JP2014233814A - Robot teaching auxiliary device, robot system and robot teaching method - Google Patents
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Abstract
Description
開示の実施形態は、ロボット教示補助装置、ロボット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 assist device, a robot 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」のためのシステムが種々提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, various systems for creating a job for operating a robot, that is, so-called “teaching” have been proposed in order to cause a robot to perform predetermined assembling work while contacting a workpiece using an end effector.
かかるシステムには、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 system includes a portable dedicated device generally called a programming pendant, and a teacher teaches the robot 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, there is room for further improvement in the conventional system in that teaching is performed efficiently and with high accuracy 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, even in the conventional system, even a highly skilled teacher can teach while repeating trial and error (so-called trial and error) including visual recognition and touching. There was a need to do. 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補助装置、ロボット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 has been made in view of the above, and is a robot teaching assist device and a robot system that can perform efficient and highly accurate teaching with a simple operation regardless of the skill level of the teacher. It is another object of the present invention to provide a robot teaching method.
実施形態の一態様に係るロボット教示補助装置は、操作部と、調整部と、画面生成部とを備える。操作部は、センサの計測値に基づいてロボットの動作態様を修正することを含む動作命令を定義するための指定値の入力操作を受け付ける。調整部は、入力された前記指定値、および、前記センサの計測値に基づいて、前記ロボットの動作態様を修正するパラメータを調整する。画面生成部は、前記ロボットへ動作態様を教示する教示装置への前記パラメータの入力に関するガイダンス情報を含む教示操作画面を生成する。 A robot teaching auxiliary device according to an aspect of an embodiment includes an operation unit, an adjustment unit, and a screen generation unit. The operation unit receives an input operation of a specified value for defining an operation command including correcting the operation mode of the robot based on the measurement value of the sensor. The adjustment unit adjusts a parameter for correcting the operation mode of the robot based on the input specified value and the measured value of the sensor. The screen generation unit generates a teaching operation screen including guidance information regarding the input of the parameter to the teaching device that teaches the operation mode to the robot.
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補助装置、ロボット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 assistance device, a robot 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、ロボットシステム１は、制御装置１０と、ロボット教示補助装置となるＰＣ（Personal Computer）２０と、ロボット３０と、ロボット３０へ動作態様を教示する教示装置となる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等を含んで構成されるコントローラである。かかる制御装置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等の装置の動作命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
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を有している。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。
The
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。力センサ３３の計測値は、制御装置１０へ送られて力条件ファイル１２ａに格納された後、ＰＣ２０によって読み出されて、後述の力条件調整処理、および、動作条件調整処理において用いられる。
Hereinafter, the values measured and output by the
プログラミングペンダント４０は、教示者によって入力される各種パラメータを制御装置１０へ出力することによってロボット３０へ種々の動作態様を教示する教示装置として機能する。制御装置１０は、プログラミングペンダント４０から入力される各種パラメータ等に基づいてジョブを生成し、生成したジョブをロボット３０に実行させる動作指示をロボット３０へ出力することによって、ロボット３０の動作を制御する。
The
ＰＣ２０は、教示者に対してプログラミングペンダント４０への各種パラメータの入力に関するガイダンス情報を提供することにより、教示者によるロボット３０への動作態様の教示を補助するロボット教示補助装置として機能する。なお、ＰＣ２０および制御装置１０の構成の一例については、図２を参照して後述する。
The
かかるＰＣ２０は、力センサ３３の計測値に基づいてロボット３０の動作態様を修正することを含むジョブ（動作命令）を定義するための指定値の入力操作を受け付ける。続いて、ＰＣ２０は、入力された指定値と力センサ３３の計測値とに基づいて、ロボット３０の動作態様を修正するパラメータを調整する。
The
さらに、ＰＣ２０は、調整したパラメータのプログラミングペンダント４０への入力に関するガイダンス情報を含む教示操作画面を生成して表示させることにより、教示者へプログラミングペンダント４０の操作手順等を案内する。
Furthermore, the
これにより、教示者は、ＰＣ２０によって提供されるガイダンス情報に従ってプログラミングペンダント４０へ各種パラメータを入力することにより、ロボット３０に対して、熟練度に関係なく誤りの少ない精度の高い教示を行うことができる。
As a result, the teacher can input the various parameters to the
なお、ここでは、ロボット教示補助装置として、ＰＣ２０を例に挙げているが、ロボット教示補助装置は、ＰＣ２０と同様の機能を備え、教示者による操作の受け付けや、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等であってもよい。
Here, the
また、本実施形態における「嵌合作業」は、図１に示すように、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。
In addition, as shown in FIG. 1, in the “fitting operation” in the present embodiment, 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システム１のブロック図である。なお、図２では、ロボットシステム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、制御装置１０の全体制御を行う処理部であり、ジョブ生成部１１ａと、動作指示部１１ｂとをさらに備える。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。
First, the
ここで、力条件ファイル１２ａには、後述の力条件調整処理用の動作をロボット３０に実行させるために必要な各種パラメータ等が含まれている。かかる力条件ファイル１２ａには、初期状態では既定値が書き込まれている。
Here, the
また、教示者は、プログラミングペンダント４０を操作して所望のパラメータを入力し、力条件ファイル１２ａへ上書きすることにより、ロボット３０による力条件調整処理用の動作態様を修正することができる。
In addition, the teacher can correct the operation mode for the force condition adjustment processing by the
なお、力条件ファイル１２ａには、ロボット３０の動作時に力センサ３３によって計測される計測値や、ロボット３０に設けられる他のセンサ（図示略）によって計測される計測値のフィードバック値等も書き込まれる。なお、ここでの他のセンサは、例えば、アーム３１やハンド３２を駆動するサーボモータの回転位置を検出する位置センサ等である。
In the
また、動作条件パラメータ１２ｂには、後述の接触動作、探り動作、および挿入動作といった動作条件調整処理用の動作をロボット３０に実行させるために必要な各種パラメータ等が含まれる。また、教示者は、プログラミングペンダント４０を操作して所望のパラメータを入力し、かかる動作条件パラメータ１２ｂへ上書きすることにより、ロボット３０による動作条件調整処理用の動作態様を修正することができる。
Further, the
ジョブ生成部１１ａは、力条件ファイル１２ａに含まれる各種パラメータに基づき、ロボット３０に力条件調整処理用の動作を実行させるためのジョブを定義するジョブ情報１２ｃを生成して記憶部１２に記憶させる。
The
また、ジョブ生成部１１ａは、力条件ファイル１２ａに含まれる各種パラメータ、および、動作条件パラメータ１２ｂに基づき、ロボット３０に動作条件調整処理用の動作を実行させるためのジョブを定義するジョブ情報１２ｃを生成して記憶部１２に記憶させる。
Further, the
動作指示部１１ｂは、プログラミングペンダント４０から教示者の操作に応じた所定の動作を開始させる制御信号が入力された場合に、ジョブ生成部１１ａを介して記憶部１２からジョブ情報１２ｃを読み出す。
The
そして、動作指示部１１ｂは、読み出したジョブ情報１２ｃを解釈してロボット３０の各関節（サーボモータ）に対する動作命令を生成し、ロボット３０へ出力することにより、ロボット３０に力条件調整処理用の動作や動作条件調整処理用の動作等を実行させる。
Then, the
プログラミングペンダント４０は、教示者がロボット３０に対して、動作態様の教示や動作態様の修正、および動作の開始を行うために操作する端末装置である。教示者は、かかるプログラミングペンダント４０を操作して、前述した各種パラメータ等を入力することにより、ロボット３０に対して動作態様の教示や修正等を行うことができる。
The
ただし、プログラミングペンダント４０を操作する教示者には、一定の熟練度が要求される。つまり、プログラミングペンダント４０は、ロボット３０の動作態様の教示や修正に関する操作を誰もが簡単に行えるものではない。
However, the teacher who operates the
そこで、ロボットシステム１では、ＰＣ２０によって、プログラミングペンダント４０の操作方法の案内や、プログラミングペンダント４０へ入力すべき適切なパラメータの提案を行うことによって、教示者によるプログラミングペンダント４０の操作を補助する。
Therefore, in the
ＰＣ２０は、プログラミングペンダント４０へ入力すべき項目や指定値等を教示者へ提案し、教示者に対して、ＰＣ２０およびプログラミングペンダント４０へ例えばパラメータの既定値等の入力を促す。そして、ＰＣ２０は、教示者に対して、プログラミングペンダント４０の操作によってロボット３０の動作を開始させるよう促す。
The
その後、ＰＣ２０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センサ３３の計測値や、ロボット３０に設けられる他のセンサ（図示略）によって計測される計測値のフィードバック値に基づいて各種パラメータの調整を行う。
Thereafter, the
そして、ＰＣ２０は、調整後のパラメータを教示者によってＰＣ２０およびプログラミングペンダント４０へ入力させ、再びプログラミングペンダント４０の操作によってロボット３０を動作させて動作結果に基づくパラメータの調整を行うという動作を繰り返す。
Then, the
かかるＰＣ２０は、制御部２１と、記憶部２２と、操作部２３と、表示部２４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、後述のガイダンス情報２２ａや調整結果情報２２ｂ等を記憶する。
The
操作部２３は、キーボードやマウスといった操作デバイスであり、教示者の操作を受け付け、その内容を制御部２１へ出力する。例えば、操作部２３は、力センサ３３の計測値に基づいてロボット３０の動作態様を修正することを含む動作命令を定義するための指定値等の入力操作を受け付け、その内容を制御部２１へ出力する。
The operation unit 23 is an operation device such as a keyboard or a mouse, receives an operation of a teacher, and outputs the contents to the control unit 21. For example, the operation unit 23 receives an input operation such as a specified value for defining an operation command including correcting the operation mode of the
制御部２１は、ＰＣ２０の全体制御を行う処理部であり、力条件調整部２１ａと、動作条件調整部２１ｂと、画面生成部２１ｃとを備える。
The control unit 21 is a processing unit that performs overall control of the
力条件調整部２１ａは、操作部２３から入力される操作内容、制御装置１０の記憶部１２から読み出す力条件ファイル１２ａ中の力制御パラメータ、前述のフィードバック値に基づき、力制御パラメータを調整する力条件調整処理を行う。
The force
そして、力条件調整部２１ａは、調整後の力制御パラメータを動作条件調整部２１ｂおよび画面生成部２１ｃへ出力する。なお、力条件調整処理の具体例については、図４Ａ〜図５Ｂを参照して後述する。
Then, the force
動作条件調整部２１ｂは、操作部２３から入力される操作内容、調整後の力制御パラメータ、制御装置１０の記憶部１２から読み出す動作条件パラメータ１２ｂ、前述のフィードバック値に基づき、動作条件パラメータ１２ｂを調整する動作条件調整処理を行う。ここで調整される動作条件パラメータ１２ｂは、嵌合作業における「接触動作」、「探り動作」、「挿入動作」の動作条件を規定するパラメータである。
The operation
そして、力条件調整部２１ａは、調整後の動作条件パラメータ１２ｂを画面生成部２１ｃへ出力する。なお、ロボット３０が行う嵌合動作の具体例については、図３Ａ〜図３Ｃを参照して後述し、動作条件調整処理の具体例については、図６Ａ〜図９Ｂを参照して後述する。
Then, the force
画面生成部２１ｃは、力条件調整部２１ａおよび動作条件調整部２１ｂから入力される各種パラメータと、記憶部２２から読み出すガイダンス情報２２ａとに基づいて、プログラミングペンダント４０の操作を補助する表示画面を生成し、表示部２４へ出力する。
The screen generation unit 21 c generates a display screen that assists the operation of the
このとき、画面生成部２１ｃ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等を適宜反映させた表示画面を生成し、表示部２４へ出力する。表示部２４は、ディスプレイ等の表示デバイスであり、画面生成部２１ｃから入力される表示画面を表示する。
At this time, the screen generation unit 21c generates a display screen appropriately reflecting the latest situation of the
また、画面生成部２１ｃは、力条件調整部２１ａによる力条件調整処理が完了した場合の表示画面、および、動作条件調整部２１ｂによる動作条件調整処理が完了した場合の表示画面を調整結果情報２２ｂとして記憶部２２に記憶させる。
The screen generation unit 21c displays a display screen when the force condition adjustment process by the force
これにより、ＰＣ２０は、例えば、次回、他の教示者がロボットシステム１を使用する場合に、調査結果情報２２ｂを表示部２４に表示させることにより、教示者へ始めから調整済みの適切なパラメータを提案することができる。
Thereby, for example, when another teacher uses the
次に、図３Ａ〜図３Ｃを参照して、ロボット３０が行う嵌合作業について説明する。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。
Next, a fitting operation performed 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、ロボットシステム１では、教示者によってプログラミングペンダント４０を操作させることによって、「接触動作」、「探り動作」および「挿入動作」をロボット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。
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いる。そして、ＰＣ２０は、最初にかかる既定パラメータを教示者によってプログラミングペンダント４０から入力するよう促して、動作指示部１１ｂにロボット３０を動作させる。
The
続いて、ＰＣ２０は、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の表示部２４によって表示される。
Subsequently, the
教示者は、かかるＰＣ２０の表示に従って再調整値の入力が可能であり、ＰＣ２０は、教示者から再調整値が入力された場合には、入力された再調整値をプログラミングペンダント４０へ入力するよう促し、ロボット３０を動作させる。
The teacher can input the readjustment value according to the display of the
そして、ＰＣ２０は、その結果取得する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
次に、力条件調整処理の詳細について説明する。まず、図４Ａ〜図４Ｄを用いて力条件調整処理の内容について説明した後、図５Ａおよび図５Ｂ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, the contents of the force condition adjustment process are described with reference to FIGS. 4A to 4D, and then an example of a specific operation procedure is described with reference to FIGS. 5A and 5B.
図４Ａ〜図４Ｄは、力条件調整処理の説明図（その１）〜（その４）である。また、図５Ａおよび図５Ｂ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。 4A to 4D are explanatory views (No. 1) to (No. 4) of the force condition adjustment process. 5A and 5B 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４Ａ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. 4A, the impedance control parameter, that is, the force control parameter has 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４Ｂ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４Ｃには、力波形が発散した、接触不安定な状態を示している。すなわち、力条件調整処理の第１の調整ステップでは、図４Ｂに示す力波形となるような粘性限界値が求められる。 FIG. 4B shows a state where the force waveform does not diverge after starting from the initial viscosity value, that is, the contact stability is maintained. FIG. 4C shows a contact unstable state in which the force waveform diverges. That is, in the first adjustment step of the force condition adjustment process, a viscosity limit value is obtained such that the force waveform shown in FIG. 4B is obtained.
また、図４Ｄ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。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。 As shown in FIG. 4D, in the second adjustment step, a force command is given to repeatedly contact the workpiece W, and a viscosity value at which the responsiveness of the force feedback value F fb is good is obtained. 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５Ａに示すような、ＰＣ２０の表示部２４に表示される力条件調整画面に従って、教示者がＰＣ２０およびプログラミングペンダント４０を操作することによって実現される。なお、図５Ａ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 when a teacher operates PC20 and 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」に従って、教示者がＰＣ２０およびプログラミングペンダント４０へ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”. In addition, input values that the teacher inputs to the
図５Ａ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５Ａ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. 5A, 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. 5A, a guidance message indicating an operation procedure such as “1. Select a robot” is displayed.
また、図５Ａ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。一例として、図５Ａ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. 5A, a guide diagram for helping the teacher to understand can be displayed on the guidance screen. As an example, FIG. 5A shows an example in which the robot name of the robot to be taught and the name of the coordinate system are displayed.
教示者は、かかるガイダンス画面およびガイド図を参考にしながら、ＰＣ２０およびプログラミングペンダント４０に対して力制御パラメータの調整に必要となる操作を行うことにより、熟練度に関わりなく、誤りの少ない、精度の高い教示を行うことができる。
The instructor performs operations necessary for adjusting the force control parameter on the
たとえば、図５Ａの力条件調整画面には、右側上段の領域に入力項目が設けられている。そして、教示者がガイダンス画面を参考にして、ＰＣ２０を操作し、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」等の指定値を入力すると、入力項目に入力結果が表示される。
For example, in the force condition adjustment screen of FIG. 5A, input items are provided in the upper right region. Then, the teacher operates the
なお、図５Ａ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。 Note that “X”, “Y”, and “Z” of the viscosity coefficient D, which is the “adjustment target parameter” shown in FIG. 5A, are three translational axes, and “Rx”, “Ry”, and “Rz” are rotations 3 It is the axis segment. These are “a”, “b”, “c”, “d”, “e”, and “f” in order before adjustment.
また、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。 The force control parameter to be adjusted is displayed as an “adjustment target parameter” in the lower right area of the force condition adjustment screen, and the teacher can know the current value of the force control parameter by such display. .
教示者は、ＰＣ２０の表示部２４に表示される条件調整画面を参照しながら、プログラミングペンダント４０を操作して調整前の粘性係数Ｄを入力し、プログラミングペンダント４０の「開始」ボタンを操作して、力条件調整処理用の動作をロボット３０に実行させる。
The teacher operates the
ロボット３０による力条件調整処理用の動作時に力センサ３３によって計測された計測値は、制御装置１０へ送られ、力条件ファイル１２ａに記録される。かかる計測値は、ＰＣ２０の力条件調整部２１ａによる力条件調整処理に用いられる。
The measurement value measured by the
その後、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させる。つづく図５Ｂには、図５Ａ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。 Thereafter, the teacher causes the force condition adjustment process to be executed by pressing an “adjustment execution” button arranged on the lower right side of the force condition adjustment screen. FIG. 5B shows an example of a force condition adjustment screen after the “adjustment execution” button in FIG. 5A is pressed and the force condition adjustment process is executed once.
図５Ｂ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。一例として、図５Ｂには、「モニタを確認して、警告であればＰＰ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。 As shown in FIG. 5B, 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. As an example, FIG. 5B shows an example in which a guidance message “Check the monitor and readjust from PP if it is a warning. Cancel processing if there is an error” is shown.
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５Ｂ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。
For example, as shown in FIG. 5B, a force waveform based on a measurement value of the
さらに、処理実行後の力条件調整画面には、下段の領域に調整結果が表示される。ここでは、先ほど入力した「座標系」、「嵌合方向」、「指定値」等の入力項目に対応する粘性係数Ｄとして、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）。
Further, the adjustment result is displayed in the lower area on the force condition adjustment screen after the process is executed. Here, as the viscosity coefficient D corresponding to the input items such as “coordinate system”, “fitting direction”, and “specified value” input earlier, “a ′”, “b ′”, “c ′” in order from the top. ”,“ D ′ ”,“ e ′ ”, and“ f ′ ”are shown (see the
教示者は、かかる調整結果を参照しながらプログラミングペンダント４０を操作して、調整後の粘性係数Ｄを入力し、プログラミングペンダント４０の「開始」ボタンを操作して、力条件調整処理用の動作をロボット３０に実行させる。
The teacher operates the
その後、教示者は、力条件調整画面の左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、力条件調整処理を再度実行させる。そして、教示者は、図５Ｂ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、調整結果をＰＣ２０に保存させる。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。
Thereafter, the teacher presses the “adjustment execution” button arranged on the lower left side of the force condition adjustment screen to execute the force condition adjustment process again. Then, as shown in FIG. 5B, the teacher confirms the adjustment result, presses the “Finish” button, and saves the adjustment result in the
次に、動作条件調整処理の詳細について説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、動作条件調整処理の説明図（その１）〜（その３）である。なお、図６Ａ〜図６Ｃに示す構成要素のうち、図３Ａ〜図３Ｃに示す構成要素と同一の構成要素については、図３Ａ〜図３Ｃに示す符号と同一の符号を付している。 Next, details of the operation condition adjustment processing will be described. 6A to 6C are explanatory views (No. 1) to (No. 3) of the operating condition adjustment process. 6A to 6C, the same components as those shown in FIGS. 3A to 3C are denoted by the same reference numerals as those shown in FIGS. 3A to 3C.
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６Ａ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」等が調整される。また、図６Ｂに示すように、探り動作については、「探り周期」（探り量）等が調整される。また、図６Ｃ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」等が調整される。
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」等は、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によるプログラミングペンダント４０の操作に基づいてロボット３０を動作させる。
These “contact distance”, “search period”, “insertion amount threshold lower limit”, “insertion amount threshold upper limit”, and the like need to be adjusted to set values suitable for the shape of the workpiece W. Therefore, in the operation condition adjustment process, the
そして、かかるロボット３０の動作によって得られる力センサ３３からの計測値のフィードバック値およびロボット３０（各サーボモータの位置センサ）からの位置のフィードバック値からワーク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。
Then, while measuring the shape of the workpiece W from the feedback value of the measurement value from 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７Ａ〜図９Ｂを用いて説明する。図７Ａおよび図７Ｂ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. 7A to 9B. 7A and 7B are schematic diagrams (No. 1) and (No. 2) showing an example of the operation procedure of the contact movement adjustment process.
また、図８Ａおよび図８Ｂ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９Ａおよび図９Ｂ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。 8A and 8B are schematic diagrams (No. 1) and (No. 2) showing an example of the operation procedure of the search operation adjustment process. 9A and 9B 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７Ａに示すように、接触動作調整画面は、力条件調整画面（図５Ａおよび図５Ｂ）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. 7A, the contact movement adjustment screen is configured to include a guidance screen in the same manner as the force condition adjustment screen (FIGS. 5A and 5B).
ここで、ガイダンス画面には、たとえば、図７Ａ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. 7A, “1. Teach the fitting start position P1 (a few mm above the hole) with PP.” Or “2. Horizontal direction from P1. 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７Ａ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. 7A, 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７Ａ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、「接触距離」等の指定値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. 7A has an operation screen in the lower left area, and the teacher inputs a specified value such as “contact distance” in the input item of the operation screen. Become. 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５Ｂ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。 For example, a monitor display area such as a state monitor and a waveform monitor similar to the force condition adjustment screen (see FIG. 5B) is provided on the right side of the contact operation adjustment screen.
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）等が表示される。
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
教示者は、ガイダンスメッセージに従い、ＰＣ２０を操作して「接触距離」等の指定値を入力し、さらに、プログラミングペンダント４０を操作して「接触距離」等の指定値を入力することにより、ロボット３０に対して動作態様の教示を行う。そして、教示者がプログラミングペンダント４０の「開始」ボタンを操作すると、ロボット３０が接触動作を開始する。
In accordance with the guidance message, the instructor operates the
ロボット３０による接触動作時に力センサ３３によって計測された計測値およびロボット３０（各サーボモータ）からの位置のフィードバック値は、制御装置１０へ送られ、力条件ファイル１２ａに記録される。かかる計測値及びロボット３０（各サーボモータの位置センサ）からの位置のフィードバック値は、ＰＣ２０の動作条件調整部２１ｂによる接触動作調整処理に用いられる。
The measurement value measured by the
その後、教示者は、接触動作調整画面の左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、接触動作調整処理を実行させる。つづく図７Ｂには、図７Ａの「調整実行」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７Ｂ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。 Thereafter, the teacher causes the contact operation adjustment process to be executed by pressing an “adjustment execution” button arranged on the lower left side of the contact operation adjustment screen. FIG. 7B shows an example of the contact operation adjustment screen after the “adjustment execution” button in FIG. 7A is pressed and the contact operation adjustment process is executed once. As shown in FIG. 7B, 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.
一例として、図７Ｂには、図５Ｂと同様に、「モニタを確認して、警告であればＰＰ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。 As an example, the guidance is displayed in FIG. 7B, as in FIG. 5B, “Check the monitor and readjust from PP if there is a warning. If there is an error, cancel the process.” 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、「接触距離」等の指定値の調整結果が表示される。図７Ｂ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、プログラミングペンダント４０を操作して、調整後の指定値を入力することにより、ロボット３０に対して接触動作の再教示を行うことができる。
Then, for example, an adjustment result of a specified value such as “contact distance” is displayed in the lower left area of the contact operation adjustment screen after the process is executed. 7B, if the status monitor is “warning”, the instructor operates the
そして、教示者がプログラミングペンダント４０の「開始」ボタンを操作すると、ロボット３０が再び接触動作を開始する。その後、教示者は、接触動作調整画面の左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、接触動作調整処理を実行させる。
When the teacher operates the “start” button of the
そして、教示者は、図７Ｂ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、調整結果をＰＣ２０に保存させる。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. 7B, if the “normal” status monitor is lit, the teacher confirms each waveform monitor and measurement result, presses the “end” button, and saves the adjustment result in the
つづいて、探り動作の場合について説明する。図８Ａ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７Ａおよび図７Ｂ）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. 8A, the search motion adjustment screen is basically configured with the same screen layout as the contact motion adjustment screen (FIGS. 7A and 7B).
すなわち、ガイダンス画面には、たとえば、図８Ａ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. 8A, “1. Teach position P3 (within 2 mm) shifted from P1 in the horizontal direction 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」や位置Ｐ３の「指定値」等を入力することとなる。ここで、入力される「探り周期」も教示者によって入力される指定値の一種である。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”, “specified value” of the position P3, and the like from the input items on the lower left operation screen. Here, the input “search period” is also a kind of designated value input by the teacher. 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）を操作し、「探り周期」等を入力してロボット３０へ探り動作の教示を行う。さらに、教示者がプログラミングペンダント４０の「開始」ボタンを押下すると、ロボット３０が探り動作を開始する。
Then, the instructor operates the programming pendant 40 (PP) and inputs “search period” or the like to teach the
ロボット３０による探り動作時に力センサ３３によって計測された計測値及びロボット３０（各サーボモータの位置センサ）からの位置のフィードバック値は、制御装置１０へ送られ、力条件ファイル１２ａに記録される。かかる計測値及びロボット３０（各サーボモータの位置センサ）からの位置のフィードバック値は、ＰＣ２０の動作条件調整部２１ｂによる探り動作調整処理に用いられる。
The measurement value measured by the
その後、教示者は、探り動作調整画面の左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、探り動作調整処理を実行させる。つづく図８Ｂには、図８Ａの「調整実行」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８Ｂ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。 Thereafter, the teacher causes the search motion adjustment processing to be executed by pressing an “adjustment execution” button arranged on the lower left side of the search motion adjustment screen. FIG. 8B shows an example of a search motion adjustment screen after the “adjustment execution” button in FIG. 8A is pressed and the search motion adjustment process is executed once. As shown in FIG. 8B, 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.
一例として、図８Ｂには、「モニタを確認して、警告であれば、ＰＰ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。 As an example, Figure 8B shows "Check the monitor and if it is a warning, readjust the search cycle so that it enters the hole appropriately from the PP. If there is an error, cancel the process." An example in which guidance is displayed is shown.
そして、たとえば、処理実行後の探り動作調整画面の左側下段の領域には、「探り周期」等の調整結果が表示される。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、プログラミングペンダント４０を操作して、調整後の探り周期を入力することにより、ロボット３０に対して探り動作の再教示を行うことができる。
Then, for example, an adjustment result such as “search period” is displayed in the lower left area of the search 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 operates the
そして、教示者がプログラミングペンダント４０の「開始」ボタンを押下すると、ロボット３０が再び探り動作を開始する。その後、教示者は、探り動作調整画面の左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、探り動作調整処理を実行させる。
When the teacher presses the “start” button of the
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、調整結果をＰＣ２０に保存させる。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. 8B, if the “normal” status monitor is lit, the teacher confirms each waveform monitor and measurement result, presses the “end” button, and saves the adjustment result in the
つづいて、挿入動作の場合について説明する。図９Ａ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７Ａおよび図７Ｂ）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. 9A, the insertion motion adjustment screen is basically configured with the same screen layout as the contact motion adjustment screen (FIGS. 7A and 7B).
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．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。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。 That is, on the guidance screen, for example, as shown in FIG. 9A, “1. Move to 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. 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」、「挿入量」、位置Ｐ３の「指定値」等を入力することとなる。ここで、入力される「閾値１」や「閾値２」も教示者によって入力される指定値の一種である。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）を操作し、「閾値１」や「閾値２」、「挿入量」、位置Ｐ３の「指定値」等を入力してロボット３０へ挿入動作の教示を行う。さらに、教示者がプログラミングペンダント４０の「開始」ボタンを押下すると、ロボット３０が挿入動作を開始する。
Then, the instructor operates the programming pendant 40 (PP) to input “
ロボット３０による挿入動作時に力センサ３３によって計測された計測値及びロボット３０（各サーボモータの位置センサ）からの位置のフィードバック値は、制御装置１０へ送られ、力条件ファイル１２ａに記録される。かかる計測値及びロボット３０（各サーボモータの位置センサ）からの位置のフィードバック値は、ＰＣ２０の動作条件調整部２１ｂによる挿入動作調整処理に用いられる。
The measurement value measured by the
その後、教示者は、挿入動作調整画面の左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、挿入動作調整処理を実行させる。つづく図９Ｂには、図９Ａの「調整実行」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９Ｂ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。 Thereafter, the teacher causes the insertion operation adjustment process to be executed by pressing an “adjustment execution” button arranged on the lower left side of the insertion operation adjustment screen. FIG. 9B shows an example of the insertion operation adjustment screen after the “adjustment execution” button in FIG. 9A is pressed and the insertion operation adjustment process is executed once. As shown in FIG. 9B, 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.
一例として、図９Ｂには、「モニタを確認して、警告であれば、ＰＰ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。また、たとえば、ガイダンス画面の下方における調整結果を表示する領域には、挿入量の計測値、「指定値」、調整処理後の「閾値１」および「閾値２」が表示される。
As an example, FIG. 9B shows “Check the monitor and if it is a warning, adjust the
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、プログラミングペンダント４０を操作して、「閾値１」や「閾値２」を再入力することにより、ロボット３０に対して挿入動作の再教示を行うことができる。
According to the instruction on the guidance screen shown in FIG. 9B, if the status monitor is “warning”, the instructor operates the
そして、教示者がプログラミングペンダント４０の「開始」ボタンを操作すると、ロボット３０が再び挿入動作を開始する。その後、教示者は、挿入動作調整画面の左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、挿入動作調整処理を実行させる。
When the teacher operates the “start” button of the
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、各波形モニタや計測結果を確認して「終了」ボタンを押下し、調整結果をＰＣ２０に保存させる。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. 9B, if the “normal” status monitor is lit, the teacher checks each waveform monitor and measurement result, presses the “end” button, and saves the adjustment result in the
次に、実施形態に係るＰＣ２０が実行する処理手順について、図１０を用いて説明する。図１０は、実施形態に係るＰＣ２０が実行する処理手順を示すフローチャートである。ＰＣ２０は、制御装置１０に接続され、教示者によって力条件調整処理または動作条件調整処理を行う操作を受け付けた場合に、図１０に示すフローチャートに示す処理を実行する。
Next, a processing procedure executed by the
具体的には、ＰＣ２０は、図１０に示すように、表示部２４によって教示操作画面を表示させる（ステップＳ１０１）。このとき、ＰＣ２０は、教示者による操作に応じて、力条件調整画面、接触動作調整画面、探り動作調整画面、挿入動作調整画面のうち、いずれかの教示操作画面を表示させる。
Specifically, as shown in FIG. 10, the
続いて、ＰＣ２０は、教示者によってパラメータが入力されたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、ＰＣ２０は、パラメータが入力されない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、パラメータが入力されるまで、ステップＳ１０２の判定処理を繰り返す。そして、ＰＣ２０は、パラメータが入力されると（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、制御装置１０からロボット３０の動作に伴うフィードバック値を取得する（ステップＳ１０３）。
Subsequently, the
続いて、ＰＣ２０は、調整実行操作があるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、ＰＣ２０は、調整実行操作がない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、調整実行操作があるまで、ステップＳ１０４の判定処理を繰り返す。そして、ＰＣ２０は、調整実行操作があった場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、パラメータの調整を行って表示部２４に調整結果を表示させる（ステップＳ１０５）。
Subsequently, the
続いて、ＰＣ２０は、教示操作画面の状態モニタが「正常」であるか否かを判定し（ステップＳ１０６）、状態モニタが「正常」であった場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、終了操作があるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、ＰＣ２０は、終了操作がない場合（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、終了操作があるまで、ステップＳ１０７の判定処理を繰り返す。そして、ＰＣ２０は、終了操作があった場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、調整結果情報２２ｂを記憶して（ステップＳ１０８）、処理を終了する。
Subsequently, the
一方、ステップＳ１０６において、状態モニタが「正常」でなかった場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、ＰＣ２０は、状態モニタが「警告」であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。そして、ＰＣ２０は、状態モニタが「警告」であった場合（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０２へ移す。
On the other hand, if the status monitor is not “normal” in step S106 (No in step S106), the
一方、状態モニタが「警告」でなかった場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、ＰＣ２０は、状態モニタが「エラー」であると判断し、キャンセル操作があるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、ＰＣ２０は、キャンセル操作がない場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、キャンセル操作があるまで、ステップＳ１１０の判定処理を繰り返す。そして、ＰＣ２０は、キャンセル操作があった場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、処理を終了する。
On the other hand, if the status monitor is not “warning” (step S109, No), the
上述してきたように、実施形態に係るロボットシステムにおいてロボット教示補助装置として機能するＰＣは、操作部と、調整部と、画面生成部とを備える。かかるＰＣの操作部は、センサの計測値に基づいてロボットの動作態様を修正することを含む動作命令を定義するための指定値の入力操作を受け付ける。 As described above, the PC that functions as the robot teaching auxiliary device in the robot system according to the embodiment includes the operation unit, the adjustment unit, and the screen generation unit. Such an operation unit of the PC accepts an input operation of a specified value for defining an operation command including correcting the operation mode of the robot based on the measured value of the sensor.
そして、ＰＣの調整部は、入力された指定値、および、センサの計測値に基づいて、ロボットの動作態様を修正するパラメータを調整する。さらに、ＰＣの画面生成部は、ロボットへ動作態様を教示する教示装置へのパラメータの入力に関するガイダンス情報を含む教示操作画面を生成する。 Then, the adjustment unit of the PC adjusts a parameter for correcting the operation mode of the robot based on the input designated value and the measured value of the sensor. Further, the screen generation unit of the PC generates a teaching operation screen including guidance information regarding input of parameters to the teaching device that teaches the robot to operate.
したがって、実施形態に係るロボットシステムによれば、教示者は、教示操作画面のガイダンス情報に従ってプログラミングペンダントを操作することにより、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 system according to the embodiment, the instructor operates the programming pendant according to the guidance information on the teaching operation screen to perform efficient and highly accurate teaching with a simple operation regardless of the skill level. be able to.
なお、上述した実施形態では、力条件調整部、動作条件調整部がＰＣに設けられる場合について説明したが、力条件調整部、動作条件調整部は、制御装置に設けられてもよい。かかる場合、ＰＣは、制御装置から調整後の各種パラメータを取得し、取得した調整後のパラメータとガイダンス情報とを含む教示操作画面を表示させる構成とする。 In addition, although embodiment mentioned above demonstrated the case where a force condition adjustment part and an operation condition adjustment part were provided in PC, a force condition adjustment part and an operation condition adjustment part may be provided in a control apparatus. In such a case, the PC acquires various adjusted parameters from the control device, and displays a teaching operation screen including the acquired adjusted parameters and guidance information.
かかる構成によっても、教示者は、教示操作画面のガイダンス情報に従ってプログラミングペンダントを操作することにより、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。 Even with such a configuration, the instructor can perform efficient and highly accurate teaching with a simple operation regardless of the skill level by operating the programming pendant according to the guidance information on the teaching operation screen.
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等で操作部と表示部とを一体化する構成としてもよい。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 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. 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.
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 ロボットシステム
１０ 制御装置
１１ 制御部
１１ａ ジョブ生成部
１１ｂ 動作指示部
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
２０ ＰＣ
２１ 制御部
２１ａ 力条件調整部（第１の調整部）
２１ｂ 動作条件調整部（第２の調整部）
２１ｃ 画面生成部
２２ 記憶部
２２ａ ガイダンス情報
２２ｂ 調整結果情報
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
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２ ワーク
DESCRIPTION OF
21
21b Operation condition adjustment unit (second adjustment unit)
21c
Claims (11)
入力された前記指定値、および、前記センサの計測値に基づいて、前記ロボットの動作態様を修正するパラメータを調整する調整部と、
前記ロボットへ動作態様を教示する教示装置への前記パラメータの入力に関する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
を備えることを特徴とするロボット教示補助装置。 An operation unit that accepts an input operation of a specified value for defining an operation command including correcting the operation mode of the robot based on the measurement value of the sensor;
An adjustment unit that adjusts a parameter for correcting an operation mode of the robot, based on the input specified value and the measurement value of the sensor;
A robot teaching auxiliary device, comprising: a screen generating unit that generates a teaching operation screen including guidance information related to input of the parameter to the teaching device that teaches the robot to operate.
前記ロボットに加わる力を計測する力センサである
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット教示補助装置。 The sensor is
The robot teaching assisting device according to claim 1, wherein the robot teaching assisting device is a force sensor that measures a force applied to the robot.
作業に用いるエンドエフェクタを有し、
前記センサは、
前記エンドエフェクタに加わる力を計測する力センサである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロボット教示補助装置。 The robot is
Having an end effector for work,
The sensor is
The robot teaching assisting device according to claim 1, wherein the robot teaching assisting device is a force sensor that measures a force applied to the end effector.
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２または請求項３に記載のロボット教示補助装置。 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 auxiliary device according to claim 2, further comprising: a second adjusting unit that adjusts the operation condition parameter.
前記動作態様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４に記載のロボット教示補助装置。 The second adjustment unit includes:
The robot teaching auxiliary device according to claim 4, wherein the operation condition parameter in the plurality of operations is adjusted after dividing the operation mode into a plurality of operations performed by the robot.
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５に記載のロボット教示補助装置。 The work performed by the operation mode is as follows.
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. The robot teaching auxiliary device according to claim 5, 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６に記載のロボット教示補助装置。 The second adjustment unit includes:
The robot teaching auxiliary device according to claim 6, wherein the operation condition parameters for each of the contact operation, the search operation, and the insertion operation are individually adjusted.
前記ガイダンス情報として、前記教示装置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１〜７のいずれか一つに記載のロボット教示補助装置。 The screen generator is
The teaching operation screen including a guidance message indicating an operation procedure of the teaching device and a guide diagram corresponding to the content of the guidance message is generated as the guidance information. The robot teaching auxiliary device 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１〜８のいずれか一つに記載のロボット教示補助装置。 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 auxiliary device according to any one of claims 1 to 8.
前記ロボットへ動作態様を教示する教示装置と、
前記教示装置による教示の補助を行うロボット教示補助装置と
を含み、
前記ロボット教示補助装置は、
センサの計測値に基づいてロボットの動作態様を修正することを含む動作命令を定義するための指定値の入力操作を受け付ける操作部と、
入力された前記指定値、および、前記センサの計測値に基づいて、前記ロボットの動作態様を修正するパラメータを調整する調整部と、
前記教示装置への前記パラメータの入力に関する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
を備えることを特徴とするロボットシステム。 With robots,
A teaching device for teaching the robot of an operation mode;
A robot teaching assistance device for assisting teaching by the teaching device,
The robot teaching auxiliary device is:
An operation unit that accepts an input operation of a specified value for defining an operation command including correcting the operation mode of the robot based on the measurement value of the sensor;
An adjustment unit that adjusts a parameter for correcting an operation mode of the robot, based on the input specified value and the measurement value of the sensor;
A screen generation unit that generates a teaching operation screen including guidance information related to the input of the parameter to the teaching device.
入力された前記指定値、および、前記センサの計測値に基づいて、前記ロボットの動作態様を修正するパラメータを調整部によって調整する工程と、
前記ロボットへ動作態様を教示する教示装置への前記パラメータの入力に関するガイダンス情報を含む教示操作画面を画面生成部によって生成する工程と
を含むことを特徴とするロボット教示方法。 A step of accepting an input operation of a specified value for defining an operation command including correcting an operation mode of the robot based on a measurement value of the sensor by the operation unit;
Adjusting a parameter for correcting an operation mode of the robot by an adjustment unit based on the input specified value and the measurement value of the sensor;
Generating a teaching operation screen including guidance information related to the input of the parameter to the teaching device that teaches an operation mode to the robot by a screen generation unit.
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