CN109834698B - 对机器人进行示教操作的示教装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对机器人进行示教操作的示教装置，其包含显示装置，对机器人进行示教操作，该示教装置具备：模板存储部，其存储与机器人的多个程序对应的多个模板；程序说明内容存储部，其存储分别说明多个程序的多个说明内容；模板显示部，其在显示装置中显示在模板存储部中存储的多个模板；模板选择部，其从该模板显示部中显示的多个模板中选择一个模板；以及程序说明内容显示部，其从程序说明内容存储部读出与该模板选择部选择出的一个模板对应的程序的说明内容，并显示在显示装置中。

Description

对机器人进行示教操作的示教装置

技术领域

本发明涉及一种对机器人进行示教操作的示教装置。

背景技术

在进行机器人的示教操作来生成机器人的程序时，操作者一边操作失能开关(Dead man switch)一边进行机器人的动作速度等各种设定。另外，在示教操作中有很多实际使机器人移动的情况。因此，当操作者错误地使机器人进行了移动时，操作者有可能变得危险，或者机器人的周围设备有可能损坏。需要避免这样的问题，所以对初学者来说示教操作困难，并且也烦杂。

于是，已知以下一种技术，在生成用于使机器动作的机器控制程序的机器控制程序生成装置中，存储与多个动作类别分别对应的机器控制程序的模板，选择希望的模板。例如参照日本特开2013-012051号公报。

并且，为了安全地进行示教操作需要按照各种步骤。但是，初学者难以在理解这些步骤后实际进行示教作业。并且，只是从机器控制程序的多个模板中简单地选择希望的模板，这对于初学者来说不能说是特别友好的功能，希望向初学者提示示教所需要的操作内容。

发明内容

因此，希望一种能够由初学者进行示教操作来切实地生成机器人程序的示教装置。

根据本公开的第一个方式，提供一种示教装置，其包含显示装置并对机器人进行示教操作，该示教装置具备：模板存储部，其存储与上述机器人的多个程序对应的多个模板；程序说明内容存储部，其存储用于分别说明上述多个程序的多个说明内容；模板显示部，其在上述显示装置中显示在上述模板存储部中存储的上述多个模板；模板选择部，其从该模板显示部中显示的上述多个模板中选择一个模板；以及程序说明内容显示部，其从上述程序说明内容存储部读出与该模板选择部选择出的上述一个模板对应的上述程序的说明内容，并显示在上述显示装置中。

在第一个方式中，在显示装置显示与选择出的模板对应的程序的说明内容。按照这样的引导功能，初学者能够容易地对机器人进行示教操作，从而能够容易地生成机器人的程序。

附图说明

通过以下与附图相关联的实施方式的说明，本发明的目的、特征以及优点变得更加明确。

图1是基于第一实施方式的示教系统的概念图。

图2A是表示示教系统的动作的流程图。

图2B表示与一个模板对应的程序的内容。

图3A表示画面的第一例。

图3B表示画面的第二例。

图3C表示画面的第三例。

图3D表示画面的第四例。

图3E表示画面的第五例。

图3F表示画面的第六例。

图4是基于第二实施方式的示教系统的概念图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。在所有附图中，对于对应的结构要素赋予通用的参照标记。

图1是基于第一实施方式的示教系统的概念图。第一实施方式的示教系统1主要包含机器人10、控制机器人10的控制装置20、与控制装置20连接的示教操作盘30。在第一实施方式中，控制装置20以及示教操作盘30发挥作为示教装置的作用。机器人10是多关节机器人，具有多个例如六个轴。机器人10也可以是与人共享作业空间来进行协作作业的机器人。

示教操作盘30用于机器人10的示教操作等，通过操作者的操作进行机器人10的各轴的点动进给等。示教操作盘30具备在点动进给等操作时使用的多个键38和作为显示装置的画面39。

控制装置20是包含通过总线等相互连接的CPU、存储器等的数字计算机，并且具有作为显示装置的画面29。控制装置20主要包含存储各种信息的存储部40、将从存储部40读出的后述的说明内容显示在画面29以及/或者画面39中的显示部50。

具体地说，存储部40包含存储与机器人10的多个程序对应的多个模板的模板存储部21、存储用于分别说明多个程序的多个说明内容的程序说明内容存储部22、存储用于说明程序的示教位置的说明内容的示教位置说明内容存储部23、存储用于说明机器人10的点动操作的说明内容的点动操作说明内容存储部24、存储用于对使机器人10移动到示教位置来进行示教的示教方法进行说明的说明内容的示教方法说明内容存储部25以及存储用于说明所生成的程序的执行的说明内容的程序执行说明内容存储部26。

进一步，显示部50包含：模板显示部31，其将模板存储部21中存储的多个模板显示在显示装置29、39中；程序说明内容显示部32，其从程序说明内容存储部22读出与模板选择部27选择出的一个模板对应的程序的说明内容，并显示在显示装置29、39中；示教位置说明内容显示部33，其将示教位置说明内容存储部23中存储的说明内容显示在显示装置29、39中；点动操作说明内容显示部34，其将点动操作说明内容存储部24中存储的说明内容显示在显示装置29、39中；示教方法说明内容显示部35，其将示教方法说明内容存储部25中存储的说明内容显示在显示装置29、39中；以及程序执行说明内容显示部36，其将程序执行说明内容存储部26中存储的说明内容显示在显示装置29、39中。并且，控制装置20包含模板选择部27，该模板选择部27从模板显示部31中显示的多个模板中选择一个模板。

图2A是表示图1所示的示教系统的动作的流程图。首先，操作者按动示教操作盘30的预定键38来启动针对机器人10的示教操作的引导功能。由此，通过模板显示部31在示教操作盘30的画面39中显示在模板存储部21中存储的多个模板的名称一览。另外，也可以在控制装置20的画面29中显示引导功能的内容。以下设为在示教操作盘30的画面39中显示引导功能的内容。

图3A表示画面的第一例。图3A中，例如表示了“2点间移动用模板”以及“取放用模板”的名称一览。“2点间移动用模板”是在使机器人10从某个位置移动到其他位置时使用的程序的模板。“取放用模板”是在机器人10在某个位置拾取工件(未图示)，接着移动到其他位置并释放工件时所使用的程序的模板。

换言之，预先将对应的2点间移动用程序与“2点间移动用模板”关联起来。同样地，预先将对应的取放程序与“取放用模板”关联起来。

当然，也可以显示其他的模板。另外，如图3A所示，可以与模板的一览一同显示“请选择用于生成程序的模板。当触摸模板名称时显示说明”等说明文。除了说明文以外，说明内容还可以包含图像、视频、声音中的至少一个。由此，操作者能够更容易地理解。

然后，在步骤S12中，操作者使用模板选择部27从多个模板中选择希望的模板。模板选择部27可以是示教操作盘30的键38，也可以是在画面39中装入的触摸面板等。以下，设为操作者选择了“取放用模板”来继续进行说明。

这里，图2B中表示了“取放用模板”的内容。可以在画面39中显示这样的模板的内容。“取放用模板”是取放用程序的雏形。

图2B所示的模板的第15行中记载的“位置1”是机器人10的待机位置，第19行记载的“位置2”是机器人10取出工件的工件取出位置，第29行记载的“位置3”是抓持工件的机器人10的通过位置(通过点)，第37行记载的“位置4”是机器人10释放工件的工件运送位置，第44行记载的“位置5”是释放了工件后的机器人10的工件运送待机位置。

这些待机位置、工件取出位置、通过位置、工件运送位置以及工件运送待机位置是在取放用程序中应该示教的示教位置。然后，在步骤S12的阶段，这些示教位置都没有示教。在以下的步骤中，操作者实际示教这些示教位置，从而“取放用模板”的程序完成。另外，“取放用模板”中的示教位置的数量最低为五个。“2点间移动用模板”中的示教位置的数量可以是其他值。换言之，完成程序所需要的示教位置的数量根据所选择的模板来决定。

接着，在步骤S13中，从程序说明内容存储部22读出与所选择的模板对应的程序的说明内容。然后，通过程序说明内容显示部32将其说明内容显示在画面39中。这里，图3B表示画面的第二例。在图3B中，在画面39中将程序的说明内容“所生成的“取&放”的程序为下图那样的机器人动作”与机器人拾取工件的视频或动画一同进行显示。并且，在图3B中还显示“接着通过点动操作(手动)设定机器人进行动作的5个点的位置”这样的下一个步骤的说明文。因为显示这样的引导功能，所以初学者能够容易地对机器人进行示教操作从而能够容易地生成机器人的程序。

显示说明内容当经过了预定时间时，判断为操作者理解了说明内容，此时判断为操作者理解了取放用程序的说明内容，从而进入下一个步骤。或者，在显示了说明内容后当操作者按动了预定键38时，可以进入下一个步骤。该情况在以下的步骤中也同样。

在步骤S14中，从示教位置说明内容存储部23读出示教位置的说明内容，并通过示教位置说明内容显示部33将该说明内容显示在画面39中。这里，图3C表示画面的第三例。在图3C中，作为取放用程序中的最初的示教位置，表示与待机位置的设定有关的说明内容。待机位置例如是应该抓持的工件的正上方的位置。另外，在说明例如工件取出位置这样的下一个示教位置时，请注意画面39中表示的内容与图3C的情况不同。由此，操作者能够学习示教位置。

如上所述当判断为操作者理解了待机位置时，进入步骤S15。在步骤S15中，从点动操作说明内容存储部24读出点动操作的说明内容，通过点动操作说明内容显示部34将该说明内容显示在画面39中。这里，图3D表示画面的第四例。图3D中的说明内容除了包含“当握住失能开关，一边按动换挡键一边按动﹣X(J1)～﹢Z(J6)时机器人移动”的说明文以外，还包含机器人10和示教操作盘30的多个键38的图像。为了操作者容易理解，在图3D中，例如换挡键和其他的键等在点动操作时所使用的示教操作盘30的键38被部分放大表示。另外，失能开关通常设置在示教操作盘30的背面。由此，操作者能够学习点动操作。

当判断为操作者理解了点动操作时，进入步骤S16。在步骤S16中，从示教方法说明内容存储部25读出示教方法的说明内容，并通过示教方法说明内容显示部35将该说明内容显示在画面39中。这里，图3E表示画面的第五例。图3E的说明内容除了包含“当握住失能开关，一边按动换挡键一边触摸“记录位置”时，在程序中记录机器人的位置信息”的说明文以外，还包含机器人10的图像。由此，操作者能够学习示教方法。

当判断为操作者理解了示教方法时，如图3E所示在画面39中显示位置记录按钮28(步骤S17)。另外，也可以在画面39中同时显示位置记录按钮28和示教方法的说明内容。

操作者当通过点动操作使机器人10实际移动到希望的位置例如待机位置时，按照上述的说明内容触摸或按压位置记录按钮28。由此，程序中的第一示教位置(待机位置)的示教完成(步骤S18)。

接着，进入步骤S19。判定是否示教了程序所需的所有位置。如上所述，根据与选择出的模板对应的程序来预先决定了示教位置的数量。例如在为取放用程序时，示教位置的数量是五个。

当判定为没有示教所有的示教位置时，返回步骤S14。此时，在画面39中显示有关取放用程序中的下一个示教位置例如用于取出工件的待机位置的正下方的工件取出位置的说明内容。

此时，操作者已经学习了点动操作以及示教方法。因此省略上述的步骤S15、S16，在步骤S17中如上所述显示位置记录按钮28。但是，也可以根据操作者的希望再次执行上述的步骤S15、S16。

然后，操作者通过点动操作使机器人10移动到工件取出位置，并同样地触摸或按压位置记录按钮28。由此，第二示教位置(工件取出位置)的示教完成。之后，对于通过位置(通过点)、工件运送位置以及工件运送待机位置，也同样地进行示教。

重复这样的处理，当在步骤S19中判定为示教了所有的示教位置时，取放用程序完成(步骤S20)。

另外，图2B中第30行～第33行记载的“位置6”～“位置9”以及第58行～第61行记载的“位置10”～“位置13”是操作者能够追加的示教位置。当操作者提出要求时，可以将“位置6”～“位置13”中的几个位置追加为示教位置。此时，图2A中的步骤S18～步骤S18的处理根据所追加的示教位置的数量发生变化。

接着，在步骤S21中，从程序执行说明内容存储部26读出关于完成的程序的执行的说明内容，并通过程序执行说明内容显示部36将该说明内容显示在画面39中。图3F表示画面的第六例。图3F中的说明内容包含“由下图那样的程序构成到此为止所设定的机器人的动作。接着，从第一行开始按顺序执行程序，使机器人动作。”的说明文和所生成的程序内容以及机器人的图像。这样，操作者能够学习程序的执行。

然后，实际一行一行地执行所生成的程序。操作者能够在参照所执行的行的内容的同时确认机器人10的实际动作。换言之，在根据程序使机器人10实际动作时，能够事先确认机器人10是否与人或周围设备等发生冲突。然后，因为一行一行地执行程序，所以当判断为机器人10与人等发生冲突时，能够容易地掌握发生冲突之前的示教位置。因此，操作者能够通过再示教来变更冲突前的示教位置，从而避免冲突。因此，人能够切实地避免危险。执行程序的最后行的内容，如果没有机器人10的冲突等，则能够判断所生成的程序没有问题。

这样，在本公开中，作为示教装置的控制装置20以及示教操作盘30具有在生成机器人10的程序时用于操作者的引导功能。然后，操作者能够按照在显示装置29中显示的引导功能，使用示教操作盘30来进行示教操作。因此，即使操作者是初学者，操作者也能够通过最小限度的示教操作来容易地生成机器人10的程序。

在第一实施方式中，操作者按照引导功能一边实际使机器人10移动一边进行示教操作，所以操作者不会错误地使机器人10移动。因此，操作者能够安全地进行示教操作。并且，在显示装置29中还显示完成的程序的执行方法，所以操作者能够在本公开的示教装置中进行程序的生成到程序的执行。

另外，在上述各个步骤S13～S16中，在显示对应的说明内容之前或者在显示说明内容的同时，可以在画面上显示模版。此时，优选强调显示模版中的对应的行，使得操作者能够掌握示教作业的进度状况。

并且，示教装置也可以包含以下的引导功能，即操作者一边使机器人实际动作一边学习关于在编程中使用的代表性命令的使用方法和关联的机器人10的动作。

并且，图4是基于第二实施方式的示教系统的概念图。图4所示的示教系统1主要包含控制机器人10的控制装置20、与控制装置20相连接的示教操作盘30。在图4中，示教操作盘30具备模版选择部27、存储部40以及显示部50。另外，与第一实施方式同样地，存储部40包含上述的模版存储部21～程序执行说明内容存储部26，显示部50包含上述的模版显示部31～程序执行说明内容显示部36。此时，通过示教操作盘30单独发挥作为示教装置的作用。

并且，在图4中，在示教操作盘30的画面39中显示了机器人10的模型。然后，用虚线表示应该与控制装置20连接的机器人10。在第二实施方式中，在没有机器人的状态下，在画面39中显示机器人10的模型。在上述的示教操作时，机器人10的模型与点动进给相符地在画面39内改变其姿势。并且，能够将人的模型以及/或者周围设备的模型与机器人10的模型一起显示在画面39内。因此，操作者能够同样地确认机器人10的模型是否与人等的模型发生冲突。因此，可知在第二实施方式中，操作者也能够使用示教操作盘30的上述引导功能同样容易地进行示教操作。另外，控制装置20的CPU以及示教操作盘30的CPU发挥作为显示部50的作用，控制装置20的存储器以及示教操作盘30的存储器发挥作为存储部40的作用。

本公开的方式

根据第一方式，在包含显示装置(29、39)，并对机器人(10)进行示教操作的示教装置(20、30)中具备：模版存储部(21)，其存储与上述机器人的多个程序对应的多个模版；程序说明内容存储部(22)，其存储分别说明上述多个程序的多个说明内容；模版显示部(31)，其将上述模版存储部中存储的上述多个模版显示在上述显示装置中；模板选择部(27)，其从该模板显示部中显示的上述多个模版中选择一个模版；以及程序说明内容显示部(32)，其从上述程序说明内容存储部读出与该模板选择部选择出的上述一个模板对应的上述程序的说明内容并显示在上述显示装置中。

根据第二方式，在第一方式中还包含：示教位置说明内容存储部(23)，其存储说明上述程序中的示教位置的说明内容；以及示教位置说明内容显示部(33)，其将该示教位置说明内容存储部中存储的上述说明内容显示在上述显示装置中。

根据第三方式，在第一方式或第二方式中还包含：点动操作说明内容存储部(24)，其存储说明上述机器人的点动操作的说明内容；以及点动操作说明内容显示部(34)，其将该点动操作说明内容存储部中存储的上述说明内容显示在上述显示装置中。

根据第四方式，在第一方式～第三方式中的任意一个方式中还包含：示教方法说明内容存储部(25)，其存储用于说明使上述机器人移动到上述示教位置来进行示教的示教方法的说明内容；以及示教方法说明内容显示部(35)，其将该示教方法说明内容存储部中存储的上述说明内容显示在上述显示装置中。

根据第五方式，在第一方式～第四方式中的任意一个方式中还包含：程序执行说明内容存储部(26)，其存储对所生成的程序的执行进行说明的说明内容；以及程序执行说明内容显示部(36)，其将该程序执行说明内容存储部中存储的上述说明内容显示在上述显示装置中。

根据第六方式，在第一方式～第五方式中的任意一个方式中，上述说明内容包含说明文、图像、视频、声音中的至少一个。

方式的效果

在第一方式中，在显示装置中显示与选择出的模板对应的程序的说明内容。按照这样的引导功能，初学者能够对机器人容易地进行示教操作，从而能够容易地生成机器人的程序。

在第二方式中，操作者能够学习示教位置。

在第三方式中，操作者能够学习点动操作。

在第四方式中，操作者能够学习示教方法。

在第五方式中，操作者能够学习程序的执行。

在第六方式中，操作者能够更加容易地理解。

以上，说明了本发明的实施方式，但是本领域技术人员理解能够在不脱离权利要求保护范围的情况下进行各种修正以及变更。

Claims (4)

1.一种示教装置，其包含显示装置，并对机器人进行示教操作，其特征在于，

上述示教装置具备：

模板存储部，其存储与上述机器人的多个程序对应的多个模板；

程序说明内容存储部，其存储分别说明上述多个程序的多个说明内容；

模板显示部，其在上述显示装置中显示在上述模板存储部中存储的上述多个模板；

模板选择部，其从该模板显示部中显示的上述多个模板中选择一个模板；以及

程序说明内容显示部，其从上述程序说明内容存储部读出与该模板选择部选择出的上述一个模板对应的上述程序的说明内容，并显示在上述显示装置中，

上述说明内容包含说明文、与该说明文对应的视频以及声音中的至少一个，

上述示教装置还具备：

示教位置说明内容存储部，其存储分别说明上述程序中的多个示教位置的说明内容；以及

示教位置说明内容显示部，其在上述显示装置中显示在该示教位置说明内容存储部中存储的上述说明内容，

上述示教位置说明内容显示部按照与上述模板选择部选择出的上述一个模板所对应的上述程序中包含的上述多个示教位置有关的预定的顺序，显示分别与上述多个示教位置对应的说明内容，

在上述程序中记录通过该示教装置示教的上述多个示教位置各自的位置信息。

2.根据权利要求1所述的示教装置，其特征在于，

上述示教装置还包含：

点动操作说明内容存储部，其存储说明上述机器人的点动操作的说明内容；以及

点动操作说明内容显示部，其在上述显示装置中显示在该点动操作说明内容存储部中存储的上述说明内容。

3.根据权利要求1或2所述的示教装置，其特征在于，

上述示教装置还包含：

示教方法说明内容存储部，其存储对于使上述机器人移动到上述示教位置来进行示教的示教方法进行说明的说明内容；以及

示教方法说明内容显示部，其在上述显示装置中显示在该示教方法说明内容存储部中存储的上述说明内容。

4.根据权利要求1或2所述的示教装置，其特征在于，

上述示教装置还包含：

程序执行说明内容存储部，其存储对所生成的程序的执行进行说明的说明内容；以及

程序执行说明内容显示部，其在上述显示装置中显示在该程序执行说明内容存储部中存储的上述说明内容。

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