JP2013136123A - ロボット動作教示支援装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】動作プログラムに従いロボット10の動作を制御するロボットコントローラ20に接続されロボットの動作姿勢を画面表示するシミュレータ30を備え、上記動作プログラムの作成を支援するロボット動作教示支援装置であって、上記ロボットコントローラは、ロボットの動作姿勢の将来位置を算出する将来位置算出部21を有し、上記シミュレータは、上記将来位置算出部から供給される将来位置でのロボットの動作姿勢を画面表示し、かつ将来位置での当該ロボットの干渉の有無を判断する干渉予知装置31を有する。
【選択図】図1
Description
即ち、本発明の第1態様におけるロボット動作教示支援装置は、動作プログラムに従いロボットの動作を制御するロボットコントローラに接続されロボットの動作姿勢を画面表示するシミュレータを備え、上記動作プログラムの作成を支援するロボット動作教示支援装置であって、
上記ロボットコントローラは、ロボットの動作姿勢の将来位置を算出する将来位置算出部を有し、
上記シミュレータは、上記将来位置算出部から供給される将来位置でのロボットの動作姿勢を画面表示し、かつ将来位置での当該ロボットの干渉の有無を判断する干渉予知装置を有する、ことを特徴とする。
上記干渉予知装置は、ロボットにおける実際の作業環境と同じ位置関係でロボット及びロボット周辺装置を配置した3次元仮想空間を生成する仮想空間生成部を有し、この3次元仮想空間において上記将来位置でのロボットの動作姿勢を表示し、
上記干渉予知装置は、さらに、教示装置から入力される動作位置情報に伴い変化するロボットの将来位置における干渉の有無を上記3次元仮想空間において判断し、かつ上記教示装置に対して干渉箇所を表示させる教示装置用干渉表示部を有することもできる。
上記ロボットコントローラは、ロボットの動作姿勢の将来位置を算出し、
上記シミュレータは、ロボットにおける実際の作業環境と同じ位置関係でロボット及びロボット周辺装置を配置した3次元仮想空間を生成し、この3次元仮想空間において上記将来位置でのロボットの動作姿勢を表示し、さらに、上記教示装置から入力される動作位置情報に伴い変化するロボットの将来位置での干渉の有無を上記3次元仮想空間において判断し、
干渉有のときには、上記シミュレータは、さらに、ロボットコントローラに対してロボットの動作停止を指示し、かつ干渉を回避可能な動作位置情報を入力するために上記教示装置へ干渉箇所を表示させることを特徴とする。
よって、ロボットコントローラ20における将来位置算出部21は、教示装置40からの入力値に応じて時々刻々変化する将来の指令値を算出する。
これに対して本実施形態に含まれるシミュレータ30は、このような従来の使用方法のみならず、上述のように通信ネットワーク50にてロボットコントローラ20と接続され、完成状態に近い状態における生産ラインの状況を表示画面32上でシミュレーションする装置であり、干渉予知装置31を有している。尚、シミュレータ30とロボットコントローラ20とは、図示のように別物で構成されてもよいし、ロボットコントローラ20の機能を実行するソフトウェア(プログラム)と、シミュレータ30の機能を実行するソフトウェア(プログラム)とが一つのコンピュータに格納された構成を採ることもできる。
よって、シミュレータ30の干渉予知装置31にて上記将来位置での干渉有が判断されたときには、干渉予知装置31は、ロボットコントローラ20へロボット10の動作停止を指示する。そして教示作業者は、干渉回避のための修正位置情報を教示装置40から入力することができる。
尚、仮想空間生成部31a等の各機能動作部分の詳しい機能については、下記の当該ロボット動作教示支援装置100の動作説明部分にて説明を行う。
即ち、ロボット10における、教示しようとする教示位置について、教示作業者は、当該動作に関するロボット10の位置情報を教示装置40から入力する(ステップS1)。次に、ロボットコントローラ20の将来位置算出部21は、入力された位置情報に応じて将来位置(将来の指令値)を算出し(ステップS2)、算出した将来の指令値をシミュレータ30の干渉予知装置31へ送信する。そして干渉予知装置31は、ロボット10の将来位置における、ロボット間や周辺装置との干渉の有無を判断する(ステップS3)。ステップS3にて、将来位置において干渉有りと判断されたときには、干渉予知装置31からロボットコントローラ20へ停止信号が送信され、ロボットコントローラ20は、ロボット10の動作を停止させる(ステップS4)。よって、ロボット10における実際の干渉は、未然に防止される。また、予知された将来位置での干渉を回避するため、再度ステップ1へ戻り、教示作業者は、教示装置40から修正位置情報を入力することができ、シミュレータ30は、修正位置情報に応じて再び将来位置での干渉の有無を判断する。
尚、以下で説明するが、図4ではステップS0にて3次元空間を生成する旨を示しているが、該動作は、必須の動作ではない。
ロボット10に対する教示作業を行っている教示作業者において、上述した干渉の有無が容易に認識できるように、シミュレータ30の干渉予知装置31は、まず、実際の作業環境と同じ位置関係となるようにロボット10、上記周辺装置等を配置設定した3次元仮想空間を構築する(図4、ステップS0)。この動作は、入力された実際の作業環境の情報を用いて、図2に示す干渉予知装置31の仮想空間生成部31aで実行され、構築される3次元仮想空間は、実際のロボット10及び周辺装置等に則したモデルとなる。構築された3次元仮想空間モデルは、干渉予知装置31の画面表示部31b(図2)によって、シミュレータ30の表示画面32へ表示される。表示された3次元仮想空間モデルの一例を図5に示す。
一方、干渉チェックの結果、干渉が発生する場合には、ロボット10がこのまま動作すると干渉が発生することとなるため、干渉予知装置31は、通信ネットワーク50を介してロボットコントローラ20へ停止信号を送信する。この動作は、図2に示す干渉予知装置31の動作停止部31cで実行される。停止信号を受信したロボットコントローラ20は、対応するロボット10の動作を停止させる(図4、ステップS4)。これにより、干渉を未然に防止することができる。
シミュレータ30では、上述したように仮想的な3次元空間を構築して干渉の有無をチェックしている。よって、この3次元仮想空間における機器配置と、実際の機器配置とは数mmオーダー以上の位置誤差が発生することは避けることができない。このような位置誤差に起因する干渉の誤検出に対処するために、本実施形態のロボット動作教示支援装置100では以下の2点を構成している。
このようなデッドロック状態からの離脱を容易に行うために、教示装置40は、干渉チェックの有効あるいは無効を容易に切り替えることのできる有効/無効切替ボタン(干渉チェックオーバーライドボタン)42(図1)を有する。例えば、教示作業者がこのボタンを押しながら、かつロボット10の軸操作キーを押下する等してロボット10の動作位置及び姿勢を指示したときには、教示装置40は、干渉予知装置31に対して干渉チェックを無効の状態とすることができる。尚、本機能は、上述の、位置誤差による誤検知への対策としても使用できる。
また、物体を移動させるためのアクチュエータに内蔵された、エンコーダ等のセンサからの情報に基づき、物体の位置を求めることができる場合や、レーザ距離センサのような外部のセンサにて物体の位置を計測してもよい。計測したデータを干渉予知装置31に入力することで、3次元仮想空間内における物体の位置を決定してもよい。
30…シミュレータ、31…干渉予知装置、31a…仮想空間生成部、
31b…画面表示部、31c…動作停止部、31d…教示装置用干渉表示部、
31e…距離設定部、40…教示装置、42…有効/無効切替ボタン、
100…ロボット動作教示支援装置。
Claims (7)
- 動作プログラムに従いロボット(10)の動作を制御するロボットコントローラ(20)に接続されロボットの動作姿勢を画面表示するシミュレータ(30)を備え、上記動作プログラムの作成を支援するロボット動作教示支援装置であって、
上記ロボットコントローラは、ロボットの動作姿勢の将来位置を算出する将来位置算出部(21)を有し、
上記シミュレータは、上記将来位置算出部から供給される将来位置でのロボットの動作姿勢を画面表示し、かつ将来位置での当該ロボットの干渉の有無を判断する干渉予知装置(31)を有する、
ことを特徴とするロボット動作教示支援装置。 - 上記干渉予知装置は、干渉有の判断に従いロボットコントローラへロボットの動作停止を指示する動作停止部(31c)を有する、請求項1記載のロボット動作教示支援装置。
- 上記ロボットコントローラに接続されロボットの動作位置情報を入力する教示装置(40)をさらに備え、
上記干渉予知装置は、ロボットにおける実際の作業環境と同じ位置関係でロボット及びロボット周辺装置を配置した3次元仮想空間を生成する仮想空間生成部(31a)を有し、この3次元仮想空間において上記将来位置でのロボットの動作姿勢を表示し、
上記干渉予知装置は、さらに、教示装置から入力される動作位置情報に伴い変化するロボットの将来位置における干渉の有無を上記3次元仮想空間において判断し、かつ上記教示装置に対して干渉箇所を表示させる教示装置用干渉表示部(31d)を有する、請求項2記載のロボット動作教示支援装置。 - 上記教示装置は、上記干渉予知装置における干渉有無の判断を有効又は無効にする有効/無効切替ボタン(42)を有する、請求項3に記載のロボット動作教示支援装置。
- 上記将来位置算出部は、数百m秒から数秒先の将来位置を算出する、請求項1から4のいずれかに記載のロボット動作教示支援装置。
- 上記干渉予知装置は、干渉有と判断するための、対象部材間の距離を可変に設定する距離設定部(31e)を有する、請求項1から5のいずれかに記載のロボット動作教示支援装置。
- 動作プログラムに従いロボット(10)の動作を制御するロボットコントローラ(20)に接続されてロボットの動作姿勢を画面表示するシミュレータ(30)と、上記ロボットコントローラに接続されロボットの動作位置情報を入力する教示装置(40)とを備えたロボット動作教示支援装置にて実行される、ロボットの動作プログラムの作成を支援するロボット動作教示支援方法であって、
上記ロボットコントローラは、ロボットの動作姿勢の将来位置を算出し、
上記シミュレータは、ロボットにおける実際の作業環境と同じ位置関係でロボット及びロボット周辺装置を配置した3次元仮想空間を生成し、この3次元仮想空間において上記将来位置でのロボットの動作姿勢を表示し、さらに、上記教示装置から入力される動作位置情報に伴い変化するロボットの将来位置での干渉の有無を上記3次元仮想空間において判断し、
干渉有のときには、上記シミュレータは、さらに、ロボットコントローラに対してロボットの動作停止を指示し、かつ干渉を回避可能な動作位置情報を入力するために上記教示装置へ干渉箇所を表示させる、
ことを特徴とするロボット動作教示支援方法。
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