4に、加速度センサやジャイロセンサなどの自己の姿勢を検出する手段を搭載する。ティーチングペンダント4は、重力方向や初期の姿勢を基準として、タッチパネル17上における縦方向(上下方向)及び横方向(左右方向)を判断する。これによれば、ティーチングペンダント17の姿勢が変化しても、タッチパネル17上における縦方向(上下方向)及び横方向(左右方向)は、ユーザから見て一定の方向に維持される。
That is, the vertical direction and the horizontal direction with respect to the
ティーチングペンダント4は、ロボット2の手先系のマニュアル動作において、X−Y平面上におけるX方向への水平移動動作と、X−Y平面上におけるY方向への水平移動動作と、垂直動作(Z方向への動作)と、回転動作(Rz方向への動作)との動作を、ロボット2に行わせることができる。水平移動動作とは、ロボット2の手先を、設置面Pに対して水平なX−Y平面方向に移動させる動作である。垂直移動動作とは、ロボット2の手先を、動作基準面となる設置面Pと直交するZ軸方向に移動させる動作である。回転動作とは、ロボット2の手先を、Z軸回りに回転させる動作である。また、ティーチングペンダント4は、ロボット2の各軸系のマニュアル動作において、第1軸J11〜第4軸J14の各軸を個別に動作させることができる。
The
ユーザは、ロボット2の手動操作をする際、タッチパネル17に対してドラッグ操作を行う。その際、ユーザは、図3に示すように、ドラッグ操作の途中で操作方向を変えるようにする。動作指令生成部16は、タッチ操作検出部15で検出したタッチ操作がドラッグ操作である場合に、そのドラッグ操作の全区間の中に区分点Gが含まれるか否かを判断する。区分点Gは、図4に示すように、ドラッグ操作の全区間Dを前半区間D1と後半区間D2とに区分する点である。すなわち、前半区間D1は、ドラッグ操作の開始点Ksから区分点Gまでの区間である。また、後半区間D2は、区分点Gからドラッグ操作の終了点Keまでの区間である。本実施形態の場合、区分点Gは、ドラッグ操作の操作方向が変化する点(以下、変化点G1と称する)である。
The user performs a drag operation on the
動作指令生成部16は、ドラッグ操作に変化点G1が含まれる場合に、前半区間D1の操作方向に基づいて、ロボット2の操作対象となる駆動軸又は駆動態様を決定する。その後、動作指令生成部16は、後半区間D2の操作方向に基づいて、ロボット2の移動方向を決定するとともに、後半区間D2の操作量に基づいて、ロボット2の移動量を決定する。そして、動作指令生成部16は、決定した移動方向及び移動量でロボット2を移動させるための動作指令を生成する。
When the drag operation includes the change point G1, the motion
前半区間D1におけるドラッグ操作の操作方向は、図5(1)に示すように、タッチパネル17上における横方向(左右方向)を基準として45°間隔で設定された8方向のうち横方向を除く6方向のいずれか、又は横方向(左右方向)に直交する縦方向(上下方向)を除く6方向のいずれかに設定されている。本実施形態の場合、前半区間D1におけるドラッグ操作の操作方向は、矢印A1で示す下方向と、矢印A2で示す左斜め下方向と、矢印A3で左斜め上方向と、矢印A4で示す上方向と、に設定されている。後半区間D2におけるドラッグ操作の操作方向は、横方向(左右方向)又は縦方向(上下方向)のうち6方向に含まれない方向に設定されている。本実施形態の場合、後半区間D2におけるドラッグ操作の操作方向は、図5(2)の矢印B1、B2で示すように、横方向(左右方向)に設定されている。
As shown in FIG. 5A, the operation direction of the drag operation in the first half section D1 excludes the horizontal direction among the eight directions set at 45 ° intervals with respect to the horizontal direction (left-right direction) on the
ここで、前半区間D1におけるドラッグ操作の操作方向を、横方向(左右方向)又は縦方向(上下方向)を基準として45°間隔で設定した理由について、図6を参照して説明する。前半区間D1におけるドラッグ操作は、操作対象となる駆動軸又は動作態様を決定するための操作である。この場合、4軸型のロボットにおいて、手動操作の対象となる手先系の動作は、X方向と、Y方向と、Z方向と、Rz方向と、の4種類がある。また、4軸型のロボットにおいて、駆動対象となる駆動軸の数は4つである。また、6軸型の垂直多関節ロボットにおいて、手先系の動作は、X方向と、Y方向と、Z方向と、Rx方向と、Ry方向と、Rz方向と、の6種類がある。一方、6軸型のロボットにおいて、操作対象となる駆動軸の数は6つである。 Here, the reason why the operation direction of the drag operation in the first half section D1 is set at 45 ° intervals with reference to the horizontal direction (left-right direction) or the vertical direction (vertical direction) will be described with reference to FIG. The drag operation in the first half section D1 is an operation for determining a drive axis or operation mode to be operated. In this case, in a four-axis robot, there are four types of movements of the hand system to be manually operated: an X direction, a Y direction, a Z direction, and an Rz direction. In the 4-axis robot, the number of drive axes to be driven is four. In the six-axis vertical articulated robot, there are six types of movements of the hand system: X direction, Y direction, Z direction, Rx direction, Ry direction, and Rz direction. On the other hand, in a six-axis robot, the number of drive axes to be operated is six.
また、前半区間D1と後半区間D2とを区別する必要があるため、前半区間D1の操作方向と後半区間D2の操作方向とを異なる操作方向にする必要がある。そして、後半区間D2のドラッグ操作は、ロボットの移動方向を決定するためのものでもある。この場合、ロボットの移動方向には、正方向(+方向)と負方向(−方向)との2方向がある。したがって、後半区間D2の操作方向として、2方向が必要となる。 Further, since it is necessary to distinguish the first half section D1 and the second half section D2, it is necessary to set the operation direction of the first half section D1 and the operation direction of the second half section D2 to be different operation directions. The drag operation in the second half section D2 is also for determining the moving direction of the robot. In this case, there are two robot movement directions, a positive direction (+ direction) and a negative direction (− direction). Therefore, two directions are required as the operation direction of the second half section D2.
以上より、ドラッグ操作の操作方向は、前半区間D1に必要な6方向と、後半区間D2に必要な2方向との合計の8方向あれば足りる。これが、前半区間D1におけるドラッグ操作の操作方向を、横方向(左右方向)又は縦方向(上下方向)を基準として45°間隔で設定した理由である。なお、手先系の操作においては、図1に示すX−Y−Z座標系が正負の基準になる。また、各軸系の操作においては、図1に示す正(+)、負(−)方向となる。この場合、図5に示す矢印B1で示す方向つまり右方向は正(+)方向であり、矢印B2で示す方向つまり左方向は、負(−)方向に対応している。 From the above, the operation directions of the drag operation need only be a total of eight directions including the six directions necessary for the first half section D1 and the two directions necessary for the second half section D2. This is the reason why the operation direction of the drag operation in the first half section D1 is set at 45 ° intervals with reference to the horizontal direction (left-right direction) or the vertical direction (up-down direction). In the operation of the hand system, the XYZ coordinate system shown in FIG. Further, in the operation of each axis system, the directions are positive (+) and negative (−) shown in FIG. In this case, the direction indicated by the arrow B1 shown in FIG. 5, that is, the right direction is the positive (+) direction, and the direction indicated by the arrow B2, that is, the left direction, corresponds to the negative (−) direction.
また、前半区間D1のドラッグ操作の操作方向を、45°間隔で設定することで、必要な操作方向を確保しつつ誤操作を低減することもできる。その理由は、次の通りである。すなわち、前半区間D1のドラッグ操作は、その操作方向が決まればよく、操作量(操作距離)を問題としない。そのため、ユーザは、前半区間D1のドラッグ操作の操作距離を極力短くすることで、操作入力に要する時間の短縮を図ろうとすると考えられる。しかし、前半区間D1のドラッグ操作の操作距離があまりに短いと、操作方向の判別が困難となる。したがって、前半区間D1のドラッグ操作の距離は、少なくとも20mmから30mm程度は必要と考えられる。 Further, by setting the operation direction of the drag operation in the first half section D1 at 45 ° intervals, it is possible to reduce erroneous operations while ensuring the necessary operation direction. The reason is as follows. That is, the drag operation in the first half section D1 only needs to be determined in the operation direction, and the operation amount (operation distance) does not matter. Therefore, it is considered that the user intends to shorten the time required for operation input by shortening the operation distance of the drag operation in the first half section D1 as much as possible. However, if the operation distance of the drag operation in the first half section D1 is too short, it becomes difficult to determine the operation direction. Therefore, it is considered that the distance for the drag operation in the first half section D1 is required to be at least about 20 mm to 30 mm.
ここで、例えば前半区間D1のドラッグ操作について、30mmの操作距離のドラッグ操作が行われたと仮定する。この場合、図6に示すように、ドラッグ操作の開始点Ksに対して、ある操作方向における30mm地点この場合変化点G1と、その操作方向に隣接する他の操作方向における30mm地点との距離は約23mmとなる。すなわち、ドラッグ操作の開始点Ksに対して、ある操作方向における30mm地点(変化点G1)から、隣接する他の操作方向との境界Fまで距離は、約12mmとなる。そして、例えばユーザの人差し指の指先の太さを15mmとすると、タッチ操作の際の指の接触部分Hの直径はおよそ10mmとなる。したがって、接触部分Hが境界Fに到達するまでの距離として、接触部分Hの半径5mmよりも大きい約7mmの余裕が確保されている。このように、45°間隔であれば、指の接触部分に対して十分な余裕が確保されているため、誤操作になり難い。
Here, for example, it is assumed that a drag operation with an operation distance of 30 mm is performed for the drag operation in the first half section D1. In this case, as shown in FIG. 6, the distance between the starting point Ks of the drag operation and the 30 mm point in a certain operation direction, in this case, the change point G1 and the 30 mm point in another operation direction adjacent to the operation direction is About 23 mm. That is, with respect to the start point Ks of the drag operation, the distance from the 30 mm point (change point G1) in a certain operation direction to the boundary F with another adjacent operation direction is about 12 mm. For example, if the thickness of the fingertip of the user's index finger is 15 mm, the diameter of the finger contact portion H during the touch operation is approximately 10 mm. Therefore, as a distance until the contact portion H reaches the boundary F, a margin of about 7 mm larger than the
次に、前半区間D1及び後半区間D2を合わせたドラッグ操作の具体例について、図7も参照して説明する。なお、図7中の白抜きの円はタッチ操作の位置すなわちドラッグ操作の開始位置を示し、白抜きの矢印はドラッグ操作の方向を示している。この場合、図7中において変化点G1の記載は省略している。また、図7の紙面縦方向(上下方向)及び横方向(左右方向)は、図3のタッチパネル17の縦方向(上下方向)及び横方向(左右方向)に対応している。また、詳細は図示しないが、例えばユーザがキースイッチ13を操作するなど所定の操作を行うことによって、手先系の操作と各軸系の操作とを切り替えることができる。
Next, a specific example of the drag operation combining the first half section D1 and the second half section D2 will be described with reference to FIG. The white circle in FIG. 7 indicates the position of the touch operation, that is, the start position of the drag operation, and the white arrow indicates the direction of the drag operation. In this case, the change point G1 is not shown in FIG. 7 corresponds to the vertical direction (vertical direction) and the horizontal direction (horizontal direction) of the
図7(1)に示すように、X方向の平面移動動作及び第1軸J11の選択は、前半区間D1の下方向のドラッグ操作に対応している。つまり、動作指令生成部16は、下方向のドラッグ操作を検出し、その後ユーザの指がタッチパネル17から離間されることなく続けて左方向のドラッグ操作を検出した場合に、X方向の平面移動動作又は第1軸J11の駆動によってロボット2を負(−)側へ移動させるための動作指令を生成する。また、動作指令生成部16は、下方向のドラッグ操作を検出し、その後ユーザの指がタッチパネル17から離間されることなく続けて右方向のドラッグ操作を検出した場合に、X方向の平面移動動作又は第1軸J11の駆動によってロボット2を正(+)側へ移動させるための動作指令を生成する。
As shown in FIG. 7A, the plane movement operation in the X direction and the selection of the first axis J11 correspond to the downward drag operation of the first half section D1. That is, when the operation
図7(2)に示すように、Y方向の平面移動動作及び第2軸J12の選択は、前半区間D1の左斜め下方向のドラッグ操作に対応している。つまり、動作指令生成部16は、左斜め下方向のドラッグ操作を検出し、その後ユーザの指がタッチパネル17から離間されることなく続けて左方向のドラッグ操作を検出した場合に、Y方向の平面移動動作又は第2軸J12の駆動によってロボット2を負(−)側へ移動させるための動作指令を生成する。また、動作指令生成部16は、左斜め下方向のドラッグ操作を検出し、その後ユーザの指がタッチパネル17から離間されることなく続けて右方向のドラッグ操作を検出した場合に、Y方向の平面移動動作又は第2軸J12の駆動によってロボット2を正(+)側へ移動させるための動作指令を生成する。
As shown in FIG. 7B, the plane movement operation in the Y direction and the selection of the second axis J12 correspond to a drag operation in the diagonally downward left direction of the first half section D1. That is, when the operation
図7(3)に示すように、Z方向の垂直移動動作及び第3軸J13の選択は、前半区間D1の左斜め上方向のドラッグ操作に対応している。つまり、動作指令生成部16は、左斜め上方向のドラッグ操作を検出し、その後ユーザの指がタッチパネル17から離間されることなく続けて左方向のドラッグ操作を検出した場合に、Z方向の垂直移動動作又は第3軸J13の駆動によってロボット2を負(−)側へ移動させるための動作指令を生成する。また、動作指令生成部16は、左斜め上方向のドラッグ操作を検出し、その後ユーザの指がタッチパネル17から離間されることなく続けて右方向のドラッグ操作を検出した場合に、Z方向の垂直移動動作又は第3軸J13の駆動によってロボット2を正(+)側へ移動させるための動作指令を生成する。なお、4軸ロボット2においては、Z方向の垂直移動動作と第3軸J13の駆動とは同義である。
As shown in FIG. 7 (3), the vertical movement operation in the Z direction and the selection of the third axis J13 correspond to a drag operation in the diagonally upper left direction of the first half section D1. That is, when the operation
図7(4)に示すように、Rz方向の回転動作及び第4軸J14の選択は、前半区間D1の上方向のドラッグ操作に対応している。つまり、動作指令生成部16は、上方向のドラッグ操作を検出し、その後ユーザの指がタッチパネル17から離間されることなく続けて左方向のドラッグ操作を検出した場合に、Rz方向の回転動作又は第4軸J14の駆動によってロボット2を負(−)側へ移動させるための動作指令を生成する。また、動作指令生成部16は、上方向のドラッグ操作を検出し、その後ユーザの指がタッチパネル17から離間されることなく続けて右方向のドラッグ操作を検出した場合に、Rz方向の回転動作又は第4軸J14の駆動によってロボット2を正(+)側へ移動させるための動作指令を生成する。なお、4軸ロボット2においては、Rz方向の回転動作と第4軸J14の駆動とは同義である。
As shown in FIG. 7 (4), the rotation operation in the Rz direction and the selection of the fourth axis J14 correspond to the upward drag operation of the first half section D1. That is, when the operation
上述したような各動作を実現するため、動作指令生成部16は、操作判断処理と、操作対象決定処理と、動作指令生成処理と、を実行することができる。操作判断処理は、タッチ操作検出部15で検出したタッチ操作がドラッグ操作である場合に、そのドラッグ操作の全区間の中に区分点Gこの場合変化点G1が含まれているか否かを判断する処理である。操作対象決定処理は、ドラッグ操作に区分点Gが含まれている場合に、前半区間D1における操作方向に基づいて、操作対象となるロボット2の駆動軸又は動作態様を決定する処理である。動作指令生成処理は、ドラッグ操作に区分点Gが含まれている場合に、後半区間D2における操作方向に基づいてロボット2の移動方向を決定するとともに、後半区間D2における操作量に基づいてロボット2の移動量を決定して、ロボット2を移動させるための動作指令を生成する処理である。
In order to realize each operation as described above, the operation
動作指令生成部16は、タッチ操作検出部15がドラッグ操作を検出すると、図8に示す処理を実行する。すなわち、動作指令生成部16は、まず、操作判断処理として、ステップS11を実行する。動作指令生成部16は、ステップS11において、タッチ操作検出部15が検出したドラッグ操作の全区間中に変化点G1が含まれているか否かを判断する。動作指令生成部16は、例えば次のようにして、変化点G1が含まれているか否かを判断する。すなわち、動作指令生成部16は、ドラッグ操作の全区間中においてそのドラッグ操作のベクトルを検出し、そのベクトルが閾値を超えて変化した場合に、変化点G1が含まれている判断する。この場合、変化点G1は、ベクトルが変化する点となる。
When the touch
例えば、ユーザがドラッグ操作を開始した後、そのドラッグ操作の方向を変えることなく指をタッチパネル17から離して操作を終了した場合、そのドラッグ操作には変化点G1は含まれていない。この場合、動作指令生成部16は、変化点G1が検出されないため(ステップS11でNO)、処理を終了する。一方、動作指令生成部16は、変化点G1を検出した場合(ステップS11でYES)、操作対象決定処理としてステップS12、S13を実行する。動作指令生成部16は、ステップS12において前半区間D1の操作方向を判断する。また、動作指令生成部16は、ステップS13において、ステップ12で判断した前半区間D1の操作方向に基づき、図7の内容に従って、操作対象となる駆動軸又は動作態様を決定する。
For example, when the user starts the drag operation and then finishes the operation by releasing the finger from the
その後、動作指令生成部16は、動作指令生成処理としてステップS14〜S16を実行する。動作指令生成部16は、ステップS14において後半区間の操作方向及び操作量を判断する。次に、動作指令生成部16は、ステップS15において、ステップS14で判断した操作方向及び操作量に基づいて、ロボット2の移動方向及び移動量を算出する。そして、動作指令生成部16は、ステップS16において、算出した移動方向及び移動量でロボット2を移動させるための動作指令を生成し、処理を終了する。ステップS16で生成された動作指令は、コントローラ3へ送信される。そして、コントローラ3は、その動作指令に基づいてロボット2の動作を制御する。
Thereafter, the operation
これによれば、ユーザは、前半区間D1のドラッグ操作の方向を変えることにより、操作対象とする駆動軸又は駆動態様を選択することができる。そして、ユーザは、後半区間のドラッグ操作により、ロボット2の移動方向及び移動量を決定してロボット2を移動させることができる。すなわち、ユーザは、いわゆるジェスチャ操作(複数の操作方向を組み合わせたドラッグ操作)によって、ロボット2の手動操作を行うことができる。したがって、このようなティーチングペンダント4は、タッチパネル17を採用しつつ、ユーザが画面を直視しなくても直感的な操作を可能にすることができる。その結果、操作性の向上が図られ、安全性の低下を招くことなく、ロボット2の手動操作をタッチ操作により実現することができる。また、操作性が向上することによって、教示に要する時間の短縮を図ることができる。
According to this, the user can select the drive axis or drive mode to be operated by changing the direction of the drag operation in the first half section D1. Then, the user can move the
また、従来のティーチングペンダントには、操作対象とする駆動軸又は動作態様を一旦選択した後は、その操作対象を変更しない限り、その操作対象を記憶するようにしたものがある。このような従来構成では、例えば次のような不都合が考えられる。すなわち、ロボットの手動操作が行われる場面では、ユーザがロボットの手動操作を一時中断して他の作業を行った後に、再度ロボットの手動操作を行うことも考えられる。この場合、前回選択された操作対象をユーザが勘違いして記憶していると、ロボットが再度操作されたときに、ユーザの意図しない動作が行われる可能性がある。これに対し、本実施形態のティーチングペンダント4によれば、ユーザは、操作の度に操作対象にする駆動軸又は動作態様を選択する必要がある。そのため、ユーザには、現在どの駆動軸又は動作態様を操作対象にしているかの意識が働き易い。これにより、ユーザの勘違いなどによる誤作動を抑制することができ、その結果、安全性の向上が図られる。
In addition, some conventional teaching pendants store the operation target once the drive shaft or operation mode to be operated is selected, unless the operation target is changed. In such a conventional configuration, for example, the following inconvenience can be considered. That is, in a scene where the robot is manually operated, it is also conceivable that the user manually interrupts the robot's manual operation and performs another operation, and then performs the robot's manual operation again. In this case, if the user misunderstood and memorizes the operation target selected last time, when the robot is operated again, an operation unintended by the user may be performed. On the other hand, according to the
また、本実施形態において、区分点Gは、ドラッグ操作の操作方向が変化する変化点G1である。これによれば、動作指令生成部16は、ドラッグ操作が行われた場合、そのドラッグ操作の開始点Ksから変化点G1までの区間を前半区間D1であると判断し、変化点G1までの区間を後半区間D2であると判断する。そのため、ユーザは、ドラッグ操作の途中で、そのドラッグ操作の方向を変化させることで、そのドラッグ操作を前半区間D1と後半区間D2とに分けることができる。これにより、一連のドラッグ操作のうち前半区間D1と後半区間D2との区別が明確となり、操作性の向上が図られる。
In the present embodiment, the segment point G is a change point G1 where the operation direction of the drag operation changes. According to this, when the drag operation is performed, the motion
また、前半区間D1と後半区間D2との間に変化点G1を設けることで、ユーザは、ドラッグ操作の途中で操作方向を変化させるという、単純に直線状に連続するドラッグ操作とは異なる動作を行うことになる。これにより、ユーザは、操作対象とする駆動軸又は動作態様を切り替える操作を行うということを意識することができる。このため、ユーザが、誤って意図しない駆動軸又は動作態様に切り替えることが抑制され、安全性の向上が図られる。 Also, by providing the change point G1 between the first half section D1 and the second half section D2, the user can change the operation direction in the middle of the drag operation, which is different from a simple straight drag operation. Will do. As a result, the user can be aware that an operation for switching the drive axis or operation mode to be operated is performed. For this reason, it is suppressed that a user switches to the drive shaft or operation | movement mode which is not intended accidentally, and the improvement of safety | security is achieved.
ここで、上述したように、ティーチングペンダント4が4軸型の水平多関節ロボットを手動操作の対象とする場合、動作指令生成部は、少なくとも4種類の操作入力を判断できることが望ましい。また、ティーチングペンダント4が6軸型の垂直多関節ロボットを手動操作の対象とする場合、動作指令生成部は、少なくとも6種類の操作入力を判断できることが望ましい。本実施形態によれば、前半区間D1におけるドラッグ操作には、縦方向又は横方向を基準として45°間隔で設定された8方向のうち縦方向又は横方向を除く6方向の中のいずれかが設定される。すなわち、動作指令生成部16は、最大で6種類の操作態様を区別して判断することができる。これによれば、産業界で多用されている4軸型の水平多関節ロボット及び6軸型の垂直多関節ロボットの両方において、手先系の動作及び各軸系の動作の手動操作に対応することができる。
Here, as described above, when the
さらに、後半区間D2におけるドラッグ操作の操作方向は、横方向又は縦方向のうち前半区間D1の操作方向に含まれない方向に設定されている。すなわち、後半区間D2におけるドラッグ操作の操作方向は、横方向又は縦方向となる。この場合、前半区間D1におけるドラッグ操作は、操作対象を決定するための操作であるため、その操作方向が決まれば十分である。一方、後半区間D2におけるドラッグ操作は、ロボット2の移動量を決定するための操作が含まれるため、その操作量も重要となる。ここで一般に、ティーチングペンダント4に採用されているタッチパネル17は矩形状である。そのため、横方向又は縦方向のドラッグ操作は、タッチパネル17の矩形状の周囲の辺を目安に行うことができるため、斜め方向に比べて操作方向が明確であり操作し易い。そして、ティーチングペンダント4において、操作量が重要な後半区間D2におけるドラッグ操作の操作方向は、比較的操作がし易い横方向又は縦方向に設定されている。これにより、操作性の更なる向上を図ることができ、その結果、安全性の更なる向上が図られる。
Furthermore, the operation direction of the drag operation in the second half section D2 is set to a direction not included in the operation direction of the first half section D1 in the horizontal direction or the vertical direction. That is, the operation direction of the drag operation in the second half section D2 is the horizontal direction or the vertical direction. In this case, since the drag operation in the first half section D1 is an operation for determining the operation target, it is sufficient if the operation direction is determined. On the other hand, since the drag operation in the second half section D2 includes an operation for determining the movement amount of the
各軸系の前半区間D1の操作方向について見ると、第1軸J11は下方向、第2軸J12は左斜め下方向、第3軸J13は左斜め上方向、そして第4軸は上方向に設定されている。すなわち、各軸系の前半区間D1の操作方向は、左右横方向を除き、各軸の軸番号の増加に伴って時計回り側へ45°刻みで回転する。そのため、ユーザは、前半区間D1の操作方向と、その操作によって選択される駆動軸とを関連して覚えやすい。 Looking at the operating direction of the first half section D1 of each axis system, the first axis J11 is downward, the second axis J12 is diagonally downward to the left, the third axis J13 is diagonally upward to the left, and the fourth axis is upward. Is set. That is, the operation direction of the first half section D1 of each axis system is rotated in 45 ° increments clockwise with the increase of the axis number of each axis except for the horizontal direction. Therefore, the user can easily remember the operation direction of the first half section D1 and the drive shaft selected by the operation.
また、このティーチングペンダント4に対するドラッグ操作は、指1本によるいわゆる一筆書きのドラッグ操作である。したがって、このティーチングペンダント4は、指1本で入力操作を容易に行えることができるという利点を備える。そして、この利点は、いわゆるタッチペンやスタイラスペンといったポインティングデバイスを利用する際にも有効である。すなわち、産業用ロボットの動作環境を考慮すると、ユーザの安全を確保するためにユーザが手袋を装着していたり、ユーザの手指に潤滑油等のタッチ操作を阻害する物質が付着していたりする可能性がある。この場合、ユーザが手指でタッチ操作を行っても、タッチ操作検出部15がそのタッチ操作を正確に認識しない可能性がある。一方、ユーザが手袋を装着していたり、ユーザの手指に潤滑油等が付着していたりする場合であっても、ユーザは、上述したポインティングデバイスを利用することで、正確なタッチ操作を行うことができる。このような理由から、ロボット操作装置が産業用ロボットを操作対象とする場合、上述のポインティングデバイスを容易に利用できることは、利点である。
The drag operation on the
ここで、タッチ操作検出部15は、図1などに示すように、ユーザによる手持ちが可能なケース11に設けられたタッチパネル17に対するタッチ操作を検出するものである。このような構成の場合、ユーザは、一方の手でケース11を把持した上で、他方の手の指により各操作を行うことになる。このとき、ケース11を把持する一方の手の指が誤ってタッチパネル17に触れてしまう可能性がある。その結果、ユーザの意図しない動作が実行される可能性がある。
Here, as shown in FIG. 1 and the like, the touch
そこで、タッチ操作検出部15は、タッチパネル17のうち、ユーザがケース11を手持ちする際に把持することが想定される把持部(図9(a)に符号11aを付して示す)に隣接する所定範囲の領域(以下、検出除外領域と称す)に対するタッチ操作については検出対象から除外する。このようにすれば、把持する側の手(例えば左手)による誤タッチが行われたとしても、その誤タッチが検出されることはないため、ユーザの意図しない動作が行われるといった誤動作の発生を確実に防止することができる。
Therefore, the touch
本発明者は、複数の評価者を対象とし、一方の手でケース11を把持した状態で、他方の手を用いて1本の指によるドラッグ操作を行うという操作テストを実施した。なお、この操作テストでは、ティーチングペンダント4として、7インチ程度の表示部12を持つ装置および4インチ程度の表示部12を持つ装置の2種類を用いた。その結果を分析すると、7インチ程度の表示部12を持つ装置を用いた場合、評価者は、ケース11を図9(a)に示すように把持することが多かった。すなわち、右利きの評価者の場合、左手でケース11の左下部分(把持部11a)を把持する。このとき、左手の指のうち、親指がケース11の表面(タッチパネル17が設けられた面)に触れる。その際、親指が、タッチパネル17のうち把持部11aに隣接する領域に誤って触れることがあった。
The present inventor conducted an operation test for a plurality of evaluators, in which the
そこで、表示部12のサイズが7インチ程度である場合、図9(b)に示すように、ユーザがケース11を把持する際に親指の付け根が位置する可能性が高い位置を中心とした半径50mm以内の領域を検出除外領域として設定する。なお、半径50mm以内とした理由は、日本人の親指の平均的な長さが約60mmであり、誤タッチする際には親指の腹(指腹)が接触すると考えられるからである。また、この場合も、ユーザが左利きである場合、右利きとは左右を反転した箇所への誤タッチが生じる可能性が高いため、検出除外領域についても左右反転させる。さらに、上記操作テストの結果を分析すると、評価者がケース11を把持する際における親指の角度(ケース11の側面を基準とした角度)が、65度程度であることが多いということも判明した。そこで、上記検出除外領域については、半径50mmの半円ではなく、65度の扇形状(図9(b)においてハッチングで示す領域)に変更してもよい。
Therefore, when the size of the
また、上記操作テストの結果、4インチ程度の表示部12を持つ装置を用いた場合には、ケース11を把持する手の指がタッチパネル17に触れることがなかった。これは、ケース11全体が片手に収まる程度の大きさであることに起因すると考えられる。従って、表示部12のサイズが4インチ程度である場合、つまりケース11が片手に収まる程度の大きさである場合、検出除外領域を設定する必要がないと考えられる。これに対し、表示部12のサイズが7インチ程度である場合、つまりケース11が片手に収まらない程度の大きさである場合、検出除外領域を設定する必要がある。従って、上記した検出除外領域の設定については、ケース11の大きさに応じて有効化または無効化すればよい。
As a result of the operation test, when a device having a
ロボットシステム1において、ロボット2による誤動作は特に問題となるため、その発生を確実に防止する必要がある。一方、タッチ操作は、その性質上、タッチに対する誤判定などが生じる可能性が比較的高い。しかし、本実施形態によれば、前述したような工夫が施されているため、ロボット2の手動操作をタッチ操作により実現しつつ、ロボット2の誤動作の発生を確実に防止することが可能となる。
In the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について図10及び図11を参照して説明する。なお、図11中、白抜きの矢印はドラッグ操作の方向を示している。また、2つの白抜き矢印のうち一方の白抜き矢印の基端にある白抜きの円は、ドラッグ操作の開始位置Ksを示している。そして、2つの白抜き矢印の間にある白抜きの円は、ドラッグ操作が一時停止される点(一時停止点G2)を示している。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 11, a white arrow indicates the direction of the drag operation. A white circle at the base end of one of the two white arrows indicates a drag operation start position Ks. A white circle between the two white arrows indicates a point where the drag operation is paused (pause point G2).
第1実施形態において、ドラッグ操作の全区間Dのうち前半区間D1と後半区間D2とを区分する区分点Gは、ドラッグ操作の操作方向が変化する変化点G1としていた。一方、本実施形態では、区分点Gは、変化点G1に換えて又は変化点G1とともに、図10に示す一時停止点G2を採用する。一時停止点G2とは、ドラッグ操作が一時停止される点である。この場合、ドラッグ操作の一時停止とは、ドラッグ操作が開始された後、ユーザの指がタッチパネル17から離されることなくタッチパネル17に触れた状態のままその指の移動が停止することである。
In the first embodiment, the dividing point G that divides the first half section D1 and the second half section D2 out of all the sections D of the drag operation is the change point G1 where the operation direction of the drag operation changes. On the other hand, in the present embodiment, the segment point G employs a temporary stop point G2 shown in FIG. 10 instead of the change point G1 or together with the change point G1. The pause point G2 is a point where the drag operation is paused. In this case, the pause of the drag operation means that after the drag operation is started, the movement of the finger is stopped while the user's finger is touching the
この場合、動作指令生成部16は、ドラッグ操作に一時停止点G2が含まれていることを検出した場合、ドラッグ操作の開始点Ksから一時停止点G2までの区間を前半区間D1と判断する。また、動作指令生成部16は、一時停止点G2からドラッグ操作の終了点Keまでの区間を後半区間D2と判断する。
In this case, when it is detected that the drag operation includes the pause point G2, the
これによれば、動作指令生成部16は、前半区間D1の操作方向と後半区間D2の操作方向とを異なる方向に設定しなくても、前半区間D1と後半区間D2とを区別して検出することができる。すなわち、前半区間D1の操作方向と後半区間D2の操作方向とは、異なる方向であっても良いし、同一の方向であっても良い。したがって、例えば第1実施形態のように、ドラッグ操作の操作方向を45°間隔で8方向に設定した場合、その8方向全ての操作方向を、前半区間D1の操作方向及び後半区間D2の操作方向に設定することができる。これにより、前半区間D1と後半区間D2とを直線状に入力することができる。
According to this, the operation
この場合、例えば4軸ロボット2の手先系におけるX方向及びY方向の平面移動動作について見ると、図11に示すような操作方法を実現することができる。すなわち、図11において、X方向の平面移動動作におけるロボット2の負(−)側への移動は、上方向へのドラッグ操作に対応している。つまり、動作指令生成部16は、上方向のドラッグ操作を検出し、ドラッグ操作の一時停止を検出した後、再び上方向のドラッグ操作を検出した場合に、ロボット2をX方向の平面移動動作において負(−)側へ移動させるための動作指令を生成する。X方向の平面移動動作におけるロボット2の正(+)側への移動は、下方向へのドラッグ操作に対応している。つまり、動作指令生成部16は、下方向のドラッグ操作を検出し、ドラッグ操作の一時停止を検出した後、再び下方向のドラッグ操作を検出した場合に、ロボット2をX方向の平面移動動作において正(+)側へ移動させるための動作指令を生成する。
In this case, for example, when viewing the plane movement operation in the X direction and the Y direction in the hand system of the four-
また、Y方向の平面移動動作におけるロボット2の負(−)側への移動は、左方向へのドラッグ操作に対応している。つまり、動作指令生成部16は、左方向のドラッグ操作を検出し、ドラッグ操作の一時停止を検出した後、再び左方向のドラッグ操作を検出した場合に、ロボット2をY方向の平面移動動作において負(−)側へ移動させるための動作指令を生成する。Y方向の平面移動動作におけるロボット2の正(+)側への移動は、右方向へのドラッグ操作に対応している。つまり、動作指令生成部16は、右方向のドラッグ操作を検出し、ドラッグ操作の一時停止を検出した後、再び右方向のドラッグ操作を検出した場合に、ロボット2をY方向の平面移動動作において正(+)側へ移動させるための動作指令を生成する。
Further, the movement of the
これによれば、上記第1実施形態と同様の作用効果が得られる。更に、前半区間D1の操作方向と後半区間D2の操作方向とを同一方向に設定することができる。したがって、ロボット2の移動方向を決定するために、後半区間D2の操作方向を、前半区間D1の操作方向と異なる方向に設定する必要がない。そのため、直線的な操作が可能になり、ユーザにとってより直感的な操作が可能になる。また、これによれば、上述したように、前半区間D1の操作方向と後半区間D2の操作方向とを同一方向に設定することができることから、前半区間D1の操作方向と後半区間D2の操作方向との組み合わせの種類が広がる。したがって、ティーチングペンダント4は、タッチパネル17に対する2次元の操作入力であっても、入力可能な操作の種類が増大し、その結果、多様なロボットの動作態様に対応することができる。
According to this, the same effect as the first embodiment can be obtained. Furthermore, the operation direction of the first half section D1 and the operation direction of the second half section D2 can be set in the same direction. Therefore, in order to determine the moving direction of the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について図12及び図13を参照して説明する。第3実施形態では、上記各実施形態に対して対象とするロボットの種類を変更している。なお、図13中の白抜きの円及び白抜きの矢印の意味は、図7と同様である。また、図13における方向の定義も、図7と同様である。また、図13中において、変化点G1の記載は省略している。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, the type of the target robot is changed with respect to each of the above embodiments. The meanings of the white circles and white arrows in FIG. 13 are the same as those in FIG. The definition of the direction in FIG. 13 is the same as that in FIG. In FIG. 13, the change point G1 is not shown.
図12に示す本実施形態のロボットシステム21は、図1に示した第1実施形態のロボットシステム1に対し、ロボット2に代えてロボット22を備えている点が異なる。ロボット22は、例えば6軸の垂直多関節型ロボットとして構成されている。すなわち、ベース25上には、Z軸方向の軸心を持つ第1軸J21を介してショルダ部26が水平方向に回転可能に連結されている。ショルダ部26には、Y軸方向の軸心を持つ第2軸J22を介して上方に延びる下アーム27の下端部が垂直方向に回転可能に連結されている。下アーム27の先端部には、Y軸方向の軸心を持つ第3軸J23を介して第1上アーム28が垂直方向に回転可能に連結されている。第1上アーム28の先端部には、X軸方向の軸心を持つ第4軸J24を介して第2上アーム29が捻り回転可能に連結されている。第2上アーム29の先端部には、Y軸方向の軸心を持つ第5軸J25を介して手首30が垂直方向に回転可能に連結されている。手首30には、X軸方向の軸心を持つ第6軸J26を介してフランジ31が捻り回転可能に連結されている。
The
ベース25、ショルダ部26、下アーム27、第1上アーム28、第2上アーム29、手首30およびフランジ31は、ロボット22のアームとして機能する。アーム先端であるフランジ31(手先に相当)には、図示はしないが、例えばエアチャックなどのツールが取り付けられる。ロボット22に設けられる複数の軸(J21〜J26)は、第1実施形態のロボット2と同様、それぞれに対応して設けられるモータ(図示せず)により駆動される。また、各モータの近傍には、それぞれの回転軸の回転位置を検出するための位置検出器(図示せず)が設けられている。
The
この6軸垂直多関節型のロボット22は、手先系の動作として、6種類の動作態様を備えている。すなわち、6軸垂直多関節型のロボット22は、手先系の動作として、第1実施形態における4軸水平多関節型のロボット2が行う得る4種類の動作(X方向の平面移動動作、Y方向の平面移動動作、Z方向の垂直移動動作、及びRz方向の回転動作)に加え、さらにRx方向の回転動作及びRy方向の回転動作の2種類の動作を実行可能である。この場合、X軸及びY軸は、図12に示すように、設置面Pに対して水平な互いに直交する2つの軸である。そして、X軸回りの回転方向をRx方向とし、Y軸回りの回転方向をRy方向としている。また、6軸垂直多関節型のロボット22は、6つの駆動軸を備えている。
The six-axis vertical articulated
本実施形態では、図13(5)、(6)で示すように、第1実施形態に対してRx方向及びRy方向の回転動作に対する操作、又は第5軸J25及び第6軸J26の駆動に対する操作が追加されている。なお、本実施形態において、図13(1)〜(4)に示す動作態様又は駆動軸に対する操作方法は、第1実施形態と同様である。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 13 (5) and (6), the operation for the rotation operation in the Rx direction and the Ry direction or the driving of the fifth axis J25 and the sixth axis J26 with respect to the first embodiment. An operation has been added. In this embodiment, the operation modes or the operation methods for the drive shaft shown in FIGS. 13 (1) to (4) are the same as those in the first embodiment.
すなわち、図13(5)に示すように、Rx方向の回転動作及び第5軸J25の選択は、前半区間D1の右斜め上方向のドラッグ操作に対応している。つまり、動作指令生成部16は、右斜め上方向のドラッグ操作を検出し、その後ユーザの指がタッチパネル17から離間されることなく続けて左方向のドラッグ操作を検出した場合に、Rx方向の回転動作又は第5軸J25の駆動によってロボット2を負(−)側へ移動させるための動作指令を生成する。また、動作指令生成部16は、右斜め上方向のドラッグ操作を検出し、その後ユーザの指がタッチパネル17から離間されることなく続けて右方向のドラッグ操作を検出した場合に、Rx方向の回転動作又は第5軸J25の駆動によってロボット2を正(+)側へ移動させるための動作指令を生成する。
That is, as shown in FIG. 13 (5), the rotation operation in the Rx direction and the selection of the fifth axis J25 correspond to the drag operation in the upper right direction of the first half section D1. That is, the motion
図13(6)に示すように、Ry方向の回転動作及び第6軸J26の選択は、前半区間D1の右斜め下方向のドラッグ操作に対応している。つまり、動作指令生成部16は、右斜め下方向のドラッグ操作を検出し、その後ユーザの指がタッチパネル17から離間されることなく続けて左方向のドラッグ操作を検出した場合に、Ry方向の回転動作又は第6軸J26の駆動によってロボット2を負(−)側へ移動させるための動作指令を生成する。また、動作指令生成部16は、右斜め下方向のドラッグ操作を検出し、その後ユーザの指がタッチパネル17から離間されることなく続けて右方向のドラッグ操作を検出した場合に、Ry方向の回転動作又は第6軸J26の駆動によってロボット2を正(+)側へ移動させるための動作指令を生成する。
As shown in FIG. 13 (6), the rotation operation in the Ry direction and the selection of the sixth axis J26 correspond to a drag operation in the diagonally downward right direction of the first half section D1. That is, the motion
これによれば、6軸ロボット22についても、上記第1実施形態と同様の作用効果が得られる。また。6軸ロボット22について、上記第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせた構成としてもよい。すなわち、6軸ロボット22についても、上記第2実施形態のように、一時停止点G2を採用してもよい。
According to this, the same effects as those in the first embodiment can be obtained for the six-
(第4実施形態)
次に、第4実施形態について、図14及び図15を参照して説明する。本実施形態は、後半区間D2における操作によるロボット2、22の移動速度及び移動量の決定に関するものである。本実施形態において、動作指令生成部16は、操作判断処理と、速度算出処理と、動作指令生成処理と、を行うことができる。操作判断処理は、後半区間D2におけるドラッグ操作に係る指の移動量を判断する処理である。速度算出処理は、操作判断処理で判断した指の移動量に基づいてロボット2、22の移動速度を算出する処理である。動作指令生成処理は、速度算出処理で算出した移動速度でロボット2、22を移動させるための動作指令を生成する処理である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment relates to determination of the moving speed and moving amount of the
動作指令生成部16は、後半区間D2におけるドラッグ操作(以下、単にドラッグ操作と称する)の指の移動量に基づいてロボット2、22の移動距離を算出する移動量算出処理を行うことができる。例えば、図14では、ドラッグ操作の開始地点を地点Sp、ドラッグ操作の終了地点を地点Epで示している。この場合、後半区間D2におけるドラッグ操作の開始地点Spは、上記各実施形態における区分点Gに相当する。ドラッグ操作の終了は、ユーザの指がタッチパネル17から離れたときである。この場合、ドラッグ操作の指の移動量は、開始地点Spから終了地点Seまでの距離Lである。制御部14は、ドラッグ操作の移動距離Lに基づいて、ロボット2、22の移動距離Lrを算出する。また、制御部14は、移動距離Lをドラッグ操作の入力時間で割った値、つまり、ドラッグ操作における指の移動に係る平均速度Vに基づいて、ロボット2、22の平均速度Vrを算出する。
The motion
制御部14は、上述の構成を実現するために、図15の内容の制御を実行する。なお、以下の説明において、制御部14による処理は、タッチ操作検出部15及び動作指令生成部16による処理を含むものとする。また、図14で示すタッチパネル17上のX−Y座標系と、ロボット2、22の座標系とは、必ずしも一致しなくてもよい。
The
制御部14は、ドラッグ操作を検出して、図15に示す制御を開始すると、ステップS21、S22において、ドラッグ操作の開始地点Sp(Xs、Ys)、及び終了地点Ep(Xe、Ye)を検出する。次に、制御部14は、ステップS23において、ドラッグ操作に要した時間つまりドラッグ操作の入力時間Tiを検出する。次に、制御部14は、ステップS24において、開始地点Sp(Xs、Ys)及び終了地点Ep(Xe、Ye)から、ドラッグ操作による指の移動量L、ドラッグ操作による指の平均速度V、及びドラッグ操作の操作方向を算出する。このステップS24には、操作判断処理が含まれている。
When the
その後、制御部14は、ステップS25において、ステップS24で算出したドラッグ操作の移動量Lと平均速度Vと操作方向とから、ロボット2、22の移動量Lr、平均速度Vr、及び移動方向を算出する。このステップS25には、速度算出処理が含まれている。そして、制御部14は、ステップS26において、移動量Lr、平均速度Vr、及び移動方向に基づいて、動作指令を生成する(動作指令生成処理)。そして、その動作指令がコントローラ3へ送信され、コントローラ3は、その動作指令に基づいてロボット2、22の動作を制御する。これにより、制御部14は、一連の処理を終了する。
Thereafter, in step S25, the
本実施形態において、制御部14は、ドラッグ操作による指の移動量Lに基づいてロボット2、22の移動速度Vrを算出する速度算出処理を行うことができる。これによれば、ユーザのドラッグ操作による指の移動量Lと、ロボット2、22の移動速度Vrとは相関を有することになる。したがって、ユーザは、ドラッグ操作による指の移動量Lを調整することにより、ロボットの移動速度Vrを調整することができる。そのため、ユーザは、直観的な操作が可能になり、操作性の向上が図られる。その結果、安全性の向上が図られるとともに、教示に要する時間を低減することができる。
In the present embodiment, the
また、制御部14は、ドラッグ操作による指の移動量Lに基づいてロボット2、22の移動距離Lrを算出する移動量算出処理を行うことができる。これによれば、ユーザは、ドラッグ操作による指の移動量Lを調整することにより、ロボット2、22の移動量Lrつまり移動距離Lrを調整することができる。さらに、速度算出処理は、ドラッグ操作による指の移動量Lをドラッグ操作の入力に要した時間で除した値に基づいて、ロボット2、22の移動速度Vrを決定する処理である。これによれば、ユーザは、ドラッグ操作の入力に要する時間を調整することで、ロボット2、22の移動速度Vrを調整することができる。
Further, the
したがって、ユーザは、ドラッグ操作の入力に際し、そのドラッグ操作の移動量Lと入力時間Tiを調整することにより、ロボット2、22の移動速度Vrと移動量Lrの両方を調整することができる。すなわち、ユーザは、1度のドラッグ操作によって、ロボット2、22の移動速度Vrと移動量Lrの両方を調整することができる。これにより、ユーザは、直観的な操作が可能になる。また、これによれば、ユーザは、ロボット2、22の移動速度Vrと移動量Lrを決定するために、複数の操作、例えばロボット2、22の移動速度Vrを決定するための操作とロボット2、22の移動量Lrを決定するための操作とを行う必要がない。したがって、操作が簡単になり、操作性の向上が図られる。これらの結果、安全性の向上が図られるとともに、教示に要する時間を低減することができる。
Therefore, the user can adjust both the moving speed Vr and the moving amount Lr of the
なお、図14の表示部12にある円で示された開始地点Sp、終了地点Ep、及び白抜き矢印は、ドラッグ操作の動作を説明するために便宜的に記載したものであり、操作の際に実際に表示部12に表示されるものではない。しかしながら、ティーチングペンダント4は、ドラッグ操作に伴って、開始地点Sp、終了地点Ep、及び白抜き矢印を表示部12に表示させてもよい。これによれば、ユーザが、自己の操作内容を確認する際に役立つ。
Note that the start point Sp, the end point Ep, and the white arrow indicated by circles on the
(第5実施形態)
次に、第5実施形態について、図16及び図17も参照して説明する。本実施形態は、ロボット2、22の動作を、操作入力に対してほぼリアルタイムで実行するための構成である。すなわち、上記第4実施形態では、後半区間D2に係るドラッグ操作の入力が終了した後に、ロボット2、22の動作が行われる。そのため、ロボット2、22の動作は、後半区間D2に係るドラッグ操作の終了後になる。したがって、ユーザによる後半区間D2に係るドラッグ操作の入力と、ロボット2、22の実際の動作とに、時間差が生じる。一方、本実施形態において、制御部14は、後半区間D2に係るドラッグ操作が終了する前であっても、ロボット2、22の動作指令を適宜生成する。したがって、ロボット2、22の実際の動作は、ユーザによる後半区間D2に係るドラッグ操作の入力に対して、ほぼリアルタイムで行われる。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the operation of the
具体的には、制御部14は、後半区間D2に係るドラッグ操作が行われている間は一定の周期Sで操作判断処理と速度算出処理と動作指令生成処理とを行うことができる。後半区間D2に係るドラッグ操作が行われている間とは、後半区間D2に係るドラッグ操作が開始されてからユーザの指がタッチパネル17から離れるまでの期間を意味する。この場合、図16にも示すように、後半区間D2に係るドラッグ操作の開始地点Spと終了地点Epとの間の距離Lのドラッグ操作を入力している期間が、後半区間D2に係るドラッグ操作が行われている期間となる。
Specifically, the
制御部14は、上述の構成を実現するために、図15の内容の制御を実行する。なお、以下の説明において、制御部14による処理は、タッチ操作検出部15及び動作指令生成部16による処理を含むものとする。制御部14は、ドラッグ操作の入力を検出している間、図17に示す処理内容を実行する。制御部14は、図17に示す制御を開始すると、ステップS31において、ドラッグ操作による現在の指の地点P1(X1、Y1)を検出する。次に、制御部14は、ステップS32において、一定の時間Sが経過するまで待機する(ステップS32でNO)。制御部14は、時間Sが経過すると(ステップS32でYES)、ステップS33において、ドラッグ操作による現在の指の地点P2(X2、Y2)を検出する。
The
次に、制御部14は、ステップS34において、地点P1、P2、及び時間Sから、ドラッグ操作の操作方向と、一定時間S当たりにおけるドラッグ操作の移動量dL及び移動速度dVを算出する。このステップS34には、操作判断処理が含まれている。次に、制御部14は、ステップS35において、ステップS34で算出しらドラッグ操作の移動量dL、移動速度dV、及び操作方向から、ロボット2、22の移動方向と、一定時間S当たりの移動量dLr及び移動速度dVrを算出する。このステップS34には、速度算出処理が含まれている。
Next, in step S34, the
次に、制御部14は、ステップS36において、一定時間S当たりの移動量dLr、平均速度dVr、及び移動方向に基づいて、動作指令を生成する(動作指令処理)。そして、その動作指令がコントローラ3へ送信され、コントローラ3は、その動作指令に基づいてロボット2、22の動作を制御する。その後、制御部14は、ステップS37において、ドラッグ操作の入力が終了したか否かを判断する。制御部14は、ドラッグ操作の入力が終了していないと判断した場合(ステップS31でNO)、ステップS31へ移行し、ステップS31からステップS37を繰り返す。一方、制御部14は、ドラッグ操作の入力が終了したと判断した場合(ステップS31でYES)、一連の処理を終了する。このようにして、制御部14は、ドラッグ操作が行われている間、一定時間Sつまり一定周期Sで、操作判断処理と速度算出処理と動作指令生成処理とを繰り返す。
Next, in step S36, the
本実施形態によれば、制御部14は、ユーザによるドラッグ操作の終了を待つことなく、動作指令を生成することができる。したがって、動作指令生成部16は、ユーザからのドラッグ操作に対してほぼリアルタイムで、ロボット2、22を動作させるための動作指令を生成することができる。そのため、ユーザによるドラッグ操作の入力と、ロボット2、22の実際の動作と時間差を、極力低減することができる。よって、ユーザは、より直感的な操作が可能になり、その結果、安全性の向上、ひいては教示時間の短縮を図ることができる。
According to the present embodiment, the
(第6実施形態)
次に、第6実施形態について、図18から図20を参照して説明する。本実施形態は、後半区間D2に係るドラッグ操作の操作量とロボット2、22の移動量との間の倍率に関するものである。なお、図18では、後半区間D2に係るドラッグ操作の開始地点Spから終了地点Epまでのドラッグ操作の操作量をLとしている。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment relates to a magnification between the operation amount of the drag operation related to the second half section D2 and the movement amounts of the
ティーチングペンダント4は、入力されるドラッグ操作の操作量以上の精密な動作をロボット2、22に行わせるため、ドラッグ操作の操作量とロボット2、22の移動量との間に倍率を設定することが考えられる。例えば、倍率を0.1倍に設定した場合、ユーザは、1mmのドラッグ操作を行うことで、ロボット2、22を0.1mm移動させることができる。しかし、単純に一定の倍率を設定しただけでは、次のような問題が生じる。すなわち、例えば0.1mm単位の微細な動作(微動)を行いつつ、数〜数十mm単位の大きな動作(粗動)を行いたい場合もある。しかし、例えば倍率を0.1倍に設定した場合、200mm(10インチ画面の長辺の長さに相当)のドラッグ操作でも、僅かに20mmしかロボットを移動させることができない。そのため、ユーザは、例えばロボットに1000mmの移動をさせようとすると、200mmのドラッグ操作を50回も繰り返すことになり、煩雑で操作性が良くない。
The
そこで、本実施形態において、動作指令生成部16は、操作判断処理と、移動量決定処理と、を行うことができる。操作判断処理は、タッチ操作検出部15で検出したドラッグ操作の指の移動量を判断する。移動量決定処理は、図18に示すように、後半区間D2に係るドラッグ操作が、操作開始地点Spから第1区間L1を通過するまでは倍率を第1倍率に設定し、第1区間L1を通過した後は倍率を第1倍率より大きい値に設定して、ロボット2、22の移動量を決定する。倍率とは、操作判断処理で判断したドラッグ操作の指の移動量を拡大又は縮小してロボット2、22の移動量を決定するためのものである。また、第1倍率は、1より小さい一定の値である。
Therefore, in the present embodiment, the operation
また、本実施形態において、移動量決定処理は、後半区間D2に係るドラッグ操作の指の移動が第1区間L1を通過してから第2区間L2を通過するまでは倍率を第2倍率に設定し、後半区間D2に係るドラッグ操作の指の移動が第2区間L2を通過した後は倍率を一定値である第3倍率に設定して、ロボットの移動量を決定する。第2倍率は、第1倍率から第3倍率までの範囲で、ドラッグ操作の指の移動量に応じて連続的に増加する値である。 In the present embodiment, the movement amount determination process sets the magnification to the second magnification until the finger movement of the drag operation related to the second half section D2 passes through the first section L1 and then passes through the second section L2. Then, after the finger movement of the drag operation related to the second half section D2 passes through the second section L2, the magnification is set to the third magnification which is a constant value, and the movement amount of the robot is determined. The second magnification is a value that continuously increases in accordance with the movement amount of the finger of the drag operation in the range from the first magnification to the third magnification.
具体的には、図18に示すように、第1区間L1は、ドラッグ操作の開始地点Spから所定の長さ(例えば、50mm)の区間である。つまり、この場合、第1区間L1は、図19に示すように、操作量0mm(開始地点Sp)から操作量50mm(第1区間L1の終点L1p)の区間である。第1区間L1の長さ、ドラッグ操作の操作量Lに関わらず一定である。第1区間L1内におけるドラッグ操作には、第1倍率f1が設定されている。第1倍率f1は、1より小さい一定値であり、例えば図19(1)に示すように0.1倍(f1=0.1)である。
Specifically, as shown in FIG. 18, the first section L1 is a section having a predetermined length (for example, 50 mm) from the start point Sp of the drag operation. That is, in this case, as shown in FIG. 19, the first section L1 is a section from the
第2区間L2は、第1区間L1の終点L1pから所定の長さ(例えば、100mm)の区間である。つまり、この場合、第2区間L2は、図19に示すように、操作量50mm(第1区間L1の終点L1p)から操作量150mm(第2区間L2の終点L2p)の区間である。第2区間L2の長さは、ドラッグ操作の操作量Lに関わらず一定である。第2区間L2内におけるドラッグ操作には、第2倍率f2が設定されている。第2倍率f2は、第1倍率f1よりも大きく、かつ、第3倍率f3よりも小さい値である。すなわち、第2倍率f2は、第1倍率f1から第3倍率f3までの範囲で、ドラッグ操作の指の移動量つまり開始地点Spからの距離Lに応じて連続的に増加する変動値である。
The second section L2 is a section having a predetermined length (for example, 100 mm) from the end point L1p of the first section L1. That is, in this case, as shown in FIG. 19, the second section L2 is a section from the operation amount 50 mm (end point L1p of the first section L1) to the
第2倍率f2は、次の(式1)で表すことができる。なお、本実施形態において、第2倍率f2は、第1倍率f1から第3倍率f3の範囲内において比例的に増加するが、これに限られない。第2倍率f2は、例えば第1倍率f1から第3倍率f3の範囲内において、2次関数的に増加するものでもよいし、指数関数的に増加するものでもよい。
f2=0.099×(L−50)+0.1・・・(式1)
The second magnification f2 can be expressed by the following (Formula 1). In the present embodiment, the second magnification f2 increases proportionally within the range of the first magnification f1 to the third magnification f3, but is not limited thereto. The second magnification f2 may increase in a quadratic function or may increase in an exponential function within the range of the first magnification f1 to the third magnification f3, for example.
f2 = 0.099 × (L−50) +0.1 (Expression 1)
第3区間は、第2区間L2の終点L2p以降の区間である。つまり、この場合、第3区間L3は、操作量150mm(第2区間の終点L2p)以降の区間である。第3区間L3の長さは、ドラッグ操作の操作量Lによって変化する。すなわち、第3区間L3の長さは、ドラッグ操作の操作量Lから、第1区間L1及び第2区間L2の長さを減じた値である。第3区間L3におけるドラッグ操作には、第3倍率f3が設定されている。第3倍率f3は、第1倍率及び第2倍率よりも大きい一定値である。この場合、第3倍率f3は、例えば図19(1)に示すように、1よりも大きい10倍(f3=10)に設定されている。
The third section is a section after the end point L2p of the second section L2. That is, in this case, the third section L3 is a section after the
動作指令生成部16は、第1区間L1内におけるドラッグ操作について、その操作量Lに第1倍率f1を乗じた値を、ロボット2、22の移動量に設定する。また、動作指令生成部16は、第2区間L2内におけるドラッグ操作について、その操作量Lに第2倍率f2を乗じた値を、ロボット2、22の移動量に設定する。また、動作指令生成部16は、第3区間L3内におけるドラッグ操作について、その操作量Lに第3倍率f3を乗じた値を、ロボット2、22の移動量に設定する。ユーザは、例えば0.1mm単位の微細な動作(微動)をロボット2、22に行わせたい場合は、第1区間L1の範囲内で、ドラッグ操作を繰り返す。一方、ユーザは、例えば大きな動作(粗動)をロボット2、22に行わせたい場合は、第1区間L1及び第2区間L2を超えて、第3区間L3までドラッグ操作を行う。
The movement
ドラッグ操作の操作量Lに対するロボット2、22の移動量の変化は、図19(2)に示すようになる。例えば、ドラッグ操作の操作量Lを200mmとすると、第1区間L1での操作に対して、ロボット2、22の移動量は、0.1×50=5mmとなる。また、第2区間L2での操作に対して、ロボット2、22の移動量は、((10−0.1)×100/2)+(0.1×100)=505mmとなる。また、第3区間L3での操作に対して、ロボット2、22の移動量は、10×50=500mmとなる。つまり、第1区間L1、第2区間L2、及び第3区間L3の全区間でのロボット2、22の移動量は、1010mmとなる。したがって、ユーザは、200mmのドラッグ操作で、ロボット2、22に対して1010mm移動させることができる。
The change in the movement amount of the
この場合、ロボット2、22の移動量は、各区間において次のように変化する。すなわち、ロボット2、22の移動量は、第1区間L1(操作量0mmから50mmの区間)における操作に対して、1次関数的に増加する。また、ロボット2、22の移動量は、第2区間L2(操作量50mmから150mmの区間)における操作に対して、2次関数的に増加する。また、ロボット2、22の移動量は、第3区間L3(操作量150mm以上の区間)における操作に対しては、1次関数的に増加する。
In this case, the movement amounts of the
これによれば、ユーザは、第1区間L1内でドラッグ操作することで、ロボット2、22を、1より小さい一定の倍率である第1倍率f1で移動させることができる。つまり、ユーザは、第1区間L1内でドラッグ操作を繰り返すことで、ロボット2、22に微動をさせることができる。また、ユーザは、第1区間L1を超えてドラッグ操作することで、第1区間L1を超えた部分について、ロボット2、22を、第1倍率よりも大きい倍率で移動させることができる。つまり、ユーザは、第1区間L1を超えて操作することで、ロボット2、22に粗動をさせることができる。
According to this, the user can move the
このように、ユーザは、1度のドラッグ操作で、異なる倍率でロボット2、22を移動させることができる。これによれば、例えばロボット2、22の微動と粗動との両方の動作を、1回のドラッグ操作で実現することができる。したがって、ユーザは、ロボット2、22の微動と粗動とを切り替えるための特別な操作をすることなく、微動と粗動との両方を実現することができる。これにより、操作が簡単になり、操作性の向上が図られ、その結果、安全性の向上が図られるとともに、教示に要する時間を低減することができる。
Thus, the user can move the
また、本実施形態によれば、移動量決定処理は、ドラッグ操作の指の移動が第1区間L1を通過してから第2区間L2を通過するまでは倍率を第2倍率f2に設定し、ドラッグ操作の指の移動が第2区間を通過した後は倍率を一定値である第3倍率f3に設定して、ロボット2、22の移動量を決定する。これによれば、ユーザは、第1区間L1内でドラッグ操作を繰り返すことにより、1より小さい第1倍率f1でロボットを微動させることができる。また、ユーザは、第1区間L1を超えてドラッグ操作を行うことにより、第1倍率f1よりも大きい第2倍率f2又は第3倍率f3でロボット2、22を粗動させることができる。
Also, according to the present embodiment, the movement amount determination process sets the magnification to the second magnification f2 until the finger movement of the drag operation passes through the first section L1 and then passes through the second section L2. After the finger movement of the drag operation passes through the second section, the magnification is set to the third magnification f3 which is a constant value, and the movement amounts of the
さらに、第2倍率f2は、第1倍率f1から第3倍率f3までの範囲で、ドラッグ操作の指の移動量Lに応じて連続的に増加する値である。これによれば、第1倍率f1による微動と第3倍率f3による粗動との間の倍率である第2倍率f2が、第1倍率f1から第3倍率f3までの範囲で、ドラッグ操作の指の移動量Lに応じて連続的に増加する。すなわち、一定値である第1倍率f1と第3倍率f3との間が、連続して変化する第2倍率f2によって繋がれている。そのため、ユーザのドラッグ操作の操作量Lに対するロボット2、22の移動量を決定するための倍率は、第1倍率f1から、次第に変化する第2倍率f2を経て第3倍率f3に切り替わる。これにより、ロボット2、22の移動量を決定するための倍率が、第1倍率f1から第3倍率f3に急激に切り替わることが防止される。すなわち、ロボット2、22の移動が、微動から粗動へ急激に変化することを防止することができる。したがって、ユーザの意図しない急激な倍率の変化によって生じるロボット2、22の急激な速度変化(急動)を防止することができる。その結果、更なる安全性の向上が図られる。
Further, the second magnification f2 is a value that continuously increases in accordance with the movement amount L of the finger of the drag operation in the range from the first magnification f1 to the third magnification f3. According to this, the second magnification f2 which is a magnification between the fine movement by the first magnification f1 and the coarse movement by the third magnification f3 is within the range from the first magnification f1 to the third magnification f3. Continuously increases according to the amount of movement L. That is, the first magnification f1 and the third magnification f3, which are constant values, are connected by the second magnification f2 that changes continuously. Therefore, the magnification for determining the movement amount of the
なお、図20(1)、(2)に示すように、第1倍率f1を0.01倍、第3倍率f3を1.0倍とし、第2倍率f2を、第1倍率f1=0.01から第3倍率f3=1.0の範囲内において、次の(式2)で表す値にしてもよい。これによれば、0.01倍及び0.1倍の倍率を併用することができるため、さらに細かい動作を容易に行うことができる。
f2=0.0099×(L−50)+0.01・・・(式2)
As shown in FIGS. 20 (1) and 20 (2), the first magnification f1 is 0.01 times, the third magnification f3 is 1.0 times, and the second magnification f2 is the first magnification f1 = 0. Within the range of 01 to the third magnification f3 = 1.0, the value expressed by the following (Expression 2) may be used. According to this, since magnifications of 0.01 times and 0.1 times can be used in combination, a finer operation can be easily performed.
f2 = 0.0099 × (L−50) +0.01 (Expression 2)
(その他の実施形態)
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。本発明は、例えば次のような変形または拡張が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention. The present invention can be modified or expanded as follows, for example.
上記のいくつかの実施形態では、ロボット操作装置を、ロボットシステムに用いられる専用のティーチングペンダント4に適用した構成について説明したが、これに限らずともよい。例えば、汎用のタブレット型端末(タブレットPC)やスマートフォン(多機能携帯電話)などに、専用のアプリ(ロボット操作プログラム)をインストールすることにより、上記各実施形態において説明したような機能と同等の機能を実現することも可能である。
In the above embodiments, the configuration in which the robot operating device is applied to the
多関節ロボットには、上記各実施形態で説明した4軸水平多関節型のロボット2及び6軸垂直多関節型のロボット22のみならず、例えば複数の駆動軸を有する直交型のロボットも含まれる。この場合、駆動軸には、機械的な回転軸に限られず、例えばリニアモータによって駆動する方式も含まれる。
本発明のロボット操作装置は、4軸水平多関節型のロボット2および6軸垂直多関節型のロボット22に限らず、種々のロボットを手動操作する際に用いることができる。
The articulated robot includes not only the 4-axis horizontal articulated
The robot operating device of the present invention is not limited to the 4-axis horizontal articulated
図面中1、21はロボットシステム、2、22はロボット、4はティーチングペンダント(ロボット操作装置)、15はタッチ操作検出部、16は動作指令生成部、17はタッチパネルを示す。 In the drawings, 1 and 21 are robot systems, 2 and 22 are robots, 4 is a teaching pendant (robot operating device), 15 is a touch operation detecting unit, 16 is an operation command generating unit, and 17 is a touch panel.
Claims (9)
前記タッチパネルに入力された平面方向のタッチ操作を検出することができるタッチ操作検出部と、
前記タッチ操作検出部の検出結果に基づいて複数の駆動軸を有する多関節型のロボットを動作させるための動作指令を生成する動作指令生成部と、を備え、
前記動作指令生成部は、
前記タッチ操作検出部で検出したタッチ操作がドラッグ操作である場合にそのドラッグ操作の全区間の中に、当該ドラッグ操作の操作方向が変化すること又は当該ドラッグ操作が一時停止されることにより当該ドラッグ操作を前半区間と後半区間とに区分する区分点が含まれるか否かを判断する操作判断処理と、
前記ドラッグ操作に前記区分点が含まれる場合に、前記前半区間における操作方向に基づいて、操作対象となる前記ロボットの駆動軸又は駆動態様を決定する操作対象決定処理と、
前記ドラッグ操作に前記区分点が含まれる場合に、前記後半区間における操作方向に基づいて前記ロボットの移動方向を決定するとともに前記後半区間における操作量に基づいて前記ロボットの移動量を決定して前記ロボットを移動させるための動作指令を生成する動作指令生成処理と、
を行うことができるロボット操作装置。 A touch panel that receives input of a touch operation from the user;
A touch operation detection unit capable of detecting a touch operation in a planar direction input to the touch panel;
And an operation command generating unit for generating an operation command for operating the articulated robot having a plurality of drive shafts on the basis of the detection result of the touch operation detection section,
The operation command generator is
When the touch operation detected by the touch operation detection unit is a drag operation, the drag operation is changed when the operation direction of the drag operation is changed or the drag operation is temporarily stopped in all sections of the drag operation. An operation determination process for determining whether or not a division point that divides the operation into a first half section and a second half section is included;
When the drag operation includes the segment point, an operation target determination process for determining a drive axis or a drive mode of the robot to be operated based on the operation direction in the first half section;
When the drag operation includes the dividing point, the movement direction of the robot is determined based on the operation direction in the second half section, and the movement amount of the robot is determined based on the operation amount in the second half section. An operation command generation process for generating an operation command for moving the robot;
Robot operating device that can perform.
前記後半区間における前記ドラッグ操作の操作方向は、前記横方向又は前記縦方向のうち前記6方向に含まれない方向に設定されている、
請求項1に記載のロボット操作装置。 The operation direction of the drag operation in the first half section is set to any one of six directions excluding the vertical direction or the horizontal direction among eight directions set at 45 ° intervals on the touch panel. Has been
The operation direction of the drag operation in the latter half section is set to a direction not included in the six directions of the horizontal direction or the vertical direction.
The robot operation device according to claim 1.
前記後半区間における指の移動量に基づいて前記ロボットの移動速度を算出する速度算出処理、
を行うことができる請求項1又は2に記載のロボット操作装置。 The operation command generator is
A speed calculation process for calculating the movement speed of the robot based on the movement amount of the finger in the second half section;
The robot operating device according to claim 1 or 2 , wherein
前記速度算出処理は、前記後半区間における指の移動量を前記後半区間の操作の入力に要した時間で除した値に基づいて、前記ロボットの移動速度を決定する処理である請求項3に記載のロボット操作装置。 The operation command generation unit can perform a movement amount calculation process for calculating a movement distance of the robot based on a movement amount of a finger in the second half section.
The speed calculation process is a process of determining a movement speed of the robot based on a value obtained by dividing a finger movement amount in the second half section by a time required for an operation input in the second half section. Robot operating device.
前記後半区間に係るドラッグ操作の実際の操作量を拡大又は縮小して前記ロボットの移動量を決定するための倍率について、前記ドラッグ操作が前記区分点から第1区間を通過するまでは前記倍率を1より小さい一定の値である第1倍率に設定し、前記ドラッグ操作が前記第1区間を通過した後は前記倍率を前記第1倍率より大きい値に設定して、前記ロボットの移動量を決定する移動量決定処理、
を行うことができる請求項1から4のいずれか一項に記載のロボット操作装置。 The operation command generator is
Regarding the magnification for determining the movement amount of the robot by enlarging or reducing the actual operation amount of the drag operation related to the latter half section, the magnification is used until the drag operation passes through the first section from the segment point. The first magnification which is a constant value smaller than 1 is set, and after the drag operation passes through the first section, the magnification is set to a value larger than the first magnification to determine the movement amount of the robot. Movement amount determination process,
The robot operating device according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記第2倍率は、前記第1倍率から前記第3倍率までの範囲で、前記ドラッグ操作の操作量に応じて連続的に増加する値である、
請求項5に記載のロボット操作装置。 The movement amount determination process sets the magnification to the second magnification from the time when the drag operation passes through the first section to the time when the drag operation passes through the second section, and after the drag operation passes through the second section. Is a process of setting the magnification to a third magnification, which is a constant value, and determining the movement amount of the robot,
The second magnification is a value that continuously increases in accordance with the operation amount of the drag operation in a range from the first magnification to the third magnification.
The robot operation device according to claim 5 .
前記ロボットの動作を制御するコントローラと、A controller for controlling the operation of the robot;
請求項1から6のいずれか一項に記載のロボット操作装置と、The robot operating device according to any one of claims 1 to 6,
を備えていることを特徴とするロボットシステム。A robot system characterized by comprising:
前記ロボットの動作を制御するコントローラと、A controller for controlling the operation of the robot;
請求項1から6のいずれか一項に記載のロボット操作装置と、The robot operating device according to any one of claims 1 to 6,
を備えていることを特徴とするロボットシステム。A robot system characterized by comprising:
前記タッチパネルに入力された平面方向のタッチ操作を検出することができるタッチ操作検出部と、
を備えるロボット操作装置に組み込まれたコンピュータに実行される、複数の駆動軸を有する多関節型のロボットを動作させるためのロボット操作プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記タッチ操作検出部で検出したタッチ操作がドラッグ操作である場合にそのドラッグ操作の全区間の中に、当該ドラッグ操作の操作方向が変化すること又は当該ドラッグ操作が一時停止されることにより当該ドラッグ操作を前半区間と後半区間とに区分する区分点が含まれるか否かを判断する操作判断処理と、
前記ドラッグ操作に前記区分点が含まれる場合に、前記前半区間における操作方向に基づいて、操作対象となる前記ロボットの駆動軸又は駆動態様を決定する操作対象決定処理と、
前記ドラッグ操作に前記区分点が含まれる場合に、前記後半区間における操作方向に基づいて前記ロボットの移動方向を決定するとともに前記後半区間における操作量に基づいて前記ロボットの移動量を決定して前記ロボットを移動させるための動作指令を生成する動作指令生成処理と、
を実行させるロボット操作プログラム。 A touch panel that receives input of a touch operation from the user;
A touch operation detection unit capable of detecting a touch operation in a planar direction input to the touch panel;
A robot operation program for operating an articulated robot having a plurality of drive axes, which is executed by a computer incorporated in a robot operation device comprising:
In the computer,
When the touch operation detected by the touch operation detection unit is a drag operation, the drag operation is changed when the operation direction of the drag operation is changed or the drag operation is temporarily stopped in all sections of the drag operation. An operation determination process for determining whether or not a division point that divides the operation into a first half section and a second half section is included;
When the drag operation includes the segment point, an operation target determination process for determining a drive axis or a drive mode of the robot to be operated based on the operation direction in the first half section;
When the drag operation includes the dividing point, the movement direction of the robot is determined based on the operation direction in the second half section, and the movement amount of the robot is determined based on the operation amount in the second half section. An operation command generation process for generating an operation command for moving the robot;
Robot operation program to execute.
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