JP2006294058A

JP2006294058A - ロボットの教示装置

Info

Publication number: JP2006294058A
Application number: JP2006177638A
Authority: JP
Inventors: Atsusane Hashimoto; 敦実橋本; Takashi Horinouchi; 貴志堀ノ内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】ロボットの現在位置が教示点上にあるか否かが作業者に容易に判断できるようにして、教示作業の負担を軽減する。
【解決手段】ロボットの動作軌跡上の代表点を教示点として位置姿勢情報と、教示点ごとにロボットの経路情報とを制御部１００に設定し、位置姿勢情報および経路情報に基づいて動作するロボットの動作状態を表示装置１２０に表示可能とし、ロボットの経路情報を設定する設定手段と、設定手段を表示装置１２０上に表示する表示部１３０と、表示された設定手段のうち所望の経路情報を選択する選択手段と、ロボットの現在位置が教示点上にあるか否かを判別する判別手段とを備え、判別手段でロボットが教示点にあると判別すると、制御部１００が表示部１３０に表示された設定手段の表示を変える。
【選択図】図１

Description

この発明は、ワークに対して溶接作業を行うロボットなどの制御盤に係るロボットの教示装置に関するものである。

従来から、産業用ロボットの制御盤には、作業者が制御盤から離れた位置でロボットを間近に確認しながら教示作業を行うことを目的として、表示装置を備え
かつ小型軽量に構成された教示装置が接続される。近年、表示装置には、ロボットの教示作業の容易化を目的として、対話型のマンマシンインターフェースを実現するために、大型の液晶画面が採用されつつある。

作業者はこれを用いて、動作軌跡上の代表点にロボットを誘導し、その点での位置姿勢情報を登録する。このとき同時に、動作速度や移動形態などの経路情報を併せて登録することがある。これら位置姿勢情報と経路情報を登録することを教示点登録作業として、これを順次繰り返してロボットの動作プログラムを作成していく。なお、動作プログラム上では位置姿勢情報と経路情報を含んだ移動命令として登録されている場合が多い。このように、教示作業で経路情報を併せて登録できるようにするため、教示装置には、ロボットを目的の点へ誘導するための手段以外に、経路情報を設定する手段を備える。そして、その経路情報設定手段で経路情報を設定した上で、登録キーの押下等の操作を行うことで、登録キー押下時のロボットの位置姿勢情報（以後、単に“教示点”と言う場合もある）と経路情報とが、移動命令としてプログラム上に登録される。

作成した動作プログラムの運転を行う前に、それが意図した通りの動作を行うかを確認し、必要に応じてその修正を行う。

確認方法としては、動作プログラム上の移動命令を一つずつ実行していき、そのときのロボットの位置姿勢、動作形態、速度等を確認する方法（トレース動作）や、特定の教示点について確認するのであれば、それに対応する移動命令を指定して実行し、目的の教示点ヘロボットを移動させて、位置姿勢を確認する方法などがある。

そして修正を行う場合は、位置姿勢を修正する場合については、目的の教示点ヘロボットを移動させてから修正したい位置姿勢にロボットを移動させて再登録を行う。再登録は新規に教示点登録を行う場合と同じ操作でする。

また、経路情報を修正する場合については、目的の教示点ヘロボットを移動させて経路情報設定手段で設定を変更した上で再登録を行う。なお、経路情報の設定変更はロボットを目標教示点へ移動させる前に行う場合もある。

従来技術では、上記で述べたように、ロボットの動作プログラムの修正変更において経路情報のみを変更する場合は、その経路情報とともに移動命令に含まれている教示点までロボットを移動させる必要がある。これは、位置姿勢まで変更されないようにするためである。

一方、経路情報を変更するためにロボットを教示点まで移動させる場合、動作プログラム上のそれらの情報を含む移動命令を実行することで行うが、安全上、移動命令の実行はそれを実行するためのキーを押し続けている間だけ行われるようになっている。

このため、教示点へ移動する途中で移動命令の実行キーを放してしまうと、目的の教示点に到達しきらないことになる。また、目的の教示点に到達しているにも関わらず、さらに移動命令の実行キーを押すと次の移動命令が実行され目的の教示点から離れていってしまう。

このような状態で、経路情報を変更するための再登録を行うと、位置姿勢情報が意図しない値に変更されてしまうことになる。

目的の教示点に正確に到達したかは、移動命令の実行キーを押し続けて目的の教示点で停止することでもって判断するしかない。

このように、従来技術では目的の教示点に到達したかの判断がつきにくく、経路情報を変更する際に位置姿勢情報までも意図せず変更してしまい易く、作業者の教示時の負担が大きいという問題点があった。

したがって、この発明の目的は、ロボットの現在位置が教示点上にあるか否かで経路情報設定手段の表示を変えることでもって、ロボットの現在位置が教示点上にあるか否かが作業者に容易に判断できるようにして、教示作業の負担を軽減することができるロボットの教示装置を提供することである。

上記課題を解決するためにこの発明の請求項１記載のロボットの教示装置は、ロボットの動作軌跡上の位置を教示点として位置姿勢情報と、前記教示点ごとにロボットの経路情報とをロボットの動作プログラムとして制御部に設定し、位置姿勢情報および経路情報に基づいて動作するロボットの動作状態を表示装置に表示可能としたロボットの教示装置であって、前記ロボットの経路情報を設定する設定手段と、前記ロボットの動作プログラムと前記設定手段を前記表示装置上に表示する表示部と、表示された設定手段のうち所望の経路情報を選択する選択手段と、ロボットの現在位置が教示点上にあるか否かを判別する判別手段とを備え、前記判別手段でロボットが教示点にあると判別すると、前記制御部が前記ロボットの動作プログラムを表示している前記表示部の表示を変える。

このように、ロボットの経路情報を設定する設定手段と、設定手段を表示装置上に表示する表示部と、表示された設定手段のうち所望の経路情報を選択する選択手段とを備えた教示装置において、判別手段によりロボットの現在位置が教示点上にあるかを自動的に判別して、現在位置が教示点上にある場合とない場合とで制御部が表示部の表示を変えることで、作業者はロボットの現在位置が教示点上にあるかどうかを容易に判断でき、動作経路の教示作業における操作ミスを低減できるという作用を有する。

この発明の請求項１記載のロボットの教示装置によれば、ロボットの経路情報を設定する設定手段と、設定手段とロボットの動作プログラムを表示装置上に表示する表示部と、表示された設定手段のうち所望の経路情報を選択する選択手段とを備えているので、判別手段によりロボットの現在位置が教示点上にあるかを自動的に判別して、現在位置が教示点上にある場合とない場合とで制御部が表示部の表示を変えることで、作業者はロボットの現在位置が教示点上にあるかどうかを容易に判断でき、動作経路の教示作業における操作ミスを低減できるという効果を有する。その結果、教示点の変更操作の間違いを少なくして使用者の教示作業の負担を軽減することができる。

この発明の第１の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態の教示装置の電気的構成のブロック図、図２は第１の実施の形態のロボットの教示装置の概略正面図である。

図１に示すようにこのロボットの教示装置は、ロボットの動作軌跡上の位置を教示点として位置姿勢情報と、教示点ごとにロボットの経路情報とを制御部１００に設定し、位置姿勢情報および経路情報に基づいて動作するロボットの動作状態を表示装置１２０に表示可能としている。また、ロボットの経路情報を設定する設定手段と、設定手段を表示装置上に表示する表示部１３０と、表示された設定手段のうち所望の経路情報を選択する選択手段と、ロボットの現在位置が教示点上にあるか否かを判別する判別手段とを備え、判別手段でロボットが教示点にあると判別すると、制御部１００が表示部１３０に表示された設定手段の表示を変える。

この場合、教示装置の中央処理装置（制御部）１００は、記憶装置１１０にあらかじめ設定されているプログラムを読み出して動作する。表示装置１２０の画面表示および表示部（ＬＥＤ）１３０の点灯は、記憶装置１１０から読み出した
表示プログラムに基づいて中央処理装置１００により制御される。表示装置１２０には、主として操作キーの機能やロボットの動作状態が表示される。操作キーや専用スイッチを操作するとき、その信号は入力として中央処理装置１００に与えられる。また、教示装置は、通信装置１４０を介してロボットの制御装置１５０と接続される。また、図２に示すように、教示装置の正面において、教示装置本体２００の中央には表示装置２１０を備え、その周辺に各種操作キー２３１，２３２，２３３を備えている。

図３はこの発明の第１の実施の形態における表示装置を示す概要図で、図２の表示装置の画面構成の一例を示す。図３に示すように、表示画面３００は、多目的エリア３３０および、画面周辺のキーの説明表示エリア３５１，３５２、各種設定手段表示エリア３５３に区画される。画面周辺のキーの説明表示エリア３５１，３５２に表示される絵文字は、それぞれ画面の周辺に配置されたキー２３１，２３３の機能の説明を表示するものである。それぞれの絵文字に対応する操作キーを操作することで所望の機能を実行することができる。また、各種設定手段表示エリア３５３に表示されている設定ボタン３７０，３７１は、操作キー２３２によりどれかの設定ボタン３７０，３７１が選択されて、決定の絵文字３６０に対応する操作キーを押すことで、対応する項目の設定を行うためのものであり、設定ボタン３７０，３７１を押して設定する。

教示作業では、ロボットの動作すべき位置姿勢情報と移動の速度や形態等の経路情報をまとめて教示点ごとに移動命令として登録する。そして、登録は登録の絵文字３６１に対応する操作キーの押下によって行う。

このとき、経路情報の設定は各種設定手段表示エリア３５３に表示されるボタン３７０，３７１によって行なう。そしてこれは、新規に教示点を登録する場合はもちろん、既に作成した教示点の修正変更をする場合にも用いる。

また作業者が、教示点（位置姿勢情報、経路情報）の修正変更を行うために目
的の教示点ヘロボットを移動させる場合は、プログラム上の対応する移動命令を指定した上でトレースの絵文字３８０に対応する操作キーを押下することでもって行う。

位置姿勢情報の変更を行う場合は、さらに軸の絵文字３８１，３８２，３８３に対応する操作キーを押下してロボットを変更したい位置姿勢に移動させて、登録の絵文字３６１に対応する操作キーを押下する（再登録）。

このとき、経路情報の設定ボタン３７０，３７１の表示は、ロボットの現在位置が指定した移動命令に対応する教示点上にある場合とない場合とで、その表示を変える。例えば、教示点上にある場合はボタン表示をライトアップし、教示点上にない場合はグレーアウト（薄色表示）する。あるいは、表示装置２１０がカラー表示可能な場合であれば、例えば、教示点上にある場合はボタン表示を赤色にし、教示点上にない場合は青色にする、というように色を変えるようにしてもいい。

図４はロボットの現在位置と教示点との関係を示す説明図である。ここで、現在位置が教示点上にあるというのは、現在位置が図４で示すところの教示点４０１，４０２の上にあるということであり、教示点上にないというのは例えば位置４１１，４１２にある状態を示す。

次にこれらの教示点変更を行う場合の一連の操作、表示について説明する。図５はこの発明の第１の実施の形態に表示装置の制御の流れを示すフローチャートである。図５に示すように、ステップ５１０から処理を開始し、ステップ５３０でロボット動作が可能な状態かどうかを判断する。ロボット動作が可能な場合は、ステップ５４１に移る。ステップ５４１で記憶装置１１０のロボットプログラムから変更対象とする教示点の位置姿勢情報を中央処理装置１００に送り、次のステップ５４２でロボットの制御装置１５０からロボットの現在位置姿勢情報を通信装置１４０を介して教示装置１００の中央処理装置１００に送る。

さらにステップ５５０で中央処理装置１００は、前記ロボットの現在位置姿勢情報と前記変更対象とする教示点の位置姿勢情報の誤差の絶対値が予め設定された許容誤差の範囲内におさまっているかを判別する。

ステップ５５０で、前記位置姿勢情報の誤差が前記許容誤差の範囲内にあると判別される場合は、ステップ５６２で経路情報設定ボタン３７０，３７１の表示をライトアップする。また、ステップ５５０で、前記位置姿勢情報の誤差が、前記許容誤差の範囲内にないと判別される場合は、ステップ５７２で経路情報設定ボタン３７０，３７１の表示をグレーアウト（薄色表示）する。

ステップ５３０で、ロボット動作が可能でない状態（ロボットが動作できない、すなわちデッドマンスイッチ（安全装置）がロボットの動作を停止させるようになっている状態）と判断される場合は、ステップ５６２で経路情報設定ボタン３７０，３７１の表示をライトアップする。ただし、ロボット動作が可能でない状態の場合は位置姿勢情報をロボットの現在位置の値に変更することはできないものとする。

ステップ５６２，５７２が終了した後は、ステップ５８０で経路情報の設定変更を行った上で、ステップ５８１で登録操作を行い処理を終了する。

ここでステップ５７２を経由した場合でもステップ５８０で経路情報の設定変更を行えることに注意する。これは、位置姿勢情報の変更に加えて同時に経路情報も変更できるようにするためのものである。経路情報設定ボタンをグレーアウト表示しているので、意識して位置姿勢情報と経路情報の同時変更を行える。

また、ステップ５７２を経由した場合には経路情報の設定変更が行えないようにしても構わない。この場合、位置姿勢情報と経路情報の両方を変更するときは、登録操作を行なって一旦位置姿勢情報の変更を行なった上で、ロボットはその
ままの位置で再度登録操作を行い経路情報を変更する、という手順で行なう。

この発明の第２の実施の形態を図６〜図８に基づいて説明する。図６（ａ）はこの発明の第２の実施の形態のロボットの教示装置の概略正面図、（ｂ）はその要部拡大図、図７はこの発明の第２の実施の形態における表示装置を示す概要図で、図６の表示装置の画面構成の一例を示す。

第１の実施の形態と共通する部分については説明を省略し、異なる部分のみ説明する。教示装置の内部構成は第１の実施の形態で示したのと同じ図１に示す通りである。教示装置の外部の構成は例えば図６に示すようなものであり、その画面の構成は図７に示すようなものである。図６および図７において、６１１，６２１は経路情報設定の操作キー、６１２，６２２はＬＥＤ（表示部）、７５３は操作キー説明表示エリア、７７０は移動速度の絵文字、７７１は移動形態の絵文字である。

この場合、表示画面３００は、多目的エリア３３０および、画面周辺のキーの説明表示エリア３５１，３５２，７５３に区画される。ここでは、第１の実施の形態で示したところの経路情報等の各種設定ボタンを、操作キーとそれぞれの機能説明を示す絵文字に置き換える。すなわち、画面周辺のキーの説明表示エリア７５３に表示される絵文字は、画面の周辺に配置されたキー６１１，６２１の機能を説明表示するものである。そして、操作キー６１１，６２１上にはＬＥＤ等のランプ６１２，６２２を配する。各種設定の説明表示エリア７５３の絵文字７７０，７７１に対応する操作キー６１２，６２２を押すことで、対応する項目の設定を行うことができる。なお、第１の実施の形態と同様に操作キー２３２と絵文字３６０に対応する操作キーを用いて設定することも可能である。

次にこの教示装置を用いて、教示点変更を行う場合の一連の操作、表示について説明する。図８はこの発明の第２の実施の形態に表示装置の制御の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、ステップ８１０から処理を開始しス
テップ８２０では操作モード切替スイッチ２２１が変更されたかどうかを判断する。操作モードが教示モードであると判断されるとき、ステップ８３０に移り、ロボット動作が有効な状態かどうかを判断する。ロボット動作が有効な状態であると判断されるとき、ステップ８４１に移る。ステップ８４１で記憶装置１１０のロボットプログラムから変更対象とする教示点の位置姿勢情報を中央処理装置１００に送り、次のステップ８４２でロボットの制御装置１５０からロボットの現在位置姿勢情報を通信装置１４０を介して教示装置１００の中央処理装置１００に送る。さらにステップ８５０で中央処理装置１００は、前記ロボットの現在位置姿勢情報と前記変更対象とする教示点め位置姿勢情報の誤差の絶対値が予め設定された許容誤差の範囲内におさまっているかを判別する。

ステップ８５０で、前記位置姿勢情報の誤差が前記許容誤差の範囲内にあると判別される場合は、ステップ８６２で経路情報設定の操作キー６１１、６２１上のＬＥＤ６１２、６２２を点灯させる。また、ステップ８５０で、前記位置姿勢情報の誤差が、前記許容誤差の範囲内にないと判別される場合は、ステップ８７２で経路情報設定の操作キー６１１，６２１上のＬＥＤ６１２，６２２を消灯させる。

ステップ８３０で、ロボット動作が可能でない状態と判断される場合は、ステップ８６２で経路情報設定の操作キー６１１，６２１上のＬＥＤ６１２，６２２を点灯させる。ただし、ロボット動作が可能でない状態の場合は位置姿勢情報をロボットの現在位置の値に変更することはできないものとする。ステップ８６２、８７２が終了した後は、ステップ８８０で経路情報の設定変更を行った上で、ステップ８８１で登録操作を行い処理を終了する。

ここでステップ８７２を経由した場合でもステップ８８０で経路情報の設定変更を行えることに注意する。これは、位置姿勢情報の変更に加えて同時に経路情報も変更できるようにするためのものである。経路情報設定の操作キー６１１，６２１上のＬＥＤ６１２，６２２を消灯しているので、意識して位置姿勢情報と
経路情報の同時変更を行える。また、ステップ８７２を経由した場合には経路情報の設定変更が行えないようにしても構わない。この場合、位置姿勢情報と経路情報の両方を変更するときは、登録操作を行なって一旦位置姿勢情報の変更を行なった上で、ロボットはそのままの位置で再度登録操作を行い経路情報を変更する、という手順で行なう。

本発明のロボットの教示装置は、現在位置が教示点上にある場合とない場合とで表示部の表示を変えることで、作業者はロボットの現在位置が教示点上にあるかどうかを容易に判断でき、動作経路の教示作業における操作ミスを低減でき、ロボットを用いて作業を行う場合の教示を行うための装置として産業上有用である。

この発明の第１の実施の形態の教示装置の電気的構成のブロック図第１の実施の形態のロボットの教示装置の概略正面図この発明の第１の実施の形態における表示装置を示す概要図ロボットの現在位置と教示点との関係を示す説明図この発明の第１の実施の形態に表示装置の制御の流れを示すフローチャート（ａ）はこの発明の第２の実施の形態のロボットの教示装置の概略正面図、（ｂ）はその要部拡大図この発明の第２の実施の形態における表示装置を示す概要図この発明の第２の実施の形態に表示装置の制御の流れを示すフローチャート

符号の説明

１００中央処理装置
１１０記憶装置
１２０表示装置
１３０表示部
１４０通信装置
１５０ロボット制御装置
２００教示装置本体
２１０表示装置
２３１操作キー
２３２操作キー
３００表示画面
３３０多目的エリア
３５１操作キー説明表示エリア
３５２操作キー説明表示エリア
３５３各種設定手段表示エリア
３６０決定の絵文字
３６１登録の絵文字
３７０移動速度の設定ボタン
３７１移動形態の設定ボタン
３８０トレースの絵文字
３８１軸の絵文字
３８２軸の絵文字
３８３軸の絵文字
４０１教示点
４０２教示点
４１１ロボットの現在位置
４１２ロボットの現在位置
５１０ステップ（ａ１）
５３０ステップ（ａ２）
５４１ステップ（ａ３）
５４２ステップ（ａ４）
５５０ステップ（ａ５）
５６２ステップ（ａ６）
５７２ステップ（ａ７）
５８０ステップ（ａ８）
５８１ステップ（ａ９）
５９０ステップ（ａ１０）
６１１移動速度の設定を行う操作キー
６１２ＬＥＤ
６２１移動形態の設定を行う操作キー
６２２ＬＥＤ
７５３操作キー説明表示エリア
７７０移動速度の絵文字
７７１移動形態の絵文字
８１０ステップ（ｂ１）
８３０ステップ（ｂ２）
８４１ステップ（ｂ３）
８４２ステップ（ｂ４）
８５０ステップ（ｂ５）
８６２ステップ（ｂ６）
８７２ステップ（ｂ７）
８８０ステップ（ｂ８）
８８１ステップ（ｂ９）
８９０ステップ（ｂ１０）

Claims

ロボットの動作軌跡上の位置を教示点として位置姿勢情報と、前記教示点ごとにロボットの経路情報とをロボットの動作プログラムとして制御部に設定し、位置姿勢情報および経路情報に基づいて動作するロボットの動作状態を表示装置に表示可能としたロボットの教示装置であって、前記ロボットの経路情報を設定する設定手段と、前記ロボットの動作プログラムと前記設定手段を前記表示装置上に表示する表示部と、表示された設定手段のうち所望の経路情報を選択する選択手段と、ロボットの現在位置が教示点上にあるか否かを判別する判別手段とを備え、前記判別手段でロボットが教示点にあると判別すると、前記制御部が前記ロボットの動作プログラムを表示している前記表示部の表示を変えることを特徴とするロボットの教示装置。