JP2014128857A - Robot teaching system and robot teaching method - Google Patents
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Abstract
Description
開示の実施形態は、ロボット教示システムおよびロボット教示方法に関する。 The disclosed embodiments relate to a robot teaching system and a robot teaching method.
従来、エンドエフェクタを用いてワークに接触しながらの所定の組立作業等をロボットに行わせるにあたって、かかるロボットを動作させるジョブの作成、いわゆる「教示」のためのロボット教示システムが種々提案されている。 Conventionally, various robot teaching systems for creating a job for operating such a robot, that is, for so-called “teaching” when a robot performs a predetermined assembling operation while contacting a workpiece using an end effector have been proposed. .
かかるロボット教示システムには、一般にプログラミングペンダントと呼ばれる可搬式の専用デバイスが含まれており、教示者は、かかるプログラミングペンダントを操作してロボットを逐一動かしながら、教示を行う(たとえば、特許文献1参照)。 Such a robot teaching system includes a portable dedicated device generally called a programming pendant, and a teacher teaches while operating the programming pendant to move the robot one by one (see, for example, Patent Document 1). ).
しかしながら、従来のロボット教示システムには、教示者の熟練度に関わりなく、簡易な操作で効率的かつ高精度な教示を行うという点で更なる改善の余地がある。 However, the conventional robot teaching system has room for further improvement in that it provides efficient and highly accurate teaching with a simple operation regardless of the skill level of the teacher.
具体的にはまず、上述のプログラミングペンダントの操作には、ある程度教示者の熟練度が求められる。そのうえ、教示の内容は、作業やワークの種別等によりさまざまである。とりわけ、ワーク同士を嵌合させるといった作業の場合、ロボットに対しては、単なる位置姿勢の教示だけでなく、ワークとの接触状態に応じた力制御等を考慮した教示を行う必要がある。 Specifically, first, the degree of skill of the teacher is required to operate the programming pendant described above. In addition, the contents of teaching vary depending on the type of work and work. In particular, in the case of work such as fitting workpieces, it is necessary to teach the robot in consideration of force control according to the contact state with the workpiece as well as simple position and orientation teaching.
そして、このような場合の教示の精度を保つにあたり、従来のロボット教示システムでは、熟練度の高い教示者であっても、視認や触認を含む試行錯誤(いわゆる、トライアルアンドエラー)を繰り返しながら教示を行う必要があった。このため、教示者の熟練度に関わりなく、簡易な操作で効率的かつ高精度な教示を行うという点で不十分であった。 In order to maintain the accuracy of teaching in such a case, the conventional robot teaching system repeats trial and error (so-called trial and error) including visual recognition and tactile recognition even for a highly skilled instructor. There was a need to teach. For this reason, it is insufficient in that efficient and highly accurate teaching is performed with a simple operation regardless of the skill level of the teacher.
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、教示者の熟練度に関わりなく、簡易な操作で効率的かつ高精度な教示を行うことができるロボット教示システムおよびロボット教示方法を提供することを目的とする。 One aspect of the embodiment is made in view of the above, and a robot teaching system and a robot teaching method capable of performing efficient and highly accurate teaching with a simple operation regardless of the skill level of the teacher The purpose is to provide.
実施形態の一態様に係るロボット教示システムは、ロボットと、力センサと、画面生成部と、調整部と、ジョブ生成部とを備える。前記ロボットは、エンドエフェクタを有する。前記力センサは、前記ロボットに設けられ、前記エンドエフェクタに加わる力を計測する。前記画面生成部は、教示者へ向けたガイダンス情報を含む教示操作画面を生成する。前記調整部は、前記教示操作画面に入力された前記教示者の指定値、および、前記力センサの計測値に基づいて前記ロボットの動作を修正する内容を含む所定の作業を行わせる場合の動作指令を定義するジョブ生成のためのパラメータを調整する。前記ジョブ生成部は、前記調整部によって調整された前記パラメータを反映させた前記ジョブを生成する。 A robot teaching system according to an aspect of an embodiment includes a robot, a force sensor, a screen generation unit, an adjustment unit, and a job generation unit. The robot has an end effector. The force sensor is provided in the robot and measures a force applied to the end effector. The screen generation unit generates a teaching operation screen including guidance information for a teacher. The adjustment unit is an operation in a case where a predetermined operation including content for correcting the operation of the robot is performed based on the designated value of the teacher input on the teaching operation screen and the measurement value of the force sensor. Adjust the parameters for job creation that define the directive. The job generation unit generates the job reflecting the parameter adjusted by the adjustment unit.
実施形態の一態様によれば、教示者の熟練度に関わりなく、簡易な操作で効率的かつ高精度な教示を行うことができる。 According to one aspect of the embodiment, efficient and highly accurate teaching can be performed with a simple operation regardless of the skill level of the teacher.
以下、添付図面を参照して、本願の開示するロボット教示システムおよびロボット教示方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a robot teaching system and a robot teaching method disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.
また、以下では、ロボットに教示する所定の作業の作業内容が、ワーク同士を嵌合する嵌合作業である場合を例に挙げて説明を行う。また、以下では、エンドエフェクタを「ハンド」と記載する。また、プログラミングペンダントについては「PP」と記載する場合がある。 In the following, description will be given by taking as an example the case where the work content of the predetermined work taught to the robot is a fitting work for fitting workpieces. Hereinafter, the end effector is referred to as a “hand”. The programming pendant may be described as “PP”.
図1は、実施形態に係るロボット教示システム1の全体構成を示す模式図である。図1に示すように、ロボット教示システム1は、制御装置10と、PC(Personal Computer)20と、ロボット30と、プログラミングペンダント40とを備える。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of a
制御装置10は、演算処理装置や記憶装置などを含んで構成されるコントローラである。制御装置10の詳細については、図2を用いて後述する。
The
また、制御装置10は、PC20、ロボット30、プログラミングペンダント40をはじめとするロボット教示システム1の各種装置と情報伝達可能に接続される。ここで、接続形態は問わない。したがって、有線接続であっても、無線接続であってもよい。
The
また、制御装置10は、力条件ファイル12aと、動作条件パラメータ12bと、ジョブ情報12cとを備える。力条件ファイル12aは、後述する力制御に用いられる力制御パラメータを含む情報である。
Further, the
動作条件パラメータ12bは、嵌合作業を構成する「接触動作」、「探り動作」、「挿入動作」の各動作において用いられるパラメータを含む情報である。かかる各動作の詳細については図3A〜図3C等を用いて後述する。ジョブ情報12cは、教示結果として生成されるジョブを含む情報である。ジョブとは制御装置10により制御されるロボット30等の装置の動作指令が定義されたプログラムであり、後述するように制御装置10により解釈実行されることによりロボット30及びハンド32が動作するようになっている。
The
なお、図1では、1筐体の制御装置10を示しているが、これに限られるものではなく、たとえば、制御対象となる各種装置のそれぞれに対応付けられ、相互に情報伝達可能に接続された複数個の筐体で構成されてもよい。
In FIG. 1, the
PC20は、教示の操作や、力、位置および状態などのモニタ表示を行うための端末デバイスである。なお、ここでは、PC20を例に挙げているが、教示者による操作や、各種情報の表示が可能なデバイスであれば、たとえばタブレット端末などであってもよい。
The
ロボット30は、アーム31と、ハンド32と、力センサ33とを備える。アーム31は、複数の構造部材と各構造部材を可動とするサーボモータを有する複数の関節と有している。ハンド32は、アーム31の終端可動部に取り付けられるエンドエフェクタである。
The
力センサ33は、アーム31とハンド32との間、いわばロボット30の手首部に装着される力覚センサである。かかる力センサ33は、3次元の3方向の力とねじれを計測可能な6軸センサであることが好ましい。なお、以下では、力センサ33が計測し、出力する値については、「計測値」と総称する場合がある。
The
プログラミングペンダント40は、必要に応じてロボット30を動作させる端末として機能する。なお、図1に示すように、本実施形態における「嵌合作業」とは、ロボット30が、ハンド32でオス型のワークW1(第1のワーク)を把持し、メス型のワークW2(第2のワーク)へ嵌合するものであることとする。また、以下では、ワークW1およびワークW2を総称する場合、ワークWと記載する。
The
また、図1では、ロボット30が、一本の腕を有する単腕ロボットである例を示しているが、腕の数を問うものではなく、ロボット教示システム1に適用されるロボットは、2本以上の腕を備える複腕ロボットであってもよい。
FIG. 1 shows an example in which the
次に、実施形態に係るロボット教示システム1のブロック構成について、図2を用いて説明する。図2は、実施形態に係るロボット教示システム1のブロック図である。なお、図2では、ロボット教示システム1の説明に必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
Next, a block configuration of the
まず、制御装置10から説明する。図2に示すように、制御装置10は、制御部11と、記憶部12とを備える。制御部11は、力条件調整部11aと、動作指示部11bと、動作条件調整部11cと、ジョブ生成部11dとをさらに備える。
First, the
記憶部12は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスであり、力条件ファイル12aと、動作条件パラメータ12bと、ジョブ情報12cとを記憶する。
The storage unit 12 is a storage device such as a hard disk drive or a non-volatile memory, and stores a
制御部11は、制御装置10の全体制御を行う。力条件調整部11aは、PC20の操作取得部21aによって取得された教示者の操作に基づき、あらかじめ力条件ファイル12aに登録された力制御パラメータを調整するための力条件調整処理を行う。
The control unit 11 performs overall control of the
なお、力条件ファイル12aには、力条件調整部11aの力条件調整処理においてロボット30を動かすためのジョブが既定ジョブとして含まれており、力条件調整部11aは、かかる既定ジョブを動作指示部11bへ通知して、動作指示部11bでは既定ジョブに含まれる情報を解釈してロボット30の各関節(サーボモータ)へ動作指令を生成してロボット30を動作させる。
The
ここで、プログラミングペンダント40は、かかるロボット30を動作させるにあたって、制御点を基準位置へ移動させるといったいわば準備動作などに用いられるが、これを既定ジョブに含むこととしてもよい。
Here, the
そして、力条件調整部11aは、かかるロボット30が動作することによって得られる力フィードバック値を力センサ33から取得し、かかる力フィードバック値に基づいて力条件ファイル12aの力制御パラメータを調整する。
Then, the force condition adjusting unit 11a acquires a force feedback value obtained by operating the
動作指示部11bは、力条件調整部11aから通知された既定ジョブに基づいてロボット30を動作させる。なお、動作指示部11bは、後述する動作条件調整部11cからの通知に基づいてもロボット30を動作させる。
The operation instruction unit 11b operates the
動作条件調整部11cは、PC20の操作取得部21aによって取得された教示者の操作と力条件調整部11aによって調整された力制御パラメータとに基づき、嵌合作業における上述の「接触動作」、「探り動作」、「挿入動作」それぞれの動作条件を規定する動作条件パラメータ12bを調整するための動作条件調整処理を行う。
Based on the teacher's operation acquired by the
ここで、図3A〜図3Cにこれらの動作を概略的に示した。図3A〜図3Cは、嵌合作業を構成する各種動作を示す模式図(その1)〜(その3)である。図3Aに示すように、「接触動作」は、ハンド32で把持したワークW1をワークW2の穴に入らない位置でワークW2に接触させる動作である(図中の矢印301参照)。これにより、後述する接触距離を取得することとなる。
Here, these operations are schematically shown in FIGS. 3A to 3C. 3A to 3C are schematic diagrams (No. 1) to (No. 3) illustrating various operations constituting the fitting work. As shown in FIG. 3A, the “contact operation” is an operation in which the workpiece W1 gripped by the
また、図3Bに示すように、「探り動作」は、ワークW1をワークW2に押し当てつつ(図中の矢印302参照)、ワークW1をワークW2の穴の周囲で揺動させる動作である(図中の矢印303参照)。これにより、後述する探り周期を取得することとなる。
As shown in FIG. 3B, the “probing operation” is an operation of swinging the workpiece W1 around the hole of the workpiece W2 while pressing the workpiece W1 against the workpiece W2 (see the
また、図3Cに示すように、「挿入動作」は、ワークW1をワークW2の穴に挿入させる動作である。これにより、後述する挿入量の上下限閾値を取得することとなる。 As shown in FIG. 3C, the “insertion operation” is an operation for inserting the workpiece W1 into the hole of the workpiece W2. As a result, the upper and lower thresholds of the insertion amount to be described later are acquired.
本実施形態に係るロボット教示システム1は、嵌合作業をこの図3A〜図3Cに示す3つの工程に分割し、個別に動作条件パラメータ12bを調整することによって、嵌合作業を精度よくロボット30に教示することを可能にしている。
The
そして、動作条件調整部11cは、これら3つの「接触動作」、「探り動作」および「挿入動作」のそれぞれを、動作指示部11bを介してロボット30に行わせ、これによって得られる力フィードバック値を力センサ33から取得する。
Then, the operation condition adjustment unit 11c causes the
なお、動作条件パラメータ12bには、「接触動作」、「探り動作」および「挿入動作」それぞれの既定の動作条件があらかじめ既定パラメータとして含まれており、動作条件調整部11cは、かかる既定パラメータを動作指示部11bへ通知して、動作指示部11bにロボット30を動作させる。
Note that the
そして、取得した力フィードバック値に基づいて動作条件パラメータ12bを調整する。このとき、取得した力フィードバック値や状態遷移の状況は逐次PC20側へモニタ表示される。
Then, the
教示者は、かかるモニタ表示結果に基づく再調整値の入力が可能であり、動作条件調整部11cは、教示者から再調整値が入力された場合には、PC20の操作取得部21aを介してこれを取得し、ロボット30を動作させる。
The teacher can input a readjustment value based on the monitor display result. When the readjustment value is input from the teacher, the operating condition adjustment unit 11c can be input via the
そして、その力フィードバック値に基づき、動作条件パラメータ12bを再調整する。この繰り返しにより、動作条件パラメータ12bが最適化されてゆくこととなる。
Then, the
つづいて、図4Aおよび図4Bに、動作条件調整部11cのブロック構成を示す。図4Aおよび図4Bは、動作条件調整部11cのブロック図(その1)および(その2)である。 Next, FIG. 4A and FIG. 4B show a block configuration of the operation condition adjustment unit 11c. 4A and 4B are block diagrams (No. 1) and (No. 2) of the operating condition adjustment unit 11c.
図4Aおよび図4Bに示すように、動作条件調整部11cは、接触動作調整部11caと、探り動作調整部11cbと、挿入動作調整部11ccとを備える。接触動作調整部11caは、上述の「接触動作」に関する動作条件パラメータ12bを調整する。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the operation condition adjustment unit 11c includes a contact operation adjustment unit 11ca, a probe operation adjustment unit 11cb, and an insertion operation adjustment unit 11cc. The contact operation adjusting unit 11ca adjusts the
また、探り動作調整部11cbは、上述の「探り動作」に関する動作条件パラメータ12bを調整する。また、挿入動作調整部11ccは、上述の「挿入動作」に関する動作条件パラメータ12bを調整する。
Further, the search operation adjusting unit 11cb adjusts the
ここで、図4Aに示すように、接触動作調整部11ca、探り動作調整部11cbおよび挿入動作調整部11ccは、それぞれ個別に力条件ファイル12aから力制御パラメータを入力し、個別に動作条件パラメータ12bを調整することとしてもよい。かかる場合、工程ごとにきめ細かく精緻な調整を行うことができるというメリットがある。
Here, as shown in FIG. 4A, the contact operation adjustment unit 11ca, the search operation adjustment unit 11cb, and the insertion operation adjustment unit 11cc individually input force control parameters from the
また、図4Bに示すように、力条件ファイル12aの力制御パラメータおよび動作条件パラメータ12bを接触動作調整部11caから順次引き継いでゆき、最終的に挿入動作調整部11ccが動作条件パラメータ12bを更新することとしてもよい。
Further, as shown in FIG. 4B, the force control parameter and the
かかる場合、3つの工程における調整を一連の動作として自動的に行うことが可能であり、教示の効率化により資することができるというメリットがある。 In such a case, the adjustment in the three steps can be automatically performed as a series of operations, and there is an advantage that it can contribute to the efficiency of teaching.
なお、動作条件調整処理に関する操作手順などについては、図7A〜図10Bを用いて後述する。 The operation procedure related to the operation condition adjustment process will be described later with reference to FIGS. 7A to 10B.
図2の説明に戻り、ジョブ生成部11dについて説明する。ジョブ生成部11dは、PC20の操作取得部21aによって取得された教示者の操作に基づき、調整後の動作条件パラメータ12bを反映させたジョブ情報12cを生成する処理を行う。すなわち、ジョブ生成部11dでは、教示者の操作における指定値、および、力センサ33の計測値に基づいてロボット30の動作を修正する内容を含む所定の作業を行わせる場合の動作指令を定義するジョブ生成のためのパラメータが調整されたジョブ情報12cを生成する。
Returning to the description of FIG. 2, the
つづいて、PC20について説明する。PC20は、制御部21と、記憶部22とを備える。また、外部に、操作部23と、表示部24とを備える。
Next, the
制御部21は、操作取得部21aと、画面生成部21bと、表示制御部21cとを備える。記憶部22は、ハードディスクドライブや不揮発性メモリといった記憶デバイスであり、ガイダンス情報22aを記憶する。
The control unit 21 includes an
制御部21は、PC20の全体制御を行う。操作取得部21aは、キーボードやマウスといった操作デバイスである操作部23から教示者の操作を取得し、その内容を画面生成部21b、制御装置10の力条件調整部11a、動作条件調整部11cおよびジョブ生成部11dへ通知する。
The control unit 21 performs overall control of the
画面生成部21bは、通知された操作内容に応じた教示支援のための表示画面を生成する。このとき、画面生成部21bは、力条件ファイル12aや動作条件パラメータ12bの直近の状況や、ガイダンス情報22aに含まれる教示者へのガイダンスメッセージなどを適宜反映させた表示画面を生成する。
The screen generation unit 21b generates a display screen for teaching support according to the notified operation content. At this time, the screen generation unit 21b generates a display screen that appropriately reflects the latest situation of the
また、画面生成部21bは、生成した表示画面を表示制御部21cへ引き渡す。表示制御部21cは、受け取った表示画面を、ディスプレイなどの表示デバイスである表示部24へ適宜表示させる。 The screen generation unit 21b delivers the generated display screen to the display control unit 21c. The display control unit 21c appropriately displays the received display screen on the display unit 24 that is a display device such as a display.
次に、力条件調整処理の詳細について説明する。まず、図5A〜図5Dを用いて力条件調整処理の内容について説明した後、図6Aおよび図6Bを用いて具体的な操作手順の一例について説明する。 Next, details of the force condition adjustment process will be described. First, after describing the content of the force condition adjustment process using FIGS. 5A to 5D, an example of a specific operation procedure will be described using FIGS. 6A and 6B.
図5A〜図5Dは、力条件調整処理の説明図(その1)〜(その4)である。また、図6Aおよび図6Bは、力条件調整処理の操作手順の一例を示す模式図(その1)および(その2)である。 5A to 5D are explanatory views (No. 1) to (No. 4) of the force condition adjustment process. FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams (No. 1) and (No. 2) showing an example of the operation procedure of the force condition adjustment process.
本実施形態の力条件調整処理は、力制御のモデルとして、下記の式(1)に示すインピーダンス制御を用いている。
インピーダンス制御パラメータ、すなわち力制御パラメータには、図5Aに示すように慣性係数M、粘性係数Dおよびバネ係数Kがあり、力条件調整処理では、このうち慣性係数Mとバネ係数Kとを固定で使用する。 As shown in FIG. 5A, the impedance control parameter, that is, the force control parameter includes an inertia coefficient M, a viscosity coefficient D, and a spring coefficient K. In the force condition adjustment process, the inertia coefficient M and the spring coefficient K are fixed. use.
すなわち、力条件調整処理では、一定の力指令を与えたときにその指令に早く追従するように粘性係数Dを自動的に調整する。なお、上記の式(1)における括弧内の単位は、前者が並進方向、後者が回転方向を示している。 That is, in the force condition adjustment process, when a constant force command is given, the viscosity coefficient D is automatically adjusted so as to quickly follow the command. In the above formula (1), the units in parentheses indicate the translation direction in the former and the rotation direction in the latter.
そして、力条件調整処理は、第1の調整ステップと、第2の調整ステップとからなる。第1の調整ステップでは、所定時間の間、微力でワークW1をワークW2へ押し付け、発散せずに接触安定を保てる粘性限界値を求める。 The force condition adjustment process includes a first adjustment step and a second adjustment step. In the first adjustment step, the workpiece W1 is pressed against the workpiece W2 with a slight force for a predetermined time, and a viscosity limit value that can maintain contact stability without divergence is obtained.
なお、図5Bには、粘性初期値から開始後、力波形が発散していない、すなわち接触安定が保てている状態を示している。また、図5Cには、力波形が発散した、接触不安定な状態を示している。 FIG. 5B shows a state where the force waveform is not diverged after starting from the initial viscosity value, that is, the contact stability is maintained. FIG. 5C shows an unstable contact state in which the force waveform diverges.
すなわち、力条件調整処理の第1の調整ステップでは、図5Bに示す力波形となるような粘性限界値が求められる。 That is, in the first adjustment step of the force condition adjustment process, a viscosity limit value is obtained so that the force waveform shown in FIG. 5B is obtained.
また、図5Dに示すように、第2の調整ステップでは、力指令を与えて繰り返しワークWを接触させ、そのときの力フィードバック値Ffbの応答性が良好となる粘性値を求める。 Further, as shown in FIG. 5D, in the second adjustment step, a force command is given to repeatedly contact the workpiece W, and a viscosity value at which the response of the force feedback value F fb at that time is good is obtained.
すなわち、力応答が力指令(図中の矩形波参照)に対し、条件Aのようにハンチングを起こさず、また、条件Cのように遅延せずに、条件Bのように早く追従するよう粘性値を調整する。 That is, the viscosity is such that the force response does not cause hunting as in condition A and does not delay as in condition C but follows as fast as in condition B with respect to the force command (see rectangular wave in the figure). Adjust the value.
そして、かかる力条件調整処理は、たとえば、図6Aに示す力条件調整画面によって教示者の操作を受け付けることによって実現される。なお、図6Aを含め、以下の説明で用いるすべての表示画面例は、PC20の表示部24へ表示されるものである。
And this force condition adjustment process is implement | achieved by receiving operation of a teacher by the force condition adjustment screen shown to FIG. 6A, for example. It should be noted that all display screen examples used in the following description including FIG. 6A are displayed on the display unit 24 of the
また、かかるすべての表示画面例は、「教示操作画面」と総称する場合がある。また、かかる「教示操作画面」に教示者が入力する入力値については、「指定値」と総称する場合がある。 In addition, all such display screen examples may be collectively referred to as “teach operation screens”. Further, input values input by the instructor on the “teach operation screen” may be collectively referred to as “specified values”.
図6Aに示すように、力条件調整画面は、ガイダンス画面を含んで構成される。ガイダンス画面は、教示者への教示支援情報を出力する領域であり、たとえば、図6Aに示すように、「1.ロボットを選択してください。」といった操作手順を示すガイダンスメッセージが表示される。 As shown in FIG. 6A, the force condition adjustment screen includes a guidance screen. The guidance screen is an area for outputting teaching support information to the teacher. For example, as shown in FIG. 6A, a guidance message indicating an operation procedure such as “1. Select a robot” is displayed.
また、図6Aに示すように、ガイダンス画面にはあわせて、教示者の理解を助けるためのガイド図を表示することができる。たとえば、図6Aでは、教示対象となるロボットのロボット名称や座標系の名称が表示された例を示している。 Further, as shown in FIG. 6A, a guide diagram for assisting the understanding of the teacher can be displayed together with the guidance screen. For example, FIG. 6A shows an example in which the robot name of the robot to be taught and the name of the coordinate system are displayed.
これにより、教示者の熟練度に関わりなく、教示者が、誤りの少ない、精度の高い教示を行えるよう支援することができる。 Accordingly, it is possible to support the teacher so that the teaching can be performed with few errors and high accuracy regardless of the skill level of the teacher.
そして、教示者は、かかるガイダンス画面の内容に従い、力制御パラメータの調整に必要となる操作を行う。 Then, the instructor performs an operation necessary for adjusting the force control parameter according to the content of the guidance screen.
たとえば、図6Aの力条件調整画面は、右側上段の領域に入力項目を有しており、教示者はかかる入力項目に、力条件ファイル12aの「ファイル番号」、教示対象となる「ロボット」、「座標系」、「ツール番号」、「嵌合方向」などを入力することとなる。
For example, the force condition adjustment screen of FIG. 6A has input items in the upper right region, and the teacher includes the “file number” of the
そして、教示者は、力条件調整画面の右側下段に配置された「調整実行」ボタンを押下することによって、力条件調整処理を実行する。なお、力条件調整画面の右側下段の領域には、調整対象となる力制御パラメータが「調整対象パラメータ」として表示されており、教示者はかかる表示により力制御パラメータの現在値を知ることができる。 Then, the teacher executes the force condition adjustment process by pressing an “adjustment execution” button arranged in the lower right part of the force condition adjustment screen. In the lower right area of the force condition adjustment screen, the force control parameter to be adjusted is displayed as “adjustment target parameter”, and the teacher can know the current value of the force control parameter by such display. .
なお、図6Aに示す「調整対象パラメータ」である粘性係数Dの「X」、「Y」、「Z」は並進3軸分であり、「Rx」、「Ry」、「Rz」は回転3軸分である。そして、これらは、調整前は順に「a」、「b」、「c」、「d」、「e」、「f」であるものとする。 It should be noted that “X”, “Y”, “Z” of the viscosity coefficient D, which is the “adjustment target parameter” shown in FIG. It is the axis segment. These are “a”, “b”, “c”, “d”, “e”, and “f” in order before adjustment.
つづく図6Bには、図6Aの「調整実行」ボタンが押下され、力条件調整処理が1回実行された後の力条件調整画面の一例を示している。図6Bに示すように、処理実行後の力条件調整画面においてもガイダンス画面が表示され、教示者の次なる操作を支援する。 6B shows an example of the force condition adjustment screen after the “adjustment execution” button in FIG. 6A is pressed and the force condition adjustment process is executed once. As shown in FIG. 6B, the guidance screen is also displayed on the force condition adjustment screen after the processing is executed, and the next operation of the teacher is supported.
たとえば、図6Bには、「モニタを確認して、警告であれば操作画面から再調整してください。エラーであれば処理をキャンセルしてください。」とガイダンス表示された例を示している。 For example, FIG. 6B shows an example in which guidance is displayed as “Check the monitor and readjust from the operation screen if there is a warning. If there is an error, please cancel the processing”.
かかるガイダンス表示にあるように、処理実行後の力条件調整画面には、たとえば、「正常」、「警告」、「エラー」で示される状態モニタを表示することができる。なお、ここでは、点灯ランプ状の状態モニタを例示しているが、無論これに限られるものではない。教示者は、ガイダンス画面とかかる状態モニタの表示内容とに応じて次なる操作を選択することができる。 As shown in the guidance display, for example, a state monitor indicated by “normal”, “warning”, and “error” can be displayed on the force condition adjustment screen after the process is executed. In addition, although the lighting lamp-like state monitor is illustrated here, of course, it is not restricted to this. The teacher can select the next operation according to the guidance screen and the display content of the state monitor.
また、たとえば、図6Bに示すように、力センサ33の計測値による力波形を、波形モニタとして表示させてもよい。これら状態モニタや波形モニタのようなモニタ表示を行うことによって、教示者の熟練度に関わりなく、教示者が、誤りの少ない精度の高い教示を行えるよう支援することができる。
Further, for example, as shown in FIG. 6B, a force waveform based on a measurement value of the
そして、たとえば、処理実行後の力条件調整画面の下段左側の領域には、再調整が必要となるときの操作画面が表示される。図6Bに示すガイダンス画面の指示に沿えば、状態モニタが「警告」であれば、教示者は、かかる操作画面から「座標系」、「嵌合方向」、「指令値」といった入力項目に対し再入力を行い、「設定完了」ボタンを押下して再調整を指示することとなる。 For example, an operation screen when readjustment is required is displayed in the lower left area of the force condition adjustment screen after execution of the process. According to the instructions on the guidance screen shown in FIG. 6B, if the status monitor is “warning”, the instructor can input items such as “coordinate system”, “mating direction”, and “command value” from the operation screen. Re-input is performed, and the “setting complete” button is pressed to instruct re-adjustment.
そして、たとえば、下段右側の領域には、調整結果が表示される。ここでは、粘性係数Dが上から順に、「a’」、「b’」、「c’」、「d’」、「e’」、「f’」と調整された例を示している(図中の閉曲線601参照)。教示者は、この調整結果によって、調整後の値を確認することができる。
For example, the adjustment result is displayed in the lower right area. Here, an example is shown in which the viscosity coefficient D is adjusted to “a ′”, “b ′”, “c ′”, “d ′”, “e ′”, “f ′” in order from the top ( (See the
そして、教示者は、図6Bに示すように状態モニタの「正常」が点灯していれば、調整結果を確認して「終了」ボタンを押下し、力条件調整処理を終了させる。また、状態モニタが「エラー」であれば、「キャンセル」ボタンを押下して力条件調整処理をキャンセルする。 Then, as shown in FIG. 6B, if the “normal” status monitor is lit, the teacher confirms the adjustment result and presses the “end” button to end the force condition adjustment processing. If the status monitor is “error”, the “cancel” button is pressed to cancel the force condition adjustment process.
次に、動作条件調整処理の詳細について説明する。図7A〜図7Cは、動作条件調整処理の説明図(その1)〜(その3)である。 Next, details of the operation condition adjustment processing will be described. 7A to 7C are explanatory diagrams (No. 1) to (No. 3) of the operating condition adjustment process.
本実施形態の動作条件調整処理は、力条件調整処理において調整された力制御パラメータと教示者の操作とに基づき、嵌合作業における上述の「接触動作」、「探り動作」、「挿入動作」それぞれの動作条件を規定する動作条件パラメータ12bを調整する。
The operation condition adjustment process of the present embodiment is based on the force control parameter adjusted in the force condition adjustment process and the operation of the teacher, and the above-described “contact operation”, “search operation”, and “insertion operation” in the fitting operation. The
ここで、動作条件パラメータ12bとしては、図7Aに示すように、接触動作については、ワークW1からワークW2までの「接触距離」などが調整される。また、図7Bに示すように、探り動作については、「探り周期」(探り量)などが調整される。また、図7Cに示すように、挿入動作については、「挿入量閾値下限」や「挿入量閾値上限」などが調整される。
Here, as the
これら「接触距離」、「探り周期」、「挿入量閾値下限」および「挿入量閾値上限」などは、ワークWの形状に適した設定値へと調整される必要がある。したがって、動作条件調整処理では、ガイダンスに則した教示者の操作に基づいてロボット30を動作させ、その力のフィードバック値及びロボット30(各サーボモータ)からの位置のフィードバック値などからワークWの形状を計測しつつ、動作条件パラメータ12bを調整してゆく。
These “contact distance”, “search period”, “insertion amount threshold lower limit”, and “insertion amount threshold upper limit” need to be adjusted to set values suitable for the shape of the workpiece W. Therefore, in the operation condition adjustment process, the
次に、かかる動作条件調整処理の具体的な操作手順の一例について図8A〜図10Bを用いて説明する。図8Aおよび図8Bは、接触動作調整処理の操作手順の一例を示す模式図(その1)および(その2)である。 Next, an example of a specific operation procedure of the operation condition adjustment process will be described with reference to FIGS. 8A to 10B. 8A and 8B are schematic diagrams (No. 1) and (No. 2) showing an example of the operation procedure of the contact movement adjustment process.
また、図9Aおよび図9Bは、探り動作調整処理の操作手順の一例を示す模式図(その1)および(その2)である。また、図10Aおよび図10Bは、挿入動作調整処理の操作手順の一例を示す模式図(その1)および(その2)である。 FIGS. 9A and 9B are schematic diagrams (No. 1) and (No. 2) showing an example of the operation procedure of the search motion adjustment process. FIGS. 10A and 10B are schematic diagrams (No. 1) and (No. 2) showing an example of the operation procedure of the insertion operation adjustment process.
まず、接触動作の場合から説明する。図8Aに示すように、接触動作調整画面は、力条件調整画面(図6Aおよび図6B)と同様に、ガイダンス画面を含んで構成される。 First, the case of the contact operation will be described. As shown in FIG. 8A, the contact movement adjustment screen is configured to include a guidance screen in the same manner as the force condition adjustment screen (FIGS. 6A and 6B).
ここで、ガイダンス画面には、たとえば、図8Aに示すように、「1.嵌合開始位置P1(穴から数mm真上)をPPで教示してください。」や「2.P1から水平方向に数mmずらした位置P2(穴に入らない位置)をPPで教示してください。」といった操作手順を示すガイダンスメッセージが表示される。 Here, on the guidance screen, for example, as shown in FIG. 8A, “1. Teach the fitting start position P1 (several millimeters above the hole) with PP” or “2. A guidance message indicating the operation procedure is displayed, such as “Teach the position P2 (position not entering the hole) shifted by several mm to PP”.
また、図8Aに示すように、ガイダンス画面には、かかるガイダンスメッセージに応じたガイド図をあわせて表示することができる。 Further, as shown in FIG. 8A, a guidance diagram corresponding to the guidance message can be displayed together on the guidance screen.
これにより、教示者の熟練度に関わりなく、教示者が、誤りの少ない、精度の高い教示を行えるよう支援することができる。そして、教示者は、かかるガイダンス画面の内容に従い、接触動作に関する動作条件パラメータ12bの調整に必要な操作を行う。
Accordingly, it is possible to support the teacher so that the teaching can be performed with few errors and high accuracy regardless of the skill level of the teacher. Then, the teacher performs an operation necessary for adjusting the
たとえば、図8Aの接触動作調整画面は、左側下段の領域に操作画面を有しており、教示者はかかる操作画面の入力項目に、たとえば、「指令値」などを入力することとなる。なお、教示者の入力操作前においては、操作画面の入力項目には、動作条件パラメータ12bに含まれる既定値が表示される。
For example, the contact operation adjustment screen of FIG. 8A has an operation screen in the lower left area, and the teacher inputs, for example, “command value” or the like in the input item of the operation screen. Prior to the teacher's input operation, a default value included in the
また、たとえば、接触動作調整画面の右側には、力条件調整画面(図6B参照)と同様の状態モニタや波形モニタといったモニタ表示領域が設けられる。 Further, for example, on the right side of the contact operation adjustment screen, a monitor display area such as a state monitor and a waveform monitor similar to the force condition adjustment screen (see FIG. 6B) is provided.
かかるモニタ表示領域には、接触動作調整処理においてロボット30を接触動作させることによって得られる力波形(図中の波形モニタ(力)参照)や状態遷移波形(図中の波形モニタ(状態遷移)参照)、位置波形(図中の波形モニタ(位置)参照)などが表示される。
In such a monitor display area, a force waveform (see waveform monitor (force) in the figure) and a state transition waveform (see waveform monitor (state transition) in the figure) obtained by moving the
そして、教示者が、PC20を用いてガイダンスメッセージに応じた教示を行うとともに指令値などの入力を行い、「設定完了」ボタンを押下すると、プログラミングペンダント40で「開始」ボタンが機能する状態になる。教示者は、その「開始」ボタンを押下して、接触動作調整処理を実行する。この、PC20での設定後、プログラミングペンダント40でロボット30の動作を開始させることで、一人の作業者がロボットの近辺でプログラミングペンダント40を用いて教示している際に、別の作業者がPC20でロボット30を動作させることを防止している。嵌合機能において、ロボット30の動作はプログラミングペンダント40からのみ開始できる。以下の探り動作、挿入動作においても同様である。
When the instructor teaches according to the guidance message using the
つづく図8Bには、図8Aの「設定完了」ボタンが押下され、接触動作調整処理が1回実行された後の接触動作調整画面の一例を示している。図8Bに示すように、処理実行後の接触動作調整画面においてもガイダンス画面が表示され、教示者の次なる操作を支援する。 FIG. 8B shows an example of the contact operation adjustment screen after the “setting complete” button in FIG. 8A is pressed and the contact operation adjustment process is executed once. As shown in FIG. 8B, the guidance screen is also displayed on the contact operation adjustment screen after the processing is executed, and the next operation of the teacher is supported.
たとえば、図8Bには、図6Bと同様に、「モニタを確認して、警告であれば操作画面から再調整してください。エラーであれば処理をキャンセルしてください。」とガイダンス表示された例を示している。 For example, in FIG. 8B, as in FIG. 6B, “Check the monitor and readjust from the operation screen if there is a warning. If there is an error, cancel the processing.” An example is shown.
また、たとえば、ガイダンス画面の下段には、計測結果である接触距離が表示される(図中の閉曲線801参照)。教示者は、この計測結果によって、計測値を確認することができる。
Also, for example, the contact distance as the measurement result is displayed in the lower part of the guidance screen (see the
そして、たとえば、処理実行後の接触動作調整画面の左側下段の領域には、再調整が必要となるときの操作画面が表示される。図8Bに示すガイダンス画面の指示に沿えば、状態モニタが「警告」であれば、教示者は、かかる操作画面から「指令値」などの入力項目に対し再入力を行い、「設定完了」ボタンを押下して再調整を指示することとなる。 Then, for example, an operation screen when readjustment is required is displayed in the lower left area of the contact operation adjustment screen after the process is executed. If the instruction on the guidance screen shown in FIG. 8B is followed and the status monitor is “warning”, the instructor re-enters the input item such as “command value” from the operation screen, and the “setting complete” button Will be instructed to readjust.
そして、教示者は、図8Bに示すように状態モニタの「正常」が点灯していれば、各波形モニタや計測結果を確認して「終了」ボタンを押下し、接触動作調整処理を終了させる。また、状態モニタが「エラー」であれば、「キャンセル」ボタンを押下して接触動作調整処理をキャンセルする。 Then, as shown in FIG. 8B, if the “normal” status monitor is lit, the instructor confirms each waveform monitor and measurement result and presses the “end” button to end the contact operation adjustment process. . If the status monitor is “error”, the “cancel” button is pressed to cancel the contact operation adjustment process.
つづいて、探り動作の場合について説明する。図9Aに示すように、探り動作調整画面は、基本的に接触動作調整画面(図8Aおよび図8B)と同様の画面レイアウトで構成される。 Next, the case of the search operation will be described. As shown in FIG. 9A, the search motion adjustment screen has basically the same screen layout as the contact motion adjustment screen (FIGS. 8A and 8B).
すなわち、ガイダンス画面には、たとえば、図9Aに示すように、「1.P1から水平方向にずらした位置P3(2mm以内)をPPで教示してください。」や「2.移動完了後、設定完了ボタンを押してください。」といった操作手順を示すガイダンスメッセージが表示される。 That is, on the guidance screen, for example, as shown in FIG. 9A, “1. Teach position P3 (within 2 mm) shifted in the horizontal direction from P1 with PP” or “2. A guidance message indicating the operation procedure such as “Press the completion button.” Is displayed.
また、ガイダンス画面には、かかるガイダンスメッセージに応じたガイド図があわせて表示される。 In addition, a guidance diagram corresponding to the guidance message is also displayed on the guidance screen.
これにより、教示者の熟練度に関わりなく、教示者が、誤りの少ない、精度の高い教示を行えるよう支援することができる。そして、教示者は、かかるガイダンス画面の内容に従い、探り動作に関する動作条件パラメータ12bの調整に必要な操作を行う。
Accordingly, it is possible to support the teacher so that the teaching can be performed with few errors and high accuracy regardless of the skill level of the teacher. Then, the teacher performs an operation necessary for adjusting the
たとえば、教示者は、左側下段の操作画面の入力項目から、「探り周期」や「指令値」などを入力することとなる。なお、教示者の入力操作前においては、操作画面の入力項目には、動作条件パラメータ12bに含まれる既定値や前工程から引き継がれた現在値が表示される。
For example, the teacher inputs “search period”, “command value”, and the like from the input items on the lower left operation screen. Prior to the teacher's input operation, a default value included in the
そして、教示者は、プログラミングペンダント40(PP)を用いてガイダンスメッセージに応じた教示を行うとともに探り周期や指令値などの入力を行い、「設定完了」ボタンを押下して、探り動作調整処理を実行する。 Then, the instructor performs teaching according to the guidance message using the programming pendant 40 (PP) and inputs a search cycle, a command value, etc., and presses a “setting complete” button to perform a search operation adjustment process. Run.
つづく図9Bには、図9Aの「設定完了」ボタンが押下され、探り動作調整処理が1回実行された後の探り動作調整画面の一例を示している。図9Bに示すように、処理実行後の探り動作調整画面においてもガイダンス画面が表示され、教示者の次なる操作を支援する。 FIG. 9B shows an example of a search operation adjustment screen after the “setting complete” button in FIG. 9A is pressed and the search operation adjustment process is executed once. As shown in FIG. 9B, the guidance screen is also displayed on the search motion adjustment screen after the processing is executed, and the next operation of the teacher is supported.
たとえば、図9Bには、「モニタを確認して、警告であれば、操作画面から適切に穴に入るように探り周期を再調整してください。エラーであれば処理をキャンセルしてください。」とガイダンス表示された例を示している。 For example, in FIG. 9B, “Check the monitor and if it is a warning, readjust the search cycle so that it enters the hole appropriately from the operation screen. If there is an error, cancel the process.” An example in which guidance is displayed is shown.
そして、図9Bに示すガイダンス画面の指示に沿えば、状態モニタが「警告」であれば、教示者は、左側下段の操作画面から「探り周期」の再入力を行い、「設定完了」ボタンを押下して再調整を指示することとなる。 Then, according to the instructions on the guidance screen shown in FIG. 9B, if the status monitor is “warning”, the instructor re-enters “search period” from the lower left operation screen, and presses the “setting complete” button. Pressing this button instructs re-adjustment.
そして、教示者は、図9Bに示すように状態モニタの「正常」が点灯していれば、各波形モニタを確認して「終了」ボタンを押下し、探り動作調整処理を終了させる。また、状態モニタが「エラー」であれば、「キャンセル」ボタンを押下して探り動作調整処理をキャンセルする。 Then, as shown in FIG. 9B, if the “normal” status monitor is lit, the teacher confirms each waveform monitor and presses the “end” button to end the search operation adjustment process. If the status monitor is “error”, the “cancel” button is pressed to cancel the search operation adjustment process.
つづいて、挿入動作の場合について説明する。図10Aに示すように、挿入動作調整画面は、基本的に接触動作調整画面(図8Aおよび図8B)と同様の画面レイアウトで構成される。 Next, the case of the insertion operation will be described. As shown in FIG. 10A, the insertion motion adjustment screen is basically configured with the same screen layout as the contact motion adjustment screen (FIGS. 8A and 8B).
すなわち、ガイダンス画面には、たとえば、図10Aに示すように、「1.位置P3へ移動させてから設定完了ボタンを押してください。」や「2.穴底に挿入され、挿入量が計測されるのを確認してください。」といった操作手順を示すガイダンスメッセージが表示される。 That is, on the guidance screen, for example, as shown in FIG. 10A, “1. Move to the position P3 and then press the setting completion button” or “2. Insert into the bottom of the hole and measure the amount of insertion. A guidance message indicating the operation procedure is displayed.
また、ガイダンス画面には、かかるガイダンスメッセージに応じたガイド図があわせて表示される。 In addition, a guidance diagram corresponding to the guidance message is also displayed on the guidance screen.
これにより、教示者の熟練度に関わりなく、教示者が、誤りの少ない、精度の高い教示を行えるよう支援することができる。そして、教示者は、かかるガイダンス画面の内容に従い、挿入動作に関する動作条件パラメータ12bの調整に必要な操作を行う。
Accordingly, it is possible to support the teacher so that the teaching can be performed with few errors and high accuracy regardless of the skill level of the teacher. Then, the teacher performs an operation necessary for adjusting the
たとえば、教示者は、左側下段の操作画面の入力項目から、「閾値1」や「閾値2」、「指令値」などを入力することとなる。なお、教示者の入力操作前においては、操作画面の入力項目には、動作条件パラメータ12bに含まれる既定値や前工程から引き継がれた現在値が表示される。
For example, the teacher inputs “
そして、教示者は、プログラミングペンダント40(PP)を用いてガイダンスメッセージに応じた教示を行うとともに閾値1や閾値2、指令値などの入力を行い、「設定完了」ボタンを押下して、挿入動作調整処理を実行する。
Then, the instructor performs teaching according to the guidance message using the programming pendant 40 (PP),
つづく図10Bには、図10Aの「設定完了」ボタンが押下され、挿入動作調整処理が1回実行された後の挿入動作調整画面の一例を示している。図10Bに示すように、処理実行後の挿入動作調整画面においてもガイダンス画面が表示され、教示者の次なる操作を支援する。 FIG. 10B shows an example of the insertion operation adjustment screen after the “setting complete” button in FIG. 10A is pressed and the insertion operation adjustment process is executed once. As shown in FIG. 10B, the guidance screen is also displayed on the insertion operation adjustment screen after the processing is executed, and the next operation of the teacher is supported.
たとえば、図10Bには、「モニタを確認して、警告であれば、操作画面から挿入量が閾値1、2の範囲内に収まるように閾値1、2を調整してください。エラーであれば処理をキャンセルしてください。」とガイダンス表示された例を示している。
For example, in FIG. 10B, “Check the monitor, and if it is a warning, adjust the
また、たとえば、操作画面には、挿入量の計測値が表示される(図中の閉曲線1001参照)。 Further, for example, the measured value of the insertion amount is displayed on the operation screen (see the closed curve 1001 in the figure).
そして、図10Bに示すガイダンス画面の指示に沿えば、状態モニタが「警告」であれば、教示者は、左側下段の操作画面から「閾値1」や「閾値2」の再入力を行い、「設定完了」ボタンを押下して再調整を指示することとなる。
10B, if the status monitor is “warning”, the instructor re-enters “
そして、教示者は、図10Bに示すように状態モニタの「正常」が点灯していれば、各波形モニタを確認して「終了」ボタンを押下し、挿入動作調整処理を終了させる。また、状態モニタが「エラー」であれば、「キャンセル」ボタンを押下して挿入動作調整処理をキャンセルする。 Then, as shown in FIG. 10B, if the “normal” status monitor is lit, the teacher confirms each waveform monitor and presses the “end” button to end the insertion operation adjustment process. If the status monitor is “error”, the “cancel” button is pressed to cancel the insertion operation adjustment process.
次に、実施形態に係るロボット教示システム1が実行する処理手順について、図11を用いて説明する。図11は、実施形態に係るロボット教示システム1が実行する処理手順を示すフローチャートである。
Next, a processing procedure executed by the
図11に示すように、教示者が既定の力条件ファイル12aを選択すると(ステップS101)、力条件調整部11aが、力制御パラメータを自動調整する(ステップS102)。
As shown in FIG. 11, when the teacher selects the default
そして、動作条件調整部11cの接触動作調整部11caが、接触動作を調整する(ステップS103)。具体的には、接触動作に関する動作条件パラメータ12bを調整する。
Then, the contact operation adjusting unit 11ca of the operation condition adjusting unit 11c adjusts the contact operation (step S103). Specifically, the
そして、動作条件調整部11cの探り動作調整部11cbが、探り動作を調整する(ステップS104)。具体的には、探り動作に関する動作条件パラメータ12bを調整する。
Then, the search operation adjustment unit 11cb of the operation condition adjustment unit 11c adjusts the search operation (step S104). Specifically, the
そして、動作条件調整部11cの挿入動作調整部11ccが、挿入動作を調整する(ステップS105)。具体的には、挿入動作に関する動作条件パラメータ12bを調整する。
Then, the insertion operation adjustment unit 11cc of the operation condition adjustment unit 11c adjusts the insertion operation (step S105). Specifically, the
そして、ジョブ生成部11dが、調整された動作条件パラメータ12bを反映させたジョブを生成し(ステップS106)、処理を終了する。
Then, the
上述してきたように、実施形態に係るロボット教示システムは、ロボットと、力センサと、画面生成部と、調整部(力条件調整部、動作条件調整部)と、ジョブ生成部とを備える。 As described above, the robot teaching system according to the embodiment includes a robot, a force sensor, a screen generation unit, an adjustment unit (force condition adjustment unit, operation condition adjustment unit), and a job generation unit.
上記ロボットは、エンドエフェクタ(ハンド)を有する。上記力センサは、上記ロボットに設けられ、上記エンドエフェクタに加わる力を計測する。上記画面生成部は、教示者へ向けたガイダンス情報を含む教示操作画面を生成する。 The robot has an end effector (hand). The force sensor is provided in the robot and measures a force applied to the end effector. The screen generation unit generates a teaching operation screen including guidance information for a teacher.
上記調整部は、上記教示操作画面に入力された上記教示者の指定値、および、上記力センサの計測値に基づいて上記ロボットの動作を修正する内容を含む所定の作業を行わせる場合の動作指令を定義するジョブ生成のためのパラメータを調整する。上記ジョブ生成部は、上記調整部によって調整された上記パラメータを反映させた上記ジョブを生成する。 The adjustment unit is an operation for performing a predetermined operation including content for correcting the operation of the robot based on the designated value of the teacher input on the teaching operation screen and the measurement value of the force sensor. Adjust the parameters for job creation that define the directive. The job generation unit generates the job reflecting the parameter adjusted by the adjustment unit.
したがって、実施形態に係るロボット教示システムによれば、教示者の熟練度に関わりなく、簡易な操作で効率的かつ高精度な教示を行うことができる。 Therefore, according to the robot teaching system according to the embodiment, efficient and highly accurate teaching can be performed with a simple operation regardless of the skill level of the teacher.
なお、上述した実施形態では、力条件調整部、接触動作調整部、探り動作調整部および挿入動作調整部ごとに教示者の入力を求め、個別に力制御パラメータあるいは動作条件パラメータの調整を行う場合を例示した。 In the above-described embodiment, when the input of the teacher is obtained for each of the force condition adjustment unit, the contact operation adjustment unit, the search operation adjustment unit, and the insertion operation adjustment unit, and the force control parameter or the operation condition parameter is individually adjusted. Was illustrated.
しかし、これに限定されるものではなく、たとえば、一連の調整を連続的に自動化することとしてもよい。具体的には、教示者から力制御パラメータの調整に必要な情報の入力を受け付けたならば、あとは力条件調整部から接触動作調整部へ、接触動作調整部から探り動作調整部へ、探り動作調整部から挿入動作調整部へ、順次前工程の調整結果を継承させていけばよい。 However, the present invention is not limited to this. For example, a series of adjustments may be continuously automated. Specifically, if an input of information necessary for adjusting the force control parameter is received from the instructor, then the search is performed from the force condition adjustment unit to the contact operation adjustment unit and from the contact operation adjustment unit to the search operation adjustment unit. The adjustment result of the previous process may be successively inherited from the operation adjustment unit to the insertion operation adjustment unit.
このとき、ワークの幾何学的な形状に基づいて入力が必要となるパラメータについては、位置フィードバック値などによってワークの形状をある程度推定し、これに応じた調整値を算出して各調整部へ受け渡せばよい。 At this time, for parameters that require input based on the geometric shape of the workpiece, the shape of the workpiece is estimated to some extent by a position feedback value, etc., and an adjustment value corresponding to this is calculated and received by each adjustment unit. Just give it.
また、上述した実施形態では、嵌合作業1回分のジョブを生成する場合を例に挙げたが、嵌合作業は、たとえば、ロボットの種別、ワークの種別、ロボットの姿勢の違いなどによってそれぞれ動作条件が異なるものである。また、同一種別の嵌合作業であっても、作業環境の違いなどによっては動作条件に差がつくことも十分考えられる。 In the above-described embodiment, the case where a job for one fitting operation is generated is taken as an example. However, the fitting operation is performed according to, for example, a robot type, a workpiece type, a robot posture difference, and the like. The conditions are different. In addition, even in the same type of fitting work, it is conceivable that there may be a difference in operating conditions depending on the working environment.
したがって、これらについては教示を個別に行う必要があるが、その都度はじめから行うのでは非効率的である。そこで、その他の実施形態として、個別の教示を共有して活用する例について説明する。 Therefore, it is necessary to individually teach these, but it is inefficient to do it from the beginning each time. Therefore, as another embodiment, an example in which individual teachings are shared and used will be described.
図12は、その他の実施形態に係るロボット教示システム1’の構成を示す模式図である。なお、図12では、説明に必要となる構成要素のみを簡略的に図示している。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of a
図12に示すように、制御装置10の力条件ファイル12a、動作条件パラメータ12bを順次調整し、これに基づいてジョブ情報12cを生成する過程については既に説明した。そこで、この過程(図中の閉曲線1201参照)の履歴をトレース情報12dとして記録することとしてもよい。
As shown in FIG. 12, the process of sequentially adjusting the
かかる場合、次回の教示を行うにあたって、かかるトレース情報12dを参照することで教示の効率化を図ることができる。たとえば、ほぼ同一種別の嵌合作業であれば、手入力などを行うことなく、かかるトレース情報12dをトレースすることでほぼ自動的に教示を行うことが可能となる。
In such a case, in performing the next teaching, the teaching efficiency can be improved by referring to the
また、同一種別の嵌合作業でなくとも、同一作業環境(たとえば、同一工場)であれば、かかるトレース情報12dからより実際的なパラメータを既定値として取り出して利用することができる。したがって、教示の効率化に資することができる。
In addition, even if it is not the same type of fitting work, if it is the same work environment (for example, the same factory), more practical parameters can be extracted from the
また、同じく図12に示すように、ロボット教示システム1’は、学習装置50を備えることとしてもよい。学習装置50は、制御装置10において実行された教示によって調整および生成された力条件ファイル12a、動作条件パラメータ12b、ジョブ情報12cを、体系的にデータベース化する装置である。
Similarly, as shown in FIG. 12, the
たとえば、図12には、ロボット別やワーク別、姿勢別といったカテゴリごとに体系化した学習DB(データベース)が構築されている例を示している。これにより、制御装置10は、1回の教示を行うにあたり、今回の教示の条件に近い力条件ファイル12a、動作条件パラメータ12b、ジョブ情報12cを、あらかじめ学習装置50の各学習DBから抽出して利用することができる。したがって、今回の教示をきわめて効率的に行うことができる。
For example, FIG. 12 shows an example in which a learning DB (database) systematized for each category such as robot, work, and posture is constructed. As a result, the
また、これら学習DBは、図12に工場A、工場Bおよび工場Cとして示すように、たとえば、工場間でネットワークを介して共有することとしてもよい。かかる場合、たとえば工場Aで教示した内容であれば、工場Bや工場Cでははじめから教示する必要がなくなるので、企業全体におけるロボットの教示の効率化にきわめて資することができる。 Further, these learning DBs may be shared between factories via a network, for example, as shown as factory A, factory B, and factory C in FIG. In such a case, for example, if the contents are taught in the factory A, the factory B and the factory C do not need to teach from the beginning, which can greatly contribute to the efficiency of robot teaching in the entire company.
なお、図12では、トレース情報12dや学習装置50を制御装置10の別体として構成したが、制御装置10に含まれることとしてもよい。
In FIG. 12, the
また、上述した実施形態では、嵌合作業を例に挙げたが、ワークに接触しながらの所定の作業であれば、作業の種別を問うものではない。 In the above-described embodiment, the fitting work is taken as an example, but the type of work is not questioned as long as it is a predetermined work while contacting the work.
たとえば、ワークに沿った倣い動作であってもよい。かかる倣い動作の場合、動作を「タッチ」と「フォロー」とに分割したうえで、かかる「タッチ」および「フォロー」ごとに動作条件パラメータを調整していけばよい。また、接触のみを行う作業に適用されてもよい。 For example, a copying operation along the workpiece may be used. In the case of such a copying operation, after dividing the operation into “touch” and “follow”, the operation condition parameter may be adjusted for each “touch” and “follow”. Moreover, you may apply to the operation | work which performs only a contact.
また、上述した実施形態では、操作部と表示部とを別体として構成したが、たとえば、マルチタッチ対応のタッチパネルなどで操作部と表示部とを一体化する構成としてもよい。 In the above-described embodiment, the operation unit and the display unit are configured as separate bodies. However, for example, the operation unit and the display unit may be integrated with a multi-touch touch panel or the like.
また、上述した実施形態では、ロボットが、腕を有するいわゆる人型ロボットである場合を例に挙げて説明したが、ロボットが人型でなくともよい。 In the above-described embodiment, the case where the robot is a so-called humanoid robot having arms has been described as an example, but the robot may not be a humanoid.
また、上述した制御装置は、たとえば、コンピュータで構成することができる。この場合、制御部はCPU(Central Processing Unit)であり、記憶部はメモリである。また、制御部の各機能は、あらかじめ作成されたプログラムを制御部へロードして実行させることによって実現することができる。 Moreover, the control apparatus mentioned above can be comprised with a computer, for example. In this case, the control unit is a CPU (Central Processing Unit), and the storage unit is a memory. Each function of the control unit can be realized by loading a program created in advance into the control unit and executing the program.
また、例えば、上述の実施形態においてはPCとプログラミングペンダントとは別体の制御装置として構成しているが、ロボットを動作させるためのプログラミングペンダンドにPCの機能を付加させて一体の制御装置として構成してもよい。また、PCにプログラミングペンダントの機能を付加させて一体の制御装置として構成してもよい。 Further, for example, in the above-described embodiment, the PC and the programming pendant are configured as separate control devices. However, the PC function is added to the programming pendant for operating the robot, and the control device is integrated. It may be configured. Alternatively, a programming pendant function may be added to the PC to form an integrated control device.
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1、1’ ロボット教示システム
10 制御装置
11 制御部
11a 力条件調整部(第1の調整部)
11b 動作指示部
11c 動作条件調整部(第2の調整部)
11ca 接触動作調整部
11cb 探り動作調整部
11cc 挿入動作調整部
11d ジョブ生成部
12 記憶部
12a 力条件ファイル
12b 動作条件パラメータ
12c ジョブ情報
12d トレース情報
20 PC
21 制御部
21a 操作取得部
21b 画面生成部
21c 表示制御部
22 記憶部
22a ガイダンス情報
23 操作部
24 表示部
30 ロボット
31 アーム
32 ハンド
33 力センサ
40 プログラミングペンダント
50 学習装置
A、B、C 工場
W、W1、W2 ワーク
DESCRIPTION OF
11b Operation instruction unit 11c Operation condition adjustment unit (second adjustment unit)
11ca contact operation adjustment unit 11cb probe operation adjustment unit 11cc insertion
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21
実施形態の一態様に係るロボット教示システムは、ロボットと、力センサと、画面生成部と、調整部と、ジョブ生成部とを備える。前記ロボットは、エンドエフェクタを有する。前記力センサは、前記ロボットに設けられ、前記エンドエフェクタに加わる力を計測する。前記画面生成部は、教示者の操作手順を示すガイダンスメッセージならびに該ガイダンスメッセージの内容に対応付けて描画されるガイド図をあわせて含む教示操作画面を生成する。前記調整部は、前記教示操作画面に入力された前記教示者の指定値、および、前記力センサの計測値に基づいて前記ロボットの動作を修正する内容を含む所定の作業を行わせる場合の動作指令を定義するジョブ生成のためのパラメータを調整する。前記ジョブ生成部は、前記調整部によって調整された前記パラメータを反映させた前記ジョブを生成する。 A robot teaching system according to an aspect of an embodiment includes a robot, a force sensor, a screen generation unit, an adjustment unit, and a job generation unit. The robot has an end effector. The force sensor is provided in the robot and measures a force applied to the end effector. The screen generation unit generates a teaching operation screen that includes a guidance message indicating a teacher's operation procedure and a guide diagram drawn in association with the content of the guidance message . The adjustment unit is an operation in a case where a predetermined operation including content for correcting the operation of the robot is performed based on the designated value of the teacher input on the teaching operation screen and the measurement value of the force sensor. Adjust the parameters for job creation that define the directive. The job generation unit generates the job reflecting the parameter adjusted by the adjustment unit.
Claims (9)
前記ロボットに設けられ、前記エンドエフェクタに加わる力を計測する力センサと、
教示者へ向けたガイダンス情報を含む教示操作画面を生成する画面生成部と、
前記教示操作画面に入力された前記教示者の指定値、および、前記力センサの計測値に基づいて前記ロボットの動作を修正する内容を含む所定の作業を行わせる場合の動作指令を定義するジョブ生成のためのパラメータを調整する調整部と、
前記調整部によって調整された前記パラメータを反映させた前記ジョブを生成するジョブ生成部と
を備えることを特徴とするロボット教示システム。 A robot having an end effector;
A force sensor provided on the robot for measuring a force applied to the end effector;
A screen generator for generating a teaching operation screen including guidance information for a teacher;
A job for defining an operation command for performing a predetermined work including content for correcting the operation of the robot based on the designated value of the teacher input on the teaching operation screen and the measurement value of the force sensor An adjustment unit for adjusting parameters for generation;
A robot teaching system, comprising: a job generation unit that generates the job reflecting the parameter adjusted by the adjustment unit.
前記ロボットの力制御に関する力制御パラメータ、および、前記ロボットの動作条件に関する動作条件パラメータであって、
前記調整部は、
前記力制御パラメータを調整する第1の調整部と、
前記動作条件パラメータを調整する第2の調整部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載のロボット教示システム。 The parameter is
A force control parameter relating to the force control of the robot, and an operation condition parameter relating to an operation condition of the robot,
The adjustment unit is
A first adjustment unit for adjusting the force control parameter;
The robot teaching system according to claim 1, further comprising: a second adjusting unit that adjusts the operation condition parameter.
前記所定の作業を前記ロボットが行う複数の動作に分割したうえで、該複数の動作における前記動作条件パラメータを調整すること
を特徴とする請求項2に記載のロボット教示システム。 The second adjustment unit includes:
The robot teaching system according to claim 2, wherein the predetermined condition is divided into a plurality of operations performed by the robot, and the operation condition parameter in the plurality of operations is adjusted.
第1のワークを第2のワークへ嵌合させる嵌合作業であって、
前記第2の調整部は、
前記嵌合作業を、前記第1のワークを前記第2のワークへ接触させる接触動作と、前記第1のワークで前記第2のワークの形状を探る探り動作と、前記第1のワークを前記第2のワークへ挿入する挿入動作とに分割したうえで、該接触動作、該探り動作および該挿入動作における前記動作条件パラメータを調整すること
を特徴とする請求項3に記載のロボット教示システム。 The predetermined operation is:
A fitting operation for fitting the first workpiece to the second workpiece,
The second adjustment unit includes:
The fitting operation includes a contact operation for bringing the first workpiece into contact with the second workpiece, a search operation for searching for a shape of the second workpiece with the first workpiece, and the first workpiece as the first workpiece. 4. The robot teaching system according to claim 3, wherein the operation condition parameter in the contact operation, the search operation, and the insertion operation is adjusted after being divided into an insertion operation to be inserted into the second workpiece.
前記接触動作、前記探り動作および前記挿入動作ごとの前記動作条件パラメータを個別に調整すること
を特徴とする請求項4に記載のロボット教示システム。 The second adjustment unit includes:
The robot teaching system according to claim 4, wherein the operation condition parameters for each of the contact operation, the search operation, and the insertion operation are individually adjusted.
前記接触動作から前記探り動作へ、該探り動作から前記挿入動作へ、前記動作条件パラメータを順次引き継ぎながら連続的に前記動作条件パラメータを調整すること
を特徴とする請求項4に記載のロボット教示システム。 The second adjustment unit includes:
5. The robot teaching system according to claim 4, wherein the operation condition parameter is continuously adjusted while sequentially taking over the operation condition parameter from the contact operation to the search operation and from the search operation to the insertion operation. .
前記ガイダンス情報として、前記教示者の操作手順を示すガイダンスメッセージと、該ガイダンスメッセージの内容に対応したガイド図とを含む前記教示操作画面を生成すること
を特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のロボット教示システム。 The screen generator is
The teaching operation screen including a guidance message indicating an operation procedure of the teacher and a guide diagram corresponding to the content of the guidance message is generated as the guidance information. The robot teaching system according to one.
前記調整部による前記パラメータの調整が行われた場合に、該調整の状態を示す状態モニタと、前記力センサの計測値に基づく波形モニタとを含む前記教示操作画面を生成すること
を特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のロボット教示システム。 The screen generator is
When the adjustment of the parameter is performed by the adjustment unit, the teaching operation screen including a state monitor indicating the state of the adjustment and a waveform monitor based on a measurement value of the force sensor is generated. The robot teaching system according to any one of claims 1 to 7.
教示者へ向けたガイダンス情報を含む教示操作画面を生成する画面生成工程と、
前記教示操作画面に入力された前記教示者の指定値、および、前記計測工程の計測値に基づいて前記ロボットの動作を修正する内容を含む所定の作業を行わせる場合の動作指令を定義するジョブ生成のためのパラメータを調整する調整工程と、
前記調整工程によって調整された前記パラメータを反映させた前記ジョブを生成するジョブ生成工程と
を含むことを特徴とするロボット教示方法。
A measurement process for measuring the force applied to the end effector of the robot;
A screen generation step for generating a teaching operation screen including guidance information for a teacher;
A job for defining an operation command for performing a predetermined work including content for correcting the operation of the robot based on the designated value of the teacher input on the teaching operation screen and the measured value of the measuring step An adjustment process for adjusting parameters for generation;
And a job generation step of generating the job reflecting the parameter adjusted in the adjustment step.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140516 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140715 |