JP2010120095A

JP2010120095A - ロボットシステム

Info

Publication number: JP2010120095A
Application number: JP2008293278A
Authority: JP
Inventors: Seishiro Sakaguchi; 誠史郎坂口; Toshiaki Iimori; 敏明飯森
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2010-06-03
Also published as: US20100125363A1; US8423185B2; EP2196882A3; EP2196882A2

Abstract

【課題】本発明では、１台のロボット教示装置で複数個の制御グループを操作する場合でも安全に操作対象を動作できるロボット教示装置を提供する。
【解決手段】複数の関節を持つロボットと、複数台の前記ロボット接続し、これらを制御するロボット制御装置１と、前記ロボット制御装置１に接続され、前記ロボットの教示や操作を行うロボット教示装置６から構成されるロボットシステムにおいて、前記ロボット教示装置６上のディスプレイ７の表示状態の変動によって操作の対象となるロボットを自動的に選択するものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、ロボットにて作業を行う際のロボットシステムに関する。

従来の一般的なロボットシステムは、複数の関節を持つロボットと、前記ロボットを制御するロボット制御装置と、前記ロボット制御装置に接続され、前記多関節ロボットの教示や操作を行うロボット教示装置から構成されている。この中で、ロボット教示装置にはディスプレイ装置が搭載されており、ロボットの動作プログラムや各種パラメータを表示し、さらにこれらを編集することが可能である。ディスプレイに表示された画面の操作や編集を行う際の手段として、ロボット教示装置に搭載されたキーパッドを使用して操作を行う方法と、ディスプレイに備えられたタッチパネルを使用し、直接画面をタッチして操作を行う方法が存在する。
ロボット教示装置のディスプレイ装置に表示される情報は、ロボット制御装置内部のメモリに保存されている情報をロボット教示装置に送信することで表示可能となっている。
これらのロボット教示装置には、２つの装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
第１の教示装置では、ロボット教示装置からの操作指示に対するロボット側の解釈の情報をロボットからダウンロードし、この情報に基づいて操作画面をディスプレイに表示している。表示された情報に従ってロボット教示装置から操作指示を行うと、その指示を解釈の情報に従って解釈し、操作命令としてロボットに送信している。

また、第２の教示装置では、複数台のロボットと、それぞれのロボットに対応する複数のロボット教示装置を備えたロボット制御装置にロボットを選択する機構とロボットに動作許可を与える機構を備え、ロボット教示装置の操作で選択されたロボットの動作許可を行い、許可を得たロボットのみが操作可能となっている。
このように、従来のロボットシステムは、１台のロボットに対して１台のロボット教示装置を備えた上で操作することを前提としている。
特開２００５−２１９１９６号公報特開平０７−２７６２７４号公報

しかしながら、ロボット制御装置に複数台のロボットや外部軸(以降、制御グループと呼ぶ)が接続されているロボットシステムを、１台のロボット教示装置で操作することを考える場合、操作対象とするロボットを選択するためには、ロボット教示装置でのキー操作やタッチパネルの操作により、切り替えることが必要である。
また、ロボット教示装置のディスプレイに表示される画面の中には、その表示される内容にしたがって、自動的に操作対象となるロボットを切り替える機能を有する必要もある。
ところで、近年のロボットシステムでは、高機能化に伴いディスプレイに表示可能な画面が増加していることにより、例えばロボットの現在の位置を確認しながらロボット動作プログラムの編集を行うといった、ディスプレイの表示エリアを分割し、複数の情報を同時に表示するための機能を有する必要がある。このとき、分割された画面の中から編集対象となる画面を１つだけ選択し、ロボット教示装置から編集を行うと、編集内容はこの画面に反映される。このように、複数の画面が同時に表示可能となる場合、画面ごとに操作対象となる制御グループが異なる場合があり、状況に応じて操作対象とする適切な制御グループを選択する手段が存在しなかった。例えば、特許文献１では１台のロボットを制御する場合しか考慮おらず、特許文献２の方法ではロボット教示装置が１台だけ存在する場合を考慮していない。さらにこれらの文献では複数の画面が表示されている場合を考慮していない。これらの方法を考慮しないと、操作者が画面から連想する制御グループと、ロボット制御装置が操作対象としている制御グループが異なる場合が発生し、操作者が制御グループの操作を行った際に、自分の意図しない制御グループが動作する可能性があり、運用上大きな危険が伴う。
このために、本発明では、１台のロボット教示装置で複数個の制御グループを操作する場合でも安全に操作対象を動作できるロボット教示装置を提供するものである。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、複数の関節を持つロボットと、複数台の前記ロボット接続し、これらを制御するロボット制御装置と、前記ロボット制御装置に接続され、前記ロボットの教示や操作を行うロボット教示装置から構成されるロボットシステムにおいて、前記ロボット教示装置上のディスプレイの表示状態の変動によって操作の対象となるロボットを自動的に選択するものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記ディスプレイの表示状態が、メニューエリアと、メッセージエリアと、汎用エリアとから構成されるものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記ディスプレイの表示状態において、汎用エリアにメニューエリアで選択された設定画面が表示され、前記設定画面は前記メニューエリアで１つまたは複数画面に設定されるものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記ディスプレイの表示状態において、汎用エリアにメニューエリアで選択された設定画面が表示され、前記設定画面は、複数の前記ロボットの情報が備えられ、切り替えられるものである。
また、請求項５に記載の発明は、前記ディスプレイの表示状態において、汎用エリアにメニューエリアで選択された設定画面が表示され、分割された前記設定画面は、前記ロボット教示装置に備えられた切替キーまたは前記汎用エリアの画面をタッチすることのいずれか一方で操作することにより分割画面を動作状態にするものである。
また、請求項６に記載の発明は、前記ディスプレイの表示状態において、汎用エリアにメニューエリアで選択された設定画面が表示され、分割された前記設定画面の１つが、動作状態に切り替えられた場合、前記ロボット制御装置に前記設定画面が切り替えられた情報が送信され、前記ロボット制御装置では、前記切り替えられた情報をもとに制御プログラムに認識動作がなされるものである。
また、請求項７に記載の発明は、前記ディスプレイの表示状態において、汎用エリアにメニューエリアで選択された設定画面が表示され、分割された前記設定画面の１つが、動作状態に切り替えられた場合、前記設定画面が切り替えられた情報が送信された前記ロボット制御装置は、制御プログラムに認識動作がなされ、さらに前記ロボット教示装置から設定画面の設定内容を前記ロボット制御装置へ送信され、前記ロボット制御装置は、前記設定内容を動作状態が切り替えられる前後の前記設定画面を比較することにより前記設定内容を変更するものである。
また、請求項８に記載の発明は、複数の関節を持つロボットと、前記ロボットと協調して作業を行う外部軸と、複数台の前記ロボットや外部軸を接続し、これらを制御するロボット制御装置と、前記ロボット制御装置に接続され、前記ロボットや外部軸の教示や操作を行うロボット教示装置から構成されるロボットシステムにおいて、前記ロボット教示装置上のディスプレイの表示状態の変動によって操作の対象となるロボットや外部軸を自動的に選択するものである。

請求項１から８に記載の発明によると、１台のロボット教示装置を用いて複数台の制御グループを操作する作業を行う際に、作業者が編集対象とする画面を変更したとき、選択した画面から操作対象とするべき適切な制御グループが自動的に選択されることで、操作者の意図しない制御グループが動作してしまうことを防ぎ、操作者や周辺環境の安全確保を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の構成図を示すものである。ロボット制御装置１は、通信ケーブルを通してロボット教示装置６と接続されており、一方で別のケーブルを介した複数台のロボットや外部軸から構成される制御グループ５が複数台接続されている。
ロボット制御装置１には、システム全体の動作を制御する制御部２と、ロボット教示装置との通信を行う通信部３と、ロボットを動作させるために必要な電力供給を行うための駆動部４から構成される。
ロボット教示装置６は、ロボット制御装置１との通信を行う通信部８と、各種情報を表示するためのタッチパネル機能を有するディスプレイ７と、キーによる操作を行うためのキーパッド９から構成される。

ロボット制御装置１とロボット教示装置６は、それぞれに接続された通信部３、８により相互に通信を行う。ディスプレイ７に画面を表示させるための情報はロボット制御装置１で生成され、通信部３，８を介してロボット教示装置１に送信され、ロボット教示装置６は受け取った内容を基に画面を生成し、表示する。一方、ロボット教示装置６でキーパッド９を押下した場合、どのキーが押されたのかという情報がロボット制御装置１に送信される。また、タッチパネル操作を行った場合は画面上でどの部分がタッチされたのかが検出され、その部分に対応した動作要求がロボット制御装置１に送信される。

図２は、ロボット教示装置６のディスプレイ７に表示されるエリアの分類を示すものである。図２に示されるように、ディスプレイ７に表示される内容は、メニューエリア７１とメッセージエリア７２、そして汎用エリア７３の３つから構成される。メニューエリア７１にはロボットの教示を行う上で必要なロボット動作、作業内容、システム設定、画面設定等の機能をそのカテゴリーごとに分類し、操作者があるカテゴリーを選択した場合、そのカテゴリーに属する機能一覧がメニューエリア７１に表示され、さらにこの中から表示させたい機能を選択することで、汎用エリア７３に画面が表示される。
メッセージエリア７２にはロボット教示装置６の状態に応じて、操作者に注意を促したり、状況を説明するメッセージを表示したりする。例えば、制御グループのサーボ電源を投入せずにロボットを動作させようとすると、「電源を投入してください」等のメッセージが表示される。
汎用エリア７３には、操作者がメニューエリア７１で選択したカテゴリー機能の一覧から選択された画面を表示する。通常は選択した画面１つのみが表示されるが、操作者がメニューエリアから画面設定のカテゴリー機能から画面分割メニュー選択すると、汎用エリアを複数に分割するためのメニューが表示される。このメニューは汎用エリア７３を複数に分割する際の分割パターンを表示し、操作者が希望の分割パターンを選択すると、指定したパターンに基づいて汎用エリアが分割される。分割された汎用エリア７３には、メニューを選択することにより操作者が希望する画面をそれぞれに独立して表示させることが可能である。図３に、汎用エリアの分割モードの違いによる画面表示の状態を示す。操作者は、分割された汎用エリア内で編集を行いたい画面を選択する。選択の手段として、図４に示すようにロボット教示装置６のキーパッド９に備えられたアクティブ画面切替キー９１を押下することで、編集対象画面を順送りで切り替える方法と、図５に示すように分割された汎用エリアのうち編集を行いたい画面が表示されているエリアをタッチすることで直接指定する方法がある。これらの方法で選択された画面は、他の画面に比べて強調して表示される（以降このメニューをアクティブ画面と呼び、その他の画面は非アクティブ画面と呼ぶ。また、アクティブ画面切替キーまたはタッチパネルによるアクティブ画面の切り替えを、アクティブ切り替えと呼ぶ）。

図５に示すように、汎用エリアに表示された４分割画面でＡＡ設定〜ＤＤ設定の画面が表示されている。たとえば、ＡＡ設定は、各制御グループの原点設定を行う画面であり、ＢＢ設定は、各制御グループの現在の位置を表示する画面、ＣＣ設定は、各制御グループの速度ゲインや位置ゲインなどの制御パラメータを表示する画面、ＤＤ設定は、各制御グループのイナーシャや重量などの動作パラメータを表示する画面である。
初期値ではＡＡ設定がアクティブ画面状態であり、ＡＡ設定の設定値の変更について説明する。ＡＡ設定の画面には、ロボット１の原点位置が表示されている。このＡＡ設定の画面はアクティブ画面であるので、原点位置を変更することができる。これをロボット２について原点位置を変更しようとすると、図１に示したロボット教示装置６のページ切替キーを押圧するか、図２に示す汎用エリアに表示された操作キーを選択することで変更することができる。ロボット２の原点位置が表示されると、原点位置の変更が可能となる。このようにページ切替キーまたは操作キーにより操作対象を変更して表示される値を変更することが可能となる。
ＡＡ設定の変更について説明したが、同様にＢＢ設定画面、ＣＣ設定画面、ＤＤ設定画面をアクティブ画面にして、ページ切替キーまたは操作キーで操作対象を変更して表示される値を変更すること可能となる。

次に、アクティブ画面の切り替えとロボット制御装置の制御部の動作の関係について、図６を用いて説明する。
操作者がアクティブ切り替えを行うと、アクティブ画面切り替えキー操作によるアクティブ切り替えの場合はキーの情報が通信部３，８を通してロボット制御装置１の制御部に送られる。また、タッチパネルによるアクティブ切り替えの場合は、汎用エリアのうちどの部分がタッチされたのかを検出し、その座標値から分割された画面のうちどの画面が要求されたのかを決定し、ロボット制御装置１に送信する。
ロボット制御装置１の制御部３は、ロボット教示装置６のアクティブ切り替えの状態を検出し、対応する各処理部に指令を出す。アクティブ切り替え要求時、ロボット制御装置１の制御部は、制御部に備えられた汎用エリアの表示制御処理を行う汎用エリア表示処理部に指令を送信する。汎用エリア表示処理部は、この指令を受けてアクティブ画面の切り替えを行う。
アクティブ切り替え処理を行う場合、現在のアクティブ設定画面と、新たにアクティブな状態にする設定画面となる２つの画面の制御処理部に対して、現在の表示状態から選択されるべき制御グループ５がそれぞれ何であるかという情報、すなわち、新たにアクティブな状態にする設定画面の設定内容を取得する。たとえば、現在のアクティブ画面がロボット１の設定内容で、新たにアクティブな画面がロボット２の設定内容とした場合である。
取得した制御グループ設定内容を比較し、２画面間で異なっていた場合、新たなアクティブ画面で選択されるべき制御グループ５に切り替える必要があるため、制御グループ切り替え要求フラグを制御処理部内の処理プログラムに立てる。
このようにアクティブ画面の切り替え要求がロボット教示装置からロボット制御装置に出され、新旧のアクティブ画面の画面状態を比較し、必要な場合はロボット制御装置の制御部で制御グループ切り替え要求フラグを立てた後、汎用エリア表示処理部によりアクティブ画面切り替え処理が実行される。アクティブ画面切り替え処理が実行されることで、アクティブ画面が要求された新たなものに切り替えられる。
ロボット制御装置の制御部では、アクティブ画面が新たな画面に切り替わったことを受けて、制御グループ切り替え要求フラグの状態を検出する。フラグが立っていた場合、新たにアクティブとなった画面の動作を制御している制御処理部に、制御グループ切替要求をかける。制御処理部は、この要求を受けると現在自身が表示している画面の情報からどの制御グループに切り替えるべきかを判断し、図７に示すように制御グループ切替を実行する。

前記の通り、画面の中にはその状態によって制御グループ５が決定されるものも存在するが、制御グループ５に関係しない情報を表示する画面などでは、どの制御グループ５を操作対象とするべきなのかを一意に定めることができない。しかし、これらの画面をアクティブ画面としたときに制御グループ５の変更を行わせなくした場合、アクティブ画面を切り替える順番に依存して操作対象となる制御グループ５が異なってしまうため、安全面から見て問題がある。そこで、前記の方法でアクティブ画面を切り替えた際に制御グループ５の選択状態をいったん初期状態に戻すことで、アクティブ画面が制御グループ５に関係しないものである場合は初期状態に統一され、制御グループ５に関係する画面のみが操作対象制御グループ５初期化後の制御グループ切り替え要求により、適切な制御グループ５に切り替えられることが可能となる。

本発明の実施例を示すロボットシステムの構成を示す図ロボット教示装置１のディスプレイの表示内容の構成を示す図ロボット教示装置１の汎用エリアの表示モードの種類を示す図キーパッドによるアクティブ切り替えの方法を示す図タッチパネルによるアクティブ切り替えの方法を示す図アクティブ画面切り替え操作時の汎用エリア表示制御部の処理の流れを示すフローチャート制御グループ切り替え要求を受け取った際の新アクティブ画面での処理を示すフロ−チャート

符号の説明

１ロボット制御装置
２制御部
３通信部
４ロボット駆動部
５制御グループ
６ロボット教示装置
７ディスプレイ
８通信部
９キーパッド

Claims

複数の関節を持つロボットと、複数台の前記ロボット接続し、これらを制御するロボット制御装置と、前記ロボット制御装置に接続され、前記ロボットの教示や操作を行うロボット教示装置から構成されるロボットシステムにおいて、前記ロボット教示装置上のディスプレイの表示状態の変動によって操作の対象となるロボットを自動的に選択することを特徴としたロボットシステム。
前記ディスプレイの表示状態が、メニューエリアと、メッセージエリアと、汎用エリアとから構成されることを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
前記ディスプレイの表示状態において、汎用エリアにメニューエリアで選択された設定画面が表示され、前記設定画面は前記メニューエリアで１つまたは複数画面に設定されることを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
前記ディスプレイの表示状態において、汎用エリアにメニューエリアで選択された設定画面が表示され、前記設定画面は、複数の前記ロボットの情報が備えられ、切り替えられることを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
前記ディスプレイの表示状態において、汎用エリアにメニューエリアで選択された設定画面が表示され、分割された前記設定画面は、前記ロボット教示装置に備えられた切替キーまたは前記汎用エリアの画面をタッチすることのいずれか一方で操作することにより分割画面を動作状態にすることを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
前記ディスプレイの表示状態において、汎用エリアにメニューエリアで選択された設定画面が表示され、分割された前記設定画面の１つが、動作状態に切り替えられた場合、前記ロボット制御装置に前記設定画面が切り替えられた情報が送信され、前記ロボット制御装置では、前記切り替えられた情報をもとに制御プログラムに認識動作がなされることを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
前記ディスプレイの表示状態において、汎用エリアにメニューエリアで選択された設定画面が表示され、分割された前記設定画面の１つが、動作状態に切り替えられた場合、前記設定画面が切り替えられた情報が送信された前記ロボット制御装置は、制御プログラムに認識動作がなされ、さらに前記ロボット教示装置から設定画面の設定内容を前記ロボット制御装置へ送信され、前記ロボット制御装置は、前記設定内容を動作状態が切り替えられる前後の前記設定画面を比較することにより前記設定内容を変更することを特徴とする請求項１記載のロボットシステム。
複数の関節を持つロボットと、前記ロボットと協調して作業を行う外部軸と、複数台の前記ロボットや外部軸を接続し、これらを制御するロボット制御装置と、前記ロボット制御装置に接続され、前記ロボットや外部軸の教示や操作を行うロボット教示装置から構成されるロボットシステムにおいて、前記ロボット教示装置上のディスプレイの表示状態の変動によって操作の対象となるロボットや外部軸を自動的に選択することを特徴とするロボットシステム。