JP2009136925A - Force display method and force display device - Google Patents

Force display method and force display device Download PDF

Info

Publication number
JP2009136925A
JP2009136925A JP2007312445A JP2007312445A JP2009136925A JP 2009136925 A JP2009136925 A JP 2009136925A JP 2007312445 A JP2007312445 A JP 2007312445A JP 2007312445 A JP2007312445 A JP 2007312445A JP 2009136925 A JP2009136925 A JP 2009136925A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
force
robot
axis
reaction force
teaching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007312445A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Kikuchi
健一 菊地
Kazuichi Higuchi
数一 樋口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Priority to JP2007312445A priority Critical patent/JP2009136925A/en
Publication of JP2009136925A publication Critical patent/JP2009136925A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a force display method in which a suitable instruction is issued to a robot, so that a component part as a handling object of the robot is protected from being broken during execution of actual work by the robot after issuing the instruction, and to provide a force display device. <P>SOLUTION: The force display method for an instruction device is implemented by operating the handling object in a specific direction by a manipulated variable, and feed-backing a reaction which the handling object receives to the operator. The method comprises: a first step of measuring a reaction generated at each axis specifying a moving direction of the handling object; a second step of calculating a ratio of the measured reaction generated at each axis to a preset maximum allowance force; a third step of converting the calculated ratio into a symbol indicative of a magnitude relation corresponding to the same; and a fourth step of displaying the converted symbol. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばロボット等の教示の際に好適に実施可能な力表示方法及び力表示装置に関する。   The present invention relates to a force display method and a force display device that can be suitably implemented, for example, when teaching a robot or the like.

生産現場において、溶接や塗装、部品の組み立て、分解、搬送などの作業を行なうロボットは、位置制御機能を有する装置により、作業対象の動作位置や順番などを予め教示して作業を行なっている。この位置を教示する装置は、作業対象部品の絶対位置や変位を計測し、この絶対位置や変位に基づいてハンドを動作させて作業対象部品に必要な作業を行うように教示する。そして、この教示に伴って、ハンドを移動する際に作業対象部品の組み立て及び搬送の各動作と同じ方向、姿勢、及び作業対象部品がハンドから受ける力を再現させるようにハンドの変位を補正しながらマニピュレータ装置を制御するようにしている。(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−160614号公報(6−7頁、図7、図8)
A robot that performs operations such as welding, painting, parts assembly, disassembly, and conveyance at a production site teaches in advance the operation position and order of work objects by an apparatus having a position control function. The apparatus that teaches this position measures the absolute position and displacement of the work target component, and teaches the user to operate the work target component by operating the hand based on the absolute position and displacement. With this teaching, when moving the hand, the displacement of the hand is corrected so as to reproduce the same direction, posture, and force that the work target part receives from the hand as in the assembly and transport operations of the work target part. However, the manipulator device is controlled. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2004-160614 A (page 6-7, FIGS. 7 and 8)

しかしながら、ロボットを使用する工程は多岐に亘っており、小さく精密な部品を取り扱う作業も増えてきている。このような部品をロボットが搬送するために部品をハンドでピッキングする際の縦方向(XYZ座標系におけるZ軸方向)の位置教示を行なう場合、従来では、ハンドを動作させてこのハンドの変位を補正しつつ部品に近づけていた。しかしながら、この場合、部品とハンド間の相対位置の微妙な調整が必要となる。特にハンドを接触させた位置で部品吸着用のノズルによる部品のピッキング動作を行なう場合、ハンドやノズルが部品に接触する際に部品を押さえ過ぎてこれを破損させてしまい、品質の低下や作業の遅れなどが生じてしまうことがあった。   However, the process of using a robot is diverse, and the number of operations for handling small and precise parts is increasing. When performing position teaching in the vertical direction (Z-axis direction in the XYZ coordinate system) when picking a component with a hand so that the robot transports such a component, conventionally, the hand is operated to change the displacement of the hand. It was close to the part while correcting. However, in this case, delicate adjustment of the relative position between the component and the hand is necessary. In particular, when performing picking operation of a part with the nozzle for picking up the part at the position where the hand is in contact with the part, the hand or nozzle touches the part and damages it too much. There was a case where a delay occurred.

本発明は、ロボットに適切な教示を行うことで教示後のロボットの作業中にハンドリング対象となる部品を破損させることのない力表示方法及び力表示装置を提供することにある。   It is an object of the present invention to provide a force display method and a force display device that do not damage a part to be handled during the operation of the robot after teaching by appropriately teaching the robot.

上述した課題を解決するために、本発明の請求項1に記載の力表示方法は、
被操作対象を特定方向の操作量だけ操作し、前記操作に伴って被操作対象の受ける反力を操作者にフィードバックさせる教示装置における力表示方法であって、
前記被操作対象の移動方向を規定する各軸に発生する反力を各軸ごとに計測する第1のステップと、
前記各軸に発生して計測した反力の、予め設定された最大許容力に対する割合値を各軸ごとに計算する第2のステップと、
前記計算した割合値をこれに対応する大小関係を表す記号に変換する第3のステップと、
前記変換した記号を表示する第4のステップと、を有することを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, a force display method according to claim 1 of the present invention includes:
A force display method in a teaching device that operates an operation target by an operation amount in a specific direction and feeds back a reaction force received by the operation target to the operator.
A first step of measuring, for each axis, a reaction force generated on each axis that defines the moving direction of the operated object;
A second step of calculating, for each axis, a ratio value of the reaction force generated and measured on each axis with respect to a preset maximum allowable force;
A third step of converting the calculated ratio value into a symbol representing a corresponding magnitude relationship;
And a fourth step of displaying the converted symbol.

また、本発明の請求項2に記載の力表示装置は、
被操作対象を特定方向の操作量だけ操作し、前記操作に伴って被操作対象の受ける反力を操作者にフィードバックさせる教示装置における力表示装置であって、
前記被操作対象の移動方向を規定する各軸に発生する反力を各軸毎に計測する力計測手段と、
前記各軸に発生して計測した反力の、予め設定された最大許容力に対する割合値を各軸ごとに計算する演算手段と、
前記演算手段により計算した割合値をこれに対応する大小関係を表す記号に変換する記号変換手段と、
前記変換した記号を表示する表示手段と、を備えたことを特徴としている。
A force display device according to claim 2 of the present invention is
A force display device in a teaching device that operates an operation target by an operation amount in a specific direction and feeds back a reaction force received by the operation target to the operator.
Force measuring means for measuring, for each axis, a reaction force generated in each axis that defines the moving direction of the operated object;
A calculation means for calculating a ratio value of the reaction force generated and measured in each axis to a preset maximum allowable force for each axis;
Symbol conversion means for converting the ratio value calculated by the calculation means into a symbol representing a magnitude relationship corresponding thereto;
Display means for displaying the converted symbol.

請求項1に係る力表示方法及び請求項2に係る力表示装置がこのような構成を有することで、被操作対象が部品から受けるフィードバックされた反力を被操作対象がハンドリングする部品の強度の許容範囲中どの程度であるかを視覚的に瞬時に把握することが可能となり、被操作対象の部品に対する接触力の程度についての直感的な視認性を高めながら教示を行なうことができるようになる。その結果、教示後に被操作対象が教示内容に従って実際に作業を行う際に、被操作対象のハンドリングする部品や被操作対象自体に無理な力がかかることがなくなり、これらの破損を防ぐことができる。   Since the force display method according to claim 1 and the force display device according to claim 2 have such a configuration, the strength of the component handled by the operated object can be fed back to the operation target. It is possible to visually grasp how much is within the allowable range, and it is possible to teach while enhancing the intuitive visibility of the degree of contact force with respect to the part to be operated. . As a result, when the operation target actually performs the work in accordance with the teaching content after teaching, it is possible to prevent an excessive force from being applied to the parts to be handled by the operation target and the operation target itself, thereby preventing the damage. .

本発明に係る力表示装置によれば、ロボットに適切な教示を行うことで教示後の実際のロボットの作業中にハンドリング対象となる部品を破損させることのない力表示方法及び力表示装置を提供できる。   According to the force display device according to the present invention, a force display method and a force display device are provided that do not damage parts to be handled during actual robot work after teaching by performing appropriate teaching to the robot. it can.

以下に、本発明の一実施形態にかかる力表示装置をその力表示方法と共に図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態にかかる力表示装置1を有する力教示装置を備えた全体構成は、図1に示すように、教示された動作に基づき所定の作業を行うアクチュエータとしてのロボット10と、ロボット10を駆動するロボット制御部20と、ロボット制御部20を介してロボット10の作業の教示及び駆動を行う教示ボックス30等を備えている。   Hereinafter, a force display device according to an embodiment of the present invention will be described together with the force display method based on the drawings. As shown in FIG. 1, an overall configuration including a force teaching device having a force display device 1 according to an embodiment of the present invention includes a robot 10 as an actuator that performs a predetermined operation based on a taught operation, and a robot 10, a robot control unit 20 that drives 10, and a teaching box 30 that teaches and drives work of the robot 10 via the robot control unit 20.

ロボット10は、図1に部分的に示すロボットアーム11と、ロボットアーム11の先端に備わったハンドリング用のハンド12及び部品吸着用のノズル13と、ロボット10を駆動するモータ14と、モータ14を駆動するドライバ15と、ロボットアーム11の実際の変位量を計測するロータリエンコーダ16を備えると共に、ロボットアーム11とハンド12及びノズル13との間に力センサ17を備えている。   The robot 10 includes a robot arm 11 partially shown in FIG. 1, a handling hand 12 and a component suction nozzle 13 provided at the tip of the robot arm 11, a motor 14 for driving the robot 10, and a motor 14. A driver 15 for driving and a rotary encoder 16 for measuring an actual displacement amount of the robot arm 11 are provided, and a force sensor 17 is provided between the robot arm 11 and the hand 12 and the nozzle 13.

なお、ロボット10は、X軸方向(例えば図1では紙面の左右方向)、Y軸方向(例えば図1では紙面と直交する方向)、Z軸方向(例えば図1では紙面の上下方向)に移動する形態のロボットであれば何れのアームでも良い。従って、直交座標系のロボット若しくは極座標系のロボットの何れであっても良い。   The robot 10 moves in the X-axis direction (for example, the left-right direction of the paper surface in FIG. 1), the Y-axis direction (for example, the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 1), and the Z-axis direction (for example, the vertical direction of the paper surface in FIG. 1). Any arm may be used as long as it is a robot in such a form. Therefore, the robot may be either a Cartesian coordinate system robot or a polar coordinate system robot.

図1に示すロボットアーム11は、ロボット10のハンド12が備わったアーム先端部を部分的に示したものであり、ハンド12は部品吸着用のノズル13を備えており、例えば生産ライン51に供給されるICチップなどのチップ部品52をXY軸方向の正確な向きを保ちながら吸着し、これをプリント基板(図示せず)の所定位置に所望のXY軸方向を保ちながら実装するのに用いられる。   A robot arm 11 shown in FIG. 1 partially shows an arm tip portion provided with a hand 12 of the robot 10, and the hand 12 includes a nozzle 13 for sucking parts and is supplied to a production line 51, for example. The chip component 52 such as an IC chip is adsorbed while maintaining an accurate orientation in the XY axis direction, and is used to mount the chip component 52 at a predetermined position on a printed circuit board (not shown) while maintaining a desired XY axis direction. .

力センサ17は、XYZ軸方向のそれぞれに関して教示時に部品52からハンド12やノズル13に加わる正方向の反力又は負方向の反力を個別に計測してロボット制御部20のAD変換器22にその計測値をアナログ信号として伝達するようになっている。   The force sensor 17 individually measures a positive reaction force or a negative reaction force applied from the component 52 to the hand 12 or the nozzle 13 at the time of teaching with respect to each of the XYZ axis directions, and supplies the force to the AD converter 22 of the robot control unit 20. The measured value is transmitted as an analog signal.

モータ14は、例えばサーボモータからなり、ハンド12やノズル13をXYZ軸方向の任意の位置に移動させるようにロボットアーム11に複数備わっており、ドライバ15によって駆動されるようになっている。   The motor 14 is composed of, for example, a servo motor, and a plurality of robot arms 11 are provided to move the hand 12 and the nozzle 13 to arbitrary positions in the XYZ axis directions, and are driven by a driver 15.

ロータリエンコーダ16は、各モータ14の駆動量を検出してドライバ15を介してこの駆動量をデジタル値としてロボット制御部20の制御演算部21に伝えるようになっている。   The rotary encoder 16 detects the driving amount of each motor 14 and transmits the driving amount to the control calculation unit 21 of the robot control unit 20 through the driver 15 as a digital value.

ロボット制御部20は、内部に制御演算部21と、AD変換器22と、デジタル入力部23と、パルス入力部24及びパルス出力部25と、デジタル出力部26を有すると共に、RS−232C等に対応した入出力ポート27を介して教示ボックス30と電気的に接続されている。   The robot control unit 20 includes a control calculation unit 21, an AD converter 22, a digital input unit 23, a pulse input unit 24, a pulse output unit 25, and a digital output unit 26, and also includes an RS-232C and the like. The teaching box 30 is electrically connected via a corresponding input / output port 27.

ロボット制御部20の制御演算部21は、ここでは図示しないメモリを内蔵し、このメモリに記録されたプログラムに基づきロボット10の基本的な動作を制御すると共に、教示ボックス30を介して教示されたロボット動作の実行を制御するようになっている。   The control calculation unit 21 of the robot control unit 20 incorporates a memory (not shown) here, controls basic operations of the robot 10 based on a program recorded in the memory, and is taught via the teaching box 30. It controls the execution of robot movement.

ロボット制御部20のAD変換器22は、上述した力センサ17から得られたアナログの計測値をデジタル値に変えて制御演算部21に伝えるようになっている。また、ロボット制御部20のデジタル出力部26は、制御演算部21で決定されたロボット動作量をデジタル値としてドライバ15を介して各モータ14に伝えるようになっている。また、ロボット制御部20のデジタル入力部23は、ドライバ15を介してロータリエンコーダ16から得られた計測値をデジタル値として制御演算部21に入力するようになっている。また、ロボット制御部20のパルス出力部25は、基準クロックパルスをドライバ15に伝えて制御演算部21とモータ14との同期を図ると共に、パルス入力部24は、ロータリエンコーダ16からのパルスを制御演算部21に伝えて制御演算部21とロータリエンコーダ16との同期を図るようになっている。   The AD converter 22 of the robot control unit 20 changes the analog measurement value obtained from the force sensor 17 described above to a digital value and transmits it to the control calculation unit 21. The digital output unit 26 of the robot control unit 20 transmits the robot operation amount determined by the control calculation unit 21 to each motor 14 through the driver 15 as a digital value. The digital input unit 23 of the robot control unit 20 inputs the measurement value obtained from the rotary encoder 16 via the driver 15 to the control calculation unit 21 as a digital value. The pulse output unit 25 of the robot control unit 20 transmits the reference clock pulse to the driver 15 to synchronize the control calculation unit 21 and the motor 14, and the pulse input unit 24 controls the pulses from the rotary encoder 16. The information is transmitted to the calculation unit 21 so that the control calculation unit 21 and the rotary encoder 16 are synchronized.

教示ボックス30は、ロボット10に所謂ティーチングと呼ばれる教示動作を行うためのもので、教示時にロボット10のハンド12及びノズル13をXYZ軸方向任意の位置に移動させる移動ボタン31と、教示時にハンド12及びノズル13が移動した際にこのハンド12やノズル13がハンドリング対象である部品52から受ける反力の情報をXYZ軸方向ごとに操作者が視覚的に認識可能に表示する表示部32を有している。   The teaching box 30 is for performing a teaching operation called so-called teaching on the robot 10. The teaching box 30 moves the hand 12 and the nozzle 13 of the robot 10 to arbitrary positions in the XYZ axes during teaching, and the hand 12 during teaching. And a display unit 32 for displaying information on reaction force received by the hand 12 or the part 52 that the nozzle 13 receives from the handling object 52 when the nozzle 13 is moved in an XYZ axial direction so that the operator can visually recognize the reaction force. ing.

続いて、本発明の特徴的部分である上述した教示ボックス30の表示部32の役割についてロボット10の教示動作と共に詳細に説明する。   Next, the role of the display unit 32 of the teaching box 30 described above, which is a characteristic part of the present invention, will be described in detail together with the teaching operation of the robot 10.

本実施形態では、教示ボックス30の表示部32にロボットアーム先端のハンド12やノズル13の各軸(X,Y,Z軸)に発生する力情報(ハンドリング対象である部品52からの反力情報)を表示するようになっている。そして、その表示形式は、力情報の許容最大力に対する割合値(%)を求めて、これに対応する大小関係を表す記号に変換して大きさを表現し、操作者に対する直感的な視認性を高めている。   In the present embodiment, force information generated on each axis (X, Y, Z axis) of the hand 12 and nozzle 13 at the tip of the robot arm (reaction force information from the component 52 to be handled) is displayed on the display unit 32 of the teaching box 30. ) Is displayed. The display format is a ratio value (%) to the maximum allowable force of force information, converted into a corresponding magnitude relationship symbol, and the size is expressed. Intuitive visibility for the operator Is increasing.

より詳細には、力表示装置1は、ロボットのX,Y,Z軸方向のそれぞれの移動に際してハンド12やノズル13が受ける反力を操作者にフィードバックさせるにあたって、ロボット10のハンド12やノズル13の移動方向を規定するX,Y,Zの各軸に発生する力を力センサ17でそれぞれ計測し、この各軸に発生して計測した反力の、予め設定された最大許容力に対する割合値を各軸ごとに制御演算部21で計算し、計算した割合値を制御演算部21又は教示ボックス30内においてこれに対応する大小関係を表す記号に変換し、この変換した記号を教示ボックス30の表示部32で表示するようになっている。   More specifically, when the force display device 1 feeds back the reaction force received by the hand 12 and the nozzle 13 when the robot moves in the X, Y, and Z axis directions, the hand 12 and the nozzle 13 of the robot 10 are fed back. The force generated on each of the X, Y, and Z axes that define the moving direction of each is measured by the force sensor 17, and the ratio of the reaction force generated and measured on each axis to the preset maximum allowable force Is calculated for each axis by the control calculation unit 21, and the calculated ratio value is converted into a symbol representing the magnitude relationship corresponding to this in the control calculation unit 21 or the teaching box 30. It is displayed on the display unit 32.

なお、この記号は、ハンド12やノズル13が受ける反力が+方向の反力(例えば、ハンド12やノズル13が圧縮力を受ける方向に作用する反力)か、又は一方向の反力(例えば、ハンド12やノズル13が引張り力を受ける方向に作用する反力)をも瞬時に判別できるようになっている。   This symbol indicates that the reaction force received by the hand 12 or the nozzle 13 is a positive reaction force (for example, a reaction force acting in a direction in which the hand 12 or the nozzle 13 receives a compressive force) or a one-way reaction force ( For example, the reaction force acting in the direction in which the hand 12 or the nozzle 13 receives the tensile force) can be instantaneously discriminated.

図2は、この力表示装置1による力表示方法を示すフローチャートである。図2において、教示作業の最初に例えばロボットアーム先端のハンド12やノズル13が部品52をピッキングする際に部品52から受ける反力を力センサ17からのフィードバック値として得て、これをAD変換器22でデジタル値に変換し、制御演算部21でX,Y,Zの各軸の反力情報として計測する(ステップST1)。   FIG. 2 is a flowchart showing a force display method by the force display device 1. In FIG. 2, at the beginning of the teaching work, for example, the reaction force received from the component 52 when the hand 12 or nozzle 13 at the tip of the robot arm picks the component 52 is obtained as a feedback value from the force sensor 17, and this is converted into an AD converter. 22 is converted into a digital value, and measured by the control calculation unit 21 as reaction force information for each of the X, Y, and Z axes (step ST1).

次いで、この反力の計測値の、予め設定された最大許容力の割合値を計算する(ステップST2)。この予め設定された最大許容力とは、例えば部品52がピッキングされる際にロボット10のハンド12やノズル13に押し付けられ強度的に十分耐え得る許容力の最大値であり、制御演算部21のメモリに予め入力されている。しかしながら、この最大許容力は、ロボット10のその後の作業環境の変化に応じて変更可能となっている。   Subsequently, a preset maximum allowable force ratio value of the reaction force measurement value is calculated (step ST2). The preset maximum allowable force is, for example, the maximum value of the allowable force that is pressed against the hand 12 or the nozzle 13 of the robot 10 when the component 52 is picked, and can sufficiently withstand the strength. Pre-input to the memory. However, this maximum permissible force can be changed according to the subsequent change in the work environment of the robot 10.

次いで、ステップST2で計算された割合値の結果に基づき、図4に示す変換表に従い、制御演算部21においてこの割合値の大小関係に対応する記号に変換する(ステップST3)。この記号の具体的内容については後に詳細に説明する。   Next, based on the result of the ratio value calculated in step ST2, according to the conversion table shown in FIG. 4, the control operation unit 21 converts the ratio value into a symbol corresponding to the magnitude relationship of the ratio value (step ST3). The specific contents of this symbol will be described later in detail.

次いで、変換された記号を教示ボックス30の表示部32に表示する(ステップST4)。   Next, the converted symbol is displayed on the display unit 32 of the teaching box 30 (step ST4).

教示者は、この表示部32に表示された記号に基づき、教示中にロボット10のハンド12やノズル13がハンドリング対象の部品52からどの程度の反力を受けたか、即ち、その後の教示内容に従ったロボット10の作業中にこれらの部品52がハンド12やノズル13からピッキングなどのハンドリング中にどの程度の力を受けた力をその反力の作用方向と共になるかを教示作業を行いながら視覚的に瞬時に把握することができる。   Based on the symbol displayed on the display unit 32, the instructor determines how much reaction force the hand 12 or nozzle 13 of the robot 10 receives from the component 52 to be handled during teaching, that is, based on the subsequent teaching contents. During the operation of the robot 10 according to the above, while the teaching work is performed, it is visually shown how much force these components 52 receive during handling such as picking from the hand 12 or the nozzle 13 together with the direction of the reaction force. Can be grasped instantaneously.

続いて、この教示ボックス30の表示部32の表示内容について具体的に説明する。本実施形態においては、教示ボックス30の表示部32は、図3に示すような表示内容となっており、X軸、Y軸、Z軸ごとに教示時にハンド12やノズル13がハンドリング対象となる部品から受ける反力の予め設定された許容最大値に対する割合値に対応する大小関係をその反力の作用方向を含めてX軸、Y軸、Z軸ごとに視覚的に瞬時に把握可能な不等号記号で表示する。   Subsequently, the display contents of the display unit 32 of the teaching box 30 will be specifically described. In the present embodiment, the display unit 32 of the teaching box 30 has display contents as shown in FIG. 3, and the hand 12 and the nozzle 13 are handled during teaching for each of the X axis, the Y axis, and the Z axis. An inequality sign that can visually grasp the magnitude relationship corresponding to the ratio of the reaction force received from a part to a preset allowable maximum value for each of the X, Y, and Z axes, including the direction of the reaction force. Display with a symbol.

図3に示された内容についてより詳細に説明すると、X軸方向には−方向の反力が許容最大値の約20%〜30%程度作用し、Y軸方向には殆ど反力が発生せず、Z軸方向には+方向の反力が許容最大値の約10%〜20%程度作用していることを表している。   The contents shown in FIG. 3 will be described in more detail. In the X-axis direction, the reaction force in the-direction acts about 20% to 30% of the allowable maximum value, and almost no reaction force is generated in the Y-axis direction. In the Z-axis direction, the positive direction reaction force is acting about 10% to 20% of the allowable maximum value.

このように、本実施形態では不等号記号の向きを変えることでハンドやノズルが教示時に部品から受ける反力の作用する方向を負方向の場合と正方向の場合に分けて表示する。なお、ここでいう正方向に反力が作用する場合とは、例えばハンドやノズルを部品に押し付けた際に力センサに生じる圧縮力が作用する場合を言い、負方向に反力が作用する場合とは、例えばハンドリングされる部品が特別な容器に収容されてこれをハンドを介して引き出すときに生じる引っ張り力が作用する場合を言う。   As described above, in this embodiment, the direction of the reaction force received from the parts when teaching the hand or nozzle by changing the direction of the inequality sign is displayed separately for the negative direction and the positive direction. Here, the case where the reaction force acts in the positive direction means, for example, the case where the compressive force generated in the force sensor acts when the hand or nozzle is pressed against the part, and the case where the reaction force acts in the negative direction. For example, a case where a tensile force generated when a part to be handled is accommodated in a special container and pulled out through the hand is applied.

図4は、教示ボックス30の表示部32に表示される記号の一覧を示す表である。この表の不等号記号中、力センサからのフィードバック値により制御演算部21が演算して算出した反力の作用方向及び上述の割合値に対応する記号が選択されて、表示部32に表示されるようになっている。   FIG. 4 is a table showing a list of symbols displayed on the display unit 32 of the teaching box 30. Among the inequality symbols in this table, the reaction force calculated by the control calculation unit 21 based on the feedback value from the force sensor and the symbol corresponding to the above ratio value are selected and displayed on the display unit 32. It is like that.

具体的には、力のかかる方向が、例えば部品52に押付け力が作用する+方向の場合で、割合値(フィードバックされたZ方向の反力の許容最大力に対する%表示値)が+10%より小さく+0.05%以上の場合、 ] の記号が表示部に表示される。   Specifically, the direction in which the force is applied is, for example, the + direction in which the pressing force acts on the component 52, and the ratio value (% display value relative to the allowable maximum force of the feedback force in the Z direction) is + 10%. If it is small and + 0.05% or more, the] symbol is displayed on the display.

そして、この割合値の増加に伴い同一方向の不等号の数等が増えていくと共に角カッコの記号を適宜表示させていき(図4では図示省略)、力のかかる方向が+方向の場合で、割合値が+80%以上で+90%より小さい場合、 >>>>] の記号が表示器に表示され、これによって+方向の反力が部品からハンドやノズルにかなり加わりつつあることを操作者(教示者)が瞬時に認識できるようにしている。   As the ratio value increases, the number of inequality signs in the same direction increases and the square bracket symbol is displayed as appropriate (not shown in FIG. 4). If the percentage value is + 80% or more and less than + 90%, the symbol >>> is displayed on the display, which indicates that the reaction force in the + direction is being applied from the part to the hand or nozzle. (Teacher) can recognize it instantly.

また、力のかかる方向が+方向の場合で、割合値が90%以上で+100%より小さい場合、 >>>>> の記号が表示部に表示され、+方向の反力が部品からハンドやノズルに許容値の最大限に近づいていることを操作者が直感的に認識できるようにしている。   When the direction in which the force is applied is the + direction and the ratio value is 90% or more and less than + 100%, the symbol >>> is displayed on the display unit, and the reaction force in the + direction is applied from the part to the hand or The operator can intuitively recognize that the nozzle is approaching the maximum allowable value.

一方、力のかかる方向が例えば部品に引っ張り力が作用する−方向の場合で、割合値が−0.05%より大きく−10%以下の場合、 [ の記号が表示器に表示される。また、力のかかる方向が−方向の場合で、割合値が−10%より大きく−20%以下の場合、 < の記号が表示器に表示される。そして、この%表示器の増加に伴い同一方向の不等号の数等が増えていくと共に角カッコの記号を適宜表示させていき(図4では図示省略)、力のかかる方向が−方向の場合で、割合値が−90%以上で−80%より小さい場合、 [<<<< の記号が表示器に表示され、これによってハンドやノズルが受ける力が許容最大値に近づきつつあることを操作者が瞬時に認識することができる。   On the other hand, when the direction in which the force is applied is, for example, a negative direction in which a tensile force acts on the component, and the ratio value is greater than -0.05% and equal to or less than -10%, the symbol [is displayed on the display. When the direction in which the force is applied is the negative direction and the ratio value is greater than -10% and equal to or less than -20%, the symbol <is displayed on the display. As the percentage display increases, the number of inequality signs in the same direction increases, and the square bracket symbols are displayed as appropriate (not shown in FIG. 4). If the percentage value is -90% or more and less than -80%, the symbol <<< is displayed on the display unit, indicating that the force applied to the hand or nozzle is approaching the allowable maximum value. Can be recognized instantly.

また、力のかかる方向が−方向の場合で、割合値が−100%以上で−90%より小さい場合、 <<<<< の記号が表示器に表示され、ハンドやノズルが受ける力が許容最大値に略近くなっていることを教示者が認識することができる。   If the force is applied in the negative direction and the percentage value is -100% or more and less than -90%, the symbol <<<< is displayed on the display and the force applied to the hand or nozzle is allowed. The teacher can recognize that the maximum value is almost reached.

以上説明したように、工業用途での製造作業に使用するロボットの教示(ティーチングプログラミング)を行う際には、教示ボックスを用いてロボットに動作位置の教示を行う。この教示作業でロボットが搬送を行おうとするワーク(部品)をハンドやノズルでハンドリングする際の縦方向(Z軸方向)の位置の表示を行う際に教示ボックスで操作して上部からワークにハンドやノズルを近づけていく。このような教示動作の場合、ワークとハンドやノズルの位置の微妙な調整が必要になる。即ち、ワークにハンドやノズルを接触させた位置でノズルによる吸引を行ってワークを持ち上げる場合に特に微妙な調整を必要とする。   As described above, when teaching (teaching programming) of a robot used for manufacturing work in an industrial application, the robot is taught the operation position using the teaching box. When displaying the position in the vertical direction (Z-axis direction) when handling the workpiece (part) to be transported by the robot in this teaching operation with the hand or nozzle, the operator operates the teaching box to move the workpiece to the workpiece from above. And move the nozzle closer. In the case of such a teaching operation, it is necessary to finely adjust the positions of the work, the hand, and the nozzle. That is, when the work is lifted by performing suction with the nozzle at a position where the hand or nozzle is brought into contact with the work, particularly fine adjustment is required.

従来では教示時のこのような場合の操作でワークをハンドやノズルで押さえ過ぎてこれを破損させる場合があり、教示作業に起因した製造コスト高や納期遅れ、新製品製造の遅れを招いていたが、本発明に係る力表示装置を用いた力表示方法を実施することで、このような不具合を回避することできる。   Conventionally, in such cases during teaching, there are cases where the workpiece is over-pressed with a hand or nozzle and damaged, leading to high manufacturing costs, delays in delivery, and delays in new product production due to teaching operations. However, by implementing the force display method using the force display device according to the present invention, such a problem can be avoided.

なお、上述した実施形態においては、ハンドリング対象となる部品をICチップとして紹介したが、必ずしもこれに限定されず、ハーメチックシール部品など一部に脆性材料を含む部品をハンドリングする際にも本発明は適している。   In the above-described embodiment, the component to be handled has been introduced as an IC chip. However, the present invention is not necessarily limited to this, and the present invention is also applicable when handling a part including a brittle material such as a hermetic seal part. Is suitable.

具体的には、上述した部品のピッキングの際とは異なり、ハーメチックシール部品を対象物から引き抜く際に、特に引き抜き方向がX,Y,Z軸の少なくとも2軸を含む方向の場合に、教示作業において微妙な調整を必要とするが、本発明を適用することでこのようなハーメチックシール部品に無理な力を加えることなく教示作業を行うことができる。   Specifically, unlike the above-described part picking, teaching work is performed when the hermetic seal part is pulled out from the object, particularly when the pulling direction is a direction including at least two of the X, Y, and Z axes. However, by applying the present invention, teaching work can be performed without applying excessive force to such hermetic seal parts.

また、このような一部に脆性材料を含んだハーメチックシール部品又は全体が脆性材料からなる部品をこの部品の取付け対象物の挿入孔に挿入する場合などにおいても本発明を適用することで同様な作用を発揮することができる。   In addition, when the hermetic seal part including a part of a brittle material or a part made entirely of a brittle material is inserted into an insertion hole of an attachment object of the part, the present invention can be applied in the same manner. The effect can be exerted.

なお、本発明で言う記号には、上述した実施形態における割合値の大小関係や反力の作用する方向を表す不等号記号に限定されず、割合値の大小関係や反力の作用する方向(正方向や負方向)を判断できるアイコンも含まれる。   The symbols used in the present invention are not limited to the inequality sign indicating the magnitude relationship of the ratio value and the direction in which the reaction force acts in the above-described embodiment, but the magnitude relationship in the ratio value and the direction in which the reaction force acts (positive) Icons that can be used to determine the direction or negative direction are also included.

具体的には、円形のアイコンを用い、黒丸の時は正方向の反力が作用し、白丸の時は負方向の反力が作用するとし、かつそれぞれの反力の許容できる最大値に対する割合値の大小関係に対応して丸の大きさを大きくしたり小さくしたりしても良い。   Specifically, using a circular icon, a positive reaction force acts when a black circle, a negative reaction force acts when a white circle, and the ratio of each reaction force to the maximum allowable value The size of the circle may be increased or decreased according to the magnitude relationship of the values.

また、登り方向の異なる階段状のアイコンを用いても良い。即ち、正方向の反力が作用するときは右上がりの階段状アイコンを表示し、負方向の反力が作用するときは左上がりの階段状アイコンを表示し、かつそれぞれの反力の許容できる最大値に対する割合値の大小関係に応じて階段のステップ数が変化するようにしても良い。   Moreover, you may use the staircase-shaped icon from which a climb direction differs. That is, when a positive reaction force is applied, a step-up icon is displayed to the right, and when a negative reaction force is applied, a step-up icon is displayed to the left. The number of steps of the stairs may be changed according to the magnitude relationship of the ratio value with respect to the maximum value.

なお、本発明の適用されるロボットは、X,Y,Z軸の直交座標系、又はR−θの極座標系のロボットに限定されずXY軸の直交座標系であっても良い。   The robot to which the present invention is applied is not limited to an X, Y, Z axis orthogonal coordinate system or an R-θ polar coordinate system robot, and may be an XY axis orthogonal coordinate system.

また、上述の実施形態においては、ロボットアームにはハンドとノズルの双方が備わっていたが、何れか一方が備わっていても良い。   In the above-described embodiment, the robot arm is provided with both the hand and the nozzle, but either one may be provided.

また、上述した力表示の方向はX,Y,Z軸方向に限らず、ハンドの回転方向を表わすU方向においてハンドの回転時にこれが受ける反力(トルク)の最大許容値に対する割合値を上述した記号で表わすようにしても良い。   Further, the direction of the force display described above is not limited to the X, Y, and Z axis directions, and the ratio value with respect to the maximum allowable value of the reaction force (torque) received when the hand rotates in the U direction representing the rotation direction of the hand is described above. It may be represented by a symbol.

本発明の一実施形態に係る力表示装置をこれが用いられるロボットと共に示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the force display apparatus which concerns on one Embodiment of this invention with the robot in which this is used. 図1に示した力表示装置を用いた力表示方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the force display method using the force display apparatus shown in FIG. 図1に示した教示ボックスの表示部に表示される表示内容の一例である。It is an example of the display content displayed on the display part of the teaching box shown in FIG. 図1に示した力表示装置の教示ボックスの表示部に表示される記号を一部省略して示す一覧表である。FIG. 2 is a list in which some symbols displayed on a display unit of a teaching box of the force display device illustrated in FIG. 1 are partially omitted.

符号の説明Explanation of symbols

1 力表示装置
10 ロボット
11 ロボットアーム
12 ハンド
13 ノズル
14 モータ
15 ドライバ
16 ロータリエンコーダ
17 力センサ
20 ロボット制御部
21 制御演算部
22 AD変換器
23 デジタル入力部
24 パルス入力部
25 パルス出力部
26 デジタル出力部
27 入出力ポート
30 教示ボックス
31 移動ボタン
32 表示部
51 生産ライン
52 部品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Force display apparatus 10 Robot 11 Robot arm 12 Hand 13 Nozzle 14 Motor 15 Driver 16 Rotary encoder 17 Force sensor 20 Robot control part 21 Control operation part 22 AD converter 23 Digital input part 24 Pulse input part 25 Pulse output part 26 Digital output Part 27 I / O port 30 Teaching box 31 Movement button 32 Display part 51 Production line 52 Parts

Claims (2)

被操作対象を特定方向の操作量だけ操作し、前記操作に伴って被操作対象の受ける反力を操作者にフィードバックさせる教示装置における力表示方法であって、
前記被操作対象の移動方向を規定する各軸に発生する反力を各軸ごとに計測する第1のステップと、
前記各軸に発生して計測した反力の、予め設定された最大許容力に対する割合値を各軸ごとに計算する第2のステップと、
前記計算した割合値をこれに対応する大小関係を表す記号に変換する第3のステップと、
前記変換した記号を表示する第4のステップと、を有することを特徴とする教示装置における力表示方法。
A force display method in a teaching device that operates an operation target by an operation amount in a specific direction and feeds back a reaction force received by the operation target to the operator.
A first step of measuring, for each axis, a reaction force generated on each axis that defines the moving direction of the operated object;
A second step of calculating, for each axis, a ratio value of the reaction force generated and measured on each axis with respect to a preset maximum allowable force;
A third step of converting the calculated ratio value into a symbol representing a corresponding magnitude relationship;
And a fourth step of displaying the converted symbols. A force display method in a teaching device.
被操作対象を特定方向の操作量だけ操作し、前記操作に伴って被操作対象の受ける反力を操作者にフィードバックさせる教示装置における力表示装置であって、
前記被操作対象の移動方向を規定する各軸に発生する反力を各軸毎に計測する力計測手段と、
前記各軸に発生して計測した反力の、予め設定された最大許容力に対する割合値を各軸ごとに計算する演算手段と、
前記演算手段により計算した割合値をこれに対応する大小関係を表す記号に変換する記号変換手段と、
前記変換した記号を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする教示装置における力表示装置。

A force display device in a teaching device that operates an operation target by an operation amount in a specific direction and feeds back a reaction force received by the operation target to the operator.
Force measuring means for measuring, for each axis, a reaction force generated in each axis that defines the moving direction of the operated object;
A calculation means for calculating a ratio value of the reaction force generated and measured in each axis to a preset maximum allowable force for each axis;
Symbol conversion means for converting the ratio value calculated by the calculation means into a symbol representing a magnitude relationship corresponding thereto;
A force display device in a teaching device, comprising: display means for displaying the converted symbol.

JP2007312445A 2007-12-03 2007-12-03 Force display method and force display device Pending JP2009136925A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007312445A JP2009136925A (en) 2007-12-03 2007-12-03 Force display method and force display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007312445A JP2009136925A (en) 2007-12-03 2007-12-03 Force display method and force display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009136925A true JP2009136925A (en) 2009-06-25

Family

ID=40868116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007312445A Pending JP2009136925A (en) 2007-12-03 2007-12-03 Force display method and force display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009136925A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011125990A (en) * 2009-12-21 2011-06-30 Mitsubishi Electric Corp Teaching device for robot and control device for robot
JP2011240459A (en) * 2010-05-20 2011-12-01 Yaskawa Electric Corp Robot, state presentation device and state presentation method, and teaching method of robot
JP2020116702A (en) * 2019-01-25 2020-08-06 アズビル株式会社 Teaching device and teaching method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6445586A (en) * 1987-08-13 1989-02-20 Omron Tateisi Electronics Co Robot controller
JPH05158526A (en) * 1991-12-04 1993-06-25 Yaskawa Electric Corp Display method for robot joint load
JPH06262563A (en) * 1993-03-17 1994-09-20 Fanuc Ltd Force display for position teaching support of industrial robot
JPH08132372A (en) * 1994-11-08 1996-05-28 Toshiba Corp Control method for robot
JP2004160614A (en) * 2002-11-14 2004-06-10 Ricoh Co Ltd Automatic task teaching system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6445586A (en) * 1987-08-13 1989-02-20 Omron Tateisi Electronics Co Robot controller
JPH05158526A (en) * 1991-12-04 1993-06-25 Yaskawa Electric Corp Display method for robot joint load
JPH06262563A (en) * 1993-03-17 1994-09-20 Fanuc Ltd Force display for position teaching support of industrial robot
JPH08132372A (en) * 1994-11-08 1996-05-28 Toshiba Corp Control method for robot
JP2004160614A (en) * 2002-11-14 2004-06-10 Ricoh Co Ltd Automatic task teaching system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011125990A (en) * 2009-12-21 2011-06-30 Mitsubishi Electric Corp Teaching device for robot and control device for robot
JP2011240459A (en) * 2010-05-20 2011-12-01 Yaskawa Electric Corp Robot, state presentation device and state presentation method, and teaching method of robot
JP2020116702A (en) * 2019-01-25 2020-08-06 アズビル株式会社 Teaching device and teaching method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3342549B1 (en) Remote control robot system and method of operating the same
WO2017064851A1 (en) Method for teaching robot and device for controlling robot arm
TWI630081B (en) Direct teaching method of robot
CN110267770B (en) Robot system and control method thereof
US10635082B2 (en) Robot motion program generating method and robot motion program generating apparatus
WO2018212239A1 (en) Remote operation robot system
EP2308657B1 (en) Robot and its teaching method
JP2010231575A (en) Device and method for instruction of off-line of robot, and robot system
JP2009136925A (en) Force display method and force display device
JP5202935B2 (en) Teaching device
US20240001543A1 (en) Training device for indicating training point through direct training operation, robot control device, and computer program for training device
JP2010269421A (en) Robot controlling device and robot controlling method
JP2008159020A (en) Multi-axis controller, mounting device having multi-axis controller, and coating device having multi-axis controller
JP2020037165A (en) Control device of robot for monitoring variable of operation program
Chiou et al. Remotely adjustable robotic grip force for the network-based assembly automation
EP4429848A1 (en) Method for precise, intuitive positioning of robotic welding machine
JP2021020309A (en) Robot control program generating system, robot control program generating method, and program
JP2009083084A (en) Robot teaching system
JP2010257204A (en) Device and method for controlling robot

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100826

A977 Report on retrieval

Effective date: 20111027

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20120418

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120807